JP2006135811A

JP2006135811A - ネットワーク型ビデオ配信システム

Info

Publication number: JP2006135811A
Application number: JP2004324322A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yoneda; 田和幸米
Original assignee: MAKE IT KK
Current assignee: MAKE IT KK
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】システムダウンを回避できる分散型のネットワーク型ビデオ配信システムを提供する。
【解決手段】ライセンス、コンテンツ、ノード管理、著作権保護情報を管理するデータ管理サーバ１と、配信されるコンテンツを全て保持するホストデータサーバ２と、複数設置することで回線を分散させ容量に応じてホストデータサーバからの頻度の高いコンテンツを蓄積して配信するスレーブサーバ３と、一時蓄積されたコンテンツを中継配信することでトラフィックを軽減するキャッシュサーバ５と、各施設に設置され内部のみで利用されるコンテンツを用意する地域サーバ４と、ユーザ認証手続を行いコンテンツへのアクセス制御情報を取得して再生方式を確認しノード管理情報を取得して地域サーバ、キャッシュサーバ及びスレーブサーバへアクセスして、コンテンツの取得・再生を行うユーザが使用する多数の受信装置７とを有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユーザがインターネットを介して各種サーバやユーザ同士からビデオコンテンツをダウンロードして取得し視聴することが可能な分散型の配信システムとして稼動するネットワーク型ビデオ配信システムに関するものである。

従来から、ビデオサーバに動画データを蓄積して、クライアントの要求に応じてＬＡＮ、ＣＡＴＶ網、インターネット等の通信ネットワークを介してクライアントへ送出し、クライアントではＳＴＢ（セットトップボックス）等の受信装置を通じて受信し、ＭＰＥＧ２等のデータ圧縮コードや著作権保護規程に基づくデコード処理を行う再生プレーヤーにより動画を再生して、ユーザが見たい時に見たい場所で動画を見ることができるＶＯＤ（ビデオオンデマンド）と呼ばれる動画配信システムが存在している。
図６は、従来のインターネット経由のビデオオンデマンドシステム用プロキシの構成図であり、プロキシ（代理）サーバ１００は、ネットワーク送受信部１０１、プロキシコントローラ１０２、キャッシュ管理部１０３、アカウント管理部１０４で構成され、インターネット１１０を介してビデオサーバ１１１とクライアント１１２に接続されている。ネットワーク送受信部１０１はクライアント１１２からサーバ１１１へ送信されるログインリクエストを受け取り、プロキシコントローラ１０２に引き渡す。その処理結果をサーバ１１１へ送信する。

また、サーバ１１１からクライアント１１２に送信される処理結果を受け取りプロキシコントローラ１０２に引き渡し、その処理結果をクライアント１１２へ送信する。プロキシコントローラ１０２はネットワーク送受信部１０１で受信したリクエストや処理結果を解析し、アカウントとキャッシュの処理を行った上で大容量キャッシュ１０５に蓄積してあるＶＯＤデータはキヤッシュから、無いものはサーバ１１１より中継する等により、サーバ１１１とクライアント１１２間の、ＶＯＤデータの流れの最適化を行う。アカウント管理部１０４は、クライアント１１２よりサーバ１１１に送られるログイン要求を中継し、アカウント管理部１０４内にあるアカウントテーブル１０６にその処理経過を残す。キャッシュ管理部１０３はサーバ１１１より送られてきたＶＯＤデータを大容量キヤッシュ１０５に蓄積する。キャッシュ管理部１０３内のキャッシュテーブル１０７にはその処理経過を残す。キャッシュテーブル１０７は、ＶＯＤデータのどの部分がキャッシュされているかをキャッシュ管理部１０３が判断する時に使用される。また、双方向サービス機能によりクライアント１１２からサーバ１１１に対して、ジャンプ、早送り、逆再生、一時停止、その他のストリーム操作要求を行うことができる（特許文献１参照）。

その他に、最近のインターネットを介したＶＯＤシステムとしては、ＮＴＴによるＢフレッツ、フレッツＡＤＳＬ等の自社ブロードバンドの顧客拡張を目指すＶＯＤサービス「４ｔｈＭＥＤＩＡ」（商標名）等が展開されている。「４ｔｈＭＥＤＩＡ」のＶＯＤサービスは、顧客に別途「４ｔｈＭＥＤＩＡ」対応ブロードバンドチューナー（数万円程度）を購入して貰い、契約料５０００円程度、月額２５００円〜６００円程度の視聴料を徴収してＶＯＤデータをストリーミング方式で配信するものである。

特開２００１−６９４８５号公報

しかしながら、上記従来例は、旧来のクライアント／サーバ方式によるストリーミング配信を行うＶＯＤシステムなので、ビデオサーバがアクセス集中や故障等の原因でダウンするとシステム全体が稼動不可能になりシステムダウンを引き起こす危険があるという問題があった。
また、ビデオサーバからＶＯＤデータを受信しながらリアルタイムに再生・視聴するストリーミング方式なのでブロードバンドが要求されるという問題があった。

そこで、本発明は、ビダオサーバがダウンしても、ビデオコンテンツを他のサーバに分散蓄積することによって、他の各種サーバ或いはクライアント同士間でクライアントとサーバを兼用する分散型システムを構成して著作権保護規程を遵守しながら配信可能とし、従来のクライアント／サーバ方式の場合に発生するシステムダウンを回避できるＶＯＤシステムを構築し、特別なブロードバンド対応ではない通信回線や通信機器でも分散システムを構成する各種サーバ或いはクライアント同士から欲しいビデオコンテンツを検索しダウンロードして視聴することができるネットワーク型ビデオ配信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ビデオサーバにＶＯＤ（ビデオオンデマンド）データを蓄積してクライアントの要求に応じインターネット等の通信ネットワークを介してクライアントに送出し、クライアント側で動画データをデコードして再生するＶＯＤシステムにおいて、ライセンス情報、コンテンツ情報、ノード管理情報を含むコンテンツサーバ情報、著作権保護規程の実施、登録・認証、課金等の著作権保護情報を管理してユーザの視聴管理を行うデータ管理サーバと、配信されるコンテンツを全て保持し前記データ管理サーバに登録してＶＯＤコンテンツ配信業者が管理するホストデータサーバと、通信ネットワークへの配信を受持ち複数設置することで回線を分散させ、夫々設定された通信回線の容量に応じて前記ホストデータサーバからの主に頻度の高いコンテンツを蓄積して配信するスレーブサーバと、一時蓄積されたコンテンツを前記ホストデータサーバ、スレーブサーバまで取りに行かずに中継配信することで通信ネットワークのトラフィックを軽減するキャッシュサーバと、マンション、ホテル、地方自治体等の各施設に設置され各施設内部でのアクセスへの負荷軽減を図り夫々の施設内部のみで利用されるコンテンツを用意する地域サーバと、前記データ管理サーバと交信して登録によるユーザ認証手続を行い、コンテンツへのアクセス制御情報を取得してデコード等の再生確認を行い、ノード管理情報を含むコンテンツサーバ情報を取得し前記地域サーバ、キャッシュサーバ、及びスレーブサーバへアクセスしてコンテンツの取得・再生を行うユーザが使用する多数の受信装置と、を有することを特徴としている。
また、請求項２に記載の前記データ管理サーバが保持するライセンス情報は、ＶＯＤデータの全ての著作権保護情報を含むことを特徴としている。
また、請求項３に記載の前記データ管理サーバが保持するコンテンツサーバ情報は、前記ホストデータサーバ、スレーブサーバ、キャッシュサーバ、地域サーバ、及び各受信装置を、登録情報を基に著作権保護規程を遵守しながら、分散型ネットワークのノードとして管理するノード管理情報を含むことを特徴としている。
また、請求項４に記載の前記スレーブサーバは、ユーザからのリクエスト又は前記キャッシュサーバよりリクエストが発生した場合に、該スレーブサーバにコンテンツが保持されていれば直接配信を行い、存在しなければ他のスレーブサーバに問合わせ該コンテンツが存在すれば中継配信を行い、存在しない場合は前記ホストデータサーバより受取り配信することを特徴としている。
また、請求項５に記載の前記受信装置は、コンテンツを得るために複数存在するサーバに分散アクセスする際に、障害のあるサーバが存在する場合は、前記データ管理サーバより得た前記アクセス制御情報を元に正常稼動しているサーバを選択してコンテンツを取得することを特徴としている。
また、請求項６に記載の前記受信装置は、前記ノード管理情報に、近隣に存在する受信装置も付加してノードリストを作成し、各受信装置間でファイルを共有するサーバ／クライアント兼用の分散システムを構築し互いの保有ファイルを検索してコンテンツを取得することを特徴としている。
また、請求項７に記載の前記受信装置は、二つ以上の前記サーバ又は受信装置間よりコンテンツの取得が可能であり、同一ジャンルの複数のファイルを編成・編集して一つのファイルを作成することを特徴としている。

本発明によれば、ビデオコンテンツを、従来のクライアント／サーバ方式のようにビデオサーバから全てのクライアントに配信する方式ではなく、著作権保護規程を遵守しながら、中継サーバ群及び受信装置同士間のファイルアクセスを可能にする分散方式により配信しているので、途中１台のサーバがダウンしてもシステムが障害サーバを自動的に排除して他の正常なサーバからコンテンツの配信を行うことで、障害やアクセス集中等によるサーバダウンによって配信不能に陥る事態が回避され、通常通りの配信を続行できる。
また、分散システムとして多数のサーバ、受信装置間のファイルアクセスが可能でありストリーミング方式ではないダウンロード方式のサービスなので、特別なブロードバンド方式ではない通信回線や通信機器でも手軽にビデオコンテンツを視聴できる。
また、複数のサーバ、受信装置の保有ファイルにアクセスして１つのファイルに編成、編集すること等も可能となり、旧来のクライアント／サーバ方式による双方向サービスに比較して、コンテンツ処理レベルの自由度の高い双方向サービスが展開できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるネットワーク型ビデオ配信システムの一例を示す構成図である。
図１において、１はデータ管理サーバ（管理業者管轄）であって、ユーザ管理サーバとノード管理サーバに分割管理され、コンテンツ情報の情報ＩＤ、各事業者のアドレス情報、ユーザ（受信装置）の登録（アドレス付与）に基づきユーザ認証の認証情報、各サーバ登録に基づくホストノード情報等を管理し、例えば、図５に示すような、ＤＲＭ（ＤｉｇｉｔａｌＲｉｇｈｔｓＭａｎａｇｅｍｅｎｔ）等による著作権保護を実施しなから、各ノードのアクセスを受付け、システムを管理する。２はホストデータサーバであって、コンテンツの実データが全て保存されるライブラリで、スレーブサーバからの配信要請を受けてコンテンツライブラリから送出される。ホストデータサーバ２はデータ管理サーバ１へサーバＩＤ登録を行って配信業務を開始する。

３はスレーブサーバでネットワークの負荷分散のために複数台設置され専用回線でインターネット幹線網６に接続してインターネット配信用サーバとして動作するもので、ユーザからの配信要請を受けて、そのコンテンツがスレープサーバ３に存在すれば直接配信し、無ければスレーブサーバ同士で確認し、存在するスレーブサーバ３にユーザを誘導するか又は中継配信する。スレーブサーバ３では頻度の高いコンテンツをキャッシュし、また最低保障スロットにより特定のコンテンツへの集中による小リクエストコンテンツのキャッシュからの消滅保護を行う。４は地域サーバであって、マンション、ホテル等の同一施設内又は地方自治体等の同一地域内などに設置される地域内の情報サーバであって、同一ネットワーク接続エリア内に設置されるＷＡＮとは独立したサーバであり、地域内専用コンテンツの配信を行うもので、地域サーバ４は地域に密着した独自コンテンツ類の配信がメインとなる。また、キャッシュサーバよりも低容量であるが同様の分散処理も行っている。

５はキャッシュサーバであり、ユーザとプロバイダとのインターネット間でプロバイダ側に設置してＷＡＮのトラフィックを軽減するためのサーバで、ユーザ側のリクエストで誰かが既に見ているコンテンツであれば、キャッシュサーバ５に蓄積されているので、インターネット幹線網６やスレーブサーバ３からコンテンツを受取らずにキャッシュサーバ５から直接配信する。コンテンツが存在しない場合はスレーブサーバ３からのデータ中継を行い配信しながらキャッシュ蓄積処理を行う。これによってインターネット幹線網６への負荷の軽減と通信の安定化を図る。７は受信装置であって、ＷＡＮ８によりインターネット６に接続するキャッシュサーバ５とモデム／ルータを介して接続し、ＭＰＥＧ２／ＭＰＥＧ４、ＤｉｖＸ等の圧縮コードや著作権保護規程に基づくデコーダー機能を含むセットトップボックスＳＴＢ（コンテンツ受信用装置でブラウザ機能、分散ソフト処理機能等のＰＣ機能も含む）を内蔵したコンテンツ再生用のＴＶ装置であって、このユーザシステムは、データ管理サーバ１にユーザ登録を行い、ユーザＩＤ、受信装置のアドレスを取得して認証手続を行う。データ管理サーバ１は同時にユーザの受信装置７を分散システムのノードとして認識してノード管理を行う。これによって当該システムが稼動する際ユーザはデータ管理サーバ１よりノード初期情報を取得して、近隣ユーザ間ノードを作成しインテリジェントに独自のノードリストを構築してユーザ間ノードとして利用する。ユーザがコンテンツを取得したいと思った時に、先ず、近隣受信装置ノード→キャッシュサーバ５と上流に向かってコンテンツＩＤを検索し、先ず、近い方のノードからコンテンツを取得する。また、キャッシュサーバ５が存在しない場合はスレーブサーバ３にアクセスして取得する。

次に各図を参照して動作について説明する。
図２は、図１に示す受信装置の受信シーケンスを示す図である。
図２を参照すると、先ず、ユーザ受信装置７ａがビデオコンテンツをダウンロードしたい時には、データ管理サーバ１へリクエストを行い、データ管理サーバ１は登録内容に基づくユーザ認証を行って情報を送出し、コンテンツＩＤとノード情報を取得する（ステップＳ１００）。当分散システムではキャッシュサーバ等の中継サーバも、ユーザの受信装置も同じキャッシュサーバとして構成されていて、クライアント／サーバ兼用なので、データ管理サーバ１から取得したアクセス可能なサーバリストのノード情報に、近隣の受信装置７のアドレスを追加することによって、受信装置同士各自がクライアントとサーバを兼用する送受信が可能となるノードリストを作成保持する。これら分散プログラムはファイル共有（交換）方式「ＰｔｏＰ」等をベースにして、本システムでは著作権保護規程を完全に遵守できる新システムを開発し実現している。

次に受信装置７ａは、作成されたノードリストの自分に近い優先順位のサーバ順にコンテンツＩＤを基に取得可能であるか確認する。また、近隣の受信装置間でも互いにコンテンツを利用し合う。このようにして一部のサーバへアクセスが集中しないように近い順にシャッフルを行い、複数のノードへ問合わせを行う。
具体的には、受信装置７ｂへコンテンツを保持しているかを確認し（Ｓ１０１）、受信装置７ｂにコンテンツが無い場合は、受信装置７ｃにその存在を確認する。受信装置７ｃでコンテンツを蓄積済みの場合は、受信装置７ｃからコンテンツを受信する（Ｓ１０２）。また、受信装置７ｃにも無かった場合は、キャッシュサーバ５ａ〜５ｃに有無を確認する（Ｓ１０３）。図２に示すキャッシュサーバ５ａ、５ｃのようにコンテンツの蓄積が無い場合は、上位のスレーブサーバ３から中継配信する（Ｓ１０４）。キャッシュサーバ５ｂのようにコンテンツを蓄積している場合は、そのまま直接配信する（Ｓ１０５）。
また、キャッシュサーバ５ａ、５ｃのようにコンテンツが無い場合は、スレーブサーバ３ａ、スレーブサーバ３ｃにアクセスして中継配信される（Ｓ１０６）。この場合、スレーブサーバ３ｂにはキャッシュサーバ５ｂに蓄積が有ったのでアクセスは行われない（Ｓ１０７）。また、スレーブサーバ３ａにコンテンツが存在したため今回、ホストデータサーバ２にはアクセスは生じない（Ｓ１０８）。
図４は、図２に示す受信シーケンスの通信手順を示した図であって、図２で説明した受信装置７ａと各サーバ間との通信に限って、その通信手順を時系列にまとめて示した図である。

次に、図３に示す受信装置からのアクセス処理の流れ図を参照してアクセスの経過について説明する。
図３（ａ）は、初回コンテンツアクセスの場合で、最初は中継サーバには蓄積が無く、ホストデータサーバ２にのみコンテンツが存在する状態なので、受信装置７から配信要求を出すと、コンテンツをホストデータサーバ２より送出し、スレーブサーバ３に蓄積・配信する。（又は、キャッシュサーバ５にも蓄積しながら受信装置７へ中継配信する）。
図３（ｂ）は、初回のアクセスに続いて２回目のアクセスとして、同一コンテンツにリクエストが発生した場合で、今回はスレーブサーバ３にコンテンツの蓄積がありスレーブサーバ３（キャッシュサーバ５中継）からコンテンツが配信されるため、ホストデータサーバ２は負荷が軽減され、新規の処理かスレーブサーバ３が保持していないコンテンツの処理に集中できる。

次に、図３（ｃ）は、続いて同コンテンツにリクエスト２が発生した場合で、今回はキャッシュサーバ５に同コンテンツが存在すればキャッシュサーバ５からコンテンツを直接配信する。
図３（ｄ）は、続いて同コンテンツにリクエスト３が発生した場合で、近隣の受信装置７ｃを調べて同コンテンツが存在する場合に、受信装置同士でコンテンツの転送処理が行われる例である。

このようにホストデータサーバ２と連携したスレーブ、キャッシュサーバ群を構築し、更にクライアント同士の連携により互いのファイルをダウンロードできるようにしたので、負荷が分散され人気のあるコンテンツが視聴されるに従って、元のホストデータサーバ２へのアクセスは軽減され、キャッシュサーバ５や、同プロバイダ網に同コンテンツを視聴するユーザが多ければ多いほど、また、リクエストが多いコンテンツであるほど多くのサーバに蓄積／分散され、自分の近いサーバからコンテンツの取得を行い、ホストサーバへの集中、インターネット幹線網への負荷が軽減されてシステムダウンを回避できる。

従来のＶＯＤシステムの多くはＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４のみでビットレートも固定されているが、本発明はコンテンツ形式、データビットレートを問わない広範な対応が可能であり、ハイビジョン等の高精細画質にも対応することができる。
また、キャッシュサーバ、スレーブサーバを単純に増設すれば、更なる負荷の分散が容易に得られる。
また、受信装置間は受信装置間同士でノード情報を構築してやり取りを行い、受信機自体がコンピュータ処理により分散処理も行うことでスケーラブルなネットワークシステムを構築でき、映像以外にも音楽、画像、ゲーム、オンラインショッピング等のコンピュータ処理サービスの領域に拡張することができる。

本実施形態におけるネットワーク型ビデオ配信システムの構成図である。図１に示す受信装置の受信シーケンスを示す図である。図１に示す受信装置のアクセス処理の流れ図である。図２に示す受信シーケンスの通信手順を示す図である。図１に示すシステムの著作権保護例を示す図である。従来のインターネット経由のビデオオンデマンドシステム用プロキシのブロック図である。

符号の説明

１データ管理サーバ
２ホストデータサーバ
３スレーブサーバ
４地域サーバ
５キャッシュサーバ
６インターネット幹線網
７受信装置
８プロバイダ提供通信網（地域ＷＡＮ）

Claims

ビデオサーバにＶＯＤ（ビデオオンデマンド）データを蓄積してクライアントの要求に応じインターネット等の通信ネットワークを介してクライアントに送出し、クライアント側で動画データをデコードして再生するＶＯＤシステムにおいて、
ライセンス情報、コンテンツ情報、ノード管理情報を含むコンテンツサーバ情報、著作権保護規程の実施、登録・認証、課金等の著作権保護情報を管理してユーザの視聴管理を行うデータ管理サーバと、
配信されるコンテンツを全て保持し前記データ管理サーバに登録してＶＯＤコンテンツ配信業者が管理するホストデータサーバと、
通信ネットワークへの配信を受持ち複数設置することで回線を分散させ、夫々設定された通信回線の容量に応じて前記ホストデータサーバからの主に頻度の高いコンテンツを蓄積して配信するスレーブサーバと、
一時蓄積されたコンテンツを前記ホストデータサーバ、スレーブサーバまで取りに行かずに中継配信することで通信ネットワークのトラフィックを軽減するキャッシュサーバと、
マンション、ホテル、地方自治体等の各施設に設置され各施設内部でのアクセスへの負荷軽減を図り夫々の施設内部のみで利用されるコンテンツを用意する地域サーバと、
前記データ管理サーバと交信して登録によるユーザ認証手続を行い、コンテンツへのアクセス制御情報を取得してデコード等の再生確認を行い、ノード管理情報を含むコンテンツサーバ情報を取得し前記地域サーバ、キャッシュサーバ、及びスレーブサーバへアクセスしてコンテンツの取得・再生を行うユーザが使用する多数の受信装置と、を有することを特徴とするネットワーク型ビデオ配信システム。
前記データ管理サーバが保持するライセンス情報は、ＶＯＤデータの全ての著作権保護情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク型ビデオ配信システム。
前記データ管理サーバが保持するコンテンツサーバ情報は、前記ホストデータサーバ、スレーブサーバ、キャッシュサーバ、地域サーバ、及び各受信装置を、登録情報を基に著作権保護規程を遵守しながら、分散型ネットワークのノードとして管理するノード管理情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク型ビデオ配信システム。
前記スレーブサーバは、ユーザからのリクエスト又は前記キャッシュサーバよりリクエストが発生した場合に、該スレーブサーバにコンテンツが保持されていれば直接配信を行い、存在しなければ他のスレーブサーバに問合わせ該コンテンツが存在すれば中継配信を行い、存在しない場合は前記ホストデータサーバより受取り配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型ビデオ配信システム。
前記受信装置は、コンテンツを得るために複数存在するサーバに分散アクセスする際に、障害のあるサーバが存在する場合は、前記データ管理サーバより得た前記アクセス制御情報を元に正常稼動しているサーバを選択してコンテンツを取得することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク型ビデオ配信システム。
前記受信装置は、前記ノード管理情報に、近隣に存在する受信装置も付加してノードリストを作成し、各受信装置間でファイルを共有するサーバ／クライアント兼用の分散システムを構築し互いの保有ファイルを検索してコンテンツを取得することを特徴とする請求項１又は３に記載のネットワーク型ビデオ配信システム。
前記受信装置は、二つ以上の前記サーバ又は受信装置間よりコンテンツの取得が可能であり、同一ジャンルの複数のファイルを編成・編集して一つのファイルを作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型ビデオ配信システム。