JP2007074419A - データ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同軸ケーブルネットワークにおいてＧｂｐｓクラスの超高速通信が可能なケーブルモデム装置を提供するものである。
【解決手段】外部端末２５から受信した受信データが格納される外部端末用バッファ３１と、複数のケーブルに接続された各モデム１、３、５、７にそれぞれ接続され、各モデム１、３、５、７から外部に送信させる送信データを格納する、複数のモデム用バッファ３２〜３５と、外部端末用バッファ３１を複数のモデム用バッファ３２〜３５のいずれかに切り替え可能に接続し、外部端末用バッファ３１に格納された受信データをパケット単位で各送信データに分割して複数のモデム用バッファ３２〜３５のそれぞれに格納していくバッファ接続切替スイッチ３０と、バッファ接続切替スイッチ３０の接続の切り替えを制御するバッファ切替制御部３６とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブルモデムを利用する双方向通信システムにおける、データ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法に関するものである。

同軸ケーブルネットワークを使用してパソコンやオーディオ／ビデオ機器との間で相互に高速な通信を行うためのケーブルモデム装置が考案されている。

図６は、従来のケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムの接続構成図を示すものである。また、図７は、その双方向通信システムのケーブルモデム装置間の同軸ケーブルネットワーク上での信号タイミング図を示すものである。

以下、図６および図７を参照しながら、この従来のケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムの一例について説明する。

図６に示すように、この双方向通信システムは、端末６４とネットワークケーブル６６で接続されているケーブルモデム６１と、端末６５とネットワークケーブル６７で接続されているケーブルモデム６２が、同軸ケーブル６３で接続されている。また、図７において、７１はケーブルモデム６１からケーブルモデム６２に送信される下り信号用のタイムスロットを、７２はケーブルモデム６２からケーブルモデム６１に送信される上り信号用のタイムスロットをそれぞれ示している。

以上のように構成されたケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムについて、以下その動作について説明する。

ケーブルモデム６１とケーブルモデム６２を同軸ケーブル６３で接続する。ケーブルモデム６１とケーブルモデム６２とは、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）と呼ばれる方式で通信を行う。この方式は、１つの周波数を用いて上り方向と下り方向の通信を時分割で行うものである。

端末６４からネットワークケーブル６６を介してケーブルモデム６１に入力されたデータは、下り信号用タイムスロット７１に合わせて信号を送出し、ケーブルモデム６２はこの信号を受信してネットワークケーブル６７を介して端末６５にデータを出力する。逆に、端末６５からネットワークケーブル６７を介してケーブルモデム６２に入力されたデータは、上り信号用タイムスロット７２に合わせて信号を送出し、ケーブルモデム６１はこの信号を受信してネットワークケーブル６６を介して端末６４にデータを出力する。

このようにして、端末６４と端末６５は、例えば屋内に既設されている同軸ケーブル６３を利用して、同軸ケーブル６３の両端にケーブルモデム６１とケーブルモデム６２を接続し、ケーブルモデム６１と端末６４をネットワークケーブル６６で接続し、他方、ケーブルモデム６２と端末６５をネットワークケーブル６７で接続することで、相互に高速なデータの送受信を行うことができる。

ケーブルモデムを利用した高速なデータの送受信を実現するものとして、例えば非特許文献１に示すようなチップセットが知られている。
米国エントロピック・コミュニケーションズ（Ｅｎｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）社の製品「ｃ．ＬＩＮＫ−２７０」、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.entropic-communications.com/＞

しかしながら、ケーブルモデム装置を利用した従来の双方向通信システムでは、端末間の伝送速度が、ケーブルモデム装置間の伝送速度によって制限されるという課題を有していた。

つまり、ケーブルモデム装置間を接続する同軸ケーブルネットワークでの最大通信速度が例えば２７０ＭｂｐｓといったＭｂｐｓクラスであれば、Ｇｂｐｓオーダーの超高速な通信は行えなかった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、ケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムにおいて、ケーブルモデム装置間の伝送速度によって端末間の伝送速度が制限されずに高速な通信を実現する、データ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
外部端末から受信した受信データが格納される外部端末用バッファと、
複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムから外部に送信させる送信データを格納する、複数のモデム用バッファと、
前記外部端末用バッファを前記複数のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記外部端末用バッファに格納された前記受信データをパケット単位で前記各送信データに分割して前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納していくバッファ接続切替スイッチと、
前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御するバッファ切替制御部とを備えた、データ分割装置である。

また、第２の本発明は、
前記バッファ切替制御部は、予め決められた順番で前記外部端末用バッファが前記各モデム用バッファに順次切り替えられていくように前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、第１の本発明のデータ分割装置である。

また、第３の本発明は、
前記バッファ切替制御部は、前記複数のモデム用バッファのそれぞれの格納済みのデータ量に基づいて、前記外部端末用バッファが格納済みのデータ量が少ない前記モデム用バッファに接続されていくように、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、第１の本発明のデータ分割装置である。

また、第４の本発明は、
複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムが外部から前記ケーブルを介して受信した受信データをパケット単位でそれぞれ格納する、複数のモデム用バッファと、
外部端末に送信する送信データが格納される外部端末用バッファと、
前記外部端末用バッファを前記複数のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各受信データを結合して前記外部端末用バッファに格納していくバッファ接続切替スイッチと、
前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御するバッファ切替制御部とを備えた、データ結合装置である。

また、第５の本発明は、
前記バッファ切替制御部は、予め決められた順番で前記外部端末用バッファが前記各モデム用バッファに順次切り替えられていくように前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、第４の本発明のデータ結合装置である。

また、第６の本発明は、
前記バッファ切替制御部は、前記複数のモデム用バッファのそれぞれの格納済みのデータのタイミング情報に基づいて、前記外部端末用バッファが格納済みのデータのタイミング順に接続されていくように、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、第４の本発明のデータ結合装置である。

また、第７の本発明は、
第１の外部端末と、
複数の第１のモデムと、
前記複数の第１のモデムのそれぞれにケーブルで接続されている複数の第２のモデムと、
第２の外部端末と、
前記第１の外部端末から受信した第１の受信データが格納される第１の外部端末用バッファと、前記各第１のモデムに接続され、前記各第１のモデムから対応する前記各第２のモデムに送信される各第１の送信データを格納する複数の第１のモデム用バッファと、前記第１の外部端末用バッファを前記複数の第１のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記第１の外部端末用バッファに格納された前記第１の受信データをパケット単位で前記各第１の送信データに分割して前記複数の第１のモデム用バッファのそれぞれに格納していく第１のバッファ接続切替スイッチと、前記第１のバッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する第１のバッファ切替制御部とを有する、データ分割装置と、
前記各第２のモデムに接続され、前記各第２のモデムに対応する前記各第１のモデムから前記ケーブルを介して受信した各第２の受信データをパケット単位でそれぞれ格納する、第２の複数のモデム用バッファと、前記第２の外部端末に送信する第２の送信データが格納される第２の外部端末用バッファと、前記第２の外部端末用バッファを前記複数の第２のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記複数の第２のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各第２の受信データを結合して前記第２の外部端末用バッファに格納していく第２のバッファ接続切替スイッチと、前記第２のバッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する第２のバッファ切替制御部とを有する、データ結合装置と、を備えた送受信システムである。

また、第８の本発明は、
外部端末から受信した受信データを外部端末用バッファに格納する外部端末受信データ格納ステップと、
前記外部端末用バッファと、複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムから外部に送信させる送信データを格納する、複数のモデム用バッファのいずれかとを、切り替え可能に接続するバッファ切替接続ステップと、
前記外部端末用バッファに格納された前記受信データを、パケット単位で前記各送信データに分割して、前記外部端末用バッファに接続されている前記モデム用バッファに格納する分割送信データ格納ステップとを備えた、データ分割方法である。

また、第９の本発明は、
複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続されている複数のモデム用バッファに、前記各モデムが前記ケーブルを介して外部から受信した受信データを格納するモデム受信データ格納ステップと、
外部端末に送信する送信データが格納される外部端末用バッファと、前記複数のモデム用バッファのいずれかとを、切り替え可能に接続するバッファ切替接続ステップと、
前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各受信データを結合して前記外部端末用バッファに格納する結合データ格納ステップとを備えた、データ結合方法である。

また、第１０の本発明は、
第１の本発明のデータ分割装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１１の本発明は、
第４の本発明のデータ結合装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、第１２の本発明は、
第１０または第１１の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

本発明により、ケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムにおいて、ケーブルモデム装置間の伝送速度によって端末間の伝送速度が制限されずに高速な通信を実現する、データ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法を提供できる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における送受信システムの接続構成図を示している。

端末２５は、ネットワークケーブル２３を介してデータ分割結合装置９に接続されている。また、データ分割結合装置９には、４台のケーブルモデム１、３、５、７が、それぞれ、ネットワークケーブル１５、１６、１７、１８で接続されている。

同様に、端末２６は、ネットワークケーブル２４を介してデータ分割結合装置１０に接続されている。また、データ分割結合装置１０には、４台のケーブルモデム２、４、６、８が、それぞれ、ネットワークケーブル１９、２０、２１、２２で接続されている。

そして、４台のケーブルモデム１、３、５、７は、それぞれ、同軸ケーブル１１、１２、１３、１４によってケーブルモデム２、４、６、８に接続されている。

なお、端末２５および端末２６は、パソコン等のデータの送受信を行う装置である。また、本実施の形態１におけるケーブルモデム１〜８は、同じ最大伝送速度を有するケーブルモデムである。

図２は、図１に示すデータ分割結合装置９の、端末２５から送信されてくるデータを受信して処理する部分の構成を示している。また、図３は、図１に示すデータ分割結合装置１０の、ケーブルモデム２、４、６、８から送信されてくるデータを受信して処理する部分の構成を示している。なお、データ分割結合装置９およびデータ分割結合装置１０は同じ構成の装置であり、ともに図２および図３の構成を有している。

図２に示すように、データ分割結合装置９は、端末２５から送信されてくるデータを格納する送信端末用バッファ３１を備えている。また、ケーブルモデム１、３、５、７に送信するためのそれぞれのデータを格納する送信モデム用バッファ３２〜３５を備えている。

また、送信端末用バッファ３１および送信モデム用バッファ３２〜３５は、それぞれ接続切替スイッチ３０に接続されている。そして、切替制御部３６が接続切替スイッチ３０を制御することにより、送信端末用バッファ３１と、送信モデム用バッファ３２〜３５のいずれかとの接続が切り替えられるようになっている。

図３に示すように、データ分割結合装置１０は、ケーブルモデム２、４、６、８から送信されてくるデータを格納する受信モデム用バッファ８２〜８５を備えている。また、端末２６に送信するための受信端末用バッファ８１を備えている。

また、受信端末用バッファ８１および受信モデム用バッファ８２〜８５は、それぞれ接続切替スイッチ８０に接続されている。そして、切替制御部８６が接続切替スイッチ８０を制御することにより、受信端末用バッファ８１と、受信モデム用バッファ８２〜８５のいずれかとの接続が切り替えられるようになっている。

以上のように構成された本実施の形態１の送受信システムのデータ送受信の動作について、以下図１〜図４を用いて説明する。ここでは、端末２５から端末２６にデータを送信する場合について説明する。

図４（ａ）は、データ分割結合装置９の、送信端末用バッファ３１および送信モデム用バッファ３２〜３５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミングの一例を示している。また、図４（ｂ）は、データ分割結合装置１０の、受信端末用バッファ８１および受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミングの一例を示している。

図４（ａ）において、４１ａ〜４１ｅは、ネットワークケーブル２３を介して端末２５からデータ分割結合装置９に入力されるパケットデータである。また、図４（ｂ）において、４２ａ〜４２ｅは、ネットワークケーブル１９〜２２を介してケーブルモデム２、４、６、８からデータ分割結合装置１０に入力されるパケットデータである。なお、パケットデータ４２ａ〜４２ｅは、それぞれ、パケットデータ４１ａ〜４１ｅに対応するデータである。

まず、端末２５が、ネットワークケーブル２３を介してデータ分割結合装置９にデータを出力する。データ分割結合装置９に入力されたデータは、送信端末用バッファ３１に蓄積される。

切替制御部３６は、送信端末用バッファ３１にデータが蓄積されたことを検出すると、パケットデータ４１ａが送信モデム用バッファ３２に、パケットデータ４１ｂが送信モデム用バッファ３３に、パケットデータ４１ｃが送信モデム用バッファ３４に、パケットデータ４１ｄが送信モデム用バッファ３５に、パケットデータ４１ｅが送信モデム用バッファ３２にそれぞれ入力されるように、送信端末用バッファ３１と送信モデム用バッファ３２〜３５のいずれかとの接続が順次に切り替わるように、接続切替スイッチ３０の切り替えを制御する。なお、ここで、切替制御部３６が、送信モデム用バッファ３２、３３、３４、３５、３２の順に送信端末用バッファ３１との接続を切り替える順番が、本発明の予め決められた順番の一例にあたる。

そして、送信モデム用バッファ３２に格納されたパケットデータ４１ａ及び４１ｅは、ネットワークケーブル１５を介してケーブルモデム１に入力される。また、送信モデム用バッファ３３に格納されたパケットデータ４１ｂは、ネットワークケーブル１６を介してケーブルモデム３に入力される。また、送信モデム用バッファ３４に格納されたパケットデータ４１ｃは、ネットワークケーブル１７を介してケーブルモデム５に入力される。また、送信モデム用バッファ３５に格納されたパケットデータ４１ｄは、ネットワークケーブル１８を介してケーブルモデム７に入力される。

次に、ケーブルモデム１は、同軸ケーブル１１を介してパケットデータ４１ａ及び４１ｅの信号をケーブルモデム２に送信する。また、ケーブルモデム３は、同軸ケーブル１２を介してパケットデータ４１ｂの信号をケーブルモデム４に送信する。また、ケーブルモデム５は、同軸ケーブル１３を介してパケットデータ４１ｃの信号をケーブルモデム６に送信する。また、ケーブルモデム７は、同軸ケーブル１４を介してパケットデータ４１ｄの信号をケーブルモデム８に送信する。

そして、ケーブルモデム２から、ネットワークケーブル１９を介してデータ分割結合装置１０にパケットデータ４２ａ及び４２ｅが入力されて、受信モデム用バッファ８２に蓄積される。また、ケーブルモデム４から、ネットワークケーブル２０を介してデータ分割結合装置１０にパケットデータ４２ｂが入力されて、受信モデム用バッファ８３に蓄積される。また、ケーブルモデム６から、ネットワークケーブル２１を介してデータ分割結合装置１０にパケットデータ４２ｃが入力されて、受信モデム用バッファ８４に蓄積される。また、ケーブルモデム８から、ネットワークケーブル２２を介してデータ分割結合装置１０にパケットデータ４２ｄが入力されて、受信モデム用バッファ８５に蓄積される。

切替制御部８６は、受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれに信号が蓄積されたことを検出すると、パケットデータ４２ａ〜４２ｅが受信端末用バッファ８１に入力されるように、受信端末用バッファ８１と受信モデム用バッファ８２〜８５のいずれかとの接続が順次に切り替わるように、接続切替スイッチ８０の切り替えを制御する。なお、ここで、切替制御部８６が、受信モデム用バッファ８２、８３、８４、８５、８２の順に受信端末用バッファ８１との接続を切り替える順番が、本発明の予め決められた順番の一例にあたる。

そして、受信端末用バッファ８１に格納されたパケットデータ４２ａ〜４２ｅは、ネットワークケーブル２４を介して端末２６に入力される。

なお、本実施の形態１のケーブルモデム１〜８は同じ最大伝送速度を有しているが、各ケーブルモデム間の通信状態によって伝送速度が異なってくるので、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、送信モデム用バッファ３２〜３５に示すパケットデータ４１ａ〜４１ｅのタイミングと、受信モデム用バッファ８２〜８５に示すパケットデータ４２ａ〜４２ｅのタイミングとは必ずしも一致しない。

なお、上記では、端末２５から端末２６にデータを送信する場合について説明したが、データ分割結合装置９とデータ分割結合装置１０とは同じ構成の装置なので、端末２６から端末２５にデータを送信する場合にも、同様の動作でデータの送信が行われる。

なお、上記の端末２５から端末２６にデータを送信する場合において、データ分割結合装置９が、本発明のデータ分割装置の一例にあたり、データ分割結合装置１０が、本発明のデータ結合装置の一例にあたる。また、端末２５が、本発明のデータ分割装置の外部端末の一例にあたるとともに、本発明の送受信システムの第１の外部端末の一例にあたる。また、端末２６が、本発明のデータ結合装置の外部端末の一例にあたり、本発明の送受信システムの第２の外部端末の一例にあたる。また、ケーブルモデム１、３、５、７が、本発明のデータ分割装置の各モデムの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の複数の第１のモデムの一例にあたる。また、ケーブルモデム２、４、６、８が、本発明のデータ結合装置の各モデムの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の複数の第２のモデムの一例にあたる。また、同軸ケーブル１１〜１４が、本発明の複数のケーブルの一例にあたる。

また、送信端末用バッファ３１が、本発明のデータ分割装置の外部端末用バッファの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の第１の外部端末用バッファの一例にあたる。また、送信モデム用バッファ３２〜３５が、本発明のデータ分割装置の複数のモデム用バッファの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の複数の第１のモデム用バッファの一例にあたる。また、受信端末用バッファ８１が、本発明のデータ結合装置の外部端末用バッファの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の第２の外部端末用バッファの一例にあたる。また、受信モデム用バッファ８２〜８５が、本発明のデータ結合装置の複数のモデム用バッファの一例にあたるとともに、本発明の送受信装置の複数の第２のモデム用バッファの一例にあたる。

また、接続切替スイッチ３０が、本発明のデータ分割装置のバッファ接続切替スイッチの一例にあたるとともに、本発明の送受信システムの第１のバッファ接続切替スイッチの一例にあたる。また、接続切替スイッチ８０が、本発明のデータ結合装置のバッファ接続切替スイッチの一例にあたるとともに、本発明の送受信システムの第２のバッファ接続切替スイッチの一例にあたる。また、切替制御部３６が、本発明のデータ分割装置のバッファ切替制御部の一例にあたるとともに、本発明の送受信システムの第１のバッファ切替制御部の一例にあたる。また、切替制御部８６が、本発明のデータ結合装置のバッファ切替制御部の一例にあたるとともに、本発明の送受信システムの第２のバッファ切替制御部の一例にあたる。

以上に説明したように、本実施の形態１の送受信システムは、ケーブルモデム１と、ケーブルモデム１に同軸ケーブル１１で接続されたケーブルモデム２と、ケーブルモデム３と、ケーブルモデム３に同軸ケーブル１２で接続されたケーブルモデム４と、ケーブルモデム５と、ケーブルモデム５に同軸ケーブル１３で接続されたケーブルモデム６と、ケーブルモデム７と、ケーブルモデム７に同軸ケーブル１４で接続されたケーブルモデム８と、ケーブルモデム１とネットワークケーブル１５で、ケーブルモデム３とネットワークケーブル１６で、ケーブルモデム５とネットワークケーブル１７で、ケーブルモデム７とネットワークケーブル１８で、それぞれ接続されたデータ分割結合装置９と、ケーブルモデム２とネットワークケーブル１９で、ケーブルモデム４とネットワークケーブル２０で、ケーブルモデム６とネットワークケーブル２１で、ケーブルモデム８とネットワークケーブル２２で、それぞれ接続されたデータ分割結合装置１０と、データ分割結合装置９とネットワークケーブル２３で接続された端末２５と、データ分割結合装置１０とネットワークケーブル２４で接続された端末２６とを備え、データ分割結合装置９は、端末２５から入力されるパケットデータを到着順にケーブルモデム１とケーブルモデム３とケーブルモデム５とケーブルモデム７に出力し、データ分割結合装置１０は、ケーブルモデム２とケーブルモデム４とケーブルモデム６とケーブルモデム８から入力されるパケットデータを巡回式に切り替えて端末２６に出力するので、同軸ケーブルネットワークを使用してＧｂｐｓクラス（２７０Ｍｂｐｓ×４＝１．０８０Ｇｂｐｓ）の超高速な通信を提供することができるようになる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。

本実施の形態２の送受信システムの接続構成は、図１に示す実施の形態１と同様の構成である。また、本実施の形態２におけるデータ分割結合装置９およびデータ分割結合装置１０の構成も、ともに図２および図３に示す実施の形態１と同様の構成を有している。

本実施の形態２の送受信システムで実施の形態１と異なるのは、データ分割結合装置９における切替制御部３６の動作とデータ分割結合装置１０における切替制御部８６の動作のみである。

以下、本実施の形態２の送受信システムの動作について、実施の形態１と異なる部分について図１〜図３、図５を用いて説明する。ここでは、端末２５から端末２６にデータを送信する場合について説明する。

図５（ａ）は、データ分割結合装置９の、送信端末用バッファ３１および送信モデム用バッファ３２〜３５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミングの一例を示している。また、図５（ｂ）は、データ分割結合装置１０の、受信端末用バッファ８１および受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミングの一例を示している。

図５（ａ）において、５１ａ〜５１ｅは、ネットワークケーブル２３を介して端末２５からデータ分割結合装置９に入力されるパケットデータである。また、図５（ｂ）において、５２ａ〜５２ｅは、ネットワークケーブル１９〜２２を介してケーブルモデム２、４、６、８からデータ分割結合装置１０に入力されるパケットデータ、５２ｚａ〜５２ｚｃは受信モデム用バッファ８２〜受信モデム用バッファ８５に蓄積されているパケットデータである。なお、パケットデータ５２ａ〜５２ｅは、それぞれ、パケットデータ５１ａ〜５１ｅに対応するデータである。

まず、端末２５が、ネットワークケーブル２３を介してデータ分割結合装置９にデータを出力する。データ分割結合装置９に入力されたデータは、送信端末用バッファ３１に蓄積される。

切替制御部３６は、送信端末用バッファ３１にデータが蓄積されたことを検出すると、送信モデム用バッファ３２〜３５のそれぞれの蓄積データ量を比較する。そして、送信端末用バッファ３１がデータの蓄積量の少ない送信モデム用バッファに順次に接続されていくように、接続切替スイッチ３０の接続の切り替えを制御する。

例えば、送信モデム用バッファ３２の蓄積量が０、送信モデム用３３の蓄積量が２、送信モデム用バッファ３４の蓄積量が１、送信モデム用バッファ３５の蓄積量が１であるとすると、図５（ａ）に示すように、パケットデータ５１ａと５１ｂは送信モデム用バッファ３２に、パケットデータ５１ｃは送信モデム用バッファ３４に、パケットデータ５１ｄは送信モデム用バッファ３５にそれぞれ入力される。パケットデータ５１ｅについては、この場合には、送信モデム用バッファ３２〜３５の蓄積量が全て２で同じであるので、どれか任意の送信モデム用バッファに入力されることになる。ここでは、送信モデム用バッファ３２に入力している。

そして、送信モデム用バッファ３２に格納されたパケットデータ５１ａ、５１ｂおよび５１ｅは、ネットワークケーブル１５を介してケーブルモデム１に入力される。また、送信モデム用バッファ３４に格納されたパケットデータ５１ｃは、ネットワークケーブル１７を介してケーブルモデム５に入力される。また、送信モデム用バッファ３５に格納されたパケットデータ５１ｄは、ネットワークケーブル１８を介してケーブルモデム７に入力される。送信モデム用バッファ３３からは、既に蓄積されていたパケットデータがネットワークケーブル１６を介してケーブルモデム３に入力される。

そして、パケットデータ５１ａ〜５１ｅに対応する信号が、ケーブルモデム１、５、７から、同軸ケーブル１１、１３、１４を介してケーブルモデム２、６、８に送信される。

次に、ケーブルモデム２とケーブルモデム４とケーブルモデム６とケーブルモデム８から、それぞれネットワークケーブル１９とネットワークケーブル２０とネットワークケーブル２１とネットワークケーブル２２を介してデータ分割結合装置１０にパケットデータが入力された場合について説明する。

ネットワークケーブル１９からデータ分割結合装置１０に入力されたパケットデータ５２ａ、５２ｂおよび５２ｅは、受信モデム用バッファ８２に蓄積される。また、ネットワークケーブル２１から入力されたパケットデータ５２ｃは、受信モデム用バッファ８４に蓄積される。ネットワークケーブル２２から入力されたパケットデータ５２ｄは、受信モデム用バッファ８５に蓄積される。

受信モデム用バッファ８２、受信モデム用バッファ８３、受信モデム用バッファ８４、受信モデム用バッファ８５は、それぞれ、パケットが蓄積されると切替制御部８６にパケット到着を通知する。切替制御部８６は、受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれにデータが蓄積されたことを検出すると、パケットの到着タイミングを見る。そして、パケットデータ５２ａ〜５２ｅを受信端末用バッファ８１に入力させるために、受信端末用バッファ８１がパケットの到着タイミング情報に基づき受信モデム用バッファに順次に接続されていくように、接続切替スイッチ８０の接続の切り替えを制御する。

例えば、受信モデム用バッファ８２の蓄積量が３（パケットデータ５２ｚａから５２ｚｃ）、受信モデム用バッファ８３の蓄積量が０、受信モデム用バッファ８４の蓄積量が１（パケットデータ５２ｚｄ）、受信モデム用バッファ８５の蓄積量が１（パケットデータ５２ｚｅ）であるとすると、受信端末用バッファ８１にはパケットデータ５２ｚａ、５２ｚｂ、５２ｚｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｚｄ、５２ｚｅ、５２ｅ、５２ｃ、５２ｄの順に入力される。

なお、図５（ｂ）の各受信モデム用バッファ８２〜８５の時間軸下に示すカッコ内の数値は、その時点における各受信モデム用バッファ８２〜８５に格納されているパケットデータの蓄積量を示している。図５（ｂ）の、受信端末用バッファ８１から、各受信モデム用バッファ８２〜８５に向かう破線矢印は、各受信モデム用バッファ８２〜８５から受信端末用バッファ８１に各パケットデータが入力されたことを示している。図５（ｂ）に示すように、各受信モデム用バッファ８２〜８５にパケットデータが到着する毎に、各受信モデム用バッファ８２〜８５の蓄積量は増加し、各受信モデム用バッファ８２〜８５から受信端末用バッファ８１に入力されていく毎に、各受信モデム用バッファ８２〜８５の蓄積量は減少していく。

そして、受信端末用バッファ８１に格納されたパケットデータ５２ｚａ〜５２ｚｅ、５２ａ〜５２ｅは、ネットワークケーブル２４を介して端末２６に入力される。

以上に説明したように、本実施の形態２の送受信システムは、ケーブルモデム１と、ケーブルモデム１に同軸ケーブル１１で接続されたケーブルモデム２と、ケーブルモデム３と、ケーブルモデム３に同軸ケーブル１２で接続されたケーブルモデム４と、ケーブルモデム５と、ケーブルモデム５に同軸ケーブル１３で接続されたケーブルモデム６と、ケーブルモデム７と、ケーブルモデム７に同軸ケーブル１４で接続されたケーブルモデム８と、ケーブルモデム１とネットワークケーブル１５で、ケーブルモデム３とネットワークケーブル１６で、ケーブルモデム５とネットワークケーブル１７で、ケーブルモデム７とネットワークケーブル１８で、それぞれ接続されたデータ分割結合装置９と、ケーブルモデム２とネットワークケーブル１９で、ケーブルモデム４とネットワークケーブル２０で、ケーブルモデム６とネットワークケーブル２１で、ケーブルモデム８とネットワークケーブル２２で、それぞれ接続されたデータ分割結合装置１０と、データ分割結合装置９とネットワークケーブル２３で接続された端末２５と、データ分割結合装置１０とネットワークケーブル２４で接続された端末２６とを備え、データ分割結合装置９は、端末２５から入力されるパケットデータをバッファ蓄積量の少ない順にケーブルモデム１とケーブルモデム３とケーブルモデム５とケーブルモデム７に出力し、データ分割結合装置１０は、ケーブルモデム２とケーブルモデム４とケーブルモデム６とケーブルモデム８から入力されるパケットデータをタイミング情報の順に切り替えて端末２６に出力するので、４対のケーブルモデム１〜８の最大伝送速度が等しくなくてもデータ分割結合装置９及びデータ分割結合装置１０が適応してデータを分配及び統合するために、同軸ケーブルネットワークを使用してＧｂｐｓクラス（２７０Ｍｂｐｓ×４＝１．０８０Ｇｂｐｓ）の超高速な通信を提供することができるようになる。

なお、各実施の形態において、データ分割結合装置９とデータ分割結合装置１０の間には４対のケーブルモデムが構成されるとしたが、２対以上であればよい。

また、各実施の形態において、ケーブルモデム１とケーブルモデム２、ケーブルモデム３とケーブルモデム４、ケーブルモデム５とケーブルモデム６、ケーブルモデム７とケーブルモデム８は、それぞれ同軸ケーブルで直結されるとしたが、間に分配器などが挿入されていても同軸ケーブルで接続されて信号が伝送されていればよい。例えば、ケーブルテレビ網が敷設されている個人宅と放送局との間の通信などにも適用できる。

また、各実施の形態において、データ分割結合装置９とデータ分割結合装置１０はデータパケットを１つずつ切り替えるものとしたが、複数個ずつをまとめて切り替えてもよい。

なお、本発明のデータ分割装置およびデータ結合装置は、各実施の形態で説明したように端末と複数のケーブルモデムとの間に設けられていればよく、端末やケーブルモデムと異なる一つの装置であってもよいし、端末の送受信部分に組み込まれた構成であってもよいし、複数のケーブルモデムと共にケーブルモデム装置に組み込まれた構成であってもよい。

なお、本発明のプログラムは、上述したデータ分割装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明の記録媒体は、上述したデータ分割装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。

また、本発明のプログラムは、上述したデータ結合装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

また、本発明の記録媒体は、上述したデータ結合装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

以上に説明したように、同軸ケーブルネットワークを使用してＧｂｐｓクラスの超高速な通信を可能にする送受信システムを実現するという目的を、ケーブルモデム１とケーブルモデム２、ケーブルモデム３とケーブルモデム４、ケーブルモデム５とケーブルモデム６、ケーブルモデム７とケーブルモデム８をそれぞれ同軸ケーブルで相互に接続し、またケーブルモデム１とケーブルモデム３とケーブルモデム５とケーブルモデム７をデータ分割結合装置９にネットワークケーブルで個別に接続し、他方ケーブルモデム２とケーブルモデム４とケーブルモデム６とケーブルモデム８をデータ分割結合装置１０にネットワークケーブルで個別に接続し、データ分割結合装置９とデータ分割結合装置１０との間で４対のケーブルモデムが並列に接続されるように構成して、データ分割結合装置９及びデータ分割結合装置１０に入力される速度Ｇｂｐｓクラスのデータを４対のケーブルモデムに均等に分散することで実現した。

本発明のデータ分割装置およびデータ結合装置を用いることにより、例えば２７０ＭｂｐｓといったＭｂｐｓクラスのケーブルモデムを使用して、Ｇｂｐｓクラスの超高速な通信を可能にする同軸ケーブルネットワークを実現できる。

本発明に係るデータ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法は、ケーブルモデム装置を利用した双方向通信システムにおいて、ケーブルモデム装置間の伝送速度によって端末間の伝送速度が制限されずに高速な通信を実現するという効果を有し、ケーブルモデムを利用する双方向通信システムにおける、データ分割装置、データ結合装置、送受信システム、データ分割方法、およびデータ結合方法等に有用である。

本発明の実施の形態１における送受信システムの接続構成図 本発明の実施の形態１におけるデータ分割結合装置９の、端末２５から送信されてくるデータを受信して処理する部分の構成図 本発明の実施の形態１におけるデータ分割結合装置１０の、ケーブルモデム２、４、６、８から送信されてくるデータを受信して処理する部分の構成図 （ａ）本発明の実施の形態１における、データ分割結合装置９の、送信端末用バッファ３１および送信モデム用バッファ３２〜３５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミング図、（ｂ）本発明の実施の形態１における、データ分割結合装置１０の、受信端末用バッファ８１および受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミング図 （ａ）本発明の実施の形態２おける、データ分割結合装置９の、送信端末用バッファ３１および送信モデム用バッファ３２〜３５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミング図、（ｂ）本発明の実施の形態２における、データ分割結合装置１０の、受信端末用バッファ８１および受信モデム用バッファ８２〜８５のそれぞれにおける受信パケットデータのタイミング図 従来のケーブルモデムを利用した双方向通信システムの接続構成図 従来のケーブルモデムを利用した双方向通信システムの同軸ケーブル信号のタイミング図

符号の説明

１、２、３、４、５、６、７、８ ケーブルモデム
９、１０ データ分割結合装置
１１、１２、１３、１４ 同軸ケーブル
１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４ ネットワークケーブル
２５、２６ 端末
３０、８０ 接続切替スイッチ
３１ 送信端末用バッファ
３２、３３、３４、３５ 送信モデム用バッファ
３６、８６ 切替制御部
４１ａ−４１ｅ 送信端末用バッファに入力されるデータ
４２ａ−４２ｅ 受信端末用バッファに入力されるデータ
８１ 受信端末用バッファ
８２、８３、８４、８５ 受信モデム用バッファ
５１ａ−５１ｅ 送信端末用バッファに入力されるデータ
５２ａ−５２ｅ 受信端末用バッファに入力されるデータ
５２ｚａ−５２ｚｅ 受信端末用バッファに入力されるデータ
６１、６２ ケーブルモデム
６３ 同軸ケーブル
６４、６５ 端末
６６、６７ ネットワークケーブル
７１ 下り信号用タイムスロット
７２ 上り信号用タイムスロット

Claims (12)

1. 外部端末から受信した受信データが格納される外部端末用バッファと、
   複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムから外部に送信させる送信データを格納する、複数のモデム用バッファと、
   前記外部端末用バッファを前記複数のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記外部端末用バッファに格納された前記受信データをパケット単位で前記各送信データに分割して前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納していくバッファ接続切替スイッチと、
   前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御するバッファ切替制御部とを備えた、データ分割装置。
2. 前記バッファ切替制御部は、予め決められた順番で前記外部端末用バッファが前記各モデム用バッファに順次切り替えられていくように前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、請求項１に記載のデータ分割装置。
3. 前記バッファ切替制御部は、前記複数のモデム用バッファのそれぞれの格納済みのデータ量に基づいて、前記外部端末用バッファが格納済みのデータ量が少ない前記モデム用バッファに接続されていくように、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、請求項１に記載のデータ分割装置。
4. 複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムが外部から前記ケーブルを介して受信した受信データをパケット単位でそれぞれ格納する、複数のモデム用バッファと、
   外部端末に送信する送信データが格納される外部端末用バッファと、
   前記外部端末用バッファを前記複数のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各受信データを結合して前記外部端末用バッファに格納していくバッファ接続切替スイッチと、
   前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御するバッファ切替制御部とを備えた、データ結合装置。
5. 前記バッファ切替制御部は、予め決められた順番で前記外部端末用バッファが前記各モデム用バッファに順次切り替えられていくように前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、請求項４に記載のデータ結合装置。
6. 前記バッファ切替制御部は、前記複数のモデム用バッファのそれぞれの格納済みのデータのタイミング情報に基づいて、前記外部端末用バッファが格納済みのデータのタイミング順に接続されていくように、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する、請求項４に記載のデータ結合装置。
7. 第１の外部端末と、
   複数の第１のモデムと、
   前記複数の第１のモデムのそれぞれにケーブルで接続されている複数の第２のモデムと、
   第２の外部端末と、
   前記第１の外部端末から受信した第１の受信データが格納される第１の外部端末用バッファと、前記各第１のモデムに接続され、前記各第１のモデムから対応する前記各第２のモデムに送信される各第１の送信データを格納する複数の第１のモデム用バッファと、前記第１の外部端末用バッファを前記複数の第１のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記第１の外部端末用バッファに格納された前記第１の受信データをパケット単位で前記各第１の送信データに分割して前記複数の第１のモデム用バッファのそれぞれに格納していく第１のバッファ接続切替スイッチと、前記第１のバッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する第１のバッファ切替制御部とを有する、データ分割装置と、
   前記各第２のモデムに接続され、前記各第２のモデムに対応する前記各第１のモデムから前記ケーブルを介して受信した各第２の受信データをパケット単位でそれぞれ格納する、第２の複数のモデム用バッファと、前記第２の外部端末に送信する第２の送信データが格納される第２の外部端末用バッファと、前記第２の外部端末用バッファを前記複数の第２のモデム用バッファのいずれかに切り替え可能に接続し、前記複数の第２のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各第２の受信データを結合して前記第２の外部端末用バッファに格納していく第２のバッファ接続切替スイッチと、前記第２のバッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する第２のバッファ切替制御部とを有する、データ結合装置と、を備えた送受信システム。
8. 外部端末から受信した受信データを外部端末用バッファに格納する外部端末受信データ格納ステップと、
   前記外部端末用バッファと、複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続され、前記各モデムから外部に送信させる送信データを格納する、複数のモデム用バッファのいずれかとを、切り替え可能に接続するバッファ切替接続ステップと、
   前記外部端末用バッファに格納された前記受信データを、パケット単位で前記各送信データに分割して、前記外部端末用バッファに接続されている前記モデム用バッファに格納する分割送信データ格納ステップとを備えた、データ分割方法。
9. 複数のケーブルに接続された各モデムにそれぞれ接続されている複数のモデム用バッファに、前記各モデムが前記ケーブルを介して外部から受信した受信データを格納するモデム受信データ格納ステップと、
   外部端末に送信する送信データが格納される外部端末用バッファと、前記複数のモデム用バッファのいずれかとを、切り替え可能に接続するバッファ切替接続ステップと、
   前記複数のモデム用バッファのそれぞれに格納されたパケット単位の前記各受信データを結合して前記外部端末用バッファに格納する結合データ格納ステップとを備えた、データ結合方法。
10. 請求項１に記載のデータ分割装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
11. 請求項４に記載のデータ結合装置の、前記バッファ接続切替スイッチの接続の切り替えを制御する前記バッファ切替制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
12. 請求項１０または１１のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
    
    

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