ホームネットワークにおいてＱｏＳを調和させる方法およびシステム
【課題】この発明は、ホームネットワークにおいてＱｏＳを調和させる方法およびシステムを提供する。
【解決手段】マルチメディアストリームにおけるパケットは、標準のプロトコルによって指定された、関連する標準の優先順位を有する。ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットの標準の優先順位は、調和された優先順位へ変換される。その後、入力パケットは調和された優先順位によりホームゲートウェイにおいて処理され、その処理の後に、調和された優先順位から対応する出力パケットにおける標準の優先順位へ変換される。
【解決手段】マルチメディアストリームにおけるパケットは、標準のプロトコルによって指定された、関連する標準の優先順位を有する。ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットの標準の優先順位は、調和された優先順位へ変換される。その後、入力パケットは調和された優先順位によりホームゲートウェイにおいて処理され、その処理の後に、調和された優先順位から対応する出力パケットにおける標準の優先順位へ変換される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的に、通信プロトコルのためのサービス品質（ＱｏＳ）に関し、特にホームネットワークにおいて異なるインターネットプロトコル標準用のＱｏＳを調和させることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホームネットワーク
マルチメディア装置は住宅向きのセッティングにおいて共通である。これらの装置は、パソコン（ＰＣ）、テレビ、プリンタ、レコーダーおよびオーディオ再生装置などを含む。従来から、これらの装置は、異なるアプリケーションプログラムを使用して、独立して作動する。典型的には、これらの装置は、マルチメディア、インターネットへのアクセスおよびサービスプロバイダを共有しない。新生のホームネットワーキング技術によって、これらの装置は互いに通信することができ、またホームゲートウェイ経由でアクセスネットワークに接続されることができる。アクセスネットワークがサービスプロバイダに接続されると、マルチメディアコンテンツを、パケットの形で、インターネットを通じてそれらの装置に流すことができる。
【０００３】
パケット
図１Ａは、従来のインターネットパケット１０を示す。インターネットは、トランスポートレイヤプロトコル（ＴＣＰ）またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）を使用することができる。ＵＤＰが使用される場合、配信が失敗したときに配送元（ソース）へ通知されないので、このサービスは信頼性が低い。パケットは、ＴＣＰ／ＩＰのコンテキストにおいては、一般にデータグラムと呼ばれる。
【０００４】
パケットは、メディアアクセス（ＭＡＣ）ヘッダ２０、ＩＰヘッダ３０、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ４０およびペイロードデータ５０を含む。この発明に関係するフィールドは、ＭＡＣヘッダ内のＱｏＳマーキング２１、ＩＰヘッダ内の宛先（送信先）ＩＰアドレス３１と差別化サービス（ＤＳ）フィールド３２、およびＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ内のポート番号４１である。
【０００５】
ＤＳフィールド
差別化されたサービス（ＤｉｆｆＳｅｒｖ）は、「ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ （ＩＥＴＦ） Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔ （ＲＦＣ） ２４７４」において定義されている。ＤＳフィールドはＩＰヘッダに含まれている。ＤｉｆｆＳｅｒｖは、部分的に、サービス品質（ＱｏＳ）を指定する。表１に示されるように、ＤＳフィールドは８ビットを含む。
【０００６】
【表１】
【０００７】
６つの最上位ビットは、差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）と呼ばれる。利用可能な６ビットで、合計６４のＤＳＣＰが利用可能であり、これにより、６４の標準インタネットサービスプロトコルの区別または優先順位を可能とする。
【０００８】
現在、そのフィールドでのすべての可能な値のサブセットだけがＤｉｆｆＳｅｒｖルータによって使用される。ＤＳＣＰ。２つの最下位ビットが、輻輳情報通知（ＥＣＮ）のために使用される。
【０００９】
ＤｉｆｆＳｅｒｖ対応のルータおよび他のネットワークエレメントは、ネットワークトラフィックを区別するために、すなわちパケットがローカルネットワークに入る毎に、該パケットを分類するために、ＤＳＣＰを使用する。ＤｉｆｆＳｅｒｖは、動作集約（ＢＡ）分類法を使用する。このＢＡ分類法では、パケットはＤＳＣＰ値にのみ基づいて分類される。同一のＤＳＣＰ値を持っている異なるソースからのパケットは、ＢＡとしてグループ化され、同一の方法で処理される。ホップ毎の振舞（挙動）（ＰＨＢ）は、特別のＢＡに適用されたＤＳノードの外部的に観察可能な転送振舞の記述である。
【００１０】
ＤｉｆｆＳｅｒｖ標準は、優先順位の設定のために、ＤＳフィールドの３つの最上位ビット、すなわちＤＳ５、ＤＳ４およびＤＳ３を利用する。ＤＳＣＰの他の３ビットは、より細かな優先順位細分性を提供する。
【００１１】
実際には、ほとんどのネットワークは次の一般に定義されるＰＨＢを使用する。ディフォルトＰＨＢ、これは典型的にはベストエフォートのトラフィックである。完全優先転送（緊急転送）（ＥＦ）ＰＨＢ、これは低損失および低い待ち時間トラフィックに専用である。相対的優先転送（保証転送）（ＡＦ）ＰＨＢ、これは条件付きの転送の保証を与える。クラスセレクタ（ＣＳ）ＰＨＢ、これらはＩＰ優先フィールドを有する後方互換性を維持するために定義される。
【００１２】
クラスセレクタコードポイントは形式「ｘｘｘ０００」である。最初の３ビットはＩＰ優先ビットである。各ＩＰ優先値はそれぞれＤｉｆｆＳｅｒｖクラスに変換することができる。パケットがＩＰ優先マーキングを使用した非ＤｉｆｆＳｅｒｖ感知ルータから受け取られる場合、ＤｉｆｆＳｅｒｖルータは今までどおり符号化をクラスセレクタコードポイントとして決定することができる。
【００１３】
「Ｔｈｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔ （ＲＦＣ） ２５９７」（世界に公開されているインターネットの各種の規約）は、プロバイダＤＳドメインがカストマーＤＳドメインから受け取ったＩＰパケットに対して異なるレベルの転送保証を提示する手段として、相対的優先転送（ＡＦ）ＰＨＢを定義する。トラフィックが或る購読された料金を超過しない限り、相対的優先転送は配信の保証をする。輻輳が発生する場合には、購読料を超過するトラフィックが低下する確率が高くなる。
【００１４】
ＡＦ ＰＨＢはＡＦクラスに或る量の帯域幅を保証し、利用可能な場合には、追加の帯域幅へのアクセスを許容する。４つのＡＦクラス、ＡＦ４ｘ〜ＡＦ１ｘ、がある。
【００１５】
各クラス内では、ドロップ（低下）確率に基づいた３つのサービスレベルがある。輻輳が発生する場合には、購読料を超過するトラフィックが低下する確率が高くなる。次のテーブルは確率を有するＡＦクラスを指定するためのＤＳＣＰコーディングを図示する。ビットＤＳ５、ＤＳ４およびＤＳ３はそのクラスを定義する。ビットＤＳ２およびＤＳ１はドロップ（低下）確率を指定する。ビットＤＳ０は常に０である。表２は、相対的優先転送ＰＨＢに対するＤＳＣＰ値を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】
表２において、Ｄｒｏｐは「ドロップ（低下）」、Ｌｏｗは「低い」、Ｍｅｄｉｕｍは「中間」、Ｈｉｇｈは「高い」をそれぞれ表す。
表３は、２進法、１０進法、１６進法でのＤＳＣＰの値を示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
ホームネットワークにおけるＱｏＳ
ＱｏＳを提供する１つの方法は、クラスに基づく。クラスに基づいたＱｏＳでは、パケットは、少数のクラス、典型的には４〜８、に集められる。クラスに基づいたＱｏＳは、明示的なリソース（資源）管理を必要としないので、比較的低い複雑さを持っており、装置がセッションを維持する必要はないので、スケーラビリティを提示する。クラスに基づいたＱｏＳは優先順位を使用するが、特別のＱｏＳは保証されない。
【００２０】
多くの異なる技術および標準のインタネットサービスプロトコルが、ホームネットワークにおけるクラスに基づいたＱｏＳを提供することが知られている。［ＤＳＬ−Ｆ ＴＲ１３３］ ＤＳＬ Ｆｏｒｕｍ （Ｎｏｔｅ１） ＴＲ−１３３ （２００５）；ＤＳＬＨｏｍｅ ＴＲ−０６４ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；［ＤＬＮＡ］ ＩＥＣ ６２４８１−１（２００６）；およびＤＬＮＡ Ｈｏｍｅ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ Ｐａｒｔ １：Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ；［ＤＶＢ−ＩＰ］ ＥＴＳＩ ＴＳ １０２ ０３４（２００７）；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ （ＤＶＢ）；Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ Ｂａｓｅｄ ＤＶＢ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｏｖｅｒ ＩＰ Ｂａｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ；［ＨＧＩ］ Ｈｏｍｅ Ｇａｔｅｗａｙ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ （２００６）； Ｈｏｍｅ Ｇａｔｅｗａｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ：Ｒｅｌｅａｓｅ １．０；および［ＵＰｎＰ］ ＵＰｎＰ ＱｏＳ （２００６），ＵＰｎＰ ＱｏＳ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ：２．を参照。
【００２１】
これらのプロトコルの全部はクラスベースのＱｏＳ方法を採用するが、不整合性がまだある。たとえば、異なるプロトコルが異なる数の優先順位を有し、また、同一のＤＳが異なるプロトコルにおいて異なる優先順位を表わすことがある。
【００２２】
表４は、これらの不整合性のうちのいくつかを要約する。３つの一般に使用されるプロトコルに対する優先順位は、列にリストされる。同一の優先順位のＤＳＣＰ値は同一の列にある。なお、これらのプロトコルにおける異なる優先順位に与えられた相対的優先順位は、単に例示的なケースを表わしている。ＤＬＮＡの中の２番目に高い優先順位（０ｘ２８）は、たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の最高優先順位（０ｘ２Ｅ）およびＨＧＩの中の３番目に高い優先順位（０ｘ２８）と全体的に同一のレベルにある。実際の展開においては、これとは異なるスケーリングを使用することができる。
【００２３】
【表４】
【００２４】
優先順位は、一般に、次のように分類することができる。すなわち、ベストエフォート（ＢＥ）、ＢＥより低い、およびＢＥより高い。表４に示されるように、異なるプロトコルは異なる数のクラスを有している。また、プロトコルはそれぞれ、その優先順位に対して異なるコーディングを有している。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ１ＡおよびＨＧＩの中の０ｘ１８は、同一の優先順位を表わす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ホームゲートウェイは、調和された優先順位にしたがってリソースを割り当てることができ、リソースは帯域幅、スケジューリング、バッファー、多数の再送信の試み、およびパケットドロップ（低下）確率を含む。しかしながら、表４の不整合性は優先順位とリソース（資源）割当に関する混乱に至り、そのために、ＱｏＳ手法の効率を低減させることがある。
【００２６】
要約すると、異なるプロトコルを使用するストリームがホームゲートウェイに到着する場合、優先順位を一貫して調和させて決定する必要がある。調和を達成するために、様々な基準によって指定されたプロトコルを修正変更することは実際には不可能である。したがって、既存のプロトコルを修正変更せずに、優先順位を調和させることができる手法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
この発明の実施の形態１は、ホームゲートウェイがマルチメディア装置をアクセスネットワークに接続するような、該マルチメディア装置を含むホームネットワークのために、ＱｏＳを調和させるものである。調和（ハーモナイゼイション）は、ホームゲートウェイ内でインプリメントされたプロトコルスタックの２つの調和レイヤにおいて行なわれる。上位の調和レイヤは、アプリケーションレイヤとトランスポートレイヤとの間にある。下位の調和レイヤはＩＰレイヤとデータリンクレイヤとの間にある。調和は、アクセスネットワークおよびそれらの装置に対して透明である。調和は、マッピングテーブルを使用して、標準の優先順位と調和された優先順位との間で変換を行う。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の実施の形態１では、優先順位も、ユーザのためのＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】従来のインターネットパケットのブロック図である。
【図１Ｂ】この発明の実施の形態１によって使用されるホームネットワークのブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による調和レイヤを含むプロトコルスタックのブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるプロトコルを調和させる概略図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるホームゲートウェイにおけるメモリのブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるホームゲートウェイにより維持される調和マッピングテーブルである。
【図６】この発明の実施の形態１による、ＤＳＣＰ値からデータリンクレイヤのＱｏＳマーキングへのマッピングテーブルである。
【図７】この発明の実施の形態１による、ホームゲートウェイにおけるＱｏＳ調和プロセスのブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１による、ＩＰレイヤにおけるキューイングプロセスのブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるＩＰレイヤプロセスの概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態１によるスマートグリッドとしてのホームネットワークのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１．
図１Ｂは、この発明の実施の形態１を使用するホームネットワーク１００を示す。そのネットワークは住宅１０１で作動する。住宅は、ホームゲートウェイ１１０、およびテレビ、パソコン（ＰＣ）、プリンタ、セットトップボックス（ＳＴＢ）などのマルチメディア装置１０２を含む。ホームゲートウェイ１１０はそれらの装置を相互に接続し、またアクセスネットワーク１２０に接続する。したがって、ホームネットワークはアクセスネットワークの延長である。異なるプロトコルを有するマルチメディアストリームは、ホームゲートウェイによってソースから宛先（送信先）へ流される。それらのソースは、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１３０および上記装置１０２であり得る。ＩＳＰは、インターネット標準のスイートに応じるあらゆるデータソース（送信側）またはシンク（受信側）として広く定義される。標準化されたインターネットプロトコルスイート（ＴＣＰ／ＩＰ）は、何十億ものユーザおよび装置のために世界的に役立つ。
【００３１】
宛先は、またＩＳＰおよび上記装置であり得る。ＩＳＰはデータストリームを装置へ転送し、また、装置はコマンドまたはデータを送り返すことができる。同様に、装置は互いのもとへコマンドやデータストリームを送ることができる。一般に、ホームゲートウェイは、ソースでも宛先（送信先）でも無い。
【００３２】
図２は、この発明の実施の形態１によるプロトコルスタック２００のレイヤ（層）を示す。この発明の目的のために、我々は、ホームゲートウェイがソースからの入力パケット８０３を出力パケット８０４として宛先へ送っている場合を、主に想定している。
【００３３】
上記スタックは次のレイヤを含む。すなわち、物理的レイヤ２０１、データリンクレイヤ２０２、ＩＰレイヤ２０３、トランスポートレイヤ２０４、およびアプリケーションレイヤ２０５。プロトコルスタックは、特定のプロトコルによって、他のレイヤまたはそれらのレイヤのバリエーション（変形）を含み得ることが理解されるであろう。
【００３４】
スタックは、また上位の調和レイヤ８０１およびより下位の調和レイヤ８０２を含む。上位の調和レイヤは、アプリケーションレイヤとトランスポートレイヤとの間にある。下位の調和レイヤ８０２は、ＩＰレイヤとデータリンクレイヤとの間にある。図２に示されるように、パケットがアプリケーションレイヤからフィジカルレイヤへ通されると、変換８１１−８１２が行なわれる。
【００３５】
従来のレイヤと異なり、調和レイヤはデータグラムにヘッダを付加せず、またはデータグラムからヘッダを削除しない。代わりに、調和レイヤは、この発明の実施の形態１によって調和を行うためにＩＰヘッダを修正変更する。その変更は、標準のインタネットサービスプロトコルから調和されたプロトコルへ優先順位を変換する。上述したように、その変更は、上記ソースと宛先装置に対して透明である。
【００３６】
異なるプロトコルは異なるＱｏＳポリシーを持つので、調和は、その調和された優先順位により、すべてのストリームへの正確なリソース割当を促進する。調和された優先順位は、すべての従来のインターネットプロトコルのすべての標準の優先順位に対して適用可能である。
【００３７】
図３は、３例の従来の標準プロトコルＤＬＮＡ ３０１、ＤＶＢ−ＩＰ ３０２およびＨＧＩ ３０３に対して異なるプロトコルを調和させる方法を示す。図３に示されるように、各プロトコルに対して、最上段のクラスは最高優先順位を有し、また、最下段のクラスは最下位優先度を有する。ＤＬＮＡは、ベストエフォート（ＢＥ）より上に３つのクラスおよびＢＥより下に１のクラスを有する。ＤＶＢ−ＩＰはＢＥ ３１０の上に４つのクラスのみ有し、ＨＧＩはＢＥより上５つのクラス、またＢＥの下に２のクラスを有する。
【００３８】
ユーザまたはネットワーク管理者は、異なるプロトコルの優先順位の関係（相対性）を選択することができる。図３では、我々は、相対的優先順位を決定するために、表４の優先順位スケーリング例にしたがう。図３では、同一のハッチングは同一の優先順位を表わす。これらの３つのプロトコルのいくつかのクラスは同一の優先順位を有する。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ２ＥおよびＨＧＩとＤＬＮＡの中の０ｘ２８は、同一の優先順位を表わす。異なるクラスを併合した後に、９つのクラスの調和されたプロトコル３０４が得られる。
【００３９】
同一の優先順位を有する異なるプロトコルのクラスは、調和されたプロトコル３０４における同一のクラスに変換される。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ２ＥおよびＨＧＩとＤＬＮＡの中の０ｘ２８は、調和されたプロトコルにおける０ｘ１Ａに変換される。調和されたプロトコルにおける２つのクラスがＢＥより下にあるので、ＤｉｆｆＳｅｒｖが相対的優先順位を決定することができるように、ＢＥクラスに対する適切なＤＳＣＰ値が選択されている。図３では、我々はＢＥに対して０ｘ１６を選択する。
【００４０】
調和のために、或る演繹的な情報が、図４に示されるように、ホームゲートウェイのメモリ４１０に格納される。この情報は、任意のプロトコルのＤＳＣＰ値を調和されたプロトコルのＤＳＣＰ値に変換する調和マッピングテーブル５００を含む。ホームネットワークにおけるいくつかの装置はＩＰヘッダの中のＤＳＣＰ値を解釈することができないので、該装置は、ＭＡＣヘッダ２１内のレイヤ−２ ＱｏＳマーキングを使用する必要がある。
【００４１】
したがって、各プロトコルに対して、ＤＳＣＰ値をＤＬＬのＱｏＳマーキングに変換するＤＳＣＰマッピングテーブル６００も含まれている。ＩＤマッピングテーブル７００は宛先（送信先）ＩＰアドレスとポート番号を対応するプロトコル識別（ＩＳ）に変換する。メモリは、またＱｏＳポリシー４０３を格納する。
【００４２】
図５は、マッピングテーブル５００の例を示す。テーブル５００における列は、プロトコル名５０１、ＤＳＣＰ値５０２、および調和されたプロトコル５０３のＤＳＣＰである。実際には、マッピングテーブルは、調和される必要があるすべての異なるプロトコルに対する項目を有している。
【００４３】
図６は、ＤＳＣＰマッピングテーブル６００の例を示す。このテーブルはプロトコルＨＧＩ向けである。ＨＧＩに対して、データリンクレイヤは、標準ＩＥＥＥ ８０２．１１または８０２．１Ｄを採用することができる。図６には３列あり、それらは、ＤＳＣＰ値６０１、８０２．１１ ６０２のＱｏＳマーキング、および８０２．１Ｄ ６０３のＱｏＳマーキングである。ＤＳＣＰ値は、ＤＬＬプロトコルおよびこのマッピングテーブルに基づき、対応するＤＬＬ ＱｏＳマーキングに翻訳される。
【００４４】
図７は、ＩＤマッピングテーブル７００の例を示す。図７には、３列あり、それらは、宛先（送信先）ＩＰアドレス７０１、宛先（送信先）ポートＮｏ．７０２およびプロトコル７０３である。与えられたストリームに対して、宛先ＩＰアドレスとポート番号が知られている場合、対応するプロトコルはこのテーブルから決定される。
【００４５】
図８はホームゲートウェイにおける調和プロセスを示す。調和プロセスは、単にダウンストリームトラフィック、すなわちアプリケーションレイヤ２０５からフィジカルレイヤ２０１に渡されたパケットに適用される。パケットに対して、アプリケーションレイヤ２０５は、たとえば購読、サービスおよびプロトコルの型式に基づいて、ＤＳＣＰ値５０２を生成する。
【００４６】
アプリケーションレイヤは、宛先ＩＰアドレスおよびポート番号などのような他の関連情報と共に、ＤＳＣＰ値およびサービス・プロトコルＩＤを上位の調和レイヤ８０１へ渡す。上位の調和レイヤ８０１は、調和されたＤＳＣＰ値５０３を生成するために、調和マッピングテーブル５００を使用する。そのＤＳＣＰ値は調和されたＤＳＣＰ値に置換される。ＩＰレイヤ２０３は、調和されたＤＳＣＰ値にしたがってＱｏＳ要件を実現するために、ＤｉｆｆＳｅｒｖ ＱｏＳポリシー４０３にしたがう。ＩＰレイヤプロセスの詳細が図９に対して記述される。
【００４７】
上記ストリームは下位の調和レイヤ８０２へ通過し、該調和レイヤ８０２は、該ストリームに対するプロトコルＩＤを得るためにマッピングテーブル７００を使用する。その後、マッピングテーブル５００に基づいて、逆変換が行なわれ、また、そのストリームのオリジナル（元）のＤＳＣＰ値が回復される。その調和されたＤＳＣＰ値はオリジナルの値で置換される。そのストリームがデータリンクレイヤに到着すると、マッピングテーブル６００により、ＤＬＬのＱｏＳマーキングが得られ、ＭＡＣヘッダ２０に書き込まれる。
【００４８】
図９はＩＰレイヤのキューイング（待ち行列）プロセスを示す。我々の例において、調和されたプロトコルには９つの優先順位またはクラスがある。したがって、９つの対応するキュー９０１がある。キュー１は最高優先順位を有しており、また、キュー９は最下位優先順位を有する。入力パケット８０３がＩＰレイヤ２０３に入ると、該パケットは、調和されたＤＳＣＰ値５０３に基づいて、ＱｏＳポリシー４０３によってキュー（待ち行列）に入れられる。
【００４９】
スマートグリッド
図１０は、ホームネットワークが電気製品、照明器具、ＨＶＡＣ設備、セキュリティアラーム、センサなどの、住宅内の様々な電気装置１０４０に接続された、スマートグリッドネットワーク１０２０の一部である、この発明の実施の形態１を示す。スマートグリッドは上述されたホームネットワークと共存することができることに注目すべきである。
【００５０】
スマートグリッドは、ホームネットワーキング技術として、たとえばジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、Ｘ１０、ＺーＷａｖｅなどのスマートグリッドに使用することができる非ＩＰネットワーク１０２０の１つの型式である。図１０では、非ＩＰネットワーク１０２０は、非ＩＰ−インターネットプロトコル（ｎｏｎ−ＩＰ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ブリッジまたは非ＩＰ−イーサネットブリッジ１０１０を介してホームゲートウェイと接続される。そのブリッジはマッピングテーブル１０３０を使用して、非ＩＰパケットをＩＰパケットに変換する。
【００５１】
宛先ＩＰアドレス１００２および調和されたＤＳＣＰ値１００２は、宛先（送信先）非ＩＰアドレス１００１に基づいたマッピングテーブルから得ることができる。調和されたＤＳＣＰ値で、新しく生成されたＩＰパケットをホームゲートウェイにおける適切な優先順位で処理することができる。単一のフィジカル（物理的）デバイスがホームゲートウェイとブリッジの両方を行うことができることも、注目されるべきである。
【００５２】
この発明の実施の形態１では、優先順位も、ユーザのためのＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定することができる。
【００５３】
この発明は好ましい実施の形態を例として記述されたが、この発明の趣旨および範囲内で様々な他の改変および変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、この発明の真実の趣旨および範囲内に入るような、すべての変更例および変形例をカバーすることが、添付のクレームの目的である。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的に、通信プロトコルのためのサービス品質（ＱｏＳ）に関し、特にホームネットワークにおいて異なるインターネットプロトコル標準用のＱｏＳを調和させることに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホームネットワーク
マルチメディア装置は住宅向きのセッティングにおいて共通である。これらの装置は、パソコン（ＰＣ）、テレビ、プリンタ、レコーダーおよびオーディオ再生装置などを含む。従来から、これらの装置は、異なるアプリケーションプログラムを使用して、独立して作動する。典型的には、これらの装置は、マルチメディア、インターネットへのアクセスおよびサービスプロバイダを共有しない。新生のホームネットワーキング技術によって、これらの装置は互いに通信することができ、またホームゲートウェイ経由でアクセスネットワークに接続されることができる。アクセスネットワークがサービスプロバイダに接続されると、マルチメディアコンテンツを、パケットの形で、インターネットを通じてそれらの装置に流すことができる。
【０００３】
パケット
図１Ａは、従来のインターネットパケット１０を示す。インターネットは、トランスポートレイヤプロトコル（ＴＣＰ）またはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）を使用することができる。ＵＤＰが使用される場合、配信が失敗したときに配送元（ソース）へ通知されないので、このサービスは信頼性が低い。パケットは、ＴＣＰ／ＩＰのコンテキストにおいては、一般にデータグラムと呼ばれる。
【０００４】
パケットは、メディアアクセス（ＭＡＣ）ヘッダ２０、ＩＰヘッダ３０、ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ４０およびペイロードデータ５０を含む。この発明に関係するフィールドは、ＭＡＣヘッダ内のＱｏＳマーキング２１、ＩＰヘッダ内の宛先（送信先）ＩＰアドレス３１と差別化サービス（ＤＳ）フィールド３２、およびＴＣＰ／ＵＤＰヘッダ内のポート番号４１である。
【０００５】
ＤＳフィールド
差別化されたサービス（ＤｉｆｆＳｅｒｖ）は、「ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ （ＩＥＴＦ） Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔ （ＲＦＣ） ２４７４」において定義されている。ＤＳフィールドはＩＰヘッダに含まれている。ＤｉｆｆＳｅｒｖは、部分的に、サービス品質（ＱｏＳ）を指定する。表１に示されるように、ＤＳフィールドは８ビットを含む。
【０００６】
【表１】
【０００７】
６つの最上位ビットは、差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）と呼ばれる。利用可能な６ビットで、合計６４のＤＳＣＰが利用可能であり、これにより、６４の標準インタネットサービスプロトコルの区別または優先順位を可能とする。
【０００８】
現在、そのフィールドでのすべての可能な値のサブセットだけがＤｉｆｆＳｅｒｖルータによって使用される。ＤＳＣＰ。２つの最下位ビットが、輻輳情報通知（ＥＣＮ）のために使用される。
【０００９】
ＤｉｆｆＳｅｒｖ対応のルータおよび他のネットワークエレメントは、ネットワークトラフィックを区別するために、すなわちパケットがローカルネットワークに入る毎に、該パケットを分類するために、ＤＳＣＰを使用する。ＤｉｆｆＳｅｒｖは、動作集約（ＢＡ）分類法を使用する。このＢＡ分類法では、パケットはＤＳＣＰ値にのみ基づいて分類される。同一のＤＳＣＰ値を持っている異なるソースからのパケットは、ＢＡとしてグループ化され、同一の方法で処理される。ホップ毎の振舞（挙動）（ＰＨＢ）は、特別のＢＡに適用されたＤＳノードの外部的に観察可能な転送振舞の記述である。
【００１０】
ＤｉｆｆＳｅｒｖ標準は、優先順位の設定のために、ＤＳフィールドの３つの最上位ビット、すなわちＤＳ５、ＤＳ４およびＤＳ３を利用する。ＤＳＣＰの他の３ビットは、より細かな優先順位細分性を提供する。
【００１１】
実際には、ほとんどのネットワークは次の一般に定義されるＰＨＢを使用する。ディフォルトＰＨＢ、これは典型的にはベストエフォートのトラフィックである。完全優先転送（緊急転送）（ＥＦ）ＰＨＢ、これは低損失および低い待ち時間トラフィックに専用である。相対的優先転送（保証転送）（ＡＦ）ＰＨＢ、これは条件付きの転送の保証を与える。クラスセレクタ（ＣＳ）ＰＨＢ、これらはＩＰ優先フィールドを有する後方互換性を維持するために定義される。
【００１２】
クラスセレクタコードポイントは形式「ｘｘｘ０００」である。最初の３ビットはＩＰ優先ビットである。各ＩＰ優先値はそれぞれＤｉｆｆＳｅｒｖクラスに変換することができる。パケットがＩＰ優先マーキングを使用した非ＤｉｆｆＳｅｒｖ感知ルータから受け取られる場合、ＤｉｆｆＳｅｒｖルータは今までどおり符号化をクラスセレクタコードポイントとして決定することができる。
【００１３】
「Ｔｈｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔ （ＲＦＣ） ２５９７」（世界に公開されているインターネットの各種の規約）は、プロバイダＤＳドメインがカストマーＤＳドメインから受け取ったＩＰパケットに対して異なるレベルの転送保証を提示する手段として、相対的優先転送（ＡＦ）ＰＨＢを定義する。トラフィックが或る購読された料金を超過しない限り、相対的優先転送は配信の保証をする。輻輳が発生する場合には、購読料を超過するトラフィックが低下する確率が高くなる。
【００１４】
ＡＦ ＰＨＢはＡＦクラスに或る量の帯域幅を保証し、利用可能な場合には、追加の帯域幅へのアクセスを許容する。４つのＡＦクラス、ＡＦ４ｘ〜ＡＦ１ｘ、がある。
【００１５】
各クラス内では、ドロップ（低下）確率に基づいた３つのサービスレベルがある。輻輳が発生する場合には、購読料を超過するトラフィックが低下する確率が高くなる。次のテーブルは確率を有するＡＦクラスを指定するためのＤＳＣＰコーディングを図示する。ビットＤＳ５、ＤＳ４およびＤＳ３はそのクラスを定義する。ビットＤＳ２およびＤＳ１はドロップ（低下）確率を指定する。ビットＤＳ０は常に０である。表２は、相対的優先転送ＰＨＢに対するＤＳＣＰ値を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】
表２において、Ｄｒｏｐは「ドロップ（低下）」、Ｌｏｗは「低い」、Ｍｅｄｉｕｍは「中間」、Ｈｉｇｈは「高い」をそれぞれ表す。
表３は、２進法、１０進法、１６進法でのＤＳＣＰの値を示す。
【００１８】
【表３】
【００１９】
ホームネットワークにおけるＱｏＳ
ＱｏＳを提供する１つの方法は、クラスに基づく。クラスに基づいたＱｏＳでは、パケットは、少数のクラス、典型的には４〜８、に集められる。クラスに基づいたＱｏＳは、明示的なリソース（資源）管理を必要としないので、比較的低い複雑さを持っており、装置がセッションを維持する必要はないので、スケーラビリティを提示する。クラスに基づいたＱｏＳは優先順位を使用するが、特別のＱｏＳは保証されない。
【００２０】
多くの異なる技術および標準のインタネットサービスプロトコルが、ホームネットワークにおけるクラスに基づいたＱｏＳを提供することが知られている。［ＤＳＬ−Ｆ ＴＲ１３３］ ＤＳＬ Ｆｏｒｕｍ （Ｎｏｔｅ１） ＴＲ−１３３ （２００５）；ＤＳＬＨｏｍｅ ＴＲ−０６４ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；［ＤＬＮＡ］ ＩＥＣ ６２４８１−１（２００６）；およびＤＬＮＡ Ｈｏｍｅ ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ ｄｅｖｉｃｅ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ Ｐａｒｔ １：Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ；［ＤＶＢ−ＩＰ］ ＥＴＳＩ ＴＳ １０２ ０３４（２００７）；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ （ＤＶＢ）；Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ ＭＰＥＧ−２ ＴＳ Ｂａｓｅｄ ＤＶＢ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｏｖｅｒ ＩＰ Ｂａｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ；［ＨＧＩ］ Ｈｏｍｅ Ｇａｔｅｗａｙ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ （２００６）； Ｈｏｍｅ Ｇａｔｅｗａｙ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ：Ｒｅｌｅａｓｅ １．０；および［ＵＰｎＰ］ ＵＰｎＰ ＱｏＳ （２００６），ＵＰｎＰ ＱｏＳ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ：２．を参照。
【００２１】
これらのプロトコルの全部はクラスベースのＱｏＳ方法を採用するが、不整合性がまだある。たとえば、異なるプロトコルが異なる数の優先順位を有し、また、同一のＤＳが異なるプロトコルにおいて異なる優先順位を表わすことがある。
【００２２】
表４は、これらの不整合性のうちのいくつかを要約する。３つの一般に使用されるプロトコルに対する優先順位は、列にリストされる。同一の優先順位のＤＳＣＰ値は同一の列にある。なお、これらのプロトコルにおける異なる優先順位に与えられた相対的優先順位は、単に例示的なケースを表わしている。ＤＬＮＡの中の２番目に高い優先順位（０ｘ２８）は、たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の最高優先順位（０ｘ２Ｅ）およびＨＧＩの中の３番目に高い優先順位（０ｘ２８）と全体的に同一のレベルにある。実際の展開においては、これとは異なるスケーリングを使用することができる。
【００２３】
【表４】
【００２４】
優先順位は、一般に、次のように分類することができる。すなわち、ベストエフォート（ＢＥ）、ＢＥより低い、およびＢＥより高い。表４に示されるように、異なるプロトコルは異なる数のクラスを有している。また、プロトコルはそれぞれ、その優先順位に対して異なるコーディングを有している。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ１ＡおよびＨＧＩの中の０ｘ１８は、同一の優先順位を表わす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
ホームゲートウェイは、調和された優先順位にしたがってリソースを割り当てることができ、リソースは帯域幅、スケジューリング、バッファー、多数の再送信の試み、およびパケットドロップ（低下）確率を含む。しかしながら、表４の不整合性は優先順位とリソース（資源）割当に関する混乱に至り、そのために、ＱｏＳ手法の効率を低減させることがある。
【００２６】
要約すると、異なるプロトコルを使用するストリームがホームゲートウェイに到着する場合、優先順位を一貫して調和させて決定する必要がある。調和を達成するために、様々な基準によって指定されたプロトコルを修正変更することは実際には不可能である。したがって、既存のプロトコルを修正変更せずに、優先順位を調和させることができる手法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
この発明の実施の形態１は、ホームゲートウェイがマルチメディア装置をアクセスネットワークに接続するような、該マルチメディア装置を含むホームネットワークのために、ＱｏＳを調和させるものである。調和（ハーモナイゼイション）は、ホームゲートウェイ内でインプリメントされたプロトコルスタックの２つの調和レイヤにおいて行なわれる。上位の調和レイヤは、アプリケーションレイヤとトランスポートレイヤとの間にある。下位の調和レイヤはＩＰレイヤとデータリンクレイヤとの間にある。調和は、アクセスネットワークおよびそれらの装置に対して透明である。調和は、マッピングテーブルを使用して、標準の優先順位と調和された優先順位との間で変換を行う。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の実施の形態１では、優先順位も、ユーザのためのＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】従来のインターネットパケットのブロック図である。
【図１Ｂ】この発明の実施の形態１によって使用されるホームネットワークのブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による調和レイヤを含むプロトコルスタックのブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるプロトコルを調和させる概略図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるホームゲートウェイにおけるメモリのブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるホームゲートウェイにより維持される調和マッピングテーブルである。
【図６】この発明の実施の形態１による、ＤＳＣＰ値からデータリンクレイヤのＱｏＳマーキングへのマッピングテーブルである。
【図７】この発明の実施の形態１による、ホームゲートウェイにおけるＱｏＳ調和プロセスのブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１による、ＩＰレイヤにおけるキューイングプロセスのブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態１によるＩＰレイヤプロセスの概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態１によるスマートグリッドとしてのホームネットワークのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
実施の形態１．
図１Ｂは、この発明の実施の形態１を使用するホームネットワーク１００を示す。そのネットワークは住宅１０１で作動する。住宅は、ホームゲートウェイ１１０、およびテレビ、パソコン（ＰＣ）、プリンタ、セットトップボックス（ＳＴＢ）などのマルチメディア装置１０２を含む。ホームゲートウェイ１１０はそれらの装置を相互に接続し、またアクセスネットワーク１２０に接続する。したがって、ホームネットワークはアクセスネットワークの延長である。異なるプロトコルを有するマルチメディアストリームは、ホームゲートウェイによってソースから宛先（送信先）へ流される。それらのソースは、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１３０および上記装置１０２であり得る。ＩＳＰは、インターネット標準のスイートに応じるあらゆるデータソース（送信側）またはシンク（受信側）として広く定義される。標準化されたインターネットプロトコルスイート（ＴＣＰ／ＩＰ）は、何十億ものユーザおよび装置のために世界的に役立つ。
【００３１】
宛先は、またＩＳＰおよび上記装置であり得る。ＩＳＰはデータストリームを装置へ転送し、また、装置はコマンドまたはデータを送り返すことができる。同様に、装置は互いのもとへコマンドやデータストリームを送ることができる。一般に、ホームゲートウェイは、ソースでも宛先（送信先）でも無い。
【００３２】
図２は、この発明の実施の形態１によるプロトコルスタック２００のレイヤ（層）を示す。この発明の目的のために、我々は、ホームゲートウェイがソースからの入力パケット８０３を出力パケット８０４として宛先へ送っている場合を、主に想定している。
【００３３】
上記スタックは次のレイヤを含む。すなわち、物理的レイヤ２０１、データリンクレイヤ２０２、ＩＰレイヤ２０３、トランスポートレイヤ２０４、およびアプリケーションレイヤ２０５。プロトコルスタックは、特定のプロトコルによって、他のレイヤまたはそれらのレイヤのバリエーション（変形）を含み得ることが理解されるであろう。
【００３４】
スタックは、また上位の調和レイヤ８０１およびより下位の調和レイヤ８０２を含む。上位の調和レイヤは、アプリケーションレイヤとトランスポートレイヤとの間にある。下位の調和レイヤ８０２は、ＩＰレイヤとデータリンクレイヤとの間にある。図２に示されるように、パケットがアプリケーションレイヤからフィジカルレイヤへ通されると、変換８１１−８１２が行なわれる。
【００３５】
従来のレイヤと異なり、調和レイヤはデータグラムにヘッダを付加せず、またはデータグラムからヘッダを削除しない。代わりに、調和レイヤは、この発明の実施の形態１によって調和を行うためにＩＰヘッダを修正変更する。その変更は、標準のインタネットサービスプロトコルから調和されたプロトコルへ優先順位を変換する。上述したように、その変更は、上記ソースと宛先装置に対して透明である。
【００３６】
異なるプロトコルは異なるＱｏＳポリシーを持つので、調和は、その調和された優先順位により、すべてのストリームへの正確なリソース割当を促進する。調和された優先順位は、すべての従来のインターネットプロトコルのすべての標準の優先順位に対して適用可能である。
【００３７】
図３は、３例の従来の標準プロトコルＤＬＮＡ ３０１、ＤＶＢ−ＩＰ ３０２およびＨＧＩ ３０３に対して異なるプロトコルを調和させる方法を示す。図３に示されるように、各プロトコルに対して、最上段のクラスは最高優先順位を有し、また、最下段のクラスは最下位優先度を有する。ＤＬＮＡは、ベストエフォート（ＢＥ）より上に３つのクラスおよびＢＥより下に１のクラスを有する。ＤＶＢ−ＩＰはＢＥ ３１０の上に４つのクラスのみ有し、ＨＧＩはＢＥより上５つのクラス、またＢＥの下に２のクラスを有する。
【００３８】
ユーザまたはネットワーク管理者は、異なるプロトコルの優先順位の関係（相対性）を選択することができる。図３では、我々は、相対的優先順位を決定するために、表４の優先順位スケーリング例にしたがう。図３では、同一のハッチングは同一の優先順位を表わす。これらの３つのプロトコルのいくつかのクラスは同一の優先順位を有する。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ２ＥおよびＨＧＩとＤＬＮＡの中の０ｘ２８は、同一の優先順位を表わす。異なるクラスを併合した後に、９つのクラスの調和されたプロトコル３０４が得られる。
【００３９】
同一の優先順位を有する異なるプロトコルのクラスは、調和されたプロトコル３０４における同一のクラスに変換される。たとえば、ＤＶＢ−ＩＰの中の０ｘ２ＥおよびＨＧＩとＤＬＮＡの中の０ｘ２８は、調和されたプロトコルにおける０ｘ１Ａに変換される。調和されたプロトコルにおける２つのクラスがＢＥより下にあるので、ＤｉｆｆＳｅｒｖが相対的優先順位を決定することができるように、ＢＥクラスに対する適切なＤＳＣＰ値が選択されている。図３では、我々はＢＥに対して０ｘ１６を選択する。
【００４０】
調和のために、或る演繹的な情報が、図４に示されるように、ホームゲートウェイのメモリ４１０に格納される。この情報は、任意のプロトコルのＤＳＣＰ値を調和されたプロトコルのＤＳＣＰ値に変換する調和マッピングテーブル５００を含む。ホームネットワークにおけるいくつかの装置はＩＰヘッダの中のＤＳＣＰ値を解釈することができないので、該装置は、ＭＡＣヘッダ２１内のレイヤ−２ ＱｏＳマーキングを使用する必要がある。
【００４１】
したがって、各プロトコルに対して、ＤＳＣＰ値をＤＬＬのＱｏＳマーキングに変換するＤＳＣＰマッピングテーブル６００も含まれている。ＩＤマッピングテーブル７００は宛先（送信先）ＩＰアドレスとポート番号を対応するプロトコル識別（ＩＳ）に変換する。メモリは、またＱｏＳポリシー４０３を格納する。
【００４２】
図５は、マッピングテーブル５００の例を示す。テーブル５００における列は、プロトコル名５０１、ＤＳＣＰ値５０２、および調和されたプロトコル５０３のＤＳＣＰである。実際には、マッピングテーブルは、調和される必要があるすべての異なるプロトコルに対する項目を有している。
【００４３】
図６は、ＤＳＣＰマッピングテーブル６００の例を示す。このテーブルはプロトコルＨＧＩ向けである。ＨＧＩに対して、データリンクレイヤは、標準ＩＥＥＥ ８０２．１１または８０２．１Ｄを採用することができる。図６には３列あり、それらは、ＤＳＣＰ値６０１、８０２．１１ ６０２のＱｏＳマーキング、および８０２．１Ｄ ６０３のＱｏＳマーキングである。ＤＳＣＰ値は、ＤＬＬプロトコルおよびこのマッピングテーブルに基づき、対応するＤＬＬ ＱｏＳマーキングに翻訳される。
【００４４】
図７は、ＩＤマッピングテーブル７００の例を示す。図７には、３列あり、それらは、宛先（送信先）ＩＰアドレス７０１、宛先（送信先）ポートＮｏ．７０２およびプロトコル７０３である。与えられたストリームに対して、宛先ＩＰアドレスとポート番号が知られている場合、対応するプロトコルはこのテーブルから決定される。
【００４５】
図８はホームゲートウェイにおける調和プロセスを示す。調和プロセスは、単にダウンストリームトラフィック、すなわちアプリケーションレイヤ２０５からフィジカルレイヤ２０１に渡されたパケットに適用される。パケットに対して、アプリケーションレイヤ２０５は、たとえば購読、サービスおよびプロトコルの型式に基づいて、ＤＳＣＰ値５０２を生成する。
【００４６】
アプリケーションレイヤは、宛先ＩＰアドレスおよびポート番号などのような他の関連情報と共に、ＤＳＣＰ値およびサービス・プロトコルＩＤを上位の調和レイヤ８０１へ渡す。上位の調和レイヤ８０１は、調和されたＤＳＣＰ値５０３を生成するために、調和マッピングテーブル５００を使用する。そのＤＳＣＰ値は調和されたＤＳＣＰ値に置換される。ＩＰレイヤ２０３は、調和されたＤＳＣＰ値にしたがってＱｏＳ要件を実現するために、ＤｉｆｆＳｅｒｖ ＱｏＳポリシー４０３にしたがう。ＩＰレイヤプロセスの詳細が図９に対して記述される。
【００４７】
上記ストリームは下位の調和レイヤ８０２へ通過し、該調和レイヤ８０２は、該ストリームに対するプロトコルＩＤを得るためにマッピングテーブル７００を使用する。その後、マッピングテーブル５００に基づいて、逆変換が行なわれ、また、そのストリームのオリジナル（元）のＤＳＣＰ値が回復される。その調和されたＤＳＣＰ値はオリジナルの値で置換される。そのストリームがデータリンクレイヤに到着すると、マッピングテーブル６００により、ＤＬＬのＱｏＳマーキングが得られ、ＭＡＣヘッダ２０に書き込まれる。
【００４８】
図９はＩＰレイヤのキューイング（待ち行列）プロセスを示す。我々の例において、調和されたプロトコルには９つの優先順位またはクラスがある。したがって、９つの対応するキュー９０１がある。キュー１は最高優先順位を有しており、また、キュー９は最下位優先順位を有する。入力パケット８０３がＩＰレイヤ２０３に入ると、該パケットは、調和されたＤＳＣＰ値５０３に基づいて、ＱｏＳポリシー４０３によってキュー（待ち行列）に入れられる。
【００４９】
スマートグリッド
図１０は、ホームネットワークが電気製品、照明器具、ＨＶＡＣ設備、セキュリティアラーム、センサなどの、住宅内の様々な電気装置１０４０に接続された、スマートグリッドネットワーク１０２０の一部である、この発明の実施の形態１を示す。スマートグリッドは上述されたホームネットワークと共存することができることに注目すべきである。
【００５０】
スマートグリッドは、ホームネットワーキング技術として、たとえばジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）、Ｘ１０、ＺーＷａｖｅなどのスマートグリッドに使用することができる非ＩＰネットワーク１０２０の１つの型式である。図１０では、非ＩＰネットワーク１０２０は、非ＩＰ−インターネットプロトコル（ｎｏｎ−ＩＰ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ブリッジまたは非ＩＰ−イーサネットブリッジ１０１０を介してホームゲートウェイと接続される。そのブリッジはマッピングテーブル１０３０を使用して、非ＩＰパケットをＩＰパケットに変換する。
【００５１】
宛先ＩＰアドレス１００２および調和されたＤＳＣＰ値１００２は、宛先（送信先）非ＩＰアドレス１００１に基づいたマッピングテーブルから得ることができる。調和されたＤＳＣＰ値で、新しく生成されたＩＰパケットをホームゲートウェイにおける適切な優先順位で処理することができる。単一のフィジカル（物理的）デバイスがホームゲートウェイとブリッジの両方を行うことができることも、注目されるべきである。
【００５２】
この発明の実施の形態１では、優先順位も、ユーザのためのＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定することができる。
【００５３】
この発明は好ましい実施の形態を例として記述されたが、この発明の趣旨および範囲内で様々な他の改変および変更を行うことができることが理解されるべきである。したがって、この発明の真実の趣旨および範囲内に入るような、すべての変更例および変形例をカバーすることが、添付のクレームの目的である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各パケットが関連する入力優先順位を有し、また、該パケットの入力優先順位がＩＥＥＥプロトコル基準によって指定される、マルチメディアストリームのパケットを調和する方法であって、
ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットの入力優先順位を調和された優先順位へ変換する工程と、
前記ホームゲートウェイにおいて前記調和された優先順位により入力パケットを処理する工程と、
前記ホームゲートウェイにおいて、前記処理の後に、前記調和された優先順位を対応する出力パケットに関連した出力優先度順位へ変換する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記入力パケットはインターネットサービスプロバイダから前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットは前記ホームゲートウェイに接続されたホームネットワークの装置へ送信される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記入力パケットはホームネットワークの装置から前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットはインターネットサービスプロバイダへ送信される、請求項１の方法。
【請求項４】
前記入力パケットはホームネットワークの装置から前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットは前記ホームネットワークの別の装置に送信される、請求項１の方法。
【請求項５】
前記入力パケットを処理する間に、前記ホームゲートウェイによって前記入力パケットを一時的に格納する工程をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項６】
前記ホームゲートウェイは各調和された優先順位に対するキューを含む、請求項１の方法。
【請求項７】
前記パケットはそれぞれインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダを含み、また、該ＩＰヘッダは差別化されたサービス（ＤＳ）を含み、また、ＤＳフィールドは前記パケットに対する標準の優先順位を指定する、請求項１の方法。
【請求項８】
前記標準の優先順位はベストエフォート（ＢＥ）、該ＢＥより低い、および該ＢＥより高い優先順位を含む、請求項１の方法。
【請求項９】
前記ホームゲートウェイにより前記調和された優先順位にしたがってリソースを割り当てる工程をさらに備え、前記リソースは帯域幅、スケジューリング、バッファー、多数の再送信の試み、およびパケット低下確率をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記装置は、テレビ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、セットトップボックス、レコーダー、記憶デバイス、ブリッジング／継電装置および再生装置を含むグループから選択される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記ホームゲートウェイはプロトコルスタックを含み、
前記プロトコルスタックは、フィジカル（物理的）、データリンク（ＤＬ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、トランスポートおよびアプリケーションのそれぞれのレイヤを含み、
前記標準の優先順位への変換は、前記ＤＬレイヤとＩＰレイヤとの間の下位の調和レイヤによって行なわれ、また、前記調和された優先順位への変換は、前記トランスポートレイヤとアプリケーションレイヤとの間の上位の調和レイヤによって行なわれる、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記両方の変換工程は前記インターネットサービスプロバイダおよび前記装置に対して透明である、請求項２の方法。
【請求項１３】
前記両方の変換工程はすべての従来のインターネットプロトコルのすべての標準の優先順位に対して適用可能である、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記両方の変換工程は前記ホームゲートウェイのメモリに格納されたマッピングテーブルを使用する、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記マッピングテーブルはマッピング標準優先順位および対応する調和された優先順位を指定する、請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記インターネットサービスプロバイダによって前記マッピングテーブルを更新することをさらに備える、請求項１４の方法。
【請求項１７】
前記調和された優先順位は４つの相対的優先転送（ＡＦ）クラスを備え、また各ＡＦクラスはドロップ（低下）確率に基づく３つのサービスレベルを有する、請求項１４の方法。
【請求項１８】
前記パケットに対する宛先ＩＰアドレスおよびポート番号を対応するプロトコル識別子に変換する工程をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項１９】
前記入力優先順位は前記入力パケットを送信するための保証されたスロットによって示される、請求項１の方法。
【請求項２０】
前記入力優先順位はＡＮＧＥＬ ＩＥＥＥ ８０２．１５．４拡張レイヤ（ＡＥＬ）によって示される、請求項１の方法。
【請求項２１】
前記入力優先順位はフレーム修整（ＦＲＴ）戦略によって示される、請求項１の方法
【請求項２２】
前記入力優先順位は優先順位調色（ＰＲＴ）戦略によって示される、請求項１の方法。
【請求項２３】
前記入力優先順位はクリアチャネル評価（ＣＣＡ）によって示される、請求項１の方法。
【請求項２４】
前記ホームゲートウェイはホームネットワークに接続され、またそのホームネットワークはＩＥＥＥ ８０２．１５．４標準によって設計される、請求項１の方法。
【請求項２５】
前記ホームネットワークはスマートグリッドとして動作する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記優先順位は、ＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定される、請求項２４の方法。
【請求項２７】
前記ホームネットワークは非ＩＰ−インターネットプロトコルブリッジを介して前記ホームゲートウェイに接続される、請求項２４の方法。
【請求項２８】
前記ホームネットワークは非ＩＰ−イーサネットブリッジを介して前記ホームゲートウェイに接続される、請求項２４の方法。
【請求項２９】
各パケットが標準の優先順位を含み、該パケットの標準の優先順位が標準のインタネットサービスプロトコルによって指定される、マルチメディアストリームのパケットを調和させるためのシステムであって、
ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットにおける標準の優先順位を調和された優先順位へ変換するように構成された該ホームゲートウェイを備え、
前記ホームゲートウェイは、前記調和された優先順位によって前記入力パケットを処理し、その処理の後に、前記調和された優先順位を対応する出力パケットにおける標準の優先順位へ変換する、システム。
【請求項１】
各パケットが関連する入力優先順位を有し、また、該パケットの入力優先順位がＩＥＥＥプロトコル基準によって指定される、マルチメディアストリームのパケットを調和する方法であって、
ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットの入力優先順位を調和された優先順位へ変換する工程と、
前記ホームゲートウェイにおいて前記調和された優先順位により入力パケットを処理する工程と、
前記ホームゲートウェイにおいて、前記処理の後に、前記調和された優先順位を対応する出力パケットに関連した出力優先度順位へ変換する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記入力パケットはインターネットサービスプロバイダから前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットは前記ホームゲートウェイに接続されたホームネットワークの装置へ送信される、請求項１の方法。
【請求項３】
前記入力パケットはホームネットワークの装置から前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットはインターネットサービスプロバイダへ送信される、請求項１の方法。
【請求項４】
前記入力パケットはホームネットワークの装置から前記ホームゲートウェイに受け取られ、また、前記出力パケットは前記ホームネットワークの別の装置に送信される、請求項１の方法。
【請求項５】
前記入力パケットを処理する間に、前記ホームゲートウェイによって前記入力パケットを一時的に格納する工程をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項６】
前記ホームゲートウェイは各調和された優先順位に対するキューを含む、請求項１の方法。
【請求項７】
前記パケットはそれぞれインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダを含み、また、該ＩＰヘッダは差別化されたサービス（ＤＳ）を含み、また、ＤＳフィールドは前記パケットに対する標準の優先順位を指定する、請求項１の方法。
【請求項８】
前記標準の優先順位はベストエフォート（ＢＥ）、該ＢＥより低い、および該ＢＥより高い優先順位を含む、請求項１の方法。
【請求項９】
前記ホームゲートウェイにより前記調和された優先順位にしたがってリソースを割り当てる工程をさらに備え、前記リソースは帯域幅、スケジューリング、バッファー、多数の再送信の試み、およびパケット低下確率をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記装置は、テレビ、パーソナルコンピュータ、プリンタ、セットトップボックス、レコーダー、記憶デバイス、ブリッジング／継電装置および再生装置を含むグループから選択される、請求項１の方法。
【請求項１１】
前記ホームゲートウェイはプロトコルスタックを含み、
前記プロトコルスタックは、フィジカル（物理的）、データリンク（ＤＬ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、トランスポートおよびアプリケーションのそれぞれのレイヤを含み、
前記標準の優先順位への変換は、前記ＤＬレイヤとＩＰレイヤとの間の下位の調和レイヤによって行なわれ、また、前記調和された優先順位への変換は、前記トランスポートレイヤとアプリケーションレイヤとの間の上位の調和レイヤによって行なわれる、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記両方の変換工程は前記インターネットサービスプロバイダおよび前記装置に対して透明である、請求項２の方法。
【請求項１３】
前記両方の変換工程はすべての従来のインターネットプロトコルのすべての標準の優先順位に対して適用可能である、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記両方の変換工程は前記ホームゲートウェイのメモリに格納されたマッピングテーブルを使用する、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記マッピングテーブルはマッピング標準優先順位および対応する調和された優先順位を指定する、請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記インターネットサービスプロバイダによって前記マッピングテーブルを更新することをさらに備える、請求項１４の方法。
【請求項１７】
前記調和された優先順位は４つの相対的優先転送（ＡＦ）クラスを備え、また各ＡＦクラスはドロップ（低下）確率に基づく３つのサービスレベルを有する、請求項１４の方法。
【請求項１８】
前記パケットに対する宛先ＩＰアドレスおよびポート番号を対応するプロトコル識別子に変換する工程をさらに備える、請求項１の方法。
【請求項１９】
前記入力優先順位は前記入力パケットを送信するための保証されたスロットによって示される、請求項１の方法。
【請求項２０】
前記入力優先順位はＡＮＧＥＬ ＩＥＥＥ ８０２．１５．４拡張レイヤ（ＡＥＬ）によって示される、請求項１の方法。
【請求項２１】
前記入力優先順位はフレーム修整（ＦＲＴ）戦略によって示される、請求項１の方法
【請求項２２】
前記入力優先順位は優先順位調色（ＰＲＴ）戦略によって示される、請求項１の方法。
【請求項２３】
前記入力優先順位はクリアチャネル評価（ＣＣＡ）によって示される、請求項１の方法。
【請求項２４】
前記ホームゲートウェイはホームネットワークに接続され、またそのホームネットワークはＩＥＥＥ ８０２．１５．４標準によって設計される、請求項１の方法。
【請求項２５】
前記ホームネットワークはスマートグリッドとして動作する、請求項２４の方法。
【請求項２６】
前記優先順位は、ＧＵＩに基づいたインタフェースにより、またはプログラムの実行により、またはディフォルト優先順位の許容により、設定される、請求項２４の方法。
【請求項２７】
前記ホームネットワークは非ＩＰ−インターネットプロトコルブリッジを介して前記ホームゲートウェイに接続される、請求項２４の方法。
【請求項２８】
前記ホームネットワークは非ＩＰ−イーサネットブリッジを介して前記ホームゲートウェイに接続される、請求項２４の方法。
【請求項２９】
各パケットが標準の優先順位を含み、該パケットの標準の優先順位が標準のインタネットサービスプロトコルによって指定される、マルチメディアストリームのパケットを調和させるためのシステムであって、
ホームゲートウェイによって受け取られた入力パケットにおける標準の優先順位を調和された優先順位へ変換するように構成された該ホームゲートウェイを備え、
前記ホームゲートウェイは、前記調和された優先順位によって前記入力パケットを処理し、その処理の後に、前記調和された優先順位を対応する出力パケットにおける標準の優先順位へ変換する、システム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１３０４３６（Ｐ２０１１−１３０４３６Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２７１３１１（Ｐ２０１０−２７１３１１）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５９７０６７５７４）ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド (484)
【住所又は居所原語表記】２０１ ＢＲＯＡＤＷＡＹ， ＣＡＭＢＲＩＤＧＥ， ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ ０２１３９， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１３１１（Ｐ２０１０−２７１３１１）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（５９７０６７５７４）ミツビシ・エレクトリック・リサーチ・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド (484)
【住所又は居所原語表記】２０１ ＢＲＯＡＤＷＡＹ， ＣＡＭＢＲＩＤＧＥ， ＭＡＳＳＡＣＨＵＳＥＴＴＳ ０２１３９， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]