JP2004112334A - 実時間伝送システムおよび実時間受信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】IP網61とISDN回線62を介して実時間送信装置と接続した実時間受信装置3において、IP網通信制御手段30と、BF32‐1と、IP網同期検出手段33−1と、ISDN回線62の接続を確立し接続を制御するISDN回線通信制御手段31と、BF32−2と、ISDN回線同期検出手段33‐2と、同期検出手段33の検出結果に基づいて両BFの遅延量を制御する遅延制御手段34と、IP網61経由の実時間信号のパケットロス率やジッタを計測して伝送誤りの増加徴候を検出する伝送路異常検出手段36と、IP網61又はISDN網62からの実時間信号を切替えて出力する切替手段35と、IP網61経由の実時間信号をISDN回線62へ切替える時期を調節する遅延手段37とを備えた。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、IP(Internet Protocol)を用いた仮想私設網(VPN)網のように伝送コストは廉価ではあるが他の端末と網を共用しているために時々伝送誤りが増加する伝送路と、ISDN(Integrated Services Digital Network)網のように回線を占有できるので信頼性が高いが伝送コストも高い伝送路とを適応的に切替えることにより、伝送コストの低減と信頼性の確保を図ることを目的とする。
【0002】
【従来の技術】
テレビカメラで撮像された画像信号を送出する伝送装置には、ISDN回線を利用したものやIPネットワークを利用したものがある。この伝送装置では、伝送路が切断されたりすることにより不通となり、切断された時以降の映像および音声が送られてこない。また、通常その切断されたとき以降の映像・音声は録画もされず、見ることができない(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この問題に対処するには、回線の二重化およびその切替えが必要であった。伝送装置において、回線を二重化しておくことや、回線の切替えを手動で行なうことは、従来行なわれている(例えば、特許文献2参照)。
【0004】
しかし、最近サービスが開始されているIPを用いたVPN網では、画像信号をIPパケット化してネットワークに送出することは従来行なわれている(例えば、特許文献3参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−7363号公報
【特許文献2】
特開平8―79727号公報
【特許文献3】
特開2001−238160号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記問題を解決するために、IPを用いたVPN網において、伝送誤りの増加傾向を検知し、伝送誤りが多くて実時間信号の伝送に適さなくなる前に、ISDN網等の他の伝送路に切替えることができる実時間伝送装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、テレビカメラ等から入力された映像・音声等の実時間信号を符号化する手段と、符号化した実時間符号化信号をISDN等の信頼性が高い伝送路とVPN網等の低コストの伝送路に送出する手段と、VPN網等の低コストの伝送路経由で受信した実時間符号化信号の通信品質を検査し、通信品質が低下している場合はISDN等の信頼性が高い伝送路の通信を開始し、ISDN等の信頼性が高い伝送路経由で伝送された実時間符号化信号に切り替える手段と、切替え後の実時間符号化信号を復号化して元の画像や音声信号を再生する手段とを有することを特徴とする。
【0008】
ここで、通信品質の検査方法としては、パケットロス率、パケットの到着間隔の揺らぎ(ジッタ)等、IP通信の評価でしばしば使われている指標が考えられる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1を用いて本発明にかかる実時間送信装置である動画像送信装置と、実時間受信装置である動画像受信装置からなる実時間伝送システムの実施例を説明する。動画像送信装置1に接続された、テレビカメラ21から入力された映像信号と、マイク22から入力された音声信号は、動画像送信装置1によりデジタル化されたデータとしてIPネットワーク61またはISDN回線62により動画像受信装置3へ送信される。尚、この場合のテレビカメラとマイクの代わりにVTRなどの映像機器に接続されてもよい。
【0010】
送信されたデータは、動画像受信装置3で受信され、映像および音声として動画像受信装置3に接続されたテレビモニタ51とスピーカ52に出力される。この場合もテレビモニタとスピーカの代わりに他のVTRなどの映像機器に接続されていてもよい。
【0011】
図2を用いて、動画像送信装置1の内部構成を説明する。動画像送信装置1は、映像アナログ・デジタル変換器(A/D)10‐1と、映像符号化回路11‐1と、音声アナログ・デジタル変換器(A/D)10‐2と、音声符号化回路11‐2と、映像・音声多重化部(MUX)12と、バッファメモリ(Buf)13と、IP網インタフェース(NIC)14と、ISDN回線インタフェース(NCU)15、蓄積部16と、蓄積部動作制御部17と、コネクタポート18とを有して構成される。
【0012】
映像アナログ・デジタル変換器10‐1は、テレビカメラ21から入力された映像信号をデジタル化する働きを有している。
【0013】
映像符号化回路11‐1は、デジタル化された映像信号を伝送や蓄積するのに適した形の符号化データとする働きを有している。
【0014】
音声アナログ・デジタル変換器10‐2は、マイク22から入力された音声入力信号をデジタル化する働きを有している。
【0015】
音声符号化回路11‐2は、デジタル化された音声信号を伝送や蓄積するのに適した形の符号化データとする働きを有している。
【0016】
映像・音声多重化部(MUX)12は、これら符号化された映像と音声の各符号化データを多重化する働きを有している。
【0017】
バッファメモリ13は、IP網インタフェース14とISDN回線インタフェース15の切替えのときにデータが一旦途切れるのを防止する緩衝器として働く。
【0018】
IP網インタフェース(NIC)14は、IPネットワーク61とのインタフェースを取る。
【0019】
ISDN回線インタフェース(NCU)15は、ISDN回線62とのインタフェースを取る。
【0020】
蓄積部16は、IPネットワーク61およびISDN回線62の双方の回線が不通となったときにデータを蓄積する働きを有する。
【0021】
蓄積部動作制御部17は、IP網インタフェース14とISDN回線インタフェース15を監視して蓄積部16の動作を制御する働きを有している。
【0022】
まず、テレビカメラ21から入力された映像入力信号は、映像アナログ・デジタル変換器10‐1によりデジタル化される。デジタル化された映像信号は映像符号化回路11‐1により伝送や蓄積するのに適した形の符号化データとなる。一方、マイク22から入力された音声入力信号も、音声アナログ・デジタル変換器10‐2によりデジタル化される。デジタル化された音声信号は音声符号化回路11‐2により伝送や蓄積するのに適した形の符号化データとなる。これら符号化された映像と音声の各符号化データは、映像・音声多重化部12により多重化された符号化データとなる。
【0023】
多重化された映像・音声符号化データはバッファメモリ(Buf)13に一旦格納される。格納されたデータは、すぐに次のIP網インタフェース14とISDN回線インタフェース15および蓄積部16の各入口まで同時に送られる。
【0024】
図3を用いて、動画像受信装置3の内部構成を説明する。動画像受信装置3は、IP網インタフェース(NIC)30と、ISDN網インタフェース(NCU)31と、IP網用バッファメモリ(Buf)32‐1と、ISDN回線用バッファメモリ(Buf)32‐2と、IP網同期検出部33‐1と、ISDN回線同期検出部33‐2と、遅延制御部34と、切替器35と、ネットワーク異常検出部36と、遅延器37と、映像音声多重化データ分離部(DMUX)38と、映像復号化回路39‐1と、音声復号化回路39‐2と、映像信号デジタル・アナログ変換器(D/A)40‐1と、音声信号デジタル・アナログ変換器(D/A)40‐2とを有して構成される
【0025】
IP網インタフェース30は、IPネットワーク61とのインタフェースである。
【0026】
ISDN網インタフェース31は、ISDN回線62とのインタフェースである。
【0027】
IP網用バッファメモリ32‐1は、IP網インタフェース30が取り出した伝送データを一旦蓄積する働きを有している。
【0028】
ISDN回線用バッファメモリ32‐2は、ISDN回線インタフェース31が取り出した伝送データを一旦蓄積する働きを有している。
【0029】
IP網同期検出部33‐1は、IP網の同期を検出する働きを有している。
【0030】
ISDN回線同期検出部33‐2は、ISDN回線の同期を検出する働きを有している。
【0031】
遅延制御部34は、IP網同期検出部33‐1、ISDN回線同期検出部33−2で検出したIP網およびISDN回線の同期に基づいて、IP網用バッファメモリ32‐1、ISDN回線用バッファメモリ32‐2の読出タイミングを制御することによって遅延量を制御し切替えのタイミングをはかる働きを有している。
【0032】
切替器35は、遅延器37からの制御によって、IPネットワーク61からの伝送データとISDN回線62からの伝送データを切替えて出力する働きを有している。
【0033】
ネットワーク異常検出部36は、IPネットワーク61経由で受信した伝送データを監視しパケットロス率やジッタ等を計測して伝送誤りがさらに増加する徴候を検出し、ISDN回線インタフェース31を起動してISDN回線62に呼を設定すると共に、IPネットワーク61上の異常を、IPネットワーク61を介して動画像送信装置1に対して通知し、IP網インタフェース14かISDN回線インタフェース15への切替えを指示する働きを有している。さらに、ネットワーク異常検出部36は、ISDN網62経由で伝送データを伝送中にIPネットワーク61を監視し、IPネットワーク61の異常が復旧したことを検出すると、ISDN網62からIPネットワーク61経由の伝送に戻す働きを有している。
【0034】
遅延器37は、伝送路切替時にIPネットワーク61とISDN網62の切替えタイミングを調整する働きを有している。
【0035】
映像音声多重化データ分離部38は、多重化データから映像データと音声データとを分離する働きを有している。
【0036】
映像復号化回路39‐1は、映像データを復号化してデジタル映像データとする働きを有している。
【0037】
音声復号化回路39‐2は、音声データを復号化してデジタル音声データとする働きを有している。
【0038】
IPネットワーク61から入ってきた伝送データはIP網インタフェース30に入力される。IP網インタフェース30で取り出された伝送データは、一旦IP網用バッファメモリ32‐1を経由し、IP網同期検出部33‐1へ入力される。ISDN回線62から入ってきた伝送データはISDN網インタフェース31に入力される。ISDN回線インタフェース31で取り出された伝送データは一旦ISDN回線用バッファメモリ32−2を経由し、ISDN回線同期検出部33−2へ入力される。
【0039】
このIP網同期検出部33‐1,ISDN回線同期検出部33−2でそれぞれの同期を検出し、バッファからの読み出しタイミングを制御して遅延を制御し切替えのタイミングをはかる。
【0040】
ネットワーク異状検出部36は、受信した伝送データのパケットロス率およびパケットが到着する間隔の揺らぎ(ジッタ)を常時監視し、設定された設定値により切替器35を制御する。遅延器37は各同期を見ながら切替えタイミングの調整を行う。一方、ネットワーク異常検出部36は、IPネットワーク61を通して動画像送信装置1へIP網インタフェース14かISDN回線インタフェース15の切替えを指示する。
【0041】
図2に戻り、動画像受信装置3から切替え指示を受け取った動画像送信装置1では、IP網インタフェース14とISDN回線インタフェース15の切替えを行う。切替えの期間の符号化データは、バッファメモリ13に一時格納されており、切替え後をスムーズに行うことができる。
【0042】
次に、図3の続きで切替え後のデータの流れについて説明する。切替器35で選択され出力されたデータは、映像音声多重化データ分離部38により映像符号化データと音声符号化データに分離される。分離された映像符号化データは、映像復号化回路39‐1によりデジタル映像信号となる。デジタル映像信号は映像デジタル・アナログ変換器40−1によりアナログの映像信号となりテレビモニタ51へ出力される。
【0043】
一方、音声についても同様に、映像音声多重化データ分離部38により分離された音声符号化データは音声復号化回路39‐2によりデジタル音声信号となる。デジタル音声信号は音声デジタル・アナログ変換器40−2によりアナログの音声信号となりスピーカ52へ出力される。テレビモニタ51からはテレビカメラ21から入力された映像が表示され、スピーカ52からはマイク22から入力された音声が再生される。
【0044】
次に、本発明にかかる画像伝送装置1の切替え動作シーケンスについて図4及び図5を用いて説明する。まず、動画送受信装置3のネットワーク異常検出部36において、IPネットワーク61上のデータロス率およびRTTジッタ等を監視し(ステップS1)、その値が第1の値を超えたか否かを判断する(ステップS2)。IPネットワーク61上のデータロス率およびRTTジッタ等の値が第1の閾値以上となった場合、ISDN回線インタフェース31を立ち上げる(ステップS3)。
【0045】
ISDN回線インタフェース31にて回線状態を監視し(ステップS4)、状態が不適合の場合(ステップS5:No)、送信側へ蓄積開始命令を発行する(ステップS6)。それに基づいて送信側では蓄積を開始する(ステップS7)。引き続きロス率およびジッタを監視しておき、その値が第1の閾値以下となったか否かを判断し(ステップS8)、その値が第1の閾値以下となったとき(ステップS8:Yes)、送信側へ蓄積停止命令を発行する(ステップS9)。それに基づいて送信側では蓄積を停止する(ステップS10)。その後、通常のステップS1のロス率およびジッタ監視状態に戻る。
【0046】
一方、ロス率およびジッタが第1の閾値以上となった場合(ステップS2:Yes)で、ISDN回線インタフェースを立ち上げた(ステップS3)後、ISDN回線状態が良好な場合(ステップS5:Yes)、ISDN回線62を接続する(ステップS11)。
【0047】
ISDN回線62接続後もIP網61のロス率およびジッタを監視し、第1の閾値以下となった場合(ステップS12:Yes)、ISDN回線61を切断し、通常のステップS1のロス率およびジッタ監視状態に戻る。
【0048】
また、ステップS12で、第1の閾値以下とならず、第2の閾値以上となった場合(ステップS14:Yes)、IP網61とISDN回線62の双方の伝送データの同期を検出し(ステップS15)、バッファ量を調整して(ステップS16)、データのタイミングが合ったとき、IPネットワーク61からのデータからISDN回線61からのデータへの切替えを行う(ステップS17)。それと同時に送信側へ蓄積開始命令を発行し(ステップS18)、送信側では蓄積を開始する(ステップS19)。
【0049】
さらに、ネットワーク異常検出部36において、引き続きIPネットワーク61のロス率およびジッタを監視しておき、その値が第1の閾値以下となったとき(ステップS20:Yes)、双方の伝送データの同期を検出し(図5:ステップS21)、バッファ量を調整して(ステップS22)、IPネットワーク61とISDN回線62のデータのタイミングが合ったとき、ISDN回線62経由のデータからIPネットワーク61経由のデータへの切替えを行う(ステップS23)。それと同時に送信側へ切替え命令および蓄積停止命令を発行し(ステップS29)、送信側では蓄積を停止する(ステップS30)。この後ISDN回線を切断し(ステップS31)、通常のステップS1のロス率およびジッタ監視状態に戻る。
【0050】
尚、IPネットワーク61の方は、ISDN回線62使用中も、IPネットワーク62の復旧時にIPネットワーク61側に切戻すために、常時接続されており、IPネットワーク61のロス率およびジッタを監視しなければならない。
【0051】
送信側も、ISDN回線62使用中も、IPネットワーク61の方にも伝送データを送信し続ける。
【0052】
【発明の効果】
通信回線が伝送不通になったとき、呼の伝送路に自動切替えを行い支障なく動画像伝送を継続でき、さらに予備回線も不通となったとき、映像・音声蓄積手段にその間の映像・音声データを格納しておき、見逃すことがないようにすることができる。特に監視目的で使用する動画像伝送装置としての実用上効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実時間伝送システムの全体構成図。
【図2】本発明の動画像送信装置のブロック構成図。
【図3】本発明の動画像受信装置のブロック構成図。
【図4】本発明の動画像伝送システムにおけるシーケンス図。
【図5】図4の続きのシーケンス図。
【符号の説明】
1 動画像送信装置
10−1 映像アナログ・デジタル変換器
10−2 音声アナログ・デジタル変換器
11−1 映像符号化回路
11−2 音声符号化回路
12 映像・音声多重化部
13 バッファメモリ
14 IP網インタフェース
15 ISDN網インタフェース
16 蓄積部
17 蓄積部操作制御部
18 コネクタポート
21 テレビカメラ
22 マイク
3 動画像受信装置
30 IP網インタフェース
31 ISDN網インタフェース
32‐1 IP網用バッファメモリ
32−2 ISDN回線用バッファメモリ
33−1 IP網同期検出部
33−2 ISDN回線同期検出部
34遅延制御部
35 切替器
36 ネットワーク異常検出部
37 遅延器
38 映像音声多重化データ分離部
39‐1 映像復号化回路
39‐2 音声復号化回路
40‐1 映像デジタル・アナログ変換器
40‐2 音声デジタル・アナログ変換器
51 テレビモニタ
52 スピーカ
61 IPネットワーク
62 ISDN回線
Claims (9)
- 実時間送信装置と実時間受信装置とを、他のユーザーと回線を共有化しトラフィックが増えると伝送誤り(パケットロス)が増加する第1伝送路と呼接続により所定の伝送量が確保される第2伝送路の二通りの伝送路を介して接続する、映像音声実時間伝送システムにおいて、
実時間送信装置が、
実時間信号を第1伝送路に送出する第1通信制御手段と、
第2伝送路との呼接続を制御し実時間信号を第2伝送路に送出する第2通信制御手段とを有し、
実時間受信装置が、
第1伝送路との接続を制御する第1通信制御手段と、
第1伝送路から受信した実時間信号を一時記憶する第1バッファメモリと、
第1伝送路の同期を検出する第1同期検出手段と、
伝送路異常検出手段において伝送誤りがさらに増加する徴候を検出したときに第2伝送路の接続を確立し第2伝送路との接続を制御する第2通信制御手段と、
第2伝送路から受信した実時間信号を一時記憶する第2バッファメモリと、
第2伝送路の同期を検出する第2同期検出手段と、
第1同期検出手段および第2同期検出手段の検出結果に基づいて第1バッファメモリおよび第2バッファメモリの遅延量を制御する遅延制御手段と、
第1伝送路経由で受信した実時間信号のパケットロス率やジッタ等を計測して伝送誤りがさらに増加する徴候を検出する伝送路異常検出手段と、
第1の伝送路からの実時間信号と第2の伝送路からの実時間信号とを切替えて出力する切替手段と、
第1伝送路経由の実時間信号を第2伝送路へ切替える時期を調節する遅延手段とを有する
ことを特徴とする実時間伝送システム。 - 第1伝送路がIPを使ったVPN網であり、第2伝送路がISDN網であることを特徴とする請求項1に記載の実時間伝送システム。
- 実時間信号が映像信号と音声信号であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の実時間伝送システム。
- 実時間送信装置が実時間信号を符号化する符号化回路を備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の実時間伝送システム。
- 実時間送信装置と実時間受信装置とを、他のユーザーと回線を共有化しトラフィックが増えると伝送誤り(パケットロス)が増加する第1伝送路と呼接続により所定の伝送量が確保される第2伝送路の二通りの伝送路を介して接続する、映像音声実時間伝送システムを構成する実時間受信装置において、第1伝送路との接続を制御する第1通信制御手段と、
第1伝送路から受信した実時間信号を一時記憶する第1バッファメモリと、
第1伝送路の同期を検出する第1同期検出手段と、
伝送路異常検出手段において伝送誤りがさらに増加する徴候を検出したときに第2伝送路の接続を確立し第2伝送路との接続を制御する第2通信制御手段と、
第2伝送路から受信した実時間信号を一時記憶する第2バッファメモリと、
第2伝送路の同期を検出する第2同期検出手段と、
第1同期検出手段および第2同期検出手段の検出結果に基づいて第1バッファメモリおよび第2バッファメモリの遅延量を制御する遅延制御手段と、
第1伝送路経由で受信した実時間信号のパケットロス率やジッタ等を計測して伝送誤りがさらに増加する徴候を検出する伝送路異常検出手段と、
第1の伝送路からの実時間信号と第2の伝送路からの実時間信号とを切替えて出力する切替手段と、
第1伝送路経由の実時間信号を第2伝送路へ切替える時期を調節する遅延手段とを有する
ことを特徴とする実時間受信装置。 - 第1伝送路がIPを使ったVPN網であり、第2伝送路がISDN網であることを特徴とする請求項5に記載の実時間受信装置。
- 実時間信号が映像信号と音声信号であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の実時間受信装置。
- 実時間信号を復号化する復号化回路を備えたことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の実時間受信装置。
- 伝送路異常検出手段において伝送誤りの増加が復旧したことを検出したときに第1伝送路経由で実時間信号を伝送することを特徴とする請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の実時間受信装置。
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