JP2008067257A - 中継装置および動的帯域保障方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 送信元装置から複数の送信先装置に至るネットワークを意識せず、またネットワーク構成に伴うトラフィック量の変動に依存することなく、帯域保障を行える動的帯域保障方法を提供する。
【解決手段】 ＰＬＣモデム１０は、音声送信ユニットから音声受信ユニットに送信される通信データを中継する装置であって、通信データに含まれる帯域確保に関するトリガ情報を検知するトリガ情報検知部１８と、トリガ情報検知部１８にて検知したトリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には、スピーカ線網３４の帯域を確保し、トリガ情報が帯域確保の終了を示す場合には確保された帯域を解放する帯域設定部１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークにおけるＱｏＳ（Qoality of Service）を実現するための帯域保障技術に関する。特に、ネットワークインフラの一部に、電力線等の既設ケーブルを使用する構内ネットワークを対象とし、いわゆるＰＬＣ（Power Line Communication）における帯域保障制御に関する。

ＱｏＳを実現する方法は、優先制御と帯域制御の２種類に大別できる。優先制御は、伝送対象となるパケットに優先順位を設けておき、ルータで優先順位に基づいてパケットの伝送順序を制御する方法である。帯域制御は、伝送元から伝送先へのリンク毎に、伝送パケットの大きさや伝送レート等のパラメータ（以下、「ＱｏＳ値」という）に基づいて、伝送時間を割り当て、割り当てた時間内は帯域を占有してデータを伝送できるようにスケジューリングする方法である（IEEE802.11eで規定）。伝送対象が映像や音声のデータである場合には、高レートで、少なくとも数分間連続してパケットを伝送できる帯域制御が望ましい。

帯域制御では、ＱｏＳ値に基づいて帯域確保を行う必要があるが、データの種類が複数ある場合、状況に応じて切り替える必要が出てくる。このため、最近では、自動的に帯域を確保したり、別の帯域を確保するに当たって、不要な帯域を解放するといった方法が打ち出されている。例えば、特許文献１には、伝送データの送信元となる端末から、ルータなどの帯域保障を行う端末に対してコマンドを送り、そのコマンドをトリガとして設定を行う例が記載されている。また、特許文献２には、伝送量を計測し、その結果を元にＱｏＳ値を算出して帯域を確保する例が記載されている。
特開２００２−２４７０６７号公報 特開２００５−２３６４１６号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された動的帯域保障のコマンドを送信する方法では、送信先のモデムの台数が増えた場合、送信時の宛先指定で必要となるモデム固有のＩＰアドレスやＭＡＣアドレスを管理するのが困難である。

特に、電力線等の既設ケーブルを利用したＰＬＣによって構内放送システムを構成する場合、送信先の端末（スピーカ）の数が多いことがある。例えば、１０階建ての建物において、各フロアに１０台のスピーカがある構内放送システムでは、合計で１００台のＰＬＣモデムが存在する。構内放送システムにおいて、スピーカ側にマイクを付けて双方向通信を行うシステムなども知られているが、この場合、音声データの送信元装置は、スピーカに付随する全ＰＬＣモデムを管理しなければならないので、１００台ものＰＬＣモデムを管理しなければならない。従って、送信先のＰＬＣモデムを指定して帯域制御の指示（コマンド）を出すことは煩雑な処理を伴った。

また、既設ケーブルを用いた伝送が一部分だけの場合、１システム内に、ＰＬＣモデムに対する帯域保障用コマンドのシーケンスを必要とするネットワークと該シーケンスの不要なネットワークが混在する。送信元装置は、ＰＬＣモデムを有するネットワークにデータを送信する場合と、ＰＬＣモデムを有しないネットワークにデータを送信する場合とで、シーケンスを切り替えなくてはならない。また、建物の増改築などに伴う伝送路の構成変更時に、ケーブルの施設といった物理的な作業以外に、上記シーケンス処理を切り替えるシステム上の見直しが必要となり、対応コストが高くなる。

また、伝送量に基づいてＱｏＳ値を算出し、帯域を確保する上記特許文献２の動的帯域保障方法では、トラフィック量の変動により以下のような問題が生じるおそれがある。例えば、本店と支店間といったＷＡＮ構成で、ＷＡＮに接続したビル内での伝送にＰＬＣを適用する場合、ＷＡＮにおいて均一なトラフィックでの伝送が保障されない。ＷＡＮでのトラフィック量が少ない時にＱｏＳの自動設定がなされると、その後トラフィックが増えた場合に、設定された帯域では全パケットを伝送することができず、音切れ等の品質悪化の要因となる。

本発明は、上記背景に鑑み、送信元装置から複数の送信先装置に至るネットワークを意識せず、またネットワーク構成に伴うトラフィック量の変動に依存することなく、帯域保障を行える動的帯域保障方法を提供することを目的とする。

本発明の中継装置は、送信元装置から送信先装置に送信される通信データを中継する中継装置であって、前記通信データに含まれる帯域確保に関するトリガ情報を検知するトリガ情報検知部と、前記トリガ情報検知部にて検知したトリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には、前記中継装置と前記送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、前記トリガ情報が帯域確保の終了を示す場合には確保された帯域を解放する帯域制御部とを備えた構成を有する。

この構成により、中継装置が、送信先装置宛ての通信データに含まれるトリガ情報を検知し、検知したトリガ情報に基づいて帯域の設定および解放を行うので、送信元装置は送信先装置がどのネットワークのどの中継装置に接続されているかを意識する必要がない。従って、送信先装置の属するネットワークに応じて帯域確保のためのシーケンスを変えることなく、帯域の確保および解放を行える。

本発明の中継装置は、確保すべき帯域の大きさを示す帯域情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した帯域テーブルを備え、前記帯域制御部は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記帯域テーブルから前記トリガ情報に対応する帯域情報を読み出し、前記帯域情報に示す大きさの帯域を確保する構成を有する。

この構成により、通信内容に応じて、確保すべき帯域の大きさを設定できるので、ネットワークの揺らぎ等に依存しないで、必要な大きさの帯域を確保することができる。

本発明の中継装置は、前記帯域テーブルを外部インターフェースを通じて更新する更新部を備えた構成を有する。

この構成により、通信内容に応じて必要な帯域の大きさを容易に設定することができる。

本発明の中継装置は、緊急の通信か否かを示す緊急度情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した緊急度テーブルを備え、前記帯域制御部は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記緊急度テーブルから前記トリガ情報に対応する緊急度情報を読み出し、前記緊急度情報に基づいて前記トリガ情報を含む通信データの通信が緊急の通信であるか否かを判定し、緊急の通信である場合には、緊急でない通信を停止すると共に緊急でない通信のために確保されている帯域を解放する構成を有する。

この構成により、緊急度の高い通信のための帯域を確実に確保することができる。この構成を、例えば構内放送に適用した場合には、通常のアナウンスを停止して緊急のアナウンスを放送することができるので、通常のアナウンスに邪魔されないで、緊急のアナウンスを放送できるというメリットもある。

本発明の動的帯域保障方法は、送信元装置が、帯域確保の開始および終了を示すトリガ情報を埋め込んだ通信データを送信先装置に送信するステップと、前記通信データを中継する中継装置が、通信データに含まれたトリガ情報を取得するステップと、前記中継装置が、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には前記中継装置と送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、帯域確保の終了を示す情報である場合には確保された帯域を解放するステップと、前記中継装置が、確保された帯域を利用して前記通信データを前記送信先装置に送信するステップとを備えた構成を有する。

この構成により、上記した中継装置と同様に、送信先装置の属するネットワークに応じて帯域確保のためシーケンスを変えることなく、帯域の確保および解放を行うことができる。

本発明の動的帯域保障方法は、前記中継装置に、確保すべき帯域の大きさを示す帯域情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した帯域テーブルを準備するステップと、前記中継装置が、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記帯域テーブルから前記トリガ情報に対応する帯域情報を読み出すステップとを備え、前記中継装置が、前記帯域テーブルから読み出した帯域情報に示される大きさの帯域を確保する。

この構成により、通信内容に応じて、確保すべき帯域の大きさを設定できるので、ネットワークの揺らぎ等に依存しないで、必要な大きさの帯域を確保することができる。

本発明の動的帯域保障方法は、前記中継装置に、緊急の通信か否かを示す緊急度情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した緊急度テーブルを準備するステップと、前記中継装置は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す情報である場合に、前記緊急度テーブルから前記トリガ情報に対応する緊急度情報を読み出すステップとを備え、前記中継装置が、前記緊急度情報に基づいて、前記トリガ情報を含む通信データの通信が緊急の通信であるか否かを判定し、緊急の通信である場合には、緊急でない通信を停止すると共に、緊急でない通信のために確保されている帯域を解放する。

この構成により、緊急度の高い通信のための帯域を確実に確保することができる。

本発明のプログラムは、送信元装置から送信先装置に送信される通信データを中継すると共に、送信先装置との間のネットワークの帯域を確保するために、送信元装置および送信先装置にネットワークを介して接続されたコンピュータに、送信元装置から送信された通信データを受信するステップと、送信元装置から受信した通信データに含まれたトリガ情報を取得するステップと、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には前記中継装置と送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、帯域確保の終了を示す情報である場合には確保された帯域を解放するステップと、確保された帯域を利用して送信元装置から送信された通信データを送信先装置に送信するステップとを実行させる構成を有する。

この構成により、上記した中継装置と同様に、送信先装置の属するネットワークに応じて帯域確保のためシーケンスを変えることなく、帯域の確保および解放を行うことができる。なお、本発明の中継装置の各種の構成を、本発明のプログラムに適用することも可能である。

本発明によれば、中継装置が、送信先装置宛ての通信データに含まれるトリガ情報を検知し、検知したトリガ情報に基づいて帯域の設定および解放を行うので、送信元装置は送信先装置がどのネットワークのどの中継装置に接続されているかを意識する必要がない。従って、送信先装置の属するネットワークに応じて帯域確保のためのシーケンスを変えることなく、帯域の確保および解放を行えるというすぐれた効果を有する。

以下、本発明の実施の形態の中継装置および動的帯域保障方法について、図面を用いて説明する。以下では、中継装置の例としてＰＬＣモデムを取り上げて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態のＰＬＣモデム１０の構成を示す図である。図１を参照してＰＬＣモデム１０について説明する前に、ＰＬＣモデム１０が使用されるシステムの全体構成について説明する。

図２は、ＰＬＣモデム１０を使用した構内放送システム３０の例を示す図である。ＰＬＣモデム１０は電力線上で、データ通信を行うためにデジタル信号を変復調する中継装置である。ＰＬＣで用いる伝送路としては、電力線が一般的であるが、電流の流れるケーブルであれば、理論的に伝送路として用いることが可能である。本例では、建物内の構内放送用に張り巡らされているスピーカ線を、そのままデジタル信号を送信するための伝送路として活用したシステムを取り上げる。

図２において、構内放送システム３０は、音源装置３１、音声送信ユニット３２、ＰＬＣモデム１０、音声受信ユニット３６、スピーカ３７を有している。

音源装置３１と音声送信ユニット３２は、建物内のマシンルームに配置される。複数の音源を同時に出力する場合は、複数の組の音源装置３１と音声送信ユニット３２を準備する。スピーカ線網３４は、建物のフロア毎に敷かれている。各フロアのスピーカ線網３４と、音声送信ユニット３２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）３３によって接続されている。

音源装置３１は、ＢＧＭやアナウンスのデータを生成する装置である。音源装置３１としては、例えば、ＣＤプレーヤーやマイクを用いることができる。

音声送信ユニット３２は、音源装置３１から出力されたアナログ信号をＥｔｈｅｒｎｅｔ３３に流すためにデジタル信号へ変換する。

Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３に接続されたＰＬＣモデム１０は、デジタル信号を変調し、スピーカ線網３４に流す。スピーカ線網３４からの信号の受信側のモデム３５は、スピーカ線網３４から受信したデータを復調して元のデジタル信号に戻し、音声受信ユニット３６に渡す。音声受信ユニット３６は、受信したデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号をスピーカ３７に渡す。スピーカ３７は、音声受信ユニット３６から受信したアナログ信号に従って音を再生する。

次に、本実施の形態のＰＬＣモデム１０について、図１を参照して詳しく説明する。
ＰＬＣモデム１０は、ＰＬＣ伝送処理部１１と、ＩＰ伝送処理部１２と、シリアル管理部１３と、コマンド処理部１４と、帯域設定部１５と、帯域設定テーブル１６と、動的帯域保障エンジン１７とを備えている。

ＰＬＣ伝送処理部１１は、スピーカ線網３４経由でデータ送受信のための変復調処理を行う機能を有する。ＰＬＣ伝送処理部１１は、送信時に、ＩＰ伝送処理部１２から送られてきたデータを変調し、変調したデータをスピーカ線網３４へ流す。ＰＬＣ伝送処理部１１は、受信時に、スピーカ線網３４から流れてきたデータを復調し、復調したデータをＩＰ伝送処理部１２に渡す。ＩＰ伝送処理部１２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３経由でデータを送受信する機能を有する。シリアル管理部１３は、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェースを介して、他の機器とのデータ通信を行う機能を有する。

コマンド処理部１４は、スピーカ線網３４、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３、シリアルのいずれかから送られてくる制御信号に応じて、ＰＬＣモデム１０における内部処理を実行する。また、コマンド処理部１４は、ＰＬＣモデム１０とＰＣをシリアル経由で接続し、ＰＣからＰＬＣモデム１０を起動したり、ＬＡＮで接続されているＰＣからＥｔｈｅｒｎｅｔ３３経由でＰＬＣモデム１０にコマンドを投げ、帯域設定をリモートで実行するといった動作をさせる時の処理部となる。

帯域設定部１５は、ＱｏＳ保障を行うための帯域確保と、確保した帯域の解放処理を行う。帯域設定テーブル１６は、帯域設定部１５が帯域を確保した場合に、帯域設定内容の情報を記録し、解放時に記録を削除する。

次に、動的帯域保障エンジン１７について説明する。動的帯域保障エンジン１７は、トリガ情報検知部１８と、帯域設定要否判定部１９と、ＱｏＳ値決定部２０と、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１とを有している。

トリガ情報検知部１８は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３経由で受信したデータの中から、帯域制御用のトリガ情報が付与された信号を検知し、信号内のトリガ情報から帯域確保の開始および終了の区別を行う。

帯域設定要否判定部１９は、トリガ情報検知部１８で検知した信号に基づいて帯域設定の要否を判定する。帯域設定要否判定部１９は、帯域確保の開始を示すトリガ情報を検知した場合には、対象の宛先アドレスに対して既に帯域確保されていないか否かを、帯域設定テーブル１６に格納されている情報に基づいて判定し、その判定結果に基づいて、帯域制御の要否を決定する。帯域設定要否判定部１９は、帯域確保の終了を検知した場合には、対象の宛先アドレスに対して確保された帯域が既に解放されていないか否かを、帯域設定テーブル１６に格納されている情報に基づいて判定し、その判定結果に基づいて、帯域制御の要否を決定する。

図３（ａ）は、帯域設定テーブル１６に格納されたデータの例を示す図である。帯域設定テーブル１６は、宛先アドレス４１と、ＱｏＳ値４２と、送信元アドレス４３とを格納している。宛先アドレス４１は、帯域保障対象となる宛先の音声受信ユニット３６のアドレスを示す情報である。複数端末に対して同じデータを流す場合は、宛先アドレス４１にはマルチキャストアドレスやブロードキャストアドレスが格納される。また、複数のデータについて宛先が同じ場合、ポート番号により受信側のアプリケーションで処理を振り分けることもあるが、その場合は宛先アドレス４１にポート番号も含めて格納する。ＱｏＳ値４２は、帯域を確保する際のパラメータである。ＱｏＳ値４２は、IEEE802.11eではＴＳＰＥＣ(Traffic SPECification)に該当し、例えば、データのパケットサイズやデータの伝送レート、パケットの連結数などの指標値で構成される。指標値の種類は各ＰＬＣモデムにおいて帯域確保時の帯域割り当てロジックに依存し、上記した指標値は一例である。送信元アドレス４３は、データの送信元となる音声送信ユニット３２のアドレスを示すデータである。

ＱｏＳ値決定部２０は、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に格納されたデータに基づいて、帯域確保時に設定するＱｏＳ値を決定する。

図３（ｂ）は、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に格納されたデータの例を示す図である。トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１は、トリガ情報５１とＱｏＳ値５２とを関連付けて格納している。

トリガ情報５１は、トリガ情報５１は、音声送信ユニット３２と音声受信ユニット３６との間で流れるパケットに埋め込まれたトリガ情報と同じデータである。ＱｏＳ値５２は、トリガ情報５１に対応するＱｏＳ値を示すデータであり、帯域設定テーブル１６で管理しているＱｏＳ値４２と同じデータである。

次に、音声送信ユニット３２と音声受信ユニット３６との間を伝送されるデータについて説明する。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、音声送信ユニット３２、音声受信ユニット３６の間を伝送されるデータの構成を示す図である。図４（ａ）は制御用コマンドを示し、図４（ｂ）は音声データを示す。

図４（ａ）に示す制御用コマンド６０は、音声伝送の開始または終了を音声送信ユニット３２から音声受信ユニット３６へ伝えたり、音声受信ユニット３６の稼動チェックに用いられる。制御用コマンド６０は、宛先アドレス６１、送信元アドレス６２、データ６５を含むのが通常の構成であるが、本実施の形態では、これらに加えて、トリガ情報６３、音声データの宛先アドレス６４を含んでいる。

制御用コマンド６０の宛先アドレス６１は、送信先となる音声受信ユニット３６のアドレスである。制御用コマンド６０の送信元アドレス６２は、制御用コマンド６０の発信元となる音声送信ユニット３２のアドレスである。トリガ情報６３は、帯域確保（帯域確保の開始）と帯域解放（帯域確保の終了）を示す情報である。帯域確保を示す情報は、高音質の音声伝送や低音質の音声伝送など、伝送対象となるデータの伝送スペックの種類に応じて複数のトリガ情報を用意する。これにより、高音質であればデータ量が多くなるため確保する帯域を広くし、低音質ではデータ量が少ないため帯域を抑えるといった制御を行える。音声データの宛先アドレス４１は、帯域制御の対象となる音声データの宛先アドレスである。データ６５は、制御用コマンド６０に固有のその他のデータを意味する。

図４（ｂ）に示す音声データ７０は、音声データ７０の宛先アドレス７１と、音声データの送信元アドレス７２と、トリガ情報７３と、音声データ７４とを含んでいる。音声データの宛先アドレス７１は、音声データ７０の送り先となる音声受信ユニット３６のアドレスである。音声データ７０の送信元アドレス７２は、その音声データ７０を発信した音声送信ユニット３２のアドレスである。トリガ情報７３は、制御用コマンド６０のトリガ情報６３と同じデータである。このように音声データ７０にトリガ情報７３を含めることにより、音声データ７０も帯域確保の開始または終了のトリガとして利用できる。音声データ７０は、例えば、ＢＧＭやアナウンスといった構内放送用のデータである。

なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）で示した各項目の順序は一例であり、同等のデータが含まれていればその順序は上記の例に限定されない。

次に、上記のように構成されたＰＬＣモデム１０の動作について説明する。まず、音声送信ユニット３２は、帯域確保の開始および終了のトリガ情報を、送信データの図４（ａ）または図４（ｂ）に示す位置に埋め込む。本実施の形態では、トリガ情報の埋め込み位置を図４（ａ）および図４（ｂ）に示しているが、トリガ情報を埋め込む場所はシステムで適宜規定してもよい。例えば、ＩＰパケットのヘッダ内に定義されているＴＯＳ（Type Of Service）フィールドに書き込んでもよい。本来ＴＯＳフィールドはＱｏＳで優先制御を行う際の優先度を指定するフィールドであるが、本来の用途で使用しない場合は、フィールド値の設定側とフィールド値を参照する側とで、その値の使い方をシステム内で規定しておくことで、本発明における帯域制御のトリガ用途に使用することができる。また、通信データに付与される各種ヘッダにはリザーブ領域が用意されているので、その領域を利用してもよい。本発明では、トリガ情報の設定箇所は、限定されない。
音声送信ユニット３２は、上記のようにしてトリガ情報が含められたデータをＥｔｈｅｒｎｅｔ３３に送信する。

図５は、パケットを受信するＰＬＣモデム１０の動作を示す図である。ＰＬＣモデム１０は、ＩＰ伝送処理部１２によってパケットを受信し、ＩＰ伝送処理部１２からトリガ情報検知部１８へ渡す（Ｓ１０）。トリガ情報検知部１８は、音声送信ユニット３２から送られてくるパケットからトリガ情報の埋め込まれたフィールドを読み出し（Ｓ１２）、トリガ情報が設定されているか否かを確認する（Ｓ１４）。トリガ情報が設定されていない場合は（Ｓ１４でＮＯ）、そのデータについては処理を行わずに次に到着したデータに対する処理へ移行する。トリガ情報が設定されている場合は（Ｓ１４でＹＥＳ）、トリガ情報の値から帯域確保の開始と終了を判定する（Ｓ１６）。トリガ情報検知部１８は、トリガ情報を、帯域設定要否判定部１９に送る。

トリガ情報が帯域確保の開始を示す情報の場合（Ｓ１６で「開始」）、帯域設定要否判定部１９は、帯域設定テーブル１６を参照し、帯域設定対象となるデータの宛先アドレス４１が登録されているか否かを判定する（Ｓ１８）。宛先アドレス４１が登録されている場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、既に帯域確保がなされていると判断できるので以降の処理は行わず、次のデータの処理に移行する。既に登録されているケースとしては、音声送信ユニット３２側のアプリケーションにおいて、一度のトリガ情報の送信では確実にそのパケットが音声受信ユニット３６に届かないケースを考慮し、同じパケットを複数回送信するケースがある。本実施の形態では、このように同じトリガ情報を含むパケットが複数回送信された場合にも重複して帯域確保されることがない。

宛先アドレス４１が登録されていない場合（Ｓ１８でＮＯ）、ＱｏＳ値決定部２０は、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１を参照し、帯域確保の開始を示すトリガ情報５１に対応するＱｏＳ値５２を取り出し、帯域設定部１５へ渡す。帯域設定部１５は、ＱｏＳ値決定部２０から送られてきたＱｏＳ値５２に基づいて、対象となるデータの帯域を確保し、帯域設定テーブル１６に確保した帯域の情報を登録する。帯域確保は、トリガ情報が読み出された制御用コマンド６０または音声データ７０に含まれるデータの送信元（音声送信ユニット３２）と宛先アドレスにより規定される送信先（音声受信ユニット３６）の間のストリームに対してなされる。帯域を確保すると、確保した帯域に相当する割り当て時間が、先のストリームに該当するデータの伝送に占有される。

帯域設定部１５は、帯域設定テーブル１６の宛先アドレス４１に、制御用コマンド６０または音声データ７０の宛先アドレスを格納する。また、帯域設定部１５は、帯域設定テーブル１６の送信元アドレス４３に、制御用コマンド６０または音声データ７０の送信元アドレスを格納する。制御用コマンド６０により帯域確保の開始通知が送られてきた場合は、制御用コマンド６０の送信元アドレス６２を格納する。これは、制御用コマンド６０を発行するユニットが音声送信ユニット３２であるからであるが、そうでない場合は、制御用コマンド６０に音声データ７０の送信元アドレス７２を組み込んで流せば対応できる。帯域設定テーブル１６のＱｏＳ値４２には、ＱｏＳ値決定部２０で取得したＱｏＳ値を格納する。

トリガ情報検知部１８で検知したトリガ情報が帯域確保の終了を示す情報である場合は（Ｓ１６で「終了」）、帯域設定要否判定部１９は、帯域設定テーブル１６を参照し、対象となるデータの宛先アドレス４１が登録されているか否かを判定する（Ｓ２４）。

帯域設定テーブル１６に宛先アドレス４１が登録されていない場合は（Ｓ２４でＮＯ）、解放対象の帯域が存在しないため、以降の処理は行わず、次のデータの処理に移行する。帯域設定テーブル１６に宛先アドレス４１が登録されている場合は（Ｓ２４でＹＥＳ）、帯域設定部１５は、帯域設定要否判定部１９から送られてきた宛先アドレスのために確保されている帯域を解放し、帯域設定テーブル１６から解放した帯域の情報を削除する（Ｓ２６）。
以上、第１の実施の形態に係るＰＬＣモデムおよびＰＬＣモデムを用いたシステムについて説明した。

第１の実施の形態のＰＬＣモデム１０は、帯域確保の開始あるいは終了の情報であるトリガ情報５１をＰＬＣモデム１０を宛先とした通信コマンドからではなく、音声受信ユニット３６を宛先とする通信データから自動検知し、帯域確保あるいは解放の要否を判定する。そして、帯域確保の開始時には、帯域設定部１５は、あらかじめ設定しておいた伝送対象となるデータに最適なＱｏＳ値４２に基づいて帯域を確保し、帯域確保の終了時には、帯域設定部１５は、対象の宛先アドレス４１に基づいて帯域を解放する。これにより、音声送信ユニット３２は、ＰＬＣモデム１０のアドレス管理をせずに、帯域を保障したデータ送信を行うことが可能となる。

また、送信元の音声送信ユニット３２は、通信データにトリガ情報を埋め込んで送信するだけなので、スピーカ線網３４を使用するエリアと使用しないエリアが混在しても、音声送信ユニット３２から音声受信ユニット３６に対するシーケンスを切り分ける必要がない。

また、第１の実施の形態のＰＬＣモデム１０は、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に、トリガ情報に対応するＱｏＳ値の情報を持っており、このトリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に基づいて必要なＱｏＳ値を実現できる帯域を確保するので、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３の揺らぎの影響を受けない帯域制御を実現できる。

なお、上記では音声データを対象に記述しているが、映像伝送におけるＱｏＳ保障にも適用できる。この場合、音源装置３１を映像配信サーバとし、音声送信ユニット３２を映像送信ユニット、音声受信ユニット３６を映像受信ユニットとし、スピーカ３７を映像モニターに置き換え、音声送信ユニット３２と音声受信ユニット３６との間を流れる音声データを映像データとする。また、帯域保障のトリガ情報となるトリガ情報は、音声用や映像用といった形で付与することで、音声と映像の両方を伝送するシステムにも適用可能である。

なお、帯域保障の対象は、音声や映像といったデータだけでなく、制御コマンドの信号も対象にすることができる。その場合、トリガ情報に制御信号用の情報を割り当て、ＱｏＳ値４２として対象となる制御信号の伝送に応じた指標をトリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に登録することで可能となる。

（第２の実施の形態）
図６は、第２の実施の形態のＰＬＣモデム１０を示す図である。第２の実施の形態のＰＬＣモデム１０は、基本的な構成は、第１の実施の形態のＰＬＣモデム１０と同じである。第２の実施の形態のＰＬＣモデム１０は、ＱｏＳ値決定部２０における処理において、緊急のアナウンスが通常のアナウンスと重なる場合に通常のアナウンスを自動的に停止するための通常アナウンス停止通知部２２と通常アナウンス帯域解放部２３をさらに備えている。

通常アナウンス停止通知部２２は、ＱｏＳ値決定部２０によって起動され、コマンド処理部１４に通常アナウンス停止を要求する。通常アナウンス帯域解放部２３は、コマンド処理部１４によって起動され、帯域設定テーブル１６から通常アナウンス用に確保している帯域の情報を取得し、帯域設定部１５に帯域解放を要求する。

図７（ａ）は、帯域設定テーブル１６に記憶されたデータの例を示す図である。帯域設定テーブル１６は、第１の実施の形態の帯域設定テーブル１６が有するデータに加え、データ種別４４を含んでいる。データ種別４４は、ＢＧＭ、通常アナウンス、緊急放送といった用途の種別である。このうち、緊急放送が緊急のアナウンスで、ＢＧＭ、通常アナウンスが、通常のアナウンスである。本実施の形態では、緊急と通常の２段階の緊急度を有するが、例えば、ＢＧＭの緊急度を通常アナウンスより低くするなどして、３段階あるいはそれ以上の段階を有する緊急度を持たせることとしてもよい。

図７（ｂ）は、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に記憶されたデータの例を示す図である。トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１は、第１の実施の形態のトリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１が有するデータに加え、データ種別５３を含んでいる。トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に記憶されたデータ種別５３は、帯域設定テーブル１６に含まれるデータ種別４４と同じデータである。トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１では、帯域保障のトリガ情報であるトリガ情報５１もデータ種別と１：１で対応しており、音声送信用ユニット３２からの指定を行えるようにしておく。

以上のように構成されたＰＬＣモデム１０の動作について説明する。音声送信ユニット３２は、帯域保障のトリガ情報を設定する際に、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に記憶されたような細分化した形でトリガ情報５１を設定する。音声送信ユニット３２は、トリガ情報を設定したパケットをＥｔｈｅｒｎｅｔ３３に送信する。

図８は、ＰＬＣモデム１０の動作を示す図である。ＰＬＣモデム１０は、第１の実施の形態と同様に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３を通じて送信されるパケットを受信し、受信したパケットからトリガ情報５１を取得し、取得したトリガ情報に対してのＱｏＳ値を導出する（Ｓ３０）。

ＱｏＳ値決定部２０は、トリガ情報５１に対するＱｏＳ値４２の導出を行う際、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１から対象トリガ情報のデータ種別５３を参照し、データ種別５３が緊急放送であるか確認する（Ｓ３２）。データ種別５３が緊急放送でない場合は（Ｓ３２でＮＯ）、第１の実施の形態と同様に、取得したＱｏＳ値４２に基づき帯域確保を行う（Ｓ３６）。データ種別５３が緊急放送の場合は（Ｓ３２でＹＥＳ）、通常アナウンス停止通知部２２を起動する（Ｓ３４）。通常アナウンス停止通知部２２は、コマンド処理部１４に通常アナウンス停止を要求し、現在放送中の通常アナウンスを停止する。また、ＰＬＣモデム１０は、通常アナウンスのために確保された帯域を解放し（Ｓ３６）、トリガ情報に対応するＱｏＳ値に基づいて緊急放送のための帯域を確保する（Ｓ３８）。

第２の実施の形態のＰＬＣモデム１０によれば、緊急放送と通常アナウンスをトリガ情報によって区別し、緊急放送用の帯域を確保する場合に、通常アナウンスを自動で停止すると共に、通常アナウンスのために確保された帯域を解放する。これにより、音声送信ユニット３２側で緊急放送時の障害となる通常アナウンスの停止処理を行う必要がなく、単に緊急放送として放送を開始させるだけで、他の通常アナウンスの音声に遮られることなく緊急放送の内容を伝えることができる。

なお、緊急放送時に通常アナウンスのみを停止する例について記載したが、通常アナウンス停止通知部２２における判定処理を変更することで、通常アナウンスだけではなく、ＢＧＭを停止する制御を組み込むことも可能である。

（第３の実施の形態）
図９は、本発明の第３の実施の形態のＰＬＣモデム１０を示す図である。第３の実施の形態のＰＬＣモデム１０の基本的な構成は、第１の実施の形態のＰＬＣモデム１０と同じである。第３の実施の形態のＰＬＣモデム１０は、コマンド処理部１４にテーブル更新部２４を設け、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１のカスタマイズをシリアルやＥｔｈｅｒｎｅｔ３３による外部インターフェースを介して行えるようにした点が第１の実施の形態と異なる。ＰＬＣモデム１０には、シリアルあるいはＥｔｈｅｒｎｅｔ３３を介して、設定用ＰＣが接続されている。

以上のように構成されたＰＬＣモデム１０について、その動作を説明する。設定用ＰＣから、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１を更新するコマンドを発行する。ＰＬＣモデム１０は、ＩＰ伝送処理部１２あるいはシリアル管理部１３を介してコマンド処理部１４で受信する。コマンド処理部１４は、テーブル更新部２４を介して、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に登録されている情報を吸い上げ、ＩＰ伝送処理部１２あるいはシリアル管理部１３を介してＰＣへ伝送する。設定用ＰＣは、取得した情報に基づいて設定用の画面を表示し、ユーザによる設定変更を受け付ける。設定用ＰＣにユーザから更新情報が入力されると、設定用ＰＣは、更新情報をＰＬＣモデム１０へ送信する。ＰＬＣモデム１０は、ＩＰ伝送処理部１２あるいはシリアル管理部１３を介してコマンド処理部１４で更新情報を受け取る。更新情報は、テーブル更新部２４を介して、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に反映される。

第３の実施の形態のＰＬＣモデム１０によれば、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１を更新するためのテーブル更新部２４を設けたことにより、伝送するデータのスペックが変更となった場合でも、トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル２１に、最適なＱｏＳ値５２の設定が可能である。例えば、音声とは伝送スペックが大きく異なる映像などを追加するといったシステム拡張時に柔軟な対応が取れるようになる。

以上、本発明の中継装置および動的帯域保障方法について、実施の形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。

上記した実施の形態では、音声送信ユニット３２からスピーカ３８の一方向へ音声データが送信される構内放送システム３０を取り上げて説明したが、本発明は双方向の通信にも適用することが可能である。

図１０は、本発明の中継装置に該当するＰＬＣモデム１０が適用される双方向放送システム８０を示す図である。図１０に示す双方向放送システム８０は、各フロアでの音声を集めるマイク８２と、マシンルームで音声を出力するスピーカ８３を備えている。また、双方向放送システム８０は、上記した実施の形態の音声送信ユニット３２、音声受信ユニット３６に代えて、音声送受信ユニット８１を備えている。以上の構成により、双方向放送システム８０は、マイク８２で集音した音声データをスピーカ８３に送信することができる。

なお、説明の便宜上、図１０では、音声送受信ユニットが配置された場所に応じて、マシンルーム側を音声送受信ユニット８１ａ、フロア側を音声送受信ユニット８１ｂとしている。また、ＰＬＣモデム１０についても同様に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ３３とスピーカ線網３４との間に配置されたＰＬＣモデムをＰＬＣモデム１０ａ、スピーカ線網３４と音声送受信ユニット８１ｂの間に配置されたＰＬＣモデムをＰＬＣモデム１０ｂとしている。

図１０に示す構内放送システム８０では、ＰＬＣモデム１０ｂが、音声データに含まれるトリガ情報に基づいてスピーカ線網３４の帯域を確保するので、品質の良い音声データを送信することが可能となる。

ここで、図１０に示す構内放送システム８０において、ＰＬＣモデム１０ａが緊急アナウンスの通信データを受信したときの動作について説明する。ＰＬＣモデム１０ａは、データ種別５３が緊急放送の通信データを受信すると、図８で説明したとおり、ＰＬＣモデム１０ａが確保している通常アナウンスのための帯域を解放する。図８において、ＰＬＣモデム１０ａが通常アナウンス停止通知部２２を起動すると、ＰＬＣモデム１０ａのコマンド処理部１４は、ＩＰ伝送処理部１２を介して、通常アナウンス停止コマンドを図１０のスピーカ線網３４内にブロードキャストし、スピーカ線網３４内のＰＬＣモデム１０ｂに対して通常アナウンスの停止を通知する。

図１１は、通常アナウンス停止通知を受信したＰＬＣモデム１０ｂの動作を示す図である。ＰＬＣモデム１０ｂは、通常アナウンス停止コマンドを受信すると、受信したコマンドをＩＰ伝送処理部１２を介してコマンド処理部１４に渡す（Ｓ４０）。コマンド処理部１４は、通常アナウンス帯域解放部２３を起動する。通常アナウンス帯域解放部２３は、帯域設定テーブル１６から通常アナウンスで確保されている帯域を検索する（Ｓ４２）。確保された帯域がない場合は（Ｓ４２でＮＯ）、以降の処理を行わない。

確保された帯域がある場合は（Ｓ４２でＹＥＳ）、通常アナウンス帯域解放部２３は、帯域設定部１５に帯域解放を要求する。帯域設定部１５は、通常アナウンスの帯域を解放し（Ｓ４４）、帯域設定テーブル１６から該当帯域に関する項目を削除する（Ｓ４６）。また、通常アナウンス帯域解放部２３は、帯域解放の対象となったデータの送信元である音声送信ユニット３２へ、帯域が解放されたことを通知する（Ｓ４８）。通常アナウンス帯域解放部２３は、帯域設定テーブル１６の送信元アドレス４３に登録されている情報に基づいて、帯域解放通知の通知先を設定する。

このように緊急アナウンスの通信データが送信されてきた場合には、ＰＬＣモデム１０ａは、通常アナウンスを停止すると共に、通常アナウンスのための帯域を解放する動作に加え、他のＰＬＣモデム１０ｂに対して通常アナウンス停止コマンドを送信し、通常アナウンスを停止させる。これにより、通常アナウンスに邪魔されないで緊急の構内放送をアナウンスすることができる。

以上のように、本発明にかかる動的帯域保障方法は、送信元装置から複数の送信先装置に至るネットワークを意識せず、またネットワーク構成に伴うトラフィック量の変動に依存することなく、帯域保障を行えるという効果を有し、ＰＬＣでＱｏＳを実現するための帯域保障として有用である。

本発明の第１の実施の形態における動的帯域保障装置のブロック図 本発明におけるシステム構成図 （ａ）本発明におけるトリガ情報を含んだ場合の制御コマンドの構成図（ｂ）本発明における音声データの構成図 （ａ）本発明の第１の実施の形態における帯域設定テーブルの構成図（ｂ）本発明の第１の実施の形態におけるトリガ−ＱｏＳ値対応テーブルの構成図 本発明の第１の実施の形態における動的帯域保障装置の動作説明のためのフロー図 本発明の第２の実施の形態における動的帯域保障装置のブロック図 （ａ）本発明の第２の実施の形態における帯域設定テーブルの構成図（ｂ）本発明の第２の実施の形態におけるトリガ−ＱｏＳ値対応テーブルの構成図 本発明の第２の実施の形態におけるＱｏＳ値決定部の動作説明のためのフロー図 本発明の第３の実施の形態における動的帯域保障装置のブロック図 本発明を双方向通信可能な構内放送システムに適用した変形例を示す図 変形例における通常アナウンス停止通知コマンド受信時の動作説明のためのフロー図

符号の説明

１０ ＰＬＣモデム
１１ ＰＬＣ伝送処理部
１２ ＩＰ伝送処理部
１３ シリアル管理部
１４ コマンド処理部
１５ 帯域設定部
１６ 帯域設定テーブル
１７ 動的帯域保障エンジン
１８ トリガ情報検知部
１９ 帯域設定要否判定部
２０ ＱｏＳ値決定部
２１ トリガ−ＱｏＳ値対応テーブル
２２ 通常アナウンス停止通知部
２３ 通常アナウンス帯域解放部
２４ テーブル更新部
３０ 構内放送システム
３１ 音源装置
３２ 音声送信ユニット
３３ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ
３４ モデム
３５ スピーカ線網
３６ 音声受信ユニット
３７ スピーカ
８０ 双方向放送システム

Claims (8)

1. 送信元装置から送信先装置に送信される通信データを中継する中継装置であって、
   前記通信データに含まれる帯域確保に関するトリガ情報を検知するトリガ情報検知部と、
   前記トリガ情報検知部にて検知したトリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には、前記中継装置と前記送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、前記トリガ情報が帯域確保の終了を示す場合には確保された帯域を解放する帯域制御部と、
   を備えたことを特徴とする中継装置。
2. 確保すべき帯域の大きさを示す帯域情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した帯域テーブルを備え、
   前記帯域制御部は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記帯域テーブルから前記トリガ情報に対応する帯域情報を読み出し、前記帯域情報に示す大きさの帯域を確保することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記帯域テーブルを外部インターフェースを通じて更新する更新部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
4. 緊急の通信か否かを示す緊急度情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した緊急度テーブルを備え、
   前記帯域制御部は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記緊急度テーブルから前記トリガ情報に対応する緊急度情報を読み出し、前記緊急度情報に基づいて前記トリガ情報を含む通信データの通信が緊急の通信であるか否かを判定し、緊急の通信である場合には、緊急でない通信を停止すると共に緊急でない通信のために確保されている帯域を解放することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
5. 送信元装置が、帯域確保の開始および終了を示すトリガ情報を埋め込んだ通信データを送信先装置に送信するステップと、
   前記通信データを中継する中継装置が、通信データに含まれたトリガ情報を取得するステップと、
   前記中継装置が、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には前記中継装置と送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、帯域確保の終了を示す情報である場合には確保された帯域を解放するステップと、
   前記中継装置が、確保された帯域を利用して前記通信データを前記送信先装置に送信するステップと、
   を備えたことを特徴とする動的帯域保障方法。
6. 前記中継装置に、確保すべき帯域の大きさを示す帯域情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した帯域テーブルを準備するステップと、
   前記中継装置が、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合に、前記帯域テーブルから前記トリガ情報に対応する帯域情報を読み出すステップと、
   を備え、
   前記中継装置が、前記帯域テーブルから読み出した帯域情報に示される大きさの帯域を確保することを特徴とする請求項５に記載の動的帯域保障方法。
7. 前記中継装置に、緊急の通信か否かを示す緊急度情報を前記トリガ情報に関連付けて記憶した緊急度テーブルを準備するステップと、
   前記中継装置は、前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す情報である場合に、前記緊急度テーブルから前記トリガ情報に対応する緊急度情報を読み出すステップと、
   を備え、
   前記中継装置が、前記緊急度情報に基づいて、前記トリガ情報を含む通信データの通信が緊急の通信であるか否かを判定し、緊急の通信である場合には、緊急でない通信を停止すると共に、緊急でない通信のために確保されている帯域を解放することを特徴とする請求項５に記載の動的帯域保障方法。
8. 送信元装置から送信先装置に送信される通信データを中継すると共に、送信先装置との間のネットワークの帯域を確保するために、送信元装置および送信先装置にネットワークを介して接続されたコンピュータに、
   送信元装置から送信された通信データを受信するステップと、
   送信元装置から受信した通信データに含まれたトリガ情報を取得するステップと、
   前記トリガ情報が帯域確保の開始を示す場合には前記中継装置と送信先装置との間のネットワークの帯域を確保し、帯域確保の終了を示す情報である場合には確保された帯域を解放するステップと、
   確保された帯域を利用して送信元装置から送信された通信データを送信先装置に送信するステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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