JP2008017075A - 通信制御装置及びそれに用いる通信制御方法並びにそのプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 不要なRTPパケットの送信を止め、回線帯域の浪費を防ぐことが可能な通信制御装置を提供する。
【解決手段】 RTP解析部23はパケットフィルタ21からRTPパケットを受取り、受信したRTPパケット毎にRTPヘッダ中にあるシーケンス番号、ペイロードタイプ、あて先IPアドレス、送信元IPアドレスにてパケットを識別する。RTP解析部23は識別したパケット毎にRTPパケットの受信時刻を記録し、パケットの受信時刻を比較する。フォワーダー25は対応するQoS制御部26にパケットを送り、出力インタフェース12が複数ある場合、どの出力インタフェース12からパケットを出力するかを、パケットのあて先から決定する。QoS制御部26はパケットの出力順番を入れ替え、場合によってはパケットの廃棄を行う。
【選択図】 図1
【解決手段】 RTP解析部23はパケットフィルタ21からRTPパケットを受取り、受信したRTPパケット毎にRTPヘッダ中にあるシーケンス番号、ペイロードタイプ、あて先IPアドレス、送信元IPアドレスにてパケットを識別する。RTP解析部23は識別したパケット毎にRTPパケットの受信時刻を記録し、パケットの受信時刻を比較する。フォワーダー25は対応するQoS制御部26にパケットを送り、出力インタフェース12が複数ある場合、どの出力インタフェース12からパケットを出力するかを、パケットのあて先から決定する。QoS制御部26はパケットの出力順番を入れ替え、場合によってはパケットの廃棄を行う。
【選択図】 図1
Description
本発明は通信制御装置及びそれに用いる通信制御方法並びにそのプログラムに関し、特にRTP(Real Time transport Protocol:リアルタイム転送プロトコル)解析による通信制御方法に関する。
インタネット等のIP(Internet Protocol:インタネットプロトコル)ネットワークにおいてRTPは、音声や映像を配信する通信プロトコルとして使用されている(例えば、非特許文献1参照)。しかしながら、IPネットワークの品質は一定しておらず、パケットの到達時間にぶれが生じることがある。また、途中経路の回線帯域が潤沢にあるとは限らない。
従来、IPネットワーク上のリアルタイム通信で使用されるRTPパケットは、不要となったものまで送信されることがある。RTPパケットはリアルタイム性を重視しており、ある程度以上の遅延が発生した場合、通信相手まで到達しても不要なパケットと判断されて廃棄される。こうした廃棄は受信した装置で行っている。
このため、途中の通信経路は最終的に廃棄される不要なパケットを伝送したことになり、通信経路の帯域を浪費したことになる。また、受信した装置にとっても余分な処理を行い、他の必要な処理に悪影響を与えるケースが考えられる。
さらには、RTPの内容を判断してのQoS(Quality of Service:サービス品質提供)が困難なことである。通常,IPネットワーク機器はパケットの通過、拒否に対してプロトコルの種類をIPヘッダ中のプロトコル番号、またはTCP(Transmission Control Protocol)、UDP(User Datagram Protocol)のポート番号によって判別する。
しかしながら、RTPはTCP、UDPのいずれかを用いて伝送されるため、プロトコル番号では識別できない。また、音声や映像等の複数の種類のデータの送信を、個々の通信毎にSIP(Session Initiation Protocol:セッション確立プロトコル)のセッション開始時に決定される一意でないポート番号によって行う。このため、従来のネットワーク機器ではRTPで輸送されるパケットの内容を識別し、QoSを実施することが困難である。
"RTP:A Transport protocol for Real−Time Applications 2.RTP Use Scenarios"[RFC(Request For Comments)3550,pp5−8,July 2003]
上述した従来のリアルタイム通信では、遅延したRTPパケットが有効な情報ではなく、このパケットの送信が帯域の浪費になるという問題がある。また、従来のリアルタイム通信では、遅延したRTPパケットの廃棄が、そのパケットを受信した装置にとっても余分な処理であり、他の必要な処理に悪影響を与えることがある。
さらに、従来のリアルタイム通信では、RTPの内容を判断してのQoSを実施することができないという問題がある。通常、IPネットワーク機器はパケットの通過、拒否に対してプロトコルの種類をIPヘッダ中のプロトコル番号、またはTCP、UDPのポート番号によって判別しているが、RTPはTCP、UDPのいずれかを用いて伝送されるため、プロトコル番号では識別することができない。
さらにまた、従来のリアルタイム通信では、音声や映像等の複数の種類のデータの送信を、個々の通信毎に決定される一意でないポート番号によって行っているため、従来のネットワーク機器では、RTPで輸送されるパケットの内容を識別し、QoSを実施することができない。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、不要なRTPパケットの送信を止めることができ、回線帯域の浪費を防ぐことができる通信制御装置及びそれに用いる通信制御方法並びにそのプログラムを提供することにある。
本発明による通信制御装置は、受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置であって、
前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する手段を備えている。
前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する手段を備えている。
本発明による通信制御方法は、受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置に用いる通信制御方法であって、
前記通信制御装置が前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行している。
前記通信制御装置が前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行している。
本発明によるプログラムは、受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置が実行するプログラムであって、
前記通信制御装置のコンピュータに、前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行させている。
前記通信制御装置のコンピュータに、前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行させている。
すなわち、本発明の通信制御装置は、受信するIP(Internet Protocol:インタネットプロトコル)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol:セッション確立プロトコル)パケットからRTP(Real Time transport Protocol:リアルタイム転送プロトコル)パケットを識別し、この装置からの転送に際して、必要に応じて一部RTPのみを廃棄することを特徴としている。また、本発明の通信制御装置は、RTPを含むIPパケットのパラメータを変更することを特徴としている。
より具体的に説明すると、本発明の通信制御装置では、RTP解析部がRTPパケットヘッダを解析し、各RTPパケットの受信時刻を記録し、受信時刻を基にパケットを廃棄している。
また、本発明の通信制御装置では、RTPパケットのペイロードタイプから、そのパケットを廃棄するか否かの決定、あるいはTOS(Type Of Service)値(IPパケットにおける優先度を示す値)の付与を行っている。
これによって、本発明の通信制御装置では、受信した時点で既に大きく遅延しているパケットを、回線に送信する前に廃棄しているので、不要なRTPパケットの送信を止め、回線帯域の浪費を防ぐことを可能としている。
また、本発明の通信制御装置では、大きく遅延しているパケットを廃棄しているので、RTPによる通信を使用する端末においてそのパケットの廃棄の必要がなくなるため、RTPによる通信を使用する端末の負荷を下げることが可能となる。
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、不要なRTPパケットの送信を止めることができ、回線帯域の浪費を防ぐことができるという効果が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施例による通信制御装置の構成を示すブロック図である。図1においては、RTP(Real Time transport Protocol:リアルタイム転送プロトコル)解析による通信制御装置(以下、通信制御装置とする)1の構成を示している。
通信制御装置1はコンピュータ回路2と、入力インタフェース11と、出力インタフェース12と、コンピュータ回路2が実行するプログラムを記録する記録媒体13とから構成されている。
コンピュータ回路2はパケットフィルタ21と、SIP(Session Initiation Protocol:セッション確立プロトコル)解析部22と、RTP解析部23と、時計回路24と、フォワーダー25と、QoS(Quality of Service:サービス品質提供)制御部26との各機能を持つ。これらの機能はコンピュータ回路2が記録媒体13のプログラムを実行することで実現される。
入力インタフェース11はパケットを受信する装置であり、受信したパケットをコンピュータ回路2に伝達する。コンピュータ回路2において、入力されたパケットはまずパケットフィルタ21に伝達される。パケットフィルタ21はパケットのTCP(Transmission Control Protocol)またはUDP(User Datagram Protocol)のポート番号部分を確認し、検出対象のパケットがあればそれをSIP解析部22またはRTP解析部23に伝達する。
SIP解析部22はパケットフィルタ21からポート番号5060のSIPプロトコルを受取り、SIPメッセージを解析する。SIP解析部22はSIPセッション開始メッセージから該当セッションで使用するRTPのポート番号を確認し、パケットフィルタ21に対して、検出したポート番号のパケット(該当セッションのRTPパケット)を検出するよう、パケットフィルタ21の動作を変更する。また、SIP解析部22はSIPセッション終了メッセージから該当セッションで使用するRTPのポート番号を確認し、パケットフィルタ21に対して、検出したポート番号のパケット(該当セッションのRTPパケット)を検出しないよう、パケットフィルタ21の動作を変更する。
RTP解析部23はパケットフィルタ21からRTPパケットを受取り、受信したRTPパケット毎にRTPヘッダ中にあるシーケンス番号、ペイロードタイプ、あて先IPアドレス、送信元IPアドレスにてパケットを識別する。また、RTP解析部23は識別したパケット毎にRTPパケットの受信時刻を記録し、パケットの受信時刻を比較することができる。
時計回路24は現在時刻を保持する。フォワーダー25は対応するQoS制御部26にパケットを送る。また、フォワーダー25は出力インタフェース12が複数ある場合、どの出力インタフェース12からパケットを出力するかを、パケットのあて先から決定する。QoS制御部26はパケットの出力順番を入れ替える。場合によって、QoS制御部26はパケットの廃棄を行う。
出力インタフェース12はQoS制御部26で決定された順番にしたがって、パケットを出力する。出力インタフェース12はパケットのあて先毎に複数存在しうる。
尚、上記の通信制御装置1の構成において、フォワーダー25及びQoS制御部26は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成についての説明は省略する。
図2〜図4は本発明の一実施例による通信制御装置1の各受信パケットに対する動作フローを示すフローチャートである。図2は各受信パケットに対する通信制御装置1の動作フローを示し、図3は図2におけるSIP解析部22の動作を示し、図4はRTP解析部23の動作を示している。これら図1〜図4を参照して本発明の一実施例による通信制御装置1の各受信パケットに対する動作について説明する。尚、図2〜図4に示す処理は通信制御装置1のコンピュータ回路2が記録媒体13のプログラムを実行することで実現される。
通信制御装置1において、パケットが入力インタフェース11に与えられると(図2ステップS1)、そのパケットはパケットフィルタ21に送られる。パケットフィルタ21はパケットのパターンがSIPフィルタに合致した場合(図2ステップS2)、そのパケットをSIP解析部22に送る。
パケットフィルタ21はパケットのパターンがSIPフィルタに合致しない場合(図2ステップS2)、RTPフィルタが生成されているかを確認し(図2ステップS3)、生成されている場合、パケットのパターンがRTPフィルタに合致した場合(図2ステップS6)、そのパケットをRTP解析部23に送る。
パケットフィルタ21はRTPフィルタが生成されていない場合、あるいはRTPフィルタが生成されていても、パケットのパターンがRTPフィルタに合致しない場合(図2ステップS6)、パケットをフォワーダー25を経てQoS制御部26に送り、規定されたQoSポリシーにしたがってパケットの出力順を変更する(図2ステップS4)。この後、パケットは出力インタフェース12から出力される(図2ステップS5)。
SIP解析部22はパケットフィルタ21からパケットが送られてくると、SIPのパケットフォーマットを解析し(図3ステップS11)、SIPパケットがセッション開始を意味するものかどうかを確認する(図3ステップS12)。
SIP解析部22はSIPパケットがセッション開始を意味するものであった場合、新たに生成されるセッションで使用されるRTPのポート番号を確認し、このポート番号のパケットをRTPパケットとして抽出するパケットフィルタをパケットフィルタ21に生成し(図3ステップS13)、上記のステップS4の処理へ移行する。
SIP解析部22はSIPパケットがセッション開始を意味するものでない場合、SIPのパケットフォーマットを解析し、SIPパケットがセッション終了を意味するものかどうかを確認する(図3ステップS14)。SIP解析部22はSIPパケットがセッション終了を意味するものでない場合、上記のステップS4の処理へ移行する。
SIP解析部22はSIPパケットがセッション終了を意味するものであった場合、終了するセッションで使用されるRTPのポート番号を確認し、このポート番号のパケットをRTPパケットとして抽出するパケットフィルタをパケットフィルタ21から削除し(図3ステップS15)、上記のステップS4の処理へ移行する。
RTP解析部23の動作を図4に示す。尚、RTP解析部23で受信したRTPパケット毎にRTPヘッダ中にあるシーケンス番号n、ペイロードタイプ、あて先IPアドレス、送信元IPアドレスにてパケットを識別する。このRTPパケットをRTPパケットnとし、受信時刻をtn とする。
RTP解析部23はパケットフィルタ21で抽出されたRTPパケットnを受け取り、受信した時刻を時計回路24から参照し、受信時刻tn を記録する(図4ステップS21)。
RTP解析部23はRTPパケットn−1の受信時刻tn-1 が記録されているかどうかを確認する(図4ステップS22)。RTP解析部23はRTPパケットn−1の受信時刻tn-1 が記録されていない場合、上記のステップS4の処理へ移行する。
RTP解析部23はRTPパケットn−1の受信時刻tn-1 が記録されている場合、RTPパケットnの受信時刻tn と、RTPパケットn−1の受信時刻tn-1 との差分Δnを、
Δn=tn −tn-1
という式から求める(図4ステップS23)。
Δn=tn −tn-1
という式から求める(図4ステップS23)。
RTP解析部23は差分Δnの値が一定値以上(例えば、50ms)かどうかを確認する(図4ステップS24)。RTP解析部23は差分Δnの値がの値が一定値より小さい場合、上記のステップS4の処理へ移行する。また、RTP解析部23は差分Δnの値が一定値以上だった場合、RTPパケットnを廃棄し、RTPパケットnの受信時刻tn の記録を削除する(図4ステップS25)。
図7は本発明の一実施例による通信制御装置1の具体的な動作例を示すフローチャートである。図7を参照して本発明の一実施例による通信制御装置1の具体的な動作例について説明する。
通常、SIPによってセッションが開始され、RTPパケットによる通信が行われ、再びSIPによるセッションが終了される。通信制御装置1はSIPのセッション開始パケットを入力インタフェース11で受信すると(図7ステップS51)、SIPのセッション開始パケットをパケットフィルタ21によって抽出し、SIP解析部22に送る。SIP解析部22はSIPのパケットフォーマットを解析することで、このセッションでRTPパケットが使用するポート番号が判明するため、パケットフィルタ21に該当のポート番号のRTPパケットを抽出するフィルタを設定する。
通信制御装置1はRTPパケット#1が入力インタフェース11で受信されると(図7ステップS52)、このRTPパケット#1がパケットフィルタ21に生成されたフィルタによって抽出され、RTP解析部23に送られる。RTP解析部23ではRTPパケット#1の受信時刻t1 が記録される。また、RTPパケット#1はフォワーダー25とQoS制御部26とを経て、出力インタフェース12から出力される。
通信制御装置1はRTPパケット#2が入力インタフェース11で受信されると(図7ステップS53)、このRTPパケット#2がパケットフィルタ21に生成されたフィルタによって抽出され、RTP解析部23に送られる。RTP解析部23ではRTPパケット#2の受信時刻t2 が記録される。ここで、RTP解析部23には前回のRTPパケット#1の受信時刻t1 が記録されているため、それらの差分Δ2=t2 −t1 を算出する。また、ここでΔ2は予め指定された値(例えば、50msec)以上の値だったとする。この場合、RTPパケット#2は廃棄され、受信時刻t2 の記録も削除される。
通信制御装置1はRTPパケット#3が入力インタフェース11で受信されると(図7ステップS54)、パケットフィルタ21に生成されたフィルタによって抽出され、RTP解析部23に送られる。RTP解析部23ではRTPパケット#3の受信時刻t3 が記録される。RTP解析部23ではRTPパケット#2の受信時刻t2 の記録がないため、RTPパケット#3をフォワーダー25及びQoS制御部26を経て、出力インタフェース12から出力する。
通信制御装置1はSIPのセッション終了パケットを入力インタフェース11で受信すると(図7ステップS55)、SIPのセッション終了パケットをパケットフィルタ21によって抽出し、SIP解析部22に送る。SIP解析部22は、本セッションでRTPパケットが使用するポート番号が上記のステップS51の処理で設定したものと一致した場合、上記のステップS51の処理でパケットフィルタ21に設定したRTPパケットを抽出するフィルタを削除する。
このように、本実施例では、受信した時点で既に大きく遅延しているパケットを、回線に送信する前に廃棄するので、不要なRTPパケットの送信を止めることができ、回線帯域の浪費を防ぐことができる。
また、本実施例では、大きく遅延しているパケットを廃棄しているため、RTPによる通信を使用する端末において、廃棄の必要がなくなるので、RTPによる通信を使用する端末の負荷を下げることができる。
図5は本発明の他の実施例によるRTP解析部の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施例による通信制御装置は、上記の図1に示す本発明の一実施例による通信制御装置1と同様の構成となっており、RTPパケットの廃棄の判断を行うRTP解析部の動作についてさらに工夫している。つまり、本発明の他の実施例では図4に示すRTP解析部23の動作の代わりに図5に示す動作を行わせることで、RTP解析部23が廃棄をRTPパケット中のペイロードタイプから決定している。
RTP解析部23はRTPパケット毎にペイロードタイプを確認し(図5ステップS31)、ペイロードタイプが映像トラフィックであった場合、そのRTPパケットを廃棄する(図5ステップS32)。RTP解析部23はペイロードタイプが映像トラフィックでない場合、あるいは処理を終了すると、上記のステップS4の処理へ移行する。
このように、本実施例では、例えばテレビ電話アプリケーションの場合、回線品質や帯域が十分でない環境で映像トラフィックのみを廃棄することで、電話でのコミュニケーションに最低限必要な音声トラフィックの送信に必要な帯域が確保されるので、テレビ電話において音質を維持するという効果が得られる。
図6は本発明の別の実施例によるRTP解析部の動作を示すフローチャートである。本発明の別の実施例による通信制御装置は、上記の図1に示す本発明の一実施例による通信制御装置1と同様の構成となっており、RTPパケットの廃棄の判断を行うRTP解析部の動作についてさらに工夫している。つまり、本発明の別の実施例では図4に示すRTP解析部23の動作の代わりに図6に示す動作を行わせることで、RTP解析部23がRTPパケット中のペイロードタイプ毎にIPパケットの優先度(TOS:Type Of Service)を変更している。
RTP解析部23はRTPパケット毎にペイロードタイプを確認し(図6ステップS41)、ペイロードタイプ毎にそのパケットのIPヘッダ中にTOS値を設定する(図6ステップS42)。例えば、音声トラフィックのTOS値として「6」を設定し、映像トラフィックのTOS値として「4」を設定する。RTP解析部23は処理を終えると、上記のステップS4の処理へ移行する。
但し、本実施例では、上記のステップS4の処理における出力順の変更の際に、TOS値に基づいた制御が行われる。この場合、TOS値の大きい音声トラフィックが優先的に出力され、映像に比べて音声が高品質で送信される。
このように、本実施例では、例えばテレビ電話アプリケーションの場合、回線品質や帯域が十分でない環境で映像トラフィックよりも音声を優先的に送出することで、電話でのコミュニケーションに最低限必要な音声トラフィックの送信に必要な帯域が確保されるので、テレビ電話において音質を維持することができるという効果が得られる。
1 RTP解析による通信制御装置
2 コンピュータ回路
11 入力インタフェース
12 出力インタフェース
13 記録媒体
21 パケットフィルタ
22 SIP解析部
23 RTP解析部
24 時計回路
25 フォワーダー
26 QoS制御部
2 コンピュータ回路
11 入力インタフェース
12 出力インタフェース
13 記録媒体
21 パケットフィルタ
22 SIP解析部
23 RTP解析部
24 時計回路
25 フォワーダー
26 QoS制御部
Claims (11)
- 受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置であって、
前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する手段を有することを特徴とする通信制御装置。 - 前記RTPパケットのヘッダを解析しかつ当該RTPパケットの受信時刻を記録する手段を含み、
前記受信時刻を基に前記RTPパケットを廃棄することを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。 - 前記RTPパケットのヘッダを解析しかつ当該RTPパケットのペイロードタイプから廃棄するか否かを決定する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。
- 前記RTPパケットを含む前記IPパケットのパラメータを変更する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の通信制御装置。
- 前記パラメータを変更する手段は、IPパケットにおける優先度を示すTOS(Type Of Service)値の付与を行うことを特徴とする請求項4記載の通信制御装置。
- 受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置に用いる通信制御方法であって、
前記通信制御装置が前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行することを特徴とする通信制御方法。 - 前記通信制御装置が前記RTPパケットのヘッダを解析しかつ当該RTPパケットの受信時刻を記録する処理を実行し、前記受信時刻を基に前記RTPパケットを廃棄することを特徴とする請求項6記載の通信制御方法。
- 前記通信制御装置が前記RTPパケットのヘッダを解析しかつ当該RTPパケットのペイロードタイプから廃棄するか否かを決定する処理を実行することを特徴とする請求項6記載の通信制御方法。
- 前記通信制御装置が前記RTPパケットを含む前記IPパケットのパラメータを変更する手段を含むことを特徴とする請求項1記載の通信制御方法。
- 前記通信制御装置が前記パラメータを変更する処理において、IPパケットにおける優先度を示すTOS(Type Of Service)値の付与を行うことを特徴とする請求項9記載の通信制御方法。
- 受信するIP(Internet Protocol)パケットにおいて、先立って受信したSIP(Session Initiation Protocol)パケットからRTP(Real Time transport Protocol)パケットを識別する通信制御装置が実行するプログラムであって、
前記通信制御装置のコンピュータに、前記RTPパケットを転送する際に必要に応じて前記RTPパケットの一部を廃棄する処理を実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006185055A JP2008017075A (ja) | 2006-07-05 | 2006-07-05 | 通信制御装置及びそれに用いる通信制御方法並びにそのプログラム |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111246290A (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-05 | 中国电信股份有限公司 | 图像接收处理方法和装置 |
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2006
- 2006-07-05 JP JP2006185055A patent/JP2008017075A/ja active Pending
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