JP3848639B2

JP3848639B2 - パケット調整装置

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Publication number: JP3848639B2
Application number: JP2003178276A
Authority: JP
Inventors: 幸泰木村
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2023-06-23
Also published as: JP2005020071A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一連の情報を複数のパケットに分割して、送信側装置で各パケットを複数の経路に分散して送出して、受信側装置で各経路を経由した各パケットを受信して合成する伝送システムに係わり、特に、各パケットにおける異なる経路を伝送されることに起因する受信側装置への入力時刻の変動を調整するパケット調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
静止画像や動画像や音楽等の大容量の連続する一連の情報を高速で遠距離を伝送する場合は、図１５の伝送システムに示すように、情報の発信源である情報処理装置１で、この大容量の一連の情報を複数のパケットに分割して、信号路２を介して送信側装置３へ送出する。送信側装置３は、信号路２を介して順次入力される各パケットをネットワークの複数の経路４ａ、４ｂ、４ｃに分散させて目的の受信側装置５へ送信する。受信側装置５は各経路４ａ、４ｂ、４ｃを経由した各パケットを受信して、一つの信号路６に出力する。情報の最終受信装置である情報処理装置７は信号路６から順次入力される各パケットを連続する一連の情報に変換して情報処理して、例えば表示画面に表示する。
【０００３】
図１６は情報の発信源である情報処理装置１から情報の最終受信装置である情報処理装置７への各パケット８の伝送状態を示す模式図である。情報処理装置１から一連の情報を構成する可変のパケット長Ｔ₁を有する複数のパケット８が、相互にギャップ時間Ｔ₂を有して、一定の送信時間間隔Ｔ₀で、信号路２に送出される。
【０００４】
送信側装置３は、信号路２から順次入力される各パケット８を複数の経路４ａ、４ｂ、４ｃのうち現在時点で最も伝送負荷の軽い経路４ａ、４ｂ、４ｃを選択して該当経路に送出する。各経路４ａ、４ｂ、４ｃの伝送負荷は時間により変動するので、一連の情報を構成する複数のパケット８は同一の経路を経由することなく、複数の経路４ａ、４ｂ、４ｃに分散されて送信されることが多い。
【０００５】
ネットワークを構成する各経路４ａ、４ｂ、４ｃは同一経路長ではなく、かつ各経路４ａ、４ｂ、４ｃには、この各経路にアクセスするための複数の送受信装置が介挿されている。したがって、各経路４ａ、４ｂ、４ｃの各パケット８の伝送時間は、各経路４ａ、４ｂ、４ｃ毎に異なる。その結果、受信側装置５で各経路４ａ、４ｂ、４ｃを経由した各パケット８を受信して信号路６に出力した場合に、各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀が変動する懸念がある。各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀が変動すると、時間的に隣接するパケット８相互間のギャップ時間Ｔ₂が変動する。また、各経路４ａ、４ｂ、４ｃの各パケット８の伝送時間が過度に大きく変動した場合は、パケット８の順序が変化する場合もある。
【０００６】
情報の最終受信装置である情報処理装置７において、パケット８相互間のギャップ時間Ｔ₂が一定の許容範囲を超えた場合には、順次入力される各パケット８を連続する一連の情報に正常に変換できない事態が発生する懸念がある。さらに、パケット８の順序が変化すると、静止画像や動画像や音楽等の連続する一連の情報の品質が低下する懸念がある。
【０００７】
なお、特許文献１には、多重に構成されたループネットワークシステムにおいて、この多重のループネットワークに接続された通信処理装置相互間で通信を行う場合に、パケットを一定長のセルの分割して、各ループネットワークに分散して出力する技術が開示されている。そして、この特許文献１においては、送信側の通信処理装置において、各セルを、順番情報を付して各ループネットワークに送信する。受信側の通信処理装置において、各ループネットワークを介して受信した各セルを順番情報に従ってパケットに再生する。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２０７０４１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された技術においては、各セルの受信側の通信処理装置に対する時刻が、受信順序が変更になるほど大きく変化した場合には、正しい順序に直されるが、各セルをパケットに再生する場合の条件等については何ら開示されていない。
【００１０】
したがって、特許文献１に記載された技術においては、パケット８相互間のギャップ時間Ｔ₂が一定の許容範囲を超えた場合には、情報処理装置７において、順次入力される各パケット８を連続する一連の情報に正常に変換できない事態が発生する懸念は解消されない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、各経路に伝送される各パケット相互間における受信時間差又はパケットの伝送時間を検出することによって、各経路を経由した各パケットを受信した場合において、各パケットの送信時間間隔が常に一定値に制御され、この複数のパケットから一連の情報に正常に変換できるパケット調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するために、本発明のパケット調整装置は、送信側装置で一つの信号路から入力された複数のパケットを複数の経路に分散して送出して、受信側装置で複数の経路を経由した各パケットを受信して一つの信号路に出力する伝送システムにおける各経路と受信側装置との間に介挿され、各パケットの受信側装置への入力時刻を調整する。
【００１３】
そして、本発明のパケット調整装置は、各経路から順次入力される各パケットが受信側装置への入力時刻の調整対象パケットであるかを識別する複数のパケット識別部と、各経路から順次入力される各パケットのうち調整対象パケットと識別された各パケットの受信時刻を測定する受信時刻測定手段と、測定された各受信時刻から時間的に隣接する調整対象パケットと識別されたパケット相互間の受信時間差を算出する受信時間差算出手段と、算出されたパケット相互間の受信時間差を用いて、受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る調整対象パケットと識別された各パケットの出力時間間隔が規定値になる、経路毎のパケット受信時刻からの遅延時間を算出する遅延時間算出部と、各経路に対応して設けられ、当該経路から入力されたパケットを記憶するための複数のパケットバッファと、各経路に対応して設けられ、各経路から順次入力される各パケットのうち調整対象パケットと識別された各パケットをパケットバッファに書込み、調整対象パケットと識別されない各パケットをそのまま受信側装置へ送出すると共に、パケットバッファに書込んだパケットを受信時刻から遅延時間算出部で算出された当該経路の遅延時間経過後に読出して受信側装置へ出力する複数のバッファ制御部とを備えている。
【００１４】
このように構成されたパケット調整装置においては、各経路を経由してこのパケット調整装置に入力された各パケットは、一旦、経路毎に設けられたパケットバッファに記憶される。
【００１５】
受信側装置から合成されて一つの信号路へ順次出力される各パケットの出力時間間隔を常に規定値に制御するには、このパケット調整装置に対する各パケットの受信時刻からパケットバッファから読出して受信側装置へ送出する出力時刻までの遅延時間を、パケットの各経路における伝送時間に応じて変更する必要がある。
【００１６】
パケットの各経路における伝送時間は受信側で直接簡単に測定できないので、測定された各パケットの受信時刻から、時間的に隣接するパケット相互間の受信時間差を算出し、この受信時間差を用いて、受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る各パケットの出力時間間隔が規定値になる経路毎の遅延時間を算出している。
【００１７】
したがって、たとえ各パケットが、伝送時間が異なる経路を経由して受信側装置に入力したとしても、この受信側装置から合成されて一つの信号路へ順次出力される各パケットの出力時間間隔を常に規定値に制御される。
【００１８】
また、別の発明は、上述した発明のパケット調整装置に対して、各経路から順次入力される各パケットに付された送信順序を読取る送信順序読取手段を備えている。さらに、遅延時間算出部は、算出されたパケット相互間の受信時間差、及び送信順序読取手段で読取られた各パケットの送信順序を用いて、受信側装置へ順次出力される各パケットの遅延時間を算出する。
【００１９】
このように構成されたパケット調整装置においては、たとえ、パケットの各経路における伝送時間が大きく変化し、パケット調整装置に対するパケットの受信順序が変更になったとしても、このパケット調整装置から受信側装置へ順次出力される各パケットの順序が正しい順序に自動修正される。
【００２０】
さらに、別の発明においては、上述した各発明のパケット調整装置における規定値は、パケットの所要時間と、時間的に隣接するパケット相互間のギャップ時間とを加算した時間である。
【００２１】
このように構成された、パケット調整装置においては、受信側装置から一つの信号路に出力される各パケットの出力時間間隔を例えば操作者が、この各パケットを連続した一連の情報に変換する場合の条件等を考慮して任意に設定可能である。
【００２２】
また、別の発明は上述したパケット調整装置において、各経路から順次入力される各パケットが受信側装置への入力時刻の調整対象パケット、試験パケットであるかを識別する複数のパケット識別部と、送信側装置と各経路との間に介挿された試験パケット送信装置から各経路に送出され、パケット識別部で識別された各試験パケットを受信して、この各試験パケットに含まれる送信時刻とこの試験パケットの受信時刻とから、各経路の伝送時間を算出する伝送時間算出手段と、各経路に対応して設けられ、当該経路から入力されたパケットを記憶するための複数のパケットバッファと、算出された各経路の伝送時間を用いて、受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る調整対象パケットと識別された各パケットの出力時間間隔が規定値になる、経路毎のパケット受信時刻からの遅延時間を算出する遅延時間算出部と、各経路に対応して設けられ、各経路から順次入力される各パケットのうち調整対象パケットと識別された各パケットをパケットバッファに書込み、調整対象パケットと識別されない各パケットをそのまま受信側装置へ送出すると共に、パケットバッファに書込んだパケットを受信時刻から遅延時間算出部で算出された当該経路の遅延時間経過後に読出して受信側装置へ出力する複数のバッファ制御部とを備えている。
【００２３】
このように構成されたパケット調整装置においては、送信側装置と各経路との間に試験パケット送信装置が介挿されている。そして、この試験パケット送信装置から各経路に対して送信時刻（タイムスタンプ）が組込まれた試験パケットが送信される。パケット調整装置は、この各試験パケットを受信することにより、各経路におけるパケットの伝送時間を測定できる。
【００２４】
したがって、この各経路の伝送時間から、受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る各パケットの出力時間間隔が規定値になる経路毎の遅延時間を算出可能となる。
【００２５】
さらに、別の発明においては、上述した各発明のパケット調整装置における規定値は、一つの信号路から送信側装置に入力される各パケットの所要時間とパケット相互間のギャップ時間とを加算したパケット送信時間間隔である。
【００２６】
このように構成されたパケット調整装置においては、受信側装置から一つの信号路に出力される各パケット相互間のギャップ時間は、一つの信号路から送信側装置に入力される各パケットのパケット相互間のギャップ時間に一致する。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図面を用いて説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るパケット調整装置が組込まれた伝送システムの概略構成を示す模式図である。図１５に示す従来の伝送システムと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
【００２８】
この伝送システムにおいては、各経路４ａ、４ｂ、４ｃと受信側装置５との間に、第１実施形態のパケット調整装置１０が介挿されている。情報の発信源である情報処理装置１は、図２（ａ）に示すように、静止画像や動画像や音楽等の大容量の一連の情報を構成する可変パケット長Ｔ₁を有する複数のパケット８を、相互にギャップ時間Ｔ₂を有して、一定の送信時間間隔Ｔ₀で、信号路２を介して送信側装置３へ送出する。送信側装置３は、信号路２を介して順次入力される各パケット８をネットワークの複数の経路４ａ、４ｂ、４ｃに分散させて目的の受信側装置５へ向けて出力する。
【００２９】
パケット調整装置１０は、各経路４ａ、４ｂ、４ｃから各パケット８を受信して、各経路４ａ、４ｂ、４ｃ毎に、受信側装置５へ出力するが、この場合、各パケット８の受信側装置５への出力時刻を調整する。
【００３０】
受信側装置５は各経路４ａ、４ｂ、４ｃ及びパケット調整装置１０を経由した各パケット８を受信して合成して、一つの信号路６に出力する。情報の最終受信装置である情報処理装置７は信号路６から順次入力される各パケット８を連続する一連の情報に変換して情報処理して、例えば表示画面に表示する。
【００３１】
情報処理装置１から信号路２に出力される、各パケット８は、このパケット８が所属する情報の種類や、情報処理装置１の種類に応じて図２（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す複数種類のフォーマットを有する。
【００３２】
図２（ｂ）は、基本的なパケット８のフォーマットである。このパケット８のフォーマットには、送信先と送信元の各ＭＡＣアドレス、送信先と送信元の各ＩＰアドレス、送信データが組込まれている。
【００３３】
図２（ｃ）は、複数のパケット８を送信する場合の送信順序が組込まれたパケット８のフォーマットである。このパケット８のフォーマットには、送信先と送信元の各ＭＡＣアドレス、送信先と送信元の各ＩＰアドレス、送信順序（パケット番号）としてのＲＴＰ（リアルタイム・トランスポート・プロトコル）シーケンス番号９ａ、送信データが組込まれている。
【００３４】
図２（ｄ）は、同じく複数のパケット８を送信する場合の送信順序が組込まれたパケット８のフォーマットである。このパケット８のフォーマットには、送信先と送信元の各ＭＡＣアドレス、送信先と送信元の各ＩＰアドレス、送信順序（パケット番号）としてのフラグメント識別子９ｂ、送信データが組込まれている。
【００３５】
図３は、例えばコンピュータで構成されたパケット調整装置１０の概略構成を示すブロック構成図である。
各経路４ａ、４ｂ、４ｃから順次入力される各種のパケット８はＩ／Ｆ（インタフェース）１１ａ、１１ｂ、１１ｃを介してバッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及びパケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃへ入力する。パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、入力された各パケット８の図２（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すフレームを調べ、このフレームに含まれる送信先と送信元の各ＭＡＣアドレスｎ又は送信先と送信元の各ＩＰアドレスから、該当パケット８が受信側装置５への出力時刻を調整するべき調整対象パケットであるか否かを判定して、判定結果をバッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送出する。
【００３６】
バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃからの判定結果が調整対象パケットであれば、入力されたパケット８をパケットバッファ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに書込む。バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃからの判定結果が調整対象パケットでなければ、入力されたパケット８をそのままＩ／Ｆ（インタフェース）１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して受信側装置５へ送出する。
【００３７】
パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは入力されたパケット８が調整対象パケットであれば、この調整対象のパケット８を受信時刻測定部１７へ送出する。受信時刻測定部１７は、入力された各パケット８の受信時刻ｔ_Aを測定し、時間差算出部１８へ送出する。なお、受信時刻測定部１７は、入力された各パケット８にパケット番号（送信順序）Ｎ_Aが付されていた場合は、このパケット番号も読取る。
【００３８】
時間差算出部１８は、測定された各受信時刻から時間的に隣接するパケット８相互間の受信時間差（ｔ_B―ｔ_A）を算出して、遅延時間算出部１９へ送出する。遅延時間算出部１９は、算出されたパケット相互間の受信時間差（ｔ_B―ｔ_A）を用いて、受信側装置５へ順次出力される全部の経路４ａ、４ｂ、４ｃに亘る各パケット８の出力時間間隔が規定値（＝送信時間間隔Ｔ₀）になる、経路４ａ、４ｂ、４ｃ毎のパケット受信時刻ｔ_Aからの遅延時間Tｄ（＝ｔ_B＋Ｔ₀―ｔ_A）を算出する。
【００３９】
なお、前記規定値は、設定部２０で操作者が、受信側装置５から信号路６へ順次出力される各パケット８のパケット長Ｔ₁及びパケット相互間の最適ギャップ時間Ｔ₂を考慮して設定可能である。
【００４０】
受信時刻測定部１７、時間差算出部１８及び遅延時間算出部１９は遅延設定処理部２１を構成する。
【００４１】
遅延設定処理部２１の遅延時間算出部１９は、算出した各経路４ａ、４ｂ、４ｃの遅延時間Tｄをそれぞれ遅延制御部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して、バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ指定する。バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケットバッファ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに記憶されたパケット８を受信時刻ｔ_Aから指定された遅延時間Ｔｄ経過後に読出して、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して受信側装置５へ送出する。
【００４２】
その結果、受信側装置５から信号路６へ順次出力される各パケット８の出力間隔は、情報処理装置１から信号路２へ順次出力される各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀、又は設定部２０で設定された送信時間間隔になる。
【００４３】
次に、遅延設定処理部２１における順次入力される各パケット８の遅延時間Ｔｄの具体的算出処理を図４の流れ図、及び図５を用いて説明する。なお、この例においては、調整対象パケットは、図２（ｃ）、（ｄ）に示す送信順序（パケット番号）が組込まれたパケット８であると仮定する。
【００４４】
図４の流れ図において、いずれかのパケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃから調整対象のパケット８が入力されると（プログラム・ステップＰ１）、受信時刻測定部１７が起動して、入力されたパケット８の受信時刻ｔ_A、パケット番号Ｎ_Aを検出する（Ｐ２）。そして、パケット８のパケット番号Ｎ_Aが先頭番号（Ｎ_A＝１）の場合（Ｐ３）、このパケット８に対する遅延時間Ｔｄを規定値（＝送信時間間隔Ｔ₀）に設定する（Ｔｄ＝Ｔ₀）。そして、この遅延時間Ｔｄをこのパケット８を受信した経路４ａ、４ｂ、４ｃのバッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ指定する（Ｐ４）。
【００４５】
その後、このパケット８の受信側装置５に対する出力時刻ｔ_B（＝ｔ_A＋Ｔｄ）を算出し、かつ、このパケット８のパケット番号Ｎ_Aを出力済みパケット番号Ｎ_Bとする。そして、出力時刻ｔ_B及び出力済みパケット番号Ｎ_Bを直前出力メモリ（図３において図示しない）へ書込む（Ｐ５）。
【００４６】
入力されたパケット８のパケット番号Ｎ_Aが先頭番号以外の場合（Ｐ３）、このパケット番号Ｎ_Aが直前出力メモリに記憶された出力済みパケット番号Ｎ_Bの次の番号（Ｎ_B＋１）でなければ（Ｐ６）、正規の順番のパケット８の受信が遅れて、今回入力されたパケット８は、正規の順番のパケット８の次に受信すべきパケット８であると判断して、今回入力されたパケット８の受信時刻ｔ_A、パケット番号Ｎ_Aを一旦、予備メモリ（図３において図示しない）へ書込む（Ｐ７）。
【００４７】
入力されたパケット８のパケット番号Ｎ_Aが直前出力メモリに記憶された出力済みパケット番号Ｎ_Bの次の番号（Ｎ_B＋１）の場合には（Ｐ６）、図５に示すように、今回入力されたパケット８に対する遅延時間Ｔｄを直前出力メモリに記憶された直前に出力されたパケット８の出力時刻ｔ_Bを用いて算出する。そして、このこの遅延時間Ｔｄをこのパケット８を受信した経路４ａ、４ｂ、４ｃのバッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ指定する（Ｐ８）。
【００４８】
Ｔｄ＝ｔ_B＋Ｔ₀―ｔ_A
そして、このパケット８の受信側装置５に対する出力時刻ｔ_B（＝ｔ_A＋Ｔｄ）を算出し、かつ、このパケット８のパケット番号Ｎ_Aを出力済みパケット番号Ｎ_Bとする（Ｐ９）。そして、出力時刻ｔ_B、出力済みパケット番号Ｎ_Bで直前出力メモリに記憶された出力時刻ｔ_B、出力済みパケット番号Ｎ_Bを更新する（Ｐ１０）。
【００４９】
次に、予備メモリにパケット８の受信時刻ｔ_A、パケット番号Ｎ_Aが記憶されている場合は（Ｐ１１）、Ｐ６へ戻り、この予備メモリに記憶されたパケット８のパケット番号Ｎ_Aが直前出力メモリに記憶された出力済みパケット番号Ｎ_Bの次の番号（Ｎ_B＋１）に一致するか否かを調べる。一致すれば、この予備メモリに記憶されたパケット８に対する遅延時間Ｔｄを算出して、この予備メモリの記憶内容をクリアする。
【００５０】
このように構成された第１実施形態のパケット調整装置１０が組込まれた伝送システムにおいて、送信側装置３から各経路４ａ、４ｂ、４ｃに出力されたパケット番号Ｎ＝１〜５の各パケット８が図６に示すタイミングでパケット調整装置１０へ入力されたとする。この図６においては、経路４ｃが混んでいてパケット番号Ｎ＝３のパケット８が経路４ａのパケット番号Ｎ＝４のパケット８より遅れてパケット調整装置１０へ入力される。
【００５１】
この場合、パケット調整装置１０において、パケット番号Ｎ＝１〜５の各パケット８の遅延時間Ｔｄ1、Ｔｄ2、Ｔｄ3、Ｔｄ4、Ｔｄ5が、パケット８がパケット番号Ｎ順に出力されるように、算出される。なお、先頭のパケット８の遅延時間Ｔｄ1を送信時間間隔Ｔ₀に設定した理由は、パケット番号Ｎ＝３のパケット８のように大きく遅れたパケット８であっても、このパケット８を、図６に示すように、受信側装置５から信号路６へ出力される各パケット８の間に正しい順序で組込むことを可能にするためである。
【００５２】
このように、たとえ、パケット８の各経路４ａ、４ｂ、４ｃにおける伝送時間が大きく変化し、パケット調整装置１０に対するパケット８の受信順序が変更になったとしても、図７に示すように、このパケット調整装置１０から受信側装置５へ順次出力される各パケット８の順序が正しい順序に自動修正されるので、受信側装置５から信号路６を介して情報処理装置７へ入力される各パケット８の送信時間間隔、ギャップ時間、送信順序は正常値を維持する。
【００５３】
なお、調整対象パケットが、図２（ｂ）に示すように、送信順序（パケット番号）が付されていないパケット８の場合においても、各経路４ａ、４ｂ、４ｃを経由した各パケット８のパケット調整装置１０に対する受信順序が変更にならない限りにおいては、パケット調整装置１０から受信側装置５へ出力される経路４ａ、４ｂ、４ｃ全体に亘る各パケット８の送信時間間隔、ギャップ時間が正常値を維持する。
【００５４】
（第２実施形態）
図８は本発明の第２実施形態に係るパケット調整装置１０ａが組込まれた伝送システムの概略構成を示す模式図である。図１に示す第１実施形態のパケット調整装置１０が組込まれた伝送システムと同一部分には同一符号を付して、重複する部分の詳細説明を省略する。
【００５５】
この伝送システムにおいては、各経路４ａ、４ｂ、４ｃと受信側装置５との間に第２実施形態のパケット調整装置１０ａが介挿されていると共に、送信側装置３と各経路４ａ、４ｂ、４ｃとの間に試験パケット送信装置２２が介挿されている。
【００５６】
試験パケット送信装置２２は、送信側装置３から各経路４ａ、４ｂ、４ｃに向けて出力された各パケット８をそのままパケット調整装置１０ａ側の各経路４ａ、４ｂ、４ｃへ中継する。さらに、この試験パケット送信装置２２は、図１０に示すように、各パケット８が送信されていない時間帯に各経路４ａ、４ｂ、４ｃを介して試験パケット２３をパケット調整装置１０ａへ送出する。なお、試験パケット送信装置２２は、この試験パケット２３を予め定められた規定期間毎に各経路４ａ、４ｂ、４ｃへ出力する。
【００５７】
試験パケット２３のフレームには、図９に示すように、送信先と送信元の各ＭＡＣアドレス、送信先と送信元の各ＩＰアドレス、この試験パケット２３の送信時刻ｔ_Sを示すタイムスタンプ２４が組込まれている。
【００５８】
図１１は第２実施形態のパケット調整装置１０ａの概略構成を示すブロック図である。図３に示す第１実施形態のパケット調整装置１０と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細説明は省略する。
【００５９】
パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、入力された各パケットのフレームを調べ、該当パケットが受信側装置５への出力時刻を調整するべき調整対象パケットであるか否か、また試験パケット２３であるか否かを判定して、判定結果をバッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ送出する。
【００６０】
バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、判定結果が調整対象パケットであれば、入力されたパケット８をパケットバッファ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに書込む。バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃからの判定結果が調整対象パケット又は試験パケット２３でなければ、入力されたパケット８をそのままＩ／Ｆ（インタフェース）１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して受信側装置５へ送出する。なお、バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃからの判定結果が試験パケット２３の場合は、入力された試験パケット２３を破棄する。
【００６１】
パケット識別部１３ａ、１３ｂ、１３ｃは入力されたパケットが調整対象パケット又は試験パケット２３であれば、この調整対象のパケット８又は試験パケット２３を伝送時間算出部２５へ送出する。伝送時間算出部２５は、まず、調整対象のパケット８の受信時刻ｔ_A、又は試験パケット２３の受信時刻ｔ_Rを測定する。次に、試験パケット２３に含まれるタイムスタンプ２４の送信時刻ｔ_Sを読取り、この試験パケット２３を受信した経路４ａ、４ｂ、４ｃの試験パケット２３の伝送時間Ｔ_S（＝ｔ_R―ｔ_S）を算出する。伝送時間算出部２５は、この算出した該当経路の伝送時間Ｔ_Sを遅延時間算出部１９ａへ送出する。
【００６２】
遅延時間算出部１９ａは、伝送時間算出部２５から全部の経路４ａ、４ｂ、４ｃの伝送時間Ｔ_Sが得られた時点で、この各経路４ａ、４ｂ、４ｃ毎の伝送時間Ｔ_Sを用いて、受信側装置５へ順次出力される全部の経路４ａ、４ｂ、４ｃに亘る各パケット８の出力時間間隔が規定値（＝送信側装置３へ入力される各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀）になる、経路４ａ、４ｂ、４ｃ毎のパケット受信時刻ｔ_Aからの遅延時間Tｄ＝（Ｔ_Sm―Ｔ_S）を算出する。ここで、Ｔ_Smは最長伝送時間を表す。
【００６３】
伝送時間算出部２５及び遅延時間算出部１９ａは遅延設定処理部２１ａを構成する。
【００６４】
遅延設定処理部２１ａの遅延時間算出部１９ａは、算出した各経路４ａ、４ｂ、４ｃの遅延時間Tｄをそれぞれ遅延制御部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して、バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ指定する。バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、パケットバッファ１４ａ、１４ｂ、１４ｃに記憶されたパケット８を受信時刻ｔ_Aから指定された遅延時間Ｔｄ経過後に読出して、Ｉ／Ｆ（インタフェース）１５ａ、１５ｂ、１５ｃを介して受信側装置５へ送出する。
【００６５】
その結果、受信側装置５から信号路６へ順次出力される各パケット８の出力間隔は、情報処理装置１から信号路２へ順次出力される各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀になる。
【００６６】
次に、遅延設定処理部２１ａにおける順次入力される各パケット８の遅延時間Ｔｄの具体的算出処理を図１２の流れ図を用いて説明する。
【００６７】
一つの経路を指定した試験パケット２３が入力すると、伝送時間算出部２５が起動して（Ｑ１）、前述した手法で該当経路における試験パケット２３の伝送時間Ｔ_S（＝ｔ_R―ｔ_S）を算出する（Ｑ２）。この算出した該当経路における伝送時間Ｔ_Sを伝送時間メモリ（図１１において図示しない）へ書込む（Ｑ３）。そして、全部の経路４ａ、４ｂ、４ｃの伝送時間Ｔ_Sの算出処理が終了すると（Ｑ４）、遅延時間算出部１９ａが起動して、４つの伝送時間Ｔ_Sを比較して（Ｑ５）、基準となる伝送時間として、４つの伝送時間Ｔ_Sのうちの最長伝送時間Ｔ_Smを採用する。そして、各経路に設定する遅延時間Ｔｄを、最長伝送時間Ｔ_Smから該当経路の伝送時間Ｔ_Sを減算した値とする（Ｑ６）。
【００６８】
Ｔｄ＝Ｔ_Sm―Ｔ_S
すなわち、送信側装置３から調整対象の各パケット８は、各経路４ａ、４ｂ、４ｃに対して、規定の送信時間間隔Ｔ₀毎に出力されているので、各経路の伝送時間Ｔ_Sが等しければ、パケット調整装置１０ａに対する各パケット８の受信時刻ｔ_Aの時間間隔は規定の送信時間間隔Ｔ₀となるはずである。したがって、各経路の伝送時間Ｔ_Sが異なれば、この伝送時間Ｔ_Sにおける基準となる伝送時間との差の時間だけ遅延させて、各パケット８を送出すれば、このパケット調整装置１０ａから受信側装置５へ出力される各パケット８の出力間隔は規定の送信時間間隔Ｔ₀になる。
【００６９】
遅延時間算出部１９ａは、算出した各経路４ａ、４ｂ、４ｃの遅延時間Ｔｄを各遅延制御部１６ａ、１６ｂ、１６ｃを介して、各バッファ制御部１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ指示する（Ｑ７）。
【００７０】
そして、Ｑ１へ戻り、次の周期の試験パケット２３が入力されるのを待つ。
【００７１】
このように構成された第２実施形態のパケット調整装置１０ａにおいは、受信側装置５から信号路６へ順次出力される各パケット８の出力間隔は、情報処理装置１から信号路２へ順次出力される各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀になる。したがって、前述した第１実施形態のパケット調整装置１０とほぼ同じ作用効果を奏することが可能である。
【００７２】
図１３は、図８に示した第２実施形態のパケット調整装置１０ａの応用例を示す伝送システムを示す模式図である。
【００７３】
この伝送システムにおいては、送信側装置３と各経路４ａ、４ｂ、４ｃとの間に第１のパケット調整装置１０ｃが介挿されていると共に、受信側装置５と各経路４ａ、４ｂ、４ｃとの間に第２のパケット調整装置１０ｄが介挿されている。
【００７４】
第１のパケット調整装置１０ｃは各経路４ａ、４ｂ、４ｃに試験パケット２３を出力する。第２のパケット調整装置１０ｄは各経路４ａ、４ｂ、４ｃから受信した各試験パケット２３のタイムスタンプ２４を用いて、各経路４ａ、４ｂ、４ｃに対する各遅延時間Ｔｄを設定する。しかし、特定の経路４ａ、４ｂ、４ｃにおける伝送時間Ｔ_Sが極端に大きくて、第２のパケット調整装置１０ｄのみでは、各経路４ａ、４ｂ、４ｃから受信した各パケット８に対する遅延時間Ｔｄのばらつきが許容限界を超える場合がある。
【００７５】
このような場合、第１のパケット調整装置１０ｃで、各パケット８の各経路４ａ、４ｂ、４ｃに対する出力時刻を調整して、各パケット８が第２のパケット調整装置１０ｄに到達する時刻（受信時刻ｔ_A）の時間間隔が、送信時間間隔Ｔ0の近傍になるようにすればよい。このために、第２のパケット調整装置１０ｄは、各経路４ａ、４ｂ、４ｃを介して、図１４に示す遅延指示パケット２６を送出する。この遅延指示パケット２６内には、第１のパケット調整装置１０ｃで受持ってもらいたい該当経路４ａ、４ｂ、４ｃの遅延時間を示す遅延量情報２７が組込まれている。
【００７６】
各経路４ａ、４ｂ、４ｃを介して、各遅延指示パケット２６を受信した第１の第１のパケット調整装置１０ｃは、各遅延指示パケット２６に含まれる遅延量情報２７の遅延時間に基づいて、各パケット８の各経路４ａ、４ｂ、４ｃに対する出力時刻を調整する。
【００７７】
このように構成された伝送システムにおいては、たとえ経路４ａ、４ｂ、４ｃの伝送時間Ｔ_Sが大きくばらついたとしても、受信側装置５から信号路６へ順次出力される各パケット８の出力間隔は、情報処理装置１から信号路２へ順次出力される各パケット８の送信時間間隔Ｔ₀になる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のパケット調整装置においては、各経路に伝送される各パケット相互間における受信時間差、又はパケットの伝送時間を測定して、各経路を介して受信した各パケットに対する受信側装置に対する出力の遅延時間を設定している。
【００７９】
したがって、たとえ複数の経路を経由した各パケットを受信して合成した場合であっても、各パケットの送信時間間隔が常に一定値に制御され、この合成された複数のパケットから一連の情報に正常に変換できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るパケット調整装置が組込まれた伝送システムの概略構成を示す模式図
【図２】同伝送システムで伝送される各パケットのパケット長、ギャップ時間及び送信時間間隔、及びフレーム構成を示す図
【図３】同第１実施形態に係るパケット調整装置の概略構成を示すブロック図
【図４】同第１実施形態のパケット調整装置に組込まれた遅延設定部の動作を示す流れ図
【図５】同遅延設定部における遅延時間の算出法を説明するための図
【図６】各経路からの各パケットの受信タイミングと各パケットの遅延時間との関係を示す図
【図７】同伝送システムの各部を伝送される各パケットの伝送状態を示す図
【図８】本発明の第２実施形態に係るパケット調整装置が組込まれた伝送システムの概略構成を示す模式図
【図９】同伝送システムで伝送される試験パケットのフレーム構成を示す図
【図１０】同伝送システムの各部を伝送される各パケットの伝送状態を示す図
【図１１】第２実施形態に係るパケット調整装置の概略構成を示すブロック図
【図１２】同第２実施形態のパケット調整装置に組込まれた遅延設定部の動作を示す流れ図
【図１３】本発明の第２実施形態に係るパケット調整装置の応用例を示す伝送システムを示す模式図
【図１４】同伝送システムで伝送される遅延指示パケットのフレーム構成を示す図
【図１５】従来の伝送システムの概略構成を示す模式図
【図１６】同伝送システムの各部を伝送される各パケットの伝送状態を示す図
【符号の説明】
１，７…情報処理装置、２，６…信号路、３…送信側装置、４ａ，４ｂ，４ｃ…経路、５…受信側装置、８…パケット、９ａ…ＲＴＰシーケンス番号、９ｂ…フラグメント識別子、１０，１０ａ…パケット調整装置、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…バッファ制御部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…パケット識別子、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…パケットバッファ、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…遅延制御部、１７…受信時刻測定部、１８…時間差算出部、１９，１９ａ…遅延時間算出部、２０…設定部、２１，２１ａ…遅延設定処理部、２２…試験パケット送信装置、２３…試験パケット、２４…タイムスタンプ、２５…伝送時間算出部

Claims

送信側装置（３）で一つの信号路（２）から入力された複数のパケット（８）を複数の経路（４ａ〜４ｃ）に分散して送出して、受信側装置（５）で前記複数の経路を経由した各パケットを受信して一つの信号路（６）に出力する伝送システムにおける前記各経路と前記受信側装置との間に介挿され、前記各パケットの前記受信側装置への入力時刻を調整するパケット調整装置（１０）であって、
前記各経路から順次入力される各パケットが前記受信側装置への入力時刻の調整対象パケットであるかを識別する複数のパケット識別部（１３ａ〜１３ｃ）と、
前記各経路から順次入力される各パケットのうち前記調整対象パケットと識別された各パケットの受信時刻を測定する受信時刻測定手段（１７）と、
前記測定された各受信時刻から時間的に隣接する調整対象パケットと識別されたパケット相互間の受信時間差を算出する受信時間差算出手段（１８）と、
前記算出されたパケット相互間の受信時間差を用いて、前記受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る調整対象パケットと識別された各パケットの出力時間間隔が規定値になる、経路毎のパケット受信時刻からの遅延時間を算出する遅延時間算出部（１９）と、
前記各経路に対応して設けられ、当該経路から入力されたパケットを記憶するための複数のパケットバッファ（１４ａ〜１４ｃ）と、
前記各経路に対応して設けられ、前記各経路から順次入力される各パケットのうち前記調整対象パケットと識別された各パケットを前記パケットバッファに書込み、調整対象パケットと識別されない各パケットをそのまま前記受信側装置へ送出すると共に、前記パケットバッファに書込んだパケットを受信時刻から前記遅延時間算出部で算出された当該経路の遅延時間経過後に読出して前記受信側装置へ出力する複数のバッファ制御部（１２ａ〜１２ｃ）と
を備えたことを特徴とするパケット調整装置。
前記各経路から順次入力される各パケットに付された送信順序を読取る送信順序読取手段を有し、
前記遅延時間算出部は、前記算出されたパケット相互間の受信時間差、及び前記送信順序読取手段で読取られた各パケットの送信順序を用いて、前記受信側装置へ順次出力される各パケットの遅延時間を算出する
ことを特徴とする請求項１記載のパケット調整装置。
前記規定値は、前記パケットの所要時間と、時間的に隣接するパケット相互間のギャップ時間とを加算した時間であることを特徴とする請求項１又は２記載のパケット調整装置。
送信側装置（３）で一つの信号路（２）から入力された複数のパケット（８）を複数の経路（４ａ〜４ｃ）に分散して送出して、受信側装置（５）で前記複数の経路を経由した各パケットを受信して一つの信号路（６）に出力する伝送システムにおける前記各経路と前記受信側装置との間に介挿され、前記各パケットの前記受信側装置への入力時刻を調整するパケット調整装置（１０ａ）であって、
前記各経路から順次入力される各パケットが前記受信側装置への入力時刻の調整対象パケット、試験パケットであるかを識別する複数のパケット識別部（１３ａ〜１３ｃ）と、
前記送信側装置と各経路との間に介挿された試験パケット送信装置（２２）から各経路に送出され、前記パケット識別部で識別された各試験パケット（２３）を受信して、この各試験パケットに含まれる送信時刻とこの試験パケットの受信時刻とから、各経路の伝送時間を算出する伝送時間算出手段（２５）と、
前記各経路に対応して設けられ、当該経路から入力されたパケットを記憶するための複数のパケットバッファ（１４ａ〜１４ｃ）と、
前記算出された各経路の伝送時間を用いて、前記受信側装置へ順次出力される全部の経路に亘る前記調整対象パケットと識別された各パケットの出力時間間隔が規定値になる、経路毎のパケット受信時刻からの遅延時間を算出する遅延時間算出部（１９ａ）と、
前記各経路に対応して設けられ、前記各経路から順次入力される各パケットのうち調整対象パケットと識別された各パケットを前記パケットバッファに書込み
、調整対象パケットと識別されない各パケットをそのまま前記受信側装置へ送出すると共に、前記パケットバッファに書込んだパケットを受信時刻から前記遅延時間算出部で算出された当該経路の遅延時間経過後に読出して前記受信側装置へ出力する複数のバッファ制御部（１２ａ〜１２ｃ）と
を備えたことを特徴とするパケット調整装置。
前記規定値は、前記一つの信号路から前記送信側装置に入力される各パケットの所要時間とパケット相互間のギャップ時間とを加算したパケット送信時間間隔であることを特徴とする請求項４記載のパケット調整装置。