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
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 Download PDFInfo
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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
【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/>
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
- 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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