JP4265087B2 - データ変換装置及び方法、データ送受信装置及び方法、ネットワークシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばサーバ、中継ノード、クライアントを有するネットワーク環境において、データフォーマットの変換をしてデータを伝送するシステムに使用されるデータ変換装置及び方法、データ送受信装置及び方法、ネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ネットワークを介して音声、動画像、静止画像等のマルチメディア情報を伝送するためのネットワークアプリケーションが多数提供されて、種々のデータを伝送することができるネットワークシステムが構築されている。
【０００３】
このネットワークシステムでは、高画質の動画像データ等を伝送するときには、通信帯域の広いことが必要とされ、ＪＰＥＧ（Joint Photographic coding Experts Group）、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）、ＡＴＲＡＣ（Adaptive Transform Acoustic Coding）等の様々な情報圧縮技術が重要な技術要素となっている。
【０００４】
しかしながら、ＭＰＥＧ等の圧縮フォーマットは、それぞれ固有のものであり、それぞれのフォーマット間では互換性が無いことが多い。特にネットワークシステムにおいて、各種マルチメディア情報を伝送する場合、データ送信側のエンコーダ及びデータ受信側のデコーダは、同じ圧縮フォーマットに対応している必要がある。現状におけるデータ受信側の受信端末は、パーソナルコンピュータであることが多く、各圧縮フォーマットに対応した複数のデコーダソフトウェアをインストールすることで、多くの種類の圧縮フォーマットに対応することがなされている。
【０００５】
しかし、ネットワークシステムにおいては任意のデータ送信側のデータフォーマットに対応できない専用端末も存在し、例えばセルラー電話端末ではＣＥＬＰ（codebook excited linear prediction）等の予め用意した音声ベクトル（数十の振幅データの組）を組み合わせて、伝送速度が１０ｋビット／秒程度に符号化する方式の圧縮をしているが、このような方式でない通常のアナログ電話機と通話できることが知られている。
【０００６】
ネットワークシステムは、図１５に示すように、セルラー電話１００でＣＥＬＰ方式にエンコードされた音声信号を、セルラー電話網１０１を介してＣＥＬＰデコーダ１０２でアナログ音声信号に変換し、アナログ電話網１０３を介してアナログ電話１０４にアナログ音声信号を伝送する。これにより、従来のネットワークシステムでは、予め設置した専用の変換装置を用いることで、異なるフォーマットの整合性を図り、セルラー電話１００と、アナログ電話１０４との接続を確立している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インターネットプロトコルを利用したネットワークシステムでは、送信側のデータフォーマットが単純な電話網とは異なり、雑多な送信側のデータフォーマットの情報を送受信する。また、同一のデータ送信装置に、多くの異なるデータフォーマットに対応した受信端末がアクセスすることが多くなっている。
【０００８】
例えば、図１６に示すように、サーバ装置２０１にＭＰＥＧ２規格に従った動画像データが格納されている場合、受信端末であるＰＣ２０２にＭＰＥＧ２に準じた動画像データを伝送する場合には、ネットワークノード２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄを中継ノードとして用いる通信経路Ｒ１０１でデータ伝送をする。また、ＭＰＥＧ４にのみ対応しているＰＤＡ（Personal Digital Assistant）２０４に伝送する場合には、フォーマット変換装置２０５においてＭＰＥＧ２からＭＰＥＧ４へのフォーマット変換をした後に、ネットワークノード２０３ａ、２０３ｃを中継ノードとして用いて通信経路Ｒ１０２でＰＤＡ２０４に動画像データを伝送する。このフォーマット変換装置２０５は、サーバ装置２０１が提供し、ＭＰＥＧ２フォーマットのデータから受信側の各種データフォーマットのデータに変換する機能を有する。
【０００９】
しかしながら、ＭＰＥＧ２からＭＰＥＧ４にアルゴリズムが高度となったように、圧縮アルゴリズムは年々進化し、より高い圧縮率で高品質のデータを伝送する方式が提案されていることが知られており、ＰＣ２０２のように処理能力に余裕のある受信端末では上述したように複数のデコーダソフトウェアを持つことができるが、消費電力を最小限にする必要のある携帯機器であるＰＤＡ２０４や、機能の更新ができない端末では、データ送信側であるサーバ装置２０１のサービスとしてフォーマット変換装置２０５でフォーマット変換をすることが望ましい。
【００１０】
また、データ送信側のサーバ装置２０１に年々追加して格納されるフォーマットのデータを含め、全てのフォーマットに対応したフォーマット変換装置２０５を設置するのは、データ送信側にとってはサービス提供コストが高くなり負担が大きくなってしまう。特に使用頻度の低いデータフォーマットへの変換を行うフォーマット変換装置２０５を全てデータ送信側に設置するのは、合理的でないことが多い。
【００１１】
更に、マルチメディア情報を伝送するときには、現在の放送のような複数の端末に同じ内容の情報を同報するマルチキャスト通信が使用されている。マルチキャスト通信では、分岐ネットワークノードまでは単一の動画像データを伝送すればよいが、分岐先の端末が異なるデータフォーマットに対応しているときには、データ送信側から同じ内容のデータを異なるデータフォーマットで伝送することが必要となる。例えば図１６において、ＰＣ２０２とＰＤＡ２０４とに同じ内容の動画像データをマルチキャストするときには、データ送信側からみればＭＰＥＧ２フォーマットのデータと、ＭＰＥＧ４フォーマットのデータの２つのデータを伝送する必要があり、ネットワーク資源を効率的に使用しているとは言えない状況である。更にまた、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ１、ＤＶ、モーションＪＰＥＧ等の多くのデータフォーマットのデータをマルチキャストする必要が発生したときにはこの問題は更に顕著となる。
【００１２】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、ネットワーク資源を効率的に使用して異なるデータフォーマットに対応した複数の受信端末にデータを伝送することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換装置において、上記送信通信ノードからの伝送データを受信するデータ受信手段と、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを受信する情報受信手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報受信手段で受信した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記フォーマット変換手段で変換された伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段とを備える。
【００１４】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換方法において、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを予め受信し、上記送信通信ノードからの伝送データを受信したときに、受信した上記伝送データのフォーマット変換をするに際して、受信した上記伝送データのフォーマット及びフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記通信網パラメータに基づいて通信経路を決定し、決定された上記通信経路に従って、変換した上記伝送データを他の通信ノードに送信する。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信装置において、他の通信ノードからの伝送データを受信する受信手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記受信手段で受信した伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段とを備える。
【００１６】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信方法において、伝送データを受信し、受信した上記伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定し、決定された上記通信経路に従って、受信した上記伝送データを他の通信ノードに送信する。
【００１７】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおいて、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを取得する情報取得手段と、上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報取得手段で取得した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段とを備える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、例えば図１に示すようなネットワークシステムに適用される。
【００２０】
このネットワークシステムは、伝送するデータを格納したサーバ装置１と、受信端末であるＰＣ２及びＰＤＡ３とが複数の中継ノード４ａ〜４ｄ（以下、総称するときには単に「中継ノード４」と呼ぶ。）を介して接続され、中継ノード４ｂ及び中継ノード４ｃにフォーマット変換装置５ａ、５ｂ（以下、総称するときには単に「フォーマット変換装置５」と呼ぶ。）が接続されて構成されている。
【００２１】
なお、本例では、サーバ装置１に動画像データを格納し、動画像データを伝送データとして伝送する一例について説明するが、静止画像データ、音声データを伝送する場合にも本発明が適用可能であることは勿論である。
【００２２】
また、以下の説明では、ネットワークシステムを構成するサーバ装置１、ＰＣ２、ＰＤＡ３、中継ノード４、フォーマット変換装置５を総称するときには通信ノードと呼ぶ。
【００２３】
サーバ装置１は、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データが格納されている。このサーバ装置１は、データ受信側からのデータ伝送要求に従って、格納している動画像データに各種情報を付加した伝送データとして中継ノード４ａに送信する。また、このサーバ装置１は、異なる受信端末であるＰＣ２、ＰＤＡ３に同報通信をする機能を有する。
【００２４】
ＰＣ２は、所有するユーザにより操作され、サーバ装置１から中継ノード４を介して伝送された伝送データを受信する機能を有する。このＰＣ２は、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データを含む伝送データのみを受信し、動画像データをデコードする機能を有する。このＰＣ２は、デコードして得た動画像データを表示画面に表示することで内容をユーザに提示する。
【００２５】
ＰＤＡ３は、所有するユーザにより操作され、サーバ装置１から中継ノード４を介して伝送された伝送データを受信する機能を有する。このＰＤＡ３は、ＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データを含む伝送データのみを受信し、動画像データをデコードする機能を有する。このＰＤＡ３は、デコードして得た動画像データを表示画面に表示することで内容をユーザに提示する。
【００２６】
中継ノード４は、例えばルータ等のデータ中継機器からなり、内部のルーティングテーブルに従って伝送データをルーティングする機能を有する。この中継ノード４は、伝送データに含まれる動画像データのデータフォーマットに関するフォーマット情報に基づいて、経路制御をすることで、フォーマット変換装置５及び他の中継ノード４に伝送データを伝送する。
【００２７】
フォーマット変換装置５は、中継ノード４と接続され、当該中継ノード４からの伝送データに含まれる動画像データのデータフォーマットを変換する機能を有する。このフォーマット変換装置５は、フォーマット変換をした後に、変換後のデータフォーマットの種類を示す情報にフォーマット情報を書き換える。このフォーマット変換装置５は、フォーマット変換後の動画像データを含む伝送データを、接続された中継ノード４に返送する。
【００２８】
このようなネットワークシステムでは、中継ノード４と接続されたフォーマット変換装置５を配置することで、中継ノード４によりルーティングをする途中でフォーマット変換装置５によりフォーマット変換をする。
【００２９】
このようなネットワークシステムにおいて、ＰＣ２に動画像データを伝送するときには、ＭＰＥＧ２フォーマットの伝送データをサーバ装置１から中継ノード４ａ、４ｃ、４ｄを中継する通信経路Ｒ１で伝送する。
【００３０】
また、ネットワークシステムにおいて、ＰＤＡ３に動画像データを伝送するときには、ＭＰＥＧ２フォーマットの伝送データをサーバ装置１から中継ノード４ａ、４ｃを中継し、次に通信経路Ｒ２で伝送データの伝送をする。このとき、中継ノード４ｃからフォーマット変換装置５ｂに伝送データを伝送し、フォーマット変換装置５ｂにおいてＭＰＥＧ４フォーマットの伝送データに変換をする。そして、フォーマット変換装置５ｂは、フォーマット変換をした伝送データを中継ノード４ｃを介してＰＤＡ３に送信する。
【００３１】
また、ネットワークシステムは、図２に示すように構成されていても良い。このネットワークシステムは、伝送するデータを格納したサーバ装置１と、受信端末であるＰＤＡ３ａ、３ｂとが複数の中継ノード４ａ〜４ｉ（以下、総称するときには単に「中継ノード４」と呼ぶ。）を介して接続され、中継ノード４ｂ、４ｃ、４ｅ、４ｇにフォーマット変換装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、総称するときには単に「フォーマット変換装置５」と呼ぶ。）が接続されて構成されている。
【００３２】
このようなネットワークシステムでは、図１に示した一例とは異なり多数のフォーマット変換装置５を備えているので、通信経路を選択することで、変換処理を複数のフォーマット変換装置５で分散する。例えばＰＤＡ３ｂがＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データを受信するときに、フォーマット変換装置５ａ、５ｂが他の受信端末のためのフォーマット変換処理で処理負荷を上げることができない場合に経路選択をする。ここで、通信経路が最短となるのは中継ノード４ａ、４ｃ、４ｆを介してＰＤＡ３ｂに伝送データを伝送する場合であるが、フォーマット変換装置５ｂの使用ができないときには、フォーマット変換処理をすることができるフォーマット変換装置５ｃを選択して、通信経路Ｒ３を利用してＰＤＡ３ｂに伝送データを伝送する。
【００３３】
つぎに、フォーマット変換装置５の構成について説明する。
【００３４】
フォーマット変換装置５は、図３に示すように、ｎ個の第１インターフェース部１１〜第ｎインターフェース部１１（以下、総称するときには、単に「インターフェース部１１」と呼ぶ。）、転送部１２、ｍ個の第１変換部１３〜第ｍ変換部１３（以下、総称するときには、単に「変換部１３」と呼ぶ。）、経路制御部１４を備える。
【００３５】
インターフェース部１１は、ｎ個（ｎ≧１）存在し、通信回線を介して中継ノード４や、周辺デバイスと接続され、中継ノード４や周辺デバイスとの間でデータを送受信する。インターフェース部１１は、接続形態によって２種類に分類され、第１の形態としては外部ネットワークと接続するＮ（ネットワーク）型、第２の形態としてはＮ型以外の非Ｎ型となる。
【００３６】
Ｎ型の例としては、ネットワークシステムを構成する通信回線や他のネットワークと接続したインターフェースが挙げられる。Ｎ型のインターフェース部１１は、他の中継ノード４からの伝送データを受信して、転送部１２を介して動画像データを変換部１３に供給する制御をする。そして、インターフェース部１１は、変換部１３でフォーマット変換がされた動画像データを伝送データとして中継ノード４に送信する。
【００３７】
非Ｎ型の例としては、ビデオＳ端子やハードディスクインターフェースが挙げられる。非Ｎ型のインターフェース部１１は、周辺デバイスからのデータを変換する機能を備える。
【００３８】
転送部１２は、インターフェース部１１から入力されたデータをいずれかの変換部１３、経路制御部１４に転送する処理をするとともに、変換部１３や経路制御部１４で処理がされたデータをいずれかのインターフェース部１１に転送する処理をする。
【００３９】
変換部１３は、ｍ個（ｍ≧０）存在し、転送部１２から動画像データが入力されると、フォーマット変換をして転送部１２に出力する。変換部１３は、例えばＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データを、ＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データにフォーマット変換をする。各変換部１３は、それぞれ異なる変換処理をするように構成されている。
【００４０】
変換部１３で行う変換処理としては、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データのレート変換、解像度変換、フレーム数変換、色及び輝度信号変換、サンプリングレート変換を含む。更に、変換処理としては、アナログ映像信号であるＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の信号をＭＰＥＧフォーマットのデータに変換する処理を含む。更にまた、変換処理としては、Ｎ型のインターフェース部１１と非Ｎ型のインターフェース部１１との間のデータ変換をも含む。更にまた、変換処理としては、ディスク装置から非Ｎ型のインターフェース部１１で入力したデータをネットワークに送信する処理も、ディスクインターフェースからネットワークインターフェースへのフォーマット変換として含む。
【００４１】
経路制御部１４は、経路通信プロトコルを実装し、ネットワークシステムを構成する他の通信ノードと、Ｎ型のインターフェース部１１を介して経路制御プロトコルパケットを交換する。これにより、経路制御部１４は、フォーマット変換装置５自体の情報及び通信回線を介して接続している通信ノードの情報を外部に通知するとともに、外部から他の通信ノードの情報を通信網パラメータとして得て、変換部１３を有する他の通信ノードのフォーマット変換の種類等を示すフォーマット変換パラメータを得る。
【００４２】
経路制御部１４は、経路通信プロトコルにより、Ｎ型のインターフェース部１１と接続された通信ノードを認識する。経路制御部１４は、あるインターフェース部１１から伝送データが受信された場合には、先ず伝送データに含まれるフォーマット情報を参照して、伝送データに含まれる動画像データのフォーマットを認識する。経路制御部１４は、伝送データに含まれる宛先情報を参照して伝送先の受信端末を認識し、どのインターフェース部１１から送信するかを認識していずれかのインターフェース部１１に伝送データを出力する。また、経路制御部１４は、受信端末が対応しているフォーマットの種類であるフォーマット変換パラメータを参照して、インターフェース部１１に入力された動画像データをどの変換部１３に入力するかを制御して、フォーマット変換を制御する。
【００４３】
このように構成されたフォーマット変換装置５の経路制御部１４は、フォーマット変換をする必要があるデータが第１インターフェース部１１に入力されたときには、伝送データに含まれる送信元情報から送信元、フォーマット情報から動画像データのフォーマット、宛先情報からフォーマット変換内容を認識する。経路制御部１４は、図４中の実線に示すように、フォーマット変換内容に基づいて第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第１変換部１３に入力し、宛先情報に基づいて第１変換部１３でフォーマット変換したデータを転送部１２を介して第２インターフェース部１１から出力する制御をする。
【００４４】
また、フォーマット変換装置５の経路制御部１４は、２回のフォーマット変換をする必要があるデータが第１インターフェース部１１に入力されたときには、先ず、図４中の点線で示すように、第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第１変換部１３に動画像データを入力して１回目のフォーマット変換をし、第１変換部１３から転送部１２を介して第２変換部１３に１回目のフォーマット変換をした動画像データを入力して２回目のフォーマット変換をし、第２変換部１３から転送部１２を介して第ｎインターフェース部１１から出力する制御をする。
【００４５】
更に、経路制御部１４は、フォーマット変換をする必要がない動画像データが第１インターフェース部１１から入力されたときには、図５に示すように、第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第ｎインターフェース部１１から出力する制御をする。この処理は、通常のルータにおけるパケット転送処理と同様の処理である。
【００４６】
更に、経路制御部１４は、Ｎ型のインターフェース部１１と接続された通信ノードとの間で経路制御プロトコルを実行するときには、図６に示すように、送受信する通信ノードに応じて使用するインターフェース部１１を認識する。ここで、経路制御プロトコルは、Ｎ型インターフェース部１１のみを通過して送受信される。
【００４７】
また、このフォーマット変換装置５は、図７に示すように構成されていても良い。このフォーマット変換装置５は、図３に示す一例と同様に、インターフェース部１１、転送部１２、変換部１３、経路制御部１４から構成される。この一例は、アナログ映像信号を生成するアナログカメラ装置と接続し、ＭＰＥＧ２信号にフォーマット変換をしてネットワークに送信するものである。
【００４８】
このフォーマット変換装置５は、インターフェース部（インターフェース１）１１がアナログ映像入力端子として機能し、変換部１３がＭＰＥＧエンコーダとして機能し、インターフェース部（インターフェース２）１１がネットワークインターフェースとして機能する。このようなフォーマット変換装置５では、例えばアナログカメラ装置で撮像した映像を、アナログ映像入力端子で入力し、転送部１２を介して変換部１３に入力し、変換部１３によりＭＰＥＧ２フォーマットにエンコードしてネットワークインターフェースから送信することができる。
【００４９】
更に、通常のルータも、上述の変換処理の形態からすれば、変換部を有しない（ｍ＝０）のフォーマット変換装置とみなすことができる。
【００５０】
つぎに、経路制御部１４が実装する経路制御プロトコルについて説明する。
【００５１】
経路制御部１４は、通信制御プロトコルに従って、他のフォーマット変換装置５との間で、各フォーマット変換装置５に関する情報、各インターフェース部１１に関する情報の送受信をする。
【００５２】
経路制御部１４は、フォーマット変換装置５に関する情報として、各変換部１３に関する情報であるフォーマット変換パラメータの送受信をする。フォーマット変換パラメータとしては、変換可能な入力フォーマット及び出力フォーマットを示す情報、同時に変換可能なデータ量（合計ストリーム数、合計帯域等）を示す情報、現在変換処理を行っているデータ量、フォーマット変換に要する遅延時間を示す情報等がある。
【００５３】
また、経路制御部１４は、各インターフェース部１１に関する情報として、インターフェース部１１の種類（Ｎ型、非Ｎ型）を示す情報、インターフェース部１１と接続しているネットワークに関する情報である通信網パラメータがある。
【００５４】
インターフェース部１１の種類を示す情報としては、インターフェース部１１がＮ型である場合、イーサネット、ＡＴＭ（Asyncronous Transfer Mode）等に対応したインターフェースの種別を示す情報、処理可能な帯域（例えば１０Ｍｂｓｐ等）を示す情報、インターフェース部１１に付けられたアドレスを示す情報（例えばＩＰ（Internet Protocol）アドレス）があり、インターフェース部１１が非Ｎ型である場合、インターフェース部１１の種別（音声、映像、ＮＴＳＣ等）を示す情報がある。
【００５５】
接続しているネットワークの情報である通信網パラメータとは、インターフェース部１１についてのみの情報であり、通信ノード間の遅延時間を示す情報、データ伝送をするときの負荷（全帯域に対する現在使用中の帯域）を示す情報、メトリックとして抽象化された伝送距離の尺度を示す情報がある。
【００５６】
経路制御部１４は、上述のフォーマット変換装置５、インターフェース部１１に関する情報を送受信して、伝送データの通信経路Ｒを決定する。例えば図８（ａ）に示すように６個の通信ノードから構成されるネットワークシステムを参照して説明する。図８（ａ）に示すネットワークシステムは第１通信ノード〜第６通信ノードからなり、第１の通信ノードはフォーマットＡの動画像データを含む伝送データを送信するサーバ装置１を示し、第２通信ノードはフォーマットＢのデータをフォーマットＣに変換するフォーマット変換装置５を示し、第３通信ノードはフォーマットＡのデータをフォーマットＢに変換するフォーマット変換装置５を示し、第４通信ノードはフォーマットＡのデータをフォーマットＢに変換する機能及びフォーマットＢのデータをフォーマットＣに変換する機能を有するフォーマット変換装置５を示し、第５通信ノードは通常のルータを示し、第６通信ノードはフォーマットＢのデータを受信する受信端末を示す。
【００５７】
ここで、ネットワークシステムでは、第１通信ノード、第６通信ノードをフォーマット変換装置５として考えると、図８（ｂ）に示すように表現できる。すなわち、第１通信ノードが送信するフォーマットＸのデータがディスクから読み出されていたり、アナログ信号からエンコードされている場合もフォーマット変換としてみなし、第６通信ノードが受信したフォーマットＣのデータをフォーマットＹに変換する場合もフォーマット変換としてみなす。以下の説明では、説明の簡単のため、フォーマットＸ、フォーマットＹについての説明を省略する。
【００５８】
また、経路制御部１４で行う経路制御の手法としては、ディスタンスベクタ（Distance Vector）型、リンクステート（Link State）型に分類されるが、いずれかの処理をも行うことができる。本例では、いずれかに限定されるものではないが、説明の簡単のため、リンクステート型の経路制御を行う一例について説明する。
【００５９】
すなわち、各通信ノードの経路制御部１４は、経路制御プロトコルにより他の通信ノードと交換した上述のフォーマット変換パラメータ、通信網パラメータ等を用いて、図８（ａ）に示したようなイメージグラフとしてのネットワークトポロジを構築し、各通信ノード、ネットワークシステムの動的、静的な情報をイメージグラフの頂点や枝のパラメータとして付加する。そして、このように構成されたネットワークシステムのイメージグラフに基づいて、所定のアルゴリズムを用いて経路を決定する。経路制御部１４は、全ての通信ノードで構築されるイメージグラフが同一であり、更に同一のアルゴリズムによって経路が決定されるのであれば、各通信ノードでの経路の決定は互いに整合し、送信側から受信側に正確にデータが届けられる。
【００６０】
各通信ノードにおいて計算されるアルゴリズムにより、任意の通信ノードＮから通信ノードＭまでの通信経路を見つける際には、それらを結ぶ複数の通信経路から所望の条件を満たす通信経路を選択する必要があり、経路制御部１４は、通信経路を選択する条件として、フォーマット制約を示すフォーマット変換パラメータ、経路の評価尺度を示す通信網パラメータがある。
【００６１】
上記フォーマット変換パラメータとは、通信ノードＮから通信ノードＭまで、伝送データが適切なフォーマット変換装置５を通過しながら適切にフォーマット変換されて伝送されるという条件を示すパラメータである。
【００６２】
上記通信網パラメータとは、最も遅延の小さい経路、最もネットワークシステムに負荷をかけない経路等を評価する尺度である。ネットワークシステムの静的・動的な状態、フォーマット変換装置５の静的・動的な状態を示す情報を参照して適切な経路を選択する尺度とする。
【００６３】
具体的には、経路制御部１４は、通信ノード間を接続する通信経路の遅延や負荷を示す通信網パラメータｒを入力とし、評価値ｖを計算する評価関数ｆにより通信経路の評価パラメータが与えられる。これにより、経路制御部１４は、ｖ＝ｆ（ｒ）を計算したとき、評価値ｖが最良となるような通信網パラメータｒが選択される。経路制御部１４は、ネットワークシステムの状況によって動的に変化する通信網パラメータｒを用いることで、動的な評価値ｖを得る。
【００６４】
図８（ａ）において第１通信ノードから第６通信ノードへの複数の通信経路のうち、最適な通信経路を求める処理について、図９に示すように変換したイメージグラフを用いて説明する。経路制御部１４は、各インターフェース部１１の接続先に関する情報を得るとともに、他の通信ノードからの情報を得ることで、図９に示すようなイメージグラフを構築する。
【００６５】
このイメージグラフでは、通信ノードを○で示し、各フォーマットをＡ，Ｂ，Ｃというように記号で表現しているが、具体的にはフォーマットＡ，Ｂ，Ｃは例えばＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、ＤＶである。また、フォーマットＡ，Ｂ，Ｃでは、同じＭＰＥＧ２であってもエンコードレートの２，４，８Ｍｂｐｓとすることもできる。その他、フォーマットは、解像度、フレーム数、色及び輝度、音声のサンプリングレートとしても良い。
【００６６】
先ず、経路制御部１４は、図８に示しイメージグラフを、対象となるフォーマットの数だけコピーする。すなわち、フォーマットＡからフォーマットＢ、フォーマットＢからフォーマットＣの２回のフォーマット変換が発生することから、経路制御部１４は、２回コピーをする。２回コピーして得た３つのイメージグラフを図９に示すように、Ａプレーン、Ｂプレーン、Ｃプレーンとする。
【００６７】
次に、経路制御部１４は、各通信ノードのフォーマット変換機能に基づいて、各プレーン間を接続する。例えば、図８で第２通信ノードはフォーマットＢからフォーマットＣに変換する能力があるので、通信ノード２Ｂから通信ノード２Ｃへの枝を作成する。この枝を通過することは、フォーマットＢからフォーマットＣへのフォーマット変換を意味する。
【００６８】
このように変換されたイメージグラフは、第１段階としてフォーマット変換パラメータに基づくフォーマット制約条件を満たす複数の通信経路の候補を挙げ、第２段階として通信経路の通信網パラメータのみに基づいて適切な通信経路を選択する。
【００６９】
図１０は、図８と同じ構造のネットワークシステムの例を示す。この例では、経路制御部１４が経路制御プロトコルにより交換する情報は、変換可能なフォーマットに関する情報及びネットワークシステムのメトリックに関する情報であり、変換時及びデータ伝送時の遅延や動的な負荷は考慮していない。すなわち、経路制御部１４は、評価パラメータとして、通信網パラメータに含まれるメトリック及びフォーマット変換パラメータに含まれるフォーマット変換の種類のみを参照して通信経路制御をする。
【００７０】
変換後のイメージグラフでは、メトリックをイメージグラフの変換前と等しく定め、またプレーン間を接続する枝はメトリックを「０」としている。図１０より、第１通信ノードから第６通信ノードへの通信経路でメトリックが最小なのは、Ａプレーンで示すように第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノードの順に伝送データを伝送し、フォーマットＢに変換をする。次に、Ｂプレーンで示すように第３通信ノードから第２通信ノードに伝送データを伝送し、第２通信ノードでフォーマットＢからフォーマットＣに変換をする。次に、Ｃプレーンで示すようにフォーマットＣの動画像データを含む伝送データを第６通信ノードに伝送する。このような通信経路Ｒ１１の場合、一度通過した第２通信ノードと第３通信ノードとの間を逆戻りするのが最短通信経路であり、通常の経路制御方式では実現できない効果を発揮する。
【００７１】
このような経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、メトリック及びフォーマットに応じて通信経路Ｒ１１を選択することができるので、ネットワーク資源を効率的に使用することができる。
【００７２】
また、このネットワークシステムによれば、複数のフォーマット変換装置５を用いてフォーマット変換処理を分散させることができるので、経路制御を含む負荷分散を実現することができる。
【００７３】
更に、このネットワークシステムによれば、フォーマット変換の頻度が高いフォーマット変換については多くフォーマット変換装置５を配置し、頻度が低いフォーマット変換については少なくすることで、フォーマット変換装置５の使用効率を最大化することができる。
【００７４】
図１１は、データ送信装置又は受信端末に相当する通信ノードが、送信又は受信可能なフォーマットを複数のフォーマットの種類中から選択可能な場合のイメージグラフを示す。すなわち、図１１において第１通信ノードはフォーマットＡ、Ｂのいずれかのフォーマットの動画像データを含む伝送データを送信するとする。
【００７５】
図１１に示す場合、変換後のイメージグラフにおいて、経路制御部１４は、第１通信ノード（１Ａ）から第６通信ノード（６Ｃ）へのメトリックが最小な通信経路Ｒ２１、第１通信ノード（１Ｂ）から第６通信ノード（６Ｃ）へのメトリックが最小な通信経路Ｒ２２をそれぞれ求め、さらにその２つでメトリックが小さい方の通信経路を選択する。
【００７６】
図１１におけるそれぞれの通信経路はフォーマットＡで動画像データを送信する場合には、第１通信ノード、第２通信ノード、第４通信ノード、第５通信ノードを通過する通信経路Ｒ２１となり、フォーマットＢで動画像データを送信する場合には第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノード、第５通信ノードを通過する通信経路Ｒ２２となり、後者の通信経路の方がメトリックが小さく最適な通信経路となる。
【００７７】
同様に、受信側で受信可能なフォーマットが複数存在する場合には、それぞれの通信経路を求め、その中で最適な通信経路を選択する。
【００７８】
このようなネットワークシステムによれば、受信側又は送信側の通信ノードから送信するデータフォーマットを選択して、ネットワーク資源を効率的に使用することができる。
【００７９】
図１２は、通信経路の評価パラメータとして複数の評価パラメータに基づいて通信経路を選択するときのイメージグラフを示す。図１２において、第１通信ノードから第４通信ノードに伝送データを送信するときの通信経路の候補としては、第１通信ノード、第２通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）、第３通信ノード、第４通信ノードを通過して伝送データを送信する通信経路、第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）、第４通信ノードを通過して伝送データを送信する通信経路の２つの通信経路がある。
【００８０】
この場合に、上述したように各通信ノードにおいて変換可能なフォーマットの種類、ネットワークシステムのメトリックをパラメータとして経路選択をすると、双方の通信経路は同じメトリックとなる。そこで、経路制御部１４は、例えばネットワークシステムの使用帯域に関する情報を更に参照して、通信経路を選択する。すなわち、例えばフォーマットＡの動画像データ（例えばＤＶ方式のデータ）を伝送するのに必要な使用帯域が、フォーマットＢの動画像データ（例えばＭＰＥＧ４のデータ）を伝送するのに必要な使用帯域よりも大きい場合には、ネットワークシステムの負荷としては第２通信ノードでフォーマット変換をした方がネットワークシステム全体での使用帯域が少なくなると判定する。すなわち、経路制御部１４は、第２通信ノードと第３通信ノードとの間の使用帯域の消費が軽減されることを判定する。
【００８１】
このとき、経路制御部１４は、通信経路を選択するときに、メトリック以外に、データの使用帯域という２つの評価尺度を参照して、イメージグラフの枝として付加し、メトリック及び使用帯域に基づいた通信経路の評価尺度を設定する。具体的には、経路制御部１４は、フォーマットＡの動画像データを伝送したときの使用帯域を３０Ｍｂｐｓとし、フォーマットＢの動画像データを伝送したときの使用帯域を２Ｍｂｐｓであるとする。そして、Ａプレーンの枝には使用帯域のパラメータとして３０を付加し、Ｂプレーンの枝には２を付加する。このとき、経路制御部１４は、２つの通信経路が同じメトリックであるとすると、枝ごとの使用帯域の合計が小さい通信経路がネットワークへの負荷が低い通信経路として選択するように評価関数を決定する。そして、経路制御部１４は、評価関数を演算することにより、通信経路Ｒ１の使用帯域が「３０＋２＋２＝３４」とし、通信経路Ｒ２の使用帯域が「３０＋３０＋２＝６２」とする。これにより、経路制御部１４は、通信経路１を選択する。
【００８２】
図１２に示した例では、経路制御部１４は、メトリックを評価パラメータとして用いて求めた評価値が同一であってメトリックに基づく通信経路の選択ができないときに、使用帯域に基づく通信経路の選択をしたが、２つの評価パラメータに基づく通信経路の評価値が異なる場合であっても、評価値に重み付けをすることで通信経路の評価値を比較することができる。
【００８３】
また、経路制御部１４は、評価パラメータとしてフォーマットによるデータの使用帯域以外に、フォーマット変換装置５の負荷を評価パラメータとして用いて通信経路Ｒ１、Ｒ２の選択をしても良い。
【００８４】
図１３は、第１通信ノードから第６通信ノード及び第７通信ノードに動画像データをマルチキャストするときのイメージグラフを示す。ここで、第１通信ノードはフォーマットＡのみに対応し、第６通信ノードはフォーマットＣのみに対応し、第７通信ノードはフォーマットＢのみに対応する。
【００８５】
経路制御部１４は、評価パラメータとして、図１３中の各枝に付加したようなメトリックのみを用いた場合、第１通信ノード、第２通信ノード、第４通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）を通過して第７通信ノードに伝送データを送信する通信経路、通信経路の第４通信ノードから第５通信ノード、第３通信ノード（フォーマットＢからフォーマットＣに変換）、第５通信ノードを通過して第６通信ノードに伝送データを送信する通信経路を、最もメトリックの小さい通信経路として選択する。
【００８６】
このような処理をする経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、マルチキャスト通信をするときでも、伝送データを分岐する分岐ノードまでは送信側の通信ノードのままのフォーマットで伝送データを伝送でき、までは送信側の通信ノードで異なるフォーマットの動画像データを生成する必要が無く、ネットワーク資源の効率的な使用ができる。
【００８７】
図１４は、第１通信ノード及び第７通信ノードから別個に分割した動画像データを第６通信ノードに送信するときのイメージグラフを示す。この例では、例えばＭＰＥＧ２フォーマットで第１通信ノードから送信した動画像データを、画面分割等の効果によりマージし、一つの映像として第６通信ノードで受信する。また、この例では、第１通信ノード及び第７通信ノードがフォーマットＡのみに対応し、第６通信ノードがフォーマットＡＡに対応する場合を示す。また、この例では、マージ前のフォーマットと、マージ後のフォーマットとは同一でも良いが、マージ前のフォーマットＡ、マージ後のフォーマットＡＡとは異なるものとしている。
【００８８】
経路制御部１４は、評価パラメータとして図１４中の各枝に付加したようなメトリックを用いた場合、第１通信ノードから送信したデータを第２通信ノード、第３通信ノードに伝送するとともに、第７通信ノードから送信したデータを第４通信ノード、第５通信ノード、第３通信ノードに伝送し、第３通信ノードで第１通信ノード及び第７通信ノードからのデータを用いてフォーマットＡＡにマージをし、第５通信ノードを介して第６通信ノードに伝送する。
【００８９】
このような処理をする経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、受信する通信ノードでマージする機能を持っていなくても、第３通信ノードでマージを行うことで、異なる送信側の通信ノードを利用することができ、送信側の通信ノードにおいてデータを分散して格納することができる。
【００９０】
なお、経路制御部１４は、通信ノードが有する情報が部分的であったり、正確でない条件で経路制御を行う場合も、例えば資源予約プロトコルとの組み合わせによりネットワーク資源を予約しながら経路を決定することもできる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、通信網パラメータ、送信通信ノードと受信通信ノードとの間に配されたデータ変換機能によりフォーマット変換をし、フォーマットの種類に応じて経路制御をすることにより、ネットワーク資源を効率的に使用して異なるデータフォーマットに対応した複数の受信端末にデータを伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したネットワークシステムの他の構成を示すブロック図である。
【図３】フォーマット変換装置の構成を示すブロック図である。
【図４】フォーマット変換装置の動作について説明するためのブロック図である。
【図５】フォーマット変換装置の他の動作について説明するためのブロック図である。
【図６】フォーマット変換装置の更に他の動作について説明するためのブロック図である。
【図７】フォーマット変換装置の他の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用したネットワークシステムを表現するイメージグラフを示す図であり、（ａ）は第１の表現方法であり、（ｂ）は第２の表現方法である。
【図９】イメージグラフの変換について説明するための図である。
【図１０】本発明を適用したネットワークシステムにおける経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１１】本発明を適用したネットワークシステムにおける他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１２】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１３】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１４】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１５】従来のネットワークシステムを示す図である。
【図１６】フォーマット変換をする従来のネットワークシステムを示す図である。
【符号の説明】
１ サーバ装置、２ ＰＣ、３ ＰＤＡ、４ 中継ノード、５ フォーマット変換装置、１１ インターフェース部、１２ 転送部、１３ 変換部、１４ 経路制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばサーバ、中継ノード、クライアントを有するネットワーク環境において、データフォーマットの変換をしてデータを伝送するシステムに使用されるデータ変換装置及び方法、データ送受信装置及び方法、ネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ネットワークを介して音声、動画像、静止画像等のマルチメディア情報を伝送するためのネットワークアプリケーションが多数提供されて、種々のデータを伝送することができるネットワークシステムが構築されている。
【０００３】
このネットワークシステムでは、高画質の動画像データ等を伝送するときには、通信帯域の広いことが必要とされ、ＪＰＥＧ（Joint Photographic coding Experts Group）、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）、ＡＴＲＡＣ（Adaptive Transform Acoustic Coding）等の様々な情報圧縮技術が重要な技術要素となっている。
【０００４】
しかしながら、ＭＰＥＧ等の圧縮フォーマットは、それぞれ固有のものであり、それぞれのフォーマット間では互換性が無いことが多い。特にネットワークシステムにおいて、各種マルチメディア情報を伝送する場合、データ送信側のエンコーダ及びデータ受信側のデコーダは、同じ圧縮フォーマットに対応している必要がある。現状におけるデータ受信側の受信端末は、パーソナルコンピュータであることが多く、各圧縮フォーマットに対応した複数のデコーダソフトウェアをインストールすることで、多くの種類の圧縮フォーマットに対応することがなされている。
【０００５】
しかし、ネットワークシステムにおいては任意のデータ送信側のデータフォーマットに対応できない専用端末も存在し、例えばセルラー電話端末ではＣＥＬＰ（codebook excited linear prediction）等の予め用意した音声ベクトル（数十の振幅データの組）を組み合わせて、伝送速度が１０ｋビット／秒程度に符号化する方式の圧縮をしているが、このような方式でない通常のアナログ電話機と通話できることが知られている。
【０００６】
ネットワークシステムは、図１５に示すように、セルラー電話１００でＣＥＬＰ方式にエンコードされた音声信号を、セルラー電話網１０１を介してＣＥＬＰデコーダ１０２でアナログ音声信号に変換し、アナログ電話網１０３を介してアナログ電話１０４にアナログ音声信号を伝送する。これにより、従来のネットワークシステムでは、予め設置した専用の変換装置を用いることで、異なるフォーマットの整合性を図り、セルラー電話１００と、アナログ電話１０４との接続を確立している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インターネットプロトコルを利用したネットワークシステムでは、送信側のデータフォーマットが単純な電話網とは異なり、雑多な送信側のデータフォーマットの情報を送受信する。また、同一のデータ送信装置に、多くの異なるデータフォーマットに対応した受信端末がアクセスすることが多くなっている。
【０００８】
例えば、図１６に示すように、サーバ装置２０１にＭＰＥＧ２規格に従った動画像データが格納されている場合、受信端末であるＰＣ２０２にＭＰＥＧ２に準じた動画像データを伝送する場合には、ネットワークノード２０３ａ、２０３ｃ、２０３ｄを中継ノードとして用いる通信経路Ｒ１０１でデータ伝送をする。また、ＭＰＥＧ４にのみ対応しているＰＤＡ（Personal Digital Assistant）２０４に伝送する場合には、フォーマット変換装置２０５においてＭＰＥＧ２からＭＰＥＧ４へのフォーマット変換をした後に、ネットワークノード２０３ａ、２０３ｃを中継ノードとして用いて通信経路Ｒ１０２でＰＤＡ２０４に動画像データを伝送する。このフォーマット変換装置２０５は、サーバ装置２０１が提供し、ＭＰＥＧ２フォーマットのデータから受信側の各種データフォーマットのデータに変換する機能を有する。
【０００９】
しかしながら、ＭＰＥＧ２からＭＰＥＧ４にアルゴリズムが高度となったように、圧縮アルゴリズムは年々進化し、より高い圧縮率で高品質のデータを伝送する方式が提案されていることが知られており、ＰＣ２０２のように処理能力に余裕のある受信端末では上述したように複数のデコーダソフトウェアを持つことができるが、消費電力を最小限にする必要のある携帯機器であるＰＤＡ２０４や、機能の更新ができない端末では、データ送信側であるサーバ装置２０１のサービスとしてフォーマット変換装置２０５でフォーマット変換をすることが望ましい。
【００１０】
また、データ送信側のサーバ装置２０１に年々追加して格納されるフォーマットのデータを含め、全てのフォーマットに対応したフォーマット変換装置２０５を設置するのは、データ送信側にとってはサービス提供コストが高くなり負担が大きくなってしまう。特に使用頻度の低いデータフォーマットへの変換を行うフォーマット変換装置２０５を全てデータ送信側に設置するのは、合理的でないことが多い。
【００１１】
更に、マルチメディア情報を伝送するときには、現在の放送のような複数の端末に同じ内容の情報を同報するマルチキャスト通信が使用されている。マルチキャスト通信では、分岐ネットワークノードまでは単一の動画像データを伝送すればよいが、分岐先の端末が異なるデータフォーマットに対応しているときには、データ送信側から同じ内容のデータを異なるデータフォーマットで伝送することが必要となる。例えば図１６において、ＰＣ２０２とＰＤＡ２０４とに同じ内容の動画像データをマルチキャストするときには、データ送信側からみればＭＰＥＧ２フォーマットのデータと、ＭＰＥＧ４フォーマットのデータの２つのデータを伝送する必要があり、ネットワーク資源を効率的に使用しているとは言えない状況である。更にまた、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ１、ＤＶ、モーションＪＰＥＧ等の多くのデータフォーマットのデータをマルチキャストする必要が発生したときにはこの問題は更に顕著となる。
【００１２】
そこで、本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、ネットワーク資源を効率的に使用して異なるデータフォーマットに対応した複数の受信端末にデータを伝送することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換装置において、上記送信通信ノードからの伝送データを受信するデータ受信手段と、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを受信する情報受信手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報受信手段で受信した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記フォーマット変換手段で変換された伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段とを備える。
【００１４】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換方法において、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを予め受信し、上記送信通信ノードからの伝送データを受信したときに、受信した上記伝送データのフォーマット変換をするに際して、受信した上記伝送データのフォーマット及びフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記通信網パラメータに基づいて通信経路を決定し、決定された上記通信経路に従って、変換した上記伝送データを他の通信ノードに送信する。
【００１５】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信装置において、他の通信ノードからの伝送データを受信する受信手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記受信手段で受信した伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段とを備える。
【００１６】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信方法において、伝送データを受信し、受信した上記伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定し、決定された上記通信経路に従って、受信した上記伝送データを他の通信ノードに送信する。
【００１７】
本発明は、上述の課題を解決するために、複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおいて、上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを取得する情報取得手段と、上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報取得手段で取得した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段とを備える。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明は、例えば図１に示すようなネットワークシステムに適用される。
【００２０】
このネットワークシステムは、伝送するデータを格納したサーバ装置１と、受信端末であるＰＣ２及びＰＤＡ３とが複数の中継ノード４ａ〜４ｄ（以下、総称するときには単に「中継ノード４」と呼ぶ。）を介して接続され、中継ノード４ｂ及び中継ノード４ｃにフォーマット変換装置５ａ、５ｂ（以下、総称するときには単に「フォーマット変換装置５」と呼ぶ。）が接続されて構成されている。
【００２１】
なお、本例では、サーバ装置１に動画像データを格納し、動画像データを伝送データとして伝送する一例について説明するが、静止画像データ、音声データを伝送する場合にも本発明が適用可能であることは勿論である。
【００２２】
また、以下の説明では、ネットワークシステムを構成するサーバ装置１、ＰＣ２、ＰＤＡ３、中継ノード４、フォーマット変換装置５を総称するときには通信ノードと呼ぶ。
【００２３】
サーバ装置１は、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データが格納されている。このサーバ装置１は、データ受信側からのデータ伝送要求に従って、格納している動画像データに各種情報を付加した伝送データとして中継ノード４ａに送信する。また、このサーバ装置１は、異なる受信端末であるＰＣ２、ＰＤＡ３に同報通信をする機能を有する。
【００２４】
ＰＣ２は、所有するユーザにより操作され、サーバ装置１から中継ノード４を介して伝送された伝送データを受信する機能を有する。このＰＣ２は、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データを含む伝送データのみを受信し、動画像データをデコードする機能を有する。このＰＣ２は、デコードして得た動画像データを表示画面に表示することで内容をユーザに提示する。
【００２５】
ＰＤＡ３は、所有するユーザにより操作され、サーバ装置１から中継ノード４を介して伝送された伝送データを受信する機能を有する。このＰＤＡ３は、ＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データを含む伝送データのみを受信し、動画像データをデコードする機能を有する。このＰＤＡ３は、デコードして得た動画像データを表示画面に表示することで内容をユーザに提示する。
【００２６】
中継ノード４は、例えばルータ等のデータ中継機器からなり、内部のルーティングテーブルに従って伝送データをルーティングする機能を有する。この中継ノード４は、伝送データに含まれる動画像データのデータフォーマットに関するフォーマット情報に基づいて、経路制御をすることで、フォーマット変換装置５及び他の中継ノード４に伝送データを伝送する。
【００２７】
フォーマット変換装置５は、中継ノード４と接続され、当該中継ノード４からの伝送データに含まれる動画像データのデータフォーマットを変換する機能を有する。このフォーマット変換装置５は、フォーマット変換をした後に、変換後のデータフォーマットの種類を示す情報にフォーマット情報を書き換える。このフォーマット変換装置５は、フォーマット変換後の動画像データを含む伝送データを、接続された中継ノード４に返送する。
【００２８】
このようなネットワークシステムでは、中継ノード４と接続されたフォーマット変換装置５を配置することで、中継ノード４によりルーティングをする途中でフォーマット変換装置５によりフォーマット変換をする。
【００２９】
このようなネットワークシステムにおいて、ＰＣ２に動画像データを伝送するときには、ＭＰＥＧ２フォーマットの伝送データをサーバ装置１から中継ノード４ａ、４ｃ、４ｄを中継する通信経路Ｒ１で伝送する。
【００３０】
また、ネットワークシステムにおいて、ＰＤＡ３に動画像データを伝送するときには、ＭＰＥＧ２フォーマットの伝送データをサーバ装置１から中継ノード４ａ、４ｃを中継し、次に通信経路Ｒ２で伝送データの伝送をする。このとき、中継ノード４ｃからフォーマット変換装置５ｂに伝送データを伝送し、フォーマット変換装置５ｂにおいてＭＰＥＧ４フォーマットの伝送データに変換をする。そして、フォーマット変換装置５ｂは、フォーマット変換をした伝送データを中継ノード４ｃを介してＰＤＡ３に送信する。
【００３１】
また、ネットワークシステムは、図２に示すように構成されていても良い。このネットワークシステムは、伝送するデータを格納したサーバ装置１と、受信端末であるＰＤＡ３ａ、３ｂとが複数の中継ノード４ａ〜４ｉ（以下、総称するときには単に「中継ノード４」と呼ぶ。）を介して接続され、中継ノード４ｂ、４ｃ、４ｅ、４ｇにフォーマット変換装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ（以下、総称するときには単に「フォーマット変換装置５」と呼ぶ。）が接続されて構成されている。
【００３２】
このようなネットワークシステムでは、図１に示した一例とは異なり多数のフォーマット変換装置５を備えているので、通信経路を選択することで、変換処理を複数のフォーマット変換装置５で分散する。例えばＰＤＡ３ｂがＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データを受信するときに、フォーマット変換装置５ａ、５ｂが他の受信端末のためのフォーマット変換処理で処理負荷を上げることができない場合に経路選択をする。ここで、通信経路が最短となるのは中継ノード４ａ、４ｃ、４ｆを介してＰＤＡ３ｂに伝送データを伝送する場合であるが、フォーマット変換装置５ｂの使用ができないときには、フォーマット変換処理をすることができるフォーマット変換装置５ｃを選択して、通信経路Ｒ３を利用してＰＤＡ３ｂに伝送データを伝送する。
【００３３】
つぎに、フォーマット変換装置５の構成について説明する。
【００３４】
フォーマット変換装置５は、図３に示すように、ｎ個の第１インターフェース部１１〜第ｎインターフェース部１１（以下、総称するときには、単に「インターフェース部１１」と呼ぶ。）、転送部１２、ｍ個の第１変換部１３〜第ｍ変換部１３（以下、総称するときには、単に「変換部１３」と呼ぶ。）、経路制御部１４を備える。
【００３５】
インターフェース部１１は、ｎ個（ｎ≧１）存在し、通信回線を介して中継ノード４や、周辺デバイスと接続され、中継ノード４や周辺デバイスとの間でデータを送受信する。インターフェース部１１は、接続形態によって２種類に分類され、第１の形態としては外部ネットワークと接続するＮ（ネットワーク）型、第２の形態としてはＮ型以外の非Ｎ型となる。
【００３６】
Ｎ型の例としては、ネットワークシステムを構成する通信回線や他のネットワークと接続したインターフェースが挙げられる。Ｎ型のインターフェース部１１は、他の中継ノード４からの伝送データを受信して、転送部１２を介して動画像データを変換部１３に供給する制御をする。そして、インターフェース部１１は、変換部１３でフォーマット変換がされた動画像データを伝送データとして中継ノード４に送信する。
【００３７】
非Ｎ型の例としては、ビデオＳ端子やハードディスクインターフェースが挙げられる。非Ｎ型のインターフェース部１１は、周辺デバイスからのデータを変換する機能を備える。
【００３８】
転送部１２は、インターフェース部１１から入力されたデータをいずれかの変換部１３、経路制御部１４に転送する処理をするとともに、変換部１３や経路制御部１４で処理がされたデータをいずれかのインターフェース部１１に転送する処理をする。
【００３９】
変換部１３は、ｍ個（ｍ≧０）存在し、転送部１２から動画像データが入力されると、フォーマット変換をして転送部１２に出力する。変換部１３は、例えばＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データを、ＭＰＥＧ４フォーマットの動画像データにフォーマット変換をする。各変換部１３は、それぞれ異なる変換処理をするように構成されている。
【００４０】
変換部１３で行う変換処理としては、ＭＰＥＧ２フォーマットの動画像データのレート変換、解像度変換、フレーム数変換、色及び輝度信号変換、サンプリングレート変換を含む。更に、変換処理としては、アナログ映像信号であるＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式の信号をＭＰＥＧフォーマットのデータに変換する処理を含む。更にまた、変換処理としては、Ｎ型のインターフェース部１１と非Ｎ型のインターフェース部１１との間のデータ変換をも含む。更にまた、変換処理としては、ディスク装置から非Ｎ型のインターフェース部１１で入力したデータをネットワークに送信する処理も、ディスクインターフェースからネットワークインターフェースへのフォーマット変換として含む。
【００４１】
経路制御部１４は、経路通信プロトコルを実装し、ネットワークシステムを構成する他の通信ノードと、Ｎ型のインターフェース部１１を介して経路制御プロトコルパケットを交換する。これにより、経路制御部１４は、フォーマット変換装置５自体の情報及び通信回線を介して接続している通信ノードの情報を外部に通知するとともに、外部から他の通信ノードの情報を通信網パラメータとして得て、変換部１３を有する他の通信ノードのフォーマット変換の種類等を示すフォーマット変換パラメータを得る。
【００４２】
経路制御部１４は、経路通信プロトコルにより、Ｎ型のインターフェース部１１と接続された通信ノードを認識する。経路制御部１４は、あるインターフェース部１１から伝送データが受信された場合には、先ず伝送データに含まれるフォーマット情報を参照して、伝送データに含まれる動画像データのフォーマットを認識する。経路制御部１４は、伝送データに含まれる宛先情報を参照して伝送先の受信端末を認識し、どのインターフェース部１１から送信するかを認識していずれかのインターフェース部１１に伝送データを出力する。また、経路制御部１４は、受信端末が対応しているフォーマットの種類であるフォーマット変換パラメータを参照して、インターフェース部１１に入力された動画像データをどの変換部１３に入力するかを制御して、フォーマット変換を制御する。
【００４３】
このように構成されたフォーマット変換装置５の経路制御部１４は、フォーマット変換をする必要があるデータが第１インターフェース部１１に入力されたときには、伝送データに含まれる送信元情報から送信元、フォーマット情報から動画像データのフォーマット、宛先情報からフォーマット変換内容を認識する。経路制御部１４は、図４中の実線に示すように、フォーマット変換内容に基づいて第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第１変換部１３に入力し、宛先情報に基づいて第１変換部１３でフォーマット変換したデータを転送部１２を介して第２インターフェース部１１から出力する制御をする。
【００４４】
また、フォーマット変換装置５の経路制御部１４は、２回のフォーマット変換をする必要があるデータが第１インターフェース部１１に入力されたときには、先ず、図４中の点線で示すように、第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第１変換部１３に動画像データを入力して１回目のフォーマット変換をし、第１変換部１３から転送部１２を介して第２変換部１３に１回目のフォーマット変換をした動画像データを入力して２回目のフォーマット変換をし、第２変換部１３から転送部１２を介して第ｎインターフェース部１１から出力する制御をする。
【００４５】
更に、経路制御部１４は、フォーマット変換をする必要がない動画像データが第１インターフェース部１１から入力されたときには、図５に示すように、第１インターフェース部１１から転送部１２を介して第ｎインターフェース部１１から出力する制御をする。この処理は、通常のルータにおけるパケット転送処理と同様の処理である。
【００４６】
更に、経路制御部１４は、Ｎ型のインターフェース部１１と接続された通信ノードとの間で経路制御プロトコルを実行するときには、図６に示すように、送受信する通信ノードに応じて使用するインターフェース部１１を認識する。ここで、経路制御プロトコルは、Ｎ型インターフェース部１１のみを通過して送受信される。
【００４７】
また、このフォーマット変換装置５は、図７に示すように構成されていても良い。このフォーマット変換装置５は、図３に示す一例と同様に、インターフェース部１１、転送部１２、変換部１３、経路制御部１４から構成される。この一例は、アナログ映像信号を生成するアナログカメラ装置と接続し、ＭＰＥＧ２信号にフォーマット変換をしてネットワークに送信するものである。
【００４８】
このフォーマット変換装置５は、インターフェース部（インターフェース１）１１がアナログ映像入力端子として機能し、変換部１３がＭＰＥＧエンコーダとして機能し、インターフェース部（インターフェース２）１１がネットワークインターフェースとして機能する。このようなフォーマット変換装置５では、例えばアナログカメラ装置で撮像した映像を、アナログ映像入力端子で入力し、転送部１２を介して変換部１３に入力し、変換部１３によりＭＰＥＧ２フォーマットにエンコードしてネットワークインターフェースから送信することができる。
【００４９】
更に、通常のルータも、上述の変換処理の形態からすれば、変換部を有しない（ｍ＝０）のフォーマット変換装置とみなすことができる。
【００５０】
つぎに、経路制御部１４が実装する経路制御プロトコルについて説明する。
【００５１】
経路制御部１４は、通信制御プロトコルに従って、他のフォーマット変換装置５との間で、各フォーマット変換装置５に関する情報、各インターフェース部１１に関する情報の送受信をする。
【００５２】
経路制御部１４は、フォーマット変換装置５に関する情報として、各変換部１３に関する情報であるフォーマット変換パラメータの送受信をする。フォーマット変換パラメータとしては、変換可能な入力フォーマット及び出力フォーマットを示す情報、同時に変換可能なデータ量（合計ストリーム数、合計帯域等）を示す情報、現在変換処理を行っているデータ量、フォーマット変換に要する遅延時間を示す情報等がある。
【００５３】
また、経路制御部１４は、各インターフェース部１１に関する情報として、インターフェース部１１の種類（Ｎ型、非Ｎ型）を示す情報、インターフェース部１１と接続しているネットワークに関する情報である通信網パラメータがある。
【００５４】
インターフェース部１１の種類を示す情報としては、インターフェース部１１がＮ型である場合、イーサネット、ＡＴＭ（Asyncronous Transfer Mode）等に対応したインターフェースの種別を示す情報、処理可能な帯域（例えば１０Ｍｂｓｐ等）を示す情報、インターフェース部１１に付けられたアドレスを示す情報（例えばＩＰ（Internet Protocol）アドレス）があり、インターフェース部１１が非Ｎ型である場合、インターフェース部１１の種別（音声、映像、ＮＴＳＣ等）を示す情報がある。
【００５５】
接続しているネットワークの情報である通信網パラメータとは、インターフェース部１１についてのみの情報であり、通信ノード間の遅延時間を示す情報、データ伝送をするときの負荷（全帯域に対する現在使用中の帯域）を示す情報、メトリックとして抽象化された伝送距離の尺度を示す情報がある。
【００５６】
経路制御部１４は、上述のフォーマット変換装置５、インターフェース部１１に関する情報を送受信して、伝送データの通信経路Ｒを決定する。例えば図８（ａ）に示すように６個の通信ノードから構成されるネットワークシステムを参照して説明する。図８（ａ）に示すネットワークシステムは第１通信ノード〜第６通信ノードからなり、第１の通信ノードはフォーマットＡの動画像データを含む伝送データを送信するサーバ装置１を示し、第２通信ノードはフォーマットＢのデータをフォーマットＣに変換するフォーマット変換装置５を示し、第３通信ノードはフォーマットＡのデータをフォーマットＢに変換するフォーマット変換装置５を示し、第４通信ノードはフォーマットＡのデータをフォーマットＢに変換する機能及びフォーマットＢのデータをフォーマットＣに変換する機能を有するフォーマット変換装置５を示し、第５通信ノードは通常のルータを示し、第６通信ノードはフォーマットＢのデータを受信する受信端末を示す。
【００５７】
ここで、ネットワークシステムでは、第１通信ノード、第６通信ノードをフォーマット変換装置５として考えると、図８（ｂ）に示すように表現できる。すなわち、第１通信ノードが送信するフォーマットＸのデータがディスクから読み出されていたり、アナログ信号からエンコードされている場合もフォーマット変換としてみなし、第６通信ノードが受信したフォーマットＣのデータをフォーマットＹに変換する場合もフォーマット変換としてみなす。以下の説明では、説明の簡単のため、フォーマットＸ、フォーマットＹについての説明を省略する。
【００５８】
また、経路制御部１４で行う経路制御の手法としては、ディスタンスベクタ（Distance Vector）型、リンクステート（Link State）型に分類されるが、いずれかの処理をも行うことができる。本例では、いずれかに限定されるものではないが、説明の簡単のため、リンクステート型の経路制御を行う一例について説明する。
【００５９】
すなわち、各通信ノードの経路制御部１４は、経路制御プロトコルにより他の通信ノードと交換した上述のフォーマット変換パラメータ、通信網パラメータ等を用いて、図８（ａ）に示したようなイメージグラフとしてのネットワークトポロジを構築し、各通信ノード、ネットワークシステムの動的、静的な情報をイメージグラフの頂点や枝のパラメータとして付加する。そして、このように構成されたネットワークシステムのイメージグラフに基づいて、所定のアルゴリズムを用いて経路を決定する。経路制御部１４は、全ての通信ノードで構築されるイメージグラフが同一であり、更に同一のアルゴリズムによって経路が決定されるのであれば、各通信ノードでの経路の決定は互いに整合し、送信側から受信側に正確にデータが届けられる。
【００６０】
各通信ノードにおいて計算されるアルゴリズムにより、任意の通信ノードＮから通信ノードＭまでの通信経路を見つける際には、それらを結ぶ複数の通信経路から所望の条件を満たす通信経路を選択する必要があり、経路制御部１４は、通信経路を選択する条件として、フォーマット制約を示すフォーマット変換パラメータ、経路の評価尺度を示す通信網パラメータがある。
【００６１】
上記フォーマット変換パラメータとは、通信ノードＮから通信ノードＭまで、伝送データが適切なフォーマット変換装置５を通過しながら適切にフォーマット変換されて伝送されるという条件を示すパラメータである。
【００６２】
上記通信網パラメータとは、最も遅延の小さい経路、最もネットワークシステムに負荷をかけない経路等を評価する尺度である。ネットワークシステムの静的・動的な状態、フォーマット変換装置５の静的・動的な状態を示す情報を参照して適切な経路を選択する尺度とする。
【００６３】
具体的には、経路制御部１４は、通信ノード間を接続する通信経路の遅延や負荷を示す通信網パラメータｒを入力とし、評価値ｖを計算する評価関数ｆにより通信経路の評価パラメータが与えられる。これにより、経路制御部１４は、ｖ＝ｆ（ｒ）を計算したとき、評価値ｖが最良となるような通信網パラメータｒが選択される。経路制御部１４は、ネットワークシステムの状況によって動的に変化する通信網パラメータｒを用いることで、動的な評価値ｖを得る。
【００６４】
図８（ａ）において第１通信ノードから第６通信ノードへの複数の通信経路のうち、最適な通信経路を求める処理について、図９に示すように変換したイメージグラフを用いて説明する。経路制御部１４は、各インターフェース部１１の接続先に関する情報を得るとともに、他の通信ノードからの情報を得ることで、図９に示すようなイメージグラフを構築する。
【００６５】
このイメージグラフでは、通信ノードを○で示し、各フォーマットをＡ，Ｂ，Ｃというように記号で表現しているが、具体的にはフォーマットＡ，Ｂ，Ｃは例えばＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、ＤＶである。また、フォーマットＡ，Ｂ，Ｃでは、同じＭＰＥＧ２であってもエンコードレートの２，４，８Ｍｂｐｓとすることもできる。その他、フォーマットは、解像度、フレーム数、色及び輝度、音声のサンプリングレートとしても良い。
【００６６】
先ず、経路制御部１４は、図８に示しイメージグラフを、対象となるフォーマットの数だけコピーする。すなわち、フォーマットＡからフォーマットＢ、フォーマットＢからフォーマットＣの２回のフォーマット変換が発生することから、経路制御部１４は、２回コピーをする。２回コピーして得た３つのイメージグラフを図９に示すように、Ａプレーン、Ｂプレーン、Ｃプレーンとする。
【００６７】
次に、経路制御部１４は、各通信ノードのフォーマット変換機能に基づいて、各プレーン間を接続する。例えば、図８で第２通信ノードはフォーマットＢからフォーマットＣに変換する能力があるので、通信ノード２Ｂから通信ノード２Ｃへの枝を作成する。この枝を通過することは、フォーマットＢからフォーマットＣへのフォーマット変換を意味する。
【００６８】
このように変換されたイメージグラフは、第１段階としてフォーマット変換パラメータに基づくフォーマット制約条件を満たす複数の通信経路の候補を挙げ、第２段階として通信経路の通信網パラメータのみに基づいて適切な通信経路を選択する。
【００６９】
図１０は、図８と同じ構造のネットワークシステムの例を示す。この例では、経路制御部１４が経路制御プロトコルにより交換する情報は、変換可能なフォーマットに関する情報及びネットワークシステムのメトリックに関する情報であり、変換時及びデータ伝送時の遅延や動的な負荷は考慮していない。すなわち、経路制御部１４は、評価パラメータとして、通信網パラメータに含まれるメトリック及びフォーマット変換パラメータに含まれるフォーマット変換の種類のみを参照して通信経路制御をする。
【００７０】
変換後のイメージグラフでは、メトリックをイメージグラフの変換前と等しく定め、またプレーン間を接続する枝はメトリックを「０」としている。図１０より、第１通信ノードから第６通信ノードへの通信経路でメトリックが最小なのは、Ａプレーンで示すように第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノードの順に伝送データを伝送し、フォーマットＢに変換をする。次に、Ｂプレーンで示すように第３通信ノードから第２通信ノードに伝送データを伝送し、第２通信ノードでフォーマットＢからフォーマットＣに変換をする。次に、Ｃプレーンで示すようにフォーマットＣの動画像データを含む伝送データを第６通信ノードに伝送する。このような通信経路Ｒ１１の場合、一度通過した第２通信ノードと第３通信ノードとの間を逆戻りするのが最短通信経路であり、通常の経路制御方式では実現できない効果を発揮する。
【００７１】
このような経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、メトリック及びフォーマットに応じて通信経路Ｒ１１を選択することができるので、ネットワーク資源を効率的に使用することができる。
【００７２】
また、このネットワークシステムによれば、複数のフォーマット変換装置５を用いてフォーマット変換処理を分散させることができるので、経路制御を含む負荷分散を実現することができる。
【００７３】
更に、このネットワークシステムによれば、フォーマット変換の頻度が高いフォーマット変換については多くフォーマット変換装置５を配置し、頻度が低いフォーマット変換については少なくすることで、フォーマット変換装置５の使用効率を最大化することができる。
【００７４】
図１１は、データ送信装置又は受信端末に相当する通信ノードが、送信又は受信可能なフォーマットを複数のフォーマットの種類中から選択可能な場合のイメージグラフを示す。すなわち、図１１において第１通信ノードはフォーマットＡ、Ｂのいずれかのフォーマットの動画像データを含む伝送データを送信するとする。
【００７５】
図１１に示す場合、変換後のイメージグラフにおいて、経路制御部１４は、第１通信ノード（１Ａ）から第６通信ノード（６Ｃ）へのメトリックが最小な通信経路Ｒ２１、第１通信ノード（１Ｂ）から第６通信ノード（６Ｃ）へのメトリックが最小な通信経路Ｒ２２をそれぞれ求め、さらにその２つでメトリックが小さい方の通信経路を選択する。
【００７６】
図１１におけるそれぞれの通信経路はフォーマットＡで動画像データを送信する場合には、第１通信ノード、第２通信ノード、第４通信ノード、第５通信ノードを通過する通信経路Ｒ２１となり、フォーマットＢで動画像データを送信する場合には第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノード、第５通信ノードを通過する通信経路Ｒ２２となり、後者の通信経路の方がメトリックが小さく最適な通信経路となる。
【００７７】
同様に、受信側で受信可能なフォーマットが複数存在する場合には、それぞれの通信経路を求め、その中で最適な通信経路を選択する。
【００７８】
このようなネットワークシステムによれば、受信側又は送信側の通信ノードから送信するデータフォーマットを選択して、ネットワーク資源を効率的に使用することができる。
【００７９】
図１２は、通信経路の評価パラメータとして複数の評価パラメータに基づいて通信経路を選択するときのイメージグラフを示す。図１２において、第１通信ノードから第４通信ノードに伝送データを送信するときの通信経路の候補としては、第１通信ノード、第２通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）、第３通信ノード、第４通信ノードを通過して伝送データを送信する通信経路、第１通信ノード、第２通信ノード、第３通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）、第４通信ノードを通過して伝送データを送信する通信経路の２つの通信経路がある。
【００８０】
この場合に、上述したように各通信ノードにおいて変換可能なフォーマットの種類、ネットワークシステムのメトリックをパラメータとして経路選択をすると、双方の通信経路は同じメトリックとなる。そこで、経路制御部１４は、例えばネットワークシステムの使用帯域に関する情報を更に参照して、通信経路を選択する。すなわち、例えばフォーマットＡの動画像データ（例えばＤＶ方式のデータ）を伝送するのに必要な使用帯域が、フォーマットＢの動画像データ（例えばＭＰＥＧ４のデータ）を伝送するのに必要な使用帯域よりも大きい場合には、ネットワークシステムの負荷としては第２通信ノードでフォーマット変換をした方がネットワークシステム全体での使用帯域が少なくなると判定する。すなわち、経路制御部１４は、第２通信ノードと第３通信ノードとの間の使用帯域の消費が軽減されることを判定する。
【００８１】
このとき、経路制御部１４は、通信経路を選択するときに、メトリック以外に、データの使用帯域という２つの評価尺度を参照して、イメージグラフの枝として付加し、メトリック及び使用帯域に基づいた通信経路の評価尺度を設定する。具体的には、経路制御部１４は、フォーマットＡの動画像データを伝送したときの使用帯域を３０Ｍｂｐｓとし、フォーマットＢの動画像データを伝送したときの使用帯域を２Ｍｂｐｓであるとする。そして、Ａプレーンの枝には使用帯域のパラメータとして３０を付加し、Ｂプレーンの枝には２を付加する。このとき、経路制御部１４は、２つの通信経路が同じメトリックであるとすると、枝ごとの使用帯域の合計が小さい通信経路がネットワークへの負荷が低い通信経路として選択するように評価関数を決定する。そして、経路制御部１４は、評価関数を演算することにより、通信経路Ｒ１の使用帯域が「３０＋２＋２＝３４」とし、通信経路Ｒ２の使用帯域が「３０＋３０＋２＝６２」とする。これにより、経路制御部１４は、通信経路１を選択する。
【００８２】
図１２に示した例では、経路制御部１４は、メトリックを評価パラメータとして用いて求めた評価値が同一であってメトリックに基づく通信経路の選択ができないときに、使用帯域に基づく通信経路の選択をしたが、２つの評価パラメータに基づく通信経路の評価値が異なる場合であっても、評価値に重み付けをすることで通信経路の評価値を比較することができる。
【００８３】
また、経路制御部１４は、評価パラメータとしてフォーマットによるデータの使用帯域以外に、フォーマット変換装置５の負荷を評価パラメータとして用いて通信経路Ｒ１、Ｒ２の選択をしても良い。
【００８４】
図１３は、第１通信ノードから第６通信ノード及び第７通信ノードに動画像データをマルチキャストするときのイメージグラフを示す。ここで、第１通信ノードはフォーマットＡのみに対応し、第６通信ノードはフォーマットＣのみに対応し、第７通信ノードはフォーマットＢのみに対応する。
【００８５】
経路制御部１４は、評価パラメータとして、図１３中の各枝に付加したようなメトリックのみを用いた場合、第１通信ノード、第２通信ノード、第４通信ノード（フォーマットＡからフォーマットＢに変換）を通過して第７通信ノードに伝送データを送信する通信経路、通信経路の第４通信ノードから第５通信ノード、第３通信ノード（フォーマットＢからフォーマットＣに変換）、第５通信ノードを通過して第６通信ノードに伝送データを送信する通信経路を、最もメトリックの小さい通信経路として選択する。
【００８６】
このような処理をする経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、マルチキャスト通信をするときでも、伝送データを分岐する分岐ノードまでは送信側の通信ノードのままのフォーマットで伝送データを伝送でき、までは送信側の通信ノードで異なるフォーマットの動画像データを生成する必要が無く、ネットワーク資源の効率的な使用ができる。
【００８７】
図１４は、第１通信ノード及び第７通信ノードから別個に分割した動画像データを第６通信ノードに送信するときのイメージグラフを示す。この例では、例えばＭＰＥＧ２フォーマットで第１通信ノードから送信した動画像データを、画面分割等の効果によりマージし、一つの映像として第６通信ノードで受信する。また、この例では、第１通信ノード及び第７通信ノードがフォーマットＡのみに対応し、第６通信ノードがフォーマットＡＡに対応する場合を示す。また、この例では、マージ前のフォーマットと、マージ後のフォーマットとは同一でも良いが、マージ前のフォーマットＡ、マージ後のフォーマットＡＡとは異なるものとしている。
【００８８】
経路制御部１４は、評価パラメータとして図１４中の各枝に付加したようなメトリックを用いた場合、第１通信ノードから送信したデータを第２通信ノード、第３通信ノードに伝送するとともに、第７通信ノードから送信したデータを第４通信ノード、第５通信ノード、第３通信ノードに伝送し、第３通信ノードで第１通信ノード及び第７通信ノードからのデータを用いてフォーマットＡＡにマージをし、第５通信ノードを介して第６通信ノードに伝送する。
【００８９】
このような処理をする経路制御部１４を備えたネットワークシステムによれば、受信する通信ノードでマージする機能を持っていなくても、第３通信ノードでマージを行うことで、異なる送信側の通信ノードを利用することができ、送信側の通信ノードにおいてデータを分散して格納することができる。
【００９０】
なお、経路制御部１４は、通信ノードが有する情報が部分的であったり、正確でない条件で経路制御を行う場合も、例えば資源予約プロトコルとの組み合わせによりネットワーク資源を予約しながら経路を決定することもできる。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、通信網パラメータ、送信通信ノードと受信通信ノードとの間に配されたデータ変換機能によりフォーマット変換をし、フォーマットの種類に応じて経路制御をすることにより、ネットワーク資源を効率的に使用して異なるデータフォーマットに対応した複数の受信端末にデータを伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用したネットワークシステムの他の構成を示すブロック図である。
【図３】フォーマット変換装置の構成を示すブロック図である。
【図４】フォーマット変換装置の動作について説明するためのブロック図である。
【図５】フォーマット変換装置の他の動作について説明するためのブロック図である。
【図６】フォーマット変換装置の更に他の動作について説明するためのブロック図である。
【図７】フォーマット変換装置の他の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明を適用したネットワークシステムを表現するイメージグラフを示す図であり、（ａ）は第１の表現方法であり、（ｂ）は第２の表現方法である。
【図９】イメージグラフの変換について説明するための図である。
【図１０】本発明を適用したネットワークシステムにおける経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１１】本発明を適用したネットワークシステムにおける他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１２】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１３】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１４】本発明を適用したネットワークシステムにおける更に他の経路制御を、イメージグラフを用いて説明するための図である。
【図１５】従来のネットワークシステムを示す図である。
【図１６】フォーマット変換をする従来のネットワークシステムを示す図である。
【符号の説明】
１ サーバ装置、２ ＰＣ、３ ＰＤＡ、４ 中継ノード、５ フォーマット変換装置、１１ インターフェース部、１２ 転送部、１３ 変換部、１４ 経路制御部
Claims (15)
- 複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換装置において、
上記送信通信ノードからの伝送データを受信するデータ受信手段と、
上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを受信する情報受信手段と、
上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、
上記受信手段で受信した伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報受信手段で受信した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、
上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記フォーマット変換手段で変換された伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段と
を備えることを特徴とするデータ変換装置。 - 複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおけるデータ変換方法において、
上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを予め受信し、
上記送信通信ノードからの伝送データを受信したときに、受信した上記伝送データのフォーマット変換をするに際して、
受信した上記伝送データのフォーマット及びフォーマット変換の種類及び他の通信ノードのフォーマット変換機能の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記通信網パラメータに基づいて通信経路を決定し、
決定された上記通信経路に従って、変換した上記伝送データを他の通信ノードに送信する
ことを特徴とするデータ変換方法。 - 上記通信網パラメータとして、通信距離に関する情報に基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記通信網パラメータとして、上記各通信ノード間の伝送遅延に関する情報に基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記通信網パラメータとして、上記各通信ノード間の使用帯域に関する情報に基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記フォーマット変換パラメータとして、上記フォーマット変換機能を有する通信ノードの変換処理に要する処理遅延に関する情報に基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記フォーマット変換パラメータとして、上記伝送データのデータ量に関する情報に基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記フォーマット変換パラメータとして、上記送信通信ノードから送信可能な伝送データのフォーマットに基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 上記フォーマット変換パラメータとして、上記受信通信ノードで受信可能な伝送データ のフォーマットに基づいて通信経路を決定することを特徴とする請求項２記載のデータ変換方法。
- 複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信装置において、
他の通信ノードからの伝送データを受信する受信手段と、上記受信手段で受信した伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定する経路制御手段と、
上記経路制御手段で決定された通信経路に従って、上記受信手段で受信した伝送データを他の通信ノードに送信する送信手段と
を備えることを特徴とするデータ送受信装置。 - 複数の通信ノードからなるネットワークシステムにおいて通信ノードからの伝送データを中継して、通信ノードに伝送データを伝送するデータ送受信方法において、
伝送データを受信し、
受信した上記伝送データのフォーマットと、他の通信ノードのフォーマット変換機能に関するフォーマット変換パラメータとに基づいて通信経路を決定し、
決定された上記通信経路に従って、受信した上記伝送データを他の通信ノードに送信すること
を特徴とするデータ送受信方法。 - 複数の通信ノードからなり送信通信ノードから送信された伝送データを受信通信ノードで受信するネットワークシステムにおいて、
上記各通信ノード間を接続する通信網に関する通信網パラメータを取得する情報取得手段と、
上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマットを変換するフォーマット変換手段と、
上記送信通信ノードから送信された伝送データのフォーマット及び上記フォーマット変換手段でのフォーマット変換の種類に関するフォーマット変換パラメータ、及び上記情報取得手段で取得した通信網パラメータに基づいて通信経路を決定する経路制御手段とを備えること
を特徴とするネットワークシステム。 - 上記フォーマット変換手段を備えた通信ノードを複数備え、各フォーマット変換手段により異なる種類のフォーマット変換処理をすることを特徴とする請求項１２項記載のネットワークシステム。
- 上記フォーマット変換手段を備えた通信ノードを複数備え、フォーマット変換の種類に応じた頻度に基づき頻度が高いフォーマット変換の種類の上記フォーマット変換手段を所定量配置し、頻度が低いフォーマット変換種類の上記フォーマット変換手段を上記所定量より少なく配置することを特徴とする請求項１２記載のネットワークシステム。
- 上記送信通信ノード又は上記受信通信ノードが複数のフォーマットの伝送データが伝送可能である場合に、上記経路制御手段は、上記送信通信ノード又は上記受信通信ノードが伝送可能なフォーマットの種類ごとに通信経路を求め、複数のフォーマットのうちいずれかのフォーマットで伝送データを伝送するように上記送信通信ノード又は上記受信通信ノードを制御することを特徴とする請求項１２記載のネットワークシステム。
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