JP2009219075A - Communication quality monitor system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信品質監視システムに係り、特に、IP(Internet Protocol)ネットワークにおけるEnd−To−Endの通信品質を確保する通信品質監視システムに関する。 The present invention relates to a communication quality monitoring system, and more particularly to a communication quality monitoring system that ensures End-To-End communication quality in an IP (Internet Protocol) network.
コンテンツ配信サーバから映像を配信する場合、従来のインターネットサービスではベストエフォートのIPネットワークを経由して送っているので、送信できる品質に制限があった。IPネットワークを構成するルータには帯域制御機能が具備されていることが多いが、品質劣化を検知し、帯域制御機能を用いてネットワークレベルで修正し、サービス品質向上につなげるようなシステム動作が実現できていないのが実情である。今後、NGNの通信放送融合により、高品位映像配信が進むと想定されるが、具体的にどのような仕組みで品質を確保するかは大きな課題となっている。
このような状況の中で、例えば、トラヒック計測などの方法によって品質劣化を測定し、ネットワークの管理サーバにフィードバックをかけることによってネットワークポリシーを最適化するポリシールール最適化方法および装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
In such a situation, for example, a policy rule optimizing method and apparatus for optimizing a network policy by measuring quality degradation by a method such as traffic measurement and applying feedback to a network management server is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、上述の方法では端末側の品質を把握する手段がないので、End−To−Endでの品質を保証することはできない。
加えて、現状のネットワークサービスでは、UNI(User Network Interface、ユーザネットワークインタフェース)及びSNI(Server Network Interface、サーバネットワークインタフェース)をまたがってEnd−To−Endで品質劣化を計測し、UNI/SNIをまたがってフィードバックをかけることによってネットワークの品質を保証するような手段がなかった。これは、UNI/SNIにおけるネットワークサービス境界条件において、宅内のセットトップボックス(以下、STB)はユーザ責任、コンテンツサーバとのインタフェースから例えばONU(Optical Network Unit)までは通信キャリア責任、コンテンツサーバ自身はISP(Internet Service Provider)責任と規定し、UNI/SNIのインタフェース仕様を公開することで宅内装置を自由化していることによるものと考えられる。通常の電話サービスのようにUNIのインタフェース条件を厳密に規定すればユーザへの通信サービスレベルがほぼ保証されるネットワークサービスが主流であったころに対し、現状の映像配信サービスでは、リアルタイム性が高い、トラヒックが完全な均一ではなくバースト性がある、音声等に比べトラヒック量が大きいためバッファリングがしにくい、というトラヒック条件に変わってきており、UNI/SNIで画一的に品質を規定することが難しくなってきている。
However, since there is no means for grasping the quality on the terminal side in the above-described method, the quality at End-To-End cannot be guaranteed.
In addition, in the current network service, quality degradation is measured by End-To-End across UNI (User Network Interface, User Network Interface) and SNI (Server Network Interface, Server Network Interface), and across UNI / SNI. There was no way to guarantee network quality by providing feedback. This is because, in the network service boundary conditions in UNI / SNI, the in-house set-top box (hereinafter referred to as STB) is responsible for the user, from the interface with the content server to the ONU (Optical Network Unit), for example, the communication carrier responsibility, It is presumed that ISP (Internet Service Provider) responsibility is defined and the in-home devices are liberalized by disclosing UNI / SNI interface specifications. In contrast to the time when network services that can almost guarantee the communication service level for users if the UNI interface conditions are strictly defined as in normal telephone services, the current video distribution service has high real-time performance. The traffic conditions have changed to that the traffic is not completely uniform but bursty, and that it is difficult to buffer because the traffic volume is large compared to voice, etc., and the quality is defined uniformly by UNI / SNI. Is getting harder.
例えば、1Gbpsの帯域を32分岐してSTBに接続するシステムにおいて、複数のSTB又はSTBに接続される端末が同じ放送を受信する場合、バーストのタイミングも重なる場合があり、サービスレベルが低下する場合がある。
従って、UNI/SNIをまたがってEnd−To−Endでユーザが実際にサービスを受けている状態でサービス品質を測定し、それをネットワークやコンテンツサーバにフィードバックしてサービスレベルを保証するような品質保証システムの実現が要望されていた。
For example, in a system in which a band of 1 Gbps is divided into 32 and connected to an STB, when a plurality of STBs or terminals connected to the STB receive the same broadcast, burst timing may overlap, and the service level decreases. There is.
Therefore, the quality assurance is such that the service quality is measured with the end-to-end across the UNI / SNI while the user is actually receiving the service, and the service level is guaranteed by feeding it back to the network or content server. Realization of the system was requested.
本発明は、以上の点に鑑み、End−To−Endでの品質劣化を計測し、UNI/SNIをまたがってフィードバックをかけることによってネットワークの品質を保証することが可能な通信品質監視システムを提供することを目的とする。これにより、本発明は、ユーザに高品質の映像配信サービスを提供することが可能な通信品質監視システムを提供することを目的のひとつとする。 In view of the above, the present invention provides a communication quality monitoring system capable of guaranteeing network quality by measuring quality degradation at End-To-End and applying feedback across UNI / SNI. The purpose is to do. Accordingly, an object of the present invention is to provide a communication quality monitoring system capable of providing a user with a high-quality video distribution service.
さらに、本発明は、ユーザ、通信キャリア、ISPをまたがってサービスを実現していることに対し、帯域を制御する通信キャリアがその料金をユーザから適正に徴収する手段を提供することを目的のひとつとする。本発明は、例えば、STBのリース料金やISPの高品質配信通知サービスと組み合わせることで、End−To−Endでの品質保証サービスの対価として、通信キャリアが料金を徴収することを目的のひとつとする。 Another object of the present invention is to provide a means for a communication carrier that controls a band to appropriately collect a charge from a user for realizing services across users, communication carriers, and ISPs. And The present invention has one of the purposes that a communication carrier collects a charge as a price for a quality assurance service in End-To-End by combining with a lease fee of STB or a high-quality delivery notification service of ISP, for example. To do.
前述の課題を解決するため、本発明ではユーザ宅のSTBで受信したトラヒックに対して、STBに内蔵された品質フィードバック機能によりパケットロス、パケットジッタ、ラウンドトリップタイム(RTT)を測定し、その結果を配信元であるコンテンツサーバに返信する。コンテンツサーバはネットワーク品質情報をネットワーク管理サーバ(以下、NW管理サーバ)又はユーザ品質管理データベースに通知する。NW管理サーバは、必要に応じてユーザ品質管理データベースを参照して通信キャリアのルータ帯域制御機能を制御し、映像等の配信品質を向上させる。
この際に一番の課題のひとつになるのが通信キャリアの料金回収方法である。通信キャリアはUNIでユーザとの責任分解点が明確に分かれており、UNIで規定する通信品質に対してのみ料金を徴収することができる。しかし、End−To−Endでの品質劣化を計測しコンテンツサーバに返信するまでのやり取りは宅内STBとコンテンツサーバ間で実施されており、その手順をUNIにインタフェース仕様に盛り込むのは困難である。また、通信キャリアが行うルータ帯域制御はネットワーク内部に閉じた制御であり、UNIに定義できる内容ではない。
In order to solve the above-described problems, in the present invention, packet loss, packet jitter, and round trip time (RTT) are measured with respect to the traffic received by the STB at the user's home by the quality feedback function built in the STB. Is returned to the content server that is the distribution source. The content server notifies the network quality information to the network management server (hereinafter referred to as NW management server) or the user quality management database. The NW management server controls the router bandwidth control function of the communication carrier with reference to the user quality management database as necessary, and improves the distribution quality of video and the like.
In this case, one of the most important issues is how to collect charges for communication carriers. The communication carrier clearly separates the responsibility disaggregation points with the user at the UNI, and can charge only for the communication quality defined by the UNI. However, the exchange until the quality degradation at End-To-End is measured and returned to the content server is performed between the home STB and the content server, and it is difficult to incorporate the procedure into the interface specification in the UNI. Further, the router bandwidth control performed by the communication carrier is control closed within the network, and cannot be defined in the UNI.
従って、本発明では、End−To−Endでの品質保証サービスに対する通信キャリアへの対価支払い方法の第1の手段として、品質フィードバック機能付のSTBのリース料に含めた料金徴収方法とする。さらに第2の手段として、ISPが高品質配信通知サービスとしてユーザから徴収し、通信キャリアはISPからルータ帯域制御の費用を受け取る。これらの手段を使用すれば、通信キャリアが公平なUNIの規定とは別に品質保証サービスの対価を徴収でき、前述の課題を解決することができる。 Therefore, in the present invention, the charge collection method included in the lease fee of the STB with the quality feedback function is used as the first means of the payment method for the communication carrier for the quality assurance service in End-To-End. Further, as a second means, the ISP collects from the user as a high-quality distribution notification service, and the communication carrier receives the router bandwidth control cost from the ISP. If these means are used, the communication carrier can collect a price for the quality assurance service in addition to the uniform UNI regulations, and the above-mentioned problems can be solved.
本発明の第1の解決手段によると、
帯域制御機能を有し、ネットワークを構成するネットワークノードと、
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、パケットのシーケンス番号を含む該パケットを、前記ネットワークを介して前記セットトップボックスに送信し、
前記セットトップボックスは、受信したパケットのシーケンス番号に従いパケットロスを検出すると、前記コンテンツ配信サーバに、前記ユーザネットワークインタフェースと前記サーバネットワークインタフェースとをまたいだ前記セットトップボックスと前記コンテンツ配信サーバ間の品質障害を通知し、
前記コンテンツ配信サーバは、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、
前記コンテンツ配信サーバは、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報と、パケットロス発生を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システムが提供される。
According to the first solution of the present invention,
A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits the packet including a packet sequence number to the set-top box via the network,
When the set top box detects a packet loss according to the sequence number of the received packet, the quality between the set top box and the content distribution server across the user network interface and the server network interface is sent to the content distribution server. Notify the failure,
The content distribution server obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes,
The content distribution server transmits the requested route information and quality information indicating the occurrence of packet loss to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database is provided.
本発明の第2の解決手段によると、
帯域制御機能を有し、ネットワークを構成するネットワークノードと、
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、タイムスタンプを含むパケットを、前記ネットワークを介して前記セットトップボックスに送信し、
前記セットトップボックスは、受信したパケットのタイムスタンプに従い求められたパケットジッタが予め定められた基準を超えていると、前記コンテンツ配信サーバに、前記ユーザネットワークインタフェースと前記サーバネットワークインタフェースとをまたいだ前記セットトップボックスと前記コンテンツ配信サーバ間の品質障害を通知し、
前記コンテンツ配信サーバは、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、
前記コンテンツ配信サーバは、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報と、パケットジッタ異常を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システムが提供される。
According to the second solution of the present invention,
A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits a packet including a time stamp to the set top box via the network.
The set-top box, when the packet jitter obtained according to the time stamp of the received packet exceeds a predetermined standard, causes the content distribution server to straddle the user network interface and the server network interface. Notifying the quality failure between the set top box and the content distribution server,
The content distribution server obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes,
The content distribution server transmits the requested route information and quality information indicating packet jitter abnormality to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database is provided.
本発明の第3の解決手段によると、
帯域制御機能を有し、ネットワークを構成するネットワークノードと、
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、制御パケットを前記セットトップボックスとの間で送受信して、前記コンテンツ配信サーバと前記セットトップボックス間のラウンドトリップタイムを計測し、
前記コンテンツ配信サーバは、計測されたラウンドトリップタイムが予め定められた許容時間より大きい場合、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報とラウンドトリップタイム異常を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システムが提供される。
According to the third solution of the present invention,
A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits and receives a control packet to and from the set top box, measures a round trip time between the content distribution server and the set top box,
The content distribution server, when the measured round trip time is greater than a predetermined allowable time, obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes, Send the requested route information and quality information indicating the round trip time abnormality to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database is provided.
上記解決手段によると、End−To−Endでの品質劣化を計測し、UNI/SNIをまたがってフィードバックをかけることによってネットワークの品質を保証することが可能である。また、ユーザに高品質の映像配信サービスを提供することが可能である。
前記通信品質監視システムにおいて、
前記品質管理データベースは、前記ネットワークを管理又は運営する事業者が、前記セットトップボックスを使用するユーザから該セットトップボックスのリース料若しくは品質保証サービスのサービス料を受領したこと、又は、該ユーザとリース若しくはサービスの契約をしていることを示すフラグが、前記セットトップボックスを識別する識別情報に対応して記憶され、
前記管理サーバは、該フラグが有効な前記セットトップボックスに対する品質障害について、前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御する又は通信品質を向上させるための前記指示を表示若しくは出力する。
また、前記通信品質監視システムにおいて、
前記品質管理データベースは、前記コンテンツ配信サーバを管理又は運営する事業者が、前記セットトップボックスを使用するユーザから品質保証サービスのサービス料を受領したこと、又は、該ユーザとサービスの契約をしていることを示すフラグが、前記セットトップボックスを識別する識別情報に対応して記憶され、
前記管理サーバは、該フラグが有効な前記セットトップボックスに対する品質障害について、前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御する又は通信品質を向上させるための前記指示を表示若しくは出力する。
According to the above solution, it is possible to guarantee the quality of the network by measuring quality degradation at End-To-End and applying feedback across UNI / SNI. It is also possible to provide a high-quality video distribution service to the user.
In the communication quality monitoring system,
In the quality management database, an operator who manages or operates the network receives a lease fee for the set top box or a service fee for quality assurance service from a user who uses the set top box, or A flag indicating that a lease or service contract is made is stored corresponding to the identification information for identifying the set top box,
The management server displays or outputs the instruction for controlling the bandwidth control function of the network node or improving the communication quality with respect to a quality failure with respect to the set top box for which the flag is valid.
In the communication quality monitoring system,
In the quality management database, a company that manages or operates the content distribution server receives a service fee of a quality assurance service from a user who uses the set-top box, or makes a service contract with the user. A flag indicating that the set-top box is stored is stored corresponding to the identification information for identifying the set-top box,
The management server displays or outputs the instruction for controlling the bandwidth control function of the network node or improving the communication quality with respect to a quality failure with respect to the set top box for which the flag is valid.
これにより、ユーザ、通信キャリア、ISP(Internet Service Provider)をまたがってサービスを実現していることに対し、帯域を制御する通信キャリアがその料金をユーザから適正に徴収することができる。また、例えば、STBのリース料金やISPの高品質配信通知サービスと組み合わせることで、End−To−Endでの品質保証サービスの対価として、通信キャリアが料金を徴収することができる。 As a result, the service is realized across the user, the communication carrier, and the ISP (Internet Service Provider), whereas the communication carrier that controls the bandwidth can appropriately collect the charge from the user. Further, for example, by combining with a lease fee of STB or a high-quality delivery notification service of ISP, a communication carrier can collect a fee as a price for a quality assurance service in End-To-End.
本発明によると、End−To−Endでの品質劣化を計測し、UNI/SNIをまたがってフィードバックをかけることによってネットワークの品質を保証することが可能な通信品質監視システムを提供することができる。これにより、本発明によると、ユーザに高品質の映像配信サービスを提供することが可能な通信品質監視システムを提供することができる。
さらに、本発明によると、ユーザ、通信キャリア、ISPをまたがってサービスを実現していることに対し、帯域を制御する通信キャリアがその料金をユーザから適正に徴収する手段を提供することができる。本発明によると、例えば、STBのリース料金やISPの高品質配信通知サービスと組み合わせることで、End−To−Endでの品質保証サービスの対価として、通信キャリアが料金を徴収することができる。
本発明によると、品質保証型配信サービス及び品質保証システムを提供できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the communication quality monitoring system which can guarantee the quality of a network by measuring the quality degradation in End-To-End and giving feedback across UNI / SNI can be provided. Thereby, according to this invention, the communication quality monitoring system which can provide a user with a high quality video delivery service can be provided.
Furthermore, according to the present invention, a service can be provided across users, communication carriers, and ISPs, and a communication carrier that controls the bandwidth can provide means for appropriately collecting the charges from the users. According to the present invention, for example, by combining with a lease fee of STB or a high-quality distribution notification service of ISP, a communication carrier can collect a fee as a price for a quality assurance service in End-To-End.
According to the present invention, a quality assurance type distribution service and a quality assurance system can be provided.
図1は、通信品質監視システムの構成例を示す図である。
通信品質監視システム(品質保証システム)は、例えば、宅内STB11、ひとつ又は複数のIPネットワークノード14、ネットワーク管理サーバ15、コンテンツ配信サーバ17、ユーザ品質管理データベース18を備える。
エンドユーザ宅10のユーザは、コンテンツ表示装置12のメニューに従い、見たいコンテンツを選び、宅内STB11、IPネットワーク13経由でコンテンツ配信サーバ17にコンテンツ配信の要求を出す。コンテンツ配信サーバ17は、エンドユーザからの要求に基づき、例えば、RTP(Realtime Transfer Protocol)パケットを用いてコンテンツを配信する。コンテンツは、コンテンツ配信サーバ17内又は適宜のデータベースに予め記憶される。配信されたコンテンツは、IPネットワーク13、宅内STB11を経由し、コンテンツ表示装置12に表示される。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication quality monitoring system.
The communication quality monitoring system (quality assurance system) includes, for example, a
The user of the
宅内STB11は、RTPパケットを受信し、パケットロスやパケットジッタを検出したら、RTCP(Real Time Control Protocol)パケットを用いて品質結果(パケットロス発生、パケットジッタ異常)をコンテンツ配信サーバ17に返信する。コンテンツ配信サーバ17は、自身が送信するRTCPパケットと宅内STB11から戻ってくるRTCPにより、RTTを計算する。コンテンツ配信サーバ17は、自身が計算したRTTをもとに品質障害(ラウンドトリップタイム過大)を判断する。コンテンツ配信サーバ17は、宅内STB11から受信したパケットロスやパケットジッタ異常、RTT異常があると、ネットワーク品質情報をユーザ品質管理データベース18に通知する。なお、コンテンツ配信サーバ17は、ネットワーク品質情報をネットワーク管理サーバ15に送信するようにしてもよい。
When the in-
STB11は、例えば、UNIを介してネットワークと通信する。宅内STB11は、例えば、RTP受信機能、品質監視機能、品質通知機能を有する。IPネットワークノード14は、帯域制御機能を有し、IPネットワークを構成する。コンテンツ配信サーバ17は、RTPパケット送信機能を有し、SNIを介してネットワークと通信し、ネットワークを介してコンテンツデータをSTB11に送信する。品質管理データベース18は、IPネットワークノード14の帯域制御機能を制御するための情報が記憶される。なお、詳細は後述する。
ネットワーク管理サーバ15は、品質管理データベース18の情報に従い、経路情報が示すIPネットワークノード14の帯域制御機能を制御して、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の通信品質を向上させる。ネットワーク管理サーバ15は、品質管理データベース18の情報に従い、コンテンツ配信サーバ17からSTB11への経路の通信品質を向上させるための指示を表示又は出力するようにしてもよい。
The
The
宅内STB11は、例えば、通信キャリアがエンドユーザにリースし、リース料金として品質保証サービス料金を徴収する。ユーザ責任の宅内STB11とISP責任のコンテンツ配信サーバ17間で品質監視を行っているので、通信キャリアがUNIを境界条件としたネットワークービスの料金としてユーザから徴収するのは困難と想定されるためである。また、ISPが高品質配信通知サービスとしてユーザから料金を徴収し、通信キャリアはISPからルータ帯域制御の費用を受け取るようにしてもよい。
The in-
図2は、RTPパケットフォーマットである。
RTPパケットは、UDPパケットの上に実装される。RTPパケットは、例えば、IPヘッダと、UDPヘッダと、RTPヘッダと、符号データを含む。RTPヘッダは、例えば、バージョン(V)と、パディング(P)と、拡張ヘッダ(X)と、CSRC識別子数(CC)と、マーカー(M)と、ペイロード・タイプ(PT)と、シーケンス番号と、タイムスタンプと、同期送信元(SSRC)識別子とを含む。
RTPヘッダにはシーケンス番号が具備されており、これを受信者側(STB11)でチェックすることで、パケットロスを検知することができる。また、STB11は、受信したパケットのタイムスタンプ情報を基に、パケットジッタを検知することができる。例えば、STB11は、受信した各パケットのシーケンス番号をチェックし、欠落した番号があるとパケットロス発生を検知する。
FIG. 2 shows the RTP packet format.
RTP packets are implemented on top of UDP packets. The RTP packet includes, for example, an IP header, a UDP header, an RTP header, and code data. The RTP header includes, for example, version (V), padding (P), extension header (X), number of CSRC identifiers (CC), marker (M), payload type (PT), sequence number, and the like. , A time stamp, and a synchronous transmission source (SSRC) identifier.
The RTP header is provided with a sequence number, and packet loss can be detected by checking this on the receiver side (STB 11). The
バージョン(V)は、RTPのバージョン番号を示す。パディング(P)は、パディング・データの有無を示す。拡張ヘッダ(X)は、拡張ヘッダの有無を示す。CSRC識別子数(CC)は、CSRC識別子数の数を示す。マーカー(M)は、使用方法がペイロード・タイプごとに定義される。ペイロード・タイプ(PT)は、伝送する符号データの種類を示す。シーケンス番号は、初期値が例えば乱数で、パケットごとに1ずつ増加する。タイムスタンプは、パケットに含まれる最も古いデータが発生した時刻を表す。なお、タイムスタンプは、パケット内のデータに関する適宜の時刻、パケットの送受信に関する適宜の時刻等を用いてもよい。同期送信元(SSRC)識別子は、RTPパケットの送信元を識別するための識別子である。 Version (V) indicates the version number of RTP. Padding (P) indicates the presence or absence of padding data. The extension header (X) indicates the presence or absence of the extension header. The number of CSRC identifiers (CC) indicates the number of CSRC identifiers. The usage of the marker (M) is defined for each payload type. The payload type (PT) indicates the type of code data to be transmitted. The initial value of the sequence number is a random number, for example, and is incremented by 1 for each packet. The time stamp represents the time when the oldest data included in the packet occurs. The time stamp may be an appropriate time related to data in the packet, an appropriate time related to packet transmission / reception, or the like. The synchronous transmission source (SSRC) identifier is an identifier for identifying the transmission source of the RTP packet.
図3は、RTCPパケットフォーマットである。
RTCPパケットは、RTPの制御プロトコルである。RTCP RR(Receiver Report)は、受信者(ここではSTB11)での受信品質に関する情報を送信者(ここではコンテンツ配信サーバ17)に伝えるために利用する。
RTCPパケットは、例えば、バージョン(V)と、パディング(P)と、カウントと、パケットタイプと、パケット長と、種類別情報(パディング)とを含む。バージョン(V)は、RTCPのバージョン番号を示す。パディング(P)は、パディング・データの有無を示す。カウントは、パケットの種類によってパケットに含まれる項目数を示す。パケットタイプは、RTCPパケットタイプを示す。例えば、RTCP SR(Sender Report)のとき「200」、RTCP RRのとき「201」が入る。パケット長は、ヘッダを除いたパケット長を示す。種類別情報(パディング)は、使用方法がパケットタイプごとに定義される。
FIG. 3 shows the RTCP packet format.
The RTCP packet is an RTP control protocol. RTCP RR (Receiver Report) is used to convey information related to reception quality at the receiver (here, STB 11) to the sender (here, the content distribution server 17).
The RTCP packet includes, for example, version (V), padding (P), count, packet type, packet length, and type-specific information (padding). Version (V) indicates a version number of RTCP. Padding (P) indicates the presence or absence of padding data. The count indicates the number of items included in the packet depending on the type of packet. The packet type indicates an RTCP packet type. For example, “200” is entered for RTCP SR (Sender Report), and “201” is entered for RTCP RR. The packet length indicates the packet length excluding the header. As for the type-specific information (padding), the usage is defined for each packet type.
図9は、ユーザ品質管理データベース18のデータベース構造例である。
ユーザ品質管理データベース18は、例えば、STB11を使用するユーザのユーザID91と、STB11のIPアドレス92と、高品質フラグ93と、品質情報94と、トレースルート情報(経路情報)95とが対応して記憶される。品質情報94は、パケットロス異常、パケットジッタ異常、RTT異常を示す各情報を含むことができる。
ネットワーク管理サーバ15は通信キャリアのIPネットワークノード14を制御するので、ISPと直接通信するのはセキュリティ上問題のある場合があり、本実施の形態のように、ネットワーク管理サーバ15とISPが情報を受け渡すためのユーザ品質管理データベース18を独立に設置するようにしてもよい。ユーザ品質管理データベース18では、本実施の形態の処理を行う高品質サービスの対象ユーザに対して、高品質フラグに1がセットされ、本実施の形態の処理を行うユーザでない場合は0がセットされている。ISPは該当ユーザでパケットロス、ジッタ異常、RTT異常を検出した場合は、ISPからSTB11までのトレースルートを確認した上で、品質情報とトレースルート情報を上記データベースに記入する。ネットワーク管理サーバ15は、品質情報とトレースルート情報を基に、品質向上に必要な帯域制御(例えばルータの帯域制御や回線増設)などを行う。
FIG. 9 shows a database structure example of the user
The user
Since the
図4は、パケットロス監視シーケンスである。
まず、コンテンツ配信サーバ17は、パケットのシーケンス番号を含むRTPパケットを、ネットワークを介してSTB11に送信する(S401〜S405)。例えば、RTPパケットにはコンテンツデータが含まれる。RTPパケットは、例えば、予め定められた送信間隔で送信することができる。
STB11は、受信したパケットのシーケンス番号に従いパケットロスの有無を検出する(S407)。図4のステップS403は、コンテンツ配信サーバ17から送信されたパケットがロスした場合を示している。パケットロスを検出すると、STB11は、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の品質障害を、例えば、RTCP RRパケットによりコンテンツ配信サーバ17に通知する(S409)。
FIG. 4 shows a packet loss monitoring sequence.
First, the
The
また、コンテンツ配信サーバ17は、自コンテンツ配信サーバ17からSTB11へのトレースルート(経路情報)を求める(S411)。トレースルートは、所定のプロトコルにより求めることができる。経路情報は、例えば、コンテンツデータが経由するIPネットワークノード14を示す。コンテンツ配信サーバ17は、求められた経路情報と、パケットロス発生を示す品質情報を品質管理データベース18に送信する(S413)。
品質管理データベース18は、コンテンツ配信サーバ17から送信された経路情報と品質情報が記憶される。ネットワーク管理サーバ15は、例えば、品質管理データベース18の経路情報及び品質情報を参照して(S415)、該経路情報が示す前記ネットワークノード14の帯域制御機能を制御して、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の通信品質、映像配信品質を向上させる(S417)。
Further, the
The
図5は、パケットジッタ監視シーケンスである。
本シーケンスでは、コンテンツ配信サーバ17から送信されるRTPパケットのタイムスタンプ情報を基に、STB11側でパケットジッタ異常を検知した場合、RTCP RRパケットによりコンテンツ配信サーバ17の品質に関する情報をコンテンツ配信サーバ17に通知する。コンテンツ配信サーバ17は、ネットワーク品質情報をユーザ品質管理データベース18に通知、ネットワーク管理サーバ15は、ユーザ品質管理データベース18を参照して通信キャリアのルータ帯域制御機能を制御し、映像配信品質を向上させる。
FIG. 5 is a packet jitter monitoring sequence.
In this sequence, when a packet jitter abnormality is detected on the
以下、各ステップについて説明する。
まず、コンテンツ配信サーバ17は、タイムスタンプを含むパケットを、ネットワークを介してSTB11に送信する(S501〜S505)。例えば、RTPパケットにはコンテンツデータが含まれる。RTPパケットは、例えば、予め定められた送信間隔で送信することができる。
Hereinafter, each step will be described.
First, the
STB11は、受信したコンテンツデータのタイムスタンプに従い、パケットジッタを測定する(S507)。パケットジッタが予め定められた基準を超えていると、コンテンツ配信サーバ17に、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の品質障害を、例えば、RTCP RRパケットにより通知する(S509)。
コンテンツ配信サーバ17は、自コンテンツ配信サーバ17からSTB11へのコンテンツデータが経由するIPネットワークノード14を示すトレースルート(経路情報)を求める(S511)。コンテンツ配信サーバ17は、品質管理データベース18に対して、求められた経路情報と、パケットジッタ異常を示す品質情報を送信する(S513)。
品質管理データベース18は,コンテンツ配信サーバ17から送信された経路情報と品質情報が記憶される。ネットワーク管理サーバ15は、例えば、品質管理データベース18の経路情報及び品質情報を参照して(S515)、該経路情報が示す前記ネットワークノード14の帯域制御機能を制御して、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の通信品質、映像配信品質を向上させる(S517)。
The
The
The
図6は、RTT監視シーケンスである。
コンテンツ配信サーバ17は、自身が送信したRTCP SRと、宅内STB11から受信したRTCP RRを基にRTTを計算し、異常値を検知した場合、コンテンツ配信サーバ17はネットワーク品質情報をネットワーク管理サーバ15に通知、ネットワーク管理サーバ15は必要に応じて通信キャリアのルータ帯域制御機能を制御し、映像配信品質を向上させる。
FIG. 6 shows an RTT monitoring sequence.
When the
図7は、RTT計算フローチャートである。この計算フローに基づき、RTTを計算する。図6及び図7を参照して、RTT監視の動作を説明する。
コンテンツ配信サーバ17は、RTCP SR(第1の制御パケット)を送信するとともに、その送信時刻を記録する(S601、S701)。STB11は、RTCP SRを受け取ってからRTCP RR(第2の制御パケット)を返信するまでの時間(b)を計測しRTCP RRに記述し、RTCP RRをコンテンツ配信サーバ17に送信する(S603、S703)。コンテンツ配信サーバ17は、RTCP SRの送信時刻とRTCP RRの受信時刻の間隔(a)と、受信したRTCP RRに記述された上述の時間(b)とに基づいてRTTを計算する。例えば、コンテンツ配信サーバ17は、RTT=(a)−(b)を計算する(S605、S705)。
コンテンツ配信サーバ17は、RTTが予め定められた許容RTT時間より大きいか判断する(S707)。RTTが許容RTT時間より大きければ(S707、Yes)、コンテンツ配信サーバ17は、自コンテンツ配信サーバ17からSTB11へのコンテンツデータが経由するIPネットワークノード14を示すトレースルート(経路情報)を求める(S607)。コンテンツ配信サーバ17は、品質管理データベース18に対して、求められた経路情報とラウンドトリップタイム異常を示す品質情報を送信する(S609、S709)。一方、RTTが許容RTT時間より大きくなければ(S707、No)、ステップS711へ移る。
FIG. 7 is an RTT calculation flowchart. Based on this calculation flow, RTT is calculated. The RTT monitoring operation will be described with reference to FIGS.
The
The
品質管理データベース18に、コンテンツ配信サーバ17から送信された経路情報と品質情報が記憶される。ネットワーク管理サーバ15は、例えば、品質管理データベース18の経路情報及び品質情報を参照し(S611)、該経路情報が示す前記ネットワークノード14の帯域制御機能を制御して、UNIとSNIとをまたいだSTB11とコンテンツ配信サーバ17間の通信品質、映像配信品質を向上させる(S613、S711)。
The
図8は、通信キャリアの料金徴収の説明図である。
まず、通信キャリアが宅内STB11のリース料金に本品質保証機能の料金を徴収する場合、通信キャリアのメニュー、サービス形態としては以下のようなものがある。
(1)通信キャリアが品質保証機能つきSTB11機器(本実施の形態の処理・機能を含むSTB11機器)をリースし、STB11機器の月額機器使用料を徴収する。このうち一部をISPに支払う。
(2)通信キャリアが品質保証機能に対する月額機能使用料を徴収する。
ユーザ品質管理データベース18には、ネットワークを管理又は運営する通信キャリア(事業者)がSTB11を使用するユーザから該STB11のリース料又は品質保証サービスのサービス料を受領したことを示す高品質フラグ(品質サービス提供フラグ)が、STB11を識別する識別情報(例えば、IPアドレス)に対応して記憶される。なお、高品質フラグは、リース料、サービス料の受領したことにより有効にセットされる以外にも、リース、サービスの契約をしていることにより、フラグが有効にセットされていてもよい。ネットワーク管理サーバ15は、フラグが有効なSTB11に対する品質障害について、IPネットワークノード14の帯域制御機能を制御する。
FIG. 8 is an explanatory diagram of charge collection for a communication carrier.
First, when the communication carrier collects the charge for the quality assurance function in the lease fee of the in-
(1) A communication carrier leases an
(2) The communication carrier collects a monthly function usage fee for the quality assurance function.
The user
また、ISPがコンテンツ配信サービスに加えて本品質保証機能の料金を徴収する場合、ISPのメニュー、サービス形態としては以下のようなものがある。
(1)ISPがプロバイダ月額基本料を徴収する。この場合、STB11は、例えば、ISPが提供するネットワーク機能を利用できる。
(2)コンテンツ配信月額サービス料を徴収する。この場合、STB11は、例えば、ISPが提供するネットワーク機能及びコンテンツ配信サーバ17からのコンテンツデータの受信を利用できる。
(3)品質保証機能に対して月額サービス料を徴収する。このうち、一部を通信キャリアに支払う。例えば、本実施の形態の機能に対してサービス料を徴収する形態である。
When the ISP collects the charge for the quality assurance function in addition to the content distribution service, the ISP menu and service form are as follows.
(1) ISP collects the basic monthly fee for the provider. In this case, the
(2) Collect contents distribution monthly service fee. In this case, the
(3) A monthly service charge is collected for the quality assurance function. Of this, a part is paid to the communication carrier. For example, a service fee is collected for the function of the present embodiment.
ユーザ品質管理データベース18は、コンテンツ配信サーバ17を管理又は運営するISPがSTB11を使用するユーザから品質保証サービスのサービス料を受領したことを示す高品質フラグが、STB11を識別する識別情報に対応して記憶される。なお、高品質フラグは、サービス料の受領したことにより有効にセットされる以外にも、サービスの契約をしていることにより、フラグが有効にセットされていてもよい。ネットワーク管理サーバ15は、フラグが有効なSTB11に対する品質障害について、IPネットワークノード14の帯域制御機能を制御する。
In the user
以上のように本実施の形態では、End−to−Endの品質に基づいてSTB11に内蔵された品質フィードバック機能によりパケットロス、パケットジッタを測定し、その結果を配信元であるコンテンツ配信サーバ17に返信する。またはSTB11から返信されるRTCPによってコンテンツ配信サーバ17側でRTTを計算する。コンテンツ配信サーバ17はネットワーク品質情報をNW管理サーバ15に通知し、NW管理サーバ15は必要に応じて通信キャリアのルータ帯域制御機能を制御し、映像配信品質を向上させることができる。さらに、End−To−Endでの品質保証サービスの対価として、通信キャリアが料金を徴収することが可能となる。
なお、パケットロス、パケットジッタ、RTTはいずれかひとつを求めてもよいし、適宜の複数を求めるようにしてもよい。
As described above, in the present embodiment, the packet loss and the packet jitter are measured by the quality feedback function built in the
Note that one of packet loss, packet jitter, and RTT may be obtained, or an appropriate plurality may be obtained.
本発明は、例えば、UNI及びSNIをまたいで通信するネットワークシステムに利用可能である。 The present invention can be used, for example, in a network system that communicates across UNI and SNI.
10 エンドユーザ宅
11 宅内STB
12 コンテンツ表示装置
13 通信キャリアが提供するIPネットワーク
14 IPネットワークノード
15 ネットワーク管理サーバ
16 ISP
17 コンテンツサーバ
18 ユーザ品質管理データベース
91 ユーザID
92 IPアドレス
93 高品質フラグ
94 品質情報
95 トレースルート情報
10
12
17
92
Claims (7)
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、パケットのシーケンス番号を含む該パケットを、前記ネットワークを介して前記セットトップボックスに送信し、
前記セットトップボックスは、受信したパケットのシーケンス番号に従いパケットロスを検出すると、前記コンテンツ配信サーバに、前記ユーザネットワークインタフェースと前記サーバネットワークインタフェースとをまたいだ前記セットトップボックスと前記コンテンツ配信サーバ間の品質障害を通知し、
前記コンテンツ配信サーバは、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、
前記コンテンツ配信サーバは、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報と、パケットロス発生を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システム。 A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits the packet including a packet sequence number to the set-top box via the network,
When the set top box detects a packet loss according to the sequence number of the received packet, the quality between the set top box and the content distribution server across the user network interface and the server network interface is sent to the content distribution server. Notify the failure,
The content distribution server obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes,
The content distribution server transmits the requested route information and quality information indicating the occurrence of packet loss to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database.
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、タイムスタンプを含むパケットを、前記ネットワークを介して前記セットトップボックスに送信し、
前記セットトップボックスは、受信したパケットのタイムスタンプに従い求められたパケットジッタが予め定められた基準を超えていると、前記コンテンツ配信サーバに、前記ユーザネットワークインタフェースと前記サーバネットワークインタフェースとをまたいだ前記セットトップボックスと前記コンテンツ配信サーバ間の品質障害を通知し、
前記コンテンツ配信サーバは、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、
前記コンテンツ配信サーバは、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報と、パケットジッタ異常を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システム。 A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits a packet including a time stamp to the set top box via the network.
The set-top box, when the packet jitter obtained according to the time stamp of the received packet exceeds a predetermined standard, causes the content distribution server to straddle the user network interface and the server network interface. Notifying the quality failure between the set top box and the content distribution server,
The content distribution server obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes,
The content distribution server transmits the requested route information and quality information indicating packet jitter abnormality to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database.
前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御するための情報が記憶される品質管理データベースと、
前記ネットワークとユーザネットワークインタフェースを介して通信するセットトップボックスと、
前記ネットワークとサーバネットワークインタフェースを介して通信し、該ネットワークを介してコンテンツデータを含むパケットを前記セットトップボックスに送信するコンテンツ配信サーバと
を備え、
前記コンテンツ配信サーバは、制御パケットを前記セットトップボックスとの間で送受信して、前記コンテンツ配信サーバと前記セットトップボックス間のラウンドトリップタイムを計測し、
前記コンテンツ配信サーバは、計測されたラウンドトリップタイムが予め定められた許容時間より大きい場合、自コンテンツ配信サーバから前記セットトップボックスへのコンテンツデータが経由する前記ネットワークノードを示す経路情報を求め、前記品質管理データベースに対して、求められた経路情報とラウンドトリップタイム異常を示す品質情報を送信し、
前記品質管理データベースに、経路情報と品質情報を記憶する通信品質監視システム。 A network node having a bandwidth control function and constituting a network;
A quality management database in which information for controlling the bandwidth control function of the network node is stored;
A set-top box communicating with the network via a user network interface;
A content distribution server that communicates with the network via a server network interface and transmits packets including content data to the set top box via the network;
The content distribution server transmits and receives a control packet to and from the set top box, measures a round trip time between the content distribution server and the set top box,
The content distribution server, when the measured round trip time is greater than a predetermined allowable time, obtains route information indicating the network node through which content data from the content distribution server to the set top box passes, Send the requested route information and quality information indicating the round trip time abnormality to the quality management database,
A communication quality monitoring system for storing route information and quality information in the quality management database.
をさらに備える請求項1乃至3のいずれかに記載の通信品質監視システム。 The set top box and the content distribution across the user network interface and the server network interface by controlling the bandwidth control function of the network node indicated by the route information according to the route information and quality information of the quality management database The communication quality monitoring system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a management server that improves communication quality between servers.
をさらに備える請求項1乃至3のいずれかに記載の通信品質監視システム。 The communication quality according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a management server that displays or outputs route information and quality information of the quality management database and instructions for improving communication quality of a route indicated by the route information. Monitoring system.
前記管理サーバは、該フラグが有効な前記セットトップボックスに対する品質障害について、前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御する又は通信品質を向上させるための前記指示を表示若しくは出力する請求項4又は5に記載の通信品質監視システム。 In the quality management database, an operator who manages or operates the network receives a lease fee for the set top box or a service fee for quality assurance service from a user who uses the set top box, or A flag indicating that a lease or service contract is made is stored corresponding to the identification information for identifying the set top box,
The said management server displays or outputs the said instruction | indication for controlling the bandwidth control function of the said network node, or improving communication quality about the quality failure with respect to the said set top box in which this flag is effective. The communication quality monitoring system described.
前記管理サーバは、該フラグが有効な前記セットトップボックスに対する品質障害について、前記ネットワークノードの帯域制御機能を制御する又は通信品質を向上させるための前記指示を表示若しくは出力する請求項4又は5に記載の通信品質監視システム。 In the quality management database, a company that manages or operates the content distribution server receives a service fee of a quality assurance service from a user who uses the set-top box, or makes a service contract with the user. A flag indicating that the set-top box is stored is stored corresponding to the identification information identifying the set-top box,
The said management server displays or outputs the said instruction | indication for controlling the bandwidth control function of the said network node, or improving communication quality about the quality failure with respect to the said set top box in which this flag is effective. The communication quality monitoring system described.
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