データ伝送アダプタ
【課題】通信量に応じて使用する回線を動的に選択する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタＡ１００は、複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量監視部１０４と、通信量監視部１０４が算出した通信量と複数の通信経路の伝送レートに基づいて複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定部１１１と、有効経路判定部１１１によって有効化すると判定された経路に、ＩＰパケットを転送するパケット転送部１０５を具備する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタＡ１００は、複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量監視部１０４と、通信量監視部１０４が算出した通信量と複数の通信経路の伝送レートに基づいて複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定部１１１と、有効経路判定部１１１によって有効化すると判定された経路に、ＩＰパケットを転送するパケット転送部１０５を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数の回線を用いてデータを一括して伝送するバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星を介してＩＰデータを伝送する地域衛星通信第二世代ネットワークやEsbirdネットワーク等のＩＰデータ通信ネットワークでは、一般に、３２ｋ〜８Ｍｂｐｓの可変レート変復調器及び当該変復調器に対応するデータ伝送アダプタが用いられている。この可変レートにおいて３２ｋ〜２Ｍｂｐｓの通信と３〜８Ｍｂｐｓの通信とでは、誤り訂正方式等に差異があり、３〜８Ｍｂｐｓ対応の変復調器は現状では余り使用されていない。３２ｋ〜２Ｍｂｐｓの通信によって大容量のＩＰパケットを伝送するためには、複数の変復調器を用いてバルク伝送を行い、擬似的に３〜８ＭｂｐｓのＩＰパケット伝送路を構築することが考えられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＴＣＰ／ＵＤＰを用いたバルク通信を行なうためのバルク通信制御装置が開示されている。このバルク通信制御装置では、アプリケーションに応じて確保する帯域を予め決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２８７９１号公報（段落００２５〜００２８、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
衛星通信では使用されていない帯域（回線）は開放することが望まれるが、上述のようなバルク通信制御装置は、使用されていない回線を開放する機能を有していない。このため通信量が少ない状態であっても、バルク伝送に割り当てられた回線全てを占有し続けてしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、通信量に応じて使用する回線を動的に選択するデータ伝送アダプタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタは、複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、前記ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量算出手段と、前記通信量算出手段が算出した通信量と前記複数の通信経路の伝送レートに基づいて、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定手段と、前記有効経路判定手段によって有効化すると判定された経路に、前記ＩＰパケットを転送するパケット転送手段を具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信量に応じて使用する回線を動的に選択するデータ伝送アダプタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタを用いて構築される衛星回線を介したＩＰ通信システムの一例を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２に示された経路通信量管理テーブルに格納される各経路の情報の一例を示す図。
【図４】図２に示された転送量計算部による各ラウンドでの判定式の算出結果の一例を示す図。
【図５】伝送レートの比に応じて送信バッファに保存されたＩＰパケットカプセルが、通信衛星Ｓを介して受信側のデータ伝送アダプタに伝送される様子を模式的に表した図。
【図６】本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの送信処理を示すフローチャート。
【図７】本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの受信処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明によるデータ伝送アダプタの実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタを用いて構築される、衛星回線を介したＩＰ通信システムの一例を示す図である。このＩＰ通信システムでは、ホストＡに接続されたネットワークＡ−ＮとホストＢに接続されたネットワークＢ−Ｎとの間で、衛星回線を経由したＩＰ通信が行なわれる。
【００１２】
ネットワークＡ−Ｎ及びネットワークＢ−Ｎは、例えば有線又は無線のＬＡＮやＷＡＮ等のネットワークを含む。
【００１３】
ネットワークＡ−Ｎには、ＩＰパケットのバルク伝送に対応したデータ伝送アダプタＡ１００が接続される。このデータ伝送アダプタＡ１００は、複数の変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎ（ｎは２以上の自然数）と接続され、ＩＰパケットのバルク伝送を制御する。
【００１４】
変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎはそれぞれ、対応する送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎに接続されている。変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎは、データ伝送アダプタＡ１００から入力されるＩＰパケットをＩＦ無線信号に変調する。変調されたＩＦ無線信号は、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎにてＲＦ無線信号にアップコンバートされた後、アンテナＡ１〜Ａｎへ出力される。また、アンテナＡ１〜Ａｎから入力するＲＦ無線信号は、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎにてＩＦ無線信号にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたＩＦ無線信号は、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎにてＩＰパケットに復調され、データ伝送アダプタＡ１００に出力される。
【００１５】
送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎはそれぞれ対応するアンテナＡ１〜Ａｎに接続され、通信衛星Ｓを介して伝送されるＲＦ無線信号の送受信を行なう。
【００１６】
同様に、ネットワークＢ−Ｎには、ＩＰパケットのバルク伝送に対応したデータ伝送アダプタＢ１００が接続される。このデータ伝送アダプタＢ１００は、複数の変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎに接続され、ＩＰパケットのバルク伝送を制御する。
【００１７】
変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎはそれぞれ、対応する送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎに接続されている。変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎは、データ伝送アダプタＢ１００から入力するＩＰパケットをＩＦ無線信号に変調する。変調されたＩＦ無線信号は、送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎにてＲＦ無線信号にアップコンバートされた後、アンテナＢ１〜Ｂｎへ出力される。また、アンテナＢ１〜Ｂｎから入力するＲＦ無線信号は、送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎにてＩＦ無線信号にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたＩＦ無線信号は、変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎにてＩＰパケットに復調され、データ伝送アダプタＢ１００に出力される。
【００１８】
送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎはそれぞれ対応するアンテナＢ１〜Ｂｎに接続され、通信衛星Ｓを介して伝送されるＲＦ無線信号の送受信を行なう。
【００１９】
このように、本実施形態に係るＩＰ通信システムでは、変復調部Ａ２０−１、送受信部Ａ３０−１、アンテナＡ１、通信衛星Ｓ、アンテナＢ１、送受信部Ｂ３０−１、及び変復調部Ｂ２０−１からなる経路１から、変復調部Ａ２０−ｎ、送受信部Ａ３０−ｎ、アンテナＡｎ、通信衛星Ｓ、アンテナＢｎ、送受信部Ｂ３０−ｎ、及び変復調部Ｂ２０−ｎからなる経路ｎ（ｎは２以上の自然数）までのｎ系統のＩＰ通信経路が構築される。
【００２０】
なお、図１では、各系統においてそれぞれ送受信部Ａ３０−ｉとＢ３０−ｉが備えられているが、複数の系統で送受信部を共有する併設局構成をとることも可能である。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタの構成を概略的に示すブロック図である。図２では、ネットワークＡ−Ｎに接続されるデータ伝送アダプタＡ１００の構成が一例として示されているが、ネットワークＢ−Ｎに接続されるデータ伝送アダプタＢ１００も同様の構成を有する。
【００２２】
以下では、このデータ伝送アダプタ１００ＡにおけるＩＰパケットの送受信系統について説明する。
【００２３】
地上側Ethernet（登録商標）インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１は、地上側のネットワークＡ−ＮからＬＡＮケーブル等を介して入力されるＩＰパケットを受信する。受信されたＩＰパケットは、送信バッファ１０２に一時的に保存される。
【００２４】
送信バッファ１０２は、ＩＰパケットを切り出してパケットカプセル化部１０３に送る。このとき、ＩＰパケットはなるべくデータ長が均一になるように切り出される。
【００２５】
パケットカプセル化部１０３は、切り出されたＩＰパケットをカプセル化する。すなわち、パケットカプセル化部１０３は、ＩＰパケットの先頭に、データ伝送アダプタ間の専用ヘッダを付加する。この専用ヘッダには、当該カプセルのシーケンス番号が含まれる。
【００２６】
パケットカプセル化部１０３によって生成されたＩＰパケットカプセルは、通信量監視部１０４を通過し、パケット転送部１０５に送られる。通信量監視部１０４は、通過するＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌを算出する。
【００２７】
パケット転送部１０５は、経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎに、転送量計算部１１０及び有効経路判定部１１１から送られる制御信号（図２では破線で示される）に応じてＩＰパケットカプセルを転送する。
【００２８】
経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎはそれぞれ、ネットワークＡ−ＮとネットワークＢ−Ｎ間に構築されたｎ系統のＩＰ通信路に対応する。経路ｉ用送信バッファ１０６−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）は、ＩＰパケットカプセルを一時的にバッファし、対応する経路ｉ用のEthernet（登録商標）インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０７−ｉへ当該ＩＰパケットを転送する。
【００２９】
経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎはそれぞれ、対応する経路の変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎに接続されている。これらのインタフェースから対応する変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎへそれぞれＩＰパケットが送出される。ＩＰパケットは、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎから、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎ及びアンテナＡ１〜Ａｎを介して通信衛星Ｓに送出される。
【００３０】
一方、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０ｎのいずれかを介し、通信衛星Ｓからデータ伝送アダプタＡ１００に送られたＩＰパケットカプセルは、経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎのうち対応するインタフェースによって受信される。
【００３１】
これらのインタフェースはそれぞれ、経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎにも接続されている。受信されたＩＰパケットカプセルは、対応する経路用の受信バッファに送られる。
【００３２】
経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎはそれぞれ、送られてきたＩＰパケットカプセルを一時的に保存する。各バッファは、カプセルの先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダから、当該カプセルのシーケンス番号を取得する。取得されたシーケンス番号は、制御信号（図２では破線として表されている）によってデータ整列部１２１に通知される。各バッファは、所定時間内はＩＰパケットカプセルを保存し続ける。
【００３３】
データ整列部１２１は、シーケンス番号順に各受信バッファからＩＰパケットカプセルを取り出し、カプセルの並べ替えを行なう。並べ替えられたＩＰパケットカプセルは、パケットカプセル化解除部１２４に送られる。
【００３４】
パケットカプセル化解除部１２４は、各カプセルにおいて先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダを取り外し、カプセル化を解除する。
【００３５】
カプセル化が解除されたＩＰパケットは、受信バッファ１２５に一時的に格納される。受信バッファ１２５に格納されたＩＰパケットは、地上側インタフェース１０１を介して地上側のネットワークＡ−Ｎへ送出される。
【００３６】
データ伝送アダプタＡ１００（及びＢ１００）は、以上のようにネットワークと通信衛星Ｓとの間でＩＰパケットの伝送を行なう。
【００３７】
次に、本実施形態に係るデータ伝送アダプタ１００Ａにおける通信路選択のための制御系統について説明する。
【００３８】
上述のように、通信量監視部１０４は、通過するＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌを算出する。算出された単位時間あたりの通信量Ｐａｌｌは、転送量計算部１１０及び有効経路判定部１１１に送られる（図２では破線で示されている）。
【００３９】
この転送量計算部１１０と有効経路判定部１１は、経路通信量管理テーブル１１２に接続されている。図３は、図２に示された経路通信量管理テーブル１１２に格納される各経路の情報の一例を示す図である。
【００４０】
図３に示すように、経路通信量管理テーブル１１２には、「優先順位」、「転送先」、「最大伝送レート」、「現在の伝送レート」、「次経路有効化通信量閾値」の項目が経路毎に設けられている。経路ｉの「優先順位」は、当該経路ｉを有効化する順序を表す。「転送先」は、経路ｉを通過するＩＰパケットカプセルの宛て先（この例ではデータ伝送アダプタＢ１００）を示す。「最大伝送レート」は、経路ｉの最大伝送レートＲＭＡＸｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。「現在の伝送レート」は、経路ｉの現在の伝送レートＲＮＯＷｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。「次経路有効化通信量閾値」は、経路ｉの次の優先順位が付された経路を有効化するか否かを判定する閾値ＲＴＨｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。経路ｉの次の経路を有効化するか否かは、経路１〜経路ｉ−１の伝送レートの合計と当該経路ｉの次経路有効化閾値ＲＴＨｉの合算値を、通信量Ｐａｌｌが超えたか否かに基づいて判断される。
【００４１】
有効化経路判定部１１１は、経路通信量管理テーブル１１２を参照し、通信量監視部１０４から送られたＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌに基づいて、経路ｉをＩＰパケットの伝送路として有効化するか否かを判定する。一例として、経路ｉを有効化するための判定関数として式（１）に示すＰ（ｉ）が用いられる。
【数１】
【００４２】
ただし、式（１）では、経路１〜ｎは優先順位に従ってナンバリングされているものと想定されている。
【００４３】
有効化経路判定部１１１は、式（２）で表されるように、この判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌ以下である場合に、当該経路ｉをＩＰパケットの伝送路として有効化する。
【数２】
【００４４】
有効と判断された経路の情報は、パケット転送部１０５に送られる。パケット転送部１０５は、有効化された経路ｉに対応する送信バッファ１０６−ｉに、ＩＰパケットカプセルを転送する。
【００４５】
これにより、単位時間あたりの通信量Ｐａｌｌの値が大きい場合には、より多くの（優先順位の低い）経路にまでパケットが転送される。逆にＰａｌｌの値が小さい場合には、優先順位の高い経路のみにパケットが転送され、優先順位の低い経路には転送されなくなる。優先順位の低い経路へパケット転送されない状況が長く続けば、衛星回線において無通信タイマが満了し、その回線は開放されるので、効率的な帯域の運用が可能になる。無通信タイマとは、一定時間通信が行われなった回線において、自動的に接続を切断する機能であり、従来よりデータ伝送アダプタ部に備えられている。データ伝送アダプタ部は、タイマに従って変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎを制御する。
【００４６】
また有効化された各経路には、パケット転送部１０５から各経路の伝送レートの比に応じてＩＰパケットカプセルが転送される。
【００４７】
転送量計算部１１０は、経路通信量管理テーブル１１２を参照し、通信量監視部１０４から送られたＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌに基づいて、式（３）に示す判定式Ｄの計算を行なう。
【数３】
【００４８】
転送量計算部１１０は、各ラウンドＲＤ（優先度順に各経路について判定式Ｄの計算を行い、一巡したらインクリメントされる値）において、式（４）で表されるように、この判定式Ｄ＝０となる経路ｉの送信バッファ１０６−ｉに、パケットを転送する。
【数４】
【００４９】
ここで、関数ＭＯＤ（Ａ，Ｂ）は、ＡをＢで割った余りを表し、ＲＮＯＷｉは経路ｉにおける現在の伝送レートを表す。また、ＭＡＸ（ＲＮＯＷ）の値は有効化された全経路のうち最も高い伝送レートを表す。ＩＮＴ（・）は、・の整数部のみを示す。
【００５０】
パケットが転送された送信バッファ１０６−ｉは、対応するインタフェース１０７−ｉへＩＰパケットカプセルを転送する。
【００５１】
図４は、転送量計算部１１０による各ラウンドＲＤでの判定式Ｄの算出結果の一例を示す図である。図４に示す例では、経路１〜３が有効化されており、それぞれの経路の現在の伝送レートが、ＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］で表されている。すなわちＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３＝４:２:１が成り立っている。
【００５２】
最初のラウンドＲＤ＝１では、経路１のみが式（４）の判定式Ｄ＝０を満たす。このとき、１つのＩＰパケットカプセルが経路１によって伝送される。
【００５３】
次のラウンドＲＤ＝２では、経路１及び経路２が式（４）の判定式Ｄ＝０を満たす。このとき、２つのＩＰパケットカプセルが経路１と経路２によってそれぞれ伝送される。
【００５４】
図４に示す例では以降同様にラウンドＲＤ＝１２まで、有効化されたそれぞれの経路について判定式Ｄの値を算出した結果が示されている。経路１については１２ラウンド全てでＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に１２個のパケットカプセルが経路１によって伝送される。また、経路２については６つのラウンド（ＲＤ＝２，４，６，８，１０，１２）でＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に６個のパケットカプセルが経路２によって伝送される。また、経路３については３つのラウンド（ＲＤ＝４，８，１２）でＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に３個のパケットカプセルが経路３によって伝送される。すなわち、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に経路１〜３によって伝送されたＩＰパケットの比率は、１２：６：３＝４：２：１となっている。この比率は、各経路の伝送レートの比率ＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３と一致する。
【００５５】
このように、式（４）に示す判定式を用いることで、有効化された経路の現在の伝送レートの比率に応じて、ＩＰパケットを伝送することが可能となる。
【００５６】
図５は、伝送レートの比に応じて送信バッファ１０６−１〜１０６−３に保存されたＩＰパケットカプセルが、通信衛星Ｓを介して受信側のデータ伝送アダプタに伝送される様子を模式的に表した図である。
【００５７】
図５では、図４の例と同様に、経路１〜３が有効化されており、それぞれの経路の現在の伝送レートが、ＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］で表され、ＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３＝４:２:１が成り立つ場合の例が示されている。
【００５８】
伝送レートの比に応じて、経路１の送信バッファ１０６−１には４つのパケットカプセルが、経路２の送信バッファ１０６−２には２つのパケットカプセルが、経路３の送信バッファ１０６−３には１つのパケットカプセルが格納されている（図５の最上段）。
【００５９】
これらのパケットカプセルは、ラウンドＲＤの進行に応じて、受信側のデータ伝送アダプタＢ１００の受信バッファ１２０−１〜１２０−３に伝送される。
【００６０】
この例では、伝送レートがＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］である経路１では、各ラウンドで１つのパケットカプセルが転送され、４ラウンドで４つのパケットカプセルが転送されている。
【００６１】
一方、伝送レートがＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］（ＲＮＯＷ１の１／２）である経路２では、２ラウンドで１つのパケットカプセルが転送され、４ラウンドで２つのパケットが転送されている。
【００６２】
また、伝送レートがＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］（ＲＮＯＷ１の１／４）である経路３では、４ラウンドで１つのパケットカプセルが転送されている。
【００６３】
このように、本実施形態に係るデータ伝送アダプタによれば、経路１〜経路３による４個、２個、及び１個のパケットの伝送は、いずれも４ラウンド掛けて行なわれている。すなわち、全ての伝送経路で伝送終了時刻が一致する。伝送レートが異なる複数の通信経路をまとめて１つの通信経路のように取り扱うバルク伝送を行うには、伝送レートの違いによる伝送終了時刻のばらつきを低減する必要がある。本実施形態に係るデータ伝送アダプタによれば、経路の伝送レートに応じて通信量を制御しているため、経路毎の伝送終了時刻のばらつきを低減することができる。
【００６４】
次に、本実施形態に係るデータ伝送アダプタ１００ＡにおけるＩＰパケットカプセル再送のための制御系統について説明する。
【００６５】
上述のように、通信衛星Ｓから送られたＩＰパケットカプセルは、経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎに一時的に保存され、各バッファは、カプセルのシーケンス番号をデータ整列部１２１に通知する。このとき、シーケンス番号に欠落があれば、送信側のデータ伝送アダプタ（例えば図１ではデータ伝送アダプタＢ１００）に対して再送を要求する必要がある。
【００６６】
再送要否判定部１１３は、データ整列部１２１に通知されたシーケンス番号に欠落があるか否かを検出する。再送要否判定部１１３は、欠落したシーケンス番号を検出したら、「再送要求信号」を生成するよう制御信号生成部１１４へ指示する。
【００６７】
制御信号生成部１１４は、送信側データ伝送アダプタ宛に再送要求信号を生成し、通信量監視部１０４を介してパケット転送部１０５に送信する。以降、再送要求信号は、他のＩＰパケットカプセルと同様に、選択された伝送路を介して伝送される。送信側のデータ伝送アダプタでは、各経路の送信バッファ（例えば図２では経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎ）に所定時間内は保存されているため、再送要求信号に応じてＩＰパケットカプセルを送出することができる。
【００６８】
次に、以上のように構成されたデータ伝送アダプタの動作手順について説明する。
【００６９】
図６は、本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【００７０】
データ伝送アダプタＡ１００は、地上側のネットワークＡ−ＮからＬＡＮケーブル等を介して入力されるＩＰパケットを受信し、受信されたＩＰパケットを送信バッファ１０２に一時的に保存する（ステップＳ４０１）。
【００７１】
送信バッファ１０２に保存されたＩＰパケットは、なるべくデータ長が均一になるように切り出され、パケットカプセル化部１０３によってカプセル化される（ステップＳ４０２）。パケットカプセル化部１０３は、カプセル内の先頭に、当該カプセルのシーケンス番号を含む専用ヘッダを付加する。
【００７２】
通信量監視部１０４は、各経路について単位時間あたりの通信量を算出し、監視する（ステップＳ４０３）。
【００７３】
転送量計算部１１０は、優先度の順に伝送経路を選択し、それぞれの経路について、式（１）で表される判定関数Ｐ（ｉ）の値を算出する（ステップＳ４０４）。
【００７４】
有効経路判定部１１１は、式（２）に基づいて、選択された経路を転送経路として有効化するか否かを判定する（ステップＳ４０５）。式（２）で表されるように、判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌ以下である場合に、当該経路ｉはＩＰパケットの伝送路として有効化される（ステップＳ４０５でＹｅｓ）。そして、ステップＳ４０４の処理に戻って次の優先度の伝送経路を選択し、ステップＳ４０５の判定を繰り返す。
【００７５】
一方、判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌより大きい経路は、ＩＰパケットの伝送路としては有効化されない（ステップＳ４０５でＮｏ）。選択された伝送経路が有効化されないと判定されると、以降の優先度の伝送経路もやはり有効化されないため、経路の選択を終了する。 パケット転送部１０５は、転送量計算部１１０からの制御信号に応じて、各伝送経路の伝送レートの比に応じて、ＩＰパケットカプセルを有効化された経路のバッファに送信する（ステップＳ４０６）。
【００７６】
各経路のバッファに保存されたパケットは、当該経路に対応するインタフェースから、変復調部に出力される（ステップＳ４０７）。
【００７７】
また、図７は本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの受信処理を示すフローチャートである。
【００７８】
経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎは、通信衛星Ｓから対応する変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０ｎを介してＩＰパケットカプセルを受信し、対応する受信バッファ１２０−１〜受信バッファ１２０−ｎにバッファする（ステップＳ５０１）。受信バッファ１２０−１〜受信バッファ１２０−ｎはそれぞれ、送られてきたＩＰパケットカプセルを一時的に保存する。
【００７９】
各バッファは、データ伝送アダプタ間専用ヘッダから受信したカプセルのシーケンス番号を取得し、制御信号によってデータ整列部１２１に通知される（ステップＳ５０３）。
【００８０】
データ整列部１２１は、シーケンス番号順に各受信バッファからＩＰパケットカプセルを取り出し、カプセルの並べ替え整列させる（ステップＳ５０３）。
【００８１】
ここで、再送要否判定部１１３がデータの欠落を検出した場合には（ステップＳ５０４でＹｅｓ）、制御信号生成部１１４は、送信側データ伝送アダプタ宛に再送要求信号を生成し、送信側のデータ伝送アダプタに欠落したＩＰパケットカプセルの再送を要求する（ステップＳ５０５）。
【００８２】
データの欠落が無ければ（ステップＳ５０４でＮｏ）、パケットカプセル化解除部１２４は、ＩＰパケットカプセルの先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダを取り外してカプセル化を解除し、受信バッファ１２５に保存する（ステップＳ５０６）。
【００８３】
そして、受信バッファ１２５に格納されたＩＰパケットは、地上側インタフェース１０１を介して地上側のネットワークＡ−Ｎへ送出される（ステップＳ５０７）。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態に係るデータ伝送アダプタでは、単位時間あたりの通信量が閾値を超えるかどうか、全経路に対して優先度の順に判定し、使用する経路を決定する。このため、データの伝送に使用されない経路を開放することができる。また、データの伝送に使用する経路は、伝送レートの比に応じて通信量を調整するため、効率的にバルク伝送を行うことができる。
【００８５】
また、長さが調整されたＩＰパケットをカプセル化する際に、データ伝送アダプタ間専用のヘッダを付けてカプセル化する。この専用ヘッダ内には、受信側でデータ順序が保証できるようＩＰパケットカプセルのシーケンス番号が含まれる。
【００８６】
ＩＰパケットカプセルは、一定時間内は、送信側のデータ伝送アダプタ内に保存されている。このため、受信側のデータ伝送アダプタからの再送要求に応えることができる。
【００８７】
このように、本実施形態によるデータ伝送アダプタによれば、通信量に応じて使用する回線を動的に選択し、不必要な回線ではＩＰパケットが転送されないようにすることができる。パケットが転送されない回線は無通信タイマ満了により開放される。これによって、通信量に応じて経路ごとのパケット転送量を動的に管理する、バルク伝送機能を有するデータ伝送アダプタが実現できる。バルク伝送の際に経路（衛星回線）ごとのパケット転送量を管理することで、データの伝送量が多い状態になったら使用する回線数を増やし、反対にデータ伝送量が少ない状態になったら、不必要な回線を開放する。このため、回線（すなわち帯域）占有を最小限に抑えることが可能となる。よって、帯域資源が限られる衛星通信を有効に活用することが可能となる。
【００８８】
なお、上述の実施形態では、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎはデータ伝送アダプタＡ１００とは別個に設けられているが、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎは、データ伝送アダプタＡ１００と一体に設けられてもよい。同様に、変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎがデータ伝送アダプタＢ１００と一体に設けられてもよい。
【００８９】
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００９０】
Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜ｂｎアンテナ、Ａ−１００、Ｂ−１００…データ伝送アダプタ、Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎ、Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎ…変復調部、Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎ…送受信部、１０１…地上側インタフェース、１０２…送信バッファ、１０３…パケットカプセル化部、１０４…通信量監視部、１０５…パケット転送部、１０６−１〜１０６−ｎ…送信バッファ、１０７−１〜１０７−ｎ…Ethernet（登録商標）インタフェース、１１０…転送量計算部、１１１…有効経路判定部、１１２…経路通信量管理テーブル、１２０−１〜１２０−ｎ…受信バッファ、１２１…データ整列部、１２４…パケットカプセル化解除部、１２５…受信バッファ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数の回線を用いてデータを一括して伝送するバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
通信衛星を介してＩＰデータを伝送する地域衛星通信第二世代ネットワークやEsbirdネットワーク等のＩＰデータ通信ネットワークでは、一般に、３２ｋ〜８Ｍｂｐｓの可変レート変復調器及び当該変復調器に対応するデータ伝送アダプタが用いられている。この可変レートにおいて３２ｋ〜２Ｍｂｐｓの通信と３〜８Ｍｂｐｓの通信とでは、誤り訂正方式等に差異があり、３〜８Ｍｂｐｓ対応の変復調器は現状では余り使用されていない。３２ｋ〜２Ｍｂｐｓの通信によって大容量のＩＰパケットを伝送するためには、複数の変復調器を用いてバルク伝送を行い、擬似的に３〜８ＭｂｐｓのＩＰパケット伝送路を構築することが考えられる。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＴＣＰ／ＵＤＰを用いたバルク通信を行なうためのバルク通信制御装置が開示されている。このバルク通信制御装置では、アプリケーションに応じて確保する帯域を予め決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２８７９１号公報（段落００２５〜００２８、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
衛星通信では使用されていない帯域（回線）は開放することが望まれるが、上述のようなバルク通信制御装置は、使用されていない回線を開放する機能を有していない。このため通信量が少ない状態であっても、バルク伝送に割り当てられた回線全てを占有し続けてしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、前記のような問題に鑑みなされたもので、通信量に応じて使用する回線を動的に選択するデータ伝送アダプタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタは、複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、前記ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量算出手段と、前記通信量算出手段が算出した通信量と前記複数の通信経路の伝送レートに基づいて、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定手段と、前記有効経路判定手段によって有効化すると判定された経路に、前記ＩＰパケットを転送するパケット転送手段を具備する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通信量に応じて使用する回線を動的に選択するデータ伝送アダプタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタを用いて構築される衛星回線を介したＩＰ通信システムの一例を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタの構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図２に示された経路通信量管理テーブルに格納される各経路の情報の一例を示す図。
【図４】図２に示された転送量計算部による各ラウンドでの判定式の算出結果の一例を示す図。
【図５】伝送レートの比に応じて送信バッファに保存されたＩＰパケットカプセルが、通信衛星Ｓを介して受信側のデータ伝送アダプタに伝送される様子を模式的に表した図。
【図６】本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの送信処理を示すフローチャート。
【図７】本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの受信処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明によるデータ伝送アダプタの実施形態を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタを用いて構築される、衛星回線を介したＩＰ通信システムの一例を示す図である。このＩＰ通信システムでは、ホストＡに接続されたネットワークＡ−ＮとホストＢに接続されたネットワークＢ−Ｎとの間で、衛星回線を経由したＩＰ通信が行なわれる。
【００１２】
ネットワークＡ−Ｎ及びネットワークＢ−Ｎは、例えば有線又は無線のＬＡＮやＷＡＮ等のネットワークを含む。
【００１３】
ネットワークＡ−Ｎには、ＩＰパケットのバルク伝送に対応したデータ伝送アダプタＡ１００が接続される。このデータ伝送アダプタＡ１００は、複数の変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎ（ｎは２以上の自然数）と接続され、ＩＰパケットのバルク伝送を制御する。
【００１４】
変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎはそれぞれ、対応する送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎに接続されている。変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎは、データ伝送アダプタＡ１００から入力されるＩＰパケットをＩＦ無線信号に変調する。変調されたＩＦ無線信号は、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎにてＲＦ無線信号にアップコンバートされた後、アンテナＡ１〜Ａｎへ出力される。また、アンテナＡ１〜Ａｎから入力するＲＦ無線信号は、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎにてＩＦ無線信号にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたＩＦ無線信号は、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎにてＩＰパケットに復調され、データ伝送アダプタＡ１００に出力される。
【００１５】
送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎはそれぞれ対応するアンテナＡ１〜Ａｎに接続され、通信衛星Ｓを介して伝送されるＲＦ無線信号の送受信を行なう。
【００１６】
同様に、ネットワークＢ−Ｎには、ＩＰパケットのバルク伝送に対応したデータ伝送アダプタＢ１００が接続される。このデータ伝送アダプタＢ１００は、複数の変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎに接続され、ＩＰパケットのバルク伝送を制御する。
【００１７】
変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎはそれぞれ、対応する送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎに接続されている。変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎは、データ伝送アダプタＢ１００から入力するＩＰパケットをＩＦ無線信号に変調する。変調されたＩＦ無線信号は、送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎにてＲＦ無線信号にアップコンバートされた後、アンテナＢ１〜Ｂｎへ出力される。また、アンテナＢ１〜Ｂｎから入力するＲＦ無線信号は、送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎにてＩＦ無線信号にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたＩＦ無線信号は、変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎにてＩＰパケットに復調され、データ伝送アダプタＢ１００に出力される。
【００１８】
送受信部Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎはそれぞれ対応するアンテナＢ１〜Ｂｎに接続され、通信衛星Ｓを介して伝送されるＲＦ無線信号の送受信を行なう。
【００１９】
このように、本実施形態に係るＩＰ通信システムでは、変復調部Ａ２０−１、送受信部Ａ３０−１、アンテナＡ１、通信衛星Ｓ、アンテナＢ１、送受信部Ｂ３０−１、及び変復調部Ｂ２０−１からなる経路１から、変復調部Ａ２０−ｎ、送受信部Ａ３０−ｎ、アンテナＡｎ、通信衛星Ｓ、アンテナＢｎ、送受信部Ｂ３０−ｎ、及び変復調部Ｂ２０−ｎからなる経路ｎ（ｎは２以上の自然数）までのｎ系統のＩＰ通信経路が構築される。
【００２０】
なお、図１では、各系統においてそれぞれ送受信部Ａ３０−ｉとＢ３０−ｉが備えられているが、複数の系統で送受信部を共有する併設局構成をとることも可能である。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態に係るデータ伝送アダプタの構成を概略的に示すブロック図である。図２では、ネットワークＡ−Ｎに接続されるデータ伝送アダプタＡ１００の構成が一例として示されているが、ネットワークＢ−Ｎに接続されるデータ伝送アダプタＢ１００も同様の構成を有する。
【００２２】
以下では、このデータ伝送アダプタ１００ＡにおけるＩＰパケットの送受信系統について説明する。
【００２３】
地上側Ethernet（登録商標）インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０１は、地上側のネットワークＡ−ＮからＬＡＮケーブル等を介して入力されるＩＰパケットを受信する。受信されたＩＰパケットは、送信バッファ１０２に一時的に保存される。
【００２４】
送信バッファ１０２は、ＩＰパケットを切り出してパケットカプセル化部１０３に送る。このとき、ＩＰパケットはなるべくデータ長が均一になるように切り出される。
【００２５】
パケットカプセル化部１０３は、切り出されたＩＰパケットをカプセル化する。すなわち、パケットカプセル化部１０３は、ＩＰパケットの先頭に、データ伝送アダプタ間の専用ヘッダを付加する。この専用ヘッダには、当該カプセルのシーケンス番号が含まれる。
【００２６】
パケットカプセル化部１０３によって生成されたＩＰパケットカプセルは、通信量監視部１０４を通過し、パケット転送部１０５に送られる。通信量監視部１０４は、通過するＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌを算出する。
【００２７】
パケット転送部１０５は、経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎに、転送量計算部１１０及び有効経路判定部１１１から送られる制御信号（図２では破線で示される）に応じてＩＰパケットカプセルを転送する。
【００２８】
経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎはそれぞれ、ネットワークＡ−ＮとネットワークＢ−Ｎ間に構築されたｎ系統のＩＰ通信路に対応する。経路ｉ用送信バッファ１０６−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）は、ＩＰパケットカプセルを一時的にバッファし、対応する経路ｉ用のEthernet（登録商標）インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０７−ｉへ当該ＩＰパケットを転送する。
【００２９】
経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎはそれぞれ、対応する経路の変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎに接続されている。これらのインタフェースから対応する変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎへそれぞれＩＰパケットが送出される。ＩＰパケットは、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎから、送受信部Ａ３０−１〜Ａ３０−ｎ及びアンテナＡ１〜Ａｎを介して通信衛星Ｓに送出される。
【００３０】
一方、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０ｎのいずれかを介し、通信衛星Ｓからデータ伝送アダプタＡ１００に送られたＩＰパケットカプセルは、経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎのうち対応するインタフェースによって受信される。
【００３１】
これらのインタフェースはそれぞれ、経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎにも接続されている。受信されたＩＰパケットカプセルは、対応する経路用の受信バッファに送られる。
【００３２】
経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎはそれぞれ、送られてきたＩＰパケットカプセルを一時的に保存する。各バッファは、カプセルの先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダから、当該カプセルのシーケンス番号を取得する。取得されたシーケンス番号は、制御信号（図２では破線として表されている）によってデータ整列部１２１に通知される。各バッファは、所定時間内はＩＰパケットカプセルを保存し続ける。
【００３３】
データ整列部１２１は、シーケンス番号順に各受信バッファからＩＰパケットカプセルを取り出し、カプセルの並べ替えを行なう。並べ替えられたＩＰパケットカプセルは、パケットカプセル化解除部１２４に送られる。
【００３４】
パケットカプセル化解除部１２４は、各カプセルにおいて先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダを取り外し、カプセル化を解除する。
【００３５】
カプセル化が解除されたＩＰパケットは、受信バッファ１２５に一時的に格納される。受信バッファ１２５に格納されたＩＰパケットは、地上側インタフェース１０１を介して地上側のネットワークＡ−Ｎへ送出される。
【００３６】
データ伝送アダプタＡ１００（及びＢ１００）は、以上のようにネットワークと通信衛星Ｓとの間でＩＰパケットの伝送を行なう。
【００３７】
次に、本実施形態に係るデータ伝送アダプタ１００Ａにおける通信路選択のための制御系統について説明する。
【００３８】
上述のように、通信量監視部１０４は、通過するＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌを算出する。算出された単位時間あたりの通信量Ｐａｌｌは、転送量計算部１１０及び有効経路判定部１１１に送られる（図２では破線で示されている）。
【００３９】
この転送量計算部１１０と有効経路判定部１１は、経路通信量管理テーブル１１２に接続されている。図３は、図２に示された経路通信量管理テーブル１１２に格納される各経路の情報の一例を示す図である。
【００４０】
図３に示すように、経路通信量管理テーブル１１２には、「優先順位」、「転送先」、「最大伝送レート」、「現在の伝送レート」、「次経路有効化通信量閾値」の項目が経路毎に設けられている。経路ｉの「優先順位」は、当該経路ｉを有効化する順序を表す。「転送先」は、経路ｉを通過するＩＰパケットカプセルの宛て先（この例ではデータ伝送アダプタＢ１００）を示す。「最大伝送レート」は、経路ｉの最大伝送レートＲＭＡＸｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。「現在の伝送レート」は、経路ｉの現在の伝送レートＲＮＯＷｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。「次経路有効化通信量閾値」は、経路ｉの次の優先順位が付された経路を有効化するか否かを判定する閾値ＲＴＨｉを例えば［ｋｂｐｓ］単位で表す。経路ｉの次の経路を有効化するか否かは、経路１〜経路ｉ−１の伝送レートの合計と当該経路ｉの次経路有効化閾値ＲＴＨｉの合算値を、通信量Ｐａｌｌが超えたか否かに基づいて判断される。
【００４１】
有効化経路判定部１１１は、経路通信量管理テーブル１１２を参照し、通信量監視部１０４から送られたＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌに基づいて、経路ｉをＩＰパケットの伝送路として有効化するか否かを判定する。一例として、経路ｉを有効化するための判定関数として式（１）に示すＰ（ｉ）が用いられる。
【数１】
【００４２】
ただし、式（１）では、経路１〜ｎは優先順位に従ってナンバリングされているものと想定されている。
【００４３】
有効化経路判定部１１１は、式（２）で表されるように、この判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌ以下である場合に、当該経路ｉをＩＰパケットの伝送路として有効化する。
【数２】
【００４４】
有効と判断された経路の情報は、パケット転送部１０５に送られる。パケット転送部１０５は、有効化された経路ｉに対応する送信バッファ１０６−ｉに、ＩＰパケットカプセルを転送する。
【００４５】
これにより、単位時間あたりの通信量Ｐａｌｌの値が大きい場合には、より多くの（優先順位の低い）経路にまでパケットが転送される。逆にＰａｌｌの値が小さい場合には、優先順位の高い経路のみにパケットが転送され、優先順位の低い経路には転送されなくなる。優先順位の低い経路へパケット転送されない状況が長く続けば、衛星回線において無通信タイマが満了し、その回線は開放されるので、効率的な帯域の運用が可能になる。無通信タイマとは、一定時間通信が行われなった回線において、自動的に接続を切断する機能であり、従来よりデータ伝送アダプタ部に備えられている。データ伝送アダプタ部は、タイマに従って変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎを制御する。
【００４６】
また有効化された各経路には、パケット転送部１０５から各経路の伝送レートの比に応じてＩＰパケットカプセルが転送される。
【００４７】
転送量計算部１１０は、経路通信量管理テーブル１１２を参照し、通信量監視部１０４から送られたＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌに基づいて、式（３）に示す判定式Ｄの計算を行なう。
【数３】
【００４８】
転送量計算部１１０は、各ラウンドＲＤ（優先度順に各経路について判定式Ｄの計算を行い、一巡したらインクリメントされる値）において、式（４）で表されるように、この判定式Ｄ＝０となる経路ｉの送信バッファ１０６−ｉに、パケットを転送する。
【数４】
【００４９】
ここで、関数ＭＯＤ（Ａ，Ｂ）は、ＡをＢで割った余りを表し、ＲＮＯＷｉは経路ｉにおける現在の伝送レートを表す。また、ＭＡＸ（ＲＮＯＷ）の値は有効化された全経路のうち最も高い伝送レートを表す。ＩＮＴ（・）は、・の整数部のみを示す。
【００５０】
パケットが転送された送信バッファ１０６−ｉは、対応するインタフェース１０７−ｉへＩＰパケットカプセルを転送する。
【００５１】
図４は、転送量計算部１１０による各ラウンドＲＤでの判定式Ｄの算出結果の一例を示す図である。図４に示す例では、経路１〜３が有効化されており、それぞれの経路の現在の伝送レートが、ＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］で表されている。すなわちＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３＝４:２:１が成り立っている。
【００５２】
最初のラウンドＲＤ＝１では、経路１のみが式（４）の判定式Ｄ＝０を満たす。このとき、１つのＩＰパケットカプセルが経路１によって伝送される。
【００５３】
次のラウンドＲＤ＝２では、経路１及び経路２が式（４）の判定式Ｄ＝０を満たす。このとき、２つのＩＰパケットカプセルが経路１と経路２によってそれぞれ伝送される。
【００５４】
図４に示す例では以降同様にラウンドＲＤ＝１２まで、有効化されたそれぞれの経路について判定式Ｄの値を算出した結果が示されている。経路１については１２ラウンド全てでＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に１２個のパケットカプセルが経路１によって伝送される。また、経路２については６つのラウンド（ＲＤ＝２，４，６，８，１０，１２）でＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に６個のパケットカプセルが経路２によって伝送される。また、経路３については３つのラウンド（ＲＤ＝４，８，１２）でＤ＝０となり、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に３個のパケットカプセルが経路３によって伝送される。すなわち、ラウンドＲＤ＝１〜１２の期間に経路１〜３によって伝送されたＩＰパケットの比率は、１２：６：３＝４：２：１となっている。この比率は、各経路の伝送レートの比率ＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３と一致する。
【００５５】
このように、式（４）に示す判定式を用いることで、有効化された経路の現在の伝送レートの比率に応じて、ＩＰパケットを伝送することが可能となる。
【００５６】
図５は、伝送レートの比に応じて送信バッファ１０６−１〜１０６−３に保存されたＩＰパケットカプセルが、通信衛星Ｓを介して受信側のデータ伝送アダプタに伝送される様子を模式的に表した図である。
【００５７】
図５では、図４の例と同様に、経路１〜３が有効化されており、それぞれの経路の現在の伝送レートが、ＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］、ＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］で表され、ＲＮＯＷ１：ＲＮＯＷ２：ＲＮＯＷ３＝４:２:１が成り立つ場合の例が示されている。
【００５８】
伝送レートの比に応じて、経路１の送信バッファ１０６−１には４つのパケットカプセルが、経路２の送信バッファ１０６−２には２つのパケットカプセルが、経路３の送信バッファ１０６−３には１つのパケットカプセルが格納されている（図５の最上段）。
【００５９】
これらのパケットカプセルは、ラウンドＲＤの進行に応じて、受信側のデータ伝送アダプタＢ１００の受信バッファ１２０−１〜１２０−３に伝送される。
【００６０】
この例では、伝送レートがＲＮＯＷ１＝２０４８［ｋｂｐｓ］である経路１では、各ラウンドで１つのパケットカプセルが転送され、４ラウンドで４つのパケットカプセルが転送されている。
【００６１】
一方、伝送レートがＲＮＯＷ２＝１０２４［ｋｂｐｓ］（ＲＮＯＷ１の１／２）である経路２では、２ラウンドで１つのパケットカプセルが転送され、４ラウンドで２つのパケットが転送されている。
【００６２】
また、伝送レートがＲＮＯＷ３＝５１２［ｋｂｐｓ］（ＲＮＯＷ１の１／４）である経路３では、４ラウンドで１つのパケットカプセルが転送されている。
【００６３】
このように、本実施形態に係るデータ伝送アダプタによれば、経路１〜経路３による４個、２個、及び１個のパケットの伝送は、いずれも４ラウンド掛けて行なわれている。すなわち、全ての伝送経路で伝送終了時刻が一致する。伝送レートが異なる複数の通信経路をまとめて１つの通信経路のように取り扱うバルク伝送を行うには、伝送レートの違いによる伝送終了時刻のばらつきを低減する必要がある。本実施形態に係るデータ伝送アダプタによれば、経路の伝送レートに応じて通信量を制御しているため、経路毎の伝送終了時刻のばらつきを低減することができる。
【００６４】
次に、本実施形態に係るデータ伝送アダプタ１００ＡにおけるＩＰパケットカプセル再送のための制御系統について説明する。
【００６５】
上述のように、通信衛星Ｓから送られたＩＰパケットカプセルは、経路１用受信バッファ１２０−１〜経路ｎ用受信バッファ１２０−ｎに一時的に保存され、各バッファは、カプセルのシーケンス番号をデータ整列部１２１に通知する。このとき、シーケンス番号に欠落があれば、送信側のデータ伝送アダプタ（例えば図１ではデータ伝送アダプタＢ１００）に対して再送を要求する必要がある。
【００６６】
再送要否判定部１１３は、データ整列部１２１に通知されたシーケンス番号に欠落があるか否かを検出する。再送要否判定部１１３は、欠落したシーケンス番号を検出したら、「再送要求信号」を生成するよう制御信号生成部１１４へ指示する。
【００６７】
制御信号生成部１１４は、送信側データ伝送アダプタ宛に再送要求信号を生成し、通信量監視部１０４を介してパケット転送部１０５に送信する。以降、再送要求信号は、他のＩＰパケットカプセルと同様に、選択された伝送路を介して伝送される。送信側のデータ伝送アダプタでは、各経路の送信バッファ（例えば図２では経路１用送信バッファ１０６−１〜経路ｎ用送信バッファ１０６−ｎ）に所定時間内は保存されているため、再送要求信号に応じてＩＰパケットカプセルを送出することができる。
【００６８】
次に、以上のように構成されたデータ伝送アダプタの動作手順について説明する。
【００６９】
図６は、本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの送信処理を示すフローチャートである。
【００７０】
データ伝送アダプタＡ１００は、地上側のネットワークＡ−ＮからＬＡＮケーブル等を介して入力されるＩＰパケットを受信し、受信されたＩＰパケットを送信バッファ１０２に一時的に保存する（ステップＳ４０１）。
【００７１】
送信バッファ１０２に保存されたＩＰパケットは、なるべくデータ長が均一になるように切り出され、パケットカプセル化部１０３によってカプセル化される（ステップＳ４０２）。パケットカプセル化部１０３は、カプセル内の先頭に、当該カプセルのシーケンス番号を含む専用ヘッダを付加する。
【００７２】
通信量監視部１０４は、各経路について単位時間あたりの通信量を算出し、監視する（ステップＳ４０３）。
【００７３】
転送量計算部１１０は、優先度の順に伝送経路を選択し、それぞれの経路について、式（１）で表される判定関数Ｐ（ｉ）の値を算出する（ステップＳ４０４）。
【００７４】
有効経路判定部１１１は、式（２）に基づいて、選択された経路を転送経路として有効化するか否かを判定する（ステップＳ４０５）。式（２）で表されるように、判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌ以下である場合に、当該経路ｉはＩＰパケットの伝送路として有効化される（ステップＳ４０５でＹｅｓ）。そして、ステップＳ４０４の処理に戻って次の優先度の伝送経路を選択し、ステップＳ４０５の判定を繰り返す。
【００７５】
一方、判定関数Ｐ（ｉ）の値がＩＰパケットの単位時間当たりの通信量Ｐａｌｌより大きい経路は、ＩＰパケットの伝送路としては有効化されない（ステップＳ４０５でＮｏ）。選択された伝送経路が有効化されないと判定されると、以降の優先度の伝送経路もやはり有効化されないため、経路の選択を終了する。 パケット転送部１０５は、転送量計算部１１０からの制御信号に応じて、各伝送経路の伝送レートの比に応じて、ＩＰパケットカプセルを有効化された経路のバッファに送信する（ステップＳ４０６）。
【００７６】
各経路のバッファに保存されたパケットは、当該経路に対応するインタフェースから、変復調部に出力される（ステップＳ４０７）。
【００７７】
また、図７は本実施形態に係るデータ伝送アダプタによるＩＰパケットの受信処理を示すフローチャートである。
【００７８】
経路１用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−１〜経路ｎ用Ethernet（登録商標）インタフェース１０７−ｎは、通信衛星Ｓから対応する変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０ｎを介してＩＰパケットカプセルを受信し、対応する受信バッファ１２０−１〜受信バッファ１２０−ｎにバッファする（ステップＳ５０１）。受信バッファ１２０−１〜受信バッファ１２０−ｎはそれぞれ、送られてきたＩＰパケットカプセルを一時的に保存する。
【００７９】
各バッファは、データ伝送アダプタ間専用ヘッダから受信したカプセルのシーケンス番号を取得し、制御信号によってデータ整列部１２１に通知される（ステップＳ５０３）。
【００８０】
データ整列部１２１は、シーケンス番号順に各受信バッファからＩＰパケットカプセルを取り出し、カプセルの並べ替え整列させる（ステップＳ５０３）。
【００８１】
ここで、再送要否判定部１１３がデータの欠落を検出した場合には（ステップＳ５０４でＹｅｓ）、制御信号生成部１１４は、送信側データ伝送アダプタ宛に再送要求信号を生成し、送信側のデータ伝送アダプタに欠落したＩＰパケットカプセルの再送を要求する（ステップＳ５０５）。
【００８２】
データの欠落が無ければ（ステップＳ５０４でＮｏ）、パケットカプセル化解除部１２４は、ＩＰパケットカプセルの先頭に付されたデータ伝送アダプタ間専用ヘッダを取り外してカプセル化を解除し、受信バッファ１２５に保存する（ステップＳ５０６）。
【００８３】
そして、受信バッファ１２５に格納されたＩＰパケットは、地上側インタフェース１０１を介して地上側のネットワークＡ−Ｎへ送出される（ステップＳ５０７）。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態に係るデータ伝送アダプタでは、単位時間あたりの通信量が閾値を超えるかどうか、全経路に対して優先度の順に判定し、使用する経路を決定する。このため、データの伝送に使用されない経路を開放することができる。また、データの伝送に使用する経路は、伝送レートの比に応じて通信量を調整するため、効率的にバルク伝送を行うことができる。
【００８５】
また、長さが調整されたＩＰパケットをカプセル化する際に、データ伝送アダプタ間専用のヘッダを付けてカプセル化する。この専用ヘッダ内には、受信側でデータ順序が保証できるようＩＰパケットカプセルのシーケンス番号が含まれる。
【００８６】
ＩＰパケットカプセルは、一定時間内は、送信側のデータ伝送アダプタ内に保存されている。このため、受信側のデータ伝送アダプタからの再送要求に応えることができる。
【００８７】
このように、本実施形態によるデータ伝送アダプタによれば、通信量に応じて使用する回線を動的に選択し、不必要な回線ではＩＰパケットが転送されないようにすることができる。パケットが転送されない回線は無通信タイマ満了により開放される。これによって、通信量に応じて経路ごとのパケット転送量を動的に管理する、バルク伝送機能を有するデータ伝送アダプタが実現できる。バルク伝送の際に経路（衛星回線）ごとのパケット転送量を管理することで、データの伝送量が多い状態になったら使用する回線数を増やし、反対にデータ伝送量が少ない状態になったら、不必要な回線を開放する。このため、回線（すなわち帯域）占有を最小限に抑えることが可能となる。よって、帯域資源が限られる衛星通信を有効に活用することが可能となる。
【００８８】
なお、上述の実施形態では、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎはデータ伝送アダプタＡ１００とは別個に設けられているが、変復調部Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎは、データ伝送アダプタＡ１００と一体に設けられてもよい。同様に、変復調部Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎがデータ伝送アダプタＢ１００と一体に設けられてもよい。
【００８９】
本願発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記各実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、１つの実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの実施形態に示される構成要件が組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。
【符号の説明】
【００９０】
Ａ１〜Ａｎ、Ｂ１〜ｂｎアンテナ、Ａ−１００、Ｂ−１００…データ伝送アダプタ、Ａ２０−１〜Ａ２０−ｎ、Ｂ２０−１〜Ｂ２０−ｎ…変復調部、Ｂ３０−１〜Ｂ３０−ｎ…送受信部、１０１…地上側インタフェース、１０２…送信バッファ、１０３…パケットカプセル化部、１０４…通信量監視部、１０５…パケット転送部、１０６−１〜１０６−ｎ…送信バッファ、１０７−１〜１０７−ｎ…Ethernet（登録商標）インタフェース、１１０…転送量計算部、１１１…有効経路判定部、１１２…経路通信量管理テーブル、１２０−１〜１２０−ｎ…受信バッファ、１２１…データ整列部、１２４…パケットカプセル化解除部、１２５…受信バッファ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、
前記ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量算出手段と、
前記通信量算出手段が算出した通信量と前記複数の通信経路の伝送レートに基づいて、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定手段と、
前記有効経路判定手段によって有効化すると判定された経路に、前記ＩＰパケットを転送するパケット転送手段と、
を具備することを特徴とするデータ伝送アダプタ。
【請求項２】
前記有効経路判定手段が有効すると判定しなかった通信経路は、無通信タイマ機能によって開放されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項３】
前記パケット転送手段は、前記有効化する経路の伝送レートに応じて前記ＩＰパケットの転送量を制御することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項４】
前記パケット転送手段によって転送される前記ＩＰパケットを一定時間保存するバッファを更に具備し、
前記パケット転送手段は、前記衛星通信を介して前記ＩＰパケットの再送が要求された場合に、前記バッファに保存された前記ＩＰパケットを対応する経路に転送することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項５】
前記ＩＰパケットに、当該ＩＰパケットのシーケンス番号を含む専用ヘッダを付してＩＰパケットカプセルを生成するカプセル化手段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項６】
前記衛星通信から前記複数の通信経路のうち少なくも１つを介して伝送されてきたＩＰパケットカプセルを受信ＩＰパケットカプセルとして受信する受信手段と、
前記受信ＩＰパケットカプセルの専用ヘッダから、当該受信ＩＰパケットカプセルのシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得手段と、
前記取得されたシーケンス番号に従って、前記ＩＰパケットカプセルを整列させる整列手段と、
前記整列されたＩＰパケットカプセルのカプセル化を解除する解除手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項５に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項７】
前記シーケンス番号取得手段が取得したシーケンス番号に欠落がある場合に、当該欠落したシーケンス番号に対応する欠落ＩＰパケットの再送要求信号を生成する再送要求信号生成手段を更に具備し、
前記パケット転送手段は、前記欠落ＩＰパケットの再送要求信号を、前記欠落ＩＰパケットが伝送された通信経路に送出することを特徴とする請求項５に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項８】
前記複数の通信経路の情報を予め記憶する記憶手段を更に具備し、
前記前記有効経路判定手段は、前記記憶手段に記憶された前記複数の通信経路の情報を参照して、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記複数の通信経路の情報を、前記複数の通信経路の優先順位と対応付けて記憶し、
前記有効経路判定手段は、前記優先順位に従って、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定することを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項１】
複数の通信経路を具備する衛星通信を介したＩＰパケットのバルク伝送に対応するデータ伝送アダプタであって、
前記ＩＰパケットの単位時間当たりの通信量を算出する通信量算出手段と、
前記通信量算出手段が算出した通信量と前記複数の通信経路の伝送レートに基づいて、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定する有効経路判定手段と、
前記有効経路判定手段によって有効化すると判定された経路に、前記ＩＰパケットを転送するパケット転送手段と、
を具備することを特徴とするデータ伝送アダプタ。
【請求項２】
前記有効経路判定手段が有効すると判定しなかった通信経路は、無通信タイマ機能によって開放されることを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項３】
前記パケット転送手段は、前記有効化する経路の伝送レートに応じて前記ＩＰパケットの転送量を制御することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項４】
前記パケット転送手段によって転送される前記ＩＰパケットを一定時間保存するバッファを更に具備し、
前記パケット転送手段は、前記衛星通信を介して前記ＩＰパケットの再送が要求された場合に、前記バッファに保存された前記ＩＰパケットを対応する経路に転送することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項５】
前記ＩＰパケットに、当該ＩＰパケットのシーケンス番号を含む専用ヘッダを付してＩＰパケットカプセルを生成するカプセル化手段を更に具備することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項６】
前記衛星通信から前記複数の通信経路のうち少なくも１つを介して伝送されてきたＩＰパケットカプセルを受信ＩＰパケットカプセルとして受信する受信手段と、
前記受信ＩＰパケットカプセルの専用ヘッダから、当該受信ＩＰパケットカプセルのシーケンス番号を取得するシーケンス番号取得手段と、
前記取得されたシーケンス番号に従って、前記ＩＰパケットカプセルを整列させる整列手段と、
前記整列されたＩＰパケットカプセルのカプセル化を解除する解除手段と、
を更に具備することを特徴とする請求項５に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項７】
前記シーケンス番号取得手段が取得したシーケンス番号に欠落がある場合に、当該欠落したシーケンス番号に対応する欠落ＩＰパケットの再送要求信号を生成する再送要求信号生成手段を更に具備し、
前記パケット転送手段は、前記欠落ＩＰパケットの再送要求信号を、前記欠落ＩＰパケットが伝送された通信経路に送出することを特徴とする請求項５に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項８】
前記複数の通信経路の情報を予め記憶する記憶手段を更に具備し、
前記前記有効経路判定手段は、前記記憶手段に記憶された前記複数の通信経路の情報を参照して、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定することを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送アダプタ。
【請求項９】
前記記憶手段は、前記複数の通信経路の情報を、前記複数の通信経路の優先順位と対応付けて記憶し、
前記有効経路判定手段は、前記優先順位に従って、前記複数の通信経路のうち有効化する経路を判定することを特徴とする請求項８に記載のデータ伝送アダプタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１８８２９８（Ｐ２０１１−１８８２９８Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２１６５（Ｐ２０１０−５２１６５）
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月９日（２０１０．３．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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