JPH11331235A - ケーブルモデムシステム及びケーブルモデム終端装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ケーブルモデムに負担をほどんど
かけずにループ障害を検出でき、かかるループ障害を防
止できる。 【解決手段】 上位ネットワークとＣＡＴＶケーブル３
を介してユーザ側ケーブルモデム４とに接続されるケー
ブルモデム終端装置２において、発信元情報、及び上位
ネットワーク側又はＣＡＴＶケーブル側の何れに送出さ
れるかを示す発信方向情報を有する検査フレームを送出
するフレーム送出手段１６と、検査フレームを受け取っ
たときに、上位ネットワーク側又はＣＡＴＶケーブル側
の何れ側から受け取ったかの受取方向情報、及び検査フ
レーム内の各情報とに基づいて、ループ障害を検出する
障害判定手段１７，１８とを備えたケーブルモデム終端
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はループ障害を検出
し、あるいは当該障害を防止する部分に特徴のあるケー
ブルモデムシステム及びケーブルモデム終端装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機・通信技術の発達により種々の形
態のネットワークシステムが開発されているが、その中
でも最近ケーブルモデムシステムが普及しつつある。

【０００３】ケーブルモデムシステムというのは、ＣＡ
ＴＶ網を利用してディジタルの高速なコンピュータ通信
を実現するシステムであり、ＣＡＴＶと同じＲＦ信号を
用いてＴＶサービスとディジタル通信サービスを１つの
ケーブルから同時に行うものである。

【０００４】このケーブルモデムシステムは、ＣＡＴＶ
ケーブル業者等（以下、オペレータ側ともいう）が管理
するＬＡＮ等からなるネットワーク部分と、このネット
ワーク部分とＣＡＴＶケーブルとを接続するケーブルモ
デム終端装置（ＣＭＴＳ；Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ Ｔ
ｅｒｍｉｎａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）と、ＣＡＴＶケーブ
ルに接続されたケーブルモデム（ＣＭ；Ｃａｂｌｅ Ｍ
ｏｄｅｍ）とをその主要構成とする。このケーブルモデ
ムを介して家庭用もしくは企業用の各ネットワーク（以
下、ユーザ側ネットワークともいう）同士が接続され
る。ケーブルモデムシステムの規格としては例えばＭＣ
ＮＳがある。

【０００５】ここでケーブルモデム終端装置は、ケーブ
ルモデムシステムを提供するオペレータ側の装置であ
る。このケーブルモデム終端装置は、オペレータ側ネッ
トワーク部分である１００ＢＡＳＥ−ＴやＡＴＭ等から
データを受け取り、それをケーブルモデムが受け取れる
ＲＦ信号に変換する。この機能によりＴＶサービス等が
実現されるが、一方でケーブルモデム終端装置は、ケー
ブルモデムからの信号をＣＡＴＶケーブルに折り返して
ブリッジあるいはルータのごとく機能させることも可能
である。ケーブルモデムシステムでは、この機能を用い
てケーブルモデム間の通信を可能とし、ひいては各ケー
ブルモデムに接続された端末間での通信を可能としてネ
ットワークシステムを実現させる。

【０００６】図２２はケーブルモデムシステムの一例を
示す図である。

【０００７】ケーブルモデムシステムではＣＡＴＶケー
ブル上のアップストリーム（ＵｐＳｔｒｅａｍ）とダウ
ンストリーム（Ｄｏｗｎ Ｓｔｒｅａｍ）とによってケ
ーブルモデム同士間、あるいはケーブルモデム終端装置
〜ケーブルモデム間の通信を実現させる。ここで、アッ
プストリームというのは、ケーブルモデムからケーブル
モデム終端装置方向へのデータパスであり、ケーブルモ
デムはアップストリームに対して常に送信だけを行う。
これを受け取れるのはケーブルモデム終端装置だけであ
る。

【０００８】一方、ダウンストリームとは、ケーブルモ
デム終端装置からケーブルモデム方向へのデータパスで
あり、ダウンストリームからはケーブルモデムは常に受
信だけができる。これを送信できるのはケーブルモデム
終端装置だけである。

【０００９】ケーブルモデムシステムではダウンストリ
ームで１０Ｍｂｐｓ〜４０Ｍｂｐｓ、アップストリーム
で１Ｍｂｐｓ〜１０Ｍｂｐｓの非対称の高速通信を実現
する。このため通常の電話回線を用いるより高速通信を
実現でき、さらに既設のＣＡＴＶ網を使用するので実現
コストを安く実現できる。これに加えてＣＡＴＶケーブ
ルをイーサネットのＬＡＮと同じように扱う事ができる
ことから、通常のＬＡＮに用いられている技術をそのま
ま利用する事が可能である。したがって、ケーブルモデ
ムシステムは今後の普及が期待されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記したケーブルモデ
ムシステムに限らず、ネットワークシステムでは、その
システムが巨大化し複雑化するにつれてその管理が困難
となってくる。このような複雑なネットワークでは人為
的ミス等によりネットワーク内に間違った接続関係が生
じることがあり、この接続ミス等によりループ障害がし
ばしば発生する。特にケーブルモデムシステムでは、Ｃ
ＡＴＶケーブル以降の管理はＣＡＴＶケーブル業者等以
外の者（ユーザ）が行うため、このような接続ミスによ
るループ障害が発生しやすい。

【００１１】ネットワークシステムにとってループ障害
は問題である。ループ障害が発生するとブリッジによっ
て同じフレームがループ内を中継され続け、ネットワー
ク資源を使いきってしまう。また、ブリッジの基本的な
動作に悪影響を及ぼし正常な中継ができなくなってしま
う。

【００１２】従来のネットワーク装置（ブリッジ装置）
ではループ障害を防止する機構としてスパニングツリー
（Ｓｐａｎｎｉｎｇ ｔｒｅｅ）やソースルーティング
（Ｓｏｕｒｃｅ ｒｏｕｔｉｎｇ）というプロトコルを
伴う機構を用いている。

【００１３】スパニングツリー機構は、スパニングツリ
ーの実装されたブリッジ間で相互に情報交換し、通信経
路が複数あるときに片方の経路を完全に遮断する事によ
って、ループ障害を防止するものである。一方、ソース
ルーティング機構もソースルーティングの実装されたブ
リッジ間で情報交換して、複数の経路から単一の経路を
選択するが、ソースルーティングの場合には経路の選択
はフレーム毎に行われ、完全な経路遮断は行われない。

【００１４】しかしながら、いずれの場合もネットワー
ク装置に複雑な機構を組み込む為に高い能力のハードウ
ェアが要求される。そのため、現実の市場にはこれらの
プロトコルが実装されていない製品が多く存在し、ま
た、全てのネットワーク装置に同一のプロトコルを組み
込まなければならない為、効果的な運用がされにくい現
状がある。

【００１５】ケーブルモデムにもスパニングツリーやソ
ースルーティングを組み込むことは可能であるが、上記
した事情はケーブルモデムシステムにおいても同様であ
る。むしろケーブルモデムは一般家庭が需要者として想
定されるためより低コストな装置とする必要があり、複
雑なプロトコルの搭載は一般的なネットワーク装置の場
合よりも一層困難である。

【００１６】このような事情から本発明ではケーブルモ
デムに負担をかけずにループ障害を防止しようとするも
のであるが、以下にループ障害が発生する具体的な状況
について場合分けして説明する。

【００１７】（ａ）一般的なネットワークにおける障害
発生構成 図２３は一般的なネットワークシステムにおいてループ
障害が発生する構成例を示す図である。

【００１８】同図に示すように、接続ミス等によりイー
サネット＃１とイーサネット＃２とが接続されている場
合を考える。まず、ＰＣ＃１からフレームを送信した
と、当該フレームはブリッジ＃１によってイーサネット
＃３に中継され、ブリッジ＃２によってイーサネット＃
２に中継される。

【００１９】正常な場合はイーサネット＃２内の送信相
手のＰＣへフレームが到着して通信が終了する。しか
し、同図のようにイーサネット＃１とイーサネット＃２
が何らかの原因により接続されていると、同一フレーム
がブリッジ＃１によって再び中継されてしまう。したが
って、フレームは２台のブリッジ＃１，＃２によって果
てしなく中継され続ける事になる。

【００２０】他のＰＣからの送信も同様であり、このよ
うなループしたフレームによって、データ伝送経路はや
がて埋め尽くされてしまい、本来送受信したいデータが
流れなくなってしまう。

【００２１】また、ブリッジには各ポートの端末のアド
レスを学習して動作する機能が有るが、この機構にも不
都合が生じる。例えばブリッジ＃１の場合、ＰＣ＃１は
本来であればイーサネット＃１に接続している事を学習
する。しかし、ブリッジ＃２によって中継される事によ
りイーサネット＃３側にも存在する事になってしまい、
ブリッジ＃１の動作が不安定なものとなってしまうので
ある。

【００２２】この様なループ障害がケーブルモデムシス
テムでも発生する。その問題発生状況を以下に説明す
る。

【００２３】（ｂ）ケーブルモデムシステムにおける障
害発生構成（１） 図２４はケーブルモデムシステムにおいてループ障害が
発生する第１の構成例を示す図であり、同一ＣＡＴＶケ
ーブル内でループ接続が生じる場合である。

【００２４】同図ではループ障害を防止する機構のない
ケーブルモデムがＣＡＴＶケーブルに２台接続されてネ
ットワークが構成される場合である。このネットワーク
では接続ミスにより、２つのケーブルモデムに対応する
イーサネット（ユーザ側ネットワーク）同士が接続され
ている。あるいは１つのイーサネットから間違えて２つ
のケーブルモデムを接続したものである。

【００２５】この場合には同図に示すようなループ障害
が発生する。一度でもこのループ内に入ったフレームは
２つのケーブルモデムによって中継され続け、やがてケ
ーブルモデムの処理限界まで達し、それ以降の別のフレ
ームの処理ができなくなる。またフレームの消失等の現
象が発生する様になってしまう。さらに、共用している
１０ＢＡＳＥ−ＴやＣＡＴＶケーブルにもループしたフ
レームが溢れ、１０ＢＡＳＥ−Ｔ内の通信や同じＣＡＴ
Ｖケーブルを共用している他のユーザのネットワークに
も悪影響を及ぼし、最悪の場合には通信できなくなって
しまう。

【００２６】本構成ではスパニングツリーやソースルー
ティングをケーブルモデム終端装置に実装しても無力で
あり防止する事はできない。これらのプロトコルは他の
ブリッジと通信して処理を行うものであるため、ケーブ
ルモデム終端装置だけがその機能を持っていても経路障
害除去機能が有効に発揮されないからである。また、同
一のＣＡＴＶケーブルのケーブルモデム間の通信では、
ケーブルモデム終端装置はスパニングツリーの働くネッ
トワークレイヤよりも物理層に近い部分で関与するため
何れにしてもスパニングツリー等の標準の機構は動作し
ない。

【００２７】（ｃ）ケーブルモデムシステムにおける障
害発生構成（２） 図２５はケーブルモデムシステムにおいてループ障害が
発生する第２の構成例を示す図であり、他のＣＡＴＶケ
ーブルとのループ接続が生じる場合である。

【００２８】同図ではループ障害を防止する機構のない
２台のケーブルモデムがそれぞれ異なるＣＡＴＶケーブ
ルに接続されて２つのユーザ側ネットワークが構成され
る場合である。この場合も接続ミスにより、２つのユー
ザ側ネットワーク同士が接続されている。

【００２９】ここで、通常ＣＡＴＶケーブル自身は遠く
離れた場所に設置されるものであるので、同図に示され
ている様なケースは生じにくいとも考えられる。しか
し、異なるＣＡＴＶケーブルの境界に位置する場所や、
２つのケーブルモデム終端装置で異なる周波数帯域を使
用して同一のＣＡＴＶケーブルに信号を流している場合
には、上記接続ミスは高い頻度で発生し得る。

【００３０】この構成でもループ内に入ってしまったフ
レームが中継され続け、上述と同様な現象が発生する。

【００３１】図２５の場合は、ケーブルモデム終端装置
にスパニングツリーかソースルーティングを実装すれ
ば、障害を防止する事も不可能ではないが、その場合に
は以下に説明する「ケーブルモデムシステムにおけるス
パニングツリーの問題」が発生する。

【００３２】「ケーブルモデムシステムにおけるスパニ
ングツリーの問題」図２６はケーブルモデムシステムに
おいてスパニングツリーを使用したときに発生し得る障
害を説明する図である。

【００３３】ケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）に標
準のスパニングツリーを実装した場合に、以下のような
障害が発生し得る。同図の場合、ＣＭＴＳ＃１及び＃２
には、スパニングツリーが実装され、ＣＭ＃１，ＣＭ＃
２及びオペレータ側のブリッジにはスパニングツリーが
実装されていない。かつ図２５の場合と同様な接続ミス
があるとする。

【００３４】この場合、オペレータ側システムのブリッ
ジを介する経路と、イーサネット＃１，＃２を介する経
路との２つの経路が存在する。ここでＣＭＴＳ＃１とＣ
ＭＴＳ＃２がスパニングツリープロトコルで通信する
と、どちらかがルート（根）となり、ルート（根）では
ない方のＣＭＴＳ＃２が上位側のインタフェースを切断
してしまう。したがって、図２５ではオペレータ側ネッ
トワークにおいてブリッジとＣＭＴＳ＃２と間が切断さ
れる事となる。この様になった時、ＣＭＴＳ＃２に接続
されたＣＭ＃２以外のケーブルモデムからのフレーム
も、ユーザ側ネットワークを介しＣＭ＃２経由で伝送さ
れる事になってしまう。

【００３５】ここで問題となるのはケーブルモデムとＣ
ＭＴＳの性能の違いがある。ＣＭＴＳは一般的に１００
０〜１００００台の端末を接続する様な設計となってい
るが、ケーブルモデムは数台〜十数台程度の接続の能力
しか備えていない。ところが、この様な構成になってし
まうと１台のケーブルモデムに数千台以上の端末が接続
されてしまう事となり、帯域幅や接続端末台数が限界以
上になってしまい、現実的には通信できなくなってしま
う。

【００３６】また、ＭＣＮＳの規格では、ケーブルモデ
ムは設計時に決められた以上の端末が接続できない仕様
となっているため、この様な状態では通信は行えない。

【００３７】また、図２６のようなシステムにスパニン
グツリーを実装したのでは次のような問題も生じる。

【００３８】まず、スパニングツリープロトコルでは隣
合うネットワークブリッジと通信を行い、その情報をリ
ストにして管理しなければならない。仕様上ではその台
数に制限はないが、実装するにあたってはメモリやＣＰ
Ｕ演算速度等から制限が生じてしまう。このスパニング
ツリーをケーブルシステムに実装した場合、最悪の場合
１０００〜１００００台以上のブリッジが隣接し合う事
となる。この数自身もかなり大きな数でありケーブルモ
デムの設計を困難なものにする。また、これにより既存
のネットワークブリッジも隣接してしまう事になり、大
きな台数を扱えないように設計された従来のネットワー
クブリッジは異常動作を起こしてしまうのである。

【００３９】そこでＭＣＮＳでは、機構はスパニングツ
リーと同じものであるが使用するマルチキャストアドレ
スを別にし、なお且つケーブルモデムとケーブルモデム
終端装置とで中継を禁止する方法を提案している。これ
により、既存のスパニングツリーとケーブルモデムシス
テムのスパニングツリーを分離する。

【００４０】しかし、既存ネットワークへの悪影響は排
除しているが、ケーブルモデムのスパニングツリーの実
装への配慮はない。また、これでは上記ケーブルモデム
システムを使用している時のスパニングツリーの障害を
完全に解決することにはならない。つまり、ＭＣＮＳの
スパニングツリー機構では、オペレータ側ネットワーク
（ブリッジとＣＭＴＳ＃２と間）を切断しない様にする
事になるかも知れないが、図２５で示したループ障害に
対する根本的な解決策にはならない。

【００４１】（ｄ）ケーブルモデムシステムにおける障
害発生構成（３） 図２７はケーブルモデムシステムにおいてループ障害が
発生する第３の構成例を示す図である。

【００４２】同図はオペレータ側ネットワークとユーザ
側ネットワークが間違えて接続された場合である。ここ
でも、ループ障害を防止する機構の無いケーブルモデム
での接続で考える。

【００４３】通常ケーブルモデム終端装置とケーブルモ
デムは離れた所に設置してあるのでＬＡＮ等の高速な通
信路で接続される事は希である。しかし、ＩＳＤＮ等の
ＷＡＮで接続されてしまう可能性は有り得る。また、大
学や企業等がケーブルモデム終端装置やＣＡＴＶケーブ
ルを購入し構内ＬＡＮとして使用している場合には頻繁
に起こりうる状況である。

【００４４】この構成でもループ内に入ってしまったフ
レームが中継され続け、上述と同様な現象が発生する。

【００４５】以上（ａ）〜（ｄ）においてループ障害が
発生するパターンを説明したが、ケーブルモデムシステ
ムは、ＣＡＴＶ業者等により主に商用で使用されるもの
である。

【００４６】商用で使用される場合、ＣＡＴＶケーブル
自体とケーブルモデム終端装置はオペレータの所有であ
る。一方、ケーブルモデムは各家庭に設置される。この
ためケーブルモデムの管理はユーザに任される事にな
り、オぺレータの管理は行き届かない。ユーザのケーブ
ルモデムの不正接続によりループ障害が生じた場合、Ｃ
ＡＴＶケーブル内やケーブルモデム終端装置のパフォー
マンス低下をもたらす。また、他の接続ユーザにも迷惑
がかかる事になり、結局その苦情はオペレータヘの要求
につながる。

【００４７】したがって、たとえユーザ等によるケーブ
ルモデムの不正接続等があってもこれを検出し、ループ
障害を防止できる手段が要望されている。

【００４８】本発明は、このような実情を考慮してなさ
れたもので、ケーブルモデムに負担をほどんどかけずに
ループ障害を検出でき、かかるループ障害を防止可能と
したケーブルモデムシステム及びケーブルモデム終端装
置を提供することを目的とする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に対応する発明は、上位ネットワークとＣ
ＡＴＶケーブルを介してユーザ側ケーブルモデムとに接
続されるケーブルモデム終端装置において、発信元情
報、及び上位ネットワーク側又はＣＡＴＶケーブル側の
何れに送出されるかを示す発信方向情報を有する検査フ
レームを送出するフレーム送出手段と、検査フレームを
受け取ったときに、上位ネットワーク側又はＣＡＴＶケ
ーブル側の何れ側から受け取ったかの受取方向情報、及
び検査フレーム内の各情報とに基づいて、ループ障害を
検出する障害判定手段とを備えたケーブルモデム終端装
置である。

【００５０】本発明はこのような手段を設けたので、ケ
ーブルモデムに負担をかけることなく、ループ障害を検
出することができる。

【００５１】次に、請求項２に対応する発明は、上位ネ
ットワークとＣＡＴＶケーブルを介してユーザ側ケーブ
ルモデムとに接続されるとともに、スパニングツリープ
ロトコルが実装されたケーブルモデム終端装置におい
て、スパニングツリーフレームを受け取ったときに、当
該フレームを上位ネットワーク側又はＣＡＴＶケーブル
側の何れ側から受け取ったかの受取方向情報、当該フレ
ームの発信元情報、及び当該フレームが上位ネットワー
ク側又はＣＡＴＶケーブル側の何れに送出されたかを示
す発信方向情報とに基づいて、ループ障害を検出する障
害判定手段とを備えたケーブルモデム終端装置である。

【００５２】本発明はこのような手段を設けたので、独
自の検査フレームを導入することなく、すでに規格化さ
れたスパニングツリープロトコルを用いることで、ケー
ブルモデムに負担をかけることなくループ障害を検出す
ることができる。

【００５３】次に、請求項３に対応する発明は、上位ネ
ットワークとＣＡＴＶケーブルを介してユーザ側ケーブ
ルモデムとに接続されるケーブルモデム終端装置におい
て、フレームを受け取ると、その発信元アドレスと、当
該フレームの最終転送元に関する最終転送情報とを取り
出し、各情報を当該フレームの受信時から一定時間保持
するアドレス学習手段と、取り出された発信元アドレス
及び最終転送情報について、アドレス学習手段に保持さ
れる各情報と比較した結果、発信元アドレスが一致しか
つ最終転送情報が一致しないものがアドレス学習手段に
保持されている場合には、ループ障害が発生している判
定する障害判定手段とを備えたケーブルモデム終端装置
である。

【００５４】本発明はこのような手段を設けたので、独
自の検査フレームを導入することなく、さらにスパニン
グツリープロトコルすら不要として、フレーム受信に応
じたアドレス学習機構を利用することで、ケーブルモデ
ムに負担をかけることなくループ障害を検出することが
できる。

【００５５】次に、請求項４に対応する発明は、請求項
１〜３に対応する発明において、障害判定手段にループ
障害が発生していると判定されたときには、当該ループ
障害に関連するフレームを最終的に転送したＣＡＴＶケ
ーブル上のケーブルモデムを特定するモデム特定手段
と、特定されたケーブルモデムに対してフレーム送出を
停止するよう指令するフレーム送出停止指令手段とを備
えたケーブルモデム終端装置である。

【００５６】本発明はこのような手段を設けたので、請
求項１〜３の何れかに対応する効果が得られる他、障害
発生にかかわるケーブルモデムからのフレーム送出を止
めることでループ障害を防止することができる。

【００５７】次に、請求項５に対応する発明は、請求項
１〜３に対応する発明において、障害判定手段にループ
障害が発生していると判定されたときには、当該ループ
障害に関連するフレームを最終的に転送したＣＡＴＶケ
ーブル上のケーブルモデムを特定するモデム特定手段
と、特定されたケーブルモデムがＣＡＴＶケーブル上の
アップストリームにフレーム送出しないように、アップ
ストリームのスケジューリングを行うスケジューリング
手段とを備えたケーブルモデム終端装置である。

【００５８】本発明はこのような手段を設けたので、請
求項４に対応する効果が得られる他、ケーブルモデムシ
ステム本来の機能を利用して上記ケーブルモデムからフ
レーム送出を止めているので、ケーブルモデムを特に改
造する必要がなく、従来のケーブルモデムシステムにそ
のまま適用させることができる。

【００５９】次に、請求項６に対応する発明は、請求項
１〜５のうち何れか１項記載のケーブルモデム終端装置
を用いたケーブルモデムシステムである。

【００６０】本発明はこのような手段を設けたので、請
求項１〜５の効果が得られるケーブルモデムシステムを
実現させることができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００６２】（発明の第１の実施の形態）本実施形態は
独自プロトコルによりループ障害を検出する機構を提供
するものである。具体的には、ケーブルモデム終端装置
２からＣＡＴＶケーブル３に定期的に検査フレームを出
力し、ケーブルモデム終端装置２はそのフレームをモニ
タする事によりループ障害が発生している事を検出す
る。

【００６３】図１は本発明の第１の実施の形態に係るケ
ーブルモデムシステムの構成例を示す図である。

【００６４】このケーブルモデムシステムにおいては、
オペレータ側ネットワークにおけるブリッジ１に２台の
ケーブルモデム終端装置２が接続され、さらに各ケーブ
ルモデム終端装置２（＃１），２（＃２）にＣＡＴＶケ
ーブル３（＃１），３（＃２）が接続されている。

【００６５】ケーブルモデム終端装置２（＃１）には、
それぞれケーブルモデム４（＃１），４（＃２）を介し
てユーザ側ネットワークであるイーサネット５（＃
１），５（＃２）が接続されている。一方、ケーブルモ
デム終端装置２（＃２）には、ケーブルモデム４（＃
３）を介してイーサネット５（＃３）が接続される。な
お、各イーサネット５（＃１），５（＃２），５（＃
３）は、１０ＢＡＳＥ−Ｔからなり、パーソナルコンピ
ュータ６（＃１），６（＃２）やワークステーション７
（＃１）が接続されている。一方、オペレータ側ネット
ワークは、イーサネット１００ＢＡＳＥ−Ｔからなる。

【００６６】図１に示すケーブルモデムシステムは、ル
ープ障害の検出等を行う本発明の適用されるシステムの
一例であるが、同図には、発明が解決しようとする課題
で例示されたケーブルモデムシステムにおける障害発生
構成（１），（２），（３）が示されている。したがっ
て、以下の各実施形態では、この障害発生構成（１），
（２），（３）を生じ得る図１に示すケーブルモデムシ
ステムを、本発明が適用されるシステムの一例として説
明を行う。

【００６７】図２は本実施形態のケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図である。

【００６８】このケーブルモデム終端装置（ＣＭＴＳ）
２は、ＣＡＴＶケーブル３からのフレームを受信するＲ
Ｆ受信機１１，同ケーブルにフレーム送信するＲＦ送信
機１２，オペレータ側ネットワークに接続されるインタ
ーフェース部１３及びこれらの各部１１，１３からのフ
レームを適宜転送するブリッジ機構１４を基本構成とし
ている。なお、本実施形態では、オペレータ側ネットワ
ークとして１００ＢＡＳＥ−Ｔを使用しているので、イ
ンターフェース部１３は１００ＢＡＳＥ−Ｔに対応した
ものとなっている。しかし、この部分１３には他の手段
を用いることも可能であり、例えばＡＴＭに対応させる
こともできる。この事情は後述する各実施形態において
同様である。

【００６９】ブリッジ機構１４には、フレーム転送部１
５が設けられている。このフレーム転送部１５は、ＲＦ
受信機１１，インターフェース部１３，その他ケーブル
モデム終端装置２内のフレーム発生手段からのフレーム
をＲＦ送信機１２，インターフェース部１３あるいはそ
の他ケーブルモデム終端装置２内のフレーム受信手段へ
転送する。本実施形態においては、その他ケーブルモデ
ム終端装置２内のフレーム発生手段は検査フレーム生成
部１６が相当し、フレーム受信手段はフレーム受信部１
７が相当する。

【００７０】また、本実施形態のケーブルモデム終端装
置２はＣＰＵやメモリ等の計算機的なハードウエア資源
及びソフトウエア資源を有する装置であり、ループ障害
等を検出するために、検査フレーム生成部１６，フレー
ム受信部１７，障害判定部１８及び結果格納部１９が設
けられている。

【００７１】検査フレーム生成部１６は、定期的にＣＡ
ＴＶケーブルループ検査フレーム（以下単に検査フレー
ムという）を生成し、フレーム転送部１５に引き渡す。
この検査フレームは、どの様なブリッジでも中継する事
ができ、そのフレームによってネットワークトポロジや
アプリケーションに悪影響を与えないように構成されて
いる。

【００７２】図３は本実施形態の検査フレームのデータ
構造の一例を示す図である。

【００７３】検査フレームは通常のＬＡＮで用いられて
いるフレーム構造を踏襲する。フレームの最初のフィー
ルドは送信先アドレスｆ１を示めすが、本フレームでは
全てのブリッジによって中継される必要があるので“ブ
ロードキャストまたはマルチキャストアドレス”を書き
込む。マルチキャストアドレスの場合は本検査フレーム
専用のアドレスを用意する必要があり、その他のサービ
スのマルチキャストと重ならないようにする。その為に
は、管理機関への登録等の作業が必要である。しかし、
この場合はブロードキャストよりも他のネットワーク装
置や端末への悪影響の可能性が低くなる。

【００７４】次のフィールドは送信元のＣＭＴＳアドレ
スｆ２が書き込まれる。これにより検査フレームの生成
元が確認できる。

【００７５】３番目のフィールドにはＩＰ等のプロトコ
ルの種別ｆ３が入る。このフィールドも他のプロトコル
と重ならない値が書き込まれる。通常はこのフィールド
を見て、ＣＡＴＶケーブルループ検査フレームか否かが
判断される。

【００７６】４番目のフィールドからは通常のフレーム
ではデータグラムのフィールドである。ここではＣＭＴ
Ｓ ＩＤ Ｎｏ．ｆ４を書き込む。本検査フレームを受
け取ったケーブルモデム終端装置２が、当該検査フレー
ムがどこから中継されてきたのかを判断するのに使われ
る。ＣＭＴＳ ＩＤ Ｎｏ．ｆ４には、検査フレームが
上位側に送出されるか、ＣＡＴＶケーブル側に送出され
るかについての情報がそのポート番号（ＣＭＴＳ Ｐｏ
ｒｔ ＩＤ Ｎｏ．）を用いることで格納される。本例
ではＣＭＴＳ Ｐｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．を６バイトとし
ているが、そのフォーマットや長さは任意のもので構わ
ない（但し、一意に定めておく必要はある）。追加の情
報としてインタフェース種別やスピード等を書き込んで
もよい。

【００７７】フレーム転送部１５は、ＲＦ受信機１１
（以下、ＣＡＴＶケーブル側ともいう）あるいはインタ
ーフェース部１３（以下、上位側ともいう）から検査フ
レームを受信したときには、これをフレーム受信部１７
に転送するようになっている。

【００７８】フレーム受信部１７は、検査フレームを受
信し、受信フレームがＣＡＴＶ側からのものか、上位側
からのものかを確認して、当該フレームを障害判定部１
８に引き渡す。

【００７９】障害判定部１８は、検査フレームを調べて
障害発生構成が生じているかを判定し、その結果を結果
格納部１９に格納する。

【００８０】結果格納部１９は、障害発生構成が生じて
いるかの結果を格納するとともに、外部からの要求に応
じてその結果情報を出力する。

【００８１】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【００８２】（システムの一般的動作）図４はケーブル
モデムシステムにおけるケーブルモデムにおける処理の
流れを示す図である。

【００８３】図５は一のユーザ側ネットワークから他の
ユーザ側ネットワークへフレームが転送される様子を示
す図である。

【００８４】まず、各々のケーブルモデム４には、図４
に示すように、アップストリームとダウンストリームに
対応してＲＦ受信機２１とＲＦ送信機２２とが１つずつ
設けられている。受信機２１及び送信機２２はそれぞれ
が違う周波数を用いて他のケーブルモデムが送信したデ
ータを直接受信しないようになっている。

【００８５】そこで、図５に示すように、あるイーサネ
ット５のパーソナルコンピュータ６から発信されたフレ
ームはケーブルモデム４のインターフェース部２３（図
４）を介してＲＦ送信機２２からアップストリームに送
出される。このフレームは、ケーブルモデム終端装置２
で折り返され、ダウンストリームを通って他のイーサネ
ット５におけるケーブルモデム４の受信機２１で受信さ
れる。受信機２１で受信されたフレームはインターフェ
ース部２３を介して目的のイーサネット５に送出され
る。

【００８６】ここで、ケーブルモデムシステムでは、ア
ップストリームとダウンストリームのフレーム伝送スケ
ジュールを管理することでＣＡＴＶケーブル内のフレー
ムの衝突を回避している。

【００８７】図６はＣＡＴＶケーブル内のアップストリ
ームのスケジュールを示すフレーム構造図である。

【００８８】まず、ケーブルモデム４が送信したいと思
った場合、図６の斜線の部分に送信要求である短いフレ
ームを出力する。このフレームには自分の識別情報（Ｉ
Ｄ）を示すものが書かれていて、ケーブルモデム終端装
置２はこのＩＤを見てどのケーブルモデム２に送信を許
可するかを決める事ができる。また、この斜線の部分の
タイミングはダウンストリームで送られてくるＭＡＰと
いうフレームに記述してある。ケーブルモデム４はフレ
ーム送信する前にこのＭＡＰを確認して送信要求のフレ
ームを出力する。

【００８９】ここで送信要求フレームが他の送信要求フ
レームと衝突する可能性があるが、事故の送信要求フレ
ームが衝突せず送信できたか否かは、ケーブルモデム４
では当該フレームをケーブルモデム終端装置２が受け取
ったかで判断する。つまり送信許可の情報が入っている
ダウンストリーム内の次のＭＡＰフレームに自分のＩＤ
が入ってない場合、衝突が発生したと判断し再び要求を
出す。

【００９０】ケーブルモデム終端装置２は、送信要求フ
レームを受け取るとケーブルモデム４からのフレーム送
信をスケジュールリングし、次のＭＡＰに送信フレーム
のタイミングを指示する。この時、送信要求フレームで
使用されるＩＤでスケジュールを示す。

【００９１】図６のＦｒａｍｅ１〜Ｆｒａｍｅ５は、こ
のようにしてスケジュールされた送信フレームである。
この場合はそれぞれ別のケーブルモデム４から送信され
るものを示している。この送信のタイミングは上記のよ
うにケーブルモデム終端装置２によって指示されたもの
であるのでこの部分では衝突が発生しない。

【００９２】したがって、送信要求フレームを除けば、
各ケーブルモデム４からのフレーム送信、つまりアップ
ストリーム上のフレーム伝送はケーブルモデム終端装置
２によって完全に管理され、制御される。

【００９３】（ループ障害検出動作）本実施形態のケー
ブルモデムシステムは、上述したように動作している
が、このシステム内に検査フレームを送信することで、
ループ障害を検出しひいてはケーブルモデムにおける各
障害発生構成（１）〜（３）を検出することが可能にな
る。以下、そのための処理を説明する。

【００９４】ケーブルモデム終端装置２はループ障害を
検出するために、以下のＡとＢの動作を並列で行う。

【００９５】＊＊検査フレーム送出処理 Ａ１． 検査フレーム生成部１６から生成した検査フレ
ームを一定時間毎にＣＡＴＶ側と上位側のインタフェー
ス部１３に出力し続ける。

【００９６】＊＊検査フレーム受信処理 Ｂ１． フレーム受信部１７においてフレーム転送部１
５からＣＡＴＶケーブルからの検査フレームを受信す
る。

【００９７】Ｂ２． また、フレーム受信部１７では、
当該受信検査フレームがＣＡＴＶケーブルから受け取っ
たフレームか、上位側から受け取ったフレームかを確認
する。

【００９８】＊＊障害判定処理 当該処理は障害判定部１８において行われる。この判定
処理は、検査フレームを上位側又はＣＡＴＶケーブル側
の何れから受け取ったかという情報（Ｂ２．で取得）
と、検査フレームの生成元ＣＭＴＳが何れかであるかと
いう情報（検査フレームの送信元のＣＭＴＳアドレスｆ
２から取得）と、当該検査フレームが当初上位側又はＣ
ＡＴＶケーブル側の何れ側に向けて送出されたかという
情報（検査フレームのＣＭＴＳ ＩＤ Ｎｏ．ｆ４から
取得）とに基づいて行われる。

【００９９】Ｂ３． まず、上位側から受け取った場合
は、検査フレームのＩＤ Ｎｏ．と、自分自身のＣＡＴ
ＶケーブルのＩＤ Ｎｏ．とが一致した場合は「障害発
生構成（３）」が発生している事がわかる。

【０１００】Ｂ４． 次に、検査フレームをＣＡＴＶケ
ーブル側から受け取った場合は、検査フレームに格納さ
れたＣＭＴＳ Ｐｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．と自分の各Ｐｏ
ｒｔＩＤ Ｎｏ．とを比較する。

【０１０１】Ｂ５． 比較した結果、ＣＡＴＶケーブル
側のＮｏ．と一致すれば「障害発生構成（１）」、上位
側のインタフェースのＮｏ．と一致すれば「障害発生構
成（３）」、自分自身のＰｏｒｔ ＩＤとは一致せず他
のケーブルモデム終端装置２のＣＡＴＶケーブル側のＰ
ｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．と一致すれば「障害発生構成
（２）」である事が判明する。

【０１０２】Ｂ６． なお、フレーム受信部１７から受
け取った検査フレームは廃棄してさらなる中継は行わな
い。

【０１０３】Ｂ７． 障害判定処理結果を結果格納部１
９に保存する。

【０１０４】上記処理Ｂ３．Ｂ４．Ｂ５．の結果をまと
めると図７に示すマトリックスになる。

【０１０５】図７は本実施形態の障害判定部で判定され
るループ障害の内容を示す図である。

【０１０６】次に図１を用いて上記各障害発生構成
（１）〜（３）が生じている場合の検査フレームの流れ
を説明する。なお各障害発生構成（１）〜（３）に対応
する各障害要因（１）〜（３）は同時には発生していな
いものとする。

【０１０７】まず、ケーブルモデム終端装置２（＃１）
が検査フレームを受け取った場合について考える。

【０１０８】この検査フレームを受け取ったのはＣＡＴ
Ｖケーブル３（＃１）からであれば、ＣＭＴＳ＃１→Ｃ
Ｍ＃１→（１）→ＣＭ＃２→ＣＭＴＳ＃１、ＣＭＴＳ＃
１→ＣＭ＃２→（１）→ＣＭ＃１→ＣＭＴＳ＃１、ＣＭ
ＴＳ＃２→ＣＭ＃３→（２）→ＣＭ＃１→ＣＭＴＳ＃
１、ＣＭＴＳ＃１→（３）→ＣＭ＃１→ＣＭＴＳ＃１、
ＣＭＴＳ＃２→（３）→ＣＭ＃１→ＣＭＴＳ＃１の５通
りの経路が考えられる。

【０１０９】そこで、検査フレームがＣＭＴＳ＃１で生
成されたものであれば（１）か（３）がつながっている
事がわかり、ＣＭＴＳ＃２で生成されたものであれば
（２）か（３）がつながっている事が判明する。さらに
ＣＭＴＳ＃１で生成されたものであった時にＣＡＴＶケ
ーブルのＰｏｒｔ ＩＤか上位側インタフェースのＰｏ
ｒｔ ＩＤかの何れかから送出されたかを見る事によ
り、（１）か（３）かを判別する事ができる。

【０１１０】また、ＣＭＴＳ＃２で生成されたものであ
った時もＣＡＴＶケーブルから送出されたか、上位側イ
ンタフェースから送出されたかで（２）か（３）を区別
する。但し、ＣＭＴＳ＃２の上位側から送出された場合
は、同時にＣＭＴＳ＃１の上位側からもフレームが来て
いるので上記障害判定処理では無視している。また、Ｃ
ＭＴＳが多段接続されている場合は正常である場合があ
るので判定には使用していない。

【０１１１】一方、検査フレームが上位から受け取った
ものであれば、ＣＭＴＳ＃１→ＣＭ＃１→（３）→ＣＭ
ＴＳ＃１の経路を通ることがわかり、（３）がつながっ
ている事が判明する。

【０１１２】このようにして、障害発生構成（１）〜
（３）の何れか形成されループ障害が生じているときに
は、その事実が検出される。

【０１１３】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて検査フレームを送出するようにし、かつその検査フ
レームに当該ケーブルモデム終端装置の識別情報と、Ｃ
ＡＴＶケーブル側か上位側インタフェース側かの何れか
から送出されたかを示す情報を含め、さらに、検査フレ
ームをＣＡＴＶケーブル側か上位側インタフェース側か
の何れから受け取るかの情報をも加味して判定するよう
にしたので、ケーブルモデムに負担をほどんどかけずに
ループ障害を検出することができ、また、そのループ障
害が障害発生構成（１）〜（３）の何れにかかわるもの
を判定することができる。

【０１１４】したがって、たとえユーザ側の接続ミスが
原因であっても、ケーブルＣＡＴＶ業者がわのみのシス
テムでループ障害を検出でき、ケーブルモデムシステム
の運用を容易なものとすることができる。

【０１１５】（発明の第２の実施の形態）本実施形態
は、第１の実施形態の構成にケーブルモデムを停止させ
る構成を加えることで、検出されたループ障害を防止す
るものである。

【０１１６】図８は本発明の第２の実施の形態に係るケ
ーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装置
の構成例を示す図であり、図２と同一部分には同一符号
を付してその詳細説明を省略する。

【０１１７】本実施形態のケーブルモデム終端装置２
は、第１の実施形態と同様な構成の他、ループ障害の検
出を可能とした検査フレームを送出したケーブルモデム
４を停止する手段と、停止したケーブルモデム４を再起
動させる手段を付加するものである。

【０１１８】したがって、障害判定部１８では、障害検
出に加えて、判定に使用した検査フレームがどのケーブ
ルモデム４からのフレームであるかを判別するようにな
っている。この判別は、第１の実施形態の（システムの
一般的動作）で説明したように、ケーブルモデム終端装
置２がアップストリームのスケジューリングを行うこと
から容易に行うことができる（なお、スケジューリング
手段は特に図示しない）。

【０１１９】上記ケーブルモデムを停止する手段は、モ
デム停止処理部３１と、ケーブルモデム停止タイマ３２
と、ケーブルモデム停止遅延タイマ３３と、停止コマン
ド生成部３４とから構成されている。

【０１２０】モデム停止処理部３１は、障害判定部１８
から障害発生の旨及びその種類、並びに検査フレームを
送出したケーブルモデム情報を受けると、ケーブルモデ
ム停止遅延タイマ３３を確かめ、これが０になっていれ
ばケーブルモデム停止タイマ３２内の対応するタイマを
スタートさせ、停止コマンド生成部３４に当該ケーブル
モデムの停止コマンドフレームを発行させる。

【０１２１】ケーブルモデム停止タイマ３２は、複数設
けられ、ケーブルモデム４を停止した時間を測るタイマ
である。複数のタイマは各ケーブルモデム４夫々に対応
している。本タイマの満了により対応するケーブルモデ
ム４は再び動作を行う事が許される。

【０１２２】ケーブルモデム停止遅延タイマ３３は、複
数のケーブルモデム４を連続で停止させない為に唯一設
けられるものであり、このタイマカウントが０になって
いないときには、モデム停止処理部３１は停止コマンド
を発行させない。したがって、例えば障害発生構成
（１）が発生している時に２つのケーブルモデム４から
連続に「検査フレーム」を検出しても、片方だけのケー
ブルモデムを停止させるのに使用する。本機能により問
題が発生しているケーブルモデムのＬＡＮで引き続き通
信を行う事ができる。

【０１２３】停止コマンド生成部３４は、モデム停止処
理部３１の要求に応じ、指定されたケーブルモデム４に
対するモデム停止コマンドとなるフレームをフレーム転
送部１５を介してＣＡＴＶケーブル３に送出する。

【０１２４】一方、停止したケーブルモデムを再起動さ
せる手段は、ケーブルモデム停止タイマ３２と、モデム
再起動処理部３５と、再起動コマンド生成部３６とによ
って構成されている。

【０１２５】モデム再起動処理部３５は、ケーブルモデ
ム停止タイマ３２を監視しており、タイマ値が０になっ
たタイマがあった場合に、その対応するケーブルモデム
４を再起動させるように再起動コマンド生成部３６に通
知する。

【０１２６】再起動コマンド生成部３６は、モデム再起
動処理部３５から通知があったケーブルモデム４に対し
て、再起動するように再起動コマンドであるフレームを
生成し、フレーム転送部１５を介してＣＡＴＶケーブル
３に送出する。

【０１２７】また、本実施形態のケーブルモデムシステ
ムでは、ケーブルモデム４において上記停止コマンドフ
レーム及び再起動コマンドフレームを受け付け、対応す
る処理を実行する手段が必要である。

【０１２８】図９は本実施形態のケーブルモデムの構成
例を示す図であり、図４と同一部分には同一符号を付し
て詳細説明を省略する。

【０１２９】同図に示すケーブルモデム４において、Ｒ
Ｆ受信機２１、ＲＦ送信機２２及びインターフェース部
２３は第１の実施形態と同様に構成されている。ケーブ
ルモデム４には、フレーム中継停止再起動部２４が設け
られ、ＲＦ受信機２１で受信した停止コマンドフレーム
及び再起動コマンドフレームは、同停止再起動部２４に
転送される。

【０１３０】フレーム中継停止再起動部２４は、停止コ
マンドフレームを受け取ると、アップストリームに対し
てフレーム送信を行わないように、当該ケーブルモデム
４を制御する。一方、再起動コマンドフレームを受け取
るとアップストリームに対してフレーム送信を再開する
ように当該ケーブルモデム４を制御する。すなわちケー
ブルモデム４の受信機能等はそのままで、ＣＡＴＶケー
ブル３へのフレーム送出のみを停止・再起動するもので
ある。

【０１３１】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【０１３２】まず、（システムの一般的動作）及び（ル
ープ障害検出動作）は第１の実施形態の場合と同様であ
る。本システムではケーブルモデム終端装置２におい
て、ループ障害検出に対応し以下の処理Ｃ，Ｄが並列に
行われる。

【０１３３】まず、処理Ｃはモデム再起動処理部３５に
よるものである。

【０１３４】Ｃ１． 一定時間毎に以下の動作を行う。

【０１３５】Ｃ２． ケーブルモデム停止遅延タイマ３
３を確認し、時間が残っていればカウントダウンする。

【０１３６】Ｃ３． 各ケーブルモデム４のケーブルモ
デム停止タイマ３２を確認し、時間が残っていればカウ
ントダウンする。

【０１３７】Ｃ４． Ｃ３の時、０になったタイマが有
った場合、そのタイマのケーブルモデムを再動作させる
ように、再起動コマンド生成部３６に再起動コマンドフ
レームを発行させる。これは問題が解決しているかを確
認する為、そのケーブルモデム４を再び動作をさせるも
のである。

【０１３８】次に、処理Ｄはモデム停止処理部３１によ
るものである。

【０１３９】Ｄ１． 障害判定部１８から検査フレーム
に基づく障害判定結果を受けたときには以下の動作を行
う。

【０１４０】Ｄ２． ケーブルモデム停止遅延タイマ３
３が０になっているか確認し、０でなければ処理を行わ
ずに終了する。

【０１４１】Ｄ３． 検査フレームのＰｏｒｔ ＩＤ
Ｎｏ．が自分自身のＣＡＴＶケーブル側のＰｏｒｔ Ｉ
Ｄ Ｎｏ．と一致しているとの結果を障害判定部１８か
ら受けると、直ちに検査フレームを送信してきたケーブ
ルモデム４を停止するよう、停止コマンド生成部３４に
指示する。停止コマンド生成部３４は、この指示に基づ
き、停止コマンドフレームをそのケーブルモデム４に対
して発行する。

【０１４２】Ｄ４． 検査フレームのＰｏｒｔ ＩＤ
Ｎｏ．が自分自身の上位側のＰｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．と
一致している旨の障害判定結果を受けると、直ちにフレ
ームを送信してきたケーブルモデム４を停止するよう、
停止コマンド生成部３４に指示する。

【０１４３】Ｄ５． Ｄ３，Ｄ４に該当せず、また他の
ケーブルモデム終端装置２のＣＡＴＶケーブルのＰｏｒ
ｔ ＩＤ Ｎｏ．である旨の障害判定結果を受けると、
検査フレームのＰｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．と自分自身のＣ
ＡＴＶケーブル側のＰｏｒｔＩＤ Ｎｏ．とのうち、Ｃ
ＡＴＶケーブル側のＰｏｒｔ ＩＤ Ｎｏ．の方が小さ
い場合は、直ちにフレームを送信してきたケーブルモデ
ムを停止するよう、停止コマンド生成部３４に指示す
る。

【０１４４】ＣＡＴＶケーブル側のＰｏｒｔ ＩＤ Ｎ
ｏ．の方が大きい場合は処理を行わずに終了する。これ
は、ケーブルモデム終端装置同士の何れかを優先とする
ときの優先順位を決める方法の一例である。

【０１４５】Ｄ６． Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５のいずれかの処
理をしたケーブルモデム用のケーブルモデム停止タイマ
３２をセットする。また、ケーブルモデム停止遅延タイ
マ３３をセットする。

【０１４６】このようにして、障害発生にかかわるケー
ブルモデム４が停止され、また、一定時間後に再起動さ
れる。なお、図１０に障害判定部１８での結果とケーブ
ルモデムを停止させるか否かとの対応関係を示す。

【０１４７】図１０は障害判定結果とケーブルモデムに
対する停止処理との対応関係を示す図である。

【０１４８】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第１の実施形態と同様な構成を設けるとともに、
ループ障害を検出したときには、その障害にかかわるケ
ーブルモデム４にフレーム送出の停止コマンドフレーム
を送出するようにしたので、第１の実施形態と同様な効
果が得られる他、ケーブルモデムの停止によってループ
障害を自動的に取り除くことができる。

【０１４９】また、タイマにより、所定時間経過後には
停止したケーブルモデムを再起動するようにしたので、
ケーブルモデム停止間に障害原因が取り除かれればシス
テムを自動復帰させることが可能となる。

【０１５０】（発明の第３の実施の形態）本実施形態
は、第１の実施形態の構成に、障害関連ケーブルモデム
からのアップストリームを停止させる構成を加えること
で、検出されたループ障害を防止するものである。

【０１５１】図１１は本発明の第３の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図２と同一部分には同一符
号を付してその詳細説明を省略する。

【０１５２】本実施形態のケーブルモデム終端装置２
は、第１の実施形態と同様な構成の他、ループ障害の検
出を可能とした検査フレームを送出したケーブルモデム
４からのアップストリームを停止させる手段と、停止し
たケーブルモデム４のアップストリームを再開させる手
段を付加するものである。

【０１５３】したがって、障害判定部１８では、第２の
実施形態と同様に、障害検出に加えて、判定に使用した
検査フレームがどのケーブルモデム４からのフレームで
あるかを判別するようになっている。

【０１５４】上記アップストリームを停止する手段は、
アップストリーム停止指令部４１と、ケーブルモデム停
止タイマ４２と、フレーム転送部１５とによって構成さ
れている。フレーム転送部１５には、特に図示しない
が、第１の実施形態で説明したアップストリームのスケ
ジューリング機能が組み込まれている。

【０１５５】アップストリーム停止指令部４１は、障害
判定部１８から障害判定結果を受け取ると、障害に関連
するケーブルモデム４からのフレーム送信がなされない
ようアップストリームのスケジュールを調整する旨を、
フレーム転送部１５のスケジューリング機能に指令す
る。また、ケーブルモデム停止タイマ３２における対応
するタイマをスタートさせる。

【０１５６】ここで、ケーブルモデム停止タイマ４２
は、第２の実施形態と同様に構成されるものであり、各
ケーブルモデムのアップストリームを制御する目的で使
用される点のみが異なる。

【０１５７】一方、アップストリームを再開する手段
は、アップストリーム再開指令部４３と、ケーブルモデ
ム停止タイマ４２と、フレーム転送部１５とによって構
成されている。

【０１５８】アップストリーム再開指令部４３は、ケー
ブルモデム停止タイマ４２を監視しており、そのタイマ
値が０になったら当該ケーブルモデムについてのアップ
ストリームを再開させるように、フレーム転送部１５の
スケジューリング機能に指令する。

【０１５９】なお、フレーム転送部１５のスケジューリ
ング機能は、ケーブルモデム４からの送信要求フレーム
に基づき、各ケーブルモデム４からのフレーム送信をス
ケジューリングし、ＭＡＰフレームでそのスケジュール
を各ケーブルモデム４へ通知する。スケジューリング機
能は、アップストリーム停止指令部４１から停止指令を
受けたケーブルモデム４についてはアップストリームに
おけるフレーム送信を割り当てないようスケジュールす
ることで、当該ケーブルモデム４のアップストリーム停
止を実現する。

【０１６０】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【０１６１】まず、（システムの一般的動作）及び（ル
ープ障害検出動作）は第１の実施形態の場合と同様であ
る。本システムではケーブルモデム終端装置２におい
て、ループ障害検出に対応し以下の処理Ｅ，Ｆが並列に
行われる。

【０１６２】まず、処理Ｅはアップストリーム再開指令
部４３によるものである。

【０１６３】Ｅ１． 一定時間毎に以下の動作を行う。

【０１６４】Ｅ２． 各ケーブルモデム４のケーブルモ
デム停止タイマ４２を確認し、時間が残っていればカウ
ントダウンする。

【０１６５】Ｅ３． Ｅ３の時、０になったタイマが有
った場合、そのタイマのケーブルモデム４の送信要求を
再び受け付けるようスケジューリング機能に指令する。

【０１６６】次に、処理Ｆはアップストリーム停止指令
部４１によるものである。

【０１６７】Ｆ１． 障害判定部１８から障害判定結果
を受け取ると以下の動作を行う。

【０１６８】Ｆ２． 検査フレームのＩＤ Ｎｏ．が、
自分自身のＣＡＴＶケーブル側か上位側のＩＤ Ｎｏ．
か他のケーブルモデム終端装置２のＣＡＴＶケーブル側
のＩＤ Ｎｏ．である旨の結果を受け取ると、検査フレ
ームを送信してきたケーブルモデム４のＩＤをＣＭＴＳ
内部に記憶し、そのケーブルモデムからの送信要求を受
け付けない様にする。すなわちそのようなアップストリ
ームスケジュールを行うようにスケジューリング機能に
指令する。

【０１６９】以上の機構によりケーブルモデムシステム
から、ループ障害の原因になっているケーブルモデム４
のアップストリームが切り離される。

【０１７０】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第１の実施形態と同様な構成を設けるとともに、
ループ障害を検出したときには、その障害にかかわるケ
ーブルモデム４のアップストリームを停止するようにス
ケジューリングするようにしたので、第１の実施形態と
同様な効果が得られる他、ケーブルモデムのアップスト
リーム停止によって障害の原因となっているＬＡＮを切
り離すことによってループ障害を自動的に取り除くこと
ができる。

【０１７１】また、タイマにより、所定時間経過後には
アップストリーム停止したケーブルモデムからの送信を
再開させるようにしたので、ケーブルモデム停止間に障
害原因が取り除かれればシステムを自動復帰させること
が可能となる。

【０１７２】本実施形態のループ障害除去は、ケーブル
モデム終端装置におけるアップストリーム調整にて行う
ため、ケーブルモデムは従来のものがそのまま使用で
き、特に改造を施す必要もない。したがって、ケーブル
モデム終端装置に本発明を施すだけで上記効果を得るこ
とができ、発明の適用が極めて容易という利点も有す
る。

【０１７３】なお、第２の実施形態では、ケーブルモデ
ムに接続されたＬＡＮは完全に切り離されず、障害発生
後も正常に通信できるのに対して、本実施形態では切り
離されて通信が行えない。また、本実施形態ではケーブ
ルモデムからの送信はできないが受信は行う為、ケーブ
ルモデムに接続されたＬＡＮは異常な状態となってしま
う。この状態になった場合、ケーブルモデムに接続され
たＬＡＮの復帰は、ループ状態の根本的解決で行う。

【０１７４】（発明の第４の実施の形態）本実施形態
は、第１の実施形態とは異なる別途のループ障害検出機
構を提供するものであり、ケーブルモデム終端装置にス
パニングツリー機能が実装されている場合にループ障害
を検出する。

【０１７５】図１２は本発明の第４の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図２と同一部分には同一符
号を付してその詳細説明を省略する。

【０１７６】本実施形態のケーブルモデム終端装置２に
は、第１の実施形態と同様な構成の他、検査フレーム生
成部１６に代えてスパニングツリー部５１が設けられ、
また、障害判定部１８に対応して障害判定部５２が設け
られている。

【０１７７】スパニングツリー部５１は、スパニングツ
リープロトコルがケーブルモデム終端装置２に実装され
ている様子を図示したものであり、第１実施形態の検査
フレームに対応するものとしてスパニングツリーのフレ
ームを出力する。

【０１７８】障害判定部５２は、検査フレームに代え
て、スパニングツリーのフレームによりループ障害の発
生を検出し、障害判定結果を結果格納部１９に格納す
る。なお、フレーム受信部１７は、スパニングツリーの
フレームについて第１の実施形態と同様な処理を行う。

【０１７９】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【０１８０】スパニングツリープロトコルのフレームに
は、ルート（根）の端末を決定する為に出力した機器や
ポートのアドレス等が含まれている。このアドレスはユ
ニーク（一意）なもので、同じ機器の同じポートから出
力されない限り同じ値を持つフレームは存在しない。本
実施形態ではこのアドレスを読む事により、当該スパニ
ングツリーフレームが自分自身の出力したものか否か判
別する。

【０１８１】また、受け取ったスパニングツリーフレー
ムが、別のケーブルモデム終端装置２の出力したもので
あると特定できる場合は障害発生構成（２）のケースを
判別できる。例えばＣＭＴＳのアドレスの４オクテット
目を使って、ケーブルモデム終端装置２である事と、Ｃ
ＡＴＶケーブル３であるか否かを示す事による。しか
し、ベンダーによっては既に別の機器で使用されている
可能性があり、実際にはべンダーコードと共に確認する
必要がある。なお、ベンダーコードとは、６バイトで構
成されるグローバルアドレスの上位３バイトをいい、べ
ンダーコードは管理機関によりべンダー毎に発行される
為、重なることはない。下位３バイトはべンダーの管理
により、これも重ならない様に発行される。

【０１８２】本実施形態のケーブルモデムシステムで
は、スパニングツリーフレームを調べることでループ障
害を検出し、ひいては各障害発生構成（１）〜（３）を
検出することが可能になる。以下、そのための処理を説
明する。

【０１８３】ケーブルモデム終端装置２はループ障害を
検出するために、以下のＧとＨの動作を並列で行う。な
お、処理Ｇは、本来のスパニングツリーの動作であり、
スパニングツリー部５１により実行される。

【０１８４】Ｇ１． ケーブルモデム終端装置２は一定
時間毎にスパニングツリーのフレームを出力し続ける。

【０１８５】次に、処理Ｈは、フレーム受信部１７及び
障害判定部５２により実行される。

【０１８６】＊＊スパニングツリーフレーム受信処理 Ｈ１． ケーブルモデム終端装置２はフレーム転送部１
５からスパニングツリーフレームを受信する。

【０１８７】Ｈ２． 当該スパニングツリーフレームが
ＣＡＴＶケーブル３から受け取ったフレームか、上位側
から受け取ったフレームかが確認される。

【０１８８】＊＊障害判定処理 Ｈ３． 上位側から受け取った場合は、自分自身のＣＡ
ＴＶケーブルのグローバルアドレスと比較し、一致して
いれば「障害発生構成（３）」が発生している事がわか
る。

【０１８９】Ｈ４． ＣＡＴＶ側から受け取った場合
は、自分自身のＣＡＴＶケーブルのグローバルアドレス
と比較し、一致していれば「障害発生構成（１）」が発
生している事がわかる。

【０１９０】Ｈ５． また、ＣＡＴＶ側から受け取った
場合、上位側インタフェースのグローバルアドレスと一
致していれば、「障害発生構成（３）」が発生している
事がわかる。

【０１９１】Ｈ６． ＣＡＴＶ側から受け取った場合、
他のケーブルモデム終端装置２のＣＡＴＶケーブル側の
グローバルアドレスであると特定できる場合は、「障害
発生構成（２）」が発生している事が判明する。

【０１９２】Ｈ７． 受信したスパニングツリーフレー
ムは廃棄して中継は行わない。

【０１９３】Ｈ８． 障害判定処理結果を結果格納部１
９に保存する。

【０１９４】以上の結果をまとめると図１３に示すマト
リックスになる。

【０１９５】上記処理Ｂ３．Ｂ４．Ｂ５．の結果をまと
めると図７に示すマトリックスになる。

【０１９６】図１３は本実施形態の障害判定部で判定さ
れるループ障害の内容を示す図である。

【０１９７】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にスパニングツリープロトコルを実装してスパニングツ
リーフレームを送出するようにし、そのスパニングツリ
ーフレームを受け取ったときに、検査フレームをＣＡＴ
Ｖケーブル側か上位側インタフェース側かの何れから受
け取るかの情報を取得し、さらにフレーム発信元及び上
位側かＣＡＴＶ側かの発信方向情報も用いて障害判定す
るようにしたので、ケーブルモデムに負担ほどんどをか
けずにループ障害を検出することができ、また、そのル
ープ障害が障害発生構成の何れにかかわるものを判定す
ることができる。

【０１９８】したがって、たとえユーザ側の接続ミスが
原因であっても、ケーブルＣＡＴＶ業者がわのみのシス
テムでループ障害を検出でき、ケーブルモデムシステム
の運用を容易なものとすることができる。

【０１９９】また、本実施形態では、スパニングツリー
で使用しているフレームを利用する為、第１の実施形態
のように余計な検査フレームを出力する必要がない。こ
の為第１の実施形態に比べれば、新たにネットワーク資
源を消費しない点と悪影響を与える可能性が全くない点
で優れている。

【０２００】（発明の第５の実施の形態）本実施形態
は、第４の実施形態によるループ障害検出機構に基づ
き、第２の実施形態によるケーブルモデム停止再起動処
理を実現してループ障害を防止するものである。すなわ
ち第４及び第２の実施形態を組み合わせたものである。

【０２０１】図１４は本発明の第５の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図１２及び図８と同一部分
には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【０２０２】このケーブルモデム終端装置２は、モデム
停止処理部３１の処理が障害判定部５２の障害判定結果
に対応するものとなる他、第４及び第２の実施形態と同
様に構成されている。また、ケーブルモデム４は第２の
実施形態と同様に構成されている。

【０２０３】モデム停止処理部３１の処理は、障害判定
部５２の障害判定結果に対応して以下のように修正され
る。

【０２０４】Ｄ１′． 障害判定部５２からスパニング
ツリーフレームに基づく障害判定結果を受けたときには
以下の動作を行う。

【０２０５】Ｄ２′． ケーブルモデム停止遅延タイマ
３３が０になっているか確認し、０でなければ処理を行
わずに終了する。

【０２０６】Ｄ３′． スパニングツリーフレームのグ
ローバルアドレスが自分自身のＣＡＴＶケーブル側のグ
ローバルアドレスと一致しているとの結果を障害判定部
５２から受け取ると、直ちにスパニングツリーフレーム
を送信してきたケーブルモデムを停止するよう、停止コ
マンド生成部３４に指示する。停止コマンド生成部３４
は、この指示に基づき、停止コマンドフレームをそのケ
ーブルモデム４に対して発行する。

【０２０７】Ｄ４′． スパニングツリーフレームのグ
ローバルアドレスが自分自身の上位側のグローバルアド
レスと一致している旨の障害判定結果を受けると、直ち
にフレームを送信してきたケーブルモデム４を停止する
よう、停止コマンド生成部３４に指示する。

【０２０８】Ｄ５′． Ｄ３′，Ｄ４′に該当せず、ま
た他のＣＭＴＳのＣＡＴＶケーブルのＰｏｒｔ ＩＤ
Ｎｏ．である旨の障害判定結果を受けると、スパニング
ツリーフレームのグローバルアドレスと自分自身のＣＡ
ＴＶケーブル側のグローバルアドレスとのうち、ＣＡＴ
Ｖケーブル側のグローバルアドレスの方が小さい場合
は、直ちにフレームを送信してきたケーブルモデムを停
止するよう、停止コマンド生成部３４に指示する。

【０２０９】ＣＡＴＶケーブル側のグローバルアドレス
の方が大きい場合は処理を行わずに終了する。これは、
ケーブルモデム終端装置同士の何れかを優先とするとき
の優先順位を決める方法の一例である。

【０２１０】Ｄ６′． Ｄ３′，Ｄ４′，Ｄ５′のいず
れかの処理をしたケーブルモデム用のケーブルモデム停
止タイマ３２をセットする。また、ケーブルモデム停止
遅延タイマ３３をセットする。

【０２１１】このようにして、障害発生にかかわるケー
ブルモデム４が停止され、また、一定時間後に再起動さ
れる。なお、図１０に障害判定部１８での結果とケーブ
ルモデムを停止させるか否かとの対応関係を示す。

【０２１２】図１５は障害判定結果とケーブルモデムに
対する停止処理との対応関係を示す図である。

【０２１３】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第４の実施形態及び第２の実施形態と同様な構成
を組み合わせて設けるようにしたので、第４及び第２の
実施形態の双方の効果を得ることができる。

【０２１４】（発明の第６の実施の形態）本実施形態
は、第４の実施形態によるループ障害検出機構に基づ
き、第３の実施形態におけるアップストリーム停止再開
処理を実現してループ障害を防止するものである。すな
わち第４及び第３の実施形態を組み合わせたものであ
る。

【０２１５】図１６は本発明の第６の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図１２及び図１１と同一部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。

【０２１６】このケーブルモデム終端装置２は、アップ
ストリーム停止指令部４１の処理が障害判定部５２の障
害判定結果に対応するものとなる他、第４及び第３の実
施形態と同様に構成されている。

【０２１７】アップストリーム停止指令部４１の処理
は、障害判定部５２の障害判定結果に対応して以下のよ
うに修正される。

【０２１８】Ｆ１′． 障害判定部５２から障害判定結
果を受け取ると以下の動作を行う。

【０２１９】Ｆ２′． スパニングツリーフレームのグ
ローバルアドレスが、自分自身のＣＡＴＶケーブル側か
上位側のグローバルアドレスか他のＣＭＴＳのＣＡＴＶ
ケーブル側のグローバルアドレスである旨の結果を受け
取ると、スパニングツリーフレームを受信してきたケー
ブルモデムのＩＤをＣＭＴＳ内部に記憶し、そのケーブ
ルモデムからの送信要求を受け付けない様にする。すな
わちそのようなアップストリームスケジュールを行うよ
うにスケジューリング機能に指令する。

【０２２０】以上の機構によりケーブルモデムシステム
から、ループ障害の原因になっているケーブルモデム４
が切り離される。

【０２２１】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第４の実施形態及び第３の実施形態と同様な構成
を組み合わせて設けるようにしたので、第４及び第３の
実施形態の双方の効果を得ることができる。

【０２２２】（発明の第７の実施の形態）本実施形態
は、第１の実施形態とは異なる別途のループ障害検出機
構を提供するものであり、ケーブルモデム終端装置２が
受け取るフレームのグローバルアドレスと、受け取った
インタフェースポートや通過してきたケーブルモデムと
の対応を学習する事によってループ障害を検出する。

【０２２３】図１７は本発明の第７の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図２と同一部分には同一符
号を付してその詳細説明を省略する。

【０２２４】本実施形態のケーブルモデム終端装置２に
は、第１の実施形態と同様な基本構成が設けられる他、
アドレス学習機能に関する部分と、その学習結果に基づ
いてループ障害を検出する部分が設けられている。

【０２２５】アドレス学習機能に関する部分として、ア
ドレス学習部６１と、アドレス学習テーブル６２と、二
重アドレステーブル６３と、エントリ削除処理部６４と
が設けられている。一方、ループ障害を検出する部分と
して、障害判定部６５及び結果格納部１９が設けられて
いる。

【０２２６】ここでアドレス学習部６１は、フレームを
受信する度に、フレーム転送部１５から当該フレームを
受け取ってその送信元アドレスを確認し、その送り先と
の対応を学習し、アドレス学習テーブル６２に示される
データベースを構築する。データベースのキーはＰＣ
（ホスト）のアドレスを用い、ハッシュアルゴリズム等
の高速な検索アルゴリズムを用いて並べて行く。なお、
所定のアドレス学習処理を行った後、アドレス学習部６
１は当該フレームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２２７】図１８は本実施形態のアドレス学習テーブ
ルの一例を示す図である。

【０２２８】アドレス学習テーブル６２には、送信元ア
ドレス６６と「受信ポート」もしくは「送信元のＣＭの
ＩＤ」６７とタイマ部６８とからなるエントリが多数設
けられている。同図では、ＰＣ＃１とＰＣ＃４が上位の
インタフェース、ＰＣ＃２がケーブルモデム＃１、ＰＣ
＃３がケーブルモデム＃２、ＰＣ＃５とＰＣ＃６がケー
ブルモデム＃３、ＰＣ＃７がケーブルモデム＃４にそれ
ぞれ接続されている事が示されている。

【０２２９】アドレス学習部６１はエントリにない新た
なフレームを受け取ると新たにエントリを生成しタイマ
をスタートさせ、すでにエントリにあるフレームを受け
取るとタイマ値を更新する。

【０２３０】エントリ削除部６４は、アドレス学習テー
ブル６２のタイマ値を最後にフレームを受け取ってから
一定時間毎にカウントダウンし、これが０になった時に
エントリから削除する。つまり、一定時間フレームを送
信していない事から現在使われていないと判断し削除す
るものである。

【０２３１】本実施形態では、上記単なるアドレス学習
機構に加えて、ループ障害を検出するためのアドレス学
習を行う。このために設けられるのが、二重アドレステ
ーブル６３である。

【０２３２】図１９は本実施形態の二重アドレステーブ
ルの一例を示す図である。

【０２３３】二重アドレステーブル６３には、「受信ポ
ート」もしくは「送信元のＣＭのＩＤ」６９とタイマ部
７０とからなるエントリが多数設けられている。このテ
ーブル６３への書き込み（エントリ追加）は、アドレス
学習テーブル６２に格納された同一送信元について既に
エントリされている「受信ポート」または「送信元のＣ
ＭのＩＤ」６７と異なるフレームを受信した時にアドレ
ス学習部６１によって行われる。この二重アドレステー
ブル６３への書き込みが行われる条件下では、特定のＰ
Ｃ（ホスト）が複数のネットワークを通してＣＭＴＳに
フレームを送ってきている事が示されており、つまりル
ープ障害が発生している。

【０２３４】このテーブルのタイマ値もアドレス学習部
６１によりエントリが追加されてからカウントダウンさ
れるが、当然にしてアドレス学習テーブル６２のタイマ
とは異なる値となる。なお、この二重アドレステーブル
６３に対するエントリ削除及びタイマカウントダウン管
理は、エントリ削除部６４により、アドレス学習テーブ
ル６２に対する場合と同様にして行われる。

【０２３５】障害判定部６５は、二重アドレステーブル
６３を監視しており、当該テーブル内にエントリが生じ
た場合には、そのエントリの送信元に関連してループ障
害が発生したと判定し、その結果を結果格納部１９に格
納する。

【０２３６】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【０２３７】ケーブルモデム終端装置２はフレームの受
け取りに対応して以下の処理Ｉ，Ｊを並列に行う。

【０２３８】まず、処理Ｉはエントリ削除処理部６４に
よって実行されるものである。

【０２３９】Ｉ１． アドレス学習テーブル６２の全て
のエントリのタイマ部６８をカウントダウンする。

【０２４０】Ｉ２． Ｉ１でカウントグウンして０にな
ったエントリを削除する。

【０２４１】Ｉ３． 二重アドレステーブル６３の全て
のエントリのタイマ部７０をカウントダウンする。

【０２４２】Ｉ４． Ｉ３でカウントダウンして０にな
ったエントリを削除する。

【０２４３】次に、処理Ｊはアドレス学習部６１によっ
て実行されるものである。

【０２４４】Ｊ１． 受信したフレームの送り先アドレ
スを確認し、アドレス学習テーブル６２の送信元アドレ
ス６６と比較する。

【０２４５】Ｊ２． 一致するエントリがない場合は新
規にエントリをアドレス学習テーブル６２に作成しタイ
マ部６８をスタート値にして終了するとともに、受信フ
レームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２４６】Ｊ３． 一致するエントリがあった場合、
「受信ポート」および「送信元ケーブルモデムのＩＤ」
６７を確認する。

【０２４７】Ｊ４． Ｊ３の「受信ポート」および「送
信元ケーブルモデムのＩＤ」６７とテーブルのものとを
比較する。

【０２４８】Ｊ５． 一致した場合はタイマ値を更新し
（スタート値に戻す）、終了するとともに、受信フレー
ムをフレーム転送部１５に戻す。

【０２４９】Ｊ６． 一致しなかった場合は、二重アド
レステーブル６３に新たなエントリを作成し、受信フレ
ームの「受信ポート」または「送信元のＣＭのＩＤ」を
二重アドレステーブル６３の「受信ポート」および「送
信元ケーブルモデムのＩＤ」６９に格納し、タイマ部６
８をスタート値にして終了するとともに、受信フレーム
をフレーム転送部１５に戻す。

【０２５０】上記のような処理Ｉ，Ｊによって、アドレ
ス学習テーブル６２に学習情報が登録されるとともに、
二重アドレステーブル６３においてループ障害検出のた
めの情報が登録される。

【０２５１】したがって、ループ障害が起こっているか
否かは二重アドレステーブル６３にエントリがあるか否
かで判別される。障害判定部６５により当該テーブル６
３が監視され、エントリがあれば当該エントリの示す送
信元に関連してループ障害が発生しており、エントリが
無ければループ障害が発生していない。

【０２５２】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、受信した各フレームから送信元及び最終転送元に
関する情報を学習してテーブルを作成するとともに、送
信元は一致するが最終転送元が一致しないフレームがあ
った場合には、ループ障害が発生したと判定するように
したので、ケーブルモデムに負担をかけずにループ障害
を検出することができる。

【０２５３】したがって、たとえユーザ側の接続ミスが
原因であっても、ケーブルＣＡＴＶ業者がわのみのシス
テムでループ障害を検出でき、ケーブルモデムシステム
の運用を容易なものとすることができる。

【０２５４】また、本実施形態では、単にフレームを利
用して判定する為、第１の実施形態のように余計な検査
フレームを出力する必要がなく、また第４の実施形態の
ようにスパニングツリープロトコルを実装する必要もな
い。したがって、第１，第４の実施形態に比べれば、新
たにネットワーク資源を消費しない点と悪影響を与える
可能性が全くない点で優れている。

【０２５５】また、本実施形態の機構は、通常のラーニ
ングブリッジの機構と似た機構を用いているので、実装
しやすいという利点もある。

【０２５６】（発明の第８の実施の形態）本実施形態
は、第７の実施形態によるループ障害検出機構に基づ
き、第２の実施形態によるケーブルモデム停止再起動処
理を実現してループ障害を防止するものである。すなわ
ち第７及び第２の実施形態を組み合わせたものである。

【０２５７】図２０は本発明の第８の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図１７と同一部分には同一
符号を付してその詳細説明を省略する。

【０２５８】このケーブルモデム終端装置２は、再起動
コマンド生成部７１及び停止コマンド生成部７２が設け
られる他、第７の実施形態と同様に構成されている。ま
た、障害判定部６５及びアドレス学習部６１の処理には
修正が加えられている。なお、ケーブルモデム４は第２
の実施形態と同様に構成されている。

【０２５９】障害判定部６５は、二重アドレステーブル
６３上にエントリがある場合には、その障害判定結果を
停止コマンド生成部７２に通知し、二重アドレステーブ
ル６３上に一旦設けられたエントリが削除されたときに
は、その旨を再起動コマンド生成部７１に通知する。

【０２６０】アドレス学習部６１は、受け取ったフレー
ムが上位側からのものであるか、ＣＡＴＶ側からのもの
であるかまで考慮して、各テーブル６２，６３への処理
を行う。

【０２６１】停止コマンド生成部７２は、ケーブルモデ
ム４のＩＤが二重アドレステーブル６３にエントリされ
た旨の通知を障害判定部６５から受けたときに、当該ケ
ーブルモデムに対する停止コマンドフレームを生成し、
これをフレーム転送部１５に引き渡して、そのケーブル
モデム４を停止させる。

【０２６２】再起動コマンド生成部７１は、ケーブルモ
デム４のＩＤが二重アドレステーブル６３から削除さ
れ、その通知を障害判定部６５から受けたときに、再起
動コマンドフレームを生成し、フレーム転送部１５に引
き渡して、当該ケーブルモデム４を動作させる。

【０２６３】次に、以上のように構成された本発明の実
施の形態に係るケーブルモデムシステムの動作について
説明する。

【０２６４】第７の実施形態ではループ障害の検出のみ
を行っているが、本実施形態では障害の起きている経路
を識別する必要がある。第７の実施形態の学習機構では
同じＰＣ（ホスト）のアドレスが上位のインタフェース
とＣＡＴＶケーブルの両方から届く場合に、ＣＡＴＶケ
ーブルのフレームが先に届いてしまうと、二重アドレス
テーブル６３には上位のインタフェースからという情報
しか記録されず中継しているケーブルモデム４が特定で
きない。

【０２６５】そこで、アドレス学習部６１の処理アルゴ
リズムが以下の処理Ｊ′の様に修正されている。

【０２６６】Ｊ１′． 受信したフレームの送り先アド
レスを確認し、アドレス学習テーブル６２の送信元アド
レス６６と比較する。

【０２６７】Ｊ２′． 一致するエントリがない場合は
新規にエントリをアドレス学習テーブル６２に作成しタ
イマ部６８をスタート値にして終了するとともに、受信
フレームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２６８】Ｊ３′． 一致するエントリがあった場
合、「受信ポート」および「送信元ケーブルモデムのＩ
Ｄ」６７を確認する。

【０２６９】Ｊ４′． Ｊ３′の「受信ポート」および
「送信元ケーブルモデムのＩＤ」６７とテーブルのもの
とを比較する。

【０２７０】Ｊ５′． 一致した場合はタイマ値を更新
し（スタート値に戻す）、終了するとともに、受信フレ
ームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２７１】Ｊ６′． Ｊ４′でフレームが一致せず、
かつフレームがＣＡＴＶケーブル３から受け取ったもの
であれば、二重アドレステーブル６３に新たなエントリ
を作成し、「送信元のＣＭのＩＤ」を二重アドレステー
ブル６３に格納し、タイマ部６８をスタート値にして終
了するとともに、受信フレームをフレーム転送部１５に
戻す。

【０２７２】Ｊ７′． Ｊ４′でフレームが一致せず、
かつフレームが上位のインタフェース側から受け取った
ものであれば、既に登録されている情報を取り出し二重
アドレステーブル６３に追加登録し、上位のインタフェ
ース側から受け取ったという情報をアドレス学習テーブ
ル６２に置き換えて記録する。受信フレームをフレーム
転送部１５に戻す。

【０２７３】上記のアルゴリズムのうちＪ６′とＪ７′
が修正された部分である。これにより、ＣＡＴＶケーブ
ルから先に学習した情報も、上位のインタフェースから
受け取った情報に置き換えられて、二重アドレステーブ
ル６３にはＣＡＴＶケーブル３からの情報が記入される
事となる。この改良したアルゴリズムにより、ケーブル
モデムが特定される。

【０２７４】このようにして二重アドレステーブル６３
の内容が管理されるが、二重アドレステーブル６３にエ
ントリされるという事は、特定のＰＣ（ホスト）とケー
ブルモデム終端装置２との間の経路が２つある事を示し
ている。したがって、ＣＭＴＳに対してループ障害が発
生している事になる。ループの経路に存在するケーブル
モデム４の動作を停止する事により、ＣＭＴＳへの経路
を１つにしループ障害を防止する。

【０２７５】そこで、ケーブルモデムのＩＤが二重アド
レステーブル６３にエントリされたときには、停止コマ
ンドフレームを発行して、そのケーブルモデム４を停止
する。一方、ケーブルモデムのＩＤが二重アドレステー
ブルから削除されたときには、再起動コマンドフレーム
を発行して、そのケーブルモデム４を再起動する。な
お、停止コマンドフレーム又は再起動コマンドフレーム
の受信に伴うケーブルモデム側の処理は第２の実施形態
の場合と同様である。

【０２７６】上記処理のうち、再起動処理はループ障害
の原因を取り除いた後、停止していたケーブルモデム４
をシステムに組み入れるための操作である。再起動処理
を行った後でも、まだループ障害が発生する様であれば
再び停止させられることになる。このケーブルモデム４
を停止する時間の制御は二重アドレステーブル６３のタ
イマのフィールドで制御される。エントリの時の初期値
の大きさとカウントダウンの一定時間の大きさによっ
て、ケーブルモデムの停止時間が決まる。

【０２７７】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第７の実施形態及び第２の実施形態と同様な構成
を組み合わせて設けるようにしたので、第７及び第２の
実施形態の双方の効果を得ることができる。

【０２７８】（発明の第９の実施の形態）本実施形態
は、第７の実施形態によるループ障害検出機構に基づ
き、第３の実施形態によるアップストリーム停止再開処
理を実現してループ障害を防止するものである。すなわ
ち第７及び第３の実施形態を組み合わせたものである。

【０２７９】図２１は本発明の第９の実施の形態に係る
ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデム終端装
置の構成例を示す図であり、図１７と同一部分には同一
符号を付してその詳細説明を省略する。

【０２８０】このケーブルモデム終端装置２は、アップ
ストリーム再開指令部８１及びアップストリーム停止指
令部８２が設けられる他、第７の実施形態と同様に構成
されている。また、障害判定部６５及びアドレス学習部
６１の処理には修正が加えられている。なお、フレーム
転送処理部１５は第３の実施形態と同様に構成されてい
る。

【０２８１】アップストリーム再開指令部８１及びアッ
プストリーム停止指令部８２は、第８の実施形態の再起
動コマンド生成部７１及び停止コマンド生成部７２と同
一の動作条件で処理を実行し、その処理内容は第３の実
施形態のアップストリーム再開指令部４３及びアップス
トリーム停止指令部４１と同様である。また、障害判定
部６５の処理は、第８の実施形態の場合と同様に修正さ
れている。

【０２８２】一方、アドレス学習部６１の処理は、以下
の考えにより修正されている。すなわち、本実施実施形
態においてもループの経路に存在するケーブルモデム４
を特定する必要がある。しかし、第８の実施形態のよう
な改良アルゴリズムでは、ループの経路のケーブルモデ
ム４を１つしか特定できず、障害発生構成（１）の様に
２つのケーブルモデムが存在する場合に不都合が生じ
る。本実施形態はアップストリームだけを停止しする方
式であるので、障害発生構成（１）の場合は片方のアッ
プストリームを停止してもダウンストリームは中継され
続け、そのフレームがループ経路を通ってもう１つのケ
ーブルモデム４から出力されてしまう。そこで、障害発
生構成（１）ではケーブルモデム４を２つ共特定し、両
アップストリームを停止させなければならない。

【０２８３】以上の理由により、アドレス学習機構のア
ルゴリズムＪが以下の様に修正される。

【０２８４】Ｊ１”． 受信したフレームの送り先アド
レスを確認し、アドレス学習テーブル６２の送信元アド
レス６６と比較する。

【０２８５】Ｊ２”． 一致するエントリがない場合は
新規にエントリをアドレス学習テーブル６２に作成しタ
イマ部６８をスタート値にして終了するとともに、受信
フレームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２８６】Ｊ３”． 一致するエントリがあった場
合、「受信ポート」および「送信元ケーブルモデムのＩ
Ｄ」６７を確認する。

【０２８７】Ｊ４”． Ｊ３”の「受信ポート」および
「送信元ケーブルモデムのＩＤ」６７とテーブルのもの
とを比較する。

【０２８８】Ｊ５”． 一致した場合はタイマ値を更新
し（スタート値に戻す）、終了するとともに、受信フレ
ームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２８９】Ｊ６”． Ｊ４”でフレームが一致しない
場合、そのフレームの情報（「受信ポート」または「送
信元ケーブルモデムのＩＤ」）を二重アドレステーブル
６３に追加登録し、タイマ部６８をスタート値にして終
了するとともに、受信フレームをフレーム転送部１５に
戻す。

【０２９０】Ｊ７”． Ｊ４”フレームと一致したアド
レス学習テーブル６２の情報を取り出し、二重アドレス
テーブル６３の中に同じ情報がない事を確認しこれも二
重アドレステーブル６２に登録し、終了する。同じ情報
があった場合は登録せずに終了する。何れも場合も受信
フレームをフレーム転送部１５に戻す。

【０２９１】上記のアルゴリズムのＪ６”とＪ７”を修
正した。

【０２９２】この二重アドレステーブル６３に基づき、
第８の実施形態と同様な判断基準で、かつ、第３の実施
形態と同様な処理により、アップストリームの停止及び
再開が行われる。これにより実質的にループ障害に関連
するケーブルモデムが停止される。

【０２９３】上述したように、本発明の実施の形態に係
るケーブルモデムシステムは、ケーブルモデム終端装置
にて、第７の実施形態及び第３の実施形態と同様な構成
を組み合わせて設けるようにしたので、第７及び第３の
実施形態の双方の効果を得ることができる。

【０２９４】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。

【０２９５】また、実施形態に記載した手法は、計算機
（コンピュータ）に実行させることができるプログラム
（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フ
ロッピーディスク、ハードディスク等）、光ディスク
（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の記憶媒
体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布すること
もできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、
計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラム
のみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に
構成させる設定プログラムをも含むものである。本装置
を実現する計算機は、記憶媒体に記録されたプログラム
を読み込み、また場合により設定プログラムによりソフ
トウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって
動作が制御されることにより上述した処理を実行する。

【０２９６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、ケ
ーブルモデムに負担をほどんどかけずにループ障害を検
出でき、かかるループ障害を防止可能としたケーブルモ
デムシステム及びケーブルモデム終端装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るケーブルモデ
ムシステムの構成例を示す図。

【図２】同実施形態のケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図３】同実施形態の検査フレームのデータ構造の一例
を示す図。

【図４】ケーブルモデムシステムにおけるケーブルモデ
ムにおける処理の流れを示す図。

【図５】一のユーザ側ネットワークから他のユーザ側ネ
ットワークへフレームが転送される様子を示す図。

【図６】ＣＡＴＶケーブル内のアップストリームのスケ
ジュールを示すフレーム構造図。

【図７】同実施形態の障害判定部で判定されるループ障
害の内容を示す図。

【図８】本発明の第２の実施の形態に係るケーブルモデ
ムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例を
示す図。

【図９】同実施形態のケーブルモデムの構成例を示す
図。

【図１０】障害判定結果とケーブルモデムに対する停止
処理との対応関係を示す図。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図１２】本発明の第４の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図１３】同実施形態の障害判定部で判定されるループ
障害の内容を示す図。

【図１４】本発明の第５の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図１５】障害判定結果とケーブルモデムに対する停止
処理との対応関係を示す図。

【図１６】本発明の第６の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図１７】本発明の第７の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図１８】同実施形態のアドレス学習テーブルの一例を
示す図。

【図１９】同実施形態の二重アドレステーブルの一例を
示す図。

【図２０】本発明の第８の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図２１】本発明の第９の実施の形態に係るケーブルモ
デムシステムにおけるケーブルモデム終端装置の構成例
を示す図。

【図２２】ケーブルモデムシステムの一例を示す図。

【図２３】一般的なネットワークシステムにおいてルー
プ障害が発生する構成例を示す図。

【図２４】ケーブルモデムシステムにおいてループ障害
が発生する第１の構成例を示す図。

【図２５】ケーブルモデムシステムにおいてループ障害
が発生する第２の構成例を示す図。

【図２６】ケーブルモデムシステムにおいてスパニング
ツリーを使用したときに発生し得る障害を説明する図。

【図２７】ケーブルモデムシステムにおいてループ障害
が発生する第３の構成例を示す図。

【符号の説明】

１…ブリッジ ２…ケーブルモデム終端装置 ３…ＣＡＴＶケーブル ４…ケーブルモデム ５…イーサネット ６…パーソナルコンピュータ ７…ワークステーション １１…ＲＦ受信機 １２…ＲＦ送信機 １３…インターフェース部 １４…ブリッジ機構 １５…フレーム転送部 １６…検査フレーム生成部 １７…フレーム受信部 １８…障害判定部 １９…結果格納部 ２１…ＲＦ受信機 ２２…ＲＦ送信機 ２３…インターフェース部 ２４…フレーム中継停止再起動部 ３１…モデム停止処理部 ３２…ケーブルモデム停止タイマ ３３…ケーブルモデム停止遅延タイマ ３４…停止コマンド生成部 ３５…モデム再起動処理部 ３６…再起動コマンド生成部 ４１…アップストリーム停止指令部 ４２…ケーブルモデム停止タイマ ４３…アップストリーム再開指令部 ５１…スパニングツリー部 ５２…障害判定部 ６１…アドレス学習部 ６２…アドレス学習テーブル ６３…二重アドレステーブル ６４…エントリ削除処理部 ６５…障害判定部 ７１…再起動コマンド生成部 ７２…停止コマンド生成部 ８１…アップストリーム再開指令部 ８２…アップストリーム停止指令部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上位ネットワークとＣＡＴＶケーブルを
   介してユーザ側ケーブルモデムとに接続されるケーブル
   モデム終端装置において、 発信元情報、及び前記上位ネットワーク側又は前記ＣＡ
   ＴＶケーブル側の何れに送出されるかを示す発信方向情
   報を有する検査フレームを送出するフレーム送出手段
   と、 前記検査フレームを受け取ったときに、前記上位ネット
   ワーク側又は前記ＣＡＴＶケーブル側の何れ側から受け
   取ったかの受取方向情報、及び前記検査フレーム内の各
   情報とに基づいて、ループ障害を検出する障害判定手段
   とを備えたことを特徴とするケーブルモデム終端装置。
2. 【請求項２】 上位ネットワークとＣＡＴＶケーブルを
   介してユーザ側ケーブルモデムとに接続されるととも
   に、スパニングツリープロトコルが実装されたケーブル
   モデム終端装置において、 スパニングツリーフレームを受け取ったときに、当該フ
   レームを前記上位ネットワーク側又は前記ＣＡＴＶケー
   ブル側の何れ側から受け取ったかの受取方向情報、前記
   当該フレームの発信元情報、及び前記当該フレームが前
   記上位ネットワーク側又は前記ＣＡＴＶケーブル側の何
   れに送出されたかを示す発信方向情報とに基づいて、ル
   ープ障害を検出する障害判定手段とを備えたことを特徴
   とするケーブルモデム終端装置。
3. 【請求項３】 上位ネットワークとＣＡＴＶケーブルを
   介してユーザ側ケーブルモデムとに接続されるケーブル
   モデム終端装置において、 フレームを受け取ると、その発信元アドレスと、当該フ
   レームの最終転送元に関する最終転送情報とを取り出
   し、各情報を当該フレームの受信時から一定時間保持す
   るアドレス学習手段と、 取り出された前記発信元アドレス及び前記最終転送情報
   について、前記アドレス学習手段に保持される各情報と
   比較した結果、前記発信元アドレスが一致しかつ前記最
   終転送情報が一致しないものが前記アドレス学習手段に
   保持されている場合には、ループ障害が発生している判
   定する障害判定手段とを備えたことを特徴とするケーブ
   ルモデム終端装置。
4. 【請求項４】 前記障害判定手段にループ障害が発生し
   ていると判定されたときには、当該ループ障害に関連す
   るフレームを最終的に転送した前記ＣＡＴＶケーブル上
   のケーブルモデムを特定するモデム特定手段と、 特定された前記ケーブルモデムに対してフレーム送出を
   停止するよう指令するフレーム送出停止指令手段とを備
   えたことを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項
   記載のケーブルモデム終端装置。
5. 【請求項５】 前記障害判定手段にループ障害が発生し
   ていると判定されたときには、当該ループ障害に関連す
   るフレームを最終的に転送した前記ＣＡＴＶケーブル上
   のケーブルモデムを特定するモデム特定手段と、 特定された前記ケーブルモデムが前記ＣＡＴＶケーブル
   上のアップストリームにフレーム送出しないように、ア
   ップストリームのスケジューリングを行うスケジューリ
   ング手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３の
   うち何れか１項記載のケーブルモデム終端装置。
6. 【請求項６】 前記請求項１乃至５のうち何れか１項記
   載のケーブルモデム終端装置を用いたことを特徴とする
   ケーブルモデムシステム。