JP2017135665A

JP2017135665A - Data transfer system

Info

Publication number: JP2017135665A
Application number: JP2016016212A
Authority: JP
Inventors: 鑑豊島; Akira Toyoshima; 孝之仲地; Takayuki Nakachi; 匡彦北村; Tadahiko Kitamura
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03
Anticipated expiration: 2036-01-29
Also published as: JP6539218B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To distribute streams without distributing an unnecessary parity datagram and an unnecessary "parity datagram transmission request" to a network.SOLUTION: A notification that a transmission request of a parity datagram has already been transmitted to a node on an upstream side is transmitted to a node on a downstream side. When the notification is not received from the upstream side, a "parity datagram transmission request" is to be transmitted to the upstream node.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、配信サーバから一つまたは複数の受信装置に映像等のストリームを配信するデータ転送システム、中継ノード装置及びデータ転送方法に関する。 The present invention relates to a data transfer system, a relay node device, and a data transfer method for distributing a stream such as video from a distribution server to one or a plurality of receiving devices.

最近、インターネットなどのＩＰネットワークを用いて、４Ｋ映像や８Ｋ映像などの大容量コンテンツを地球の裏側にリアルタイムに送ることが行われており、ワールドワイドな映像ストリーム配信が今後益々盛んになると考えられる。しかしながら、インターネットなどのＩＰネットワークでは、時たま発生する輻輳によりパケット損失が発生する。使用するネットワークの状況にも影響されるが、一般的に、コンテンツが大容量になるほど、また、長距離になるほど、パケット損失数は多くなる傾向がある。 Recently, large-capacity content such as 4K video and 8K video has been sent to the back of the earth in real time using an IP network such as the Internet, and worldwide video stream distribution is expected to become increasingly popular in the future. . However, in an IP network such as the Internet, packet loss occurs due to occasional congestion. Although it is influenced by the situation of the network to be used, generally, the number of packet loss tends to increase as the content becomes larger and the distance becomes longer.

このような状況に対して、従来から幾つかの方法が対応策として使われてきた。その一つとして、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄのＦＥＣ（ＦｏｒｗａｒｄＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：前方誤り訂正）を用いた方法がある（非特許文献１参照）。しかし、この方法では事前に測定された最悪の損失率を想定する場合も多く、上述したように、送信されるコンテンツが大容量になるほど、また、長距離になるほど、パケット損失数は多くなる傾向があるため、ＦＥＣのパリティビットを運ぶパケット（以下、パリティパケットと呼ぶ）が多くなり、ネットワーク内の不要な時間帯や場所にも大量のパリティパケットが流れることになる。これにより、ネットワークの利用効率が悪くなるだけでなく、大量のパリティパケットによって更なるパケット損失が引き起こされる場合も生じる。 Conventionally, several methods have been used as countermeasures against such situations. As one of them, there is a method using End-to-end FEC (Forward Error Correction) (see Non-Patent Document 1). However, in this method, the worst loss rate measured in advance is often assumed, and as described above, the amount of packet loss tends to increase as the content to be transmitted increases and the distance increases. Therefore, the number of packets carrying the parity bits of FEC (hereinafter referred to as “parity packets”) increases, and a large number of parity packets flow even in unnecessary time zones and places in the network. As a result, not only the utilization efficiency of the network is deteriorated, but further packet loss may be caused by a large amount of parity packets.

もう一つの方法として、従来から使われている、損失したパケットを送信サーバから受信装置間に再送する、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄのＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）による再送がある。しかし、この方法では、再送要求が受信装置から送信サーバに届いてから損失パケットの再送が行われる。上述したように、ワールドワイドな映像ストリーム配信を行うと数万ｋｍなどの長距離伝送になる。このため、伝搬遅延時間が大きくなり、また、再送が何度も行われる場合もあるため、リアルタイムのコンテンツ再生が難しくなる。 As another method, there is a re-transmission by End-to-end TCP (Transmission Control Protocol) that retransmits a lost packet from a transmission server to a receiving apparatus, which has been used conventionally. However, in this method, the lost packet is retransmitted after the retransmission request arrives at the transmission server from the receiving device. As described above, when worldwide video stream distribution is performed, long-distance transmission such as tens of thousands km is performed. For this reason, the propagation delay time becomes long, and retransmission may be performed many times, so that real-time content reproduction becomes difficult.

そこで、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄのＴＣＰプロトコルによる再送ではなく、ネットワーク内に一つまたは複数の中継ノードを設けて、送信サーバと中継ノード間、中継ノードと中継ノード間、中継ノードと受信装置間で、ＴＣＰプロトコルによる再送を行う方法が考えられる。 Therefore, instead of resending by the end-to-end TCP protocol, one or more relay nodes are provided in the network, and between the transmission server and the relay node, between the relay node and the relay node, and between the relay node and the receiving device. A method of performing retransmission using the TCP protocol is conceivable.

この方法は、一般に、中継ノード数が増えるほど、中継区間内での損失パケット数が少なくなる傾向があり、損失がなかった区間では再送が行われないため、再送による遅延時間を低減できるという利点もある。しかしながら、この方法は、ＴＣＰプロトコルによる再送を行うために、全ての中継ノード内に、一定時間大容量のコンテンツを保持しなければならない、という問題がある。即ち、中継ノード数が増えるほどコンテンツを保持するための総メモリ量が増えるという問題がある。 In general, this method tends to reduce the number of lost packets in the relay section as the number of relay nodes increases. Since retransmission is not performed in a section without loss, the delay time due to retransmission can be reduced. There is also. However, this method has a problem that a large amount of content must be held in all relay nodes for a certain period of time in order to perform retransmission according to the TCP protocol. That is, there is a problem that the total amount of memory for holding content increases as the number of relay nodes increases.

特開２０１１−１９９６４７号公報JP 2011-199647 A

今井秀樹監修、エレクトロニクスエッセンシャルズシリーズ「誤り訂正符号化技術の要点」、日本工業技術センター、第３章通信への応用、１．１ＦＥＣとＡＲＱ〜１．２通信システムへの適用形態、ｐｐ．４９−５１（１９８６）Supervised by Hideki Imai, Electronics Essentials series "Key points of error correction coding technology", Japan Industrial Technology Center, Chapter 3 Application to communication, 1.1 FEC and ARQ to 1.2 Application form to communication system, pp. 49-51 (1986)

そこで、コンテンツをＦＥＣブロック単位に管理し、ストリーム転送し、各中継ノードは、事前に設定した損失までなら復元できるパリティパケット（パリティデータグラムＧＰ）のみを必要な時間保持することが考えられる。この場合、損失パケットの再送に対応するパリティパケットの送信を要求する旨を送信側の中継ノードに送信する。受信側の中継ノードは、送信側の中継ノードから送られて来たパリティパケットを受信すると、該パリティパケットを用いて損失パケットを復元する。 Therefore, it is conceivable that the content is managed in units of FEC blocks, stream-transferred, and each relay node holds only a parity packet (parity datagram GP) that can be restored up to a preset loss for a necessary time. In this case, a request to transmit a parity packet corresponding to retransmission of the lost packet is transmitted to the relay node on the transmission side. When receiving the parity packet sent from the transmission side relay node, the reception side relay node restores the lost packet using the parity packet.

以下、配信サーバから受信装置までの伝送路において、配信サーバと中継ノードの区間、中継ノードと中継ノードの区間、中継ノードと受信装置の区間を中継ノード区間と呼ぶ。また、以下でいうデータグラムとは、ＩＰパケットを始めとする各種通信プロトコルのパケットやイーサネット（登録商標）フレーム、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）セルやＸ．２５パケット等の何らかの情報を転送するための一塊のビット列を指している。 Hereinafter, in the transmission path from the distribution server to the receiving device, a section between the distribution server and the relay node, a section between the relay node and the relay node, and a section between the relay node and the receiving apparatus are referred to as a relay node section. In addition, the datagram referred to below includes packets of various communication protocols including IP packets, Ethernet (registered trademark) frames, ATM (Asynchronous Transfer Mode) cells, X. It refers to a batch of bit strings for transferring some information such as 25 packets.

図２に、本発明に関連するデータ配信方法の概要を示す。本発明に関連するデータ配信方法では、伝送路上のある中継ノード区間でコンテンツデータグラムＧＣが損失すると、その中継ノード区間の受信側の中継ノードはその損失を検出し、送信側の中継ノードに「パリティデータグラム（ＧＰ）送信要求」のデータグラムを送信するが、受信側の中継ノード内に必要なパリティデータグラムＧＰを保持していない場合には、さらにその上流の中継ノードから必要なパリティデータグラムＧＰをできるだけ早く送ってもらう必要がある。以下においては、「パリティデータグラム送信要求」を「ＧＰ送信要求」と表記する。 FIG. 2 shows an outline of a data distribution method related to the present invention. In the data distribution method related to the present invention, when the content datagram GC is lost in a certain relay node section on the transmission path, the receiving relay node in the relay node section detects the loss and sends it to the transmitting side relay node. When the datagram of “parity datagram (GP) transmission request” is transmitted, but the necessary parity datagram GP is not held in the receiving-side relay node, the necessary parity data is further received from the upstream relay node. It is necessary to have Gram GP sent as soon as possible. In the following, “parity datagram transmission request” is referred to as “GP transmission request”.

そこで、「ＧＰ送信要求」データグラムを上流の中継ノードに向けて次々と転送するようにすると、損失が発生したＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣが通過した中継ノードから次々と上流に向けて「ＧＰ送信要求」データグラムが転送されることになる。そして、配信サーバ２は、「ＧＰ送信要求」を何度も受信することになる。即ち、たった一つの損失であっても多数の「ＧＰ送信要求」データグラムが上流に向けて転送されることになる。 Therefore, if the “GP transmission request” datagram is forwarded to the upstream relay node one after another, the content datagram GC of the FEC block in which the loss has occurred is successively forwarded upstream from the relay node through which the content datagram GC has passed. A "send request" datagram will be transferred. Then, the distribution server 2 receives the “GP transmission request” many times. That is, even with only one loss, a large number of “GP transmission request” datagrams are transferred upstream.

本発明は、ネットワークに不要なパリティデータグラムや不要な「パリティデータグラム送信要求」を流すことなく、ストリーム配信することを目的とする。 An object of the present invention is to distribute a stream without sending an unnecessary parity datagram or an unnecessary “parity datagram transmission request” to the network.

本発明では、パリティデータグラムの送信要求が上流側のノードに既に送信済みである旨の通知を下流側のノードに送信する。そして、当該通知を受信しなかった場合に、上流側のノードに「パリティデータグラム送信要求」を送信する。 In the present invention, a notification that the transmission request for the parity datagram has already been transmitted to the upstream node is transmitted to the downstream node. If the notification is not received, a “parity datagram transmission request” is transmitted to the upstream node.

本発明に係るデータ転送システムは、
複数の中継ノードを用いてコンテンツデータグラムを転送するデータ転送システムであって、
コンテンツデータグラムの損失が発生した中継区間の受信側の中継ノードは、損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの識別番号を内包した「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する前に、前記「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する旨の「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを直ちに下流の中継ノードに向けて送信し、
これを受信した中継ノードはさらに下流の中継ノードに直ちに転送し、
「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを受信した前記下流の中継ノードは、前記受信側の中継ノードに向けて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムの送信を抑止する、
ことを特徴とする。 A data transfer system according to the present invention includes:
A data transfer system for transferring content datagrams using a plurality of relay nodes,
The relay node on the receiving side of the relay section where the loss of the content datagram has occurred sends the datagram of the “parity datagram transmission request” including the identification number of the FEC block of the content datagram where the loss has occurred to the upstream relay node. Before sending the datagram, send the datagram of the “parity datagram transmission request” to the upstream relay node and immediately send the datagram of “parity datagram transmission request sent” to the downstream relay node. Send
The relay node that received this immediately forwards it further to the downstream relay node,
The downstream relay node that has received the datagram of “parity datagram transmission request transmitted” suppresses transmission of the datagram of “parity datagram transmission request” to the relay node on the receiving side.
It is characterized by that.

本発明に係るデータ転送システムでは、
前記受信側の中継ノードは、コンテンツデータグラムの損失を検出した場合、
直ちに、「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを下流の中継ノードに向けて送信し、
損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの先頭のデータグラムを受信してから事前に設定される待ち時間以内に「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを上流の中継ノードから受信しない場合、前記所定の待ち時間をＴとし、コンテンツデータグラムの到着時間の揺らぎに対する所定の待ち時間をαとすると、待ち時間（Ｔ＋α）の経過後に「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信してもよい。 In the data transfer system according to the present invention,
If the receiving relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, send a datagram of “parity datagram transmission request sent” toward the downstream relay node,
When a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” is not received from an upstream relay node within the waiting time set in advance after receiving the first datagram of the FEC block of the lost content datagram When the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuation of the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” is relayed upstream after the elapse of the waiting time (T + α). You may transmit toward a node.

本発明に係るデータ転送方法は、
複数の中継ノードがコンテンツデータグラムを転送するデータ転送方法であって、
コンテンツデータグラムの損失が発生した中継区間の受信側の中継ノードは、
損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの識別番号を内包した「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する前に、前記「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する旨の「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを直ちに下流の中継ノードに向けて送信し、
これを受信した中継ノードはさらに下流の中継ノードに直ちに転送し、
「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを受信した前記下流の中継ノードは、前記受信側の中継ノードに向けて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムの送信を抑止する、
ことを特徴とする。 A data transfer method according to the present invention includes:
A data transfer method in which a plurality of relay nodes transfer content datagrams,
The relay node on the receiving side of the relay section where the loss of the content datagram has occurred
Before sending the “parity datagram transmission request” datagram containing the identification number of the FEC block of the content datagram in which the loss has occurred to the upstream relay node, the “parity datagram transmission request” datagram Is immediately sent to the downstream relay node to send a datagram of "parity datagram transmission request sent" to the upstream relay node,
The relay node that received this immediately forwards it further to the downstream relay node,
The downstream relay node that has received the datagram of “parity datagram transmission request transmitted” suppresses transmission of the datagram of “parity datagram transmission request” to the relay node on the receiving side.
It is characterized by that.

本発明に係るデータ転送方法では、
前記受信側の中継ノードは、コンテンツデータグラムの損失を検出した場合、
直ちに、「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを下流の中継ノードに向けて送信し、
損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの先頭のデータグラムを受信してから事前に設定される待ち時間以内に「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを上流の中継ノードから受信しない場合、前記所定の待ち時間をＴとし、コンテンツデータグラムの到着時間の揺らぎに対する所定の待ち時間をαとすると、待ち時間（Ｔ＋α）の経過後に「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信してもよい。 In the data transfer method according to the present invention,
If the receiving relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, send a datagram of “parity datagram transmission request sent” toward the downstream relay node,
When a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” is not received from an upstream relay node within the waiting time set in advance after receiving the first datagram of the FEC block of the lost content datagram When the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuation of the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” is relayed upstream after the elapse of the waiting time (T + α). You may transmit toward a node.

本発明に係る中継ノード装置は、
複数の中継ノードがコンテンツデータグラムを転送するデータ転送システムに備わる前記中継ノード装置であって、
コンテンツデータグラムの損失を検出する機能と、
損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの識別番号を内包した「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する前に、前記「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する旨の「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを直ちに下流の中継ノードに向けて送信する機能と、
「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを上流の中継ノードから受信した場合、上流の中継ノードに向けて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを送信せず、「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを上流の中継ノードから受信しない場合、上流の中継ノードに向けて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを送信する機能と、
を備えることを特徴とする。 The relay node device according to the present invention is:
The relay node device provided in a data transfer system in which a plurality of relay nodes transfer content datagrams,
The ability to detect loss of content datagrams;
Before sending the “parity datagram transmission request” datagram containing the identification number of the FEC block of the content datagram in which the loss has occurred to the upstream relay node, the “parity datagram transmission request” datagram A function of transmitting a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” to the upstream relay node immediately to the downstream relay node;
When a datagram of “Parity datagram transmission request has been transmitted” is received from an upstream relay node, a “parity datagram transmission request” datagram is not transmitted to the upstream relay node, and a “parity datagram transmission request” is transmitted. When the datagram of “transmitted” is not received from the upstream relay node, the function of transmitting the datagram of “parity datagram transmission request” to the upstream relay node;
It is characterized by providing.

本発明に係る中継ノード装置では、
中継ノードは、コンテンツデータグラムの損失を検出した場合、
直ちに、「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを下流の中継ノードに向けて送信する機能と、
損失が発生したコンテンツデータグラムのＦＥＣブロックの先頭のデータグラムを受信してから事前に設定される待ち時間以内に「パリティデータグラム送信要求送信済」のデータグラムを上流の中継ノードから受信しない場合、前記所定の待ち時間をＴとし、コンテンツデータグラムの到着時間の揺らぎに対する所定の待ち時間をαとすると、待ち時間（Ｔ＋α）の経過後に「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードに向けて送信する機能と、
をさらに備えてもよい。 In the relay node device according to the present invention,
If the relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, a function of transmitting a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” to the downstream relay node, and
When a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” is not received from an upstream relay node within the waiting time set in advance after receiving the first datagram of the FEC block of the lost content datagram When the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuation of the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” is relayed upstream after the elapse of the waiting time (T + α). The ability to send to the node,
May be further provided.

本発明の装置はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。本発明に係るプログラムは、本発明に係る中継ノード装置の各機能をコンピュータに実現させるためのプログラムである。 The apparatus of the present invention can be realized by a computer and a program, and the program can be recorded on a recording medium or provided through a network. The program according to the present invention is a program for causing a computer to realize each function of the relay node device according to the present invention.

本発明によれば、ネットワークに不要なパリティデータグラムや不要な「パリティデータグラム送信要求」を流すことなく、ストリーム配信することができる。このため、本発明に関連するデータ配信方法では下流の中継ノードから上流の中継ノードに向けて多数の「ＧＰ送信要求」のデータグラムが送信されるが、本発明によりそれらを抑止することができる。 According to the present invention, stream distribution can be performed without sending unnecessary parity datagrams or unnecessary “parity datagram transmission requests” to the network. Therefore, in the data distribution method related to the present invention, a large number of “GP transmission request” datagrams are transmitted from the downstream relay node to the upstream relay node. However, the present invention can suppress them. .

本発明を実施するネットワークの概要説明図である。1 is a schematic explanatory diagram of a network implementing the present invention. 本発明に関連するデータ配信方法の概要説明図である。It is outline | summary explanatory drawing of the data delivery method relevant to this invention. 本発明の実施形態に係るコンテンツデータの一例である。It is an example of the content data which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るコンテンツデータグラムの一例である。It is an example of the content datagram which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るパリティデータグラムの一例である。It is an example of the parity datagram which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るデータ配信方法の概要説明図である。It is an outline explanatory view of a data distribution method concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る中継ノードの機能ブロック構成の一例である。It is an example of the functional block structure of the relay node which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る中継ノードの動作の一例である。It is an example of operation | movement of the relay node which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る受信装置の動作の一例である。It is an example of operation | movement of the receiver which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. These embodiments are merely examples, and the present invention can be implemented in various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の機能が内蔵された中継ノード１が使用されるネットワーク０の一例である。配信サーバ２、受信装置３、オペレーション装置４がネットワーク０に繋がっている。ネットワーク０には、データグラムの転送機能を持つ装置として、中継ノード１が、１台または複数台配置される。以下、図１の配信サーバ２、中継ノード１及び受信装置３間で行われる各種データグラムのやり取りについて説明する。 [First Embodiment]
FIG. 1 is an example of a network 0 in which a relay node 1 incorporating the function of the present invention is used. The distribution server 2, the receiving device 3, and the operation device 4 are connected to the network 0. In the network 0, one or more relay nodes 1 are arranged as devices having a datagram transfer function. Hereinafter, the exchange of various datagrams performed between the distribution server 2, the relay node 1, and the receiving device 3 in FIG. 1 will be described.

図２は、本実施形態に関連するデータ配信方法の概要説明図である。まず、配信サーバ２は、ペイロード部分を構成し、宛先等のヘッダを付加してデータグラムを作成する。そのために、配信サーバ２は、ペイロード部分を構成する際に、図３に示すように、配信するコンテンツデータＣＤを、ＦＥＣのパリティビット計算に適合するあるビット量毎に区切ってコンテンツビット列ＣＦを作成する。もし、最後に不足する場合はパディング等を行う。配信サーバ２は、さらに、コンテンツビット列ＣＦをデータグラムのペイロード内のビット長に合わせてさらに分割して分割ビット列ＣＢを作成する。 FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a data distribution method related to the present embodiment. First, the distribution server 2 constructs a payload portion and adds a header such as a destination to create a datagram. Therefore, when the distribution server 2 constructs the payload portion, as shown in FIG. 3, the distribution server 2 creates the content bit string CF by dividing the content data CD to be distributed into a certain bit amount suitable for FEC parity bit calculation. To do. If there is a shortage at the end, padding is performed. The distribution server 2 further divides the content bit string CF in accordance with the bit length in the payload of the datagram to create a divided bit string CB.

そして、配信サーバ２は、図４に示すように、各分割ビット列ＣＢに、少なくとも、どのＦＥＣブロックに属しているかを表す「ＦＥＣブロック番号」と、ＦＥＣブロック内のどの位置にあるかを表す「ＦＥＣブロック内番号」を付与する。該データグラムの宛先は、ユニキャスト配信、即ち、配信サーバ２から１台の受信装置３に１対１の配信を行う場合には受信装置３のアドレスになり、マルチキャスト配信、即ち、配信サーバ２から複数の受信装置３に１対多の配信を行う場合にはマルチキャストアドレスなどになる。以下、該データグラムを「コンテンツデータグラムＧＣ」と呼ぶことにする。 Then, as shown in FIG. 4, the distribution server 2 has at least “FEC block number” indicating which FEC block belongs to each divided bit string CB and “where in the FEC block” “ FEC block number "is assigned. The destination of the datagram is the address of the receiving device 3 when performing unicast delivery, that is, one-to-one delivery from the delivery server 2 to one receiving device 3, and multicast delivery, ie, the delivery server 2 When a one-to-many distribution is performed to a plurality of receiving devices 3, a multicast address or the like is used. Hereinafter, the datagram will be referred to as “content datagram GC”.

配信サーバ２は、さらに、上流ノード機能として、ＦＥＣブロックごとのコンテンツビット列ＣＦに対して、予め設定された数のＦＥＣ用パリティビット列ＰＢを作成する。そして、図５に示すように、同様にデータグラムを作成する。すなわち、各パリティビット列ＰＢに、少なくとも、どのＦＥＣブロックのパリティビット列かを表す「ＦＥＣブロック番号」と、何番目に作られたパリティビット列かを表す「パリティビット列番号」を付与する。該データグラムの宛先は、ユニキャスト配信、即ち、配信サーバ２から１台の受信装置３に１対１の配信を行う場合には受信装置３のアドレスになり、マルチキャスト配信、即ち、配信サーバ２から複数の受信装置３に１対多の配信を行う場合にはマルチキャストアドレスなどになる。以下、該データグラムを「パリティデータグラムＧＰ」と呼ぶことにする。ここまでは、従来のＦＥＣ方式の配信サーバの動作と同様である。 The distribution server 2 further creates a predetermined number of FEC parity bit strings PB for the content bit string CF for each FEC block as an upstream node function. Then, as shown in FIG. 5, a datagram is similarly created. In other words, at least a “FEC block number” indicating which FEC block is a parity bit string and a “parity bit string number” indicating what numbered parity bit string are assigned to each parity bit string PB. The destination of the datagram is the address of the receiving device 3 when performing unicast delivery, that is, one-to-one delivery from the delivery server 2 to one receiving device 3, and multicast delivery, ie, the delivery server 2 When a one-to-many distribution is performed to a plurality of receiving devices 3, a multicast address or the like is used. Hereinafter, the datagram will be referred to as “parity datagram GP”. Up to this point, the operation is similar to that of a conventional FEC distribution server.

図２において、配信サーバ２と中継ノード１ａの区間でデータグラムの損失が発生し、中継ノード１ａにおいて受信できなかったコンテンツデータグラムがあると、各中継ノード１は、ＦＥＣブロックの先頭のコンテンツデータグラムＧＣを受信してからの待ち時間（Ｔ＋α）を経過後、そのＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣの損失として検出する。αは、伝送路上のルータやＬ３スイッチなどでの順序逆転などの到着時間の揺らぎを考慮して事前に設定された時間である。尚、Ｔについては後述する。 In FIG. 2, if a datagram loss occurs in the section between the distribution server 2 and the relay node 1a and there is a content datagram that could not be received by the relay node 1a, each relay node 1 sends the content data at the head of the FEC block. After the elapse of the waiting time (T + α) after receiving the gram GC, it is detected as a loss of the content datagram GC of the FEC block. α is a time set in advance in consideration of fluctuations in arrival time such as order reversal in a router or L3 switch on the transmission line. T will be described later.

受信できなかったコンテンツデータグラムがある場合には、中継ノード１は、直ちに、少なくともＦＥＣブロックの識別番号を内包した「ＧＰ送信要求」のデータグラムを、もし上流の中継ノード１があれば上流の中継ノード１に向けて、もし上流の中継ノード１がなければ上流の配信サーバ２に向けて送信する。図２では、中継ノード１ａの上流に中継ノード１がないため、中継ノード１ａは配信サーバ２に向けて「ＧＰ送信要求」のデータグラムを送信する。 If there is a content datagram that could not be received, the relay node 1 immediately sends a “GP transmission request” datagram containing at least the identification number of the FEC block. To the relay node 1, if there is no upstream relay node 1, it transmits to the upstream distribution server 2. In FIG. 2, since there is no relay node 1 upstream of the relay node 1 a, the relay node 1 a transmits a “GP transmission request” datagram to the distribution server 2.

「ＧＰ送信要求」のデータグラムを受信した上流の中継ノード１は、損失したコンテンツデータグラムＧＣに対応するパリティデータグラムＧＰを保持していない場合には、受信装置３でのコンテンツの復元をできるだけ早く行えるようにするために、さらに上流の中継ノード１または配信サーバ２に向けて「ＧＰ送信要求」を直ちに転送する。 When the upstream relay node 1 that has received the “GP transmission request” datagram does not hold the parity datagram GP corresponding to the lost content datagram GC, the receiving device 3 can restore the content as much as possible. In order to be able to perform it quickly, the “GP transmission request” is immediately transferred to the relay node 1 or the distribution server 2 further upstream.

また、前記中継ノード１ａに受信されたコンテンツデータグラムＧＣは、受信装置３でのコンテンツの復元をできるだけ早く行えるようにするために、直ちに、下流の中継ノード１または受信装置３に向けて転送される。 The content datagram GC received by the relay node 1a is immediately transferred to the downstream relay node 1 or the receiving device 3 so that the content can be restored at the receiving device 3 as soon as possible. The

以上のように動作するため、データグラムの損失が発生した中継ノード区間の受信側中継ノード１とそれ以降の中継ノード１と受信装置３から、「ＧＰ送信要求」が上流に向けて出力され、たとえたった一つのデータグラムの損失であっても、多数の「ＧＰ送信要求」がネットワーク内を流れることになる。 In order to operate as described above, a “GP transmission request” is output upstream from the reception-side relay node 1 and the subsequent relay node 1 and the receiving device 3 in the relay node section in which the loss of the datagram has occurred. Even if only one datagram is lost, many “GP transmission requests” flow through the network.

尚、もし、上流の中継ノード１または配信サーバ２が損失したコンテンツデータグラムＧＣに対応するパリティデータグラムＧＰを保持している場合には、直ちに下流の中継ノード１に向けて出力する。これを受信した中継ノード１は、さらに下流の中継ノード１に向けて転送する。 If the upstream relay node 1 or distribution server 2 holds the parity datagram GP corresponding to the lost content datagram GC, it is immediately output to the downstream relay node 1. The relay node 1 that has received this forwards it further toward the downstream relay node 1.

図６は、本発明の実施形態に係る配信方法の概要説明図である。図６において、配信サーバ２と中継ノード１ａの区間でデータグラムの損失が発生した場合、各中継ノード１は、ＦＥＣブロックの先頭のコンテンツデータグラムＧＣを受信してから待ち時間Ｔ経過後、そのＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣの損失として検出する。この待ち時間Ｔは、その伝送路上で、ＦＥＣブロックの先頭のコンテンツデータグラムＧＣを受信してから最後のコンテンツデータグラムＧＣを受信するまでの想定される時間であり、事前に設定される。 FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a distribution method according to the embodiment of the present invention. In FIG. 6, when a datagram loss occurs between the distribution server 2 and the relay node 1a, each relay node 1 receives the content datagram GC at the head of the FEC block and waits for the waiting time T. This is detected as a loss of the content datagram GC of the FEC block. This waiting time T is an expected time from reception of the first content datagram GC of the FEC block to reception of the last content datagram GC on the transmission path, and is set in advance.

コンテンツデータグラムＧＣの損失を検出した中継ノード１は、直ちに、「ＧＰ送信要求送信済」のデータグラムを下流の中継ノードに向けて送信する。「ＧＰ送信要求」のデータグラムの後に送信するような名称であるが、分かり易さの点から、ここではこのような名称とする。 The relay node 1 that has detected the loss of the content datagram GC immediately transmits the “GP transmission request transmitted” datagram to the downstream relay node. The name is such that it is transmitted after the “GP transmission request” datagram, but from the viewpoint of easy understanding, this name is used here.

さらに、中継ノード１は、ＦＥＣブロックの先頭のコンテンツデータグラムＧＣを受信してから待ち時間（Ｔ＋α）秒後に「ＧＰ送信要求」のデータグラムを上流の中継ノードまたは配信サーバに向けて送信する。尚、αは、予め定められた所定時間であり、伝送路上のルータやＬ３スイッチなどでの順序逆転などの到着時間の揺らぎに対するマージンである。尚、図６では、中継ノード１ａの上流に中継ノードがないため、配信サーバ２に向けて送信する。 Further, the relay node 1 transmits the “GP transmission request” datagram to the upstream relay node or distribution server after waiting time (T + α) seconds after receiving the first content datagram GC of the FEC block. Α is a predetermined time, which is a margin for fluctuations in arrival time such as order reversal in a router or L3 switch on the transmission line. In FIG. 6, since there is no relay node upstream of the relay node 1a, transmission is performed toward the distribution server 2.

但し、中継ノード１は、ＦＥＣブロックの先頭のコンテンツデータグラムＧＣを受信してから待ち時間（Ｔ＋α）秒以前に「ＧＰ送信要求送信済」のデータグラムを受信すると、「ＧＰ送信要求」のデータグラムを上流に向けて送信しない。 However, if the relay node 1 receives a “GP transmission request transmitted” datagram within a waiting time (T + α) seconds after receiving the first content datagram GC of the FEC block, the data “GP transmission request” is received. Do not send gram upstream.

以上のように動作するため、データグラムの損失が発生した中継ノード区間の受信側中継ノード１とそれ以降の中継ノード１と受信装置３がデータグラムの損失を検出しても、それらの中継ノード１から「ＧＰ送信要求」が上流に向けて出力されることはなくなり、多数の「ＧＰ送信要求」がネットワーク内を流れることを抑止できる。 Even if the receiving side relay node 1 and the subsequent relay node 1 and the receiving device 3 in the relay node section where the loss of the datagram has occurred detect the loss of the datagram because of the operation as described above, those relay nodes The “GP transmission request” is not output from 1 toward the upstream, and a large number of “GP transmission requests” can be prevented from flowing in the network.

上記方法は、コンピュータ上にソフトウェアで実現することができる。
また、上述の動作を行う電子回路をハードウェア上に実装することができる。ハードウェアとしては、論理素子を結合させた電子回路であり、ロジックＩＣ等を基板上に実装して実現してもよいし、ＦＰＧＡやＰＡＬ等で実現してもよいし、カスタムＬＳＩ中に実現してもよい。 The above method can be realized by software on a computer.
In addition, an electronic circuit that performs the above-described operation can be mounted on hardware. As hardware, it is an electronic circuit that combines logic elements, which can be realized by mounting a logic IC etc. on a substrate, FPGA, PAL, etc., or in a custom LSI May be.

［第２の実施の形態］
本実施形態では、中継ノードの機能ブロック構成及び動作について説明する。
図７は、本実施形態に係る中継ノードの機能ブロック構成の一例である。中継ノード１は、入力インターフェイス部１０ａ〜１０ｎ、処理部３０、制御部４０、スイッチ部２０、出力インターフェイス部１１ａ〜１１ｎ及び制御部入出力インターフェイス部５０を備える。処理部３０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）またはＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ）などのプログラマブル処理回路とメモリで構成される。制御部４０は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などとメモリで構成される。 [Second Embodiment]
In the present embodiment, the functional block configuration and operation of the relay node will be described.
FIG. 7 is an example of a functional block configuration of the relay node according to the present embodiment. The relay node 1 includes input interface units 10a to 10n, a processing unit 30, a control unit 40, a switch unit 20, output interface units 11a to 11n, and a control unit input / output interface unit 50. The processing unit 30 includes, for example, a programmable processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or a PLD (Programmable Logic Device) and a memory. The control unit 40 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) and a memory.

図７において、中継ノード１Ａと中継ノード１Ｂの間では、中継ノード１Ａは上流ノードとして機能し、中継ノード１Ｂは下流ノードとして機能するが、中継ノード１は下流ノードとしても上流ノードとしても機能しなければならないため上流ノード機能と下流ノード機能の両方を備える。また、処理部３０も上流ノード機能の一部と下流ノード機能の一部を備える。 In FIG. 7, between the relay node 1A and the relay node 1B, the relay node 1A functions as an upstream node and the relay node 1B functions as a downstream node, but the relay node 1 functions as both a downstream node and an upstream node. Therefore, it has both an upstream node function and a downstream node function. The processing unit 30 also includes a part of the upstream node function and a part of the downstream node function.

図８に、中継ノード１の動作のフローチャートを示す。以下、図６に沿って、中継ノード１の動作の一例を示す。中継ノード１は、上流ノード機能として、さらに上流の中継ノード１または配信サーバ２から送られてきたコンテンツデータグラムＧＣを受信すると、該コンテンツデータグラムＧＣをコピーして保持するとともに、配信遅延時間をできるだけ小さくするために、直ちにコンテンツデータグラムＧＣのヘッダ内の宛先を読み取り、直ちに一つまたは複数の宛先に向けて転送する（Ｓ１０１）。 FIG. 8 shows a flowchart of the operation of the relay node 1. Hereinafter, an example of the operation of the relay node 1 will be described with reference to FIG. When the relay node 1 receives the content datagram GC sent from the upstream relay node 1 or the distribution server 2 as an upstream node function, the relay node 1 copies and holds the content datagram GC and sets the distribution delay time. In order to make it as small as possible, the destination in the header of the content datagram GC is immediately read and immediately transferred to one or a plurality of destinations (S101).

図６において、配信サーバ２に直近の中継ノード１ａは、配信サーバ２から送信されたコンテンツデータグラムＧＣを受信すると、コンテンツデータグラムＧＣをコピーして保持するとともに、配信遅延時間をできるだけ小さくするために、直ちにコンテンツデータグラムＧＣのヘッダ内の宛先を読み取り、直ちにさらに下流の中継ノード１ｂに転送する（Ｓ１０１）。このとき、コピーされたコンテンツデータグラムＧＣは事前に設定された時間保持される。 In FIG. 6, when the relay node 1a closest to the distribution server 2 receives the content datagram GC transmitted from the distribution server 2, it copies and holds the content datagram GC and minimizes the distribution delay time. Immediately, the destination in the header of the content datagram GC is read and immediately transferred to the further downstream relay node 1b (S101). At this time, the copied content datagram GC is held for a preset time.

中継ノード１ａは、さらに、下流ノード機能として、コンテンツデータグラムＧＣ内に書かれているＦＥＣブロック番号とＦＥＣブロック内番号から、各ＦＥＣブロックにおいて、配信サーバ２と本中継ノード１ａの間のネットワーク経路上での損失等によって受信できなかったコンテンツデータグラムＧＣがあるかどうかチェックする（Ｓ１０２）。 The relay node 1a further functions as a downstream node function from the FEC block number and the FEC block number written in the content datagram GC, in each FEC block, between the distribution server 2 and the relay node 1a. It is checked whether there is a content datagram GC that could not be received due to the above loss or the like (S102).

図６において、事前に設定された時間までに該当するＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣを全て受信できた中継ノード１ａは、それぞれのコンテンツデータグラムＧＣから分割ビット列ＣＢを取り出して（Ｓ１０３）元のＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦを再構成し（Ｓ１０４）、該コンテンツビット列ＣＦから予め設定された数のパリティビット列ＰＢを作成してそれらからパリティデータグラムＧＰを作成し（Ｓ１０５）、該パリティビット列ＰＢと該コンテンツビット列ＣＦと該コンテンツデータグラムＧＣを直ちに消去する（Ｓ１０６）。また、パリティデータグラムＧＰは予め決められた時間保持され、保持する時間を経過したとき（Ｓ１０９においてＹｅｓ）、該当するパリティデータグラムＧＰは消去される（Ｓ１１０）。尚、事前に設定された時間までに該当するＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣを全て受信できなかった場合の中継ノード１の動作については、以下の中継ノード１ｂのところで説明する。 In FIG. 6, the relay node 1a that has received all the content datagrams GC of the corresponding FEC block by the preset time extracts the divided bit string CB from each content datagram GC (S103), and the original FEC The content bit string CF of the block is reconfigured (S104), a predetermined number of parity bit strings PB are created from the content bit string CF, and a parity datagram GP is created from them (S105), and the parity bit string PB and the parity bit string PB The content bit string CF and the content datagram GC are immediately deleted (S106). Further, the parity datagram GP is held for a predetermined time, and when the holding time has passed (Yes in S109), the corresponding parity datagram GP is deleted (S110). The operation of the relay node 1 when all the content datagrams GC of the corresponding FEC block are not received by a preset time will be described in the following relay node 1b.

中継ノード１ａに直近の中継ノード１ｂは、中継ノード１ａから送信されたコンテンツデータグラムＧＣを受信すると、受信したコンテンツデータグラムＧＣをコピーして保持するとともに、配信遅延時間をできるだけ小さくするために、直ちに前記コンテンツデータグラムＧＣのヘッダ内の宛先を読み取り、図６において次の転送先である受信装置３に直ちに転送する（Ｓ１０１）。 When receiving the content datagram GC transmitted from the relay node 1a, the relay node 1b closest to the relay node 1a copies and holds the received content datagram GC, and in order to minimize the delivery delay time, Immediately, the destination in the header of the content datagram GC is read and immediately transferred to the receiving device 3 as the next transfer destination in FIG. 6 (S101).

中継ノード１ｂは、さらに、下流ノード機能として、以下の動作を行う。即ち、データグラム内に書かれているＦＥＣブロック番号とＦＥＣブロック内番号から、各ＦＥＣブロックにおいて、中継ノード１ａと中継ノード１ｂの間のネットワーク経路上での損失等によって受信できなかったコンテンツデータグラムＧＣがあるかどうかチェックする（Ｓ１０２）。 The relay node 1b further performs the following operation as a downstream node function. That is, the content datagram that could not be received from the FEC block number and the FEC block number written in the datagram due to loss on the network path between the relay node 1a and the relay node 1b in each FEC block It is checked whether there is a GC (S102).

図６において、事前に設定された時間までに該当するＦＥＣブロックのコンテンツデータグラムＧＣの一部または全てを受信できなかった（Ｓ１０２においてＹｅｓ）中継ノード１ｂは、パリティデータグラムを受信する手順を実行する。すなわち、中継ノード１ｂは、「ＧＰ送信要求送信済」のデータグラムを直ちに下流の中継ノードに向けて送信し（Ｓ２１１）、待ち時間の経過を待ち（Ｓ２１２）、待ち時間の間に「ＧＰ送信要求送信済」のデータグラムを受信していない場合（Ｓ２１３）、中継ノード１ａに向けて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを送信する（Ｓ２０１）。このデータグラム中には、少なくとも、該ＦＥＣブロック番号と受信できなかったデータグラムの数が記入されている。 In FIG. 6, the relay node 1b that has failed to receive a part or all of the content datagram GC of the corresponding FEC block by a preset time (Yes in S102) executes a procedure for receiving a parity datagram. To do. That is, the relay node 1b immediately transmits the datagram “GP transmission request transmitted” to the downstream relay node (S211), waits for the waiting time to elapse (S212), If the datagram of “Request transmission completed” has not been received (S213), the datagram of “Parity datagram transmission request” is transmitted to the relay node 1a (S201). In this datagram, at least the FEC block number and the number of datagrams that could not be received are entered.

例えば、中継ノード１ｂの受信したコンテンツデータグラムＧＣ＃２に損失があった場合（Ｓ１０２においてＹｅｓ）、中継ノード１ｂは、コンテンツデータグラムＧＣ＃２を復元するためのパリティデータグラムＧＰの送信を要求する旨の「パリティデータグラム送信要求」を、中継ノード１ａへ送信する（Ｓ２０１）。 For example, when there is a loss in the content datagram GC # 2 received by the relay node 1b (Yes in S102), the relay node 1b requests transmission of a parity datagram GP for restoring the content datagram GC # 2. A “parity datagram transmission request” is transmitted to the relay node 1a (S201).

「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを受信した中継ノード１ａは（Ｓ１０７）、上流ノード機能として、該当するＦＥＣブロックの必要な数のパリティデータグラムＧＰを直ちに送信する（Ｓ１０８）。 The relay node 1a that has received the “parity datagram transmission request” datagram (S107) immediately transmits the necessary number of parity datagrams GP of the corresponding FEC block as an upstream node function (S108).

ここで言う「必要な数」とは、次のものである。ＦＥＣを用いた方法では、一つのＦＥＣブロックで、損失したコンテンツデータグラム数に対応する数のパリティデータグラムＧＰがあれば、それらを用いて該ＦＥＣブロック内の損失したコンテンツビット列ＣＦを復元し、ＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦを構成できる。損失したコンテンツデータグラムＧＣの数に対応するパリティデータグラムＧＰの数は、例えば、リードソロモン符号の場合には損失したコンテンツデータグラムＧＣの数と同じであり、また、ＬＤＧＭ（ＬｏｗＤｅｎｓｉｔｙＧｅｎｅｒａｔｏｒＭａｔｒｉｘ）符号の場合には、例えば、７％のコンテンツデータグラムＧＣの損失に対しておよそ１０％であり、ＦＥＣに使用する符号に応じた数を予め配信サーバ２および各中継ノード１に設定しておく。 The “necessary number” mentioned here is as follows. In the method using FEC, if there are a number of parity datagrams GP corresponding to the number of lost content datagrams in one FEC block, the lost content bit string CF in the FEC block is restored using them. The content bit string CF of the FEC block can be configured. The number of parity datagrams GP corresponding to the number of lost content datagrams GC is, for example, the same as the number of lost content datagrams GC in the case of the Reed-Solomon code, and LDGM (Low Density Generator Matrix). In the case of a code, for example, it is approximately 10% for a loss of 7% of the content datagram GC, and the number corresponding to the code used for FEC is set in advance in the distribution server 2 and each relay node 1. .

さらに、中継ノード１ｂが同一のＦＥＣブロックについて「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを送信するのは１回とは限らず、中継ノード１ａと本中継ノード１ｂの間のネットワーク経路上でのパリティデータグラムの損失により、再度「パリティデータグラム送信要求」のデータグラムを送信する可能性がある。そのような場合、中継ノード１ｂが受信できているパリティデータグラムＧＰと同じものを中継ノード１ａから送信されても、該ＦＥＣブロック内の損失したビット列の復元には役立たないので、「パリティデータグラム送信要求」のデータグラム中に、既に受信しているパリティデータグラムＧＰの番号も記載する。中継ノード１ａは、既に受信しているパリティデータグラムＧＰを避けて、不足している数のパリティデータグラムＧＰを中継ノード１ｂに送信する。 Further, the relay node 1b does not always transmit a “parity datagram transmission request” datagram for the same FEC block, but the parity on the network path between the relay node 1a and the relay node 1b. There is a possibility that the datagram of “parity datagram transmission request” is transmitted again due to the loss of the datagram. In such a case, even if the same parity datagram GP that can be received by the relay node 1b is transmitted from the relay node 1a, it does not help to recover the lost bit string in the FEC block. The number of the already received parity datagram GP is also described in the “transmission request” datagram. The relay node 1a avoids the already received parity datagram GP, and transmits the insufficient number of parity datagrams GP to the relay node 1b.

なお、「パリティデータグラム送信要求」のデータグラム中に、中継ノード１ｂが既に受信しているパリティデータグラムＧＰの番号を記載する代わりに、中継ノード１ａと本中継ノード１ｂの間のネットワーク経路上でパリティデータグラムＧＰを損失している可能性はあるが、送信側である中継ノード１ａが該当するＦＥＣブロックの送信したパリティデータグラムＧＰの番号を記録しておき、重複しないように選択して送信する方法もある。 Instead of describing the number of the parity datagram GP that has already been received by the relay node 1b in the “parity datagram transmission request” datagram, on the network path between the relay node 1a and the relay node 1b. However, the number of the parity datagram GP transmitted by the corresponding FEC block is recorded by the relay node 1a on the transmission side and selected so as not to overlap. There is also a way to send.

上記パリティデータグラムＧＰを受信した中継ノード１は、上流ノード機能として、受信したパリティデータグラムＧＰをコピーして保持するとともに、配信遅延時間を小さくするために、直ちに、該パリティデータグラムＧＰを、先にコンテンツデータグラムＧＣを送信した一つまたは複数の宛先に向けて転送する（Ｓ２０２）。 The relay node 1 that has received the parity datagram GP copies and holds the received parity datagram GP as an upstream node function, and immediately reduces the delivery delay time, The content datagram GC is transferred to one or more destinations that have transmitted the content data GC (S202).

図６において、上記パリティデータグラムＧＰを受信した中継ノード１ｂは、上流ノード機能として、受信したパリティデータグラムＧＰをコピーして保持するとともに、配信遅延時間を小さくするために、直ちに、該パリティデータグラムＧＰを、先にコンテンツデータグラムＧＣを送信した受信装置３に向けて転送する（Ｓ２０２）。 In FIG. 6, the relay node 1b that has received the parity datagram GP copies and holds the received parity datagram GP as an upstream node function, and immediately reduces the parity data in order to reduce the delivery delay time. The gram GP is transferred to the receiving device 3 that has transmitted the content datagram GC first (S202).

中継ノード１ｂは、さらに、下流ノード機能として、データグラム内に書かれているパリティデータグラムＧＰであるというデータグラム種別とＦＥＣブロック番号から、本中継ノード１ａと本中継ノード１ｂの間のネットワーク経路上での損失等によって受信できなかったパリティデータグラムＧＰがあるかチェックする（Ｓ２０３）。 The relay node 1b further has a network path between the relay node 1a and the relay node 1b as a downstream node function based on the datagram type and the FEC block number of the parity datagram GP written in the datagram. It is checked whether there is a parity datagram GP that could not be received due to the above loss or the like (S203).

事前に設定された時間までに該当するＦＥＣブロックのパリティ計算に必要な数のパリティデータグラムＧＰを受信できた（Ｓ２０３においてＹｅｓ）中継ノード１ｂは、受信したパリティデータグラムＧＰからそれぞれパリティビット列ＰＢを取り出し（Ｓ２０４）、該当するＦＥＣブロックの既に保持している複数のコンテンツデータグラムＧＣからそれぞれ分割ビット列ＣＢを取り出し（Ｓ２０５）、分割ビット列ＣＢとパリティビット列ＰＢから、損失した分割ビット列ＣＢを復元し（Ｓ２０６）、ＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦを再構成する（Ｓ１０４）。 The relay node 1b that has received the number of parity datagrams GP necessary for the parity calculation of the corresponding FEC block by the preset time (Yes in S203), receives the parity bit string PB from the received parity datagram GP, respectively. Extraction (S204), the divided bit string CB is extracted from each of the plurality of content datagrams GC already held in the corresponding FEC block (S205), and the lost divided bit string CB is restored from the divided bit string CB and the parity bit string PB ( S206), the content bit string CF of the FEC block is reconstructed (S104).

さらに、再構成されたＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦから予め設定された数のパリティビット列ＰＢを作成し、図５に示すようなパリティデータグラムＧＰを作成する（Ｓ１０５）。 Further, a predetermined number of parity bit strings PB are created from the reconfigured content bit string CF of the FEC block, and a parity datagram GP as shown in FIG. 5 is created (S105).

なお、ＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦからパリティビット列ＰＢを作成する方法を配信サーバ２と全ての中継ノード１で同じにして、ＦＥＣブロック番号とパリティビット列番号が同一のペイロードのパリティビット列ＰＢは、そのビット値も同一になるようにする。これにより、中継ノード１は、再構成されたＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦから予め設定された数のパリティビット列ＰＢを作成するときに、既に受信しているパリティデータグラムＧＰ内のパリティビット列ＰＢについては、該パリティビット列ＰＢを流用して、作らずに済ますことができる。このため、もし、受信したパリティデータグラムＧＰの数が、再構成されたＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦから作成されるパリティビット列ＰＢの予め設定された数と同じかそれより多い場合には、パリティビット列ＰＢを全く作らずに済ますことができる。 The method of creating the parity bit string PB from the content bit string CF of the FEC block is the same in the distribution server 2 and all the relay nodes 1, and the parity bit string PB of the payload having the same FEC block number and parity bit string number Make the values the same. As a result, when the relay node 1 creates a preset number of parity bit sequences PB from the content bit sequence CF of the reconstructed FEC block, the relay bit 1 has already received the parity bit sequence PB in the parity datagram GP. Therefore, the parity bit string PB can be diverted and not created. For this reason, if the number of received parity datagrams GP is equal to or greater than the preset number of parity bit strings PB created from the content bit string CF of the reconstructed FEC block, the parity bit string You can avoid making PB at all.

該当するＦＥＣブロックのパリティデータグラムＧＰを作成または流用後、不要になったコンテンツビット列ＣＦとコンテンツデータグラムＧＣを消去する（Ｓ１０６）。作成または流用されたパリティデータグラムＧＰは、下流の中継ノード１または受信装置３から送られた「パリティデータグラム送信要求」を受信すると（Ｓ１０７においてＹｅｓ）、必要な数だけ下流の中継ノード１または受信装置３に向けて送信される（Ｓ１０８）。 After creating or diverting the parity datagram GP of the corresponding FEC block, the content bit string CF and the content datagram GC that are no longer needed are deleted (S106). When the parity datagram GP created or diverted receives the “parity datagram transmission request” sent from the downstream relay node 1 or the receiving device 3 (Yes in S107), the necessary number of downstream relay nodes 1 or It is transmitted toward the receiving device 3 (S108).

また、作成または流用されたパリティデータグラムＧＰは、予め定められた保持時間を経過すると、（Ｓ１０９においてＹｅｓ）消去される（Ｓ１１０）。全ての中継ノード１は、上述した上流ノード機能と下流ノード機能を有し、上記と同様の動作を行う。また、配信サーバ２は上流ノード機能を有する。 The created or diverted parity datagram GP is erased (Yes in S109) when a predetermined holding time has elapsed (S110). All the relay nodes 1 have the upstream node function and the downstream node function described above, and perform the same operation as described above. The distribution server 2 has an upstream node function.

図９に、受信装置３の動作アルゴリズムを示す。受信装置３は上述した下流ノード機能を有する。図６において、ネットワーク０からコンテンツデータグラムＧＣを受信すると（Ｓ３０１）、受信装置３は、上記中継ノード１の下流ノード機能と同様の動作、即ち、受信できなかったコンテンツデータグラムＧＣがあるかどうかをチェックし（Ｓ３０２）、受信できなかったコンテンツデータグラムＧＣがなかった場合（Ｓ３０２においてＮｏ）には、それぞれのコンテンツデータグラムＧＣから分割ビット列ＣＢを取り出して保持する（Ｓ３０３）。 FIG. 9 shows an operation algorithm of the receiving device 3. The receiving device 3 has the downstream node function described above. In FIG. 6, when the content datagram GC is received from the network 0 (S301), the receiving device 3 operates in the same manner as the downstream node function of the relay node 1, that is, whether there is a content datagram GC that could not be received. (S302), and if there is no content datagram GC that could not be received (No in S302), the divided bit string CB is extracted from each content datagram GC and held (S303).

受信装置３は、受信できなかったコンテンツデータグラムＧＣがあった場合（Ｓ３０２においてＹｅｓ）には、待ち時間の経過を待ち（Ｓ４１２）、待ち時間の間に「ＧＰ送信要求送信済」のデータグラムを受信していない場合（Ｓ４１３）、上流の直近の中継ノード１ｂに向けて「パリティデータグラム送信要求」を送信する（Ｓ４０１）。これにより、直近の上流の中継ノード１ｂからパリティデータグラムＧＰが送られる。該パリティデータグラムＧＰを受信した受信装置３は、損失したコンテンツデータグラムＧＣを復元するために必要な数のパリティデータグラムＧＰを受信したかどうかをチェックする（Ｓ４０２）。必要な数のパリティデータグラムＧＰを受信できなかった場合（Ｓ４０２においてＮｏ）は、再度、上流の直近の中継ノード１ｂに向けて「パリティデータグラム送信要求」を送信する（Ｓ４０１）。この動作は、受信側が要求した数、または、損失したコンテンツデータグラムＧＣを復元するために必要な数のパリティデータグラムＧＰを受信するまで繰り返される。 When there is a content datagram GC that could not be received (Yes in S302), the receiving device 3 waits for the elapse of the waiting time (S412), and the datagram “GP transmission request has been transmitted” during the waiting time. Is not received (S413), a “parity datagram transmission request” is transmitted to the nearest upstream relay node 1b (S401). As a result, the parity datagram GP is sent from the nearest upstream relay node 1b. The receiving device 3 that has received the parity datagram GP checks whether or not the number of parity datagrams GP necessary for restoring the lost content datagram GC has been received (S402). If the necessary number of parity datagrams GP cannot be received (No in S402), a “parity datagram transmission request” is transmitted again to the nearest upstream relay node 1b (S401). This operation is repeated until the number requested by the receiving side or the number of parity datagrams GP necessary to restore the lost content datagram GC is received.

必要な数のパリティデータグラムＧＰを受信すると（Ｓ４０２においてＹｅｓ）、受信装置３は、該パリティデータグラムＧＰからパリティビット列ＰＢを取り出し（Ｓ４０３）、コンテンツデータグラムＧＣから分割ビット列ＣＢを取り出し（Ｓ４０４）、取り出した一つまたは複数のパリティビット列ＰＢと分割ビット列ＣＢを用いてパリティ計算を行い、損失した分割ビット列ＣＢを復元する（Ｓ４０５）。 When the necessary number of parity datagrams GP is received (Yes in S402), the receiving apparatus 3 extracts the parity bit string PB from the parity datagram GP (S403), and extracts the divided bit string CB from the content datagram GC (S404). Then, the parity calculation is performed using the extracted one or plural parity bit strings PB and the divided bit string CB, and the lost divided bit string CB is restored (S405).

次に、復元された一つまたは複数の分割ビット列ＣＢと、受信装置３内に既に保持している一つまたは複数の分割ビット列ＣＢから、ＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦを再構成し（Ｓ３０４）、さらに全ＦＥＣブロックのコンテンツビット列ＣＦからコンテンツデータＣＤを再構成し（Ｓ３０５）、コンテンツを再生する（Ｓ３０６）。 Next, the content bit string CF of the FEC block is reconstructed from the restored one or more divided bit strings CB and one or more divided bit strings CB already held in the receiving apparatus 3 (S304), Further, the content data CD is reconstructed from the content bit strings CF of all the FEC blocks (S305), and the content is reproduced (S306).

本発明は情報通信産業に適用することができる。 The present invention can be applied to the information communication industry.

０：ネットワーク
１：中継ノード
２：配信サーバ
３：受信装置
４：オペレーション装置
１０：入力インターフェイス部
１１：出力インターフェイス部
２０：スイッチ部
３０：処理部
４０：制御部
５０：制御部入出力インターフェイス部
１００：検出器 0: network 1: relay node 2: distribution server 3: receiving device 4: operation device 10: input interface unit 11: output interface unit 20: switch unit 30: processing unit 40: control unit 50: control unit input / output interface unit 100 :Detector

Claims

A data transfer system for transferring content datagrams using a plurality of relay nodes,
The relay node on the receiving side of the relay section where the loss of the content datagram has occurred sends the datagram of the “parity datagram transmission request” including the identification number of the FEC block of the content datagram where the loss has occurred to the upstream relay node. Before sending the datagram, send the datagram of the “parity datagram transmission request” to the upstream relay node and immediately send the datagram of “parity datagram transmission request sent” to the downstream relay node. Send
The relay node that received this immediately forwards it further to the downstream relay node,
The downstream relay node that has received the datagram of “parity datagram transmission request transmitted” suppresses transmission of the datagram of “parity datagram transmission request” to the relay node on the receiving side.
A data transfer system characterized by that.

If the receiving relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, send a datagram of “parity datagram transmission request sent” toward the downstream relay node,
Receive data packet "Transmission request for parity datagram" from upstream relay node within a predetermined waiting time after receiving the first datagram of FEC block of content datagram in which loss has occurred Otherwise, if the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuations in the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” data stream is upstream after the waiting time (T + α) elapses. Send to the relay node of
The data transfer system according to claim 1.

A data transfer method in which a plurality of relay nodes transfer content datagrams,
The relay node on the receiving side of the relay section where the loss of the content datagram has occurred sends the datagram of the “parity datagram transmission request” including the identification number of the FEC block of the content datagram where the loss has occurred to the upstream relay node. Before sending the datagram, send the datagram of the “parity datagram transmission request” to the upstream relay node and immediately send the datagram of “parity datagram transmission request sent” to the downstream relay node. Send
The relay node that received this immediately forwards it further to the downstream relay node,
The downstream relay node that has received the datagram of “parity datagram transmission request transmitted” suppresses transmission of the datagram of “parity datagram transmission request” to the relay node on the receiving side.
A data transfer method characterized by the above.

If the receiving relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, send a datagram of “parity datagram transmission request sent” toward the downstream relay node,
When a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” is not received from an upstream relay node within the waiting time set in advance after receiving the first datagram of the FEC block of the lost content datagram When the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuation of the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” is relayed upstream after the elapse of the waiting time (T + α). Send to the node,
The data transfer method according to claim 3, wherein:

The relay node device provided in a data transfer system in which a plurality of relay nodes transfer content datagrams,
The ability to detect loss of content datagrams;
Before sending the “parity datagram transmission request” datagram containing the identification number of the FEC block of the content datagram in which the loss has occurred to the upstream relay node, the “parity datagram transmission request” datagram A function of transmitting a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” to the upstream relay node immediately to the downstream relay node;
When a datagram of “Parity datagram transmission request has been transmitted” is received from an upstream relay node, a “parity datagram transmission request” datagram is not transmitted to the upstream relay node, and a “parity datagram transmission request” is transmitted. When the datagram of “transmitted” is not received from the upstream relay node, the function of transmitting the datagram of “parity datagram transmission request” to the upstream relay node;
A relay node device comprising:

If the relay node detects the loss of the content datagram,
Immediately, a function of transmitting a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” to the downstream relay node, and
When a datagram of “parity datagram transmission request transmitted” is not received from an upstream relay node within the waiting time set in advance after receiving the first datagram of the FEC block of the lost content datagram When the predetermined waiting time is T and the predetermined waiting time with respect to fluctuation of the arrival time of the content datagram is α, the datagram of the “parity datagram transmission request” is relayed upstream after the elapse of the waiting time (T + α). The ability to send to the node,
The relay node device according to claim 5, further comprising:

The program for making a computer implement | achieve each function of Claim 5 or 6.