説明

無線ローカルエリアネットワークにおけるサービス品質制御

【課題】無線ローカルエリアネットワークにおけるサービス品質制御を提供することを目的とする。
【解決手段】無線ローカルエリアネットワーク(LAN)(100,100’)に結合された有線ネットワーク(160)内におけるサービス品質(QoS)レベル/サービスレベルは、夫々の入来する情報フレームへ、そのフレームに対して決定されたQoSレベル/サービスレベルに従って、仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)(160)番号を割り当てることによって、制御される。その場合に、前記フレームは、該フレームを伝送する経路が、決定されたQoSレベル/サービスレベルを満足するよう、例えば回線容量のような必須の特性を有することを確実にするように、VLAN(160)番号に従ってネットワーク内で経路指定される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、所望のサービス品質(QoS)レベル/サービスレベルを達成するよう、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)においてトラヒックを制御するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
無線LAN技術の分野における進歩は、休憩施設、カフェ、図書館及び類似する公共施設において、公にアクセス可能な無線LANの出現(例えば、「ホットスポット」)をもたらした。現在、無線LANは、携帯端末ユーザに、例えば企業イントラネットのような、プライベートデータ・ネットワーク、又は、例えばインターネットのような、公衆データ・ネットワークへのアクセスを提供する。無線LANを実現し、動作させる比較的安い費用、及び(通常、10メガビット/秒を上回る)利用可能な高い回線容量は、無線LANを、携帯端末ユーザがパケットを外部実態と交換することができる理想的なアクセス機構とする。
【0003】
無線LANにアクセスする携帯端末ユーザは、異なるQoSレベル/サービスレベルを有するトラヒックを送受信することができる。例えば、携帯端末ユーザは、データよりも潜在遅延に対してより高い感度を有する音声トラヒックを送りうる。異なるデータ形式は、異なるQoSレベル/サービスレベル要求を有することができる。例えば、一般に、ストリーミング・ビデオは、簡単なテキストメッセージよりもはるかに大きな回線容量を必要とする。今日、一般に、無線LANは、限定されたQoSレベル/サービスレベルを提供する。例えば、多くの無線LANによって利用されているIEEE802.11プロトコル規格のオプション機能は、ユーザアクセスを許可するために、関連する無線LANアクセスポイント(AP)による夫々のユーザのポーリングを必要とし、このようにして、1つ又はそれ以上の限定されたQoSレベル/サービスレベル制御方式の実施を可能にする。ETSI/Hipperlan2規格を用いると、無線LANは、コネクション型の機構を提供するよう、媒体アクセス制御(MAC)プロトコルを利用し、これによって、夫々の携帯端末ユーザは、所望のQoSレベル/サービスレベルを得るよう、APとの通信セッションを確立し、無線供給源と情報のやり取りを行うことができる。しかし、QoSレベル/サービスレベルを制御するためのこのような今日の方式は、任意のAPの無線供給源の管理のみを扱う。このような方式は、無線LANに結合された有線ネットワーク内での供給源の管理を扱わない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従って、無線LANに結合された有線ネットワーク内においてQoSレベルを管理するための技術が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
簡潔に、本原理の好ましい実施例に従って、無線ローカルエリアネットワーク(LAN)に結合された有線ネットワーク内においてサービス品質(QoS)レベル/サービスレベルを制御するための方法が提供される。当該方法は、携帯端末ユーザからの少なくとも1つの情報フレームのネットワーク内における受信時に開始する。次に、その情報フレームに対する適切なQoSレベル/サービスレベルに関して決定がなされる。フレームのQoSレベル/サービスレベルは、フレームの供給源(即ち、送信側の携帯端末ユーザの身元)に従って定められうる。代替的には、携帯端末ユーザは、動的基準において、次の通信セッションに対して特定のQoSレベル/サービスレベルを要求することができる。フレームのQoSレベル/サービスレベルが決定されると、一般に仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)番号の形をした識別子は、所望のQoSレベル/サービスレベルを指定するようにフレームに関連づけられる。通常は、VLAN番号は、IEEE802.1Q規格に従ってフレームを受信するよう宛先を定められたネットワーク終点の身元を指定する。しかし、本原理に従って、VLAN番号は、QoSレベルに関連づけられた適切な経路を選択するために、ネットワークにおいて使用される。フレームは、フレームに関連づけられたVLAN番号に従って、ネットワークにおいて経路指定される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】従来技術に従う無線LANのブロック図を表す。
【図2】本原理に従う無線LANの第1の好ましい実施例のブロック図を表す。
【図3】所望のQoSレベルを満足するようトラヒックを制御するために図2のネットワーク内で発生したイベントの時系列を表す。
【図4】本原理に従う無線LANの第2の好ましい実施例のブロック図を表す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図1は、従来技術に従う無線ローカルエリアネットワーク(LAN)10のブロック図を表す。無線LAN10は、AP12及び12により例示される少なくとも1つ、望ましくは複数のアクセスポイント(AP)を有する。夫々のAP12及び12は、無線周波数信号を送信し、MTU14によって例示される1つ又はそれ以上の携帯端末ユーザ(MTU)からの無線周波数信号を受信するための無線送受信機を有する。このようにして、夫々のAPは、MTU14が無線LAN10に結合された有線ネットワーク16からのトラヒックのダウンロード及び有線ネットワーク16へのトラヒックのアップロードを行うことを可能にするよう、ゲートウェイとして働く。夫々のMTU14と有線ネットワーク16との間で交換されるトラヒックは、データのみならず、音声を有することができる。データは、通常、イーサネット(登録商標)・フレームでフォーマットされたインターネットプロトコル(IP)パケットの形を取る。
【0008】
相互作用ゲートウェイ(IWG)18は、有線ネットワーク16と、プライベートデータ・ネットワーク、企業イントラネット、若しくはインターネットのような公衆データ・ネットワーク、又はそれらの組み合わせを有することができる外部ネットワーク20との間の通信経路を提供する。IWG18は、有線ネットワーク16及び外部ネットワーク20に相互に作用するのみならず、承認(Authoriation)、認証(Authentication)及び計算(Accounting)(AAA)機能をも実行する。言い換えると、IWG18は、サービスを得るMTU14に権限を与え、更に、無線LAN10への夫々のアクセス時にMTUを認証する働きをする。更に、MTU14を認証した後に、IWG18は、結果を送るために、MTUへ行ったサービスを計上する。
【0009】
IWG18は、従来の無線LAN10において、限定されたQoSレベル/サービスレベル管理を提供する。せいぜい、IWG18は、夫々のAPと関連したMTUとの間で交換されるトラヒックに対する所定のQoSレベル/サービスレベルを達成するために必要な無線供給源を提供するよう、AP12及び12の夫々を制御する。しかし、無線LAN10の内部の有線ネットワーク16は、通常、QoSレベル/サービスレベル管理を許容しないキャリア検知同時アクセス(CSMA)を用いるデフォルト媒体アクセスプロトコル(MAC)を使用する。せいぜい、回線容量は、全ての競合者の間で共有され、サービスレベルは、ベストエフォートであると言われる。
【0010】
図2は、本原理の第1の好ましい実施例に従う無線LAN100を表す。LAN100は、最も良くAP120及び120によって例示される少なくとも1つ、望ましくは複数のアクセスポイント(AP)を有する。夫々のAPは、MTU140、140、140及び140によって例示される1つ又はそれ以上の携帯端末ユーザ(MTU)への無線アクセスを提供する。表された実施例において、AP120は、MTU140〜140への無線アクセスを提供し、一方、AP120は、MTU140への無線アクセスを提供する。しかし、AP120および120の夫々は、図1のAP12及び12の夫々と同じ方法で、複数のMTUへの無線アクセスを提供する能力を有する。
【0011】
無線LAN100の中心で、有線ネットワークは、仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)機能を有するイーサネット(登録商標)スイッチ160の形をとる。VLAN機能は、フレームに関連づけられた識別子(即ち、VLAN番号)に従って、夫々の情報フレームを経路指定することができる。VLANスイッチ160は、決定されたQoSレベルに従って、AP120及び120の夫々の間のトラヒック・フローと、IWG180、180及び180によって例示される相互作用ゲートウェイ(IWG)の経路指定の設定のうちの1つとを制御する。図3に表されるように、IWG180〜180の夫々は、VLANスイッチ160のポートP1〜P3のうちの対応する1つへの接続を夫々有する。AP120及び120の夫々は、ポートP6及びP5の夫々への接続を夫々有する。
【0012】
経路指定IWG180〜180に加えて、図2の無線LAN10は、VLANスイッチ160のポートP4へ接続された管理IWG180を有する。IWG180は、制御器として働く。その点で、IWG180は、図1のIWG18によって実行されるのと同じ承認、認証及び計算(AAA)機能を実行するための認証プロキシサーバ(図示せず。)のホストとして働く。AAA機能の一部をそれは実行するので、管理IWG180は、夫々のMTUから関連したAPで受信された情報フレームに対する適切なQoSレベル/サービスレベルを指定する、夫々のMTUの記録を保持する。例えば、MTU140は、MTU140と比較して、より高いサービス程度を承認しうる。このような認識から、管理IWG180は、夫々のMTUから発生する夫々のフレームに対して、適切な仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)番号を割り当てる。通常は、VLAN番号は、IEEE802.1Q規格に従ってフレームを受信するよう宛先を指定されたネットワーク終点の身元を指定する。しかし、本原理に従うと、VLAN番号は、特定のQoSレベル/サービスレベルに関連づけられた適切な経路(即ち、スイッチポート)を選択するために、ネットワークにおいて使用される。管理IWG180は、夫々のAPへのこのようなVLAN番号の割り当てを提供する。好ましい実施例において、AP120及び120の夫々は、そのフレームにふさわしい適切なQoSレベル/サービスレベルを指定する識別子(即ち、VLAN番号)を、夫々の入来するフレームに関連づけるためのイーサネット(登録商標)・ブリッジ装置として働く。
【0013】
無線LAN100との通信セッションの始動中に設定される静的なQoSレベル/サービスレベルに依存するよりむしろ、夫々のMTUは、動的基準において新しい次のセッションのために特定のQoSレベル/サービスレベルを要求しうる。別の言い方をすると、例えばMTU140のような、MTUは、1つ又はそれ以上の後に伝送されるフレームが特定のQoSレベル/サービスレベルを与えるべきであるという要求を送りうる。AP120は、このようなQoSレベル/サービスレベル要求を管理IWG180へ送り、続いて、管理IWG180は、要求されたQoSレベル/サービスレベルを指定するVLAN番号をこのようなフレームに割り当てるようAPに指示する。
【0014】
図2の無線LAN100におけるVLANスイッチ160は、夫々のAPによって夫々のフレームへ割り当てられたVLAN番号に従って、AP120及び120のうちの1つから経路指定IWG180〜180のうちの1つへ、情報フレームを経路指定する。夫々のフレームに関連づけられたVLAN番号は、VLANスイッチ160が受信フレームの適切な経路を選択することを可能にする。図3に関して詳細に論じられるように、夫々のMTU、例えばMTU140が、例えば、通信セッションを開始する場合に、そのMTUは、識別IPアドレスを受信するだけでなく、経路指定IWG180〜180のIPアドレスをも受信する。たとえ経路指定IWG180〜180の夫々が同じIPアドレスを有するとしても、一般に、夫々は、異なったQoSレベル/サービスレベルを有する。従って、VLANスイッチ160は、適切なQoSレベル/サービスレベルを維持するよう適切な経路でフレームを経路指定するために(即ち、経路指定IWG180〜180のうちの適切な1つへフレームを経路指定するために)、AP120及び120のうちの関連した1つから受信された夫々の情報フレームに関連づけられたVLAN番号を使用する。
【0015】
図3は、図2のネットワーク100においてQoSレベル/サービスレベルに関連づけられたイベントの順序を表すタイミングチャートを示す。最初に、MTU、例えば図2のMTU140は、図3のイベント100の間に、例えば図2のAP120のようなAPとの無線通信を最初に確立することによって、無線LAN100との通信セッションを開始する。ステップ100の間に通信セッションを確立した後に、図2の管理IWG180は、イベント120の間にMTU140を認証する。上述したように、MTU140を認証する過程において、管理IWG180は、図2の無線LAN100における識別目的のために、IPアドレス(即ち、供給源アドレス)をMTUへ割り当てうる。更に、IWG180は、また、経路指定IWG180〜180のIPアドレス(即ち、宛先アドレス)をMTU140へ供給しうる。更に、本原理に従って、管理IWG180は、また、発信MTU140の身元に従ってフレームに対して適切なQoSレベル/サービスレベルを決定し、AP120へその情報を伝達しうる。AP120は、次に、イベント140の間に、適切な経路指定IWG、例えばIWG180へのその後の経路指定のために、フレームをVLANスイッチ160へ経路指定する前に、管理IWG180によって決定されたQoSレベル/サービスレベルを指定するVLAN番号を、夫々の入来する情報へ割り当てうる。
【0016】
上述したように、発信MTU(即ち、図2のMTU140)は、通信セッションの最初の始動中に設定された静的なQoSレベル/サービスレベルとは異なった特定のQoSレベル/サービスレベルを要求することができる。MTU140との通信の際にAP120を介して受信されたこのような要求に応じて、管理IWG180は、要求されたQoSレベル/サービスレベルを指定する適切なVLAN番号を割り当てるよう、そのAPに指示する。このようにして、VLANスイッチ160は、フレームが適切なQoSレベル/サービスレベルを確実にするとう適切な経路で経路指定されるように、割り当てられたVLAN番号に従ってフレームを経路指定しうる。
【0017】
図4は、本原理に従ってQoSレベルを制御するための無線LANネットワーク100’の別の好ましい実施例のブロック図を表す。図4の無線LANネットワーク100’は、図2の無線LANネットワーク100と同様に、多数の要素を共有するので、同じ参照符号が同じ要素を識別するために使用されている。図4の無線LAN100’は、経路指定IWGの数に関して、図2の無線LAN100と異なる。上述したように、図2の無線LAN100は、3つの別々のIWG180〜180を有し、夫々のIWGは、VLANスイッチ160のポートP1〜P3のうちの別々の1つへと夫々接続されている。比較すると、図4の無線LAN100ネットワーク’は、インターフェース182〜182のうちの別々の1つを夫々介して、VLANスイッチ160のポートP1〜P3の夫々へ接続された単一のIWGルータ180’を有する。
【0018】
一般に、インターフェースス182〜182は、夫々、異なるQoSレベル/サービスレベルパラメータ(例えば、異なる回線容量)を有する。例えば図4のAP120のような特定のAPからの情報フレームの受信時に、VLANスイッチ160は、フレームをIWG180’へ経路指定するために、そのAPによって割り当てられたVLAN番号に従って、インターフェースス182〜182のうちの少なくとも1つを選択する。このようにして、図4のVLANスイッチ160は、指定されたQoSレベル/サービスレベルを満足するよう、適切な経路でフレームを経路指定する。
【0019】
以上、QoSレベル/サービスレベルを指定する識別子関連トラヒックに従ってトラヒックを経路指定することによって、無線LANに結合された有線ネットワークにおいて、サービス品質(QoS)レベル/サービスレベルを制御するための技術について記述した。
【0020】
以上の実施例に関し、更に、以下の項目を開示する。
【0021】
(1)無線ローカルエリアネットワーク(LAN)に結合され、少なくとも1つの携帯端末ユーザから受信された情報フレームを伝送するための異なった経路を有する有線ネットワーク内においてサービス品質(QoS)レベル/サービスレベルを制御するための方法であって:
前記ネットワークにおいて、少なくとも1つの情報フレームを受信するステップ;
前記受信したフレームに対してQoSレベル/サービスレベルを決定するステップ;
前記決定されたQoSレベル/サービスレベルを提供するに十分な伝搬性を有する前記ネットワークを通る経路を識別する識別子を、前記受信したフレームに関連づけるステップ;及び
前記関連づけられた識別子に従って、前記ネットワークにおいて前記フレームの経路指定を行うステップ;
を有する方法。
【0022】
(2)前記QoSレベル/サービスレベルは、前記フレームを作った携帯端末ユーザの身元から決定される、ことを特徴とする(1)記載の方法。
【0023】
(3)前記QoSレベル/サービスレベルは、前記携帯端末ユーザから受信されたQoSレベル/サービスレベル要求に従って決定される、ことを特徴とする(1)記載の方法。
【0024】
(4)前記情報フレームを受信するステップは、イーサネット(登録商標)・フレームにおいてIPパケットを受信するステップを有する、ことを特徴とする(1)記載の方法。
【0025】
(5)前記受信したフレームと前記識別子とを関連づけるステップは、仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)番号と前記フレームとを関連づけるステップを有する、ことを特徴とする(4)記載の方法。
【0026】
(6)前記フレームの経路指定を行うステップは、複数の別々の宛先のうちの1つへ前記フレームを経路指定するステップを有する、ことを特徴とする(1)記載の方法。
【0027】
(7)前記フレームの経路指定を行うステップは、複数のインターフェースのうちの選択された1つを越えた1つの宛先へ前記フレームを経路指定するステップを有する、ことを特徴とする(1)記載の方法。
【0028】
(8)受信された情報フレームの経路指定を行うための無線ローカルエリアネットワーク(LAN)であって:
少なくとも1つの携帯端末からの無線トラヒックを受信し、少なくとも1つの情報フレームの形をしたこのようなトラヒックを伝達するための少なくとも1つのアクセスポイント;
1つの情報フレームに対してQoSレベル/サービスレベルを定め、前記フレームに対して定められたQoSレベル/サービスレベルに従って、前記フレームへ識別子を割り当てるよう前記アクセスポイントを指示するための管理ゲートウェイ;及び
前記割り当てられた識別子に従って選択された宛先へ前記フレームを経路指定するためのスイッチ;
を有する無線LAN。
【0029】
(9)前記スイッチは、仮想ローカルエリアネットワーク(VLAN)可能イーサネット(登録商標)スイッチを有し、
前記フレームへ割り当てられた識別子は、VLAN番号を有する、
ことを特徴とする(8)記載の無線LAN。
【0030】
(10)複数の経路指定ゲートウェイを更に有し、
前記複数の経路指定ゲートウェイの夫々は、前記フレームへ割り当てられた識別子に従って前記スイッチによって経路指定されたフレームに対する宛先を有する、
ことを特徴とする(8)記載の無線LAN。
【0031】
(11)複数のインターフェースを有する経路指定ゲートウェイを更に有し、
前記複数のインターフェースの夫々は、前記フレームへ割り当てられた識別子に従って前記スイッチによって経路指定されたフレームを伝送するための経路を提供する、
ことを特徴とする(8)記載の無線LAN。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線LANに結合され、少なくとも1つの携帯端末ユーザから受信された情報フレームを伝送するための異なった経路を有する有線ネットワーク内においてQoSレベル/サービスレベルを制御するための方法であって、
前記無線LANのアクセスポイントにおいて、前記少なくとも1つの携帯端末ユーザから少なくとも1つの情報フレームを受信するステップと、
前記受信したフレームに対してQoSレベル/サービスレベルを決定するステップと、
前記決定されたQoSレベル/サービスレベルを提供するに十分な送信能力を有する、前記有線ネットワークを通る少なくとも1つの経路を識別する識別子を、前記アクセスポイントにおいて、前記少なくとも1つの情報フレームへ割り当てるステップと、
少なくとも前記識別子によって識別される前記少なくとも1つの経路に沿って前記フレームの経路指定を行うステップと
を有し、
前記識別子は、前記少なくとも1つの情報フレームでのVLAN番号を含む、方法。
【請求項2】
前記QoSレベル/サービスレベルを、前記少なくとも1つの情報フレームを発した携帯端末ユーザの身元から決定するステップを更に有する、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記QoSレベル/サービスレベルを、前記携帯端末ユーザから受信されたQoSレベル/サービスレベル要求に従って決定するステップを更に有する、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記少なくとも1つの情報フレームを受信するステップは、イーサネット・フレームにおいてIPパケットを受信するステップを有する、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項5】
前記少なくとも1つの情報フレームの経路指定を行うステップは、複数の別々の宛先のうちの1つへ前記少なくとも1つの情報フレームを経路指定するステップを有する、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記少なくとも1つの情報フレームの経路指定を行うステップは、複数のインターフェースのうちの選択された1つを介して1つの宛先へ前記少なくとも1つの情報フレームを経路指定するステップを有する、ことを特徴とする請求項1記載の方法。
【請求項7】
受信された情報フレームの経路指定を行うための無線LANであって、少なくとも1つの携帯端末ユーザから受信された情報フレームを伝送するよう異なる経路及びQoSレベル/サービスレベルを有する有線ネットワークと結合される無線LANにおいて、
少なくとも1つの携帯端末から無線トラヒックを受信し、少なくとも1つの情報フレームの形で前記無線トラヒックを伝達するための少なくとも1つのアクセスポイントと、
前記少なくとも1つの情報フレームに対してQoSレベル/サービスレベルを定め、前記少なくとも1つの情報フレームに対して定められたQoSレベル/サービスレベルに従って、前記有線ネットワークを通る送信能力を有する経路を識別する少なくとも1つのネットワーク経路の識別子を前記少なくとも1つの情報フレームに割り当てるよう前記アクセスポイントに指示するための管理ゲートウェイと、
前記割り当てられた識別子に従って選択された宛先へ前記少なくとも1つのネットワーク経路に沿って前記少なくとも1つの情報フレームを経路指定するためのスイッチと
を有し、
前記少なくとも1つの情報フレームに割り当てられる前記識別子は、VLAN番号を有する、無線LAN。
【請求項8】
前記スイッチは、VLAN可能イーサネットスイッチを有する、
ことを特徴とする請求項7記載の無線LAN。
【請求項9】
複数の経路指定ゲートウェイを更に有し、
前記複数の経路指定ゲートウェイの夫々は、前記少なくとも1つの情報フレームへ割り当てられた識別子に従って前記スイッチによって経路指定された前記少なくとも1つの情報フレームに対する宛先を有する、
ことを特徴とする請求項7記載の無線LAN。
【請求項10】
複数のインターフェースを有する経路指定ゲートウェイを更に有し、
前記複数のインターフェースの夫々は、前記少なくとも1つの情報フレームへ割り当てられた識別子に従って前記スイッチによって経路指定された前記少なくとも1つの情報フレームを伝送するためのネットワーク経路に接続する、
ことを特徴とする請求項7記載の無線LAN。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−85266(P2013−85266A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−266192(P2012−266192)
【出願日】平成24年12月5日(2012.12.5)
【分割の表示】特願2005−509928(P2005−509928)の分割
【原出願日】平成15年9月30日(2003.9.30)
【出願人】(501263810)トムソン ライセンシング (2,848)
【氏名又は名称原語表記】Thomson Licensing 
【住所又は居所原語表記】1−5, rue Jeanne d’Arc, 92130 ISSY LES MOULINEAUX, France
【Fターム(参考)】