JP2005086397A - データ通信方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【目的】ネットワークの輻輳状態に即応した冗長度に従ってデータ通信を実現するデータ通信方法及び装置を提供する。
【構成】パケットデータネットワークを介して情報データを一連の複数のパケットの形態にて送受信するデータ通信方法であり、送信情報データの送信の開始にあたって、相手方からの受信情報データを受信することによって該相手方のトラヒック状態を推定し、該トラヒック状態が高トラヒック状態であると推定した場合に、該送信情報データの送信を繰り返して送信する。本発明によるデータ通信装置は、かかる方法を実行する。
【選択図】図3

Description

本発明は、インターネット等のパケットネットワークを介してファクシミリデータ等のデータ通信をなすデータ通信方法及び装置に関する。
IP(Internet Protocol)ネットワークを介したリアルタイムなFAX通信方式としては、非特許文献1に示すITU−U勧告T.38がある。かかる規格に従った実施形態を想定した装置及び方法としては、例えば、特許文献1により開示される通信接続装置及びデータ出力制御方法が挙げられる。
上記文献における装置及び方法の1つの実施例は、パケット伝送にUDP(User Datagram Protocol)を使用してパケットネットワーク内の通信を行う。UDPを用いたパケット通信形態は、リアルタイム性に優れるものの、パケット欠損を生じる可能性がある。かかるパケット欠損により失われたデータを受信側に回復できるようにするために、例えば、送信側から新たに送信されるパケットに、前に送った古いパケットを付加して送る方法が採られる。すなわち、受信側はパケットに付加されたシーケンス番号を監視して、該番号の不連続性からパケット欠損を認識し、次に送られてくる新たなパケットに付加された古いパケットを拾うことでパケット欠損により失われたデータを回復することができる。新たに送られるパケットに付加される古いパケット(すなわち、冗長パケット)の数は、例えば冗長度を3と定めて3世代前までの3つの古いパケットとするように固定的に設定される。
ITU−T勧告 T.38 特開2002−77225号公報
しかし、かかる装置又は方法によっては、ネットワークの輻輳状態が時間的に変化するか、或いは相手方に至るネットワーク経路の違いにパケット欠損の発生確率がその都度異なる通信環境においては最適な冗長性が維持されない。すなわち、固定的な冗長度の設定によっては、なお冗長性が不十分でデータの回復ができないか、或いは冗長性が過度に高いがために無駄なデータ転送が生じる等の問題を生じる。
本発明の目的は、上記の問題点を解決すべく、ネットワークの輻輳状態に即応した冗長度に従ってデータ通信を実現するデータ通信方法及び装置を提供することである。
本発明によるデータ通信方法は、パケットデータネットワークを介して情報データを一連の複数のパケットの形態にて送受信するデータ通信方法であり、送信情報データの送信の開始にあたって、相手方からの受信情報データを受信することによって該相手方のトラヒック状態を推定するトラヒック状態推定行程と、
該トラヒック状態が高トラヒック状態であると推定した場合に、該送信情報データの送信を繰り返して送信する送信行程と、を含むことを特徴とする。
本発明によるデータ通信装置は、パケットデータネットワークを介して情報データを一連の複数のパケットの形態にて送受信するデータ通信方法であり、送信情報データの送信の開始にあたって、相手方からの受信情報データを受信することによって該相手方のトラヒック状態を推定するトラヒック状態推定手段と、該トラヒック状態が高トラヒック状態であると推定した場合に、該送信情報データの送信を繰り返して送信する送信手段と、を含むことを特徴とする。
本発明によるデータ通信方法及び装置によれば、パケットネットワークに送受信されるパケットの冗長性を、ネットワークの輻輳状態に応じて変更する構成が与えられる。すなわち、ネットワークを介して相手方に至る経路上のトラヒック状態を表す指標が推定され、かかるトラヒック状態が高い場合には、送信データが繰り返して送信される。これにより、ネットワークの輻輳状態に即応した冗長度を備えたデータ通信が実現される。FAXデータを送受信する場合には、データ欠損の無い高品質のFAX画像の送受信が達成される。
本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
<第1実施例>
図1は、インターネットFAX接続装置20の構成を示している。本発明によるデータ通信装置、すなわちインターネットFAX接続装置20は、IPネットワーク30及びG3FAX装置10との間に接続され、IPネットワーク30及びG3FAX装置10との間でFAXデータをリアルタイムに中継して転送する。画像データであるFAXデータをリアルタイムに中継する通信方式は、ITU−T勧告T.38の規格に従う。また、呼び出しに関わるプロトコルは、ITU−T勧告H.323の規格に従う。G3FAX装置10は、ITU−T勧告T.30の規格に従い、通常の電話回線においても使用可能なファクシミリ装置であり、インターネットFAX接続装置20との接続は、通常の回線交換網により接続され得る。
インターネットFAX接続装置20は、FAX制御部21と、IFP・CODEC部22と、UDPTL・PAD部23と、LAN制御部24とを含み。これらが直列状に接続されている。インターネットFAX接続装置20は、更に、パケット落ち検出部27と輻輳検出部28を含む。
FAX制御部21は、G3FAX装置10から受信したデータをIFP・CODEC部22へ渡す送信機能と、IFP・CODEC部22から渡されたデータをG3FAX装置10へ送信する受信機能を有する。
IFP・CODEC部22は、FAX制御部21から渡されたFAXデータを符号化(IFPパケット化)する送信機能と、UDPTL・PAD部23から渡されたIFPパケットをFAXデータに復号化する受信機能を有する。かかる符号化及び復号化は、IFP・CODEC部22に接続されたパケット化情報記憶部25に記憶されたパケット化情報に基づいてなされる。
UDPTL・PAD部23は、送信バッファ26に接続され、送信バッファ26に古いデータが存在すればIFPパケットに付加してUDPTLパケット化する送信機能と、UDPTLパケットから必要なIFPパケットをIFP・CODEC部22に渡す受信機能を有する。
LAN制御部24は、IPネットワーク30に向けて指示されたパケットを送信する送信機能と、IPネットワーク30から受信したパケットをUDPTL・PAD部23へ渡す受信機能を有する。
パケット落ち検出部27は、IFP・CODEC部22とUDPTL・PAD部23の間に接続され、受信したIFPパケットのシーケンス番号からパケット落ちを検出してパケット落ち通知を出力する機能を有する。輻輳制御部28は、パケット落ち検出部27とUDPTL・PAD部23の間に接続され、パケット落ち検出部27から出力されるパケット落ち通知からパケット欠損率を計算し、送信UDPTLパケットの冗長度を決定し、UDPTL・PAD部23に通知する機能を有する。
図2は、UDPTLパケットの構成を示している。UDPTLパケットは、UDPTL(Facsimile UDP Transport Layer Protocol)に基づいたパケットであり、IIPインターネット30を介して通信をUDP(User Datagram Protocol)を使用して行う。UDPTLパケットは、UDPTLプロトコルに基づく制御のためのヘッダー部と、複数のIFPパケットとを含む。
IFPパケットは、IFP(Internet Facsimile Protocol)に基づいたパケットであ
り、G3FAX装置20との間で交換されるFAXデータを符号化し且つパケット化したデータである。IFPパケットは、プライマリ部とセカンダリ部のパケットからなる。プライマリ部のパケットは、送信されるべき新しいデータであり、一方、セカンダリ部のパケットは、パケットが棄損した時の回復手段として送信バッファ26に貯めてあったパケットである。各パケットは、固有の番号(以下、シーケンス番号と呼ぶ)により識別される。本図の例では、新しいパケットとしてシーケンス番号5のプライマリ部のパケットと、2つのセカンダリ部のパケットとしてシーケンス番号4及び3のセカンダリ部のパケットからなる。この例では、冗長度を2として2つの冗長パケットが格納されている。かかるパケット化は、UDPTL・PAD部23において輻輳検出部28から指示される冗長度に基づいてなされる。UDPTLパケットの冗長性は、確実にUDPによるリアルタイムFAX通信を行うため最適化される。すなわち、IPネットワーク30のパケット欠損率が大きい時には冗長度を高めてセカンダリ部として付加するIFPパケット数を大きくされる。逆にIPネットワーク30のパケット欠損率が小さい時にはUDPTLパケットの冗長性を低めてセカンダリ部として付加するIFPパケット数を小さくされる。
図3は、インターネットFAX接続装置20の受信時の処理手順を示している。以下、本図に示される処理手順について図1に示される構成要素を適宜参照して説明する。
先ず、IPネットワーク30を介した他のFAX装置からの受信要求に応じて、インターネットFAX接続装置20は、IFP受信セッションの開始処理を行う(ステップS1)。次いで、LAN制御部24によりIPネットワーク30からUDPTLパケットを受信する(ステップS2)。そして、UDPTL・PAD部23により該UDPTLパケットをIFPパケットに分解する(ステップS3)。
この時、インターネットFAX接続装置20のUDPTL・PAD部23及びパケット落ち検出部27により、シーケンス番号の順序性を検査する(ステップS4)。すなわち、UDPTL・PAD部23は受信UDPTLパケットのプライマリ部のシーケンス番号をパケット落ち検出部27に通知する。次いで、パケット落ち検出部27により、パケット落ちが発生しているか否かを判定する(ステップS5)。例えば、(受信シーケンス番号)=(前回受信したシーケンス番号+1)となっていれば、パケットが連続して正常に受信されていることから、正常受信状態であることを輻輳制御部28に通知する。一方、(受信シーケンス番号)=(前回受信したシーケンス番号+2以上)となっていれば1つのパケット落ちが発生したことが認識される。この認識に応じて、不連続受信状態であることを輻輳制御部28に通知する。次いで、輻輳制御部28により、パケット落ちの通知を記録する(ステップS8)。
一方、パケットが連続して正常に受信されている場合には、インターネットFAX接続装置20は、IFP・CODEC部22により、IFPパケットをFAXデータに復号する(ステップS6)。次いで、FAX制御部21を介して、該復号されたFAXデータをG3FAX装置に転送する(ステップS7)。次いで、セッション終了か否かを判定する(ステップS9)。もし、終了していない場合には、次のUDPTLパケットを受信するためにステップS2に戻り受信処理を繰り返す。
一方、IFPセッションが終了している場合には、インターネットFAX接続装置20は、IFPセッションの終了処理を行う(ステップS10)。次いで、輻輳制御部28において、パケット落ちの通知記録からパケット欠損率を計算し冗長度を決定する(ステップS11)。すなわち、輻輳制御部28は、受信におけるパケット欠損率を計算し、UDPTLPAD部23に送信冗長度設定を指示する。UDPTL・PAD部23は、以後のFAXデータ送信に際して、この冗長度の指定に従ってセカンダリ部のIFPパケット数を変更してUDPTLパケットを作成する。パケット欠損率は、パケット落ち数/(パケット落ち数+受信パケット数)により計算され、この率に従って同一の送信パケットの再送回数である冗長度を決定する。例えば、パケット欠損率が10%乃至20%の場合には冗長度1として1回の再送を行う。パケット欠損率と冗長度の関係は予め任意に設定され得る。尚、欠損率計算のためのデータ取得時間も1つのセッション毎に限らず、短くても長くても良い。従って、冗長度の決定は、1つのセッション毎に決定される必要はなく、所定受信パケット数毎の如くより短い頻度で決定されても、或いはより多くのセッションにわたった測定により決定されても良い。決定される冗長度は、同一パケットの再送回数を指定するものであり、その値は0乃至複数回に設定され得る。
図4は、インターネットFAX接続装置20の送信時の処理手順を示している。以下、本図に示される処理手順について図1に示される構成要素を適宜参照して説明する。
先ず、G3FAX装置10からの送信要求に応じて、インターネットFAX接続装置20は、IFP送信セッションの開始処理を行う(ステップS11)。次いで、FAX制御部21によりG3FAX装置からFAXデータの転送を受信する(ステップS12)。次いで、IFP・CODEC部22により、該FAXデータをIFPパケットに符号化する(ステップS13)。この時、該IFPパケットは、次の新しいパケットに付加するのに備えてUDPTL・PAD部23により送信バッファ26に保存される(ステップS14)。
次に、インターネットFAX接続装置20は、UDPTL・PAD部23において、最新のIFPパケットをプライマリ部とし、送信バッファ26内に保存されている古いパケットをセカンダリ部としてUDPTLパケット化する(ステップS15)。このとき、セカンダリ部に詰められる古いパケットの数は、輻輳制御部28により指定された冗長度に従う。
次に、インターネットFAX接続装置20は、LAN制御部24により、当該UDPTLパケットを相手方に送信する(ステップS16)。そして、セッション終了か否かを判定し、もし終了する場合にセッション終了処理を行う(ステップS17)。一方、終了しない場合には、次のFAXデータの処理のためにステップS12に戻り処理を繰り返す。
以上のフローチャートの説明から明らかなように、図3の受信処理に示されるように、連続して受信したUDPTLパケットからパケット欠損率を計算することによって、IPネットワークにおける相手方に至る輻輳状態を示し指標としてパケット欠損率が推定される。図4の送信処理に示されるように、このパケット欠損率を基に自装置が送信するUDPTLパケットの冗長性を動的に変更することによって、確実かつ最適な冗長性をもったリアルタイムFAX通信をUDP/IPにより行うことができる。
<第2実施例>
図5は、第2実施例におけるインターネットFAX通信装置20の構成を示している。その構成は、第1実施例と共通の部分を有することから異なる部分についてのみ説明する。さらに、第2実施例では、IPネットワーク30を介して同様の構成を有するインターネットFAX通信装置20’が対向して接続される例を示している。
インターネットFAX通信装置20の輻輳制御部28は、LAN制御部24に接続されて、パケット落ちが発生したことを相手装置、すなわちインターネットFAX通信装置20’にIPネットワーク30を介して通知、又はかかる通知をインターネットFAX通信装置20’からIPネットワーク30を介して受信する機能をさらに有する。
輻輳制御部28の動作について説明すると、輻輳制御部28は、パケット落ち検出部27からパケット落ちの通知を受信すると、パケット損失が発生したことを通知するメッセージを作成し、LAN制御部24に渡す。FAX制御部24は、相手装置、すなわちインターネットFAX通信装置20’にこのメッセージを送信する。この時使用する装置間のポート番号及びパケットフォーマット等の方式は通常の方式により実現され得る。
相手装置であるインターネットFAX通信装置20’は、上記パケット発生メッセージを受信すると、パケット欠損率を計算して、現在送信中のUDPTLパケットの冗長性、すなわちセカンダリ部のIFPパケット数を変更して次回からこの冗長度でUDPTLパケットを作成して送信する。
同様ことがインターネットFAX通信装置20において実行される。すなわち、インターネットFAX通信装置20の輻輳制御部28は、相手装置(本図の例では、インターネットFAX通信装置20’)からのパケット落ちを通知するメッセージに基づいてパケット欠損率を計算し、自身の送信UDPTLパケットの冗長度、すなわちセカンダリ部のIFPパケット数を決定する。
以上のように第2実施例においては、第1実施例の効果に加えてより即時性が優れた制御が可能になる。すなわち、パケット落ちが発生したら即時に相手装置に通知され、その受信するUDPTLパケットの冗長性が迅速に変更される。また、自身も相手装置からのパケット落ちの通知応じて、即時にその冗長度を変更することができる。
<第3実施例>
図6は、第3実施例におけるインターネットFAX通信装置20の構成を示している。その構成は、第1実施例と共通の部分を有することから異なる部分についてのみ説明する。
インターネットFAX通信装置20の輻輳制御部28が、LAN制御部24とUDPTL/PAD部23との間に接続される。輻輳制御部28は、LAN制御部24に対してICMP(Internet Control Message Protocol) Echoを用いた輻輳状態の測定を要求し、その結果に基づいて輻輳状態を推定してUDPTLパケットの冗長性をUDPTL/PAD部23に通知する機能を有する。尚、ICMP Echの指令は、MS−DOS(登録商標)におけるpingコマンドに相当する。
輻輳制御部28の動作について説明すると、T.38通信中に輻輳制御部28は、相手装置にICMP Echoを送信し、その応答までの時間を測定する。この応答時間から、IPネットワーク30のパケット落ちを推定してUDPTLパケットの冗長性を変更するように、UDPTL・PAD部23に指示を出す。UDPTL・PAD部23は、この指示された冗長度に従って、セカンダリ部のIFPパケットの数を変更してUDPTLパケット化する。
尚、応答時間の測定方法としては、ICMP Echo送受信処理を複数回実施し、その平均応答時間値を用いても良いし、通信中定期的又は定常的に時間測定を実施しても良い。
以上のように第3実施例においては、一般的なTCP/IPプロトコルの応答時間を測定することにより、IPネットワークの状態を推定でき、自装置が送信するUDPTLパケットの冗長性を動的に変更することによって、確実かつ最適な冗長性をもったリアルタイムFAX通信をUDP/IPにより行うことができる。また、相手装置が同機種でなくても、一般的なUDP/IPプロトコルを実装している装置であれば、本実施例を用いて輻輳制御をすることができる。
変形例として、インターネットFAX接続装置20の輻輳制御部28は、ICMPTracerootを用いることによって、相手装置までのホップ数を認識できる機能と、そのホップ数からUDPTLパケットの冗長性、すなわちセカンダリ部のIFPパケット数を変更する機能を持つように構成されても良い。ICMPTracerootは、MS−DOS(登録商標)コマンドではTracertに相当する。
輻輳制御部28の動作について説明すると、輻輳制御部28は、T.38通信中において、相手装置にICMPTracerootを送信し、相手装置までルータの数であるホップ数を測定する。このホップ数から、IPネットワーク30のパケット落ちを推定してUDPTLパケットの冗長性を変更するように、UDPTL・PAD部23に指示を出す。UDPTL・PAD部23は、この指示された冗長度に従って、セカンダリ部のIFPパケットの数を変更してUDPTLパケット化を実行する。
以上の第3実施例の変形例では、通常のUDP/IPプロトコルを使用することにより、IPネットワークの状態を推定できる。これにより、自装置が送信するUDPTLパケットの冗長性を動的に変更することによって、確実かつ最適な冗長性をもったリアルタイムFAX通信をUDP/IPにより行うことができる。また、相手装置が同機種でなくても、一般的なTCP(Transmission Control Protocol)/IPプロトコルを実装している装置であれば、本実施例を用いて輻輳制御をすることができる。
尚、以上の複数の実施例においては、インターネットFAX通信装置を用いてリアルタイムFAX通信のパケット方法を説明したが、インターネットFAX通信装置に限らずソフトウェアによる実現にも適用可能である。また、図1ではG3FAXとインターネットFAX通信装置とは回線交換網により繋がった別装置として説明されたが、本発明によるデータ通信装置は、G3FAX機能とインターネットFAX通信機能を併せ持った装置であっても良い。また、本発明によるデータ通信方法及び装置は、勧告T.38のUDP通信において冗長化方式を用いた方法及び装置として説明されたが、FEC(Forward Error Correction)方式に実装した通信装置においてFEC処理量の最適化を行う場合にも適用可能である。
本発明の第1実施例おけるインターネットFAX接続装置の構成を示しているブロック図である。 図1に示されるUDPTLパケットの構成を示している図である。 インターネットFAX接続装置の受信時の処理手順を示しているフローチャートである。 インターネットFAX接続装置の送信時の処理手順を示しているフローチャートである。 本発明の第2実施例おけるインターネットFAX接続装置の構成を示しているブロック図である。 本発明の第3実施例おけるインターネットFAX接続装置の構成を示しているブロック図である。
符号の説明
10 G3FAX装置
20、20’ インターネットFAX通信装置
21 FAX制御部
22 IFP・CODEC部
23 UDPTL・PAD部
24 LAN制御部
25 パケット化情報記憶部
26 送信バッファ
27 パケット落ち検出部
28 輻輳制御部
30 IPネットワーク


Claims (8)

  1. パケットデータネットワークを介して情報データを一連の複数のパケットの形態にて送受信するデータ通信方法であって、
    送信情報データの送信の開始にあたって、相手方からの受信情報データを受信することによって前記相手方のトラヒック状態を推定するトラヒック状態推定行程と、
    前記トラヒック状態が高トラヒック状態であると推定した場合に、前記送信情報データの送信を繰り返して送信する送信行程と、
    を含むことを特徴とするデータ通信方法。
  2. 前記トラヒック状態推定行程は、前記受信情報データの複数のパケットの各々に付されたシーケンス番号の不連続性に基づいて、前記パケットの欠損を検知して、前記トラヒック状態を示す指標としてパケット欠損率を推定することを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。
  3. 前記トラヒック状態推定行程は、前記相手方に試験パケットを送信し、その応答時間及びホップ数のうちの少なくとも1つを前記トラヒック状態を示す指標として推定することを特徴とする請求項1記載のデータ通信方法。
  4. 前記トラヒック状態を示す指標を含むメッセージを前記情報データの相手方に送信する行程を更に含むことを特徴とする先行する請求項の何れか1記載のデータ通信方法。
  5. 前記トラヒック状態を示す指標を含むメッセージを前記情報データの相手方から受信する行程を更に含み、前記送信行程は、前記相手方からのトラヒック状態を与える指標に従って、前記送信情報データの送信繰し返しの回数を変更することを特徴とする先行する請求項の何れか1記載のデータ通信方法。
  6. パケットデータネットワークを介して情報データを一連の複数のパケットの形態にて送受信するデータ通信装置であって、
    送信情報データの送信の開始にあたって、相手方からの受信情報データを受信することによって前記相手方のトラヒック状態を推定するトラヒック状態推定手段と、
    前記トラヒック状態が高トラヒック状態であると推定した場合に、前記送信情報データの送信を繰り返して送信する送信手段と、
    を含むことを特徴とするデータ通信装置。
  7. ファクシミリデータを入力又は再生するファクシミリ装置と、前記ファクシミリデータを前記情報データとして前記パケットデータネットワークに接続するネットワーク接続装置と、を含むことを特徴とする請求項6記載のデータ通信装置。
  8. 前記ネットワーク接続装置は、前記ファクシミリデータを前記パケットデータネットワークに適合するパケットに符号化する手段と、前記パケットを前記ファクシミリデータに復号化する手段と、を含むことを特徴とする請求項7記載のデータ通信装置。

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