JP2003521138A - Tcp/ipパケット中心型無線送信システムアーキテクチャ - Google Patents
Tcp/ipパケット中心型無線送信システムアーキテクチャInfo
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Abstract
Description
ransmission System Architecture」と題する1999年7月9日に出願された米国
特許出願。代理人整理番号A-21506。 「Method for Providing Dynamic Bandwidth Allocation Based on IP-Flow Cha
racteristics in a Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Transmission Syst
em」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-2150
7。 「Method for Providing for Quality of Service (QoS) _ Based Handling of
IP-Flows in a Wireless Point to Multi-Point Transmission System」と題す
る1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21508。 「IP-Flow Identification in a Wireless point to Multi-Pont Transmission
System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-
21509。 「IP-Flow Characterization in a Wireless Point to Muti-Point (PtMP) Tran
smission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人
整理番号A-21510。 「IP-Flow Classification in a Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Trans
mission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整
理番号A-21511。 「IP-Flow Prioritization in a Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Trans
mission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整
理番号A-21512。 「Method of Operation for Providing for Service Level Agreement (SLA) Ba
sed Prioritization in a Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Transmissio
n System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号
A-21513。 「Method for Transmission Control Protocol (TCP) Rate Control With Link-
Layer Acknowledgments in a Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Transmis
sion System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理
番号A-21514。 「Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) _ Centric QoS
Aware Media Access Control (MAC) Layer in a Wireless Point to Muti-Poin
t (PtMP) Transmission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許
出願。代理人整理番号A-21532。 「Use of Priority-Based Scheduling for the Optimization of Latency and J
itter Sensitive IP Flows in a Wireless Point to Multi-Point Transmission
System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A
-21533。 「Time Division Multiple Access/Time Division Duplex (TDMA/TDD) Access M
ethod for a Wireless Point to Multi-Point Transmission System」と題する1
999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21534。 「Reservation Based Prioritization Method for Wireless Transmission of L
atency and Jitter Sensitive IP-Flows in a Wireless Point to Multi-Point
Transmission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代
理人整理番号A-21535。 「Translation of Internet-Prioritized Internet Protocol (IP) _ Flows int
o Wireless System Resource Allocations in a Wireless Point to Multi-Poin
t (PtMP) Transmission System」と題する1999年7月9日に出願された米国特許
出願。代理人整理番号A-21536。 「Method of Operation for the Integration of Differentiated services (Di
ff-serv) Marked IP-Flows into a Quality of Service (QoS) Priorities in a
Wireless Point to Multi-Point (PtMP) Transmission System」と題する1999
年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21539。 「Method for the Recognition and Operation of Virtual Private networks (
VPNs) over a Wireless Point to Multi-Point (MtMP) Transmission System」
と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21540。
「Time Division Multiple Access/Time Division Duplex (TDMA/TDD) Transmis
sion media Access Control (MAC) Aire Frame」と題する1999年7月9日に出願
された米国特許出願。代理人整理番号A-21541。 「Application-Aware, Quality of Service (QoS) Sensitive, Media Access Co
ntrol (MAC) Layer」と題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理
人整理番号A-21542。 「Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) Packet-Centri
c Wireless Point to Point (PtP) Transmission System Architecture」と題す
る1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21543。 「Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) Packet-Centri
c Cable Point-to Multi-Point (PtMP) Transmission System Architecture」と
題する1999年7月9日に出願された米国特許出願。代理人整理番号A-21547。
感知型ポイントツーマルチポイント送信システムを実施するシステムおよび方法
に関する。
送信するトラフィックのタイプごとによりカスタマイズされてきた。たとえば、
音声トラフィックはとても待ち時間(latency)に敏感であるが、品質はそれほど
重要でないため、音声ネットワークは音声トラフィックを待ち時間を制限して送
信するように設計されている。これとは反対に、スプレッドシートなどの従来の
データトラフィックは、待ち時間に敏感ではないが、正確に伝送することが要求
されている。従来の電気通信ネットワークは、最終ユーザにとって許容できるサ
ービス品質(QoS)を実現するために回線交換を行っている。新しいパケット交換
型の高帯域データネットワークの登場により、データネットワークを介して異な
ったタイプのトラフィックを伝送することが可能になった。とりわけ、音声、デ
ータおよびビデオネットワークを一つの広帯域電気通信ネットワークに集約する
ことが可能となった。最終ユーザの願いに応えるために、伝送する様々なタイプ
のトラフィックにQoSを提供することのできるシステムが望まれている。
う課題がある。例えば、従来の無線ネットワークはいくつかの理由によりBER(b
it error rate:ビットエラーレート)が高い。従来、無線ネットワークは回線
交換型接続も実行して、信頼性のある通信チャネルを提供している。しかしなが
ら、回線交換型接続は、ノード間をトラフィックが伝送されていてもされていな
くても、通信ノード間に帯域幅を割り当てる。したがって、回線交換接続は通信
帯域幅を効率的に使用していない。
パケット交換はトラフィックを、いわゆる「パケット」にまで分割して送信元ノ
ードから送信先へ伝送して再び組み立てることができる。このため、帯域幅の特
定の部分は、多くの送信元および送信先が共有することができ、帯域幅をより有
効に使用することができる。
帯域アクセス電気通信システムが望まれている。広帯域として十分な帯域幅を提
供しながらも、許容できるQoS特性がなかったことが、従来から無線広帯域アク
セスシステムの展開の障壁となってきた。同様に、十分な帯域幅を犠牲にして高
レベルのQoSを提供することも最終ユーザにとって有益ではなかった。
テクチャの基本的な原則として十分な優先度をQoSに認めることはなかったため
、最適な設計とはいえなかった。インターネット、パケット交換パラダイム、お
よび普遍的なデータプロトコルとしての送信制御プロトコル/インターネットプ
ロトコル(TCP/IP)の急速な台頭により、新しい無線システム設計が必要である
ことは明白になってきた。
いる。
する無線基地局と、前記パケット中心型プロトコルにより前記第一データネット
ワークと通信をする一つ以上のホストワークステーションと、無線媒体を介して
前記パケット中心型プロトコルにより共有帯域幅を介して前記無線基地局と接続
された一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局
と、第二ネットワークを介して前記加入者CPE局のそれぞれに前記パケット中心
型プロトコルにより接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、から構
成されるパケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに関
する。 前記パケット中心型プロトコルは送信制御プロトコル/インターネット
プロトコル(TCP/IP)であってもよい。前記パケット中心型プロトコルはユーザダ
イアグラムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)であってもよい。
よい。前記リソース割り当て手段は最終ユーザのサービス品質(QoS: quality o
f service)を最適化することができる。前記無線通信媒体は、無線周波数(R
F)通信媒体;ケーブル通信媒体;および衛星通信媒体;の中の一つ以上から構
成されることができる。前記無線通信媒体が、時分割多重アクセス(TDMA)アク
セス方法;時分割多重アクセス/時分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法;符号化
分割多重アクセス(CDMA)アクセス方法;および周波数分割多重アクセス(FDMA
)アクセス方法;の中の一つ以上の方法を含むことができる。
カルエリアネットワーク(LAN);およびワイドエリアネットワーク(WAN);の
中の一つ以上から構成されることができる。
を備えることができる。前記リソースアロケータは最終ユーザのサービス品質(
QoS: quality of service)を最適化する。前記リソースアロケータはアプリケ
ーションを感知する。
気通信システムに関する。システムは、第一データネットワークに接続した無線
基地局と、第一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーシ
ョンと、パケット中心型プロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通
信を行う一つ以上のCPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と
、第二ネットワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワ
ークステーションと、加入者局間に共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て装
置と、から構成される。リソース割り当ては最終ユーザQoSを最適化するため
に実行する。
ューリングするアナライザとスケジューラを備え、前記IPフローは、送信制御プ
ロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)フロー、およびユーザデータグラ
ムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)フロー、のいずれか一つ以上
を含む。
前記IPフローを特徴付ける特徴付け要素と、前記IPフローをクラス分けするクラ
ス分け要素と、を備え、前記アナライザとスケジューラは前記IPフローに優先度
を付ける優先度付け要素とを備えることができる。
フローと既存のIPフローを識別する識別要素と、を備える。前記アナライザは、
前記IPフローのパケットをバッファするバッファと、前記パケット一つずつのパ
ケットヘッダフィールドからデータを抽出するデータ抽出装置と、前記パケット
ヘッダフィールドを分析するパケットヘッダフィールド分析装置と、を備える。
前記データ抽出装置は、前記IPフローのパケットのバージョンがIPv.4またはIPv
6かを判定する手段と、前記パケットを解析する手段と、を備えることができる
。前記パケットヘッダフィールドアナライザは、送信元アプリケーションタイプ
を判断する判断手段を備え、送信元アプリケーションパケットヘッダテーブルか
ら送信元アドレスについて送信元アプリケーションを保存し、取り出す手段;サ
ービスタイプ(TOS:type of service)パケットヘッダフィールドから送信元アプ
リケーションを判断する手段;差別化サービス(DiffServ:differentiated ser
vices)パケットヘッダフィールドから送信元アプリケーションを判断する手段
;の中の一つ以上から構成されることができる。
判断する存在時間判断手段と、前記パケットの前記存在時間に基づいてクライア
ントアプリケーションIPフローの破棄を予想する手段と、前記新しいIPフローの
QoS要件を判断するQoS判断手段と、前記新しいIPフローに関連する前記加入者CP
E局の加入者識別を判断する手段と、を備えることができる。
ィールドを分析して前記パケットの存在時間を判断する手段を備え、前記QoS判
断手段は、送信元アドレス;送信先アドレス;UDPポート番号;の中の一つ以上
に基づいて前記QoS要件を判断する。前記QoS判断手段は、IPフローQoS要件テー
ブルからIPフローのQoS要件を保存および取り出す手段を備えることができる。
る手段を備えることができる。前記クラス分け要素は、前記新しいIPフローの前
記パケットをQoSクラスグルーピングにクラス分けするクラス分け手段を備える
ことができる。
慮する手段を備えることができる。前記クラス分け手段は、前記IPフローに関す
るオプションの差別化サービス(DiffServ:differentiated services)フィー
ルド優先度マーキングを考慮する手段を備えることができる。前記クラス分け手
段は、前記IPフローに関するオプションのサービスタイプ(TOS:type of servi
ce)フィールド優先度マーキングを考慮する手段を備えることができる。 前記優先度付け器は、前記IPフローに関する階層的クラスに基づいた優先度(HC
BPs:hierarchical class based priorities)を考慮する手段を備えることがで
きる。前記優先度付け器は、前記IPフローに関する仮想プライベートネットワー
ク(VPN:virtual private network)優先度を考慮する手段を備えることができ
る。前記優先度付け器は、前記IPフローに関するサービスレベル契約(SLA:ser
vice level agreement)に基づいた優先度を考慮する手段を備えることができる
。前記優先度付け要素は、前記IPフローに関するサービスタイプ(TOS:type of
service)優先度を考慮する手段を備えることができる。前記優先度付け器は、
前記IPフローに関する差別化サービス(DiffServe:differentiated services)
を考慮する手段を備えることができる。
トワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プ
ロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE
(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介し
て各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終
ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を
割り当てるリソース割り当て装置と、前記共有無線帯域幅を介したインターネッ
トプロトコル(IP)フローを分析し、スケジューリングする手段と、を備え、
前記分析する手段はIPフローを識別する識別手段を含む、パケット中心型無線
ポイントツーマルチポイント電気通信システムに関する。
であってもよい。IPフローはまた、ユーザデータグラムプロトコル/インター
ネットプロトコル(UDP/IP)フローであってもよい。前記識別手段は、IPフロー
の一つ以上のパケットヘッダフィールドを分析する手段と、新しいIPフローと
既存のIPフローを識別する手段を含むことができる。
接続用に前記加入者CPE局に位置することができる。前記識別手段は、前記加入
者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク無線接続用に前記加入者CPE局に位
置することができる。
接続用に前無線基地局に位置することができる。前記識別手段は、前記無線基地
局から前記加入者CPE局へのダウンリンク無線接続用に前無線基地局に位置する
ことができる。
ファする手段と、前記パケットごとのパケットヘッダフィールドからデータを抽
出する抽出手段と、前記パケットヘッダフィールドを分析する手段と、を備える
ことができる。前記抽出手段は、前記パケットのバージョンがIPv.4またはIPv6
かを判定する手段と、前記IPフローの前記パケットヘッダフィールドを解析する
手段と、を備えることができる。
ることができ、前記判断手段は、送信元アプリケーションタイプを送信元アプリ
ケーションパケットヘッダテーブルに保存、または送信元アプリケーションパケ
ットヘッダテーブルから取り出す手段と、送信元アプリケーションをサービスタ
イプ(TOS:type of service)パケットヘッダフィールドから判断する手段と、を
備えることができる。
トワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プ
ロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE
(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介し
て各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終
ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を
割り当てるリソース割り当て装置と、前記共有無線帯域幅を介したインターネッ
トプロトコル(IP)フローを分析し、スケジューリングする手段と、を備えた
パケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに関する。前
記分析する手段はIPフローを特徴付ける特徴付け手段を含む。
判断する存在時間判断手段を含むことができる。前記存在時間判断手段は、前記
パケットを判断するために有効期限(TTL:time to live)パケットヘッダフィ
ールドを分析する手段、または前記パケットの存在時間に基づいてアプリケーシ
ョンIPフローの破棄を予想する手段を備えることができる。
ローのQoS要件を判断するQoS判断手段を備えることができる。前記特徴付け手段
は、前記IPフローが新しいIPP前記フローの場合、前記IPフローに関連する前記
加入者CPE局の加入者CPE識別を判断する手段を備えることができる。前記QoS判
断手段は、送信元アドレス;送信先アドレス;UDPポート番号;の中の一つ以上
に基づいて前記QoS要件を判断する手段を備えることができる。前記QoS判断手段
は、IPフローQoS要件テーブルからIPフローのQoS要件を保存および取り出す手段
を備えることができる。
関する。より詳細には、パケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通
信システムでIPフローをグループ分けする、IPフロークラス分けシステムに
関する。
、第一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、
パケット中心型プロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う
一つ以上のCPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネ
ットワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステ
ーションと、最終ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局
間に共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て装置と、前記共有無線帯域幅を介
したインターネットプロトコル(IP)フローを分析し、スケジューリングする
手段と、を含む。前記分析する手段はIPフローをクラス分けするクラス分け要
素を含む。
ケットを関連付ける手段を備える。前記クラス分け要素は、新しいIPフローのパ
ケットをQoSクラスグルーピングにグループ分けするQoSグルーピング装置を備え
ることができる。前記QoSグルーピング装置は、前記IPフローのQoSクラスグルー
ピングを判断し、考慮する手段を備えることができる。前記QoSグルーピング装
置は、前記IPフローに関するオプションの差別化サービス(DiffServ:differen
tiated services)フィールド優先度マーキングを考慮するオプションの差別化
サービス(DiffServ:differentiated services)装置を備えることができる。
前記QoSグルーピング装置は、前記IPフローに関するオプションのサービスタイ
プ(TOS:type of service)フィールド優先度マーキングを考慮するオプション
のサービスタイプ(TOS:type of service)装置を備えることができる。
関する。前記システムは、第一データネットワークに接続した無線基地局と、第
一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケ
ット中心型プロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ
以上のCPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネット
ワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーシ
ョンと、最終ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に
共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て装置と、前記リソース割り当て装置に
接続したIP(インターネットプロトコル)フローを分析するIPフローアナラ
イザと、前記共有無線帯域幅をスケジューリングするIPフロースケジューラと
、を含み、前記IPフロースケジューラはIPフロー優先度付け要素を提供する
。
erarchical class based priorities:階層的クラスに基づいた優先度)優先度
に基づいて前記IPフローに優先度を付けるHCBP優先度付け要素を備えることがで
きる。本発明のある実施例では、前記HCBP優先度付け要素は、前記HCBP優先度一
つ一つに限度を確立するクラスに基づいた優先度限界を備えることができる。
rk:仮想プライベートネットワーク)である送信元に基づいて前記IPフローを優
先度付けする仮想プライベートネットワーク(VPN)優先度付け器を備えるこ
とができる。本発明の一つの実施例では、前記仮想プライベートネットワーク(
VPN)優先度付け器は、前記VPN IPフローのすべてに高い優先度を付けること
ができる。本発明の別の実施例では、前記仮想プライベートネットワーク(VP
N)優先度付け器は、特定のIPフロータイプのVPNフロー;およびVPNタイプから
のVPN IPフロー;の一つ以上に高い優先度を付けることができる。本発明の一つ
の実施例では、前記VPNタイプは、DEN (directory enabled networking)テーブ
ル管理スキームタイプ(table management scheme type)を含むことができる。
元のSLAレベルに基づいて前記IPフローに優先度を付けるサービスレベル契約(S
LA:service level agreement)ベース優先度付け要素を備えることができる。
本発明のある実施例では、前記SLAレベルは、例えばプレミアムレベル、スタン
ダードレベル、およびバリューレベルを含む。本発明のある実施例では、
前記IPフローを優先度付けするサービスタイプ(TOS:type of service)優先度
付け要素を備えることができる。
Diffservマーキングに基づいて前記IPフローを優先度付けする差別化サービス(
DiffServ:differentiated services)優先度付け要素を備えることができる。
いて予約ポリシー限度を設定する、共有帯域幅の公平な分配を保証する均等化優
先度(WFP:weighted fair priority)優先度付け要素を備えることができる。
トワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プ
ロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE
(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介し
て各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終
ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を
割り当てるリソース割り当て手段(manner)と、前記共有無線帯域幅を介したイ
ンターネットプロトコル(IP)フローを分析し、スケジューリングする手段(
manner)と、を備え、前記分析する手段はIPフローをSLA加入者のサービスレ
ベル契約(SLA)の優先度に基づいて優先度付けする手段(way)を含む、パ
ケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに関する。
一つ以上の加入者定義パラメータに基づいてIPフローを優先度付けする手段(
way)を含む。SLAレベルは、プレミアムサービスレベル、ノーマルサービス
レベル、バリューサービスレベルを含むことができる。システムは、各種のSL
Aレベルを使用して(1)SLA加入者間のトラフィックレート、(2)SLA
加入者間のネットワーク使用可能性、(3)SLA加入者のそれぞれの帯域幅、
(4)SLA加入者のエラーレート、(5)SLA加入者の待ち時間(latency
)保証、(6)SLA加入者のジッター保証を差別化することができる。
接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プロトコルに
より共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE(顧客宅内
装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介して各加入者
CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終ユーザのサ
ービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てる
リソース割り当て手段(manner)と、前記共有無線帯域幅を介したインターネッ
トプロトコル(IP)フローを分析し、スケジューリングする手段(manner)と
、を備え、前記分析する手段はIPフローをSLA加入者のサービスレベル契約(
SLA)の優先度に基づいて優先度付けするステップを含む、パケット中心型無
線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに使用するスケジューリング方
法もまた開示される。
に他の実施例ではIPフローを一つ以上の加入者定義パラメータに基づいて優先
度付けするステップを含む。前記方法はまた、プレミアムサービスレベルに優先
度付けするステップと、ノーマルサービスレベルに優先度付けするステップと、
バリューサービスレベルに優先度付けするステップとを含んでもよい。
トワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プ
ロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE
(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介し
て各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終
ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を
割り当てるリソース割り当て装置と、から構成されるサービス品質(QoS)感
知型、無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに関する。
データパケットに送信フレームの未来スロットを割り当てる割り当て手段を備え
ることができる。前記割り当て手段は、事前予約アルゴリズムを適用する手段と
、前記事前予約アルゴリズムに基づいて未来送信フレームのインターネットプロ
トコル(IP)フローの第一データパケットについて第一スロットを予約する第一
予約手段と、前記事前予約アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームに時間
的に後続の送信フレームの前記IPフローの第二データパケットについて第二スロ
ットを予約する第二予約手段と、を備えることができ、前記第一データパケット
が前記第一スロットに配置されるのと等時に、前記第二データパケットが前記第
二スロットに配置される。 一つの実施例では、前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されるこ
とと、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に周
期的な変動がある。他の実施例では、前記第一データパケットが前記第一スロッ
トに配置されることと、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置され
ることとの間に非周期的な変動がある。
優先度(HCBPs:hierarchical class based priorities)を示す手段を備ること
ができる。前記リソース割り当て装置は、前記IPフローに関する仮想プライベー
トネットワーク(VPN:virtual private network)優先度を考慮する手段を備え
ることができる。前記リソース割り当て装置は、前記IPフローに関するサービス
レベル契約(SLA:service level agreement)に基づいた優先度を考慮する手段
を備えることができる。前記リソース割り当て装置は、前記IPフローに関するサ
ービスタイプ(type of service)優先度を考慮する手段を備えることができる
。前記リソース割り当て装置は、前記IPフローに関する差別化サービス(DiffSe
rve:differentiated services)を考慮する手段を備えることができる。
。無線電気通信ネットワークシステムを介して送信する送信フレームのデータパ
ケットに送信フレームの未来スロットを割り当てる方法は、事前予約アルゴリズ
ムを適用するステップと、前記事前予約アルゴリズムに基づいて未来送信フレー
ムのインターネットプロトコル(IP)フローの第一データパケットについて第一
スロットを予約するステップと、前記事前予約アルゴリズムに基づいて前記未来
送信フレームに時間的に後続の送信フレームの前記IPフローの第二データパケッ
トについて第二スロットを予約するステップと、を備え、前記第一データパケッ
トが前記第一スロットに配置されるのと等時に、前記第二データパケットが前記
第二スロットに配置される。
ことと、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に
周期的な変動がある。別の実施例では、前記第一データパケットが前記第一スロ
ットに配置されることと、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置さ
れることとの間に非周期的な変動がある。
を判断する。
一データネットワークに接続した無線基地局と、第一データネットワークに接続
した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プロトコルにより
共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE(顧客宅内装置
:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介して各加入者CP
E局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終ユーザのサービ
ス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソ
ース割り当て手段と、から構成され、事前予約アルゴリズムをインターネットプ
ロトコル(IP)フローに適用して、前記アルゴリズムに基づいてIPフローの
後続の一つ以上の未来送信フレームに後続のスロットを等時的な方法で予約する
。前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動があってもなくてもよく
、前記アルゴリズムはIPフローがジッター感知型であるかないかを判断する。
来スロットを割り当てるシステムは、事前予約アルゴリズムを適用する手段と、
前記アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームのインターネットプロトコル
(IP)フローの第一データパケットについて第一スロットを予約する手段と、前
記アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームに時間的に後続の送信フレーム
の前記IPフローの第二データパケットについて第二スロットを予約する手段と、
を備え、前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されるのと等時(iso
chronous)に、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置される。配置
は周期的であってもなくてもよい。前記事前予約アルゴリズムを使用してIPフ
ローがジッター感知型であるかないかを判断する。
テムは、第一データネットワークに接続した無線基地局と、第一データネットワ
ークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プロト
コルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE(顧
客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介して各
加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、最終ユー
ザのサービス品質(QoS)を最適化し、加入者CPE局間に共有帯域幅を割り
当てるリソース割り当て手段と、から構成され、システムは事前予約アルゴリズ
ムをインターネットプロトコル(IP)フローに適用する手段と、前記アルゴリ
ズムに基づいてIPフローの後続の一つ以上の未来送信フレームに後続のスロッ
トを等時的な方法で予約する手段を含む。 前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動があってもなくてもよく、
前記アルゴリズムはIPフローがジッター感知型であるかないかを判断する。
。インターネットで優先度付けされたインターネットプロトコル(IP)フロー
を無線帯域幅リソース割り当てに変換するシステムは、第一データネットワーク
に接続した無線基地局と、第一データネットワークに接続した一つ以上のホスト
ワークステーションと、パケット中心型プロトコルにより共有帯域を介して無線
基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE局と、第二ネットワークを介して各加
入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、加入者CP
E局間に共有帯域幅を割り当てるリソースアロケータと、から構成される、無線
ポイントツーマルチポイント(PtMP)送信システムを含み、IP優先度パケ
ットヘッダのIPフロー識別情報を識別し、IPフローをクラス分けするTCP
/IP、UDP/IPフロー(IPフロー)のアナライザと、IP優先度ヘッダ
識別情報を考慮してIPフローを優先度付けするIPフロースケジューラと、を
含む。
クラスグルーピングを判断し、考慮する手段を含む。IP優先度パケットヘッダ
IPフロー識別情報はまた、サービスタイプ(TOS)フィールド優先度マーキ
ングを考慮する。前記サービスタイプ(TOS)フィールド優先度マーキングはイ
ンターネット技術特別調査委員会(IETF)RFC1992b、およびIETF RFC1349と互換
性がある。マーキングは、最小遅延マーキング、最大スループットマーキング、
最大信頼度マーキング、最小金額的コストマーキング、および標準的サービスマ
ーキングを含む。さらにシステムはIPフロー識別情報を処理して、インターネ
ット技術特別調査委員会(IETF)RFC2474とIETF RFC2475と互換性のあるものな
ど、オプションの差別化サービス(DivffServ)フィールド優先度マーキングを
考慮することができる。
ス予約プロトコル(RSVP)メッセージおよびオブジェクトを考慮する手段を備える
。前記RSVPメッセージは、パスメッセージ(path message);
);resv teardownメッセージ(resv teadown message);パスエラーメッセージ(p
ath error message);および確認メッセージ(confirmation message);を含むこ
とができる。その他の前記RSVPプロトコルオブジェクトは、null;session;RSV
P_hop;time_values;style;flowspec;sender_template
びResv_Confirm;を含むことができる。前記RSVPマーキングはインターネット技
術特別調査委員会(IETF)RFC2205と互換性がある。
トワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プ
ロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE
局と、第二ネットワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入
者ワークステーションと、最終ユーザのサービス品質(QoS)を最適化し、加
入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て手段と、前記共有無
線帯域幅を介したインターネットプロトコル(IP)フローを分析し、スケジュ
ーリングする手段と、を備えたパケット中心型無線ポイントツーマルチポイント
電気通信システムに関する。
vate network)優先度に基づいてIPフローの優先度付けをする優先度付け手段
を含む。前記システムは、IPフロー、またはすべてのVPNIPフローの仮想
プライベートネットワーク(VPN:virtual private network)優先度を分析する
手段と備えることがえきる。システムは、一つ以上の加入者定義パラメータに基
づいてIPフローを優先度付けする手段を備えることができる。システムでは、
VPNは DEN (directory enabled networking)テーブル管理スキーム(table m
anagement scheme)を含むことができる。VPNはポイントツーポイントトンネ
リングプロトコル(PPTP)を使用して実行することができる。
テムに関する。システムは、第一データネットワークに接続した無線基地局と、
第一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、パ
ケット中心型プロトコルにより共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一
つ以上のCPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局と、第二ネッ
トワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステー
ションと、から構成される。前記パケット中心型プロトコルが送信制御プロトコ
ル/インターネットプロトコル(TCP/IP)であってもよい。前記パケット中心型プ
ロトコルはユーザダイアグラムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)
であってもよい。
手段を備えることができる。前記リソース割り当て手段は最終ユーザのサービス
品質(QoS: quality of service)を最適化することができる。
び衛星通信媒体;の中の一つ以上から構成されることができる。前記無線通信媒
体はまた、時分割多重アクセス(TDMA)アクセス方法;時分割多重アクセス/時
分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法;符号化分割多重アクセス(CDMA)アクセス
方法;および周波数分割多重アクセス(FDMA)アクセス方法;の中の一つ以上の
方法を含む電気通信アクセス方法から構成されることができる。
カルエリアネットワーク(LAN);およびワイドエリアネットワーク(WAN);の
中の一つ以上から構成されることができる。
タを備ることができる。前記リソースアロケータは最終ユーザのサービス品質(
QoS: quality of service)を最適化する。前記リソースアロケータはアプリケ
ーションを感知することができる。
るケーブル無線基地局と、前記第一データネットワークと前記パケット中心型プ
ロトコルにより通信する一つ以上のホストワークステーションと、同軸ケーブル
通信媒体を介して前記パケット中心型プロトコルにより共有帯域幅を介して前記
無線基地局と接続した一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premi
se equipment )局と、第二ネットワークを介して各加入者CPE局とパケット中
心型プロトコルにより接続した一つ以上の加入者ワークステーションと、から構
成されるパケット中心型広帯域同軸ケーブルポイント電気通信システムに関する
。前記パケット中心型プロトコルは送信制御プロトコル/インターネットプロト
コル(TCP/IP)であってもよい。前記パケット中心型プロトコルはユーザダイアグ
ラムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)であってもよい。
アロケータを備えることができる。前記リソースアロケータが最終ユーザのサー
ビス品質(QoS: quality of service)を最適化することができる。前記同軸ケ
ーブル通信媒体は、同軸ケーブルを介した無線周波数データ通信を含むことがで
き、一つ以上のケーブルモデムが前記媒体を介して送信される信号を変調および
復調する。前記ケーブルモデムはDOC/SYS準拠であることができる。前記QoS最適
化ケーブルリソースアロケータシステム(QoS optimized cable resource alloca
tor system)は、IPフロー識別要素;IPフロー特徴付け要素;
できる。
分割多重アクセス/時分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法;符号化分割多重アク
セス(CDMA)アクセス方法;および周波数分割多重アクセス(FDMA)アクセス方
法;の中の一つ以上の方法を含む電気通信アクセス方法から構成されることがで
きる。前記第一データネットワークは、有線ネットワーク;無線ネットワーク;
ローカルエリアネットワーク(LAN);およびワイドエリアネットワーク(WAN)
;であってもよい。前記第二ネットワークは、有線ネットワーク;無線ネットワ
ーク;ローカルエリアネットワーク(LAN);およびワイドエリアネットワーク
(WAN);の中の一つ以上から構成されることができる。
あることができる。前記システムはポイントツーポイント(PtP)ネットワークで
あることができる。
に共有無線帯域幅を割り当てる方法に関する。前記方法は、無線基地局と、一つ
以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局との間の前
記共有帯域幅を割り当てるステップを含むことができる。前記方法は、前記共有
帯域幅を動的に割り当てるステップを含むことができる。前記方法は、前記共有
帯域幅を、(1)前記共有帯域幅の前記フレームを前記加入者CPE局から前記無
線基地局へのアップリンク方向に割り当てるステップ、または(2)前記共有帯
域幅の前記フレームを前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウンリンク方
向に割り当てるステップなどにより、フレームごとに共有帯域幅を割り当てるス
テップを含むことができる。
てるステップを含むことができる、すなわち前記共有帯域幅の前記サブフレーム
を前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク方向に割り当てるステ
ップ、前記共有帯域幅の前記サブフレームを前記無線基地局から前記加入者CPE
局へのダウンリンク方向に割り当てるステップを含むことができる。
に割り当てるステップを含むことができ、すなわち、前記共有帯域幅の前記スロ
ットを前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク方向に割り当てる
ステップ、前記共有帯域幅の前記スロットを前記無線基地局から前記加入者CPE
局へのダウンリンク方向に割り当てるステップを含むことができる。
てるステップを含むことができ、すなわち、前記共有帯域幅の前記サブスロット
を前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク方向に割り当てるステ
ップ、前記共有帯域幅の前記サブスロットを前記無線基地局から前記加入者CPE
局へのダウンリンク方向に割り当てるステップを含むことができる。
を含むことができる。前記方法は、ダウンストリーム肯定応答スロットを割り当
てるステップ;予約要求スロットを割り当てるステップ;動作データ (operatio
ns data) スロットを割り当てるステップ;アップストリーム肯定応答スロット
を割り当てるステップ;肯定応答要求スロットを割り当てるステップ;フレーム
記述子を割り当てるステップ;および;コマンドおよび制御スロットを割り当て
るステップを含むことができる。
含むことができる。前記方法は、前記共有帯域幅をアップリンク方向に割り当て
るステップ;および前記共有帯域幅をダウンリンク方向に割り当てるステップ;
を含むことができる。
ツーマルチポイント電気通信を提供する方法に関する。電気通信システムは、第
一データネットワークに接続した無線基地局と、第一データネットワークに接続
した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プロトコルにより
共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE局と、第二ネッ
トワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワークステー
ションとから構成される。
記加入者CPE局間に割り当てるステップを含むことができる。
グするステップを含む。これは前記IPフローを識別するステップと、
プと、前記IPフローに優先度を付けるステップと、を含む。
いIPフローと既存のIPフローを識別するステップと、を備えることができる。こ
れは、前記IPフローのパケットをバッファするステップと、前記パケット一つず
つのパケットヘッダフィールドからデータを抽出するステップと、前記パケット
ヘッダフィールドを分析するステップと、を備える。これはまた、前記IPフロー
のパケットのバージョンがIPv.4またはIPv6かを判定するステップと、前記パケ
ットを解析する手段と、を備える。これはまた、送信元アプリケーションタイプ
を判断するステップを含み、送信元アプリケーションパケットヘッダテーブルか
ら送信元アドレスについて送信元アプリケーションを保存し、取り出すステップ
;サービスタイプ(TOS:type of service)パケットヘッダフィールドから送信元
アプリケーションを判断するステップ;差別化サービス(DiffServ:differenti
ated services)パケットヘッダフィールドから送信元アプリケーションを判断
するステップ;の中の一つ以上から構成される。前記識別するステップはまた、
既存のIPフローをIPフロー識別データテーブルに保存、またはIPフロー識別デー
タテーブルから取り出すステップを備えることができる。
するステップと、前記パケットの前記存在時間に基づいてクライアントアプリケ
ーションIPフローの破棄を予想するステップと、前記新しいIPフローのQoS要件
を判断するステップと、前記新しいIPフローに関連する前記加入者CPE局の加入
者識別を判断するステップと、を備えることができる。これは、有効期限(TTL
:time to live)パケットヘッダフィールドを分析して前記パケットの存在時間
を判断する。
一つ以上に基づいて前記新しいIPフローのQoS要件を判断するステップを備えた
ることができる。 本方法はまた、前記新しいIPフローの前記パケットをQoSクラスグルーピングに
クラス分けするステップを備えることができる。これは、前記IPフローのQoSク
ラスグルーピングを判断し、考慮するステップ、前記IPフローに関するオプショ
ンの差別化サービス(DiffServ:differentiated services)フィールド優先度
マーキングを考慮するステップ、前記IPフローに関するオプションのサービスタ
イプ(TOS:type of service)フィールド優先度マーキングを考慮するステップ
、前記IPフローに関する階層的クラスに基づいた優先度(HCBPs:hierarchical
class based priorities)を考慮するステップ、前記IPフローに関する仮想プラ
イベートネットワーク(VPN:virtual private network)優先度を考慮するステ
ップ、前記IPフローに関するサービスレベル契約(SLA:service level agreeme
nt)に基づいた優先度を考慮するステップ、前記IPフローに関するサービスタイ
プ(TOS:type of service)優先度を考慮するステップ、前記IPフローに関する
差別化サービス(DiffServe:differentiated services)を考慮するステップ、
SLA加入者のサービスレベル契約(SLA:service level agreement)優先度に基
づいて前記IPフローに優先度を付けるステップ、前記IPフローの前記SLAを分析
するステップ、を含むことができる。
化サービス(DiffServe:differentiated services)マーキングをされたIPフ
ローを、サービス品質(QoS)優先度に組み込む方法に関する。前記システム
は、第一データネットワークに接続した無線基地局と、第一データネットワーク
に接続した一つ以上のホストワークステーションと、パケット中心型プロトコル
により共有帯域を介して無線基地局と無線通信を行う一つ以上のCPE局と、第
二ネットワークを介して各加入者CPE局と接続された一つ以上の加入者ワーク
ステーションと、加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソースアロケー
タと、から構成される。本発明の方法は、差別化サービス(DiffServ:differen
tiated services)マーキングについてIPフローを分析するステップ、DiffSer
vマーキングを考慮してIPフローをスケジューリングするステップを含む。
よびユーザダイアグラムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)の中の
一つ以上を含むことができる。前記分析するステップは、DiffServマーキングを
有したIPフローを識別し、DiffServマーキングを有したIPフローを特徴付け
、DiffServマーキングを有したIPフローをクラス分けするステップを含むこと
ができる。前記スケジューリングするステップは、DiffServマーキングおよびI
P優先度ヘッダ識別情報を考慮してIPフローを優先度付けするステップを含む
ことができる。前記優先度付けするステップは、均等化優先度(WFP:weighted
fair priority)を含むことができる。
優先度付けするステップ;サービスレベル契約(SLA)クラス優先度に基づいて
優先度付けするステップ;仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual priva
te network)加入者に基づいて優先度付けするステップ;仮想プライベートネッ
トワーク(VPN:virtual private network)加入者クラス優先度に基づいて優先
度付けするステップ;の中の一つ以上のステップを備えることができる。
分析するステップ;新しいIPフローと既存のIPフローを識別するステップ:の中
の一つ以上のステップを備えることができる。前記パケットヘッダフィールドを
分析するステップは、前記IPフローのパケットをバッファするステップ;前記パ
ケット一つずつのパケットヘッダフィールドから識別情報を抽出するステップ;
前記パケットヘッダフィールドから前記識別情報を分析するステップ;の中の一
つ以上のステップを備えることができる。前記抽出ステップは、前記パケットの
バージョンがIPv.4またはIPv6かを判定するステップと、前記IPフローの前記パ
ケットヘッダフィールドを解析するステップと、を備えることができる。前記分
析ステップは、送信元アプリケーションタイプを判断するステップを備えること
ができる。 前記分析ステップは、差別化サービス(DiffServ:differentiated services)
フィールド優先度マーキングを考慮するステップを備えることができる。前記Di
ffServフィールド優先度マーキングは、インターネット技術特別調査委員会(IE
TF)RFC2474と互換性を持つことができる。前記DiffServフィールド優先度マー
キングは、インターネット技術特別調査委員会(IETF)RFC2475と互換性を持つ
ことができる。
付けるステップを備えることができる。前記クラス分けステップは、新しいIPフ
ローのパケットをQoS優先度クラスにグループ分けするグループ分けステップを
備えることができる。前記グループ分けステップは、前記IPフローに関するDiff
Servマーキングを考慮するステップを備えることができる。前記優先度付けステ
ップは、前記IPフローに関するDiffServマーキングを考慮するステップを備える
ことができる。
ーマルチポイント(PtMP)接続を使用して、例えば、電気通信事業者から受
信したIP電話、ビデオ、データ、などのパケット化されたデータ情報を送信する
。本書で言及する電気通信事業者は、ILEC、CLEC、IXC、NGT、E
SP(拡張サービスプロバイダ)などの米国内事業者(後述の「定義」を参照)
だけでなく、当業者には既知のPTT、NEなどの国際事業者を含むことができ
る。さらに、本書で言及する電気通信システムは、ILEC、CLEC、IXC
、ESP(拡張サービスプロバイダ)などの事業者が使用する国内システムだけ
でなく、当業者には既知のグローバルシステムを含むことができる。
続から着信する。データトラフィックは、データネットワークからネットワーク
ルータを介して受信され、インターネットプロトコル(IP)フォーマットから
、例えばポイントツーポイントプロトコル(PPP)に復調することができる。
ネットワークルータは、例えば、ルーティングソフトウェアを作動するSUNワ
ークステーションなどの汎用コンピュータ、またはCISCO社(San Jose, CA
)、ASCEND社(Alameda, CA)、NETOPIA社(Alameda, CA)、3C
OM社(Santa, Clara)などの各種モデルの専用ルーティング装置を含むことが
できる。
)などの仮想プライベートネットワーキングプロトコルを使用して、遠隔のユー
ザと企業のデータネットワークの間に「トンネル」を生成することができる。ト
ンネルは、ネットワーク管理者に、仮想プライベートネットワーク(例:インタ
ーネット)をサーバ(例:Windows NT(登録商標)サーバ)からデータネットワ
ークに拡張することを可能にする。
るためだけのものであり、本発明を限定するものではない。事実、本書の説明を
読んだ読者には、本発明を代替の環境で実施する方法が明らかになる。 VIII.定義
明の記載で使用される。
解しがたいトピックの一つである。データネットワーキングで一般的に使用され
る用語ではあるが、QoSには多くの異なった用途と定義があり、厳密、すなわち
量的な意味では混乱している。装置またはネットワークの性能を比較できるよう
に、QoSを数値的に測定、または特定しようと試みると、さらに混乱が生じる。
同様であり、さらに大きくなっている。無線送信は有線送信よりも固有のBER(ビ
ットエラーレート:Bit Error Rate)が高い。複数ユーザが無線媒体を共有するP
tMP(ポイントツーマルチポイント)トポロジーを追加する場合、無線データ通信
の複数の複雑な要因を明確に扱えるようにQoSを定義することが好ましい。
る問題の性質を知ることは有益である。無線を介したデータ通信の問題の中には
有線データ通信と共有するものもいくつかあるが、多くは無線データ通信特有の
ものであり、有線データ通信の問題よりもはっきりしている。無線広帯域アクセ
スシステムでは、高品質な伝送の問題は、有線アナログの場合よりも若干複雑で
ある。有線通信の場合のように、無線データ伝送が遭遇する問題には、例えば、
周辺装置へのアクセスが遅い、データエラー、「ドロップアウト」、不要な再送
、トラフィックの輻輳、順序外データパケット、待ち時間、およびジッターなど
がある。これらの問題の他にも、無線伝送には、例えば、固有の高いBER(ビッ
トエラーレート)、帯域幅の制限、ユーザの競合、無線障害、TCPトラフィッ
クレート管理などがある。QoS感知型無線システムはこれらすべての問題に対処
することが好ましい。
。ネットワークの困難の一つはネットワークの利用可能性の不足にある。使用す
るアクセス技術に応じて、これには「モデムが応答しない」状態、「ネットワー
クがビジー」状態、またはネットワーク接続が予期せずに突然「切断される」こ
となどが含まれる。このような状態ではQoSが高いとはいうことができない。ネ
ットワークの接続が確立したら、輻輳、ローカルアクセスのボトルネック、ネッ
トワークの障害によりトラフィックが遅くなることは、ウェブページの読み込み
が遅い、ファイルの転送が遅い、またはマルチメディアアプリケーションのスト
リーミングで音声/ビデオの品質が劣化するなどで経験することができる。マル
チメディアアプリケーションのストリーミングの品質の劣化は、高い「ジッター
」、または待ち時間の大幅で急激な変動により発生することがあり、セッション
が中断したり、歪んだり、または終了したりすることがある。様々な状態が原因
となってデータエラーが発生し、スプレッドシートの転送などのような場合では
破局的なエラーとなることもある。このようなデータ通信ネットワークの問題は
最小限にするか、または解消することが望ましい。 1.品質
伝送する処理を示唆している。信頼性をもって適時にとは、扱うトラフィックの
性質により異なる。これらの用語はデータ損失の限界、データ精度の見込み、デ
ータ待ち時間の変動の限界(ジッターと呼ばれる)、データ再送の限界、データ
パケット順序の反転の限界との関連を含むこともある。したがって、QoSとは複
雑な概念であるため、それを実施するための複雑な機構も必要になることがある
。
ラウジングを時折行うが、FTP(ファイルトランスポートプロトコル)ファイ
ルダウンロードやリアルタイムマルチメディアセッションを行わない一時ユーザ
と、大きなデータベースまたは金融ファイルのFTPファイルダウンロードを何
度も行い、H.323ビデオ会議やIP電話を頻繁に利用するパワーユーザとではQoS
の定義は異なってくる。また、ユーザは、ネットワークの利用度が高く、待ち時
間が少なく、ジッターの低いプレミアム料金(いわゆる、SLA: Service Level A
greement)を支払うことができるが、一方で、他のユーザは時折、週末にウェブ
サーフィンを行うだけの低料金を支払うこともできる。このため、特定のユーザ
にとって最も重要なネットワーク性能、およびユーザのSLAにより定義される連
続したQoSを理解することが最善であると考えられる。最終ユーザの利便性を最
大にすることが、無線QoSを提供する基本的な要件である。 2.サービス
への接続のタイプと定義される。以前はこの他に、IBM社のSNA(システムネット
ワークアーキテクチャ)、Novell社のIPX、Digital社のDECnetなど、プロトコル
別に定義されることもあった。しかしながら、TCP./IP(すなわちユーザデータ
グラムプロトコル(UDP))がプロトコルとして選択され、利用するユーザの数が
圧倒的に多くなっている。今後もこの傾向は続くと予想される。このため、サー
ビスは特定のTCP/IP接続または送信のタイプについて定義することができる。こ
のサービスのタイプとは例えば、FTPファイル転送、e-メールトラフィック、HTT
P(ハイパーテキストトランスポートプロトコル)トラフィック、H.323ビデオ会
議セッションなどを含むことができる。QoSメカニズムが、前述の様々な品質の
タイプとともに、これらの各種のサービスのタイプを扱うことが望ましい。 3.機構としてのQoS
なったクラスのネットワークトラフィックに適当な優先レベルを付けて選択的に
割り当てるメカニズムであると考えることができる。QoSメカニズムが与えられ
たインスタント(instant:短い時間)の中で、データトラフィックの性質、ユ
ーザの要求、ネットワークの条件、トラフィックの送信元および送信先の特性、
それらすべてに応じて動作を修正することが理想である。しかしながら、究極的
にはユーザがどのように定義しようとも、QoSメカニズムはユーザに最適なサー
ビスを提供できるように作動することが好ましい。 a.回線交換型QoS
クでは、データ送信は回線中心に定義されたQoSに基づいて実行された。この定
義では、QoSとは、非同期(すなわち、共通のクロックを使用しない、開始およ
び終了シーケンスによるデータ送信)、等時:isochronous(すなわち、時間感
知型音声およびビデオ用ネットワーク帯域幅への一貫した適時アクセス)トラフ
ィックを伝送する機能を示唆した。回線交換型QoSはエンドツーエンド回線を、
音声(図1Aを参照)またはデータ用の各接続またはサービス専用に割り当てる
ことにより行われる。回線中心型QoSメカニズムは単純に、この回線をユーザが
独占的に使用できるように提供するだけであった。もちろん、このアプローチは
回線を、セッションのそれぞれのインスタントごとにデータが実際に送信されて
いるか否かとは無関係に、セッションの全期間にわたり、回線、回線に関連する
すべての送信チャネル、およびトランスポート媒体そのものをたった一人のユー
ザ専用に割り当てる。一般的に、本当のQoSはこの方法によってのみ実現される
と信じられていた。したがって、無線広帯域アクセスシステム用のデザインは従
来、用途とは無関係に、さらにデータが実際に一定の期間内に送信されたか否か
とも無関係に、無線ラジオチャネルをそれぞれの特定のデータ接続専用に割り当
てるというこのアプローチを使用してきた(図2A参照)。このQoSに対する回
線中心型アプローチは、装置の費用、送信媒体自体の利用率を鑑みると、実に膨
大なものであった。 b.非同期転送モード(ATM)QoS
C(相手固定接続:permanent virtual connection)(すなわち、不特定のユー
ザに提供するVPC(virtual path connection)またはVCC(virtual chann
el connection))およびSVC(相手選択接続:switched virtual connection
)(すなわち、最終ユーザまたは他のネットワークから受信した信号メッセージ
に基づく要求に応じて、ATMネットワークにより確立されるエンドポイント間
の論理接続)を提供して行う、回線中心型QoSを継続することができる。しかし
ながら、VBR(可変速度型:variable bit rate)、CBR(固定速度型:con
stant bit rate)、UBR(非保証速度型:unspecified bit rate)などに分類
される新たなトラフィックを扱うためには、アドミッションポリシー、トラフィ
ックシェーピングなどの新しい概念や、リーキーバケットなどの機構が必要とさ
れている。
に関わらず、データ送信セッションごとに確立される。ATMは広帯域ネットワ
ークトラフィックにQoSを提供するが、ATMの基本的なデザインの前提に、BER
特性の低い有線ネットワークは含まれているが、BER特性の高い無線媒体は含ま
れていない。ATMメカニズムが伝送するトラフィックの特性および無線固有の高
いBERの特性を理解することなく、本当のQoSを提供することは不可能である。AT
M QoSメカニズムは無線通信に関連する特有の課題を扱ってはいない。 c.パケット交換型QoS
ワーキングの概念、および従来のQoSメカニズムを新たなものとした。パケット
交換型データ通信により、回線を特定のデータ通信セッション専用に割り当てる
ことはできなくなった。実際、パケット交換回線の強みは、経路の柔軟さと、所
定の物理ネットワークとの並列な関係である。したがって、QoSメカニズムは従
来の回線中心型QoSメカニズムと同様には働かない。
十分なQoSメカニズムとはらないし、無線広帯域アクセスシステムでも十分なQoS
メカニズムとはならないことは自明である。IPフローには「帯域幅感知型」な
IPフローがあるが、また、待ち時間感知型および/またはジッター感知型なIPフ
ローもある。コストから禁止されているとしても、単純に過剰な帯域幅を提供し
ても、リアルタイムまたはマルチメディアのフロー、およびアプリケーションの
適時な動作を保証することはできない。QoSメカニズムは、IP中心型無線広帯域
アクセスシステムの場合、トラフィックのフローごとに詳細な必要要件を認識し
、それらのフローを最適な方法で伝送するために必要システムおよび媒体リソー
スを割り当てることが望ましい。 d.要約 ― QoSメカニズム
域アクセスシステムが最終ユーザにとって最も使いやすくなるようにシステムお
よび媒体を割り当て、規制する。ウェブページの最初の画面をダウンロードする
ようなアプリケーションの場合、データ送信速度がQoSの最大の目安となる。ま
た、スプレッドシートのダウンロードやアップロードなどのアプリケーションの
場合、送信エラーが最小であることがQoSの最大の目安となる。また、速度とエ
ラーの両方を最適化することがQoSの最大の目安となるアプリケーションもある
。パケットを適時に伝送することがQoSの最大の目安となるアプリケーションも
ある。ここで、高速データ送信とは必ずしもパケットを適時に伝送することとは
限らないことに注意することが重要である。例えば、すでに「古くなりすぎた」
データパケットを即座に送信しても、そのデータパケットはすでに古くなりすぎ
ているため、ユーザはすでに必要としていないことがある。データそのものの用
途と、最終ユーザが希望する利便性の性質がQoSメカニズムにとって最も信頼性
のある基準を提供することができる。IP中心型無線広帯域アクセスシステムが、
動的にシステム動作を個別のIPフロー一つ一つについて最適化し、ネットワーク
の負荷、輻輳、およびエラーレートの変化に適宜対応するQoSメカニズムを提供
することが望ましい。 4.サービスの保証およびサービスレベル契約(SLA:Service Level Agreements
)
ベルを指定し、指定されたレベルに基づいたアクセス料金を盛り込んだSLA(Ser
vice Level Agreement)を電気通信サービスプロバイダと加入者の間で取り決め
ることができる。残念ながら、所定の時間についてネットワークの利用可能性の
程度を数値化することは難しいため、サービス性能の目安としては荒くなる。デ
ータ伝送速度、エラーレート、再送、待ち時間、およびジッターをネットワーク
の利用可能性の目安として使用することが望ましいが、それらの数量をリアルタ
イムで測定することは、通常のNSP (ネットワークサービスプロバイダ)の能力を
超えている。
る個別のトラフィック速度、ネットワーク利用可能性、帯域幅、エラーレート、
待ち時間、およびジッターを規定するSLA(サービスレベル契約)である。サー
ビスプロバイダにとって多様なサービスを提供し、利幅を多様化できる可能性の
ある、SLAを提供可能なIP中心型無線広帯域アクセスシステムが望まれている。
5.サービスクラスとサービス品質
ービスのタイプを識別して、それらのタイプごとに異なったレベルのシステムリ
ソースを割り当てることができるシステムが好ましい。従来から「サービスクラ
ス」は、同等のシステムおよび媒体リソースを割り当てられ、処理されるトラフ
ィックのタイプをグループ分けする手段として言及されてきた。
法はいくつかある。方法の例として、トラフィックシェーピング、アドミッショ
ンコントロール、IPプレシデンス(IP precedence)、差別的輻輳管理(differe
ntial congestion management)などがあげられる。IP中心型無線広帯域アク
セスシステムはこれらの方法すべてを利用してトラフィックをサービスクラスご
とに差別化し、それらのサービスクラスをQoSマトリックスにマッピングして、Q
oSメカニズムの動作および管理を簡素化する。 B.QoSおよびIP中心型無線環境
メカニズムは有線ネットワーキングを考慮するだけではなく、無線環境について
も考慮することが望ましい。前述のように、無線固有のBERを処理することが望
ましい。BERが高い場合は、エラー検知、エラー修正、および再送を効率的に行
うことを要求することができる。BER処理メカニズムはまた、帯域幅利用率を不
要に低下させることのないように、TCP/IPの再送アルゴリズムにより効率的に
動作することが好ましい。もう一つの無線の課題として、有限な無線帯域幅でユ
ーザ間の競合がある。システムが、干渉やノイズの影響を受けやすい無線媒体で
、複数のユーザからのサービス要求を処理するため、無線帯域幅を効率的に割り
当てることが困難になっている。
データネットワークに変更すると、QoSメカニズムの定義にも影響が生じる。本
発明は、パケット交換型ネットワークトラフィック用のポイントツーマルチポイ
ントIP中心型無線システムで新規なQoSメカニズムを提供する。システムが最適
なQoS性能を実現するためには、QoSメカニズムに新規なアプローチを導入するこ
とが好ましい。システムアーキテクチャおよびデザインの基本的な指針としてQo
Sを使用することは、Teligent社およびWinstar社が使用しているような従来の回
線中心型またはATMセル回線型アプローチで設計された既存の無線広帯域アクセ
スシステムに対して、本発明のIP中心型無線広帯域アクセスシステムの重要で、
実質的で、有利な差異である。 C.IP中心型無線広帯域アクセスQoSおよびキューイング 1.キュー管理
認められている。パケットヘッダを検査または修正する場合、経路を決定する場
合、またはデータフローを適当なポートに出力する場合、データパケットをキュ
ーに入れることが望ましい。しかしながら、キューイングは、定義から必然的に
、トラフィックのストリームに遅延を発生する。遅延は害となることもあるため
、キューイングの目的と全く反する結果を生じることがある。過度なキューイン
グは、時間感知型パケットを利用可能な時間フレーム以上に遅延させることにな
ったり、RTT(応答時間:Round Trip Time)を増加させて、許容範囲以上のジ
ッターを生じたり、場合によってはデータトランスポートメカニズムをタイムア
ウトさせるなど、トラフィックに悪影響を及ぼすこともある。したがって、リア
ルタイムセッションなど、遅延感知型トラフィックで必要以上の遅延が発生しな
いように、キューイングは計画的に使用するようにして、多用は控えることが望
ましい。
d error detection)などの技術を使用した無線環境では、パケットおよび無線
フレーム処理を可能にするたのみにキューイングを使用することが望ましい。し
かしながら、リアルタイムフローでキューイングを行う場合、リアルタイムトラ
フィック全体の遅延の合計は約20ミリ秒を下回るように抑えることが好ましい
。
管理を使用することは無線広帯域システムの簡単で直接的な方法である。しかし
ながら、無線システムは通常、帯域幅の制限があるため、遅延には有線の場合よ
りも敏感である。このため、QoSに応じて異なるサービスを提供する場合は、単
純なキューイングを超えたメカニズムを備える必要がある。しかしながら、まだ
必要なキューイングもあるため、様々なキューイング方法が現在でも検討されて
いる。 2.FIFO(ファーストインファーストアウト)キューイング
と同様に無線システムでもダウンストリームデータチャネルが一時的に輻輳した
時、データパケットのバッファリングするために使用することができる。突発的
なトラフィックにより一時的に輻輳が発生した場合、適当な深度(深さ)のFIFO
キューを使用して輻輳した通信セグメントへのデータフローを潤滑にすることが
できる。しかしながら、輻輳の程度が甚大である、または輻輳の期間が比較的に
長くなり、FIFOキューが容量の限界に達し、ネットワークがこれ以上パケットを
蓄えることができなくなると、FIFOはパケットを破棄することになる。パケット
を破棄することを「パケットトッシング:packet-tossing」という。これはネッ
トワークのQoSに有害な影響を与えるだけではない。パケットを破棄すると、TCP
プロトコルが所定の順序で喪失したパケットを再送するため、トラフィックフロ
ーの問題が発生し、さらに状況は悪化する。パケットが破棄される問題は、FIFO
バッファのサイズを大きくして、パケットを破棄するまでの時間を長くすること
により、最小にすることができる。FIFOは残念ながら、パケットが不要になるほ
どパケットが古くなったり、RTT(応答時間)が仮想的なデータ接続が失われ
るほど長くなったりするほど、大きくすることはできない。
セス方法のタイプに応じて異なる。TDMA/TDD(時分割多重アクセス/時
分割二重)では、送信用データフレームの構築のために十分なデータを収集する
場合でも、データはキューに入れることが好ましい。FDMA(周波数分割多重
アクセス)およびCDMA(符号化分割多重アクセス)は、TDMAほど「連続して」
いないため、FIFOキューイングの必要要件は少ない。しかしながら、すべての無
線アクセス技術において一般的に、ノイズや干渉は再送の要因となり、さらに遅
延を引き起こして、QoSに悪影響を及ぼす。
フィックを均一に遅延させることができる。これは「最も公正」な方法であるが
、ユーザに高いQoSを提供することを目標とした場合、必ずしも最善の方法とは
いえない。様々な種類のキュー管理を使用することにより、QoS全体のベースを
大幅に向上することができる。 3.優先キューイング
域幅セグメントを含む。このため、どのようなアクセス技術を用いても、これら
のシステムはある程度のキューイングを実行する必要がある。しかしながら、FI
FOキューイングを行うと、トラフィックの優先度、またはタイプに関わらず、す
べてのトラフィックに一定の遅延が発生する。ほとんどのデータ通信環境には、
リアルタイム、インタラクティブなデータ、ファイル、データダウンロード、ウ
ェブページアクセスなどのトラフィックが混在している。それらの中には、遅延
、ジッターに何よりも敏感なタイプのトラフィックがある。優先キューイングは
、単純にデータパケットを優先度とタイプに応じて並び替え、待ち時間およびジ
ッターに敏感なトラフィックはキューの先頭に移動できるようにする。
フィックの過剰による輻輳が発生した場合、「バッファの枯渇」状態が発生する
。優先度の高いパケットがバッファ容量の大部分を消費するため、優先度の低い
パケットにはバッファの空きはわずかしか残らない。結局、システムリソースは
優先度の高いパケットに割かれるため、優先度の低いパケットは大幅に遅延する
ことになる。優先度の低いパケットの中にはバッファに長期間留められるパケッ
トだけでなく、バッファにも到達しないパケットもでてくる。それらのパケット
のデータフローは著しく遅延し、それらの優先度の低いパケットを使用するアプ
リケーションは中断、または動作停止に追い込まれることもある。このようなキ
ューイングアプローチの性質により、全体的に優先度の低いパケットは待ち時間
およびジッターが予測困難であり、QoSに悪影響を及ぼす。
にほとんど効果はない。実際、キューを並び替えるために必要な情報を得るため
にパケットヘッダを検査する処理がデータストリームにとって大きな遅延を生じ
ることもある。したがって、無線広帯域データ環境については、優先キューイン
グはQoSメカニズムとしてFIFOキューイングとそれほど変わらない。 4.クラスに基づいたキューイング(Class Based Queuing)
当てると、バッファの枯渇を回避することができる。優先度の高いデータフロー
がすべてのシステムリソースを独占することのないように、各クラスにはそれぞ
れ最低レベルのサービスを割り当てることができる。このクラス分けアプローチ
によると、完全に遮断されるデータフローはなくなるため、ソースアプリケーシ
ョンはトラフィックレートに関する情報を受信することができ、TCPによる送信
レート調整(TCP-mediated transmission rate adjustment)がスムーズなトラ
フィックフローをサポートする。
いるが、大量の優先度の高いフローが、待ち時間やジッターに敏感なフローに与
える悪影響の問題はやはり解決することができない。 5.均等化キューイング(Weighted Fair Queuing)
グリソースを提供し、残りのフローについてはボリュームや優先度とは無関係に
、同等の量のリソースが割り当てられるようにするものである。これはバッファ
の枯渇を回避し、待ち時間およびジッター性能を幾分改善しているが、利用可能
なRFダウンリンクチャネル帯域幅が急激に変化すると、安定した性能を得るこ
とが困難になることがある。
なQoSメカニズムを必要とする。 D.IP中心型無線広帯域アクセスQoSおよびTCP/IP 1.TCP/IP
準的な方法となり、次第にVPN(仮想プライベートネットワーク)の標準ともな
りつつある。TCP/IPプロトコルスタックは、IP(インターネットプロトコル)だ
けでなく、TCP(送信制御プロトコル)、UDP(ユーザデータグラムプロト
コル)、およびICMP(インターネット制御メッセージプロトコル)も含んでいる
。TCP/IPプロトコルスタックがデータ通信の標準ネットワークプロトコル
であるとすると、無線広帯域データ通信用の最適なQoSメカニズム群(set of op
timal QoS mechanism)の作成は管理しやすくなる。ネットワークの有線部分も
無線部分も両方含めた、ネットワーク全体に及ぶQoSメカニズムを作成すること
ができる。これらのメカニズムはTCPレート制御メカニズムと円滑かつ透明に統
合することにより、ネットワークの有線部分にも無線部分にも適応するエンドツ
ーエンドQoSメカニズムを提供することができる。もちろん、輻輳が起こってい
たり、他のトランスポートの問題のある有線ネットワークのセグメントは、無線
QoSメカニズムでも解決することはできない。しかしながら、無線QoSメカニズム
は、有線ネットワークに輻輳またはボトルネックが起こっていなければ、最終ユ
ーザの利便性が向上するようにデータフローを最適化することができる。 2.クラスによる分類
できる。トラフィックを暮らすに応じて分類する場合、データトラフィック(あ
るいは特定のアプリケーション、機能または目的に関連したデータパケットのシ
ーケンス)は、いくつかのサービスクラスに分類することができる。分類はパケ
ットヘッダに含まれる識別情報に従って行うことができる。一つの方法として、
例えばIPパケットヘッダに入っている、特定のアプリケーション、機能または目
的を持ったパケットフローとパケットおよび他のパケットを一意的に識別し、関
連付けるいくつかの項目を分析する方法がある。少なくとも、送信元IPアドレス
、送信元TCPまたはUDPポート、送信先IPアドレス、および送信先IPまたはUDPポ
ートはパケットを共通のフローと関連づけることができるため、パケットをサー
ビスクラスに分類するために使用することが可能である。
はQoSメカニズムにより、与えられたQoSパラメータ群と統合して処理する。これ
らのクラスは、無線および有線のネットワークセグメントが組合わさった最適の
環境で共通の、利便性のある特性を提供するように定義することができる。 3.フロー別分類
ートマシン(state machine)を比較的使用しない、したがって、個別のIPフロー
ごとのQoSメカニズム(またはパラメータ群)よりもスケーラビリティに優れたQ
oSメカニズムを可能とする。しかしながら、ポイントツーマルチポイント(PtMP
)無線広帯域アクセスシステムなどのネットワークアクセス装置では、同時に存
在するIPフローの総数の範囲は1000を超えない。したがって、必要な量のオーバ
ーヘッドは処理可能であるため、サービスクラスに頼らなくても、フロー別QoS
分類を行うことはできる。しかしながら、IPフローを統合したサービスクラスは
、営業、課金、および管理においては有利である。
送信される無線周波数を含めて)では使用されていなかった。 4.サービスクラス用IPプレシデンス(IP Precedence)の使用
技術プロジェクトチーム(IETF: Internet Engineering Task Force) 1992bに記
載されているように、理論的にはIPフローをサービスクラス(classes of servi
ce)に分類する手段として使用することができる。IETF RFC1349は、遅延の最小
化、スループットの最大化、信頼性の最大化、金額的コストの最小化、および標
準サービスという5つの意味を持つ4ビットの定義群を提案した。
ができるため、QoSを向上することになり、ネットワーク、ルータおよびアクセ
ス装置に大きな意味を与える可能性があった。しかしながら、この提案は広く受
け入れられることはなかった。IETFのいくつかの提案はこのフィールドをRSV
P(リソース予約プロトコル)に従って使用してネットワークのパケット処理を
向上するものもあった。
、このフィールドは一般的に使用されていない。このフィールドに、送信元プロ
セッサが設定する適当なビットがないため、アクセス装置、ネットワーク、およ
びネットワークルータはQoSメカニズムを実行することができない。 5.TCPによる送信レート(TCP-Mediated Transmission Rate)メカニズム
て管理することができる。TCPメカニズムが管理されない場合、無線QoSメカニズ
ムは無線帯域幅ファクタにより圧倒され、打ち消されてしまうことがある。TCP
送信速度に影響を与えうる特定の無線ファクタを指定する前に、TCP送信レート
メカニズムを考察する必要がある。
を制御することができる。TCP/IPは一次的には、光ファイバ線などの固有
BERの極めて小さい有線環境用に作成されているため、TCPはパケット損失を
ビットエラーによるものではなく、ネットワーク輻輳によるものとみなす。した
がって、TCPは送信レートがネットワークの容量を超えているものと仮定して
、送信レートを下げるように反応する。しかしながら、無線リンクセグメントの
場合、パケット損失は輻輳ではなく、一次的に固有のBERが高いことにより発生
する。この違いは無視できるものではない。
スロースタートモード」と呼ばれる。パケット損失またはタイムアウトの応答メ
ッセージを受けるまで送信レートは上昇し続けることができる。TCPは次に「
バックオフ」、すなわち、送信ウィンドウのサイズを減少し、送信レートを大幅
に下げて損失パケットを適当な順番で再送する。その後、TCPはゆっくりと直
線的に送信レートを増加することができる。これは輻輳防止モードと呼ばれる。
高いため、パケット損失が頻繁に発生して、無益なTCP再送が輻輳防止モード
で行われる可能性がある。無線帯域幅は貴重な商品ともなりうるため、IP中心型
無線QoSメカニズムは、TCP再送を発動し、さらに送信レートを無益に「切り
捨てる」ということをせずに、パケット再送を行うことが好ましい。いくつかの
他のファクタとともに、これはIP中心型無線媒体アクセス制御(MAC)層に作成す
ることが好ましい。IP中心型MAC層の機能の一つを、TCPに信号を送り不必要
にTCP送信速度を変更することをせずに、損失パケットをローカルに再送する
機能とすることもできる。IP中心型無線MAC層の一次的な役割は、秩序だって効
果的な方法で無線媒体に共有アクセスを提供することにある。本発明に従ったMA
C層、カリフォルニア州カラバサスのMalibu Networks社が提供するPRIMMA(Proac
tive Reservation-based Intelligent Multimedia-aware Media Access)層もま
た、無線媒体を介したすべてのパケット送信をIPフロータイプ、SLA(サービス
レベル契約)、およびQoSの考察に基づいてスケジュールすることができる。 6.IP中心型無線システムのTCP輻輳回避 a.ネットワーク輻輳廃棄(Network Congestion Collapse)、Global Synchroniz
ation、およびIP中心型無線TCP輻輳回避
棄またはGlobal Synchronization破棄と呼ばれる問題が発生しやすい。複数のTC
P送信者が同時にパケット損失による輻輳を検出すると、TCP送信者はすべてTCP
スロースタートモードに入り、それぞれの送信ウィンドウサイズを縮小し、一時
的に休止状態に入ることができる。その後、複数の送信者は損失パケットの再送
を同時に試行ができる。おおざっぱな同期で送信者全員が送信を再開できるため
、輻輳が発生する確率が高くなり、再び同じ問題が繰り返される可能性もある。
が発生することがある。TCP送信者のTCP送信レートメカニズムは、パケット損失
を輻輳によるものとみなし、送信者たちの送信レートを同期して下げることがで
きる。再開時には、TCP送信者たちはおおざっぱな同期で再開できるため、無
線リンクセグメントでは本物の輻輳が発生することがある。ある期間この動作が
繰り返されると、システム性能は場合によっては予測不能な状態になる。この原
因の一つとして、破棄されるべきパケットや、無益な再送を引き起こすシステム
キューの氾濫があげられる。これが悪化して「競争」状態となり、システムが再
び安定性を回復するまで数分間を要するようになる。これがQoSに不利な影響を
及ぼすことは明白である。
lobal synchronizationを回避することができる。輻輳破棄が起こる前に、無作
為に選択したパケットフローから無作為にパケットを選択し、global synchroni
zationを回避することができる。キューを監視し、キューの深度があらかじめ設
定した限度を超えると、REDが起動し、TCP送信者の送信レートコントローラを非
同期に作動する。これは輻輳破棄およびglobal synchronizationの原因となる初
期輻輳を回避することができる。
を考慮して破棄するパケットを決めることもできる。無作為にではあるが、ある
フローについて破棄する確率をパケットの優先度またはタイプによる機能もある
。無線システムでは、再送やTCPレートの再設定などをせずに、パケットの有効
期限(TTL:Time to Live)パラメータがより緊急なオーディオストリーム、H.323
フローなどのリアルタイムIPフローのUDPパケットを選択してWRED(重み付き早
期検出:weighted random early detection)を行うことができる。これらのIP
フローは待ち時間およびジッターには敏感であるが、パケット損失にはそれほど
敏感ではない。
hronizationを引き起こす可能性のあるBERによるパケット損失は、RED、不要なT
CP送信者によるパケットの再送と、TCP送信レートの再設定で対処するのではな
く、本発明によるローカルな損失パケットの再送で管理することが最善である。
本IP中心型無線システムTCP送信ウィンドウマネージャはMAC層と通信をすること
により、無線媒体を介して送信されるすべてのパケットの状態を検知することが
できる。 b.フラクタル自己類似ネットワークトラフィック特性対ポアソン分布のネット
ワーク輻輳への効果
れてきた。システムのシミュレーションにポアソン分布を使用すると、数千もの
トラフィックフローの合計はポアソン分布により全体的に均一なネットワークト
ラフィック分布となる。言い換えると、ネットワーク全体でトラフィックフロー
の個別のバーストを「平均化」することができる。このモデルによるネットワー
ク輻輳動作、バースト動作、および動的トラフィック特性を使用して従来の輻輳
回避ストラテジーを作成し、ネットワーク装置のキューバッファのサイズを設計
し、トラフィックおよび容量の限界を予測してきた。
または自己類似的に動作することが例証されている。このモデルによると、個別
のトラフィックフローのバーストがネットワーク全体で合計されると、ネットワ
ーク全体がバースト状態になる。ネットワークトラフィックフローのバーストの
性質は、時間のスケールでもフローのスケールでも、ネットワーク全体でみるこ
とができる。これは、本発明によるIP中心型無線広帯域システムの設計と、ネッ
トワーク全体の輻輳回避ストラテジーの設計との両方に大きなヒントを与える。
このネットワーク動作に関する新しい観点により、ネットワークルータ設備、ス
イッチ設備、および送信設備が多くの場合、「技術的に不備」であることが明ら
かになった。技術的な不備がさらにネットワークの輻輳動作を悪化させている。
バッファ容量からローカルな輻輳回避ストラテジーにまで及ぶ。無線システムは
固有のBERが高いという短所があるため、ネットワーク全体の輻輳動作がローカ
ルな(無性媒体チャネル)輻輳回避ストラテジーに与える影響は適切に評価して
相殺する必要がある。このため、IP中心型無線システムの輻輳回避アルゴリズム
は、システム設計士に最近まで知られていなかった、または使われることのなか
った新しい数学的で工学的な考察を加え、トラフィックフローを最適化するよう
に巧妙に作成することが望ましい。
特性を極端に低下させることのないように、従来の有線システム設計アプローチ
とは一線を画すことになる。回線中心型無線システムの従来の設計アプローチで
は、帯域幅利用率、リアルタイムマルチメディアの品質、全体的なシステムQoS
が最終ユーザの利便性を動的に低下させることになる。 7.アプリケーションごとのフロー制御
フローの範囲で、最終ユーザにより認められる高いQoSを達成するためには、IP
中心型無線システムが広範囲でリアルタイムにQoSメカニズムパラメータを管理
可能なことが望ましい。QoSメカニズムは、適当な最終ユーザがトランスペアレ
ントな(透明性のある)方法で特定のアプリケーションに対応する一つ以上のデ
ータフローをオンまたはオフに切り替えられるほど、システム動作を変更可能で
ある必要がある。このアプローチは、実際の基本的なアプリケーションのQoS要
件を考慮せずに、ある最終ユーザから他の最終ユーザへ回線中心型接続を確立し
て高いQoSを達成しようとする他のQoSメカニズムとは異なる。回線別ごとではな
く、アプリケーションごとのQoSメカニズムを提供する本発明により、不足して
いる無線帯域幅を節約しながらも、個別のアプリケーションタイプに関連したQo
Sメカニズムが必要とするところに動的に割り当てることが可能である。 B.QoSおよびIP中心型無線媒体アクセス制御 1.PRMMA(Proactive Reservation-based Intelligent Multimedia-aware Media
Access) MAC層
e Media Access) MAC(媒体アクセス制御)層は、IP中心型無線QoSメカニズムのア
プリケーション切り替え機能を提供する。システムの他の部署が各IPストリーム
について性質およびQoS要件を決定すると、この情報はPRIMMA MAC層に通信され
、各アプリケーションのIPフローを適当な優先順位に従って所定の宛先に切り替
えることができる。 2.PRIMMA IPプロトコルスタック仮想信号
プリケーションの性質に関するアプリケーションレベル情報に基づいて適当なQo
SメカニズムパラメータをIPストリームに割り当てる。非ローカルホストから発
せられたIPストリームについては、パケットヘッダからIPストリームに関する情
報を抽出して適当なQoSメカニズムパラメータを条件設定する。IPストリームに
関する情報は、帯域幅の予約とアプリケーションの切り替えのために、アプリケ
ーション層(OSIレベル7)からPRIMMA MAC層(OSIレベル2)へプロトコルスタ
ックモデルの中で「仮想的に」通信される。これはプロトコルスタックの各層は
独立するという慣例に反し、スタックの個別の層の間の互換性の程度を若干制限
することになるが、IP中心型広帯域アクセスシステムにおいて長所の方がはるか
に短所を勝っている。 3.PRIMMA IPフロー制御およびアプリケーションの切り替え
群に基づき、アプリケーションは無線媒体を介した適当な帯域幅の予約により「
先行的(proactive)」に切り替わる。各方向の無線送信フレームは、各IPフロ
ーの個別のQoS要件により要求された方法により構築される。QoS要件を使用して
無線送信フレームを構築することにより、システムが処理するアプリケーション
全体の範囲の中で最適なQoS性能を得ることができる。例えば、待ち時間および
ジッターに敏感なIP電話、その他のH.323準拠IPストリーム、リアルタイムなオ
ーディオおよびビデオストリーにムは、無線送信フレームで最適に配置されるよ
うに高い優先度を与えることができる。その一方で、最初のウェブページの送信
など、HTTP(hypertext transport protocol)トラフィックには、特定のアプリケ
ーションについて高い帯域幅予約優先度を与えることができる。その他の、例え
ばFTP(file transfer protocol)ファイルダウンロード、電子メール送信など
、待ち時間、ジッター、帯域幅に関する必要要件のないトラフィックにはシステ
ムリソース、無線送信フレームの配置について低い優先度を与えることができる
。 4.PRIMMA TCP 送信レートエージェント
メントにより高速でBERの低い有線バックボーンから分断されている。無線セグ
メントを横断するTCP/IPトラフィックは頻繁では、調停を経ずにパケット損失が
発生して、前述の輻輳破棄やglobal synchronizationが起こることがある。した
がって、本発明のIP中心型無線システムは、無線セグメントのパケット損失を監
視することができるTCP送信レートエージェントを使用して、損失したパケット
の肯定応答を再び作成して送信することにより、リモートのTCP送信レート機能
を管理することができる。PRIMMA MAC層自体で、無線媒体を損失したパケットを
再送することができる。
てIPフローのQoS要件に応じて、IPストリームのフロー制御を行うことができる
。IP中心型無線TCP送信レートエージェントのすべて機能は、ローカルおよびリ
モートのホストとアプリケーションに対して透過性を持たせることができる。 F.電気通信ネットワーク 1.音声ネットワーク a.単純な音声ネットワーク
電気通信サービスプロバイダ(LEC)サービスを提供する標準的な電気通信ネッ
トワーク100のブロック図である。電気通信ネットワーク100は発呼側10
2が着呼側110に交換音声接続を提供することができる。図1Aにはまた、例え
ば専用回線などにより、複数のユーザがLECサービスにアクセスすることを可能
にする専用交換機(PBX:private branch exchange)112が示されている。
発呼側102と着呼側110は、通常の電話装置、キーテレホンシステム、PB
X112、またはホストコンピュータで作動しているアプリケーションを使用す
ることができる。ネットワーク100は発呼側102から、例えば、ISP(図
示されていない)へのモデムアクセス用のデータ接続として使用することができ
る。さらにネットワーク100は、例えば、専用データネットワーク(private
data network)などへのアクセスに使用することもできる。例えば、発呼側10
2は、例えば、遠隔の地からノート型コンピュータを作動してダイアルアップモ
デム接続により、雇用者の専用データネットワークにアクセスしている従業員で
あることもできる。
2からPSTN(公衆交換電話網)設備への接続を行うため、入方向EOと呼ば
れる。EO108はPSTN設備から着呼側110への接続を行うため、出方向
EOと呼ばれる。入方向EO104と出方向EO108の他に、電気通信ネット
ワーク100に関連するPSTN設備にはPOP(point of presence)132
、134の箇所に、例えば、長距離トラフィック用に一つ以上のIXC(米国内
長距離電話通信サービスプロバイダ)とのアクセスを行うことができる、AT(
アクセスタンデム)(図示されていない)を設けることができる(図2Aを参照
)。あるいはこの他に、当業者にとっては、IXCはまた、例えば、CLEC、
その他のESP(拡張サービスプロバイダ)、GPOP(国際ゲートウェイまた
は国際POP)、またはIP(intelligent peripheral)であってもよいことは
自明である。
る。PBX112は、発呼側124および126、ファクス116、クライアン
トコンピュータ118および、関連モデム130、関連モデム130を介して接
続されたクライアントコンピュータ120とサーバーコンピュータ122から構
成されるLAN(ローカルエリアネットワーク)128を接続している。PBX
112は、一般的にCPE(顧客宅内装置)と呼ばれる、加入者サイトに設置さ
れた一般的なクラスの電気通信装置でもよい。
(common channel interoffice signaling)ネットワークも含む。図1は特に、
SS7(共通信号システム7)信号ネットワーク114を含む。信号ネットワー
ク114については図2Bを参照して後述する。 b.音声ネットワークの詳細
を提供するネットワーク200を示すブロック図である。電気通信ネットワーク
200は電気通信ネットワーク100のより詳細なバージョンである。発呼側1
02aと108aはそれぞれEO交換機104aおよび108aに接続されてい
る。言い換えると、発呼側102aは第一LALAの入方向EO104aをホー
ムとしており、発呼側108aは第二LATAの入方向Eo108aをホームと
している。異なったLATA間の加入者同士の呼は通常、IXCにより転送され
る長距離呼となる。米国の単純なIXCには、AT&T、MCI、およびSprint
などがある。
を備えている。AT206はPOP(point of presence)132a、132b
、132c、および132dへの接続を提供する。IXC106a、106b、
および106cは、POP132a、132b、および132c(第一LATA
)と、POP134a、134b、および134c(第二LATA)の間の接続
を提供する。CLEC(competitive local exchange carrier)214は、PO
P132dとPOP134d間に代替接続を提供する。POP134a、134
b、134c、および134dは順番にAT208に接続し、入方向EO108
aに接続している。着呼側110aは、ホームEOとするEO108aから呼を
受信する。
他のESP(拡張サービスプロバイダ)、GPOP(国際ゲートウェイまたは国
際POP)、またはIP(intelligent peripheral)であってもよいことは自明
である。
cも有している。1996年米国電気通信法に従い、CLECは、ローカルRB
OC(ベル系地域電話会社)担当地域内で完全にアクセスする許可を与えられて
いる。 i.固定無線CLEC
線CLECとして、例えば、Teligent Inc.(Vienna、バージニア州)、WinStar
Communications Inc.、Advanced Radio Telecom Corp.、およびTeleport Commu
nications Group Inc.のBizTel部などがあげられる。固定無線CLEC209は
、加入者トランシーバRFタワー212とRFリンクを介して通信する無線トラ
ンシーバ/レシーバ無線周波数(RF)タワー210を備えている。加入者RF
トランシーバタワー212はCPEボックス、PBX112bに接続している。
PBX112bは発呼側124b、126b、ファクス116b、クライアント
コンピュータ118b、および関連モデム130b、さらに関連モデム130b
を介して接続している、クライアントコンピュータ120bとサーバーコンピュ
ータ122bを備えたローカルエリアネットワーク128bと接続している。
呼側110a、ファクス116a、クライアントコンピュータ118a、および
関連モデム130a、セルラー通信RFタワー202、および関連セルラー加入
者着呼側204も備えている。
一部を形成している。EO104aはクラス5交換局、AT208はクラス3/
4交換局とも呼ばれる。MFJ(修正同意判決)に従って、AT&TからRBO
C(ベル系地域電話会社)に分離独立する以前は、米国PSTN(公衆交換電話
網)の階級的機能に応じて局に割り当てられた番号が局クラスであった。局クラ
スは、送信必要要件と、他の交換センタとの階層的関係に応じてランク付けされ
た電話局センタ局交換機の機能的等級をいう。クラス1局はRC(リージョナル
センタ)と呼ばれ、最高レベルの局、すなわち「最後の拠り所」局で呼を完了す
る。クラス2局は、SC(セクショナルセンタ)と呼ばれる。クラス3局はPC
(プライマリセンタ)と呼ばれる。クラス4局はオペレータがいる場合はTC(T
oll Center)、オペレータがいない場合はTP(Toll Point)と呼ばれる。クラス5
局はEO(端局)、すなわちlocal central office (ローカル中央局)と呼ばれ
、ローカルおよび長距離スイッチングで最低レベルに位置し、最終加入者にもっ
とも近い。各センタは一つ以上のより階級の低いセンタからのトラフィックを処
理する。AT&Tの分離独立、交換局のインテリジェントソフトウェアがより高
度になるとともに、これらののクラス分類は確固なものではなくなってきた。技
術が最終ユーザにより近い機能を供給するにつれて、従来のネットワーク階層と
交換器のクラスに関する定義は広く行きわたってきた。 ii.インターネットサービスプロバイダ(ISP)との接続性
呼側102にISP(クライアント118bなど)とのデータ接続を提供するこ
とができる。
述する)に接続したサーバーコンピュータ122を備えたインターネットサービ
スプロバイダ(ISP)(図示されていない)を含むことができる。インターネ
ットは、すでに知られているように、データリンクにより接続された複数の大規
模ネットワークから構成される世界規模のネットワークである。これらのリンク
には、例えば、ISDN(総合デジタル通信網)、T1、T3、FDDI、およ
びSONETリンクなどがある。あるいは、例えばイントラネットなど、複数の
LANおよび/またはWANが相互接続した専用ネットワークをインターネット
と呼ぶこともある。ISPはクライアント118bなどの加入者用インターネッ
トアクセスサービスを提供することができる。
置)130bに接続したホストコンピュータを使用することができる。モデムは
ホストコンピュータからのデータをLEC設備に送信する形式(従来はアナログ
形式)に変調する。通常、LEC設備は入力されるアナログ信号をデジタル形式
に変換する。一つの実施例では、データはポイントツーポイント(PPP)フォ
ーマットに変換される。(PPPは、コンピュータが標準的なモデムを使用して
インターネットとの接続を確立することを可能にする周知のプロトコル。)当業
者にとっては、他のフォーマットとして、送信制御プログラム、インターネット
プロトコル(TCP/IP)パケットフォーマット、ユーザデータグラムプロト
コル、インターネットプロトコル(UDP/IP)パケットフォーマット、非同
期伝送モード(ATM)セルパケットフォーマット、シリアルラインインタフェ
ースプロトコル(SLIP)プロトコルフォーマット、ポイントツーポイント(
PPP)プロトコルフォーマット、ポイントツーポイントトンネリングプロトコ
ル(PPTP)フォーマット、NETBIOS拡張ユーザインタフェース(NE
TBEUI)プロトコルフォーマット、Appletalkプロトコルフォーマット、DEC
net、BANYAN/VINES、IPX(internet packet exchange)プロトコルフォーマット、
およびインターネット制御メッセージプロトコル(ICMP)プロトコルフォーマッ
トなどが利用可能であることは自明である。 iii.通信リンク
に実施される、ネットワークノード、またはシステム間の通信回線または論理的
接続を意味する回線が記載されている。電気通信事業者の装置は回線と、前記回
線間のネットワークノードを含み、前記回線は、例えば、デジタルアクセスクロ
スコネクトシステム(DACS)、再生中継器(regenerator)、タンデム、銅
線、および光ファイバケーブルなどの回線などがあげられる。当業者には、代替
の通信回線として、一つ以上の電気通信システム装置を接続して使用することは
自明である。さらに、ここで定義する電気通信事業者は、例えば、LEC、CL
EC、IXC、ESP(拡張サービスプロバイダ)、GPOP(global point o
f presence)などの国際サービスプロバイダ、IP(intelligent peripheral)
などが含まれる。
をEOに接続する。トランクはIMT(inter machine trunk)と呼ぶこともで
きる。AT208よEO108aを接続するトランクもIMTであってもよい。
回線で接続することができる。専用回線はまた、ISP(図示されていない)を
、例えばEO104に接続することもできる。ダイアルトーンによる専用回線は
、ISPでモデムベイまたはアクセスコンバータ装置に接続することができる。
専用回線の例として、チャネル化T1(channelized T1)またはISDN(総合
デジタル通信網)PRI(一次群インタフェース)をあげることができる。IS
Pはさらに、パイプまたは専用通信設備によりインターネットに接続することが
できる。パイプは専用通信設備であってもよい。専用回線はISPとのデータモ
デムトラフィックの送受信を扱うことができる。
ラフィックを扱うことができる。例えば、トランクは、T1からT4のキャリア
を介して送信されるDS1からDS4のデジタル信号を含むことができる。表2
に一般的なキャリアと、それぞれのデジタル信号、チャネル数、帯域幅容量を記
載する。
rrier)を含むことができる。表3に一般的なオプティカルキャリアと、それぞ
れの同期伝送信号(STS)、ITU(国際電気通信連合)名称、および帯域幅
容量を記載する。
ある。専用回線は、顧客が専用に使用する、指定された2つの地点間を結ぶ直接
チャネルとすることができる。専用回線はまた、賃貸回線と呼ばれることもある
。一つの実施例では、専用回線にはISDN/一次群インタフェース(PRI)
接続を使用する。ISDN PRI接続は、T1の信号チャネル(データチャネ
ルまたはDチャネルと呼ばれる)とベアラチャネルまたはBチャネルとして使用
される23個のチャネルを含むことができる。(ベアラチャネルとは音声および
データ情報を伝送するデジタルチャネル。)複数のISDN PRI回線を使用
しても、すべての回線の信号を一つのDチャネルを介して伝送することができる
ため、残りの回線をベアラチャネルとして使用することができる。 iv.電気通信トラフィック
ことができる。電気通信事業者には、例えば、LEC、CLEC、IXC、ESP(拡張サ
ービスプロバイダ)などが含まれる。一つの実施例では、このトラフィックは、
例えば、EO104aなどのクラス5交換局、またはAT206などのクラス3
/4交換局であるネットワークノードから受信することができる。あるいは、ネ
ットワークシステムはまた、例えば、CLEC、または他のESP(拡張サービ
スプロバイダ)、国際ゲートウェイ、POP(point-of-presence)、GPOP、
IP(intelligent peripheral)を含むこともできる。
音声接続をいう。これがポイントツーポイント専用パスであること、すなわち、
使用中か否かに関わらず帯域幅が割り当てられていることに注意しなければなら
ない。発呼側102aと着呼側110aとの間に交換音声接続が確立されると、
IXC106aからAT208などのIXCのネットワークを介してAT206
に、それからEO108aに、トランクを介して着呼側110aに接続される。
他の実施例では、AT206またはIXC106aはまた、例えば、CLEC、
他のESP(拡張サービスプロバイダ)、国際ゲートウェイ、GPOP(global
point-of-presence)またはIP(intelligent peripheral)であってもよい。
ュータであってもよい。データトラフィックとは、例えば、発呼側102a(モ
デムを使用)と、サーバ122b(ISPの一部であってもよい)との間のデータ接
続をいう。データ接続は、例えば、発呼側102aとEO104aの間で確立し
、次にAT206、CLEC214、それから固定無線CLEC209リンクを
介してPBX112bに、そしてサーバ112bに関連するモデム130bへと
接続を確立していくことができる。 c.信号ネットワーク
ワーク114は発呼側102と着呼側110の間の呼の設定、破棄および管理を
行うために使用する独立したネットワークである。この例の信号ネットワーク1
14は、共通線信号システム7(SS7)ネットワークである。共通線信号ネッ
トワーク7は、SSP(service switching points)236,238、240、
242、STP(signal transfer points)222、224、226、228、
230、232、およびSCP(service control point)234を備えている
。
一部である。SSPは、例えば、音声交換機とSS7交換機の組み合わせ、また
は音声交換機に接続したコンピュータでもよい。SSPはプリミティブ(primit
ive)を使用して交換機と通信をしてSS7ネットワークを介して送信するパケ
ットを生成する。
、208はそれぞれSSP236、238、240および242で表すことがで
きる。したがって、それぞれEO104a、108aとAT206、208との
接続は(点線で表示されている)、接続254、256、258、269で表す
ことができる。これらのタイプのリンクについて以下に説明する。
装置として提供されている。STPは発信SSPから送信元SSPへメッセージ
を転送する。アーキテクチャの観点から、STPは通常、「メーテッドペア(対
をもった組)」にして、輻輳や故障が発生した時のための冗長をもたせてリソー
スを共有することができる(自動的に負荷を共有する)。図2Bに示されるよう
に、STPは信号メッセージを階層的に転送するために階層的レベルに従って配
置することができる。例えば、対となっているSTP222、224と対となっ
ているSTP226、228は第一階層レベルで、対となっているSTP230
、232は第二階層レベルである。
号(例えば800と900など)の転送、加入者サービスに関する情報の保存、
コーリングカードの確認および不正防止、拡張インテリジェントネットワーク(
AIN)サービスの提供といった拡張機能を提供することができる。SCP23
4は対となっているSTP230、232に接続している。
られている。表4に共通SS7リンクの定義について記載する。
いる。例えば、STP222、224の組、STP226、228の組、STP
230、232の組はそれぞれCリンク(記号は付けられていない)により接続
されている。SSP236、238の組、SSP240、242の組はそれぞれ
Fリンク262、264により接続されている。
は、Bリンク270、272、244および282により接続されている。異な
る階層レベルにあるSTP222、224の組とSTP230、232の組は、
Dリンク266、268、272および274により接続されている。同様に、
別の階層レベルにあるSTP226、228の組とSTP230、232の組は
、Dリンク278、280、246および248により接続されている。
256により接続されている。SSP240、242の組とSTP226、22
8の組は、Aリンク258、260により接続されている。
されていない)により接続されている。最後に、STP230、232の組はS
CP234とAリンク250、252により接続されている。
ている、Russel, Travis, Signaling System #7, McGraw-Hill, New York 10020
, ISBN 0-07-054991-5で照会すること。
換機に接続した電話を使用して、着呼側の電話番号をダイアルする。ダイアルさ
れた電話番号は電話から発呼者側の地域のLEC(ローカルの電気通信サービス
プロバイダ)の入方向EOのSSPに送られる。SSPは最初に、特定の基準を
満たしているか否かに基づいて内部の経路規約の処理を開始する。次に、SSP
は必要に応じて他のEOまたはアクセスタンデム(AT)へ信号メッセージを開
始する。信号情報はSSPからSTPに送られ、信号は入方向EOと着信側EO
、または出方向EOとの間で転送される。出方向EOは、着呼側の電話番号で指
定されたポートを有している。呼は、直接のトランキングがない場合、または直
接トランキングが満杯の場合はタンデム交換機を介して、EO間を直接接続とし
て設定される。呼が長距離呼の場合、すなわち発呼側と着呼側が異なるLATA
(ローカルアクセス伝送地域)にある場合、呼はIXC(長距離電気通信サービ
スプロバイダ)を介して接続される。このような長距離呼は一般的にinter-LA
TA呼と呼ばれている。LECとIXCを総称してPSTN(公衆交換電話網)
と呼ぶ。
、CLECがILECと競争して地域の電気通信サービスを提供することが可能
になった。しかしながら、この競争は大量の音声およびデータ通信を処理するた
めに必要な帯域幅の提供にまでは至らなかった。これは、LECが使用している
装置の帯域幅に制限があるという回線交換技術の限界と、膨大な設備投資を必要
とすることに原因がある。 e.回線交換
め、回線交換が大量の音声呼を処理するためには大量の交換帯域幅を必要とする
。この問題は、音声通信を処理するために設計された装置を介してデータ通信を
行う音声回線により複雑になっている。 i.時分割多重(TDM)回線交換
ている期間専用回線を生成する。TDMは帯域幅を固定されたタイムスロットに
分割する。こうしてそれぞれが独自の定められた容量を利用可能な複数のタイム
スロットを生成することができる。TDMネットワークで接続された装置にはそ
れぞれ必要な速度に応じて、帯域幅の中から決められた部分が一つ以上のタイム
スロットを使用して割り当てられている。装置が送信モードにある場合、データ
は、処理または変換などのオーバーヘッドは付けずに、単にタイムスロットに配
置される。したがって、TDMは伝送されるトラフィックに対して透過的なプロ
トコルである。究極的には、しかしながら、装置はデータを送信していない時、
タイムスロットは空いているため、帯域幅が無駄になっていることになる。ネッ
トワーク上の高速装置はデータ送信を待っている間に減速することがあるが、ア
イドル状態で待機状態にある容量を、送信時にこの優先度の高い装置に割り当て
ることはできない。今日の社会では需要によりデータのバーストはごく当たり前
のことになりつつあるが、TDMはこのデータバーストに十分に対応していない
。 2.データネットワーク
ン144と146を含んだネットワーク148を示している。データネットワー
ク142は、複数のローカルエリアネットワーク(LAN)を接続するワイドエ
リアネットワーク(WAN)として動作する。一例としてネットワーク148は
、NIC(ネットワークインタフェースカード)とイーサネット(登録商標)ハ
ブなどのハブで接続された複数のホストコンピュータ、例えばクライアントワー
クステーション137とサーバ136を含んでいる。LANはネットワークルー
タ140によりデータネットワーク142に接続しており、ネットワークルータ
140はクライアント138とサーバ136からワークステーション144、1
46にデートトラフィックが転送できるようにしている。 a.パケット交換
声ネットワーク100と200とは異なり、データネットワーク148はパケッ
ト交換によりトラフィックを伝送する。
同様の公衆データネットワーク、専用データネットワークは一般的にパケット交
換技術を使用している。パケット交換は回線交換よりも効率的な電気通信チャネ
ルである。パケット交換ネットワークは、デジタル化音声、データ、ビデオなど
様々なタイプのデータを含むことができる情報のパケットを伝送する。パケット
交換は、チャネルを一つの呼専用に割り当てるよりも、数多くの、様々な呼が通
信チャネルを共有することを可能にする。音声呼では、例えば、発呼者間でデジ
タル音声情報が伝送されているのが時間の60%で、残りの40%の時間は沈黙
をしていることがある。回線交換接続の場合、音声呼は、帯域幅の50%が沈黙
のために使用されていない通信チャネルと結びついている。データ呼の場合、情
報が2台のコンピュータの間で時間の10%を使って伝送されることがある。デ
ータ呼の場合、チャネルの90%の帯域幅は未使用であることになる。これとは
対照的に、パケット交換接続では、音声呼、データ呼、およびその他の可能な呼
情報はすべて同じチャネルを介して送信される。
呼ばれる小さな断片に分ける。各パケットはその後、伝送する送信先のアドレス
情報で符号化され、ネットワークを介して送信することができる。パケットは送
信先で受信され、元の形式に組み立てられ、受信者に伝送される。この処理は、
IP(インターネットプロトコル)と一般的に呼ばれる重要な通信プロトコルの
一つに従って行うことができる。
物理的接続は存在しない。多くの異なった呼から伝送されるパケットは他の送信
とネットワーク帯域幅を共有する。パケットは次に同時に多くの異なった経路を
経て送信先に送信される。受信端に到着したパケットは再び組み立てることが可
能である。このため、回線交換よりもはるかに効率的に電気通信帯域幅を使用で
きる。 b.ルータ
ットワークルータは複数のネットワークの間で情報を転送するために使用するこ
とができる。ルータは二つ以上のネットワークの間のインタフェースとして働く
。ルータは例え二つのネットワーク間に複数の異なったネットワークが存在した
としても、その二つのネットワーク間で最善のパスを見つけることができる。
ができる。ドメインはローカルエリアネットワーク(LAN)またはワイドエリ
アネットワーク(WAN)とみなすことができる。情報は複数のLANおよび/
またはWANの間をネットワークルータを介して転送することができる。ルータ
はパケットを受信すると、パケットのヘッダの送信先アドレスからパケットの送
信先ドメインを判断する。ルータが送信先ドメインに直接接続されていない場合
、ルータはパケットをルータのデフォルトルータ、すなわち、ルータの階層のよ
り高いルータに転送することができる。各ルータは接続しているデフォルトルー
タを有しているため、パケットは連続した複数のルータを介して送信先ドメイン
に送信され、パケットの最終送信先アドレスを有した送信先ホストに送信するこ
とができる。 c.ローカルエリアネットワーク(LAN)とワイドエリアネットワーク(WA
N)
クインタフェースカード(NIC)を介して相互に接続されている複数のホスト
コンピュータとみなすことができる。NICは、ホストコンピュータ間の通信が
できるように、例えば銅線を介して接続されている。LANの例として、イーサ
ネットバスネットワーク、イーサネットスイッチネットワーク、トークンリング
ネットワーク、FDDI(fiber digital data interconnect)ネットワーク、
ATMネットワークなどが含まれる。
を介して接続するネットワークである。特定のLANのホストコンピュータが他
のLANまたはWANのホストコンピュータと通信できるように、LANとWA
Nを相互接続するネットワークインタフェースが必要となる。ネットワークイン
タフェースの例として上述のルータがあげられる。
ークをインターネット(internet:「i」は小文字)という。インターネット(
「i」は小文字)は、LANおよびWANを含む複数のネットワークの間でデー
タを転送することができる。一つのLANのホストコンピュータと他のWANの
ホストコンピュータの間で、例えばインターネットプロトコル(IP)プロトコ
ルにより通信をすることができる。IPプロトコルを使用して各ネットワークの
それぞれのホストコンピュータに単一のIPアドレスを割り当てると、パケット
はインターネットを介して、インターネットに接続している他のLANおよび/
またはWANの他のホストコンピュータに伝送することが可能になる。インター
ネット(「i」は小文字)は、二つ以上のネットワークに相互接続したルータを
備えている。
互接続したグローバルインターネットである。インターネット(「I」は大文字
)はインターネットプロトコル(IP)系統のプロトコルを介して相互接続した
コンピュータのグローバルネットワークから構成されている。
使用した専用ネットワークのインターネット(「i」は小文字)である。イント
ラネットは、そのネットワークを使用するために必要な権限を与えられた人間に
よって使用されるように予約することができる。 d.スイッチングとルーティング
レベルのネットワークアーキテクチャで実行される。スイッチング(交換)はよ
り低いレベル、OSIモデルのレイヤ2、すなわち媒体アクセス制御(MAC)
層で実行される。 e.TCP/IPパケット中心型データネットワーク対ATM回線中心型データ
ネットワーク
ネットワークである。ATMは仮想回線(VC)、仮想パス(VP)、および送
信パス(TP)を実行する。ATMのような回線中心型ネットワークは、個別の
トラフィックタイプに仮想回線を専用に割り当てることにより、QoSを提供す
る送信元および送信先ノードの間で仮想回線を設定する。
ワークとは異なり、パケット中心型ネットワークはパケットを転送する際に専用
回線を使用しない。TCP/IPはユーザデータをパケット化して、IPネット
ワークの様々なシステムの間に送信する。大きなファイルがプロトコルスタック
に送信されると、IP機能がデータをセグメントに分け、次にパケットに分割す
る。パケットにはヘッダが付けられてデータリンクに伝送される。このデータの
ルーティングとスイッチングはIP(すなわちネットワーク)層で行われる。I
Pはある意味でダンププロトコルである。パケットを媒体を介して送信する準備
ができると、IPは明示的に呼を特定のチャネルを介して経路指定することはし
ない。その代わり、パケットにヘッダを付けてネットワークに処理させる。した
がって、外方向に向かうパケットは様々な経路を経て送信元から送信先に伝送さ
れることになる。これは、パケットは他のプロトコルのように順番に番号づけら
れているのではなく、データグラムの形式であることを意味する。IPは最善を
尽くしてパケットを送信先のネットワークインタフェースに伝送するが、データ
が到着するかどうか、データにエラーなく送信されるかどうか、データが通過す
るノードがそれらのデータと順番の正確さに関与するかどうか、あるいは伝送中
に問題が発生した場合に送信者に警告するかどうかは保証されていない。パケッ
トをIP経路指定する際に、送信したパケットがネットワークでループすること
があるため、IPにはネットワークで特定の数の「ホップ」、またはいわゆる「
有効期限」を許可するヘッダ情報の機能がある。配送されない「荷物」がネット
ワークの中を循環し続けることのないように、IPはパケットがネットワークノ
ードを通過するごとに減分するカウンタ機能を備えている。カウンタが切れたパ
ケットはノードが破棄する。IPとともに、TCPは信頼性のあるデータストリ
ームの送信および伝送を確保するように制御を行う。送信端で、TCPはIPプ
ロトコル層に送信する情報にバイトカウントヘッダを付け、パケットの一部とし
てカプセル化する。受信端では、パケットを受信すると、パケットを並び替え、
正確さを確保する。すべてのIPフローが正しく受信されていない場合、バイト
カウント肯定応答または否定応答が送信端に返送され、パケットフローの残りの
部分を充足するために必要なバイトを再送するように送信端を促す。TCPはさ
らに、否定応答されたパケットが再送されるまで追加のパケットをバッファする
。 3.ビデオネットワーク
ワーク150を示す。ビデオネットワーク150は、様々なビデオキャプチャ、
配線リンク(distribution link)、ビデオ出力モニタに接続されたビデオネッ
トワーク160を含むことができる。ビデオ入力装置は、例えば会議用カメラ、
154、159を含むことができる。ビデオ出力装置は、例えばテレビ152、
156を含むことができる。ビデオネットワーク160は、ヘッド端(head end
)(ケーブルのサービス端(serving end))と、同軸ケーブルテレビ(CAT
V)、および各種のビデオ信号を多重化するNTSC(national television st
andard code)チューナ装置を含むことができる。標準ケーブルシステムは膨大
な利用可能な帯域幅を有している。
の周波数はケーブルに沿って同時に分配される。テレビチューナは、特定の周波
数または「周波数帯」にチューニングすることにより特定のチャネルを選択する
。
いない場合もしばしばあるが、ケーブルは同時に複数の数のチャネルを持つこと
ができる。これは、ケーブルの周波数スペクトラムを共有し、周波数分割多重(
FDM)を使用して、複数の周波数範囲を複数のチャネルに割り当てることによ
り可能である。広帯域ケーブル通信システムはCATVシステムと全く同じよう
に動作する。このFDM技術のカウンタはケーブルを周波数帯に分けて分割する
のではなく、時分割多重(TDM)によりタイムスロットに分けて分割する。T
DMにより、各ビデオ送信局はそれぞれケーブルの全周波数帯を獲得することが
できるが、とても短い期間だけである。ケーブルは現在、750MHzまで伝送するこ
とが可能である。FDM技術を使用してチャネルを複数の専用論理チャネルに分割
することができる。技術革新により時分割多重アクセス(TDMA)をFDMチ
ャネル内で行うことが可能になった。
ルに複数のデータチャネルを生成することができる。チャネルはFDMにより分
離し、一つの周波数帯をTDMAにより複数のユーザが共有することができる。
広帯域にTDMAアクセス方法を応用した最も一般的な方法としてXEROXが
イーサネット用に開発したCSMA/CDがある。
送信を可能にする。もう一つの方法として二重ケーブルシステムを使用して双方
向同時送信を行う方法もある。
ログ装置であるため、ビデオカメラ(またはレコーダ)からの信号は直接広帯域
ケーブルチャネルを介して赤/緑/青(RGB)のフォーマットで送信すること
ができる。 G.音声/データ/ビデオネットワークの集約
れ最近は、音声、データ、ビデオおよびその他の情報をデジタル化して集約型パ
ケット交換データネットワークを介して伝送することに主な注目が寄せられてい
る。最終ユーザに高品質のサービス品質(QoS)を提供するため、データネッ
トワークは、様々な種類の情報を適時に、適当な帯域幅で最終ユーザが許容でき
る便利性をもって提供するように努めている。
ワークを介して伝送するネットワーク286を示す。ネットワーク286は、E
O104bをホームとする発呼側102bを有し、EO104bは電話用ゲート
ウェイ288bにリンクしている。ネットワーク286はまた、EO108cを
ホームとする着呼側110cを有し、EO108cは電話用ゲートウェイ288
cにリンクしている。EO104b、108cと電話用ゲートウェイ288b、
288cは信号ネットワーク114にリンクすることができる。電話用ゲートウ
ェイ288b、288cはまたそれぞれ、ルータ140b、140cを介してデ
ータネットワーク142と接続することができる。
トラフィックと信号情報を適当な形式にパケット化し、データネットワーク14
2を介して伝送することができる。当業者には、電話用ゲートウェイ288b、
288cが、呼の制御、設定および破棄用に設計された各種のコンピュータ装置
を備えられることは自明である。データネットワークを介して伝送される音声呼
は、例えばVoP(voice over packet)、VoD(voice over data)、VoI
P(voice over internet protocol)、VoATM(voice over asynchronous
transfer mode)、VoF(voice over frame)などを含むことができる。
New Jersey)、CISCO社(Palo Alto, California)などのベンダー製のM
GCP(media gateway protocol)準拠ゲートウェイがあげられる。さらにLeve
l 3 Communications of Lousvile社(Colorado)などSoftSwitch Consertium加
入の会社から入手可能なソフトスイッチなど、VoIP等の伝送が可能なネット
ワーク装置が他にもあることに留意する必要がある。
の装置も備えている。第一に、H.323準拠ビデオ会議用システム289が図
示されるカメラ154g、テレビ152g、ルータ140gを備えている。第二
に、クライアントワークステーション138aとサーバ136aを備えたローカ
ルエリアネットワーク(LAN)128aがデータネットワーク142にネット
ワークルータ140aを介して接続している。同様に、クライアントワークステ
ーション138fとサーバ136fを備えたLAN128fがネットワークルー
タ140fを介してデータネットワーク142に接続している。
ケットを送信元からデータネットワーク142に接続した送信先に伝送すること
ができる。例えば、データネットワーク142はインターネットプロトコル(I
P)パケットを伝送することにより音声およびデータトラフィックを電話用ゲー
トウェイ288bから電話用ゲートウェイ299cに送信することができる。デ
ータネットワーク142はパケット中心型データネットワークを表している。周
知のデータネットワークとして地球規模のインターネットがあげられる。他の例
として、専用イントラネット、パケット交換ネットワーク、フレームリレーネッ
トワーク、非同期伝送モード(ATM)回路中心型ネットワークも含まれる。
クであってもよい。例えばIPネットワークなどのパケット交換ネットワークは
、回線交換ネットワークとは異なり、パケット交換ネットワーク内の発呼端と終
呼端の間に専用回線を必要としない。その代わりにパケット交換ネットワークは
メッセージを情報のパケットと呼ばれる小片に分割する。そうして分割されたパ
ケットは、パケットの送り先である送信先アドレスを明記したヘッダを付けてカ
プセル化される。パケット交換ネットワークはパケットを受け取ると、次にパケ
ットのヘッダに入っている送信先アドレスで示された送信先にパケットを転送す
る。
0gは、例えば光りファイバリンク接続、銅線接続などの物理媒体により相互に
接続することができる。ルータ140a〜ルータ140gはルーティングプロト
コルに従って情報を転送し会って通信している。
トワーク、フレームリレーネットワーク、X.25ネットワーク、およびその他
の種類のLAN、WANにより実行される。その他のネットワークは、例えばF
DDI、ファーストイーサネット(Fast Ethernet(登録商標))、またはSM
DSパケット交換ネットワークなどのデータネットワーク142と相互に使用す
ることができる。フレームリレーネットワークとATMは接続型、回線中心型サ
ービスである。SMDS(switched multi-megabyte data service)は、45Mb
psまでの速度を提供可能な接続型大量パケットサービスである。 1.データネットワークの例 a.非同期転送モード(ATM)
技術である。帯域幅容量は、ヘッダとペイロードフィールドを持つ53バイトセ
ルにセグメント化される。ハードウェア的に固定長セルの方が可変長サイズのパ
ケットよりも交換が容易であり、ある環境では送信が高速になるだろうという考
えから、ATMは固定長セルを使用している。
R(segmentation and resequencing algorithm)を使用して可変長のIPパケ
ットフローを固定サイズのセルにセグメント化する。
線」を識別する5バイトのヘッダを有することができる。ATMは、音声、デー
タ、ビデオのサービスを高速に組み合わせることに適していると考えられている
。現在、ATMアクセスは622Mbps以上の速度が可能になっている。ATMが
実現可能な最高速度は毎年2倍ずつ増加している。
、ETSI、ATMフォーラムにより標準化されたプロトコルで定義されている
。ATMは、送信パス、仮想パス、仮想チャネルなどの複数の構成ブロックから
なっている。非同期転送モード(ATM)は、広範囲の電気通信サービス用の回
線中心型転送モードとして設計されたセルに基づいた交換多重技術である。AT
Mはまた、ATMフォーラムが明記しているように、LANおよび専用ネットワ
ーク技術に適用することができる。
たはアダプテーション層を使用して非接続型トラフィックを処理する。ATM仮
想接続は、CBR(固定ビットレート)でもVBR(可変ビットレート)でも動
作することができる。ATMネットワークに送信されるATMセルは、発呼元か
ら送信先への仮想回線中心型接続を確立する情報を含んだ小さなヘッダが入って
いる。すべてのセルは順番にこの仮想接続を介して転送される。ATMはPVC
(相手固定接続)もSVC(相手先選択接続)も提供する。ATMは非同期であ
る。これは、タイムスロットが同期転送モード(STM)であることが要求され
るため、送信されたセルは周期的である必要はないためである。
ている。AMTヘッダは仮想チャネル(VC)を識別する。従って、タイムスロ
ットは、送信準備のできたデータを持つホストが使用できる。送信準備のできた
ホストのない場合は空またはアイドルのセルが送信される。
いる。SONET(synchronous optical network)は超高速送信の物理的な基
礎を提供している。ATMはまた、遅延および損失性能に応じて、トラフィック
タイプごとに別々の仮想回線を提供し、アプリケーションの必要要件ごとに複数
のサービス品質(QoS)クラスをサポートすることができる。ATMはまた、
利用可能な帯域幅にLANに似たアクセスをサポートすることもできる。
U−T STM標準;およびローカルのファイバおよび電気送信ペイロードなど
の物理送信パスにマッピングされる。すべての情報はATMネットワークで、こ
れらの固定長セルにより多重化、交換される。
度を識別する。ATMセルヘッダはGFC(一般的フロー制御)、VPI(仮想
パス識別子)、VCI(仮想チャネル識別子)、PT(ペイロードタイプ)CL
P(呼損失優先度)HEC(ヘッダエラーチェック)を備えている。VPIとV
CIは送信先を識別し、ローカルでしか重要ではない。GFCは多重化装置にA
TM端末のレートを制御させる。PTは、セルがユーザデータ、信号データ、ま
たは保守情報を持っているかどうかを示す、CLPはセルの相対的な重要度を示
す。輻輳の期間、優先度の低いセルは優先度の高いセルよりも先に破棄される。
HECはヘッダのエラーを検出し、訂正する。
く、そのままの状態でネットワーク間を通過する。ATMはペイロードのエラー
チェックや訂正の実行についてはより高い層のプロトコルに頼っている。例えば
、エラー訂正機能は送信制御プロトコル(TCP)を使用して実行することがで
きる。セルサイズが固定であるため、ATMの交換および多重は単純になってお
り、高速で実行することができる。
ケット交換ネットワークとは違って、パケットが長いからといって短いパケット
よりも遅れるということはない。この機能のため、ATMは、音声やビデオなど
のCBRトラフィックを、潜在的にパケットがとても長くなりやすいVBRデー
タトラフィックと一緒に同じネットワークの中で伝送することが可能である。
のビットストリームに多重化して物理媒体を介して送信する。例えば、音声、ビ
デオ、データトラフィックなど、異なった種類のトラフィックをATMネットワ
ークを介して送信することができる。ビデオと音声のトラフィックはとても時間
に敏感であり、遅延は重大な変動を持つことはない。その一方で、データは接続
型モードでも非接続型モードでも送信することができる。いずれの場合でもデー
タは音声やビデオのトラフィックほど遅延に敏感ではない。例えばスプレッドシ
ートデータなどのデータトラフィックは送信の正確さが要求される。したがって
、ATMは従来、音声、ビデオと、データトラフィックを区別する必要があった
。音声とビデオのトラフィックは優先する必要があり、必ず伝送の遅延は制限さ
れた範囲でなければならない。しかしデータトラフィックは同時に損失が低くな
ければならない。集約データネットワークでは、データトラフィックはまた、音
声トラフィックも伝送することもできるため、時間に依存している。ATMを実
行した一つの実施例では、複数のタイプのトラフィックが一つのATM仮想パス
(VP)を介して、別のデータ、音声、ビデオトラフィックに割り当てられた仮
想回線(VC)と組み合わさることがある。
むことができる。このため、複数のVCは一つのVPをトランクとして使用する
ことができる。交換は伝送パス、VPまたはVCのレベルで実行することができ
る。
機能は、構内または公衆交換機(PBX)または電話の電話交換機の動作と似て
いる。PBX交換機の場合、トランク内の各チャネルをそれぞれ交換することが
できる。電話交換機と似ているため、VC通信を実行する装置は一般的にVC交
換機と呼ばれている。送信ネットワークと似ているため、VP通信を実行する装
置は一般的にVPクロスコネクトと呼ばれている。これらの名称は理解しやすく
するためのもので、意味を文字通りに解釈することはできない。ATMセル交換
機はVCのだけの交換、およびVPだけのクロスコネクトに限定する必要はない
。
VCC)を選択することができる。仮想パス接続(VPC)は仮想パス識別子(
VPI)の値のみに基づいて交換される。VPI内ではVCCは同じルートに従
うため、VPCのユーザは透過的にVCCを割り当てることができる。仮想チャ
ネル接続(VCC)はVPIと仮想チャネル識別子(VCI)の値に応じて交換
される。
きる。VPIとVCIの値は同じ送信パス(TP)では一意でなければならない
ことに気を付ける。
交換データタイプネットワークを含む他のデータタイプネットワークであっても
よいことに気を付ける必要がある。 b.フレームリレー
もよい。当業者にとって、フレームリレーネットワークをデータネットワーク1
42として使用できることは自明である。ATMセルではなくデータはフレーム
で伝送することができる。
LANとLANの接続で一般的になってきている。
約45Mbpsのいわゆる「高速」フレームリレーが提供されている。ATMなどの
他の技術と比較するとこの速度でもまだ遅い。
似たパケット交換の形式を採用している。パケットは可変長のフレームの形式で
ある。この方法が有利な点は、フレームリレーネットワークは、仮想的に負のデ
ータプロトコルに関連した様々なサイズのデータパケットを収容することができ
ることである。フレームリレーネットワークは比較的にプロトコルから独立して
いる。データネットワーク142のフレームフレーネットワークの実施例では、
従来のプロトコル規約のプロセスは実行しないため、一部の代替のネットワーク
と比較して高速で安価な交換を実行することができる。フレームリレーはまた、
現在利用可能な信頼性のある回線用に設計されており、比較的に厳格でないエラ
ー検出を実行するため、従来のX.25ネットワークよりも高速である。 c.インターネットプロトコル(IP)
ネットプロトコル(IP)ネットワークであってもよい。当業者には、イーサネ
ットなどの各種の他のデータリンク層ネットワークを介したインターネットプロ
トコル(IP)ネットワークはをデータネットワークネットワーク142として
使用できることは自明である。データを固定長のATM回線中心型セルの代わり
に、TCPによりセグメントに分割された可変長のIPデータグラムパケット中
心型パケットで伝送することができる。IPデータネットワークは、例えば、S
ONET光ファイバネットワークなどのいくつかの物理ネットワークよりも上位
に位置することができる。 2.仮想プライベートネットワーク(VPN)
であるが、実際には、公衆ネットワークですべての顧客の間で共有されているト
ランクを含む、電気通信事業者が提供するワイドエリア通信ネットワークである
。VPNは有線ネットワークを介してサービスを提供することができるが、無線
ネットワークでも同様にサービスを提供することができる。VPNは公衆ネット
ワークの中で専用ネットワークを構成することができる。
域幅を提供することができる。これらのVPNは、一般的にフレームリレー、ま
たはSMDS(switched multi-megabyte data service)のいずれかのプロトコ
ルを選択して使用することができる。それらのプロトコルは物理的な位置とは無
関係に、ネットワーク上で論理的にユーザのグループを定義するからである。複
雑なアプリケーションを処理する企業は高い信頼性と大きな帯域幅を必要とする
ため、ATMはVPNプロトコルとして好まれている。VPNはATMを使用し
てそのような企業のネットワークに、専用回線で設計されたWANと同様の仮想
の安全性とQoSの会社のネットワークを提供する。
ネットを作成した。VPI(仮想プライベートインターネット)は企業がインタ
ーネットを介して異なったLANに接続することを可能にする。ユーザはソフト
ウェアだけをインストールするか、あるいはハードウェアとソフトウェアの組み
合わせをインストールすることにより、VPNスタイルのネットワークの権限と
暗号化機能を持った、安全な共有イントラネットを構築することができる。VP
Iは通常、ブラウザベースのアドミニストレーションインタフェースを使用する
。 3.H.323ビデオ会議
3標準は、インターネットを含むIPベースのネットワークを介した、例えば、
オーディオ、ビデオ、およびデータ通信の基礎となっている。H.323勧告に
準拠した、マルチメディアベンダからのマルチメディア製品やアプリケーション
ならば、ユーザは互換性の問題を気にすることなく通信することができる。H.
323は、今後のLANに基づいた製品マルチメディアアプリケーションの基礎
となることが見込まれている。
ーク(LAN)を介したマルチメディア通信の標準を協議する国際電気通信連合
(ITU)傘下の勧告である。これのネットワークは、イーサネットを介したI
PX、パケット交換TCP/IP、高速イーサネット、トークンリングネットワ
ーク技術を含めて、今日の企業のデスクトップで支配的である。したがって、H
.323標準は、新しく広範囲にわたる共同製作型でマルチメディア通信用のL
ANに基づいたアプリケーションの重要な構成ブロックである。
Version2は1998年1月に認可された。H.323標準は、スタンド
アローン装置、埋め込み式コンピュータ技術、ポイントツーポイント会議、ポイ
ントツーマルチポイント会議も含み広範囲に及んでいる。H.323はさらに、
呼制御、マルチメディア管理、帯域幅管理、LANと他のネットワーク間のイン
タフェースも扱っている。
連の通信標準の一部である。このシリーズの通信標準はH.32Xと呼ばれH.
320とH.324を含んでいる。H.320とH.324はそれぞれISDN
とPSTN通信を扱っている。
eper)、MCU(マルチポイント制御ユニット)など、ネットワークに基づく通
信に関して重要な4つの構成要素を定義している。
側のエンドポイントをいう。すべての端末は音声通信をサポートしている。ビデ
オとデータはオプションである。H.323は、異なったオーディオ、ビデオ、
および/またはデータ端末が一緒に働くために必要な動作モードを定めている。
H.323は次世代インターネット電話、オーディオ会議端末、ビデオ会議技術
の標準である。
.245をサポートしている。その他に3つの構成要素が必要である。RAS(
Registration/Administration/Status)と呼ばれる構成要素である、呼信号と呼
設定用のQ.931。ゲートキーパーと通信のために使用され、オーディオおよ
びビデオパケットを順序づけるRTP/RTCPをサポートしている。
タ会議プロトコル、MCU機能である。
ゲートウェイは多くのサービスを提供することができるが、その中で最も一般的
なものがH.323会議エンドポイントと他の端末タイプとの間の変換機能であ
る。この機能は、送信フォーマット(H.225からH.221へ)間と、通信
手順(H.245からH.222へ)の変換を含む。さらに、ゲートウェイはま
た、オーディオとビデオのコーデックの間の変換も行い、LAN側と交換回線ネ
ットワーク側の両方で呼の設定と消去を行う。
SCNエンドポイントに反映すること、およびSCNエンドポイントの特徴をL
ANエンドポイントに反映することにある。ゲートウェイの第一の用途は、アナ
ログPSTN端末とのリンクの確立、ISDNに基づいた交換回線ネットワーク
を介したリモートH.320準拠端末とのリンクの確立、およびPSTNネット
ワークを介したリモートH.324準拠の端末とのリンクの確立にあると考えら
れる。
、ゲートウェイは他のネットワークと接続をしない場合は必要がない。端末は、
H.245とQ.931プロトコルを使用してゲートウェイと通信をする。
6は、H.310、H.321、H.322、V.70準拠の端末をサポートす
ることができる。
介して通信可能なH.323端末の実際の数については標準では定められていな
い。同様に、SCN接続の数、同時にサポートする独立した会議の数、オーディ
オ/ビデオ/データ変換機能、および包括される複数の機能も製造者に委ねられ
ている。H.323ゲートウェイ技術をH.323仕様に組み込むことにより、
ITUはH.323を、標準に基づいた会議エンドポイントをまとめる手段とし
て位置づけている。
内にあるすべての呼に対する中央ポイントとして働き、登録されたエンドポイン
トに呼制御サービスを提供する。多くの意味で、H.323ゲートウェイは仮想
交換機として働く。
RAS仕様に定義されている、端末およびゲートウェイ用LANエイリアスから
IPまたはIPXアドレスへのアドレス変換である。第二の呼制御機能は、やは
りRAS仕様に明記されている帯域幅管理である。例えば、ネットワークマネー
ジャがLAN上の同時に行う会議の数のしきい値を指定したとする。ゲートキー
パーは接続が一度しきい値に達すると、それ以上の接続を確立する際に混乱する
ことがある。これにより、会議用帯域幅全体が利用可能な帯域幅の一部に限定さ
れ、残りの機能は電子メール、ファイル転送、およびその他のLANプロトコル
に充てられることになる。一つのゲートキーパーにより管理することができる端
末、ゲートウェイ、複数の制御ユニットをすべてまとめてH.323ゾーンと呼
ばれている。
設定機能である。ゲートキーパーを介して呼を設定することにより、呼をより効
果的に制御することができる。サービスプロバイダは、ネットワーク中に配置さ
れる呼を課金するためにこの機能が必要である。このサービスはまた、着呼側エ
ンドポイント(EO)が使用できないときに、呼を他のエンドポイントに経路設
定し直すために使用することができる。さらに、H.323呼を経路設定するこ
とが可能なゲートキーパーは、複数のゲートウェイの間のバランシング(balanc
ing:平衡化)に関わる決定を助けることができる。例えば、ある呼があるゲー
トキーパーを介して経路設定された場合、その後、ゲートキーパーはその呼を適
当な経路設定論理に基づいて、多くのゲートウェイの中の一つに経路設定し直す
ことができる。
ンダーはゲートキーパー機能をゲートウェイとMCUの物理的な実施に統合する
ことができる。
ゲートキーパーは存在し、端末はゲートキーパーが提供するサービスを使用する
ことができる。RASはこれらをアドレス変換、アドミッション制御、帯域幅制
御、ゾーン管理として定義する。
る。マルチポイント会議をサポートするために、ユーザはゲートキーパーを採用
して2台の端末からポイントツーポイント会議へのH.245制御チャネルを受
信するとことができる。会議がマルチポイントに交換、すなわち切り替わる際、
ゲートキーパーはH.245制御チャネルをマルチポイントコントローラ(MC
)にリダイレクトすることができる。このため、ゲートキーパーははH.245
信号を処理する必要はなく、端末間、または端末とMC間で信号を転送するだけ
でよい。
ートアドレス(Transport Address)に変換するゲートウェイを備えることがで
きる。ゾーンはゲートキーパーにより定義されるため、内部ゲートキーパーを備
えたH.323エンティティは、LAN上に1台のゲートキーパーを備えた複数
のH.323エンティティがある場合、複数のエンティティが同じゾーンに条件
設定することができるように、内部機能を使用不能にする機構を必要とすること
もある。
をサポートする。H.323では、MCUはMC(Multipoint Controller)と
MP(Multipoint Processor)から構成される。MCは必須であるが、MPはな
くてもよく、または複数台あってもよい。MCはすべての端末の間でH.245
ネゴシエーションを処理し、オーディオおよびビデオ処理のための共通機能を判
断する。MCはまた、マルチキャストするオーディオおよびビデオストリームを
判断することにより、会議用リソースの制御も行う。
、ビデオおよび/またはデータビットの混合、交換および処理を行うMPに委ね
られている。MC機能とMP機能は専用の構成要素として存在することもできる
し、また他のH.323構成要素の一部として存在することもできる。
、データベース、分散コンピューティング、リアルタイムワークグループなどの
アプリケーションのマルチキャストの認識とサポート、無線リンクを介したブロ
ードキャスティング機能のサポート、帯域幅の保存、QoS待ち時間性能の維持
、IPv6 IGMPおよびIPv4 IGMPマルチキャストのサポート、グル
ープメンバーシップ照会、グループメンバーシップレポートメッセージなどを含
めて、無線基地局302のマルチキャストをサポートする。
欠点に対応しており、Q.931、H.245、H.225などの既存のプロトコル
だけでなく、全く新しいプロトコルにも新しい機能を導入している。最も重要な
進歩はセキュリティ、高速呼設定、補助サービス、T.120/H.323の統
合にある。 G.パケット中心型QoS感知型無線ポイントツーマルチポイント(PtMP)
電気通信システム 1.無線ポイントツーマルチポイント電気通信システム
ントツーマルチポイント(MtMP)無線ネットワーク298を備えたネットワ
ーク296が示されている。ネットワーク296は図2cからのネットワーク2
86に加えて、PtMP無線ネットワーク298を含んでいることに注意するこ
とが重要である。PtMP無線ネットワーク298は加入者の場所にあるCPE
(customer premise equipment)により、共有帯域幅を介した無線接続によりデ
ータネットワーク142に接続した各種の音声、データおよびビデオのリソース
へのアクセスを得ることを可能にする。無線PtMPネットワーク298は、T
CP/IPパケット中心型(通信IPフローを伝送する際に専用回線を生成しな
い)パケット交換型でQoS感知型ネットワークである。
dに接続した無線アクセスポイント(WAP)290dを備えている。同様に、
無線アクセスポイント290eも無線接続によりルータ140eに接続すること
ができる。WAP290dは、例えば無線周波数(RF)通信などにより、1台
以上の無線とトランシーバ加入者アンテナ292dと292eと無線通信を行う
。当業者には、マイクロ波、セルラー、スペクトラム拡散、PCS(personal co
mmunications system)、衛星通信などの各種無線通信方法が使用可能であること
は自明である。
介して行うこともできる。当業者にはRF波を伝搬させる導波路として同軸ケー
ブルが機能することは理解できることである。したがって、RFトランシーバ加
入者アンテナ292dとWAP290dとの間の通信リンクを同軸ケーブルにす
ることは可能である。同軸接続は無線接続と似ているため、本発明では無線接続
の代替形式としてあげている。
たは周回高軌道衛星などの衛星接続を介して行うことができる。LEO衛星接続
の一例として、WAP290dとRFトランシーバ加入者アンテナ292dが本
発明に記載の機能を追加することにより衛星ゲートウェイとして機能する。
本発明はポイントツーポイントネットワーク環境にも同様に応用可能であること
は当業者にとって自明である。
局302と接続することができる。無線基地局302では後で図面で説明するよ
うに「IPフロー」トラフィックをキューに入れ、分析し、特徴付け、クラス分
け、優先度付け、スケジューリングすることができる。
れ加入者CPE(customer premise equipment)局294dと294eに接続し
ている(それぞれをCPE294d、294eもと呼ぶ)。加入者CPE局29
4dと294eは有線または無線接続により他の各種CPE装置と接続している
。例えば、CPE局294d、294eは音声発呼側124d、124e、12
6d、126e、ファクス機116d、116e、ビデオモニタ152d、15
2e、カメラ154d、154eからなるビデオ会議装置、クライアントコンピ
ュータ120d、120e、サーバ122d、122eからなるホストコンピュ
ータに接続することができる。PBXなどの各種レガシー装置もCPE294d
、294eに接続することができる。さらに、CISCOシステム社、San Jose、C
Aの子会社であるSelsius社から入手可能なイーサネット電話などの次世代技術
、およびその他のインターネットアプリケーションもCPE294d、294e
にLAN接続を介して接続することができる。H.323準拠会議装置などのそ
の他のビデオ会議装置もCPE294d、294eに接続することが可能である
。
またはバックアップ無線通信パス用のWAP290d、290eの両方と通信す
ることができる。
300には、加入者の場所306a、306b、306c、306d、306e
、306f、306g、306h、306i、306jと無線通信する無線基地
局302が示されている。特に、無線基地局302は無線アクセスポイント29
0dを介して加入者の場所306a〜306jの加入者アンテナ292a〜29
2jと通信をする。
例えば有線接続により接続している。ネットワークルータ140dは、例えば電
話ゲートウェイ288bなどのデータネットワーク142のその他のノードにト
ラフィックをルート指定するその他の各種ネットワークルータ140bを含むデ
ータネットワーク142に接続している。
ブロック図310には、インタフェース320でデータネットワーク142に接
続した無線基地局302が示されている。さらに、データネットワーク142に
はルータ140dと、EO104bのクラス5中央局(CO)交換機に接続して
いる電話ゲートウェイ288bが接続している。IP電話ゲートウェイ288b
は電話トラフィックを、例えばパケットをTDM(time domain multiplexed)
標準電話信号に変換することによりPSTN設備で終端させている。無線基地局
302は加入者の場所306dの無線CPE294dとアンテナWAP290d
、292dを介して通信している。当業者には、CPE294dは、例えば電話
装置のない一つ以上のホストコンピュータ、ホストコンピュータのない一つ以上
の電話、一つ以上のホストコンピュータ、一つ以上の電話装置、モニタとカメラ
を装備したホストコンピュータを含むことができる一つ以上のH.323機能ビ
デオ会議プラットフォームを備えるように、他の条件設定を行えることは自明で
ある。
d、126d、ホストコンピュータ、クライアント120dとサーバ122dと
つながっている。クライアント120dとサーバ122dはCPE294dと、
例えばイーサネットLANなどのLAN接続、または、高速データ接続を提供す
るレガシー(legacy:古い)V.35装置322dにより接続することができる
。データネットワークに接続が可能なその他のインターネットアプリケーション
もまた、CPE294dに接続することができる。 2.ネットワーキングプロトコルスタックアーキテクチャ − 無線IPネットワ
ークアクセスアーキテクチャ(WINAAR)
)400を示す。アーキテクチャ400は、パケット交換、共有帯域幅、無線P
tMP接続によるIP中心型、QoSをサポートするように拡張されたバージョ
ンのTCP/IPプロトコルスタックを示している。ネットワーキングプロトコ
ルスタックは、物理層(OSI層1)402、データリンク層(OSI層2)4
04、ネットワーク層(OSI層7)406、408、トランスポート層(OS
I層4)410およびアプリケーション層(OSI層7)412から構成される
OSI(開放型システム間相互接続)7層ネットワーキングプロトコルスタック
で説明されている。 a.物理層
wASIC)、市販の16QAM/QPSK416ASIC、IMMUNE(In
terference Mitigation and Multipath Negotiation)/有害な干渉を最小化お
よび/または解消するRF 418アルゴリズムASIC、与えられた周波数のノイズ
レベルに応じて周波数レベルを変更することによりデータリンクの保全性を最適
化する動的で適応的なマルチチャネル送信を提供するFH(frequency hopping
)419 ASICを使用して実行することができる。物理層402は無線周波数(
RF)信号415を含むことができる。 b.データリンク層
4は、MAC層部414a、PRIMMA(proactive reservation-based inte
lligent multi-media access)技術部414b、414cとして図400に示さ
れるMAC(媒体アクセス制御)層部414を含むことができる。矢印426、
428、430はそれぞれMAC層414が、データおよびマルチメディアアプ
リケーション層425、TCP/UDP層427、IP層429からヘッダ情報
を読み取り、「IPフロー」のIPパケットを分析し、スケジューリングするこ
とができることを示している。IPフローのIPパケットは、ヘッダ情報を分析
することにより識別され、IPフローのQoS要件を判断し、IPフローの特徴
付け、クラス分け、表現、優先度付け、スケジューリングを可能にする。 c.ネットワーク層 1.インターネットプロトコル(IP)
ータネットワーク142を参照して説明したようにIPは情報のパケットを処理
する標準プロトコルである(これについてはさらに後で説明する)。図7に示さ
れるように、IPヘッダフィールド702は、例えば送信元および送信先IPア
ドレス、IP TOS(サービスのタイプ、種類)、IP TLL(有効期限)、
およびプロトコルのフィールドを含むことができる。IPは、ネットワークの不
良にとても柔軟なデータグラムプロトコルであるが、シーケンスの伝送は保証し
ない。ルータはICMP(インターネット制御メッセージプロトコル)を使用し
てエラーおよび制御メッセージを他のルータに送信する。ICMPはまた、ユー
ザが「ping」(エコーパケット)を送信してIPアドレスホストの到達可能性と
往復遅延を検査することができる機能も提供可能である。もう一つのOSI層3
プロトコルは、データリンク層に直接インタフェースを提供可能なARP(addr
ess resolution protocl)である。ARPは物理アドレス、例えばイーサネット
MACアドレスをIPアドレスにマッピングする。 2.インターネットプロトコル(IP)v4とv6
またはIPバージョン6(IPv6)であってもよい。IPv6(次世代インタ
ーネットプロトコルまたはIPngと呼ばれることもある)は現在のバージョン
のインターネットプロトコル、IPv4の後方互換性をもたせて拡張したバージ
ョンである。IPv6はインターネットの成功により生じた問題(アドレス空間
およびルータテーブルの不足)を解決するために設計された。IPv6はまた、
回線のセキュリティ、自動条件設定、QoSに類似したリアルタイムサービスを
含む必要な機能を追加している。インターネットの利用が増加し、割り当てるI
Pアドレスの数が多くなったため、アドレス容量を増やすことが緊急に必要にな
った。IPv4は32バイトの数字を使用してアドレスを形成するため、約40
億の異なるネットワークアドレスを提供することができる。これに対して、IP
v6は128バイトの数字を使用してアドレスを形成するため、はるかに多い数
のアドレスを提供することができる。 3.RSVP(リソース予約プロトコル) ネットワーク層408のIP429はRSVP拡張を持つことができる。IPv
4をQoS機能で拡張したRSVPはネットワークマネージャにアプリケーショ
ンの帯域幅要件に基づいて帯域幅を割り当させることになっている。基本的に、
RSVPは新しい通信プロトコルで、データ、ビデオ、オーディオのトラフィッ
クをリアルタイムに送信するために帯域幅を予約する信号をルータに送ることが
期待されている。
ユーザの優先度を一時的に上げることができる。RSVPはエンド間で作動して
特別な処理のためのアプリケーション要件を通信する。RSVPはクライアント
とサーバの間のセッションを識別し、そのセッションを処理するルータに、その
通信にはルータのアクセスを優先するように要求する。セッションが終了すると
、そのセッションのために予約されたリソースは他が使用できるように解放され
る。
ることができない。パケットは各ルータで優先度低または優先度高として識別さ
れる。しかしながら、ネットワークが混雑している場合、2つのレベルにクラス
分けするだけでは不十分である。さらに、一つのルータで優先度を付けられたパ
ケットは、次のルータで拒絶される場合もある。
を統制しないことになったが、複数のユーザが同時に大量の帯域幅のブロックを
要求した場合どうするかという疑問は残った。現在の技術はこの状況に対して、
最初の者からサービスを受けるという概要を提示した。IETFはプロジェクト
チームを結成してこの問題を検討している。
コルと同一視する。例えば、Cisocoは現在、IPv4に基づいたインター
ネットワークルータのRSVPを使用してIPv6−タイプQoS機能を伝送し
ている。しかしながら、RSVPは所定のクライアント/サーバ接続内でサポー
トされている範囲でしか有効でないため、RSVPはQoSピクチャのごく一部
にすぎない。RSVPは、アプリケーションに待ち時間および帯域を要求するこ
とを可能にするが、RSVPは、企業内のQoSを統合するために必要な、輻輳
制御またはネットワーク規模の優先度をトラフィックフロー管理に提供すること
はしない。さらに、RSVPは無線媒体を介してパケットを伝送することに関連
する課題に対処していない。
ssage)、予約(Reservation (Resv)メッセージ、パス破棄メッセージ(path teard
own message)、予約破棄メッセージ(resv teadown message)、パスエラーメッセ
ージ(path error message)、Resvエラー(Resv error)メッセージ、および
確認メッセージ(confirmation message)などの確認メッセージなどのRSVPメ
ッセージを認識し、サポートする、(3)null、session、RSVP_hop、time_valu
es、style、flowspec、sender_template、sender_Tspec、Adspec、Error_Spec、
Policy_data、Integrity、Scope、Resv_ConfirmなどのRSVPオブジェクトを
認識し、サポートする、(4)無線基地局302のQoSリソース割り当てに関
するRSVP Flowspecsの条件設定変換を提供する、ことにより、R
SVPをサポートする。
トのコアのDiffServ、(3)ホストおよびエッジネットワーク用RSV
P/int−serv、(4)DiffServ互換性に関するアドミッション
制御機能、(5)差別化サービス(DS)(DiffServによる使用にサポ
ートされたフィールドマーキング、無線基地局302リソース割り当てへの変換
)、(6)複数のエンドツーエンドセッションを一つのトンネルセッションに収
束することのサポート、によりDiffServおよびRSVP/int−se
rvのサポートを提供する。 4.リアルタイムトランスポートプロトコル(RTP)およびリアルタイム制御
プロトコル(RTCP)
る。リアルタイムトランスポートプロトコル(RTP)は、IETFのオーディ
オ/ビデオトランスポート作業グループにより支持された新しいプロトコルであ
る。図7に示されているように、RTPとRTCPヘッダフィールド708は複
数の情報のサブフィールドを含むことができる。RTPは、パケット交換ネット
ワークを介したインタラクティブな音声およびビデオのリアルタイム送信をサポ
ートする。RTPは内容識別、パケットシーケンシング、タイミング再構築、損
失検出およびセキュリティを提供する小さなプロトコルである。RTPにより、
遅延を制限しながらデータを一つ以上の送信先に伝送することが可能になる。
その他のインターネットリアルタイムプロトコルは、データ伝送の効率性に集中
している。RTCPなどのRTPとその他のインターネットリアルタイムプロト
コルは、持続的で大量のデータを交換する通信セッション用に設計されている。
RTPはリソースの予約またはQoS制御を扱わない。その代わりRTPは、通
信をして動的に適当な帯域幅を割り当てるRSVPなどのリソース予約プロトコ
ルに委ねている。
を追加し、音声パケットの優先度付けを可能にしている。その一方でRSVPは
、切れ目のないマルチメディアデータストリームを伝送するためにネットワーキ
ング装置が帯域幅を予約することを可能にしている。
RTPと同類のプロトコルである。RTCPはマルチキャスト方式で動作し、R
TPデータソースとセッション参加者全員にフィードバックをする。RTCPは
voice-over-IPデータグラム伝送が専用IPネットワークに流れ込むことを回避
するために採用することができる。RTCPを使用すると、アプリケーションに
ネットワーク送信のスパイクまたは変動を通知するので、ソフトウェアはネット
ワークの負荷の変化に適用することができる。RTCPネットワークフィードバ
ックを使用すると、電話ソフトウェアは圧縮アルゴリズムを接続の劣化に応じて
交換する(切り替える)ことができる。 5.IPマルチキャスティングプロトコル
もサポートすることができる。デジタル化音声とビデオは大量のデータから構成
されており、複数のパケットに分割されると、オリジナルのコンテンツの品質を
保つために、適時に正しい順序で伝送される必要がある。プロトコルは、コンテ
ンツを複数の受信者に効率的に送信する方法を提供することを中心として開発さ
れた。複数の受信者に送信することをマルチキャスティングという。マルチキャ
スティングとはメッセージを一つのホストから多くのホストに1対多の関係にブ
ロードキャストすることに関係する。ネットワーク装置はメッセージを、PCS
、またはLAN、WAN、インターネット上のワークステーションなどの選択さ
れた他の装置のグループにブロードキャストする。例えば、ルータはルーティン
グテーブル更新に関する情報をネットワークの他のルータに送信することができ
る。
がIPマルチキャスティング用に実装されている。例えば、IPの最新バージョ
ン、IPv6の変更された部分の一部は、ユニキャスト(ポイントツーポイント
通信)、エニーキャスト(any cast)(装置グループの中で最も近いものとの通
信)、とマルチキャストを扱う各種のフォームをサポートする。IPマルチキャ
ストのサポートは、IGMP(Internet group management protocol)、PIM
(protocol-independent multi-cast)、DVMRP(distance vector multi-c
ast routing protocol)などのいくつかのプロトコルからできている。キューイ
ングアルゴリズムを使用することにより、ビデオまたはその他のマルチキャスト
データタイプが可視的または可聴的な歪みなく、予定時に到着することを確実に
することができる。
トの段階であるが、ビデオおよび音声などのデータをエンドツーエンド、リアル
タイムで伝送するように設計されている。RTPはUDP(ユーザデータグラム
プロトコル)により動作し、適時の伝送、サービス品質(QoS)、伝送、伝送
の順序は保証しない。RTPはミキサー(mixer)、変換器(translator)とと
もに作動し、暗号化とセキュリティをサポートする。RTCP(リアルタイム制
御プロトコル)は、ネットワーク状態を分析を定義するRTPの一部である。R
TCPはサービスの監視を義務づけており、参加者の情報を収集する。RTPは
RSVPと動的に通信をして適当な帯域幅を割り当てる。
て(先着順に)移動する。ネットワークが輻輳すると、RSVP(リソース予約
プロトコル)は、ビデオ会議など特定のタイプのトラフィックが価格は割高にな
ることがあるが、電子メールなど時間感知度の低いトラフィックよりも優先して
伝送できるようになっている。RSVPは異なったQoSを異なった価格で提供
することにより、インターネットの価格体系を変更する可能性がある。SLAを
使用すると、SLA加入者レベルに応じてCPE局側のユーザに様々なQoSレ
ベルを提供することができる。
ータストリームまたはフローについてネットワークから特定のQoSを要求する
ことができる。ルータはRSVPプロトコルを使用してQoS制御要求をすべて
の必要なネットワークノードに伝送して要求されたサービスを提供するために必
要な状態を確立して保守することができる。RSVP要求は、必ずではないが一
般的に、データパスに沿って各ノードのリソースを予約する。
のユニキャストとマルチキャストルーティングプロトコルで動作するように設計
されている。RSVP処理はローカルのルーティングデータベースを照会して経
路(ルート)を設定する。例えばマルチキャストの場合、ホストはIGMPメッ
セージを送信してマルチキャストグループに加入し、それからRSVPメッセー
ジを送信してそのグループの伝送パスに沿ってリソースを予約する。ルーティン
グプロトコルはパケットの転送先を判断する。パケットはそのルーティングに沿
って転送されるため、RSVPはそれらのパケットのQoSのみと関係する。本
発明は、QoS感知型無線PtMPアクセスを共有無線帯域幅を介してユーザに
伝送し、無線基地局の帯域幅を介して送信するために受信されたIPフローのパ
ケットのパケットヘッダ内の優先度情報を考慮することができる。 d.ネットワーク層のVPNネットワーク(オプションのプロトコルの例)
(VPN)プロトコルのポイントツーポイントプロトコル420とIPsec4
22について以下に説明する。
c(IPセキュリティ)、PPTP(point-to-point tunneling protocol)、
L2F(layer 2 forwarding protocol)、L2TP(layer 2 tunneling proto
col)がある。IETFは、ベンダーに多くの暗号化アルゴリズム、キー長、キ
ーエスクロー(key escrow)技術を使用できるようにして、インターネットに基
づいたVPNのセキュリティに使用できるインターネットプロトコル(IP)の
セキュリティアーキテクチャを提案した。IPsecは、インターネットへの発
信時にトラフィックを暗号化し、着信側でトラフィックを解読することにより、
組織的なファイアウォール間のインターネットを介したプライベートセッション
のセキュリティを容易にしている。IPsecは、企業が、最善のファイアウォ
ール、暗号化、TCP/IPプロトコル製品を混合再利用(mix-and-match)で
きるようにすることを目標としている。
LANをリンクするように設計されている。 1.PPTP(point-to-point tunneling protocol)
IPsecの使用以外に、代替のアプローチを提供する。インターネットを結ぶ
暗号化データストリームを介して2つのLANをリンクするように設計されたI
Psecとは異なり、PPTPはユーザがPPTPサーバまたはPPTPをサポ
ートしたISPによりインターネットを介して組織のネットワークに接続するこ
とを可能にする。PPTPは1996年の初めにIETFに標準として提案され
た。ファイアウォールのベンダーはPPTPをサポートすることが期待されてい
る。
発し、現在はWindows NT Server 4.0、Windows NT Workstation 4.0、Windows 9
5のアップグレード版、およびWindows 98に実装され、マイクロソフト社(Redmo
nd、Washington)から入手可能である。
ンターネットに送信するようにメッセージをカプセル化することを意味する。P
PTPは、サーバとクライアントとの間にトンネルを作るため、処理リソースを
提携する。 2.L2F(layer 2 forwarding protocol)
/IPパケット内部のその他のプロトコルをカプセル化してインターネット、ま
たはデータネットワーク112などのその他のTCP/IPネットワークに伝送
するという点ではPPTPと似ている。PPTPと異なる点は、L2Fは特別な
L2F準拠ルータ(LANまたはWANインフラストラクチャへの変更を要求す
ることができる)を必要とし、低いレベルのネットワークプロトコルスタックで
作動し、TCP/IPルーティングを必要としない点である。L2Fはまた、P
PTPにはなかったユーザ名およびパスワードへのセキュリティも追加している
。 3.L2TP(layer 2 tunneling protocol)
合わせている。1997年11月に、IETFはL2TP標準を認可した。Cisc
o社はL2TPをそのインターネットオペレーティングシステムソフトウェアに
組み入れ、マイクロソフト社はWindows NT 5.0に統合した。IPsecに対する
L2TPの大きな長所は、L2TPはTCP/IP送信をカバーし、複数のプロ
トコルを伝送することができる点である。L2TPはまた、非IPネットワーク
を介した送信機能も提供する。L2TPはしかしながら、信頼性のあるVPNを
採用するためにデータ暗号化、ネットワークアドミニストレータ用の重要なセキ
ュリティ機能を無視している。 4.IPsec
サポートしている。WINAARアーキテクチャ400に統合したIPsec4
22フローをダウンリンク方向とアップリンク方向についてそれぞれ図17A、
17Bで示した。無線基地局302は、ファイアウォールを無線基地局に設け、
データストリームおよびパケットヘッダ情報を解読してから識別分析することに
より、IPsec暗号化ストリームの優先度をサポートしている。フレームスト
リームはすでに無線送信媒体を介してフレームデータの暗号化を含んでおり、周
波数ホッピングを実施している。
なデータ送信を提供している。IPsecはRFC2401−2407と互換性
がある。IPsecはIPv4、IPv6、さらにIPsec tunnnel
(トンネル)モードでもサポートされている。無線基地局302セキュリティプ
ロトコルサポートはAH(authentication header)とESP(encapsulating s
ecurity payload)を含んでいる。無線基地局302はIPsec認証(MD5
)、暗号化アルゴリズム、自動キー管理(IKEおよびISAKMP/Oakl
ey)をサポートしている。無線基地局302はトランスポートモードとトンネ
ルモードを選択的に提供し、例えば、2つのホスト間のすべてのトラフィックに
一つの暗号化トンネルを設けるか、あるいはホスト間のTCP接続ごとに独立し
た暗号化トンネルを設けるかなど、セキュリティサービスの粒度を選択すること
ができる。 e.トランスポート層 1.TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol)とU
DP/IP(user datagram protocol/internet protocol)
プロトコルの主流になっている。これは、同じ系統のプロトコルであるTCP/
IP(transmission control protocol/internet protocol)に基づいたインタ
ーネットによるところが大きい。TCP/IPはPC、ワークステーション、サ
ーバ間を接続する最も一般的な方法である。TCP/IPは、デスクトップオペ
レーティングシステム(例えばマイクロソフト社のWindows 95またはWindows NT
)、およびLANオペレーティングシステムを含む多くのソフトウェア製品の一
部に取り入れられている。
ネットワークオペレーティングシステム(NOS)のIPX/SPXである。し
かしながら、IPX/SPXはTCP/IPに押されてきている。Novell
社は現在、オリジナルのIPサポートをNetWareに組み込むことにより、
TCP/IP接続により伝送する場合はNetWareがIPXパケットをカプ
セル化しなくて済むようにした。UNIX(登録商標)とWindows NTサーバもT
CP/IPを使用することができる。Banyan社のVINES、IBM社の
OS/2、およびその他のLANサーバオペレーティングシステムもTCP/I
Pを使用することができる。
TCP/UDP/IPプロトコル系列の一部であるTCP(transmission contr
ol protocol)またはUDP(user datagram protocol)427を含むことがで
きる。データネットワーク142の箇所で簡単に説明したように、TCPは送信
元と送信先IPアドレスの間でトラフィックをパケットにセグメント化し、情報
のパケットを送信、再組み立て、再送する標準的なプロトコルである。図7に示
されているように、TCPヘッダフィールド706は例えば、送信元、送信先ポ
ート番号、ウィンドウのサイズ、緊急ポインタ、フラグ(SYN、ISN、PS
H、RST、FIN)、最大セグメントサイズ(MSS)を含むことができる。
TCPもUDPも、ポート番号により複数のアプリケーションを識別するTCP
/IPホストの機能を提供する。TCPは信頼性のある、連続したデータ伝送を
アプリケーションに行うことができる。TCPはまた、データフローの適応的な
フロー制御、セグメント化、再組み立て、優先度付けを行うこともできる。UD
Pは未応答のデータグラム機能を提供するだけである。最近定義されたリアルタ
イムプロトコル(RTP)、RFC1889は、例えば、マルチメディアアプリ
ケーションをサポートするリアルタイム機能を提供することができる。
れ、RTT(successive round-trip time)ごとに送信可能なパケットの数を決
定する送信ウィンドウを動的に変更する。TCP送信元は、最後のRTT内でパ
ケット損失がなかった場合は、送信ウィンドウを継続して増加することができる
。輻輳が検出された場合、送信元TCPは送信を数倍程度減速させる、すなわち
「バックオフ(backs-off)」させる。時間あたりの、いわゆるTCPウィンド
ウの幅を増加させると、パケットのバーストもそれに伴って長くなる。TCPの
ウィンドウフロー制御プロトコルは、パケット損失により急速なバックオフの期
間に入り終了するまで、スループットとバッファ使用率を増加させる効果がある
。
ツーエンドのデータ送信を提供する。TCPは動的にウィンドウのサイズまたは
セグメントのサイズを減少することにより、移動中の未応答のデータ量を制御す
る。またこの反対の動作も行う。通信しているネットワーク要素のエラーレート
が低く、大きなパケットをサポートし、十分なバッファを持ち、より大きなウィ
ンドウサイズをサポートしている場合は、ウィンドウまたはセグメントのサイズ
が増加させてスループットを高める。 f.アプリケーション層
ansport protocol)、FTP(file transfer protocol)、TELNET remot
e terminal login、SMT(simple mail transfer protocol)、およびUDP
による、SNMP(simple network management protocol)、RPC、NFS、
TFTPを含むアプリケーション426を有することができる。その他のアプリ
ケーションもまた、例えばAOL社(Reston、VA)から入手可能なNetscape Navi
gatorなどのワールドワイドウェブブラウザ、IBM社(Armonk、NY)から入手可
能なLotus123などのスプレッドシートアプリケーションプログラム、マ
イクロソフト社(Redmond、WA)から入手可能なMS NetMeeting、などのネットワ
ークスタック上で動作することができる。それらのアプリケーションから送信さ
れたパケットは、適当な最終ユーザQoSを得るために特別な処理や優先度付け
を必要とすることがある。 3.PRIMMAシステムIPフロー優先度付け a.混合IPフローのスケジューリング
ブロック図600は無線基地局302のスケジューリングを示している。ブロッ
ク図600の機能はインターネット、VPN、リアルタイムIPフローのPRI
MMA管理を含む。図3Aに示されるように、無線IPフローはデータネットワ
ーク142からネットワークルータ140dを介して無線基地局302のインタ
フェース320に送信される。IPフローは次にスケジューリングされて、無線
基地局302のアンテナ290dからアンテナ292dを介して加入者の場所3
06dに送信される。
0dの間のダウンリンクおよびアップリンクのフローが示されている。ここに示
されているように、IPフローは、送信元から送信先ポストコンピュータに送信
される一連のデータパケットを示す。データネットワーク142から(インタフ
ェース320)を介して送信されたIPフロー630は、インターネットIPフ
ロー608、VPN IPフロー610、リアルタイムIPフロー612から構
成される。IPフロー630はダウンリンク方向である。
イザ602」という)はインターネットIPフロー608、VPN IPフロー
610、リアルタイムIPフロー612を分析する。図8A、図15Aを参照し
てIPフローアナライザ602について説明する。IPフローアナライザ602
はパケットを受信するとパケットヘッダフィールドを分析して新しいIPフロー
か既存のIPフローかを識別する。IPフローアナライザ602はまた、パケッ
トヘッダフィールドの内容(コンテンツ)に応じてIPフローのQoS要件を特
徴付けることができる。IPフローアナライザ602はIPフローをクラス分け
し、既存のIPフローからパケット同士を関連づけ、同様のQoS要件のIPフ
ローをグループ分けすることができる。IPフローアナライザ602はまた、I
Pフローをフロースケジューラに提出することもできる。
ウンリンクフロースケジューラ604」という)は受信したIPフロー608、
610、612をダウンリンク方向に送信するためにスケジューリングする。ダ
ウンリンクフロースケジューラ604は異なったクラスのIPフローに優先度を
付けることができる。例えば、スケジューラ604は待ち時間感知型IPフロー
(latency sensitive IP flow)にはダウンリンクフレームのスロットを予約す
ることができる。スケジューラ604はFTP型IPフロー608には、ファイ
ル伝送のために大量の帯域幅を割り当てることができる。電子メール型IPフロ
ー608にはパケットに低い優先度を与えることができる。無線帯域フレームス
ロットを優先度に応じて割り当てる際に、ダウンリンクスケジューラ604は、
IPフロー630が、例えば遠隔にあるブランチオフィスから企業ネットワーク
などへの仮想プライベートネットワーク(VPN)からのVPN IPフロー6
10であることを考慮することができる。VPNからのすべてのすべてのトラフ
ィックには高い優先度を与えることができ、特定のタイプのVPNトラフィック
は特定のサービスレベルを要求することができる。ダウンリンクフロースケジュ
ーラ604は、リアルタイムIPフロー612がCPE加入者の位置306のC
PE294に必要な時間に到着するように、リアルタイムIPフロー612に優
先度を付けることができる。
)とフレーマ606(以後「ダウンリンクSARとフレーマ606」という)は
、受信したIPフローのデータパケットを、無線媒体を介してCPE加入者の位
置306のCPE294に送信するため、セグメント化してフレームにする。例
えば、IPフロー616、624はCPE加入者の位置306dのCPE294
dに、無線媒体により基地局290dを介して(加入者アンテナ292dとCP
E加入者の位置306dのCPE294dに)送信することができる。本発明で
は、無線媒体という用語はセルラー通信によるRF送信の伝搬だけでなく、広く
衛星通信を介したRF送信およびケーブル(例:同軸ケーブル)通信も含む。
Pフロー626は無線基地局アンテナ290dで受信される。IPフロー626
はインターネットIPフロー618、VPN IPフロー620、リアルタイム
IPフロー622を含むことができる。アップリンクIPフローアナライザ63
2(以後「アップリンクフローアナライザ」という)はインターネットIPフロ
ー618、VPN IPフロー620、リアルタイムIPフロー622を分析す
る。図8B、図15Bを参照してアップリンクフローアナライザ632について
説明する。一つの実施例では、IPフローアナライザ632の機能はCPE加入
者の位置306dのCPE294dで動作し、CPE294dがアップリンクス
ロットのスケジューリングを希望するIPフローに関する情報を含めて、無線基
地局302までデータ送信要求を送信する。
ップリンクフロースケジューラ634」という)は要求されたIPフローをスケ
ジューリングすることができる。一つの実施例では、IPフロースケジューラ6
34の機能はCPE加入者の位置306dのCPE294dで実行することっが
できる。別の実施例では、IPフロースケジューラ634の機能は無線基地局3
02で実行することができる。無線基地局にアップリンクフロースケジューラ6
34を配置する長所は、ポイントツーマルチポイントアーキテクチャで特に効果
的であることである。基地局302に一台の集中したスケジューラを配置するこ
とは、複数のアップリンクフロースケジューラ634を複数のCPE加入者の位
置306のCPE294に配置するよりも効果的である。
)とフレーマ636(以後「アップリンクSARとフレーマ636」という)は
IPフローのデータパケットを、無線媒体を介してCPE加入者の位置306の
CPE294から無線基地局302に送信し、さらにデータネットワーク142
を介して送信するため、フレームにする。CPE加入者の位置306dのCPE
294dからのIPフロー626は基地局アンテナ290dへ、例えばRF通信
、ケーブルモデム、衛星通信などの無線媒体を介してCPE加入者の位置306
dのCPE294dに接続した加入者アンテナ292dから送信することができ
る。 b.ダウンリンクおよびアップリンクサブフレーム優先度付けの概要
ューリング機能の概要を示している。同様に、図8Bのブロック図830は代表
的なアップリンク分析、優先度付け、スケジューリング機能の概要を示している
。ブロック図800、830は図6のブロック図600の機能をより詳細に図示
している。
優先度付けとスケジューリングが、データネットワーク142からルータ140
d、インタフェース320、無線基地局302、WAP290d、無線媒体を介
して無線トランシーバ加入者アンテナ292d、加入者CPEの場所306dの
加入者CPE局294dに至るダウンリンクパスで実行される方法を説明する。
け、ダウンリンクフレームスケジューラに提示する。データパケットを識別、特
徴付け、クラス分け、提示する機能は図15Aに示されている。
ムにとって既知であるかどうか、すなわち「既存のIPフロー」であるか、新し
いIPフローの初めてのデータパケットであるかをパケットヘッダ部のフィール
ドに基づいて判断する。この識別処理は例えば、パケットの送信元を判断してパ
ケットペイロードの情報タイプを推測することも含むことができる。
データパケット(新しいIPデータフロー)をパケットヘッダ情報に基づいて特
徴付け、IPデータフローに関するQoS要件を判断し、そのIPデータフロー
を受信する加入者CPE局を識別する。
クラス分けする。クラス分けはまた、類似した特徴を持つ異なったIPフローを
同じクラスにグループ分けすることも含めることができる。IPフロー630の
クラスグルーピングはIPクラス810a−810gに示されている。
フロースケジューラ604に提示される。
クラスキュー優先度に基づいてクラスキューに配置し、一連の規約に従って 事前予約アルゴリズムにより加入者CPEの場所306dの加入者CPE局29
4dに無線媒体を介して送信するデータパケットをスケジューリングする。規約
は、例えば、階層的クラスに基づいた優先度、仮想プライベートネットワーク(
VPN)ディレクトリイネーブルデータ(directory enabled data)優先度(例え
ば、DEN(directory enabled networking)を含む)、サービスレベル契約(
SLA:service level agreement)優先度に基づいてダウンリンクフロースケジュ
ーラへの入力に基づいて決定される。例えば等時トラフィックなどのスケジュー
リングに使用する事前予約アルゴリズムは図14に示している。
シーバ加入者アンテナ292への無線通信用のデータパケットを分割し、順序付
け、フレーム化する。ブロック図800に示されるように、複数の加入者アプリ
ケーション820a−820eは、加入者CPEの位置306a−306eに位
置する加入者CPE局294a−e(図示されていない)に接続した、例えば加
入者ワークステーション120d(図示されていない)などの装置で作動する。
各加入者CPEの位置306は1台以上の加入者CPE局294を収容すること
ができ、各加入者CPE局294は1つ以上のIPデータフローを1台以上の加
入者ワークステーション120と送受信することができる。実際、1つのCPE
局に接続した各アプリケーションは、複数のIPデータフローを送受信すること
ができる。
フレーマ814aは受信したデータを並び替え、CPEフロースケジューラ816
a、CPE IPフローアナライザ818aを介して加入者アプリケーション8
20aに送信する。CPEフロースケジューラ816a−816eはアップリンク
トラフィック用のダウンリンクフロースケジューラ604と同様の機能を実行す
る。同じ様に、CPE IPフローアナライザ818a−818eはダウンリン
クフローアナライザ602と同様の機能を実行する。
ジューラ816a−816eとCPE IPフローアナライザ818a−818
eは何の機能も実行しない。
ンクパスで実行される論理機能を示す。
4a−814eの機能は、無線基地局302と無線接続を介して接続した実際の
加入者CPE局294で実行することができる。
ータパケットを優先度クラスキューに配置する際に使用する優先度の例812を
示す。次の優先度の例が示されている。待ち時間感知型UDP優先度812a、
優先度―高812b、優先度―中812c、HTTP初期画面優先度812d、
待ち時間中立型優先度812e、FTP(file transfer protocol)、SMTP
(simple mail transfer protocol)その他の電子メールトラフィックの優先度
812f、優先度−低812g。当業者は、最終ユーザのQoS要件に応じて多
くの異なった優先度クラスが可能であることを認めることができる。待ち時間感
知型UDP優先度データは、ジッター(jitter:同期時間の誤差により生じる揺
らぎ)と待ち時間(latency:IPデータフローが双方向で要する通過時間)に
対して敏感であるデータを意味することができる。優先度―高812bは、例え
ばプレミアムVPNサービス、高優先度SLAサービスなどを意味することがで
きる。優先度―中812cは、例えばバリューVPNサービスレベルと中レベル
SLAサービスなどを意味することができる。HTTP画面優先度812dは、
例えば、初期HTTP画面のダウンロード(インターネットユーザが自分のイン
ターネットセッションに多くの帯域幅が使用可能であると感じさせるために重要
)など、HTTPデータのダウンロードを意味することができる。待ち時間中立
型優先度812eは、例えば電子メールトラフィックなど待ち時間に対して中立
なデータを意味することができる。FTP、SMTP優先度812fデータは、
待ち時間やジッターに敏感ではないが、送信サイズのために正確なダウンロード
を行うために大量の帯域幅を必要とするデータを含む。最後に、優先度−低デー
タ812gは、あるネットワーク装置が他のネットワーク装置に24時間ごとに
ステータス情報を送信するように、長時間かけて送信することができるデータを
意味することができる。
バ加入者アンテナ292d、無線媒体を介してWAP290d、無線基地局30
2、インタフェース320、ルータ140d、データネットワーク140へのア
ップリンクパスで実行される共有無線帯域のIPフロー分析、優先度付け、スケ
ジューリングの方法を示している。
ースケジューラ634、アップリンクSARとフレーマ636を含む。これらの
構成要素はダウンリンクフローアナライザ602、ダウンリンクフロースケジュ
ーラ604、ダウンリンクSARとフレーマ606と似ているが、加入者CPE
局294の加入者ワークステーション120から無線媒体を介して送信されるデ
ータパケットを分析、スケジューリング、フレーム化し、データパケットをイン
タフェース320に送信してデータネットワーク142に送信する。
Aに示されているアプリケーションと同じである。また、図示されるように、C
PE IPフローアナライザ819a−819e、CPE IPフロースケジュー
ラ817a−817e、CPE SARとフレーマ815a−815eがある。
これらの構成要素は加入者アプリケーション820a−820e、CPE IP
フローアナライザ818a−818e、CPE IPフロースケジューラ816
a−816e、CPE SARとフレーマ814a−814eと同様に機能する
。しかしながら、これらの機能は、送信先ホストワークステーション136(図
示されていない)に経路指定するために、加入者CPE局(加入者CPEの場所
306a−306e)から無線基地局302へのアップリンクパスのIPフロー
を分析、スケジューリングし、送信する。
6eの1つ以上の加入者CPE局に接続することができる。アップリンク通信用
の固定された数の帯域幅割り当てに競合する複数のアプリケーションの間の輻輳
を回避するために、本発明の一つの実施例では、予約スケジューリングシステム
を使用する。データパケット用の帯域幅割り当てが着呼側フレームスロットで、
図12A−12Q、14、16A、16Bを参照して後に説明する。
ップリンクパスで実行する論理機能を示す。
ラス分けするIPフローアナライザ632の分析機能は、加入者CPEの場所3
06a−306eの加入者CPE局294a−294e(図示されていない)に
備えたCPE IPフローアナライザ819a−819eで実行することが好ま
しい。
ングするCPE IPフロースケジューラ817a−817fの機能は、無線基
地局302と無線接続を介して接続している加入者CPE局294一つずつに対
して無線基地局302で実行することができる。
ロー予約要求を通して無線基地局302に提供されたクラス分け情報に基づいて
無線基地局302のアップリンクフロースケジューラ634で実行される。すべ
てのスケジューリング機能を無線基地局302に配置し、スケジューリングの制
御を中央に集中させることにより、全体的なサービス品質のシステムを最適化す
ることができる。
行することができる。
−12Oを参照して後に説明する、TDMAエアフレームのRRB(予約要求ブ
ロック)を使用してアップリンク送信用のフレームスロットの予約を要求してか
らインタフェース320によりアップリンクパスで通信を行うことが可能になる
。予約要求の後、アップリンクフロースケジューラ634は、640の線で示さ
れるように、加入者CPE局294に、CPE局294が使用して送信元加入者
ワークステーション120からのアップリンクデータパケットを送信することが
できる1つ以上のスロットの記述を、無線媒体を介して、送信先ホストワークス
テーション136の方向にデータネットワーク142により送信する。 c.サービスレベル要求
ル契約(Service Level Agreement)を考慮してフレームスロットのスケジュー
リングとリソースの割り当てを行う方法を示している。図9は、CPE加入者の
場所306a、306b、306c、306dから無線基地局302へ送信され
るアップリンクトラフィックの優先度付けを含めたSLAに基づくIPフロー管
理の図900を示している。例えば、電気通信サービスの加入者が4つのSLA
レベル、P1 902a、P2 904a、P3 906a、P4 908aの中の
一つに加入したとする。図の例に示されるように、IPフロー902bはCPE
加入者の場所306aの加入者に送信され、P1902aのSLA優先度レベル
を持つ。同様に、IPフロー902b、906b、908bはCPE加入者の場
所306b、306c、306d、の加入者に送信され、それぞれP1904a
、906a、908aのSLA優先度レベルを持つ。無線基地局302のPRI
MMA MACスケジューラ604、634はSLAに基づく優先度を考慮して
加入者CPE IPフロー902b、904b、906b、908bに帯域幅を
割り当てることができる。図示されている例では、IPフロー902bは、SL
A優先度902aに基づいてフレームスロット902cに割り当てることができ
る。フレームスロット904c、906c、908cも同様にSLA優先度を考
慮してスケジューリングすることができる。このようにしてアップリンクIPフ
ロートラフィックをデータネットワーク142上に送信することができる。
したサービスを提供することができる貴重な手段を提供することができる。例え
ば、プレミアムSLAサービス契約を購入した加入者からの優先度の低いトラフ
ィックを、バリューレベルまたは低価格SLAサービス優先度だけを契約した加
入者からの優先度の高いトラフィックよりも、優先度を高くしてスケジューリン
グできるようにすることが可能である。 d.ヘッダ識別
PフローのQoS要件を識別することができる。特にIPヘッダフィールド70
2は、例えば、アプリケーションに感知して好ましいリソース割り当てを行うた
めに使用する送信元と送信先IPアドレスのフィールド、パケットまたはIPフ
ローのクラス分けでPRIMMA MACを補助するために使用するIPサービ
スタイプ(TOS)のフィールド、アプリケーションパケット破棄の予想に使用
するIP有効期限(TTL)のフィールド、IPフローの識別に使用することが
できるプロトコルフィールドを含むことができる。
DPパケットヘッダフィールドには送信元および送信先ポート番号が含まれる。
CPパケットヘッダフィールド706には送信元および送信先ポート番号、TC
Pスライディングウィンドウサイズ、緊急ポインタ、SYN、ISN、PSH、
RST、FINフラグ、最大セグメントサイズ(MSS)が含まれる。
ヘッダフィールド708を含むことができる。
用可能であることは自明である。これらのフィールドは、一例としてあげたもの
であって、使用可能なパケットヘッダフィールドを網羅したリストではない。例
えばDIFF SERV(差別化サービス)に関連するIPv6からのフィール
ドなど、他のフィールドもまた、無線基地局302のIPフローアナライザ60
2、632で使用することができる。 e.TDMA MACエアフレーム
ccess control)送信エアフレームの一例を示す。ここに図示されたフィールド
は単に本発明の一つの実施例を示したもので、本発明を制限するものではない。
202は、ダウンストリーム送信サブフレーム1202とアップストリーム送信
サブフレーム1204を含む。
肯定応答ブロック)1206、ARB(肯定応答要求ブロック)1208、FD
B(フレーム識別子ブロック)1210、データスロット(DS)11212a
、DS21212b、DS31212c、DS41212d、DS51212e、D
S61212f、DS71212g、DS81212h、DS91212i、DS10 1212j、DS111212k、DSm1212l、DAB(ダウンストリーム
肯定応答ブロック)1214、RRB(予約要求ブロック)1216、UA11
218a、UA21218b、UA31218c、UA41218U、UA5121
8e、UA61218f、UA71218g、UA81218h、UA91218i
、UA101218j、UA111218k、UA121218l、UAm1218m
を含む。
するTDMAタイプである。TDMA/TDDでは、ある時間期間の間、CPE
局294から無線基地局302へ、他の時間インスタンス(期間)の間は、無線
基地局302からCPE局194へ送信が行われる。複数のスロットをアップリ
ンクとダウンリンクに使用することができる。アップリンクとダウンリンクに割
り当てるスロットの数は動的に変化することができる。しかしながら、ダウンリ
ンクのデータレートは通常、アップリンクのデータレートよりも高速であるため
、ダウンリンクに割り当てるスロットの数の方が多くなる。ダウンリンクとアッ
プリンクの間で分配するスロットは動的に割り当てられるが、この実施例では一
つのフレームに対するスロットの総数は固定されている。
する図である。TDMA/TDDエアフレームの構造1220のフレームサイズ
1228は、例えば16個、または32個の数のスロットであってもよい。当業
者には、フレーム構造1220のスロット数は、本発明の精神と範囲から逸脱す
ることなく、それ以外の数であってもよいことは自明である。フレーム構造12
20は、例えば様々なTDMAスロット122a、122b、122c、122
dを含む。各TDMAスロット122a−c内には、制御パケット1226a、
またはデータパケット1226b−dを順番に有することができる、データスロ
ット1224a、1224b、1224c、1224dをそれぞれ含むことがで
きる。
ト1222の合計は固定されている。しかしながら前述したように、本発明のリ
ソース割り当て方法を使用すると、TDMAスロット1222の全体数を一つの
サブセットとして、すべてのアップリンクTDMAスロットをまとめて一つのア
ップリンクサブフレームまたはアップストリーム送信サブフレーム1204とし
て、アップリンク方向に動的に割り当てること、およびTDMAスロット122
2の全体数を一つのサブセットとして、すべてのダウンリンクTDMAスロット
をまとめて一つのダウンリンクサブフレームまたはダウンリンク送信サブフレー
ム1202として、ダウンリンク方向に動的に割り当てることが可能である。本
発明のリソース割り当て方法を使用すると、すべてのTDMAスロット1222
を所定のアップストリームまたはダウンストリーム方向に割り当てることができ
る。さらに、すべてのデータスロット1224を一つのCPE局に割り当てるこ
ともできる。無線基地局302はステートマシン(state machine)を備え、接
続している各CPE局294のステートを把握している(無線基地局294によ
りIPフローが認識されている)。
ーム1204については次に詳述する。 1.ダウンストリーム送信サブフレーム
。図12Cのダウンストリーム送信サブフレームは、送信器応答時間1230、
UAB1206、ARB1208、FDB1210、フレームごとに異なる数の
DS1212(例えば16個)、CCB(コマンドおよび制御ブロック)123
2を含む。DS送信1212はDS11212a、DS21212b、DS312
12c、DS41212d、DS51212e、DS61212f、DS71212
g、DS81212h、DS91212i、DS101212j、DS111212k
、DSm1212lを含む。
06を示す図である。図12Dのダウンストリーム送信サブフレームはUAB1
206、ARB1208、FDB1210、DS11212a、DS21212b
、DS31212c、DS41212d、DS51212e、DS61212f、D
S71212g、DS81212h、DS91212i、DS101212j、DS1 1 1212k、DSm1212l、CCB1232を含む。
B31206c、UAB41206d、UAB51206e、UAB61206f、
UAB71206g、UABn1206hを含む。UAB11206aは、プリア
ンブル1234a、加入者ID1234b、IPフロー識別子1234c、スロ
ット番号(slot sequence number)1234d、CRC(cyclical redundancy
check)1234eを含む。
ーム送信サブフレームのスロット(例えばUS1−US16)が受信されたという
肯定応答である。アップストリーム送信サブフレームについて説明する。
4aはリンクの保全性のために使用するデータを含み、加入者ID1234bは
予約要求を行っているCPE局294を識別し、IPフロー識別子1234cは
IPデータフローを識別し、サービス品質データクラス1234aはCPE局2
94にとって既知の場合はIPデータフローの優先度クラスを識別し、IPフロ
ー優先度とタイプ1234bは新しいIPデータフローであることを表示し、巡
回冗長符号を意味するCRC1234eはサブスロットRRB11216aのエ
ラーチェックビットを提供する。
208を示す。図12Eのダウンストリーム送信サブフレームはUAB1206
、ARB1208、FDB1210、DS11212a、DS21212b、DS 3 1212c、DS41212d、DS51212e、DS61212f、DS71
212g、DS81212h、DS91212i、DS101212j、DS1112
12k、DSm1212l、CCB1232を含む。
B31208c、ARB41208d、ARB51208e、ARB61208f、
ARB71208g、ARBn1208hを含む。ARB11208aは、プリア
ンブル1234a、加入者ID1234b、IPフロー識別子1234c、スロ
ット番号(slot sequence number)1234d、CRC(cyclical redundancy
check)1234eを含む。
02がアップストリーム予約要求をCPE局294から受信したという肯定応答
である。アップストリーム送信サブフレームについて説明する。
4aはリンクの保全性のために使用するデータを含み、加入者ID1234bは
予約要求を行っているCPE局294を識別し、IPフロー識別子1234cは
IPデータフローを識別し、サービス品質データクラス1234aはCPE局2
94にとって既知の場合はIPデータフローの優先度クラスを識別し、IPフロ
ー優先度とタイプ1234bは新しいIPデータフローであることを表示し、巡
回冗長符号を意味するCRC1234eはサブスロットRRB11216aのエ
ラーチェックビットを提供する。
10を示す図である。図12Fのダウンストリーム送信サブフレームはUAB1
206、ARB1208、FDB1210、DS11212a、DS21212b
、DS31212c、DS41212d、DS51212e、DS61212f、D
S71212g、DS81212h、DS91212i、DS101212j、DS1 1 1212k、DSm1212l、CCB1232を含む。
ロットサブスロットの数1236b、アップストリーム予約1サブスロット用I
PフローID1236c、次のアップストリームサブフレームサブスロット用競
合スロットカウント1236fを含んでいる。
ルサブスロット1236aはリンクの保全性のために使用するデータを含み、ダ
ウンストリームスロットサブスロットの数1236bはダウンストリームスロッ
ト(DS)の数を含み、ダウンストリーム予約スロット用IPフローID123
6cはDS1用のIPフロー識別を含み、ダウンストリームサブスロット用IP
フローID1236dはDS2用の第二IPフロー識別を含み、ダウンストリー
ム予約nサブスロット用IPフローID1236eはDSm用の他のIPフロー
識別を含み、次のアップストリームサブフレームサブスロット用競合スロットカ
ウント1236fは、次に利用可能なアップストリームサブフレームのカウント
を提供する。
U)を示す。ダウンストリームMAC PDUは現在のペイロードの構造に関す
る情報を含んでいる。図12GのダウンストリームMAC PDUは、MACリ
ンクリスト番号1238a(MACリンクリストの番号)、予約要求インデック
ス番号1238b(ダウンストリームIPフローへのインデックス)、圧縮され
たIPフロー識別子1238c、圧縮されたIPフロー優先度およびタイプ12
38d(圧縮されたIPフローの優先度とタイプを識別する)、スロットペイロ
ード1238e(ダウンストリームデータスロットのデータ量)、CRC123
4e(エラーチェック情報)を含む。
している。CCBは、フレームおよびフレーム同期ごとに加入者CPE局294
により順序付けられたOAM&Pコマンドから構成される。CCB1232は、
モードコマンドサブスロット1240a(CPE局がとるモードをオプションで
含む)、プロファイルコマンドサブスロット1240b(モジュール用パッチな
どの特定のシステムコマンドを含む)、制御データインデックスサブスロット1
240c(ダウンロードの場所とメモリの要件、またはその他のCPE局がデー
タをダウンロードするために必要な情報を含む)、データブロック1サブスロッ
ト1240d(特定のシステムデータを含む)、データブロック2サブスロット
1240e(同様)、データブロックnサブスロット1240f(同様)、およ
びCRCサブスロット1234e(エラーチェック情報)を含む。 2.アップストリーム送信サブフレーム
12Iのアップストリーム送信サブフレームは送信器応答時間1230、DAB
1214、RRB1216、フレームごとに異なる数、例えば16個のUS12
18、フレームごとに加入者により順序付けられた、加入者からのOAM&Pデ
ータからなるODB(動作データブロック)1242を含む。US送信1218
はUS11218a、US21218b、US31218c、US41218d、U
S51218e、US61218f、US71218g、US81218h、US9
1218i、US101218j、US111218k、US121218l、USn
1218mを含む。
を示している。図12Kのアップリンク送信サブフレームはまた、DAB121
4、RRB1216、US11218a、US21218b、US31218c、
US41218d、US51218e、US61218f、US71218g、US 8 1218h、US91218i、US101218j、US111218k、US12 1218l、USn1218m、ODB1242を含む。
B31216c、RRB41216d、RRB51216e、RRB61216f、
RRB71216g、RRBn1216hを含む。RRB11216aはプリアン
ブル1234a、加入者ID1234b、IPフロー識別子1234c、QoS(q
uality of service)データクラス1244a、IPフロー優先度およびタイプ1
244b、CRC1234eを含む。
B21216b、RRB31216c、RRB41216d、RRB51216e、
RRB61216f、RRB71216g、RRBn1216h)の一つを使用し
て予約要求、すなわちCPE局294による未来のアップリンク送信サブフレー
ムの帯域幅の要求、を行う。2つのCPE局294d、294eがRRB121
6の同じサブスロットにアクセスしようとすると(擬似乱数発生器が同じサブス
ロットを選択すると起こりうる)、「輻輳」が発生し、データは無線基地局30
2で読めなくなる。二つのCPE局294d、294eは再試行が必要となる。
をCPE加入者局ごとに一つずつ割り当てるのではなく、デフォルトの数(例え
ば5)のスロットを競合スロットとして使用できるようにする。予約要求スロッ
トの数を超える数の加入者の要求により輻輳が検出された場合、割り当てられた
スロットが動的に変化してRRBスロットを追加して提供することができる。(
輻輳は、イーサネット上で衝突している装置がランダムの時間に再試行してバス
アーキテクチャを介して再送を試みるイーサネットのCSMA/CD輻輳と類似
している。)
方法に改良を加えて. Robertsが1972年に開発した「Slotted Aloha」方法の
考え方に基づいて構築された、いわゆるビットマップ予約(bit-mapped reserva
tion)プロトコルである。Slotted Aloha方法と同様に、本発明は、データ送信
を任意のポイントで行うのではなく、データ送信に離散的なスロットを提供して
いる。しかしながら、本発明はデータの実際の「ペイロード」を送信する代わり
に、実際のデータペイロードのコンテンツを記した「予約要求」だけを送信する
という長所がある。また、予約要求用のスロットの数は、検出された輻輳の最新
の頻度に応じて動的に変更できるという長所もある。
(Carrier Sense Multiple Access)技術とは異なり、本発明の方法は、加入者
CPE局294dは送信する前にキャリア(無線チャネル)を「検知」する必要
がないという長所がある。その代わり、加入者CPE局294dは「サブスロッ
ト」を選択して擬似乱数の選択により、キャリア検知を行わずに送信する。輻輳
が検出された場合、加入者CPE局294dは擬似乱数処理を使用して次ぎのフ
レームで再び試みる。
ロトコルを使用する代わりに、無線基地局は予約要求を明示的に承認することが
できる。標準ビットマッププロトコルは、続く送信の順序がビットマップパター
ンから間接的に判断できるように、すべての局が他のすべての局から信号を受信
可能である必要がある。本発明の方法は、他のCPE加入者局294dから予約
要求信号を受信する必要がないという長所がある。これは、たとえば見通し距離
の制限がつくことのある高い周波数(例えば2GHzから30GHz)で他のC
PE加入者局294dの送信を受信する要件はCPE加入者局のトポロジー、場
所、距離を著しく制約することになりかねないために有利である。
たため、相対的または動的CPE局294d(またはIPフロー)優先度ファク
タなど、その他のファクタも考慮することができる。したがって、競合サブスロ
ットの数を動的に調整可能な本発明の予約プロトコルと明示的な無線基地局の予
約承認により、IPフローのQoS要求に応じて無線、帯域幅などの無線割り当
てを行う、従来方法より最適な方法を提供することができる。
アンブル1234a、IPフロー識別子1234c、QoS(quality of service
)データクラス1244a、IPフロー優先度およびタイプ1244b、CRC1
234eを含む。RRB1216のサブスロットRRB11216aで、プリア
ンブル1234aはリンクの保全性のために使用するデータを含み、加入者ID
1234bは予約要求を行っているCPE局294を識別し、IPフロー識別子
1234cはIPデータフローを識別し、サービス品質データクラス1234a
はCPE局294にとって既知の場合はIPデータフローの優先度クラスを識別
し、IPフロー優先度とタイプ1234bは新しいIPデータフローであること
を表示し、巡回冗長符号を意味するCRC1234eはサブスロットRRB11
216aのエラーチェックビットを提供する。オプションでサブスロットRRB 1 1216aに、CPE局294がそのIPデータフローで送信するデータパケ
ットの数を含むフィールドを追加することもできる。
らのスロット受信の肯定応答を行う代表的なDAB1214を示す図である。D
ABは加入者CPE局294から無線基地局への、前のサブフレームでダウンス
トリームスロットが受信されたという肯定応答である。
c、DAB41214d、DAB51214e、DAB61214f、DAB712
14g、DABn1214hを含む。サブスロットDAB11214aは、プリア
ンブル1234a、加入者ID1234b、IPフロー識別子1234c、スロ
ット番号(slot sequence number)1234d、CRC(cyclical redundancy
check)1234eを含む。(これらのフィールドはRRBで説明したものと同
じ情報を有している。)
LのMAC PDUアップストリームスロットは、CPEリンクリスト番号12
46、CPEリンクリスト番号1246、予約要求インデックス番号1238b、
圧縮されたIPフロー識別子1238c、圧縮されたIPフロー優先度およびタイプ
1238d、スロットペイロード1238e、CRC1234eを含む。アップ
ストリームMAC PDUはダウンストリームMAC PDUと似ているが、アッ
プストリームペイロード情報のために使用される。
る。このフィールドを使用して無線基地局302とCPE局294の間の接続に
関する情報を保存することができる。ODB1242は、プリアンブル1234
a(リンク保全性データを含む)、加入者ID1234b(予約要求を行ってい
るCPE局294を識別する)、システムステート1248a(CPE局294
のステータスに関する情報)、性能データ1248b(バッファ統計、cpeプ
ロセッサ性能統計、システムステート)、アンテナデータ1248c(庵手難に
関する情報)、CRC1234c(エラーチェック情報)、同期パターン124
8d(エラーチェック情報)を含む。
ステムモード1250a(CPE局のモード。例えばコマンドモード、動作モー
ド、システムの初期モードなど)、システムステータス1250b(CPE局の
ステータス)、システムリソース1250c(CPE局のモード)、システム動
力1250b(CPE局のモード)、システム温度1250a(CPE局の温度
)から構成される。CPE局294はODB1242を使用して順番に情報を送
信する必要がある。
回数1252a、スリップしたフレームの数1252b、待ちステートインデッ
クス1252c(待機ステートへのインデックス)から構成される。 f.代表的なクラスに基づいたフレーム優先度付け
すブロック図1300である。ブロック図1300には、フロースケジューラ6
04、634(ダウンリンクフロースケジューラ604とアップリンクフロース
ケジューラ634の組み合わせ)、ダウンリンク送信サブフレーム1202(す
なわち、次のMACダウンストリームサブフレーム)、アップリンク送信サブフ
レーム1204(すなわち、現在のMACアップストリームサブフレーム)が含
まれている。ブロック図1300にはまた、次のダウンストリーム構成要素が示
されている。すなわち、ダウンストリーム予約FIFO(first-in-first-out)
キュー1322、クラス−1ダウンストリームキュー1302、クラス−2ダウ
ンストリームキュー1304、クラス−3ダウンストリームキュー1306が含
まれている。ブロック図1300はさらに以下のアップストリーム予約構成要素
を含む。すなわち、現在のMACアップストリームサブフレーム1344(保存
する現在のアップストリームサブフレーム1204)、前のMACアップストリ
ームサブフレーム1346、1348、1350、クラス1アップストリーム予
約要求キュー1308、クラス2アップストリーム予約要求キュー1310、ク
ラス3アップストリーム予約要求キュー1312である。
図15A、15Bを参照して説明する)は、受信したデータパケットをクラス1
パケットフローキュー1324、1326、1328、クラス2パケットフロー
キュー1330、1332、1334、クラス3パケットフローキュー1336
、1338、1340、1342にキューイングする。
ワーク) DEN(directory enabled networking)データテーブル、SLA(
サービスレベル契約)優先度データテーブル(後で図15A、15Bを参照して
説明する)からの入力に基づいて、クラス1、クラス2、クラス3パケットフロ
ーキューは、それぞれクラス1ダウンストリームキュー1302、クラス2ダウ
ンストリームキュー1304、クラス3ダウンストリームキュー1306に割り
当てられる。フロースケジューラ604、634は、これらのダウンリンクデー
タパケットをダウンリンク送信サブフレーム1202にスケジューリングする。
ができる。例えば、クラス1パケットフローキュー1324のデータパケットが
ジッターも待ち時間もない伝送、すなわち一定の時間間隔でリアルタイムのパケ
ットの伝送を要求するとする。パケットフローキュー1324は、例えばクラス
1ダウンストリームキュー1302に示されるように4つの時間間隔の等しいス
ロット予約を未来のフレームに作成する(図14を参照)。予約はダウンストリ
ーム予約FIFOキュー1322に送られ、フロースケジューラ604、634
により未来のダウンストリームフレーム1202にスケジューリングされる。
地局302に無線媒体を介してCPE加入者局294から受信された現在のアッ
プストリームサブフレーム1204の一部として到達する。現在のアップストリ
ームサブフレーム1344は、図8Bで説明した内容に従って、アップリンクパ
ケットの分析とスケジューリングを行うために、一時的に予約要求を保存するこ
とができる。前のアップストリームサブフレーム1346、1348、1350
は、未来のアップストリームサブフレーム1204にアップストリームフレーム
スロット割り当てを待っているアップストリーム予約要求を含む。図12***
を参照して説明したRRB(予約要求ブロック)は、IP識別子#とフローのク
ラスの一つのIPフローに対する複数のスロットの予約を含む。(IPフローと
クラスによる)アップストリーム予約要求はクラス1アップストリーム予約要求
キュー1308、クラス2アップストリーム予約要求キュー1310、クラス3
アップストリーム予約要求キュー1312にIPフローQoSクラスキューイン
グプロセッサ(図16Aと16Bを参照して後で説明)によりキューイングされ
る。フロースケジューラ604、1566と、634、1666はそれぞれこれ
らのダウンストリーム予約とアップストリーム予約要求を使用してスロットを次
のダウンストリーム送信サブフレーム1202とアップストリーム送信サブフレ
ーム1204のデータパケットに割り当てる。
。図14はMACサブフレームスケジューラ1566、1666と、時間n,n
+1、n+2、...n+xで送信されるデータパケットのフレームを表す、現
在のフレームn1402、未来のフレームn+1 1404、未来のフレームn
+2 1406、未来のフレームn+3 1408、未来のフレームn+4 14
10、未来のフレームn+5 1412、未来のフレームn+6 1414、..
.未来のフレームn+x 1416を含む。各フレームは可変長のダウンリンク
サブフレーム1202と可変長のアップリンクサブフレーム1204に分割され
る。ダウンリンクサブフレーム1202とアップリンクサブフレーム1204は
併せて全フレームの長さを構成している。
ット1418−1446はダウンリンクサブフレーム1202、スロット144
8−1478はアップリンクサブフレーム1204を構成している。一つの実施
例では、スロットの長さは固定されており、一つのスロットは一つのデータパケ
ットを保存することができる。フレームのフレームスロットの合計数は一定であ
る。例えば、あるフレームが64個のフレームスロットを有するとすると、それ
らのスロットは、例えば32個をアップリンク、32個をダウンリンクに、また
は64個をアップリンク、0個をダウンリンクにと動的にアップリンクまたはダ
ウンリンクの方向に割り当てることができる。ブロック図1400は、各スロッ
トが一つの時間値(すなわちスロットごとの時間間隔)、例えば0.01msを
持ち、各フレームがフレーム間隔時間値(すなわちフレームごとの時間間隔)、
例えば0.5msを持った二次元マトリクスと考えることができる。
の優先度に基づいて未来スロットをデータパケットに割り当てる。代表的な優先
度は図8Aと図8Bを参照して説明した通りである。ジッターに敏感な呼は時間
感知型(時間に敏感)であるため、等時な接続(時間について同相)を保持する
ことが重要である。そのような信号では、データがフレーム間で同じスロット、
またはフレーム間で周期的な変動を持ったスロットに分散することが重要である
。例えば、垂直な予約1480は、各フレームでダウンリンク通信用の同じスロ
ットを受信するジッター感知型信号を示す。特に、信号はフレーム1402―1
416のスロット1422に割り当てられる。フレーム間の間隔が0.5msの
場合、このIPフローが一つのスロットに0.5msの間隔で割り当てられる。
別の例では、斜めの予約1482は連続したフレーム間を一定の期間で変化する
スロットを受信するジッター感知型信号を示す。特に、信号はフレーム1402
のスロット1440に、フレーム1404のスロット1438に、...フレー
ム1416のスロット1426に割り当てられ、「斜め」を形成する。フレーム
間の間隔が0.5msでスロット間の間隔が0.01msの場合、このIPフロ
ーを一つのスロットに0.5−0.01で0.49msの間隔で割り当てること
ができる。したがって、フレーム間隔を短くする場合は右上がりの斜めの予約を
使用することができる。フレーム間隔を長くする場合は、例えば右下がりの斜め
のアップリンク予約1486など、右下がりの斜めの予約を使用することができ
る。斜めの予約1482は、連続したフレーム間の期間の設定に応じてより顕著
にする(例えば傾きを大きくしたり小さくしたりする)ことができる。予約パタ
ーン1480、1482、1484、1486はジッター感知型通信にとって有
用なパターンである。また、図に示されている、垂直な予約1480に類似した
垂直な予約1486は、アップリンク方向のジッター感知型通信に有用である。
以上のスロットを保証することができる。例えば、待ち時間に敏感ではあるがジ
ッターには敏感でない呼の場合、通信のために各のフレームに対して一つ(また
は一つ以上)のスロットを割り当てることができる。しかしながら、ジッター感
知型呼の場合のようにスロットはフレーム間で周期的である必要はない。一つの
IPフローについてフレームごとに割り当てるスロットの数が多いほど、そのI
Pフローのフレームレートごとに帯域幅の合計は大きくなる。
スロットの数は少なくなる。例えば、待ち時間にそれほど敏感でない通信につい
ては、4つのフレームごとに一つのスロットに保証された帯域幅を受けることが
できる。それよりもさらに待ち時間に敏感でない呼の場合は、例えば10のフレ
ームごとに一つのスロットを受けることができる。
のスロットを使用して、優先度が最高のものから優先度が最低のものまでスロッ
トを割り当ることができる。最初にジッターも待ち時間も両方とも敏感なIPデ
ータフローを周期的なパターンのスロット(例えば1480、1482、148
4、1486)に割り当てることができる。次に待ち時間にとても敏感なフロー
(しかしジッターには敏感でない)を割り当て、この順序で最後に待ち時間に最
も敏感でないフローにスロットを割り当てる。スケジューラ604、634、1
566、1666によるクラスの異なるIPフローの優先度付けについては後で
図15A、15B、16A、16Bを参照して説明する。 g.ダウンリンクサブフレームの優先度付け 1.概要
ングに関する代表的な論理フローの図である。論理フローは、無線媒体を介して
加入者CPE局294dに送信するために、データネットワーク140から無線
基地局302に到着するIPパケットフローに関する。図15Aはダウンリンク
IPアナライザ602の代表的な論理フロー図1500である。図15Bは、ダ
ウンリンクフロースケジューラ604の代表的な論理フロー図1560である。
図15A、15Bの機能的構成要素について方法モジュールにより説明する。方
法モジュールは物理ユニット(構成するソフトウェア、ハードウェア、またはそ
れらの組み合わせ)または論理手段(説明する目的のみに使用)と考えることが
できる。当業者には、それらのモジュールは本実施例を説明する目的のみのため
に使用するものであり、限定するものではないことは自明である。
1500は、パケットヘッダ識別部1502、パケット特徴付け部1504、パ
ケットクラス分け部1506、IPフロープレゼンテーション部1508を含む
。各部の機能の詳細について説明する。
02の場所に物理的に位置しているが、当業者には、無線基地局302から離れ
た場所に同じ機能を配置することが可能であることは自明である。本発明の好ま
しい実施例では、IPフローアナライザ632の機能は、基地局203へのパケ
ット/IPフローのアップリンクのためにアップリンク予約スロットを希望する
加入者CPE局24dで実行する。IPフロー識別子、パケットの数、IPフロ
ーのクラス分けの詳細を含む要求ブロック(RRB)要求は、IPフローアナラ
イザ632により生成することができ、競合RRBによりアップリンクされ、ア
ップリンクフレームスケジューラ634により無線基地局302で未来アップリ
ンクフレームにスケジューリングされることが好ましい。
のものである。 2.導入
のデータパケットの識別、特徴付け、クラス分け、提示(プレゼンテーション)
を実行する。データパケットを識別、特徴付け、クラス分け、提示する機能は、
それぞれダウンリンクIPフローアナライザ602のパケットヘッダ識別部15
02、パケット特徴付け部1504、パケットクラス分け部1506、IPフロ
ープレゼンテーション部1508により実行される。
ステムにとって既知なIPフローの一部であるか、または新しいIPデータフロ
ーの最初のデータパケットであるかどうかをパケットヘッダ部のフィールドの内
容に基づいて判断する。パケットヘッダ識別部1502はまた、パケットヘッダ
フィールドの内容から、例えばパケットの送信元を識別する。パケット特徴付け
部1504は新しいデータパケット(または新しいデータフロー)を特徴付け、
そのIPデータフローに関するQoS要件を判断し、そのIPデータフローを受
信する加入者ワークステーションに関わる加入者CPE局を識別する。パケット
クラス分け部1506は新しいIPデータフローを通信優先度クラスにクラス分
けし、パケットを類似のタイプのIPフロー同士でグループ分けする。IPデー
タフロープレゼンテーション1508は新しいIPデータフローを初期化してダ
ウンリンクフロースケジューラ604に提示する。
をクラスキューに配置し、一連の規約に従って、例えば事前予約アルゴリズムに
より無線媒体を介して加入者CPE局に送信するデータパケットをスケジューリ
ングする。規約は、階層的クラスに基づいた優先度モジュール1574、VPN(v
irtual private network) DEN(directory enabled)データテーブル1572
、サービスレベル契約(SLA)優先度データテーブル1570からのダウンリ
ンクフロースケジューラへの入力に基づいて決定することができる。事前予約ア
ルゴリズムについては図14を参照して説明した。 3.識別
ェース302でデータネットワーク142から受信したIPフローを識別する。
と関連している)、データネットワーク142からのIPフローパケットストリ
ームは、パケットヘッダ識別部1502で受信される。IPフローは、例えばパ
ケット化音声、ビデオ、オーディオ、データ、IPフロー、VPNフロー、リア
ルタイムフローなどのあらゆる種類のデジタル情報を含むパケット化データを含
むことができる。IPフローはデータネットワーク142を介して、例えばホス
トワークステーション136dから送信され、無線基地局320のインタフェー
ス302に到達する。インタフェース302はIPフローのパケットをパケット
ヘッダ識別部1502に送信する。モジュール1510で、受信されたパケット
は保存エリアにバッファされる。モジュール1520で、パケットヘッダフィー
ルドの内容が抽出され、解析される。
ル1526にエントリがある。特徴付けられたIPデータ呼がすでにある場合、
IPフローはシステムにある。モジュール1522では、着信パケットと、既存
のIPフロー識別テーブル1526のエントリの既存のIPフロー呼の間でマッ
チするかどうか判断される。マッチすると判断された場合、そのIPフローはシ
ステムにとって既知であるので、パケット特徴付け部1504のモジュール15
30に送られる。
ので、モジュール1524に送られ、パケットヘッダフィールドが分析される。
モジュール1524はパケットヘッダの送信元フィールドを分析し、送信元アプ
リケーションのパケットヘッダデータテーブル1528から、そのデータ呼を作
成している、またはそのIPパケットを送信している送信元アプリケーションの
タイプを判断する。アプリケーションは図2Dに記載のアプリケーション、また
は当業者に既知のものであってよい。例として、他のクライアントワークステー
ション138fからダウンロードされたFTP(file transfer protocol)、IP
voice telephony呼(電話ゲートウェイ288bを介して)、発呼者124d(
モデムを介して接続)からの音声電話呼、LAN128aに接続したホストワー
クステーション136aからの電子メール、ファクス呼、複数の発呼者124d
、126d(モデムを介して接続)からの会議呼などがあげられる。IPフロー
がシステムに既知のものでない場合、そのIPフローにはIPフロー識別番号が
与えられ、モジュール1526に送られてIPフロー識別番号が既存のIPフロ
ー識別テーブル1526に加えられる。
段により送信元アプリケーションのタイプが判別されると、モジュール1524
からパケット特徴付け部1504のモジュール1532に送られる。IPフロー
の送信元アプリケーションのタイプを識別するために、TOS(サービスタイプ
)またはDiffServ(differential service)フィールドを分析すること
も可能である。 4.特徴付け
けのためにパケットクラス分け部1506に送る。
2からモジュール1530に進む。モジュール1522でIPデータフローがシ
ステムに既知のものと判断された場合は、モジュール1530でパケットが古す
ぎるか判断される。これは、例えば有効期限(time to live)パケットヘッダフ
ィールド(IPパケットヘッダのフィールド)からパケットの存在時間を判断し
、フィールドをしきい値生存時間値と比較することで行うことができる。パケッ
トが古すぎると判断された場合は破棄することができる。クライアントアプリケ
ーションの破棄はパケットの生存時間に基づいて予想することができる。そうで
ない場合は、パケットクラス分け部1506のモジュール1540に進む。
24からモジュール1532に進む。モジュール1524でIPフローがシステ
ムに既知でないと判断された場合、モジュール1532で、モジュール1524
と1528で識別した送信元アプリケーション情報からそのアプリケーションの
QoS要件が判断される。モジュール1532は、QoS要件テーブル1534
を参照して識別された送信元アプリケーションのQoS要件を検出することによ
りこの動作を実行する。最終ユーザに認められる利便性を提供するため、異なっ
たアプリケーションは異なったQoS要件を有している。例えば、FTPファイ
ルトランスファダウンロードを実行するアプリケーションには帯域幅割り当て(
すなわち、適当な量の帯域幅を割り当てること)は重要であるが、ジッター(受
信したデータの時間同期)、待ち時間(応答間の経過時間)は重要ではない。こ
れとは反対に、音声電話や会議呼ではジッターや待ち時間は重要であるが、帯域
幅割り当ては重要ではない。
について加入者CPE IPアドレステーブル1538から送信先CPE加入者
局IDの参照を実行する。各加入者CPE局294dは、そこをホームとする一
つ以上の加入者ワークステーション120dで作動する一つ以上のアプリケーシ
ョンを有することができる。したがって、IPフローは、一つ以上のCPE局2
94dの一つ以上の加入者ワークステーションの一つ以上のアプリケーションに
対応することができる。加入者ワークステーションに加入者CPE局294dに
接続した装置を使用することができる。モジュール1536はテーブル1538
のIPフローを参照し、データネットワーク142からの新しいIPフローのパ
ケットを受信する加入者CPE局294dの識別を判断する。その後、モジュー
ル1536からパケットクラス分け部1506のモジュール1542に進む。 5.クラス分け
にIPフロープレゼンテーション部1508に送る。
からモジュール1540に進む。モジュール1530で古すぎていないと判断さ
れたパケットは適当なクラスのキューに配置される。次にモジュール1540で
、パケットは既存のIPフローと関連付けられる。図15Aに図示されたように
、ここで処理されたパケットはシステムに既知のIPフローの一部として判断さ
れる。したがって、このパケットのQoS要件はそのIPフローと同じと見なさ
れるため、モジュール1532、1536、1542のQoS処理は不要となる
。別の実施例では、すべてのパケットは特徴付けられてクラス分けされる。モジ
ュール1540からIPフロープレゼンテーション部1508のモジュール15
46に進む。
からモジュール1542に進む。モジュール1542では、パケットは、パケッ
トのQoS要件に応じて、様々なタイプのQoSクラスが保存されているIPフ
ローQoSクラステーブルモジュール1544のテーブルを参照してQoSクラ
スにクラス分けされる。モジュール1542で類似したIPフロー(類似したQ
oS要件を有したIPフロー)は一緒にグループ分けすることができる。パケッ
トとIPフローのクラス分けで、QoSクラスグループ分け、DiffServ
優先度マーキング、TOS優先度マーキングを考慮することができる。モジュー
ル1542から、IPフロープレゼンテーション部1508のモジュール154
8に進む。 6.IPフロープレゼンテーション
ウンリンクフロースケジューラ604に提示する。
40からモジュール1546に進む。モジュール1546で、パケットは、関連
する既存のIPフローキュー、すなわち現在のIPフローのキューに加えられる
。モジュール1546から、ダウンリンクフロースケジューラ604のIPフロ
ーQoSクラスキューイングプロセッサモジュール1562に進む。
2からモジュール1548に進む。モジュール1548で、この新しいIPフロ
ーはモジュール1552に提示するために初期化することができる。モジュール
1550で、IPフローQoSクラスはフレームスケジューラ604に提示され
て適当なクラスキューに配置される。モジュール1552はIPフロー(特にデ
ータパケット)とIPフロー識別子をダウンリンクフロースケジューラ604の
IPフローQoSクラスキューイングプロセッサモジュール1562に提示する
。 7.ダウンリンクフロースケジューラ
560は、IPフローQoSクラスキューイングプロセッサモジュール1562
、MACダウンリンクサブフレームスケジューラモジュール1566、階層的ク
ラスに基づいた優先度モジュール1574、VPN DENデータテーブルモジュール
1572、SLA優先度データテーブル1570、CPE IPフローキュー深
度ステータスプロセッサ1582、リンク層肯定応答プロセッサモジュール15
78を含んでいる。
スキュー、すなわちクラス1、1564a;クラス2、1564b;クラス3、
1564c;クラス4、1564d;クラス5、1564e;クラス6、156
4fと、以下のMACダウンリンクサブフレーム、すなわちフレームn、155
8a;フレームn+1、1558b;フレームn+2、1558c;フレームn
+3、1558d;...フレームn+p、1558kを含む。
地局302の場所に位置しているが、同じ機能を無線基地局302から遠隔の場
所に設けることが可能であることは当業者には自明である。
をスケジューリングすることができる。一つのフレーム全体を、アップリンクフ
レームを送信するアップリンク部(「アップリンクサブフレーム」という)と、
ダウンリンクフレームを送信するダウンリンク部(「ダウンリンクサブフレーム
」という)に分割することができる。
加入者アンテナ292d、加入者CPE局294d、加入者ワークステーション
120dが示されている。WAPアンテナ290dとRFトランシーバ加入者ア
ンテナ292dはそれぞれ無線基地局302(一つの実施例ではダウンリンクフ
ロースケジューラ604が位置する場所)と加入者CPE局294d(IPフロ
ーを加入者ワークステーション120dが作動しているアプリケーションに送信
することができる)の間の無線接続を提供する。WAPアンテナ290dはデー
タネットワーク142の無線ゲートウェイとして動作し、RFトランシーバ加入
者アンテナは加入者CPE局294dの無線ゲートウェイとして動作する。この
接続は図2Dと3Bにも示されている。IPフローQoSクラスキューイングプ
ロセッサモジュール1562は、IPフロープレゼンテーション部1508から
パケットを受信する。モジュール1562はクラスキュー1564a−1564
fを生成し、パケットをこれらのクラスキューに配置する。ここでクラスキュー
1564a−1564fの数は可変である。クラスキュー1564a−1564
fにパケットを配置する方法はモジュール1562への入力により決定される。
VPN DENデータテーブルモジュール1572、SLA(サービスレベル契約)優
先度データテーブル1570から入力を受けることができる。モジュール156
2の機能はこれらの入力に基づいてキューイングを行うことができる。
ビスレベル契約を使用してキューイング機能に影響を与えることができる。顧客
は、例えば追加の料金を支払うことにより、より品質の高い電気通信サービス、
すなわちプレミアムサービスを受けることができる。モジュール1562で作動
するアルゴリズムは、そのような顧客に送信されたメッセージのキューイング優
先度を高くすることができる。
タテーブル1572は、VPN機能の料金を支払う会社に対して定められたサー
ビス品質のVPNの優先度付けを行うことができる。VPNは当業者には、電気
通信サービスプロバイダが提供する、ネットワーク上で保証された帯域幅を割り
当てられたプライベートネットワークとして理解されている。VPN DENデ
ータテーブル1572は、モジュール1562が、顧客が購入したVPN用によ
り高いサービス品質を提供することを可能にする。SLA優先度データテーブル
1570のように、キューイング優先度をそのVPNについて高くすることがで
きる。例えば、プラチナレベルVPNの最低レベルの優先度IPフローのクラス
に、真鍮レベル(brass level)VPNの高い優先度のIPフローのクラスより
も高い優先度を与えることができる。
2もOAM&P(動作、管理、保守および条件設定)モジュール1108から入
力を受けることができる。これはオフラインに保たれているモジュールであり、
新しい顧客に関する管理情報の保存と改訂、または既存の顧客に関する情報の更
新を含む。OAM&Pは、例えば顧客のSLA優先度とVPN情報を更新する。
キューイングの原則に従って動作する。階層的クラスに基づいたキューイングは
Sally FloydとVan Jacobsonにより作成され、初期のインターネットのアーキテ
クチャと考えられている。
ス装置ルータ(edge access device router)で異なったタイプのIPフローを
クラス分けする。ツリーの各枝はそれぞれのクラスのIPフローを意味し、各ク
ラスには制限された量の帯域幅が専用に割り当てられている。このようにして、
一つのクラスの中の一つのIPデータフローが、またはIPフローの中の一つの
クラスが、使用可能な帯域幅をすべて使い切ってしまうことのないように、それ
ぞれのクラスのフローに最低の帯域幅が保証される。本発明は、図13と14で
既に説明したように、階層的クラスキューの概念を使用して行うクラスに基づい
た優先度予約を可能にする優先度付け機能を追加している。
64a−1564fに入ったパケットを取り出し、優先度1570、1572、
1574に基づいてフレームスロット予約を行い、可変数個のサブフレーム15
68a−156kを満たしていくことができるプロセッサモジュールである。一
つの実施例では、各フレームは、優先度1570、1572、1574に応じて
、各クラス1564a−1564fからの定められた数のパケットでスケジュー
リングされる(満たされる)。別の実施例では、サブフレームは等時予約のため
に、図13、15で説明した本発明の事前予約アルゴリズム方法でスケジューリ
ングされる。さらに別の実施例では、サブフレームは既知の方法と本発明の事前
予約アルゴリズム方法の組み合わせに従ってスケジューリングされる。
4dに接続したRFトランシーバ加入者アンテナ292dに無線媒体を介して無
線送信することができる。加入者CPE局294dは次にサブフレームに入って
いるパケットをCPE加入者の場所306dの加入者局120dに送信すること
ができる。優先度が最大のものから最低のものまでサブフレームはスケジューリ
ングすることができる
WAPアンテナ290dから送信されたスケジューリングされたサブフレームを
入力として受信する。パケットのステータスのアウェアネス(awareness)を保
守しながら(どのパケットが送信されたかを知ることにより)、HCBPプロセ
ッサモジュール1574はどのクラスキュー1564a−1564fからのキュ
ーがまだスケジューリングする必要があるかを知る。
が発生すると、加入者CPE局294dは再送要求1576をWAP290dに
送信し、WAP290dはこの要求をリンク層肯定応答(ARQ)プロセッサ1
578に送信する。ARQプロセッサ1578はMACダウンリンクサブフレー
ムスケジューラ1566にこの状態を通知し、MACダウンリンクサブフレーム
スケジューラ1566は所定のクラスキュー1564a−1564fから要求さ
れたパケットを再びスケジューリングして再送する。リンク層肯定応答(ARQ
)プロセッサ1578はまた、加入者CPE局294dから肯定応答を待って、
データパケットた正常に受信されたか判断する。受信肯定応答を受信して初めて
MACダウンリンクサブフレームスケジューラ1566はクラスキュー1564
a−1564fからパケットを削除する。
用可能なメモリの量は制限がある。例えば、加入者CPE局294dに接続した
装置(例えばワークステーション120d)は、CPE加入者局294dのCP
Eデータパケットキューが急速に満杯になると、IPデータフローの受信を停止
する(例えば加入者ワークステーション120dがダウンする)。このシナリオ
では、加入者CPE局294dは、キューが満杯になったことを示すCPE I
Pフローキュー深度メッセージ1580を送信する。CPE IPフローキュー
深度ステータスプロセッサ1582は送信されたCPE IPフローキュー深度
メッセージ1580を受信することができる。CPE IPフロー深度プロセッ
サ1582はMACダウンリンクサブフレームスケジューラ1566にこの状態
を通知すると、MACダウンリンクサブフレームスケジューラ1566は、加入
者CPE局294dに向けたダウンリンクサブフレームのスケジューリングを停
止する。プロセッサ1582はまた、MACダウンリンクサブフレームスケジュ
ーラ1566にメッセージを送信してクラスキュー1564a−1564fから
の特定のIPフローをクリアすることもできる。 h.アップリンクサブフレームの優先度付け 1.概要
ーは、送信先ホストワークステーション136aへの送信用の、無線基地局30
2までの無線媒体、そしてデータネットワーク142に送信される、加入者CP
E局294dに接続した加入者ワークステーション120dからのIPパケット
フローへの共有無線帯域幅の分析と、スケジューリングに関する。図16Aはア
ップリンクIPフローアナライザ632の代表的な論理フロー図600である。
図16Bはアップリンクフロースケジューラ634の代表的な論理フロー図16
60である。 図16A、16Bの機能的構成要素について方法モジュールにより説明する。方
法モジュールは物理ユニット(構成するソフトウェア、ハードウェア、またはそ
れらの組み合わせ)または論理手段(説明する目的のみに使用)と考えることが
できる。当業者には、それらのモジュールは本実施例を説明する目的のみのため
に使用するものであり、限定するものではないことは自明である。
ロー図1600は、パケットヘッダ識別部1602、パケット特徴付け部160
4、パケットクラス分け部1606、IPフロープレゼンテーション部1608
を含む。各部の機能の詳細について説明する。
02の場所に物理的に位置しているが、当業者には、無線基地局302から離れ
た場所に同じ機能を配置することが可能であることは自明である。本発明の好ま
しい実施例では、IPフローアナライザ632の機能は、パケット/IPフロー
を基地局302までアップリンクするためにアップリンク予約スロットを希望す
る加入者CPE局294dで実行する。IPフロー識別子、パケットの数、IP
フローのクラス分けを詳述した予約要求ブロック(RRB)要求をIPフローア
ナライザ632により生成し、アップリンクフレームスケジューラ634により
、好ましくは競合RRBスロットを介して無線基地局302の未来アップリンク
サブフレームスロットにスケジューリングすることができる。
立つ。 2.導入
のデータパケットの識別、特徴付け、クラス分け、提示(プレゼンテーション)
を実行する。データパケットを識別、特徴付け、クラス分け、提示する機能は、
それぞれアップリンクIPフローアナライザ632のパケットヘッダ識別部16
02、パケット特徴付け部1604、パケットクラス分け部1606、IPフロ
ープレゼンテーション部1608により実行される。
て既知なIPフローの一部であるか(すなわち既存のIPフロー)、または新し
いIPデータフローの最初のデータパケットであるかどうか、および送信元アプ
リケーションをパケットヘッダ部のフィールドに基づいて判断する。パケットヘ
ッダ識別部1602はまた、ヘッダの内容をバッファし、抽出し、解析すること
もできる。パケット特徴付け部1604は新しいデータパケット(または新しい
データフロー)を特徴付け、そのIPデータフローに関するQoS要件を送信元
アプリケーションに基づいて判断し、そのIPデータフローを受信する加入者ワ
ークステーションを識別する。パケットクラス分け部1606は新しいIPデー
タフローを複数の優先度クラスにクラス分けする。クラス分け部1606はパケ
ットを類似のタイプのIPフロー同士でグループ分けすることもできる。IPデ
ータフロープレゼンテーション1608は新しいIPデータフローを初期化して
アップリンクフロースケジューラ634に提示する。
る、とその都度、RRBをアップリンクサブフレームに挿入して予約を要求する
。次にアップリンクフロースケジューラ634は予約要求を未来アップリンクサ
ブフレームにスケジューリングし、CPE局294dに予約を通知する。好まし
くは無線基地局302に位置するアップリンクフロースケジューラ634はダウ
ンリンク信号で、要求している加入者CPE局294dについて特定の未来フレ
ームの予約スロットを送信し、そのアップリンクデータを送信する。アップリン
クフロースケジューラ634はダウンリンクフロースケジューラ604がダウン
リンクで使用する場合と同じパラメータに基づいて予約を割り当てる。言い換え
ると、アップリンクフロースケジューラ634はキュークラス優先度と一連の規
約に基づいて予約スロットを判断し、事前予約アルゴリズムなどを使用して、加
入者CPE局294dからのアップリンク送信用予約をスケジューリングする。
規約は、階層的クラスに基づいた優先度プロセッサモジュール1674、VPN(v
irtual private network) DEN(directory enabled)データテーブル1672
、サービスレベル契約(SLA)優先度データテーブル1670からのアップリ
ンクフロースケジューラへの入力に基づいて決定される。事前予約アルゴリズム
については図14を参照して説明した。 3.識別
入者CPE局294dから受信したIPフローを識別する。
ーは一つの「呼」と関連している)は、パケットヘッダ識別部1602で受信さ
れる。一つの実施例では、IPフローはデータネットワーク142により無線基
地局302に接続したホストコンピュータ136aにアップリンクするために一
つ以上の加入者ワークステーション120dから加入者CPE局294dに送信
される。加入者CPE局294dはIPフローのデータパケットをパケットヘッ
ダ識別部1602のパケットバッファモジュール1610に送信することができ
る。一つの実施例では、パケットヘッダ識別部はCPE加入者基地局294d内
にある。モジュール1610で、受信されたパケットはヘッダ抽出モジュール1
620に転送するために保存エリアにバッファされる。モジュール1620でパ
ケットヘッダファイルは抽出され、解析され、パケットヘッダフィールドの内容
が得られる。
OS)、差別化サービス(DiffServ)マーキングなどを含むことができ
る。
にエントリがある。既存のIPデータ呼のIPフローで前のパケットが既に識別
されている場合、IPフローはシステムにある。モジュール1622では、着信
IPフローと、テーブル1626のエントリの間でマッチするかどうか判断され
る。マッチすると判断された場合、そのIPフローはシステムにとって既知であ
るので、パケット特徴付け部1604のモジュール1630に送られる。
ータフローであるので、モジュール1624に送られ、パケットヘッダフィール
ドが分析され、IPフローの送信元アプリケーションが識別される。
テーブル1628から、そのデータ呼を作成している送信元アプリケーションの
タイプを判断する。アプリケーションは図2Dに記載のタイプのアプリケーショ
ン、または当業者に既知のものであってよい。例として、他のクライアントワー
クステーション138fからダウンロードされたFTP(file transfer protoc
ol)、発呼者124d(モデムを介して接続)からの音声電話呼、ファクス呼、
複数の発呼者124d、126d(モデムを介して接続)からの会議呼などがあ
げられる。IPフローが新しいIPフローの場合、その新しいIPフローの識別
情報がテーブル1626に加えられ、分析モジュール1624からパケット特徴
付け部1604のモジュール1632に進む。 4.特徴付け
けのためにパケットクラス分け部1606に送る。
ュール1622からモジュール1630に進む。モジュール1622でIPデー
タフローがシステムに既知のものと判断された場合は、モジュール1630でパ
ケットが古すぎるか判断される。これは、例えば有効期限(time to live)パケ
ットヘッダフィールド(IPパケットヘッダのフィールド)からパケットの存在
時間を判断し、フィールドをしきい値生存時間値と比較することで行うことがで
きる。パケットが古すぎると判断された場合は破棄することができる。モジュー
ル1630はアプリケーションパケットの破棄を予想することができる。モジュ
ール1630からパケットクラス分け部1606のモジュール1640に進む。
24からモジュール1632に進む。モジュール1624でIPフローアプリケ
ーションに関連するアプリケーションがシステムに既知でないと判断された場合
、IPフローQoS要件参照モジュール1632で、そのIPフローに関連する
アプリケーションのQoS要件が判断される。モジュール1632は、IPフロ
ーQoS要件テーブル1634を参照してこの動作を実行する。異なったアプリ
ケーションは異なったQoS要件を有している。例えば、FTPファイルトラン
スファダウンロードを実行するアプリケーションには帯域幅割り当て(すなわち
、適当な量の帯域幅を割り当てること)は重要であるが、ジッター(受信したデ
ータの時間同期)、待ち時間(応答間の経過時間)は重要ではない。これとは反
対に、音声電話や会議呼ではジッターや待ち時間は重要であるが、帯域幅割り当
ては重要ではない。
者局識別子(ID)参照モジュール1636では、その新しいIPデータフロー
についてCPE IDの参照を実行する。各加入者CPE局294dは、そこを
ホームとする一つ以上の加入者ワークステーション120dで作動する一つ以上
のアプリケーションを有することができる。したがって、一以上の加入者が、加
入者CPE局294dからIPフローを、または加入者CPE局294dでIP
フローを生成または受信することができる。加入者ワークステーション120d
は加入者CPE局294dに接続した装置であってよい。モジュール1636は
、IPフローのCPE局識別子をテーブル1638で参照し、予約要求ブロック
(RRB)にCPE IDを提供する。モジュール1636からパケットクラス
分け部1606のモジュール1648に進む。 5.クラス分け
にIPフロープレゼンテーション部1608に送る。
からモジュール1640に進む。モジュール1630でパケットが古すぎていな
いと判断されると、モジュール1640でパケットは既存のIPフローと関連付
けられる。図16Aに図示されたように、ここで処理されたパケットはシステム
に既知のIPフローの一部と判断される。したがって、このパケットのQoS要
件はそのIPフローと同じと見なされるため、モジュール1632、1636、
1642のQoS処理は不要となる。
からモジュール1642に進む。モジュール1642でパケットは、パケットの
QoS要件に応じて、QoSクラスが保存されているIPフローQoS要件テー
ブル1644のテーブルを参照してQoSクラスにクラス分けされる。モジュー
ル1642から、IPフロープレゼンテーション部1608のモジュール164
8に進む。 6.IPフロープレゼンテーション
してフロースケジューラ604に提示する。アップリンク方向の実施例では、予
約要求ブロック(RRB)が生成され、接続スロットを介して無線基地局302
にアップリンクされIPフロースケジューラ634によりスケジューリングされ
る。別の実施例では、予約要求が不要になるように、スケジューラはCPE局2
94dに位置する。
40からモジュール1646に進む。モジュール1646で、パケットはIPフ
ローキュー、すなわち現在の既存のIPフローのキューに加えられる。一つの実
施例では、これはRRBを含むことができる。モジュール1646からアップリ
ンクフロースケジューラ634のモジュール1662に進む。一つの実施例で、
これはCPE294dから無線基地局302へのRRBのアップリンクを含むこ
とができる。
2からモジュール1648に進む。IPフロー初期化モジュール1648で、こ
の新しいIPフローはモジュール1652に提示するために初期化される。モジ
ュール1652はIPデータフロー(特に予約要求ブロックデータパケット)を
アップリンクフロースケジューラ634のモジュール1662に提示する。モジ
ュール1650で、好ましくはRRBも含む、IPフローのQoSクラスはスケ
ジューラ634に提示される。 7.アップリンクフロースケジューラ
660は、IPフローQoSクラスキューイングプロセッサモジュール1662
、MACアップリンクサブフレームスケジューラモジュール1666、階層的ク
ラスに基づいた優先度モジュール1674、VPN DENデータテーブルモジュール
1672、SLA優先度データテーブル1670、CPE IPフローキュー深
度ステータスプロセッサ1682、リンク層肯定応答プロセッサモジュール16
78を含んでいる。
4a;クラス2、1664b;クラス3、1664c;クラス4、1664d;
クラス5、1664e;クラス6、1664fのQoSクラスキューと、フレー
ムn、1658a;フレームn+1、1658b;フレームn+2、1658c
;フレームn+3、1658d;...フレームn+p、1658kの MACアップリンクサブフレームを含む。
地局302の場所に位置しているが、同じ機能を無線基地局302から遠隔の場
所に設けることが可能であることは当業者には自明である。例えば、他の実施例
では、アップリンクフロースケジューラ634をCPE局294dの場所に配置
して他のCPE局294と無線基地局302と通信させることもできる。
をスケジューリングすることができる。一つのフレーム全体を、アップリンクフ
レームを送信するアップリンク部(「アップリンクサブフレーム」という)と、
ダウンリンクフレームを送信するダウンリンク部(「ダウンリンクサブフレーム
」という)に分割することができる。
入者アンテナ292d、加入者CPE局294d、加入者ワークステーション1
20dが示されている。WAP290dとRFトランシーバ加入者アンテナ29
2dはそれぞれ無線基地局302(一つの実施例ではアップリンクフロースケジ
ューラ634が位置する場所)と加入者CPE局294d(IPフローを加入者
ワークステーション120dが作動しているアプリケーションにアップストリー
ム送信することができる)の間の無線接続を提供する。WAP290dはデータ
ネットワーク142の無線ゲートウェイとして動作し、RFトランシーバ加入者
アンテナ292dは加入者CPE局294dの無線ゲートウェイとして動作して
、IPフローパケットデータをアップリンクする。
42のデータルータ140d上と送信先ホストコンピュータ136aに送信する
ための、アップリンクフロースケジューラ634からの接続を提供するデータイ
ンタフェース320が示されている。これらの接続はまた、図2Dと3Bにも示
されている。
プリンク要約要求を含む。この時点で、好ましくはCPE局294側で、予約要
求ブロックは識別され、特徴付けられ、クラス分けされ、提示されており、CP
E294dでアップリンクフローアナライザ632からアップリンクフロースケ
ジューラ634に送信されている。特に予約要求ブロックはIPフローQoSク
ラスキューイングプロセッサモジュール1662にモジュール1650から提示
される。モジュール1662はMACアップリンクサブフレームスケジューラ1
666に予約を通知する。
ムのスロットを使用してARB(肯定応答要求ブロック)と呼ばれる要求受信の
肯定応答をする。この予約のためにフレーム、スロット、IPフロー識別子を伝
送するために使用する代表的なスロットについては図12を参照して説明した。
スケジューラ1666はこの予約スロットでCPE識別データを送信する。これ
に従って、要求している加入者CPE局294dは要求されたデータパケットI
Pフロー送信のために未来スロットとフレームを使用することができる。
ール1674、VPN DENデータテーブルモジュール1672、SLA(サービス
レベル契約)優先度データテーブル1670からの入力に基づいて割り当てられ
る。これらの構成要素の機能は、ダウンリンクフロースケジューラ604で説明
した階層的クラスに基づいた優先度モジュール1574、VPN DENデータテーブ
ルモジュール1572、SLA優先度データテーブル1570と同様である。
ロープレゼンテーションモジュール1608から既存のIPまたは新しいIPの
パケットを受信すると、可変数の数のキューからなる、クラスキュー1664a
−1664fを生成し、パケットをこれらのクラスキューに配置する。好ましい
実施例では、クラスの数は3から10の間がよい。これらのキューはスケジュー
リング用の予約要求パケットを保持する。モジュール1662への入力用の予約
要求ブロックの内容に応じて、パケットはクラスキュー1664a−1664f
に配置される。
N DENデータテーブルモジュール1672、SLA(サービスレベル契約)優先
度データテーブル1670から入力を受ける。モジュール1662のキューイン
グ機能はそれらからの入力基づいて実行される。これらの構成要素の機能は、ダ
ウンリンクフロースケジューリング方法の対応する構成要素のものと類似してい
る。SLA優先度テーブル1670とVPN DENデータテーブル1672は
OAM&P(動作、管理、保守および条件設定)モジュール1108から入力を
受けることができる。OAM&Pモジュール1108は、例えば加入者がそのサ
ービスレベル契約を修正したり、またはVPN加入者が変更した場合などに、優
先度を更新する。
64a−1664fに入った要求を取り出し、可変数の数のフレーム1668a
−166kのスロットの予約をスケジューリングする。一つの実施例では、各フ
レームはクラス1664a−1664fの各クラスからの定められた数のパケッ
トでスケジューリングされる(満たされる)。要求は図13に示すように、特定
の優先度を考慮してスケジューリングすることができる。別の実施例では、図1
4で説明した等時タイプのトラフィックをスケジューリングする本発明の事前予
約アルゴリズム方法でスケジューリングされる。さらに別の実施例では、フレー
ムは既知の方法と本発明の事前予約アルゴリズム方法の組み合わせに従ってスケ
ジューリングされる。
hなどのFDBスロットを使用してCPE局294に送信することができる。ア
ップリンクスロットはスケジューリングされたように、CPE局294dにより
アップリンクサブフレームに挿入される。フレームスロットはCPE局294d
から無線基地局302に送信され、パケットとして送信先アドレスに送信される
。例えば、無線基地局302からパケットはデータネットワーク142を介して
ホストコンピュータ136aに送信することができる。
アップストリーム肯定応答データブロック(UAB)メッセージを送信元加入者
CPE局294dに返送し、送信されたデータパケットの受信を肯定応答する。
ットの損失が発生すると、加入者CPE局294dはUABデータ肯定応答を受
信していないか判断し、受信していないと判断した場合は、他のアップリンク予
約スロットを要求する再送要求をWAP290dを介して無線基地局302に送
信し、リンク層肯定応答(ARQ)プロセッサ1678へ要求を送信する。AR
Qプロセッサ1678はMACアップリンクサブフレームスケジューラ1666
に再送の必要(アップリンクパケットを再送するためのフレームスロットの予約
の必要)を通知する。CPE加入者局294dはまたARQプロセッサ1678
に、アップリンク送信肯定応答を受信していないというその他のデータメッセー
ジも送信することができる。ARQ1678はそのようなメッセージをアップリ
ンクサブフレームスケジューラ1666に転送することができる。アップリンク
サブフレームスケジューラ1666は、要求されたアップリンク予約を適当なク
ラスキュー1664a−1664fから再びスケジュールする。あるいは、他の
実施例では、リンク層肯定応答プロセッサ1678はUAB肯定応答を加入者C
PE局294dに送信して、データパケットが正常に受信されたことを示すこと
ができる。このためアップリンクスケジューラ1666は一回目(初回)の予約
をスケジューリングすることに加えて、損失パケットのために再予約をスケジュ
ーリングすることができる。
プリンクの予約スロットを待っている、加入者ワークステーション120dから
受信したパケットをキューイングするために、制限された量の使用可能なメモリ
空間を有している。例えば、加入者CPE局294dのキューがアップストリー
ム予約を待っているパケットのバックアップで満杯になると、IPデータフロー
が喪失したり、パケットが古くなることがある。このシナリオでは、加入者CP
E局294dは、キューが満杯になったことを示すCPE IPフローキュー深
度メッセージ1680を無線基地局302に送信する。CPE IPフローキュ
ー深度メッセージ1680はCPE IPフローキュー深度ステータスプロセッ
サ1682により受信することができる。プロセッサ1682はMACアップリ
ンクサブフレームスケジューラ1666にこの状態を通知することができる。M
ACアップリンクサブフレームスケジューラ1666は、キュー深度バックログ
(backlog)が許容されるレベルに減少するまで、一時的に加入者CPE局29
4dでIPフローの優先度を高くしてバックログを解消し、追加のダウンリンク
パケットをCPE局294に送信することを停止することができる。プロセッサ
1682はまた、メッセージをMACアップリンクサブフレームスケジューラ1
666にメッセージを送信して、クラスキュー1664a−1664fの加入者
CPE局294dからの予約要求をクリアすることもできる。 4.TCP補助エージェント TCPは、輻輳がパケット損失の第一の原因となる、従来のネットワークに適し
た、信頼性のあるトランスポートプロトコルである。しかしながら、無線リンク
が組み込まれたネットワークでは、ビットエラーにより重大な損失が発生する。
無線環境はTCPが依存する多くの前提条件に違反するため、エンドツーエンド
性能の劣化の原因となる。例えば、Balakrishman、H.., Seshan, S. and Katz,
R. H.,「 Improving Reliable Transport and Handoff Performance in Cellula
r Wireless Networks」, University of California at Barkeley, Berkeley, C
A, インターネットでは以下のアドレスでアクセス可能: http://www. cs. berkeley. edu/-ss/papers/winet/html/winet. html は、狭帯域無線環境のハンドオフとビットエラーレートについて扱っており、本
書も参考にしている。この問題に対処することはTCPを修正することになる。
しかしながら、この課題を克服することは商業的に簡単なことではない。TCP
の標準動作の変更を必要とする解決策は実用的でない。
用して、TCP層の要求を遮断し、送信の送信元または送信先でTCP層を操作
し、TCP動作を、中間に無線リンクを含むTCP/IP送信の送信元または送
信先で修正する。パケットは、受信肯定応答を待っている無線基地局でキューイ
ングすることができ、基地局は無線リンクを介してローカルに再送を実行するこ
とにより高いビットエラーレートによるパケット損失の問題を克服することがで
きる。無線リンクを介した通信の特徴として帯域幅の制限、大きな待ち時間(ラ
テンシー)、散発的に発生する高いビットエラーレート、一時的な断線があげら
れるが、これらの問題はネットワークプロトコルとアプリケーションで対処する
必要がある。
ークに適したものである。TCPはエンドツーエンドの遅延と輻輳によるパケッ
ト損失に対応しており、そのようなネットワークでとてもよい性能を発揮してい
る。TCPは、推定されるRTT(応答時間)の動作平均と平均的逸脱を保守し
、平均的な逸脱である4回以内に肯定応答を受信していないパケットは再送する
ことにより、信頼性を提供している。有線ネットワークは相対的にビットエラー
レートが低いため、パケット損失はすべて輻輳によるものとみなされる。
て有線環境と同様に反応する。すなわち、パケットを再送する前に送信ウィンド
ウのサイズを下げ、輻輳制御メカニズムまたは輻輳回避メカニズム(スロースタ
ート)を開始し、再送タイマーをリセットする。これらの方法は、リンク帯域幅
の利用率を不必要に低下させるため、スループット性能を大幅に劣化させ、イン
タラクティブ遅延が著しくなる。
しているパケットを保守する。肯定応答のないデータスロットは、無線基地局に
加入者CPE局にローカルな再送を実行させることにより再送させることができ
る。パケット損失を識別する肯定応答のコピーを使用して、損失が検出されたら
直ちにローカルで再送を実行することにより、無線基地局は送信者を、無線リン
クに固有の高いビットエラーレートから守ることができる。特に、通信途中に、
通信品質がとても低かったり、一時的に断線が起こるような状況があったとして
も、そのような状況を送信者から隠すことができる。
無線基地局で検出し、それらのパケットについて損失の肯定応答を生成すること
ができる。損失の肯定応答はCPE加入者ホスト(送信者)にパケットの再送を
要求することができる。CPE加入者ホストは損失の肯定応答を処理して、該当
する損失パケットを再送することができる。本発明はTCP感知型機能をMAC
層に配置することにより、送信側TCPまたは受信側TCPへの修正を不要にし
たことに長所がある。
した送信用プロトコルスタック、無線基地局への無線媒体を介して、アップ側の
、例えばTCP補助エージェントを有した無線基地局のプロトコルスタックを介
して、有線接続とプロトコルスタックを介した送信先ホストに至るフロー500
を示している。補助TPCPエージェントはTCPスライディングウィンドウア
ルゴリズムを修正し、送信側TCPでPRIMMA(Proactive Reservation-bas
ed Intelligent Multimedia-aware Media Access) MAC(媒体アクセス制御)
と連携させて本発明に従った無線媒体を介したローカルな再送を可能にする。
場所306dのCPE加入者局294dを介し、次に無線送信媒体を介して無線
基地局302、場合によっては有線リンク、データネットワーク142を介した
ホストワークステーション136へのIPパケットフローを示している。
ィンドウアルゴリズムの動作を修正して無線媒体用のウィンドウを最適化するこ
とによりトランスポート(伝送)の信頼性を確実にしている。TCP補助エージ
ェント510eは工業規格プロトコルに対して透過性があり、エージェント51
0eはクライアント加入者ワークステーション120dまたはホストワークステ
ーション136aの標準TCP/UDP層の修正を必要としないという長所を持
つ。
DP層510a、IP層508a、ポイントツーポイント(PPP)層520a
、データリンクイーサネット層504a、10ベースTイーサネットワークイン
タフェースカード(NIC)物理層502aのプロトコルスタック、加入者CP
E294dの10ベースTイーサネットワークインタフェースカード(NIC)
物理層502bに接続した有線接続を介したIPフローを含む。
ルスタックをアップ方向に、イーサネット層504b、PPP層520b、52
0cと送り、次にダウン方向にPRIMMA MAC504cを介してアンテナ
292dを含む無線物理層502cに送り、次に無線媒体を介して無線基地局3
02のアンテナ290dへ送る。
IPフローを、PRIMMA MAC層504d、PPP層520a、IP層5
08dを介してTCP補助エージェント510eにアップ方向に送る。TCP補
助エージェント510eはIPフローをIP層508e、PPP層520e、ワ
イドエリアネットワーク(WAN)層504e、有線物理層502e、インタフ
ェース320、ルータ140d、データネットワーク142、有線接続を介して
WANホストワークステーション136aの有線層502fへ送ることができる
。
層508f、TCP/UDP層510f、アプリケーション層512fへと送る
。
ウの管理、損失パケットフローの並び替え、要求、再送などのトランスポート(
伝送)機能を提供する。
肯定応答または再送要求を待って待機する。TCPスライディングウィンドウア
ルゴリズムは通常、再送要求を受信して輻輳を検出した時に、送信フローを変更
し、トランスポートを最適化してバックオフを行うために使用される。無線環境
では残念ながらビットエラーレートが高いためにパケットの一部が送信元に到着
しないことがある。輻輳のためではなく、ビットエラーレートが高いために、パ
ケットの一部が送信先に到着しないことがあるため、送信先IPホストから送信
元へ再送要求を促す。TCP補助エージェント510eはトランスポートを遅く
するのではなく、TCPスライディングウィンドウアルゴリズムの動作を修正し
て、無線を介した動作を最適化する。PRIMMA MAC層504dはTCP
補助エージェント510eと連携してエージェントが、例えば加入者ワークステ
ーション120dのTCP層150aからホスト136aへの再送要求を遮断す
ると、再送要求をホスト136aに転送するのではなく、要求されたパケットま
たはフローを無線基地局が加入者ワークステーション120dに送信できるよう
にする。これは、加入者CPEから受信の肯定応答を受信するまで、パケットは
破棄されずにまだPRIMMA504dのキューに保存されているためである。
本発明に従って、PRIMMA MACデータリンク層、すなわちレイヤ2で再
送を実行することができるため、再送は、通信路全体を経て送信側TCPへ再送
を要求して行う(TCPがスライディングウィンドウアルゴリズムをバックオフ
させる原因となることもある)のではなく、基地局からCPE加入者の間で行う
ことができる。このため、無線リンクを介して受信の肯定応答を受信するまで、
無線基地局302に再送させることにより、TCPウィンドウを最適に保ちなが
ら高い固有のビットエラーレートの課題を克服することを可能にしている。
ンドウブロックを送信し、輻輳を検出するとウィンドウのサイズを変更する。T
CP送信器はパケットのブロックをウィンドウで伝送し、受信器から肯定応答を
待つ。送信が円滑に行われると、すなわち輻輳またはパケット損失が発生しなけ
れば、送信器TCPは送信速度を増加する。送信側TCPで輻輳またはパケット
の損失が検出されるまで送信速度は継続して増加される。輻輳が通知されると、
TCPは送信を停止し、バックオフして、パケットのブロックを小さくして(ウ
ィンドウを小さくして)送信する。
を騙して通常のTCP動作を変更する。TCP補助エージェントは、例えば、再
送要求のコピーを防止して、送信器が受信側TCPから損失の通知を受けない、
すなわち輻輳通知を受信しないようにする。送信側TCPはそのような通知を受
信しないため、TCPスライディングウィンドウの変更を行わず、高い送信速度
で送信を継続する。
本当に損失したことを認識すると、TCP補助エージェントは再送要求をそのま
ま送信機側TCPに送信させることができる。本発明のMACリンク層は高いプ
ロトコル層と通信しており、アプリケーション感知型、トランスポート感知型、
ネットワーク感知型であるため、これは実行しやすい。この場合、MAC層がト
ランスポート層感知型で、PRIMMA MAC層504dはレイヤ4のTCP
補助エージェント510eと通信をする。MACは、無線基地局302から送信
された各パケットについて、CPE加入者局294dに送信された無線送信の受
信の肯定応答を要求するため、MAC層504dはTCP層間通信、例えば無線
送信で損失パケットが損失した、または本当の輻輳が発生したために生成された
再送要求がCPE局のクライアントコンピュータTCPから送信されたかどうか
を感知している。
線基地局302のPRIMMA MAC504dは損失パケットの内容を加入者
CPE局294dに再送することができる。加入者CPE基地局294dのPR
IMMA MAC504cが受信を肯定応答したのに、まだ再送を要求している
場合は、本当の輻輳が発生する可能性がある。無線基地局302のPRIMMA
MAC504dはTCP補助エージェント510eに再送要求をホストワーク
ステーション136aの送信側TCP510fに送信できるかどうか感知させる
ことができる。
送信側ホストで使用している市販のTCP層510a、510fに変更を必要と
せずに、無線媒体に最適化するようにTCPスライディングウィンドウアルゴリ
ズムの動作を変更することができる。一つの実施例では、TCP補助エージェン
ト510eは送信側ホストでもクライアントでもTCP層への修正を不要にして
いる。別の実施例では、ホストとクライアントのTCP層はTCP補助エージェ
ントによる動作の変更を感知しない、すなわち送信元と送信先のTCP層に透過
的である。別の実施例では、TCP補助エージェント510eは、加入者CPE
局に接続したクライアントコンピュータのTCP層とデータネットワークに接続
したホストワークステーションのTCP層の間の再送要求を遮断する。
0eの代表的な機能を説明する機能フロー図522を示している。図5Bと5A
に示されるように、図522は、送信側ホスト136aのTCP層510fがパ
ケットデータのウィンドウを加入者ワークステーション120dに送信し、肯定
応答を待っているものとしている。図522は、加入者ワークステーション12
0dから加入者CPE局294dを介して送信された発信TCPメッセージ52
4が無線基地局302のTCP補助エージェント510eで受信されたとしてい
る。
れ、加入者ワークステーション120dから無線ネットワークを介して送信側ホ
スト136aに送信されたメッセージの内容が明らかになる。
ージ(肯定応答メッセージのコピー)が含まれているかどうか判断される。CP
E加入者の場所からの複製肯定応答要求(肯定応答要求のコピー)を受信した場
合は、無線媒体のメッセージ損失、または本当の輻輳問題を意味することがあり
うる。ステップ528でTCPパケットが肯定応答メッセージのコピー(複製肯
定応答メッセージ)であると判断された場合は、ステップ532に進み、そうで
ない場合はステップ530に進む。
行による複製肯定応答メッセージでないと判断される。このため、ステップ53
0で、TCPメッセージは修正せずにTCP補助510eを介して通過し、図5
AのTCP層510fのフロー500に続くことができる。
ットの送信が完了したかどうか判断される。ステップ532は、TCP補助エー
ジェント510eとPRIMMA MAC層504dの間の相互通信により実行
される。これは、図4の線428で示した、PRIMMA MACと高級レイヤ
プロトコルの間のインタラクティブな動作の一例である。図15Bに示されるよ
うに、CPE局294dからMACダウンリンクサブフレームスケジューラ15
66への、スケジューラ1566に未来フレーム1568の損失パケットを再送
するように警告する再送要求1576はリンク層肯定応答(ARQ)プロセッサ
1578で受信されるため、PRIMMA MAC層504dは無線基地局30
2からCPE局294へのパケットの送信が完了したかどうか識別することがで
きる。ステップ532で、パケット送信が完了したと判断された場合、処理は上
述のステップ530に続行される。しかしながら、パケット送信が完了していな
いと判断された場合は、処理はステップ534に進む。
で喪失したと見なすことができるため、TCP補助エージェント510eはTC
Pメッセージ524を破棄する。処理はステップ536に進む。
504dから、リンク層による損失パケットの再送が完了しリンク層肯定応答プ
ロセッサ1578に受信されたという通知を待つことができる。処理はステップ
536からステップ538に進む。
の肯定応答を受信し、通常のTCPメッセージ処理を再開することができる。
MA MAC層は再送試行の回数にしきい値の制限を設定し、しきい値に達した
ら、処理をステップ530に進めて、TCPメッセージを修正せずに通過させる
ことができる。
0eの代表的な機能を説明する機能フロー図540を示している。図5Cと5A
に示されるように、図540は、送信側加入者ワークステーション120dのT
CP層510aがパケットデータのウィンドウをホスト136aに送信し、肯定
応答を待っているものとしている。図544は、ホストワークステーション13
6aからデータネットワーク142を介して送信された、無線媒体を介して加入
者CPE294dの加入者ワークステーション120dに送信された着信TCP
メッセージ524が無線基地局302のTCP補助エージェント510eで受信
されたとしている。
れ、ホスト136aから無線ネットワークを介して送信側加入者ワークステーシ
ョン120dに送信されたメッセージの内容が明らかになる。
メッセージが含まれているかどうか判断される。ホストからの複製肯定応答要求
を受信した場合は、無線媒体のメッセージ損失、または本当の輻輳問題を意味す
ることがありうる。ステップ546でTCPパケットが肯定応答メッセージのコ
ピー(複製肯定応答メッセージ)であると判断された場合は、ステップ550に
進み、そうでない場合はステップ548に進む。
行による複製肯定応答メッセージでないと判断される。このため、ステップ54
8で、TCPメッセージは修正せずにTCP補助510eを介して通過し、図5
AのTCP層510aのフロー500に続くことができる。
ットの送信が完了したかどうか判断することができる。ステップ550は、TC
P補助エージェント510eとPRIMMA MAC層504dの間の相互通信
により実行することができる。これは、図4の線428で示した、PRIMMA
MACと高級レイヤプロトコルの間のインタラクティブな動作の一例である。
図16Bに示されるように、再送要求1676はCPE局294dからリンク層
肯定応答(ARQ)プロセッサ1678で受信され、MACダウンリンクサブフ
レームスケジューラ1666に、未来フレーム1568の損失パケットを再送す
るように警告するため、PRIMMA MAC層504dはCPE局294から
無線基地局302へのパケットの送信が完了したかどうか識別することができる
。ステップ550で、パケット送信が完了したと判断された場合、処理は上述の
ステップ548に続行される。しかしながら、パケット送信が完了していないと
判断された場合は、処理はステップ552に進む。
で喪失したと見なすことができるため、TCP補助エージェント510eはTC
Pメッセージ524を破棄する。処理はステップ554に進む。
504dから、リンク層による損失パケットの再送が完了しリンク層肯定応答プ
ロセッサ1578に受信されたという通知を待つことができる。処理はステップ
554からステップ556に進む。
の肯定応答を受信し、通常のTCPメッセージ処理を再開することができる。
MA MAC層は再送試行の回数にしきい値の制限を設定し、しきい値に達した
ら、処理をステップ548に進めて、TCPメッセージを修正せずに通過させる
ことができる。 5.無線QoS感知型PRIMMA MAC(媒体アクセス制御)ハードウェア
アーキテクチャ
である。アーキテクチャ1000は、WANインタフェース320との無線双方
向接続により接続したデータネットワーク142を示している。
004とQoS/SLAルールエンジンおよびプロセッサ1008と双方向に接
続した双方向データフレームFIFO1002に双方向にリンクしている。
バッファ1014とフラッシュRAM(random access memory)1010とも双
方向に接続している。
QoS/SLAルールエンジンおよびプロセッサ1008、PRIMMA MA
CスケジューラASIC1012と双方向に接続している。
ース290、SRAMラジオセルバッファ1018、IPフローバッファ101
4とも双方向に接続している。 6.無線基地局ソフトウェア編成
用の代表的なソフトウェア編成の図である。図11のソフトウェア編成は、無線
トランシーバおよびRF ASIC(aplication specific integrated circuit
)モジュール290、IPフロー制御部1102、WANインタフェース管理部
1104、QoSおよびSLA管理部1106、システムOAM&P部1108
、顧客の課金およびログ部1110、DEN(directory enabled networking)
部1112、無線基地局320を含んでいる。
、TCPレート制御&サービスクラスモジュール1102b、無線PRIMMA MAC
層エンジン1102c、IPフロー識別および分析モジュール1102dを含ん
でいる。
ル1104a、WANインタフェースポート(例えばT1、T3、OC3ポート)
1104b、ファイアウォールおよびセキュリティモジュール1104c、WAN
トラフィックシェーピングモジュール1104dを含んでいる。 IPフロー制御部1102とWANインタフェース管理部1104はシステムの
「コア(中核)」部であり、パケット処理、MAC層スケジューリング、TCP
プロキシエージェント、WAN/IF制御機能が配置されている。前述の「ノン
コア(非中核)」部の機能の多くはこれらのコア部をサポートし、制御するもの
である。 QoSおよびSLA管理部1106は、QoS性能監視制御モジュール1106a
、サービスレベル契約モジュール1106b、ポリシーマネージャモジュール1
106c、暗号化管理モジュール1106dを含む。 QoSおよびSLA管理部1106は、特定のIPフローをQoSクラスに適当
にグループ分けする際に、システムが必要とする統計データを提供する。一般的
に、システムをインストールする条件設定時に、サービスプロバイダは、加入者
CPE局のSLA、ポリシー関連情報(policy-based information:動作時間、
ピークデータ送信レートの許容度など)、加入者CPE局294に関連する情報
を(遠隔から)ダウンロードする。加入者CPE局またはサービスプロバイダに
固有の、暗号キーまたは「強度」もまたダウンロードすることができる。 システムOAM&P部1108は、WAP用SNMPプロキシクライアントモジュー
ル1108a、CPE用SNMPプロキシクライアントモジュール1108b、システ
ム操作、管理および条件設定モジュール1108cを含む。 システムOAM&P部1108は、遠隔サービスを行うスタッフまたは装置に、
システムの監視、制御、サービス、変更および修理を行うことを可能にする。シ
ステム性能レベルを自動的に監視して、システムのトラップおよびトレースを設
定することができる。加入者の苦情はシステムOAM&P部1108により制御
されるリモートテストおよびデバッグサービスを使用して対処することができる
。システムOAM&P部1108の自動傾向分析機能により、システム容量の限
界を監視し、先行して追加のWAN接続を条件設定することができる。 顧客の課金およびログ部1110は会計ログ&データベース管理モジュール11
10a、トランザクション照会&処理制御1110b、課金&会計制御モジュー
ル1110c、ユーザ認証モジュール1110dを含む。 顧客の課金およびログ部1110は、サービスプロバイダにシステムの加入者に
関する会計情報、課金情報、トランザクション情報を提供する。使用に応じて課
金するサービスプロバイダの場合、システムリソース使用の累積データを収集す
ることができる。機能タイプ別の場合(例えばビデオ会議、マルチキャスティン
グなど)は、特別な課金データを収集してサービスプロバイダに送信することが
できる。この部は、加入者認証機能の動作により、加入者のシステムの利用可能
性を制御する。加入者が認証されてシステムを使用すると、新しい加入者認証エ
ントリがサービスプロバイダにより(遠隔から)作成される。同様に、サービス
の料金を滞納などの理由により加入者のシステムへのアクセスを拒否することも
できる。サービスプロバイダはまた、会計関連トランザクションのためにシステ
ムを遠隔から照会することもできる。 DEN(ディレクトリ利用可能ネットワーク:directory enabled networking)
部1112は、DEN QoS1112aモジュール、DEN管理&条件設定1112bモ
ジュール、DEN IPSECモジュール1112c、IPベースVPN制御&管理モジュール
1112dを含む。
N動作に関するシステム関連情報を入力する手段を提供する。加入者VPNは、
システムがシステムリソースをVPNの加入者に適切に割り当て、これらのVP
Nを認識して動作させるために、「初期化」して「条件設定」する必要がある。
DEN部1112からのデータをシステムが利用して適当な優先度を所定の加入
者のIPフローに適用する。
法の標準構造を提供する、MICROSOFT社、INTEL社、CISCO社標準のDEN(direc
tory enabled networking)をサポートする。本発明は、遠隔管理、条件設定、
管理を可能にするLDAP(lightweight directory access protocol)準拠の
方法(LDAPはMICROSOFT社、Redpmond、WAから入手可能)でVPNトラフィック
に優先度を付ける。本発明はまた、LDAPバージョン2にも準拠している。本
発明は、ITU−T(国際電気通信連合/電気通信部)により発表されたX.5
00標準、RFC1777にも準拠している。
network management)、IPsec互換ネットワークセキュリティ、IPse
cベースVPN(IPsec based VPN)を提供する。無線基地局302のDENは
CIM(common information model:共通情報モデル)3.0準拠(仕様が仕上が
ったら)とすることを計画している。無線基地局302はネイティブDENサポ
ートを提供し、予約モデル(例えば、フローごとのRSVPキューイング)を含
めたディレクトリベースのDEN QoSメカニズム、precedence./priority/di
fferentiated model(パケットマーキング)をサポートしている。無線基地局3
02はDENネットワークポリシーのサポートを計画することができ、DENが
完成するまで、内部QoSとネットワークの拡張をサポートすることができる。
6.IPsecサポート
準的な方法を提供する。VPNトンネルモードでは、ヘッダ全体を符号化、すな
わち暗号化することができる。本発明をパケット中心型、QoS感知型優先度付
けで実施可能にするためには、パケット/IPフローを識別中に無線基地局はパ
ケットのヘッダフィールドの内容を分析可能である必要がある。このため、暗号
化されていないパケットの分析が望まれている。
を暗号化するため、暗号化送信を行うためにIPsecを無線リンクを介して使
用する必要はない。サービスプロバイダがIPsecを使用することが望ましい
と考える時に、IPsecを使用してヘッダとペイロード、またはペイロードだ
けの認証と安全なカプセル化を行うことができる。IPsecは通常、ファイア
ウォールに統合されている。サービスプロバイダが本発明とIPsecを実施す
ることを希望する場合、本発明はファイアウォールに隠れて実施することになる
。すなわち、ファイアウォールを無線基地局に移動することができる。これによ
りIPsecストリームを、パケットヘッダフィールドに基地局アクセスを提供
することができる基地局で終了させることができる。
。同様に、図18は本発明のアップリンク方向のIPsecサポートを示す図で
ある。
トするプロトコルスタックをダウン方向に進み、アップ方向に、送信のためにデ
ータネットワーク142に接続した無線基地局302を通過して、暗号化層を通
り、次に加入者CPE294dへの無線リンクを介し、加入者CPE294dの
プロトコルスタックをアップ方向に通過し、次にデータネットワーク142に接
続した有線を通過して、プロトコルスタックをアップ方向に進んで加入者の場所
306dの送信先加入者ワークステーション120dに至るダウンリンクフロー
1700を示している。
02を通過し、次に加入者CPE294dへの無線送信リンクを通過して、加入
者ワークステーション120dとの有線リンクを通過するIPパケットフローを
示している。
2hから、ダウン方向へTCP/UDP層1710h、IP層1708h、オプ
ションのPPP層1706h、イーサネット層1705h、10ベースT層17
02hを通過し、データネットワーク142を介して10ベースT層1702g
に進み、次にイーサネット1704gを通過して、次にプロトコルスタックをア
ップ方向に、オプションのPPP層1706g、IP層1708g、1708h
と進み、インターネットファイアウォールとIPsecセキュリティゲートウェ
イ1706fをダウン方向に、WAN層1704f、有線層1702f、データ
ネットワーク142、有線物理層1702eへと送る。
のアップ方向に、WAN層1704e、IPsecセキュリティゲートウェイ1
706e、IPネットワーク層1708eと1708dとのファイアウォールを
介し、次にダウン方向に暗号化層1706d、PRIMMA MAC層1704
d、そしてダウン方向に無線リンクから加入者CPE294dへと送る。
2dからアップ方向に、MAC層1704c、暗号化層1706c、IP層17
08b、1708cを介してダウン方向にオプションの層1706b、イーサネ
ット層1704b、10ベースT接続1702b、10ベースT接続と送る。
からそのプロトコルスタックをアップ方向に、イーサネット層1704a、オプ
ションのPPP層1706a、IP層1708a、TCP/UDP層1710a
、アプリケーション層1712aと送る。
元TCPから、CPE加入者局294dに接続したイーサネット、無線基地局3
02への無線媒体への送信プロトコルスタックをダウン方向に進み、IPsec
をサポートする無線基地局302のプロトコルスタックをアップ方向に進み、次
に、データネットワーク142への有線接続と進み、送信先ホストへのプロトコ
ルスタックへと至るアップリンク方向のIPフローを示している。
294dを通過し、次に無線送信媒体を介して無線基地局302へ、場合によっ
ては有線リンクを介してホストワークステーション136aに至るIPパケット
を示している。
をダウン方向にTCP/UDP層1810a、IP層1808a、オプションの
ポイントツーポイント(PPP)層1806a、データリンクイーサネット層1
804a、10ベースTイーサネットネットワークインタフェースカード(NI
C)物理層1802a、有線回線接続を介して加入者CPE294dの10ベー
スTイーサネットNIC物理層1802bと進むIPフローを含む。
スタックをアップ方向にイーサネット層1804b、オプションのPPP層18
06bを介してIP層1808b、1808cへと進め、インターネットファイ
アウォールとIPsecセキュリティゲートウェイ1806bをダウン方向に進
み、PRIMMA MAC1804c、アンテナ292dを含む無線物理層18
02c、RF通信、ケーブルRF、衛星リンクなどの無線媒体を介して無線物理
層1802dの無線基地局302のアンテナ290dに進める。
らアップ方向に、MAC層1804d、IPsec層1806d、1806dと
進め、パケットをカプセル化して暗号化することができる。IPsec層180
6eからIPフローはダウン方向にWAN層1804e、データネットワーク1
42を介して有線物理層1802eと進む。
WAN層1804f、IPsecセキュリティゲートウェイ1806f、IPネ
ットワーク層1808fと1808gとのファイアウォールを介して送り、次に
ダウン方向にオプションのPPP層1806h、イーサネット層1804h、ダ
ウン方向に10ベースT層1802gと送り、インタフェース320、 ルータ140dを介してデータネットワーク142、有線接続を介してホストワ
ークステーション136aの10ベースT物理層1802hへと送る。
、からプロトコルスタックをアップ方向に、イーサネット層1805h、 オプションのPPP層1806h、IP層1808h、TCP/UDP層181
0h、アプリケーション層1812hと進める。 IV.結論
ものではない。本発明の範囲は上述の実施例に限定されることなく、以下の特許
請求の範囲に従ってのみ定義される。
ビスを提供する標準的な電気通信ネットワークの概要を示すブロック図である。
を示す図である。
図である。
に、異なったローカルアクセスと伝送エリアに位置する加入者間で標準的な電気
通信サービスを提供する電気通信ネットワークの概要を示すブロック図である。
する代表的なネットワークを示す図である。
無線ネットワークを含むネットワークを示す図である。
を示す図である。
インターネットプロトコルフローを示す図である。
ージェントの代表的な機能の説明を含む機能フロー図である。
ージェントの代表的な機能の説明を含む機能フロー図である。
表すブロック図である。
ス要件の品質を識別するために利用可能なパケットヘッダフィールド情報を示す
図である。
たブロック図である。
ブロック図である。
ムスロットに優先度付けとリソース割り当てを行い、スケジューリングを行う方
法を示す図である。
である。
ソフトウェア編成を示す図である。
ックフィールドを示す図である。
ドを示す図である。
ルドを示す図である。
制御ペイロードデータユニットを示す図である。
示す図である。
ックを示す図である。
す図である。
ータユニットを示す図である。
ある。
ある。
ある。
のインターネットプロトコルフローを示す図である。
である。
サポートしている。WINAARアーキテクチャ400に統合したIPsec4
22フローをダウンリンク方向とアップリンク方向についてそれぞれ図17、1 7で 示した。無線基地局302は、ファイアウォールを無線基地局に設け、デー
タストリームおよびパケットヘッダ情報を解読してから識別分析することにより
、IPsec暗号化ストリームの優先度をサポートしている。フレームストリー
ムはすでに無線送信媒体を介してフレームデータの暗号化を含んでおり、周波数
ホッピングを実施している。
ができる。例えば、クラス1パケットフローキュー1324のデータパケットが
ジッターも待ち時間もない伝送、すなわち一定の時間間隔でリアルタイムのパケ
ットの伝送を要求するとする。パケットフローキュー1324は、例えばクラス
1ダウンストリームキュー1302に示されるように4つの時間間隔の等しいス
ロット予約を未来のフレームに作成する(図13を参照)。予約はダウンストリ
ーム予約FIFOキュー1322に送られ、フロースケジューラ604、634
により未来のダウンストリームフレーム1202にスケジューリングされる。
地局302に無線媒体を介してCPE加入者局294から受信された現在のアッ
プストリームサブフレーム1204の一部として到達する。現在のアップストリ
ームサブフレーム1344は、図8Bで説明した内容に従って、アップリンクパ
ケットの分析とスケジューリングを行うために、一時的に予約要求を保存するこ
とができる。前のアップストリームサブフレーム1346、1348、1350
は、未来のアップストリームサブフレーム1204にアップストリームフレーム
スロット割り当てを待っているアップストリーム予約要求を含む。図12Kを参
照して説明したRRB(予約要求ブロック)は、IP識別子#とフローのクラス
の一つのIPフローに対する複数のスロットの予約を含む。(IPフローとクラ
スによる)アップストリーム予約要求はクラス1アップストリーム予約要求キュ
ー1308、クラス2アップストリーム予約要求キュー1310、クラス3アッ
プストリーム予約要求キュー1312にIPフローQoSクラスキューイングプ
ロセッサ(図16Aと16Bを参照して後で説明)によりキューイングされる。
フロースケジューラ604、1566と、634、1666はそれぞれこれらの
ダウンストリーム予約とアップストリーム予約要求を使用してスロットを次のダ
ウンストリーム送信サブフレーム1202とアップストリーム送信サブフレーム
1204のデータパケットに割り当てる。
の優先度に基づいて未来スロットをデータパケットに割り当てる。代表的な優先
度は図8Aと図8Bを参照して説明した通りである。ジッターに敏感な呼は時間
感知型(時間に敏感)であるため、等時な接続(時間について同相)を保持する
ことが重要である。そのような信号では、データがフレーム間で同じスロット、
またはフレーム間で周期的な変動を持ったスロットに分散することが重要である
。例えば、垂直な予約1480は、各フレームでダウンリンク通信用の同じスロ
ットを受信するジッター感知型信号を示す。特に、信号はフレーム1402―1
416のスロット1422に割り当てられる。フレーム間の間隔が0.5msの
場合、このIPフローが一つのスロットに0.5msの間隔で割り当てられる。
別の例では、斜めの予約1482は連続したフレーム間を一定の期間で変化する
スロットを受信するジッター感知型信号を示す。特に、信号はフレーム1402
のスロット1440に、フレーム1404のスロット1438に、...フレー
ム1416のスロット1426に割り当てられ、「斜め」を形成する。フレーム
間の間隔が0.5msでスロット間の間隔が0.01msの場合、このIPフロ
ーを一つのスロットに0.5−0.01で0.49msの間隔で割り当てること
ができる。したがって、フレーム間隔を短くする場合は右上がりの斜めの予約を
使用することができる。フレーム間隔を長くする場合は、例えば右下がりの斜め
のアップリンク予約1484など、右下がりの斜めの予約を使用することができ
る。斜めの予約1482は、連続したフレーム間の期間の設定に応じてより顕著
にする(例えば傾きを大きくしたり小さくしたりする)ことができる。予約パタ
ーン1480、1482、1484、1486はジッター感知型通信にとって有
用なパターンである。また、図に示されている、垂直な予約1480に類似した
垂直な予約1486は、アップリンク方向のジッター感知型通信に有用である。
者局識別子(ID)参照モジュール1636では、その新しいIPデータフロー
についてCPE IDの参照を実行する。各加入者CPE局294dは、そこを
ホームとする一つ以上の加入者ワークステーション120dで作動する一つ以上
のアプリケーションを有することができる。したがって、一以上の加入者が、加
入者CPE局294dからIPフローを、または加入者CPE局294dでIP
フローを生成または受信することができる。加入者ワークステーション120d
は加入者CPE局294dに接続した装置であってよい。モジュール1636は
、IPフローのCPE局識別子をテーブル1638で参照し、予約要求ブロック
(RRB)にCPE IDを提供する。モジュール1636からパケットクラス
分け部1606のモジュール1642に進む。 5.クラス分け
IPフローを、PRIMMA MAC層504d、PPP層520d、IP層5
08dを介してTCP補助エージェント510eにアップ方向に送る。TCP補
助エージェント510eはIPフローをIP層508e、PPP層520e、ワ
イドエリアネットワーク(WAN)層504e、有線物理層502e、インタフ
ェース320、ルータ140d、データネットワーク142、有線接続を介して
WANホストワークステーション136aの有線層502fへ送ることができる
。
、からプロトコルスタックをアップ方向に、イーサネット層1804h、オプシ
ョンのPPP層1806h、IP層1808h、TCP/UDP層1810h、
アプリケーション層1812hと進める。 IV.結論
Claims (219)
- 【請求項1】 パケット中心型プロトコルにより第一データネットワークと通信をする無線基
地局と、 前記パケット中心型プロトコルにより前記第一データネットワークと通信をす
る一つ以上のホストワークステーションと、 無線媒体を介して前記パケット中心型プロトコルにより共有帯域幅を介して前
記無線基地局と接続された一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer prem
ise equipment )局と、 第二ネットワークを介して前記加入者CPE局のそれぞれに前記パケット中心型
プロトコルにより接続された一つ以上の加入者ワークステーションと、から構成
されるパケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システム。 - 【請求項2】 前記パケット中心型プロトコルが送信制御プロトコル/インターネットプロト
コル(TCP/IP)であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項3】 前記パケット中心型プロトコルがユーザダイアグラムプロトコル/インターネ
ットプロトコル(UDP/IP)であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項4】 前記加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て手段を備えた
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項5】 前記リソース割り当て手段が最終ユーザのサービス品質(QoS: quality of se
rvice)を最適化することを特徴とする請求項4に記載のシステム。 - 【請求項6】 前記無線通信媒体が、 無線周波数(RF)通信媒体; ケーブル通信媒体;および 衛星通信媒体; の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 【請求項7】 前記無線通信媒体が、 時分割多重アクセス(TDMA)アクセス方法; 時分割多重アクセス/時分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法; 符号化分割多重アクセス(CDMA)アクセス方法;および 周波数分割多重アクセス(FDMA)アクセス方法; の中の一つ以上の方法を含む電気通信アクセス方法から構成されることを特徴
とする請求項6に記載のシステム。 - 【請求項8】 前記第一データネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 【請求項9】 前記第二ネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 【請求項10】 前記加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソースアロケータを備えたこ
とを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項11】 前記リソースアロケータが最終ユーザのサービス品質(QoS: quality of serv
ice)を最適化することを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 【請求項12】 前記リソースアロケータがアプリケーションを感知することを特徴とする請求
項10に記載のシステム。 - 【請求項13】 前記リソースアロケータが、 前記共有帯域幅を介してIPフローを分析し、スケジューリングするアナライザ
とスケジューラを備え、 前記IPフローは、 送信制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)フロー、および ユーザデータグラムプロトコル/インターネットプロトコル(UDP/IP)フロー、 のいずれか一つ以上を含むことを特徴とする請求項11に記載のシステム。 - 【請求項14】 前記アナライザと前記スケジューラが、 前記IPフローを識別する識別要素と、 前記IPフローを特徴付ける特徴付け要素と、 前記IPフローをクラス分けするクラス分け要素と、を備え、 前記アナライザとスケジューラは前記IPフローに優先度を付ける優先度付け要
素とを備えたことを特徴とする請求項13に記載のシステム。 - 【請求項15】 前記識別要素は、 パケットヘッダフィールドを分析する分析装置と、 新しいIPフローと既存のIPフローを識別する識別要素と、を備えたことを特徴
とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項16】 前記アナライザは、 前記IPフローのパケットをバッファするバッファと、 前記パケット一つずつのパケットヘッダフィールドからデータを抽出するデー
タ抽出装置と、 前記パケットヘッダフィールドを分析するパケットヘッダフィールド分析装置
と、を備えたことを特徴とする請求項15に記載のシステム。 - 【請求項17】 前記データ抽出装置は、 前記IPフローのパケットのバージョンがIPv.4またはIPv6かを判定する手段と
、 前記パケットを解析する手段と、を備えたことを特徴とする請求項16に記載
のシステム。 - 【請求項18】 前記パケットヘッダフィールドアナライザが、 送信元アプリケーションタイプを判断する判断手段を備えたことを特徴とする
請求項16に記載のシステム。 - 【請求項19】 前記データ抽出装置が、 IPバージョン判断器と、 前記パケットを解析するパーサを備えたことを特徴とする請求項16に記載の
システム。 - 【請求項20】 前記パケットヘッダフィールドアナライザは、 前記パケットの送信元アプリケーションタイプを判断する送信元アプリケーシ
ョンタイプ判断器を備えたことを特徴とする請求項16に記載のシステム。 - 【請求項21】 前記判断手段が、 送信元アプリケーションパケットヘッダテーブルから送信元アドレスについて
送信元アプリケーションを保存し、取り出す手段; サービスタイプ(TOS:type of service)パケットヘッダフィールドから送信元
アプリケーションを判断する手段; 差別化サービス(DiffServ:differentiated services)パケットヘッダフィ
ールドから送信元アプリケーションを判断する手段; の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項18に記載のシステム
。 - 【請求項22】 前記識別要素は、 既存のIPフローをIPフロー識別データテーブルに保存、またはIPフロー識別デ
ータテーブルから取り出す手段を備えたことを特徴とする請求項15に記載のシ
ステム。 - 【請求項23】 前記特徴付け要素は、 パケットの存在時間がしきい値時間を超えている否かを判断する存在時間判断
手段と、 前記パケットの前記存在時間に基づいてクライアントアプリケーションIPフロ
ーの破棄を予想する手段と、 前記新しいIPフローのQoS要件を判断するQoS判断手段と、 前記新しいIPフローに関連する前記加入者CPE局の加入者識別を判断する手段
と、を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項24】 前記生存時間判断手段は、 有効期限(TTL:time to live)パケットヘッダフィールドを分析して前記パ
ケットの存在時間を判断する手段を備えたことを特徴とする請求項23に記載の
システム。 - 【請求項25】 前記QoS判断手段は、 送信元アドレス; 送信先アドレス; UDPポート番号; の中の一つ以上に基づいて前記QoS要件を判断し、 前記QoS判断手段は、 IPフローQoS要件テーブルからIPフローのQoS要件を保存および取り出す手段を
備えたことを特徴とする請求項23に記載のシステム。 - 【請求項26】 前記クラス分け要素は、 前記IPフローと既存のIPフローのパケットを関連付ける手段を備えたことを特
徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項27】 前記クラス分け要素は、 前記新しいIPフローの前記パケットをQoSクラスグルーピングにクラス分けす
るクラス分け手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項28】 前記クラス分け手段は、 前記IPフローのQoSクラスグルーピングを判断し、考慮する手段を備えたことを
特徴とする請求項27に記載のシステム。 - 【請求項29】 前記クラス分け手段は、 前記IPフローに関するオプションの差別化サービス(DiffServ:differentiat
ed services)フィールド優先度マーキングを考慮する手段を備えたことを特徴
とする請求項28に記載のシステム。 - 【請求項30】 前記クラス分け手段は、 前記IPフローに関するオプションのサービスタイプ(TOS:type of service)
フィールド優先度マーキングを考慮する手段を備えたことを特徴とする請求項2
8に記載のシステム。 - 【請求項31】 前記優先度付け器は、 前記IPフローに関する階層的クラスに基づいた優先度(HCBPs:hierarchical
class based priorities)を考慮する手段を備えたことを特徴とする請求項14
に記載のシステム。 - 【請求項32】 前記優先度付け器は、 前記IPフローに関する仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private
network)優先度を考慮する手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載の
システム。 - 【請求項33】 前記優先度付け器は、 前記IPフローに関するサービスレベル契約(SLA:service level agreement)
に基づいた優先度を考慮する手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載の
システム。 - 【請求項34】 前記優先度付け要素は、 前記IPフローに関するサービスタイプ(TOS:type of service)優先度を考慮
する手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項35】 前記優先度付け器は、 前記IPフローに関する差別化サービス(DiffServe:differentiated services
)を考慮する手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項36】 前記識別要素は、 前記IFフローの一つ以上のパケットヘッダフィールドを分析する分析手段と、 新しいIPフローと既存のIPフローとを識別する識別手段と、を備えたことを特
徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項37】 前記分析手段は、前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク無線
接続用に前記加入者CPE局に位置することを特徴とする請求項36に記載のシス
テム。 - 【請求項38】 前記識別手段は、前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク無線
接続用に前記加入者CPE局に位置することを特徴とする請求項36に記載のシス
テム。 - 【請求項39】 前記分析手段は、前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウンリンク無線
接続用に前無線基地局に位置することを特徴とする請求項36に記載のシステム
。 - 【請求項40】 前記識別手段は、前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウンリンク無線
接続用に前無線基地局に位置することを特徴とする請求項36に記載のシステム
。 - 【請求項41】 前記分析手段は、 前記IPフローのパケットをバッファする手段と、 前記パケットごとのパケットヘッダフィールドからデータを抽出する抽出手段
と、 前記パケットヘッダフィールドを分析する第二分析手段と、を備えたことを特
徴とする請求項36に記載のシステム。 - 【請求項42】 前記抽出手段は、 前記パケットのバージョンがIPv.4またはIPv6かを判定する手段と、 前記IPフローの前記パケットヘッダフィールドを解析する手段と、を備えたこ
とを特徴とする請求項41に記載のシステム。 - 【請求項43】 前記第二分析手段が、 送信元アプリケーションタイプを判断する判断手段を備えたことを特徴とする請
求項41に記載のシステム。 - 【請求項44】 前記判断手段が、 送信元アプリケーションタイプを送信元アプリケーションパケットヘッダテー
ブルに保存、または送信元アプリケーションパケットヘッダテーブルから取り出
す手段を備えたことを特徴とする請求項43に記載のシステム。 - 【請求項45】 前記判断手段が、 送信元アプリケーションをサービスタイプ(TOS:type of service)パケットヘ
ッダフィールドから判断する手段を備えたことを特徴とする請求項43に記載の
システム。 - 【請求項46】 前記判断手段が、 送信元アプリケーションを差別化サービス(DiffServ:differentiated servic
es)パケットヘッダフィールドから判断する手段を備えたことを特徴とする請求
項43に記載のシステム。 - 【請求項47】 前記判断手段が、 直接アプリケーションコンジット(direct application conduit)により提供
される情報から送信元アプリケーションを判断する手段を備えたことを特徴とす
る請求項43に記載のシステム。 - 【請求項48】 前記識別手段が、 既存のIPフローの識別情報をIPフロー識別データテーブルに保存、およびIPフ
ロー識別データテーブルから取り出す手段を備えたことを特徴とする請求項36
に記載のシステム。 - 【請求項49】 前記識別要素が、 前記IPフローが、前記無線媒体を介して受信されたパケットに基づくシステム
にとって既知であるかどうかを判断する判断手段と、 前記受信されたパケットを送信した送信元アプリケーションを識別する送信元
識別手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項50】 前記判断手段が、前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウンリンク無線
接続用に前無線基地局に位置することを特徴とする請求項49に記載のシステム
。 - 【請求項51】 前記判断手段が、前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク無線
接続用に前記加入者CPE局に位置することを特徴とする請求項49に記載のシス
テム。 - 【請求項52】 前記識別手段が、前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウンリンク無線
接続用に前無線基地局に位置することを特徴とする請求項49に記載のシステム
。 - 【請求項53】 前記識別手段が、前記加入者CPE局から前記無線基地局へのアップリンク無線
接続用に前記加入者CPE局に位置することを特徴とする請求項49に記載のシス
テム。 - 【請求項54】 前記判断手段が、 前記パケットをバッファする手段と、 前記パケットのパケットヘッダフィールドから識別情報を抽出する手段と、 既存のIPフローデータテーブルの前記識別情報を使用して既存のIPフロー識別
子の参照を実行してIPフローがシステムに既知か否かを判断する手段と、を備え
たことを特徴とする請求項49に記載のシステム。 - 【請求項55】 前記送信元識別手段が、 前記パケットをバッファする手段と、 前記パケットのパケットヘッダフィールドから情報を抽出する手段と、 送信元アプリケーションデータテーブルの前記情報を使用して送信元アプリケ
ーションタイプの参照を実行して前記送信元アプリケーションを識別する手段と
、を備えたことを特徴とする請求項49に記載のシステム。 - 【請求項56】 前記特徴付け要素は、 パケットの存在時間がしきい値時間を超えているか否かを判断する存在時間判
断手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項57】 前記存在時間判断手段は、 前記パケットを判断するために有効期限(TTL:time to live)パケットヘッ
ダフィールドを分析する手段を備えたことを特徴とする請求項56に記載のシス
テム。 - 【請求項58】 前記存在時間判断手段は、 前記パケットの存在時間に基づいてアプリケーションIPフローの破棄を予想する
手段を備えたことを特徴とする請求項56に記載のシステム。 - 【請求項59】 前記特徴付け要素は、 前記IPフローが新しいIPP前記フローの場合、前記IPフローのQoS要件を判断す
るQoS判断手段を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項60】 前記特徴付け要素は、 前記IPフローが新しいIPP前記フローの場合、前記IPフローに関連する前記加入
者CPE局の加入者CPE識別を判断する手段を備えたことを特徴とする請求項14に
記載のシステム。 - 【請求項61】 前記QoS判断手段は 送信元アドレス; 送信先アドレス; UDPポート番号; の中の一つ以上に基づいて前記QoS要件を判断する手段を備えたことを特徴と
する請求項59に記載のシステム。 - 【請求項62】 前記QoS判断手段は、 IPフローQoS要件テーブルからIPフローのQoS要件を保存および取り出す手段を
備えたことを特徴とする請求項59に記載のシステム。 - 【請求項63】 前記クラス分け要素は、 前記IPフローと既存のIPフローのパケットを関連付ける手段を備えたことを特
徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項64】 前記クラス分け要素は、 新しいIPフローのパケットをQoSクラスグルーピングにグループ分けするQoSグ
ルーピング装置を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項65】 前記QoSグルーピング装置は、 前記IPフローのQoSクラスグルーピングを判断し、考慮する手段を備えたことを
特徴とする請求項3に記載のシステム。 - 【請求項66】 前記QoSグルーピング装置は、 前記IPフローに関するオプションの差別化サービス(DiffServ:differentiat
ed services)フィールド優先度マーキングを考慮するオプションの差別化サー
ビス(DiffServ:differentiated services)装置を備えたことを特徴とする請
求項65に記載のシステム。 - 【請求項67】 前記QoSグルーピング装置は、 前記IPフローに関するオプションのサービスタイプ(TOS:type of service)
フィールド優先度マーキングを考慮するオプションのサービスタイプ(TOS:typ
e of service)装置を備えたことを特徴とする請求項65に記載のシステム。 - 【請求項68】 前記優先度付け要素は、 前記IPフローのHCBP(hierarchical class based priorities:階層的クラス
に基づいた優先度)優先度に基づいて前記IPフローに優先度を付けるHCBP優先度
付け要素を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項69】 前記HCBP優先度付け要素は、 前記HCBP優先度一つ一つに限度を確立するクラスに基づいた優先度限界を備え
たことを特徴とする請求項68に記載のシステム。 - 【請求項70】 前記優先度付け器は、 VPN(virtual private network:仮想プライベートネットワーク)である送信
元に基づいて前記IPフローを優先度付けする仮想プライベートネットワーク(V
PN)優先度付け器を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項71】 前記仮想プライベートネットワーク(VPN)優先度付け器は、前記VPN IPフ
ローのすべてに高い優先度を付けることを特徴とする請求項70に記載のシステ
ム。 - 【請求項72】 前記仮想プライベートネットワーク(VPN)優先度付け器は、 特定のIPフロータイプのVPNフロー;および VPNタイプからのVPN IPフロー; の一つ以上に高い優先度を付けることを特徴とする請求項70に記載のシステ
ム。 - 【請求項73】 前記VPNタイプは、 DEN (directory enabled networking)テーブル管理スキームタイプ(table man
agement scheme type)を含むことを特徴とする請求項72に記載のシステム。 - 【請求項74】 前記優先度付け器は、 前記IPフローの加入者送信元のSLAレベルに基づいて前記IPフローに優先度を
付けるサービスレベル契約(SLA:service level agreement)ベース優先度付け
要素を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項75】 前記SLAレベルは、 プレミアムレベル、スタンダードレベル、およびバリューレベルの少なくとも
一つを含むことを特徴とする請求項74に記載のシステム。 - 【請求項76】 前記優先度付け装置は、 前記IPフローのパケットのTOSマーキングに基づいて前記IPフローを優先度付
けするサービスタイプ(TOS:type of service)優先度付け要素を備えたことを
特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項77】 前記優先度付け要素は、 前記IPフローのパケットのDiffservマーキングに基づいて前記IPフローを優先
度付けする差別化サービス(DiffServ:differentiated services)優先度付け
要素を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項78】 前記優先度付け要素は、 前記IPフロー優先度に基づいて予約ポリシー限度を設定する、共有帯域幅の公
平な分配を保証する均等化優先度(WFP:weighted fair priority)優先度付け
要素を備えたことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項79】 前記SLAベース優先度付け要素は、 前記IPフローについて前記SLAを分析する手段を備えたことを特徴とする請求
項74に記載のシステム。 - 【請求項80】 一つ以上の加入者定義パラメータ(subscriber-defined parameter)に基づい
て前記IPフローを優先度付けする手段を備えたことを特徴とする請求項79に記
載のシステム。 - 【請求項81】 前記SLAレベルは、 プレミアムレベル、スタンダードレベル、およびバリューレベルの少なくとも
一つを含むことを特徴とする請求項74に記載のシステム。 - 【請求項82】 前記SLAレベルは、 前記SLA加入者間で異なったトラフィックレート; 前記SLA加入者のネットワーク利用可能性; 前記SLA加入者の帯域幅を少なくする; 前記SLA加入者のエラーレートを少なくする; 前記SLA加入者の待ち時間保証; 前記SLA加入者のジッター保証; の中の一つ以上を提供するために使用されることを特徴とする請求項74に記
載のシステム。 - 【請求項83】 前記リソース割り当て装置(resource allocation device)が 前記無線媒体を介して送信する送信フレームのデータパケットに送信フレーム
の未来スロットを割り当てる割り当て手段を備えたことを特徴とする請求項11
に記載のシステム。 - 【請求項84】 前記割り当て手段が、 事前予約アルゴリズムを適用する手段と、 前記事前予約アルゴリズムに基づいて未来送信フレームのインターネットプロ
トコル(IP)フローの第一データパケットについて第一スロットを予約する第一
予約手段と、 前記事前予約アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームに時間的に後続の
送信フレームの前記IPフローの第二データパケットについて第二スロットを予約
する第二予約手段と、を備え、 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されるのと等時(isochron
ous)に、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置されること特徴と
する請求項83に記載のシステム。 - 【請求項85】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に周期的な変動があるこ
とを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項86】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に非周期的な変動がある
ことを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項87】 前記事前予約アルゴリズムが、前記IPフローがジッター感知型であるかどうか
を判断することを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項88】 前記リソースアロケータが、 前記IPフローに関する階層的クラスに基づいた優先度(HCBPs:hierarchical
class based priorities)を示す手段を備えたことを特徴とする請求項11に記
載のシステム。 - 【請求項89】 前記リソースアロケータが、 前記IPフローに関する仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private
network)優先度を示す手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載のシス
テム。 - 【請求項90】 前記リソースアロケータが、 前記IPフローに関するサービスレベル契約(SLA:service level agreement)
に基づいた優先度を示す手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載のシス
テム。 - 【請求項91】 前記リソースアロケータが、 前記IPフローに関するサービスタイプ(type of service)優先度を示す手段
を備えたことを特徴とする請求項11に記載のシステム。 - 【請求項92】 前記リソースアロケータが、 前記IPフローに関する差別化サービス(DiffServe:differentiated services
)を示す手段を備えたことを特徴とする請求項11に記載のシステム。 - 【請求項93】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に周期的な変動を与える
手段を備えたこと特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項94】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に非周期的な変動を与え
る手段を備えたことを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項95】 前記事前予約アルゴリズムが、前記IPフローがジッター感知型であるかどうか
を判断する手段を備えたことを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項96】 前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動を与えない手段を備えた
ことを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項97】 前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動を与える手段を備えたこ
とを特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項98】 前記アルゴリズムが、 前記IPフローがジッター感知型であるかどうかを判断する手段を備えたことを
特徴とする請求項84に記載のシステム。 - 【請求項99】 前記アナライザがIP優先度パケットヘッダIPフロー識別情報を識別し、前記IP
をクラス分けし、 前記スケジューラが前記IPフローを優先度付けして前記IP優先度ヘッダ識別情
報を考慮することを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項100】 前記IP優先度パケットヘッダIPフロー識別情報は、前記IPフローのQoSクラス
グルーピングを判断して考慮する判断要素を備えたことを特徴とする請求項99
に記載のシステム。 - 【請求項101】 前記IP優先度パケットヘッダIPフロー識別情報は、オプションのサービスタイ
プ(TOS)フィールド優先度マーキングを示すTOS優先度付け要素を備えたことを特
徴とする請求項99に記載のシステム。 - 【請求項102】 前記サービスタイプ(TOS)フィールド優先度マーキングはインターネット技
術特別調査委員会(IETF)RFC1992bと互換性のあることを特徴とする請求項10
1に記載のシステム。 - 【請求項103】 前記サービスタイプ(TOS)フィールド優先度マーキングはインターネット技
術特別調査委員会(IETF)RFC1349と互換性のあることを特徴とする請求項10
2に記載のシステム。 - 【請求項104】 前記マーキングは、 最小遅延マーキング; 最大スループットマーキング; 最大信頼度マーキング; 最小金額的コストマーキング;および 標準的サービスマーキング;とから構成されることを特徴とする請求項103
に記載のシステム。 - 【請求項105】 前記IP優先度パケットヘッダIPフロー識別情報は、 オプションの差別化サービス(DiffServ)フィールド優先度マーキングを示すDi
ffServ優先度付け要素を含むことを特徴とする請求項99に記載のシステム。 - 【請求項106】 前記DiffServフィールド優先度マーキングは、インターネット技術特別調査委
員会(IETF)RFC2474と互換性のあることを特徴とする請求項105に記載のシ
ステム。 - 【請求項107】 前記DiffServフィールド優先度マーキングは、インターネット技術特別調査委
員会(IETF)RFC2475と互換性のあることを特徴とする請求項105に記載のシ
ステム。 - 【請求項108】 前記IP優先度パケットヘッダIPフロー識別情報は、リソース予約プロトコル(R
SVP)メッセージおよびオブジェクトを考慮する手段を備えたことを特徴とする請
求項99に記載のシステム。 - 【請求項109】 前記RSVPメッセージは、 パスメッセージ(path message); 予約(Reservation (Resv)); パスteardownメッセージ(path teardown message); resv teardownメッセージ(resv teadown message); パスエラーメッセージ(path error message);および 確認メッセージ(confirmation message);を含むことができることを特徴とす
る請求項108に記載のシステム。 - 【請求項110】 前記RSVPプロトコルオブジェクトは、 null; session; RSVP_hop; time_values; style; flowspec; sender_template sender_Tspec; Adspec; Error_Spec; Policy_data; Integrity; Scope;および Resv_Confirm;を含むことができることを特徴とする請求項108に記載のシ
ステム。 - 【請求項111】 前記RSVPマーキングはインターネット技術特別調査委員会(IETF)RFC2205と
互換性のあることを特徴とする請求項105に記載のシステム。 - 【請求項112】 前記IPフローに関する仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private
network)優先度を分析する手段を備えたことを特徴とする請求項32に記載の
システム。 - 【請求項113】 すべてのVPN IPフローに優先度を付ける手段を備えたことを特徴とする請求項
112に記載のシステム。 - 【請求項114】 一つ以上の加入者定義パラメータ(subscriber-defined parameter)に基づい
て前記IPフローを優先度付けする手段を備えたことを特徴とする請求項112に
記載のシステム。 - 【請求項115】 前記VPNは、 DEN (directory enabled networking)テーブル管理スキーム(table management
scheme)を含むことを特徴とする請求項32に記載のシステム。 - 【請求項116】 前記VPNは、PPTP(point-to-point tunneling protocol)を使用して実施される
ことを特徴とする請求項32に記載のシステム。 - 【請求項117】 前記システムはPtP(point-to-point)電気通信システムとして使用されること
を特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項118】 前記パケット中心型プロトコルは送信制御プロトコル/インターネットプロト
コル(TCP/IP)であることを特徴とする請求項117に記載のシステム。 - 【請求項119】 前記パケット中心型プロトコルがユーザダイアグラムプロトコル/インターネ
ットプロトコル(UDP/IP)であることを特徴とする請求項117に記載のシステム
。 - 【請求項120】 前記加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソース割り当て手段を備えた
ことを特徴とする請求項117に記載のシステム。 - 【請求項121】 前記リソース割り当てを実行して最終ユーザのサービス品質(QoS: quality o
f service)を最適化することを特徴とする請求項120に記載のシステム。 - 【請求項122】 前記無線通信媒体は、 無線周波数(RF)通信媒体; ケーブル通信媒体;および 衛星通信媒体; の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項117に記載のシステム
。 - 【請求項123】 前記無線通信媒体が、 時分割多重アクセス(TDMA)アクセス方法; 時分割多重アクセス/時分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法; 符号化分割多重アクセス(CDMA)アクセス方法;および 周波数分割多重アクセス(FDMA)アクセス方法; の中の一つ以上の方法を含む電気通信アクセス方法から構成されることを特徴
とする請求項122に記載のシステム。 - 【請求項124】 前記第一データネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項117に記載のシステ
ム。 - 【請求項125】 前記第二ネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項117に記載のシステ
ム。 - 【請求項126】 前記加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるリソースアロケータを備えたこ
とを特徴とする請求項117に記載のシステム。 - 【請求項127】 前記リソースアロケータが最終ユーザのサービス品質(QoS: quality of serv
ice)を最適化することを特徴とする請求項126に記載のシステム。 - 【請求項128】 前記リソースアロケータがアプリケーションを感知することを特徴とする請求
項126に記載のシステム。 - 【請求項129】 前記システムが広帯域同軸ケーブル電気通信システムであり、 前記無線媒体が同軸ケーブル通信媒体を含むことを特徴とする請求項1に記載
のシステム。 - 【請求項130】 前記パケット中心型プロトコルが送信制御プロトコル/インターネットプロトコ
ル(TCP/IP)であることを特徴とする請求項129に記載のシステム。 - 【請求項131】 前記パケット中心型プロトコルがユーザダイアグラムプロトコル/インターネ
ットプロトコル(UDP/IP)であることを特徴とする請求項129に記載のシステム
。 - 【請求項132】 前記加入者CPE局間に共有帯域幅を割り当てるケーブルリソースアロケータを
備えたことを特徴とする請求項129に記載のシステム。 - 【請求項133】 前記リソースアロケータが最終ユーザのサービス品質(QoS: quality of serv
ice)を最適化することを特徴とする請求項132に記載のシステム。 - 【請求項134】 前記同軸ケーブル通信媒体が、同軸ケーブルを介した無線周波数データ通信を
含み、 一つ以上のケーブルモデムが前記媒体を介して送信される信号を変調および復
調することを特徴とする請求項129に記載のシステム。 - 【請求項135】 前記ケーブルモデムがDOC/SYS準拠であることを特徴とする請求項134に記
載のシステム。 - 【請求項136】 前記QoS最適化ケーブルリソースアロケータシステム(QoS optimized cable re
source allocator system)は、 IPフロー識別要素; IPフロー特徴付け要素; IPフロークラス分け要素;および IPフロー優先度付け要素;と、を含むことを特徴とする請求項133に記載の
システム。 - 【請求項137】 前記同軸ケーブル通信媒体が、 時分割多重アクセス(TDMA)アクセス方法; 時分割多重アクセス/時分割二重(TDMA/TDD)アクセス方法; 符号化分割多重アクセス(CDMA)アクセス方法;および 周波数分割多重アクセス(FDMA)アクセス方法; の中の一つ以上の方法を含む電気通信アクセス方法から構成されることを特徴
とする請求項132に記載のシステム。 - 【請求項138】 前記第一データネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項129に記載のシステ
ム。 - 【請求項139】 前記第二ネットワークが、 有線ネットワーク; 無線ネットワーク; ローカルエリアネットワーク(LAN);および ワイドエリアネットワーク(WAN); の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項129に記載のシステ
ム。 - 【請求項140】 前記リソースアロケータがアプリケーション感知型(application aware)で
あることを特徴とする請求項138に記載のシステム。 - 【請求項141】 前記システムがポイントツーポイント(PtP)ネットワークであることを特徴と
する請求項133に記載のシステム。 - 【請求項142】 パケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに共有無線
帯域幅を割り当てる方法において、 前記方法は、 無線基地局と、一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equi
pment )局との間の前記共有帯域幅を割り当てるステップから構成されることを
特徴とする方法。 - 【請求項143】 前記共有帯域幅を動的に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項1
42に記載の方法。 - 【請求項144】 前記共有帯域幅をフレームごとに割り当てるステップを含むことを特徴とする
請求項143に記載の方法。 - 【請求項145】 前記共有帯域幅の前記フレームを前記加入者CPE局から前記無線基地局へのア
ップリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項144に記
載の方法。 - 【請求項146】 前記共有帯域幅の前記フレームを前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウ
ンリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項144に記載
の方法。 - 【請求項147】 前記共有帯域幅をフレーム内のサブフレームごとに割り当てるステップを含む
ことを特徴とする請求項143に記載の方法。 - 【請求項148】 前記共有帯域幅の前記サブフレームを前記加入者CPE局から前記無線基地局へ
のアップリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項147
に記載の方法。 - 【請求項149】 前記共有帯域幅の前記サブフレームを前記無線基地局から前記加入者CPE局への
ダウンリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項147に
記載の方法。 - 【請求項150】 前記共有帯域幅をフレーム内のスロットごとに割り当てるステップを含むこと
を特徴とする請求項143に記載の方法。 - 【請求項151】 前記共有帯域幅の前記スロットを前記加入者CPE局から前記無線基地局へのア
ップリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項150に記
載の方法。 - 【請求項152】 前記共有帯域幅の前記スロットを前記無線基地局から前記加入者CPE局へのダウ
ンリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項150に記載
の方法。 - 【請求項153】 前記共有帯域幅をフレーム内のサブスロットごとに割り当てるステップを含む
ことを特徴とする請求項143に記載の方法。 - 【請求項154】 前記共有帯域幅の前記サブスロットを前記加入者CPE局から前記無線基地局へ
のアップリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項153
に記載の方法。 - 【請求項155】 前記共有帯域幅の前記サブスロットを前記無線基地局から前記加入者CPE局への
ダウンリンク方向に割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項153に
記載の方法。 - 【請求項156】 前記共有帯域幅を一つ以上の制御パケットに割り当てるステップを含むことを
特徴とする請求項143に記載の方法。 - 【請求項157】 ダウンストリーム肯定応答スロットを割り当てるステップ; 予約要求スロットを割り当てるステップ; 動作データ (operations data) スロットを割り当てるステップ; アップストリーム肯定応答スロットを割り当てるステップ; 肯定応答要求スロットを割り当てるステップ; フレーム記述子を割り当てるステップ;および コマンドおよび制御スロットを割り当てるステップ; の中の一つ以上のステップから構成されることを特徴とする請求項156に記
載の方法。 - 【請求項158】 共有帯域幅を一つ以上のデータパケットに割り当てるステップを含むことを特
徴とする請求項143に記載の方法。 - 【請求項159】 前記共有帯域幅をアップリンク方向に割り当てるステップ;および 前記共有帯域幅をダウンリンク方向に割り当てるステップ; の中の一つ以上のステップを含むことを特徴とする請求項158に記載の方法
。 - 【請求項160】 前記共有帯域幅を、最終ユーザのQoSを最適化する方法で前記加入者CPE局間に
割り当てるステップを含むことを特徴とする請求項142に記載の方法。 - 【請求項161】 前記共有無線帯域幅を介してIPフローを分析し、スケジューリングするステッ
プを含むことを特徴とする請求項160に記載の方法。 - 【請求項162】 前記IPフローを識別するステップと、 前記IPフローを特徴付けるステップと、 前記IPフローをクラス分けするステップと、 前記IPフローに優先度を付けるステップと、を備えたことを特徴とする請求項1
61に記載の方法。 - 【請求項163】 前記識別ステップは、 パケットヘッダフィールドを分析するステップと、 新しいIPフローと既存のIPフローを識別するステップと、を備えたことを特徴
とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項164】 前記IPフローのパケットをバッファするステップと、 前記パケット一つずつのパケットヘッダフィールドからデータを抽出するステ
ップと、 前記パケットヘッダフィールドを分析するステップと、を備えたことを特徴と
する請求項163に記載の方法。 - 【請求項165】 前記IPフローのパケットのバージョンがIPv.4またはIPv6かを判定するステッ
プと、 前記パケットを解析する手段と、を備えたことを特徴とする請求項164に記
載の方法。 - 【請求項166】 送信元アプリケーションタイプを判断するステップを備えたことを特徴とする
請求項164に記載の方法。 - 【請求項167】 送信元アプリケーションパケットヘッダテーブルから送信元アドレスについて
送信元アプリケーションを保存し、取り出すステップ; サービスタイプ(TOS:type of service)パケットヘッダフィールドから送信元
アプリケーションを判断するステップ; 差別化サービス(DiffServ:differentiated services)パケットヘッダフィ
ールドから送信元アプリケーションを判断するステップ; の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項166に記載の方法。 - 【請求項168】 既存のIPフローをIPフロー識別データテーブルに保存、またはIPフロー識別デ
ータテーブルから取り出すステップを備えたことを特徴とする請求項163に記
載の方法。 - 【請求項169】 パケットの存在時間がしきい値時間を超えている否かを判断するステップと、 前記パケットの前記存在時間に基づいてクライアントアプリケーションIPフロ
ーの破棄を予想するステップと、 前記新しいIPフローのQoS要件を判断するステップと、 前記新しいIPフローに関連する前記加入者CPE局の加入者識別を判断するステ
ップと、を備えたことを特徴とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項170】 有効期限(TTL:time to live)パケットヘッダフィールドを分析して前記パ
ケットの存在時間を判断するステップを備えたことを特徴とする請求項169に
記載の方法。 - 【請求項171】 前記新しいIPフローのQoS要件を判断するステップを備えたことを特徴とする
請求項169に記載の方法。 - 【請求項172】 送信元アドレス; 送信先アドレス; UDPポート番号; の中の一つ以上に基づいて前記新しいIPフローのQoS要件を判断するステップ
を備えたことを特徴とする請求項169に記載の方法。 - 【請求項173】 前記IPフローと既存のIPフローのパケットを関連付けるステップを備えたこと
を特徴とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項174】 前記新しいIPフローの前記パケットをQoSクラスグルーピングにクラス分けす
るステップを備えたことを特徴とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項175】 前記IPフローのQoSクラスグルーピングを判断し、考慮するステップを備えたこ
とを特徴とする請求項174に記載の方法。 - 【請求項176】 前記IPフローに関するオプションの差別化サービス(DiffServ:differentiat
ed services)フィールド優先度マーキングを考慮するステップを備えたことを
特徴とする請求項175に記載の方法。 - 【請求項177】 前記IPフローに関するオプションのサービスタイプ(TOS:type of service)
フィールド優先度マーキングを考慮するステップを備えたことを特徴とする請求
項175に記載の方法。 - 【請求項178】 前記IPフローに関する階層的クラスに基づいた優先度(HCBPs:hierarchical
class based priorities)を考慮するステップを備えたことを特徴とする請求項
162に記載の方法。 - 【請求項179】 前記IPフローに関する仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private
network)優先度を考慮するステップを備えたことを特徴とする請求項162に
記載の方法。 - 【請求項180】 前記IPフローに関するサービスレベル契約(SLA:service level agreement)
に基づいた優先度を考慮するステップを備えたことを特徴とする請求項162に
記載の方法。 - 【請求項181】 前記IPフローに関するサービスタイプ(TOS:type of service)優先度を考慮
するステップを備えたことを特徴とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項182】 前記IPフローに関する差別化サービス(DiffServe:differentiated services
)を考慮するステップを備えたことを特徴とする請求項162に記載の方法。 - 【請求項183】 SLA加入者のサービスレベル契約(SLA:service level agreement)優先度に
基づいて前記IPフローに優先度を付けるステップを備えたことを特徴とする請求
項180に記載の方法。 - 【請求項184】 前記IPフローの前記SLAを分析するステップを備えたことを特徴とする請求項
183に記載の方法。 - 【請求項185】 一つ以上の加入者定義パラメータに基づいて前記IPフローに優先度を付けるこ
とを特徴とする請求項184に記載の方法。 - 【請求項186】 プレミアムサービスレベルに優先度を付けるステップと、 ノーマルサービスレベルに優先度を付けるステップと、 バリューサービスレベルに優先度を付けるステップと、を備えたことを特徴と
する請求項183に記載のシステム。 - 【請求項187】 前記方法は、無線媒体を介して送信する送信フレームのデータパケットに送信
フレームの未来スロットを割り当てるステップを備え、 前記割り当てるステップは、 事前予約アルゴリズムを適用するステップと、 前記アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームのインターネットプロトコ
ル(IP)フローの第一データパケットについて第一スロットを予約するステップ
と、 前記アルゴリズムに基づいて前記未来送信フレームに時間的に後続の送信フレ
ームの前記IPフローの第二データパケットについて第二スロットを予約するステ
ップと、を備え、 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されるのと等時(isochrono
us)に、前記第二データパケットが前記第二スロットに配置されること特徴とす
る請求項142に記載の方法。 - 【請求項188】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に周期的な変動があるこ
とを特徴とする請求項187に記載の方法。 - 【請求項189】 前記第一データパケットが前記第一スロットに配置されることと、前記第二デー
タパケットが前記第二スロットに配置されることとの間に非周期的な変動がある
ことを特徴とする請求項187に記載の方法。 - 【請求項190】 前記事前予約アルゴリズムが、前記IPフローがジッター感知型であるかどうか
を判断することを特徴とする請求項187に記載の方法。 - 【請求項191】 前記方法は電気通信システムにおいて等時(isochronous)データパケットを提
供するステップを備え、 前記電気通信システムは、第一データネットワークに接続した無線基地局と、前
記第一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、
パケット中心プロトコルを使用して共有帯域幅を介して前記無線基地局と無線通
信をする一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )
局と、第二ネットワークを介して前記加入者CPE(顧客宅内装置:customer prem
ise equipment )局の一つずつと接続された一つ以上の加入者ワークステーショ
ンと、最終ユーザのサービス品質(QoS)を最適化して前記加入者CPE局間の共有
帯域幅を割り当てるリソース割り当て手段と、から構成され、 前記方法は、 事前予約アルゴリズムをインターネットプロトコル(IP)フローに適用するステ
ップと、 前記アルゴリズムに基づいて等時的(isochronous)な方法で後続のスロットを
前記IPフローの後続の一つ以上の未来送信フレームに予約するステップと、を備
えたことを特徴とする請求項147に記載の方法。 - 【請求項192】 前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動があることを特徴とする
請求項191に記載のシステム。 - 【請求項193】 前記後続のスロットの後続の予約の間に周期的な変動がないことを特徴とする
請求項191に記載の方法。 - 【請求項194】 前記アルゴリズムが、前記IPフローがジッター感知型であるかどうかを判断す
ることを特徴とする請求項191に記載の方法。 - 【請求項195】 前記方法は、差別化サービス(DiffServ:differentiated services)でマー
キングされたIPフローを無線ポイントツーマルチポイント(PtMP)送信システム
のサービス品質(QoS)優先度に統合するステップを備え、 前記無線ポイントツーマルチポイント(PtMP)送信システムは、第一データネ
ットワークに接続した無線基地局と、前記第一データネットワークに接続した一
つ以上のホストワークステーションと、パケット中心プロトコルを使用して共有
帯域幅を介して前記無線基地局と無線通信をする一つ以上の加入者CPE(顧客宅
内装置:customer premise equipment )局と、第二ネットワークを介して前記加
入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )局の一つずつと接続さ
れた一つ以上の加入者ワークステーションと、前記加入者CPE局間の共有帯域幅
を割り当てるリソースアロケータと、から構成され、 前記方法は、差別化サービス(DiffServ:differentiated services)マーキ
ングについてIPフローを分析するステップと、 前記DiffServマーキングを考慮して前記IPをスケジューリングするステップと
、を備えたことを特徴とする請求項182に記載の方法。 - 【請求項196】 前記IPフローは、 TCP/IPフロー、および UDP/IPフロー、 の中の一つ以上から構成されることを特徴とする請求項195に記載の方法。
- 【請求項197】 前記分析ステップは、 前記DiffServマーキングを有した前記IPフローを識別するステップと、 前記DiffServマーキングを有した前記IPフローを特徴付けるステップと、 前記DiffServマーキングを有した前記IPフローをクラス分けするステップと、
から構成されることを特徴とする請求項195に記載の方法。 - 【請求項198】 前記スケジューリングステップは、 前記DiffServマーキングおよび他のIP優先度ヘッダ識別情報を考慮して前記IP
フローに優先度を付けるステップを備えたことを特徴とする請求項195に記載
の方法。 - 【請求項199】 前記優先度付けステップが、均等化優先度(WFP:weighted fair priority)
優先度付けステップを備えたことを特徴とする請求項198に記載の方法。 - 【請求項200】 前記優先度付けステップが、 IPフロー階層クラスによる優先度に基づいて優先度付けするステップ; サービスレベル契約(SLA)クラス優先度に基づいて優先度付けするステップ
; 仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private network)加入者に基
づいて優先度付けするステップ; 仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual private network)加入者クラ
ス優先度に基づいて優先度付けするステップ; の中の一つ以上のステップを備えたことを特徴とする請求項199に記載の方
法。 - 【請求項201】 前記識別ステップは、 前記IPフローの一つ以上のパケットヘッダフィールドを分析するステップ; 新しいIPフローと既存のIPフローを識別するステップ: の中の一つ以上のステップを備えたことを特徴とする請求項197に記載の方
法。 - 【請求項202】 前記パケットヘッダフィールドを分析するステップは、 前記IPフローのパケットをバッファするステップ; 前記パケット一つずつのパケットヘッダフィールドから識別情報を抽出するス
テップ; 前記パケットヘッダフィールドから前記識別情報を分析するステップ; の中の一つ以上のステップを備えたことを特徴とする請求項201に記載の方
法。 - 【請求項203】 前記抽出ステップは、 前記パケットのバージョンがIPv.4またはIPv6かを判定するステップと、 前記IPフローの前記パケットヘッダフィールドを解析するステップと、を備え
たことを特徴とする請求項202に記載の方法。 - 【請求項204】 前記分析ステップは、送信元アプリケーションタイプを判断するステップを備
えたことを特徴とする請求項203に記載の方法。 - 【請求項205】 前記分析ステップは、差別化サービス(DiffServ:differentiated services
)フィールド優先度マーキングを考慮するステップを備えたことを特徴とする請
求項203に記載の方法。 - 【請求項206】 前記DiffServフィールド優先度マーキングは、インターネット技術特別調査委
員会(IETF)RFC2474と互換性のあることを特徴とする請求項205に記載の方
法。 - 【請求項207】 前記DiffServフィールド優先度マーキングは、インターネット技術特別調査委
員会(IETF)RFC2475と互換性のあることを特徴とする請求項205に記載の方
法。 - 【請求項208】 前記クラス分けステップは、前記IPフローと既存のIPフローのパケットを関連
付けるステップを備えたことを特徴とする請求項197に記載の方法。 - 【請求項209】 前記クラス分けステップは、新しいIPフローのパケットをQoS優先度クラスに
グループ分けするグループ分けステップを備えたことを特徴とする請求項197
に記載の方法。 - 【請求項210】 前記グループ分けステップは、前記IPフローに関するDiffServマーキングを考
慮するステップを備えたことを特徴とする請求項209に記載の方法。 - 【請求項211】 前記優先度付けステップは、前記IPフローに関するDiffServマーキングを考慮
するステップを備えたことを特徴とする請求項198に記載の方法 - 【請求項212】 パケット中心型無線ポイントツーマルチポイント電気通信システムに使用する
スケジューリング方法を含み、 前記電気通信システムは、第一データネットワークに接続した無線基地局と、前
記第一データネットワークに接続した一つ以上のホストワークステーションと、
パケット中心プロトコルを使用して共有帯域幅を介して前記無線基地局と無線通
信をする一つ以上の加入者CPE(顧客宅内装置:customer premise equipment )
局と、第二ネットワークを介して前記加入者CPE(顧客宅内装置:customer prem
ise equipment )局の一つずつと接続された一つ以上の加入者ワークステーショ
ンと、最終ユーザのサービス品質(QoS)を最適化して前記加入者CPE局間の共有
帯域幅を割り当てるリソース割り当て手段と、前記共有無線帯域幅を介してイン
ターネットプロトコル(IP)を分析し、スケジューリングする手段と、から構成
され、 前記スケジューリング方法は、仮想プライベートネットワーク(VPN:virtual p
rivate network)の優先度に基づいてIPフローに優先度を付けるステップを備え
たことを特徴とする請求項179に記載の方法。 - 【請求項213】 前記IPP仮想フローについて前記仮想プライベートネットワーク(VPN:virtua
l private network)の優先度を分析するステップを備えたことを特徴とする請
求項212に記載の方法。 - 【請求項214】 すべてのVPN IPフローに優先度を付けるステップを備えたことを特徴とする請
求項213に記載の方法。 - 【請求項215】 一つ以上の加入者定義パラメータに基づいて前記IPフローに優先度を付けるス
テップを備えたことを特徴とする請求項213に記載の方法。 - 【請求項216】 前記VPNは、DEN (directory enabled networking)テーブル管理スキーム(tabl
e management scheme)を備えたことを特徴とする請求項212に記載の方法。 - 【請求項217】 前記VPN DENはCIM(common information model:共通情報モデル)3.0準拠で
あることを特徴とする請求項216に記載の方法。 - 【請求項218】 前記VPNは、PPTP(point-to-point tunneling protocol)を使用して実施される
ことを特徴とする請求項212に記載のシステム。 - 【請求項219】 前記VPNは、IPSec(internet protocol security)プロトコルを使用して実施され
ることを特徴とする請求項212に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (43)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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US35012699A | 1999-07-09 | 1999-07-09 | |
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US34785799A | 1999-07-09 | 1999-07-09 | |
US09/347,857 | 1999-07-09 | ||
US09/350,126 | 1999-07-09 | ||
US09/349,479 | 1999-07-09 | ||
US09/349,482 | 1999-07-09 | ||
US09/350,118 | 1999-07-09 | ||
US09/349,477 | 1999-07-09 | ||
US09/350,170 | 1999-07-09 | ||
US09/350,150 | 1999-07-09 | ||
US09/349,975 | 1999-07-09 | ||
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US09/347,856 US6594246B1 (en) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | IP-flow identification in a wireless point to multi-point transmission system |
US09/350,159 | 1999-07-09 | ||
US09/349,482 US6640248B1 (en) | 1998-07-10 | 1999-07-09 | Application-aware, quality of service (QoS) sensitive, media access control (MAC) layer |
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