JP4690857B2 - バルク伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、ＣＡＴＶセンタのセンタ装置が接続されてなる通信装置と、ＣＡＴＶ加入者の端末装置が接続されてなる通信装置とが、ＣＡＴＶ網における複数の伝送経路それぞれを介して双方向通信可能に接続されてなるバルク伝送システムに関する。

本願出願人は、データ通信の速度を向上させるためのバルク伝送システムについて提案をしている。具体的には、複数の伝送経路（複数チャネル）の両端に設置された通信装置（ケーブルモデム終端装置，ケーブルモデム）間で、遅延時間を算出するためのデータをやりとりし、このやりとりに基づいてデータストリームの送信についての遅延制御を行う、といったシステムである（特許文献１参照）。このシステムであれば、受信側の装置（端末装置）が、送信側の装置（センタ装置）による送信順でデータストリームを構成する各データ（複数のフレームからなるデータ）を受信することができるようになる。
特開２００５−８６２７４号公報

しかし、上述した技術においては、通信装置間で遅延時間を算出するためだけに用いられるデータをやりとりすることから、本来の通信とは無関係なデータによりトラフィックが増加してしまい、本来の通信が妨げられてしまう恐れがある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、受信側の装置が送信側の装置による送信順でデータストリームを受信できるようにするにあたって、本来の通信が妨げられないようにするための技術を提供することである。

上記課題を解決するため第１の構成に係るバルク伝送システムは、ＣＡＴＶセンタのセンタ装置が接続されてなる通信装置と、ＣＡＴＶ加入者の端末装置が接続されてなる通信装置とが、ＣＡＴＶ網における複数の伝送経路それぞれを介して双方向通信可能に接続されてなるバルク伝送システムである。このシステムにおいて、通信装置それぞれは、当該通信装置に接続された装置から出力されるデータストリームを、前記複数の伝送経路のうち１以上の伝送経路を選択的に用いて、該伝送経路を介して接続された通信装置に対して送信する選択送信手段と、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、該データそれぞれのデータストリームにおける送信順序を特定する順序特定手段と、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれを、前記順序特定手段により特定された順序に従って、当該通信装置に接続された装置（以下、「接続装置」という）に対して出力するデータ出力手段と、を備えている。

この構成において、選択送信手段は、接続装置から出力されたデータストリームを、１以上の伝送経路を選択的に用いて通信装置に送信する手段である。ここでは、データストリームを構成するデータそれぞれについて伝送経路が選択されることとなる。この場合の伝送経路の選択は、どのような方法であってもよい。例えば、データストリームを構成する各データそれぞれについて、複数の伝送経路それぞれを順番またはランダムに選択する、といった方法が考えられる。

また、順序特定手段が送信順序を特定する際に参照する付加情報は、データに付加されている情報であって、データストリームにおける送信順序を特定可能な情報であれば、どのような情報であってもよい。例えば、データのヘッダ情報に含まれるシーケンス番号などを採用することが考えられる。

また、この構成においては、複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれを記憶部に一時記憶させる一時記憶手段を備えるとよい。この場合、順序特定手段は、一時記憶手段により一時記憶されたデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、該データそれぞれのデータストリームにおける送信順序を特定して、データ出力手段は、一時記憶手段により一時記憶されたデータそれぞれを、順序特定手段により特定された順序に従って出力する、ように構成するとよい。

ところで、上述した通信装置間では、それぞれ異なるセッションにおける複数のデータストリームが同時にやりとりされることもある。このような場合、セッション毎に順序制御を行う必要がある。このためには、例えば、第２の構成のようなバルク伝送システムのように構成することが考えられる。

このバルク伝送システムのうち、通信装置においては、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、該データのデータストリームに関するセッションを特定するセッション特定手段が備えられている。また、前記順序特定手段は、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに基づいて、該データそれぞれについて前記セッション特定手段により特定されたセッション別に、該データそれぞれのデータストリームにおける送信順序を特定する。そして、前記データ出力手段は、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれを、前記順序特定手段により特定されたセッション別の順序に従って、当該通信装置に接続された装置に対して送信する、ように構成されている。

この構成において、順序特定手段がセッションを特定する際に参照する付加情報は、データに付加されている情報であって、データストリームに関するセッションを特定可能な情報であれば、どのような情報であってもよい。例えば、データのヘッダ情報に含まれる送信元ポート番号，送信元ＩＰアドレス，宛先ポート番号，宛先ＩＰアドレスなどを採用することが考えられる。

なお、上述したバルク伝送システムを構成する通信装置は、この通信装置が備える全ての手段として機能させるためのプログラム（コンピュータによる処理に適した命令の順番付けられた列からなる）を実装した装置によって構成することもできる。

第１の構成に係るバルク伝送システムによれば、通信装置は、複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、各データのデータストリームにおける送信順序を特定し、その順序に従い、受信されたデータそれぞれを、当該通信装置に接続された装置（以下、「接続装置」という）に対して出力する。

このように、データストリームにおけるデータの送信順序は、そのデータの付加情報に基づいて特定されるため、通信装置間で送信順序を特定するためだけのデータがやりとりされることはない。これによって、受信側の通信装置が送信側の通信装置による送信順でデータストリームを受信するにあたり、本来の通信が妨げられることを防止できる。

第２の構成に係るバルク伝送システムによれば、通信装置は、各データのデータストリームにおける送信順序をセッション別に特定し、その順序に従い、受信されたデータそれぞれを、セッション別の送信順序で接続装置に出力することができる。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
バルク伝送システム１は、ＣＡＴＶセンタ側に設置されたセンタ装置１０が接続されてなる通信装置２０と、ＣＡＴＶ加入者の端末装置３０が接続されてなる通信装置４０とが、ＣＡＴＶ網１００における複数（本実施形態では、３つ）の伝送経路５０それぞれを介して双方向通信可能に接続されてなるシステムである。

ＣＡＴＶセンタ側の通信装置２０は、各伝送経路５０に接続された複数のケーブルモデム終端装置（以降「ＣＭＴＳ」という；Cable Modem Termination System）２２、各ＣＭＴＳ２２とセンタ装置１０との間におけるデータ通信を中継する中継装置２４などを備えている。この中継装置２４は、内蔵メモリ（不図示）に記憶されたプログラムに従って制御部（不図示）が後述する処理を含む各種処理を実行することで全体が統括制御される。

加入者側の通信装置４０は、各伝送経路５０に接続された複数のケーブルモデム（以降「ＣＭ」という；Cable Modem ）４２，各ケーブルモデム４２と端末装置３０との間におけるデータ通信を中継する中継装置４４などを備えている。この中継装置４４は、内蔵メモリ（不図示）に記憶されたプログラムに従って制御部（不図示）が後述する処理を含む各種処理を実行することで全体が統括制御される。

ここで、上述した通信装置２０，４０の起動以降、中継装置２４，４４（の制御部）が繰り返し実行する受信バッファ処理を図２に基づいて説明する。
この受信バッファ処理が起動されると、まず、データが受信されるまで待機状態となり（ｓ１１０：ＮＯ）、その後、データが受信されたら（ｓ１１０：ＹＥＳ）、そのデータが伝送経路５０経由で受信されたものであるか否かがチェックされる（ｓ１２０）。

このｓ１２０で、受信データが伝送経路５０経由で受信されたものであると判定された場合（ｓ１２０：ＹＥＳ）、その受信データがヘッダ情報共々内蔵メモリに一時記憶され（ｓ１３０）、その受信データのセッションに関する情報が内蔵メモリに記憶された後（ｓ１４０）、プロセスがｓ１１０に戻る。このｓ１４０では、受信データに付加されたヘッダ情報のうち、送信元ＩＰアドレス，宛先ＩＰアドレス，送信元ポート番号，宛先ポート番号，期待シーケンス番号が、これら情報列を登録するためのデータテーブル（以降「セッションテーブル」という）に登録する処理が行われる。なお、この情報列のうち、「期待シーケンス番号」とは、ヘッダ情報のシーケンス番号にその受信データにおけるデータ領域のバイトサイズが加算されてなるパラメータである。

一方、ｓ１２０で、受信データが通信装置２０，４０に接続された装置（センタ装置１０，端末装置３０；以降「接続装置」という）から送信されたものであると判定された場合（ｓ１２０：ＮＯ）、その受信データがそのまま伝送経路５０側に出力（転送）された後（ｓ１５０）、プロセスがｓ１１０に戻る。なお、このｓ１５０においては、複数の伝送経路５０それぞれが順番またはランダムに選択され、そうして選択された伝送経路５０に対して受信データが送信される。

続いて、通信装置２０，４０の起動以降、上記受信バッファ処理と並列して中継装置２４，４４（の制御部）が繰り返し実行するバッファ転送処理を図３に基づいて説明する。
このバッファ転送処理が起動されると、まず、上述したｓ１３０により１以上の受信データが内蔵メモリに一時記憶された状態となるまで待機状態となり（ｓ２１０：ＮＯ）、一時記憶された状態となったら（ｓ２１０：ＹＥＳ）、こうして一時記憶された受信データのうちいずれかの受信データについて、その受信データと同一セッション（フロー）でやりとりされるべきデータが特定される（ｓ２２０）。このｓ２２０では、内蔵メモリに一時記憶された受信データのうち、上記いずれかの受信データとヘッダ情報の内容（送信元ＩＰアドレス，宛先ＩＰアドレス，送信元ポート番号および宛先ポート番号，以下同様）が一致する受信データそれぞれが、同一セッションでやりとりされるべきデータとして特定される。

こうして、やりとりされるべきデータが特定されたら、そうして特定されたデータのうち、次に接続装置へと出力すべきデータが特定される（ｓ２３０）。ここでは、上記セッションテーブルから、ｓ２２０で特定されたデータそれぞれのヘッダ情報の内容と同じ内容が登録されているレコードが特定される。そして、ｓ２２０で特定されたデータのうち、ヘッダ情報のシーケンス番号が上記レコードにおける期待シーケンス番号と一致するデータが、次に接続装置へと出力すべきデータとして特定される。ここでいう出力すべきデータとは、あるセッションでやりとりされるデータストリームにおけるデータの送信順序が次となっているデータのことを意味する。

次に、ｓ２３０にて特定されたデータのセッションに関する情報が内蔵メモリに更新される（ｓ２４０）。ここでは、まず、上記セッションテーブルのうち、ｓ２３０において特定されたレコードが、同ｓ２３０にて特定されたデータ（出力すべきデータ）のヘッダ情報に更新される。なお、ここでも、ｓ１４０と同様、ｓ２３０にて特定されたデータにおけるヘッダ情報のシーケンス番号にその受信データにおけるデータ領域のバイトサイズが加算され、このパラメータが「期待シーケンス番号」として更新される。

そして、ｓ２３０にて特定されたデータが、接続装置側に出力（転送）された後（ｓ２５０）、プロセスがｓ２１０へ戻る。このｓ２５０では、データの出力だけでなく、そのデータの内蔵メモリからの削除も行われる。

上述したように、バルク伝送システムにおいては、複数の伝送経路５０を用いてデータストリームのやりとりを中継しているが、この伝送経路５０それぞれが一対多，多対多のやりとりを中継する構成である場合、各伝送経路５０におけるトラフィックに応じて伝送経路５０それぞれの伝送速度が異なってくる。これは、受信側の通信装置２０，４０においてデータストリームを構成する各データの順番が入れ替わるような不具合が発生しうることを意味する。このような不具合が発生した場合においては、通信装置２０，４０が、本来後に転送すべきデータを先に接続装置へ出力してしまい、接続装置側では、順番通りにデータが受信されないことをもって再送要求をしてしまう恐れがある。このような再送要求は、伝送経路５０それぞれのトラフィックが均一でない状況ではその発生頻度が高くなり、伝送経路５０における帯域を無用に消費してしまう原因となりかねない。

ところが、本実施形態のバルク伝送システム１によれば、通信装置２０，４０は、データストリームのやりとりを中継するにあたり、複数の伝送経路５０を介して受信されるデータそれぞれのヘッダ情報に基づいて、各データのデータストリームにおける送信順序を特定し（図３のｓ２３０）、その順序に従い、受信されたデータそれぞれを、接続装置に対して出力（転送）する（同図ｓ２５０）。これにより、データストリームを構成する各データを、その送信順序通りに接続装置側へ転送することができる。

このように、データストリームにおけるデータの送信順序は、そのデータのヘッダ情報に基づいて特定されるため、通信装置２０，４０間で送信順序を特定するためだけのデータがやりとりされることはない。これによって、受信側の通信装置が送信側の通信装置による送信順でデータストリームを受信するにあたり、本来の通信が妨げられることを防止することができる。

また、各データのデータストリームにおける送信順序を特定する際、通信装置２０，４０は、各データのデータストリームにおける送信順序をセッション別に特定し（同図ｓ２２０〜ｓ２３０）、受信されたデータそれぞれを、セッション別の順番に従い接続装置に対して出力（転送）することができる（同図ｓ２５０）。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されず、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態においては、図３のｓ２２０でセッションを特定するにあたり、データのヘッダ情報を参照する構成を例示した。しかし、セッションを特定するに際して参照する情報については、データに付加された付加情報であれば、ヘッダ情報以外の情報であってもよい。

また、上記実施形態においては、図３のｓ２３０で送信順序を特定するにあたり、データのヘッダ情報（シーケンス番号）を参照する構成を例示した。しかし、送信順序を特定するに際して参照する情報については、データに付加された付加情報であれば、ヘッダ情報（シーケンス番号）以外の情報であってもよい。

また、上記実施形態においては、バッファ転送処理で、次に出力すべきデータを特定し、そうして特定したデータを出力するように構成されたものを例示した。しかし、データストリームを構成するデータそれぞれを送信順序に従って出力する構成としては、これ以外の構成を採用することもできる。例えば、図２のｓ１４０において、図３のｓ２２０，ｓ２３０と同様の手順で内蔵メモリに一時記憶されているデータに対するセッション別の送信順に並び替え（送信順序を特定できるような対応付け）を行うこととし、図３のｓ２１０で「ＹＥＳ」と判定された場合、ｓ２２０〜ｓ２４０を行うことなく、上記並び替えられた送信順に基づいてｓ２５０で次に出力すべきデータを出力することとすればよい。

以上説明した実施形態において、図２のｓ１５０は本願発明における選択送信手段であり、図３のｓ２２０は本発明におけるセッション特定手段であり、同図ｓ２３０は本発明における順序特定手段であり、同図ｓ２５０は本発明におけるデータ出力手段である。

バルク伝送システムの全体構成を示すブロック図 受信バッファ処理を示すフローチャート バッファ転送処理を示すフローチャート

符号の説明

１…バルク伝送システム、１０…センタ装置、２０…通信装置、２２…ケーブルモデム終端装置、２４…中継装置、３０…端末装置、４０…通信装置、４２…ケーブルモデム、４４…中継装置、５０…伝送経路。

Claims (1)

1. ＣＡＴＶセンタのセンタ装置が接続されてなる通信装置と、ＣＡＴＶ加入者の端末装置が接続されてなる通信装置とが、ＣＡＴＶ網における複数の伝送経路それぞれを介して双方向通信可能に接続されてなるバルク伝送システムであって、
   前記通信装置それぞれは、
   当該通信装置に接続された装置から出力されるデータストリームを、前記複数の伝送経路のうち１以上の伝送経路を選択的に用いて、該伝送経路を介して接続された通信装置に対して送信する選択送信手段と、
   前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、該データそれぞれのデータストリームにおける送信順序を特定する順序特定手段と、
   前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれを、前記順序特定手段により特定された順序に従って、当該通信装置に接続された装置に対して出力するデータ出力手段と、を備えており、
   さらに、
   前記通信装置においては、
   前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに付加された付加情報に基づいて、該データのデータストリームに関するセッションを特定するセッション特定手段が備えられており、
   前記順序特定手段は、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれに基づいて、該データそれぞれについて前記セッション特定手段により特定されたセッション別に、該データそれぞれのデータストリームにおける送信順序を特定して、
   前記データ出力手段は、前記複数の伝送経路を介して受信されるデータそれぞれを、前記順序特定手段により特定されたセッション別の順序に従って、当該通信装置に接続された装置に対して送信する、ように構成されている
   ことを特徴とするバルク伝送システム。

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