WO2020166427A1 - 信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム - Google Patents

信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2020166427A1
WO2020166427A1 PCT/JP2020/004053 JP2020004053W WO2020166427A1 WO 2020166427 A1 WO2020166427 A1 WO 2020166427A1 JP 2020004053 W JP2020004053 W JP 2020004053W WO 2020166427 A1 WO2020166427 A1 WO 2020166427A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
signal transfer
frame interval
priority traffic
interval threshold
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/004053
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直剛 柴田
寛之 鵜澤
陽一 深田
寺田　純
Original Assignee
日本電信電話株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電信電話株式会社 filed Critical 日本電信電話株式会社
Priority to EP20756056.6A priority Critical patent/EP3926901B1/en
Priority to US17/429,841 priority patent/US20220217572A1/en
Priority to CN202080014325.9A priority patent/CN113424502B/zh
Publication of WO2020166427A1 publication Critical patent/WO2020166427A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0268—Traffic management, e.g. flow control or congestion control using specific QoS parameters for wireless networks, e.g. QoS class identifier [QCI] or guaranteed bit rate [GBR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/622—Queue service order
    • H04L47/6235—Variable service order
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/50—Queue scheduling
    • H04L47/62—Queue scheduling characterised by scheduling criteria
    • H04L47/6295—Queue scheduling characterised by scheduling criteria using multiple queues, one for each individual QoS, connection, flow or priority
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0278—Traffic management, e.g. flow control or congestion control using buffer status reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/56—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on priority criteria

Definitions

  • the present invention relates to a signal transfer technology using TAS (Time Aware Shaper).
  • a radio control device and a radio device are separately arranged.
  • the wireless control device and the wireless device are connected via an optical section having an optical device and an optical fiber, and the optical section having the optical device and the optical fiber is called a mobile fronthaul (MFH).
  • MMFH mobile fronthaul
  • L2NW Layer 2 Switch
  • TAS Time Sensitive Network
  • TSN Time Sensitive Network
  • Scheduling is performed for traffic of each priority to switch communication availability. Specifically, during the period in which high-priority traffic arrives at the SW, only high-priority traffic is transferred, low-priority traffic is not transferred, and high-priority traffic does not arrive during the period. The operation of transferring low-priority traffic is periodically repeated. As a result, high-priority traffic can be transferred without waiting due to transfer of other priority traffic, so the TAS method is suitable for low delay.
  • FIG. 7 shows a configuration example of a general signal transfer device equipped with TAS.
  • a frame distribution unit 901 that distributes input traffic to low-priority or high-priority frames
  • a high-priority buffer 902 that stores the distributed high-priority frames
  • a low-priority buffer 903 that stores the distributed low-priority frames.
  • An output unit 904 that outputs the output of the high-priority buffer 902 or the low-priority buffer 903 to the transfer destination, and outputs an output stop command to the high-priority buffer 902 in the low-priority signal communicable section based on the current time information to output low
  • the scheduler unit 905 outputs an output command to the priority buffer 903, outputs an output command to the high priority buffer 902 and outputs an output stop command to the low priority buffer 903 in a high priority signal communication enabled section.
  • FIG. 8 shows an example in which the high-priority wireless devices (A1, A2) and the high-priority wireless control devices (S1, S2) are accommodated in the L2NW.
  • an upstream signal from the high-priority wireless device A1 to the high-priority wireless control device S1 passes through a route of L2SW(1)->L2SW(2)->L2SW(3)->L2SW(4).
  • the upstream signal from the high-priority wireless device A2 to the high-priority wireless control device S2 is transferred through a route of L2SW(2)->L2SW(3).
  • FIG. 9 shows an example of the flow of traffic in L2NW.
  • FIG. 9 corresponds to the TAS L2NW shown in FIG. 8, and in each L2SW, a section in which high-priority traffic can be transmitted (high-priority signal communication possible section) and a low-priority traffic can be transmitted.
  • the section (section in which low-priority signal communication is possible) is repeated.
  • the two traffics of the frame 1 of the wireless device A1 or the frame 2 of the wireless device A2 merge, so that the frames are alternately output.
  • the interval of the frame 1 is the output of the wireless device A1 (or the wireless device A2). It can be said that the frame interval has been extended.
  • MFH traffic is expected to arrive in bursts. Further, the MFH traffic volume fluctuates from moment to moment depending on the communication environment of the terminal. Therefore, when the traffic is small, as in the output of L2SW(1), the output of L2SW(2), and the output of L2SW(4) shown in FIG. 9, the second half of the high priority signal communicable section (for example, FIG. It can be seen that no traffic flows in the TS1, TS2, and TS3 sections 9). Therefore, in order to effectively use the high-priority signal communicable section when this traffic is low, when the end of the high-priority traffic is recognized, the high-priority signal communicable section is released and low-priority traffic can be communicated. Has been proposed (for example, see Patent Document 2).
  • FIG. 10 shows an example of the flow of traffic when the high priority signal communication enabled section is released.
  • FIG. 10 corresponds to the L2NW shown in FIG. 8 similarly to FIG. 9.
  • each of the signal transfer devices L2SW(1), L2SW(2) and L2SW(4) detects the end of traffic in the high priority signal communicable section (for example, TD1, TD2 and TD3 in FIG. 10), It can be seen that the high-priority signal communicable section is released and the low-priority signal communicable section is expanded and assigned to the communication of the low-priority signal.
  • the following two methods can be considered as methods for detecting the end of high-priority traffic as described above.
  • the first method is a method of having the high-priority wireless device or the high-priority wireless control device notify the identification signal indicating the end of traffic.
  • this method requires the high-priority wireless device or the high-priority wireless control device to be equipped with a function of transmitting an identification signal. Also, it is necessary to equip the signal transfer device side to correctly recognize the identification signal sent by the wireless device or the wireless control device, and the specifications can be adjusted between various signal transfer devices of different models. It requires complicated work to implement.
  • the second method is a method in which the signal transfer apparatus itself autonomously detects the end of high-priority traffic.
  • the high-priority traffic ends if there is no frame reception for a predetermined time or more after the last frame is received. Can be considered Here, the time from the reception of the last frame until it is considered that the high-priority traffic has ended is called a frame interval threshold.
  • FIG. 11 shows a configuration example of a conventional signal transfer device that autonomously detects the end of high-priority traffic. Note that, in FIG. 11, blocks having the same reference numerals as those in FIG. 7 operate similarly to the blocks in FIG. 7.
  • a frame arrival time information acquisition unit 906 that acquires the arrival time of the most recently arrived frame in the high priority buffer 902 is added.
  • the scheduler unit 905 in the high-priority signal communicable section, high-priority when the time equal to or more than the frame interval threshold has elapsed from the arrival time of the most recently arrived frame acquired by the frame arrival time information acquisition unit 906.
  • An output stop instruction is issued to the buffer 902 and an output instruction is issued to the low priority buffer 903.
  • the blank time in the high priority signal communicable section is reduced and the communication band is effectively used.
  • the frame interval threshold is set as small as possible.
  • the output of L2SW(1) is only the frame 1 of the wireless device A1, but the output of L2SW(4) merges the frame 1 of the wireless device A1 and the frame 2 of the wireless device A2. Therefore, the intervals between the frames are extended, and the frame intervals may differ for each signal transfer device.
  • the frame interval in L2SW(1) is set as the frame interval threshold in all the signal transfer devices, the frame interval in L2SW(4) is long, so that high-priority traffic has not ended. , There is a possibility that the high-priority signal communication enabled section will be released. Therefore, it is necessary to determine the optimum frame interval threshold value for each signal transfer device.
  • the frame interval of traffic output from the wireless device is determined according to the mounting state of the wireless device. It is difficult to set the threshold value in advance.
  • the frame interval threshold value is once set, if the flow increases due to the addition of a wireless device or the connection configuration of the L2SW is changed and the number of frame confluences in each signal transfer device is changed, it is again set. However, it is necessary to reset the frame interval threshold value, and there is also a problem that user work becomes complicated.
  • each signal transfer device by setting the optimum frame interval threshold value based on the frame arrival interval calculated for each signal transfer device, even if the flow changes due to the addition of a wireless device or the communication status, each signal transfer device It is an object of the present invention to provide a signal transfer device, a signal transfer method, a signal transfer control device, a signal transfer control method, and a signal transfer program capable of autonomously determining the optimum frame interval threshold without user operation.
  • a signal transfer device is a signal transfer device that transfers a high-priority traffic frame and a low-priority traffic frame.
  • the period and priority of a high-priority traffic frame can be transmitted. Periodically switch between periods when low-traffic frames can be transmitted, and during periods when high-priority traffic frames can be transmitted, high-priority traffic frames do not come for more than the preset frame interval threshold time.
  • the control unit that releases the period in which the high-priority traffic frame can be transmitted and allocates it to the period in which the low-priority traffic frame can be transmitted, and the high-priority traffic frame Frame arrival time information acquisition unit that acquires the arrival time of the frame, and a frame interval calculation that calculates the frame intervals of a plurality of frames input in chronological order based on the arrival times of the frames acquired by the frame arrival time information acquisition unit.
  • a frame interval threshold value calculation unit that calculates a new frame interval threshold value based on a plurality of frame intervals, and a frame interval threshold value setting unit that changes the frame interval threshold value to the new frame interval threshold value. It is characterized by
  • a second invention is the signal transfer device according to the first invention, wherein the frame interval threshold calculation unit excludes a plurality of frame intervals including a frame interval including a period in which low-priority traffic can be transmitted.
  • the new frame interval threshold value is calculated based on the frame interval.
  • a signal transfer method is a signal transfer method for transferring a high priority traffic frame and a low priority traffic frame, wherein a period during which a high priority traffic frame can be transmitted and a priority level are set. Periodically switch between periods when low-traffic frames can be transmitted, and during periods when high-priority traffic frames can be transmitted, high-priority traffic frames do not come for more than the preset frame interval threshold time.
  • the control process that releases the period in which the high-priority traffic frame can be transmitted and allocates it to the period in which the low-priority traffic frame can be transmitted, and the high-priority traffic frame Frame arrival time information acquisition processing for obtaining the arrival time of the frame, and frame interval calculation for calculating the frame interval of a plurality of frames input in chronological order based on the arrival times of the frames acquired by the frame arrival time information acquisition processing.
  • a fourth invention is the signal transfer method according to the third invention, wherein in the frame interval threshold calculation processing, a plurality of frame intervals including a period during which low priority traffic can be transmitted are excluded from the plurality of frame intervals.
  • the new frame interval threshold value is calculated based on the frame interval.
  • a signal transfer control device periodically switches between a period in which a frame of high priority traffic can be transmitted and a period in which a frame of low priority traffic can be transmitted, to switch between high priority traffic frames.
  • the frames with high priority traffic do not come for more than the preset frame interval threshold value during the period when high priority traffic frames can be transmitted.
  • the signal transfer control device that controls the signal transfer device that releases the period in which the high-priority traffic frame can be transmitted and allocates the period in which the low-priority traffic frame can be transmitted
  • a frame interval calculation unit that obtains arrival times of high-priority traffic frames from the plurality of signal transfer devices, and calculates a frame interval of a plurality of frames input in chronological order for each of the plurality of signal transfer devices
  • a frame interval threshold calculation unit that calculates a new frame interval threshold value for each of the plurality of signal transfer devices based on the plurality of frame intervals, and a plurality of frame interval threshold values to change the frame interval threshold value to the new frame interval threshold value.
  • a frame interval threshold setting unit for notifying the signal transfer device.
  • a signal transfer control method periodically switches between a period in which a frame of traffic having a high priority can be transmitted and a period in which a frame of traffic having a low priority can be transmitted, to switch traffic of a high priority traffic.
  • the frames with high priority traffic do not come for more than the preset frame interval threshold value during the period when high priority traffic frames can be transmitted.
  • a signal transfer control method for releasing a period in which a high priority traffic frame can be transmitted, and controlling a signal transfer device that allocates to a period in which a low priority traffic frame can be transmitted,
  • a frame interval calculation process of acquiring the arrival times of frames of high-priority traffic from the plurality of signal transfer devices, and calculating the frame intervals of the plurality of frames input in chronological order for each of the plurality of signal transfer devices, Based on the plurality of frame intervals, a frame interval threshold calculation process for calculating a new frame interval threshold for each of the plurality of signal transfer devices, and a plurality of frame interval threshold calculation processes for changing the frame interval threshold to the new frame interval threshold, And a frame interval threshold setting process of notifying the signal transfer device.
  • a seventh invention is a signal transfer program for causing a computer to execute the processing performed by the signal transfer method or the signal transfer control method according to any one of the third invention, the fourth invention and the sixth invention. ..
  • the signal transfer device, the signal transfer method, the signal transfer control device, the signal transfer control method, and the signal transfer program according to the present invention are provided for each signal transfer device even when the flow changes due to the addition of a wireless device or the communication status.
  • the optimum frame interval threshold can be autonomously determined without user operation.
  • Embodiments of a signal transfer device, a signal transfer method, a signal transfer control device, a signal transfer control method, and a signal transfer program according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the signal transfer device described in the following embodiments corresponds to a device such as L2SW
  • the signal transfer control device corresponds to a device that controls operations such as L2SW.
  • a signal transfer device described in the following embodiments uses, for example, a network (L2NW) as an MFH that transfers a frame between devices in which a base station of a cellular system is separated into a wireless control device and a wireless device.
  • L2NW network
  • the signal transfer device according to each embodiment is based on TAS.
  • TAS a period in which a traffic frame with high priority can be transmitted (high priority signal communication section) and a period in which a traffic frame with low priority can be transmitted (low priority signal communication section) are periodically repeated. Therefore, the frame transmitted and received between the wireless control device and the wireless device is scheduled to be transferred to the high priority signal communicable section.
  • the signal transfer device described in the following embodiments for example, when the number of frames to be transferred is small, all of the high-priority signal communicable sections are not used, and unnecessary time for transferring the frames does not occur in advance. It is equipped with a function of releasing the remaining high-priority signal communicable section and allocating it to the low-priority signal communicable section when the high-priority frame does not arrive within the determined predetermined time (frame interval threshold).
  • the frame interval threshold for determining that the high priority frame does not come is based on the frame arrival interval calculated in each of the plurality of signal transfer devices forming the L2NW.
  • the optimum frame interval threshold can be autonomously set for each signal transfer device.
  • the signal transfer apparatus can accurately determine the end of the frame of the high-priority traffic even when the frame interval of the high-priority traffic becomes wide, and the frame of the high-priority traffic is erroneously ended before the arrival of the frame. You will no longer judge that you have done it.
  • FIG. 1 shows an example in which the high-priority wireless devices (A1, A2) and the high-priority wireless control devices (S1, S2) are accommodated in the L2NW.
  • FIG. 1 shows a network (L2NW) having the same configuration as that of FIG. 8 described in the related art, the L2SWs from L2SW(1) to L2SW(7) will be described in FIG. 7 or FIG. 11 of the related art.
  • the signal transfer apparatus 800 or the signal transfer apparatus 800A described above the signal transfer apparatus 101 described in the following embodiments is used.
  • each L2SW corresponds to the signal transfer apparatus 101 and is described by adding (number) to the end of the code.
  • the signal transfer device 101 corresponding to L2SW(1) is described as the signal transfer device 101(1).
  • an upstream signal from the high-priority wireless device A1 to the high-priority wireless control device S1 is, for example, L2SW(1)->L2SW(2)->L2SW(3)->L2SW(4).
  • the upstream signal transmitted from the high-priority wireless device A2 to the high-priority wireless control device S2 is transferred through a route of, for example, L2SW(2)->L2SW(3).
  • FIG. 2 shows a configuration example of the signal transfer device 101 according to the first embodiment.
  • the signal transfer apparatus 101 includes a frame distribution unit 201, a high priority buffer 202, a low priority buffer 203, an output unit 204, a scheduler unit 205, a frame arrival time information acquisition unit 206, a frame interval calculation unit 207, and a frame interval. It has a threshold calculation unit 208 and a frame interval threshold setting unit 209.
  • the frame distribution unit 201 distributes frames (input traffic) received from other signal transfer devices, wireless devices, wireless control devices, etc., based on the priority stored in the frame header, and assigns high-priority frames to the high-priority buffer.
  • To the low-priority buffer 203 For example, when the signal transfer apparatus 101 is the L2SW(2) of FIG. 1, the frame distribution unit 201 uses the frame received from the L2SW(1) and the frame received from the high priority wireless apparatus A2 as the input traffic to the high priority buffer 202 or the low priority buffer 202. Allocate to the priority buffer 203.
  • the frame distribution unit 201 may use a VID (VLAN Identifier), a MAC (Media Access Control) address, an IP (Internet Protocol) address, or the like for frame distribution.
  • VID VLAN Identifier
  • MAC Media Access Control
  • IP Internet Protocol
  • the high-priority buffer 202 is a buffer memory that stores the high-priority frames distributed by the frame allocating unit 201.
  • the high-priority buffer 202 fetches the high-priority frames output by the frame allocating unit 201 in response to a command from the scheduler unit 205 and temporarily stores them. Hold.
  • the low-priority buffer 203 is a buffer memory that stores the low-priority frames distributed by the frame allocating unit 201.
  • the low-priority buffer 203 fetches the low-priority frames output by the frame allocating unit 201 according to a command from the scheduler unit 205 and temporarily stores the frames. Hold.
  • the output unit 204 outputs the high priority frame or the low priority frame read from the high priority buffer 202 or the low priority buffer 203 by the scheduler unit 205 to the transfer destination. For example, when the signal transfer apparatus 101 is the L2SW(3) shown in FIG. 1, the output unit 204 outputs the frame of the high-priority wireless device A1 to the L2SW(4) and sets the frame of the high-priority wireless device A2 to the high-priority wireless device. Output to the control device S2.
  • the scheduler unit 205 Based on the current time information, the scheduler unit 205 issues an output stop command to the high-priority buffer 202 in the low-priority signal communicable section and outputs an output command to the low-priority buffer 203, and high-priority in the high-priority signal communicable section. An output command is issued to the buffer 202 and an output stop command is issued to the low priority buffer 203.
  • the scheduler unit 205 operates as a control unit that performs control processing of the signal transfer apparatus 101. The detailed operation of the scheduler unit 205 will be described later.
  • the frame arrival time information acquisition unit 206 refers to the current time information of the external clock or the internal clock of the signal transfer apparatus 101 to acquire the arrival time of the frame most recently arrived at the high priority buffer 202 (frame. Corresponding to the arrival time information acquisition process).
  • the frame interval calculation unit 207 calculates the frame interval input to the high-priority buffer 202 in time series for each frame of the same transmission source from the arrival time of each frame acquired by the frame arrival time information acquisition unit 206 (frame interval). Corresponding to the calculation process). For example, when the signal transfer apparatus 101 is the L2SW(3) in FIG. 1, the frame interval calculation unit 207 calculates the frame interval between the frames of the high-priority wireless device A1 and the frame interval between the frames of the high-priority wireless device A2. ..
  • the frame interval threshold calculation unit 208 calculates a frame interval threshold value based on each frame interval calculated by the frame interval calculation unit 207 (corresponding to the frame interval threshold value calculation process).
  • the frame interval threshold is a threshold for the scheduler unit 205 to detect that reception of a series of frames transmitted in burst from the same transmission source has ended. The detailed operation of the frame interval threshold calculation unit 208 will be described later.
  • the frame interval threshold setting unit 209 issues a frame interval threshold setting command to the scheduler unit 205 based on the frame interval threshold calculated by the frame interval threshold calculating unit 208 (corresponding to the frame interval threshold setting process).
  • the scheduler unit 205 issues an output stop command to the high-priority buffer 202 when the frame does not arrive even after the preset frame interval threshold has elapsed from the arrival time of each frame acquired by the frame arrival time information acquisition unit 206. And outputs an output command to the low-priority buffer 203, and changes the frame interval threshold based on the command from the frame interval threshold setting unit 209.
  • the frame interval threshold setting unit 209 since the frame interval threshold setting unit 209 has not set the frame interval threshold before the operation of the signal transfer apparatus 101 is started or before the reception of the frame is started, the initial value of the frame interval threshold is set in advance. It is assumed that It is assumed that the initial value of the frame interval threshold is set to a value sufficiently larger than the realistic frame interval, for example, the maximum value (or infinity) that can be taken in the memory.
  • the frame interval calculation unit 207 calculates the difference between the end arrival time of a certain frame and the start arrival time of the next frame as the frame interval. Can be calculated as This difference is equal to IFG (Inter Frame Gap).
  • the frame interval calculation unit 207 calculates the start arrival time of a certain frame and the next frame. The difference between the head arrival time or the difference between the tail arrival time of a frame and the tail arrival time of the next frame can be calculated as the frame interval. These differences are equal to the sum of the frame length and IFG.
  • the frame interval threshold calculation unit 208 may set the frame interval threshold to the maximum value of the plurality of frame intervals calculated by the frame interval calculation unit 207, or may set it to an average value.
  • the maximum value may be set to a value with a margin, or the average value may be set to a value with a margin.
  • a threshold for excluding the calculated frame interval as an exclusion is provided, and when the calculated frame interval exceeds the observation threshold, the value of the frame interval is excluded, and the frame interval does not exceed the observation threshold. It is preferable to perform a process for obtaining the maximum or average value for the value of.
  • the observation threshold may be set to the same length as the low-priority signal communication enabled section.
  • the minimum value or average value of the length of the low-priority signal communicable section is set as a standard low-priority signal communicable section May be adopted as the length of.
  • the calculation of the frame interval may be temporarily stopped when the high priority signal communicable section is switched to the low priority signal communicable section, or after the low priority signal communicable section is switched to the high priority signal communicable section.
  • the calculation of the frame interval may be restarted from the first frame of. Further, the maximum or average value may be obtained for the frame intervals within one high priority signal communicable section.
  • the frame interval threshold calculation unit 208 can arbitrarily set the frame interval threshold calculation cycle.
  • the frame interval threshold setting unit 209 may issue a setting command each time the information of the frame interval threshold calculated by the frame interval threshold calculating unit 208 is acquired, but the setting command is issued after acquiring the information a plurality of times. May be. For example, even when the frame interval calculation unit 207 or the frame interval threshold calculation unit 208 temporarily malfunctions and a value that is significantly far from the other frame interval thresholds is temporarily notified, the frame interval threshold values are transmitted multiple times. The malfunction can be prevented by acquiring the information and performing the process of excluding the values that are significantly separated from the information.
  • FIG. 3 shows an example in which the high-priority wireless device A3 is newly added to the L2NW.
  • blocks having the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same or similar blocks as in FIG.
  • the frame interval may be extended in the L2SW on the route through which the flow passes, but the signal transfer according to the present embodiment.
  • the device 101 can autonomously calculate the changed frame interval and reset an appropriate frame interval threshold without performing any operation by the user. For example, in the L2NW of FIG.
  • the high-priority wireless device A3 belonging to the high-priority wireless control device S2 is newly added under the same L2SW(2) as the high-priority wireless device A2.
  • the frame interval is extended.
  • the frame interval is calculated regularly and the frame interval threshold is set autonomously.
  • the processing can be performed without malfunction even when the frame interval is extended.
  • the wireless device since the wireless device operates at the frame interval threshold before the wireless device is added until the frame interval threshold is reset after the wireless device is added, the high Although the priority signal communicable section may be released, if the cycle for resetting the frame interval threshold is set short, the effect can be reduced.
  • the time when a new flow is detected is, for example, the time when a frame with a MAC address that has not been transferred so far is detected.
  • the frame interval may be shortened in the L2SW on the route through which the flow passes. It is possible to autonomously calculate the changed frame interval and reset an appropriate frame interval threshold without performing any operation.
  • the high-priority wireless device A2 belonging to the high-priority wireless control device S2 has been removed. In this case, since only the frame of the high-priority wireless device A1 is output in the direction from L2SW(2) to L2SW(3), focusing on the frame of the high-priority wireless device A1, the frame interval becomes short.
  • the frame interval threshold in the L2SW(4) it is necessary to reduce the frame interval threshold in the L2SW(4), but with the signal transfer apparatus 101 according to the present embodiment, the frame interval is calculated periodically and the frame interval threshold is set autonomously. Since the setting is performed again, it is possible to appropriately perform processing even when the frame interval becomes short.
  • FIG. 4 shows a processing example of the signal transfer apparatus 101 according to the first embodiment. The processing illustrated in FIG. 4 is executed by each unit of the signal transfer device 101 described with reference to FIG.
  • FIG. 5 shows an operation example of the signal transfer apparatus 101 according to the first embodiment.
  • FIG. 5A shows an example of the frame interval
  • FIG. 5B shows an example of the operation of releasing the high priority signal communicable section.
  • step S101 the signal transfer apparatus 101 starts transfer.
  • step S102 the scheduler unit 205 sets the frame interval threshold to a sufficiently large value, for example, the maximum value (or infinity) that can be taken on the memory.
  • step S103 the scheduler unit 205 starts processing of a high priority signal communicable section. It is assumed that the high-priority signal communicable section and the low-priority signal communicable section are alternately and repeatedly assigned with a predetermined length, and the length of each section is set in advance in the scheduler unit 205.
  • step S104 the frame arrival time information acquisition unit 206 acquires the arrival time of the frame that has arrived at the high-priority buffer 202, and the frame interval calculation unit 207 calculates the frame interval for the immediately preceding frame.
  • step S105 the frame interval calculation unit 207 determines one or more of whether the calculated frame interval number exceeds a predetermined amount or the calculated time exceeds a predetermined amount after calculating the frame interval. If the predetermined amount is not exceeded, the process of step S104 is repeated, and if the predetermined amount is exceeded, the process proceeds to step S106.
  • step S106 it is determined whether or not the frame interval calculated in step S104 exceeds the observation threshold value, only the value of the frame interval equal to or less than the observation threshold value is extracted, and the value of the frame interval exceeding the observation threshold value is excluded.
  • the observation threshold is set to the length of the low priority signal communicable section
  • the frame interval threshold calculation unit 208 excludes the frame interval ⁇ t3.
  • the frame interval threshold calculation unit 208 extracts the maximum frame interval among the frame intervals below the observation threshold. For example, in FIG. 5A, the maximum frame interval is extracted from the frame intervals ⁇ t1, ⁇ t2, and ⁇ t4. Here, when each frame interval has a relationship of ⁇ t1> ⁇ t2> ⁇ t4, ⁇ t1 is extracted as the maximum frame interval.
  • step S108 the frame interval threshold setting unit 209 changes the frame interval threshold and sets it in the scheduler unit 205.
  • the frame interval threshold is changed to ⁇ t1
  • the scheduler unit 205 performs a process of releasing the high priority signal communicable section based on the frame interval threshold of ⁇ t1.
  • the processing from step S104 to step S108 is performed in parallel with the frame transfer processing, and the frame interval threshold changed in the processing in step S108 is referred to in the processing in step S109.
  • step S109 the scheduler unit 205 determines whether or not the next frame will come after the time equal to or more than the frame interval threshold has passed from the time of the final arrival of the frame. Then, if the next frame is not equal to or more than the frame interval threshold, the process proceeds to step S110, and if the next frame comes, the process proceeds to step S111. For example, in FIG. 5B, the scheduler unit 205 determines whether or not the next frame comes after ⁇ t1 or more has passed from the frame final arrival time of the third frame 1, and since the next frame does not come, step S110 Go to processing.
  • step S110 the scheduler unit 205 releases the high priority signal communicable section.
  • the scheduler unit 205 releases the remaining section D (section from time T1 to time T2) of the high priority signal communicable area.
  • step S111 the scheduler unit 205 determines whether or not the high priority signal communicable section has ended. Then, if the high priority signal communication possible section has ended, the processing proceeds to step S112, and if the high priority signal communication possible section has not ended, the processing returns to step S109 and the same processing is repeated.
  • step S112 the scheduler unit 205 starts a low priority signal communicable section.
  • the low-priority signal communicable section is started when the high-priority signal communicable section is released in step S109 and when the predetermined high-priority signal communicable section ends in step S111.
  • the low-priority signal communicable section starts at time T1 and the high-priority signal communicable section determined in advance in step S111.
  • the low priority signal communicable section starts from time T2.
  • step S113 the scheduler unit 205 determines whether or not the low priority signal communicable section has ended. Then, if the low priority signal communicable section has not ended, the processing of step S113 is repeated, and if the low priority signal communicable section has ended, the processing returns to step S103 and the same processing is repeated.
  • the signal transfer apparatus 101 releases the high-priority signal communicable section after the frame interval threshold has passed from the final frame arrival time of the high-priority traffic to enable the low-priority signal communication.
  • the section can be extended.
  • the signal transfer apparatus 101 according to the present embodiment calculates the frame interval and changes the frame interval threshold. Therefore, when the frame interval becomes long, the frame interval threshold also becomes long, and when the frame interval becomes short, Since the frame interval threshold is also shortened, it is possible to use the optimum frame interval threshold according to changes in circumstances such as the addition and removal of wireless devices.
  • the signal transfer apparatus 101 uses the L2SW even if the frame interval of traffic output from the L2SW or the high-priority wireless device is not predetermined and the frame interval is different for each frame. It is possible to autonomously change the frame interval threshold based on the frame interval of traffic output from the high-priority wireless device.
  • the high-priority traffic is not ended, but the high-priority signal communicable section is accidentally released, or the high-priority traffic frame is ended. Moreover, it is possible to prevent the state of the high priority signal communicable section from being unnecessarily retained.
  • the signal transfer apparatus 101 has been described as an apparatus having each block shown in FIG. 2, but it can also be realized by a computer that executes a program of a signal transfer method corresponding to the processing performed by each block.
  • the program may be provided by being recorded in a recording medium or may be provided through a network.
  • FIG. 6 shows a configuration example of the remote control device 300 according to the second embodiment.
  • the remote control device 300 corresponds to a signal transfer control device that controls a signal transfer device equipped with a TAS.
  • the remote control device 300 includes a frame arrival time information acquisition unit 401, a frame interval calculation unit 402, a frame interval threshold calculation unit 403, and a frame interval threshold setting unit 404.
  • the remote control device 300 corresponds to a signal transfer control device that controls each of the signal transfer devices 101 from a remote location away from the installation location of the signal transfer devices 101 in the L2NW.
  • the frame arrival time information acquisition unit 401 acquires frame arrival time information from each signal transfer device.
  • the frame interval calculation unit 402 calculates the frame interval for each frame of the same transmission source from the arrival time of each frame acquired by the frame arrival time information acquisition unit 401. For example, when the remote control device 300 controls the L2SW(3) of FIG. 1, the frame interval calculation unit 402 calculates the frame interval of the frames of the high priority wireless device A1 and the frame interval of the frames of the high priority wireless device A2. To do.
  • the frame interval threshold calculation unit 403 calculates a frame interval threshold value based on each frame interval calculated by the frame interval calculation unit 402.
  • the frame interval threshold calculation unit 403 performs the same operation as the frame interval threshold calculation unit 208 described with reference to FIG.
  • the frame interval threshold setting unit 404 issues a frame interval threshold setting command to each signal transfer device based on the frame interval threshold calculated by the frame interval threshold calculating unit 403.
  • the signal transfer device used in the second embodiment has a function of notifying the remote control device 300 of frame arrival time information.
  • three blocks of a frame interval calculation unit 207, a frame interval threshold calculation unit 208 and a frame interval threshold setting unit 209 are deleted from the configuration of the signal transfer apparatus 101 of FIG. 2, and only the frame arrival time information acquisition unit 206 is installed,
  • the scheduler unit 205 notifies the remote control device 300 of the frame arrival time information acquired by the frame arrival time information acquisition unit 206.
  • the remote control device 300 may be connected to each signal transfer device by a dedicated line or network, or may be connected by the L2NW described in FIG. 1, for example.
  • the scheduler unit of the signal transfer device used in the second embodiment is based on a command from the frame interval threshold setting unit 404 of the remote control device 300, similarly to the scheduler unit 205 of the signal transfer device 101 of the first embodiment. It has a function of changing the frame interval threshold.
  • the remote control device 300 has been described as a device having each block shown in FIG. 6, it can also be realized by a computer that executes a program of a signal transfer control method corresponding to processing performed by each block. ..
  • the program may be provided by being recorded in a recording medium or may be provided through a network.
  • the ring type network configuration has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration and is also applicable to other network configurations such as a honeycomb type and a mesh type. it can.
  • the signal transfer device, the signal transfer method, the signal transfer control device, the signal transfer control method, and the signal transfer program according to the present invention are based on the frame arrival interval calculated for each signal transfer device.
  • the optimum frame interval threshold for each signal transfer device can be autonomously determined without user operation even if the flow changes due to the addition of wireless devices or communication conditions. You can
  • 101, 800, 800A... Signal transfer device 201, 901... Frame distribution unit; 202, 902... High-priority buffer; 203, 903... Low-priority buffer; 204, 904... Output 205; 905... Scheduler section; 206, 401, 906... Frame arrival time information acquisition section; 207, 402... Frame interval calculation section; 208, 403... Frame interval threshold calculation section; 209 , 404... Frame interval threshold setting unit; 300... Remote control device; A1, A2, A3... High-priority radio device; S1, S2... High-priority radio control device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に、優先度の高いトラヒックのフレームがフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる制御部と、優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得部と、フレーム到着時刻情報取得部が取得するフレームの到着時刻に基づいて、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を算出するフレーム間隔算出部と、複数のフレーム間隔に基づいて、新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出部と、フレーム間隔閾値を新たなフレーム間隔閾値に変更するフレーム間隔閾値設定部と、を有する。

Description

信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム
　本発明は、ＴＡＳ（Time Aware Shaper）を用いた信号転送技術に関する。
　近年、一般的なセルラーシステムでは、基地局の構成として、無線制御装置と無線装置とに分離して配置することが行われている。ここで、無線制御装置と無線装置との間は、光装置と光ファイバを有する光区間を介して結ばれ、光装置と光ファイバを有する光区間はモバイルフロントホール（Mobile Fronthaul:ＭＦＨ）と呼ばれている。
　従来、ＭＦＨでは、ポイント・ツー・ポイント（Point-to-Point）接続が用いられてきたが、ＭＦＨの低コスト化を図るために、ネットワーク化することが検討されている。ネットワーク化の例として、波長分割多重（Wavelength Division Multiplexed:ＷＤＭ）、時分割多重を用いるＴＤＭ－ＰＯＮ（Time Division Multiplexing Passive Optical Network）、レイヤ２スイッチ（Layer-2 Switch:Ｌ２ＳＷ）を多段に接続した構成などが考えられている（例えば、非特許文献１参照）。特に、信号転送装置であるレイヤ２スイッチを多段に接続したネットワークシステム（以下、「Ｌ２ＮＷ」と称する）は、一組の無線装置及び無線制御装置間に複数経路を構築できるため、他のネットワークシステムと比較して冗長性が高いと考えられる。
　一方、ＭＦＨでは低遅延が求められるため、遅延要件が厳しいトラヒックを収容することを目的として、ＴＳＮ（Time Sensitive Network）の標準化が進められており、その適用が検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。ＴＳＮで検討されているＴＡＳは、優先度の高いトラヒックが周期性を持つ場合に特に有効な方式であり、優先度ごとのトラヒックに対してスケジューリングを行い、通信可否を切り替える。具体的には、優先度の高いトラヒックがＳＷに到着する期間には、優先度が高いトラヒックだけを転送して優先度の低いトラヒックを転送せず、優先度の高いトラヒックが来ない期間は、優先度の低いトラヒックを転送する、という動作が周期的に繰り返し行われる。これにより、優先度の高いトラヒックを他の優先度のトラヒックの転送により待たされること無く転送できるため、ＴＡＳ方式は低遅延化に適している。
　図７は、ＴＡＳを搭載した一般的な信号転送装置の構成例を示す。図７では、入力トラヒックを低優先または高優先のフレームに振り分けるフレーム振分部９０１と、振り分けられた高優先フレームを溜める高優先バッファ９０２と、振り分けられた低優先フレームを溜める低優先バッファ９０３と、高優先バッファ９０２または低優先バッファ９０３の出力を転送先へ出力する出力部９０４と、現在の時刻情報に基づいて、低優先信号通信可能区間では高優先バッファ９０２に出力停止命令を出して低優先バッファ９０３に出力命令を出し、高優先信号通信可能区間では高優先バッファ９０２に出力命令を出して低優先バッファ９０３に出力停止命令を出すスケジューラ部９０５と、を有する。
　図８は、高優先無線装置（Ａ１，Ａ２）と高優先無線制御装置（Ｓ１，Ｓ２）をＬ２ＮＷで収容する例を示す。図８の例では、高優先無線装置Ａ１から高優先無線制御装置Ｓ１への上り信号は、Ｌ２ＳＷ（１）－＞Ｌ２ＳＷ（２）－＞Ｌ２ＳＷ（３）－＞Ｌ２ＳＷ（４）という経路を通って転送され、高優先無線装置Ａ２から高優先無線制御装置Ｓ２への上り信号は、Ｌ２ＳＷ（２）－＞Ｌ２ＳＷ（３）という経路を通って転送される。
　図９は、Ｌ２ＮＷにおけるトラヒックの流れの一例を示す。なお、図９は、図８に示すＴＡＳ方式のＬ２ＮＷに対応し、各Ｌ２ＳＷでは、優先度の高いトラヒックが伝送可能な区間（高優先信号通信可能区間）、優先度の低いトラヒックが伝送可能な区間（低優先信号通信可能区間）、が繰り返されている。例えばＬ２ＳＷ（２）では、無線装置Ａ１のフレーム１または無線装置Ａ２のフレーム２の二つのトラヒックが合流するため、各フレームが交互に出力される。ここで、Ｌ２ＳＷ(２)の出力において、無線装置Ａ１または無線装置Ａ２のどちらかのフレームだけに着目すると、フレーム１の間隔（またはフレーム２の間隔）が無線装置Ａ１の出力（または無線装置Ａ２の出力）に比べて長くなるので、フレーム間隔が延びたと言い換えることもできる。
　特許文献２でも述べられている通り、ＭＦＨのトラヒックは、バースト的に到来することが想定されている。また、ＭＦＨのトラヒック量は、端末の通信環境に応じて、時々刻々と変動する。このため、図９に示したＬ２ＳＷ（１）の出力、Ｌ２ＳＷ（２）の出力およびＬ２ＳＷ（４）の出力のように、トラヒックが少ない場合には、高優先信号通信可能区間の後半（例えば図９のＴＳ１，ＴＳ２およびＴＳ３の区間）に何もトラヒックが流れていないことが分かる。そこで、このトラヒックが少ないときの高優先信号通信可能区間を有効利用するため、高優先トラフィックの終わりを認識した場合は、高優先信号通信可能区間を解放して、優先度の低いトラヒックを通信可能とすることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　図１０は、高優先信号通信可能区間を解放したときのトラヒックの流れの一例を示す。なお、図１０は、図９と同様に図８に示すＬ２ＮＷに対応する。図１０において、Ｌ２ＳＷ（１）、Ｌ２ＳＷ（２）およびＬ２ＳＷ（４）の各信号転送装置は、高優先信号通信可能区間のトラヒックの終わりを検出後（例えば図１０のＴＤ１，ＴＤ２およびＴＤ３）、高優先信号通信可能区間を解放して低優先信号通信可能区間を拡張し、低優先信号の通信に割り当てていることが分かる。
　上述のような高優先トラフィックの終わりを検出する方法として、例えば次の２つの方法が考えられる。１つ目の方法は、トラヒックの終わりを示す識別信号を、高優先無線装置または高優先無線制御装置から通知してもらう方法である。しかし、この方法は、高優先無線装置または高優先無線制御装置に識別信号の送出機能を搭載する必要がある。また、無線装置または無線制御装置で送出する識別信号を、信号転送装置側でも正しく認識する機能を搭載することが必要であり、機種が異なる様々な信号転送装置間で仕様合わせを行って各装置に実装するための煩雑な作業が必要である。２つ目の方法は、信号転送装置自身が自律的に高優先トラフィックの終わりを検出する方法である。高優先トラフィックがバースト的に流れていることが前提であると考えた場合、最終フレームの受信後から予め決められた一定時間以上に亘ってフレームの受信がなければ、高優先トラフィックが終了したとみなすことができる。ここで、最終フレームの受信後から高優先トラフィックが終了したとみなすまでの時間をフレーム間隔閾値と称する。
　図１１は、自律的に高優先トラフィックの終わりを検出する従来の信号転送装置の構成例を示す。なお、図１１において、図７と同符号のブロックは、図７のブロックと同様に動作する。図１１では、高優先バッファ９０２に一番最近到着したフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得部９０６が追加されている。図１１において、スケジューラ部９０５は、高優先信号通信可能区間において、フレーム到着時刻情報取得部９０６で取得した一番最近到着したフレームの到着時刻からフレーム間隔閾値以上の時間が経過した場合に高優先バッファ９０２に出力停止命令を出して低優先バッファ９０３に出力命令を出す。これにより、高優先信号通信可能区間の空白時間を少なくして通信帯域を有効利用する。
"Time-Sensitive Networking for Fronthaul",IEEE Std 802.1CM-2018.
特開２０１８－１２９６６１号公報 特開２０１９－００４３２９号公報
　ここで、高優先信号通信可能区間の空白時間を少なくして通信帯域を有効利用するためには、フレーム間隔閾値をできるだけ小さく設定する必要がある。ところが、例えば図９では、Ｌ２ＳＷ（１）の出力は無線装置Ａ１のフレーム１のみであるが、Ｌ２ＳＷ（４）の出力は無線装置Ａ１のフレーム１と無線装置Ａ２のフレーム２とが合流しているため、各フレームの間隔が延びており、信号転送装置ごとにフレーム間隔が異なる可能性がある。仮にこの場合、全ての信号転送装置にＬ２ＳＷ（１）でのフレーム間隔をフレーム間隔閾値として設定したとすると、Ｌ２ＳＷ（４）ではフレーム間隔が長いため、高優先トラフィックが終わっていないにも拘らず、高優先信号通信可能区間を解放してしまう可能性がある。したがって、信号転送装置ごとに最適なフレーム間隔閾値を決める必要が生じる。
　また、無線装置Ａ２が存在せず、前述したフレームの合流が無い場合でも、無線装置から出力されるトラヒックのフレーム間隔は、無線装置の実装状態に応じて決まるため、信号転送装置側でフレーム間隔閾値を事前に設定しておくことは難しい。
　さらに、一度フレーム間隔閾値を設定したとしても、無線装置の追加などでフローが増えたり、Ｌ２ＳＷの接続構成が変わって各信号転送装置でのフレーム合流数等に変更が生じた場合には、再度、フレーム間隔閾値を設定し直す必要があり、ユーザ作業が煩雑となるという問題もある。
　本発明では、信号転送装置ごとに算出するフレーム到着間隔に基づいて最適なフレーム間隔閾値を設定することにより、無線装置の追加や通信状況などによりフローに変動が生じた場合でも、信号転送装置ごとに最適なフレーム間隔閾値をユーザ操作なく自律的に決定することができる信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラムを提供することを目的とする。
　第１の発明の信号転送装置は、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する信号転送装置であり、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替え、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる制御部と、前記優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得部と、前記フレーム到着時刻情報取得部が取得するフレームの到着時刻に基づいて、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を算出するフレーム間隔算出部と、複数の前記フレーム間隔に基づいて、新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出部と、前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するフレーム間隔閾値設定部と、を有することを特徴とする。
　第２の発明は、第１の発明の信号転送装置において、前記フレーム間隔閾値算出部は、複数の前記フレーム間隔のうち、優先度の低いトラヒックが伝送可能な期間を含むフレーム間隔を除外した複数の前記フレーム間隔に基づいて前記新たなフレーム間隔閾値を算出する、ことを特徴とする。
　第３の発明の信号転送方法は、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する信号転送方法であり、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替え、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる制御処理と、前記優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得処理と、前記フレーム到着時刻情報取得処理で取得するフレームの到着時刻に基づいて、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を算出するフレーム間隔算出処理と、複数の前記フレーム間隔に基づいて、新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出処理と、前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するフレーム間隔閾値設定処理と、を実行することを特徴とする。
　第４の発明は、第３の発明の信号転送方法において、前記フレーム間隔閾値算出処理では、複数の前記フレーム間隔のうち、優先度の低いトラヒックが伝送可能な期間を含むフレーム間隔を除外した複数の前記フレーム間隔に基づいて前記新たなフレーム間隔閾値を算出する、ことを特徴とする。
　第５の発明の信号転送制御装置は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替えて、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する場合に、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる信号転送装置を制御する信号転送制御装置であり、複数の前記信号転送装置から優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得し、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を複数の前記信号転送装置ごとに算出するフレーム間隔算出部と、複数の前記フレーム間隔に基づいて、複数の前記信号転送装置ごとに新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出部と、前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するように、複数の前記信号転送装置へ通知するフレーム間隔閾値設定部と、を有することを特徴とする。
　第６の発明の信号転送制御方法は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替えて、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する場合に、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる信号転送装置を制御する信号転送制御方法であり、複数の前記信号転送装置から優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得し、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を複数の前記信号転送装置ごとに算出するフレーム間隔算出処理と、複数の前記フレーム間隔に基づいて、複数の前記信号転送装置ごとに新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出処理と、前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するように、複数の前記信号転送装置へ通知するフレーム間隔閾値設定処理と、を実行することを特徴とする。
　第７の発明は、第３の発明，第４の発明および第６の発明のいずれかの信号転送方法または信号転送制御方法で行う処理をコンピュータに実行させる信号転送プログラムであることを特徴とする。
　本発明に係る信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラムは、無線装置の追加や通信状況などによりフローに変動が生じた場合でも、信号転送装置ごとに最適なフレーム間隔閾値をユーザ操作なく自律的に決定することができる。
高優先無線装置と高優先無線制御装置をＬ２ＮＷで収容する例を示す図である。 第１実施形態に係る信号転送装置の構成例を示す図である。 新たに高優先無線装置がＬ２ＮＷに追加される例を示す図である。 第１実施形態に係る信号転送装置の処理例を示す図である。 第１実施形態に係る信号転送装置の動作例を示す図である。 第２実施形態に係る遠隔制御装置の構成例を示す図である。 ＴＡＳを搭載した一般的な信号転送装置の構成例を示す図である。 高優先無線装置と高優先無線制御装置をＬ２ＮＷで収容する例を示す図である。 Ｌ２ＮＷにおけるトラヒックの流れの一例を示す図である。 高優先信号通信可能区間を解放したときのトラヒックの流れの一例を示す図である。 自律的に高優先トラフィックの終わりを検出する従来の信号転送装置の構成例を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明に係る信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラムの実施形態について説明する。なお、以降の実施形態で説明する信号転送装置は、Ｌ２ＳＷなどの装置に対応し、信号転送制御装置は、Ｌ２ＳＷなどの動作を制御する装置に対応する。
　以降の実施形態で説明する信号転送装置は、例えばセルラーシステムの基地局が無線制御装置と無線装置とに分離して配置された装置間でフレームを転送するＭＦＨとしてネットワーク（Ｌ２ＮＷ）を用いる場合に適している。ここで、無線制御装置と無線装置との間で通信されるフレームは低遅延が求められるため、各実施形態に係る信号転送装置は、ＴＡＳを基本とする。ＴＡＳは、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間（高優先信号通信可能区間）と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間（低優先信号通信可能区間）とが周期的に繰り返されるので、無線制御装置と無線装置との間で送受信されるフレームが高優先信号通信可能区間に転送されるようにスケジューリングされる。
　また、以降の実施形態で説明する信号転送装置は、例えば転送されるフレームが少ない場合、高優先信号通信可能区間の全てが使われずに、フレームを転送しない無駄な時間が生じないように、予め決められた所定時間（フレーム間隔閾値）に高優先フレームが来ない場合に残りの高優先信号通信可能区間を解放して低優先信号通信可能区間に割り当てる機能を搭載している。特に、以降の実施形態で説明する信号転送装置では、高優先フレームが来ないと判断するためのフレーム間隔閾値を、Ｌ２ＮＷを構成する複数の信号転送装置の各々において算出するフレーム到着間隔に基づいて適宜変更することにより、無線装置の追加や通信状況などによりフローに変動が生じた場合でも、信号転送装置ごとに最適なフレーム間隔閾値を自律的に設定することができる。これにより、信号転送装置は、高優先トラフィックのフレーム間隔が広くなった場合でも高優先トラフィックのフレームの終了を正確に判断することができ、フレームの到着前に誤って高優先トラフィックのフレームが終了したと判断することがなくなる。
　図１は、高優先無線装置（Ａ１，Ａ２）と高優先無線制御装置（Ｓ１，Ｓ２）をＬ２ＮＷで収容する例を示す。なお、図１は、従来技術で説明した図８と同様の構成のネットワーク（Ｌ２ＮＷ）を示すが、Ｌ２ＳＷ(１)からＬ２ＳＷ(７)までのＬ２ＳＷは、従来技術の図７または図１１で説明した信号転送装置８００または信号転送装置８００Ａではなく、以降の実施形態で説明する信号転送装置１０１が用いられる。図１において、各Ｌ２ＳＷは、信号転送装置１０１に対応し、符号末尾に（番号）を付加して記載する。例えばＬ２ＳＷ(１)に対応する信号転送装置１０１は信号転送装置１０１（１）と記載する。
　図１において、無線装置と無線制御装置との間のトラヒックがどのような経路を通るかをユーザ側で設定することができるが、全て最小ホップ数となる経路を選択しているものと仮定する。図１の例では、高優先無線装置Ａ１から高優先無線制御装置Ｓ１への上り信号は、例えばＬ２ＳＷ（１）－＞Ｌ２ＳＷ（２）－＞Ｌ２ＳＷ（３）－＞Ｌ２ＳＷ（４）という経路を通って転送され、高優先無線装置Ａ２から高優先無線制御装置Ｓ２への上り信号は、例えばＬ２ＳＷ（２）－＞Ｌ２ＳＷ（３）という経路を通って転送される。
　［第１実施形態］
　図２は、第１実施形態に係る信号転送装置１０１の構成例を示す。図２において、信号転送装置１０１は、フレーム振分部２０１、高優先バッファ２０２、低優先バッファ２０３、出力部２０４、スケジューラ部２０５、フレーム到着時刻情報取得部２０６、フレーム間隔算出部２０７、フレーム間隔閾値算出部２０８およびフレーム間隔閾値設定部２０９を有する。
　フレーム振分部２０１は、他の信号転送装置や無線装置および無線制御装置などから受信するフレーム（入力トラヒック）をフレームヘッダに格納された優先度に基づいて振り分け、高優先のフレームを高優先バッファ２０２に出力し、低優先のフレームを低優先バッファ２０３に出力する。例えば信号転送装置１０１が図１のＬ２ＳＷ(２)である場合、フレーム振分部２０１は、Ｌ２ＳＷ(１)から受け取るフレームおよび高優先無線装置Ａ２から受け取るフレームを入力トラヒックとして高優先バッファ２０２または低優先バッファ２０３に振り分ける。なお、フレーム振分部２０１は、フレームの振り分けのために、ＶＩＤ（VLAN Identifier）、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスなどを利用してもよい。
　高優先バッファ２０２は、フレーム振分部２０１により振り分けられた高優先のフレームを溜めるバッファメモリで、スケジューラ部２０５の指令に応じてフレーム振分部２０１が出力する高優先のフレームを取り込み一時的に保持する。
　低優先バッファ２０３は、フレーム振分部２０１により振り分けられた低優先のフレームを溜めるバッファメモリで、スケジューラ部２０５の指令に応じてフレーム振分部２０１が出力する低優先のフレームを取り込み一時的に保持する。
　出力部２０４は、スケジューラ部２０５により高優先バッファ２０２または低優先バッファ２０３から読み出される高優先のフレームまたは低優先のフレームを転送先に出力する。例えば信号転送装置１０１が図１に示すＬ２ＳＷ(３)である場合、出力部２０４は、高優先無線装置Ａ１のフレームをＬ２ＳＷ(４)に出力し、高優先無線装置Ａ２のフレームを高優先無線制御装置Ｓ２に出力する。
　スケジューラ部２０５は、現在の時刻情報を基に、低優先信号通信可能区間では高優先バッファ２０２に出力停止命令を出して低優先バッファ２０３に出力命令を出し、高優先信号通信可能区間では高優先バッファ２０２に出力命令を出して低優先バッファ２０３に出力停止命令を出す。ここで、スケジューラ部２０５は、信号転送装置１０１の制御処理を行う制御部として動作する。なお、スケジューラ部２０５の詳細な動作は後述する。
　フレーム到着時刻情報取得部２０６は、信号転送装置１０１の外部の時計または内部の時計の現在の時刻情報を参照して、高優先バッファ２０２に一番最近到着したフレームの到着時刻を取得する（フレーム到着時刻情報取得処理に対応）。
　フレーム間隔算出部２０７は、フレーム到着時刻情報取得部２０６により取得された各フレームの到着時刻から同じ送信元のフレームごとに時系列順に高優先バッファ２０２に入力されるフレーム間隔を算出する（フレーム間隔算出処理に対応）。例えば信号転送装置１０１が図１のＬ２ＳＷ(３)である場合、フレーム間隔算出部２０７は、高優先無線装置Ａ１のフレームのフレーム間隔と、高優先無線装置Ａ２のフレームのフレーム間隔とを算出する。
　フレーム間隔閾値算出部２０８は、フレーム間隔算出部２０７により算出された各フレーム間隔を基に、フレーム間隔閾値を算出する（フレーム間隔閾値算出処理に対応）。ここで、フレーム間隔閾値は、同じ送信元からバースト的に送信される一連のフレームの受信が終わったことをスケジューラ部２０５が検出するための閾値である。なお、フレーム間隔閾値算出部２０８の詳細な動作は後述する。
　フレーム間隔閾値設定部２０９は、フレーム間隔閾値算出部２０８で算出したフレーム間隔閾値に基づいて、スケジューラ部２０５にフレーム間隔閾値の設定命令を出す（フレーム間隔閾値設定処理に対応）。
　次に、スケジューラ部２０５の詳細な動作について説明する。スケジューラ部２０５は、フレーム到着時刻情報取得部２０６により取得された各フレームの到着時刻から予め設定されたフレーム間隔閾値以上経過しても当該フレームが来ない場合に高優先バッファ２０２に出力停止命令を出して低優先バッファ２０３に出力命令を出し、フレーム間隔閾値設定部２０９からの命令を基にフレーム間隔閾値を変更する。ここで、信号転送装置１０１の動作開始時やフレームの受信が開始される前はフレーム間隔閾値設定部２０９によるフレーム間隔閾値の設定が行われていないため、フレーム間隔閾値の初期値が予め設定されているものとする。なお、フレーム間隔閾値の初期値は、現実的なフレーム間隔よりも十分に大きな値、例えばメモリ上取りうる最大値（または無限大）に設定されているものとする。
　また、フレーム到着時刻情報取得部２０６が取得するフレーム到着時刻として、フレームの先頭到着時刻とフレームの最後尾到着時刻とが考えられる。そして、フレームの先頭到着時刻とフレームの最後尾到着時刻の２つが取得できる場合には、フレーム間隔算出部２０７において、あるフレームの最後尾到着時刻と次フレームの先頭到着時刻との差分をフレーム間隔として算出することができる。この差分は、ＩＦＧ（Inter Frame Gap）と等しい。一方、フレーム到着時刻情報取得部２０６がフレームの先頭到着時刻とフレームの最後尾到着時刻のどちらか一方しか取得できない場合には、フレーム間隔算出部２０７において、あるフレームの先頭到着時刻と次フレームの先頭到着時刻との差分またはあるフレームの最後尾到着時刻と次フレームの最後尾到着時刻との差分をフレーム間隔として算出することができる。これらの差分は、フレーム長とＩＦＧを足し合わせた値と等しい。
　次に、フレーム間隔閾値算出部２０８の詳細な動作について説明する。フレーム間隔閾値算出部２０８は、フレーム間隔閾値をフレーム間隔算出部２０７で算出された複数のフレーム間隔のうち、最大のものに設定してもよいし、平均値に設定してもよい。また、最大のものにマージンを積んだ値に設定してもよいし、平均値にマージンを積んだ値に設定してもよい。なお、上述の場合、ある高優先信号通信可能区間と次の高優先信号通信可能区間との間の低優先信号通信可能区間を跨いだフレーム間隔が算出対象となる可能性がある。例えば、ある高優先信号通信可能区間の最後のフレームと次の高優先信号通信可能区間の最初のフレームとの間がフレーム間隔として算出される可能性があるため、フレーム間隔閾値算出部２０８では、算出したフレーム間隔を対象外として除外するための閾値（観測閾値と称する）を設け、算出したフレーム間隔が観測閾値を超える場合は当該フレーム間隔の値を除外して、観測閾値を超えないフレーム間隔の値を対象として最大または平均値を求める処理を行うのが好ましい。
　ここで、観測閾値は、低優先信号通信可能区間と同じ長さに設定してもよい。なお、本実施形態のように、低優先信号通信可能区間の長さが変動する場合は、低優先信号通信可能区間の長さの最小値または平均値等を標準的な低優先信号通信可能区間の長さとして採用してもよい。或いは、高優先信号通信可能区間から低優先信号通信可能区間に切り替わったときにフレーム間隔の算出を一旦中止してもよいし、低優先信号通信可能区間から高優先信号通信可能区間に切り替わった後の最初のフレームからフレーム間隔の算出を再開するようにしてもよい。また、１つの高優先信号通信可能区間内のフレーム間隔を対象として、最大または平均値を求めてもよい。なお、フレーム間隔閾値算出部２０８は、フレーム間隔閾値の算出周期を任意に設定できる。
　また、フレーム間隔閾値設定部２０９は、フレーム間隔閾値算出部２０８より算出されたフレーム間隔閾値の情報を取得するたびに設定命令を出してもよいが、複数回情報を取得した後に設定命令を出してもよい。例えば、一時的にフレーム間隔算出部２０７またはフレーム間隔閾値算出部２０８が誤作動を起こして、一時的に他のフレーム間隔閾値よりも著しく離れた値が通知された場合でも、複数回フレーム間隔閾値情報を取得し、その中で著しく離れた値を除外する処理を行うことで、誤作動を防ぐことができる。
　（無線装置が追加された場合）
　図３は、新たに高優先無線装置Ａ３がＬ２ＮＷに追加される例を示す。なお、図３において、図１と同符号のブロックは、図１と同一又は同様のブロックである。図３において、新たに高優先無線装置Ａ３が追加され、フローが追加された場合には、そのフローが通る経路上のＬ２ＳＷにおいてフレーム間隔が延びる可能性があるが、本実施形態に係る信号転送装置１０１であれば、ユーザによる何らかの操作を行うことなく、自律的に変更後のフレーム間隔を算出し、適切なフレーム間隔閾値を設定し直すことができる。例えば図３のＬ２ＮＷでは、高優先無線制御装置Ｓ２に帰属する高優先無線装置Ａ３が高優先無線装置Ａ２と同じＬ２ＳＷ(２)の配下に新たに追加されている。この場合、Ｌ２ＳＷ(２)からＬ２ＳＷ(３)への方向には、高優先無線装置Ａ１と高優先無線装置Ａ２のフレームだけでなく、高優先無線装置Ａ３のフレームも含めて交互に出力されるため、高優先無線装置Ａ１のフレームに着目するとフレーム間隔が延びる。このとき、Ｌ２ＳＷ(４)において、フレーム間隔閾値を増大させる必要があるが、本実施形態に係る信号転送装置１０１であれば、定期的にフレーム間隔を算出して、フレーム間隔閾値が自律的に設定し直されるので、フレーム間隔が延びた場合でも誤動作なく処理を行うことができる。なお、無線装置が追加されてからフレーム間隔閾値が再設定されるまでの間は、無線装置が追加される前のフレーム間隔閾値で動作するため、高優先トラヒックが流れているにも関わらず高優先信号通信可能区間を解放する可能性があるが、フレーム間隔閾値を再設定する周期を短く設定しておけば、影響を軽減できる。または、新規のフローを検出した時点で、フレーム間隔閾値を再度、例えばメモリ上取りうる最大値（または無限大）に再設定するような処理を加えることで、高優先信号通信可能区間を解放可能な長さが一時的に短くなるものの、高優先トラヒックが流れているにも関わらず高優先信号通信可能区間を解放することは回避できる。新規のフローを検出した時点とは、例えばこれまでに転送したことの無いＭＡＣアドレスのフレームを検出した時点である。
　（無線装置が撤去された場合）
　無線装置が撤去され、フローが削除された場合には、そのフローが通る経路上のＬ２ＳＷでフレーム間隔が短くなる可能性があるが、本実施形態に係る信号転送装置１０１であれば、ユーザによる何らかの操作を行うことなく、自律的に変更後のフレーム間隔を算出し、適切なフレーム間隔閾値を設定し直すことができる。例えば図１のＬ２ＮＷにおいて、高優先無線制御装置Ｓ２に帰属する高優先無線装置Ａ２が撤去されたケースを想定する。この場合、Ｌ２ＳＷ(２)からＬ２ＳＷ(３)への方向には、高優先無線装置Ａ１のフレームだけが出力されるため、高優先無線装置Ａ１のフレームに着目するとフレーム間隔が短くなる。このとき、Ｌ２ＳＷ(４)において、フレーム間隔閾値を低減させる必要があるが、本実施形態に係る信号転送装置１０１であれば、定期的にフレーム間隔を算出して、フレーム間隔閾値が自律的に設定し直されるので、フレーム間隔が短くなった場合でも適切に処理を行うことができる。
　図４は、第１実施形態に係る信号転送装置１０１の処理例を示す。なお、図４に示す処理は、図２で説明した信号転送装置１０１の各部により実行される。
　図５は、第１本実施形態に係る信号転送装置１０１の動作例を示す。図５（ａ）は、フレーム間隔の一例を示し、図５（ｂ）は、高優先信号通信可能区間を解放する動作の一例を示す。
　以下、図５を参照しつつ図４に示した本実施形態に係る信号転送装置１０１の処理について詳しく説明する。
　ステップＳ１０１において、信号転送装置１０１は転送を開始する。
　ステップＳ１０２において、スケジューラ部２０５は、フレーム間隔閾値を十分に大きな値、例えばメモリ上取りうる最大値（または無限大）に設定する。
　ステップＳ１０３において、スケジューラ部２０５は、高優先信号通信可能区間の処理を開始する。なお、高優先信号通信可能区間および低優先信号通信可能区間は、予め決められた長さで交互に繰り返し割り当てられ、各区間の長さは、予めスケジューラ部２０５に設定されているものとする。
　ステップＳ１０４において、フレーム到着時刻情報取得部２０６は、高優先バッファ２０２に到着したフレームの到着時刻を取得し、フレーム間隔算出部２０７は、１つ前のフレームに対するフレーム間隔を算出する。
　ステップＳ１０５において、フレーム間隔算出部２０７は、フレーム間隔を算出してから、算出したフレーム間隔数が所定量を超えたか、または算出した時間が所定量を超えたか、のどちらか一つ以上を判別し、所定量を超えていない場合は、ステップＳ１０４の処理を繰り返し、所定量を超えた場合は、ステップＳ１０６の処理に進む。
　ステップＳ１０６において、ステップＳ１０４で算出したフレーム間隔が観測閾値を超えているか否かを判別し、観測閾値以下のフレーム間隔の値だけを抽出し、観測閾値を超えるフレーム間隔の値は除外する。例えば図５（ａ）において、観測閾値を低優先信号通信可能区間の長さに設定している場合、フレーム間隔Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３およびΔｔ４のうち、Δｔ３のみが観測閾値を超えているため、フレーム間隔閾値算出部２０８は、フレーム間隔Δｔ３を除外する。
　ステップＳ１０７において、フレーム間隔閾値算出部２０８は、観測閾値以下のフレーム間隔の中で、最大フレーム間隔を抽出する。例えば図５（ａ）では、フレーム間隔Δｔ１、Δｔ２およびΔｔ４のうち、最大のフレーム間隔を抽出する。ここで、各フレーム間隔がΔｔ１＞Δｔ２＞Δｔ４の関係にある場合、Δｔ１が最大フレーム間隔として抽出される。
　ステップＳ１０８において、フレーム間隔閾値設定部２０９は、フレーム間隔閾値を変更し、スケジューラ部２０５に設定する。例えば図５（ｂ）では、フレーム間隔閾値がΔｔ１に変更され、スケジューラ部２０５は、フレーム間隔閾値がΔｔ１に基づいて高優先信号通信可能区間を解放する処理を行う。なお、ステップＳ１０４からステップＳ１０８までの処理は、フレーム転送処理に並行して行われ、ステップＳ１０８の処理で変更されたフレーム間隔閾値は、ステップＳ１０９の処理で参照される。
　ステップＳ１０９において、スケジューラ部２０５は、フレーム最終到着時点からフレーム間隔閾値以上の時間が経過した後に次のフレームが来ないかを判別する。そして、フレーム間隔閾値以上次のフレームが来ない場合はステップＳ１１０の処理に進み、次のフレームが来る場合はステップＳ１１１の処理に進む。例えば図５（ｂ）では、スケジューラ部２０５は、３番目のフレーム１のフレーム最終到着時点からΔｔ１以上経過後に次のフレームが来るか否かを判別し、次のフレームが来ないので、ステップＳ１１０の処理に進む。
　ステップＳ１１０において、スケジューラ部２０５は、高優先信号通信可能区間を解放する。例えば図５（ｂ）では、スケジューラ部２０５は、高優先信号通信可能区間の残りの区間Ｄ（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の区間）を解放する。
　ステップＳ１１１において、スケジューラ部２０５は、高優先信号通信可能区間が終了したか否かを判別する。そして、高優先信号通信可能区間が終了した場合はステップＳ１１２の処理に進み、高優先信号通信可能区間が終了していない場合はステップＳ１０９の処理に戻って同様の処理が繰り返し行われる。
　ステップＳ１１２において、スケジューラ部２０５は、低優先信号通信可能区間を開始する。ここで、ステップＳ１０９で高優先信号通信可能区間が解放された場合と、ステップＳ１１１で予め決められた高優先信号通信可能区間が終了した場合とにおいて、低優先信号通信可能区間が開始される。例えば図５（ｂ）において、ステップＳ１１０で高優先信号通信可能区間が解放された場合は、時刻Ｔ１から低優先信号通信可能区間が開始され、ステップＳ１１１で予め決められた高優先信号通信可能区間が終了した場合は、時刻Ｔ２から低優先信号通信可能区間が開始される。
　ステップＳ１１３において、スケジューラ部２０５は、低優先信号通信可能区間が終了したか否かを判別する。そして、低優先信号通信可能区間が終了していない場合はステップＳ１１３の処理を繰り返し、低優先信号通信可能区間が終了した場合はステップＳ１０３の処理に戻って同様の処理が繰り返し行われる。
　このようにして、本実施形態に係る信号転送装置１０１は、高優先トラフィックの最終フレーム到着時刻からフレーム間隔閾値が経過した後で、高優先信号通信可能区間を解放して、低優先信号通信可能区間を延ばすことができる。特に、本実施形態に係る信号転送装置１０１は、フレーム間隔を算出してフレーム間隔閾値を変更するので、フレーム間隔が長くなった場合はフレーム間隔閾値も長くなり、フレーム間隔が短くなった場合はフレーム間隔閾値も短くなるので、無線装置の追加や撤去など状況の変化に応じて最適なフレーム間隔閾値を用いることができる。
　ここで、従来技術で説明した方式のように、フレーム間隔閾値を事前に設定する方法は、Ｌ２ＳＷや高優先無線装置から出力されるトラヒックがバースト的であり、フレーム間隔がほぼ一定で、その値が事前に分かる場合にのみ適用可能であった。つまり、Ｌ２ＳＷや高優先無線装置から出力されるトラヒックのフレーム間隔が事前に決まっておらず、かつフレーム間隔がフレームごとに異なる場合には、フレーム間隔閾値を決めることができないという問題があった。これに対して、本実施形態に係る信号転送装置１０１は、Ｌ２ＳＷや高優先無線装置から出力されるトラヒックのフレーム間隔が事前に決まっておらず、かつフレーム間隔がフレームごとに異なる場合でも、Ｌ２ＳＷや高優先無線装置から出力されるトラヒックのフレーム間隔に基づいて自律的にフレーム間隔閾値を変更することができる。
　これにより、本実施形態に係る信号転送装置１０１は、高優先トラフィックのフレームが終了していないのに誤って高優先信号通信可能区間が解放されたり、高優先トラフィックのフレームが終了しているのに高優先信号通信可能区間の状態が無駄に保持されることを防止することができる。
　ここで、本実施形態に係る信号転送装置１０１は、図２に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応する信号転送方法のプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
　［第２実施形態］
　第１実施形態に係る信号転送装置１０１では、フレーム間隔閾値の算出や高優先信号通信可能区間を解放するか否かの判断を信号転送装置自身で行う例について説明したが、第２実施形態では、信号転送装置自身ではなく、信号転送装置に遠隔で接続される信号転送制御装置によりフレーム間隔閾値の算出や高優先信号通信可能区間を解放するか否かの判断を行い、各信号転送装置を制御する。
　図６は、第２実施形態に係る遠隔制御装置３００の構成例を示す。なお、遠隔制御装置３００は、ＴＡＳを搭載する信号転送装置を制御する信号転送制御装置に対応する。
　図６において、遠隔制御装置３００は、フレーム到着時刻情報取得部４０１、フレーム間隔算出部４０２、フレーム間隔閾値算出部４０３およびフレーム間隔閾値設定部４０４を有する。なお、遠隔制御装置３００は、Ｌ２ＮＷ内の複数の信号転送装置１０１の設置場所から離れた遠隔地から複数の信号転送装置１０１をそれぞれ制御する信号転送制御装置に対応する。
　フレーム到着時刻情報取得部４０１は、各信号転送装置からフレーム到着時刻情報を取得する。
　フレーム間隔算出部４０２は、フレーム到着時刻情報取得部４０１により取得された各フレームの到着時刻から同じ送信元のフレームごとにフレーム間隔を算出する。例えば遠隔制御装置３００が図１のＬ２ＳＷ(３)を制御する場合、フレーム間隔算出部４０２は、高優先無線装置Ａ１のフレームのフレーム間隔と、高優先無線装置Ａ２のフレームのフレーム間隔とを算出する。
　フレーム間隔閾値算出部４０３は、フレーム間隔算出部４０２により算出された各フレーム間隔を基に、フレーム間隔閾値を算出する。なお、フレーム間隔閾値算出部４０３は、図２で説明したフレーム間隔閾値算出部２０８と同様の動作を行う。
　フレーム間隔閾値設定部４０４は、フレーム間隔閾値算出部４０３で算出したフレーム間隔閾値に基づいて、各信号転送装置にフレーム間隔閾値の設定命令を出す。
　なお、第２実施形態で用いる信号転送装置は、フレーム到着時刻情報を遠隔制御装置３００へ通知する機能を有するものとする。例えば図２の信号転送装置１０１の構成からフレーム間隔算出部２０７、フレーム間隔閾値算出部２０８およびフレーム間隔閾値設定部２０９の３つのブロックを削除し、フレーム到着時刻情報取得部２０６のみを搭載し、スケジューラ部２０５は、フレーム到着時刻情報取得部２０６が取得したフレーム到着時刻情報を遠隔制御装置３００へ通知する。なお、遠隔制御装置３００は、各信号転送装置と専用の回線やネットワークで接続してもよいし、例えば図１で説明したＬ２ＮＷで接続するようにしてもよい。
　また、第２実施形態で用いる信号転送装置のスケジューラ部は、第１実施形態の信号転送装置１０１のスケジューラ部２０５と同様に、遠隔制御装置３００のフレーム間隔閾値設定部４０４からの指令に基づいてフレーム間隔閾値を変更する機能を有するものとする。
　ここで、本実施形態に係る遠隔制御装置３００は、図６に示した各ブロックを有する装置として説明したが、各ブロックが行う処理に対応する信号転送制御方法のプログラムを実行するコンピュータでも実現できる。なお、プログラムは、記録媒体に記録して提供されてもよいし、ネットワークを通して提供されてもよい。
　なお、上述の第１実施形態および第２実施形態では、リング型のネットワーク構成を例に説明したが、本発明はこの構成に限らず、ハニカム型、メッシュ型等、他のネットワーク構成にも適用できる。
　以上、各実施形態で説明したように、本発明に係る信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラムは、信号転送装置ごとに算出するフレーム到着間隔に基づいて最適なフレーム間隔閾値を設定することにより、無線装置の追加や通信状況などによりフローに変動が生じた場合でも、信号転送装置ごとに最適なフレーム間隔閾値をユーザ操作なく自律的に決定することができる。
１０１，８００，８００Ａ・・・信号転送装置；２０１，９０１・・・フレーム振分部；２０２，９０２・・・高優先バッファ；２０３，９０３・・・低優先バッファ；２０４，９０４・・・出力部；２０５，９０５・・・スケジューラ部；２０６，４０１，９０６・・・フレーム到着時刻情報取得部；２０７，４０２・・・フレーム間隔算出部；２０８，４０３・・・フレーム間隔閾値算出部；２０９，４０４・・・フレーム間隔閾値設定部；３００・・・遠隔制御装置；Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・高優先無線装置；Ｓ１，Ｓ２・・・高優先無線制御装置

Claims (7)

  1. 　優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する信号転送装置において、
    　優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替え、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる制御部と、
    　前記優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得部と、
    　前記フレーム到着時刻情報取得部が取得するフレームの到着時刻に基づいて、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を算出するフレーム間隔算出部と、
    　複数の前記フレーム間隔に基づいて、新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出部と、
    　前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するフレーム間隔閾値設定部と、
    　を有することを特徴とする信号転送装置。
  2. 　前記フレーム間隔閾値算出部は、複数の前記フレーム間隔のうち、優先度の低いトラヒックが伝送可能な期間を含むフレーム間隔を除外した複数の前記フレーム間隔に基づいて前記新たなフレーム間隔閾値を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の信号転送装置。
  3. 　優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する信号転送方法であって、
    　優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替え、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる制御処理と、
    　前記優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得するフレーム到着時刻情報取得処理と、
    　前記フレーム到着時刻情報取得処理で取得するフレームの到着時刻に基づいて、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を算出するフレーム間隔算出処理と、
    　複数の前記フレーム間隔に基づいて、新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出処理と、
    　前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するフレーム間隔閾値設定処理と、
    　を実行することを特徴とする信号転送方法。
  4. 　前記フレーム間隔閾値算出処理では、複数の前記フレーム間隔のうち、優先度の低いトラヒックが伝送可能な期間を含むフレーム間隔を除外した複数の前記フレーム間隔に基づいて前記新たなフレーム間隔閾値を算出する、ことを特徴とする請求項３に記載の信号転送方法。
  5. 　優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替えて、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する場合に、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる信号転送装置を制御する信号転送制御装置において、
    　複数の前記信号転送装置から優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得し、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を複数の前記信号転送装置ごとに算出するフレーム間隔算出部と、
    　複数の前記フレーム間隔に基づいて、複数の前記信号転送装置ごとに新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出部と、
    　前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するように、複数の前記信号転送装置へ通知するフレーム間隔閾値設定部と、
    　を有することを特徴とする信号転送制御装置。
  6. 　優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間と優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間とを周期的に切り替えて、優先度の高いトラヒックのフレームと優先度の低いトラヒックのフレームを転送する場合に、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間において、優先度の高いトラヒックのフレームが予め設定されたフレーム間隔閾値の時間以上来ないことを検出した場合は、優先度の高いトラヒックのフレームが伝送可能な期間を解放して、優先度の低いトラヒックのフレームが伝送可能な期間に割り当てる信号転送装置を制御する信号転送制御方法であって、
    　複数の前記信号転送装置から優先度の高いトラヒックのフレームの到着時刻を取得し、時系列順に入力される複数のフレームのフレーム間隔を複数の前記信号転送装置ごとに算出するフレーム間隔算出処理と、
    　複数の前記フレーム間隔に基づいて、複数の前記信号転送装置ごとに新たなフレーム間隔閾値を算出するフレーム間隔閾値算出処理と、
    　前記フレーム間隔閾値を前記新たなフレーム間隔閾値に変更するように、複数の前記信号転送装置へ通知するフレーム間隔閾値設定処理と、
    　を実行することを特徴とする信号転送制御方法。
  7. 　請求項３，請求項４および請求項６のいずれか一項に記載の信号転送方法または信号転送制御方法で行う処理をコンピュータに実行させることを特徴とする信号転送プログラム。
PCT/JP2020/004053 2019-02-14 2020-02-04 信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム WO2020166427A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20756056.6A EP3926901B1 (en) 2019-02-14 2020-02-04 Signal transfer device, signal transfer method, signal transfer control device, signal transfer control method, and signal transfer program
US17/429,841 US20220217572A1 (en) 2019-02-14 2020-02-04 Signal transfer device, signal transfer method, signal transfer control device, signal transfer control method and signal transfer program
CN202080014325.9A CN113424502B (zh) 2019-02-14 2020-02-04 信号传输装置、信号传输方法、信号传输控制装置、信号传输控制方法以及信号传输程序

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-024714 2019-02-14
JP2019024714A JP7036057B2 (ja) 2019-02-14 2019-02-14 信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020166427A1 true WO2020166427A1 (ja) 2020-08-20

Family

ID=72044908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/004053 WO2020166427A1 (ja) 2019-02-14 2020-02-04 信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220217572A1 (ja)
EP (1) EP3926901B1 (ja)
JP (1) JP7036057B2 (ja)
CN (1) CN113424502B (ja)
WO (1) WO2020166427A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024013811A1 (ja) * 2022-07-11 2024-01-18 日本電信電話株式会社 スケジューリング方法および制御装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022019282A (ja) * 2020-07-17 2022-01-27 富士通株式会社 パケットスイッチおよびタイムスロットの設定方法
WO2023012948A1 (ja) * 2021-08-04 2023-02-09 日本電信電話株式会社 通信装置、通信システム、及び通信方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013654A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Fujitsu Ltd パケット中継装置およびパケット中継方法
JP2015162719A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日本電気通信システム株式会社 通信装置、通信方法及びプログラム
JP2018125597A (ja) * 2017-01-30 2018-08-09 富士通株式会社 パケット処理装置及びパケット処理方法
JP2018129661A (ja) 2017-02-08 2018-08-16 日本電信電話株式会社 信号転送装置及び信号転送方法
JP2019004329A (ja) 2017-06-15 2019-01-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 異常検出装置及び車両システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005260780A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Canon Inc フレームを送信する送信装置およびフレーム送信の際の優先制御方法
KR100936495B1 (ko) * 2007-12-18 2010-01-13 한국전자통신연구원 무선랜 메쉬 네트워크의 데이터 전송방법 및 그 장치
WO2015162734A1 (ja) * 2014-04-23 2015-10-29 三菱電機株式会社 中継装置およびデータ転送方法
JP6275323B2 (ja) * 2015-02-23 2018-02-07 三菱電機株式会社 中継装置および通信システム
US9660927B2 (en) * 2015-04-22 2017-05-23 Accedian Networks Inc. Preemptive packet transmission
JP2017208743A (ja) * 2016-05-20 2017-11-24 三菱電機株式会社 中継装置及びフレーム転送方法
US10849142B2 (en) * 2018-03-19 2020-11-24 Qualcomm Incorporated Time-sensitive networking frame pre-emption across cellular interface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013654A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Fujitsu Ltd パケット中継装置およびパケット中継方法
JP2015162719A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 日本電気通信システム株式会社 通信装置、通信方法及びプログラム
JP2018125597A (ja) * 2017-01-30 2018-08-09 富士通株式会社 パケット処理装置及びパケット処理方法
JP2018129661A (ja) 2017-02-08 2018-08-16 日本電信電話株式会社 信号転送装置及び信号転送方法
JP2019004329A (ja) 2017-06-15 2019-01-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 異常検出装置及び車両システム

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Time-Sensitive Networking for Fronthaul", IEEE STD 802.1CM-2018
See also references of EP3926901A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024013811A1 (ja) * 2022-07-11 2024-01-18 日本電信電話株式会社 スケジューリング方法および制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP3926901A4 (en) 2022-10-26
CN113424502B (zh) 2024-02-13
CN113424502A (zh) 2021-09-21
JP2020136777A (ja) 2020-08-31
EP3926901B1 (en) 2024-03-27
EP3926901A1 (en) 2021-12-22
US20220217572A1 (en) 2022-07-07
JP7036057B2 (ja) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020166427A1 (ja) 信号転送装置、信号転送方法、信号転送制御装置、信号転送制御方法および信号転送プログラム
US11018791B2 (en) Method and device for time-controlled data transmission in a time-sensitive network
CN110870285B (zh) 在具有部分实时需求的数据网络中高性能数据传输的方法和执行该方法的装置
US9788270B2 (en) Optical-wireless access system
CN108353036B (zh) 用于通信网络的分组处理技术
JP6730205B2 (ja) 通信装置及び通信方法
JP7035988B2 (ja) 経路制御方法及び経路制御装置
JP5546220B2 (ja) 通信システムおよび帯域割当制御方法
JP6152425B2 (ja) リアルタイムメッセージの送信方法およびリアルタイムメッセージを送信するためのコンピュータネットワーク
JP7176640B2 (ja) 信号転送システム、経路制御装置、及び信号転送方法
JP6363357B2 (ja) 通信装置、通信方法及びプログラム
CN108964823B (zh) 以太网双引擎数据处理方法及系统
JP5617654B2 (ja) 局内装置、通信システム及びレイヤ２スイッチ
US11924740B2 (en) Signal transfer system, signal transfer device, route control device and signal transfer method
JP2014033251A (ja) 通信システム及びパケット送信方法
JP5859991B2 (ja) 通信システム、親局、子局、およびスリープ制御方法
JP5847002B2 (ja) 通信システム、加入者側装置、局側装置および省電力制御方法
KR102624295B1 (ko) 시민감 네트워크 환경에서의 시제어 스케줄링 방법 및 시스템
JP2012015895A (ja) 通信装置およびパケット中継方法
CN116707604A (zh) 融合航空电子数据网络
KR101947569B1 (ko) 제어 네트워크 시스템, 그 노드 장치
Sawale et al. DMP packet scheduling for wireless sensor network
JP2019050448A (ja) 端局装置及び通信方法
JPH11215189A (ja) ネットワークシステム並びに情報伝送方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20756056

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020756056

Country of ref document: EP

Effective date: 20210914