JP2004320470A

JP2004320470A - 通信装置

Info

Publication number: JP2004320470A
Application number: JP2003111786A
Authority: JP
Inventors: 直人 ▲高▼橋; Naoto Takahashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】インターネット網に対して常時接続中において、通信速度を監視し、レートアダプテーション機能により速度が低下した場合や、トレーニング動作時において一過性のノイズにより低速での通信が余儀なくされた場合においても、通信に障害がなくなった場合は即座に高速通信に変更可能な装置を提供する事を目的とする。
【解決手段】通信速度を監視する通信速度監視手段、通信速度を設定する通信速度設定手段、通信速度を再設定する手段で構成される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オープンな通信ネットワークと通信速度が変動するベストエフォート型の常時接続可能な通信装置における通信速度の設定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年インターネット網の普及は目を見張るものがあり、広帯域へ移行しつつある。これまではホームページの閲覧や、電子メールの送受信時毎にインターネット網に接続し、終了後はインターネット網と切り離しており接続していなかった。これは、接続方法がアナログモデムを使い、ダイヤルアップ方式で行っていたため通信料金が接続時間に比例して従量加算されるためである。さらに、前記通信料金とは別にインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）に接続した時間と比例した接続料金を支払うため、インターネット網に接続するには多大な通信料金が必要となるためである。これにより、インターネット網に接続する時間は極力短時間にする傾向があった。
【０００３】
しかし、使用頻度が増え、メール交換、情報の流通、情報発信やインターネットショッピング等が浸透し、インターネットが普段の生活に入り込んできた現在の状況においては、インターネット網へのアクセス時にその都度接続するのではなく利便性の高い常時接続方式で、アナログモデムの約５６Ｋｂｐｓよりも通信速度が数倍高速の接続方法が望まれてきている。この高速のインターネット網接続方法としては、ｘＤＳＬ通信方式やＣＡＴＶ網を利用した通信方式が代表される。
【０００４】
ｘＤＳＬ通信方式は、有線系ディジタル通信方式として、主に従来の電話用に整備された既設のメタリック線を使用して数Ｍｂｐｓの高速ディジタル通信を行なうＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）通信方式やＨＤＳＬ（ｈｉｇｈ−ｂｉｔｒａｔｅＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）通信方式、ＳＤＳＬ（ＳｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）通信方式等が注目されている。
【０００５】
特にＡＤＳＬ通信方式は上り下りの通信速度が非対称で、局側から宅内側への下り方向が高速な通信方式であるため、下り方向の通信量が多いインターネットアクセス手段に最適な技術であると言われている。
【０００６】
ＡＤＳＬ通信方式は、ＤＭＴ（ＤｉｓｃｒｅｔｅＭｕｌｔｉＴｏｎｅ）変復調方式とも呼ばれ、この方式は、ＡＮＳＩのＴ１．４１３において標準化後、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）において勧告化された事により現在世界各国で使用されている。
【０００７】
ＣＡＴＶ網を利用したインターネット網接続の方式は特にアメリカにおいて普及している。
【０００８】
従来のアナログモデムは音声伝送に用いる４ＫＨｚ以下の低周波数帯域しか利用しないが、ＡＤＳＬ通信方式は約３０ＫＨｚ〜約１ＭＨｚ程度までの高周波数帯域を利用する。この為、帯域幅はアナログモデムに比べてかなり広帯域になり、音声帯域の通信機能（音声通信、ファクシミリ通信など）を損なうことなく高速のデータ通信を音声帯域通信と同時に行なうことができるのが特徴である。
【０００９】
一般的に、ＤＭＴ変復調方式の信号のスペクトラムは、４ＫＨｚ以下の帯域は、音声帯域を使用しての音声帯域通信である通常の電話サービスに使用し、約３０ＫＨｚから約１４０ＫＨｚまではＤＭＴ変復調方式におけるＡＤＳＬ通信の上りの多搬送波、約１４０ＫＨｚから約１．１ＭＨｚまでは、ＤＭＴ変復調方式におけるＡＤＳＬ通信の下りの多搬送波に使用する。
【００１０】
しかしながら、この伝送方式は、従来の音声帯域の通信機能で利用していない高い周波数帯域を使用するため、メタリックケーブルの品質や対向する電話局から加入者までの距離、他の電話回線のノイズや漏話などの影響によって通信速度が低下する。よって、これらの通信方式は、ネットワークが混雑してきた場合や、ノイズなどの影響で伝送帯域を保証しない形のサービス形態でベストエフォート型のサービスと呼ばれる。
【００１１】
従来におけるＡＤＳＬ通信においては、加入者側のＡＤＳＬモデム装置の電源を入れた直後に装置内の初期化、トレーニングを行ない、その時の電話回線におけるノイズ、他の電話回線からの漏話などを考慮した結果から可能な限り最大の通信速度を決定している。その後、ＡＤＳＬ通信の接続が中断するまで（ＡＤＳＬモデム装置の電源を切るまで）決定された通信速度でインターネット網との通信を行なう。この初期化時にノイズ等が原因で、フォールバックと呼ばれる手順により通信速度を低下させる事がある。この動作を図３、４を利用して説明する。
【００１２】
図３は本発明の従来例のフローチャートであり、図４は本発明の従来例の構成図である。図４において、４００は宅内に設置されるＡＤＳＬモデム装置、４０１は加入者側から局側の施設に送信する時は音声帯域の信号とＡＤＳＬ通信信号を合成し、逆に局側の施設から受信する時は信号を分離するＰＯＴＳスプリッタ、４０３はＡＤＳＬ通信の変調方式に送信時は変調し、受信時は復調するＤＭＴモデム、４１４は局側の施設４１２に設置され、加入者側ＡＤＳＬモデム装置４００のＡＤＳＬ通信信号をＡＴＭフォーマットに変換するＤＳＬＡＭ、４０２はＤＳＬＡＭ４１４とＡＤＳＬ通信信号を送受信するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）、４０４はＡＤＳＬモデム装置４００全体を制御する中央演算装置、４０５はＬＡＮコントローラ、４０６はＡＤＳＬモデム装置４００の制御プログラムを格納するＲＯＭ、４０７は同じくＡＤＳＬモデム装置４００のワーク用のＲＡＭ、４０８はＰＯＴＳスプリッタ４０１で分離された音声帯域で音声信号を送受信する単独電話機、４０９はＬＡＮに接続されるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。４１０は局側の装置４１２と宅内の装置４００を接続するメタリック線、４１１は４０１と同様の動作を行なう局側の施設のＰＯＴＳスプリッタ、４１３はＤＳＬＡＭ４１４によりＡＴＭフォーマットに変換されたＡＤＳＬ通信信号と他のユーザからのＡＤＳＬ通信信号を多重化し、インターネット網４１６と通信するＡＴＭ多重化装置、４１５は音声帯域において音声信号を電話網４１７において交換する加入者交換機、４１８はインターネット網４１６に接続されるサーバ、４１９は音声信号を交換する電話網４１７に接続されている電話機である。この図を用いて、従来例を説明する。
【００１３】
Ｓ３０１で動作を開始する。ＡＤＳＬモデム装置４００の電源をＯＮする（Ｓ３０２）。これにより、中央演算装置４０４、ＲＯＭ４０６、ＤＭＴモデム４０３、ＲＡＭ４０７、ＬＡＮコントローラ４０５に電源が供給される。中央演算装置４０４は、初期化のプログラムをＲＯＭ４０６より読み出し、実行する。この後ＡＤＳＬモデム装置４００は初期化された（Ｓ３０３）。初期化終了後に局側の施設にあり、ＡＤＳＬモデム装置４００と対向に通信する装置ＤＳＬＡＭ４１４とハンドシェーク手順を開始し、ＡＤＳＬモデム装置４００とＤＳＬＡＭ４１２がデータ伝送路の開通を目指す（Ｓ３０４）。このハンドシェーク手順では、ＤＳＬＡＭ４１４とＡＤＳＬモデム装置４００間のモード選択、設定、能力情報の交換、非標準の情報を交換、サービスアプリケーションに関連した情報の交換などが行われる。ハンドシェーク手順の信号はＲＯＭ４０６からＲＡＭ４０７に移植されたプログラムから中央演算装置４０４によりＤＭＴモデム４０３に命令される。ＤＭＴモデム４０３はハンドシェーク手順の信号を変調し、アナログフロントエンド４０２に伝送する。アナログフロントエンド４０２はＰＯＴＳスプリッタ４０１、メタリック線４１０を経由して局側の施設４１２のＰＯＴＳスプリッタ４１１からＤＳＬＡＭ４１４に送られる。ＤＳＬＡＭ４１４からＡＤＳＬモデム装置４００への信号はその逆のルートで送られる。ハンドシェーク手順の終了後、ＤＳＬＡＭ４１４とＡＤＳＬモデム装置４００間でリンクが確立し、通信可能な状態になった（Ｓ３０５）。リンク確立後、同様にＤＳＬＡＭ４１４とＡＤＳＬモデム装置４００間でトレーニング動作を行ない通信可能速度を決定する（Ｓ３０６）。通信速度は一般的に数段階切替可能である。トレーニング動作を行なった時のメタリック線４１０の回線状態が外来ノイズ、他の回線からの漏話ノイズなどの影響を受けた場合、ＡＤＳＬモデム装置４００が備えている最高の通信速度で通信を行なうとデータエラーが頻発し、通信の効率が著しく低下する事がある。この時は通信速度の設定を段階的に低速に切替え（Ｓ３０７）、トレーニング動作を繰り返し、データエラーがなくなる所での設定速度を通信速度として決定する（Ｓ３０８）。この決定された通信速度でこれ以降のデータ伝送を行なう（Ｓ３０９）。これにより、ＡＤＳＬモデム装置４００のＬＡＮコントローラ４０５に接続されたパーソナルコンピュータ４０９は、インターネット網４１８に接続されたサーバ４１８にアクセスし、通信を行なう事が可能になる。通信終了後、ＩＳＰとの接続を切断し（Ｓ３１０）、終了する（Ｓ３１１）。しかし、ＡＤＳＬモデム装置４００の電源をＯＦＦにしない限り、電源ＯＮ時にトレーニング動作を行ない決定された通信速度は変わる事はない。ノイズ等により通信速度を低下させる事を一般的にフォールバック機能と呼び、次にその説明を記す。
【００１４】
アナログ信号で通信を行なういわゆるアナログモデム等がフォールバック機能と呼ばれる方式で通信速度を決定する。
【００１５】
フォールバック機能は、公衆回線における通信で使用される事が一般的であり、手順は次のようなものである。発呼側からの呼が着呼して回線が接続されると、着呼側がその最高通信速度、例えば１．５Ｍｂｉｔ／ｓにおける決められたパターンのトレーニング用データを送信する。発呼側は、受信したトレーニング用データと決められたパターンのデータとの比較によりエラーの有無を調べ、１．５Ｍｂｉｔ／ｓで通信可能か否かを着呼側に通知する。
【００１６】
１．５Ｍｂｉｔ／ｓのトレーニングにおいて１．５Ｍｂｉｔ／ｓでの通信が可能と判定されれば、以後の通信は１．５Ｍｂｉｔ／ｓで行われる。一方、エラーレートが高く１．５Ｍｂｉｔ／ｓでの通信が不可能な場合には、例えば通信速度を１．２Ｍｂｉｔ／ｓに下げてトレーニング動作を行なう。そして、１．２Ｍｂｉｔ／ｓで通信可能となれば通信速度は１．２Ｍｂｉｔ／ｓとされ、通信不可能であればさらに通信速度を下げてトレーニング動作をする事になる。
【００１７】
このように、順次通信速度を下げてトレーニング動作を行ない、通信可能で速度が最大の通信速度を決定する処理をフォールバック機能と呼ぶ。
【００１８】
ＡＤＳＬモデムの機能として、距離や線路の特性等の線路条件に応じて伝送速度を調整するレートアダプテーション機能があり、この機能がフォールバック機能に相当する。これによって、自動的に回線速度を落とすことが可能になる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＡＤＳＬモデムには、以下の問題点があった。
【００２０】
１．初期化後のトレーニング動作時に一度決定された通信速度は、再度トレーニング動作を行なわない限り通信速度は変更できない。このため、トレーニング時に、周期的でない一過性のノイズが発生し、フォールバック機能を働かせる事で通信速度が低下し、本来享受できる速度からかけ離れた速度での通信を継続して行ってしまう。
【００２１】
２．パーソナルコンピュータの利用者は、速度が落ちている事に気づかず、通信を継続してしまう。
【００２２】
３．トレーニング時においては、ある程度高速で通信が可能であった場合でも、接続中にノイズ、他回線からの漏話等で通信速度が一次的に低下した場合、高速通信が可能であるにもかかわらず、それ以後は低速通信状態を保持してしまう。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような問題を解決する為になされたものであり、本発明の目的は、インターネット網に対して常時接続中において、通信速度を監視し、レートアダプテーション機能により速度が低下した場合や、トレーニング動作時において一過性のノイズにより低速での通信が余儀なくされた場合においても、通信に障害がなくなった場合は即座に高速通信に変更可能な装置を提供する事にある。
【００２４】
これまでにも、通信装置において通信速度の調整を行なう方法は提案されてきた。類似特許して次が上げられる。「特開平０９−６５００８」と「特開２００１−１１１６２０」である。
【００２５】
「特開平０９−６５００８」は、従来のアナログモデムやファクシミリモデムを対象としている為、初期化後のトレーニングで一度決定された通信速度はその通信が終了するまで変更する事はない。これは常時接続型ではなく、データの送受信が終了すれば通信が終了する為、通信時間が比較的短時間で済むためである。この為本出願とは異なる。
【００２６】
次に「特開２００１−１１１６２０」においては、レートアダプテーション機能により、線路条件で伝送距離や通信速度が決定される。その通信速度と対応するコストテーブルを比較し、どのルートで通信を行なえばネットワークの効率が上がるかを速度変更が行われる毎にルーティング情報をネットワーク内の他のルータに送信するようにしたものである。決定された通信速度に対して効率的なルートを選択するもので、通信速度自体の改善には触れられていない。よって、本出願の目的とは異なる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例における、常時接続状態でインターネット網に接続された通信装置が初期化後のトレーニング動作で一旦速度決定され、その後、常時接続状態において通信速度を変更する動作を図１、２に基づき説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施例における構成図である。図２は本発明の実施例における動作フロー図である。各図における構成品の概要を示すが、図面が異なっている場合でも構成品の番号が同一であれば同じ構成品を示す。
【００２９】
図１において、１００は通信速度維持装置付ＡＤＳＬ通信装置（以下通信装置）、１０１は現在の通信速度がどの程度の速度が出ているかを監視する通信速度監視部（以下速度監視部）、１０２は通信速度が本来の通信速度が享受できていない時に再度トレーニング動作を行ない、通信速度の再設定を行なうためのリセット部、１０３は速度の再設定を行なう際にデータ通信が行われているか否かを判断する通信状態監視部（以下状態監視部）、１０４はこの通信装置１００の全体の制御を行なう中央演算装置である。他の構成品は従来例である図４と同じである為ここでの説明は省略する。
【００３０】
図２のＳ２０１で動作を開始する。通信装置１００に電源を入れる（Ｓ２０２）。これにより中央演算装置１０４、ＲＯＭ４０６、ＲＡＭ４０７、ＤＭＴモデム４０３、アナログフロントエンド４０２（以下ＡＦＥ）、ＬＡＮコントローラ４０５、速度監視部１０１、リセット部１０２、状態監視部１０３に電源が供給される。電源供給後、中央演算装置１０４は、初期化プログラムをＲＯＭ４０６より読み出し、実行する。このプログラムは、ＡＦＥ４０２の初期化、ＤＭＴモデム４０３の初期化、コンフィグレーションの設定、ＬＡＮコントローラ４０５の設定、ＲＡＭの初期化等を行なう（Ｓ２０３）。
【００３１】
通信装置１００の初期化終了後、局側の施設４１２にあり、通信装置１００と対向に通信する装置ＤＳＬＡＭ４１４とデータ伝送路の開通を目的にハンドシェーク手順を開始する。（Ｓ２０４）。このハンドシェーク手順はＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合）でＧ．９９４．１として勧告化され、ｘＤＳＬの通信方式（Ｇ．９９２．１、Ｇ．９９２．２など）で通信を行なう装置は、このＧ．９９４．１のハンドシェーク手順で装置間のハンドシェークを行なわなくてはならない。このハンドシェーク手順の内容は既述である為割愛する。ハンドシェーク手順終了後、ＤＳＬＡＭ４１４と通信装置１００間でリンクが確立される（Ｓ２０５）。リンク確立後、通信速度を決定する為にトレーニング動作を行なう。トレーニング動作についても既述である為、ここでは割愛する（Ｓ２０６）。
【００３２】
トレーニング中に一過性のノイズ、他回線からの漏話ノイズにより、通信装置１００が可能である最大の通信速度での通信が不可能である場合は予めプログラムされたステップで速度を低下させ（Ｓ２０７）、通信エラーが無くなり、通信が可能な限り最大の通信速度を設定する（Ｓ２０８）。
【００３３】
通信速度決定後は次に示す経路で、通信装置１００に接続されたパーソナルコンピュータ４０９がインターネット網４１６のサーバ４１８と通信が可能になる。この状態をショウタイムと呼ぶ（Ｓ２０９）。パーソナルコンピュータ４０９の閲覧ソフト（インターネットエクスプローラ等）を立ち上げ、サーバ４１８のＵＲＬを入力する。このデータは通信装置１００のＬＡＮコントローラ４０５、中央演算装置１０４、ＤＭＴモデム４０３、ＡＦＥ４０２を経由してスプリッタ４０１に入力される。このスプリッタ４０１で電話機４０８がＰＯＴＳ交換網４１７に接続されている相手の電話機４１９と４ＫＨｚ以下の音声通信を行なう時の信号と合成され、メタリック線４１０に出力される。局側の施設４１２のスプリッタ４１１で今度は音声信号と分離され、ＤＳＬＡＭ４１４に入る。ＤＳＬＡＭ４１４により、ＡＴＭフォーマットに変換後ＡＴＭ多重化装置４１３に入力され、他の通信装置からのデータと多重化され、インターネット網４１６を経由してサーバ４１８に到達する。サーバ４１８は到達したＵＲＬを参照し、該当するホームページのデータ等を逆の経路で送信する。この時の通信速度は初期化（Ｓ２０３）後のトレーニング動作（Ｓ２０６）で決定された通信速度で行なわれている。
【００３４】
この時、ショウタイムにおいてデータ通信されている通信速度は速度監視部１０１で監視している。通信装置１００の最大可能である通信速度が１．５Ｍｂｐｓであるとして、初期化後のトレーニング動作で設定された通信速度がノイズ等の影響により、７６８Ｋｂｐｓしか出ていないとする。この理由として、通信速度が通信装置１００の最大の通信速度で常に通信が行なわれているかをチェックする為である。この場合、通信装置１００において約５０％程度の能力で通信しているため、通信速度の高速化の動作を開始する（Ｓ２１２のＹＥＳ）。通信速度を再設定するにはトレーニング動作を再度行なえば良い。しかし、予め決められたビットパターンをＤＳＬＡＭ４１４との間で交信するので、データ通信中は行なう事が出来ない。したがって、現在データ通信中なのか否かを状態監視部１０３にて監視し、データ通信中であれば、そのデータ通信を継続する（Ｓ２１０のＹＥＳ）。データ通信が行なわれていない場合は（Ｓ２１０のＮＯ）リセット部１０２に対し、中央演算装置１０４にリセットを掛けるよう命令する（Ｓ２１１）。リセットを掛けられた中央演算装置１０４は再度トレーニング動作を行ない（Ｓ２０６）、再度通信速度を設定する。通信速度が落ちていない場合（Ｓ２１２のＮＯ）、ショウタイムにおいて通信を継続し、通信を終了する場合は切断し（Ｓ２１４）、終了する（Ｓ２１５）。
【００３５】
以上説明したように常時接続状態の通信機器において、初期化後のトレーニングにより通信速度が決定されても、その通信速度が本来持ちうる最大の通信速度でよりも低下している場合は、再度通信速度を設定する事が可能になる。
【００３６】
上記の実施例では、データ通信が行なわれていない時にはリセットを強制的に掛けてしまう動作を説明したが、データ通信が行われていなくても次の動作でデータ通信行なう予定がある場合がある。この様な場合はリセットを強制的に掛けるのではなく、パーソナルコンピュータの使用者に警告を発生して速度低下の状態を知らせ、使用者の意思によりリセットかける事も可能である。
【００３７】
さらに、通信装置１００の最大速度と比較して通信速度の再設定を行ったが、常時接続している時の平均速度を計算しておき、その平均速度と現在の速度を比較して速度が低下していた場合に通信速度の再設定を行なうことも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の通信装置によれば、本来享受できる通信速度を一過性のノイズ等で低速になった場合において、自動的に再設定（もしくは警告）を行なうため、高速通信に復帰できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例における構成図
【図２】本発明の第一の実施例における動作フロー図
【図３】本発明の従来例における動作フロー
【図４】本発明の従来例おける構成図
【符号の説明】
１００通信速度維持装置付ＡＤＳＬ通信装置
１０１通信速度監視部
１０２リセット部
１０３通信状態監視部
１０４中央演算装置
４００ＡＤＳＬモデム装置
４０１ＰＯＴＳスプリッタ
４０３ＤＭＴモデム
４１４ＤＳＬＡＭ
４０２アナログフロントエンド
４０４中央演算装置
４０５ＬＡＮコントローラ
４０６ＲＯＭ
４０７ＲＡＭ
４０８単独電話機
４０９パーソナルコンピュータ
４１０メタリック線
４１１局側の施設のＰＯＴＳスプリッタ
４１３ＡＴＭ多重化装置
４１５加入者交換機
４１８サーバ
４１９電話機

Claims

オープンな通信ネットワークと常時接続通信が可能なインターフェースと、前記オープンな通信ネットワークと接続中においてオープンなネットワークとの通信速度を監視する通信速度監視手段と、前記オープンな通信ネットワークと接続中において通信速度を設定する通信速度設定手段と、前記オープンな通信ネットワークと接続中において通信速度を再設定する手段と、を備え、前記オープンな通信ネットワークと通信中に通信速度が低下した場合に通信速度を再設定する事を特徴とする通信装置。
請求項１の通信装置において、常時接続通信を開始した時の通信速度を記憶する手段と、
前記通信速度と現在の通信速度を比較する手段とを備え、現在の通信速度が常時接続通信を開始した時の通信速度と比較して速度が低下していた場合、通信速度を再設定する事を特徴とする。
請求項１の通信装置において、常時接続通信を行なった過去の通信速度の平均を計算する手段と、前記平均を記憶する手段と、前記過去の平均通信速度と現在の通信速度を比較する手段とを備え、現在の通信速度が常時接続通信の過去の平均速度と比較して速度が低下していた場合、通信速度を再設定する事を特徴とする。
請求項１の通信装置において、常時接続通信の通信方法はｘＤＳＬ通信方式である事を特徴とする。
請求項１の通信装置において、常時接続通信の通信方法はＣＡＴＶ網を利用した通信方式である事を特徴とする。