KR20130109211A - 송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법 - Google Patents

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KR20130109211A
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Abstract

허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 송신하는 통신 장치로서, 고신뢰성 패킷을 수신측에서의 응답을 요구하는 응답 요구 패킷으로서 송신하는 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)와, 고신뢰성 패킷을, 동일 패킷을 연속하여 송신하는 연속 송신에 의해 송신하는 연속 송신 제어부(25)와, 고신뢰성 패킷의 생성시 시간으로부터의 경과 시간이 허용 지연보다 적은 소정 시간으로 되는 시간을 송신 한계 시간으로서 정하고, 고신뢰성 패킷이 생성되면 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로 하여 송신한다고 판정하고, 응답 요구 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않고 송신 방법 판정 시간을 초과한 경우는 당해 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 고신뢰성층 지연 관리부(23)과, 고신뢰성 패킷을 판정 결과에 근거하여 응답 요구 패킷 송신 제어부(26) 또는 연속 송신 제어부(25)에 입력하는 송신 방법 선택부(24)를 구비한다.

Description

송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법{TRANSMISSION APPARATUS, RECEPTION APPARATUS, COMMUNICATION APPARATUS, COMMUNICATION SYSTEM, AND TRANSMISSION METHOD}
본 발명은 송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법에 관한 것이다.
종래, 고신뢰성이 요구되는 고신뢰성 네트워크에서는, 시스템을 구성하는 장치간의 데이터 전송을 확실히 행하기 위해, 고신뢰성 프로토콜에 의해 송수신하는 고신뢰성 메시지에 오류 검출 코드 등을 부여하고, 전송시의 비트 에러의 검출을 행하고 있었다. 그러나, 오류 검출 코드 등에서는 비트 에러의 발생 패턴에 따라서는 일정한 확률로 오류를 놓쳐 버릴 가능성이 있어, 오류 간과율과 단위 시간당의 메시지수로부터 산출된 정상 가동률이 일정값 이하로 되도록, 시스템 설계가 행해지고 있었다. 그러나, 이 방법에서는 비트 에러율을 전송로마다 고정값으로서 규정하고 있었기 때문에, 전송로의 비트 에러율 변동에 의해서 소망하는 정상 가동률을 달성할 수 없을 가능성이 있었다.
하기 특허문헌 1에서는, 상기 문제를 해결하기 위해서, 실시간으로 비트 에러율의 변동을 관측하고, 관측한 비트 에러율의 값에 근거하여 동일 프레임의 연속 송신을 행하는 것에 의해, 전송로에서의 비트 에러율의 변동이 있더라도 소망하는 시스템 고장율을 달성하는 방식이 기재되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2010-206394호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1의 방식에서는 동일 프레임을 복수회 송신하는 것이 필요하다. 이 때문에, 비트 에러율이 높아지면 고신뢰성 메시지의 송신에 넓은 통신 대역이 점유되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 전송로에서의 비트 에러율의 변동이 있었을 경우에도 소망하는 시스템 정상 가동률을 달성한 후에, 고신뢰성 메시지의 송신의 점유 대역을 저감할 수 있는 송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법을 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 송신하는 송신 장치로서, 입력된 상기 고신뢰성 패킷을 수신측으로부터의 응답을 요구하는 응답 요구 패킷으로서 송신하는 응답 요구 패킷 송신 제어부와, 입력된 상기 고신뢰성 패킷을, 동일 패킷을 연속하여 송신하는 연속 송신에 의해 송신하는 연속 송신 제어부와, 상기 고신뢰성 패킷의 생성 시시간으로부터의 경과 시간이 상기 허용 지연보다 적은 소정 시간으로 되는 시간을 송신 한계 시간으로서 정하고, 상기 고신뢰성 패킷이 생성되면 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로서 송신한다고 판정하고, 상기 응답 요구 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않고 상기 송신 한계 시간을 초과한 경우는 당해 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 송신 방법 판정부와, 생성된 상기 고신뢰성 패킷을, 상기 송신 방법 판정부의 판정 결과에 근거하여 상기 응답 요구 패킷 송신 제어부 또는 상기 연속 송신 제어부에 입력하는 송신 방법 선택부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법은, 전송로에서의 비트 에러율의 변동이 있었던 경우에도 소망하는 시스템 정상 가동률을 달성하고, 고신뢰성 메시지의 송신의 점유 대역을 저감할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 실시 형태 1의 통신 장치의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시 형태 1의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시 형태 1의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1의 통신 장치의 송신부의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1의 고신뢰성 패킷 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 실시 형태 1의 통신 장치의 수신부의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7은, 고신뢰성 패킷 수신 처리 순서의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 1의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 9는 실시 형태 1의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 10은 실시 형태 1의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 11은 실시 형태 1의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 12는 실시 형태 1의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 13은 실시 형태 2의 송신 장치의 수신부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 14는 실시 형태 2의 수신 장치의 송신부의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 15는 실시 형태 2의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 16은 실시 형태 3의 고신뢰성 패킷의 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 17은 실시 형태 4의 통신 장치의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 18은 실시 형태 4의 송신부의 기능 구성예를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태 4의 고신뢰성 패킷의 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다.
이하에, 본 발명에 따른 송신 장치, 수신 장치, 통신 장치, 통신 시스템 및 송신 방법의 실시 형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또, 본 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(실시 형태 1)
도 1은 본 발명에 따른 통신 장치(1)의 실시 형태 1의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 통신 장치(1)는, 송신 처리를 행하는 송신부(2)와, 수신 처리를 행하는 수신부(3)와, 고신뢰성 프로토콜 이외의 프로토콜의 처리를 행하는 기타 프로토콜 처리부(4)와, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)와, 통신 포트(6)를 구비한다.
여기서, 고신뢰성 프로토콜이란, 확실한 송신이 요구되는 통신을 행하기 위한 프로토콜이며, 오류 검출 코드의 부여나 재송(再送) 제어 등이 규정되어 있는 프로토콜이다. 고신뢰성 프로토콜을 이용하는 애플리케이션은, 고신뢰성 프로토콜을 이용하여, 정기적 또는 비정기적으로 수신측에 고신뢰성 패킷(고신뢰성 프로토콜에 근거하여 생성된 패킷)을 송신한다. 고신뢰성 패킷은 소정의 시간 내에 수신측에 도달하는 것이 요구된다. 여기서는, 고신뢰성 프로토콜을 이용하는 애플리케이션에 의해, 고신뢰성 패킷의 패킷 종별마다 허용 지연이 정해져 있는 것으로 한다.
본 실시 형태의 통신 장치(1)는 고신뢰성 패킷의 수신 기능과 송신 기능 양쪽 모두를 가지는 통신 장치이다. 또한, 본 실시 형태의 통신 장치는, 기타 프로토콜 처리부(4)에 의해, 고신뢰성 프로토콜 이외의 프로토콜의 패킷의 송수신 처리도 실시된다.
도 2 및 도 3은 본 실시 형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3에 나타낸 통신 장치(1-1~1-4)는 도 1에서 나타낸 통신 장치(1)와 동일하다. 도 2의 구성예에서는, 통신 장치(1-1)와 통신 장치(1-2) 사이에서 쌍방향으로 고신뢰성 패킷이 송수신된다. 즉, 통신 장치(1-1)가 고신뢰성 패킷의 송신 장치로 되는 경우는 통신 장치(1-2)가 고신뢰성 패킷의 수신 장치로 되고, 통신 장치(1-2)가 고신뢰성 패킷의 송신 장치로 되는 경우는 통신 장치(1-1)가 고신뢰성 패킷의 수신 장치로 된다.
도 3의 구성예에서는, 마찬가지로 통신 장치(1-1)와 통신 장치(1-2) 사이, 통신 장치(1-1)와 통신 장치(1-3) 사이, 통신 장치(1-1)와 통신 장치(1-4) 사이, 그리고 각각 쌍방향으로 고신뢰성 패킷이 송수신된다. 또, 도 2 및 도 3의 구성은 일례로서, 통신 시스템의 구성은 이들에 한정되지 않는다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 1대1 통신의 예를 나타내고 있지만, 통신의 형태는 1대1 통신에 한정되지 않는다.
이하에서는, 통신 장치(1)인 송신 장치로부터 통신 장치(1)인 수신 장치로 고신뢰성 패킷이 송신되는 것으로 해서 설명을 행한다.
도 4는 본 실시 형태의 송신부(2)의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 송신부(2)는 송신 스케줄러(21)와, 송신 버퍼(22)와, 고신뢰성층 지연 관리부(송신 방법 판정부)(23)와, 송신 방법 선택부(24)와, 연속 송신 제어부(25)와, 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)와, 응답 대기 버퍼(27)와, 응답 송신 버퍼(28)를 구비한다.
송신 버퍼(22)는 기타 프로토콜 처리부(4)로부터 입력되는, 고신뢰성 프로토콜 이외의 프로토콜로 생성된 패킷(이하, 데이터 패킷이라고 함)을 저장하기 위한 버퍼(221, 222)와, 고신뢰성 프로토콜 처리부(3)로부터 입력되는 고신뢰성 패킷을 저장하기 위한 큐(queue)인 버퍼(223)를 구비한다.
송신 스케줄러(21)는 송신 버퍼(22), 응답 대기 버퍼(27)와, 응답 송신 버퍼(28)의 3개의 버퍼에 저장된 패킷 중 어느 패킷을 송신할지를 결정한다. 송신 스케줄러(21)는 송신 버퍼(22)의 버퍼(223)에 저장된 고신뢰성 프로토콜 처리부(3)에 의해 생성된 패킷(이하, 고신뢰성 패킷), 또는 응답 대기 버퍼(27)에 저장된 패킷을 다음에 송신할 패킷으로서 선택한 경우, 선택한 패킷을 송신 방식 선택부(24)에 건네준다. 그 외의 패킷을 다음에 송신할 패킷으로서 선택한 경우, 송신 스케줄러(21)는 그대로 통신 포트(6)를 거쳐서 송신을 행한다.
송신 방법 선택부(24)는, 송신 스케줄러(21)로부터 수취한 패킷을, 고신뢰성층 지연 관리부(23)로부터의 지시에 근거하여, 연속 송신 제어부(25) 혹은 응답 요구 패킷 송신 제어부(26) 중 어느 하나에 분배를 행한다. 또, 허용 지연이란, 패킷이 생성되고(버퍼에 저장되고) 나서 수신 장치를 향해 송신될 때까지의 시간의 상한값을 정한 값이며, 패킷이 버퍼에 저장되고 나서 허용 지연 이내에 패킷을 송신할 필요가 있다. 허용 지연은, 패킷의 종별마다 정해져 있으며, 고신뢰성층 지연 관리부(23)가, 애플리케이션 등으로부터 당해 패킷에 대응하는 허용 지연을 취득하고, 허용 지연을 송신 방법 선택부(24)에 건네주도록 하고 있지만, 송신 스케줄러(21)가 애플리케이션 등으로부터 당해 패킷에 대응하는 허용 지연을 취득하고, 송신 방법 선택부(24)는 패킷을 수취했을 때에 송신 스케줄러(21)로부터 허용 지연에 대해서도 수취하는 구성으로 하여도 좋다.
연속 송신 제어부(25)는, 송신 방법 선택부(24)로부터 수취한 패킷에 헤더 등을 부여한 후에 복제하여 연속 송신 패킷을 생성하고, 통신 포트(6)를 거쳐서 송신을 행한다. 또, 여기서, 연속 송신이란 동일 패킷을 연속하여 재송하는 것을 의미하고, 연속 송신 패킷이란, 동일 패킷을 복제한 재송 패킷을 의미한다. 이 때의 재송을 행하는 간격은 임의로 설정하여도 좋지만, 허용 지연 내에 고신뢰성 패킷이 가능한 한 많이 수신 장치에 도착하는 것이 바람직하기 때문에, 여기서는 대기 시간을 마련하지 않고 준비되는 즉시 다음의 재송을 행한다고 한다. 송신 방법 선택부(24)가 부여하는 헤더 내에는, 연속 송신에 의한 송신을 행한 것을 판별하기 위한 예를 들면 플래그 등의 정보를 저장하는 것으로 한다. 연속 송신 회수(계속해서 재송을 행하는 회수)에 대해서는, 요구되는 시스템 사양을 만족할 수 있는 범위 내에서 고정값으로 하여도 좋고, 또한 상기 특허문헌 1에 기재된 방법을 이용하여 결정하여도 좋으며, 그 외의 방식에 의해 결정하여 이용해도 좋다.
응답 요구 패킷 송신 제어부(26)는 송신 방법 선택부(24)로부터 수취한 패킷에 헤더 등을 부여하여 물리 포토로부터 송신함과 아울러, 송신한 패킷(이하, 응답 요구를 부여하여 송신한 패킷을 응답 요구 패킷이라고 부름)을 응답 대기 버퍼(27)에 저장한다. 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)가 부여하는 헤더에는, 응답 요구가 첨부되어 송신을 행한 것을 판별할 수 있기 위한 예를 들면 플래그 등의 정보를 포함하는 것으로 한다. 또한, 응답 요구 패킷을 수신한 수신 장치로부터 송신된 응답 패킷을 수신부(3)로부터 수취한 경우에는 응답 대기 버퍼(27)를 체크하고, 수신한 응답 패킷에 대응하는 응답 요구 패킷이 저장되어 있던 경우에는, 응답 대기 버퍼(27)로부터 해당하는 응답 요구 패킷을 삭제한다.
송신 버퍼(22)는 기타 프로토콜 처리부(4) 및 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 의해 생성되고 송신 요구가 있던 패킷을 일시적으로 저장한다. 송신 버퍼(22)는, 고신뢰성 패킷을 저장하는 버퍼(223)를, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 저장하는 버퍼(221, 22)와는 다른 버퍼로서 구비하고 있다. 또, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 수납하는 버퍼의 수는 2개로 한정되지 않고 임의적이다.
응답 송신 버퍼(28)는 수신부(3)로부터 송신 요구가 있던 응답 패킷(즉, 자신의 장치로부터 송신하는 응답 패킷)을 일시적으로 저장하는 버퍼이다. 응답 대기 버퍼(27)는 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)로부터 주고받은 응답 요구 패킷을 일시적으로 저장한다.
고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 고신뢰성 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장될 때에 허용 지연을 애플리케이션 등의 상위층으로부터 취득하고, 취득한 허용 지연과, 고신뢰성 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되고 나서의 시간 경과에 근거하여, 송신 스케줄러(21) 및 송신 방법 선택부(24)의 제어를 행한다.
이하, 본 실시 형태의 고신뢰성 패킷 송신 순서와 고신뢰성층 지연 관리부(23)에 의한 송신 스케줄러(21) 및 송신 방법 선택부(24)의 제어에 대해 설명한다. 도 5는 본 실시 형태의 고신뢰성 패킷 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 우선, 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 스케줄러(21)가 감시하고 있는 송신 버퍼(22) 내의 패킷의 저장 상황을 송신 스케줄러(21)로부터 취득하고, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)로부터의 송신 요구가 발생할 때(송신 버퍼(22)의 버퍼(223)에 고신뢰성 패킷이 저장될 때)까지 대기한다(스텝 S0). 그리고, 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 버퍼(22)에 고신뢰성 패킷이 저장된 시점에서, 허용 지연≥송신 한계 시간까지의 시간인지 여부를 판단한다(스텝 S1). 또, 버퍼(223)에 저장된 고신뢰성 패킷은, 상술한 바와 같이 송신 스케줄러(21)로부터 송신 방법 선택부(24)로 건네진다. 송신 한계 시간이란, 상세한 것은 후술하지만, 고신뢰성 패킷을, 정해진 회수분 연속 송신에 의해 송신하는 경우에, 허용 지연 내에 연속 송신이 종료되는 시각이다.
허용 지연≥송신 한계 시간까지의 시간인 경우(스텝 S1 예), 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 스케줄러(21)가 관리하고 있는 송신 스케줄을 취득하고, 통신로가 비어 있는지 여부를 판단한다(스텝 S2). 또, 통신로가 비어 있는지 여부를, 송신 버퍼(221, 222)가 비어 있는지 여부에 근거하여 판단하여도 좋다.
통신로가 비어 있는 경우(스텝 S2 예), 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 방법 선택부(24)에 대해, 송신 방법 선택부(24)가 송신 스케줄러(21)로부터 수취한 고신뢰성 패킷을, 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)에 건네주도록 지시하고, 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)는 수취한 패킷을 응답 요구 패킷으로서 수신 장치에 송신한다(스텝 S5).
응답 요구 패킷의 송신 후, 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)는, 송신 한계 시간까지, 응답 패킷을 수취했는지(응답 있는지) 여부를 판단하고(스텝 S6), 송신 한계 시간까지 응답 패킷을 수취한 경우(스텝 S6 예), 고신뢰성층 지연 관리부(23)에 그 취지를 통지하고, 당해 고신뢰성 패킷이 응답 대기 버퍼에 저장되어 있던 경우는 당해 패킷을 삭제하고(스텝 S8), 송신 처리를 종료한다(스텝 S9).
한편, 스텝 S2에서 통신로가 비어 있지 않다고 판단한 경우(스텝 S2 아니오), 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 한계 시간에 도달했거나 또는 통신로가 빌 때까지 대기하고(스텝 S3), 송신 한계 시간에 도달하기 전에 통신로가 빈 경우(스텝 S3 비어 있음), 송신 방법 판정 시간을 초과했는지 여부를 판단한다(스텝 S4). 또, 송신 방법 판정 시간은, 고신뢰성 패킷을, 연속 송신에 의해 송신할지 응답 요구 패킷으로서 송신할지를 판정하기 위한 임계값으로 되는 시간이다. 송신 방법 판정 시간의 상세한 설명은 후술한다. 송신 방법 판정 시간을 초과하고 있지 않은 경우(스텝 S4 아니오), 스텝 S5로 진행한다.
송신 방법 판정 시간을 초과한 경우(스텝 S4 예), 고신뢰성층 지연 관리부(23)는, 송신 방법 선택부(24)에 대해, 송신 방법 선택부(24)가 송신 스케줄러(21)로부터 수취한 고신뢰성 패킷을, 연속 송신 제어부(25)에 건네주도록 지시하고, 연속 송신 제어부(25)는 수취한 패킷을 연속 송신 패킷으로서 수신 장치에 송신하고(스텝 S7), 당해 고신뢰성 패킷이 응답 대기 버퍼에 저장되어 있던 경우는 당해 패킷을 삭제하고(스텝 S8), 송신 처리를 종료한다(스텝 S9). 그 후, 다시 스텝 S0부터의 처리를 실시한다. 또, 스텝 S7에서는, 연속 송신 패킷을 최우선으로 송신할 필요가 있으며, 만일 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 송신 중이더라도 연속 송신 패킷의 송신을 우선한다.
또한, 스텝 S1에서, 허용 지연 < 송신 한계 시간까지의 시간인 경우(스텝 S1 아니오), 스텝 S7로 진행한다. 이 경우, 고신뢰성 패킷이 허용 지연 내에서 수신 장치에 도달하지 않을 가능성이 있기 때문에, 고신뢰성 패킷의 버퍼(223)에의 저장 시점에서, 허용 지연이 송신 한계 시간까지의 시간 이상으로 되도록 설계해 두고, 스텝 S1에서 아니오라고 판정되지 않도록 해 두는 것이 바람직하다.
또한, 스텝 S3에서 송신 한계 시간에 도달했다고 판단한 경우(스텝 S3 송신 한계 시간 초과), 스텝 7로 진행한다. 스텝 S6에서 송신 한계 시간까지 응답 패킷을 수취하고 있지 않다고 판단한 경우(스텝 S6 아니오), 스텝 7로 진행한다.
여기서, 송신 한계 시간에 대해 설명한다. 송신 한계 시간은, 송신 한계 시간의 순간에 연속 송신 패킷의 1패킷째의 송신을 개시한 경우에, 연속 송신 회수분의 연속 송신 패킷을 모두 송신 종료하는 시간이, 고신뢰성 패킷이 버퍼(22)에 저장된 시간으로부터 허용 지연이 경과한 시각(이하, 허용 지연 시간이라고 함)보다 전 또는 허용 지연 시간과 동일하게 되는 시각이다.
송신 한계 시간을 구하는 방법으로서는, 어떠한 방법을 이용하여도 좋지만, 예를 들면, 이하에 설명하는 방법으로 구할 수 있다. 우선, 연속 송신의 소요 시간(연속 송신 패킷의 1패킷째의 송신 개시로부터 마지막 패킷을 송신할 때까지의 시간)을 구한다. 이 구하는 방법은 실제의 통신 장치(1)에서 연속 송신을 행하여 계측해서 구할 수 있다. 또는, 계산에 의해 구하여도 좋다. 예를 들면, 1회의 고신뢰성 패킷의 송신에 요하는 시간을 계산(예를 들면, 패킷의 데이터량을 전송 레이트로 나누는 등) 또는 실측에 의해 구해 둔다. 그리고, 연속 송신 회수를 고정으로 하는 경우는, 그 연속 송신 회수와 1회의 고신뢰성 패킷의 송신에 요하는 시간에 근거하여, 연속 송신의 소요 시간(연속 송신 패킷의 1패킷째의 송신 개시로부터 마지막 패킷을 송신할 때까지의 시간)을 구할 수 있다. 허용 지연 시각보다 이 연속 송신의 소요 시간분만큼 전의 시각을 송신 한계 시간으로서 설정할 수 있다. 또, 고신뢰성 패킷이 버퍼(22)에 저장된 시간을 0으로 하고, 송신 한계 시간을 정해 두면, 허용 지연의 값은 허용 지연 시간과 일치한다. 이 방법은 장치간 또는 시스템에 의해서 성능이 거의 동일한 경우에 특히 적합하다.
또한, 상기 특허문헌 1 또는 그 외의 방법에 의해 연속 송신 회수를 동적으로 변화시키는 경우에는, 연속 송신 회수가 변화되기 때문에, 연속 송신 회수를 변경할 때마다 연속 송신의 소요 시간을 재계산하여도 좋고, 연속 송신 회수의 최대값을 정해 두고, 그 최대값 이하 중에서 연속 송신 회수를 동적으로 변화시키는 것으로 하고, 연속 송신의 소요 시간으로서는 연속 송신 회수의 최대값에 상당하는 시간으로 하여 고정으로 구해 두어도 좋다.
또한, 송신 한계 시간을 구하는 다른 방법으로서, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 통신 시간 측정용의 더미 프레임을 이용하는 등 어떠한 수단으로 연속 송신의 소요 시간의 측정을 시스템의 운용 중에 행하고, 측정 결과에 근거하여 송신 한계 시간을 구하도록 하여도 좋다. 또한, 송신 장치와 수신 장치 사이의 통신 시간에 대해서도 고려하여, 예를 들면, 통신 시간이 큰 경우에는, 송신 한계 시간을 빨리 설정하도록 하여도 좋다. 이 방법은 장치간 또는 시스템에 따라 성능이 다를 가능성이 있는 경우에 특히 적합하다. 또, 구체적인 송신 한계 시간의 결정 방법은 상술한 방법에 한정되지 않고, 어떠한 방법으로 결정하여도 좋다.
다음으로, 송신 방법 판정 시간에 대해 설명한다. 송신 방법 판정 시간은 송신 장치로부터 응답 요구 패킷을 1패킷 송신한 시점으로부터 당해 패킷에 대한 응답 패킷이 송신 장치로 되돌아와서 응답 대기 버퍼(27)로부터 삭제될 때까지의 시간(이하, 응답 요구 패킷 왕복 시간이라고 함)과, 송신 방법 판정 시간으로부터 송신 한계 시간까지의 시간이 동일하거나 또는 후자의 시간쪽이 길어지는 시각이다.
송신 방법 판정 시간의 결정 방법은, 어떠한 방법이더라도 좋지만, 예를 들면 제품 설계시에 응답 요구 패킷 왕복 시간을 측정하고, 측정 결과에 근거하여 고정값을 이용하도록 하여도 좋다. 이 방법은 장치간 또는 시스템에 의해서 성능이 거의 동일하다고 보여지는 경우에 매우 적합하다.
또한, 송신 방법 판정 시간의 결정 방법으로서, 송신 장치와 수신 장치 사이에서 통신 시간 측정용의 더미 프레임을 이용하는 등 어떠한 수단으로 시스템의 운용 중에 통신 시간의 측정을 행하고, 그 결과를 이용하여 송신 방법 판정 시간을 결정하는 방법으로 하여도 좋다. 이 방법은 장치간 또는 시스템에 따라서 성능이 다를 가능성이 있는 경우에 특히 적합하다.
또, 고신뢰성 패킷의 송신 요구가 생기는 간격이, 임의의 고신뢰성 패킷의 허용 지연 내에는 다른 고신뢰성 패킷을 송신하지 않도록 한 간격으로 되는 통신 시스템에 적용하는 경우, 응답 대기 버퍼(27)와 송신 버퍼(223)는 별도로 준비하지 않아도 좋다. 즉, 응답 대기 버퍼(27) 및 송신 버퍼(223)로서 단일의 버퍼를 사용하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 고신뢰성 통신의 송신 패턴이, 임의의 고신뢰성 패킷의 허용 지연 내에 다른 패킷의 송신 요구가 도착할 가능성이 있고, 또한 각 고신뢰성 패킷의 허용 지연이 각각 다를 가능성이 있는 시스템에 적용하는 경우는, 큐 구조가 아니라 리스트 구조(list structure)에 의해 송신 버퍼를 구성할 필요가 있다. 이 경우는, 송신 스케줄러가 송신 버퍼(223) 내의 각 패킷의 허용 지연에 근거하여 허용 지연 시간을 구하고, 허용 지연 시간이 빠른 것을 먼저 판독하여 송신하도록 스케줄링한다. 또, 고신뢰성 패킷의 허용 지연 내에 다른 패킷의 송신 요구가 도착할 가능성이 있는 경우에도, 각 고신뢰성 패킷의 허용 지연의 값이 모두 동일한 시스템에서는, 리스트 구조를 이용하여도 좋고 큐 구조를 이용하여도 좋다. 단, 성능의 관점에서 보면 리스트 구조보다 큐 구조쪽이 우수하기 때문에, 전술한 리스트 구조를 반드시 사용하지 않으면 안되는 경우를 제외하고, 큐 구조를 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 실시 형태의 통신 장치(1)의 수신부(3)의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 수신부(3)는 패킷 종별 판정부(31)와, 송신 방식 판정부(32)와, 연속 송신 패킷 처리부(33)와, 응답 제어부(35)를 구비한다. 또한, 수신부(3)에서는, 도시하지 않는 기억부가 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 기억하고 있다.
패킷 종별 판정부(31)는, 수신한 패킷의 종류를 판별하고, 수신한 패킷이 고신뢰성 패킷의 응답 패킷인 경우는 송신부(2)의 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)에 건네주고, 응답 패킷 이외의 고신뢰성 패킷의 것인 경우에는 당해 패킷을 송신 방식 판정부(32)에 건네주며, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷은 기타 프로토콜 처리부(4)에 건네준다. 또, 패킷이 고신뢰성 패킷인지, 응답 패킷인지의 식별은 패킷의 헤더 정보 내의 패킷의 종별을 나타내는 정보에 의해 식별 가능한 것으로 한다.
송신 방식 판정부(32)는, 패킷 종별 판정부(31)로부터 건네받은 패킷이, 이미 수신 완료된 고신뢰성 패킷인지 여부를, 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 참조하여 판정하고, 수신 완료된 패킷인 경우는 파기한다.
수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)에 등록되는 패킷을 식별하기 위한 정보로서는, 어떠한 정보를 이용하여도 좋지만, 고신뢰성 패킷을 일의적으로 식별하기 위해서, 연속 송신·응답 요구 패킷 송신의 쌍방에서 공통으로 참조할 수 있는 식별 정보를 각 고신뢰성 패킷의 헤더에 부여한다. 이 식별 정보로서는 시퀀스 번호가 매우 적합하지만, 거기에 한정하는 것은 아니고 다른 형식이라도 좋다. 또한, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)로부터 주고받는 단계에서 이미 어떠한 식별 정보가 부여되어 있고, 그 정보에 의해 고신뢰성 패킷을 일의적으로 식별하는 것이 가능하면, 새롭게 식별 정보를 부여하는 일없이 그 정보를 참조하는 형식으로 하여도 좋다.
송신 방식 판정부(32)는, 패킷 종별 판정부(31)로부터 건네받은 패킷이, 이미 수신 완료된 패킷이 아닌 경우, 당해 패킷의 헤더 정보를 참조하여, 당해 패킷이 응답 요구 패킷인지 여부를 판정하고, 응답 요구 패킷인 경우는 당해 패킷을 응답 제어부(35)에 건네주고, 응답 요구 패킷이 아닌 경우(연속 송신 패킷인 경우)는 당해 패킷을 연속 송신 패킷 처리부(33)에 건네준다.
연속 송신 패킷 처리부(33)는 송신 방식 판정부(32)로부터 건네받은 연속 송신 패킷에 대해, 수신 완료된 고신뢰성 패킷 관리 테이블(14)에 당해 패킷을 식별하기 위한 정보를 등록하고, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 당해 패킷을 전달한다. 또한, 수신 완료된 경우에는 당해 패킷은 폐기한다. 연속 송신 패킷은 통상 동일한 패킷이 복수개 송신되지만, 이와 같이, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 전달하는 패킷은 1개만으로 하고, 나머지의 패킷은 폐기한다.
응답 제어부(35)는, 송신 방식 판정부(32)로부터 건네받은 응답 요구 패킷에 대해, 수신한 응답 요구 패킷에 대응하는 응답 패킷을 생성하고, 송신부(2) 내 응답 송신 버퍼(28)에 저장한다. 또, 응답 제어부(35)는, 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)에 당해 패킷을 식별하기 위한 정보를 등록하고, 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 당해 패킷을 전달한다.
또, 고신뢰성 패킷에 FCS(Flame Check Sequence)가 부여되고 있는 경우(패킷의 건전성 확보를 위해, 통상은 부여해 두는 것이 바람직함), 연속 송신 패킷 처리부(33) 및 응답 제어부(35)는, FCS 판정을 행하고, FCS 판정의 결과, 이상 패킷이라고 판정된 경우에는 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)의 갱신과 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에의 패킷 수수는 행하지 않고, 당해 패킷을 폐기한다. 또, 패킷 종별 판정부(31)가, FCS 판정을 행하고, 이상 패킷이라고 판정된 경우에 당해 패킷을 파기하도록 하여도 좋다.
도 7은 수신부(3)에서의 패킷 수신 처리 순서의 일례를 나타내는 도면이다. 우선, 패킷 종별 판정부(31)는, 패킷의 수신을 대기하고(스텝 S10), 패킷을 수신하면, 고신뢰성 패킷의 응답 패킷인지, 응답 패킷 이외의 고신뢰성 패킷인지, 그 외의 패킷인지의 판정을 행한다(스텝 S11). 패킷 종별이 응답 패킷인 경우(스텝 S11 응답 패킷), 패킷 종별 판정부(31)는 송신부(2)에 당해 패킷을 전달하고(스텝 S17), 수신 처리를 완료한다(스텝 S20). 그 후, 다시 스텝 S10으로부터의 처리를 실시한다.
패킷 종별이 응답 패킷 이외의 고신뢰성 패킷인 경우(스텝 S11 고신뢰성 패킷), 패킷 종별 판정부(31)는 당해 패킷을 송신 방식 판정부(32)에 전달하고, 송신 방식 판정부(32)가, 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 참조하여 당해 패킷이 이미 수신 완료된 패킷인지 여부를 판단한다(스텝 S12). 수신 완료된 패킷이 아닌 경우(스텝 S12 아니오), 패킷 종별 판정부(31)는 당해 패킷을 송신 방식 판정부(32)에 전달하고, 송신 방식 판정부(32)는 당해 패킷이 연속 송신 패킷인지 응답 요구 패킷인지를 판정한다(스텝 S13).
패킷 종별 판정부(31)는, 당해 패킷이 응답 요구 패킷인 경우(스텝 S13 응답 요구 패킷), 응답 제어부(35)에 당해 패킷을 전달하고, 응답 제어부(35)가 응답 패킷을 생성하고, 송신부(2)를 경유하여 응답 패킷을 송신한다(스텝 S14). 응답 제어부(35)는 당해 패킷의 식별 정보를 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)에 등록한다(스텝 S16). 패킷 종별 판정부(31)는, 당해 패킷이 연속 송신 패킷인 경우(스텝 S13 연속 송신 패킷), 연속 송신 패킷 처리부(33)에 당해 패킷을 전달하고, 스텝 S16으로 진행하여 연속 송신 패킷 처리부(33)가 당해 패킷의 식별 정보를 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)에 등록한다(스텝 S16).
그 후, 패킷 종별 판정부(31) 또는 연속 송신 패킷 처리부(33)는 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 전달하고(스텝 S18), 수신 처리를 완료한다(스텝 S20).
또한, 스텝 S12에서, 이미 수신 완료된 패킷이라고 판단한 경우(스텝 S12 예), 당해 패킷을 파기하고(스텝 S15), 스텝 S20으로 진행한다. 또한, 스텝 S11에서 고신뢰성 패킷이 아니라고(그 외 패킷이라고) 판정한 경우(스텝 S11 그 외 패킷)는, 기타 프로토콜 처리부(4)에 당해 패킷을 전달하고(스텝 S19), 스텝 S20으로 진행한다.
또, 여기서는, 패킷 종별 판정부(31)가 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 참조하여, 수신한 고신뢰성 패킷이 수신 완료인지 여부를 판정하도록 했지만, 패킷 종별 판정부(31)에서는 이 판정을 행하지 않고 그대로 패킷을 분배하고, 연속 송신 패킷 처리부(33) 및 송신 방식 판정부(32)가 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 참조하여, 수신한 고신뢰성 패킷이 수신 완료인지를 판단하고, 수신 완료인 경우에 패킷을 파기하도록 하여도 좋다.
다음으로, 도 2에 나타낸 바와 같이, 2대의 통신 장치(1)에서 패킷의 송수신이 행해지는 경우를 예로 들어 패킷 송수신의 동작을 설명한다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 통신 장치는, 고신뢰성 패킷의 수신 기능과 송신 기능 양쪽 모두를 가지지만, 이하의 설명에서는 한쪽 통신을 예로 설명한다. 즉, 어느 한쪽의 통신 장치(1)를 송신 장치로 하고, 다른쪽을 수신 장치로서 설명한다. 역방향의 통신에 대해서도, 송신 장치와 수신 장치가 반대로 되는 것뿐 동작은 동일하다.
도 8~12는 본 실시 형태의 패킷 송수신 타이밍의 일례를 나타내는 개념도이다. 도 8~12에서는, 오른쪽을 향하는 방향을 시간축의 양의 방향으로 하고, 고신뢰성 패킷이 버퍼(223)에 저장된 시각을 α로 하고, 송신 방법 판정 시간을 β로 하고, 송신 한계 시간을 γ로 하고, α로부터 기산하여 고신뢰성 패킷의 허용 지연이 경과한 시각(허용 지연 시간)을 δ로 한다.
도 8 및 도 9는 α의 시점에서 고신뢰성 패킷 이외의 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되지 않고, 또한 송신 중의 패킷도 존재하지 않는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 송신 장치로부터 고신뢰성 패킷이 응답 요구 패킷으로서 송신되고, 당해 패킷을 수신한 수신 장치로부터 응답 패킷이 답신되는 순서에 의해 고신뢰성 통신이 행해진다.
도 8에 나타내는 바와 같이 응답 요구 패킷 및 그 응답 패킷에 대한 응답 패킷의 송신이 정상적으로 행해지고, γ보다 빠른 타이밍에 응답 패킷이 송신 장치에 도달한 경우는 고신뢰성 패킷의 송신이 정확히 행해졌다고 판단할 수 있다. 도 9의 예에서는, 도 8과 마찬가지로, 응답 요구 패킷이 송신되고, 그 응답 패킷에 대한 응답 패킷이 수신 장치로부터 송신되지만, 응답 패킷이 비트 에러 발생 등 어떠한 이유로 전송로에서 손실되어 송신 장치에 도착하지 않는다. 이와 같이 응답 패킷이 송신 장치에 도달하지 않는 경우, 송신 장치는 γ의 시점에서 고신뢰성 패킷을 연속 송신 패킷으로서 재차 송신을 행한다. 이 때의 연속 송신 패킷 송신은 최우선으로 실시할 필요가 있으며, 만일 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 송신 중이더라도 연속 송신 패킷의 송신을 우선한다.
도 9의 예에서는, 수신 장치는, 응답 요구 패킷을 정확히 수신할 수 있기 때문에, 연속 송신 패킷에 의해 송신되는 패킷은 수신 완료 고신뢰성 패킷 관리 테이블(34)을 참조하여 이미 수신 완료된 패킷이라고 인식되고, 연속 송신 프레임은 파기된다. 한편, 수신 장치에서는, 응답 요구 패킷을 정확히 수신할 수 없었던 경우에는 연속 송신 패킷은 수신 완료된 것이 아니라고 인식되고, 연속 송신 패킷은 유효한 고신뢰성 패킷으로서 고신뢰성 프로토콜 처리부(5)에 전달한다.
도 10, 도 11은 α의 시점에서 고신뢰성 패킷 이외의 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되어 있거나 또는 송신 버퍼(22)는 비었지만 송신 중의 패킷이 존재하고 있고, γ의 타이밍보다 전에 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 통신이 완료된 것에 의해 통신로에 빈 곳을 생긴 경우의 동작예를 나타내고 있다.
도 10은 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 통신이 β보다 앞의 시점에서 완료한 경우의 동작예를 나타내고 있으며, 이 경우는 통신로에 빈 곳이 생긴 타이밍에서 응답 요구 패킷의 송신을 행한다. 그 이후의 동작에 대해서는 도 8 또는 도 9의 예와 동일하다.
도 11은 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 통신이 β를 넘고 γ의 전의 타이밍에서 완료한 경우의 동작예를 나타내고 있으며, 이 경우는 통신로에 빈 곳이 생긴 타이밍에서 연속 송신 패킷의 송신을 행한다. 연속 송신 패킷의 송신은 통신로에 빈 곳이 생긴 타이밍으로부터 γ까지의 동안의 어느 타이밍에서 송신을 시작하는 것도 가능하지만, 성능면에서는 통신로에 빈 곳이 생긴 타이밍에서 송신을 시작하는 경우가 가장 우수하여, 통신로에 빈 곳이 생긴 타이밍에서 송신을 시작하는 것이 바람직하다.
도 12는 α의 시점에서 고신뢰성 패킷 이외의 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되어 있었거나, 혹은 송신 버퍼(22)는 비었지만 송신 중의 패킷이 존재하고 있고, 또한 γ의 타이밍까지 고신뢰성 패킷 이외의 패킷 통신이 완료하지 않은 경우의 동작예를 나타내고 있다. 이 때, γ의 타이밍에 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 송신 중인 경우에도, 송신을 중단하고 연속 송신 패킷의 송신을 행한다.
또, 도 12와 같이 송신 중인 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 중단하고 연속 송신 패킷을 송신하는 경우, 송신 중의 패킷이 중단되어 버려, 이미 송신해 버린 부분이 이상 패킷으로 되어, 대역의 낭비로 되어 버리는 문제가 있다. 이 문제를 회피하기 위해서, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷이 패킷의 도중에 송신이 중단되지 않도록, γ를 미리 최대 사이즈(MTU(Maximum Transmission Unit))의 하나의 패킷을 송신하는 시간분만큼 앞의 시간으로 설정해 두고, γ의 타이밍에서 연속 송신 패킷을 송신한다고 판단한 경우에, 그 시점에서 송신 중의 고신뢰성 패킷 이외의 패킷의 송신을 완료하고 나서, 연속 송신 패킷을 송신하도록 하여도 좋다.
또, 본 실시 형태에서는, 송신 방법 판정 시간과 송신 한계 시간의 양쪽 모두를 정해 두고, 송신 한계 시간보다 전 또는 송신 한계 시간에 연속 송신 패킷의 송신을 개시하도록 했지만, 송신 한계 시간을 넘어서 연속 송신 패킷의 송신을 개시하도록 하여도 좋다. 즉, 송신 한계 시간은 허용 지연 시간보다 전이면 임의의 시각으로 설정 가능하다. 또한, 고신뢰성 패킷을 그 외의 패킷의 송신보다 우선하는 경우는, 통신로의 비기를 대기할 필요는 없기 때문에, 송신 방법 판정 시간을 정해 둘 필요는 없고, 고신뢰성 패킷이 생성되는 즉시, 응답 요구 패킷으로서 송신하고, 응답 패킷이 송신 한계 시간 내에 수신할 수 없었던 경우에, 연속 송신을 개시하면 좋다. 또, 송신 한계 시간을 넘어서 연속 송신 패킷의 송신 개시를 행하는 경우는 허용 지연 시간의 경과 후도 연속 송신 패킷이 송신되게 되지만, 허용 지연 시간 이후는 연속 송신 패킷의 송신을 정지하도록 해 두면, 불필요한 연속 송신 패킷의 송신을 막을 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 패킷의 종별을 고신뢰성 패킷과 고신뢰성 패킷 이외의 패킷의 2종류로 분류하여 설명했지만, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷이, 또 우선도에 의해 분류되어 있어도 좋다. 예를 들면, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 고우선 패킷과 저우선 패킷으로 하고, 고우선 패킷만을 고신뢰성 패킷보다 우선적으로 송신하는 구성으로 하여도 좋다. 즉, 예를 들면, 송신 버퍼(22)의 버퍼(221)를 고우선 패킷용으로 하고, 송신 버퍼(22)의 버퍼(222)를 저우선 패킷용으로 하고, 송신 스케줄러(21)는, 통상은 버퍼(222)에 저장된 패킷보다 버퍼(223)에 저장된 고신뢰성 패킷을 우선하여 송신하고, 버퍼(223)에 저장된 패킷을 버퍼(223)에 저장된 패킷보다 우선하여 송신한다. 또한, 고신뢰성 패킷, 저우선 패킷만이 송신 버퍼(22)에 존재하거나 또는 저우선 패킷만이 통신 중인 경우는, 통신로가 비어 있다고 간주하여 상술한 고신뢰성 패킷의 송신 동작을 행한다. 또한, 연속 송신 패킷의 송신시는 고우선 패킷보다 우선하여 송신한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 연속 송신 패킷은 고신뢰성 패킷 이외의 패킷보다 우선하여 송신하고, 응답 요구 패킷보다 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 우선하여 송신하도록 하고 있지만, 응답 요구 패킷에 대해서도 고신뢰성 패킷 이외의 패킷보다 우선하여 송신하여도 좋다. 이 경우, 도 5의 스텝 S2의 통신로가 비어 있는지 여부의 판정은 행하지 않고, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷보다 우선하여 응답 요구 패킷을 송신하면 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 고신뢰성 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되고 나서 소정의 시간 후를 송신 방법 판정 시간으로서 정하고, 고신뢰성 패킷이 송신 버퍼(22)에 저장되고 나서 송신 방법 판정 시간까지는, 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로서 송신하고, 송신 방법 판정 시간을 넘으면 연속 송신 패킷으로서 송신하도록 하였다. 이 때문에, 고신뢰성 패킷이 점유하는 대역의 삭감 효과가 얻어진다.
고신뢰성 패킷이 점유하는 대역의 삭감 효과는 전송로의 패킷 로스율이나 요구 시스템 고장율에 따라 변동하지만, 패킷 로스율 1.0×10E-8로 하고, 요구되는 정상 가동률을 (1-10-9)~(1-10-8) 이상으로 하는 경우, 고신뢰성 패킷의 송신 간격을 10msec마다로 하고, 패킷 사이즈를 64Kbyte로 하면, 전송 속도 10Mbps full-duplex로 하면, 상기 특허문헌 1의 방식과 비교하여 33~70퍼센트의 대역을 삭감하는 것이 가능하다. 또한, 연속 송신 회수 고정의 상시 연속 송신(연속 송신 회수 7회)의 경우와 비교하면 70퍼센트의 대역을 삭감하는 것이 가능하다. 실제의 삭감 효과는 조건에 따라 변동하지만, 30퍼센트 이상의 삭감 효과가 얻어진다.
(실시 형태 2)
실시 형태 1에서는 각 장치가 고신뢰성 패킷의 쌍방향 통신을 행하는 기능을 갖고 있었지만, 본 실시 형태에서는, 고신뢰성 패킷의 송신만을 행하는 송신 장치와 수신만을 행하는 수신 장치가 있으며, 이들 장치간에 고신뢰성 통신을 행하는 실시 형태에 대해 설명한다. 단, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷은 쌍방향 통신을 행한다고 한다. 실시 형태 1과 동일한 기능을 가지는 구성요소는 실시 형태 1과 동일한 부호를 부여하고 중복하는 설명을 생략한다.
도 13은 본 실시 형태의 송신 장치의 수신부(3a)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 14는 본 실시 형태의 수신 장치의 송신부(2a)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 15는 본 실시 형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 15에 나타내는 통신 시스템은, 고신뢰성 패킷의 송신 장치인 통신 장치(1a)와 고신뢰성 패킷의 수신 장치인 통신 장치(1b)로 구성된다. 통신 장치(1a)는 실시 형태 1과 동일한 송신부(2)와, 도 13에 나타낸 수신부(3a)를 구비한다. 통신 장치(1b)는 실시 형태 1과 동일한 수신부(3)와, 도 14에 나타낸 송신부(2a)를 구비한다. 또, 통신 장치(1a, 1b)는 고신뢰성 프로토콜 처리부(5) 등의 도 1에서 나타낸 다른 구성요소도 구비하고 있지만, 도 15에서는 도면의 간략화를 위해 송신부와 수신부만을 도시하고 있다.
통신 장치(1a)에서는, 고신뢰성 패킷을 수신하는(단, 응답 패킷은 수신함) 것은 없는 것이지만, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 수신하고, 응답 패킷을 송신 기능 중 응답 요구 패킷 송신 제어부에 전달하는 기능이 필요하다. 따라서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 통신 장치(1a)의 수신부(3a)는 실시 형태 1과 동일한 패킷 종별 판정부(31)만을 구비한다. 송신부(2)에 대해서는, 응답 송신 버퍼(28)가 불필요한 점을 제외하고, 실시 형태 1에서의 송신부(2)와 동일하다.
통신 장치(1b)에서는, 고신뢰성 패킷의 송신을 행하는 일은 없는 것이지만, 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 송신하는 기능과 수신한 고신뢰성 패킷에 대한 응답을 반송하는 기능에 대해서는 필요하다. 따라서, 도 14에 나타내는 바와 같이, 송신부(2a)는 송신 버퍼(22a)와, 송신 스케줄러(21) 및 응답 송신 버퍼(28)를 구비한다. 송신 버퍼(22a)는 고신뢰성 패킷 이외의 패킷을 저장한다. 통신 장치(1b)에서는, 고신뢰성 패킷을 저장하기 위한 버퍼(223)는 불필요하고, 또한 송신 스케줄러(21)는 고신뢰성층 지연 관리부(23)로부터의 제어가 아니라, FIFO(First In First Out)나 라운드 로빈(round-robin) 등 일반적 스케줄링 알고리즘에 의해 송신을 제어한다. 통신 장치(1b)의 수신부(3)는, 패킷 종별 판정부(31)로부터 송신부(2)의 응답 요구 패킷 송신 제어부(26)에 대해 수신한 응답 프레임을 전달하는 기능이 불필요한 점을 제외하고, 실시 형태 1에서의 수신부(3)와 동등하다. 본 실시 형태의 고신뢰성 패킷의 송신 및 수신 동작은 편(片)방향 통신인 것을 제외하고 실시 형태 1과 동일하다. 이상 설명한 이외의 본 실시 형태의 동작은 실시 형태 1과 동일하다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 고신뢰성 패킷의 송신이 편방향 통신인 경우에, 실시 형태 1과 마찬가지로 고신뢰성 패킷의 송수신을 실시하도록 하였다. 그 때문에, 고신뢰성 패킷의 송신이 편방향 통신임에도 실시 형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시 형태 3)
도 16은 본 발명에 따른 통신 장치(1)의 실시 형태 3의 고신뢰성 패킷의 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 실시 형태의 통신 장치(1)의 구성은 실시 형태 1의 통신 장치(1)와 동일하다.
본 실시 형태에서는 응답 요구 패킷을 송신하고 나서 응답 패킷을 수신할 때까지의 시간(이하, 응답 시간이라고 함)의 정보를 설계 단계에서 산출해 둔다. 또는 초기화시 또는 동작 중에 응답 시간을 측정하는 기능을 추가하여도 좋다.
본 실시 형태의 고신뢰성 패킷의 송신 처리는, 스텝 S5 후에, 스텝 S6 대신에, 응답 요구 패킷 송신 후, 응답이 있거나 혹은 응답 시간과 송신 한계 시간까지의 시간 중 짧은 쪽의 시간(도 16에서는 일정 시간이라 생략함)이 경과했는지를 판정한다(스텝 S10). 또, 응답 시간이 송신 한계 시간까지의 시간보다 짧고, 응답 시간이 경과할 때까지 응답 패킷이 수신되지 않은 경우(스텝 S10 응답 시간 초과), 스텝 S2로 되돌아간다. 송신 한계 시간까지의 시간이 응답 시간보다 짧고, 송신 한계 시간까지의 시간이 경과할 때까지 응답 패킷이 수신되지 않은 경우(스텝 S10 송신 한계 시간 초과), 스텝 S7로 진행한다. 또한, 응답 시간과 송신 한계 시간까지의 시간 중 짧은 쪽의 시간이 경과할 때까지 응답이 있은 경우(스텝 S10 응답 있음), 스텝 S9로 진행한다. 이상 설명한 이외의 본 실시 형태의 동작은 실시 형태 1과 동일하다.
또, 실장시는 응답 시간에 일정한 마진을 갖게 해 두는 것이 바람직하다. 또한, 응답 요구 패킷의 송신이 필요 이상으로 대역을 점유하는 것을 막기 위해, 스텝 S10으로부터 스텝 S2로의 천이에 회수 제한을 마련하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 실시 형태 2에서 설명한 바와 같이 편방향의 고신뢰성 통신을 행하는 경우에, 본 실시 형태와 동일한 동작을 행하여도 좋다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 응답 시간을 구해 두고, 응답 시간이 송신 한계 시간까지의 시간보다 짧은 경우는 응답 요구 패킷을 재차 송신하는 처리(재송 처리)를 행하도록 하였다. 이 때문에, 실시 형태 1에 비해 연속 송신 패킷을 송신하는 빈도가 줄어들어, 실시 형태 1보다 고신뢰성 패킷이 점유하는 대역을 더 저감할 수 있다.
(실시 형태 4)
도 17은 본 발명에 따른 통신 장치(1c)의 실시 형태 4의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 본 실시 형태의 통신 장치(1c)는, 실시 형태 1의 통신 장치(1)에 트래픽 측정부(7)를 추가하고, 송신부(2)를 송신부(2b)로 대신하는 이외는, 실시 형태 1의 통신 장치(1)와 동일하다. 실시 형태 1과 동일한 기능을 가지는 구성요소는 실시 형태 1과 동일한 부호를 부여하고 중복하는 설명을 생략한다.
도 18은 본 실시 형태의 송신부(2b)의 기능 구성예를 나타내는 도면이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 송신부(2b)는, 실시 형태 1의 송신부(2)의 고신뢰성층 지연 관리부(23)를 고신뢰성층 지연 관리부(23a)로 대신하는 이외는 실시 형태 1의 송신부(2)와 동일하다.
트래픽 측정부(7)는 통신 포트(6)를 감시하고, 자신의 장치로부터 송신하는 패킷 및 자신의 장치가 수신하는 패킷의 트래픽량(예를 들면 레이트)을 상시 측정하는 기능을 가진다. 또, 송신하는 트래픽량(송신 트래픽량)에 대해서는 통신 포트(6)를 감시하는 것이 가장 간단하고 쉬운 방법이지만, 이 대신에 송신 스케줄러(21)가 갖는 송신 스케줄에 근거하여 송신 트래픽량을 구하는 구성으로 하여도 좋다.
고신뢰성층 지연 관리부(23a)는, 트래픽 측정부(7)가 측정한 송신 트래픽량 및 수신 트래픽량을 취득하고, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고, 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인 경우, 연속 송신 패킷에 의한 송신을 행하도록 제어한다. 이것에 의해, 수신 방향의 통신량이 크고 또한 송신 방향의 통신량이 적은 경우에, 응답 패킷을 수신하는 일이 없고 연속 송신에 의한 송신만을 행하기 때문에, 수신 방향의 대역을 이용하지 않고 비어 있는 송신 방향만의 대역을 이용하여 고신뢰성 패킷을 송신할 수 있다. 또, 상술한 일정량 및 임계값은, 각각 독립적으로 결정할 수 있고, 이들의 값은 미리 임의의 방법에 의해 결정해 둔다. 이 이외의 고신뢰성층 지연 관리부(23a)의 동작은 고신뢰성층 지연 관리부(23)과 동일하다.
연속 송신에 의한 통신은 응답 요구 패킷에 의한 통신과 비교하여 많은 대역을 점유하기 때문에, 쌍방향의 통신량에 차이가 없는 경우나, 쌍방향의 통신량이 모두 많은 경우에 연속 송신에 의한 통신을 행하면, 혼잡한 회선에 대해 고신뢰성 패킷의 대역 점유를 늘리게 된다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고, 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인 경우에, 응답 요구 패킷을 송신하지 않고 연속 송신 패킷을 송신하고, 쌍방향의 통신량에 차이가 없는 경우나, 쌍방향의 통신량이 모두 많은 경우에는 실시 형태 1과 동일한 처리를 행하기 때문에, 빈 대역이 적은 통신 방향에 대해 고신뢰성 패킷의 점유 대역을 늘리는 일은 없다.
도 19는 본 실시 형태의 고신뢰성 패킷의 송신 순서의 일례를 나타내는 흐름도이다. 실시 형태 1과 마찬가지로 스텝 S0, S1을 실시하고, 스텝 S1에서 허용 지연이 송신 한계 시간까지의 시간 이상이라고 판단한 경우(스텝 S1 예), 고신뢰성층 지연 관리부(23a)는, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고(수신 트래픽량》송신 트래픽량), 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인지 여부를 판단한다(스텝 S31). 신뢰성층 지연 관리부(23a)는, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고, 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인 경우(스텝 S31 예), 스텝 S7로 진행하고, 신뢰성층 지연 관리부(23a)는, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많지 않거나, 또는 송신 트래픽량이 임계값보다 큰 경우(스텝 S31 아니오)는 스텝 S2로 진행한다. 이상 설명한 이외의 본 실시 형태의 동작은 실시 형태 1과 동일하다.
또, 본 실시 형태에서는, 실시 형태 1의 통신 장치(1)에 트래픽 측정부(7)를 추가하여 상술한 동작을 행하는 예를 설명했지만, 실시 형태 2의 송신 장치인 통신 장치(1a)에 트래픽 측정부(7)를 추가하여 상술한 동작을 행하도록 하여도 좋다.
또한, 본 실시 형태의 동작에, 실시 형태 3에서 설명한 바와 같이, 응답 시간이 송신 한계 시간까지의 시간보다 짧은 경우는 응답 요구 패킷을 재차 송신하는 처리를 추가하여도 좋다.
또, 실시 형태에서는, 송신 트래픽량 및 수신 트래픽량을 측정하고, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고(제 1 조건으로 함), 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인(제 2 조건으로 함) 경우에, 응답 요구 패킷을 송신하지 않고 연속 송신 패킷을 송신하도록 했지만, 제 1 조건과 제 2 조건 중 어느 한 쪽만을 만족하는 경우에, 응답 요구 패킷을 송신하지 않고 연속 송신 패킷을 송신하도록 하여도 좋다.
이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 송신 트래픽량 및 수신 트래픽량을 측정하고, 수신 트래픽량이 송신 트래픽보다 일정량 이상으로 많고, 또한 송신 트래픽량이 임계값 이하인 경우에, 응답 요구 패킷을 송신하지 않고 연속 송신 패킷을 송신하고, 그 이외의 경우는, 실시 형태 1과 마찬가지로, 응답 요구 패킷 또는 연속 송신 패킷을 송신하도록 하였다. 그 때문에, 실시 형태 1과 동일한 효과가 얻어짐과 아울러, 수신 방향의 통신량이 크고 또한 송신 방향의 통신량이 적은 경우에, 수신 방향의 대역을 이용하지 않고 비어 있는 송신 방향의 대역만을 이용하여 고신뢰성 패킷을 송신할 수 있다.
1, 1-1~1-4, 1a, 1b, 1c: 통신 장치
2, 2a, 2b: 송신부
3, 3a: 수신부
4: 기타 프로토콜 처리부
5: 고신뢰성 프로토콜 처리부
6: 통신 포트
7: 교통 측정부
21: 송신 스케줄러
22: 송신 버퍼
23, 23a: 고신뢰성층 지연 관리부
24: 송신 방법 선택부
25: 연속 송신 제어부
26: 응답 요구 패킷 송신 제어부
27: 응답 대기 버퍼
28: 응답 송신 버퍼
221~223: 버퍼

Claims (12)

  1. 허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 송신하는 송신 장치로서,
    입력된 상기 고신뢰성 패킷을 수신측에서의 응답을 요구하는 응답 요구 패킷으로서 송신하는 응답 요구 패킷 송신 제어부와,
    입력된 상기 고신뢰성 패킷을, 동일 패킷을 연속하여 송신하는 연속 송신에 의해 송신하는 연속 송신 제어부와,
    상기 고신뢰성 패킷의 생성시 시간으로부터의 경과 시간이 상기 허용 지연보다 적은 소정 시간으로 되는 시간을 송신 한계 시간으로서 정하고, 상기 고신뢰성 패킷이 생성되면 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로서 송신한다고 판정하고, 상기 응답 요구 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않고 상기 송신 한계 시간을 초과한 경우는 상기 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 송신 방법 판정부와,
    생성된 상기 고신뢰성 패킷을, 상기 송신 방법 판정부의 판정 결과에 근거하여 상기 응답 요구 패킷 송신 제어부 또는 상기 연속 송신 제어부에 입력하는 송신 방법 선택부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 송신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연속 송신의 소요 시간을 구하고, 상기 소정 시간을 상기 소요 시간으로 하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 송신 방법 판정부는, 상기 고신뢰성 패킷이 생성되면 통신로가 비어 있는지 여부를 판단하고, 통신로가 비어 있는 경우에 상기 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로 하여 송신한다고 판정하고, 통신로가 비어 있지 않은 경우, 상기 송신 한계 시간을 초과하면 상기 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하고, 상기 송신 한계 시간으로부터 일정 시간 전인 송신 방법 판정 시간 이전에 통신로가 빈 경우는 상기 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로 하여 송신한다고 판정하고, 상기 송신 방법 판정 시간을 지나서 통신로가 빈 경우는 상기 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 일정 시간을 응답 요구 패킷의 송신으로부터 응답 패킷의 수신에 필요로 하는 시간으로 하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 고신뢰성 패킷 이외의 송신 패킷을 우선도에 따라 고우선 패킷과 저우선 패킷으로 분류하고, 상기 고우선 패킷을 상기 고신뢰성 패킷보다 우선하여 송신하고, 상기 고신뢰성 패킷을 상기 저우선 패킷보다 우선하여 송신하는 것으로 하고,
    상기 송신 방법 판정부는 통신로가 비어 있는지 여부의 판단을 상기 고우선 패킷에 근거하여 판단하고, 상기 저우선 패킷에 의해서만 통신로가 이용되고 있는 경우는 통신로가 비어 있다고 판단하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 응답 요구 패킷의 송신 후, 소정의 대기 시간 이내의 응답 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 송신 한계 시간보다 전에 상기 응답 요구 패킷을 재송(再送)하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    송신 트래픽량 및 수신 트래픽량을 측정하는 트래픽 측정부를 더 구비하며,
    상기 송신 방법 판정부는, 송신 트래픽량과 수신 트래픽량의 차이가 일정량 이상인 경우, 상기 고신뢰성 패킷을 상기 응답 요구 패킷으로서 송신하지 않고 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 송신 방법 판정부는, 송신 트래픽량과 수신 트래픽량의 차이가 일정량 이상이고 또한 송신 트래픽량이 일정값 이하인 경우, 상기 고신뢰성 패킷을 상기 응답 요구 패킷으로서 송신하지 않고 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 것
    을 특징으로 하는 송신 장치.
  9. 허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 수신하는 수신 장치로서,
    상기 고신뢰성 패킷이 응답 요구 패킷으로서 송신되거나 또는 동일 패킷을 연속하여 송신하는 연속 송신에 의해 송신된다고 하고, 수신한 상기 고신뢰성 패킷이 응답 요구 패킷인지 여부를 판정하는 패킷 종별 판정부와,
    상기 패킷 종별 판정부에 의해 응답 요구 패킷이라고 판정된 패킷에 대한 응답 패킷을 송신하는 응답 제어부
    를 구비하되,
    수신한 상기 고신뢰성 패킷이 이미 수신 완료된 경우에는 상기 패킷을 폐기하는 것
    을 특징으로 하는 수신 장치.
  10. 허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 송수신하는 통신 장치로서,
    청구항 1~8 중 어느 한 항에 기재된 송신 장치로서의 기능과,
    청구항 9에 기재된 수신 장치로서의 기능
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  11. 청구항 1~8 중 어느 한 항에 기재된 송신 장치와,
    청구항 9에 기재된 수신 장치
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  12. 허용 지연이 정해져 있는 고신뢰성 패킷을 송신하는 송신 장치에서의 송신 방법으로서,
    상기 고신뢰성 패킷을 수신측에서의 응답을 요구하는 응답 요구 패킷으로서 송신하는 응답 요구 패킷 송신 스텝과,
    상기 고신뢰성 패킷을, 동일 패킷을 연속하여 송신하는 연속 송신에 의해 송신하는 연속 송신 제어 스텝과,
    상기 고신뢰성 패킷의 생성시 시간으로부터의 경과 시간이 상기 허용 지연보다 적은 소정 시간으로 되는 시간을 송신 한계 시간으로서 정하고, 상기 고신뢰성 패킷이 생성되면 고신뢰성 패킷을 응답 요구 패킷으로 하여 송신한다고 판정하고, 상기 응답 요구 패킷에 대한 응답 패킷을 수신하지 않고 상기 송신 한계 시간을 초과한 경우는 상기 고신뢰성 패킷을 연속 송신에 의해 송신한다고 판정하는 송신 방법 판정 스텝과,
    상기 송신 방법 판정부의 판정 결과에 근거하여 상기 응답 요구 패킷 송신 스텝과 상기 연속 송신 제어 스텝 중 어느 한쪽을 실시하는 스텝으로서 선택하는 송신 방법 선택 스텝
    을 구비하는 것을 특징 하는 송신 방법.
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