JP2000004259A - インタ―ネット網上でのリアルタイムのデ―タ及び音声伝送のためのシステム及び方法 - Google Patents

インタ―ネット網上でのリアルタイムのデ―タ及び音声伝送のためのシステム及び方法

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JP2000004259A
JP2000004259A JP8201799A JP8201799A JP2000004259A JP 2000004259 A JP2000004259 A JP 2000004259A JP 8201799 A JP8201799 A JP 8201799A JP 8201799 A JP8201799 A JP 8201799A JP 2000004259 A JP2000004259 A JP 2000004259A
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エフ ヴァーゴ マイケル
Maxim Ladonnikov
ラドニコフ マキシム
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターネット網上でのリアルタイムのデー
タ及び音声伝送のためのシステム及び方法を提供する。 【解決手段】 ＰＳＴＮ音声パケットをネットワークゲ
ートウェイが受信し、デジタル化する。宛先ゲートウェ
イ及び宛先伝送多重装置が識別され、宛先ゲートウェイ
アドレス及び宛先伝送多重装置アドレスがデジタル化さ
れた音声パケットに付加される。その音声パケットは発
信側伝送多重装置で受信され、ゲートウェイサブパケッ
トに分割される。そのゲートウェイサブパケットは集め
られ、宛先伝送多重装置アドレスはゲートウェイサブパ
ケットから取り除かれる。伝送多重装置音声パケットは
ネットワークを介して宛先伝送多重装置に送られ、そこ
で伝送多重装置サブパケットに分割される。そのサブパ
ケットは、宛先ゲートウェイアドレスによりソートさ
れ、集められ、宛先ゲートウェイアドレスが取り除かれ
る。音声パケットは宛先ゲートウェイにより宛先伝送多
重装置から受信され、アナログ音声パケットに変換さ
れ、宛先ＰＳＴＮに送信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、音声及びデータ通
信に関し、特に、インターネット網上でのリアルタイム
のデータ及び音声伝送に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットは産業、商業、及び家庭
経済と一体化してきている。その結果、インターネット
の能力を拡張させるための技術の後押しが続いている。
過去においては、インターネット上で伝送されるデータ
の殆どは種々の大きさのテキストファイルからなってい
た。データをインターネット上で方向付けするルーター
は、それゆえ、テキストファイルのような大量のデータ
を可能な限り短時間で送るように設計されていた（これ
らは" バーストモード" 伝送と呼ばれている）。バース
トモードの伝送がそのようなファイルを伝送するために
は最も効率的な方法であり得るが、そのような伝送は、
音声データのような他の種類のデータを伝送するには効
率的でない。
【０００３】今日、音声データをインターネット上で伝
送するためのシステム及び方法に対する要求が増加して
いる。現在のインターネット上での音声（ボイスオーバ
ーインターネット、ＶＯＩ）システムは公衆電話交換網
（ＰＳＴＮ）からリアルタイムの音声会話を受信する。
これらの会話は、サンプリングされ、パケット化され、
音声データとしてインターネット上に送信される。ボイ
スオーバーインターネットのプロトコル（ＶＯＩＰ）
は、これらの会話音声をサンプリングし、パケット化
し、送信する方法を標準化している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】テキストファイルと異
なり、音声データは、現在、小さなデータパケットの連
続した流れとしてインターネット上を伝送される。しか
しながら、現在のＶＯＩシステムには、あまり明瞭でな
いということと遅延しやすいという問題点がある。遅延
の問題は、単語が第１のユーザによって話された時とそ
の単語が第２のユーザによって聞かれる時の間に顕著な
遅延があるときに発生するものである。ユーザは音声会
話をリアルタイムで行うことに慣れており、いかなる遅
延が加わっても会話を壊してしまうので、ＶＯＩシステ
ムは、パケット伝送遅延により引き起こされる遅延の問
題には特に敏感である。
【０００５】遅延を減少させる試みにおいて、音声会話
は大量の比較的小さなパケットに分割され得、インター
ネット上で連続的に送信される。しかしながら、これら
のパケットの各々は、パケットを特定のゲートウェイ及
び特定のＰＳＴＮにルーティングするためのオーバーヘ
ッドバイトのセットを運ぶ。このオーバーヘッドは、パ
ッケトサイズにかかわりなく、固定であり、" 固定コス
ト" の問題を起こす。従って、遅延を減少させようとし
てパケットサイズを更に小さくすると、そのオーバーヘ
ッドバイトは、送信されるデータパケットの中に占める
割合が増加する。そのようなオーバーヘッドの高い割合
によって、特に、インターネットでの輻輳が発生し、そ
れゆえ、音声会話の遅延が増加する。
【０００６】パケットに関係するオーバーヘッドの割合
を減少させるために、音声会話をより大きなパケットの
音声データに符号化することが別の方法としてある。大
きなパケットを使用することは、音声データの固定量に
関するオーバーヘッドの割合を減少させる。しかしなが
ら、パケットは、そのより大きな量の音声データが蓄積
されなければ送信されないので、パケットの遅延は増加
する。そのようなアプローチは、非連続で細切れの音の
会話を招く。
【０００７】それゆえ、現在、大きな割合のオーバーヘ
ッドを有する小さなサイズのパケットを送り、高いレベ
ルのインターネットトラヒックを生成することと、会話
を途切れさせてしまうような大きなパケットを送ること
との間の引っ張り合いがある。符号化に使用される方法
にかかわらず、ＶＯＩによる会話が、その比較的低コス
トによって、普及すればするほど、デジタル音声パケッ
トの数は指数的に増加していく。Santa Clara、CAのＤ
ＳＰ Ｇｒｏｕｐ，Ｉｎｃ．の" ＴｒｕｅＳｐｅｅｃｈ
８．５" を使用したような現在のＶＯＩシステムは、会
話音声を３０ｍｓｅｃのパケットに分割し、それらは１
７０ｍｓｅｃの遅延でインターネットに１２．５ｋｂｐ
ｓ（送信オーバーヘッドを含む）の速さで伝達される。
３０ｍｓｅｃフレームレートにおけるＶＯＩの１２０ポ
ートでは、インターネット上におよそ１秒あたり４００
０パケット（ＰＰＳ）を伝達する。将来、Ｇ．７２３．
１準拠のＶＯＩシステムでは１００ｍｓｅｃの遅延を有
して１０．５ｋｂｐｓの速度で３０ｍｓｅｃパケットを
伝達し、Ｇ．７２９Ａ準拠のＶＯＩシステムでは９０ｍ
ｓｅｃの遅延で１２ｋｂｐｓの速度で２０ｍｓｅｃパケ
ットを伝達する。２０ｍｓｅｃフレームにおいて、それ
らの同じＶＯＩの１２０ポートは、インターネットに６
０００ＰＰＳでデータを伝達する。それゆえ、ＶＯＩが
成長するにつれ、結果的に数百万のパケットがインター
ネット上に送られ、インターネットのデータスループッ
ト容量に重い負担をかけることになる。
【０００８】ＶＯＩの現在の問題に加え、既存のルータ
ーは、不定の長さの多くの異なるルートを使用してイン
ターネット上にパケットを送る。パケットの到着時間や
順番が予測できないため、この不確かさがＶＯＩシステ
ムの品質を低下させる。ここで議論したいくつかの欠点
による代償は、より高いパケットの損失率と、多大なパ
ケットのルーティング遅延である。
【０００９】上記の点に鑑み、従来技術の問題を克服す
る、インターネット上でのリアルタイムのデータ及び音
声伝送のための装置及び方法が必要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、インターネッ
ト網上でのリアルタイムのデータ及び音声伝送のための
システム及び方法である。その伝送は、アナログ信号が
従来通りに公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）に送
信されるところである発信側の電話で開始する。そし
て、アナログパケットが生成され、ゲートウェイに送信
され、アナログのＰＳＴＮ音声パケットがデジタル化さ
れる。そして、宛先ゲートウェイ及び宛先伝送多重装置
が認識され、独立のＴＣＰ／ＩＰリンクを介してそのゲ
ートウェイと通信する。宛先ゲートウェイアドレス及び
宛先伝送多重装置アドレスがそのゲートウェイで音声パ
ケットに付加され、そのパケットは集められて発信側の
伝送多重装置に送信される。ゲートウェイ音声パケット
は伝送多重装置においてゲートウェイから受信され、ゲ
ートウェイサブパケットに分割される。そのゲートウェ
イサブパケットはその宛先伝送多重装置アドレスにより
集められる。そして、宛先伝送多重装置アドレスはゲー
トウェイサブパケットから取り除かれ、伝送多重装置音
声パケットがインターネット網を介して宛先伝送多重装
置に送信される。その宛先伝送多重装置において、伝送
多重装置音声パケットは受信され、伝送多重装置サブパ
ケットに分割される。これらの伝送多重装置サブパケッ
トは、その宛先ゲートウェイアドレスによりソートされ
集められる。そして、不要な宛先ゲートウェイアドレス
が取り除かれ、宛先音声パケットが宛先ゲートウェイに
送信される。その宛先ゲートウェイにおいて、宛先音声
パケットは受信され、アナログ音声パケットに変換さ
れ、宛先ＰＳＴＮに送信される。その宛先ＰＳＴＮにお
いて、音声パケットは、宛先の電話への送信のために変
換される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、インターネット上でのリ
アルタイムのデータ及び音声伝送のためのシステム１０
０のブロック図である。発信側電話１０２及び宛先電話
１０４はそれぞれ、１つの音声ライン１１０及び１１２
により発信側の公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）１０６及び
宛先のＰＳＴＮ１０８に接続されている。電話１０２、
１０４は、通常の音声会話をＰＳＴＮ１０６、１０８と
送受信する。その音声会話はファクシミリや他のデータ
と置き換え得ることは当業者であれば認めることであ
る。また、ここで議論される発信側及び宛先の各装置
は、ネットワークにおける発信側のノード及び宛先のノ
ードとも考えられ得る。
【００１２】以下の議論は、発信側及び宛先のゲートウ
ェイ１１４、１１６及び伝送多重装置（Transmux）１２
４、１２６の特定のセットを介して、音声会話が発信側
の電話１０２から宛先の電話１０４に伝送される場合に
関する発明を説明するものである。しかし、この議論
は、呼を発信又は受信する電話、ＰＳＴＮ、ゲートウェ
イ及び伝送多重装置に関わりなく同様に適用されるとい
うことを当業者は認識するものである。
【００１３】ＰＳＴＮ１０６、１０８は典型的には数百
の電話（図示せず）と接続し得る。ＰＳＴＮ１０６及び
１０８は、それぞれ複数の音声ライン１１８及び１２０
を介して発信側ゲートウェイ１１４及び宛先ゲートウェ
イ１１６に音声データを送信する。好ましくは、各ＰＳ
ＴＮ１０６、１０８はただ１つのゲートウェイ１１４、
１１６と接続している。
【００１４】各ゲートウェイ１１４及び１１６は、それ
ぞれ、発信側の伝送多重装置（transmux）１２４と宛先
の伝送多重装置１２６に接続されている。伝送多重装置
１２４及び１２６はまた、任意の数の追加のゲートウェ
イ１２８及び１３０と接続され得る。これらの追加のゲ
ートウェイ１２８及び１３０はゲートウェイ１１４及び
１１６と同様に動作する。各ゲートウェイ１１４、１１
６、及び１２８は好ましくはただ１つの伝送多重装置１
２４又は１２６と接続される。伝送多重装置１２４及び
１２６はインターネット網１３２を介して相互接続され
ている。伝送多重装置１２４及び１２６は、別の代替と
なるネットワークを介して相互接続され得るということ
を当業者は認識するものである。追加の伝送多重装置１
３４及び１３６はまたネットワーク１３２と接続でき、
伝送多重装置１２４及び１２６と同様に動作する。ゲー
トウェイ１１４及び１１６はまた、標準のポイントツー
ポイントＴＣＰ／ＩＰリンク１２２を介して相互接続さ
れる。
【００１５】発信側のゲートウェイ１１４は、発信側の
ＰＳＴＮ１０６から受信した音声データをデジタル的に
符号化し、そして、その符号化した音声データを複数の
音声パケットに分割する。ＰＳＴＮの音声パケット１４
０をＰＳＴＮ１０６及び１０８の間で伝送する準備とし
て、ネットワーク初期化段階で、ゲートウェイ１１４及
び１１６は、各ゲートウェイ１１４、１２８、１１６、
１３０及び伝送多重装置１２４、１２６のアドレスをＴ
ＣＰ／ＩＰリンク１２２上で交換する。各ゲートウェイ
は好ましくはそれ専用の伝送多重装置を有しているの
で、他の例において、それぞれのゲートウェイアドレス
から伝送多重装置のアドレスを算出するために標準のハ
ッシング技術を使用し得る。
【００１６】初期化の後、発信側のゲートウェイ１１４
は宛先のゲートウェイアドレス及び宛先の伝送多重装置
アドレスをＰＳＴＮ音声パケット１４０に付加する。そ
して、発信側のゲートウェイ１１４は複数のＰＳＴＮ音
声パケット１４０を連結し、発信側の伝送多重装置１２
４に伝送されるソートされたゲートウェイ音声パケット
１４２にする。
【００１７】発信側の伝送多重装置１２４は、ゲートウ
ェイ１１４及び１２８からソートされていないゲートウ
ェイ音声パケット１４２のグループを受信する。そし
て、伝送多重装置１２４はその音声パケットを再編成し
ていくつかの伝送多重装置音声パケットにする。その各
パケットは、異なる宛先の伝送多重装置１２６、１３４
又は１３６に向けられている。発信側の伝送多重装置１
２４は、従来のネットワーク理論技術を使用して、イン
ターネット網１３２上に伝送多重装置音声パケット１４
４を送信する。
【００１８】宛先の伝送多重装置１２６は、伝送多重装
置音声パケット１４４を受信し、そのパケット複数の個
々のサブパケットに分割し、その個々のサブパケットを
その宛先のゲートウェイアドレスによって再編成して複
数の宛先音声パケット１４６にする。各宛先音声パケッ
ト１４６は異なる宛先ゲートウェイ１１６及び１３０に
向う。そして、宛先ゲートウェイ１１６は宛先音声パケ
ット１４６を受信し、その音声パケットを複数の個々の
サブパケットに分割し、同一の音声会話に属するサブパ
ケットを収集して復号化し、音声会話を宛先のＰＳＴＮ
１０８に送信する。宛先のＰＳＴＮ１０８はその音声会
話を宛先の電話１０４に伝達する。
【００１９】図２は、ＰＳＴＮ音声パケット１４０のメ
モリマップ２００である。メモリマップ２００は次の情
報を含むデータフィールドを有する。その情報とは、音
声データ２０２及び宛先ＰＳＴＮアドレス２０４であ
る。宛先ＰＳＴＮアドレス２０４は発信側電話１０２か
らの電話番号から得られるものであり、それは会話の宛
先を特定する。
【００２０】宛先ゲートウェイ１１６は、宛先伝送多重
装置１２６から音声データパケットを受信すると、音声
会話データ２０２を集め、復号化し、宛先ＰＳＴＮ１０
８に送信する。各ゲートウェイは好ましくはただ１つの
ＰＳＴＮと動作するため、その宛先ゲートウェイ１１６
はその音声会話を直接宛先ＰＳＴＮ１０８に送信する。
【００２１】図３は、ゲートウェイ音声パケット１４２
のメモリマップ３００である。メモリマップ３００は、
次の情報を含むデータフィールドを有する。その情報
は、ゲートウェイサブパケット３０２とゲートウェイサ
ブパケット３０４である。ゲートウェイサブパケット３
０２及び３０４は、音声データ３０５、シーケンス番号
３０３、宛先ＰＳＴＮアドレス２０４、宛先ゲートウェ
イアドレス３０６、及び宛先伝送多重装置アドレス３０
８を有する。
【００２２】発信側ゲートウェイ１１４は、発信側ＰＳ
ＴＮ１０６から受信した音声データ２０２をデジタル化
し、符号化して音声データ３０５のパケットにする。シ
ーケンス番号３０３は音声データ３０５の各パケットに
付加され、シーケンスのはずれたパケットを検出するた
めに宛先ゲートウェイ１１６により使用される。発信側
ゲートウェイ１１４は、所定の量の音声データ２０２を
発信側ＰＳＴＮ１０６から受信すると、ゲートウェイ音
声パケット１４２を生成する。宛先ゲートウェイアドレ
ス３０６及び宛先伝送多重装置アドレス３０８は、宛先
ＰＳＴＮアドレス２０４内の電話番号と、宛先ゲートウ
ェイ１１６からＴＣＰ／ＩＰリンク１２２を介して送ら
れるネットワーク設定情報との両方に基いて得られる。
宛先ゲートウェイアドレス３０６及び宛先伝送多重装置
アドレス３０８は、発信側ゲートウェイ１１４によって
各ＰＳＴＮ音声パケット１４０に付加される。多数のゲ
ートウェイサブパケット３０２、３０４は連結されてゲ
ートウェイ音声パケット１４２を形成する。そして、ゲ
ートウェイ音声パケット１４２は発信側伝送多重装置１
２４に送信される。別の方法として、ゲートウェイサブ
パケット３０２、３０４は、それがいくつ連結されたか
にかかわらず、所定の時間が経過した後に送信側伝送多
重装置１２４に送信され得る。ゲートウェイ音声パケッ
ト１４２の中のゲートウェイサブパケット３０２、３０
４はソートされていない。
【００２３】図４は伝送多重装置音声パケット１４４の
メモリマップ４００である。メモリマップ４００は、次
の情報を含むデータフィールドを有する。その情報は、
伝送多重装置サブパケット４０２、伝送多重装置サブパ
ケット４０４、及び伝送多重装置サブパケット４０６で
ある。各伝送多重装置サブパケット４０２、４０４、及
び４０６は音声データ３０５、シーケンス番号３０３、
宛先ＰＳＴＮアドレス２０４、及び宛先ゲートウェイア
ドレス３０６を有する。所定の数（好ましくは約３０）
の音声データパケットは互いに繋がって伝送多重装置音
声パケット１４４を形成する。好ましくは、宛先の伝送
多重装置アドレス３０８は、伝送多重装置音声パケット
１４４が宛先の伝送多重装置１２６に送られる前に、ゲ
ートウェイ音声パケットから取り除かれる。伝送多重装
置音声パケット１４４がどのようにして生成されるかに
ついての更なる情報は図６及び７を参照して示される。
伝送多重装置音声パケット１４４は典型的には約１Ｋバ
イトの比較的多量のデータを運ぶ。
【００２４】図５は宛先音声パケット１４６のメモリマ
ップ５００である。メモリマップ５００は次の情報を含
むデータフィールドを有する。その情報は、宛先サブパ
ケット５０２、宛先サブパケット５０４、及び宛先サブ
パケット５０６である。各宛先サブパケット５０２、５
０４、及び５０６は、音声データ３０５、シーケンス番
号３０３、及び宛先ＰＳＴＮアドレス２０４を有する。
所定の数の音声データパケットがリンクして宛先音声パ
ケット１４６を形成する。宛先音声パケット１４６がど
のようにして生成されるかに関しての更なる情報は図６
及び７を参照して示される。好ましくは、宛先ゲートウ
ェイアドレス３０６は、その宛先音声パケット１４６が
宛先ゲートウェイ１１６に送信される前に取り除かれ
る。宛先ゲートウェイ１１６は、宛先音声パケット１４
６を受信すると、その宛先音声パケット１４６を宛先サ
ブパケット５０２、５０４、５０６に分割する。各宛先
サブパケット５０２、５０４、５０６は、復号のために
宛先のＰＳＴＮにそのシーケンス番号に応じて伝達され
る。そして、音声会話データ２０２を宛先ＰＳＴＮ１０
８に送信する前に、宛先ゲートウェイ１１６は、音声デ
ータ３０５を復号し、音声会話データ２０２に戻す。
【００２５】図６は、図１のシステム１００の中の発信
側伝送多重装置１２４の構成図である。以下の議論は、
発信側の伝送多重装置１２４が、どのようにして、ソー
トされていないゲートウェイサブパケット３０２、３０
４を含むゲートウェイ音声パケット１４２を受信し、そ
のゲートウェイサブパケット３０２、３０４を別々の伝
送多重装置音声パケット１４４にソートするかを説明す
るものである。同様に説明される技術は、宛先の伝送多
重装置１２６にて伝送多重装置音声パケット１４４にな
されるソーティングに適用される。パケット１４４にお
ける音声データパケット３０２、３０４のこのソーティ
ングは宛先ゲートウェイアドレスによりなされ、宛先音
声パケット１４６を生成するためのものである。
【００２６】発信側伝送多重装置１２４は、発信側ゲー
トウェイ１１４から、複数のゲートウェイサブパケット
３０２、３０４を含むゲートウェイ音声パケット１４２
を受信する。ゲートウェイサブパケット３０２、３０４
は一時的にパケット入力バッファー６０２に格納され
る。ルーティングエンジン６０４は、それぞれの宛先伝
送多重装置アドレス３０８により各ゲートウェイサブパ
ケット３０２、３０４をソートすることによって、複数
の伝送多重装置音声パケット１４４を生成する。そし
て、ルーティングエンジン６０４は、ゲートウェイサブ
パケット３０２から宛先伝送多重装置アドレス３０８を
取り除き、ゲートウェイサブパケット３０２の残りの部
分を伝送多重装置音声パケット１４４に繋げる。その残
りの部分は、部分を切り落とされた伝送多重装置サブパ
ケット４０２、４０３、又は４０６からなり、各伝送多
重装置サブパケットは、特定の音声会話に対し、音声デ
ータ３０５、シーケンス番号３０３、宛先ＰＳＴＮアド
レス２０４、及び宛先ゲートウェイアドレス３０６のみ
を含む。このデータトリミングは効果的にゲートウェイ
サブパケット３０２、３０４を圧縮し、インターネット
網１３２上に送信される合計の量を著しく減少させる。
【００２７】ハッシングテーブル６０６は各伝送多重装
置音声パケット１４４を保持する。各伝送多重装置音声
パケット１４４は異なる宛先伝送多重装置１２６に向け
られている。所定数の伝送多重装置サブパケット４０
２、４０４、４０６が結合されて、ハッシングテーブル
６０６内で１つの伝送多重装置音声パケット１４４にな
った後、又は、所定の時間が経過した後、伝送多重装置
音声パケット１４４はパケット出力バッファー６０８に
送られる。それゆえ、宛先の伝送多重装置１２６に送ら
れるパケットが多いほど、伝送多重装置音声パケット１
４４が速く満ち、音声パケットが速くその方向に送られ
る。
【００２８】別の実施例においては、次の伝送多重装置
サブパケット４０２、４０４、４０６を受信さえする前
に、ハッシングテーブル６０６内で伝送多重装置音声パ
ケット１４４を生成することによって、ルーティングエ
ンジン６０４の効率を増加させることができる。より具
体的には、ルーティングエンジン６０４は、宛先伝送多
重装置アドレス３０８の履歴セットを監視し、それらの
同じ宛先伝送多重装置アドレス３０８をハッシングテー
ブル６０６に入力する。音声会話は典型的には延ばされ
た時間続くので、予期された伝送多重装置音声パケット
１４４のスキーマは良く動作する。それゆえ、伝送多重
装置サブパケット４０２、４０４、４０６はより速く、
ソートされ、リンクされ、送信される。特定の宛先伝送
多重装置アドレスを参照する伝送多重装置サブパケット
４０２、４０４、４０６がなくなって所定の時間が経過
した場合、ルーティングエンジン６０４は、対応する音
声会話が終わったものと推定し、その特定の宛先伝送多
重装置アドレス３０８に対応する伝送多重装置音声パケ
ット１４４はハッシングテーブル６０６から除かれる。
【００２９】パケット出力バッファー６０８におけるそ
の伝送多重装置音声パケット１４４は、インターネット
網１３２を介して宛先伝送多重装置１２６に送信され
る。このソーティング、ハッシング、及び送信プロセス
は、ゲートウェイ音声パケット１４２において他の各ゲ
ートウェイサブパケット３０２、３０４のために繰り返
される。
【００３０】ルーティングエンジン６０４は好ましくは
従来から知られているコンピュータシステム（図示せ
ず）上で動作する。そのコンピュータシステムは、その
コンピュータの中の処理ユニットがいかにしてデータに
アクセスし、変換し、出力するかを制御するコンピュー
タプログラム命令を格納するための内部メモリを有す
る。その内部メモリは、揮発性と非揮発性の両方の部分
を有する。その内部メモリは、コンパクトディスク、磁
気ドライブ又はダイナミックランダムアクセスメモリを
含む他のコンピュータで使用可能な記録媒体によって補
足されるということは当業者は認めるものである。
【００３１】図７は発信側伝送多重装置１２４の中のハ
ッシングテーブル６０６の構成図である。ハッシングテ
ーブル６０６はハッシュインデックス７０２及び関連す
るパケットのセット７０４を含む。発信側伝送多重装置
１２４の中で、パケット７０４は伝送多重装置音声パケ
ット１４４であり、ハッシュインデックス７０２は宛先
伝送多重装置アドレス３０８から得られる。宛先伝送多
重装置１２６において、パケット７０４は宛先音声パケ
ット１４６であり、ハッシュインデックス７０２は宛先
ゲートウェイアドレス３０６から得られる。以下の議論
は発信側伝送多重装置１２４におけるハッシングテーブ
ル６０６に関するが、同様の技術が宛先伝送多重装置１
２６におけるハッシングテーブル６０６に適用されると
いうことは当業者が認めるものである。
【００３２】異なる伝送多重装置音声パケット１４４
は、ゲートウェイサブパケット３０２、３０４内で識別
される異なった各宛先伝送多重装置アドレス３０８に対
してハッシングテーブル６０６の中で生成される。模範
の音声パケット構成が図７に示されている。第１の伝送
多重装置音声パケット７０６は現在、図６を参照して説
明したように互いに繋がれた５つの伝送多重装置サブパ
ケット４０２〜４０６を有している。図７に示す第２の
伝送多重装置音声パケット７０８はこの時点では音声パ
ケットを有していない。第３の伝送多重装置音声パケッ
ト７１０は、７２０として参照される、互いに繋がれた
２つの伝送多重装置サブパケット７２０を有する。第４
の伝送多重装置音声パケット７１２はただ１つの伝送多
重装置サブパケット７２０を有している。種々の高いコ
ストのインターネット網１３２のルート上で宛先伝送多
重装置の連合作用を利用することによって、伝送多重装
置音声パケット７０６、７０８、７１０はオーバーヘッ
ドの帯域及びルーターのリアルタイムローディングを減
少させる。
【００３３】図８は、発信側伝送多重装置１２４の中の
ルーティングエンジン６０４の構成図である。ルーティ
ングエンジン６０４内で、アンバンドラーエンジン８０
２は、パケット入力バッファー６０２からゲートウェイ
音声パケット１４２を得る。アンバンドラーエンジン８
０２は、結合されたゲートウェイサブパケット３０２、
３０４を分離する。ソーターエンジン８０６は個々のゲ
ートウェイサブパケット３０２を受信し、ゲートウェイ
サブパケット３０２の中の宛先伝送多重装置アドレス３
０８を識別する。そして、ソーターエンジン８０６は宛
先伝送多重装置アドレス３０８をハッシングインデック
ス７０２に凝縮するハッシングプロセスを使用する。ハ
ッシングインデックス７０２を生成した後、ソーターエ
ンジン８０６は、ハッシングテーブルの中のちょうど生
成されたハッシングインデックス７０２により示される
場所に伝送多重装置音声パケット１４４を生成し格納す
る。宛先伝送多重装置アドレス３０８のただ１つの例が
伝送多重装置音声パケット１４４に現れている。
【００３４】ソーターエンジン８０６により使用される
ハッシングプロセスは、音声会話の音声パケットトラヒ
ックの分析から得られる。音声会話データは、小さなデ
ータパケット連続ストリームの伝送を含む傾向にある。
このことは、ウェブページやデータファイルのような非
常に大きなデータパケットの短いバースト伝送を含む傾
向に有る現在のインターネットトラヒックと異なる。ハ
ッシングプロセスは宛先伝送多重装置アドレス３０８を
参照して説明されたが、そのプロセスは宛先ゲートウェ
イアドレス３０６にも同様に適用される。ハッシングプ
ロセスの目的は、ハッシングテーブル６０６に割り付け
られたメモリを可能な限り少ないハッシングインデック
スされたエリアに分割することである。これは、伝送多
重装置音声パケット１４４を可能な限り大きくすること
を可能とし、それにより、インターネット網１３２上の
より効率的なパケット伝送が可能となる。
【００３５】ハッシングの方法は初期化手順で開始す
る。初期化手順の目的は、ネットワーク上で伝送多重装
置１２４、１２６、１３４、１３６及びゲートウェイ１
１４、１１６、１２８、１３０の全てを識別し、伝送多
重装置に対するハッシングインデックス７０２及びゲー
トウェイに対するハッシングインデックス７０２へいく
つかのビットを割り当てる。例えば、ある特定のネット
ワーク構成においてただ８つの伝送多重装置があり、ハ
ッシングテーブル６０６は３２ｋｂｓの大きさである場
合、ハッシングインデックス７０２は３ビット（２3 ＝
８）に設定され、各伝送多重装置の音声パケット１４４
は最大４ｋｂｓの音声パケットを保持し得る。別の場合
として、ある特定のネットワーク構成において１６の伝
送多重装置があり、ハッシングテーブル６０６が３２ｋ
ｂｓの大きさである場合、ハッシングインデックス７０
２は４ビット（２4 ＝１６）に設定され、各伝送多重装
置音声パケット１４４は最大２ｋｂｓの音声パケットを
保持し得る。
【００３６】ハッシングテーブル７０２におけるビット
の数が一度設定されると、次のステップは、ハッシュイ
ンデックス７０２となる同じビットの数を宛先伝送多重
装置アドレス３０８から選択することである。ソーター
エンジン８０６は、ゲートウェイサブパケット３０２、
３０４において、受信された各々の異なる宛先伝送多重
装置アドレスを継続的に監視することによりその選択プ
ロセスを開始する。そして、ソーターエンジン８０６
は”最も活発な（most active ）”ビットのセットを選
択する。最も活発なビットは、論理１及び論理０状態間
で最も頻繁に変化するビットである。これらの最も活発
なビットは、各宛先伝送多重装置アドレス３０８を最も
ユニークに識別するものである。
【００３７】ハッシングインデックス７０２となる、宛
先伝送多重装置アドレス３０８におけるビットを選択す
ることは、宛先伝送多重装置アドレス３０８の特性を知
ることに合わせられ得る。例えば、現在、従来のＩＰア
ドレスは３２ビットの長さである。１つのハッシングア
プローチはそのＩＰアドレスを４つの８ビットのグルー
プに分けることである。次に、ＩＰアドレスの８最下位
ビット（ＬＳＢ）を無視する。これは、それらは典型的
には宛先ゲートウェイ１１６におけるローカルエリアネ
ットワークのみを示すからである。ハッシングインデッ
クス７０２が１２ビット長であるとすると、最初にハッ
シングインデックス７０２を、残りの３つの８ビットグ
ループの各々の４ＬＳＢと等しくする。（なぜならば、
ＬＳＢは最も活発な傾向があるからである）。それゆ
え、４ビットの３つのグループが、ハッシングテーブル
６０６において１２ビットのハッシングインデックス７
０２になる。１２ビットのハッシングインデックス７０
２は４０９６個の異なるＩＰアドレス２をサポートす
る。
【００３８】ハッシングプロセスは、過去において最も
活発であった宛先伝送多重装置アドレス３０８が将来に
おいても最も活発であるという発見的方法で開始する。
全ての音声会話は開始して終了するので、これはもちろ
ん時々間違っており、それゆえ、ソーターエンジン８０
６は、どの宛先伝送多重装置アドレス３０８をハッシン
グテーブル６０６にハッシュするかということを予測で
きない。その結果、ソーターエンジン８０６は、新しい
ハッシングインデックス７０２を生成するために使用さ
れる最も活発なビットの新たなセットのために宛先伝送
多重装置アドレス３０８を監視し続ける。これは、”適
応ハッシング（adaptive hashing ）”と考えられ得
る。
【００３９】ハッシングプロセスは、好ましくは”最
も”活発な宛先伝送多重装置アドレス３０８ビットだけ
を使用するため、２つの異なる宛先伝送多重装置アドレ
ス３０８が同一のハッシングインデックス７０２を持つ
可能性がある。そのような状態は”衝突（collision
）”と呼ばれている。例えば、上記の１２ビットのハ
ッシングインデックス７０２の例において、４つのＬＳ
Ｂが３つの８ビットのグループから選択された。２つの
異なる宛先伝送多重装置アドレス３０８が、ハッシング
インデックスを生成するために使用されていない最上位
ビット（ＭＳＢ）のうちの１つだけが異なる場合、ＬＳ
Ｂのレベルでは多義的となっているため、同一のハッシ
ングインデックスが両方のアドレス３０８に生成され
る。
【００４０】衝突の可能性を回避する１つの方法は、ハ
ッシングテーブル６０６をできるだけ多くの宛先伝送多
重装置アドレス３０８に分けることである。典型的な３
２ビットのＩＰアドレスでは、これは２32のハッシング
インデックス７０２を意味する。システム１００がその
ように多くの宛先伝送多重装置を持つことは疑わしいの
で、ハッシングテーブル６０６における多くのメモリス
ペースはいつも空で、無駄になる。また、衝突は起こら
ないだろうが、伝送多重装置音声パケット１４４は非常
に小さいので、あるとしても微小の凝縮にしかならない
だろう。他の極端な例として、少なすぎるビットからな
るハッシングインデックスは多くの衝突を発生させ、本
発明の効率を低下させる。その結果、活発な宛先伝送多
重装置アドレス３０８をハッシングテーブル６０６に広
げる中程度の数のハッシングインデックスビットが選択
される。その”活発な”宛先伝送多重装置アドレス３０
８は、宛先伝送多重装置アドレス３０８のビットがある
計測期間に渡り変化するものによって識別される。よっ
て、ハッシングテーブル６０６は、全ての伝送多重装置
１２４、１２６、１３４、１３６のうち使用中の伝送多
重装置に依存して動的に再配置される。
【００４１】２つの伝送多重装置音声パケット１４４が
衝突すると、連結のプロセスが長くなるが、伝送多重装
置サブパケット４０２、４０４、４０６はまだ正常な伝
送多重装置音声パケット１４４に連結している。そし
て、伝送多重装置音声パケット１４４は前述したように
インターネット１３２上に送信される。図９は、インタ
ーネット１３２上でのリアルタイムのデータ及び音声伝
送の方法のフローチャートである。その方法はステップ
９０２において始まり、そこでは発信側ゲートウェイ１
１４が、発信側ＰＳＴＮ１０６から受信した音声（会
話）データ２０２をデジタル化する。次に、ステップ９
０４において、発信側のゲートウェイ１１４は各音声会
話に関連する宛先のＰＳＴＮアドレス２０４を識別す
る。そして、ステップ９０６にて、発信側ゲートウェイ
１１４は、宛先ＰＳＴＮアドレス２０４と関連する宛先
ゲートウェイ１１６及び宛先伝送多重装置１２６を識別
する。ステップ９０８において、対応する宛先ゲートウ
ェイアドレス３０６と対応する宛先伝送多重装置アドレ
ス３０８が各ＰＳＴＮ音声パケット１４２に付加され
る。次に、ステップ９１０において、発信側ゲートウェ
イ１１４からの所定の数のゲートウェイサブパケット３
０２、３０４が集められ、発信側多重相装置１２４へゲ
ートウェイ音声パケット１４２として送信される。ステ
ップ９１２において、ゲートウェイサブパケット３０
２、３０４はその宛先伝送多重装置アドレス３０８によ
ってソートされ、集められる。続いて、ステップ９１４
にて、伝送多重装置サブパケットを生成するために、宛
先伝送多重装置アドレス３０８は、ゲートウェイサブパ
ケット３０２、３０４から取り除かれる。ステップ９１
６において、所定の数の伝送多重装置サブパケット４０
２、４０４、４０６が、発信側伝送多重装置１２４から
宛先伝送多重装置１２６に送信される。ステップ９１８
において、伝送多重装置サブパケット４０２、４０４、
４０６、７２０は、宛先ゲートウェイアドレス３０６に
よってソートされ集められる。次に、ステップ９２０に
おいて、宛先サブパケットを生成するために宛先ゲート
ウェイアドレス３０６は各伝送多重装置サブパケット４
０２、４０４、４０６、７２０から取り除かれる。ステ
ップ９２２において、所定の数の宛先サブパケット５０
２、５０４、５０６は、宛先伝送多重装置１２６から宛
先ゲートウェイ１１６に送信される。ステップ９２４に
おいて、各宛先サブパケット５０２、５０４、５０６
は、音声データ２０２と関連する宛先ＰＳＴＮアドレス
２０４に送信される。ステップ９２４の後、リアルタイ
ムのデータ及び音声伝送のプロセスは完了する。
【００４２】本発明は好ましい実施例を参照して説明さ
れてきたが、種々の変更が可能であることは当業者は認
識するものである。好ましい実施例の変形及び変更は本
発明によって提供され、それは請求項のみにより限定さ
れる。 （関連する出願の相互参照）本出願は、１９９８年３月
２７日に提出された”インターネット網上でのリアルタ
イムのデータ及び音声伝送のシステム及び方法”の名称
の米国仮出願Ｎｏ．６０／０７９，６５９の利益を主張
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】インターネット上でのリアルタイムのデータ及
び音声伝送のためのシステムの構成図である。
【図２】公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）からゲートウェイ
へのインターフェース及びＰＳＴＮ音声パケットのメモ
リマップである。
【図３】ゲートウェイ音声パケットのメモリマップであ
る。
【図４】伝送多重装置音声パケットのメモリマップであ
る。
【図５】宛先パケットのメモリマップである。
【図６】図１に示すシステムにおける伝送多重装置の構
成図である。
【図７】図１に示す伝送多重装置におけるハッシングテ
ーブルの構成図である。
【図８】図１に示す伝送多重装置におけるルーティング
エンジンの構成図である。
【図９】インターネット上でのリアルタイムのデータ及
び音声伝送のための方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０２ 発信側電話 １０４ 宛先電話 １０６、１０８ ＰＳＴＮ（公衆電話交換網） １１０、１１２、１１８、１２０ 音声ライン １１４、１１６、１２８、１３０ ゲートウェイ １２２ ＴＣＰ／ＩＰリンク １２４、１２６、１３４、１３６ 伝送多重装置（Tran
smux） １３２ インターネット網 １４０、１４２、１４４ 音声パケット ２００、３００、４００、５００ メモリマップ ２０２ 音声データ ２０４ 宛先ＰＳＴＮアドレス ３０２ ゲートウェイサブパケット ３０３ シーケンス番号 ３０４ ゲートウェイサブパケット ３０５ 音声データ ３０６ 宛先ゲートウェイアドレス ３０８ 宛先伝送多重装置アドレス ４０２、４０４、４０６ 伝送多重装置サブパケット ５０２、５０４、５０６ 宛先サブパケット ６０２ パケット入力バッファ ６０４ ルーティングエンジン ６０６ ハッシングテーブル ６０８ パケット出力バッファ ７０２ ハッシュインデックス ７０４ 関連するパケットのセット ７０６、７０８、７１０、７１２ 伝送多重装置音声パ
ケット ８０２ アンバンドラエンジン ８０６ ソータエンジン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マキシム ラドニコフ アメリカ合衆国，カリフォルニア 94087, サニーヴェイル，リニット・レーン 1777

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インターネット網上でのリアルタイム音
    声伝送のための方法であって、 音声データを受信し、デジタル化し、 ゲートウェイサブパケットを生成するために、宛先ゲー
    トウェイアドレス及び宛先伝送多重装置アドレスをデジ
    タル化された音声データに付加し、 上記ゲートウェイサブパケットを発信側伝送多重装置に
    送信し、 送信されたゲートウェイサブパケットを、各々の宛先伝
    送多重装置アドレスによってソートし、 各サブパケットの宛先伝送多重装置アドレスに従って、
    ソートされたゲートウェイサブパケットを集めて宛先伝
    送多重装置に送信し、 上記宛先伝送多重装置によってサブパケットを受信し、
    受信したサブパケットを各々のゲートウェイアドレスに
    よりソートし、 上記宛先伝送多重装置からのサブパケットを宛先ゲート
    ウェイに送信し、 上記サブパケットを音声データに変換する各ステップを
    有する方法。
  2. 【請求項２】 上記受信及びデジタル化される音声デー
    タをＰＳＴＮから受信する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 上記宛先ゲートウェイアドレスは発信側
    ゲートウェイで付加される請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 上記宛先ゲートウェイアドレスはＴＣＰ
    ／ＩＰリンクを介して上記発信側ゲートウェイに伝達さ
    れる請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 上記ゲートウェイサブパケットを発信側
    伝送多重装置に送信する前に、上記ゲートウェイサブパ
    ケットを集めてゲートウェイ音声パケットを形成するス
    テップを更に有する請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 上記ゲートウェイサブパケットを発信側
    伝送多重装置に送信するステップに続き、上記ゲートウ
    ェイ音声パケットをサブパケットに分割するステップを
    更に有する請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記宛先伝送多重装置アドレスを、上記
    ゲートウェイ音声パケットを分割して生成された上記サ
    ブパケットから取り除くステップを更に有する請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記宛先伝送装置によりサブパケットを
    受信するステップの後に、上記宛先ゲートウェイアドレ
    スを上記サブパケットから取り除くステップを更に有す
    る請求項１に記載の方法。
  9. 【請求項９】 上記サブパケットを音声データに変換す
    るステップに続き、上記音声データをＰＳＴＮに送信す
    る請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 上記送信されたゲートウェイサブパケ
    ットをソートするステップは更に上記ゲートウェイサブ
    パケットのアドレスをハッシングするステップを有する
    請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 インターネット網上でのリアルタイム
    音声伝送のためのシステムであって、 音声データを受信し、デジタル化する手段と、 ゲートウェイサブパケットを生成するために、宛先ゲー
    トウェイアドレス及び宛先伝送多重装置アドレスをデジ
    タル化された音声データに付加する手段と、 上記ゲートウェイサブパケットを発信側伝送多重装置に
    送信する手段と、 送信されたゲートウェイサブパケットを、各々の宛先伝
    送多重装置アドレスによってソートする手段と、 各サブパケットの宛先伝送多重装置アドレスに従って、
    ソートされたゲートウェイサブパケットを集めて宛先伝
    送多重装置に送信する手段と、 上記宛先伝送多重装置によってサブパケットを受信し、
    受信したサブパケットを各々のゲートウェイアドレスに
    よりソートする手段と、 上記宛先伝送多重装置からのサブパケットを宛先ゲート
    ウェイに送信する手段と、 上記サブパケットを音声データに変換する手段とを有す
    るシステム。
  12. 【請求項１２】 上記宛先ゲートウェイアドレスは発信
    側ゲートウェイで付加される請求項１１に記載のシステ
    ム。
  13. 【請求項１３】 上記宛先ゲートウェイアドレスはＴＣ
    Ｐ／ＩＰリンクを介して上記発信側ゲートウェイに伝達
    される請求項１１に記載のシステム。
  14. 【請求項１４】 上記ゲートウェイサブパケットを集め
    てゲートウェイ音声パケットを形成する手段を更に有す
    る請求項１１に記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 上記送信されたゲートウェイサブパケ
    ットをソートする手段は更に上記ゲートウェイサブパケ
    ットのアドレスをハッシングする手段を有する請求項１
    １に記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 インターネット網上でのリアルタイム
    のデータ及び音声伝送をコンピュータに実行させるコン
    ピュータプログラムコードを記録したコンピュータ使用
    可能な媒体であって、 音声データを受信し、デジタル化する手順と、 ゲートウェイサブパケットを生成するために、宛先ゲー
    トウェイアドレス及び宛先伝送多重装置アドレスをデジ
    タル化された音声データに付加する手順と、 上記ゲートウェイサブパケットを発信側伝送多重装置に
    送信する手順と、 送信されたゲートウェイサブパケットを、各々の宛先伝
    送多重装置アドレスによってソートする手順と、 各サブパケットの宛先伝送多重装置アドレスに従って、
    ソートされたゲートウェイサブパケットを集めて宛先伝
    送多重装置に送信する手順と、 上記宛先伝送多重装置によってサブパケットを受信し、
    受信したサブパケットを各々のゲートウェイアドレスに
    よりソートする手順と、 上記宛先伝送多重装置からのサブパケットを上記宛先ゲ
    ートウェイに送信する手順と、 上記サブパケットを音声データに変換する手順とをコン
    ピュータに実行させるコンピュータプログラムコードを
    記録した媒体。
  17. 【請求項１７】 上記ゲートウェイサブパケットを発信
    側伝送多重装置に送信する前に、上記ゲートウェイサブ
    パケットを集めてゲートウェイ音声パケットを形成する
    手順を更に有する請求項１６に記載のコンピュータプロ
    グラムを記録した媒体。
  18. 【請求項１８】 上記宛先伝送多重装置アドレスを、上
    記受信されたサブパケットから取り除く手順を更に有す
    る請求項１７に記載のコンピュータプログラムを記録し
    た媒体。
  19. 【請求項１９】 ネットワーク上でのリアルタイム音声
    伝送のためのシステムであって、 音声データパケットに通信アドレス指定の内容を提供す
    るための発信側ゲートウェイと、 上記発信側ゲートウェイに接続され、上記音声データパ
    ケットのアドレス指定の内容を最適化し、上記音声デー
    タパケットを上記ネットワークを介して送信する発信側
    伝送多重装置と、 上記ネットワークを介して上記発信側伝送多重装置に接
    続され、上記送信された音声データパケットを受信し、
    上記最適化されたアドレス指定の内容に従って上記音声
    データパケットを宛先ゲートウェイに送信する宛先伝送
    多重装置と、 上記宛先伝送多重装置に接続され、上記音声データパケ
    ットを受信し、上記音声データパケットを音声会話とし
    て送信する宛先ゲートウェイとを有するシステム。
  20. 【請求項２０】 上記発信側伝送多重装置は更に上記音
    声データパケットのアドレス指定の内容を最適化するハ
    ッシングテーブルを有する請求項１９に記載のシステ
    ム。
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