特許 7207177 パケット処理装置およびネットワークシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-10

(45)【発行日】2023-01-18

(54)【発明の名称】パケット処理装置およびネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/6275 20220101AFI20230111BHJP

   H04L 47/56 20220101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

H04L47/6275

H04L47/56

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019103519

(22)【出願日】2019-06-03

(65)【公開番号】P2020198538

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2022-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】八木庭 涼平

(72)【発明者】

【氏名】本郷 淳平

【審査官】宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２５５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２１５８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１７２９６５５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ１２／００－１３／１８，４１／００－４９／９０５７，６１／００－６５／８０，６９／００－６９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

優先パケットおよび前記優先パケットより優先度の低い非優先パケットを伝送するネットワークシステムであって、
前記ネットワークシステムの各ノードに実装されるパケット処理装置は、
非優先パケットを格納するパケット格納部と、
前記パケット格納部の出力側に設けられるゲートと、
前記ゲートを制御する制御部と、を備え、
前記ネットワークシステムのエッジノードに実装されるエッジノードパケット処理装置は、
前記優先パケットの送信パターンを検出する検出部と、
前記優先パケットの送信パターンに基づいてゲート制御信号を生成する生成部と、
前記ゲート制御信号を前記優先パケットの宛先に向けて送信する送信部と、をさらに備え、
前記ゲート制御信号を受信したパケット処理装置において、前記制御部は、前記ゲート制御信号に従って前記ゲートを制御する
ことを特徴とするネットワークシステム。

【請求項2】

前記送信パターンは、前記エッジノードに到着する優先パケットの間隔およびパケット量を表す
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項3】

前記ゲート制御信号は、他のパケット処理装置のゲートの閉鎖を開始するタイミングおよび閉鎖期間を表す
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項4】

各パケット処理装置において、前記送信部は、前記ゲートが閉じている期間の終了時に前記ゲート制御信号を送信する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項5】

前記エッジノードパケット処理装置は、第１のポート、第２のポート、および第３のポートをさらに備え、
前記エッジノードパケット処理装置において、前記第１のポートおよび前記第２のポートに対してそれぞれ第１のパケット処理部および第２のパケット処理部が設けられ、
前記第１のパケット処理部および前記第２のパケット処理部は、それぞれ、前記パケット格納部、前記ゲート、前記制御部、前記検出部、前記生成部、および前記送信部を含み、
前記エッジノードパケット処理装置において、前記第３のポートに到着する優先パケットが前記第１のポートを介して出力されるときは、前記第１のパケット処理部の検出部により得られた、前記優先パケットの送信パターンを表す情報が前記第１のパケット処理部が備えるメモリに格納され、
前記エッジノードパケット処理装置において、前記第３のポートに到着する優先パケットの出力ポートが前記第１のポートから前記第２のポートに切り替えられたときは、前記第２のパケット処理部において、
前記制御部は、前記メモリに格納されている情報を使用して前記ゲートを制御し、
前記生成部は、前記メモリに格納されている情報を使用して前記ゲート制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。

【請求項6】

優先パケットおよび前記優先パケットより優先度の低い非優先パケットを伝送するネットワークのエッジノードに実装されるパケット処理装置であって、
非優先パケットを格納するパケット格納部と、
前記パケット格納部の出力側に設けられるゲートと、
前記ゲートを制御する制御部と、
前記優先パケットの送信パターンを検出する検出部と、
前記優先パケットの送信パターンに基づいて、他のノードに実装されるパケット処理装置のゲートを制御するゲート制御信号を生成する生成部と、
前記ゲート制御信号を前記優先パケットの宛先に向けて送信する送信部と、
を備えるパケット処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パケットを処理する装置およびパケットを伝送するネットワークシステムに係わる。

【背景技術】

【0002】

近年、第５世代移動通信システム（５Ｇ）を実現するための技術の１つとして、基地局装置（ＢＢＵ：Base Band Unit）と無線アンテナ局（ＲＲＨ：Remote Radio Head）とが分離されたＭＦＨ（Mobile Front Haul）ネットワークが検討されている。ＭＦＨネットワークは、基地局装置と無線アンテナ局との間で、無線通信のための信号を伝送する。また、基地局装置は、複数の無線アンテナ局と接続することができる。

【0003】

ＭＦＨネットワークは、レイヤ２のパケットを伝送する。このため、ＭＦＨネットワークのためのパスおよび他のネットワーク（ＭＢＨ（Mobile Back Haul）ネットワークまたは有線ネットワーク等）のパスが通信リソースを共有することがある。これにより、通信リソースの効率的な利用が実現される。

【0004】

ただし、ＭＦＨネットワークは、他のネットワークと比較して、遅延に係わる要求が厳しい。このため、他のネットワーク上で伝送されるパケットと比較して、ＭＦＨネットワーク上で伝送されるパケットを優先的に処理する優先制御が提案されている。なお、以下の記載では、ＭＦＨネットワーク上で伝送されるパケットを「ＭＦＨパケット」又は「優先パケット（高優先パケット）」と呼ぶことがある。また、他のネットワーク上で伝送されるパケットを「非ＭＦＨパケット」又は「非優先パケット（低優先パケット）」と呼ぶことがある。

【0005】

例えば、ＴＡＳ（Time Aware Shaper）は、非ＭＦＨパケットに対してゲート制御を行う。具体的には、ＴＡＳは、ネットワーク内の各ノードに実装され、ゲートおよびゲートを制御する機能を含む。そして、ＴＡＳは、ＭＦＨパケットを転送するときに、ゲートを閉じることにより非ＭＦＨパケットの出力（或いは、転送）を停止する。このとき、非ＭＦＨパケットは、バッファに保存される。そして、ＭＦＨパケットの転送が終了すると、ゲートが開かれ、バッファに保存されていた非ＭＦＨパケットが出力される。この機能により、ＭＦＨパケットの遅延が抑制される。なお、ＴＡＳは、ＩＥＥＥ８０２．１ＱＢｖに規定されている。

【0006】

なお、特許文献１には、高優先パケットの出力遅延を抑制するパケット処理装置が記載されている。また、特許文献２～４にも関連する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２０１８－１２５５９７号公報

【文献】特開２０１９－００９５５７号公報

【文献】特開２０１８－１２９６６１号公報

【文献】特開２０１８－１３３６９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ＴＡＳは、上述したように、ＭＦＨパケットがノードを通過するときにゲートを閉じることで、非ＭＦＨパケットの出力を停止する。他方、ＭＦＨパケットは、多くのケースにおいて、所定の周期で送信される。したがって、ＭＦＨネットワーク内の各ノードにおいてＭＦＨパケットの送信パターンを学習し、ゲートを制御するためのゲート制御情報を予め作成しておく方法が提案されている。ただし、ＭＦＨパケットの送信パターンを学習してゲート制御情報を作成する処理の負荷は大きい。特に、無線アンテナ局と基地局装置との間のルート切替えに際して各ノードでゲート制御情報の再作成が行われると、ＭＦＨパケットの遅延が発生するおそれがある。

【0009】

本発明の１つの側面に係わる目的は、優先度の異なるパケットを伝送するネットワークにおいて、パケットの優先制御に起因する遅延を削減することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の１つの態様のネットワークシステムは、優先パケットおよび前記優先パケットより優先度の低い非優先パケットを伝送する。前記ネットワークシステムの各ノードに実装されるパケット処理装置は、非優先パケットを格納するパケット格納部と、前記パケット格納部の出力側に設けられるゲートと、前記ゲートを制御する制御部と、を備える。前記ネットワークシステムのエッジノードに実装されるエッジノードパケット処理装置は、前記優先パケットの送信パターンを検出する検出部と、前記優先パケットの送信パターンに基づいてゲート制御信号を生成する生成部と、前記ゲート制御信号を前記優先パケットの宛先に向けて送信する送信部と、をさらに備える。前記ゲート制御信号を受信したパケット処理装置において、前記制御部は、前記ゲート制御信号に従って前記ゲートを制御する。

【発明の効果】

【0011】

上述の態様によれば、優先度の異なるパケットを伝送するネットワークにおいて、パケットの優先制御に起因する遅延が削減される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】中継ネットワークの一例を示す図である。

【図2】パケットスイッチ装置の一例を示す図である。

【図3】パケット処理部の一例を示す図である。

【図4】リストテーブルの一例を示す図である。

【図5】サブフレームの構成の一例を示す図である。

【図6】受信パケットについての統計情報の一例を示す図である。

【図7】図６に示す統計情報に基づいて作成されたリストテーブルの一例を示す図である。

【図8】通信経路の切替えの一例を示す図である。

【図9】遠隔ゲート制御の一例を示す図である。

【図10】遠隔ゲート制御信号の送信の一例を示す図である。

【図11】パケットスイッチ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図12】第１の実施例に係わるネットワークシステムを示す図である。

【図13】図１２に示すＳＷ５により作成されるリストテーブルの一例を示す図である。

【図14】図１２に示すＳＷ５により作成されるリストテーブルの他の例を示す図である。

【図15】パケット受信処理の一例を示すフローチャートである。

【図16】遠隔ゲート制御信号を送信する処理の一例を示すフローチャートである。

【図17】遠隔ゲート制御信号を終端する処理の一例を示すフローチャートである。

【図18】第２の実施例に係わるネットワークシステムを示す図である。

【図19】ルート切替え時の入力側エッジノードの動作の一例を示す図である。

【図20】ゲートクローズ期間に付加するマージン期間を調整する方法の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係わる中継ネットワークの一例を示す。中継ネットワーク１の各ノードには、パケットスイッチ装置２が実装されている。そして、各パケットスイッチ装置２は、レイヤ２パケットを中継する。

【0014】

中継ネットワーク１は、レイヤ２パケットを伝送する任意の回線を収容し得る。この例では、中継ネットワーク１は、無線アンテナ局（ＲＲＨ）３と基地局（ＢＢＵ）４との間に設定されるＭＦＨ回線を収容する。無線アンテナ局３は、１または複数の無線端末を収容し得る。基地局４は、無線アンテナ局３と各無線端末との間の無線リソースのスケジューリングを行う。なお、無線アンテナ局３と基地局４との間では、情報またはデータは、ＭＦＨパケットに格納されて伝送される。また、以下の記載では、無線アンテナ局３と基地局４との間に設定されるパスを「ＭＦＨ回線」と呼ぶことがある。

【0015】

中継ネットワーク１は、ＭＦＨ回線以外の回線も収容し得る。例えば、ＭＢＨ回線および他の有線ネットワークの情報またはデータを伝送する回線などが中継ネットワーク１に収容される。以下の記載では、ＭＦＨ回線以外の回線を介して伝送されるパケットを「非ＭＦＨパケット」と呼ぶことがある。

【0016】

ここで、非ＭＦＨパケットと比較して、ＭＦＨパケットの遅延に係わる要求は厳しい。このため、パケットスイッチ装置２は、非ＭＦＨパケットと比較して、ＭＦＨパケットを優先的に処理する優先制御機能を備える。

【0017】

図２は、パケットスイッチ装置２の一例を示す。パケットスイッチ装置２は、入力ＩＦ１１、スイッチ処理部１２、複数のパケット処理部１３、ＣＰＵ１４、メモリ１５を備える。なお、パケットスイッチ装置２は、図２に示していない他の回路または機能を備えていてもよい。

【0018】

入力ＩＦ１１は、中継ネットワーク１に接続するためのインタフェースを提供する。なお、入出力ＩＦ１１は、光ファイバを接続するための入力ポートおよび出力ポートを備えていてもよい。また、入出力ＩＦ１１は、レイヤ２の信号を終端する機能を備えていてもよい。

【0019】

スイッチ処理部１２は、入出力ＩＦ１１を介して受信するパケットを、宛先に対応するパケット処理部１３に導く。一例としては、スイッチ処理部１２は、受信パケットのヘッダに設定されているＶＬＡＮＩＤ及び／又は宛先アドレスに基づいて、そのパケットを対応する出力ポートに接続されるパケット処理部１３に導く。尚、スイッチ処理部１２は、ＣＰＵ１４から与えられる指示および情報に基づいてスイッチ処理を実行する。

【0020】

各パケット処理部１３は、ＣＰＵ１４から与えられる指示および情報に基づいて、ＭＦＨパケットの優先制御を実行する。ＣＰＵ１４は、メモリ１５に格納されているプログラムを実行することによりパケットスイッチ装置２の動作を制御する。メモリ１５は、不揮発メモリを含み、ＣＰＵ１４により実行されるプログラムを格納する。また、メモリ１５は、ＣＰＵ１４が使用する情報およびデータを保存する。なお、メモリ１５の一部は、パケットスイッチ装置２の外部に設けられてもよい。

【0021】

図３は、パケット処理部１３の一例を示す。パケット処理部１３は、図３に示す各機能を備える。ただし、パケット処理部１３は、図３に示していない機能をさらに備えてもよい。

【0022】

分配部２１は、受信パケットのヘッダ情報を参照して、その受信パケットが優先パケットであるか非優先パケットであるかを判定する。パケットの種別（ここでは、優先パケットか否か）は、たとえば、ＶＬＡＮＩＤにより識別される。そして、優先パケットは優先パケットキュー２２に格納され、非優先パケットは非優先パケットキュー２３に格納される。なお、ＭＦＨパケットは、優先パケットの一例である。ＭＦＨパケット以外のパケットは、非優先パケットの一例である。また、優先パケットキュー２２および非優先パケットキュー２３は、それぞれバッファメモリにより実現される。

【0023】

優先パケットゲート２４は、優先パケットキュー２２の出力側に設けられる。非優先パケットゲート２５は、非優先パケットキュー２３の出力側に設けられる。制御部２６は、優先パケットゲート２４および非優先パケットゲート２５の状態を制御する。ここで、制御部２６は、通常、優先パケットゲート２４を開状態に保持する。また、優先パケットキュー２２から優先パケットが読み出されて出力されるときは、制御部２６は、非優先パケットゲート２５を閉じる。そして、セレクタ２７は、優先パケットゲート２４または非優先パケットゲート２５を通過するパケットを出力する。これにより、パケットの優先制御が実現される。

【0024】

ところで、図１に示す無線アンテナ局（ＲＲＨ）３と基地局（ＢＢＵ）４との間で伝送されるＭＦＨパケット（即ち、優先パケット）は、多くのケースにおいて、所定のパターンで送信される。したがって、パケット処理部１３は、ＭＦＨパケットの送信パターンを学習し、その学習結果に基づいてゲートを制御するための制御情報を作成する機能を備える。

【0025】

制御情報は、収集部３１および検出部３２により作成され、パケット処理装置１３がアクセス可能なメモリに保存される。図３に示す例では、制御情報は、リストテーブル３３として保存されている。

【0026】

図４は、リストテーブル３３の一例を示す。この例では、リストテーブル３３は、ＴＳ番号３３ａ、状態情報３３ｂ、３３ｃ、および滞留時間情報３３ｄを互いに対応づけて管理する。ＴＳ番号３３ａは、受信パケットのタイムスロットを識別する。状態情報３３ｂは、対応するＴＳ番号３３ａにより識別されるタイムストッロにおける優先パケットゲート２４の状態（開／閉）を表す。状態情報３３ｃは、対応するＴＳ番号３３ａにより識別されるタイムストッロにおける非優先パケットゲート２５の状態（開／閉）を表す。滞留時間情報３３ｄは、対応するＴＳ番号３３ａにより識別されるタイムストッロに対して割り当てられる時間を表す。

【0027】

制御部２６は、リストテーブル３３に従って優先パケットゲート２４および非優先パケットゲート２５の状態を制御する。例えば、タイムスロットＴＳ１においては、制御部２６は、優先パケットゲート２４を開くと共に、非優先パケットゲート２５を閉じる。この場合、非優先パケットキュー２３に非優先パケットが格納されていても、パケット処理部１３は、その非優先パケットを出力しない。同様に、制御部２６は、タイムスロットＴＳ２～ＴＳＮにおいて、それぞれ優先パケットゲート２４および非優先パケットゲート２５の状態を制御する。さらに、制御部２６は、リストテーブル３３に基づくゲート制御を繰り返し実行する。

【0028】

ここで、リストテーブル３３を作成する方法の一例を示す。以下の記載では、無線アンテナ局３と無線端末との間で図５に示すサブフレームが伝送されるものとする。このサブフレームの長さは１ｍ秒である。また、このサブフレームは、１４個のシンボルから構成される。なお、サブフレームは、複数のサブキャリアを使用する。

【0029】

ＭＦＨデータは、サブフレームを使用して伝送される。よって、この実施例では、ＭＦＨデータは、１ｍ秒周期で送信される。なお、ＭＦＨデータは、各サブフレーム中の１または複数の無線リソースを使用して伝送される。各無線リソースは、１個のシンボルと１個のサブキャリアの組合せで表される。そして、無線アンテナ局３と無線端末との間で上述のサブフレームが伝送される場合、基地局４と無線アンテナ局３との間においても１ｍ秒周期で１または複数のＭＦＨパケットが伝送される。

【0030】

基地局４と無線アンテナ局３との間のルート上のパケットスイッチ装置２は、ＭＦＨパケットを優先パケットとして転送する。このとき、パケット処理部１３において、ＭＦＨパケットは、優先パケットキュー２２に格納されると共に、収集部３１に導かれる。収集部３１は、パケットスイッチ装置２に到着する優先パケットの統計情報を収集する。統計情報は、この実施例では、タイムスロット毎の受信パケット量を表す。パケット量は、例えば、パケット数またはバイト数で表される。検出部３２は、収集部３１により収集された統計情報を解析し、優先パケットの送信パターンを検出する。送信パターンは、優先パケットの到着間隔（すなわち、送信周期）を表す。また、送信パターンは、優先パケットが送信されるタイムスロットを表してもよい。さらに、送信パターンは、優先パケットの平均到着量およびバーストの揺らぎなどを表してもよい。

【0031】

図６は、受信パケットについての統計情報の一例を示す。図６において、縦軸はパケット量を表し、横軸は時間を表す。時間は、タイムスロットを単位として表されている。そして、この実施例では、ＭＦＨパケットは、１ｍ秒周期で伝送されている。また、各サブフレーム内のタイムスロットＴＳ３～ＴＳ５においてＭＦＨパケットが検出されている。

【0032】

検出部３２は、上述の統計情報を解析し、受信パケットの送信パターンを検出する。そして、検出部３２は、この検出結果を利用してリストテーブル３３を作成する。

【0033】

図７は、図６に示す統計情報に基づいて作成されたリストテーブル３３の一例を示す。この例では、上述したように、各サブフレーム内のタイムスロットＴＳ３～ＴＳ５においてＭＦＨパケットが検出されている。よって、この場合、タイムスロットＴＳ３～ＴＳ５に対して、非優先パケットゲート２５の状態が「閉（Close）」に設定される。また、マージン期間として、タイムスロットＴＳ２、ＴＳ６に対しても「閉（Close）」が設定される。

【0034】

制御部２６は、リストテーブル３３に従って優先パケットゲート２４および非優先パケットゲート２５の状態を制御する。よって、図７に示すリストテーブル３３が作成されている場合は、タイムスロットＴＳ２～ＴＳ６において非優先パケットゲート２５が閉状態に制御される。すなわち、タイムスロットＴＳ２～ＴＳ６においては非優先パケットの出力が停止されるので、ＭＦＨパケットの優先制御が実現される。

【0035】

ただし、中継ネットワーク内のすべてのノードにおいてリストテーブル３３を作成すると、各ノードのＣＰＵリソースが消費される。例えば、図８に示すケースでは、全てのノード（ＳＷ１～ＳＷ６）において、ＭＦＨパケットの到着間隔の計算などが実行される。また、ＭＦＨパケットを伝送する経路上で障害が発生すると、各ノードで再計算が必要になる。例えば、図８（ａ）に示すケースでは、ノードＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１を介して無線アンテナ局ＲＲＨから基地局ＢＢＵにＭＦＨパケットが伝送されている。ここで、例えば、図８（ｂ）に示すように、ノードＳＷ２、ＳＷ３間で障害が発生すると、経路切替えが実行される。この場合、各ノード（少なくとも、ノードＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ１）においてＭＦＨパケットの到着間隔の計算が実行される。

【0036】

このように、中継ネットワーク内のすべてのノードにおいてリストテーブル３３を作成すると、各ノードのＣＰＵリソースが消費される。そこで、本発明の実施形態に係わるネットワークシステムは、この課題を解決または緩和する機能を備える。

【0037】

図９は、本発明の実施形態に係わるネットワークシステムにおける遠隔ゲート制御の一例を示す。この実施例では、無線アンテナ局（ＲＲＨ）から複数のノードを介して基地局（ＢＢＵ）に優先パケットが伝送される。優先パケットは、例えば、ＭＦＨパケットである。また、各ノードには、図３に示すパケットスイッチ装置２が実装されている。

【0038】

なお、以下の記載では、他のノードを経由することなくＲＲＨに接続するノードを「入力側エッジノード」と呼ぶことがある。他のノードを経由することなくＢＢＵに接続するノードを「出力側エッジノード」と呼ぶことがある。ＲＲＨとＢＢＵとの間の経路上に実装される他のノードを「中間ノード」または「非エッジノード」と呼ぶことがある。

【0039】

上記構成のネットワークシステムにおいて、ＲＲＨから送信される優先パケットは、入力側エッジノードに到着する。入力側エッジノードは、図６～図７を参照して説明したように、優先パケットの送信パターンを検出する。具体的には、図３に示す収集部３１および検出部３２は、優先パケットの到着間隔などを解析することで優先パケットの送信パターンを検出し、リストテーブル３３を作成する。以降、入力側エッジノードは、リストテーブル３３に基づいて非優先パケットに対するゲート制御を行うことができる。なお、以下の記載では、優先パケットの送信パターンを検出する処理を「ＴＡＳ計算」と呼ぶことがある。

【0040】

入力側エッジノードは、ＴＡＳ計算の結果を他のノードに通知するために、遠隔ゲート制御信号を生成する。すなわち、入力側エッジノードにおいて、ゲート制御信号生成部３４は、ＴＡＳ計算の結果を他のノードに通知するための遠隔ゲート制御信号を生成する。遠隔ゲート制御信号は、この実施例では、非優先パケットゲート２５の閉鎖を開始するタイミングを表すタイミング情報、および非優先パケットゲート２５を閉鎖する期間を表す期間情報を含む。

【0041】

ゲート制御信号送信部３５は、対応する優先パケットと同じ宛先（ここでは、ＢＢＵ）に向けて遠隔ゲート制御信号を送信する。このとき、遠隔ゲート制御信号は、優先パケットに続いて送信される。好ましくは、遠隔ゲート制御信号は、非優先パケットゲート２５の閉鎖期間の終了時に送信される。或いは、遠隔ゲート制御信号は、対応する優先パケットの中に挿入されて送信されてもよい。

【0042】

遠隔ゲート制御信号の生成の一例を示す。以下の記載では、図６に示す統計情報に基づいて、図７に示すリストテーブル３３が作成されているものとする。この場合、制御部２６は、タイムスロットＴＳ２～ＴＳ６において非優先パケットゲート２５を閉鎖する。すなわち、タイムスロットＴＳ６において非優先パケットゲート２５の閉鎖が終了する。そして、ゲート制御信号送信部３５は、タイムスロットＴＳ６において遠隔ゲート制御信号を送信することになる。

【0043】

この後、非優先パケットゲート２５は開状態に保持され、次のサブフレームのタイムスロットＴＳ２において閉状態に制御される。すなわち、遠隔ゲート制御信号が送信されたときから６５０μ秒後に、非優先パケットゲート２５が閉状態に制御される。よって、非優先パケットゲート２５の閉鎖を開始するタイミングを表すタイミング情報は「６５０μ秒後（９タイムスロット後）」である。また、非優先パケットゲート２５は、タイムスロットＴＳ２～ＴＳ６において閉状態に保持される。したがって、非優先パケットゲート２５を閉鎖する期間を表す期間情報は「３５０μ秒（５タイムスロット）」である。

【0044】

中間ノードは、優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号を受信する。そうすると、中間ノードの制御部２６は、受信した遠隔ゲート制御信号に従って非優先パケットゲート２５を制御する。すなわち、制御部２６は、タイミング情報により表される時刻に非優先パケットゲート２５の閉鎖を開始する。そして、制御部２６は、期間情報により表される期間が終了するまで、非優先パケットゲート２５を閉鎖したまま保持する。このとき、中間ノードは、優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号を次ノードに転送する。その後、制御部２６は、非優先パケットゲート２５を開く。なお、図９に示す斜線領域は、非優先パケットゲート２５が閉じた状態を表している。

【0045】

なお、中間ノードは、受信した遠隔ゲート制御信号に従ってリストテーブルを作成してもよい。この場合、このリストテーブルは、図３に示す例では、遠隔制御リストテーブル３６としてメモリに保存される。また、制御部２６は、遠隔制御リストテーブル３６に従って非優先パケットゲート２５を制御してもよい。なお、遠隔制御リストテーブル３６の内容は、入力側エッジノードにおいて作成されるリストテーブル３３と実質的に同じである。

【0046】

優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号は、１または複数の中間ノードによって転送され、出力側エッジノードに到着する。出力側エッジノードは、中間ノードと同様に、遠隔ゲート制御信号に従って非優先パケットゲート２５を制御する。ただし、出力側エッジノードにおいては、図３に示す終端部３７が遠隔ゲート制御信号を終端する。すなわち、遠隔ゲート制御信号は、ＢＢＵには転送されない。

【0047】

このように、本発明の実施形態に係わるネットワークシステムにおいては、入力側エッジノードのみがＴＡＳ計算を実行し、その計算結果を表す遠隔ゲート制御信号が中間ノードおよび出力側エッジノードに配布される。したがって、各ノードがＴＡＳ計算を実行する構成と比較して、ネットワークシステム全体として、ＣＰＵリソースの消費が削減される。

【0048】

図１０は、遠隔ゲート制御信号の送信の一例を示す。この例では、各ＲＲＨとＢＢＵとの間の通信に対してそれぞれＶＬＡＮＩＤが割り当てられている。そして、ＲＲＨに接続されるノード（すなわち、入力側エッジノード）は、ＲＲＨからＭＦＨパケットを受信すると、遠隔ゲート制御信号（すなわち、タイミング情報および期間情報）を含むＬ２パケットを生成する。このＬ２パケットの宛先アドレスは、ＭＦＨパケットと同じであり、ＢＢＵを指定する。また、このＬ２パケットのヘッダには、ＭＦＨパケットの送信元を識別するＶＬＡＮＩＤが設定される。そして、入力側エッジノードは、このＬ２パケットをＢＢＵに向けて送信する。そうすると、Ｌ２パケットは、１または複数の中間ノードにより出力側エッジノードまで転送される。ただし、遠隔ゲート制御信号は、出力側エッジノードにより終端され、ＢＢＵには転送されない。

【0049】

なお、各パケットスイッチ装置２は、計算対象ポートリスト４１に登録されているＶＬＡＮＩＤが付与された優先パケットを受信したときに、ＴＡＳ計算を実行する。図１０に示す実施例では、入力側エッジノードに実装されているパケットスイッチ装置２の計算対象ポートリスト４１に「ＶＬＡＮＩＤ＝１００、２００、３００」が登録されている。また、各パケットスイッチ装置２は、遠隔制御有効ポートリスト４２に登録されているＶＬＡＮＩＤが付与された、遠隔ゲート制御信号を含むＬ２パケットを受信したときに、受信した遠隔ゲート制御信号に基づいて非優先パケットゲート２５を制御する。図１０に示す実施例では、中間ノードおよび出力側エッジノードに実装されている各パケットスイッチ装置２の遠隔制御有効ポートリスト４２に「ＶＬＡＮＩＤ＝１００、２００、３００」が登録されている。さらに、各パケットスイッチ装置２は、終端ポートリスト４３に登録されているＶＬＡＮＩＤが付与された、遠隔ゲート制御信号を含むＬ２パケットを受信したときに、遠隔ゲート制御信号を終端する。図１０に示す実施例では、出力側エッジノードに実装されているパケットスイッチ装置２の終端ポートリスト４３に「ＶＬＡＮＩＤ＝１００、２００、３００」が登録されている。

【0050】

なお、上述の実施例では、受信パケットを処理すべきか否かがＶＬＡＮＩＤにより判定されるが、本発明はこの方法に限定されるものではない。例えば、入出力ポートを識別するポート番号を利用して受信パケットを処理すべきか否かを判定してもよい。例えば、図１０に示す入力側エッジノードに実装されているパケットスイッチ装置２の計算対象ポートリスト４１に「ポート番号＝２、３、１０」が登録される。或いは、ポート番号およびＶＬＡＮＩＤの組合せに基づいて受信パケットを処理すべきか否かを判定してもよい。

【0051】

図１１は、パケットスイッチ装置２のハードウェア構成の一例を示す。パケットスイッチ装置２は、ＣＰＵ５１、不揮発メモリ５２、揮発メモリ５３、処理モジュール５４、およびＩＦカード５５を備える。ただし、パケットスイッチ装置２は、図１１に示していない他の回路を備えていてもよい。

【0052】

ＣＰＵ５１は、不揮発メモリ５２に格納されているプログラムを実行することにより、パケットスイッチ装置２を監視および制御する。ＣＰＵ５１は、ＮＰＵ及び／又はＡＳＳＰを監視および制御できる。不揮発メモリ５２は、パケットスイッチ装置２を監視および制御するためのプログラムを格納する。また、不揮発メモリ５２は、パケットスイッチ装置２の構成を表す情報（Config情報など）を格納する。揮発メモリ５３は、ＣＰＵ５１の作業領域として使用される。

【0053】

処理モジュール５４は、たとえば、ＮＰＵ（Network Processing Unit）およびＡＳＳＰ（Application Specific Standard Product）を含み、受信パケットを処理する。すなわち、処理モジュール５４は、レイヤ２の処理を実行する。具体的には、処理モジュール５４は、ＶＬＡＮ、ＭＡＣ、ＱｏＳ、ＯＡＭを提供する。なお、図３に示すスイッチ処理部１２および複数のパケット処理部１３は、処理モジュール５４により実現される。すなわち、優先パケットに対して非優先パケットの出力を制限するゲート制御は、処理モジュール５４により実現される。このとき、ゲート制御に係わる動作は、ソフトウェアにより制御される。

【0054】

ＩＦカード５５は、光回線を収容するための光モジュールを備える。また、ＩＦカード５５は、光モジュールを制御するＦＰＧＡを備える。ＦＰＧＡは、例えば、光モジュールのパワーのオン／オフの制御、および光出力のオン／オフの制御などを行う。なお、パケットスイッチ装置２は、伝送速度の異なるＩＦカード５５を実装してもよい。例えば、１０ＧのＩＦカード５５および１００ＧのＩＦカード５５が混在してもよい。

【0055】

＜第１の実施例＞
図１２は、第１の実施例に係わるネットワークシステムを示す。第１の実施例では、中継ネットワークは、パケットスイッチＳＷ１～ＳＷ６を含む。パケットスイッチＳＷ１～ＳＷ６は、光ファイバによりリング状に接続されている。リングは、２重化されている。なお、図１２において、各パケットスイッチＳＷ１～ＳＷ６に付与されている表記（Ｌ、Ｒ、Ｄ）は、物理ポートを識別する。また、中継ネットワークは、この実施例では、ＥＲＰ（Ethernet Ring Protection（Ethernetは、登録商標））を提供する。そして、パケットスイッチＳＷ４、ＳＷ５間にＥＲＰのブロックポートが設けられている。

【0056】

以下の記載では、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２からＢＢＵへ優先パケットが送信されるものとする。ＭＦＨパケットは、優先パケットの一例である。そして、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される優先パケットは、ＨＵＢ１、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ１を経由してＢＢＵに伝送される。よって、この場合、ＳＷ５は入力側エッジノードに相当し、ＳＷ１は出力側エッジノードに相当し、ＳＷ６は中間ノードに相当する。なお、ブロックポートは、特定の制御パケット以外のパケットを遮断する。よって、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される優先パケットは、通常運用時には、ＳＷ４、ＳＷ５間の経路を通過することはできない。

【0057】

ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される優先パケットは、ＨＵＢを介してＳＷ５のポートＤに到着する。ここで、ＳＷ５のスイッチ部１２は、予め設定されているスイッチ情報に基づいて、ポートＤに到着した優先パケットをポートＬに導くものとする。この場合、ＳＷ５において、ポートＬに対して設けられているパケット処理部１３がＴＡＳ処理を実行する。

【0058】

ＳＷ５において、パケット処理部１３は、ポートＬを介して出力する優先パケットの送信パターンを検出し、リストテーブル３３を作成する。また、パケット処理部１３は、この検出結果に基づいて遠隔ゲート制御信号を生成する。そして、ＳＷ５は、ポートＬを介して優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号を出力する。なお、ＳＷ５の計算対象ポートリスト４１には、ポートＤが登録されている。或いは、ＲＲＨ１およびＲＲＨ２がそれぞれＶＬＡＮＩＤ１およびＶＬＡＮＩＤ２で識別されるときは、ＳＷ５の計算対象ポートリスト４１に、論理ポートとして、ＶＬＡＮＩＤ１およびＶＬＡＮＩＤ２が登録されていてもよい。

【0059】

ＳＷ５のポートＬを介して送信される優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号は、ＳＷ６のポートＲに到着する。ＳＷ６において、スイッチ部１２は、予め設定されているスイッチ情報に基づいて、ポートＲに到着した優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号をポートＬに導くものとする。この場合、ＳＷ６において、ポートＬに対して設けられているパケット処理部１３がゲート制御を実行する。

【0060】

ＳＷ６において、パケット処理部１３は、遠隔ゲート制御信号に基づいて遠隔制御リストテーブル３６を作成し、ゲート制御を実行する。そして、ＳＷ６は、ポートＬを介して優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号を出力する。なお、ＳＷ６の遠隔制御有効ポートリスト４２には、ポートＲが登録されている。或いは、ＳＷ６の遠隔制御有効ポートリスト４２に、ＶＬＡＮＩＤ１およびＶＬＡＮＩＤ２が登録されていてもよい。

【0061】

ＳＷ６のポートＬを介して送信される優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号は、ＳＷ１のポートＲに到着する。ＳＷ１において、スイッチ部１２は、予め設定されているスイッチ情報に基づいて、ポートＲに到着した優先パケットおよび遠隔ゲート制御信号をポートＤに導くものとする。この場合、ポートＤに対して設けられているパケット処理部１３がゲート制御を実行する。

【0062】

ＳＷ１において、パケット処理部１３は、遠隔ゲート制御信号に基づいて遠隔制御リストテーブル３６を作成し、ゲート制御を実行する。そして、ＳＷ１は、ポートＤを介して優先パケットを出力する。よって、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される優先パケットは、ＢＢＵに導かれる。なお、ＳＷ１の遠隔制御有効ポートリスト４２には、ポートＲ（または、ＶＬＡＮＩＤ１、ＶＬＡＮＩＤ２）が登録されている。他方、ＳＷ１の終端リスト４３には、ポートＲ（または、ＶＬＡＮＩＤ１、ＶＬＡＮＩＤ２）が登録されている。したがって、遠隔ゲート制御信号は、ＢＢＵに転送されることなく、ＳＷ１において終端される。

【0063】

図１３は、図１２に示す実施例において、ＳＷ５により作成されるリストテーブル３３の一例を示す。ここでは、ポートＬに対して設けられているパケット処理部１３は、ＶＬＡＮＩＤ毎に優先パケットの送信パターンを検出するものとする。そして、ＶＬＡＮＩＤ１（即ち、ＲＲＨ１とＢＢＵとの通信）に対して図１３（ａ）に示すリストテーブルが作成され、ＶＬＡＮＩＤ２（即ち、ＲＲＨ２とＢＢＵとの通信）に対して図１３（ｂ）に示すリストテーブルが作成されたものとする。この場合、ポートＬに対して設けられているパケット処理部１３は、ＶＬＡＮＩＤ１が付与された優先パケットを転送するためにタイムスロットＴＳ３～ＴＳ４において非優先パケットゲート２５を閉じ、ＶＬＡＮＩＤ２が付与された優先パケットを転送するためにタイムスロットＴＳ５～ＴＳ６において非優先パケットゲート２５を閉じる。

【0064】

したがって、パケット処理部１３は、ポートＬを介して出力されるパケットに対して、図１３に示す２つのリストテーブルに基づいて図１４に示すリストテーブルを作成する。なお、図１４に示すリストテーブルは、図１３に示す２つのリストテーブルの非優先パケットゲートのための状態情報についてＯＲ演算を行うことで得られる。このＯＲ演算においては、Closeが「１」に相当し、Openが「０」に相当する。

【0065】

この後、パケット処理部１３は、図１４に示すリストテーブルに従って非優先パケットゲート２５を制御する。すなわち、タイムスロットＴＳ３～ＴＳ６において非優先パケットゲート２５を閉じる。また、パケット処理部１３は、図１４に示すリストテーブルの内容を表す遠隔ゲート制御信号を生成する。この遠隔ゲート制御信号は、対応する優先パケットに続いて送信される。

【0066】

図１５は、パケット受信処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、パケット処理部１３がパケットを受信したときに実行される。

【0067】

Ｓ１において、パケット処理部１３は、受信パケットが優先パケットであるか否かを判定する。受信パケットが優先パケットであるか否かは、例えば、その受信パケットに付与されているＶＬＡＮＩＤにより識別される。そして、受信パケットが優先パケットであるときは、パケット処理部１３は、Ｓ２において、その受信パケットを優先パケットキュー２２に格納する。

【0068】

Ｓ３において、パケット処理部１３は、受信した優先パケットの送信元がＴＡＳ計算を実行すべき対象であるか否かを判定する。送信元は、この例では、優先パケットが到着した物理ポートまたはＶＬＡＮＩＤなどの論理ポートにより識別される。この場合、優先パケットが到着した物理ポートまたはＶＬＡＮＩＤが計算対象ポートリスト４１に登録されていれば、優先パケットがＴＡＳ計算を実行すべき対象であると判定する。

【0069】

Ｓ４において、パケット処理部１３は、優先パケットについてＴＡＳ計算を実行する。すなわち、パケット処理部１３は、送信元について優先パケットの送信パターンを検出する。ただし、図６を参照して説明したように、優先パケットの送信パターンは、所定の期間にわたって統計情報を収集することにより得られる。そして、パケット処理部１３は、Ｓ５において、優先パケットの送信先ＩＤに対応づけて、ＴＡＳ計算の結果をリストテーブル３３に記録する。

【0070】

受信パケットが優先パケットでないときは、パケット処理部３１は、Ｓ６において、受信パケットが遠隔ゲート制御信号であるか否かを判定する。受信パケットが遠隔ゲート制御信号であるか否かは、例えば、その受信パケットに付与されているＶＬＡＮＩＤにより識別されるものとする。そして、受信パケットが遠隔ゲート制御信号であるときは、パケット処理部１３は、Ｓ７において、その遠隔ゲート制御信号を優先パケットキュー２２に格納する。

【0071】

Ｓ８において、パケット処理部１３は、受信した遠隔ゲート制御信号に従ってゲート制御を行うか否かを判定する。この例では、遠隔ゲート制御信号が到着した物理ポートまたはＶＬＡＮＩＤが遠隔制御有効ポートリスト４２に登録されていれば、パケット処理部１３は、受信した遠隔ゲート制御信号に従ってゲート制御を行うと判定する。この場合、パケット処理部１３は、Ｓ９において、受信した遠隔ゲート制御信号に従って遠隔制御リストテーブル３６を更新する。なお、受信パケットが優先パケットでなく、且つ、遠隔ゲート制御信号でもないときは、その受信パケットは、Ｓ１０において、非優先パケットキュー２３に格納される。

【0072】

図１２に示す例では、ＳＷ５の計算対象ポートリスト４１に、受信した優先パケットの送信元として、「ポートＤ」または「ＶＬＡＮＩＤ１、ＶＬＡＮＩＤ２」が登録されている。よって、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から優先パケットが送信されると、ＳＷ５のポートＬに設けられているパケット処理部１３によりＳ２～Ｓ５の処理が実行される。すなわち、ＳＷ５において優先パケットの送信パターンが計算される。これに対して、ＳＷ６、ＳＷ１においては、計算対象ポートリスト４１に「ポートＲ」または「ＶＬＡＮＩＤ１、ＶＬＡＮＩＤ２」は登録されていない。よって、ＳＷ６、ＳＷ１においては、Ｓ４～Ｓ５の処理は実行されない。すなわち、ＳＷ６、ＳＷ１は、ＴＡＳ計算を実行しない。

【0073】

図１６は、遠隔ゲート制御信号を送信する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、入力側エッジノードにおいて実行される。図１２に示す例では、ＳＷ５において実行される。なお、入力側エッジノードにおいて、図１５に示すフローチャートの処理によりリストテーブル３３が既に作成されているものとする。

【0074】

Ｓ２１において、優先パケットの出力ポートに対して設けられているパケット処理部１３は、リストテーブル３３に従って非優先パケットゲート２５を制御する。Ｓ２２において、パケット処理部１３は、現在時刻が、非優先パケットゲート２５の閉状態の終了タイミングであるか否かを判定する。例えば、図１４に示す例では、タイムスロットＴＳ６において非優先パケットゲート２５の閉状態が終了する。そして、現在時刻が閉状態の終了タイミングであれば、Ｓ２３～Ｓ２４の処理が実行される。

【0075】

Ｓ２３において、パケット処理部１３は、リストテーブル３３に基づいて遠隔ゲート制御信号を生成する。遠隔ゲート制御信号は、この例では、次の閉状態を開始するタイミングを表すタイミング情報、および次の閉状態の期間を表す期間情報を含む。例えば、図１４に示すタイムスロットＴＳ６において遠隔ゲート制御信号が作成される。この場合、次の閉状態は、次のサブフレームのタイムスロットＴＳ３において開始され、その期間は２８０μ秒である。したがって、この場合、タイミング情報は「７２０μ秒後」を表し、期間情報は「２８０μ秒」を表す。なお、タイミング情報は、タイムスロット番号で表されもよい。また、期間情報は、タイムスロットの個数で表されてもよい。

【0076】

Ｓ２４において、パケット処理部１３は、遠隔ゲート制御信号を送信する。遠隔ゲート制御信号は、非優先パケットゲート２５が閉じている期間の終了時に送信される。尚、遠隔ゲート制御信号は、パケットに格納されて送信される。このパケットのヘッダ情報（例えば、宛先アドレスなど）は、対応する優先パケットと同じである。ただし、このパケットのヘッダ情報は、遠隔ゲート制御信号を表す情報を含むことが好ましい。

【0077】

なお、入力側エッジノード以外のノード（中間ノードおよび出力側エッジノード）においては、遠隔制御リストテーブル３６に従ってゲート制御が実行される。ここで、遠隔制御リストテーブル３６は、入力側エッジノードから送信される遠隔ゲート制御信号に基づいて更新される。例えば、入力側エッジノードが、タイムスロットＴＳ６において「タイミング情報：７２０μ秒後」および「期間情報：２８０μ秒」を送信したものとする。この場合、タイムスロットＴＳ６において遠隔ゲート制御信号を受信したノードは、タイムスロットＴＳ６に対して７２０μ秒後のタイムスロット（即ち、次のサブフレームのＴＳ３）に非優先パケットゲート２５の閉状態が開始され、その期間が２８０μ秒であると認識する。よって、遠隔ゲート制御信号を受信したノードの遠隔制御リストテーブル３６において、タイムスロットＴＳ３～ＴＳ６に対して「閉（Close）」が設定される。

【0078】

図１７は、遠隔ゲート制御信号を終端する処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、遠隔ゲート制御信号を受信したノードにおいて実行される。図１２に示す例では、ＳＷ６、ＳＷ１において実行される。

【0079】

Ｓ３１において、パケット処理部１３は、遠隔ゲート制御信号を受信する。Ｓ３２において、パケット処理部１３は、受信した遠隔ゲート制御信号を転送するか終端するかを判定する。そして、遠隔ゲート制御信号が到着した物理ポートまたはＶＬＡＮＩＤが終端ポートリスト４３に登録されていれば、パケット処理部１３は、Ｓ３３において遠隔ゲート制御信号を終端する。一方、遠隔ゲート制御信号が到着した物理ポートまたはＶＬＡＮＩＤが終端ポートリスト４３に登録されていなければ、パケット処理部１３は、Ｓ３４において、遠隔ゲート制御信号を出力（すなわち、転送）する。図１２に示す例では、ＳＷ６のポートＬに設けられるパケット処理部１３は、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される遠隔ゲート制御信号をＳＷ１に転送する。一方、ＳＷ１のポートＤに設けられるパケット処理部１３は、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される遠隔ゲート制御信号を終端する。

【0080】

＜第２の実施例＞
図１８は、第２の実施例に係わるネットワークシステムを示す。なお、図１８は、図１２に示すネットワークにおいて、ＳＷ１、ＳＷ６間で障害が発生した後の状態を示している。ネットワーク障害が発生すると、図１２に示すＥＲＰのブロックポートが開放され、ルート切替えが実行される。ルート切替え時には、各ＳＷのスイッチ処理部１２が装置内の経路を変更する。例えば、ＳＷ５においては、ポートＤに到着するパケットはポートＲに導かれる。ＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２においては、それぞれ、ポートＬに到着するパケットはポートＲに導かれる。ＳＷ１においては、ポートＬに到着するパケットはポートＤに導かれる。この結果、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２から送信される優先パケットは、ＳＷ５、ＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１を経由してＢＢＵに転送される。

【0081】

図１９は、ルート切替え時の入力側エッジノードの動作の一例を示す。ここでは、図１２または図１８に示すＳＷ５の動作を記載する。

【0082】

ルート切替え前は、ＳＷ５は、図１９（ａ）に示すように、ポートＤに到着した優先パケットをポートＬに導くように構成されている。このとき、ポートＬに対して設けられているパケット処理部１３Ｌは、ＴＡＳ計算を実行して優先パケットの送信パターンを検出する。そして、パケット処理部１３Ｌは、ＴＡＳ計算の結果に基づいてリストテーブル３３を作成する。

【0083】

図１８に示すネットワーク障害が発生すると、各ＳＷのスイッチ処理部１２が装置内の経路を変更する。ＳＷ５においては、図１９（ｂ）に示すように、ポートＤに到着した優先パケットがポートＲに導かれるようにスイッチ処理部１２が構成される。ここで、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２は、ネットワーク障害が発生する前と同じ送信パターンで優先パケットを送信するものとする。この場合、ネットワーク障害が発生する前にパケット処理部１３Ｌにより作成されたリストテーブル３３は、ルート切替え後も有効である。したがって、ＳＷ５において、パケット処理部１３Ｌにより作成されたリストテーブル３３がパケット処理部１３Ｒに設定される。この後、パケット処理部１３Ｒは、パケット処理部１３Ｌから受け取ったリストテーブル３３を利用してゲート制御を行う。また、パケット処理部１３Ｒは、パケット処理部１３Ｌから受け取ったリストテーブル３３を利用して、遠隔ゲート制御信号を生成して送信する。

【0084】

このように、入力側エッジノードに実装されているパケットスイッチ装置２は、ルート切替え前に作成したリストテーブル３３を、ルート切替え後の出力ポート（図１９に示す例では、ポートＲ）に対して設けられているパケット処理部１３に設定する。よって、ネットワーク障害等に起因してルート切替えが発生しても、パケットスイッチ装置２は、遅延なくゲート制御を継続できる。

【0085】

なお、図１９に示すようなリストテーブル３３のコピーを行わなくても、新たな出力ポートに対して設けられるパケット処理部（図１９に示す例では、パケット処理部１３Ｒ）は、優先パケットの統計情報を収集することでリストテーブル３３を作成できる。但し、統計情報の収集に要する時間は短くない。したがって、ルート切替え後に新たにリストテーブルを作成する手順では、ネットワーク障害の発生時に、ゲート制御の遅延が生じることがある。或いは、優先パケットと非優先パケットの衝突が発生するおそれがある。

【0086】

中間ノードまたは出力側エッジノードに実装されるパケットスイッチ装置２は、各優先パケットに続いてそれぞれ遠隔ゲート制御信号を受信する。そして、パケットスイッチ装置２は、受信した遠隔ゲート制御信号に基づいてゲート制御を行う。したがって、ネットワーク障害等に起因してルート切替えが発生しても、各ノードのパケットスイッチ装置２は、遅延なくゲート制御を継続できる。

【0087】

なお、図１２～図１９に示す実施例では、ＲＲＨ１、ＲＲＨ２からＢＢＵに優先パケットが送信されるが、本発明は、ＢＢＵからＲＲＨに優先パケットが送信されるケースにも適用され得る。例えば、図１２においてＢＢＵからＲＲＨ１、ＲＲＨ２に優先パケットが送信されるときは、ＳＷ１が入力側エッジノードとして動作する。即ち、ＳＷ１において優先パケットの送信パターンが検出され、リストテーブル３３が作成される。また、このリストテーブル３３の内容を表す遠隔ゲート制御信号が、ＳＷ１からＳＷ６、ＳＷ５に配布される。

【0088】

＜第３の実施例＞
上述したように、パケットスイッチ装置２は、優先パケットの送信パターンを検出し、その検出結果に応じてゲート制御を行う。即ち、パケットスイッチ装置２は、優先パケットの送信パターンを予測し、その予測結果に応じて非優先パケットの出力を制限する。

【0089】

ところが、優先パケットは、必ずしも予測の通りに送信されるとは限らない。即ち、非優先パケットゲート２５が開いているときに、パケットスイッチ装置２に優先パケットが到着することもある。そして、非優先パケットゲート２５が開いているときにパケットスイッチ装置２に優先パケットが到着すると、非優先パケットが転送されることで優先パケットの転送が遅れるおそれがある。そこで、パケットスイッチ装置２は、優先パケットの送信パターンに基づいて非優先パケットゲート２５を閉じる期間（以下、ゲートクローズ期間）を決定し、そのゲートクローズ期間に対してマージン期間Ｍを設ける。なお、マージン期間においては、非優先パケットゲート２５は閉じられる。

【0090】

図２０は、ゲートクローズ期間に付加するマージン期間を調整する方法の一例を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、例えば、入力側エッジノードで実行される。

【0091】

Ｓ４１において、パケット処理部１３は、非優先パケットゲート２５が開いている期間内にパケットスイッチ装置２に到着する優先パケットの個数をカウントする。以下の記載では、非優先パケットゲート２５が開いている期間を「ゲートオープン期間」と呼ぶことがある。また、Ｓ４１でカウントされる優先パケットの数を「パケット数Ｎ」と呼ぶことがある。

【0092】

Ｓ４２において、パケット処理部１３は、パケット数Ｎと所定の閾値１とを比較する。そして、パケット数Ｎが閾値１以下であれば、パケット処理部１３は、Ｓ４３において、マージン期間Ｍがゼロであるか否かをチェックする。

【0093】

マージン期間がゼロよりも大きいときは、パケット処理部１３は、Ｓ４４において、マージン期間Ｍを所定量だけデクリメントする。一方、マージン期間がゼロであるときは、Ｓ４４はスキップされる。

【0094】

Ｓ４５において、パケット処理部１３は、パケット数Ｎをカウントするための周期が終了したか否かを判定する。そして、この周期が終了しているときは、パケット処理部１３は、Ｓ４６において、パケット数Ｎをクリアする。すなわち、パケット数Ｎはゼロに初期化される。

【0095】

パケット数Ｎが閾値１より大きいときは（Ｓ４２：Ｙｅｓ）、パケット処理部１３は、Ｓ４７において、マージン期間Ｍと所定の閾値２とを比較する。そして、マージン期間Ｍが閾値２以下であれば、パケット処理部１３は、Ｓ４８において、マージン期間Ｍを所定量だけインクリメントする。この後、パケット処理部１３は、Ｓ４９において、パケット数Ｎをクリアする。一方、マージン期間Ｍが閾値２より大きいときは、パケット処理部１３は、Ｓ５０において、警報を出力する。

【0096】

上述の処理によってマージン期間Ｍが変化したときは、リストテーブル３３が更新される。例えば、優先パケットの送信パターンに基づいて決定されたゲートクローズ期間がタイムスロットＴＳ３～ＴＳ５であるものとする。このとき、マージン期間は設けられていないものとする。そして、非優先パケットゲート２５が開いているときにパケットスイッチ装置２に到着する優先パケットの数（即ち、パケット数Ｎ）が閾値１より大きければ、Ｓ４８においてマージン期間Ｍがインクリメントされる。一例としては、マージン期間Ｍがゼロから１にインクリメントされる。この場合、リストテーブル３３において、タイムスロットＴＳ２、ＴＳ６が「開（Open）」から「閉（Close）」に更新される。以降、制御部２６は、タイムスロットＴＳ２～ＴＳ６において非優先パケットゲート２５を閉状態に制御する。

【符号の説明】

【0097】

１ 中継ネットワーク
２ パケットスイッチ装置
３ 無線アンテナ局（ＲＲＨ）
４ 基地局（ＢＢＵ）
１３（１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒ） パケット処理部
１４ ＣＰＵ
２２ 優先パケットキュー
２３ 非優先パケットキュー
２４ 優先パケットゲート
２５ 非優先パケットゲート
２６ 制御部
３１ 収集部
３２ 検出部
３３ リストテーブル
３４ ゲート制御信号生成部
３５ ゲート制御信号送信部
３６ 遠隔制御リストテーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】