JP2007019903A

JP2007019903A - 映像配信サービスにおける通信速度測定方法及び通信速度測定システム及び通信速度測定端末

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Publication number: JP2007019903A
Application number: JP2005199641A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Iwai; 康浩岩井; Kensuke Sato; 健輔佐藤; Takehiro Hattori; 雄大服部; Toshitsugu Tsuji; 寿嗣辻; Koichi Matsumura; 浩一松村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】従来の実効通信速度の測定は、ＴＣＰを用いてデータをダウンロードして測定を行うものであり、ＵＤＰを用いる測定に比べ、映像配信サービスを提供するのに必要な実効通信速度を有するか否かを判定するには十分ではなく、実効通信速度のボトルネックの所在を特定できない等の課題もあった。また、ＵＤＰの実効通信速度の測定は、ＴＣＰの場合に比べて非常に時間がかかっていた。
【解決手段】ユーザが通信端末に対して通信速度の測定を指示した場合、まず、通信端末は、通信端末とビデオサーバとの間のＴＣＰ実効通信速度を測定する。次に、ビデオサーバは、通信端末から通知されたＴＣＰ実効通信速度の測定データを初期値とし、この初期値を伝送レートとして通信端末に対しＩＰパケットを送信し、通信端末はこのＩＰパケットを受信してＵＤＰ実効通信速度の測定を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インターネットなどのＩＰネットワークを使った通信分野における映像配信システムに関し、特に、端末が接続されているネットワークの通信速度を測定することのできる技術に関する。

近年、ＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ）、ＣＡＴＶ、ＦＴＴＨ（ＦｉｂｅｒＴｏＴｈｅＨｏｍｅ）に代表される広帯域なインターネット接続サービスが提供されている。これらの広帯域なインターネット接続サービスの特徴の一つは、同じインターネット接続サービスに加入している場合であっても、各ユーザ毎に実効的な通信速度が異なることである。その要因は、ユーザ宅と最寄の局舎までの距離による通信品質の劣化や、ＩＳＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＳｅｒｖｉｃｅＰｒｏｖｉｄｅｒ）の回線速度の違いなどさまざまである。例えば、ＡＤＳＬの２４Ｍサービスでいえば、２０数Ｍｂｐｓの実効通信速度のユーザもいれば、数百ｋｂｐｓの実効通信速度のユーザも存在する。

このように、実効通信速度はインターネット接続サービスのサービス仕様だけからは決まらないため、実効通信速度を測定するさまざまなサービスが、非特許文献１に示すようにインターネット上で提供されている。代表的な測定手法は、インターネット上のＷｅｂサーバに対して、パソコンのＷｅｂブラウザで接続し、ＨＴＴＰ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてデータをダウンロードし、そのダウンロードに要した時間を測定するというものであり、スピードテストサイトとしてインターネット上で多くのサイトが公開されている。また、特許文献１には、ＴＣＰネットワーク環境におけるバンド幅の高速動的測定の方法に関する技術が開示されている。

一方、広帯域なインターネット接続サービスの普及に伴い、テキストや静止画を中心としたＷｅｂサービスやＥメールサービスに加えて、音楽配信サービスや映像配信サービスなどの新しいネットワークサービスが提供され始めている。ＷｅｂサービスやＥメールサービスの場合は、実効通信速度が異なったとしても、データの取得に要する時間の違いはあれ、同じ品質のサービスを提供することが可能であるが、ＩＰネットワーク上で映像配信などの広帯域でリアルタイムなサービスを提供する場合、通信回線の実効通信速度が充分でなければ、映像の乱れなどが発生し、安定したサービスを提供できなくなる恐れがある。このため、各ユーザの実効通信速度を測定するサービス及び測定技術は、よりその重要性を増しつつある技術であるといえる。
特開２００２−９４５６７号公報森田秀一、"スピードテストでブロードバンド伝送速度を測定"［ｏｎｌｉｏｎ］、平成１７年５月２３日、インターネット<URL:http://internet.watch.impress.co.jp/www/article/2003/0728/speed.htm>

しかしながら、従来の実効通信速度測定システムは、ＨＴＴＰおよびＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてデータをダウンロードして測定をおこなうものであり、映像配信サービスによく用いられるＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）の実効通信速度を測定するものではなかった。ＴＣＰはフローコントロールの仕組みを備えているため、データをダウンロードすることで一定の精度で実効通信速度を測定することが可能であるが、ＵＤＰの場合、同じ方法では実効通信速度を測定することができなかった。また、従来の通信速度測定システムでは、パソコンのＷｅｂブラウザとインターネット上のＷｅｂサイト間、すなわちＥｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの実効通信速度を測定するため、宅外、宅内のどちらが実効通信速度のボトルネックとなっているかを特定することができなかった。また、従来の通信速度測定システムでは、通信速度測定時に、他の通信アプリが通信をおこなうことによる影響を排除することができなかった。

本発明は、ユーザ宅において、ＵＤＰプロトコルを用いた映像配信サービスをおこなうに充分な実効通信速度が確保できているか否かを測定することが可能な映像配信サービスにおける通信速度測定方法及び通信速度測定システム及び通信速度測定端末を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の通信速度測定方法は、少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定方法であって、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度の測定において、最初に、ＴＣＰ通信プロトコルを用いて測定するＴＣＰ通信速度を測定し、次に、ＵＤＰ通信プロトコルを用いて測定するＵＤＰ通信速度の測定を行い、前記ＵＤＰ通信速度の測定に際しては、前記ＴＣＰ通信速度の測定で得た測定結果を初期測定値として活用することにより、ＵＤＰ通信速度の測定を効率的におこなうことを特徴とするものである。さらに、ビデオサーバとルータとの間の通信速度、及び前記ルータと通信端末との間の通信速度を測定することで、宅外と宅内のいずれが通信速度のボトルネックになっているかを判断できるようにし、また、それぞれの前記通信速度を測定する場合、通信速度の測定対象となっている通信以外の通信を遮断するようにしたことを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するために、本発明の通信速度測定システムは、少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムであって、前記通信端末は、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度をＴＣＰ通信プロトコルを用いて測定するＴＣＰ通信速度測定手段と、前記ＴＣＰ通信速度測定手段により測定した測定データを初期値データとして前記ビデオサーバに送信する送信手段と、前記ビデオサーバが前記通信端末より受信した前記測定データの値（初期値）を伝送レートとして送信したＩＰパケットを受信し、これを基にＵＤＰ通信プロトコルを用いたＵＤＰ通信速度の測定を開始するＵＤＰ通信速度測定手段とを具備し、前記ビデオサーバには、前記通信端末が送信した前記ＴＣＰ通信速度測定手段により測定した測定データを初期値データとして受信し、前記初期値データの値を伝送レートとするＩＰパケットを前記通信端末に送信する送信手段を具備し、ＵＤＰ通信プロトコルを用いたＵＤＰ通信速度の測定を効率的におこなうことを特徴とするものである。また、ルータは、ビデオサーバと前記ルータとの間の通信速度測定手段と、前記ルータと通信端末との間の通信速度測定手段を備えることを特徴とするものであり、さらに、ルータは、２つの通信速度測定手段がそれぞれの通信速度の測定をする場合、通信速度の測定対象となっている通信以外の通信を遮断する手段を有することを特徴とするものである。

本発明の映像配信サービスにおける通信速度測定方法及びシステムによれば、ＵＤＰ通信プロトコルを用いて測定するＵＤＰ実効通信速度を効率よく測定することが可能となる。また、実効通信速度が充分でない場合、宅外、宅内のどちらが実効通信速度のボトルネックとなっているかを特定することが可能となる。さらに、実効通信速度の測定をおこなう際に、他の通信アプリの影響を排除することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態）
本発明の実施の形態では、通信端末が、アクセス網（ＩＰ通信網）を介して接続されたビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する映像配信サービスシステムにおいて、映像配信サービスを提供するに十分な通信帯域が確保できているか否かを確認するための通信速度測定方法及び通信速度測定システムについて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムの構成を示した図である。

図１において、ホームルータ２００は、アクセス網３００への接続機能を備えており、通信端末１００は、ホームルータ２００を経由してアクセス３００網に接続されている。アクセス網３００は、ＩＳＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＳｅｒｖｉｃｅＰｒｏｖｉｄｅｒ）４００を経由してインターネット６００に接続されており、Ｗｅｂサーバ７００はインターネット６００上に公開されている。インターネット６００は、各社の通信網が相互に接続された巨大な通信網であり、一般的には通信帯域は保証されておらず、このため、映像コンテンツのような広帯域でリアルタイムなデータの配信には不向きである。このような映像コンテンツを安定して配信するために、ビデオサーバ５００をアクセス網３００に接続することによって、インターネット６００における回線速度の制約を受けずに映像コンテンツを配信するシステム構成が取られている。このようにアクセス網３００に置かれるビデオサーバ５００は、エッジサーバとも呼ばれている。なお、本発明の実施の形態１においては、ビデオサーバ５００をアクセス網３００に設置したが、本発明の通信速度測定システムはこの構成に限定されるものではない。通信端末１００は、ホームルータ２００を介して、Ｗｅｂサーバ７００から映像コンテンツの取得先が記述されたメタデータを取得する。メタデータには、映像コンテンツの取得先としてビデオサーバ５００のＵＲＬ（ＵｎｉｆｏｒｍＲｅｓｏｕｒｃｅＬｏｃａｔｏｒ）が記述されており、そのＵＲＬ情報を基に、通信端末１００はビデオサーバ５００に対して、映像コンテンツのリクエスト要求を送信する。通信端末１００からのリクエスト要求を受信したビデオサーバ５００は、通信端末１００に対してリクエスト要求に基づく映像コンテンツを送信し、通信端末１００は、この映像コンテンツを受信して再生することが可能となる。

次に、このような映像配信サービスシステムにおいて、ビデオサーバから通信端末までの実効的な通信帯域が、映像配信サービスを行うために充分であるか否かを判定する方法を考える。

図２は、本発明の実施の形態における通信端末１００の構成を示すブロック図である。図２において、通信部１０１は、ビデオサーバ５００からリクエスト要求に基づいて配信された映像コンテンツをＩＰパケットとして受信する。ビデオサーバ５００から受信した映像コンテンツは、コンテンツ受信部１０２を経由してコンテンツ表示部１０３に送信され、ここで送信された映像コンテンツの映像が表示される。通信部１０１は、また、ＴＣＰ通信速度測定部１０４およびＵＤＰ通信速度測定部１０５に接続されており、ビデオサーバ５００から受信したＩＰパケットを、それぞれＴＣＰ通信速度測定部１０４およびＵＤＰ通信速度測定部１０５に送信することにより、受信したＩＰパケットを用いて実効通信速度を測定することができる。この場合の実効通信速度の測定方法としては、例えば、通信端末１００は、ビデオサーバ５００が通信端末１００宛に送信したＩＰパケットを受信し、この受信したＩＰパケットの総データ量（バイト）、最初に受信したＩＰパケットの到着時刻、および最後に受信したＩＰパケットの到着時刻を記録し、これらの記録した内容（データ）を基に実効通信速度を算出する方法が考えられる。

ここで、ＴＣＰ通信プロトコルを用いる通信速度測定の場合、ＴＣＰにはフロー制御機能が備わっているため、ビデオサーバ５００はベストエフォートでＩＰパケットを送信するだけで、通信端末１００とビデオサーバ５００との間の実効通信速度を測定することができる。一方、ＵＤＰ通信プロトコルを用いる通信速度測定の場合、ＵＤＰにはフロー制御機能が備わっていないため、ビデオサーバ５００が送信したＩＰパケットの伝送レートが高すぎる場合は、パケットの損失が発生するため実効通信速度を測定することができなくなる。したがって、ＵＤＰによる実効通信速度の測定は、適切な伝送レートを見つけるために一定の刻み幅で測定を繰り返す必要があり、非常に手間がかかる。

通信端末１００は、ユーザが通信端末１００のユーザインターフェース（図示せず）を介して通信速度の測定を指示した場合、まず、ＴＣＰ通信速度測定部１０４によりビデオサーバとの間の実効通信速度を測定し、その測定した結果（データ）をＵＤＰ通信速度測定部１０５に通知するとともに、通信速度初期値ＤＢ（データベース）１０６に保持する。次に、ＵＤＰ通信速度測定部１０５は、ＴＣＰ通信速度測定部１０４より通知された実効通信速度を初期値として、ビデオサーバ５００に対し通知する。ビデオサーバ５００は、ＵＤＰ通信速度測定部１０５より通知された初期値を伝送レートとしてＵＤＰ通信速度測定部１０５に対しＩＰパケットを送信し、ＵＤＰ通信速度測定部１０５は、ビデオサーバ５００からＩＰパケットを受信し、これを基に測定を開始して実効通信速度の測定をおこなう。

ＴＣＰ通信における実効通信速度とＵＤＰ通信における通信速度は、一般的には異なる値となるが、どちらの実効通信速度も回線帯域に依存するため一定の相関関係がある。したがって、ＵＤＰ通信における実効通信速度を測定する場合、同じ通信回線（アクセス網）のＴＣＰ通信における実効通信速度を初期値として用いることにより、より少ない測定回数でＵＤＰ通信における実効通信速度を測定できることが期待できるので、このような通信速度測定方法、あるいは通信速度測定システムにより、ＵＤＰ通信における実効通信速度の測定を効率的におこなうことが可能となる。

なお、アクセス回線毎、あるいは映像配信サービス毎のＴＣＰ通信における実効通信速度の初期値を通信速度初期値ＤＢ１０６に保持しておき、これらの値をＵＤＰ通信における実効速度を測定する場合の初期値として利用してもよい。また、ＲＴＳＰ（ＲｅａｌＴｉｍｅＳｔｒｅａｍｉｎｇＰｒｏｔｏｃｏｌ）によってビデオサーバ５００から取得した映像コンテンツの伝送レートを初期値として、ＵＤＰ通信における実効速度の測定を開始してもよい。

図３は、本発明の実施の形態におけるホームルータの構成を示すブロック図である。次に、図３を用いて、本発明の実施の形態におけるホームルータ２００の構成について説明する。通信端末１００に接続されるＬＡＮ側通信部２０１とアクセス網３００に接続されるＷＡＮ側通信部２０２は、それぞれ通信部２０３を介して接続されており、ＩＰルーティング機能を提供する。さらに、通信部２０３は、後述する通信速度測定部２０４、通信遮断制御部２０５および映像ストリーム判定部２０６に接続されており、これらの各部に対し、ＬＡＮ側通信部２０１およびＷＡＮ側通信部２０２を介して受信したＩＰパケットを送信することができる。通信遮断制御部２０５は、通信部２０３を制御することが可能であり、指定したＩＰアドレスおよびポート番号の組み合わせ以外の通信を遮断することができる機能を有する。通信速度測定部２０４は、通信部２０３を流れるＩＰパケットの実効通信速度を測定することができ、その測定方法は、例えば、上記の通信端末１００における測定方法と同じ方法が考えられる。映像ストリーム判定部２０６は、通信部２０３を流れるＩＰパケットの中から映像ストリームだけを判別し、その映像ストリームのＩＰアドレスおよびポート番号を通信遮断制御部２０５に通知する機能を備えている。

ホームルータ２００において、ユーザが通信端末１００のユーザインターフェース（図示せず）を介して通信速度の測定を指示した場合、通信速度測定部２０４は、ＷＡＮ側通信部２０２とビデオサーバ５００との間の実効通信速度を測定し、次に、ＬＡＮ側通信部２０１と通信端末１００との間の実効通信速度を測定し、これら２つの測定結果（データ）を、通信部２０３およびＬＡＮ側通信部２０１を経て通信端末１００に通知する。上記のような構成をとることにより、ホームルータ２００のＷＡＮ側通信網とＬＡＮ側通信網の実効通信速度を個別に測定することができるので、Ｅｎｄ−ｔｏ−Ｅｎｄの実効通信速度が遅い場合、そのボトルネックがＷＡＮ側にあるのか、ＬＡＮ側にあるのかを特定することが可能となる。

また、通信速度測定部２０４がＷＡＮ側通信網あるいはＬＡＮ側通信網の実効通信速度を測定中に、映像ストリーム以外の通信アプリの通信量が所定の値以上になった場合、通信遮断制御部２０５は、通信部２０３に対し映像ストリーム以外の通信を遮断するように制御する。このように構成することにより、映像ストリーム以外の通信アプリの影響を排除した状態で、実効通信速度を測定することが可能となる。

なお、通信遮断制御部２０５は、通信速度測定部２０４に対し、映像ストリーム以外の通信アプリの通信量が所定の値以上になった場合は通信速度の測定を中断させ、所定の値以下になった場合に通信速度の測定を再開するように制御してもよい。

本発明の映像配信サービスにおける通信速度測定方法及び通信速度測定システム及び通信速度測定端末は、映像配信サービスの実用化にあたり、ユーザ毎に通信品質が異なるブロードバンド環境において、各々のユーザに対し安定したサービスを提供するための課題を解決するために有用である。

本発明の実施の形態における映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムの構成を示した図本発明の実施の形態における通信端末の構成を示すブロック図本発明の実施の形態におけるホームルータの構成を示すブロック図

符号の説明

１００通信端末
１０１通信部
１０２コンテンツ受信部
１０３コンテンツ表示部
１０４ＴＣＰ通信速度測定部
１０５ＵＤＰ通信速度測定部
１０６通信速度初期値ＤＢ
２００ホームルータ
２０１ＬＡＮ側通信部
２０２ＷＡＮ側通信部
２０３通信部
２０４通信速度測定部
２０５通信遮断制御部
２０６映像ストリーム判定部
３００アクセス網
４００ＩＳＰ
５００ビデオサーバ
６００インターネット
７００Ｗｅｂサーバ

Claims

少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定方法であって、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度の測定において、最初に、ＴＣＰ通信プロトコルを用いて測定するＴＣＰ通信速度を測定し、次に、ＵＤＰ通信プロトコルを用いて測定するＵＤＰ通信速度の測定を行い、前記ＵＤＰ通信速度の測定に際しては、前記ＴＣＰ通信速度の測定で得た測定結果を初期測定値として活用することにより、ＵＤＰ通信速度の測定を効率的におこなうことを特徴とする通信速度測定方法。
ビデオサーバとルータとの間の通信速度、及び前記ルータと通信端末との間の通信速度を測定することで、宅外と宅内のいずれが通信速度のボトルネックになっているかを判断できるようにし、また、それぞれの前記通信速度を測定する場合、通信速度の測定対象となっている通信以外の通信を遮断するようにしたことを特徴とする請求項１記載の通信速度測定方法。
少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムであって、前記通信端末は、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度をＴＣＰ通信プロトコルを用いて測定するＴＣＰ通信速度測定手段と、前記ＴＣＰ通信速度測定手段により測定した測定データを初期値データとして前記ビデオサーバに送信する送信手段と、前記ビデオサーバが前記通信端末より受信した前記測定データの値（初期値）を伝送レートとして送信したＩＰパケットを受信し、これを基にＵＤＰ通信プロトコルを用いたＵＤＰ通信速度の測定を開始するＵＤＰ通信速度測定手段とを具備し、前記ビデオサーバには、前記通信端末が送信した前記ＴＣＰ通信速度測定手段により測定した測定データを初期値データとして受信し、前記初期値データの値を伝送レートとするＩＰパケットを前記通信端末に送信する送信手段を具備し、ＵＤＰ通信プロトコルを用いたＵＤＰ通信速度の測定を効率的におこなうことを特徴とする通信速度測定システム。
ルータは、ビデオサーバと前記ルータとの間の通信速度測定手段と、前記ルータと通信端末との間の通信速度測定手段を備えることを特徴とする請求項３記載の通信速度測定システム。
ルータは、２つの通信速度測定手段がそれぞれの通信速度の測定をする場合、通信速度の測定対象となっている通信以外の通信を遮断する手段を有することを特徴とする請求項４記載の通信速度測定システム。
少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムにおいて活用される通信端末であって、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度をＴＣＰ通信プロトコルを用いて測定するＴＣＰ通信速度測定手段と、前記ビデオサーバと前記通信端末との間の通信速度をＵＤＰ通信プロトコルを用いて測定するＵＤＰ通信速度測定手段とを有し、前記ＴＣＰ通信速度測定手段における測定結果を、前記ＵＤＰ通信速度測定手段における初期測定値として活用する手段をさらに有することを特徴とする通信端末。
少なくとも、映像配信サービス網と、前記映像配信サービス網を介して映像コンテンツを配信するビデオサーバと、前記映像配信サービス網への接続機能を備えたルータと、前記ルータに接続され、前記映像配信サービス網を介して前記ビデオサーバから映像コンテンツを受信して再生する通信端末とで構成される映像配信サービスシステムに適用される通信速度測定システムにおいて活用されるルータであって、前記ビデオサーバと前記ルータとの間の通信速度測定手段と、前記ルータと前記通信端末との間の通信速度測定手段とを有し、２つの前記通信速度測定手段は、それぞれの通信速度の測定をする場合、通信速度の測定対象となっている通信以外の通信を遮断する手段をさらに有することを特徴とするルータ。