JP4609802B2 - Home gateway - Google Patents
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Description
本発明は、ホームゲートウェイに係わり、特に安定してコンテンツの配信を受けることが可能なホームゲートウェイに関する。 The present invention relates to a home gateway , and more particularly to a home gateway capable of receiving content distribution stably.
マルチキャスト通信では、予め定めた複数のネットワークノードに対して同時にパケットを送信する１対多の通信を行う。したがって、同一内容の情報を複数の相手に送信する場合には、１対１の通信を行うユニキャスト通信と比較するとマルチキャストアドレスに送信を行うため、ネットワークやサーバの負荷を抑えることができるという利点がある。このため、マルチキャスト通信は複数のノードにリアルタイムに情報を届けることができるという特徴を備えており、たとえばパケットサイズの大きな映像配信に適することになる。 In multicast communication, one-to-many communication is performed in which packets are simultaneously transmitted to a plurality of predetermined network nodes. Therefore, when transmitting information of the same content to a plurality of other parties, the transmission is performed to the multicast address as compared with the unicast communication that performs one-to-one communication, so that the load on the network and the server can be suppressed. There is. Therefore, multicast communication has a feature that information can be delivered to a plurality of nodes in real time, and is suitable for video distribution with a large packet size, for example.
ところで、マルチキャスト通信では、ユニキャストを前提としたＴＣＰ（Transmission Control Protocol）を使用せず、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を使用することが多い。ＵＤＰは転送速度が速いが再送処理の仕組みがなく、通信の信頼性が低い。このため、マルチキャスト配信サービスは比較的安定したネットワークでのみ提供されている。たとえば、光ファイバを用いた通信に対してマルチキャスト配信のサービスを実施している事業者であっても、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）による通信を契約しているユーザに対しては、マルチキャスト通信のサービスを提供していないことがほとんどである。ＡＤＳＬの場合は光ファイバと比べると、通信が不安定となる可能性が高いからである。 By the way, in multicast communication, UDP (User Datagram Protocol) is often used instead of TCP (Transmission Control Protocol) based on unicast. UDP has a high transfer speed but does not have a retransmission processing mechanism and has low communication reliability. For this reason, the multicast distribution service is provided only in a relatively stable network. For example, even if a provider of a multicast distribution service is provided for communication using an optical fiber, a user who subscribes to communication using ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) is Most do not provide services. This is because in the case of ADSL, there is a high possibility that communication will become unstable compared to an optical fiber.
そこで、ストリーミングコンテンツを配信するサイズを状況に応じて変更するようにした提案が行われている（たとえば特許文献１参照）。この提案では、複数のキャッシュサーバを用意し、クライアントからはマルチキャスト通信を用いて、すべてのキャッシュサーバにコンテンツ入手要求を出すようにしている。それぞれのキャッシュサーバは、クライアントと自身の間の通信速度を測定し、コンテンツ配信サーバに送信する。コンテンツ配信サーバが、受信した通信速度に応じて、キャッシュサーバごとにストリーミングコンテンツを配信するサイズを決定し、各キャッシュサーバが指定された部分コンテンツをクライアントに送信する。
しかしながら、この提案のような関連技術では、コンテンツ配信サーバが配信するコンテンツのサイズが通信速度に応じてまちまちとなるので、コンテンツ配信サーバ側の負荷が大きくなる。また、コンテンツを提供する事業者側ネットワークとコンテンツを再生するユーザ側ネットワークが常に１対１の関係にあればよいが、ユーザ側ネットワークが複数存在して、それらと事業者側ネットワークの間の回線の状況がそれぞれ異なるような場合には、通信を安定化させるための対応が一層困難となる。たとえば、居住している地域によっては高速で安定したブロードバンド環境が整備されておらず、ＡＤＳＬモデムの契約を余儀なくされているユーザも多数いる。こうしたＡＤＳＬ契約のユーザ等の幾つかのユーザ側ネットワークのユーザは、このような関連技術では、マルチキャスト配信サービスを選択する余地がないのが現状である。 However, in the related technology such as this proposal, the size of the content distributed by the content distribution server varies depending on the communication speed, so the load on the content distribution server side increases. Further, it is sufficient that the provider side network that provides the content and the user side network that plays back the content always have a one-to-one relationship, but there are a plurality of user side networks, and a line between them and the provider side network. If the situations differ from each other, it becomes more difficult to take measures to stabilize the communication. For example, depending on the area where you live, a high-speed and stable broadband environment is not established, and there are many users who are forced to subscribe to an ADSL modem. Currently, there is no room for users of some user-side networks, such as users of such ADSL contracts, to select a multicast distribution service in such related technology.
そこで本発明の目的は、通信の不安定な環境の各種のユーザが好適にコンテンツの配信を受けることが可能なホームゲートウェイを得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a home gateway that allows various users in an unstable communication environment to receive content distribution suitably.
本発明では、（イ）コンテンツの視聴を行うユーザ装置からマルチキャスト配信されるコンテンツの視聴が要求されたとき、対応する事業者側ネットワークにアクセスしてコンテンツの一覧を取得するコンテンツ一覧取得手段と、（ロ）このコンテンツ一覧取得手段がコンテンツの一覧を取得したときその事業者側ネットワークとの間の現在の回線速度を取得する配信開始前回線速度取得手段と、（ハ）この配信開始前回線速度取得手段によって取得した回線速度に応じて同一のコンテンツを互いに異なった画質で配信する複数のマルチキャスト配信サーバからコンテンツ配信開始時の回線速度に対応するものを選択するマルチキャスト配信サーバ選択手段と、（ニ）前記した複数のマルチキャスト配信サーバの間でマルチキャストストリームの同期を採る同期手段と、（ホ）前記したマルチキャスト配信サーバ選択手段により選択したマルチキャスト配信サーバからコンテンツの配信が開始した後、間隔を置いて前記した事業者側ネットワークとの間にテストパケットを伝送させて伝送遅延量を測定する伝送遅延量測定手段と、（へ）この伝送遅延量測定手段の測定結果に応じて前記した複数のマルチキャスト配信サーバからの同一のコンテンツの配信を同期して切り替える配信元切替手段とをホームゲートウェイに具備させる。 In the present invention, (a) a content list acquisition means for acquiring a list of contents by accessing a corresponding provider side network when viewing of contents distributed by multicast is requested from a user device for viewing contents; (B) a pre-delivery line speed acquisition means for obtaining the current line speed with the provider side network when the content list acquisition means acquires a list of contents; and (c) a pre-delivery line speed. Multicast distribution server selection means for selecting the one corresponding to the line speed at the start of content distribution from a plurality of multicast distribution servers that distribute the same content with different image quality according to the line speed acquired by the acquisition means; ) Multicast stream between multiple multicast distribution servers (E) a test packet between the above-mentioned provider side network at intervals after the start of content distribution from the multicast distribution server selected by the above-mentioned multicast distribution server selection unit (F) Synchronizing the distribution of the same content from the plurality of multicast distribution servers according to the measurement result of the transmission delay amount measuring means. The home gateway is provided with distribution source switching means for switching .
以上説明したように本発明によれば、コンテンツを配信する事業者側ネットワーク側に回線速度に応じた複数のマルチキャスト配信サーバを用意して、これをユーザ側ネットワークのホームゲートウェイ側が選択あるいは切り替えを行うようにした。したがって、事業者側ネットワークとそれぞれのユーザ側ネットワークの間の通信環境が異なっていても、これに対応することができるという効果がある。 As described above, according to the present invention, a plurality of multicast distribution servers corresponding to the line speed are prepared on the provider network side that distributes content, and the home gateway side of the user network selects or switches these. I did it. Therefore, even if the communication environment between the provider side network and each user side network is different, it is possible to cope with this.
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
図１は、本発明の一実施例におけるマルチキャスト配信システムの構成の概要を表わしたものである。このマルチキャスト配信システム１００では、マルチキャスト配信サービスを提供する事業者側ネットワーク１０１と、このマルチキャスト配信サービスを利用するユーザ宅側ネットワーク１０２とがインターネット１０３を介して接続されている。ユーザは、マルチキャスト配信サービスを提供する事業者とマルチキャスト配信サービスについての契約を行っている。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of a multicast distribution system in an embodiment of the present invention. In this
このマルチキャスト配信システム１００で、事業者側ネットワーク１０１におけるインターネット１０３との接続口には、マルチキャストルータ１１１が設置されている。マルチキャストルータ１１１には、マルチキャスト高速配信サーバ１１２、マルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４の３種類の配信サーバと、回線速度の計測を行う回線速度計測サーバ１１５とが接続されている。このうちのマルチキャスト高速配信サーバ１１２は、高速回線用のマルチキャスト配信サーバであり、高画質のコンテンツ（マルチキャストストリーム）の配信を行うようになっている。マルチキャスト中速配信サーバ１１３は中速回線用のマルチキャスト配信サーバであり、中程度の画質で視聴可能なコンテンツ配信を行うようになっている。マルチキャスト低速配信サーバ１１４は低速回線用のマルチキャスト配信サーバである。このマルチキャスト低速配信サーバ１１４は、送信レートを抑えている。これによって回線速度が低いユーザでもマルチキャスト高速配信サーバやマルチキャスト中速配信サーバと同じ内容のコンテンツを楽しむことができるようになっている。
In this
これら３種類のマルチキャスト配信サーバ１１２、１１３、１１４は、時刻同期サーバ１１６と接続されている。時刻同期サーバ１１６は、３種類のマルチキャスト配信サーバ１１２、１１３、１１４同士でコンテンツの配信の同期を採るために使用される。これにより、同一のコンテンツとしてのマルチキャストのストリーミングの送信元が途中で切り替わったとしても、ユーザ宅側ネットワーク１０２にコンテンツの内容が時間的に食い違うことなく配信されることが可能になる。
These three types of
ユーザ宅側ネットワーク１０２では、インターネット１０３との接続口にホームゲートウェイ（Home Gate Way）１２１を設置している。なお、回線速度計測サーバ１１５は、３種類のマルチキャスト配信サーバ１１２、１１３、１１４と同じ事業者側ネットワーク１０１に接続されることにより、ホームゲートウェイ１２１とこれらマルチキャスト配信サーバ１１２、１１３、１１４の間の回線速度を正確に計測することが可能になる。
In the user
ユーザ宅側ネットワーク１０２内のホームゲートウェイ１２１は、家庭内ネットワークとしてのユーザ宅側ネットワーク１０２とインターネット１０３を結ぶための機器である。ホームゲートウェイ１２１の上位側には図示しないＯＮＵ（Optical Network Unit）等の機器が存在する場合もあるが、システム構成上で必ずしも必要なものではない。そこで、図１に示したマルチキャスト配信システム１００では、この図示を省略している。
A
本実施例でホームゲートウェイ１２１は、ＩＰ（Internet Protocol）電話機１２２や、コンテンツとしてのマルチキャストストリームを受信するセットトップボックス（Set Top Box）１２３の他に、一般的なパーソナルコンピュータ１２４が接続されている。セットトップボックス１２３は、ホームターミナルともと呼ばれ、放送信号を受信して、テレビジョン１２５で視聴可能な信号に変換するようになっている。
In this embodiment, the
ホームゲートウェイ１２１は、マルチキャストプロキシルータとしての機能を備えており、マルチキャスト配信システム１００の要となる装置である。このホームゲートウェイ１２１は、セットトップボックス１２３からマルチキャスト配信要求の受け付けや、その管理を行う。また、ホームゲートウェイ１２１はそれ自身とマルチキャスト配信サービスを提供する事業者の事業者側ネットワーク１０１までの回線速度を自動的に計測するシステムを具備する。更に、ホームゲートウェイ１２１は回線速度の測定結果から的確なコンテンツとしてのマルチキャストストリームを選択して、事業者側ネットワーク１０１に対してコンテンツを要求する仕組みを具備している。
The
図２は、本実施例のホームゲートウェイの機能的な構成を表わしたものである。ホームゲートウェイ１２１は、ホームゲートウェイ用コンテンツ格納ＵＲＬ部１３１を備えている。ホームゲートウェイ用コンテンツ格納ＵＲＬ部１３１は、ホームゲートウェイ１２１自身がホームゲートウェイ用のコンテンツの一覧を得るためにアクセスするＵＲＬ（Uniform Resource Locator）を格納しておくデータベースである。
FIG. 2 shows a functional configuration of the home gateway according to the present embodiment. The
ホームゲートウェイ１２１は、また、マルチキャスト管理テーブル１３２を備えている。マルチキャスト管理テーブル１３２は、セットトップボックス要求マルチキャスト部１３３、ホームゲートウェイ用コンテンツ管理部１３４および回線速度計測結果格納部１３５のそれぞれに格納されている情報を一元管理するためのテーブルである。このマルチキャスト管理テーブル１３２の内容は、回線遅延計測部１３６によって逐次更新されるようになっている。
The
ここで、セットトップボックス要求マルチキャスト部１３３は、図１に示したセットトップボックス１２３からＩＧＭＰ／ＭＬＤ（Internet Group Management Protocol／Multicast Listener Discovery）パケットを受信した場合に、これらの情報を格納する部分である。なお、ＩＧＭＰは、ＩＰｖ４（Internet Protocol Version 4）マルチキャストのグループ参加管理を行うプロトコルであり、ＭＬＤは、ＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）マルチキャストのグループ参加管理を行うプロトコルである。
Here, the set-top box
また、ホームゲートウェイ用コンテンツ管理部１３４は、ホームゲートウェイ用のコンテンツ一覧を格納する部分である。ホームゲートウェイ用のコンテンツ一覧については後に説明する。回線速度計測結果格納部１３５は、図１に示した回線速度計測サーバ１１５が測定し、通知してきた回線速度計測結果を格納する部分である。回線遅延計測部１３６は、コンテンツの視聴が行われている最中に回線速度をチェックする部分である。
The home gateway
ホームゲートウェイ１２１は、マルチキャスト管理テーブル１３２を使用して視聴すべきコンテンツを決定する。そして、この決定を記したＩＧＭＰ／ＭＬＤパケットを上位のルータに対して送信することになる。
The
図３は、図２に示したホームゲートウェイの回路構成の概要を表わしたものである。ホームゲートウェイ１２１は、各種の制御を行うためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１４１を備えている。ＣＰＵ１４１は、メモリ１４２内に格納された制御プログラムを実行することによってホームゲートウェイ１２１を構成する各部の制御を行うようになっている。回線遅延計測部１３６およびマルチキャスト管理テーブル１３２については図２で説明した。パケットの転送を行うパケット転送エンジン１４３は、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェース１４４とＷＡＮ（Wide Area Network）インタフェース１４５に接続されている。
FIG. 3 shows an outline of the circuit configuration of the home gateway shown in FIG. The
ここで、図１に示したセットトップボックス１２３はＬＡＮインタフェース１４４に接続されている。ＬＡＮインタフェース１４４は、セットトップボックス１２３からＩＧＭＰ／ＭＬＤパケットを受信すると、これをマルチキャスト管理テーブル１３２に登録する。また、この登録と同時に回線遅延計測部１３６が回線速度をチェックして、この情報をマルチキャスト管理テーブル１３２に送出する。ホームゲートウェイ１２１は、このようにして作成されたマルチキャスト管理テーブル１３２の情報を基にして、視聴に最適なストリームを決定する。そして、この情報をＩＧＭＰ／ＭＬＤパケットに乗せて、図１に示した事業者側ネットワーク１０１内のマルチキャストルータ１１１に送信するようになっている。
Here, the set
なお、マルチキャストルータ１１１自体は通常使用されているものと同一の構成となっているので、その説明は省略する。事業者側ネットワーク１０１内のマルチキャスト高速配信サーバ１１２、マルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４のそれぞれの回路構成およびユーザ宅側ネットワーク１０２内のセットトップボックス１２３等のその他のデバイスの回路構成の説明も同様に省略する。
Since the multicast router 111 itself has the same configuration as that normally used, the description thereof is omitted. Circuit configurations of the multicast high-
以上のような構成のマルチキャスト配信システムで、ユーザが図１に示したユーザ宅側ネットワーク１０２を使用してコンテンツの配信を受ける様子を次に具体的に説明する。
Next, how the user receives content distribution using the user
図４は、セットトップボックス側の処理の様子を表わしたものである。図１と共に説明する。ユーザがそのユーザ宅側ネットワーク１０２内のテレビジョン１２５でストリーミングコンテンツによる動画を視聴しようとしたとする。この場合、そのユーザはセットトップボックス１２３の電源を投入する。これによりセットトップボックス１２３の図示しないメモリに格納された制御プログラムが起動して、その図示しないＣＰＵがこの制御プログラムを実行する。これにより、ＣＰＵは図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ領域に予め登録されているマルチキャスト配信サーバのアドレスを読み出す（ステップＳ２０１）。そして、そのマルチキャスト配信サーバ（たとえばマルチキャスト中速配信サーバ１１３とする。）に対して、自分の契約しているセットトップボックス１２３用のコンテンツの一覧の送信を要求する（ステップＳ２０２）。そして、マルチキャスト中速配信サーバ１１３からセットトップボックス１２３用のコンテンツの一覧が受信されるのを待機する（ステップＳ２０３）。
FIG. 4 shows the state of processing on the set top box side. This will be described with reference to FIG. It is assumed that a user tries to view a moving image based on streaming content on the
図５は、マルチキャスト配信サーバ側の処理の様子を表わしたものである。図１と共に説明する。マルチキャスト配信サーバ（たとえばマルチキャスト中速配信サーバ１１３とする。）は、セットトップボックス１２３からのコンテンツの一覧要求（ステップＳ２２１）と、ホームゲートウェイ１２１からコンテンツの一覧要求（ステップＳ２２２）を待機している。図４のステップＳ２０２でセットトップボックス１２３からコンテンツの一覧要求があった場合には（ステップＳ２２１：Ｙ）、そのセットトップボックス１２３の契約コースを調べて、そのコンテンツ一覧を要求のあったセットトップボックスに送信する（ステップＳ２２３）。
FIG. 5 shows the processing on the multicast distribution server side. This will be described with reference to FIG. A multicast distribution server (for example, the multicast medium-speed distribution server 113) waits for a content list request (step S221) from the set
図４に戻ってセットトップボックス側の処理を続いて説明する。図５のステップＳ２２３によってマルチキャスト中速配信サーバ１１３からコンテンツ一覧が送られてきたら（ステップＳ２０３：Ｙ）、ユーザのセットトップボックス１２３はこれをテレビジョン１２５に出力する（ステップＳ２０４）。セットトップボックス１２３はこの状態で、ユーザがいコンテンツ一覧の中から所望のコンテンツを選択するのを待機する（ステップＳ２０５）。セットトップボックス１２３に接続されたテレビジョン１２５にはコンテンツ一覧が表示される。
Returning to FIG. 4, the processing on the set top box side will be described. When the content list is sent from the multicast medium-
図６は、セットトップボックス用のコンテンツ一覧の一例を示したものである。各コンテンツには、グループアドレス（group address）が割り当てられており、コンテンツの内容（あらすじや配役等）も送られてくる。テレビジョン１２５にはコンテンツ名と内容からなるコンテンツ一覧が文字や画像で表示され、ユーザの選択を待つことになる。テレビジョン１２５には、コンテンツ一覧に対応するグループアドレス自体は表示されない。
FIG. 6 shows an example of a content list for a set top box. Each content is assigned a group address, and the content (syntax, casting, etc.) is also sent. The
図４に戻って説明を続ける。ユーザがコンテンツ一覧の中から所望のコンテンツを選択すると（ステップＳ２０５：Ｙ）、セットトップボックス１２３はそのコンテンツを視聴するためのジョイン要求パケット（IGMP join）をホームゲートウェイ１２１に送信する（ステップＳ２０６）。たとえばユーザが選択したコンテンツが図６に示した「ＡＡＡＡＡ」であり、そのグループアドレスが「２２５．１．１．１」であったとする。この場合、セットトップボックス１２３はアドレス「２２５．１．１．１」へのジョイン要求パケットをホームゲートウェイ１２１宛に送信する。そして、これ以後、これを基にしてホームゲートウェイ１２１を介して受信されるマルチキャストストリームの受信処理を実行することになる（ステップＳ２０７）。
Returning to FIG. 4, the description will be continued. When the user selects a desired content from the content list (step S205: Y), the set
図７は、ホームゲートウェイ側の処理の様子を表わしたものである。図１〜図３と共に説明する。ホームゲートウェイ１２１は、図４のステップＳ２０６に基づいたジョイン要求パケットをセットトップボックス１２３から受信するのを待機している（ステップＳ２４１）。そして、このジョイン要求パケットを受信したら（Ｙ）、マルチキャスト配信サーバ（たとえばマルチキャスト中速配信サーバ１１３とする。）に対して、ホームゲートウェイ１２１用のコンテンツ一覧を要求する（ステップＳ２４２）。
FIG. 7 shows the processing on the home gateway side. It demonstrates with FIGS. 1-3. The
図５に再び戻って説明を続ける。マルチキャスト中速配信サーバ１１３はホームゲートウェイ１２１からコンテンツの一覧要求を受けると（ステップＳ２２２：Ｙ）、ホームゲートウェイ用のコンテンツ一覧を要求先のホームゲートウェイ１２１に送信する（ステップＳ２２４）。
Returning to FIG. 5 again, the description will be continued. When receiving the content list request from the home gateway 121 (step S222: Y), the multicast medium-
図８は、ホームゲートウェイ用のコンテンツ一覧の一例を示したものである。セットトップボックス１２３の要求したアドレス「２２５．１．１．１」等のアドレスを第１のグループアドレスと呼ぶことにする。第１のグループアドレスは、回線速度別に複数の第２のグループアドレスに分けられる。本実施例では、図１に示したようにマルチキャスト高速配信サーバ１１２、マルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４の３種類の配信サーバを用意している。したがって、これらの配信サーバの回線速度に対応して第２のグループアドレスが割り当てられている。具体的には、７−１００Ｍｂｐｓ（メガビット／秒）という高速に対しては、マルチキャスト高速配信サーバ１１２に対応させて第２のグループアドレスが「２２５．１．１．１１」に割り当てられている。また、２−７Ｍｂｐｓという中速に対しては、マルチキャスト中速配信サーバ１１３に対応させて第２のグループアドレスが「２２５．１．１．１２」に割り当てられている。更に、０−２Ｍｂｐｓという低速に対しては、マルチキャスト低速配信サーバ１１４に対応させて第２のグループアドレスが「２２５．１．１．１３」に割り当てられている。
FIG. 8 shows an example of a content list for the home gateway. An address such as the address “225.1.1.1” requested by the set-
図７に戻って説明を続ける。ホームゲートウェイ１２１は、マルチキャスト中速配信サーバ１１３からホームゲートウェイ用のコンテンツ一覧を受信したら（ステップＳ２４３：Ｙ）、これを基にしてマルチキャスト管理テーブルを作成する（ステップＳ２４４）。そして、このマルチキャスト管理テーブルに必要なデータを書き込むために、回線速度計測サーバ１１５に対して回線速度の測定を指示する（ステップＳ２４５）。
Returning to FIG. 7, the description will be continued. When the
図９は、マルチキャスト管理テーブルの一例を表わしたものである。マルチキャスト管理テーブル１３２の第１のグループアドレスの欄には、ユーザの要求したコンテンツに対応するアドレス「２２５．１．１．１」が記入されている。また、ポートの欄にはセットトップボックス１２３がホームゲートウェイ１２１の第３のポートに接続されていることが示されている。これは、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）ジョインの中身を除き見るスヌーピング（snooping）用に管理している内容である。これにより、どのポートでマルチキャストグループのデータを受信しているかの判別が可能になる。「ｎｏｗ」欄は、ホームゲートウェイが現在ジョインしているグループアドレスを管理するために設けられている。現在説明している状況では、どのグループアドレスにジョインするかの決定が行われていないので、「ｎｏｗ」欄は空欄となっている。
FIG. 9 shows an example of the multicast management table. In the column of the first group address of the multicast management table 132, an address “225.1.1.1” corresponding to the content requested by the user is entered. The port column indicates that the set
なお、マルチキャスト管理テーブル１３２における「第１の遅延」の欄は、次に説明する回線速度計測サーバ１１５の測定した回線速度計測結果から得られるその時点でのパケットの伝送遅延時間を記すところであり、初期的には空欄となっている。これに対して「第２の遅延」の欄は、それぞれの回線速度ごとのパケットの伝送遅延時間の目安を記すところである。本実施例の場合には、「回線速度」が「２−７Ｍｂｐｓ」について「＋５０ｍｓ」を目安としており、「０−２Ｍｂｐｓ」について「＋１００ｍｓ」を目安としている。「７−１００Ｍｂｐｓ」については、このような目立った遅延が生じない場合を想定している。
The column of “first delay” in the multicast management table 132 is a place where a packet transmission delay time at that time point obtained from the line speed measurement result measured by the line
ところで回線速度計測サーバ１１５は回線速度の測定の指示を受けると、その測定を行って回線速度計測結果をホームゲートウェイ１２１に送信する。ホームゲートウェイ１２１はこの回線速度計測結果を受信すると（図７ステップＳ２４６：Ｙ）、これをマルチキャスト管理テーブル１３２に付加する（ステップＳ２４７）。
When the line
図１０は、回線速度計測サーバの回線速度計測結果を付加した後のマルチキャスト管理テーブルの内容を表わしたものである。マルチキャスト管理テーブル１３２には、回線速度計測結果が３０．５Ｍｂｐｓであったことが書き込まれている。この回線速度計測結果によれば、７−１００Ｍｂｐｓマルチキャスト高速配信サーバ１１２を使用することができる。そこで、ホームゲートウェイ１２１はマルチキャスト管理テーブル１３２のこれに対応するグループアドレス「２２５．１．１．１１」の「ｎｏｗ」欄にチェックを付ける。そして、グループアドレス「２２５．１．１．１１」へジョイン要求をマルチキャストルータ１１１に送信することになる（図７ステップＳ２４８）。なお、回線速度計測結果が７Ｍｂｐｓ以下の値であれば、この値に応じてマルチキャスト中速配信サーバ１１３あるいはマルチキャスト低速配信サーバ１１４の選択が行われることになる。
FIG. 10 shows the contents of the multicast management table after adding the line speed measurement result of the line speed measurement server. In the multicast management table 132, it is written that the line speed measurement result was 30.5 Mbps. According to this line speed measurement result, the 7-100 Mbps multicast high-
図１１は、マルチキャストルータの処理の様子を表わしたものである。マルチキャストルータ１１１はグループアドレス「２２５．１．１．１１」を指定したジョイン要求を受信すると（ステップＳ２７１：Ｙ）、そのグループアドレス「２２５．１．１．１１」のマルチキャストストリームを要求先のホームゲートウェイ１２１に送信する（ステップＳ２７２）。 FIG. 11 shows the processing of the multicast router. When the multicast router 111 receives the join request designating the group address “225.1.1.11” (step S271: Y), the multicast stream of the group address “225.1.1.1.11” is sent to the request destination home. It transmits to the gateway 121 (step S272).
図７に戻って説明を続ける。ホームゲートウェイ１２１はマルチキャストルータ１１１からマルチキャストストリームを受信する時間帯では（ステップＳ２４９：Ｙ）、マルチキャストストリームを受信すると、マルチキャスト管理テーブル１３２を参照して、そのグループアドレス（第２のグループアドレス）「２２５．１．１．１１」を第１のグループアドレス「２２５．１．１．１」に変更する。そして、該当するポート（第３のポート）に接続されたセットトップボックス１２３にこのマルチキャストストリームをフォワードする（ステップＳ２５０）。これにより、ユーザはセットトップボックス１２３に接続されたテレビジョン１２５で所望のコンテンツを楽しむことができる。
Returning to FIG. 7, the description will be continued. When the
ところで、本実施例のマルチキャスト配信システム１００では、ホームゲートウェイ１２１がセットトップボックス１２３にマルチキャストストリームを安定的に送信することを特徴としている。このため、ホームゲートウェイ１２１は通信中のマルチキャスト配信サーバ（今の例ではマルチキャスト高速配信サーバ１１２）との間の回線状況を定期的にチェックするようにしている。しかしながら、この時点ではマルチキャスト高速配信サーバ１１２からホームゲートウェイ１２１に対するマルチキャストストリームの送信がすでに開始している。したがって、図７のステップＳ２４５で回線速度計測サーバ１１５に回線速度の測定を指示した場合と同様の回線速度の計測を実施すると、このために回線に大量のデータを送信する必要が生じてしまい、マルチキャストストリームの受信の障害となる。
Incidentally, the
そこで、本実施例ではマルチキャストストリームの視聴中の回線速度状況のチェックのために、マルチキャスト管理モードを定めている。マルチキャスト管理モードは、マルチキャスト配信サーバ（マルチキャスト高速配信サーバ１１２、マルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４）から要求先のホームゲートウェイ１２１にマルチキャストストリームの通信が行われている間中、実行される（ステップＳ２５１）。
Therefore, in this embodiment, a multicast management mode is defined for checking the line speed status during viewing of a multicast stream. The multicast management mode is executed while a multicast stream is being communicated from the multicast distribution server (multicast high-
図１２は、マルチキャスト管理モードにおける処理の流れを表わしたものである。マルチキャスト管理モードはホームゲートウェイ１２１側でマルチキャストストリームを受信する時間帯である。この時間帯では、所定の時間間隔で繰り返されるテストパターン送信タイミングが規定されている。このテストパターン送信タイミングが到来すると（ステップＳ２９１：Ｙ）、ホームゲートウェイ１２１側から図１に示した回線速度計測サーバ１１５に対して所定のテストパケットを送信する（ステップＳ２９２）。
FIG. 12 shows the flow of processing in the multicast management mode. The multicast management mode is a time zone for receiving a multicast stream on the
回線速度計測サーバ１１５はこのテストパケットを受信すると、これを直ちにホームゲートウェイ１２１に返信するようになっている。そこで、ホームゲートウェイ１２１はこの回線速度計測サーバ１１５から送り返されてきたテストパケットを受信すると（ステップＳ２９３：Ｙ）、送出開始時点から受信時点までの遅延時間Ｄを演算する（ステップＳ２９４）。そして、この遅延時間Ｄが、図７のステップＳ２４６で回線速度計測結果を受信したときの同様の遅延時間としての第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値よりも大きいかどうかを判別する（ステップＳ２９５）。すなわち、現在のパケットの伝送遅延時間が図７のステップＳ２４６で回線速度計測結果を算出した時点よりも正のしきい値ＤTH分以上遅延がひどくなっているかを判別する。本実施例では、正のしきい値ＤTHをマルチキャスト管理テーブル１３２に示される「第２の遅延」としての「＋５０ｍｓ」（２−７Ｍｂｐｓ時）あるいは「＋１００ｍｓ」（０−２Ｍｂｐｓ時）としている。
When the line
もし、正のしきい値ＤTHよりも遅延がひどくなっていれば（ステップＳ２９５：Ｙ）、ソフトウェアによって実現する遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃを「１」だけカウントアップする（ステップＳ２９６）。そして、マルチキャスト管理テーブル１３２の該当する「回数」欄にそのカウントアップした値としてのカウント値Ｃを書き込むことになっている。ただし、この遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃは初期的に「０」となっている。ステップＳ２９６のカウントアップ処理が行われたら、カウントアップ後の遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃが所定の正の整数ＣAよりも大きくなっているかどうかの判別が行われる。ここで、たとえば正の整数ＣAは数値「１２」である。 If the delay is worse than the positive threshold value D TH (step S295: Y), the count value C of the delay measurement counter realized by software is incremented by “1” (step S296). . Then, the count value C as the counted up value is written in the corresponding “number of times” column of the multicast management table 132. However, the count value C of the delay measurement counter is initially “0”. When the count-up process in step S296 is performed, the count value C of the counter of the delay measurement after counting up of whether it is larger than the predetermined positive integer C A determination is made. Here, for example, the positive integer C A is the numerical value “12”.
ステップＳ２９５で遅延時間Ｄが第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値よりも大きい状態が最初に観測されたとき、ステップＳ２９６のカウントアップにより得られる遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃは「１」となる。これは正の整数ＣAとしての数値「１２」よりも小さい（ステップＳ２９７：Ｎ）。そこでこの場合には、遅延量が大きい状況がまだ所定の正の整数からなる連続回数「ＣA」を超えておらず、伝送遅延が定常的に発生していないと認められる。したがって、この場合には、ステップＳ２９３に処理が戻される（リターン）。そして、次のテストパケットが受信された段階で遅延時間Ｄが再び演算され（ステップＳ２９４）、同様に遅延時間Ｄが第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値よりも大きいかどうかの判別が行われることになる。 When a state in which the delay time D is larger than the value obtained by adding the predetermined positive threshold value D TH to the first delay time D 1 is first observed in step S295, the delay measurement obtained by counting up in step S296 is performed. The count value C of the counter for use is “1”. This is smaller than the numerical value “12” as the positive integer C A (step S297: N). Therefore, in this case, it is recognized that the situation where the delay amount is large does not exceed the continuous number “C A ” composed of a predetermined positive integer, and the transmission delay does not occur constantly. Therefore, in this case, the process returns to step S293 (return). Then, when the next test packet is received, the delay time D is calculated again (step S294). Similarly, the delay time D adds a predetermined positive threshold value D TH to the first delay time D 1 . A determination is made as to whether it is greater than the value.
図１３は、「＋５０ｍｓ」以上の伝送遅延が連続し始めた初期段階でのマルチキャスト管理テーブルの一例を示したものである。マルチキャスト管理テーブル１３２の「＋５０ｍｓ」（２−７Ｍｂｐｓ時）の「回数」欄には、「＋５０ｍｓ」以上の遅延が３回連続したことを示す「３」が記されている。この時点ではマルチキャスト高速配信サーバ１１２を使用しているので、「ｎｏｗ」欄は回線速度が「７−１００Ｍｂｐｓ」の箇所にチェックが付いている。
FIG. 13 shows an example of the multicast management table at the initial stage when transmission delays of “+50 ms” or more begin to continue. In the “number of times” column of “+50 ms” (at 2-7 Mbps) in the multicast management table 132, “3” indicating that a delay of “+50 ms” or more is continued three times is written. Since the multicast high-
これ以降も、テストパケットに対する「＋５０ｍｓ」以上の遅延が連続したものとすると、遂には遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃが所定の正の整数ＣAよりも大きくなる（ステップＳ２９７：Ｙ）。これは、遅延計測用のカウンタのカウント値Ｃが「１３」となった時点である。 Beyond this, if it is assumed that "+ 50 ms" or more delay for the test packets are continuously, eventually the count value C of the counter of the delay measurement is greater than a predetermined positive integer C A (step S297: Y). This is the time when the count value C of the counter for delay measurement becomes “13”.
すると、ホームゲートウェイ１２１はマルチキャスト管理テーブル１３２の「ｎｏｗ」欄にチェックされている回線速度を見て、これよりも低速の回線速度を選択可能であるかどうかを判別する（ステップＳ２９８）。現在はマルチキャスト高速配信サーバ１１２が選択されているので、マルチキャスト中速配信サーバ１１３あるいはマルチキャスト低速配信サーバ１１４への変更が可能である（Ｙ）。そこでこの場合には、回線速度を一段階下げてマルチキャスト中速配信サーバ１１３の選択が行われる（ステップＳ２９９）。
Then, the
図１４は、カウント値Ｃが整数ＣAよりも大きくなってマルチキャスト配信サーバの切り替えが行われる時点のマルチキャスト管理テーブルの状態を表わしたものである。マルチキャスト管理テーブル１３２の「＋５０ｍｓ」（２−７Ｍｂｐｓ時）の「回数」欄には、「＋５０ｍｓ」以上の遅延が１３回連続したことを示す「１３」が記されている。これによりマルチキャスト高速配信サーバ１１２から一段低速のマルチキャスト中速配信サーバ１１３へ切り替えが行われる。そこで、「ｎｏｗ」欄は回線速度が「２−７Ｍｂｐｓ」の箇所にチェックが付け変えられている。これにより、第２のグループアドレスが「２２５．１．１．１１」から「２２５．１．１．１２」に対応する箇所に変更されることになる。
Figure 14 is a count value C is showing a state of the multicast management table at the time when the switching of multicast distribution server is performed is larger than the integer C A. In the “number of times” column of “+50 ms” (at 2-7 Mbps) in the multicast management table 132, “13” indicating that the delay of “+50 ms” or more has continued 13 times is written. As a result, the multicast high-
図１２に戻って説明を続ける。ステップＳ２９９の処理が行われた後、カウント値Ｃは「０」にリセットされて（ステップＳ３００）、再び処理が最初のステップに戻ることになる（リターン）。 Returning to FIG. 12, the description will be continued. After the process of step S299 is performed, the count value C is reset to “0” (step S300), and the process returns to the first step (return).
一方、ステップＳ２９８で低速化が不可能と判別された場合（Ｎ）、すなわち、現在選択されているのがマルチキャスト低速配信サーバ１１４であったような場合には、回線速度を下げることができない。そこでこの場合には、ステップＳ２９９の処理を行わずに、直ちにステップＳ３００に処理を進めることになる。
On the other hand, if it is determined in step S298 that speed reduction is not possible (N), that is, if the currently selected multicast low-
次に、ステップＳ２９４で演算した遅延時間Ｄが第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値以下であった場合を説明する。この場合、ホームゲートウェイ１２１は演算した遅延時間Ｄが第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値よりもきわめて小さい値Ｄ2未満であるかどうかをチェックする（ステップＳ３０１）。具体的には、マルチキャスト管理テーブル１３２の「ｎｏｗ」欄にチェックされている回線速度に対応する「第２の遅延」の遅延量よりも一段階以上少ない遅延量である場合であり、これは回線速度を一段階上げることが可能性として考えられる場合である。
Next, the case where the delay time D calculated in step S294 is equal to or less than the value obtained by adding a predetermined positive threshold value D TH to the first delay time D 1 will be described. In this case, the
この場合には（Ｙ）、カウント値Ｃを「１」だけ減算する（ステップＳ３０２）。そして、その値が所定の負の整数からなる連続回数「−ＣB」よりも小さいかどうかを判別する（ステップＳ３０３）。そうでなければ（Ｎ）、処理を最初に戻す（リターン）。その値が所定の負の整数からなる連続回数「−ＣB」よりも小さいと判別された場合には（ステップＳ３０３：Ｙ）、ホームゲートウェイ１２１はマルチキャスト管理テーブル１３２の「ｎｏｗ」欄にチェックされている回線速度を見て、これよりも高速の回線速度を選択可能であるかどうかを判別する（ステップＳ３０４）。現在はマルチキャスト高速配信サーバ１１２が選択されているので、これ以上の高速化は不可能である（Ｎ）。そこでこの場合にはステップＳ３００に進むことになる。
In this case (Y), the count value C is subtracted by “1” (step S302). Then, it is determined whether or not the value is smaller than the continuous number of times “−C B ” composed of a predetermined negative integer (step S303). Otherwise (N), the process is returned to the beginning (return). If it is determined that the value is smaller than the number of consecutive “−C B ” composed of a predetermined negative integer (step S303: Y), the
これに対して、ステップＳ３０４で現在選択されているのがマルチキャスト低速配信サーバ１１４であったような場合には、回線速度を上げることができる（Ｙ）。そこでこの場合には回線速度を一段階上げて（ステップＳ３０５）、ステップＳ３００に処理を移すことになる。
On the other hand, if it is the multicast low-
最後に、ステップＳ３０１で演算した遅延時間Ｄが第１の遅延時間Ｄ1に所定の正のしきい値ＤTHを加えた値よりもきわめて小さい値Ｄ2まで小さくはなっていない場合を説明する（Ｎ）。この場合とは、ステップＳ３０１で演算した遅延時間Ｄが現状の回線速度を肯定する値であった場合である。この状態が出現した場合には、ステップＳ３００に進んで、現在のカウント値Ｃを「０」にリセットする。これは、あくまで連続して所定回数以上回線状況が良くなったり悪くなったりしない限り、現状の回線速度に維持して安定化を図るためである。 Finally, the case where the delay time D calculated in step S301 is not set is reduced to a very small value D 2 than the value obtained by adding the threshold D TH of a predetermined positive to the first delay time D 1 (N). In this case, the delay time D calculated in step S301 is a value that affirms the current line speed. When this state appears, the process proceeds to step S300, and the current count value C is reset to “0”. This is because the current line speed is maintained and stabilized as long as the line condition does not improve or deteriorate continuously for a predetermined number of times.
なお、本実施例では、マルチキャスト高速配信サーバ１１２とマルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４の３種類のマルチキャスト配信サーバの間でマルチキャストストリームの同期が採られている。したがって、ステップＳ２９９あるいはステップＳ３０５で回線速度を切り替えても、時間軸上でのコンテンツの欠けや重複が生じることはない。
In this embodiment, the multicast stream is synchronized among the three types of multicast distribution servers, that is, the multicast high-
以上説明した実施例では、ユーザが契約するブロードバンドの状況が低速な環境でもマルチキャスト配信サービスを受けることが可能になる。また、ユーザのホームゲートウェイ１２１の回線状況に最適なマルチキャスト配信サービスを提供することが可能になる。更に、本実施例では３種類のマルチキャスト配信サーバの切り替えを自動化したので、ユーザは、ホームゲートウェイ１２１の回線状況を気にする必要がない。しかも、本実施例では既存のホームゲートウェイに大幅な機能を追加する必要がないので、既存のシステムからの改良が容易である。
In the embodiment described above, it is possible to receive a multicast distribution service even in an environment where the broadband situation with which the user contracts is low. In addition, it is possible to provide a multicast distribution service that is optimal for the line status of the user's
以上説明した実施例では、マルチキャスト配信サーバをマルチキャスト高速配信サーバ１１２、マルチキャスト中速配信サーバ１１３およびマルチキャスト低速配信サーバ１１４の３種類の配信サーバとしたが、マルチキャスト配信サーバの数はこれに限るものではない。たとえば、回線速度別の２種類のマルチキャスト配信サーバとしてもよいし、回線速度別の４種類以上のマルチキャスト配信サーバとしてもよい。
In the embodiment described above, the multicast distribution servers are the three types of distribution servers of the multicast high-
また、実施例では回線の遅延量を測定してこれが連続して所定回数にわたって、あるしきい値以上あるいはあるしきい値以下になったときにマルチキャスト配信サーバの切り替えを行うようにしたが、これに限るものではない。たとえば個々に得られた遅延量の大きさの積分値が所定の値に達したときにマルチキャスト配信サーバの切り替えを行うようにしてもよい。これによれば、大きな遅延量が連続したときには、それよりも小さな遅延量が連続したときよりも早くマルチキャスト配信サーバの切り替えが可能になる。 Further, in the embodiment, the delay amount of the line is measured, and the multicast distribution server is switched when it continuously exceeds a certain threshold value or below a certain threshold value for a predetermined number of times. It is not limited to. For example, the multicast distribution server may be switched when the integral value of the magnitude of the delay amount obtained individually reaches a predetermined value. According to this, when a large delay amount continues, the multicast distribution server can be switched earlier than when a smaller delay amount continues.
更に、実施例では事業者側ネットワーク１０１側に回線速度の計測を行う回線速度計測サーバ１１５を用意してマルチキャストストリームの配信開始前に回線速度の測定を行ったが、ユーザ宅側ネットワーク側がこのような回線速度計測手段を用意しておいてもよいことは当然である。
Furthermore, in the embodiment, the line
１００ マルチキャスト配信システム
１０１ 事業者側ネットワーク
１０２ ユーザ宅側ネットワーク
１０３ インターネット
１１１ マルチキャストルータ
１１２ マルチキャスト高速配信サーバ
１１３ マルチキャスト中速配信サーバ
１１４ マルチキャスト低速配信サーバ
１１５ 回線速度計測サーバ
１１６ 時刻同期サーバ
１２１ ホームゲートウェイ
１２３ セットトップボックス
１３１ ホームゲートウェイ用コンテンツ格納ＵＲＬ部
１３２ マルチキャスト管理テーブル
１３６ 回線遅延計測部
１４１ ＣＰＵ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
このコンテンツ一覧取得手段がコンテンツの一覧を取得したときその事業者側ネットワークとの間の現在の回線速度を取得する配信開始前回線速度取得手段と、When the content list acquisition means acquires a list of contents, a line speed acquisition means before distribution for acquiring the current line speed with the network on the provider side,
この配信開始前回線速度取得手段によって取得した回線速度に応じて同一のコンテンツを互いに異なった画質で配信する複数のマルチキャスト配信サーバからコンテンツ配信開始時の回線速度に対応するものを選択するマルチキャスト配信サーバ選択手段と、A multicast distribution server that selects a plurality of multicast distribution servers that distribute the same content with different image quality according to the line speed acquired by the line speed acquisition means before the start of distribution, corresponding to the line speed at the start of content distribution A selection means;
前記複数のマルチキャスト配信サーバの間でマルチキャストストリームの時間軸上での同期を採る同期手段と、Synchronization means for synchronizing the multicast streams on the time axis between the plurality of multicast distribution servers;
前記マルチキャスト配信サーバ選択手段により選択したマルチキャスト配信サーバからコンテンツの配信が開始した後、間隔を置いて前記事業者側ネットワークとの間にテストパケットを伝送させて伝送遅延量を測定する伝送遅延量測定手段と、A transmission delay amount measurement for measuring a transmission delay amount by transmitting a test packet to and from the provider side network at intervals after content distribution starts from the multicast distribution server selected by the multicast distribution server selection means Means,
この伝送遅延量測定手段の測定結果に応じて前記複数のマルチキャスト配信サーバからの同一のコンテンツの配信を同期して切り替える配信元切替手段Distribution source switching means for synchronously switching the distribution of the same content from the plurality of multicast distribution servers according to the measurement result of the transmission delay amount measuring means
とを具備することを特徴とするホームゲートウェイ。A home gateway characterized by comprising:
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