JP6969520B2

JP6969520B2 - 通信装置および切替方法

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Publication number: JP6969520B2
Application number: JP2018146223A
Authority: JP
Inventors: 俊介本間; 伸也河野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: JP2020022126A; WO2020027198A1; US11432057B2; US20210314683A1

Description

本発明は、通信装置および切替方法に関する。

近年、インターネット等のネットワークを介して、コンテンツのダウンロードを行わせるサービスが普及してきている。コンテンツは、動画等であり、大容量のデータである。このため、コンテンツのダウンロードは、大容量のデータを送信して帯域を多く利用するので、ネットワーク負荷が大きい。そこで、コンテンツのダウンロードの際に、マルチキャスト配信方式により、ネットワーク負荷を分散させる技術がある。

マルチキャスト配信方式には、エッジコピー配信方式と、ＯＬＴ（Optical Line Terminal）コピー配信方式とがある。エッジコピー配信方式とは、視聴要求を発信したユーザに対して、エッジがパケットを複製して配信を行う方式である。エッジコピー配信方式では、視聴者がいないチャンネルは配信されないため、ＯＬＴコピー配信方式に比べて、低視聴率チャンネルの帯域の使用効率が良い。

また、ＯＬＴコピー配信方式とは、ＯＬＴでパケットをブロードキャストし、ＯＮＵ（Optical Network Unit）のフィルタを制御することで配信を行う方式である。ＯＬＴコピー配信方式では、高視聴率チャンネルについて、エッジルータとＯＬＴとの間で重複送信が無いため、エッジコピー配信方式に比べて、高視聴率チャンネルの帯域の使用効率が良い。

"Multicast Listener Discovery Version 2 (MLDv2) for IPv6"、［online］、［平成30年7月11日検索］、インターネット＜https://tools.ietf.org/html/rfc3810＞ "Anycast-RP Using Protocol Independent Multicast (PIM)"、［online］、［平成30年7月11日検索］、インターネット＜https://tools.ietf.org/html/rfc4610＞

しかしながら、上記したマルチキャスト配信方式では、視聴状況によっては、効率的なコンテンツの配信が行えない場合があるという課題があった。つまり、上記したエッジコピー配信方式は、視聴者数が増えると、コピーによる処理負荷が増加する。また、上記したＯＬＴコピー配信方式は、アクセス区間の帯域を常時消費するため、視聴者数が少ないチャンネルが多いと、帯域使用率が悪くなる。なお、従来では、エッジコピー配信方式とＯＬＴコピー配信方式とでは、使用するＶＬＡＮが異なる等の配信メカニズムが異なるため、切り替えが行えなかった。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の通信装置は、各端末におけるコンテンツの配信状況を検知する検知部と、前記検知部によって検知されたコンテンツの配信状況に応じて、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末への配信に切り替えるように制御する制御部とを有することを特徴とする。

また、本発明の切替方法は、通信装置によって実行される切替方法であって、各端末におけるコンテンツの配信状況を検知する検知工程と、前記検知工程によって検知されたコンテンツの配信状況に応じて、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末への配信に切り替えるように制御する制御工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、視聴状況に応じて、効率的なコンテンツの配信を行うことができるという効果を奏する。

図１は、第一の実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図２は、エッジコピー配信方式について説明する図である。図３は、ＯＬＴコピー配信方式について説明する図である。図４は、ＤＢが記憶するテーブルの一例を示す図である。図５は、エッジコピー配信からＯＬＴコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図６は、エッジコピー配信からＯＬＴコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図７は、エッジコピー配信からＯＬＴコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図８は、ＯＬＴコピー配信からエッジコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図９は、ＯＬＴコピー配信からエッジコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図１０は、ＯＬＴコピー配信からエッジコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図１１は、第一の実施の形態に係るＯＬＴによる処理を説明するフローチャートである。図１２は、プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

以下に、本願に係る通信装置および切替方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本願に係る通信装置および切替方法が限定されるものではない。

［第一の実施の形態］
以下の実施の形態では、第一の実施の形態に係る通信システムの構成、通知装置の構成、通知装置における処理の流れを順に説明し、最後に第一の実施の形態による効果を説明する。

［通信システムの構成］
まず、図１を用いて、第一の実施の形態に係る通信システムについて説明する。図１は、第一の実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。第一の実施の形態に係る通信システムは、ＯＬＴ１０、コンテンツサーバ２０、エッジルータ３０、複数のＯＮＵ（Optical Network Unit）４０、複数のＨＧＷ（Home Gateway）５０およびＤＢ（Data Base）６０を有する。なお、図１に示す各装置の数は、あくまで一例であり、これに限られるものではない。

第一の実施の形態に係る通信システムでは、視聴状況に応じて、エッジコピー配信方式とＯＬＴコピー配信方式とを切り替える。ここで、図２および図３を用いて、エッジコピー配信方式とＯＬＴコピー配信方式について説明する。図２は、エッジコピー配信方式について説明する図である。図３は、ＯＬＴコピー配信方式について説明する図である。

図２に示すように、エッジコピー配信方式では、エッジルータ３０がユーザ毎にパケットを複製し、視聴要求を発信したユーザへのみ配信する方式である。このため、視聴者がいないチャンネルは配信されないため、低視聴率チャンネルの帯域の使用効率が良い。また、図３に示すように、ＯＬＴコピー配信方式では、ＰＯＮ（ＰａｓｓｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ）のＯＬＴ１０において全ＯＮＵ４０向けに同報用ＶＬＡＮでパケットをブロードキャストする。また、ＯＮＵ４０では、視聴要求を出したユーザのＯＮＵのフィルタは開放し、配信を受けないユーザのＯＮＵはフィルタを閉じることで、視聴要求を出したユーザのみに配信する。

図１の説明に戻って、ＯＬＴ１０は、局側終端装置であり、各ＯＮＵ４０を収容する中継装置である。ＯＬＴ１０は、検知部１１および制御部１２を有する。検知部１１は、各端末におけるコンテンツの配信状況を検知する。具体的には、検知部１１は、コンテンツの配信状況として、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたこと、または、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことを検知する。なお、所定の閾値は、チャンネルごとに閾値を設定可能であり、閾値は視聴者数に限定されない（例えば、消費帯域に応じた制御を行うなど）。

制御部１２は、検知部１１によって検知されたコンテンツの配信状況に応じて、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末への配信に切り替えるように制御する。具体的には、制御部１２は、検知部１１によって所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたことが検知された場合には、同報用ＶＬＡＮを用いた配信の開始と個別ＶＬＡＮを用いた配信の停止とをエッジルータ３０に要求する。また、制御部１２は、検知部１１によって所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことが検知された場合には、個別ＶＬＡＮを用いた配信の開始と同報用ＶＬＡＮを用いた配信の停止とをエッジルータに要求する。

例えば、ＯＬＴ１０は、受信した視聴要求の開始や停止をスヌープ（ＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）スヌーピング）し、当該端末と視聴チャンネル情報を、配信中のチャンネルとその視聴者数を管理するＤＢ６０に通知する。

また、ＯＬＴ１０は、ＤＢ６０からチャンネルの視聴者数が閾値Ｘを超過した旨を知らせる閾値超過通知を受けると、エッジルータ３０に対して個別ＶＬＡＮでの配信停止と同報用ＶＬＡＮでの配信開始を要求する。また、ＯＬＴ１０は、ＤＢ６０からチャンネルの視聴者数が閾値Ｘを下回った旨を知らせる閾値低下通知を受けると、エッジルータ３０に対して視聴している端末の個別ＶＬＡＮでの配信を要求し、同時に、同報用ＶＬＡＮの閉塞要求を送信する。

コンテンツサーバ２０は、コンテンツを配信するサーバである。エッジルータ３０は、ＯＬＴ１０からの要求に応じて、個別ＶＬＡＮでの配信の開始と同報用ＶＬＡＮでの配信の停止、もしくは個別ＶＬＡＮでの配信の停止と同報用ＶＬＡＮでの配信の開始を行う。また、エッジルータ３０は、複数のＨＧＷ５０との間に張られた同報用ＬＡＮと各ＨＧＷ５０との間に張られた個別ＬＡＮの双方でマルチキャスト配信可能であり、要求に応じて各ＬＡＮポートを開閉可能とする。

ＯＮＵ４０は、ユーザ宅内に設置された加入者終端装置であり、ＯＬＴ１０に収容される。ＯＮＵ４０は、無線或いは有線で端末（図示略）と接続する。ＨＧＷ５０は、ホームネットワークにおけるサービスを実現するために、ユーザ宅内に設置された装置である。

ＤＢ６０は、ＯＬＴ１０配下の端末の視聴状況を管理する。なお、ＯＬＴが専用のＤＢ６０を有していてもよい。ＤＢ６０は、各チャンネルの視聴者数を記憶する。例えば、ＤＢ６０は、図４に例示するように、チャンネルと視聴者数とを対応付けたテーブルを記憶する。図４は、視聴者情報記憶部に記憶されるテーブルの一例を示す図である。

ＤＢ６０は、いずれかのチャンネルの視聴者数が増加し、予め設定された閾値Ｘを超過した際、ＯＬＴ１０へ閾値超過通知を通知する。また、ＤＢ６０は、いずれかのチャンネルの視聴者数が減少し、閾値Ｘを下回った際、ＯＬＴ１０へ閾値低下通知を通知する。

ここで、図５〜図７を用いて、エッジコピー配信からＯＬＴコピー配信に切り替える処理を説明する。図５〜図７は、エッジコピー配信からＯＬＴコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図５に示すように、ＯＬＴ１０は、視聴要求の開始や停止をスヌープ（ＭＬＤスヌーピング）し、当該端末と視聴チャンネル情報を、配信中のチャンネルとその視聴者数を管理するＤＢ６０に通知する。また、チャンネルＡの視聴者数が閾値Ｘを超過しない場合には、エッジルータ３０は、チャンネルＡについてのマルチキャストを各個別ＶＬＡＮで配信する。

その後、図６に例示するように、ＤＢ６０は、チャンネルＡの視聴者数が閾値Ｘを超過した場合には、ＯＬＴ１０へ閾値超過通知を通知する。そして、ＯＬＴ１０は、チャンネルＡの個別ＶＬＡＮでの配信停止と同報用ＶＬＡＮでの配信開始をエッジルータ３０に要求するとともに、ＯＮＵ４０へ配信用のポート開放を指示する。そして、図７に例示するように、ＯＬＴコピー配信時には、視聴者へは同報用ＶＬＡＮで配信が開始される。

次に、図８〜図１０を用いて、ＯＬＴコピー配信からエッジコピー配信に切り替える処理を説明する。図８〜図１０は、ＯＬＴコピー配信からエッジコピー配信に切り替える処理を説明する図である。図８に示すように、ＯＬＴ１０は、ＯＬＴコピー配信時において、チャンネルＡの視聴停止があると、ＯＮＵ４０のポートを閉塞し、配信を停止する。また、ＯＬＴ１０は、チャンネルＡの視聴停止をＤＢ６０に通知する。この結果、チャンネルＡの視聴者数が閾値Ｘを下回るものとする。

その後、図９に例示するように、ＤＢ６０は、ＯＬＴコピー配信時において、チャンネルＡの視聴者数が閾値Ｘを下回る場合には、ＯＬＴ１０へ閾値低下通知を通知する。ＯＬＴ１０は、閾値低下通知をＤＢ６０から受け付けると、エッジルータ３０に対して同報用ＶＬＡでの配信停止を要求するとともに、視聴継続者へ個別ＶＬＡＮでの視聴開始を要求する。そして、図１０に例示するように、エッジルータ３０は、同報用ＶＬＡＮでの配信を停止し、視聴者へは個別ＶＬＡＮでの配信に切り替わり、マルチキャストを各個別ＶＬＡＮで配信する。

［ＯＬＴの処理の流れ］
次に、図１１を用いて、第一の実施の形態に係るＯＬＴ１０の処理の流れを説明する。図１１は、第一の実施の形態に係るＯＬＴによる処理を説明するフローチャートである。

図１１に示すように、ＯＬＴ１０は、視聴状況に関する通知をＤＢ６０から受信すると（ステップＳ１０１肯定）、視聴者数が閾値Ｘを超えているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ＯＬＴ１０は、ＤＢ６０からチャンネルの視聴者数が閾値Ｘを超過した旨を知らせる閾値超過通知を受信した場合には、視聴者数が閾値Ｘを超えたと判定し（ステップＳ１０２肯定）、チャンネルの視聴者数が閾値Ｘを下回った旨を知らせる閾値低下通知を受信した場合には、視聴者数が閾値Ｘを下回ったと判定する（ステップＳ１０２否定）。

この結果、ＯＬＴ１０は、視聴者数が閾値Ｘを超えたと判定した場合には、個別ＶＬＡＮでの配信停止と、視聴継続している端末への同報用ＶＬＡＮでの配信開始要求をエッジルータ３０に送信する（ステップＳ１０３）。また、ＯＬＴ１０は、視聴者数が閾値Ｘを下回ったと判定した場合には、同報用ＶＬＡＮでの配信停止と、個別ＶＬＡＮでの配信開始要求をエッジルータ３０に送信する（ステップＳ１０４）。

［第一の実施の形態の効果］
このように、第一の実施の形態に係るＯＬＴ１０は、各端末におけるコンテンツの配信状況を検知し、検知したコンテンツの配信状況に応じて、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末に配信に切り替えるように制御する。具体的には、ＯＬＴ１０は、コンテンツの配信状況として、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたこと、または、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことを検知する。そして、ＯＬＴ１０は、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたことが検知された場合には、同報用ＶＬＡＮでの配信に切り替え、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことが検知された場合には、個別ＶＬＡＮでの配信に切り替える。

これにより、ＯＬＴ１０は、視聴状況に応じて、効率的なコンテンツの配信を行うことが可能である。つまり、視聴状況をリアルタイムで把握し、視聴者数に応じて適切な転送方式でマルチキャスト配信を行うことで、転送効率を向上させることが可能である。

［システム構成等］
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、本実施の形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

［プログラム］
また、上記実施形態において説明した各装置が実行する処理について、コンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。例えば、実施形態及び変形例に係る通信システムにおける各装置が実行する処理について、コンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータがプログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。以下に、プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。

図１２は、プログラムを実行するコンピュータを示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１及びＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１０５１、キーボード１０５２に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１０６１に接続される。

ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち各装置の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、装置における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid State Drive）により代替されてもよい。

また、上述した実施の形態の処理で用いられるデータは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。

なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク、ＷＡＮを介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

１０ＯＬＴ
１１検知部
１２制御部
２０コンテンツサーバ
３０エッジルータ
４０ＯＮＵ
５０ＨＧＷ
６０ＤＢ

Claims

各端末の視聴要求の開始および停止をスヌープし、各端末におけるコンテンツの配信状況として、端末と視聴チャンネルの情報を、所定のチャンネルの視聴者数を記憶する記憶部に通知し、前記記憶部から所定のチャンネルの視聴者数の通知を受信するたびに、所定の条件を満たしているかを判定する検知部と、
前記検知部によって前記視聴者数が所定の条件を満たしていると判定された場合には、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末への配信に切り替え、前記同報用ＶＬＡＮを用いたブロードキャストの開始時に自装置に収容するＯＮＵの配信用ポートを開放し、前記同報用ＶＬＡＮを用いたブロードキャストの停止時に前記配信用ポートを閉塞するように制御する制御部と
を有することを特徴とする通信装置。
前記検知部は、前記コンテンツの配信状況として、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたことを検知し、
前記制御部は、前記検知部によって所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を超えたことが検知された場合には、前記同報用ＶＬＡＮを用いた配信の開始と前記個別ＶＬＡＮを用いた配信の停止とをエッジルータに要求するとともに、前記ＯＮＵへ配信用のポート開放を指示することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記検知部は、前記コンテンツの配信状況として、所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことを検知し、
前記制御部は、前記検知部によって所定のチャンネルの視聴者数が所定の閾値を下回ったことが検知された場合には、前記ＯＮＵへ配信用のポート閉塞を指示し、前記個別ＶＬＡＮを用いた配信の開始と前記同報用ＶＬＡＮを用いた配信の停止とをエッジルータに要求することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
通信装置によって実行される切替方法であって、
各端末の視聴要求の開始および停止をスヌープし、各端末におけるコンテンツの配信状況として、端末と視聴チャンネルの情報を、所定のチャンネルの視聴者数を記憶する記憶部に通知し、前記記憶部から所定のチャンネルの視聴者数の通知を受信するたびに、所定の条件を満たしているかを判定する検知工程と、
前記検知工程によって前記視聴者数が所定の条件を満たしていると判定された場合には、個別ＶＬＡＮを用いて端末ごとに配信、もしくは同報用ＶＬＡＮを用いてブロードキャストで複数の端末への配信に切り替え、前記同報用ＶＬＡＮを用いたブロードキャストの開始時に自装置に収容するＯＮＵの配信用ポートを開放し、前記同報用ＶＬＡＮを用いたブロードキャストの停止時に前記配信用ポートを閉塞するように制御する制御工程と
を含むことを特徴とする切替方法。