パケット伝送装置、信号終端装置、通信システム及び通信方法
【課題】端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を動的に制御する。
【解決手段】パケット伝送装置４は、端末装置２から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部２０と、ヘッダに含まれる識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置２を記憶する端末記憶部２２と、識別子毎に記憶された端末装置２の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部２５と、帯域制御部２５により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワーク５へ送信するパケット送信部２７を備える。
【解決手段】パケット伝送装置４は、端末装置２から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部２０と、ヘッダに含まれる識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置２を記憶する端末記憶部２２と、識別子毎に記憶された端末装置２の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部２５と、帯域制御部２５により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワーク５へ送信するパケット送信部２７を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施態様は、端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由してネットワークへ伝送する通信方法、この通信方法に使用される信号終端装置、パケット伝送装置及びこれら装置を含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
端末装置から送信された信号を、信号終端装置及びパケット伝送装置を経由してネットワークへ伝送する通信システムが提案及び利用されている。このような通信システムは、例えば無線端末装置から送信されたアップリンク信号をネットワークへ伝送するために使用される。
【０００３】
なお、各端末がアクセス速度の比に比例した帯域の利用を可能にするノードの制御方法が開示されている。この方法では、複数の端末が異なるアクセス速度で集約される通信ネットワーク上のノードに、各端末のアクセス速度毎にキューを設け、入力パケットのヘッダ情報からＩＰアドレス毎に端末がアクティブか、インアクティブかを管理する。一定時間の間にある端末からの到着データ量の増加が見られた場合に、該端末はアクティブであると判定することにより、アクセス速度毎にアクティブ端末数を計算し、該計算されたアクティブ端末数の情報を用いてキュー毎に帯域の割り当てを決定する。
【０００４】
また、トラフィック量が増加しても品質クラス毎に規定されるサービス品質を保証する方法が提案されている。この方法では、ユーザ数の増減時毎に、品質クラス毎の必要帯域の演算を行い必要帯域比率を求める。この必要帯域比率を使用して、ＡＡＬ−２（ＡＴＭアダプテーション・レイヤ−２）ショートセルをＡＴＭ（非同期転送モード）セルにコンポジットするためのコンポジット順序テーブルとＡＴＭセルを送信するためのＡＴＭセル送信順序テーブルとを生成する。このコンポジット順序テーブルによりＡＡＬ−２ショートセルをＡＴＭセルにコンポジットし、このＡＴＭセル送信順序テーブルによりＡＴＭセルをＶＰ回線に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２４９８７号公報
【特許文献２】特開２００２−３５４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域は、予め計画的に許容帯域を定めることによって制御されていた。しかしながら、近年、端末装置からネットワークへ流入するトラヒックの属性が多種多様であるため、適正な許容帯域を予め定めることが困難であるという問題があった。
【０００７】
実施態様に係る装置及び方法は、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を動的に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によるパケット伝送装置は、端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、ヘッダに含まれる識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、帯域制御部により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部を備える。
【０００９】
他の実施形態による信号終端装置は、信号端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、この信号からパケットを生成するパケット生成部と、この信号の種別を識別する識別部と、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、を備える。
【００１０】
他の実施形態による通信システムは、信号終端装置及びパケット伝送装置を備える。この信号終端装置は、端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、この信号からパケットを生成するパケット生成部と、この信号の種別を識別する識別部と、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、カプセル化データをパケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部を備える。またパケット伝送装置は、カプセル化データを信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、帯域制御部により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部を備える。
【００１１】
また他の実施形態によれば、端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法が与えられる。この方法では、信号終端装置において端末装置から受信した信号からパケットを生成し、信号終端装置においてこの信号の種別を識別し、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを信号終端装置からパケット伝送装置へ送信し、パケット伝送装置において識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、パケット伝送装置において識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信する。
【発明の効果】
【００１２】
本件開示の装置又は方法によれば、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を動的に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】通信ネットワークの全体構成図である。
【図２】信号終端装置の第１例の構成図である。
【図３】第１サービス属性テーブルの構成例の説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１サービス属性テーブルの第１例及び第２例を示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、サービスヘッダの構成例の説明図である。
【図６】図２に示す信号終端装置の処理の説明図である。
【図７】パケット伝送装置の構成例を示す図である。
【図８】サービスヘッダ学習テーブルの構成例の説明図である。
【図９】サービスヘッダ学習部の処理の説明図（その１）である。
【図１０】サービスヘッダ学習部の処理の説明図（その２）である。
【図１１】帯域管理部の処理の説明図である。
【図１２】帯域制御部の構成例を示す図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブルの変化の説明図（その１）〜（その３）である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブルの変化の説明図（その４）〜（その６）である。
【図１５】第２サービス属性テーブルの第２構成例の説明図である。
【図１６】第２サービス属性テーブルの第３構成例の説明図である。
【図１７】第２サービス属性テーブルの第４構成例の説明図である。
【図１８】図１７に示す第２サービス属性テーブルを用いた帯域制御の説明図である。
【図１９】信号終端装置の第２例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述の通り、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域は、オペレーションシステムを操作するオペレータが、予め計画的に許容帯域を定めることによって制御されていた。しかしながら、近年、端末装置からネットワークへ流入するトラヒックの属性が多種多様になっている。
【００１５】
例えば、ある種の端末装置には接続が持続するものがある一方で、他の種類の端末装置には頻繁に接続及び切断を繰り返すものがある。また、ある種の端末装置には高速なデータ速度を必要とするが重要度及び緊急度が低いものがある一方で、他の種類の端末装置には低速なデータ速度を使用するが重要度や緊急度が高いものがある。また、ある種の端末装置にはバースト性が低いものがある一方で、他の種類の端末装置には低速なデータ速度を使用するがバースト性が高いものがある。このような端末装置は、例えば無線端末装置である。
【００１６】
このため、予め定めた許容帯域による帯域制御は以下のような点で課題を有していた。まず、各端末装置が常時ネットワークに接続されているとは限らない場合に、接続中の端末数の増減に対して、ネットワークへのトラヒック流入のために確保する帯域をリアルタイムに制御できなかった。
【００１７】
また、端末装置のトラヒックに対して帯域保証型サービスを提供する場合には、実際のトラヒック量に関わらず予め大きな帯域を割り当てておく必要がある。このため、ネットワークリソースの利用に無駄が生じやすくなっていた。
【００１８】
また、端末装置のトラヒックに対してベストエフォート型サービスを提供する場合には、帯域保証型サービスで確保された残りの空き帯域しか使用できない。このためパケットの遅延や欠落が生じる恐れがあった。
【００１９】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１は、通信ネットワークの全体構成図である。通信ネットワーク１は、端末装置２ａ〜２ｄと、信号終端装置３ａ及び３ｂと、パケット伝送装置４と、第１ネットワーク５と、受信装置６ａ〜６ｃを備える。以下の説明において、端末装置２ａ〜２ｄを総称して「端末装置２」と表記することがある。また以下の説明において、信号終端装置３ａ及び３ｂを総称して「信号終端装置３」と表記することがある。また以下の説明において、受信装置６ａ〜６ｃを総称して「受信装置６」と表記することがある。
【００２０】
端末装置２は、信号を信号終端装置３へ送信する。このような端末装置は、例えば無線通信回線を経由してアップリンク信号を信号終端装置３へ送信する無線端末装置である。以下の説明は、端末装置２がこのような無線通信端末装置である実施例について説明する。しかし以下の説明は、本明細書に開示される実施態様が、端末装置２が無線通信端末装置である態様に限定されることを意図するものでなない。信号終端装置３は、端末装置２から受信したアップリンク信号をパケット化することによりパケットを生成する。終端装置３は、生成したパケットをパケット伝送装置４へ送信する。
【００２１】
パケット伝送装置４は、信号終端装置３から送信されたパケットを受信する。パケット伝送装置４は、第１ネットワーク５を経由して指定された宛先の受信装置６へパケットを転送するために、受信したパケットをルーティングする。受信装置６は、第１ネットワーク５を経由して伝送されたパケットを受信する。
【００２２】
例えば、端末装置２、信号終端装置３及びパケット伝送装置４は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠するシステムの一部分であってよい。端末装置２から送信されたアップリンクの無線信号は、信号終端装置３としての基地局（eNB: Evolved UTRAN NodeB）に受信される。
【００２３】
基地局は、受信したアップリンク信号からパケットを生成し、パケット伝送装置４としてのＳＡＥ−ＧＷ（System Architecture Evolution Gateway）へパケットを送信する。ＳＡＥ−ＧＷは、受信したパケットをネットワークへ伝送する。この場合、受信装置６は、例えば端末装置２からのアップリンク信号を受信するアプリケーションサーバであってよい。
【００２４】
また、端末装置２、信号終端装置３及びパケット伝送装置４は、例えばＺｉｇｂｅｅを採用する通信システムであってよい。例えば、Ｚｉｇｂｅｅ端末である端末装置２から送信されたアップリンクの無線信号は、信号終端装置３としてのセンサーゲートウエイに受信される。センサーゲートウエイは、受信したアップリンク信号からパケットを生成し、パケット伝送装置４としてのゲートウエイへパケットを送信する。ゲートウエイは、受信したパケットをネットワーク５へ伝送する。
【００２５】
続いて、図１に示した信号終端装置３の構成及び処理について説明する。図２は、信号終端装置３の第１例の構成図である。信号終端装置３は、アンテナ１０と、信号受信部１１と、識別部１２と、インターネットプロトコルパケット生成部１３と、レイヤ２フレーム生成部１４と、カプセル化部１５と、送信部１６と、記憶部１７を備える。なお、以下の説明及び図面において「インターネットプロトコル」及び「レイヤ２」をそれぞれ「ＩＰ」及び「Ｌ２」と表記することがある。
【００２６】
信号受信部１１は、端末装置２から送信されたアップリンク信号を、アンテナ１０を介して受信する。識別部１２は、アップリンク信号の種別を識別する。識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別は、例えばサービス種別であってよい。ここに「サービス種別」とは、端末装置２がアップリンク信号を送信する通信規格の種別であってよい。例えば、サービス種別は、「ＬＴＥ」、「ＨＳＰＡ」及び「Ｚｉｇｂｅｅ」等の通信方式を区別する種別であってよい。また、各端末当たりに保証する保証帯域による分類と通信方式による分類とを組み合わせた種別を、サービス種別として使用してもよい。
【００２７】
ＩＰパケット生成部１３は、受信されたアップリンク信号をＩＰパケットにパケット化する。Ｌ２フレーム生成部１４は、ＩＰパケット生成部１３が生成したパケットをＬ２フレームに格納する。
【００２８】
カプセル化部１５は、Ｌ２フレーム生成部１４が生成したＬ２フレームに後述のヘッダを付加することによって、カプセル化データを生成する。以下の説明において、カプセル化部１５によって、Ｌ２フレームに付加されるヘッダを「サービスヘッダ」と表記する。
【００２９】
送信部１６は、カプセル化データをパケット伝送装置４へ送信する。記憶部１７には、第１サービス属性テーブル１８が記憶される。第１サービス属性テーブル１８は、識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別に関する情報を格納するテーブルである。
【００３０】
図３は、第１サービス属性テーブル１８の構成例の説明図である。図３に例示する第１サービス属性テーブル１８は、サービス種別に関する情報を格納する。以下の説明では、識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別がサービス種別である例について説明する。
【００３１】
第１サービス属性テーブル１８は、端末サービス識別子フィールド、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドを備える。端末サービス識別子フィールドには、信号終端装置３がアップリンク信号を受信する端末装置２の種別を示す情報が格納される。例えば、端末サービス識別子フィールドの値は、端末装置２が使用する通信方式を識別する識別子であってよい。
【００３２】
保証帯域フィールドは、各サービス種別において端末１台あたりのアップリンク信号のトラヒックに保証する帯域を示す情報が格納される。グループ識別子フィールドには、各サービス種別のサービスグループの識別情報が格納される。ここで「サービスグループ」とは、同一のサービス種別によってアップリンク信号を送信する端末装置２のグループを意味する。また、以下の説明においてグループ識別子フィールドに格納される識別情報を、「グループ識別子」と表記する。
【００３３】
サービス宛先識別子フィールドには、カプセル化データを送信する宛先のパケット伝送装置４のアドレスを格納してよい。以下の説明において、サービス宛先識別子フィールドに格納されるアドレスを「サービス宛先識別子」と表記する。
【００３４】
図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）は、第１サービス属性テーブル１８の第１例及び第２例を示す図である。図４の（Ａ）に示すエントリの場合、端末サービス識別子フィールドには、ＬＴＥを示す識別子「１」が格納される。同様に、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドには、それぞれ帯域「50Mbps」、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」及びサービス宛先識別子「00-FF-68-5D-10-00」が格納される。
【００３５】
図４の（Ｂ）に示すエントリの場合、端末サービス識別子フィールドには、Ｚｉｇｂｅｅを示す識別子「２」が格納される。同様に、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドには、それぞれ帯域「250Kbps」、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」及びサービス宛先識別子「00-FF-68-5D-10-00」が格納される。
【００３６】
図２に示すカプセル化部１５は、識別部１２により識別されたサービス種別に応じて、第１サービス属性テーブル１８に格納された情報に基づいて、各端末装置２から送信された信号を格納するＬ２フレームに付加するサービスヘッダを生成する。
【００３７】
例えばカプセル化部１５は、識別部１２により識別されたサービス種別の通信方式の識別子と保証帯域を格納するレコードを、第１サービス属性テーブル１８の中で検索する。カプセル化部１５は、検出されたレコードのグループ識別子フィールドに格納されたグループ識別子をサービスヘッダに格納する。
【００３８】
サービスヘッダは、例えば特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式に準拠していてよい。このようなヘッダ形式を採用することにより、信号終端装置３とパケット伝送装置４との間で、特定の通信プロトコルのネットワークを経由してカプセル化データを伝送することが可能となる。
【００３９】
すなわち通信ネットワーク１は、信号終端装置３とパケット伝送装置４との間で、特定の通信プロトコルに従ってカプセル化データを伝送する第２ネットワークを備えていてもよい。この場合、カプセル化部１５は、上記検索により検出されたレコードのサービス宛先識別子フィールドに格納されたサービス宛先識別子を、第２ネットワークにおけるパケット伝送装置４の宛先アドレスとしてサービスヘッダに格納してよい。
【００４０】
以下に、特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式に準拠するサービスヘッダの例を説明する。図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）は、サービスヘッダの構成例の説明図である。図５の（Ａ）のヘッダ形式は、ＩＥＥＥ８０２．１ａｄに準拠するＭＡＣヘッダの形式である。ＭＡＣヘッダは、ＤＡフィールド、ＳＡフィールド、ＴＰＩＤフィールド及びＳ−ＶＩＤフィールドを備える。カプセル化部１５は、宛先アドレスとしてサービス宛先識別子をＤＡフィールドに格納してよい。
【００４１】
また、カプセル化部１５は、送信元アドレス用に用意されたＳＡフィールドにグループ識別子を格納してよい。カプセル化部１５は、ＴＰＩＤフィールド及びＳ−ＶＩＤフィールドにそれぞれ任意の値を格納してよい。
【００４２】
図５の（Ｂ）のヘッダ形式は、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈに準拠するＭＡＣヘッダの形式である。ＭＡＣヘッダは、Ｂ−ＤＡフィールド、Ｂ−ＳＡフィールド、ＴＰＩＤフィールド、Ｂ−ＶＩＤフィールド及びＩ−ＳＩＤを備える。カプセル化部１５は、宛先アドレスとしてサービス宛先識別子をＢ−ＤＡフィールドに格納してよい。また、カプセル化部１５は、送信元アドレス用に用意されたＢ−ＳＡフィールドにグループ識別子を格納してよい。カプセル化部１５は、ＴＰＩＤフィールド、Ｂ−ＶＩＤフィールド及びＩ−ＳＩＤフィールドにそれぞれ任意の値を格納してよい。
【００４３】
次に、図２に示す信号終端装置３の処理について説明する。図６は、信号終端装置３の処理の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＡＡ〜ＡＥの各オペレーションはステップであってもよい。
【００４４】
オペレーションＡＡにおいて信号受信部１１は、端末装置２から送信されたアップリンク信号を受信する。オペレーションＡＢにおいて識別部１２は、アップリンク信号の種別を識別する。オペレーションＡＣにおいてＩＰパケット生成部１３は、アップリンク信号からパケット信号を生成する。Ｌ２フレーム生成部１４は、ＩＰパケット生成部１３が生成したパケットをＬ２フレーム内に格納する。
【００４５】
オペレーションＡＤにおいてカプセル化部１５は、Ｌ２フレーム生成部１４が生成したＬ２フレームに、アップリンク信号の種別に応じたサービスヘッダを付加することによって、Ｌ２フレームをカプセル化する。オペレーションＡＥにおいて送信部１６は、カプセル化データをパケット伝送装置４へ送信する。
【００４６】
続いて、図１に示したパケット伝送装置４の構成及び処理について説明する。図７は、パケット伝送装置４の構成例を示す図である。パケット伝送装置４は、受信部２０と、サービスヘッダ学習部２１と、記憶部２２と、転送学習部２３と、帯域管理部２４と、帯域制御部２５と、ヘッダ付与部２６と、送信部２７を備える。記憶部２２には、第２サービス属性テーブル３０と、サービスヘッダ学習テーブルと、転送テーブル３２が記憶される。
【００４７】
受信部２０は、信号終端装置３から送信されたカプセル化データを受信する。サービスヘッダ学習部２１は、受信した各カプセル化データに含まれるＩＰパケットを参照することにより、カプセル化データに格納されるアップリンク信号を送信した端末装置２を識別する。
【００４８】
また、サービスヘッダ学習部２１はカプセル化データのサービスヘッダに格納されるグループ識別子を参照することにより、アップリンク信号の送信元の端末装置２が属するサービスグループ、すなわちサービス種別を識別する。
【００４９】
サービスヘッダ学習部２１は、アップリンク信号の送信元の端末装置２を、グループ識別子毎に分類してサービスヘッダ学習テーブル３１に記憶する。また、サービスヘッダ学習部２１は、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶された端末装置２から、所定のエイジング期間内にアップリンク信号を受信しない場合には、サービスヘッダ学習テーブル３１からこの端末装置２を削除する。
【００５０】
図８は、サービスヘッダ学習テーブル３１の構成例の説明図である。サービスヘッダ学習テーブル３１は、グループ識別子フィールドと、キュー識別子フィールドと、ＩＰパケットのＳＡ（Source Address）フィールド［１］〜［ｎ］と、フラグフィールド［１］〜［ｎ］を有する。
【００５１】
グループ識別子フィールドには、パケット伝送装置４により受信されたカプセル化データのグループ識別子が格納される。キュー識別子フィールドには、各グループ識別子のサービスグループのパケットを格納するために使用される、帯域制御部２５内のパケットキューを指定するキューの識別子が格納される。
【００５２】
各サービスグループのパケットを格納するパケットキューには、例えば予め所定のキューが割り当てられていてもよい。また、各サービスグループのパケットを格納するために使用されるパケットキューは、各カプセル化データに格納されたＬ２フレームのＭＡＣヘッダに指定されたＶＩＤの値に応じて定まる優先度に応じて指定されてもよい。また、各サービスグループのパケットを格納するために使用されるパケットキューは、後述するように各グループ識別子毎に指定された優先度に応じて指定されてもよい。
【００５３】
ＩＰパケットのＳＡフィールドには、各グループ識別子により分類された、アップリンク信号の送信元の端末装置２のＩＰアドレスが格納される。フラグフィールドには、所定のエイジング期間内に、各端末装置２からアップリンク信号が受信されたか否かを示すフラグ情報が格納される。
【００５４】
サービスヘッダ学習部２１は、端末装置２毎にＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドに情報を格納する。したがって、サービスヘッダ学習テーブル３１は、各グループ識別子毎に、複数のＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドを有する。図８の例示では、サービスヘッダ学習テーブル３１は、各グループ識別子毎に、それぞれｎ個のＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドを有する。
【００５５】
図７を参照する。サービスヘッダ学習部２１は、各グループ識別子毎にサービスヘッダ学習テーブル３１に格納した端末装置２に関する学習情報を帯域管理部２４へ送信する。学習情報は、各グループ識別子毎にサービスヘッダ学習テーブル３１に登録された端末装置２の数を含んでいてもよい。学習情報は、グループ識別子毎に指定されたパケットキューに関する情報を含んでいてもよい。
【００５６】
サービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データからサービスヘッダを除去し、カプセル化データに格納されていたＬ２フレームを転送学習部２３へ出力する。
【００５７】
図９及び図１０を参照して、サービスヘッダ学習部２１による端末装置２の学習処理を説明する。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＢＡ〜ＢＰの各オペレーションはステップであってもよい。
【００５８】
オペレーションＢＡにおいてサービスヘッダ学習部２１は、所定のエイジング期間が過ぎたか否かを判定する。所定のエイジング期間が過ぎた場合（オペレーションＢＡ：Ｙ）には、処理はオペレーションＢＬへ進む。所定のエイジング期間が過ぎていない場合（オペレーションＢＡ：Ｎ）には、処理はオペレーションＢＢへ進む。
【００５９】
オペレーションＢＢにおいてサービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データの受信があったか否かを判定する。カプセル化データの受信があった場合（オペレーションＢＢ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＣへ進む。カプセル化データの受信がない場合（オペレーションＢＢ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００６０】
オペレーションＢＣにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信したカプセル化データのサービスヘッダに格納されるグループ識別子を検出する。サービスヘッダ学習部２１は、検出されたグループ識別子が、既にサービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。グループ識別子が登録済みである場合（オペレーションＢＣ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＥへ進む。グループ識別子が登録済みでない場合（オペレーションＢＣ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＤへ進む。
【００６１】
オペレーションＢＤにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのグループ識別子を、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録する。その後処理はオペレーションＢＦへ進む。
【００６２】
オペレーションＢＥにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのサービスヘッダに格納されるＩＰパケットの送信元アドレス、すなわち端末装置２のＩＰアドレスがサービスヘッダ学習テーブル３１に登録済であるか否かを判定する。
【００６３】
端末装置２のＩＰアドレスが登録済みである場合（オペレーションＢＥ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＨへ進む。端末装置２のＩＰアドレスが登録済みでない場合（オペレーションＢＥ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＦへ進む。
【００６４】
オペレーションＢＦにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信したカプセル化データに格納されたアップリンク信号の送信元の端末装置２のＩＰアドレスをサービスヘッダ学習テーブル３１に登録する。
【００６５】
オペレーションＢＧにおいてサービスヘッダ学習部２１は、オペレーションＢＦにおいて登録されたＩＰアドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＮ」にセットする。その後処理はオペレーションＢＩへ進む。
【００６６】
オペレーションＢＨにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのサービスヘッダに格納されるＩＰパケットの送信元アドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＮ」にセットする。その後処理はオペレーションＢＩへ進む。
【００６７】
オペレーションＢＩにおいてサービスヘッダ学習部２１は、学習情報を帯域管理部２４へ送信する。オペレーションＢＪにおいてサービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データからサービスヘッダを削除する。オペレーションＢＫにおいてサービスヘッダ学習部２１は、Ｌ２フレームを転送学習部２３へ出力する。その後処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００６８】
オペレーションＢＬにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。フラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが登録されている場合には（オペレーションＢＬ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＭへ進む。フラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが登録されていない場合には（オペレーションＢＬ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＯへ進む。
【００６９】
オペレーションＢＭにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスの登録を、サービスヘッダ学習テーブル３１から削除する。オペレーションＢＮにおいてサービスヘッダ学習部２１は、学習情報を帯域管理部２４へ送信する。
【００７０】
オペレーションＢＯにおいてサービスヘッダ学習部２１は、オペレーションＢＬにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。フラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが登録されている場合には（オペレーションＢＯ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＰへ進む。フラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが登録されていない場合には（オペレーションＢＯ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００７１】
オペレーションＢＰにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＦＦ」へリセットする。その後処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００７２】
図７を参照する。転送学習部２３は、Ｌ２フレームのＭＡＣヘッダの送信元アドレスを転送テーブル３２に記憶する。また、転送学習部２３は、Ｌ２フレームを帯域制御部２５へ転送する。
【００７３】
帯域管理部２４は、サービスヘッダ学習部２１から学習情報を受信する。また、帯域管理部２４は、第２サービス属性テーブル３０に記憶される、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値を取得する。第２サービス属性テーブル３０の構成は、図３に例示した第１サービス属性テーブル１８の構成と同様であってよい。
【００７４】
帯域管理部２４は、学習情報と、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値に基づいて、各サービスグループに割り当てる帯域を算出する。例えば、あるサービスグループについて、端末１台当たり保証する保証帯域をＢとしサービスヘッダ学習テーブル３１に登録された端末数をＮとするとき、帯域管理部２４は、サービスグループに割り当てる帯域を次式（１）により算出してよい。
【００７５】
（サービスグループに割り当てる帯域）＝Ｎ×Ｂ （１）
【００７６】
帯域管理部２４は、各サービスグループについて算出した帯域と、この帯域を割り当てるパケットキューを指定する情報を帯域制御部２５に出力する。
【００７７】
図１１を参照して、上記の帯域管理部２４の処理を説明する。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＣＡ〜ＣＤの各オペレーションはステップであってもよい。オペレーションＣＡにおいて帯域管理部２４は、サービスヘッダ学習部２１から学習情報を受信する。オペレーションＣＢにおいて帯域管理部２４は、第２サービス属性テーブル３０から、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値を取得する。
【００７８】
オペレーションＣＣにおいて帯域管理部２４は、学習情報と、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値に基づいて、各サービスグループに割り当てる帯域を算出する。オペレーションＣＤにおいて帯域管理部２４は、各サービスグループについて算出した帯域と、この帯域を割り当てるパケットキューを指定する情報を帯域制御部２５へ出力する。
【００７９】
帯域制御部２５は、転送学習部２３から転送された各サービスグループのＬ２フレームが通過する許容帯域を、帯域管理部２４にて指定される帯域以下となるように制御する。図１２は、帯域制御部２５の構成例を示す図である。
【００８０】
帯域制御部２５は、複数のパケットキュー４０−１〜４０−ｍと、分配部４１と、読出部４２と、多重化部４３を備える。以下の説明において、パケットキュー４０−１〜４０−ｍを総称して「パケットキュー４０」と表記することがある。
【００８１】
パケットキュー４０には、転送学習部２３から転送されたＬ２フレームがそれぞれ格納される。分配部４１は、転送学習部２３から転送されたＬ２フレームを、各サービスグループ毎に指定されたパケットキュー４０へ分配する。
【００８２】
読出部４２は、各サービスグループについて算出した帯域と、各サービスグループに割り当てるパケットキュー４０を指定する情報を帯域管理部２４から受信する。読出部４２は、各パケットキューから指定された帯域でＬ２フレームを読み出す。多重化部４３は、読み出されたＬ２フレームを多重化し、多重化されたＬ２フレームをヘッダ付与部２６へ出力する。
【００８３】
図７を参照する。ヘッダ付与部２６は、帯域制御部２５から出力されるＬ２フレームに、第１ネットワーク５を伝送させるために使用される所定のヘッダを付与する。送信部２７は、ヘッダが付与されたフレームを、第１ネットワーク５へ出力する。
【００８４】
以下、カプセル化データを受信した場合のサービスヘッダ学習テーブル３１の変化と、それに伴う帯域制御部２５による帯域制御について説明する。図１３の（Ａ）〜図１３の（Ｃ）及び図１４の（Ａ）〜図１４の（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブル３１の変化の説明図（その１）〜（その６）である。なお、以下の説明は、下記（１）〜（４）の条件を前提とする。
【００８５】
（１）パケット伝送装置４は、図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）に例示される識別子「00-FF-68-5D-00-01」及び「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループのカプセル化データを受信する。これらの保証帯域は、図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）の例示の通りである。
【００８６】
（２）帯域制御部２５は、パケットキュー４０のうち識別子「１」のパケットキューに識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループのパケットを格納する。また、帯域制御部２５は、識別子「２」のパケットキューに識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループのパケットを格納する。
【００８７】
（３）帯域制御部２５が、これらのグループに割当可能な物理帯域の合計の上限は１０００Ｍｂｐｓであり、識別子「２」のパケットキューの読み出し優先度は、識別子「１」のパケットキューの読み出し優先度よりも高く設定されている。
【００８８】
（４）帯域制御部２５が割り当てる帯域の最小単位は１Ｍｂｐｓである。
【００８９】
図１３の（Ａ）は、初期状態におけるサービスヘッダ学習テーブル３１を示す。パケット伝送装置４はカプセル化データを受信していないため、サービスヘッダ学習テーブル３１には、まだ端末装置２のＩＰアドレスの登録はない。
【００９０】
その後、パケット伝送装置４は、カプセル化データを受信する。このカプセル化データは、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループに属する端末装置２のアップリンク信号を格納する。この端末装置２はＩＰアドレス「123.234.34.1」を持つ。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１３の（Ｂ）に示す状態となる。
【００９１】
図１３の（Ｂ）に示す通り、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-01」、「１」、「123.234.34.1」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に作成される。フラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９２】
グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループにおける端末１台当たりの保証帯域は５０Ｍｂｐｓであり、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されるこのサービスグループの端末装置２の数は１台である。したがって、識別子「１」のパケットキューの通過帯域として５０Ｍｂｐｓ×１台＝５０Ｍｂｐｓが割り当てられる。
【００９３】
その後、カプセル化データがパケット伝送装置４に届き、パケット伝送装置４は、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループに属する２０番目の端末装置２のアップリンク信号を格納したカプセル化データを受信する。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１３の（Ｃ）に示す状態となる。図示の例では、２０番目の端末装置２は、ＩＰアドレス「123.234.34.20」を持つ。
【００９４】
この結果、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-01」、「１」、「123.234.34.20」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に追加される。またフラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９５】
サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されるこのサービスグループの端末装置２の数は２０台である。したがって、識別子「１」のパケットキューの通過帯域として５０Ｍｂｐｓ×２０台＝１０００Ｍｂｐｓが割り当てられる。
【００９６】
その後、伝送装置４は、新たにカプセル化データを受信する。このカプセル化データは、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループに属する端末装置２のアップリンク信号を格納する。この端末装置２はＩＰアドレス「234.34.56.1」を持つ。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ａ）に示す状態となる。
【００９７】
この結果、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-02」、「２」、「234.34.56.1」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に追加される。またフラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９８】
グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループにおける端末１台当たりの保証帯域は２５０Ｋｂｐｓであり、サービスヘッダ学習テーブル３１におけるこのサービスグループの登録台数は１台である。したがって、帯域管理部２４は、このサービスグループに割り当てる帯域として、帯域２５０Ｋｂｐｓ×１台＝２５０Ｋｂｐｓを算出する。帯域制御部２５は、最小単位である１Ｍｂｐｓの通過帯域を識別子「２」のパケットキューに割り当てる。
【００９９】
また帯域制御部２５は、パケットキュー「１」及び「２」の割当帯域が、物理帯域の上限は１０００Ｍｂｐｓを超えないように、識別子「１」のパケットキューの通過帯域を低減する。例えば、帯域制御部２５は、現在割当中の帯域１０００Ｍｂｐｓから、端末１台分の保証帯域５０Ｍｂｐｓを低減し、帯域９５０Ｍｂｐｓを識別子「１」のパケットキューに再割り当てする。
【０１００】
その後、アドレス「234.34.56.1」の端末装置２とネットワークとの接続が切断される。すると、この端末装置２からのアップリンク信号の送信がエイジング期間中に到来しなくなり、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ｂ）に示す状態となる。アドレス「234.34.56.1」の端末装置２について記憶されるフラグの値は「ＯＦＦ」にリセットされる。
【０１０１】
この結果、サービスヘッダ学習部２１は、サービスヘッダ学習テーブル３１からアドレス「234.34.56.1」の端末装置２の登録を削除する。サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ｃ）に示す状態となる。
【０１０２】
帯域制御部２５は、識別子「２」のパケットキューに割り当てる通過帯域を０にする。この結果、パケットキュー「１」及び「２」の割当帯域の合計９５０Ｍｂｐｓが、物理帯域の上限の１０００Ｍｂｐｓを下回る。帯域制御部２５は、識別子「１」のパケットキューの帯域の値を、帯域管理部２４が算出した値１０００Ｍｂｐｓへ戻す。
【０１０３】
本実施例によれば、端末装置から送信されたアップリンク信号の種別毎に分類した送信元の端末装置の台数と、種別毎に定めた係数との積に応じて、接続中の端末装置に割り当てる保証帯域の合計を算出できる。このため、パケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、接続中の端末装置の接続状況に応じて動的に制御することが可能となる。
【０１０４】
このようにパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、動的に制御することにより、帯域保証型サービスを提供する場合に接続状況に応じて割当帯域量を調整することが可能になる。この結果、本実施例によれば、ネットワークリソースの利用効率を高めることが可能となる。
【０１０５】
また、帯域保証型サービスを提供する場合のネットワークリソースの利用効率が高まることにより、本実施例によれば、帯域保証型サービスの利用が促進される。帯域保証型サービスの利用頻度が高まることにより、相対的にベストエフォート型サービスの利用頻度が減少するので上記のベストエフォート型サービスを利用する際の問題が解消される。
【０１０６】
また、信号終端装置３においてアップリンク信号の種別を識別し、その識別子によりアップリンク信号のパケットをカプセル化したことにより、パケット伝送装置４はサービスヘッダを参照することで、アップリンク信号の種別を判定することが可能となる。このため、本発明によれば、帯域制御処理を実行するパケット伝送装置４におけるアップリンク信号の種別判定を容易にする。
【０１０７】
また、本実施例では、サービスヘッダの形式として、特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式を使用し、その送信元アドレスにアップリンク信号の種別の識別子を格納する。この結果、特定の通信プロトコルにおいてフレームやパケットの送信元アドレスを学習する既存のアルゴリズムを用いて、サービスヘッダに格納されたアップリンク信号の種別の識別子を学習することが可能となる。この結果、本実施例の実装が容易になる。
【０１０８】
次に、他の実施例について説明する。図１５は、第２サービス属性テーブル３０の第２構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に優先度フィールドを有する。
【０１０９】
優先度フィールドには、各サービスグループに割り当てられる優先度に関する情報が格納される。図１２に示す帯域制御部２５の分配部４１は、優先度フィールドに格納された各サービスグループの優先度に応じて、Ｌ２フレームをパケットキュー４０へ分配する。また、サービスヘッダ学習部２１は、優先度フィールドに格納された各サービスグループの優先度に応じて、サービスヘッダ学習テーブル３１のキュー識別子フィールドの値を指定する。
【０１１０】
図１６は、第２サービス属性テーブル３０の第３構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に最低保証端末数フィールドを有する。なお、第２サービス属性テーブル３０は、図１５に示す優先度フィールドを更に有していてもよい。
【０１１１】
最低保証端末数フィールドには、各サービスグループにおいて、帯域制御部２５により帯域が保証される端末数の最小値が格納される。例えば最低保証端末数がＭのとき、帯域管理部２４は、サービスグループに割り当てる帯域を次式（２）により算出してよい。
【０１１２】
（サービスグループに割り当てる帯域）＝（Ｎ＋Ｍ）×Ｂ （２）
【０１１３】
図１７は、第２サービス属性テーブル３０の第４構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に増加ステップ幅フィールドと、減少ステップ幅フィールドを有する。なお、第２サービス属性テーブル３０は、図１５に示す優先度フィールド及び図１６に示す最低保障端末数フィールドを更に有していてもよい。
【０１１４】
増加ステップ幅フィールドには、端末数の増加に応じて帯域制御部２５が帯域を増加させるときの１回当たりの増加ステップ幅を示す値が格納される。減少ステップ幅フィールドには、端末数の減少に応じて帯域制御部２５が帯域を減少させるときの１回当たりの減少ステップ幅を示す値が格納される。増加ステップ幅フィールド及び減少ステップ幅フィールドにて指定される帯域の大きさは、保証帯域フィールドにて指定される保証帯域よりも大きくてよい。
【０１１５】
図１８は、図１７に示す第２サービス属性テーブル３０を用いた帯域制御の説明図である。図１８の実線は、端末装置の数に応じて帯域管理部２４によって算出された割当帯域の計算値の時間変化を示す。破線は、帯域制御部２５により割り当てられる帯域の時間変化を示す。一点鎖線は、帯域制御部２５が割当帯域の増加の要否を判定する際に帯域管理部２４による出力値と比較される上方閾値を示す。二点鎖線は、帯域制御部２５が割当帯域の減少の要否を判定する際に帯域管理部２４による出力値と比較される下方閾値を示す。
【０１１６】
時刻ｔ１及びｔ２において、割当帯域の計算値が上方閾値を超えると、帯域制御部２５は増加ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ割当帯域を増加させる。このとき、上方閾値も増加ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ増加させる。時刻ｔ３及びｔ４において、割当帯域の計算値が下方閾値を下回ると、帯域制御部２５は減少ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ割当帯域を減少させる。このとき、下方閾値も減少ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ減少させる。
【０１１７】
増加ステップ幅及び減少ステップ幅を指定することにより、帯域制御部２５の制御頻度を低減することが可能になる。この結果、帯域制御部２５の処理負荷が低減される。
【０１１８】
次に、信号終端装置３の他の実施例について説明する。図１９は、信号終端装置３の第２例の構成図である。図２に示す構成要素と同じ要素には、図２で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。
【０１１９】
本実施例は、サービス種別に代えて及び／又はサービス種別に加えて、端末装置２から送信されるユーザフローの種別毎に、ユーザフローの送信元の端末装置２の数を判定する。本実施例は、各ユーザフロー毎に保証されるフロー保証帯域と、ユーザフロー毎の端末装置２の数との積に応じて、各フロー毎に割り当てられる保証帯域を制御する。
【０１２０】
このため、信号終端装置３はフロー制御部１９を備える。フロー制御部１９は、端末装置２から送信されるユーザフローの種別を識別する。例えば、フロー制御部１９は、端末装置２から送信されるアップリンク信号に含まれる呼制御データを参照することによって、ユーザフローの種別を識別してよい。
【０１２１】
図２に示すカプセル化部１５は、フロー識別部１９により識別されたサービスフローの種別に応じて、第１サービス属性テーブル１８に格納された情報に基づいて、各端末装置２から送信された信号を格納するＬ２フレームに付加するサービスヘッダを生成する。本実施例では、第１サービス属性テーブル１８及び第２サービス属性テーブル３０の端末サービス識別子フィールドには、サービスフローの種別を指示する識別子が格納される。また、保証帯域フィールドには、各サービスフロー毎に保証される保証帯域を示す情報が格納される。
【０１２２】
本実施例によれば、パケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、ユーザフローの発生状況に応じて動的に制御することが可能となる。
【０１２３】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２４】
（付記１）
端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、
前記ヘッダに含まれる識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備えるパケット伝送装置。
【０１２５】
（付記２）
カプセル化データが受信されたとき、該カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を前記端末記憶部に記憶させ、エイジング期間内にいずれかの端末装置から送信された信号を格納するカプセル化データが受信されないとき、該いずれかの端末装置を前記端末記憶部から消去する、学習部を備える付記１に記載のパケット伝送装置。
【０１２６】
（付記３）
前記帯域制御部は、
複数のパケットキューと、
前記識別子毎に前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する分配部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に応じた読出し速度で、各前記パケットキューからパケットを読み出す読出部と、
を備える、付記１又は２に記載のパケット伝送装置。
【０１２７】
（付記４）
前記読出部は、前記複数のパケットキューのいずれかからパケットを読み出す優先度と異なる優先度で、前記複数のパケットキューの他のパケットキューのいずれかからパケットを読み出し、
前記分配部は、前記識別子に応じて定められた優先度に従って前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する、
付記３に記載のパケット伝送装置。
【０１２８】
（付記５）
前記帯域制御部は、前記識別子に応じてそれぞれ定められた前記帯域よりも大きいステップ幅で、前記パケットを通過させる帯域を増減することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１２９】
（付記６）
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、該ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス格納領域に前記識別子が格納されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３０】
（付記７）
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、
前記カプセル化データ受信部は、第２ネットワークから前記カプセル化データを受信し、
該ＭＡＣヘッダの宛先ＭＡＣアドレス格納領域に、前記第２ネットワークにおける前記パケット伝送装置のＭＡＣアドレスが格納されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３１】
（付記８）
前記識別子は、前記端末装置の種別に応じて定められる付記１〜７のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３２】
（付記９）
前記識別子は、前記端末装置から送信されるユーザフローの種別に応じて定められる付記１〜７のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３３】
（付記１０）
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、
を備える信号終端装置。
【０１３４】
（付記１１）
信号終端装置及びパケット伝送装置を備える通信システムであって、
前記信号終端装置は、
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを前記パケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部と、
を備え、
前記パケット伝送装置は、
前記カプセル化データを前記信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、
前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備える、通信システム。
【０１３５】
（付記１２）
端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法であって、
前記信号終端装置において、前記端末装置から受信した信号からパケットを生成し、
前記信号終端装置において、前記信号の種別を識別し、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを、前記信号終端装置から前記パケット伝送装置へ送信し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、
通過帯域が制御された前記パケットを前記第１ネットワークへ送信する、通信方法。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 通信ネットワーク
２、２ａ〜２ｄ 端末装置
３、３ａ、３ｂ 信号終端装置
４ パケット伝送装置
５ 第１ネットワーク
６、６ａ〜６ｃ 受信装置
１１ 信号受信部
１２ 識別部
１３ ＩＰパケット生成部
１４ Ｌ２フレーム生成部
１５ カプセル化部
１６ 送信部
１８ 第１サービス属性テーブル
２０ 受信部
２１ サービスヘッダ学習部
２４ 帯域管理部
２５ 帯域制御部
２７ 送信部
３０ 第２サービス属性テーブル
３１ サービスヘッダ学習テーブル
【技術分野】
【０００１】
本明細書で論じられる実施態様は、端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由してネットワークへ伝送する通信方法、この通信方法に使用される信号終端装置、パケット伝送装置及びこれら装置を含む通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
端末装置から送信された信号を、信号終端装置及びパケット伝送装置を経由してネットワークへ伝送する通信システムが提案及び利用されている。このような通信システムは、例えば無線端末装置から送信されたアップリンク信号をネットワークへ伝送するために使用される。
【０００３】
なお、各端末がアクセス速度の比に比例した帯域の利用を可能にするノードの制御方法が開示されている。この方法では、複数の端末が異なるアクセス速度で集約される通信ネットワーク上のノードに、各端末のアクセス速度毎にキューを設け、入力パケットのヘッダ情報からＩＰアドレス毎に端末がアクティブか、インアクティブかを管理する。一定時間の間にある端末からの到着データ量の増加が見られた場合に、該端末はアクティブであると判定することにより、アクセス速度毎にアクティブ端末数を計算し、該計算されたアクティブ端末数の情報を用いてキュー毎に帯域の割り当てを決定する。
【０００４】
また、トラフィック量が増加しても品質クラス毎に規定されるサービス品質を保証する方法が提案されている。この方法では、ユーザ数の増減時毎に、品質クラス毎の必要帯域の演算を行い必要帯域比率を求める。この必要帯域比率を使用して、ＡＡＬ−２（ＡＴＭアダプテーション・レイヤ−２）ショートセルをＡＴＭ（非同期転送モード）セルにコンポジットするためのコンポジット順序テーブルとＡＴＭセルを送信するためのＡＴＭセル送信順序テーブルとを生成する。このコンポジット順序テーブルによりＡＡＬ−２ショートセルをＡＴＭセルにコンポジットし、このＡＴＭセル送信順序テーブルによりＡＴＭセルをＶＰ回線に送信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２４９８７号公報
【特許文献２】特開２００２−３５４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域は、予め計画的に許容帯域を定めることによって制御されていた。しかしながら、近年、端末装置からネットワークへ流入するトラヒックの属性が多種多様であるため、適正な許容帯域を予め定めることが困難であるという問題があった。
【０００７】
実施態様に係る装置及び方法は、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を動的に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によるパケット伝送装置は、端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、ヘッダに含まれる識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、帯域制御部により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部を備える。
【０００９】
他の実施形態による信号終端装置は、信号端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、この信号からパケットを生成するパケット生成部と、この信号の種別を識別する識別部と、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、を備える。
【００１０】
他の実施形態による通信システムは、信号終端装置及びパケット伝送装置を備える。この信号終端装置は、端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、この信号からパケットを生成するパケット生成部と、この信号の種別を識別する識別部と、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、カプセル化データをパケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部を備える。またパケット伝送装置は、カプセル化データを信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、帯域制御部により通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部を備える。
【００１１】
また他の実施形態によれば、端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法が与えられる。この方法では、信号終端装置において端末装置から受信した信号からパケットを生成し、信号終端装置においてこの信号の種別を識別し、この種別に対応する識別子を含むヘッダをパケットに付加したカプセル化データを信号終端装置からパケット伝送装置へ送信し、パケット伝送装置において識別子毎にカプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、パケット伝送装置において識別子毎に記憶された端末装置の数に識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて各識別子のカプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、通過帯域が制御されたパケットを第１ネットワークへ送信する。
【発明の効果】
【００１２】
本件開示の装置又は方法によれば、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を動的に制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】通信ネットワークの全体構成図である。
【図２】信号終端装置の第１例の構成図である。
【図３】第１サービス属性テーブルの構成例の説明図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１サービス属性テーブルの第１例及び第２例を示す図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、サービスヘッダの構成例の説明図である。
【図６】図２に示す信号終端装置の処理の説明図である。
【図７】パケット伝送装置の構成例を示す図である。
【図８】サービスヘッダ学習テーブルの構成例の説明図である。
【図９】サービスヘッダ学習部の処理の説明図（その１）である。
【図１０】サービスヘッダ学習部の処理の説明図（その２）である。
【図１１】帯域管理部の処理の説明図である。
【図１２】帯域制御部の構成例を示す図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブルの変化の説明図（その１）〜（その３）である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブルの変化の説明図（その４）〜（その６）である。
【図１５】第２サービス属性テーブルの第２構成例の説明図である。
【図１６】第２サービス属性テーブルの第３構成例の説明図である。
【図１７】第２サービス属性テーブルの第４構成例の説明図である。
【図１８】図１７に示す第２サービス属性テーブルを用いた帯域制御の説明図である。
【図１９】信号終端装置の第２例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述の通り、端末装置から送信されたトラヒックをパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域は、オペレーションシステムを操作するオペレータが、予め計画的に許容帯域を定めることによって制御されていた。しかしながら、近年、端末装置からネットワークへ流入するトラヒックの属性が多種多様になっている。
【００１５】
例えば、ある種の端末装置には接続が持続するものがある一方で、他の種類の端末装置には頻繁に接続及び切断を繰り返すものがある。また、ある種の端末装置には高速なデータ速度を必要とするが重要度及び緊急度が低いものがある一方で、他の種類の端末装置には低速なデータ速度を使用するが重要度や緊急度が高いものがある。また、ある種の端末装置にはバースト性が低いものがある一方で、他の種類の端末装置には低速なデータ速度を使用するがバースト性が高いものがある。このような端末装置は、例えば無線端末装置である。
【００１６】
このため、予め定めた許容帯域による帯域制御は以下のような点で課題を有していた。まず、各端末装置が常時ネットワークに接続されているとは限らない場合に、接続中の端末数の増減に対して、ネットワークへのトラヒック流入のために確保する帯域をリアルタイムに制御できなかった。
【００１７】
また、端末装置のトラヒックに対して帯域保証型サービスを提供する場合には、実際のトラヒック量に関わらず予め大きな帯域を割り当てておく必要がある。このため、ネットワークリソースの利用に無駄が生じやすくなっていた。
【００１８】
また、端末装置のトラヒックに対してベストエフォート型サービスを提供する場合には、帯域保証型サービスで確保された残りの空き帯域しか使用できない。このためパケットの遅延や欠落が生じる恐れがあった。
【００１９】
以下、添付する図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１は、通信ネットワークの全体構成図である。通信ネットワーク１は、端末装置２ａ〜２ｄと、信号終端装置３ａ及び３ｂと、パケット伝送装置４と、第１ネットワーク５と、受信装置６ａ〜６ｃを備える。以下の説明において、端末装置２ａ〜２ｄを総称して「端末装置２」と表記することがある。また以下の説明において、信号終端装置３ａ及び３ｂを総称して「信号終端装置３」と表記することがある。また以下の説明において、受信装置６ａ〜６ｃを総称して「受信装置６」と表記することがある。
【００２０】
端末装置２は、信号を信号終端装置３へ送信する。このような端末装置は、例えば無線通信回線を経由してアップリンク信号を信号終端装置３へ送信する無線端末装置である。以下の説明は、端末装置２がこのような無線通信端末装置である実施例について説明する。しかし以下の説明は、本明細書に開示される実施態様が、端末装置２が無線通信端末装置である態様に限定されることを意図するものでなない。信号終端装置３は、端末装置２から受信したアップリンク信号をパケット化することによりパケットを生成する。終端装置３は、生成したパケットをパケット伝送装置４へ送信する。
【００２１】
パケット伝送装置４は、信号終端装置３から送信されたパケットを受信する。パケット伝送装置４は、第１ネットワーク５を経由して指定された宛先の受信装置６へパケットを転送するために、受信したパケットをルーティングする。受信装置６は、第１ネットワーク５を経由して伝送されたパケットを受信する。
【００２２】
例えば、端末装置２、信号終端装置３及びパケット伝送装置４は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）に準拠するシステムの一部分であってよい。端末装置２から送信されたアップリンクの無線信号は、信号終端装置３としての基地局（eNB: Evolved UTRAN NodeB）に受信される。
【００２３】
基地局は、受信したアップリンク信号からパケットを生成し、パケット伝送装置４としてのＳＡＥ−ＧＷ（System Architecture Evolution Gateway）へパケットを送信する。ＳＡＥ−ＧＷは、受信したパケットをネットワークへ伝送する。この場合、受信装置６は、例えば端末装置２からのアップリンク信号を受信するアプリケーションサーバであってよい。
【００２４】
また、端末装置２、信号終端装置３及びパケット伝送装置４は、例えばＺｉｇｂｅｅを採用する通信システムであってよい。例えば、Ｚｉｇｂｅｅ端末である端末装置２から送信されたアップリンクの無線信号は、信号終端装置３としてのセンサーゲートウエイに受信される。センサーゲートウエイは、受信したアップリンク信号からパケットを生成し、パケット伝送装置４としてのゲートウエイへパケットを送信する。ゲートウエイは、受信したパケットをネットワーク５へ伝送する。
【００２５】
続いて、図１に示した信号終端装置３の構成及び処理について説明する。図２は、信号終端装置３の第１例の構成図である。信号終端装置３は、アンテナ１０と、信号受信部１１と、識別部１２と、インターネットプロトコルパケット生成部１３と、レイヤ２フレーム生成部１４と、カプセル化部１５と、送信部１６と、記憶部１７を備える。なお、以下の説明及び図面において「インターネットプロトコル」及び「レイヤ２」をそれぞれ「ＩＰ」及び「Ｌ２」と表記することがある。
【００２６】
信号受信部１１は、端末装置２から送信されたアップリンク信号を、アンテナ１０を介して受信する。識別部１２は、アップリンク信号の種別を識別する。識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別は、例えばサービス種別であってよい。ここに「サービス種別」とは、端末装置２がアップリンク信号を送信する通信規格の種別であってよい。例えば、サービス種別は、「ＬＴＥ」、「ＨＳＰＡ」及び「Ｚｉｇｂｅｅ」等の通信方式を区別する種別であってよい。また、各端末当たりに保証する保証帯域による分類と通信方式による分類とを組み合わせた種別を、サービス種別として使用してもよい。
【００２７】
ＩＰパケット生成部１３は、受信されたアップリンク信号をＩＰパケットにパケット化する。Ｌ２フレーム生成部１４は、ＩＰパケット生成部１３が生成したパケットをＬ２フレームに格納する。
【００２８】
カプセル化部１５は、Ｌ２フレーム生成部１４が生成したＬ２フレームに後述のヘッダを付加することによって、カプセル化データを生成する。以下の説明において、カプセル化部１５によって、Ｌ２フレームに付加されるヘッダを「サービスヘッダ」と表記する。
【００２９】
送信部１６は、カプセル化データをパケット伝送装置４へ送信する。記憶部１７には、第１サービス属性テーブル１８が記憶される。第１サービス属性テーブル１８は、識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別に関する情報を格納するテーブルである。
【００３０】
図３は、第１サービス属性テーブル１８の構成例の説明図である。図３に例示する第１サービス属性テーブル１８は、サービス種別に関する情報を格納する。以下の説明では、識別部１２により識別されるアップリンク信号の種別がサービス種別である例について説明する。
【００３１】
第１サービス属性テーブル１８は、端末サービス識別子フィールド、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドを備える。端末サービス識別子フィールドには、信号終端装置３がアップリンク信号を受信する端末装置２の種別を示す情報が格納される。例えば、端末サービス識別子フィールドの値は、端末装置２が使用する通信方式を識別する識別子であってよい。
【００３２】
保証帯域フィールドは、各サービス種別において端末１台あたりのアップリンク信号のトラヒックに保証する帯域を示す情報が格納される。グループ識別子フィールドには、各サービス種別のサービスグループの識別情報が格納される。ここで「サービスグループ」とは、同一のサービス種別によってアップリンク信号を送信する端末装置２のグループを意味する。また、以下の説明においてグループ識別子フィールドに格納される識別情報を、「グループ識別子」と表記する。
【００３３】
サービス宛先識別子フィールドには、カプセル化データを送信する宛先のパケット伝送装置４のアドレスを格納してよい。以下の説明において、サービス宛先識別子フィールドに格納されるアドレスを「サービス宛先識別子」と表記する。
【００３４】
図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）は、第１サービス属性テーブル１８の第１例及び第２例を示す図である。図４の（Ａ）に示すエントリの場合、端末サービス識別子フィールドには、ＬＴＥを示す識別子「１」が格納される。同様に、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドには、それぞれ帯域「50Mbps」、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」及びサービス宛先識別子「00-FF-68-5D-10-00」が格納される。
【００３５】
図４の（Ｂ）に示すエントリの場合、端末サービス識別子フィールドには、Ｚｉｇｂｅｅを示す識別子「２」が格納される。同様に、保証帯域フィールド、グループ識別子フィールド及びサービス宛先識別子フィールドには、それぞれ帯域「250Kbps」、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」及びサービス宛先識別子「00-FF-68-5D-10-00」が格納される。
【００３６】
図２に示すカプセル化部１５は、識別部１２により識別されたサービス種別に応じて、第１サービス属性テーブル１８に格納された情報に基づいて、各端末装置２から送信された信号を格納するＬ２フレームに付加するサービスヘッダを生成する。
【００３７】
例えばカプセル化部１５は、識別部１２により識別されたサービス種別の通信方式の識別子と保証帯域を格納するレコードを、第１サービス属性テーブル１８の中で検索する。カプセル化部１５は、検出されたレコードのグループ識別子フィールドに格納されたグループ識別子をサービスヘッダに格納する。
【００３８】
サービスヘッダは、例えば特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式に準拠していてよい。このようなヘッダ形式を採用することにより、信号終端装置３とパケット伝送装置４との間で、特定の通信プロトコルのネットワークを経由してカプセル化データを伝送することが可能となる。
【００３９】
すなわち通信ネットワーク１は、信号終端装置３とパケット伝送装置４との間で、特定の通信プロトコルに従ってカプセル化データを伝送する第２ネットワークを備えていてもよい。この場合、カプセル化部１５は、上記検索により検出されたレコードのサービス宛先識別子フィールドに格納されたサービス宛先識別子を、第２ネットワークにおけるパケット伝送装置４の宛先アドレスとしてサービスヘッダに格納してよい。
【００４０】
以下に、特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式に準拠するサービスヘッダの例を説明する。図５の（Ａ）及び図５の（Ｂ）は、サービスヘッダの構成例の説明図である。図５の（Ａ）のヘッダ形式は、ＩＥＥＥ８０２．１ａｄに準拠するＭＡＣヘッダの形式である。ＭＡＣヘッダは、ＤＡフィールド、ＳＡフィールド、ＴＰＩＤフィールド及びＳ−ＶＩＤフィールドを備える。カプセル化部１５は、宛先アドレスとしてサービス宛先識別子をＤＡフィールドに格納してよい。
【００４１】
また、カプセル化部１５は、送信元アドレス用に用意されたＳＡフィールドにグループ識別子を格納してよい。カプセル化部１５は、ＴＰＩＤフィールド及びＳ−ＶＩＤフィールドにそれぞれ任意の値を格納してよい。
【００４２】
図５の（Ｂ）のヘッダ形式は、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈに準拠するＭＡＣヘッダの形式である。ＭＡＣヘッダは、Ｂ−ＤＡフィールド、Ｂ−ＳＡフィールド、ＴＰＩＤフィールド、Ｂ−ＶＩＤフィールド及びＩ−ＳＩＤを備える。カプセル化部１５は、宛先アドレスとしてサービス宛先識別子をＢ−ＤＡフィールドに格納してよい。また、カプセル化部１５は、送信元アドレス用に用意されたＢ−ＳＡフィールドにグループ識別子を格納してよい。カプセル化部１５は、ＴＰＩＤフィールド、Ｂ−ＶＩＤフィールド及びＩ−ＳＩＤフィールドにそれぞれ任意の値を格納してよい。
【００４３】
次に、図２に示す信号終端装置３の処理について説明する。図６は、信号終端装置３の処理の説明図である。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＡＡ〜ＡＥの各オペレーションはステップであってもよい。
【００４４】
オペレーションＡＡにおいて信号受信部１１は、端末装置２から送信されたアップリンク信号を受信する。オペレーションＡＢにおいて識別部１２は、アップリンク信号の種別を識別する。オペレーションＡＣにおいてＩＰパケット生成部１３は、アップリンク信号からパケット信号を生成する。Ｌ２フレーム生成部１４は、ＩＰパケット生成部１３が生成したパケットをＬ２フレーム内に格納する。
【００４５】
オペレーションＡＤにおいてカプセル化部１５は、Ｌ２フレーム生成部１４が生成したＬ２フレームに、アップリンク信号の種別に応じたサービスヘッダを付加することによって、Ｌ２フレームをカプセル化する。オペレーションＡＥにおいて送信部１６は、カプセル化データをパケット伝送装置４へ送信する。
【００４６】
続いて、図１に示したパケット伝送装置４の構成及び処理について説明する。図７は、パケット伝送装置４の構成例を示す図である。パケット伝送装置４は、受信部２０と、サービスヘッダ学習部２１と、記憶部２２と、転送学習部２３と、帯域管理部２４と、帯域制御部２５と、ヘッダ付与部２６と、送信部２７を備える。記憶部２２には、第２サービス属性テーブル３０と、サービスヘッダ学習テーブルと、転送テーブル３２が記憶される。
【００４７】
受信部２０は、信号終端装置３から送信されたカプセル化データを受信する。サービスヘッダ学習部２１は、受信した各カプセル化データに含まれるＩＰパケットを参照することにより、カプセル化データに格納されるアップリンク信号を送信した端末装置２を識別する。
【００４８】
また、サービスヘッダ学習部２１はカプセル化データのサービスヘッダに格納されるグループ識別子を参照することにより、アップリンク信号の送信元の端末装置２が属するサービスグループ、すなわちサービス種別を識別する。
【００４９】
サービスヘッダ学習部２１は、アップリンク信号の送信元の端末装置２を、グループ識別子毎に分類してサービスヘッダ学習テーブル３１に記憶する。また、サービスヘッダ学習部２１は、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶された端末装置２から、所定のエイジング期間内にアップリンク信号を受信しない場合には、サービスヘッダ学習テーブル３１からこの端末装置２を削除する。
【００５０】
図８は、サービスヘッダ学習テーブル３１の構成例の説明図である。サービスヘッダ学習テーブル３１は、グループ識別子フィールドと、キュー識別子フィールドと、ＩＰパケットのＳＡ（Source Address）フィールド［１］〜［ｎ］と、フラグフィールド［１］〜［ｎ］を有する。
【００５１】
グループ識別子フィールドには、パケット伝送装置４により受信されたカプセル化データのグループ識別子が格納される。キュー識別子フィールドには、各グループ識別子のサービスグループのパケットを格納するために使用される、帯域制御部２５内のパケットキューを指定するキューの識別子が格納される。
【００５２】
各サービスグループのパケットを格納するパケットキューには、例えば予め所定のキューが割り当てられていてもよい。また、各サービスグループのパケットを格納するために使用されるパケットキューは、各カプセル化データに格納されたＬ２フレームのＭＡＣヘッダに指定されたＶＩＤの値に応じて定まる優先度に応じて指定されてもよい。また、各サービスグループのパケットを格納するために使用されるパケットキューは、後述するように各グループ識別子毎に指定された優先度に応じて指定されてもよい。
【００５３】
ＩＰパケットのＳＡフィールドには、各グループ識別子により分類された、アップリンク信号の送信元の端末装置２のＩＰアドレスが格納される。フラグフィールドには、所定のエイジング期間内に、各端末装置２からアップリンク信号が受信されたか否かを示すフラグ情報が格納される。
【００５４】
サービスヘッダ学習部２１は、端末装置２毎にＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドに情報を格納する。したがって、サービスヘッダ学習テーブル３１は、各グループ識別子毎に、複数のＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドを有する。図８の例示では、サービスヘッダ学習テーブル３１は、各グループ識別子毎に、それぞれｎ個のＩＰパケットのＳＡフィールド及びフラグフィールドを有する。
【００５５】
図７を参照する。サービスヘッダ学習部２１は、各グループ識別子毎にサービスヘッダ学習テーブル３１に格納した端末装置２に関する学習情報を帯域管理部２４へ送信する。学習情報は、各グループ識別子毎にサービスヘッダ学習テーブル３１に登録された端末装置２の数を含んでいてもよい。学習情報は、グループ識別子毎に指定されたパケットキューに関する情報を含んでいてもよい。
【００５６】
サービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データからサービスヘッダを除去し、カプセル化データに格納されていたＬ２フレームを転送学習部２３へ出力する。
【００５７】
図９及び図１０を参照して、サービスヘッダ学習部２１による端末装置２の学習処理を説明する。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＢＡ〜ＢＰの各オペレーションはステップであってもよい。
【００５８】
オペレーションＢＡにおいてサービスヘッダ学習部２１は、所定のエイジング期間が過ぎたか否かを判定する。所定のエイジング期間が過ぎた場合（オペレーションＢＡ：Ｙ）には、処理はオペレーションＢＬへ進む。所定のエイジング期間が過ぎていない場合（オペレーションＢＡ：Ｎ）には、処理はオペレーションＢＢへ進む。
【００５９】
オペレーションＢＢにおいてサービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データの受信があったか否かを判定する。カプセル化データの受信があった場合（オペレーションＢＢ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＣへ進む。カプセル化データの受信がない場合（オペレーションＢＢ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００６０】
オペレーションＢＣにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信したカプセル化データのサービスヘッダに格納されるグループ識別子を検出する。サービスヘッダ学習部２１は、検出されたグループ識別子が、既にサービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。グループ識別子が登録済みである場合（オペレーションＢＣ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＥへ進む。グループ識別子が登録済みでない場合（オペレーションＢＣ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＤへ進む。
【００６１】
オペレーションＢＤにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのグループ識別子を、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録する。その後処理はオペレーションＢＦへ進む。
【００６２】
オペレーションＢＥにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのサービスヘッダに格納されるＩＰパケットの送信元アドレス、すなわち端末装置２のＩＰアドレスがサービスヘッダ学習テーブル３１に登録済であるか否かを判定する。
【００６３】
端末装置２のＩＰアドレスが登録済みである場合（オペレーションＢＥ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＨへ進む。端末装置２のＩＰアドレスが登録済みでない場合（オペレーションＢＥ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＦへ進む。
【００６４】
オペレーションＢＦにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信したカプセル化データに格納されたアップリンク信号の送信元の端末装置２のＩＰアドレスをサービスヘッダ学習テーブル３１に登録する。
【００６５】
オペレーションＢＧにおいてサービスヘッダ学習部２１は、オペレーションＢＦにおいて登録されたＩＰアドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＮ」にセットする。その後処理はオペレーションＢＩへ進む。
【００６６】
オペレーションＢＨにおいてサービスヘッダ学習部２１は、受信されたカプセル化データのサービスヘッダに格納されるＩＰパケットの送信元アドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＮ」にセットする。その後処理はオペレーションＢＩへ進む。
【００６７】
オペレーションＢＩにおいてサービスヘッダ学習部２１は、学習情報を帯域管理部２４へ送信する。オペレーションＢＪにおいてサービスヘッダ学習部２１は、カプセル化データからサービスヘッダを削除する。オペレーションＢＫにおいてサービスヘッダ学習部２１は、Ｌ２フレームを転送学習部２３へ出力する。その後処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００６８】
オペレーションＢＬにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。フラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが登録されている場合には（オペレーションＢＬ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＭへ進む。フラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスが登録されていない場合には（オペレーションＢＬ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＯへ進む。
【００６９】
オペレーションＢＭにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされていない端末装置のアドレスの登録を、サービスヘッダ学習テーブル３１から削除する。オペレーションＢＮにおいてサービスヘッダ学習部２１は、学習情報を帯域管理部２４へ送信する。
【００７０】
オペレーションＢＯにおいてサービスヘッダ学習部２１は、オペレーションＢＬにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されているか否かを判定する。フラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが登録されている場合には（オペレーションＢＯ：Ｙ）、処理はオペレーションＢＰへ進む。フラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスが登録されていない場合には（オペレーションＢＯ：Ｎ）、処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００７１】
オペレーションＢＰにおいてサービスヘッダ学習部２１は、フラグフィールドに格納されるフラグが「ＯＮ」にセットされている端末装置のアドレスについて、サービスヘッダ学習テーブル３１に記憶されるフラグの値を「ＯＦＦ」へリセットする。その後処理はオペレーションＢＡへ戻る。
【００７２】
図７を参照する。転送学習部２３は、Ｌ２フレームのＭＡＣヘッダの送信元アドレスを転送テーブル３２に記憶する。また、転送学習部２３は、Ｌ２フレームを帯域制御部２５へ転送する。
【００７３】
帯域管理部２４は、サービスヘッダ学習部２１から学習情報を受信する。また、帯域管理部２４は、第２サービス属性テーブル３０に記憶される、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値を取得する。第２サービス属性テーブル３０の構成は、図３に例示した第１サービス属性テーブル１８の構成と同様であってよい。
【００７４】
帯域管理部２４は、学習情報と、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値に基づいて、各サービスグループに割り当てる帯域を算出する。例えば、あるサービスグループについて、端末１台当たり保証する保証帯域をＢとしサービスヘッダ学習テーブル３１に登録された端末数をＮとするとき、帯域管理部２４は、サービスグループに割り当てる帯域を次式（１）により算出してよい。
【００７５】
（サービスグループに割り当てる帯域）＝Ｎ×Ｂ （１）
【００７６】
帯域管理部２４は、各サービスグループについて算出した帯域と、この帯域を割り当てるパケットキューを指定する情報を帯域制御部２５に出力する。
【００７７】
図１１を参照して、上記の帯域管理部２４の処理を説明する。なお、他の実施態様においては、下記のオペレーションＣＡ〜ＣＤの各オペレーションはステップであってもよい。オペレーションＣＡにおいて帯域管理部２４は、サービスヘッダ学習部２１から学習情報を受信する。オペレーションＣＢにおいて帯域管理部２４は、第２サービス属性テーブル３０から、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値を取得する。
【００７８】
オペレーションＣＣにおいて帯域管理部２４は、学習情報と、各サービスグループにおいて端末１台当たり保証される保証帯域の値に基づいて、各サービスグループに割り当てる帯域を算出する。オペレーションＣＤにおいて帯域管理部２４は、各サービスグループについて算出した帯域と、この帯域を割り当てるパケットキューを指定する情報を帯域制御部２５へ出力する。
【００７９】
帯域制御部２５は、転送学習部２３から転送された各サービスグループのＬ２フレームが通過する許容帯域を、帯域管理部２４にて指定される帯域以下となるように制御する。図１２は、帯域制御部２５の構成例を示す図である。
【００８０】
帯域制御部２５は、複数のパケットキュー４０−１〜４０−ｍと、分配部４１と、読出部４２と、多重化部４３を備える。以下の説明において、パケットキュー４０−１〜４０−ｍを総称して「パケットキュー４０」と表記することがある。
【００８１】
パケットキュー４０には、転送学習部２３から転送されたＬ２フレームがそれぞれ格納される。分配部４１は、転送学習部２３から転送されたＬ２フレームを、各サービスグループ毎に指定されたパケットキュー４０へ分配する。
【００８２】
読出部４２は、各サービスグループについて算出した帯域と、各サービスグループに割り当てるパケットキュー４０を指定する情報を帯域管理部２４から受信する。読出部４２は、各パケットキューから指定された帯域でＬ２フレームを読み出す。多重化部４３は、読み出されたＬ２フレームを多重化し、多重化されたＬ２フレームをヘッダ付与部２６へ出力する。
【００８３】
図７を参照する。ヘッダ付与部２６は、帯域制御部２５から出力されるＬ２フレームに、第１ネットワーク５を伝送させるために使用される所定のヘッダを付与する。送信部２７は、ヘッダが付与されたフレームを、第１ネットワーク５へ出力する。
【００８４】
以下、カプセル化データを受信した場合のサービスヘッダ学習テーブル３１の変化と、それに伴う帯域制御部２５による帯域制御について説明する。図１３の（Ａ）〜図１３の（Ｃ）及び図１４の（Ａ）〜図１４の（Ｃ）は、サービスヘッダ学習テーブル３１の変化の説明図（その１）〜（その６）である。なお、以下の説明は、下記（１）〜（４）の条件を前提とする。
【００８５】
（１）パケット伝送装置４は、図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）に例示される識別子「00-FF-68-5D-00-01」及び「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループのカプセル化データを受信する。これらの保証帯域は、図４の（Ａ）及び図４の（Ｂ）の例示の通りである。
【００８６】
（２）帯域制御部２５は、パケットキュー４０のうち識別子「１」のパケットキューに識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループのパケットを格納する。また、帯域制御部２５は、識別子「２」のパケットキューに識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループのパケットを格納する。
【００８７】
（３）帯域制御部２５が、これらのグループに割当可能な物理帯域の合計の上限は１０００Ｍｂｐｓであり、識別子「２」のパケットキューの読み出し優先度は、識別子「１」のパケットキューの読み出し優先度よりも高く設定されている。
【００８８】
（４）帯域制御部２５が割り当てる帯域の最小単位は１Ｍｂｐｓである。
【００８９】
図１３の（Ａ）は、初期状態におけるサービスヘッダ学習テーブル３１を示す。パケット伝送装置４はカプセル化データを受信していないため、サービスヘッダ学習テーブル３１には、まだ端末装置２のＩＰアドレスの登録はない。
【００９０】
その後、パケット伝送装置４は、カプセル化データを受信する。このカプセル化データは、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループに属する端末装置２のアップリンク信号を格納する。この端末装置２はＩＰアドレス「123.234.34.1」を持つ。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１３の（Ｂ）に示す状態となる。
【００９１】
図１３の（Ｂ）に示す通り、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-01」、「１」、「123.234.34.1」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に作成される。フラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９２】
グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループにおける端末１台当たりの保証帯域は５０Ｍｂｐｓであり、サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されるこのサービスグループの端末装置２の数は１台である。したがって、識別子「１」のパケットキューの通過帯域として５０Ｍｂｐｓ×１台＝５０Ｍｂｐｓが割り当てられる。
【００９３】
その後、カプセル化データがパケット伝送装置４に届き、パケット伝送装置４は、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-01」のサービスグループに属する２０番目の端末装置２のアップリンク信号を格納したカプセル化データを受信する。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１３の（Ｃ）に示す状態となる。図示の例では、２０番目の端末装置２は、ＩＰアドレス「123.234.34.20」を持つ。
【００９４】
この結果、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-01」、「１」、「123.234.34.20」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に追加される。またフラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９５】
サービスヘッダ学習テーブル３１に登録されるこのサービスグループの端末装置２の数は２０台である。したがって、識別子「１」のパケットキューの通過帯域として５０Ｍｂｐｓ×２０台＝１０００Ｍｂｐｓが割り当てられる。
【００９６】
その後、伝送装置４は、新たにカプセル化データを受信する。このカプセル化データは、グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループに属する端末装置２のアップリンク信号を格納する。この端末装置２はＩＰアドレス「234.34.56.1」を持つ。この場合、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ａ）に示す状態となる。
【００９７】
この結果、グループ識別子フィールド、キュー識別子フィールド、ＩＰパケットのＳＡフィールドにそれぞれ「00-FF-68-5D-00-02」、「２」、「234.34.56.1」が格納されるレコードが、サービスヘッダ学習テーブル３１に追加される。またフラグフィールドの値は「ＯＮ」にセットされる。
【００９８】
グループ識別子「00-FF-68-5D-00-02」のサービスグループにおける端末１台当たりの保証帯域は２５０Ｋｂｐｓであり、サービスヘッダ学習テーブル３１におけるこのサービスグループの登録台数は１台である。したがって、帯域管理部２４は、このサービスグループに割り当てる帯域として、帯域２５０Ｋｂｐｓ×１台＝２５０Ｋｂｐｓを算出する。帯域制御部２５は、最小単位である１Ｍｂｐｓの通過帯域を識別子「２」のパケットキューに割り当てる。
【００９９】
また帯域制御部２５は、パケットキュー「１」及び「２」の割当帯域が、物理帯域の上限は１０００Ｍｂｐｓを超えないように、識別子「１」のパケットキューの通過帯域を低減する。例えば、帯域制御部２５は、現在割当中の帯域１０００Ｍｂｐｓから、端末１台分の保証帯域５０Ｍｂｐｓを低減し、帯域９５０Ｍｂｐｓを識別子「１」のパケットキューに再割り当てする。
【０１００】
その後、アドレス「234.34.56.1」の端末装置２とネットワークとの接続が切断される。すると、この端末装置２からのアップリンク信号の送信がエイジング期間中に到来しなくなり、サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ｂ）に示す状態となる。アドレス「234.34.56.1」の端末装置２について記憶されるフラグの値は「ＯＦＦ」にリセットされる。
【０１０１】
この結果、サービスヘッダ学習部２１は、サービスヘッダ学習テーブル３１からアドレス「234.34.56.1」の端末装置２の登録を削除する。サービスヘッダ学習テーブル３１は図１４の（Ｃ）に示す状態となる。
【０１０２】
帯域制御部２５は、識別子「２」のパケットキューに割り当てる通過帯域を０にする。この結果、パケットキュー「１」及び「２」の割当帯域の合計９５０Ｍｂｐｓが、物理帯域の上限の１０００Ｍｂｐｓを下回る。帯域制御部２５は、識別子「１」のパケットキューの帯域の値を、帯域管理部２４が算出した値１０００Ｍｂｐｓへ戻す。
【０１０３】
本実施例によれば、端末装置から送信されたアップリンク信号の種別毎に分類した送信元の端末装置の台数と、種別毎に定めた係数との積に応じて、接続中の端末装置に割り当てる保証帯域の合計を算出できる。このため、パケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、接続中の端末装置の接続状況に応じて動的に制御することが可能となる。
【０１０４】
このようにパケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、動的に制御することにより、帯域保証型サービスを提供する場合に接続状況に応じて割当帯域量を調整することが可能になる。この結果、本実施例によれば、ネットワークリソースの利用効率を高めることが可能となる。
【０１０５】
また、帯域保証型サービスを提供する場合のネットワークリソースの利用効率が高まることにより、本実施例によれば、帯域保証型サービスの利用が促進される。帯域保証型サービスの利用頻度が高まることにより、相対的にベストエフォート型サービスの利用頻度が減少するので上記のベストエフォート型サービスを利用する際の問題が解消される。
【０１０６】
また、信号終端装置３においてアップリンク信号の種別を識別し、その識別子によりアップリンク信号のパケットをカプセル化したことにより、パケット伝送装置４はサービスヘッダを参照することで、アップリンク信号の種別を判定することが可能となる。このため、本発明によれば、帯域制御処理を実行するパケット伝送装置４におけるアップリンク信号の種別判定を容易にする。
【０１０７】
また、本実施例では、サービスヘッダの形式として、特定の通信プロトコルにおいて伝送されるフレームやパケットのヘッダ形式を使用し、その送信元アドレスにアップリンク信号の種別の識別子を格納する。この結果、特定の通信プロトコルにおいてフレームやパケットの送信元アドレスを学習する既存のアルゴリズムを用いて、サービスヘッダに格納されたアップリンク信号の種別の識別子を学習することが可能となる。この結果、本実施例の実装が容易になる。
【０１０８】
次に、他の実施例について説明する。図１５は、第２サービス属性テーブル３０の第２構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に優先度フィールドを有する。
【０１０９】
優先度フィールドには、各サービスグループに割り当てられる優先度に関する情報が格納される。図１２に示す帯域制御部２５の分配部４１は、優先度フィールドに格納された各サービスグループの優先度に応じて、Ｌ２フレームをパケットキュー４０へ分配する。また、サービスヘッダ学習部２１は、優先度フィールドに格納された各サービスグループの優先度に応じて、サービスヘッダ学習テーブル３１のキュー識別子フィールドの値を指定する。
【０１１０】
図１６は、第２サービス属性テーブル３０の第３構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に最低保証端末数フィールドを有する。なお、第２サービス属性テーブル３０は、図１５に示す優先度フィールドを更に有していてもよい。
【０１１１】
最低保証端末数フィールドには、各サービスグループにおいて、帯域制御部２５により帯域が保証される端末数の最小値が格納される。例えば最低保証端末数がＭのとき、帯域管理部２４は、サービスグループに割り当てる帯域を次式（２）により算出してよい。
【０１１２】
（サービスグループに割り当てる帯域）＝（Ｎ＋Ｍ）×Ｂ （２）
【０１１３】
図１７は、第２サービス属性テーブル３０の第４構成例の説明図である。第２サービス属性テーブル３０は、図３に示す第１サービス属性テーブル１８が有するフィールドと同じフィールドを含む。第２サービス属性テーブル３０は、更に増加ステップ幅フィールドと、減少ステップ幅フィールドを有する。なお、第２サービス属性テーブル３０は、図１５に示す優先度フィールド及び図１６に示す最低保障端末数フィールドを更に有していてもよい。
【０１１４】
増加ステップ幅フィールドには、端末数の増加に応じて帯域制御部２５が帯域を増加させるときの１回当たりの増加ステップ幅を示す値が格納される。減少ステップ幅フィールドには、端末数の減少に応じて帯域制御部２５が帯域を減少させるときの１回当たりの減少ステップ幅を示す値が格納される。増加ステップ幅フィールド及び減少ステップ幅フィールドにて指定される帯域の大きさは、保証帯域フィールドにて指定される保証帯域よりも大きくてよい。
【０１１５】
図１８は、図１７に示す第２サービス属性テーブル３０を用いた帯域制御の説明図である。図１８の実線は、端末装置の数に応じて帯域管理部２４によって算出された割当帯域の計算値の時間変化を示す。破線は、帯域制御部２５により割り当てられる帯域の時間変化を示す。一点鎖線は、帯域制御部２５が割当帯域の増加の要否を判定する際に帯域管理部２４による出力値と比較される上方閾値を示す。二点鎖線は、帯域制御部２５が割当帯域の減少の要否を判定する際に帯域管理部２４による出力値と比較される下方閾値を示す。
【０１１６】
時刻ｔ１及びｔ２において、割当帯域の計算値が上方閾値を超えると、帯域制御部２５は増加ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ割当帯域を増加させる。このとき、上方閾値も増加ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ増加させる。時刻ｔ３及びｔ４において、割当帯域の計算値が下方閾値を下回ると、帯域制御部２５は減少ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ割当帯域を減少させる。このとき、下方閾値も減少ステップ幅フィールドで示される帯域分だけ減少させる。
【０１１７】
増加ステップ幅及び減少ステップ幅を指定することにより、帯域制御部２５の制御頻度を低減することが可能になる。この結果、帯域制御部２５の処理負荷が低減される。
【０１１８】
次に、信号終端装置３の他の実施例について説明する。図１９は、信号終端装置３の第２例の構成図である。図２に示す構成要素と同じ要素には、図２で使用した参照符号と同じ参照符号を付する。
【０１１９】
本実施例は、サービス種別に代えて及び／又はサービス種別に加えて、端末装置２から送信されるユーザフローの種別毎に、ユーザフローの送信元の端末装置２の数を判定する。本実施例は、各ユーザフロー毎に保証されるフロー保証帯域と、ユーザフロー毎の端末装置２の数との積に応じて、各フロー毎に割り当てられる保証帯域を制御する。
【０１２０】
このため、信号終端装置３はフロー制御部１９を備える。フロー制御部１９は、端末装置２から送信されるユーザフローの種別を識別する。例えば、フロー制御部１９は、端末装置２から送信されるアップリンク信号に含まれる呼制御データを参照することによって、ユーザフローの種別を識別してよい。
【０１２１】
図２に示すカプセル化部１５は、フロー識別部１９により識別されたサービスフローの種別に応じて、第１サービス属性テーブル１８に格納された情報に基づいて、各端末装置２から送信された信号を格納するＬ２フレームに付加するサービスヘッダを生成する。本実施例では、第１サービス属性テーブル１８及び第２サービス属性テーブル３０の端末サービス識別子フィールドには、サービスフローの種別を指示する識別子が格納される。また、保証帯域フィールドには、各サービスフロー毎に保証される保証帯域を示す情報が格納される。
【０１２２】
本実施例によれば、パケット伝送装置からネットワークに流入させる帯域を、ユーザフローの発生状況に応じて動的に制御することが可能となる。
【０１２３】
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【０１２４】
（付記１）
端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、
前記ヘッダに含まれる識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備えるパケット伝送装置。
【０１２５】
（付記２）
カプセル化データが受信されたとき、該カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を前記端末記憶部に記憶させ、エイジング期間内にいずれかの端末装置から送信された信号を格納するカプセル化データが受信されないとき、該いずれかの端末装置を前記端末記憶部から消去する、学習部を備える付記１に記載のパケット伝送装置。
【０１２６】
（付記３）
前記帯域制御部は、
複数のパケットキューと、
前記識別子毎に前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する分配部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に応じた読出し速度で、各前記パケットキューからパケットを読み出す読出部と、
を備える、付記１又は２に記載のパケット伝送装置。
【０１２７】
（付記４）
前記読出部は、前記複数のパケットキューのいずれかからパケットを読み出す優先度と異なる優先度で、前記複数のパケットキューの他のパケットキューのいずれかからパケットを読み出し、
前記分配部は、前記識別子に応じて定められた優先度に従って前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する、
付記３に記載のパケット伝送装置。
【０１２８】
（付記５）
前記帯域制御部は、前記識別子に応じてそれぞれ定められた前記帯域よりも大きいステップ幅で、前記パケットを通過させる帯域を増減することを特徴とする付記１〜４のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１２９】
（付記６）
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、該ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス格納領域に前記識別子が格納されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３０】
（付記７）
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、
前記カプセル化データ受信部は、第２ネットワークから前記カプセル化データを受信し、
該ＭＡＣヘッダの宛先ＭＡＣアドレス格納領域に、前記第２ネットワークにおける前記パケット伝送装置のＭＡＣアドレスが格納されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３１】
（付記８）
前記識別子は、前記端末装置の種別に応じて定められる付記１〜７のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３２】
（付記９）
前記識別子は、前記端末装置から送信されるユーザフローの種別に応じて定められる付記１〜７のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【０１３３】
（付記１０）
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、
を備える信号終端装置。
【０１３４】
（付記１１）
信号終端装置及びパケット伝送装置を備える通信システムであって、
前記信号終端装置は、
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを前記パケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部と、
を備え、
前記パケット伝送装置は、
前記カプセル化データを前記信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、
前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備える、通信システム。
【０１３５】
（付記１２）
端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法であって、
前記信号終端装置において、前記端末装置から受信した信号からパケットを生成し、
前記信号終端装置において、前記信号の種別を識別し、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを、前記信号終端装置から前記パケット伝送装置へ送信し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、
通過帯域が制御された前記パケットを前記第１ネットワークへ送信する、通信方法。
【符号の説明】
【０１３６】
１ 通信ネットワーク
２、２ａ〜２ｄ 端末装置
３、３ａ、３ｂ 信号終端装置
４ パケット伝送装置
５ 第１ネットワーク
６、６ａ〜６ｃ 受信装置
１１ 信号受信部
１２ 識別部
１３ ＩＰパケット生成部
１４ Ｌ２フレーム生成部
１５ カプセル化部
１６ 送信部
１８ 第１サービス属性テーブル
２０ 受信部
２１ サービスヘッダ学習部
２４ 帯域管理部
２５ 帯域制御部
２７ 送信部
３０ 第２サービス属性テーブル
３１ サービスヘッダ学習テーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、
前記ヘッダに含まれる識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備えるパケット伝送装置。
【請求項２】
カプセル化データが受信されたとき、該カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を前記端末記憶部に記憶させ、エイジング期間内にいずれかの端末装置から送信された信号を格納するカプセル化データが受信されないとき、該いずれかの端末装置を前記端末記憶部から消去する、学習部を備える請求項１に記載のパケット伝送装置。
【請求項３】
前記帯域制御部は、
複数のパケットキューと、
前記識別子毎に前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する分配部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に応じた読出し速度で、各前記パケットキューからパケットを読み出す読出部と、
を備える、請求項１又は２に記載のパケット伝送装置。
【請求項４】
前記読出部は、前記複数のパケットキューのいずれかからパケットを読み出す優先度と異なる優先度で、前記複数のパケットキューの他のパケットキューのいずれかからパケットを読み出し、
前記分配部は、前記識別子に応じて定められた優先度に従って前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する、
請求項３に記載のパケット伝送装置。
【請求項５】
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、該ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス格納領域に前記識別子が格納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【請求項６】
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、
を備える信号終端装置。
【請求項７】
信号終端装置及びパケット伝送装置を備える通信システムであって、
前記信号終端装置は、
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを前記パケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部と、
を備え、
前記パケット伝送装置は、
前記カプセル化データを前記信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、
前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備える、通信システム。
【請求項８】
端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法であって、
前記信号終端装置において、前記端末装置から受信した信号からパケットを生成し、
前記信号終端装置において、前記信号の種別を識別し、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを、前記信号終端装置から前記パケット伝送装置へ送信し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、
通過帯域が制御された前記パケットを前記第１ネットワークへ送信する、通信方法。
【請求項１】
端末装置から送信された信号をパケット化して生成されたパケットにヘッダが付加されたカプセル化データを受信するカプセル化データ受信部と、
前記ヘッダに含まれる識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備えるパケット伝送装置。
【請求項２】
カプセル化データが受信されたとき、該カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を前記端末記憶部に記憶させ、エイジング期間内にいずれかの端末装置から送信された信号を格納するカプセル化データが受信されないとき、該いずれかの端末装置を前記端末記憶部から消去する、学習部を備える請求項１に記載のパケット伝送装置。
【請求項３】
前記帯域制御部は、
複数のパケットキューと、
前記識別子毎に前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する分配部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に応じた読出し速度で、各前記パケットキューからパケットを読み出す読出部と、
を備える、請求項１又は２に記載のパケット伝送装置。
【請求項４】
前記読出部は、前記複数のパケットキューのいずれかからパケットを読み出す優先度と異なる優先度で、前記複数のパケットキューの他のパケットキューのいずれかからパケットを読み出し、
前記分配部は、前記識別子に応じて定められた優先度に従って前記パケットを前記複数のパケットキューへ分配する、
請求項３に記載のパケット伝送装置。
【請求項５】
前記ヘッダはＭＡＣヘッダであって、該ＭＡＣヘッダの送信元ＭＡＣアドレス格納領域に前記識別子が格納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のパケット伝送装置。
【請求項６】
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを送信するカプセル化データ送信部と、
を備える信号終端装置。
【請求項７】
信号終端装置及びパケット伝送装置を備える通信システムであって、
前記信号終端装置は、
端末装置から送信された信号を受信する信号受信部と、
前記信号からパケットを生成するパケット生成部と、
前記信号の種別を識別する識別部と、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを生成するカプセル化部と、
前記カプセル化データを前記パケット伝送装置へ送信するカプセル化データ送信部と、
を備え、
前記パケット伝送装置は、
前記カプセル化データを前記信号終端装置から受信するカプセル化データ受信部と、
前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶する端末記憶部と、
前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御する帯域制御部と、
前記帯域制御部により通過帯域が制御された前記パケットを第１ネットワークへ送信するパケット送信部と、
を備える、通信システム。
【請求項８】
端末装置から送信された信号を信号終端装置及びパケット伝送装置を経由して第１ネットワークへ伝送する通信方法であって、
前記信号終端装置において、前記端末装置から受信した信号からパケットを生成し、
前記信号終端装置において、前記信号の種別を識別し、
前記種別に対応する識別子を含むヘッダを前記パケットに付加したカプセル化データを、前記信号終端装置から前記パケット伝送装置へ送信し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に、前記カプセル化データに格納される信号の送信元の端末装置を記憶し、
前記パケット伝送装置において、前記識別子毎に記憶された端末装置の数に前記識別子毎に定めた係数を乗じた値に基づいて、各前記識別子の前記カプセル化データに格納されたパケットを通過させる帯域を制御し、
通過帯域が制御された前記パケットを前記第１ネットワークへ送信する、通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−８４９８４（Ｐ２０１２−８４９８４Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７５８５（Ｐ２０１０−２２７５８５）
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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