JP2008252246A - 画像通信システム及び画像通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】IP電話サービスネットワークを利用したFAX画像データの通信において、通信品質を安定化させること。
【解決手段】本発明に係る画像通信システムは、送信側BASと受信側BASとを備える。送信側BASは、RTPパケットの内容を解析し、画像データのHDLCフレーム内のプリアンブルを検出した場合、検出箇所を画像データの開始と判定する。また、送信側BASは、画像データの開始以降、RTPパケットをTCPパケットにプロトコル変換し、それを示すタグ情報をTCPパケットに付与する。受信側BASは、タグ情報が付与されたTCPパケットを検出する。受信側BASは、検出されたTCPパケットからタグ情報を削除し、TCP形式からRTP形式に戻すプロトコル変換を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、FAX画像データを通信する画像通信システムに関する。特に、本発明は、IP電話サービスネットワークを利用した画像通信システムに関する。
公衆電話ネットワークでの使用を前提としたG3−FAX(ファクシミリ)が知られている。そのG3−FAX間で、IP電話サービスネットワークを利用して、みなし音声方式でFAX画像データの通信を行う技術が知られている(例えば特許文献1参照)。その場合、公衆電話ネットワークでの使用ではあり得ないパケット欠落・遅延が発生し、通信品質が著しく劣化する可能性がある。
IP電話サービスとは、IPプロトコルベースのネットワークを利用する電話ネットワークの総称であり、途中のネットワークが通信事業者の専用ネットワークで閉じる場合とインターネットを経由する場合の主に二つに分けられる。専用ネットワークの場合は、IP電話サービス向けに一定のQoS(Quality of Service)を確保する手段(例えば、RSVP(Resource reSerVation Protocol))が存在する。しかしながら、インターネット経由の場合、インターネットでは基本的にどのデータも平等に扱われるという性質上、パケットの欠落・遅延の発生は免れない。
また、IP電話サービスで通常用いられるプロトコルである「RTP(Real-Time Transport Protocol)」では、通信の信頼性よりもリアルタイム性が重視されている。そのRTPの性質上、IP電話サービスネットワーク内のパケット欠落・遅延により、通信品質が著しく劣化する事がある。
但し、音声通話に関しては、リアルタイムな通話が実現されていれば、通信品質の劣化はある限度許容される傾向にある。しかしながら、画像通信がIP電話サービスネットワークを利用したみなし音声方式で行われる場合は、そのIP電話サービスネットワーク内のパケット欠落・遅延は致命的な欠点となる。
IP電話サービスネットワークを利用したみなし音声方式による画像通信は、公衆電話ネットワークが利用される場合と同様に、音声通話として扱われる。この時、FAX画像データは当然ながら先頭から順番に流れるシーケンシャル・アクセスが前提であり、「ノイズによるエラー(欠落)」はともかくとして「データの一部だけ順序が入れ替わるエラー(遅延)」は想定外の現象となる。
以上に説明されたように、「ネットワークのQoS」及び「RTPの性質」の二点から、IP電話サービスネットワークは、G3−FAX本来の画像品質確保において不利となる根本的な問題を抱える。
特許文献2には、ファクシミリ通信品質を向上させるためのゲートウェイが記載されている。そのゲートウェイは、揺らぎ吸収バッファを備えている。そのゲートウェイは、パケットの受信側がファクシミリ装置である場合、そのパケットを蓄積する揺らぎ吸収バッファのバッファ長を、音声通話時よりも長くする。また、そのゲートウェイは、揺らぎ吸収バッファから読み出したパケットを逆パケット化することにより再現したPIX情報(画像データ)を、そのプリアンブルを延長した後、ファクシミリ装置へ送信する。この場合、ゲートウェイに新規機能を追加する必要がある。
特許文献3には、インターネットプロトコルネットワークを介したファクシミリデータ伝送方法が記載されている。そのファクシミリデータ伝送方法は、(1)送信側ファクシミリ装置から呼設定時に送信される受信側ファクシミリ装置の電話番号から対応するIPアドレスへアドレス変換を行う過程と、(2)送信側ファクシミリ装置からファクシミリデータの送信を示す識別信号を受信した場合に、上記IPアドレス先への中継装置に対し、フロー制御及び再送機能を有するTCPコネクション確立要求を行う過程と、(3)TCPコネクションにより、上記IPアドレス先への中継装置に対して、ファクシミリデータを伝送する過程と、を含む。
特開2005−57505号公報 特開2006−121176号公報 特開2000−278473号公報
本発明の目的は、IP電話サービスネットワークを利用したFAX画像データの通信において、通信品質を安定化させることができる技術を提供することにある。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号・符号を用いて、[課題を解決するための手段]を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明の第1の観点において、画像通信システム(1)が提供される。その画像通信システム(1)は、送信側BAS(Broadband Access Server)(13)と、受信側BAS(23)とを備える。
送信側BAS(13)は、第1検出部(14)と第1変換部(15)とを有する。第1検出部(14)は、RTP形式のパケット(50)の内容を解析し、FAX画像データのHDLCフレーム内のプリアンブル(40)を検出した場合、その検出箇所をFAX画像データの開始と判定する。第1変換部(15)は、FAX画像データの開始の後、パケット(50)をRTP形式からTCP形式へ変換するプロトコル変換を行う。更に、第1変換部(15)は、プロトコル変換が実施されたことを示すタグ情報(62)をTCP形式のパケット(60)に付与する。
受信側BAS(23)は、第2検出部(24)と第2変換部(25)とを有する。第2検出部(24)は、タグ情報(62)が付与されたTCP形式のパケット(60)を検出する。第2変換部(25)は、検出されたパケット(60)からタグ情報(62)を削除し、検出されたパケット(60)をTCP形式からRTP形式に戻すプロトコル変換を行う。
本発明によれば、IP電話サービスネットワーク(30)を利用したFAX画像データの通信において、TCP形式が用いられる。その結果、パケットの欠落や遅延に対する耐久性が向上する。すなわち、FAX画像データの通信品質が安定化し、信頼性が向上する。また、送受信両側においてG3−FAX(11、21)及び宅内ゲートウェイ(12、22)に新規機能を追加する必要がない。従って、システム導入にかかる費用を削減することができる。
本発明の第2の観点において、画像通信方法が提供される。その画像通信方法は、(A)送信側BAS(13)において、RTP形式のパケット(50)の内容を解析し、画像データのHDLCフレーム内のプリアンブル(40)を検出した場合、検出箇所を画像データの開始と判定するステップと、(B)送信側BAS(13)において、画像データの開始の後、パケット(50)をRTP形式からTCP形式へ変換するプロトコル変換を行い、且つ、プロトコル変換が実施されたことを示すタグ情報(62)をTCP形式のパケット(60)に付与するステップと、(C)受信側BAS(23)において、タグ情報(62)が付与されたTCP形式のパケット(60)を検出するステップと、(D)受信側BAS(23)において、検出されたパケット(60)からタグ情報(62)を削除し、検出されたパケット(60)をTCP形式からRTP形式に戻すプロトコル変換を行うステップと、を有する。
本発明によれば、IP電話サービスネットワークを利用したFAX画像データの通信において、パケットの欠落や遅延に対する耐久性を向上させることができる。その結果、FAX画像データの通信品質が安定化し、信頼性が向上する。また、送受信両側においてG3−FAX及び宅内ゲートウェイに新規機能を追加する必要がない。従って、システム導入にかかる費用を削減することができる。
添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る画像通信システム及び画像通信方法を説明する。
1.構成
図1は、本発明の実施の形態に係る画像通信システム1の構成を示すブロック図である。この画像通信システム1は、IP電話サービスネットワークを利用して、G3−FAX間においてみなし音声方式でFAX画像データの通信を行う。
図1に示されるように、画像通信システム1は、送信側G3−FAX11、送信側宅内ゲートウェイ12、送信側BAS(Broadband Access Server)13、受信側G3−FAX21、受信側宅内ゲートウェイ22、受信側BAS23、及びIP電話サービスネットワーク30を備えている。送信側G3−FAX11は、送信側宅内ゲートウェイ12を介して送信側BAS13に接続されている。一方、受信側G3−FAX21は、受信側宅内ゲートウェイ22を介して受信側BAS23に接続されている。BASは、IP電話サービス局設備である。送信側BAS13と受信側BAS23は、IP電話サービスネットワーク30を介して互いに接続されている。
送信側G3−FAX11は、TTC(Telecommunication Technology Committee)標準のJT−T30「一般電話交換網における文書ファクシミリ交換手順」などの規定に基づき製品化された通常のG3−FAXである。送信側宅内ゲートウェイ12は、送信側G3−FAX11からの音声信号(画像通信はみなし音声方式)をA/D変換する。そして、送信側宅内ゲートウェイ12は、得られたデジタルデータを、IP電話プロトコルであるRTP形式のパケットでネットワーク側へ送信する。以下、RTP形式のパケットは、「RTPパケット」と参照される。RTPパケットとは、より詳細にはRTPを実装したUDP(User Datagram Protocol)パケットである(後述される)。
受信側G3−FAX21は、送信側G3−FAX11と同様に、通常のG3−FAXである。受信側宅内ゲートウェイ22は、ネットワーク側から受信したRTPパケットをD/A変換し、得られた音声信号(画像通信はみなし音声方式)を受信側G3−FAX21へ送信する。
これら送信側G3−FAX11、送信側宅内ゲートウェイ12、受信側G3−FAX21、及び受信側宅内ゲートウェイ22は従来のものと同様であり、それらに新規機能は追加されていない。本実施の形態によれば、画像品質を従来よりも安定化させるために、送信側BAS13及び受信側BAS23に新規機能が追加される。
送信側BAS13は、送信側宅内ゲートウェイ12から送信されるRTPパケット(RTPを実装したUDPパケット)を受け取る。この送信側BAS13は、IP電話サービスネットワーク30の種類及び規定に基づいた従来のBASとしての機能に加えて、次の機能を有する。つまり、送信側BAS13は、検出部14及び変換部15を備えている。検出部14は、RTPパケットの内容を解析し、画像データのHDLC(High-Level Data Link Control)フレーム内のプリアンブルを検出した場合、その検出箇所を画像データの開始と判定する機能を有する。変換部15は、パケットをRTP形式からTCP(Transmission Control Protocol)形式にプロトコル変換を行う機能を有する。更に、変換部15は、得られたTCP形式のパケット(以下、「TCPパケット」と参照される)に、送信側BAS13内でプロトコル変換が実施されたことを示すタグ情報を付与する機能を有する。
受信側BAS23は、IP電話サービスネットワーク30の種類及び規定に基づいた従来のBASとしての機能に加えて、次の機能を有する。つまり、受信側BAS23は、検出部24及び変換部25を有している。検出部24は、上述のタグ情報が付与されたTCPパケットを検出する機能を有する。変換部25は、検出されたTCPパケットからタグ情報を削除し、TCPパケットをRTPパケットに戻すプロトコル変換を行う機能を有する。
図2は、G3−FAX画像データ(PIX情報)のHDLCフレームの一例を示している(JT−T30参照)。HDLCフレームは、プリアンブル40を有している。プリアンブル40は、HDLCフレームの先頭に位置する、クロック同期のためのトレーラ部分であり、「同期信号」とも呼ばれている。つまり、プリアンブル40とは、信号の始まりを示す特定の信号のことである。TTC標準JT−T30では、PIX情報のHDLCフレームは、「01111110」のフラグシーケンスの連続と規定される。また、プリアンブル40の持続時間は、1秒±15秒と規定されている。本実施の形態において、上述の送信側BAS13の検出部14が、このプリアンブル40を利用して画像データの開始を判定する。
図3は、上述の送信側BAS13の変換部15によるプロトコル変換を説明するための概念図であり、RTPを実装したUDPパケット50とTCPパケット60とのヘッダフォーマットの比較を示している。変換部15は、UDPパケット50のUDPヘッダ51をTCPヘッダ61にプロトコル変換する機能を有する。更に、変換部15は、プロトコル変換が行われたことを示すタグ情報(変換タグ)62を、TCPパケット60に付与する。このタグ情報62は、本実施の形態に係る送信側BAS13及び受信側BAS23においてのみ有効な独自の規格である。
尚、上述のプリアンブル40を一部として有するHDLCフレームは、図3中の「データ」で示される箇所に格納されている。検出部14がRTPを実装したUDPパケット50を解析する際、このUDPパケット50中の「データ」部分を解析してプリアンプル40を検出する。
2.動作
図1〜図3を参照して、本実施の形態に係る画像通信システム1の動作を説明する。ここでは、送信側G3−FAX11と受信側G3−FAX21との間で、みなし音声方式で画像通信(FAX通信)が行われる。
まず、送信側G3−FAX11により画像データが取り込まれる。取り込まれた画像データは、音声信号で送信側宅内ゲートウェイ12に送信される。その画像データ通信は、みなし音声方式で行われる。尚、画像データは、図2で示されたHDLCフレームとなっている。
次に、送信側宅内ゲートウェイ12は、画像データ(音声信号)をA/D変換する。得られたデジタルデータは、IP電話プロトコルであるRTPで送信側BAS13に送信される。つまり、送信側宅内ゲートウェイ12は、図3で示されるUDPパケット50を送信側BAS13に送信する。
送信側BAS13の検出部14は、受け取ったUDPパケット50を解析する。UDPパケット50の「データ」にはHDLCフレームが格納されており、そのHDLCフレームには図2で示されたようにプリアンブル40(同期信号)が含まれている。検出部14は、HDLCフレーム内のプリアンブル40を検出した場合、その検出箇所を画像データの開始と判定する。画像データの開始後、変換部15は、図3で示されたように、UDPパケット50をTCPパケット60に変換するプロトコル変換を行う。この時、変換部15は、送信側BAS13内でプロトコル変換が行われたことを示すタグ情報62をTCPパケット60に付与する。得られたTCPパケット60は、IP電話サービスネットワーク30へ送信される。
TCPパケット60は、IP電話サービスネットワーク30を経由して、受信側BAS23に到達する。
受信側BAS23の検出部24は、タグ情報62が付与されたTCPパケット60を検出する。検出部24は、受け取ったTCPパケット60に含まれるタグ情報62から、そのTCPパケット60が変換部15のプロトコル変換により作成されたことを検出する。この場合、変換部25は、そのTCPパケット60からタグ情報62を削除し、また、TCPパケット60をUDPパケット50に戻すプロトコル変換を行う。RTPを実装したUDPパケット50は、受信側宅内ゲートウェイ22に送信される。
受信側宅内ゲートウェイ22は、受け取ったUDPパケット50をD/A変換し、画像データを取得する。得られた画像データは、音声信号で受信側G3−FAX21へ送信される。その画像データ通信は、みなし音声形式で行われる。
受信側G3−FAX21は、受け取った画像データに応じた画像を出力する。
図4は、送信側BAS13におけるパケット処理手順を示すフローチャートである。尚、送信側BAS13に実装されている従来のIP電話セッション開始プロトコル(SIP:Session Initiation Protocol)により、通信が確立しているとする。
まず、通話が開始される(ステップS10)。その後、送信側BAS13の検出部14は、送信側BAS13に流入するRTPパケット(UDPパケット50)の解析を開始する(ステップS11)。検出部14がUDPパケット50内にFAX送信を示すプリアンブル40を検出した場合(ステップS12;Yes)、変換部15は、そのUDPパケット50をTCPパケット60に変換する(ステップS13)。更に、変換部15は、タグ情報62をTCPパケット60に付与する(ステップS14)。TCPパケット60は、TCPにてIP電話サービスネットワーク30へ送信される(ステップS15)。
一方、UDPパケット50内にプリアンブル40を検出しなかった場合(ステップS12;No)、検出部14は、そのUDPパケット50を通常の音声通話のパケットと判断する。従って、そのUDPパケット50は、RTPにてIP電話サービスネットワーク30へ送信される(ステップS16)。
図5は、受信側BAS23におけるパケット処理手順を示すフローチャートである。受信側では、流入するパケットとして3種類を考慮する必要がある:即ち、(1)送信側BAS13でプロトコル変換されたFAX送信用のTCPパケット60、(2)通常の音声通話用のUDPパケット50(RTPパケット)、及び(3)それ以外のデータ通信(SIP等)用のTCPパケットである。
受信側BAS23は、パケットを受信する(ステップS20)。受信側BAS23の検出部24は、受信したパケットの解析を行い、そのパケットの種類を判別する(ステップS21)。TCPパケットの場合(ステップS22;Yes)、検出部24は、そのTCPパケットにタグ情報62が付与されているかどうか判定する(ステップS23)。タグ情報62が付与されている場合(ステップS23;Yes)、そのTCPパケットは、送信側BAS13においてプロトコル変換されたFAX送信用のパケットである。従って、変換部25は、そのTCPパケット60からタグ情報62を削除する(ステップS24)。更に、変換部25は、TCPパケット60をUDPパケット50に変換する(ステップS25)。そのUDPパケット50は、RTPにて受信側宅内ゲートウェイ22に送信される(ステップS26)。
一方、受信したパケットがTCPパケットでない場合(ステップS22;No)、そのパケットは、そのままの形式で受信側宅内ゲートウェイ22に送信される(ステップS27)。また、タグ情報62が付与されていないTCPパケットの場合(ステップS23;No)、そのTCPパケットは、そのままの形式で受信側宅内ゲートウェイ22に送信される(ステップS27)。
3.効果
宅内ゲートウェイとBASとの間で信頼性が高いインフラ設備が利用されている場合、RTPによる画像データ通信の信頼性低下は、主にIP電話サービスネットワーク通過時に発生する。何故なら、宅内ゲートウェイとBASとの間は1対1通信であり、著しい回線ノイズ等のエラー要因以外はパケット欠落・遅延は起こり難い環境にあるからである。それに対して、IP電話サービスネットワークでは、様々な宛先のパケットが同一経路を共用するため、パケット移送途中の欠落・遅延の発生は免れない。
本発明によれば、RTPによる画像データ通信は、宅内ゲートウェイとBASとの間で閉じる。そして、IP電話サービスネットワーク通過時にはTCPを利用することにより、RTPによる信頼性低下を抑える事が可能となる。言い換えれば、TCP形式を用いることにより、IP電話サービスネットワーク通過時のパケット欠落・遅延に対する耐久性が向上する。結果として、画像データの通信品質が安定化し、信頼性が向上する。
更に、本発明によれば、送受信両側においてG3−FAX及び宅内ゲートウェイに新規機能を追加する必要がない。従って、システム導入にかかる費用を削減することができる。特に、エンドユーザにとって、導入費用の削減が見込める。BASに本発明に係る新規機能を追加することにより、導入費用を削減しながら、通話品質を安定化させることが可能となる。
また、G3−FAXや宅内ゲートウェイはエンドユーザ宅に設置されるため、仮にこれらに障害が発生した時には、場合によってはエンドユーザ宅まで調査に訪問する必要が生じる。本発明によれば、G3−FAX/宅内ゲートウェイからBASまでのシステムでは、サービス事業者にとって既知のプロトコル(IP電話におけるSIPやRTP、データ通信におけるTCP等)に限定される。そこでは特殊なプロトコルは使用されない。想定外の障害に対する復旧作業は、調査が容易な自局設備(BAS)内に留めることが可能である。従って、ユーザ・サポート体制の負担が軽減される。
図1は、本発明に係る画像通信システムの構成を示すブロック図である。 図2は、G3−FAX画像データ(PIX情報)のHDLCフレームの一例を示す概念図である。 図3は、RTPを実装したUDPパケットからTCPパケットへのプロトコル変換を示す概念図である。 図4は、送信側BASにおけるパケット処理手順を示すフローチャートである。 図5は、受信側BASにおけるパケット処理手順を示すフローチャートである。
符号の説明
1 画像通信システム
11 送信側G3−FAX
12 送信側宅内ゲートウェイ
13 送信側BAS
14 検出部
15 変換部
21 受信側G3−FAX
22 受信側宅内ゲートウェイ
23 受信側BAS
24 検出部
25 変換部
30 IP電話サービスネットワーク
40 プリアンブル
50 UDPパケット
51 UDPヘッダ
60 TCPパケット
61 TCPヘッダ
62 タグ情報

Claims (2)

  1. 送信側BASと、
    受信側BASと
    を備え、
    前記送信側BASは、
    RTP形式のパケットの内容を解析し、画像データのHDLCフレーム内のプリアンブルを検出した場合、検出箇所を前記画像データの開始と判定する第1検出部と、
    前記画像データの開始の後、パケットをRTP形式からTCP形式へ変換するプロトコル変換を行い、且つ、前記プロトコル変換が実施されたことを示すタグ情報を前記TCP形式のパケットに付与する第1変換部と
    を有し、
    前記受信側BASは、
    前記タグ情報が付与された前記TCP形式のパケットを検出する第2検出部と、
    前記検出されたパケットから前記タグ情報を削除し、前記検出されたパケットをTCP形式からRTP形式に戻すプロトコル変換を行う第2変換部と
    を有する
    画像通信システム。
  2. (A)送信側BASにおいて、RTP形式のパケットの内容を解析し、画像データのHDLCフレーム内のプリアンブルを検出した場合、検出箇所を前記画像データの開始と判定するステップと、
    (B)前記送信側BASにおいて、前記画像データの開始の後、前記パケットをRTP形式からTCP形式へ変換するプロトコル変換を行い、且つ、前記プロトコル変換が実施されたことを示すタグ情報を前記TCP形式のパケットに付与するステップと、
    (C)受信側BASにおいて、前記タグ情報が付与された前記TCP形式のパケットを検出するステップと、
    (D)前記受信側BASにおいて、前記検出されたパケットから前記タグ情報を削除し、前記検出されたパケットをTCP形式からRTP形式に戻すプロトコル変換を行うステップと
    を有する
    画像通信方法。
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