JP5178546B2 - 中継機器および遠隔起動システム - Google Patents

Description

本発明は、通信装置の遠隔起動システムに係わり、特にネットワークを介して他の通信端末を起動可能な通信装置の制御方法に関する。

ネットワークを介して待機状態にある通信機器（以下、被制御機器と呼ぶ）を起動する技術としてＷａｋｅ Ｏｎ ＬＡＮ（以下、ＷＯＬと呼ぶ）がある。ＷＯＬでは、マジックパケットと呼ばれる特定のデータ列を含むパケットを送ることで、被制御機器を起動する。したがって被制御機器はパケットを受信し、マジックパケットかどうかの判定を行う必要がある。そのためにはネットワークインターフェースへの電力供給を行う必要があり、その分の待機電力が発生するという課題があった。

上記の課題を解決する手段の一つに、下記特許文献１で提案されている手法がある。この手法では、低消費電力で動作する高感度整流器と電源制御手段を使用する。高感度整流器はネットワークインターフェースへ送られてきた起動用の電気信号を電圧へ変換し、それによって電源制御手段を作動させることで機器を起動する。パケットの解析は行わないため、ネットワークインターフェースへの電力供給を行う必要がなく、ＷＯＬよりも被制御機器の待機電力を減らしつつ、ネットワークを介した起動を実現できる。

特開平２００７−２５９３３９公報（１０頁、図２）

上述したように、特許文献１はＷＯＬよりも被制御機器の待機電力を減らすことができる。ただし、特許文献１は制御機器と被制御機器が直接接続されている場合を想定している。したがって、制御機器と被制御機器が直接通信を行うことができない場合には対応できないという課題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、制御機器と被制御機器の間に存在し、制御機器から発信された起動パケットを受けて、被制御機器に起動用の制御信号を送ることで、被制御機器を起動することを可能とする中継装置および遠隔起動システムを提供することを目的とする。

本発明の一観点に係る中継機器は、被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを受信する手段と、前記起動パケット内で指定された前記被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号をリンクダウンしている全てのイーサネット（登録商標）のポートに対して送信する手段と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、被制御機器に接続されている中継機器が、制御機器が発信した起動パケットを受けた場合に、被制御機器に対して起動用の電気信号を送ることで、有線ネットワークを介した機器の起動が可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る被制御機器（制御機器）を示すブロック図 ＷＯＬにおけるマジックパケットの形式を示す図 本発明の第１の実施形態の機器構成を示す図 本発明の第１の実施形態における起動パケットの形式を示す図 本発明の第１の実施形態におけるスイッチ２００Ｃの構成を示す図 本発明の第１の実施形態のスイッチの動作を示すフローチャート 本発明の第２の実施形態におけるスイッチ２００Ｃの構成を示す図 本発明の第２の実施形態におけるルータ２００Ｂの動作を示すフローチャート 本発明の第３の実施形態における機器の構成を示す図 本発明の第３の実施形態における各スイッチの動作を示すフローチャート 本発明の第４の実施形態における各スイッチの動作を示すフローチャート 本発明の第５の実施形態における機器の構成を示す図 本発明の第５の実施形態における起動パケットの形式を示す図 本発明の第５の実施形態におけるスイッチの動作を示すフローチャート

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る被制御機器（制御機器）を示すブロック図である。

被制御機器１００は主要処理部１０１と、イーサネット処理部１０２と、コネクタ１０３と、高感度整流器１０４と、ＩＤ判定部１０５と、電源制御部１０６と、主電源１０７とを備える。また、主要処理部１０１は、ＣＰＵ１０８とメモリ１０９を備える。

通常のＷＯＬでは、コネクタ１０３を介してイーサネット処理部１０２へマジックパケットが送られる。ＷＯＬにおけるマジックパケットの形式を図２に示す。ペイロード部には１６進数表記でＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦに続いて、被制御機器のＭＡＣアドレスが１６回続く。イーサネット処理部１０２はマジックパケットを解析し、ペイロード部にＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦと、自身のＭＡＣアドレスが１６回続いていれば、電源制御部１０６を制御して主要処理部１０１へ電力を供給する。

本実施形態における被制御機器では、コネクタ１０３を介して高感度整流器１０４が起動用信号を受け取り、起動用信号に応じた電圧をＩＤ判定部１０５に送る。ＩＤ判定部１０５は高感度整流器１０４から受け取った電圧に応じて、０と１で表現されるＩＤを検出する。ＩＤ判定部１０５にはあらかじめ被制御機器起動用ＩＤが設定されており、検出したＩＤとあらかじめ設定されている被制御機器起動用ＩＤが等しい場合に、電源制御部１０６を制御して主要処理部１０１およびイーサネット処理部１０２へ電力を供給する。この高感度整流器１０４とＩＤ判定部１０５は、例えば特開２００８−１３６１７５に記載の方法で実現できる。

前述の特許文献１では、制御機器と被制御機器が直接接続されている環境を想定していた。したがって、制御機器は起動用信号を直接、被制御機器に送ることができた。しかし、例えば制御機器を会社のＰＣ、被制御機器を自宅のＰＣと想定すると、一般的に両者はルータやスイッチなどの中継機器を介して接続されることになる。起動用信号は一般的なパケットの形式とは異なるため、ルータやスイッチによって転送できない。したがって、制御機器は被制御機器と直接接続されている中継機器に対して起動を指示するパケット（以下、起動パケットと呼ぶ）を送る必要がある。また、中継機器は制御機器の代わりに起動用信号を送る必要がある。

図３は、本発明の第１の実施形態の機器構成を表す図である。制御機器１００Ａと被制御機器１００Ｂの間には複数のルータ２００Ａ、２００Ｂとスイッチ２００Ｃを介して接続されている。図３において被制御機器１００Ｂのみが待機状態（電源ＯＦＦ）であるとする。後述するように、制御機器１００Ａが送信する起動パケットのＩＰヘッダは、ＷＯＬにおけるマジックパケットのＩＰヘッダと同じ内容である。したがって起動パケットは、被制御機器１００Ｂと同一のサブネットワーク３００に配置されているスイッチ２００Ｃまで、ＷＯＬと同様の仕組みを利用して転送できる。

図４は、本発明の第１の実施形態における起動パケットの形式である。起動パケットの形式の大部分はＷＯＬにおけるマジックパケットと同じであるが、ペイロード部に含まれるデータが異なる。起動パケットのペイロード部には、マジックパケットと同様にＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦと、被制御機器のＭＡＣアドレスが１６個含まれており、さらに被制御機器１００ＢのＩＤ判定部１０５に設定されている被制御機器起動用ＩＤが含まれている。

図５は、第１の実施形態に係るスイッチ２００Ｃの構成を表す図である。構成としては、一般的なスイッチの構成と同様である。ただし、スイッチコントローラ２１０の動作が一般的なスイッチの動作とは異なる。図の簡略化のためにコネクタ１０３を2つしか図示していないが、実際にはポートの数だけコネクタ１０３とそれに対応するイーサネット処理部を構成要素として持つ。

図６は、本発明の第１の実施形態に係るスイッチコントローラ２１０の動作を示すフローチャートである。スイッチコントローラ２１０はイーサネット処理部１０２からパケットを受け取ると（１）、そのパケットが起動パケットかどうかを判断する（２）。起動パケットであれば、ペイロード部の被制御機器起動用ＩＤを参照し、リンクダウンしている全てポートに対して被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を送る（３）。起動パケットでなければ、一般的なスイッチコントローラの動作を行う（４）。

リンクダウンしている全てのポートに対して被制御機器起動用ＩＤを送る理由を説明する。待機中の被制御機器１００Ｂのイーサネット処理部１０２には電力が供給されていないため、スイッチ２００Ｃに対してリンクパルスを送ることができない。したがって、スイッチ２００Ｃは、被制御機器１００Ｂと接続されているポートはリンクダウンしていると判断する。したがって、リンクダウンしているポートに対して被制御機器起動用ＩＤを送る必要がある。また、スイッチ２００Ｃは被制御機器１００Ｂがどのポートに接続されているかわからないため、リンクダウンしている全てのポートに被制御機器起動用ＩＤを送る必要がある。

このように、第１の実施形態に係るスイッチは、制御機器から受け取った起動パケットを解析し、リンクダウンしている全てのポートに対して被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を送る。これにより、制御機器はスイッチを介して被制御機器を起動することが可能となる。また、制御機器とスイッチの間にルータが存在しなくても、スイッチの動作は同じでよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態は、被制御機器１００Ｂ以外の機器はすべて起動しているという環境であった。第２の実施形態では、被制御機器と同一のサブネットワーク３００に配置されているスイッチ２００Ｃが電源ＯＦＦである環境における、被制御機器１００Ｂの起動方法を説明する。第２の実施形態の機器構成は、第１の実施形態と同じく図３で表される。

図７は、第２の実施形態におけるスイッチ２００Ｃの構成を表す図である。被制御装置１００と同様に、高感度整流器１０４とＩＤ判定部１０５を備えることにより、起動用信号を受けて電源制御部１０６を制御し、主要処理部２０１およびイーサネット処理部１０２へ電力を供給できる。すなわち、第２の実施形態におけるスイッチ２００は、ネットワークを介して起動できる。すべてのスイッチ２００のＩＤ判定部１０５に設定されている起動用ＩＤは、共通のＩＤであるとする。以下、この起動用ＩＤのことを、スイッチ起動用ＩＤと呼ぶ。

第２の実施形態ではスイッチ２００Ｃは電源ＯＦＦである可能性があるため、被制御機器１００Ｂと同一のサブネットワーク３００に配置されているルータ２００Ｂは、起動パケットを受け取った際に、まずスイッチ２００Ｃを起動してから起動パケットを送信する必要がある。

図８は、第２の実施形態におけるルータ２００Ｂの動作を表すフローチャートである。ルータ２００Ｂはパケットを受信すると（１）、パケットのあて先のネットワークが、被制御機器１００Ｂが設置されているサブネットワーク３００であるかどうかを判定する（２）。サブネットワーク３００宛のパケットであれば、そのパケットが起動パケットかどうかを判定する（３）。起動パケットであれば、リンクダウンポートが存在するか判定する（４）。存在する場合は、リンクダウンしている全てのポートにスイッチ起動用ＩＤを現す電気信号を送る（５）。これにより、スイッチ２００Ｃが電源ＯＦＦだとしても、起動することができる。最後にルータ２００Ｂは、リンクアップしている全てのポートに対して起動パケットを転送する（６）。スイッチ２００Ｃが電源ＯＦＦであった場合も、最初のスイッチ起動用ＩＤ信号によって電源ＯＮになるため、ルータ２００Ｂとスイッチ２００Ｃを接続するポートはリンクアップする。したがって、ルータ２００Ｂはスイッチ２００Ｃに起動パケットを送ることができる。スイッチ２００Ｃは第１の実施形態と同じ動作を行い、被制御機器１００Ｂを起動する。

このように第２の実施形態では、スイッチにも高感度整流器１０４とＩＤ判定部１０５を搭載する。また、ルータ２００Ｂはスイッチ２００Ｃの電源がＯＦＦになっている可能性を考慮して動作する。これによって、スイッチが電源ＯＦＦであった場合でも、被制御機器を起動することができる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態と第２の実施形態では、被制御機器と同一のサブネットワークに配置されているスイッチの数は１台であった。しかし、スイッチが多段構成になっており、被制御機器が複数存在する可能性はある。第３の実施形態では、スイッチが多段構成で、かつ被制御機器が複数存在しても、任意の被制御機器を起動する方法について説明する。

図９は、第３の実施形態における機器の構成を表す図である。図９のようにスイッチ２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅが多段構成されているとする。各被制御機器と各スイッチは電源ＯＦＦであるかもしれない。

図１０は第３の実施形態における各スイッチの動作を表すフローチャートである。スイッチはパケットを受信すると（１）、そのパケットが起動パケットかどうかを判定する（２）。起動パケットであれば、リンクダウンしているポートが存在するかどうかを判定する（３）。リンクダウンしているポートがなければ、リンクアップしている全てのポートに起動パケットを転送する（４）。また、リンクダウンしているポートがあれば、リンクダウンしている全てのポートにスイッチ起動用ＩＤ信号を送る（５）。その後で、リンクアップしている全てのポートに起動パケットを転送し、リンクダウンしている全てのポートに起動パケットのペイロードに含まれている被制御機器起動用ＩＤの電気信号を送る（６）。

リンクダウンしているポートに、まずスイッチ起動用ＩＤ信号を送ることで、スイッチが多段構成になっている場合でも、スイッチを起動してから起動パケットを転送できる。スイッチ起動用ＩＤ信号を送ってもリンクダウンしていれば、そのポートに接続されているのは被制御機器であるため、起動パケットのペイロードに含まれている被制御機器起動用ＩＤの電気信号を送る。全ての被制御機器に被制御機器起動用ＩＤ信号が送られた結果、ＩＤ判定部に設定されている被制御機器起動用ＩＤが等しい被制御機器のみが起動する。被制御機器ごとに固有の被制御機器起動用ＩＤを設定しておけば、任意の被制御機器１台のみを起動することができる。

このように第３の実施形態におけるスイッチによれば、スイッチが多段構成されており、かつ電源ＯＦＦである場合でも、任意の被制御機器を起動することができる。

（第４の実施形態）
第３の実施形態では、全てのスイッチを起動し、起動パケットを送ることで、全ての被制御機器に被制御機器起動用ＩＤ信号を届けられる。しかし、この方法では、制御機器と被制御機器の通信に関係のないスイッチまで処理が発生する。したがって、その分の消費電力が発生する。第４の実施形態では、この課題を解決するための方法を説明する。

第４の実施形態における機器の構成は、第３の実施形態における機器の構成と同じく図９で表される。スイッチは多段構成されており、電源ＯＦＦであるかもしれない。

第４の実施形態におけるスイッチは、起動パケットに対してＭＡＣアドレスによるフィルタリングを行う。

まず一般的なスイッチのＭＡＣアドレスによるフィルタリングの処理を説明する。スイッチ２００は受信したイーサネットフレームの送信元のＭＡＣアドレスと、受信ポートを関連付けてアドレステーブル２１１に記憶する。この情報をＭＡＣアドレステーブルと呼ぶ。すなわちＭＡＣアドレステーブルは、どのポートに、どのＭＡＣアドレスを持つ機器が接続されているかを調べるための情報である。スイッチはイーサネットフレームを受信した際に、イーサネットヘッダの宛て先ＭＡＣアドレスを参照し、ＭＡＣアドレステーブルからイーサネットフレームを転送するべきポートを決定する。これにより、イーサネットフレームを転送するポートを制限できる。

第４の実施形態におけるスイッチは、ＭＡＣアドレステーブルを利用して、起動パケットを転送するポートを限定する。ただし、イーサネットヘッダの宛て先ＭＡＣアドレスではなく、ペイロードにおいて、ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦの後に続くＭＡＣアドレスに基づいて、ＭＡＣアドレステーブルから転送するポートを決定する。

図１１は、第４の実施形態における各スイッチの動作を示すフローチャートである。スイッチはパケットを受信すると（１）、そのパケットが起動パケットかどうかを判定する（２）。起動パケットである場合、ペイロードにおいて指定されているＭＡＣアドレスに基づいてＭＡＣアドレステーブルを参照する（３）。ペイロードにて指定されているＭＡＣアドレスの情報がＭＡＣアドレステーブルに存在すれば、ポートを限定できる。

ポートを限定できた場合、対象となるポートがリンクダウンしているかどうかを判定する（４）。リンクダウンしていなければ、対象ポートにのみ起動パケットを送って処理を終了する（５）。リンクダウンしていれば、対象ポートにスイッチ起動用ＩＤ信号を送信する（６）。その後、あらためて対象ポートがリンクダウンしているかどうかを判定する（７）。まだリンクダウンしていれば、対象ポートに起動パケットのペイロードに含まれる被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を送信する（８）。リンクアップしていれば、対象ポートに起動パケットを転送する（５）。

ＭＡＣアドレステーブルに情報がなく、ポートを限定できなかった場合は、第３の実施形態におけるスイッチと同様の処理を行う。すなわち、リンクダウンしているポートが存在するかどうかを判定し（９）、リンクダウンしているポートがなければ、リンクアップしている全てのポートに起動パケットを転送する（１０）。リンクダウンしているポートがあれば、リンクダウンしている全てのポートにスイッチ起動用ＩＤ信号を送る（１１）。その後で、リンクアップしている全てのポートに起動パケットを転送し、リンクダウンしている全てのポートに起動パケットのペイロードに含まれている被制御機器起動用ＩＤの電気信号を送る（１２）。

このように第４の実施形態におけるスイッチによれば、ＭＡＣアドレステーブルによるフィルタリングを行うことで、起動パケットや被制御機器起動用ＩＤ信号を送信するポートを限定できるため、制御機器と起動対象となっている被制御機器の通信に関係のないスイッチに無駄な処理が発生することを避けられる。

なお、一般的なスイッチの場合は、アドレステーブル２１１を揮発性のメモリで実現しているため、電源ＯＦＦになった時点でＭＡＣアドレステーブルの情報は消えてしまう。したがって、スイッチ起動用ＩＤ信号で起動した直後の状態では、ポートを限定できない。しかし、ＭＡＣアドレステーブルをＭＲＡＭなどの不揮発性メモリに記憶することで、電源ＯＦＦになってもテーブルの情報を維持できる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態では、被制御機器が位置するサブネットワークの構成が、冗長リンク構成になっている場合において、被制御機器の起動方法を説明する。

図１２は、第５の実施形態における機器の構成を表す図である。サブネットワークには３つのスイッチ２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅが冗長リンクを構成するように接続されている。このようなネットワーク構成では、ブロードキャストパケットがスイッチ間でループする。そこで、一般的なスイッチはスパニングツリーを構成して、ループが起きないようにパケットの転送を制御する。

スパニングツリーの情報は、スイッチが電源ＯＦＦになると消えてしまうため、スイッチ起動用ＩＤ信号で起動した直後の状態では、ループを防止できない。ＭＲＡＭなどの不揮発性メモリを利用できれば電源ＯＦＦになってもスパニングツリーの情報は消えないが、全てのスイッチが不揮発性メモリを利用できるとは限らない。

そこで、第５の実施形態におけるスイッチは、スパニングツリーを用いずにパケットのループを防止する。第５の実施形態における制御機器は、起動パケットにパケットＩＤを含める。パケットＩＤの値は、例えば現在の日時から生成できる。スイッチは起動パケットを受信すると、パケットＩＤを記憶する。そして、同じパケットＩＤを持つ起動パケットを再度受信した際には、起動パケットを破棄する。

図１３は、第５の実施形態における起動パケットの形式を表す図である。ペイロードにパケットＩＤが含まれている。

図１４は、第５の実施形態におけるスイッチの動作を示すフローチャートである。スイッチはパケットを受信すると（１）、そのパケットが起動パケットかどうかを判定する（２）。起動パケットであれば、パケットＩＤを参照し、過去に受信した起動パケットかどうかを判定する（３）。過去に受信した起動パケットであれば破棄して処理を終了する（１６）。過去に受信したことがなければ、パケットＩＤを記憶する（４）。

パケットＩＤを記憶した後は、第４の実施形態におけるスイッチと同様の動作をする。すなわち、ＭＡＣアドレステーブルを参照してポートを限定できるかどうかを判定し（５）、限定できれば、対象となるポートにのみ起動パケットの転送や被制御機器起動用ＩＤの送信を行う。限定できなければ、全てのポートに起動パケットの転送や被制御機器起動用ＩＤの送信を行う。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１００・・・通信機器（制御機器、被制御機器）
１０１・・・通信機器の主要処理部
１０２・・・イーサネット処理部
１０３・・・コネクタ
１０４・・・高感度整流器
１０５・・・ＩＤ判定部
１０６・・・電源制御部
１０７・・・主電源
１０８・・・ＣＰＵ
１０９・・・メモリ
１００Ａ・・・制御機器
２００・・・中継機器（スイッチ、ルータ）
２０１・・・中継機器の主要処理部
２１０・・・スイッチコントローラ
２１１・・・アドレステーブル
２１２・・・パケットバッファ
１００Ｂ、１００Ｃ・・・被制御機器
２００Ａ、２００Ｂ・・・ルータ
２００Ｃ、２００Ｄ、２００Ｅ・・・スイッチ
３００・・・サブネットワーク

Claims (5)

1. 被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを受信する手段と、
   前記起動パケット内で指定された前記被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号をリンクダウンしている全てのネットワークのポートに対して送信する手段と、
   を具備することを特徴とする中継機器。
2. 前記被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を電圧変換する高感度整流手段と、
   前記被制御機器起動用ＩＤの判定を行うＩＤ判定手段と、
   前記判定の結果に応じて電源制御を行い、主要処理部への電力供給を開始する制御手段と、
   をさらに具備し、
   前記被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを送信する前に制御機器から送信された、中継機器を起動するための電気信号を処理することを特徴とする中継機器。
3. 請求項１又は２に記載の中継機器を多段接続して構成され、
   前段の中継機器が前記被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを受け取ると、リンクダウンしている全てのネットワークのポートに対して後段の中継機器を起動するための電気信号を送り、
   その後、リンクアップしている全てのネットワークのポートに対して前記起動パケットを転送し、
   リンクダウンしている全てのネットワークのポートに対して前記起動パケットにより指定された被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を送信することを特徴とする遠隔起動システム。
4. 前記前段の中継機器が前記被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを受け取ると、前記起動パケット内で指定された被制御機器のＭＡＣアドレスをキーとしてＭＡＣアドレステーブルを参照することで、被制御機器が接続されているポートの情報を探し、
   被制御機器が接続されているポートの情報がある場合には、そのポートに対してのみ前記後段の中継機器を起動するための電気信号を送り、
   その後、そのポートがリンクアップしていれば前記起動パケットを転送し、リンクダウンしていれば前記起動パケットにより指定された被制御機器起動用ＩＤを表す電気信号を送信することを特徴とする請求項３記載の遠隔起動システム。
5. 前記前段の中継機器が前記被制御機器起動用ＩＤの指定を含む起動パケットを受け取ると、
   前記起動パケットにより指定されたパケットＩＤと、過去の起動パケット受信履歴を照合し、
   過去に受信したことがある場合は前記起動パケットを破棄し、
   過去に受信したことがない場合は前記パケットＩＤを起動パケット受信履歴に追加する処理を行うことを特徴とする請求項４記載の遠隔起動システム。

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