WO2022230026A1 - 通信装置、通信方法及びプログラム - Google Patents

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WO2022230026A1
WO2022230026A1 PCT/JP2021/016668 JP2021016668W WO2022230026A1 WO 2022230026 A1 WO2022230026 A1 WO 2022230026A1 JP 2021016668 W JP2021016668 W JP 2021016668W WO 2022230026 A1 WO2022230026 A1 WO 2022230026A1
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WO
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data
time
segment
transmission
instruction
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PCT/JP2021/016668
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English (en)
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Inventor
芳樹 牧村
規宏 挺屋
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks

Definitions

  • the present disclosure relates to communication devices, communication methods, and programs.
  • TSN Time Sensitive Networking
  • Patent Literature 1 describes a switching hub that maintains the functions exhibited by using buffers even when applied to a network having equipment that does not comply with the TSN standard. Specifically, according to the TSN standard, a communication time dedicated to a low level and a communication time dedicated to a high level are secured by time division, and a switching hub receives data sent from a device that does not conform to the TSN standard. A built-in buffer must be held for an appropriate communication time, and the buffer may be occupied.
  • the CPU further verifies whether or not the packet received from the switch engine should be discarded. Therefore, when important packets transmitted from devices that do not conform to the TSN standard are concentrated in a short period of time, the CPU part discards some of the important packets. Also, when normal packets that are not important packets are received and the capacity of the buffer memory is insufficient, the normal packets are also discarded. Therefore, there is a problem of data loss.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to suppress data loss in a network in which devices that have time-division communication functions and devices that do not have such communication functions coexist.
  • a communication device of the present disclosure is a communication device that communicates with a first device and a second device, wherein at least one of transmission of first data to the first device and reception from the first device is performed.
  • a first data corresponding segment which is a time segment corresponding to the type of the first data, among a plurality of time segments defined by the shared time shared with the first device, thereby communicating with the first device.
  • the relay means for relaying the transmission of the second data to the first device in the second data corresponding segment, which is the time segment corresponding to the type of the second data, and the length of time during which the transmission of the second data is stopped are designated to the second data 2 transmission means for transmitting instruction data instructing to stop transmission of data to the second device in an instruction segment which is a time segment for transmitting the instruction data, wherein the length of time specified by the instruction data; is the period from when the transmission of the second data by the second device stops according to the instruction data until at least a part of the time period preceding the second data correspondence section and immediately after the instruction section has passed Over the length of time.
  • the transmission means transmits instruction data instructing to stop transmission of the second data to the second device in the instruction section, and the length of time designated by the instruction data is set to the second device according to the instruction data. At least the length of time from when the transmission of the second data by the two devices has stopped until at least a part of the time segment preceding the second data corresponding segment and immediately following the instruction segment has passed be. Therefore, the second device stops transmitting the second data according to the instruction data in at least part of the time segment before the second data corresponding segment, and transmits the second data in the second data corresponding segment. becomes possible. As a result, it is possible to prevent the communication device from being overloaded by temporarily holding the second data in order to transmit it in a suitable time segment. Therefore, data loss can be suppressed in a network in which devices having time-division communication functions and devices not having such communication functions coexist.
  • FIG. 1 shows a hardware configuration of a network device according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of communication by time division according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining buffering that occurs in the communication system according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 shows a functional configuration of a communication device according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining stop of transmission of the second data according to the first embodiment;
  • FIG. 4 shows a correspondence relationship between time segments according to Embodiment 1 and communication types corresponding to the time segments 4 is a flowchart showing reception processing executed by the communication device according to the first embodiment;
  • FIG. 1 shows a hardware configuration of a network device according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an overview of communication by time division according to Embodiment 1;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining buffering that occurs in the communication system according to Embodiment 1;
  • FIG. 1 shows
  • FIG. 3 is a diagram for explaining buffering that occurs in the communication device according to Embodiment 1; Flowchart showing instruction processing executed by the communication device according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining transmission of instruction data by the communication device according to Embodiment 1;
  • FIG. 3 shows a functional configuration of a communication device according to Embodiment 2;
  • FIG. 10 is a diagram for explaining transmission delay measurement according to the second embodiment;
  • Diagram for explaining stop of transmission of second data according to Embodiment 2 Diagram for explaining modification of time slot length according to Embodiment 2
  • FIG. 11 is a diagram for explaining modification of timing at which instruction data is transmitted according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a diagram for explaining stop of transmission of the second data according to the fourth embodiment
  • FIG. 10 is a diagram showing correspondence relationships between time segments and communication types corresponding to the time segments according to Embodiment 4
  • the communication device 100 according to the embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings.
  • Communication apparatus 100 is connected to first apparatus 110 and second apparatus 120 via a network to communicate with each other, as shown in FIG.
  • Communication device 100 constitutes communication system 1000 together with first device 110 , second device 120 and relay device 130 .
  • a communication system 1000 corresponds to a part of an FA system installed in a factory. This FA system may be, for example, a production system, an inspection system, a processing system, or other systems.
  • at least part of the time-division communication function is artificially realized by temporarily stopping data transmission to devices that do not have the time-division communication function.
  • the communication device 100, the first device 110, the second device 120 and the relay device 130 have a common hardware configuration as shown in FIG.
  • the network device 30 shown in FIG. 2 is a generic term for the communication device 100, the first device 110, the second device 120, and the relay device .
  • the network device 30 has a processor 31 , a main storage section 32 , an auxiliary storage section 33 , a clock section 34 , an input section 35 , an output section 36 and a communication section 37 as its hardware configuration.
  • the main storage unit 32 , auxiliary storage unit 33 , clock unit 34 , input unit 35 , output unit 36 and communication unit 37 are all connected to processor 31 via internal bus 38 .
  • the processor 31 includes a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit) which is an integrated circuit.
  • the processor 31 implements various functions of the network device 30 by executing the program P1 stored in the auxiliary storage unit 33, and executes the processes described later.
  • the main storage unit 32 includes a RAM (Random Access Memory).
  • a program P1 is loaded from the auxiliary storage unit 33 into the main storage unit 32 .
  • the main storage unit 32 is used as a work area for the processor 31 .
  • the auxiliary storage unit 33 includes non-volatile memory represented by EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) and HDD (Hard Disk Drive).
  • the auxiliary storage unit 33 stores various data used for the processing of the processor 31 in addition to the program P1.
  • Auxiliary storage unit 33 supplies data used by processor 31 to processor 31 and stores the data supplied from processor 31 in accordance with instructions from processor 31 .
  • the clock unit 34 includes, for example, a clock generation circuit having a crystal oscillator, silicon oscillator, crystal oscillator, or other oscillator circuit.
  • the clock unit 34 generates and outputs a clock signal based on the clock generated by the clock generation circuit.
  • the clock signal includes a clock pulse, and is used by the processor 31 to measure time by counting the number of rises of the clock pulse by built-in hardware elements or by software processing executed.
  • the input unit 35 includes input devices typified by input keys and a pointing device.
  • the input unit 35 acquires information input by the user of the network device 30 and notifies the processor 31 of the acquired information.
  • the output unit 36 includes output devices typified by LEDs (Light Emitting Diodes), LCDs (Liquid Crystal Displays), and speakers.
  • the output unit 36 presents various information to the user according to instructions from the processor 31 .
  • the communication unit 37 includes a network interface circuit for sending and receiving Ethernet frames with external devices. Communication unit 37 receives a signal from the outside and outputs data indicated by this signal to processor 31 . Also, the communication unit 37 transmits a signal indicating the data output from the processor 31 to an external device. Although one communication unit 37 is shown as a representative in FIG. 2, the network device 30 may have a plurality of communication units 37 for connecting to different transmission paths.
  • each of the communication device 100, the first device 110 and the relay device 130 is a TSN compliant device conforming to the TSN standard.
  • the communication device 100 and the first device 110 are network units that constitute PLCs (Programmable Logic Controllers), which are industrial control devices, and the relay device 130 is a switching hub.
  • PLCs Programmable Logic Controllers
  • the relay device 130 is a switching hub.
  • the second device 120 is a device that does not support the TSN standard.
  • the second device 120 is an IPC (Industrial Personal Computer) connected to the relay device 130, which is a switching hub, via the communication path 21, a PLC that does not support TSN, a unit that constitutes the PLC, or a control target of the PLC
  • IPC Intelligent Personal Computer
  • the relay device 130 which is a switching hub, via the communication path 21, a PLC that does not support TSN, a unit that constitutes the PLC, or a control target of the PLC
  • They are actuators or robots as devices, sensor devices having sensors, and other devices.
  • An example in which the second device 120 exclusively performs IP communication without complying with the TSN standard will be described below.
  • the communication device 100, the first device 110, and the relay device 130 as TSN compatible devices synchronize their time via the communication path 22. Specifically, each of these TSN-enabled devices shares time with other devices via a time synchronization protocol.
  • a time synchronization protocol is a protocol for synchronizing the time of devices on a communication network with high accuracy. For example, when IEEE802.1AS is applied as the time synchronization protocol, a grandmaster corresponding to one node on the network periodically distributes a highly accurate reference clock via the communication network. Further, transmission delay is measured by reciprocating data between the grandmaster and a slave corresponding to another node, and the slave obtains a reference clock corrected for this transmission delay. Thereby, the time when the transmission delay is corrected is shared.
  • time sharing and time synchronization by a plurality of devices means synchronizing the clocks of each of the plurality of devices. If the clocks of a plurality of devices keep the same time, and if this time is shared by the plurality of devices, the plurality of devices will synchronize the time.
  • the time shared between devices is referred to as shared time.
  • a TSN-compatible device transmits and receives data based on a predetermined schedule according to the shared time. Specifically, as shown in FIG. 3, the communication device 100, the first device 110, and the relay device 130 communicate by time-division multiplexing in periods 41 and 42 of predetermined lengths according to the shared time.
  • the periods 41 and 42 are adjacent to each other. That is, period 42 is provided immediately after period 41 , and the end time of period 41 is equal to the start time of period 42 . Although two periods 41 and 42 are shown in FIG. 3 , periods equivalent to the periods 41 and 42 are provided periodically before the period 41 and after the period 42 .
  • the periods 41 and 42 respectively have time slots TS1 and TS2 adjacent to each other.
  • time slots TS1 and TS2 are arranged in this order in period 41 as shown in FIG. 3, the start time of time slot TS1 is equal to the start time of period 41, and the end time of time slot TS1 is It is equal to the start time of time slot TS2 and the end time of time slot TS2 is equal to the end time of period 41 .
  • the time slot TS1 of the period 42 is arranged.
  • time slots TS1 and TS2 are predetermined time segments for transmitting different types of data. Specifically, time slots TS1 and TS2 are each provided for communication of a predetermined type, channel or protocol.
  • time slot TS1 data for synchronizing the time by the time synchronization protocol is transmitted from the communication device 100 corresponding to the grandmaster to the first device 110 corresponding to the slave and the relay device, as indicated by the dashed arrow in FIG. 130.
  • IP Internet Protocol
  • the second device 120 when the communication device 100 communicates with the second device 120 as shown in FIG. 1, the second device 120 does not have a communication function conforming to the TSN standard, so data is transmitted regardless of the time slot. to send. That is, while the TSN compatible device transmits data of a type predetermined corresponding to each time slot for each time slot, the second device 120 transmits data of a type different from the type corresponding to the time slot. Data may be transmitted in that timeslot.
  • the type of data corresponding to a time slot means a classification of data that can be relayed within the time slot without buffering when relaying the data in the time slot.
  • the type of data that does not correspond to a time slot means a data classification that requires buffering when another TSN-compatible device receives the data to be relayed to the TSN-compatible device in the time slot. do.
  • FIG. 4 shows an example in which the second device 120 transmits IP communication data to the communication device 100 in the time slot T2 provided for the IP communication.
  • the relay device 130 receives the data transmitted from the second device 120 and transmits the received data to the communication device 100 in the time slot T2, thereby relaying the transmission of this data.
  • the lower part of FIG. 4 shows an example in which the second device 120 transmits IP communication data to the first device 110 in the time slot T1.
  • Relay device 130 receives data transmitted from second device 120 in time slot T1, but since time slot T1 is not a time segment for IP communication, relay device 130 buffers and temporarily holds the received data. and relays the transmission of this data by transmitting it to the communication device 100 in the time slot T2.
  • the communication device 100 relays the transmission of the data received from the relay device 130 in the time slot T2 by transmitting the data to the first device 110 .
  • the communication device 100 temporarily buffers the data and then transmits the data, similarly to the relay device 130. to relay data transmission.
  • the communication device 100 has a function of instructing the second device 120 to stop data transmission for a certain period of time before the time slot T1.
  • FIG. 5 shows functional configurations of the communication device 100, the first device 110, the second device 120, and the relay device 130.
  • the communication device 100 has, as its functions, a control unit 51 that controls components of the communication device 100, a storage unit 52 that stores various data, and a storage unit 52 for communicating with other devices. and a communication unit 53 .
  • the control unit 51 is mainly implemented by the processor 31 of the communication device 100 .
  • the control unit 51 controls the storage unit 52 and the communication unit 53 to coordinate the operations of the storage unit 52 and the communication unit 53 .
  • the storage unit 52 is mainly implemented by at least one of the main storage unit 32 and the auxiliary storage unit 33 of the communication device 100 .
  • the storage unit 52 stores data to be transmitted from the communication device 100 to another device and data received from the other device.
  • the data stored by storage unit 52 includes data temporarily held when communication device 100 relays data transmission.
  • the communication unit 53 is realized mainly by the cooperation of the processor 31 and the communication unit 37 of the communication device 100.
  • the communication unit 53 transmits and receives data to and from the first device 110 and transmits and receives data to and from the relay device 130 .
  • the communication unit 53 includes a receiving module 531 that receives data from the second device 120 , a relay module 532 that relays transmission of data transmitted from the second device 120 , and a data transmission to the second device 120 . It has a transmission module 533 that transmits instruction data for instructing to stop, and a communication module 534 that communicates according to the TSN standard.
  • first data data transmitted and received between the communication device 100 and the TSN compatible device
  • second data data transmitted from the second device 120
  • the time slot T1 corresponds to an example of a first data corresponding segment which is a time segment corresponding to the first data type
  • the time slot T2 corresponds to a second data corresponding segment which is a time segment corresponding to the second data type.
  • the receiving module 531 corresponds to an example of receiving means for receiving the second data transmitted from the second device 120 regardless of time segments.
  • the relay module 532 relays transmission of the second data to the first device in the second data correspondence division when the destination of the second data received by the receiving means in the communication device 100 includes the first device.
  • communication module 534 causes at least one of transmission of first data to the first device and reception from the first device to occur in a plurality of time segments defined by a shared time shared with the first device. corresponds to an example of communication means for communicating with the first device by being executed in the first data correspondence section of .
  • the instruction data sent by the sending module 533 includes a specified value for the length of time to stop sending data.
  • the second device 120 that has received this instruction data stops transmitting data for the length of time specified by the instruction data from the time the instruction data is received.
  • the instruction data is, for example, a PAUSE frame defined in IEEE802.3x. This PAUSE frame is data for instructing the transmission source device to suspend transmission for a certain period of time when the device receiving the Ethernet frame is about to exceed the buffering capacity of the data amount.
  • a communication device 100 having a transmission module 533 broadcasts instruction data in time slot T3, as shown in FIG.
  • Time slot T3, as shown in FIG. 7, is a time segment for transmitting instruction data, and is provided immediately before time slot T1 in which buffering processing occurs when the second data is transmitted.
  • this time segment will be referred to as an instruction segment as appropriate.
  • the TSN compliant device In the indication segment, the TSN compliant device never transmits data different from the indication data. Note that even if the TSN-compliant device receives the instruction data, it does not stop transmitting data according to the instruction data, but continues communication according to the TSN standard.
  • the second device 120 when the second device 120 receives the instruction data via the relay device 130, it stops transmitting the second data according to this instruction data. Since the second device 120 stops transmitting the second data immediately after receiving the instruction data, the time when the second data transmission starts to stop can be regarded as equal to the time when the instruction data is received.
  • the length of time TL1 during which transmission is stopped is equal to the sum of the length of time slot T3 and the length of time slot T1.
  • the second device 120 starts transmitting the second data after the time length TL1 has passed since the instruction data was received. Since the timing to start transmission is within time slot T2 corresponding to the second data, relay device 130 and communication device 100 transmit the second data to first device 110 without buffering the second data. Relay transmissions.
  • the transmission module 533 causes the communication device 100 to send instruction data specifying a length of time during which the transmission of the second data is to be stopped to instruct the transmission of the second data to be stopped. , which corresponds to an example of a transmission unit that transmits to the second device in the instruction section of .
  • the first device 110 has a storage unit 111 storing various data and a communication unit 112 for communicating with other devices.
  • the second device 120 has a storage unit 121 that stores various data and a communication unit 122 that communicates with other devices.
  • the relay device 130 has a storage unit 131 that stores data temporarily held when relaying data transmission and other data, and a communication unit 132 that communicates with other devices.
  • the communication units 112 and 132 of the first device 110 and the relay device 130 which are TSN compatible devices, have the same functions as the reception module 531, the relay module 532 and the communication module 534 of the communication device 100.
  • FIG. 8 shows a reception processing procedure for the communication device 100 to receive and process the second data transmitted from the second device 120 .
  • the communication device 100 determines whether or not data has been received in the reception process (step S1). Specifically, it is determined whether or not the reception module 531 of the communication unit 53 has received data transmitted from another device.
  • step S1 If it is determined that data has not been received (step S1; No), the determination of step S1 is repeated. On the other hand, if it is determined that data has been received (step S1; Yes), the reception module 531 determines whether or not transmission of the received data should be relayed (step S2). If the destination of the data received by the communication device 100 from the second device 120 includes the first device 110, the determination in step S2 is affirmative.
  • step S3 If it is determined that the data transmission should not be relayed (step S2; No), the received data is addressed to the communication device 100 itself, so the reception module 531 executes data processing (step S3). Specifically, the reception module 531 stores the received data in the storage unit 52 so that the data can be processed by the control unit 51 . After that, the communication device 100 repeats the processes after step S1.
  • the relay module 532 determines whether data relay is possible in the time segment corresponding to the data (step S4).
  • the relay module 532 relays the second data in the time slot T2 for IP communication. 1 device 110 can be transmitted. Specifically, the relay module 532 determines whether the time when the time required for relay processing inside the communication device 100 has passed from the current time belongs to the time slot T2 for IP communication predetermined by the shared time. determine whether
  • the relay module 532 executes relay processing (step S5). For example, the relay module 532 relays transmission of the second data determined to have been received in step S2 by transmitting the second data to the first device 110 . After that, the communication device 100 repeats the processes after step S1.
  • the relay module 532 executes buffering processing (step S6). Specifically, the relay module 532 temporarily stores the data determined to have been received in step S2 in the storage unit 52 .
  • the relay module 532 executes transmission processing (step S7). Specifically, the relay module 532 reads the data from the storage unit 52 and transmits the data to the relay destination device in the time segment corresponding to the data buffered in step S6. For example, the relay module 532 transmits the buffered second data to the first device 110 at timeslot T2. After that, the communication device 100 repeats the processes after step S1.
  • the second data transmitted from the second device 120 at arbitrary timing is mainly buffered and relayed by the relay device 130 . Therefore, a process similar to the reception process shown in FIG. 8 is executed by relay device 130 . Further, even in a configuration in which the relay device 130 is omitted from the communication system 1000, the communication device 100 executes the above-described reception process to receive the second data transmitted at arbitrary timing as shown in FIG. After buffering, it can be relayed according to the TSN standard. Regardless of whether the device that mainly performs buffering is the communication device 100 or the relay device 130, when a large amount of second data is received in a time segment in which the second data cannot be transferred, the buffering data size becomes large and may exceed the buffer capacity.
  • the transmission module 533 transmits instruction data in the instruction section (step S11). Specifically, the transmission module broadcasts instruction data including the total sum of the time length of the instruction segment and the time length of the next time segment as the specified value of the time at which data transmission should be stopped. Note that the transmission module 533 may transmit the instruction data to the second device 120 that does not support the TSN standard without broadcasting the instruction data.
  • the transmission module 533 waits in a time segment different from the designated segment (step S12). After that, the transmission module 533 repeats the processes after step S11.
  • transmission module 533 of communication device 100 transmits instruction data to second device 120 as shown in FIG. Transmission of the second data in time slot T1 may be stopped.
  • the transmission module 533 transmits the instruction data to the second device 120 in the instruction section, and the length of time specified by the instruction data is the length of the instruction section and the time immediately after the instruction section. It is equal to the sum of the lengths of the slots T1, and immediately after the time slot T1 is the time slot T2 corresponding to the second data. Since the time slot T1 is a time segment corresponding to a type different from the type of the second data, buffering processing occurs when the second device 120 transmits the second data in the time slot T1. However, the second device 120 stops transmitting the second data according to the instruction data in the time slot T1 and enables the transmission of the second data in the time slot T2.
  • time segments are defined for communication between TSN-compliant devices, but in the present embodiment, the second data from a device that does not support the TSN standard is received in the time segment corresponding to the second data. To do so, an instruction section was provided. If the communication device 100 transmits the instruction data before the time slot T1 without providing the instruction segment, the instruction data is transmitted within the time segment together with the other data. It becomes difficult to predetermine the timing. As a result, the time when the second device 120 stops data transmission according to the instruction data and the time segment in which buffering occurs when the second data is transmitted may not overlap or the overlapping portion may be reduced. There is
  • the instruction data can be sent.
  • Embodiment 2 Next, the second embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment described above. Equivalent reference numerals are used for configurations that are the same as or equivalent to those in the first embodiment.
  • the timing at which second device 120 starts transmitting the second data after it has stopped is within the time slot T2 corresponding to the second data. Transmission of the second data was prohibited at the beginning of this time slot T2. In other words, there is a period of time during which data transmission is stopped even though transmission of the second data is possible.
  • This embodiment differs from Embodiment 1 in that the second device 120 transmits the second data from the beginning of the time slot T2. An example will be described below in which the length of time during which data transmission should be stopped is determined based on the transmission delay.
  • the communication unit 53 of the communication device 100 has a measurement module 535 that measures the transmission delay of data transmitted to and from the second device 120, as shown in FIG.
  • FIG. 13 shows an overview of transmission delay measurement by the measurement module 535.
  • the communication device 100 having the measurement module 535 transmits to the second device 120 at time T11 request data requesting a response from the second device 120 in order to measure the transmission delay. This requested data is received by the second device 120 at time T12.
  • the second device 120 Upon receiving the request data, the second device 120 responds to the communication device 100 by transmitting response data to the communication device 100 .
  • the response data is information indicating the time T12 at which the request data was received and the time T13 at which the response data was transmitted.
  • the measurement module 535 calculates the following formula (1 ) to calculate the transmission delay D.
  • the request data and the response data are preferably transmitted in the time segment corresponding to these data.
  • the transmission module 533 calculates a designated value for the time to stop data transmission based on the transmission delay measured by the measurement module 535 and transmits instruction data including the calculated designated value to the second device 120 .
  • An example of this designated value is shown as time length TL2 in FIG.
  • the time length TL2 is equal to the difference obtained by subtracting the transmission delay D from the sum of the time length of the time slot T3 which is the designated section and the time length of the time slot T1 next to the designated section.
  • the instruction segment is a dedicated time segment for transmitting instruction data, and other types of data are not transmitted in the instruction segment. Therefore, the communication device 100 transmits the instruction data immediately after the start of the instruction segment. After receiving this instruction data, the second device 120 stops data transmission for the time length TL2, and then transmits the second data.
  • the length of time specified by the instruction data is obtained by subtracting the transmission delay of the instruction data from the sum of the length of the instruction segment and the length of the time segment next to the instruction segment. equal to the difference. Therefore, the end time of the period during which the second device 120 stops transmitting the second data is equal to the end time of the time segment that follows the designated segment and does not correspond to the second data. This allows the second device 120 to transmit the second data immediately after the start of the time segment suitable for the second data.
  • the communication device 100 alternately repeats the measurement of the transmission delay by the measurement module 535 and the transmission of the instruction data based on the measured transmission delay, thereby adaptively adjusting the length of time during which data transmission is stopped. You may For example, when the transmission delay differs between daytime and nighttime, such time length adjustment is effective.
  • the present invention is not limited to this. good too.
  • the length of the time slot T3, which is the instruction segment may be shorter than the transmission delay of the instruction data.
  • the indication data may be relayed and received in time segments after time slot T3 for transmitting the indication data. Since transmission of data of a type other than the instruction data is prohibited in the instruction section, it is desirable that the length of the instruction section is short. If the length of the instruction section is shorter than the transmission delay of the instruction data, the TSN compatible device can transmit the first data after a relatively short period of time has elapsed after the transmission of the instruction data by the communication apparatus 100 .
  • the transmission should be completed in the time segment corresponding to the type of these data, that is, the transmission, relay and reception of these data should be completed in the corresponding time segment. desirable.
  • the transmission, relay and reception of these data should be completed in the corresponding time segment.
  • it is not limited to this, and it may not be guaranteed that reception of the first data is completed within the time slot T1 for transmitting the first data.
  • the reception of the second data is completed within the time slot T2 for transmitting the second data.
  • the second device 120 can transmit the second data immediately after the time slot T1 starts and before receiving the instruction data. Therefore, buffering by the relay device 130 and the communication device 100 may occur. However, since the second device 120 stops transmitting the second data during the period after receiving the instruction data, it is possible to prevent buffering from occurring during this period. This makes it possible to suppress the occurrence of data loss. Therefore, the period during which transmission of the second data by the second device 120 is stopped in accordance with the instruction data may include part of the time segment immediately after the instruction segment. That is, the length of time specified by the instruction data is the time segment before the second data corresponding segment after second device 120 stops transmitting the second data, and the time immediately after the instruction segment. It may be equal to or greater than the length of time until at least a portion of the segment elapses.
  • Embodiment 3 Next, the third embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment described above. Equivalent reference numerals are used for configurations that are the same as or equivalent to those in the first embodiment.
  • the present embodiment differs from Embodiment 1 in that the timing at which transmission of the second data by second device 120 resumes belongs to the time segment immediately before time slot T2.
  • FIG. 16 shows an example in which the communication device 100 transmits instruction data immediately after the start of time slot T3, and the time length TL3 specified by this instruction data is equal to the length of time slot T1.
  • the second device 120 will transmit the second data even though it is still in time slot T1.
  • the amount of the second data to be buffered is greatly reduced, and data loss can be suppressed.
  • the timing at which the transmission of the second data by the second device 120 resumes may belong to the time slot T2 as in Embodiments 1 and 2, or may belong to the time slot T2 just before the time slot T2 as in the present embodiment. may belong to the time slot T1 of In other words, the length of time specified by the instruction data is equal to the length from when the transmission of the second data by the second device 120 stops to the time belonging to time slot T2 as shown in FIG. or equal to the length up to the point in time belonging to the time segment immediately preceding time slot T2 as shown in FIG.
  • the transmission module 533 of the communication device 100 transmits the instruction data at time T31, which is earlier than the end time of the time slot T3 by the transmission delay D, the second device 120 Transmission of the second data is stopped only during slot T1.
  • the time T31 may be determined based on the transmission delay measured by the measurement module 535 according to Embodiment 2, or may be designated by parameters input by the user.
  • Embodiment 4 Next, the fourth embodiment will be described, focusing on differences from the first embodiment described above. Equivalent reference numerals are used for configurations that are the same as or equivalent to those in the first embodiment. This embodiment differs from Embodiment 1 in that second device 120 should stop transmitting the second data in a plurality of consecutive time segments.
  • FIG. 18 illustrates the time length TL4 specified by the instruction data according to this embodiment.
  • This time length TL4 is continuous from the time slot T1-1 immediately after the time slot T3 as the designated section to the time slot T1-N immediately before the time slot T2 as the time section corresponding to the second data. Multiple time segments.
  • data for cyclic transmission are transmitted as shown in FIG.
  • Cyclic transmission is a communication method for synchronizing the data stored in the memory at each successive cycle by periodically executing communication for storing common data in the memory of each device. be.
  • the length of time specified by the instruction data may be defined by the length of multiple time segments in which the second device 120 should stop transmitting the second data.
  • the length of time specified by the instruction data is from the time slot T1-1 immediately after the instruction section to the time slot T1-N immediately before the time slot T2 in which transmission of the second data is permitted. may be equal to the sum of the lengths of successive time segments of .
  • the second device 120 stops transmitting the second data in the time segment corresponding to the type different from the second data, and transmits the second data in the time segment corresponding to the second data. do.
  • the designation of the time length in consideration of the transmission delay as in the second embodiment may be applied to the present embodiment. That is, the length of time specified by the indication data may be equal to the difference between the lengths of consecutive time segments minus the transmission delay. Also, as in the third embodiment, the length of time specified by the instruction data may be equal to the length of a plurality of consecutive time segments between the instruction segment and time slot T2. The length of time for which the second device 120 should stop data transmission is equal to or longer than the length of the second data non-corresponding period, which is one or a plurality of continuous time segments not corresponding to the second data, and the length is specified. It is acceptable if it is within the range equal to or less than the sum obtained by adding the lengths of the segments.
  • Embodiment 5 Next, the fifth embodiment will be described, focusing on differences from the above-described fourth embodiment. Equivalent reference numerals are used for configurations that are the same as or equivalent to those in the fourth embodiment.
  • the present embodiment differs from Embodiment 4 in that a time segment corresponding to the type of second data is provided during a period in which second device 120 stops transmitting data.
  • FIG. 20 shows the configuration of a communication system 1000 according to this embodiment.
  • Communication system 1000 has a third device 130a which is a non-TSN compliant device.
  • Third device 130a like second device 120, may transmit the second data regardless of the time segment. However, the occurrence of buffering is allowed for the second data transmitted from the third device 130a.
  • time slot T1-1 corresponding to the first data type
  • time slot T2-1 corresponding to the second data type
  • time slot T2-1 corresponding to the first data type
  • Time slots T1-N and time slots T2-N corresponding to the type of the second data are provided in this order.
  • communication device 100 transmits instruction data designating time length TL4 to second device 120 in time slot T3.
  • the third device 130a is omitted in FIG.
  • Time slots T2-1 and T2-N are time segments corresponding to the second data, but during these time segments transmission of the second data by the second device 120 is stopped and transmission by the third device 130a is not stopped.
  • the period during which transmission of the second data by the second device 120 is stopped includes a time segment corresponding to the type of the second data, It is possible to suppress buffering due to data transmission and contribute to suppression of data loss. Therefore, all of the period after the designated section and before the time section in which transmission of the second data by the second device 120 is permitted corresponds to a type different from the type of the second data. It does not have to be division. That is, at least one time segment corresponding to a type different from the type of the second data should be provided after the designated segment and before the time segment corresponding to the type of the second data. .
  • the entire period after the designated section in which the transmission of the second data by the second device 120 is permitted is the second data It may be a time segment corresponding to
  • the present invention is not limited to this.
  • transmission of the second data is stopped at time slots T4 and T1 after time slot T3, which is the instruction section.
  • time slot T1 is a time segment for the same time synchronization protocol as in the above embodiment. Since the time slot T4 corresponds to IP communication, no buffering process occurs based on the correspondence relationship between the time segment and the communication type, but it is a time segment in which data transmission from the second device 120 is undesirable. An example of such a time segment is a case where IP communication between TSN enabled devices has priority over second data from second device 120 .
  • the relay module 532 and the communication module 534 are described as separate configurations, but the configuration is not limited to this, and the communication module 534 may have the function of the relay module 532 .
  • the functions of the communication device 100 can be realized by dedicated hardware or by a normal computer system.
  • the program P1 executed by the processor 31 is stored in a computer-readable non-temporary recording medium, distributed, and the program P1 is installed in the computer to configure the device that executes the above process.
  • Examples of such recording media include flexible discs, CD-ROMs (Compact Disc Read-Only Memory), DVDs (Digital Versatile Discs), and MOs (Magneto-Optical Discs).
  • the program P1 may be stored in a disk device of a server device on a communication network typified by the Internet, superimposed on a carrier wave, and downloaded to a computer.
  • the above processing can also be achieved by starting and executing the program P1 while transferring it via a communication network.
  • the above processing can also be achieved by executing all or part of the program P1 on the server device and executing the program while the computer transmits and receives information regarding the processing via a communication network.
  • the functions described above are to be shared by the OS (Operating System) or by cooperation between the OS and the application, only the parts other than the OS may be stored in a medium and distributed. , or you may download it to your computer.
  • means for realizing the functions of the communication device 100 are not limited to software, and part or all of them may be realized by dedicated hardware including circuits.
  • the present disclosure is suitable for a system in which each device communicates for each time segment defined by the time shared between devices.
  • 1000 communication system 100 communication device, 110 first device, 111, 121, 131 storage unit, 112, 122, 132 communication unit, 120 second device, 130 relay device, 130a third device, 21, 22 communication path, 30 network device, 31 processor, 32 main storage unit, 33 auxiliary storage unit, 34 clock unit, 35 input unit, 36 output unit, 37 communication unit, 38 internal bus, 41, 42 periods, 51 control unit, 52 storage unit, 53 Communication unit, 531 reception module, 532 relay module, 533 transmission module, 534 communication module, 535 measurement module, TS1, TS2, T1 to T4, T1-1, T1-N, T2-1, T2-N time slot, T11 ⁇ T41, T31 time, TL1 to TL4 time length, P1 program.

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Abstract

通信装置（１００）は、第１データの送信及び受信の少なくとも一方を、第１装置（１１０）と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの、第１データの種別に対応する時間区分である第１データ区分において実行することで、第１装置（１１０）と通信する通信モジュール（５３４）と、第２装置（１２０）から時間区分に関わらず送信される第２データを受信する受信モジュール（５３１）と、第２データの宛先が第１装置を含む場合に、第２データの種別に対応する時間区分である第２データ対応区分において第２データの伝送を中継する中継モジュール（５３２）と、第２データの送信が停止される時間の長さを指定して第２データの送信の停止を指示する指示データを、指示データを送信するための時間区分である指示区分において第２装置に送信する送信モジュール（５３３）と、を備える。

Description

通信装置、通信方法及びプログラム
　本開示は、通信装置、通信方法及びプログラムに関する。
　工場に代表される施設では、複数の装置を制御するための産業用ネットワークが運用されている。産業用ネットワークでは、装置間でリアルタイムに情報を伝送することにより、複数の装置を正確に協働させる必要がある。このような産業用ネットワークを、リアルタイム性が必ずしも重視されていなかった一般的な情報ネットワークと統合するための通信方式が近年規格化され、注目されている。この種の通信方式の例としては、IEEE 802.1 TSN（Time Sensitive Networking）規格が挙げられる。以下では、このIEEE 802.1 TSN規格をＴＳＮ規格と表記する。
　しかしながら、既存の装置すべてを上述の通信方式に対応させるのは困難である。そこで、上述の通信方式に従う通信機能を有しない装置を、当該通信機能を有する装置と併用するための技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
　特許文献１には、ＴＳＮ規格に準拠していない機器を有するネットワークに適用された場合にも、バッファを利用して発揮される機能を維持するスイッチングハブについて記載されている。具体的には、ＴＳＮ規格に従えば、時分割により、低レベル専用の通信時間と高レベル専用の通信時間が確保され、スイッチングハブは、ＴＳＮ規格に準拠していない機器から送信されたデータを内蔵のバッファで適当な通信時間まで保持しなければならず、バッファが占有されるおそれがある。これに対して、特許文献１に記載の技術では、スイッチエンジンにて重要パケットであると判断されたデータは、ＣＰＵ部に転送されバッファメモリに保持される一方、重要パケットより重要度の低い通常パケットであると判断されたデータは、ＣＰＵ部に転送されることなく送信先のポートに転送される。これにより、バッファメモリの負担を軽減することができる。
特開２０２０－０１７８７７号公報
　特許文献１の技術では、ＣＰＵ部が、スイッチエンジンから受けたパケットを破棄すべきか否かをさらに検証する。このため、ＴＳＮ規格に準拠していない機器から送信された重要パケットが短時間に集中した場合には、ＣＰＵ部がこの重要パケットの一部を破棄することとなる。また、重要パケットでない通常のパケットを受信した場合において、バッファメモリの容量が不足するときには、通常のパケットも破棄される。そのため、データ損失の問題がある。
　本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、時分割による通信機能を有する装置と当該通信機能を有しない装置とが混在するネットワークにおいて、データ損失を抑制することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の通信装置は、第１装置及び第２装置と通信する通信装置であって、第１データの第１装置への送信及び第１装置からの受信の少なくとも一方を、第１装置と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの、第１データの種別に対応する時間区分である第１データ対応区分において実行することで、第１装置と通信する通信手段と、第２装置から時間区分に関わらず送信される第２データを受信する受信手段と、受信手段によって受信された第２データの宛先が第１装置を含む場合に、第２データの種別に対応する時間区分である第２データ対応区分において第２データの第１装置への伝送を中継する中継手段と、第２データの送信が停止される時間の長さを指定して第２データの送信の停止を指示する指示データを、指示データを送信するための時間区分である指示区分において第２装置に送信する送信手段と、を備え、指示データにより指定される時間の長さは、指示データに従って第２装置による第２データの送信が停止してから、第２データ対応区分より前の時間区分であって、指示区分の直後の時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上である。
　本開示によれば、送信手段は、第２データの送信の停止を指示する指示データを、指示区分において第２装置に送信し、指示データにより指定される時間の長さは、指示データに従って第２装置による第２データの送信が停止してから、第２データ対応区分より前の時間区分であって、指示区分の直後の時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上である。このため、第２装置は、第２データ対応区分より前の時間区分の少なくとも一部においては、指示データに従って第２データの送信を停止し、第２データ対応区分においては、第２データの送信が可能になる。これにより、通信装置において、第２データを適当な時間区分において伝送するために一時的に保持することによる過大な負荷の発生を抑制することができる。したがって、時分割による通信機能を有する装置と当該通信機能を有しない装置とが混在するネットワークにおいて、データ損失を抑制することができる。
実施の形態１に係る通信システムの構成を示す図 実施の形態１に係るネットワーク装置のハードウェア構成を示す図 実施の形態１に係る時分割による通信の概要について説明するための図 実施の形態１に係る通信システムにおいて発生するバッファリングについて説明するための図 実施の形態１に係る通信装置の機能的な構成を示す図 実施の形態１に係る第２データの送信の停止について説明するための図 実施の形態１に係る時間区分と当該時間区分に対応する通信種別との対応関係を示す図 実施の形態１に係る通信装置によって実行される受信処理を示すフローチャート 実施の形態１に係る通信装置において発生するバッファリングについて説明するための図 実施の形態１に係る通信装置によって実行される指示処理を示すフローチャート 実施の形態１に係る通信装置による指示データの送信について説明するための図 実施の形態２に係る通信装置の機能的な構成を示す図 実施の形態２に係る伝送遅延の計測について説明するための図 実施の形態２に係る第２データの送信の停止について説明するための図 実施の形態２に係るタイムスロットの長さの変形について説明するための図 実施の形態３に係る第２データの送信の停止について説明するための図 実施の形態３に係る指示データが送信されるタイミングの変形について説明するための図 実施の形態４に係る第２データの送信の停止について説明するための図 実施の形態４に係る時間区分と当該時間区分に対応する通信種別との対応関係を示す図 実施の形態５に係る通信システムの構成を示す図 実施の形態５に係る第２データの送信の停止について説明するための図 変形例に係る第２データの送信の停止について説明するための図
　以下、本開示の実施の形態に係る通信装置１００について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　実施の形態１．
　本実施の形態に係る通信装置１００は、図１に示されるように、ネットワークを介して第１装置１１０及び第２装置１２０に接続されて、互いに通信する。通信装置１００は、第１装置１１０、第２装置１２０及び中継装置１３０とともに通信システム１０００を構成する。通信システム１０００は、工場に設置されるＦＡシステムの一部に相当する。このＦＡシステムは、例えば、生産システム、検査システム、又は加工システムであってもよいし、その他のシステムであってもよい。通信システム１０００では、時分割による通信機能を有しない装置に対してデータの送信を一時的に停止させることにより、時分割による通信機能の少なくとも一部を擬似的に実現させる。
　通信装置１００、第１装置１１０、第２装置１２０及び中継装置１３０は、図２に示されるような共通のハードウェア構成を有する。図２に示されるネットワーク装置３０は、通信装置１００、第１装置１１０、第２装置１２０及び中継装置１３０の総称である。ネットワーク装置３０は、そのハードウェア構成として、プロセッサ３１と、主記憶部３２と、補助記憶部３３と、クロック部３４と、入力部３５と、出力部３６と、通信部３７と、を有する。主記憶部３２、補助記憶部３３、クロック部３４、入力部３５、出力部３６及び通信部３７はいずれも、内部バス３８を介してプロセッサ３１に接続される。
　プロセッサ３１は、集積回路であるＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む。プロセッサ３１は、補助記憶部３３に記憶されるプログラムＰ１を実行することにより、ネットワーク装置３０の種々の機能を実現して、後述の処理を実行する。
　主記憶部３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。主記憶部３２には、補助記憶部３３からプログラムＰ１がロードされる。そして、主記憶部３２は、プロセッサ３１の作業領域として用いられる。
　補助記憶部３３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）に代表される不揮発性メモリを含む。補助記憶部３３は、プログラムＰ１の他に、プロセッサ３１の処理に用いられる種々のデータを記憶する。補助記憶部３３は、プロセッサ３１の指示に従って、プロセッサ３１によって利用されるデータをプロセッサ３１に供給し、プロセッサ３１から供給されたデータを記憶する。
　クロック部３４は、例えば、水晶振動子、シリコン振動子、水晶発振器、他の発振回路を有するクロック発生回路を含む。クロック部３４は、クロック発生回路により生成されたクロックに基づいてクロック信号を生成して出力する。クロック信号は、クロックパルスを含み、プロセッサ３１が、内蔵のハードウェア素子により又は実行するソフトウェア処理によりクロックパルスの立ち上がり回数をカウントすることで時刻を計時するために利用される。
　入力部３５は、入力キー及びポインティングデバイスに代表される入力デバイスを含む。入力部３５は、ネットワーク装置３０のユーザによって入力された情報を取得して、取得した情報をプロセッサ３１に通知する。
　出力部３６は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）及びスピーカに代表される出力デバイスを含む。出力部３６は、プロセッサ３１の指示に従って、種々の情報をユーザに提示する。
　通信部３７は、外部の装置とＥｔｈｅｒｎｅｔフレームを送受するためのネットワークインタフェース回路を含む。通信部３７は、外部から信号を受信して、この信号により示されるデータをプロセッサ３１へ出力する。また、通信部３７は、プロセッサ３１から出力されたデータを示す信号を外部の装置へ送信する。なお、図２では、１つの通信部３７が代表として示されているが、ネットワーク装置３０は、異なる伝送路に接続するための複数の通信部３７を有してもよい。
　図１に戻り、通信装置１００、第１装置１１０及び中継装置１３０はそれぞれ、ＴＳＮ規格に準拠するＴＳＮ対応装置である。例えば、通信装置１００及び第１装置１１０はそれぞれ、産業用の制御装置であるＰＬＣ（Programmable Logic Controller）を構成するネットワークユニットであり、中継装置１３０は、スイッチングハブである。これらの通信装置１００、第１装置１１０及び中継装置１３０は、通信路２２を介してＴＳＮ規格に従って通信する。
　第２装置１２０は、ＴＳＮ規格に対応していない装置である。例えば、第２装置１２０は、スイッチングハブである中継装置１３０に通信路２１を介して接続されたＩＰＣ（Industrial Personal Computer）、ＴＳＮ非対応のＰＬＣ或いは当該ＰＬＣを構成するユニット、ＰＬＣによる制御の対象機器としてのアクチュエータ又はロボット、センサを有するセンサ装置、その他の装置である。以下では、第２装置１２０が専ら、ＩＰ通信をＴＳＮ規格に準拠することなく実行する例について説明する。
　ここで、通信装置１００、第１装置１１０及び中継装置１３０によるＴＳＮ規格に従った通信の概要について説明する。
　ＴＳＮ対応装置としての通信装置１００、第１装置１１０及び中継装置１３０は、通信路２２を介して時刻を同期する。詳細には、これらのＴＳＮ対応装置はそれぞれ、他の装置と時刻同期プロトコルにより時刻を共有する。時刻同期プロトコルは、通信ネットワーク上の機器の時刻を高精度に同期するためのプロトコルである。例えば、時刻同期プロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１ＡＳが適用される場合には、ネットワーク上の一のノードに相当するグランドマスタが通信ネットワーク経由で高精度な基準クロックを定期的に配信する。また、グランドマスタと他のノードに相当するスレーブとの間でデータを往復させることで伝送遅延が計測され、スレーブは、この伝送遅延を補正した基準クロックを得る。これにより、伝送遅延が補正された時刻が共有される。
　なお、複数の装置による時刻の共有及び時刻の同期は、複数の装置それぞれが有する時計を同期することを意味する。複数の装置それぞれが有する時計が同等の時刻を計時することで、この時刻が複数の装置において共有されれば、複数の装置が時刻を同期することとなる。以下では、装置間で共有される時刻を共有時刻と表記する。
　ＴＳＮ対応装置は、共有時刻に従って予め定められたスケジュールに基づいてデータを送受する。詳細には、図３に示されるように、通信装置１００、第１装置１１０及び中継装置１３０は、共有時刻に従って予め定められた長さの期間４１，４２それぞれにおいて時分割多重方式により通信する。
　期間４１，４２は、互いに隣接する。すなわち、期間４２は、期間４１の直後に設けられ、期間４１の終了時刻は期間４２の開始時刻に等しい。図３では、２つの期間４１，４２が示されているが、期間４１より前、及び期間４２より後にも、期間４１，４２と同等の期間が周期的に設けられる。
　期間４１，４２はそれぞれ、互いに隣接するタイムスロットＴＳ１，ＴＳ２を有する。図３に示されるように期間４１においてタイムスロットＴＳ１，ＴＳ２がこの順で配置される場合には、タイムスロットＴＳ１の開始時刻は、期間４１の開始時刻に等しく、タイムスロットＴＳ１の終了時刻は、タイムスロットＴＳ２の開始時刻に等しく、タイムスロットＴＳ２の終了時刻は、期間４１の終了時刻に等しい。期間４１のタイムスロットＴＳ２の直後には、期間４２のタイムスロットＴＳ１が配置されることとなる。
　タイムスロットＴＳ１，ＴＳ２は、予め定められた異なる種別のデータを伝送するための時間区分である。詳細には、タイムスロットＴＳ１，ＴＳ２はそれぞれ、予め定められた形式、チャンネル又はプロトコルの通信をするために設けられる。タイムスロットＴＳ１では、時刻同期プロトコルで時刻を同期させるためのデータが、図３において破線の矢印で示されるように、グランドマスタに相当する通信装置１００からスレーブに相当する第１装置１１０及び中継装置１３０に伝送される。タイムスロットＴＳ２では、図３において太線の矢印で示されるように、ＩＰ（Internet Protocol）通信が実行される。期間４１，４２の長さが等しいため、それぞれのタイムスロットにおける通信は、周期的に実行されることとなる。なお、タイムスロット各々では、当該タイムスロットに対応する種別のデータが伝送されるため、各装置は、当該データの送信又は受信の少なくとも一方を実行し、伝送すべきデータが無い場合には通信を実行しない。
　ここで、通信装置１００が、図１に示されるように第２装置１２０と通信する際には、第２装置１２０は、ＴＳＮ規格に従った通信機能を有しないため、タイムスロットに関わらずデータを送信する。すなわち、ＴＳＮ対応装置が、タイムスロット毎に当該タイムスロットに予め対応して定められた種別のデータを送信するのに対して、第２装置１２０は、タイムスロットに対応する種別とは異なる種別のデータを当該タイムスロットにおいて送信し得る。タイムスロットに対応するデータの種別は、当該タイムスロットにおいて当該データを中継する際に、バッファリングをすることなく、そのタイムスロット内において中継可能であるようなデータの分類を意味する。また、タイムスロットに対応しないデータの種別は、当該タイムスロットにおいてＴＳＮ対応装置へ中継すべき当該データを他のＴＳＮ対応装置が受信した際に、バッファリングの必要が生じるようなデータの分類を意味する。
　図４の上部には、第２装置１２０が、ＩＰ通信のデータを、当該ＩＰ通信のために設けられたタイムスロットＴ２において通信装置１００に宛てて送信する例が示されている。中継装置１３０は、第２装置１２０から送信されたデータを受信し、受信したデータをタイムスロットＴ２において通信装置１００に送信することで、このデータの伝送を中継する。
　図４の下部には、第２装置１２０が、ＩＰ通信のデータを、タイムスロットＴ１において第１装置１１０に宛てて送信する例が示されている。中継装置１３０は、第２装置１２０から送信されたデータをタイムスロットＴ１において受信するが、タイムスロットＴ１がＩＰ通信のための時間区分ではないため、受信したデータをバッファリングして一時的に保持し、タイムスロットＴ２において通信装置１００へ送信することで、このデータの伝送を中継する。通信装置１００は、タイムスロットＴ２において中継装置１３０から受信したデータを第１装置１１０へ送信することで、このデータの伝送を中継する。なお、図４には例示されていないが、通信装置１００は、中継装置１３０と同様に、タイムスロットに対応しない種別のデータを受信したときには、一時的にバッファリングしてからこのデータを送信することでデータの伝送を中継する。
　中継すべきデータの量が増加してバッファ容量を超過すると、データを破棄して消失させることとなり、フレームロス或いはパケットロスに代表されるデータ損失が生じる。これに対して、通信装置１００は、第２装置１２０に対してデータの送信を一定時間だけ停止することをタイムスロットＴ１より前に指示する機能を有する。
　図５には、通信装置１００、第１装置１１０、第２装置１２０及び中継装置１３０の機能的な構成が示されている。図５に示されるように、通信装置１００は、その機能として、通信装置１００の構成要素を制御する制御部５１と、種々のデータを記憶する記憶部５２と、他の装置と通信するための通信部５３と、を有している。
　制御部５１は、主として通信装置１００のプロセッサ３１によって実現される。制御部５１は、記憶部５２及び通信部５３を制御して、記憶部５２及び通信部５３の動作を連携させる。
　記憶部５２は、主として通信装置１００の主記憶部３２及び補助記憶部３３の少なくとも一方により実現される。記憶部５２は、通信装置１００が他の装置へ送信すべきデータ、及び、他の装置から受信したデータを記憶する。記憶部５２によって記憶されるデータは、通信装置１００がデータの伝送を中継する際に一時的に保持するデータを含む。
　通信部５３は、主として通信装置１００のプロセッサ３１及び通信部３７の協働により実現される。通信部５３は、第１装置１１０との間でデータを送受し、中継装置１３０との間でデータを送受する。通信部５３は、第２装置１２０からのデータを受信する受信モジュール５３１と、第２装置１２０から送信されたデータの伝送を中継する中継モジュール５３２と、第２装置１２０に対してデータの送信を停止することを指示するための指示データを送信する送信モジュール５３３と、ＴＳＮ規格に従って通信する通信モジュール５３４と、を有する。
　以下では、通信装置１００がＴＳＮ対応装置との間で送受するデータを第１データと適宜表記し、第２装置１２０から送信されるデータを第２データと適宜表記する。タイムスロットＴ１は、第１データの種別に対応する時間区分である第１データ対応区分の一例に相当し、タイムスロットＴ２は、第２データの種別に対応する時間区分である第２データ対応区分の一例に相当する。受信モジュール５３１は、第２装置１２０から時間区分に関わらず送信される第２データを受信する受信手段の一例に相当する。中継モジュール５３２は、通信装置１００において、受信手段によって受信された第２データの宛先が第１装置を含む場合に、第２データ対応区分において第２データの第１装置への伝送を中継する中継手段の一例に相当する。通信モジュール５３４は、通信装置１００において、第１データの第１装置への送信及び第１装置からの受信の少なくとも一方を、第１装置と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの第１データ対応区分において実行することで、第１装置と通信する通信手段の一例に相当する。
　送信モジュール５３３によって送信される指示データは、データの送信を停止すべき時間の長さの指定値を含む。この指示データを受信した第２装置１２０は、指示データを受信した時点から、指示データにより指定された長さの時間だけデータの送信を停止する。指示データは、例えば、IEEE802.3xにおいて規定されたＰＡＵＳＥフレームである。このＰＡＵＳＥフレームは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔフレームを受信する機器が、データ量がバッファリング容量を超えそうになったときに、送信元の機器に対して一定時間だけ送信の中断を指示するためのデータである。
　送信モジュール５３３を有する通信装置１００は、図６に示されるように、タイムスロットＴ３において指示データをブロードキャストする。タイムスロットＴ３は、図７に示されるように、指示データを伝送するための時間区分であって、第２データが送信されるとバッファリング処理が生じてしまうタイムスロットＴ１の直前に設けられる。以下では、この時間区分を指示区分と適宜表記する。指示区分においては、ＴＳＮ対応装置が、指示データと異なるデータを送信することはない。なお、ＴＳＮ対応装置は、指示データを受信しても指示データに従ってデータの送信を停止することなく、ＴＳＮ規格に従った通信を続行する。
　図６に戻り、第２装置１２０は、中継装置１３０を介して指示データを受信すると、この指示データに従って第２データの送信を停止する。第２装置１２０が指示データを受信すると即座に第２データの送信を停止するため、第２データの送信の停止が開始する時刻は、指示データの受信時刻に等しいものと見なすことができる。送信が停止される時間長ＴＬ１は、タイムスロットＴ３の時間長と、タイムスロットＴ１の時間長と、の総和に等しい。第２装置１２０は、指示データの受信時点から時間長ＴＬ１が経過してから第２データの送信を開始する。送信を開始するタイミングは、第２データに対応するタイムスロットＴ２内にあるため、中継装置１３０及び通信装置１００は、第２データをバッファリングすることなく、第１装置１１０への第２データの伝送を中継する。
　送信モジュール５３３は、通信装置１００において、第２データの送信が停止される時間の長さを指定して第２データの送信の停止を指示する指示データを、指示データを送信するための時間区分である指示区分において第２装置に送信する送信手段の一例に相当する。
　図５に戻り、第１装置１１０は、種々のデータを記憶する記憶部１１１と、他の装置と通信するための通信部１１２と、を有する。第２装置１２０は、種々のデータを記憶する記憶部１２１と、他の装置と通信するための通信部１２２と、を有する。中継装置１３０は、データの伝送を中継する際に一時的に保持されるデータ及び他のデータを記憶する記憶部１３１と、他の装置と通信するための通信部１３２と、を有する。なお、ＴＳＮ対応装置である第１装置１１０及び中継装置１３０の通信部１１２，１３２は、通信装置１００の受信モジュール５３１、中継モジュール５３２及び通信モジュール５３４と同様の機能を有する。
　続いて、通信装置１００によって実行される処理について、図８～９を用いて説明する。図８には、通信装置１００が第２装置１２０から送信された第２データを受信して処理するための受信処理の手順が示されている。
　図８に示されるように、通信装置１００は、受信処理において、データを受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、通信部５３の受信モジュール５３１が、他の装置から送信されたデータを受信したか否かを判定する。
　データを受信していないと判定された場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、ステップＳ１の判定が繰り返される。一方、データを受信したと判定した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、受信モジュール５３１は、受信したデータの伝送を中継すべきか否かを判定する（ステップＳ２）。通信装置１００が第２装置１２０から受信したデータの宛先が第１装置１１０を含む場合には、ステップＳ２の判定が肯定される。
　データ伝送を中継すべきでないと判定した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、受信したデータは通信装置１００自体を宛先とするものであるため、受信モジュール５３１は、データ処理を実行する（ステップＳ３）。具体的には、受信モジュール５３１は、受信したデータを記憶部５２に格納して、当該データに対する制御部５１による処理が可能な状態とする。その後、通信装置１００は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。
　一方、データ伝送を中継すべきであると判定された場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、中継モジュール５３２は、データ中継がデータに対応する時間区分で可能か否かを判定する（ステップＳ４）。当該データが、第２装置１２０から第１装置１１０に宛ててＩＰ通信により送信された第２データであるときには、中継モジュール５３２は、ＩＰ通信のためのタイムスロットＴ２にて当該第２データを第１装置１１０へ送信することができるか否かを判定する。具体的には、中継モジュール５３２が、通信装置１００の内部での中継処理に要する時間が現在時刻から経過した時点が、共有時刻により予め規定されるＩＰ通信のためのタイムスロットＴ２に属するか否かを判定する。
　データ中継がデータに対応する時間区分で可能と判定した場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、中継モジュール５３２は、中継処理を実行する（ステップＳ５）。例えば、中継モジュール５３２は、ステップＳ２にて受信したと判定された第２データを第１装置１１０へ送信することにより、当該第２データの伝送を中継する。その後、通信装置１００は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。
　データ中継がデータに対応する時間区分で可能でないと判定した場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、中継モジュール５３２は、バッファリング処理を実行する（ステップＳ６）。具体的には、中継モジュール５３２は、ステップＳ２にて受信したと判定されたデータを、記憶部５２に一時的に格納する。
　次に、中継モジュール５３２は、送信処理を実行する（ステップＳ７）。具体的には、中継モジュール５３２は、ステップＳ６にてバッファリングしたデータに対応する時間区分において、記憶部５２から当該データを読み出して中継先の装置へ送信する。例えば、中継モジュール５３２は、バッファリングした第２データを、タイムスロットＴ２にて第１装置１１０へ送信する。その後、通信装置１００は、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。
　なお、図１に示されるような通信システム１０００の構成においては、任意のタイミングで第２装置１２０から送信された第２データを、主に中継装置１３０がバッファリングして中継する。このため、図８に示される受信処理と同様の処理が、中継装置１３０によって実行される。また、通信システム１０００から中継装置１３０が省略された構成においても、通信装置１００は、上述の受信処理を実行することにより、図９に示されるように任意のタイミングで送信された第２データをバッファリングしてから、ＴＳＮ規格に従って中継することができる。主にバッファリングを実行する装置が、通信装置１００及び中継装置１３０のいずれであっても、第２データを転送することができない時間区分において多くの第２データを受信すると、バッファリングデータのサイズが大きくなり、バッファ容量を超えてしまうおそれがある。
　続いて、通信装置１００が指示データを送信する指示処理の手順について、図１０を用いて説明する。図１０に示されるように、指示処理において、送信モジュール５３３は、指示区分において指示データを送信する（ステップＳ１１）。具体的には、送信モジュールが、指示区分の時間長と次の時間区分の時間長との総和を、データ送信を停止すべき時間の指定値として含む指示データをブロードキャストする。なお、送信モジュール５３３は、指示データをブロードキャストすることなく、ＴＳＮ規格に非対応である第２装置１２０に宛てて送信してもよい。
　次に、送信モジュール５３３は、指示区分とは異なる時間区分において待機する（ステップＳ１２）。その後、送信モジュール５３３は、ステップＳ１１以降の処理を繰り返す。なお、中継装置１３０が省略されて通信システム１０００が構成される場合には、通信装置１００の送信モジュール５３３は、図１１に示されるように、第２装置１２０へ指示データを送信することにより、タイムスロットＴ１における第２データの送信を停止させてもよい。
　以上、説明したように、送信モジュール５３３は、指示区分において指示データを第２装置１２０に送信し、この指示データにより指定される時間の長さは、指示区分の長さと指示区分の直後のタイムスロットＴ１の長さの総和に等しく、さらに当該タイムスロットＴ１の直後は、第２データに対応するタイムスロットＴ２である。タイムスロットＴ１は、第２データの種別とは異なる種別に対応する時間区分であるため、第２装置１２０がタイムスロットＴ１において第２データを送信すると、バッファリング処理が発生する。しかしながら、第２装置１２０は、タイムスロットＴ１においては指示データに従って第２データの送信を停止し、タイムスロットＴ２において第２データの送信が可能になる。これにより、第２データを中継する装置が第２データを適当な時間区分において伝送するために一時的に保持することによる過大な負荷の発生を回避することができる。したがって、時分割による通信機能を有する装置と当該通信機能を有しない装置とが混在するネットワークにおいて、データ損失を抑制することができる。
　また、時間区分は、ＴＳＮ対応装置同士の通信のために規定されるが、本実施の形態では、ＴＳＮ規格に非対応の装置からの第２データを当該第２データに対応する時間区分において受信するために、指示区分が設けられた。指示区分を設けることなく、通信装置１００がタイムスロットＴ１より前に指示データを送信する場合には、当該指示データは、他のデータとともに時間区分内において伝送されるため、指示データが送信されるタイミングを予め定めることが困難になる。その結果、第２装置１２０が指示データに従ってデータ送信を停止する時間と、第２データが送信されたときにバッファリングが生じてしまう時間区分と、が重複しないか、又は重複部分が小さくなるおそれがある。
　これに対して、本実施の形態では、指示データを伝送するための指示区分を設けることにより、他に伝送されるデータの影響を受けることなく、周期的に設けられる指示区分毎に一定のタイミングで、指示データを送信することができる。
　実施の形態２．
　続いて、実施の形態２について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。上記実施の形態１においては、図６に示されるように、第２装置１２０が第２データの送信を停止した後に開始するタイミングは、第２データに対応するタイムスロットＴ２内であったが、このタイムスロットＴ２の初期には第２データの送信が禁止されていた。すなわち、第２データの送信が可能であるにも関わらずデータ送信が停止される時間が生じていた。本実施の形態は、タイムスロットＴ２の開始時から第２装置１２０が第２データを送信する点で、実施の形態１とは異なる。以下では、データ送信を停止すべき時間の長さが伝送遅延に基づいて定められる例について説明する。
　本実施の形態に係る通信装置１００の通信部５３は、図１２に示されるように、第２装置１２０との間で伝送されるデータの伝送遅延を計測する計測モジュール５３５を有する。
　図１３には、計測モジュール５３５による伝送遅延の計測の概要が示されている。計測モジュール５３５を有する通信装置１００は、図１３に示されるように、伝送遅延を計測するために第２装置１２０に応答を要求する要求データを、時刻Ｔ１１において第２装置１２０へ送信する。この要求データは、時刻Ｔ１２において第２装置１２０によって受信される。
　第２装置１２０は、要求データを受信すると、応答データを通信装置１００に送信することにより、通信装置１００に応答する。応答データは、要求データを受信した時刻Ｔ１２と、当該応答データを送信する時刻Ｔ１３と、を示す情報である。
　通信装置１００が応答データを受信すると、計測モジュール５３５は、要求データを送信した時刻Ｔ１１、応答データにより示される時刻Ｔ１２，Ｔ１３、及び、応答データを受信した時刻Ｔ１４を用いて、次式（１）により伝送遅延Ｄを算出する。
　Ｄ＝（（Ｔ１４－Ｔ１１）－（Ｔ１３－Ｔ１２））／２　・・・（１）
　なお、要求データ及び応答データは、これらのデータに対応する時間区分において伝送されることが好ましい。
　送信モジュール５３３は、計測モジュール５３５によって計測された伝送遅延に基づいてデータ送信を停止すべき時間の指定値を算出し、算出した指定値を含む指示データを第２装置１２０へ送信する。この指定値の一例が、図１４において時間長ＴＬ２として示されている。時間長ＴＬ２は、指示区分であるタイムスロットＴ３の時間長と指示区分の次のタイムスロットＴ１の時間長との和から、伝送遅延Ｄを減じて得る差に等しい。
　指示区分は、指示データを伝送する専用の時間区分であって、他の種別のデータは指示区分において伝送されないため、通信装置１００は、指示区分の開始直後に指示データを送信する。第２装置１２０は、この指示データを受信してから、時間長ＴＬ２だけデータ送信を停止した後に第２データを送信する。
　以上、説明したように、指示データにより指定される時間の長さは、指示区分の長さと、当該指示区分の次の時間区分の長さと、の和から、指示データの伝送遅延を減じて得る差に等しい。このため、第２装置１２０が、第２データの送信を停止する期間の終了時刻は、指示区分の次の、第２データに対応しない時間区分の終了時刻に等しくなる。これにより、第２装置１２０は、第２データに適した時間区分の開始直後から第２データを送信することができる。
　なお、通信装置１００は、計測モジュール５３５による伝送遅延の計測と、計測された伝送遅延に基づく指示データの送信と、を交互に繰り返すことにより、データ送信が停止される時間長を適応的に調整してもよい。例えば、伝送遅延が日中と夜間とで異なるような場合には、このような時間長の調整が有効となる。
　また、伝送遅延が計測モジュール５３５によって計測される例について説明したが、これには限定されず、ユーザによって入力された伝送遅延の推定値に基づいて、データ送信を停止する時間長が決定されてもよい。
　また、指示区分であるタイムスロットＴ３の長さは、指示データの伝送遅延より短くてもよい。例えば、図１５に示されるように、指示データを送信するためのタイムスロットＴ３より後の時間区分において、指示データが中継され受信されてもよい。指示区分においては、指示データ以外の種別のデータの送信が禁止されるため、指示区分の長さは短いことが望ましい。指示区分の長さが指示データの伝送遅延より短ければ、通信装置１００による指示データの送信後に比較的短い時間が経過した時点でＴＳＮ対応装置による第１データの送信が可能になる。
　なお、第１データ及び第２データについては、これらのデータの種別に対応する時間区分において伝送が完了すること、すなわち、これらのデータの送信、中継及び受信が対応する時間区分において完了することが望ましい。ただし、これには限定されず、第１データを送信するためのタイムスロットＴ１内に第１データの受信までが完了することが保証されなくともよい。同様に、第２データを送信するためのタイムスロットＴ２内に第２データの受信までが完了することが保証されなくともよい。
　図１５の例では、第２装置１２０は、タイムスロットＴ１の開始直後において、指示データを受信するまでの間に、第２データを送信し得る。このため、中継装置１３０及び通信装置１００によるバッファリングが生じ得る。しかしながら、指示データの受信後の期間においては、第２装置１２０が第２データの送信を停止するため、この期間に関しては、バッファリングの発生を防止することができる。これにより、データ損失の発生を抑制することができる。したがって、指示データに従って第２装置１２０による第２データの送信が停止する期間は、指示区分の直後の時間区分の一部を含んでいればよい。すなわち、指示データにより指定される時間の長さは、第２装置１２０が第２データの送信を停止してから、第２データ対応区分より前の時間区分であって、指示区分の直後の時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上であればよい。
　実施の形態３．
　続いて、実施の形態３について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。本実施の形態は、第２装置１２０による第２データの送信が再開するタイミングが、タイムスロットＴ２の直前の時間区分に属する点で、実施の形態１とは異なる。
　図１６には、通信装置１００がタイムスロットＴ３の開始直後に指示データを送信し、この指示データにより指定される時間長ＴＬ３が、タイムスロットＴ１の長さに等しい例が示されている。この例では、第２装置１２０が、まだタイムスロットＴ１内であるにも関わらず第２データを送信することとなる。しかしながら、タイムスロットＴ１の大部分では第２データの送信が停止されているため、バッファリングすべき第２データの量は大幅に減少し、データ損失を抑制することができる。
　したがって、第２装置１２０による第２データの送信が再開するタイミングは、実施の形態１，２のようにタイムスロットＴ２に属していてもよいし、本実施の形態のようにタイムスロットＴ２の直前のタイムスロットＴ１に属していてもよい。換言すると、指示データにより指定される時間の長さが、第２装置１２０による第２データの送信が停止してから、図６に示されるようなタイムスロットＴ２に属する時点までの長さに等しいか、又は、図１６に示されるようなタイムスロットＴ２の直前の時間区分に属する時点までの長さに等しければよい。
　なお、図１７に示されるように、通信装置１００の送信モジュール５３３が、タイムスロットＴ３の終了時刻よりも伝送遅延Ｄだけ前の時刻Ｔ３１において指示データを送信すれば、第２装置１２０は、タイムスロットＴ１の間だけ第２データの送信を停止することとなる。時刻Ｔ３１は、実施の形態２に係る計測モジュール５３５によって計測された伝送遅延に基づいて決定されてもよいし、ユーザによって入力されたパラメータにより指定されてもよい。
　実施の形態４．
　続いて、実施の形態４について、上述の実施の形態１との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態１と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。本実施の形態は、第２装置１２０が、連続する複数の時間区分で第２データの送信を停止すべき点で、実施の形態１とは異なる。
　図１８には、本実施の形態に係る指示データにより指定される時間長ＴＬ４が例示されている。この時間長ＴＬ４は、指示区分としてのタイムスロットＴ３の直後のタイムスロットＴ１－１から、第２データに対応する時間区分としてのタイムスロットＴ２の直前のタイムスロットＴ１－Ｎまでを含む、連続する複数の時間区分である。タイムスロットＴ１－Ｎでは、図１９に示されるように、サイクリック伝送のためのデータが伝送される。サイクリック伝送は、各装置が有するメモリに共通のデータを格納するための通信が周期的に実行されることで、連続する周期の各々でメモリに記憶されるデータを同期するための通信方式である。
　以上、説明したように、指示データにより指定される時間の長さは、第２装置１２０が第２データの送信を停止すべき複数の時間区分の長さにより規定されてもよい。具体的には、指示データにより指定される時間の長さは、指示区分の直後のタイムスロットＴ１－１から、第２データの送信が許可されるタイムスロットＴ２の直前のタイムスロットＴ１－Ｎまでの、連続する複数の時間区分の長さの総和に等しくてもよい。このような指示データにより、第２装置１２０は、第２データとは異なる種別に対応する時間区分においては第２データの送信を停止し、第２データに対応する時間区分において第２データを送信する。
　なお、上記実施の形態２のような伝送遅延を考慮した時間長の指定を、本実施の形態に適用してもよい。すなわち、指示データにより指定される時間の長さは、連続する複数の時間区分の長さから伝送遅延を減じて得る差に等しくてもよい。また、上記実施の形態３のように、指示データにより指定される時間の長さは、指示区分とタイムスロットＴ２との間の、連続する複数の時間区分の長さに等しくてもよい。第２装置１２０がデータ送信を停止すべき時間長は、第２データに対応しない一又は複数の連続する時間区分である第２データ非対応期間の長さ以上であって、当該長さに指示区分の長さを加算して得る総和以下の範囲内にあればよい。
　実施の形態５．
　続いて、実施の形態５について、上述の実施の形態４との相違点を中心に説明する。なお、上記実施の形態４と同一又は同等の構成については、同等の符号を用いる。本実施の形態は、第２装置１２０がデータの送信を停止している期間において、第２データの種別に対応する時間区分が設けられる点で、実施の形態４とは異なる。
　図２０には、本実施の形態に係る通信システム１０００の構成が示されている。通信システム１０００は、ＴＳＮ非対応装置である第３装置１３０ａを有する。第３装置１３０ａは、第２装置１２０と同様に、時間区分に関わらず第２データを送信し得る。ただし、第３装置１３０ａから送信される第２データについては、バッファリングの発生が許容される。
　指示区分の後には、図２１に示されるように、第１データの種別に対応するタイムスロットＴ１－１、第２データの種別に対応するタイムスロットＴ２－１、第１データの種別に対応するタイムスロットＴ１－Ｎ、及び、第２データの種別に対応するタイムスロットＴ２－Ｎが、この順で設けられる。そして、通信装置１００は、タイムスロットＴ３において、時間長ＴＬ４を指定する指示データを第２装置１２０に宛てて送信する。なお、図２１では、第３装置１３０ａが省略されている。
　タイムスロットＴ２－１，Ｔ２－Ｎは、第２データに対応する時間区分であるが、これらの時間区分では、第２装置１２０による第２データの送信が停止され、第３装置１３０ａによる送信は停止されない。
　以上、説明したように、第２装置１２０による第２データの送信が停止している期間が、第２データの種別に対応する時間区分を含む場合であっても、第２装置１２０による第２データの送信に起因するバッファリングを抑制して、データ損失の抑制に寄与することができる。このため、指示区分より後であって、かつ、第２装置１２０による第２データの送信が許可される時間区分より前の期間のすべてが、第２データの種別とは異なる種別に対応する時間区分でなくてもよい。すなわち、指示区分より後であって、かつ、第２データの種別に対応する時間区分より前に、第２データの種別とは異なる種別に対応する時間区分が少なくとも１つ設けられていればよい。
　さらに、図２１の例から、タイムスロットＴ１－１及びＴ１－Ｎを省略して、指示区分より後の、第２装置１２０による第２データの送信が許可される期間のすべてが、第２データに対応する時間区分であってもよい。
　なお、通信システム１０００が第２装置１２０の他にＴＳＮ非対応装置を有する例について説明したが、これには限定されない。例えば、図２２に示される例では、指示区分であるタイムスロットＴ３より後の、タイムスロットＴ４，Ｔ１にて第２データの送信が停止している。
　ここで、タイムスロットＴ１は、上記実施の形態と同様の時刻同期プロトコルのための時間区分である。タイムスロットＴ４は、ＩＰ通信に対応するため、時間区分と通信種別との対応関係に基づくバッファリング処理は生じないが、第２装置１２０からのデータ送信が好ましくない時間区分である。このような時間区分の例としては、ＴＳＮ対応装置同士のＩＰ通信が第２装置１２０からの第２データよりも優先されるケースがある。
　以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示は上記実施の形態によって限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態では、中継モジュール５３２と通信モジュール５３４とを別個の構成として説明したが、これには限定されず、通信モジュール５３４が中継モジュール５３２の機能を有してもよい。
　また、通信装置１００の機能は、専用のハードウェアによっても、また、通常のコンピュータシステムによっても実現することができる。
　例えば、プロセッサ３１によって実行されるプログラムＰ１を、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムＰ１をコンピュータにインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することができる。このような記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read－Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto－Optical Disc）が考えられる。
　また、プログラムＰ１をインターネットに代表される通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロードするようにしてもよい。
　また、通信ネットワークを介してプログラムＰ１を転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
　さらに、プログラムＰ１の全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラムを実行することによっても、上述の処理を達成することができる。
　なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロードしてもよい。
　また、通信装置１００の機能を実現する手段は、ソフトウェアに限られず、その一部又は全部を、回路を含む専用のハードウェアによって実現してもよい。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。つまり、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
　本開示は、装置間で共有される時刻により規定される時間区分毎に各装置が通信するシステムに適している。
　１０００　通信システム、　１００　通信装置、　１１０　第１装置、　１１１，１２１，１３１　記憶部、　１１２，１２２，１３２　通信部、　１２０　第２装置、　１３０　中継装置、　１３０ａ　第３装置、　２１，２２　通信路、　３０　ネットワーク装置、　３１　プロセッサ、　３２　主記憶部、　３３　補助記憶部、　３４　クロック部、　３５　入力部、　３６　出力部、　３７　通信部、　３８　内部バス、　４１，４２　期間、　５１　制御部、　５２　記憶部、　５３　通信部、　５３１　受信モジュール、　５３２　中継モジュール、　５３３　送信モジュール、　５３４　通信モジュール、　５３５　計測モジュール、　ＴＳ１，ＴＳ２，Ｔ１～Ｔ４，Ｔ１－１，Ｔ１－Ｎ，Ｔ２－１，Ｔ２－Ｎ　タイムスロット、　Ｔ１１～Ｔ４１，Ｔ３１　時刻、　ＴＬ１～ＴＬ４　時間長、　Ｐ１　プログラム。

Claims (7)

  1. 　第１装置及び第２装置と通信する通信装置であって、
    　第１データの前記第１装置への送信及び前記第１装置からの受信の少なくとも一方を、前記第１装置と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの、前記第１データの種別に対応する前記時間区分である第１データ対応区分において実行することで、前記第１装置と通信する通信手段と、
    　前記第２装置から前記時間区分に関わらず送信される第２データを受信する受信手段と、
    　前記受信手段によって受信された前記第２データの宛先が前記第１装置を含む場合に、前記第２データの種別に対応する前記時間区分である第２データ対応区分において前記第２データの前記第１装置への伝送を中継する中継手段と、
    　前記第２データの送信が停止される時間の長さを指定して前記第２データの送信の停止を指示する指示データを、前記指示データを送信するための前記時間区分である指示区分において前記第２装置に送信する送信手段と、を備え、
    　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記指示データに従って前記第２装置による前記第２データの送信が停止してから、前記第２データ対応区分より前の前記時間区分であって、前記指示区分の直後の前記時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上である、
    　通信装置。
  2. 　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記指示データに従って前記第２装置による前記第２データの送信が停止してから、前記第２データ対応区分、又は、該第２データ対応区分の直前の前記時間区分に属する時点までの長さに等しい、
    　請求項１に記載の通信装置。
  3. 　前記指示区分より後であって、かつ、前記第２データ対応区分より前には、前記第２データの種別とは異なる種別に対応する前記時間区分が設けられる、
    　請求項１又は２に記載の通信装置。
  4. 　前記指示区分の直後の前記時間区分から、前記第２データ対応区分の直前の前記時間区分までは、前記第２データの種別とは異なる種別に対応する一又は複数の連続する前記時間区分である第２データ非対応期間であって、
    　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記第２データ非対応期間の長さ以上であって、前記指示区分の長さと、前記第２データ非対応期間の長さと、の和以下である、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の通信装置。
  5. 　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記指示区分の長さと、前記第２データ非対応期間の長さと、の和から、前記通信装置から前記第２装置へデータを伝送する際の伝送遅延を減じて得る差に等しい、
    　請求項４に記載の通信装置。
  6. 　第１装置及び第２装置と通信する通信装置によって実行される通信方法であって、
    　第１データの前記第１装置への送信及び前記第１装置からの受信の少なくとも一方を、前記第１装置と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの、前記第１データの種別に対応する前記時間区分である第１データ対応区分において実行することで、前記第１装置と通信し、
    　前記第２装置から前記時間区分に関わらず送信される第２データを受信し、
    　受信した前記第２データの宛先が前記第１装置を含む場合に、前記第２データの種別に対応する前記時間区分である第２データ対応区分において前記第２データの前記第１装置への伝送を中継し、
    　前記第２データの送信が停止される時間の長さを指定して前記第２データの送信の停止を指示する指示データを、前記指示データを送信するための前記時間区分である指示区分において前記第２装置に送信する、
    　ことを含み、
    　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記指示データに従って前記第２装置による前記第２データの送信が停止してから、前記第２データ対応区分より前の前記時間区分であって、前記指示区分の直後の前記時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上である、
    　通信方法。
  7. 　第１装置及び第２装置と通信するコンピュータに、
    　第１データの前記第１装置への送信及び前記第１装置からの受信の少なくとも一方を、前記第１装置と共有する共有時刻により規定される複数の時間区分のうちの、前記第１データの種別に対応する前記時間区分である第１データ対応区分において実行することで、前記第１装置と通信し、
    　前記第２装置から前記時間区分に関わらず送信される第２データを受信し、
    　受信した前記第２データの宛先が前記第１装置を含む場合に、前記第２データの種別に対応する前記時間区分である第２データ対応区分において前記第２データの前記第１装置への伝送を中継し、
    　前記第２データの送信が停止される時間の長さを指定して前記第２データの送信の停止を指示する指示データを、前記指示データを送信するための前記時間区分である指示区分において前記第２装置に送信する、
    　ことを実行させ、
    　前記指示データにより指定される時間の長さは、前記指示データに従って前記第２装置による前記第２データの送信が停止してから、前記第２データ対応区分より前の前記時間区分であって、前記指示区分の直後の前記時間区分の少なくとも一部が経過するまでの時間の長さ以上である、
    　プログラム。
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