JP5427707B2 - Data transmission system and method - Google Patents

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Description

本発明は、データ伝送システム及び方法に係り、帯域制限やバースト性に関する制限があるネットワークにおいて、データを伝送する場合に用いられ、特に、送受信装置においてネットワークの特性が未知であり、それらを推定することにより、データ損失を発生させず、ネットワーク帯域を効率的に伝送する必要のある場合に用いられるデータ伝送システム及び方法に関する。   The present invention relates to a data transmission system and method, and is used when data is transmitted in a network having a band limitation or a limitation on burstiness. In particular, the characteristics of the network are unknown in a transmission / reception apparatus, and they are estimated. The present invention relates to a data transmission system and method used when it is necessary to efficiently transmit a network band without causing data loss.

データ配信ネットワークは、複数のユーザによりネットワーク帯域を共有して伝送を行う。このため、配信ネットワークの余剰帯域にあわせて伝送レートを制御することが必要である。   In the data distribution network, a plurality of users share a network band and perform transmission. For this reason, it is necessary to control the transmission rate according to the surplus bandwidth of the distribution network.

レート制御機能を有するプロトコルの代表的なものとしてTCP(Transmission Control Protocol)が挙げられる。TCPでは、パケット廃棄によりネットワークの余剰帯域があるかどうか推定し、廃棄が発生した場合には、ウィンドウ制御により伝送レートを低減する。TCPは、データ転送では広く用いられているが、以下のような問題点がある。   A typical protocol having a rate control function is TCP (Transmission Control Protocol). In TCP, it is estimated whether there is a surplus network bandwidth due to packet discard, and if discard occurs, the transmission rate is reduced by window control. TCP is widely used in data transfer, but has the following problems.

第一に、TCPのレート制御がパケット廃棄を指標として制御をかけていることである。ネットワーク内で、パケット廃棄を許容しないトラヒック、例えば、マルチメディアデータのストリーム伝送等が存在する場合、TCPによって発生するパケット廃棄が他のトラヒックの品質に対して悪影響を及ぼす可能性がある。   First, TCP rate control is controlled using packet discard as an index. If there is traffic that does not allow packet discard in the network, for example, stream transmission of multimedia data, packet discard caused by TCP may adversely affect the quality of other traffic.

第二に、TCPは、余剰帯域をすべて使い切ろうと動作する上、レート制御時にウィンドウサイズを大きく低減させるため、伝送レートが一気に低下することである。このため、一定のレートで伝送を行うことを前提としているマルチメディアデータのストリーム伝送などにはTCPは適していない。   Second, TCP operates to use up all of the surplus bandwidth and greatly reduces the window size at the time of rate control, so the transmission rate decreases at a stretch. For this reason, TCP is not suitable for multimedia data stream transmission that is premised on transmission at a constant rate.

第三に、TCPは、出力のバースト性に着目した制御を行わないため、QOSの制限のある配信ネットワークに適用した場合、パケット廃棄が発生し、ネットワークを有効に利用した伝送が行えないことである。さらに、TCPはユニキャストプロトコルであり、マルチキャスト配信では用いることは出来ない。   Third, because TCP does not perform control focusing on output burstiness, packet loss occurs when it is applied to a distribution network with QOS restrictions, and transmission using the network effectively cannot be performed. is there. Furthermore, TCP is a unicast protocol and cannot be used for multicast distribution.

上記のような問題点を考慮し、マルチメディアのストリーミングでは、種々のレート制御の方法が用いられる。1つの方法は、ネットワークの余剰帯域を推定することにより、データ伝送のレートを制御する方法である。   In consideration of the above problems, various rate control methods are used in multimedia streaming. One method is to control the data transmission rate by estimating the excess bandwidth of the network.

データの余剰帯域を推定する方法は多数考案されているが、決まったパターンを有するパケット(プローブパケット)をネットワークに送信し、受信側でプローブパケットの受信間隔や遅延を測定することで、帯域測定を行う方法が一般的である(例えば、非特許文献1参照)。   Many methods have been devised to estimate the surplus bandwidth of data, but the bandwidth is measured by sending a packet (probe packet) having a fixed pattern to the network and measuring the reception interval and delay of the probe packet on the receiving side. The method of performing is general (for example, refer nonpatent literature 1).

例えば、Pathloadと呼ばれる帯域推定方法では、一定間隔の複数のパケットから構成されるパケット列をネットワークに入力し、受信されたパケットの間隔が開いたかどうかにより利用可能帯域の推定を行う(例えば、非特許文献2参照)。この方法はロバストであるが、間隔を一定としたパケット列を送信する必要があること、2分検索によりレート推定を行うため、測定のために多量のプローブパケットを送信する必要があり、ネットワークに与える負荷が大きいという問題がある。一方、2つの連続したパケットで構成されるパケットペアを送信し、その間隔の変化を測定する方法は、オーバーヘッドは、少ないが、パケットの受信間隔を精密に測定する必要があり、データ伝送帯域が高くなった場合には、必ずしも高い精度の帯域推定が得られない。   For example, in a bandwidth estimation method called Pathload, a packet sequence composed of a plurality of packets with a constant interval is input to the network, and the available bandwidth is estimated based on whether or not the interval between received packets is open (for example, non-loading). Patent Document 2). Although this method is robust, it is necessary to transmit a packet sequence with a constant interval, and to estimate the rate by binary search, it is necessary to transmit a large amount of probe packets for measurement, and There is a problem that a large load is applied. On the other hand, the method of transmitting a packet pair composed of two consecutive packets and measuring the change in the interval has a small overhead, but requires a precise measurement of the packet reception interval, and the data transmission bandwidth is small. When it becomes higher, it is not always possible to obtain a highly accurate band estimation.

また、ストリーミング通信のレートを決定するという観点より、余剰帯域の推定方法を比較する技術がある(例えば、非特許文献3参照)。この余剰帯域推定方法は、プローブパケットを用いて測定を行う方法であり、データの伝送中にレートを制御することは必ずしも考慮されていない。余剰帯域を推定しながらレート制御を行う方法として、2つのパケットの間隔により受信側において転送帯域を推定し、これに基づいて送信レートの制御を行う方法が提案されている(例えば、非特許文献4参照)。この方法は、パケット間隔に基づいてレート推定を行うため、パケット間隔が精密に測定される必要があり、当該非特許文献4においても数百kbpsの低いレートにおいてしか評価が行われていない。パケット間隔による評価は、前記のように、ビットレートが高くなると不正確になる可能性がある。   Further, there is a technique for comparing surplus bandwidth estimation methods from the viewpoint of determining a streaming communication rate (see, for example, Non-Patent Document 3). This surplus bandwidth estimation method is a method of performing measurement using a probe packet, and does not necessarily take into account controlling the rate during data transmission. As a method for performing rate control while estimating the surplus bandwidth, a method has been proposed in which a transfer bandwidth is estimated on the receiving side based on an interval between two packets, and a transmission rate is controlled based on this (for example, non-patent literature). 4). In this method, since the rate is estimated based on the packet interval, it is necessary to accurately measure the packet interval. Even in the non-patent document 4, evaluation is performed only at a low rate of several hundred kbps. As described above, the evaluation based on the packet interval may be inaccurate when the bit rate is increased.

マルチメディア配信において用いられるRTP(Real-time Transport Protocol)では、制御プロトコルであるRTCP(Real-time Transport Control Protocol)において、受信したパケットの遅延、廃棄率、ジッタといった情報を送信元にフィードバックする手段が用意されており(例えば、非特許文献5参照)、TCPと整合性のあるレート制御手段が規格化されている(例えば、非特許文献6参照)。しかし、標準化されているレート制御手法は、パケット廃棄によりレートを制御するものであり、前記の余剰帯域推定技術のように、パケット廃棄を発生させずにレートを制御するものではない。   In RTP (Real-time Transport Protocol) used in multimedia delivery, means such as RTCP (Real-time Transport Control Protocol), which is a control protocol, feeds back information such as delay, discard rate, and jitter of received packets to the transmission source. Is prepared (for example, see Non-Patent Document 5), and a rate control means compatible with TCP is standardized (for example, see Non-Patent Document 6). However, the standardized rate control method controls the rate by discarding packets, and does not control the rate without generating packet discards like the above-described surplus bandwidth estimation technique.

ネットワークにおけるパケット廃棄を無くす、もう1つの方法は、ネットワーク内で、パケット廃棄や過度の遅延が発生しないようにQOSを保証することである。QOSでは、帯域予約を行う事が必要となる。動的に帯域予約を行うプロトコルとしては、例えばRSVP(Resource reSerVation Protocol)(例えば、非特許文献7参照)等があるが、一般的に使われるようにはなっていない。また、QOSを保証したネットワークでは、入力トラヒックに対して、最大伝送レートの他、連続して入力可能なデータの量、すなわちバースト性を指標とし、指定以上のレートやバースト性を持つトラヒックがネットワーク内に流入することを阻止することで、他のトラヒックに対する影響が発生することを阻止する。したがってQOSが設定された配信ネットワークにおいて、ポリシングによる帯域制限を考慮せずに通信を行った場合、配信ネットワークにおいて、このようなポリシングが行われる場合には、平均レートがネットワークが許容する最大レート以下であっても、データが廃棄されてしまうという問題が発生する可能性がある。ところが、配信網におけるバースト性の制限条件は、送信装置に知られていない場合が多く、また、ソフトウェア制御によりデータ伝送を行うシステムでは、バースト性を一定以下に保つようにパケット間隔を調節することは、システムに大きな負荷を与える可能性がある。   Another way to eliminate packet discard in the network is to guarantee QOS so that packet discard and excessive delays do not occur in the network. In QOS, it is necessary to make a bandwidth reservation. For example, RSVP (Resource reSerVation Protocol) (see, for example, Non-Patent Document 7) or the like is a protocol that dynamically reserves a bandwidth, but is not generally used. In a network that guarantees QOS, the maximum transmission rate and the amount of data that can be continuously input, that is, burstiness is used as an index for the input traffic. By blocking the flow into the network, the influence on other traffic is prevented. Therefore, when communication is performed without considering bandwidth limitation due to policing in a distribution network in which QOS is set, when such policing is performed in the distribution network, the average rate is less than the maximum rate allowed by the network. Even so, there is a possibility that data may be discarded. However, there are many cases where the limiting condition of burstiness in the distribution network is not known to the transmission device, and in a system that performs data transmission by software control, the packet interval is adjusted to keep the burstiness below a certain level. Can put a heavy load on the system.

上記のレート制御技術は、いずれも、余剰帯域に着目したレート制御手法であり、配信ネットワークにおける許容バースト性といったものに着目した制御とはなっておらず、パケット間隔を制御するための処理オーバーヘッドを考慮した制御にもなっていない。   All of the above rate control techniques are rate control methods that focus on the surplus bandwidth, and are not controls that focus on such things as allowable burstiness in the distribution network, and processing overhead for controlling the packet interval is reduced. The control is not considered.

レート制御するこのシステムでは、パケット送出の間隔を1パケットごとに精密に制御しようとすると、処理のためのオーバーヘッドが大きくなるという問題がある。このため、ネットワークが許容するバースト性の範囲内で、出来るだけ大きな粒度でパケット送出を管理することが必要である。   In this system that controls the rate, there is a problem that the overhead for processing increases if the packet transmission interval is precisely controlled for each packet. For this reason, it is necessary to manage packet transmission with as large a granularity as possible within the range of burstiness allowed by the network.

以上のように、特にマルチメディアのストリーム伝送などのアプリケーションを想定した場合、データ伝送帯域やバースト性に制約のある配信ネットワークにおいて、安定かつ効率的なデータ伝送を行う手段は確立していない。さらに、マルチメディア配信において多く用いられるマルチキャスト配信においては、配信先毎にネットワークの制約条件が異なるため、ボトルネックを考慮してデータ伝送のパラメータ設定を行うことも必要である。   As described above, in particular, assuming applications such as multimedia stream transmission, a means for performing stable and efficient data transmission has not been established in a distribution network with restrictions on data transmission bandwidth and burstiness. Furthermore, in multicast distribution often used in multimedia distribution, network restriction conditions are different for each distribution destination, so it is also necessary to set data transmission parameters in consideration of bottlenecks.

R. S. Prasad, "Bandwidth estimation: metrics, measurement techniques, and tools" IEEE Network 2003.R. S. Prasad, "Bandwidth estimation: metrics, measurement techniques, and tools" IEEE Network 2003. Alok Shriram1, Margaret Murray2, Young Hyun1, Nevil Brownlee1, Andre Broido1, Marina Fomenkov1,"Comparison of Public End-to-End BandwidthEstimation Tools on High-Speed Links" In Proceedings of PAM 2005.Alok Shriram1, Margaret Murray2, Young Hyun1, Nevil Brownlee1, Andre Broido1, Marina Fomenkov1, "Comparison of Public End-to-End BandwidthEstimation Tools on High-Speed Links" In Proceedings of PAM 2005. "End-to-End 可用帯域推定方式の性能評価とストリーミンク通信への適用に関する検討" 加藤 肇、行松 健一、橋本 仁、平成 17 年度 情報処理学会東北支部研究会 講演番号 8."Performance evaluation of end-to-end available bandwidth estimation method and its application to stream mink communication" Kato Kaoru, Kenichi Yukimatsu, Hitoshi Hashimoto, FY 2005 IPSJ Tohoku Branch Lecture No. 8 Nadeem Aboobaker, David Chanady, Mario Gerla, M. Y. Sanadidi, "Streaming Media Congestion Control using Bandwidth Estimation1" Proceedings of the 5th IFIP/IEEE International Conference on Management of Multimedia Networks and Services: Management of Multimedia on the Internet 2002.Nadeem Aboobaker, David Chanady, Mario Gerla, M. Y. Sanadidi, "Streaming Media Congestion Control using Bandwidth Estimation1" Proceedings of the 5th IFIP / IEEE International Conference on Management of Multimedia Networks and Services: Management of Multimedia on the Internet 2002. "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications" RFC1889"RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications" RFC1889 "TCP Friendly Rate Control (TFRC):Potocol Specification" RFC3448"TCP Friendly Rate Control (TFRC): Potocol Specification" RFC3448 "Resource ReSerVation Protocol (RSVP)" RFC2205"Resource ReSerVation Protocol (RSVP)" RFC2205

上記のように、配信ネットワークの余剰帯域に応じて伝送レートを制御及び配信を行う方法として、TCPプロトコルは、輻輳時に伝送レートを急激に下げるフロー制御を行い、送信パケットのバースト性に着目した制御を行わないため、マルチメディアデータには適さないという問題がある。   As described above, as a method of controlling and distributing the transmission rate according to the surplus bandwidth of the distribution network, the TCP protocol performs flow control that sharply decreases the transmission rate during congestion, and controls focusing on the burst property of the transmitted packet Is not suitable for multimedia data.

また、余剰帯域を推定しながらレート制御を行う方法である非特許文献4の技術は、2つのパケット間隔を測定し、転送帯域を推定した上で送信レートを制御するが、パケット間隔が精密に測定される必要があり、高ビットレートで効果が得られるか疑問がある。   The technique of Non-Patent Document 4, which is a method of performing rate control while estimating the surplus bandwidth, measures the interval between two packets and estimates the transfer bandwidth, and then controls the transmission rate. There is a need to be measured, and there is doubt whether it can be effective at high bit rates.

また、非特許文献6の技術は、RTCPを用いた制御方法であるが、パケット廃棄により制御を行うものであって、パケット廃棄を発生させずにレートを制御するのではない。   The technique of Non-Patent Document 6 is a control method using RTCP. However, the control is performed by packet discard, and the rate is not controlled without causing packet discard.

一方、QOS保証されたネットワークにおいても、ネットワークの許容バースト性を超える入力トラヒックに対しては、たとえ、平均的に保証レート内であったとしてもパケット廃棄が生じてしまうという問題がある。   On the other hand, even in a QOS-guaranteed network, there is a problem in that, for input traffic exceeding the allowable burstiness of the network, packet discarding occurs even if the average traffic is within the guaranteed rate.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、配信ネットワークの余剰帯域を考慮することによりパケット廃棄の無い高品質なデータ伝送を実現するとともに、配信網の許容バースト性と、送出パケットの時間精度を考慮することにより、最適なバースト性制御を実現することが可能なデータ伝送システム及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and realizes high-quality data transmission without packet discard by considering the surplus bandwidth of the distribution network, as well as the allowable burst property of the distribution network and the time of the outgoing packet. An object of the present invention is to provide a data transmission system and method capable of realizing optimal burst control by considering accuracy.

上記の課題を解決するために、請求項1(請求項5)に係る発明によれば、本発明のデータ伝送システムにおいて、送信装置に、データ送信手段、レート監視手段、レート制御手段が、受信装置に、データ受信手段、レート超過検出手段が設けられ、一度に送信されるデータ量と最大伝送レートを制限するため、前記データ送信手段には、入力パケットをバッファリングし、一定の送信間隔ごとに、バッファリングされたパケットの中から許容データ量以下で構成される複数のパケットを取り出し、それらをデータバーストとして連続的に送信するように制御を行うデータ送信手段が設けられる。さらに、データ送信手段には、データバーストの先頭位置と送信間隔を受信装置に通知する機能が設けられる。データ送信手段を用いることにより、本データ伝送システムは、配信ネットワークの帯域及びバースト性の制限範囲内でデータを伝送するように制御することが可能である。さらに、データ送信手段は、複数のパケットをまとめて送出することが出来るため、送信装置をソフトウェア実装した場合など、パケット送出時間の制御が一定の粒度以下では行えない場合にも適用することが可能である。   In order to solve the above problems, according to the invention according to claim 1 (claim 5), in the data transmission system of the present invention, the data transmission means, the rate monitoring means, and the rate control means are included in the transmission device. The device is provided with data receiving means and rate excess detecting means, and in order to limit the amount of data transmitted at one time and the maximum transmission rate, the data transmitting means buffers input packets, and at a certain transmission interval. In addition, there is provided data transmission means for performing control so as to take out a plurality of packets having an allowable data amount or less from the buffered packets and continuously transmit them as data bursts. Further, the data transmission means is provided with a function of notifying the receiving device of the start position and transmission interval of the data burst. By using the data transmission means, the present data transmission system can be controlled to transmit data within the limits of the distribution network bandwidth and burstiness. Furthermore, since the data transmission means can send out multiple packets at a time, it can be applied even when the packet transmission time cannot be controlled below a certain granularity, such as when the transmission device is implemented in software. It is.

また、パケット廃棄及び配信ネットワークの利用可能帯域を評価するため、受信装置のデータ受信手段には、入力パケットからデータバーストの先頭位置を検出する機能と、データバースト内のパケット廃棄、及び、データバースト間の間隔を観測する機能が設けられる。レート超過検出手段にはパケット廃棄が検出された場合にはパケット廃棄通知を行う機能が設けられ、さらに、データバースト間隔とデータバースト送信周期の比が一定以下となったことと検出し、その状態が一定回数以上連続した場合には、レート超過を通知する機能が設けられる。送信側から送信されたデータバーストは、配信ネットワーク内で受ける帯域制限により、パケット間隔が広がって受信されるが、本発明の受信装置では、データバーストの最後のパケットから次のデータバーストの先頭までの間隔、すなわちデータバースト間隔とデータバースト送信周期の比率を評価することにより、配信ネットワークの伝送帯域にどのくらい余裕があるかを推定する。   In addition, in order to evaluate the available bandwidth of the packet discard and distribution network, the data receiving means of the receiving device includes a function for detecting the start position of the data burst from the input packet, the packet discard in the data burst, and the data burst. A function for observing the interval between them is provided. The rate excess detection means is provided with a function to notify the packet discard when the packet discard is detected, and further detects that the ratio between the data burst interval and the data burst transmission period is below a certain level, A function is provided for notifying that the rate has been exceeded when the number of times continues for a certain number of times. The data burst transmitted from the transmission side is received with the packet interval widened due to the bandwidth limitation received in the distribution network. In the receiving apparatus of the present invention, from the last packet of the data burst to the beginning of the next data burst. , That is, the ratio between the data burst interval and the data burst transmission period is estimated to estimate how much the transmission network has a transmission band.

また、送信装置のレート監視手段は、前記パケット廃棄通知に対して、データバースト内でのパケット廃棄位置の累積分布を評価するとともに、パケット廃棄がデータバースト終端部分で高確率に発生している場合には、許容データ量を低減するように制御する。この機能により、本発明のデータ伝送システムでは、ネットワークのバースト性に関する制限値を検出することができる。さらに、データバースト送信周期が一定以上である場合には、送信周期を許容データ量の低減割合と比例して低減させる。この機能により、最大伝送レートを一定に保ちながらバースト性を一定以下に抑えることが可能となる。さらに、レート監視手段では、データバースト送信周期が一定以上であるように制御を行うことで、データの送出処理に要する時間精度が限られる場合に対応することができる。   In addition, the rate monitoring unit of the transmitting apparatus evaluates the cumulative distribution of the packet discard positions in the data burst in response to the packet discard notification, and the packet discard occurs at a high probability at the end of the data burst. Is controlled so as to reduce the allowable data amount. With this function, the data transmission system of the present invention can detect a limit value related to the burstiness of the network. Further, when the data burst transmission cycle is a certain value or more, the transmission cycle is reduced in proportion to the reduction rate of the allowable data amount. This function makes it possible to keep the burstiness below a certain level while keeping the maximum transmission rate constant. Furthermore, the rate monitoring means can cope with a case where the time accuracy required for the data transmission process is limited by performing control so that the data burst transmission cycle is a certain value or more.

また、請求項2(請求項6)に係る発明によれば、本発明の送信装置は、一定個数のデータバーストを送信した際に、レート超過通知を受けなかった場合に、レート制御手段によりデータ転送レートを一定割合で増加させるように制御を行うことができる。   Further, according to the invention of claim 2 (claim 6), the transmission apparatus of the present invention transmits data by the rate control means when it does not receive an over-rate notification when transmitting a certain number of data bursts. Control can be performed to increase the transfer rate at a constant rate.

また、請求項3(請求項7)に係る発明によれば、本発明のデータ伝送システムは、複数の受信装置に対してデータを送信する場合、いずれかの配信先(受信装置)よりレート超過通知、及び、パケット廃棄通知を受信することにより、前記レート監視手段、及び、レート制御手段を実行する。   According to the invention of claim 3 (claim 7), when the data transmission system of the present invention transmits data to a plurality of receiving devices, it exceeds the rate from any of the delivery destinations (receiving devices). The rate monitoring means and the rate control means are executed by receiving the notification and the packet discard notification.

また、請求項4(請求項8)に係る発明によれば、データバーストを配信ネットワーク内で転送する場合、一般的には、データバースト自体の負荷により、データバーストの終端部分に行くほど廃棄が発生する確率が高くなる。本発明の送信装置では、パケット並び替え手段により、重要度の高いデータをデータバーストの先頭部分に配置することで、パケット廃棄の影響を低減することが可能である。パケットの順序は、パケットにシーケンス番号を付加しておくことで元に戻すことが可能である。   According to the invention of claim 4 (invention 8), when transferring a data burst within a distribution network, in general, due to the load of the data burst itself, the data burst is discarded toward the end of the data burst. The probability of occurrence increases. In the transmission apparatus of the present invention, it is possible to reduce the influence of packet discarding by placing highly important data at the beginning of the data burst by the packet rearranging means. The packet order can be restored by adding a sequence number to the packet.

上述のように、請求項1,5に係る発明によれば、送信手段の入力パケットバッファ内のパケット量が増加した場合には、レート制御手段によりデータ入力レートが低減される。このため、装置に入力されるデータのレートは最大レート以下に制限することが出来る。さらに、受信装置よりレート超過通知を受信した場合、送信装置は、レート制御手段により、当該送信装置へのデータ入力レートを低減させる。この機能により、伝送データ帯域が配信ネットワークの許容データ帯域に近づいた場合には、レートを落とすように制御を行うことができる。   As described above, according to the first and fifth aspects of the present invention, when the amount of packets in the input packet buffer of the transmission means increases, the data input rate is reduced by the rate control means. For this reason, the rate of data input to the apparatus can be limited to a maximum rate or less. Further, when a rate excess notification is received from the receiving device, the transmitting device reduces the data input rate to the transmitting device by the rate control means. With this function, when the transmission data band approaches the allowable data band of the distribution network, control can be performed to reduce the rate.

また、請求項2,6に係る発明によれば、配信網の輻輳が回復し、余剰帯域が増加した場合には、データ伝送レートを復元することが可能である。本発明のデータ伝送システムでは、受信装置におけるデータバースト間隔と送信周期の比が一定以下になるように制御するため、一定の余剰帯域を確保するようにレートが調節される。   According to the inventions according to claims 2 and 6, when the congestion of the distribution network is recovered and the surplus bandwidth is increased, the data transmission rate can be restored. In the data transmission system according to the present invention, the rate is adjusted so as to ensure a certain excess bandwidth because control is performed so that the ratio of the data burst interval and the transmission period in the receiving device is not more than a certain value.

また、請求項3,7に係る発明によれば、伝送帯域や許容バースト性に関してボトルネックとなっている配信先に合わせてバースト性及び伝送レートを制御することが可能である。さらにレート超過通知、パケット廃棄通知の送信元を判定することで、配信ネットワーウ内で、ボトルネックとなっている受信装置を特定することが出来る。   Further, according to the third and seventh aspects of the invention, it is possible to control the burst property and the transmission rate in accordance with the delivery destination that is a bottleneck with respect to the transmission band and the allowable burst property. Further, by determining the transmission source of the rate excess notification and the packet discard notification, it is possible to identify the receiving device that is the bottleneck in the distribution network.

また、請求項4,8に係る発明によれば、データ送信手段にパケット並び替え手段を設けることでデータバーストの先頭部分に重要度の高いデータが来るように、パケットを並び替えて出力することができる。   Further, according to the inventions according to claims 4 and 8, by arranging the packet rearranging means in the data transmitting means, the packets are rearranged and outputted so that highly important data comes to the head part of the data burst. Can do.

本発明の第1の実施の形態におけるデータ伝送システムの構成図である。It is a block diagram of the data transmission system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるデータ送信部の構成例である。It is a structural example of the data transmission part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるデータバーストの構成の概念図である。It is a conceptual diagram of the structure of the data burst in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における配信ネットワークでのデータバーストの概念図である。It is a conceptual diagram of the data burst in the delivery network in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における受信装置で受信されたデータバーストを示す図である。It is a figure which shows the data burst received with the receiver in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるバースト性の制限によるパケット廃棄の例である。It is an example of the packet discard by the restriction | limiting of the burst property in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるパケット廃棄に対する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process with respect to the packet discard in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるデータ入力レートの制御例である。It is an example of control of the data input rate in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における複数の受信装置がある場合のシステム構成図である。It is a system block diagram in case there exists a some receiver in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態におけるパケット並び替え部を有する送信部の構成図である。It is a block diagram of the transmission part which has a packet rearrangement part in the 4th Embodiment of this invention.

以下図面と共に、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態におけるデータ伝送システムの構成を示す。   FIG. 1 shows a configuration of a data transmission system according to an embodiment of the present invention.

同図に示すデータ伝送システムは、送信装置100、受信装置200、及び、配信ネットワーク300によって構成される。送信装置100は、データ送信部110、レート監視部120、レート制御部130を有し、受信装置200は、データ受信部210、レート超過検出部220を有する。   The data transmission system shown in FIG. 1 includes a transmission device 100, a reception device 200, and a distribution network 300. The transmission device 100 includes a data transmission unit 110, a rate monitoring unit 120, and a rate control unit 130, and the reception device 200 includes a data reception unit 210 and an excess rate detection unit 220.

図2は、本発明の一実施の形態におけるデータ送信部の構成を示す。   FIG. 2 shows the configuration of the data transmission unit in one embodiment of the present invention.

送信装置100のデータ送信部110は、入力バッファ111とパケット出力部112を有する。   The data transmission unit 110 of the transmission device 100 includes an input buffer 111 and a packet output unit 112.

データ送信部110は、まず、入力パケットを入力バッファ111にバッファリングし、パケット出力部112が、そこから、一定周期ごとに複数のパケットを取り出し、図3に示すようなデータバーストとして連続的に配信ネットワークに送出する。   The data transmission unit 110 first buffers the input packet in the input buffer 111, and the packet output unit 112 extracts a plurality of packets from the packet at regular intervals and continuously as data bursts as shown in FIG. Send to distribution network.

図3は、本発明の一実施の形態におけるデータバーストの概念図である。データバースト内のパケット数は、データバーストのデータ量が、許容データ量以下となるように制御され、また、データバーストの間隔は、データバースト送出周期によって一定に制御される。データ送信部110によって出力されるデータの最大レートは、データバーストの許容データ量/送出周期となる。このように、データ送信部110では、送信データの最大レートとバースト性が一定以下となるように制御を行う。最大出力レート以上でパケットを受信すると、入力バッファ111にパケットが蓄積されるが、一定量以上のパケットが蓄積された場合には、レート制御部120を介して入力データレートを低減するように制御が行われる。   FIG. 3 is a conceptual diagram of a data burst in one embodiment of the present invention. The number of packets in the data burst is controlled such that the data amount of the data burst is less than the allowable data amount, and the interval between the data bursts is controlled to be constant according to the data burst transmission period. The maximum rate of data output by the data transmission unit 110 is the allowable data amount of data burst / sending period. In this way, the data transmission unit 110 performs control so that the maximum rate and burstiness of transmission data are below a certain level. When a packet is received at the maximum output rate or higher, the packet is accumulated in the input buffer 111. When a certain amount of packets is accumulated, control is performed to reduce the input data rate via the rate control unit 120. Is done.

データ送信部110には、このほか、データバーストの先頭位置と、送信周期を受信装置200に通知する機能が設けられる。データバーストの先頭位置は、パケットヘッダにマーカフラグを設ける方法、マーカーパケットをデータバーストの前あるいは後に送信する方法、あるいは、パケットにシーケンス番号を添付し、データバーストの先頭パケットのシーケンス番号を受信装置に通知する方法により実現することが出来る。   In addition to this, the data transmission unit 110 is provided with a function of notifying the reception device 200 of the start position of the data burst and the transmission cycle. The start position of the data burst is determined by a method of providing a marker flag in the packet header, a method of transmitting the marker packet before or after the data burst, or a sequence number attached to the packet, and the sequence number of the start packet of the data burst being sent to the receiving device. This can be realized by a notification method.

図4は、本発明の一実施の形態における配信ネットワーク内でのデータバーストの概念図であり、配信ネットワーク内でデータバーストが転送される際の振る舞いを示している。配信ネットワーク300内のノードにおいて、データバーストの伝送レートより出力リンクの伝送帯域が低い場合、パケットの出力に入力より長い時間が必要となるため、パケットはバッファリングされ、(b)に示すように入力間隔よりも広いパケット間隔でデータバーストが出力される。一方、データバーストの伝送レートが出力帯域より低い場合、パケットの転送時間は短くなるが、一旦、広がったパケット間隔は元には戻らないため、(c)に示すように、データバーストは、広がったパケット間隔を保存して伝送される。他のトラヒックとの干渉がある場合、他のトラヒックのパケットが対象とするパケットの前後に挿入されることにより、(d)に示すように、パケット間隔はランダム化された状態となる。しかし、ネットワークの余剰帯域に応じて、パケット間隔が開くという性質は残る。   FIG. 4 is a conceptual diagram of data bursts in the distribution network according to an embodiment of the present invention, and shows the behavior when data bursts are transferred in the distribution network. When the transmission bandwidth of the output link is lower than the transmission rate of the data burst in the node in the distribution network 300, a longer time than the input is required to output the packet, so the packet is buffered, as shown in (b) Data bursts are output at a packet interval wider than the input interval. On the other hand, when the transmission rate of the data burst is lower than the output bandwidth, the packet transfer time is shortened. However, since the packet interval once widened is not restored, the data burst is widened as shown in (c). The packet interval is saved and transmitted. When there is interference with other traffic, the packet interval is randomized as shown in (d) by inserting other traffic packets before and after the target packet. However, the property that the packet interval increases according to the surplus bandwidth of the network remains.

図5は、本発明の一実施の形態における受信装置で受信されたデータバーストを示す。
ここで、データバーストが受信装置200に到着した時、次のデータバーストと連続した状態になっていた場合は、データバースト内のパケットがバースト周期の時間内に送りきれなくなった状態、つまり、データの伝送レートが、配信網内の伝送レートを超えている状態と考えることが出来る。本発明のデータ伝送システムでは、この点に着目し、データバースト間隔とデータバースト送信周期の比率を算出し、その値が閾値以下となる状態が一定回数連続した場合には、レート超過検出部220により送信装置100にレート超過を通知する。送信装置100のレート監視部120は、受信装置200よりレート超過通知を受けると、送信装置100に対する入力データレートを低減するようにレート制御部130を制御する。このように、本発明のデータ伝送システムでは、データ伝送レートが配信網の許容伝送レートに近づいていることをパケット廃棄が発生する前に検出し、フィードバックを行う。
FIG. 5 shows a data burst received by the receiving apparatus according to the embodiment of the present invention.
Here, when the data burst arrives at the receiving apparatus 200, if the data burst is continuous with the next data burst, the state in which the packets in the data burst cannot be sent within the burst period, that is, the data It can be considered that the transmission rate exceeds the transmission rate in the distribution network. In the data transmission system of the present invention, paying attention to this point, the ratio between the data burst interval and the data burst transmission period is calculated. To notify the transmitting device 100 that the rate has been exceeded. When the rate monitoring unit 120 of the transmission device 100 receives a rate excess notification from the reception device 200, the rate monitoring unit 120 controls the rate control unit 130 to reduce the input data rate to the transmission device 100. As described above, the data transmission system of the present invention detects that the data transmission rate is approaching the allowable transmission rate of the distribution network before the packet discard occurs, and performs feedback.

図6は、本発明の一実施の形態におけるバースト性の制限によるパケット廃棄の例を示す。データバーストの許容データ量が、配信ネットワーク300のポリシングまたはバッファ量によって許容されるバースト性を超えている場合、図6に示すように、配信ネットワーク300内でパケット廃棄が発生する。このようにして発生するパケット廃棄は、データバーストのデータサイズが一定以上となった場合に、データバーストの終端部分で定常的に発生するが、受信装置200では、データバースト内のデータ位置に対するパケット廃棄の累積分布を観測することにより、データバーストの終端部に連続かつ高確率でパケット廃棄が発生する場合には、送信装置100にパケット破棄通知を送信する。当該パケット破棄通知を受信した送信装置100のレート監視部120は、データバーストの許容データ量を削減するように制御を行う。   FIG. 6 shows an example of packet discard due to the restriction of burstiness in an embodiment of the present invention. When the allowable data amount of the data burst exceeds the burst property allowed by the policing or buffer amount of the distribution network 300, packet discarding occurs in the distribution network 300 as shown in FIG. The packet discard that occurs in this manner is steadily generated at the end of the data burst when the data size of the data burst exceeds a certain value. In the receiving apparatus 200, however, the packet discard for the data position in the data burst is performed. By observing the cumulative distribution of discards, a packet discard notification is transmitted to the transmitting apparatus 100 when packet discards occur at the end of the data burst continuously and with high probability. The rate monitoring unit 120 of the transmission apparatus 100 that has received the packet discard notification performs control so as to reduce the allowable data amount of the data burst.

ここで、ネットワークの伝送帯域は、バースト性に関する制約とは独立しているため、本発明の送信装置100では、データバーストの許容データ量を低減された場合には、データバーストの出力周期を同じ割合で低減することにより、最大出力レートが保持されるように制御する。また、パケット出力間隔の制御に関して時間粒度の制限が存在する場合には、送出時間間隔は、最小周期以下とならないように制御される。ソフトウェア実装によって実装されるデータ伝送システムでは、最小周期は、割り込みや、プロセスのスケジュール時間精度により制約される。出力周期が制限値となった場合には、許容データ量に比例して最大出力レートは低減される。これは、送信装置100の性能の限界を反映している。   Here, since the transmission band of the network is independent of the restriction on the burst property, in the transmission device 100 of the present invention, when the allowable data amount of the data burst is reduced, the output period of the data burst is the same. Control is performed such that the maximum output rate is maintained by reducing the rate. Further, when there is a time granularity restriction regarding the control of the packet output interval, the transmission time interval is controlled so as not to be less than the minimum period. In a data transmission system implemented by software implementation, the minimum period is limited by interrupts and process schedule time accuracy. When the output cycle reaches the limit value, the maximum output rate is reduced in proportion to the allowable data amount. This reflects the performance limit of the transmission device 100.

図7は、本発明の一実施の形態におけるパケット廃棄に対する処理のフローチャートであり、送信装置100における、受信装置200から受信したパケット廃棄通知に対する処理を示している。   FIG. 7 is a flowchart of processing for packet discard according to an embodiment of the present invention, and shows processing for a packet discard notification received from the receiving device 200 in the transmitting device 100.

レート監視部120は、受信装置200からパケット廃棄通知を受信すると(ステップ101)、パケット廃棄のデータバースト内での位置に対する発生頻度を測定し、廃棄がデータバースト終端部分で高確率に発生している場合には(ステップ102、Yes)、データバーストの許容データ量を低減するように制御するようにレート制御部130を制御する(ステップ103)。さらに、許容データ量が低減された時、データバースト送信周期が一定以上ある場合には(ステップ104、Yes)、データバーストの送信周期を許容データ量の低減割合と比例するように低減する(ステップ105)。これにより出力周期を短くして小刻みにデータを出力することにより、一度に出力するデータ量を低減することができる。バースト出力周期限界未満の場合は(ステップ104、No)、許容データ量に比例して最大出力レートを低減する(ステップ106)。   When the rate monitoring unit 120 receives the packet discard notification from the receiving apparatus 200 (step 101), the rate monitoring unit 120 measures the frequency of occurrence of the packet discard with respect to the position in the data burst, and discard occurs with high probability at the end of the data burst. If yes (step 102, Yes), the rate controller 130 is controlled so as to reduce the allowable data amount of the data burst (step 103). Further, when the allowable data amount is reduced, if the data burst transmission period is equal to or greater than a certain value (step 104, Yes), the data burst transmission period is reduced in proportion to the reduction ratio of the allowable data amount (step 104). 105). As a result, the amount of data output at a time can be reduced by shortening the output cycle and outputting data in small increments. If it is less than the burst output cycle limit (step 104, No), the maximum output rate is reduced in proportion to the allowable data amount (step 106).

次に、送信装置100のレート制御部120について説明する。   Next, the rate control unit 120 of the transmission device 100 will be described.

図8は、本発明の一実施の形態におけるデータ入力レートの制御例であり、送信装置100のレート制御部130による入力レートの制御例を示している。まず、データ送信部110において入力バッファ111内のデータ量が一定以上となった場合には、レートを低減するように制御を行う。この機能により、送信装置100へのデータ入力レートが、配信ネットワーク300で許容される最大伝送レートを超えないように制御を行うことができる。さらに、レート監視部120は、受信装置200よりレート超過通知を受けた場合に、レートを低減するように送信装置100への入力レートの制限を行うようレート制御部130を制御する。この機能により、データ伝送レートが配信ネットワーク300の許容データ帯域に近づいたときには、データ伝送レートを低減するように制御を行うことができる。   FIG. 8 is an example of data input rate control according to an embodiment of the present invention, and shows an example of input rate control by the rate control unit 130 of the transmission apparatus 100. First, when the amount of data in the input buffer 111 exceeds a certain value in the data transmission unit 110, control is performed to reduce the rate. With this function, control can be performed so that the data input rate to the transmission device 100 does not exceed the maximum transmission rate allowed by the distribution network 300. Furthermore, when the rate monitoring unit 120 receives a notification of excess rate from the receiving device 200, the rate monitoring unit 120 controls the rate control unit 130 to limit the input rate to the transmitting device 100 so as to reduce the rate. With this function, when the data transmission rate approaches the allowable data band of the distribution network 300, control can be performed to reduce the data transmission rate.

[第2の実施の形態]
本実施の形態では、送信装置100が受信装置200からレート超過通知を受信しない場合について説明する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, a case will be described in which transmitting apparatus 100 does not receive an over-rate notification from receiving apparatus 200.

本発明の送信装置100のレート制御部130は、受信装置200からレート超過通知を受けない場合には、データレートを微増するように制御を行う。これにより、配信ネットワーク300の余剰帯域が増加した場合には、伝送レートを一定の割合で増加させる。この機能により、配信ネットワーク300の輻輳が回復し、余剰帯域が増加した場合には、データ伝送レートを復元することが可能である。さらに、配信ネットワーク300の利用可能帯域を有効に利用した伝送を行うこともできる。本データ伝送システムでは、受信装置200において、データバースト間隔とデータバースト送信周期の比率が一定以下とならないように制御が行われるため、配信ネットワーク300の余剰帯域を一定量確保するように伝送レートを調節する。TCP等の伝送プロトコルでも、データ伝送レートを増加させていくことにより許容伝送帯域を探索する手法が用いられるが、本発明のデータ伝送システムでは、パケット廃棄に基づく制御ではないこと、レートを低減させる際に、ウィンドウサイズを半減するといった極端な制御を行わないことが異なる。   When the rate control unit 130 of the transmission device 100 of the present invention does not receive a rate excess notification from the reception device 200, the rate control unit 130 performs control to slightly increase the data rate. Thereby, when the surplus bandwidth of the distribution network 300 increases, the transmission rate is increased at a constant rate. With this function, it is possible to restore the data transmission rate when the congestion of the distribution network 300 recovers and the surplus bandwidth increases. Furthermore, it is possible to perform transmission using the available bandwidth of the distribution network 300 effectively. In this data transmission system, control is performed in the receiving apparatus 200 so that the ratio between the data burst interval and the data burst transmission cycle does not become a certain value or less, so the transmission rate is set so as to secure a certain amount of surplus bandwidth of the distribution network 300. Adjust. Even in a transmission protocol such as TCP, a technique of searching for an allowable transmission band by increasing the data transmission rate is used. However, in the data transmission system of the present invention, the control is not based on packet discard, and the rate is reduced. However, it is different that extreme control such as halving the window size is not performed.

[第3の実施の形態]
本実施の形態では、1つの送信装置に対して複数の受信装置がある場合について説明する。
[Third Embodiment]
In this embodiment, a case where there are a plurality of receiving apparatuses for one transmitting apparatus will be described.

図9は、本発明の第3の実施の形態における複数の受信装置がある場合のデータ伝送システムの構成を示している。複数の受信装置200〜200がある場合、データはマルチキャストにより効率的に伝送することが可能である。一方。受信装置200〜200から通知されるパケット廃棄通知、レート超過通知は、受信装置毎に個別に通知が行われるため、送信装置100は、許容バースト性が最も小さな受信装置、利用可能なデータ伝送帯域が最も小さな受信装置にあわせてパラメータを制御することが可能である。さらに、送信装置100は、受信装置からの通知に含まれる送信元アドレスや、送信元識別子により、どの受信装置から通知を受けたかを知ることが出来るため、配信ネットワーク内でボトルネックとなっている受信装置を特定することができる。 FIG. 9 shows the configuration of a data transmission system in the case where there are a plurality of receiving apparatuses in the third embodiment of the present invention. When there are a plurality of receiving apparatuses 200 1 to 200 n , data can be efficiently transmitted by multicast. on the other hand. Since the packet discard notification and the rate excess notification notified from the receiving devices 200 1 to 200 n are individually notified for each receiving device, the transmitting device 100 has the smallest allowable burst property and the usable data. It is possible to control the parameters according to the receiving apparatus having the smallest transmission band. Furthermore, since the transmission device 100 can know from which reception device the notification is received from the transmission source address and the transmission source identifier included in the notification from the reception device, it is a bottleneck in the distribution network. The receiving device can be specified.

[第4の実施の形態]
本実施の形態では、パケットのデータ順序の再配置を行う例を説明する。
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, an example of rearranging the data order of packets will be described.

図10は、本発明の第4の実施の形態におけるパケット並び替え機能を有するデータ送信部の構成を示す。同図に示す送信装置100のデータ送信部110は、図2のデータ送信部110の機能にパケット並び替え部113を付加した構成である。   FIG. 10 shows a configuration of a data transmission unit having a packet rearrangement function in the fourth embodiment of the present invention. The data transmission unit 110 of the transmission apparatus 100 shown in the figure has a configuration in which a packet rearrangement unit 113 is added to the function of the data transmission unit 110 of FIG.

前述の図6に示すように、データバーストを伝送する際、データバーストの終端になるほどネットワークに対しては負荷がかかるため、パケット廃棄はデータバーストの終端部分で発生する確率が高くなる。この点を考慮し、パケット並び替え部113では、データバーストの先頭に近い部分に、重要度の高いデータを配置することでデータ廃棄の影響を低減することが可能である。パケットにシーケンス番号を添付しておくことにより、データ送信部110において並べ替えたパケット順序は、データ受信部210で元に復元することが可能である。   As shown in FIG. 6 described above, when a data burst is transmitted, a load is applied to the network as the end of the data burst is reached. Therefore, the probability of packet discard occurring at the end of the data burst increases. In consideration of this point, the packet rearrangement unit 113 can reduce the influence of data discard by arranging highly important data in a portion close to the head of the data burst. By attaching a sequence number to a packet, the packet order rearranged in the data transmission unit 110 can be restored to the original in the data reception unit 210.

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.

100 送信装置
110 データ送信部
111 入力バッファ
112 パケット出力部
113 パケット並び替え部
120 レート監視部
130 レート制御部
200 受信装置
210 データ受信部
220 レート超過検出部
300 配信ネットワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Transmission apparatus 110 Data transmission part 111 Input buffer 112 Packet output part 113 Packet rearrangement part 120 Rate monitoring part 130 Rate control part 200 Reception apparatus 210 Data reception part 220 Excess rate detection part 300 Distribution network

Claims (8)

送信装置、1つまたは複数の受信装置、及び、配信ネットワークによって構成されるデータ伝送システムであって、
前記送信装置は、
入力パケットをバッファリングし、送信間隔毎に、バッファリングされたパケットの中から許容データ量以下で構成される複数のパケットを取り出し、それらをデータバーストとして連続的に前記配信ネットワークに送信すると共に、データバースト送信周期、及び、先頭パケット位置を前記受信装置に通知するデータ送信手段と、
前記受信装置からレート超過通知を受信した場合、または、前記データ送信手段のバッファ内のデータ量が一定以上に達した場合には、当該送信装置へのデータ入力レートを低減するように制御を行うレート制御手段と
記受信装置からパケット廃棄通知を受信した時、パケット廃棄のデータバースト内での位置に対する発生頻度を測定し、廃棄がデータバースト終端部分で高確率に発生している場合には、前記データバーストの許容データ量を低減するように制御するように前記レート制御手段を制御し、さらに、許容データ量が低減された時、データバースト送信周期が一定以上ある場合には、データバーストの送信周期を許容データ量の低減割合と比例するように低減するレート監視手段と、
を有し、
前記受信装置は、入力パケットからデータバーストの先頭位置を検出するとともに、該データバースト内のパケット廃棄、及び、該データバーストの最終パケットから次のデータバーストの開始までの間隔であるデータバースト間隔を検出するデータ受信手段と、
パケット廃棄が検出された場合に、パケット廃棄通知を前記送信装置の前記レート監視手段に送信する機能と、前記データバースト間隔と前記データバースト送信周期の比が一定以下となったことを検出する機能、及び、それが一定回数以上連続した場合に、レート超過通知を該レート監視手段に送信する機能を含むレート超過検出手段と、
を有することを特徴とするデータ伝送システム。
A data transmission system comprising a transmitting device, one or more receiving devices, and a distribution network,
The transmitter is
Buffering the input packet, for each transmission interval, taking out a plurality of packets configured with an allowable data amount or less from the buffered packets, continuously sending them as data bursts to the distribution network, A data transmission means for notifying the receiving apparatus of a data burst transmission period and a leading packet position;
When a rate excess notification is received from the receiving device, or when the amount of data in the buffer of the data transmitting means reaches a certain level, control is performed to reduce the data input rate to the transmitting device. Rate control means ;
When receiving the packet discard notification before Symbol receiving device measures the frequency of occurrence relative to the position of the data within a burst of packet discard, when the waste occurs in high probability in a data burst end portion, said data burst The rate control means is controlled to control so as to reduce the allowable data amount, and when the allowable data amount is reduced, if the data burst transmission cycle is more than a certain value, the data burst transmission cycle is set. Rate monitoring means for reducing the proportion of allowable data in proportion to the reduction rate;
Have
The receiving device detects the start position of a data burst from an input packet, discards a packet in the data burst, and sets a data burst interval that is an interval from the last packet of the data burst to the start of the next data burst. Data receiving means to detect;
If the packet discard is detected, the ability to detect a function of transmitting a packet discard notification to the rate monitoring unit of the transmission device, that the ratio of the data burst transmission cycle and the data burst interval becomes constant less And an over-rate detection means including a function of transmitting an over-rate notification to the rate monitoring means when it continues for a certain number of times,
A data transmission system comprising:
前記送信装置の前記レート制御手段は、
一定個数のデータバーストを送信した際に、レート超過通知を受けなかった場合には、当該送信装置への入力データレートを一定割合で増加させるように制御するレート調節手段を含む
請求項1に記載のデータ伝送システム。
The rate control means of the transmitter is
The rate adjustment means for controlling to increase the input data rate to the transmission apparatus at a constant rate when a rate excess notification is not received when a predetermined number of data bursts are transmitted. Data transmission system.
前記送信装置は、
複数の受信装置に対してデータを送信する際に、レート超過通知、及び、パケット廃棄通知が、いずれかの受信装置より通知された場合には、前記レート監視手段及び前記レート制御手段を実行すると同時に、通知元を判定することにより、レート超過及びパケット廃棄の発生した受信装置を特定する手段を含む
請求項1に記載のデータ伝送システム。
The transmitter is
When transmitting data to a plurality of receiving devices, if the rate excess notification and the packet discard notification are notified from any of the receiving devices, the rate monitoring unit and the rate control unit are executed. The data transmission system according to claim 1, further comprising means for determining a receiving device in which an excess of rate and packet discard have occurred by determining a notification source.
データ送信手段は、
前記データバースト内で重要度の高いパケットを、データバースト先頭になるようにパケットの送出順序を並び替えるパケット並び替え手段を有し、
前記データ受信手段は、
前記データ送信手段から受信したパケットの順序を元に戻す手段を有する
請求項1に記載のデータ伝送システム。
Data transmission means
A packet rearranging means for rearranging a packet sending order so that a packet having high importance in the data burst becomes the head of the data burst;
The data receiving means includes
The data transmission system according to claim 1, further comprising means for restoring the order of packets received from the data transmission means.
配信ネットワークの余剰帯域に応じて伝送レートを制御及び配信するデータ伝送方法であって、
送信装置、1つまたは複数の受信装置、及び、前記配信ネットワークによって構成されるデータ伝送システムにおいて、
前記送信装置は、データ送信手段、レート監視手段、レート制御手段を有し、
前記受信装置は、データ受信手段、レート超過検出手段を有し、
前記送信装置の前記データ送信手段が、入力パケットをバッファリングし、送信間隔毎に、バッファリングされたパケットの中から許容データ量以下で構成される複数のパケットを取り出し、それらをデータバーストとして連続的に前記配信ネットワークに送信すると共に、データバースト送信間隔、及び、先頭パケット位置を前記受信装置に通知し、
前記受信装置の前記データ受信手段が、入力パケットから前記データバーストの先頭位置を検出するとともに、該データバースト内のパケット廃棄、及び、該データバーストの最終パケットから次のデータバーストの開始までの間隔であるデータバースト間隔を検出するデータ送信ステップと、
前記レート超過検出手段が、パケット廃棄が検出された場合に、パケット廃棄通知を前記レート監視手段に送信すると共に、前記データバースト間隔と前記データバースト送信周期の比が一定以下となったことを検出し、それが一定回数以上連続した場合に、レート超過通知を前記送信装置に送信するレート超過検出ステップと、
前記送信装置の前記レート監視手段が、前記受信装置から前記パケット廃棄通知を受信すると、パケット廃棄のデータバースト内での位置に対する発生頻度を測定し、廃棄がデータバースト終端部分で高確率に発生している場合には、前記データバーストの許容データ量を低減するように前記レート制御手段を制御し、さらに、許容データ量が低減された時、データバースト送信周期が一定以上ある場合には、データバーストの送信周期を許容データ量の低減割合と比例するように低減するレート監視ステップと、
前記送信装置のレート制御手段が、前記受信装置からレート超過通知を受信した場合、または、前記データ送信手段のバッファ内のデータ量が一定以上に達した場合には、当該送信装置へのデータ入力レートを低減するように制御を行うレート制御ステップと、
を行うことを特徴とするデータ伝送方法。
A data transmission method for controlling and distributing a transmission rate according to an excess bandwidth of a distribution network,
In a data transmission system constituted by a transmission device, one or a plurality of reception devices, and the distribution network,
The transmission device includes data transmission means, rate monitoring means, rate control means,
The receiving apparatus has data receiving means, rate excess detecting means,
The data transmission means of the transmission apparatus buffers the input packet, and extracts a plurality of packets configured with an amount less than or equal to the allowable data amount from the buffered packets at each transmission interval, and continuously uses them as a data burst. To transmit to the distribution network, and notify the receiving apparatus of the data burst transmission interval and the head packet position,
The data receiving means of the receiving device detects the start position of the data burst from the input packet, discards the packet in the data burst, and the interval from the last packet of the data burst to the start of the next data burst A data transmission step of detecting a data burst interval which is
When the rate excess detection means detects packet discard, it sends a packet discard notification to the rate monitoring means, and detects that the ratio between the data burst interval and the data burst transmission period is below a certain level. And an over-rate detection step of transmitting an over-rate notification to the transmitting device when it continues for a certain number of times, and
When the rate monitoring means of the transmitting apparatus receives the packet discard notification from the receiving apparatus, it measures the frequency of occurrence of packet discard with respect to the position in the data burst, and discard occurs with high probability at the end of the data burst. The rate control means is controlled to reduce the allowable data amount of the data burst. A rate monitoring step for reducing the burst transmission period in proportion to the reduction rate of the allowable data amount;
When the rate control means of the transmitting device receives a rate excess notification from the receiving device, or when the amount of data in the buffer of the data transmitting device reaches a certain level or more, data input to the transmitting device A rate control step for controlling to reduce the rate;
The data transmission method characterized by performing.
前記送信装置において、
前記レート制御手段が、一定個数のデータバーストを送信した際に、前記レート超過通知を受けなかった場合には、当該送信装置への入力データレートを一定割合で増加させるように制御する
請求項5記載のデータ伝送方法。
In the transmitter,
6. The rate control means controls so as to increase an input data rate to the transmission device at a constant rate when the rate control means transmits a predetermined number of data bursts and does not receive the rate excess notification. The data transmission method described.
前記送信装置において、
複数の受信装置に対してデータを送信する際に、レート超過通知、及び、パケット廃棄通知が、いずれかの受信装置より通知された場合には、前記レート監視ステップ及び前記レート制御ステップを実行すると同時に、通知元を判定することにより、レート超過及びパケット廃棄の発生した受信装置を特定する
請求項5に記載のデータ伝送方法。
In the transmitter,
When transmitting data to a plurality of receiving devices, if the rate excess notification and the packet discard notification are notified from any of the receiving devices, the rate monitoring step and the rate control step are executed. 6. The data transmission method according to claim 5, wherein a receiving device in which an excess of a rate and a packet discard have occurred is identified simultaneously by determining a notification source.
記送信装置において、
データ送信手段が、前記データバースト内で重要度の高いパケットを、データバースト先頭になるようにパケットの送出順序を並び替え、
記受信装置において、
前記データ送信手段から受信したパケットの順序を元に戻す
請求項5に記載のデータ伝送方法。
In previous Kioku communication apparatus,
The data transmission means rearranges the packet transmission order so that the packet having high importance in the data burst becomes the head of the data burst,
In previous Ki受 communication apparatus,
6. The data transmission method according to claim 5, wherein the order of packets received from the data transmission means is restored.
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