JP2011199727A - 複数公衆回線を用いた高帯域動画伝送システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 第1のローカルネットワークにてストリーム配信された動画データを受信し、複数の公衆回線の各々の伝送速度とその速度推移に応じて分割して各々の公衆回線へ伝送する公衆網送信サーバと、
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割された、ストリーム配信された動画データを受信し、分割前のストリーム配信された動画データに結合した上で出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するので、各々の回線利用している最中に、各々の回線の伝送速度の変化に対応し、変化する各々の回線速度に追従してデータ送信量を決定してデータ送信を行うことができる。
【選択図】 図1
Description
したがって、それぞれの回線で輻輳や著しい遅延などが発生し、データの到着が著しく遅れる場合も考えられる。この場合、複数の低速回線の中で最も遅い回線に到着速度が引きずられることになる。すなわち、第1の低速回線は瞬時にデータが到着するが、第2の低速回線はデータ到着まで2秒かかる場合、第1の低速回線では瞬時にデータが到着するにも関わらず、システムとしてのデータ到着速度は2秒となる。また、ネットワークの性質上、このようなケースにおいて更に同量のデータを投入し続けると、輻輳が発生して更に回線の伝送性能を悪化させることになる。
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割された、ストリーム配信された動画データを受信する受信側データ受信手段と、前記受信した、前記分割されてストリーム配信された動画データを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段と、前記結合されたストリーム配信された動画データを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段と、を備えた公衆網受信送信サーバとを有する高帯域動画伝送システムと、
を備えたことを特徴とするものである。
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割された、ストリーム配信された動画データを受信する受信側データ受信手段と、前記受信した、前記分割されてストリーム配信された動画データを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段と、前記結合されたストリーム配信された動画データを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段と、を備えた公衆網受信送信サーバとを有する高帯域動画伝送システムとを備えたので、各々の回線利用している最中に、各々の回線の伝送速度の変化に対応し、変化する各々の回線速度に追従してデータ送信量を決定してデータ送信を行うことができる。
実施の形態1では、マルチメディアコンテンツである動画データをストリーミングにて伝送する場合、動画データの伝送レートが1つの公衆回線より大きい場合について、複数公衆回線を用いて伝送する方法について説明する。
尚、本実施形態での動画データは、動画データそのものに限らす、動画に関連した文字データ、図などを含むマルチメディアコンテンツのデータすべてを包含している。
一方、広域網受信サーバ20および、それよりも右側に記載される再生端末32は、別の拠点のローカルネットワークで接続されている。
しかしながら、例えば、公衆回線L1〜Lnを同じ種類の回線会社としてしまうと、通信網が同じであるために各公衆回線L1〜Lnの通信状態の善し悪しが同調してしまうおそれがある。従って公衆回線L1〜Lnを各々異なる系列の通信網にしたほうが、通信状態の善し悪しの同調化を避けることができる。例えば、各公衆回線をL1〜Lnを3g携帯網、光電話網、ケーブル網、電力系光網とするなどである。
ファイルサーバ31も、基本的に動画配信サーバ30と同様であるが、動画配信サーバ30は再生端末32が受信しながら再生するためのデータを送信することから、一定のデータ送信レートを保つのに対し、ファイルサーバ31は、再生端末32が一旦、再生端末32内の記憶装置に蓄積してから動画再生するため、ローカルネットワーク上の送信レートは不特定となる点で、動画配信サーバー30と異なる。ファイルサーバ31の動作の詳細については、実施の形態2にて説明する。
広域網送信サーバ10は、動画配信サーバ30やファイルサーバ31、あるいは広域網送信サーバ10の記憶装置からデータを読み出し、複数の公衆回線L1〜Lnに各々の現在の有効帯域に応じたデータ量を分割送信する。
公衆網送信サーバ10は、動画データを受信する。動画データは、動画配信サーバ30やファイルサーバ31等によりローカルネットワークを経由して入力される。
公衆網送信サーバ10内の送信側受信手段11は、ローカルネットワークに接続され、動画データを一時的に記憶する公衆網送信サーバ10に内蔵された記憶手段17から、動画データを読み出す。送信側受信手段11はまた、ローカルネットワークから直接、動画データを受信してもよい。
データ送信手段13は、分割した動画データを複数の公衆網へ送信する。
伝送速度算出手段14は、送信した動画データの送信実績に基づき現在の伝送速度を算出する。
現在各回線速度記憶手段15は、送信した動画データの送信実績に基づき算出した現在の各公衆回線の伝送速度を記憶する。
過去各回線速度記憶手段16は、過去の各回線の伝送速度を所定の分だけ記憶する。
公衆網受信サーバ20は、複数の公衆網から動画データを受信するための複数公衆回線からの受信側データ受信手段21、受信した動画データを送信前の状態に戻すための受信データ並べ替え手段22、受信データ並べ替え手段22で元の状態に戻った動画データを出力データとして即時に出力したり、出力するために一時的に記憶する、データ送信/記憶手段23とから構成される。
次に図4を用いて、動画配信サーバ30がローカルネットワークへ配信している動画データを、該ネットワークから広告網送信サーバ10が、動画データを受信して複数の広域網へ送信する場合の動作の詳細について説明する。
S400において、広域網送信サーバ10が起動すると、まず起動準備処理を行う。起動準備処理とは、広域網送信サーバ10が、受信のためのネットワーク回線を開く、メモリを確保する、各公衆回線L1〜Lnの回線速度の初期値を読み込み、現在各回線速度記憶手段15に記憶する、広域網受信サーバ20と接続を行うなどである。回線速度の初期値とは、例えば、ADSL回線では理論送信速度や、現在のリンク速度、またはそれらに所定の掛け率を掛けた数値である。
送信側データ受信手段11は、記憶手段17から動画データを受信する、またはローカルネットワークから動画データを受信すると、ステップS402において、受信データ分割手段12は、現在各回線速度記憶手段15より各公衆回線L1〜Lnの回線速度を読み出す。
動画データの分割方法については、公衆網とはADSL、FTTH、携帯電話網、移動体通信網共通のパケット、例えばIPv4パケットやIPv6パケットを基準として、そのパケットごとに分割し、IPv4パケットやIPv6パケットに付加番号を付与して認識させる場合でもよいし、さらに動画データにMPEG−2システム(ISO/IEC13808−1)を用いている場合などは、TSパケットごとに分割して、レイヤーが一つ下のIPv4パケットやIPv6パケットにその分割番号を示してもよい。
次に、ステップS404において、データ送信手段13は、各公衆回線へ動画データを送信する。この時、例えば現在の回線速度が遅い回線から順に送信処理を行い、遅い回線から順に各回線の送信バッファに蓄積することで、回線特有の遅延を受信までに吸収することができる。同様な回線遅延を持つ公衆回線であれば、この限りではない。
次に送信すべき動画データがない場合、ステップS406において、伝送速度算出手段14は、各回線ごとに、分割された動画データの送信に要した時間を測定し、または単位時間あたりの送信された動画データ量を測定し、各回線ごとの現在の回線速度を算出する。算出された各公衆回線の回線速度は、現在各回線速度記憶手段15に記憶する。
公衆回線L1〜Lnの各々の現在の伝送速度の計測方法は、例えば、データ送信手段13によりデータを送信する際に、データの送信および送達確認をもって計測することなどで計測することができる。
なお、過去各回線速度記憶手段16は、所定の履歴を持つことができ、これにより回線の傾向を知ることができる。例えば、過去の数回の回線速度を比較すると、徐々に遅くなっている場合、次回は更に遅くなることが懸念される。こうした場合には、受信データ分割手段12は、遅くなる傾向であるとして、伝送速度算出手段において現在の回線速度よりも更に所定の割合だけ遅くなると予め予測した速度を線形補間などによって算出し、そのあらかじめ予測した回線速度に基づいて、動画データの分割を行うなどの応用が考えられる。逆に回線速度が徐々に速くなる傾向にある場合も同様である。
また、伝送速度の変化、帯域が広くなる方向なのか、狭くなる方向なのか傾向を検知して事前に察知することは、動画データ送信量を決定する重要な判断基準となる。更には、円滑なデータ送信速度を維持するため、算出された伝送速度に対してどの程度のデータを投入するかを指定できるようにすることで、急激な伝送量の増減にも対応できるようにする。
上記観点からS405において、更に送信すべき動画データがある場合には、S404に戻って現在各回線速度記憶手段15に記憶された各公衆回線の回線速度に従って分割データを生成していたが、S405では一旦判断せずに、更に送信すべき動画データがあっても、S407にて新たに算出された各公衆回線の回線速度を算出後にS404まで戻り、新たに算出された各公衆回線の回線速度に従って分割データを生成してもよい。
上記を例として示すと、例えば、30Mbpsのストリーミング動画データを送付したいときに、公衆回線L1が最大100Mbpsの光電話網、公衆回線L2が最大100Mbpsの電力系光通信網を使用するとして、初期はL1に15Mbps、L2に15Mbps割り当てたとする。すると、単位時間(1秒)あたり、例えば30Mbのデータを15Mbずつに等分割した動画データを公衆回線L1、公衆回線L2から送信する。そして、通信速度計測した結果、公衆回線L1は24Mbps、公衆回線L2は12Mbpsであれば、2回目の分割動画データは同じ通信速度割合として、L1:L2を20Mb:10Mbの比率として送信することができる。
また、公衆回線L2の通信速度の測定結果が2回目11Mbs、3回目10Mbpsとなった場合で、公衆回線L1側の通信速度に変化がなかった場合には、公衆回線L2の4回目は9Mpbsであると推測し、L1:L2を21Mb:9Mbに割り当てて送信することができる。
さらにその後も、公衆回線L1は24Mbpsのまま、一定の品質の通信速度を保つが、公衆回線L2は上下する場合、公衆回線L1側に優先度の高いデータ(例えば、映像(Video)、音声(Audio)、データのうちの、音声)をすべて公衆回線L1に当てて送信する処理をすることができる。ライブ映像などのリアルタイム性の高いものでは、音声が遅れるとAV同期が外れる原因となるので、音だけ先に送ることでAV同期の信頼性を保つことができる。そのため、IPv4パケットやIPv6パケットを基準として、そのパケットごとに分割している場合は、その上のレイヤーにTSパケットなどの映像・音声などを識別するパケットが存在し、映像・音声両方のTSパケットが混在する場合があるため、例えば一つのIPパケットを、一つの映像・音声のTSパケットのみにする変換を分割データを生成する際に行う必要がある。
図5は、実施の形態1における複数公衆回線を用いた高帯域動画伝送システムの公衆網受信サーバ20の動作を示す図である。
図5は、複数の公衆回線から受信したデータを組み立て、ローカルネットワークから広域網送信サーバ10が受信したときと同様のデータにし、広域網受信サーバが接続される拠点ローカルネットワークに再配信する動作を示している。
準備が整ったら、ステップS501において、広域網送信サーバ10からのデータ受信待ちを行う。
ステップS504において、順序番号に抜けが無ければ、広域網送信サーバ10が受信したときと同じデータであるため、拠点(ローカル)ネットワークへ送信する
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割されて、ストリーム配信された動画データを受信する受信側データ受信手段21と、前記受信した、前記分割されてストリーム配信された動画データを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段22と、前記結合されたストリーム配信された動画データを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段23と、を備えた公衆網受信送信サーバとを有する高帯域動画伝送システムとを備えたので、各々の回線利用している最中に、各々の回線の伝送速度の変化に対応し、変化する各々の回線速度に追従してデータ送信量を決定してデータ送信を行うことができる。
実施の形態2では、現在配信されている、いわゆるライブ動画を想定したものであったが、次に、ファイルなどリアルタイム性の無い動画データでも高速に別の拠点へ転送する例につき説明する。
図6は、実施の形態2における複数公衆回線を用いた高帯域動画伝送システムの公衆網送信サーバ10の動画データを移動する場合の動作の示す図である。
図6は、図4と比較するとわかるように、動画配信サーバ30と異なり、ファイルサーバ31は読み込み要求に応じて動画データを送信するものであり、そのデータ転送速度はネットワーク環境や動画データを読み込むソフトウエアに依存する。従って図4に対し、記憶手段17(あるいはファイルサーバ31)より所定の動画データ量を読み込む処理(ステップS601)が実施形態1と異なる。
図7は、実施の形態2における複数公衆回線を用いた高帯域動画伝送システムの公衆網受信サーバ20の動画データを移動する場合の動作の示す図である。公衆網受信サーバ20のファイルとなっている動画データ受信の動作についてのフローチャートである。
図7は、図5と比較するとわかるように、S504に対応するS704のみが異なり、順序番号に従ったデータが受信されると、内蔵の記憶手段17(あるいはファイルサーバ31)へ記憶するようになっている。
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割されたファイルを受信する受信側データ受信手段21と、前記受信したファイルを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段22と、前記結合されたファイルを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段23と、を備えた公衆網受信送信サーバ20とを有する高帯域動画伝送システムとを備えたので、各々の回線利用している最中に、各々の回線の伝送速度の変化に対応し、変化する各々の回線速度に追従してデータ送信量を決定してデータ送信を行うことができ、より高速にファイルを送信することが可能となる。
11 送信側データ受信手段
12 受信データ分割手段
13 データ送信手段
14 伝送速度算出手段
15 現在各回線速度記憶手段
16 過去各回線速度記憶手段
17 記憶手段
20 広域網受信サーバ
21 受信側データ受信手段
22 受信データ並べ替え手段
23 データ送信/記憶手段
30 動画配信サーバ
31 ファイルサーバ
32 再生端末
Claims (7)
- 第1のローカルネットワークにてストリーム配信された動画データを受信する送信側受信手段と、前記送信側受信手段にて受信した前記ストリーム配信されている動画データを、複数の公衆回線の各々の伝送速度とその速度推移に応じて分割する受信データ分割手段と、前記分割された、ストリーム配信されている動画データを各々の公衆回線へ伝送するデータ送信手段と、前記送信された動画データの各々の公衆回線の前記伝送速度を算出する伝送速度算出手段と、前記算出した各々の公衆回線の直近の伝送速度を記憶する現在各回線速度記憶手段と、前記現在各回線速度記憶手段にて記憶された各々の公衆回線の伝送速度を、各々の伝送速度の推移を見るために所定回数分記憶しておく過去各回線速度記憶手段と、を備えた公衆網送信サーバと、
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割された、ストリーム配信された動画データを受信する受信側データ受信手段と、前記受信した、前記分割されてストリーム配信された動画データを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段と、前記結合されたストリーム配信された動画データを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段と、を備えた公衆網受信送信サーバとを有する高帯域動画伝送システム。 - 第1のローカルネットワークに接続されたファイルサーバからのファイルデータを受信する送信側受信手段と、前記送信側受信手段にて受信した前記ファイルデータを、複数の公衆回線の各々の伝送速度とその速度推移に応じて分割する受信データ分割手段と、前記分割されたファイルデータを各々の公衆回線へ伝送するデータ送信手段と、前記ファイルデータの各々の公衆回線の前記伝送速度を算出する伝送速度算出手段と、前記算出した各々の公衆回線の直近の伝送速度を記憶する現在各回線速度記憶手段と、前記現在各回線速度記憶手段にて記憶された各々の公衆回線の伝送速度を、各々の伝送速度の推移を見るために所定回数分記憶しておく過去各回線速度記憶手段と、を備えた公衆網送信サーバと、
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割されたファイルデータを受信する受信側データ受信手段と、前記受信したファイルデータを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替え手段と、前記結合されたファイルデータを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶手段と、を備えた公衆網受信送信サーバとを有する高帯域動画伝送システム。 - 前記公衆網送信サーバが、第1のローカルネットワークにてストリーム配信された動画データを、複数の公衆回線の各々の伝送速度とその速度推移に応じて分割して各々の公衆回線へ伝送すると同時に、前記第1のローカルネットワークに接続されたファイルサーバからのファイルを伝送する際、前記公衆回線の通信容量の空き部分を利用して伝送することを特徴とする請求項1に記載の高帯域動画伝送システム。
操作予測装置。 - 複数の公衆回線の各々の伝送速度は、前記データ送信手段により前記データを送信する際に、データの送信および送達確認をもって計測することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の高帯域動画伝送システム。
- 前記受信データ分割手段は、ストリーム配信された動画データのうち、音声データをまとめてひとつの分割データとし、前記データ送信手段が、最も伝送速度が安定した回線に
前記音声データをまとめた一つの分割データを出力することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の高帯域動画伝送システム。 - 前記各々の公衆回線は、各々異なる系列の通信回線網とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の操作予測装置。
- 第1のローカルネットワークにてストリーム配信された動画データを受信する送信側受信ステップと、前記送信側受信ステップにて受信した前記ストリーム配信されている動画データを、複数の公衆回線の各々の伝送速度とその速度推移に応じて分割する受信データ分割ステップと、前記分割された、ストリーム配信されている動画データを各々の公衆回線へ伝送するデータ送信ステップと、前記送信された動画データの各々の公衆回線の前記伝送速度を算出する伝送速度算出ステップと、前記算出した各々の公衆回線の直近の伝送速度を記憶する現在各回線速度記憶ステップと、前記現在各回線速度記憶手段にて記憶された各々の公衆回線の伝送速度を、各々の伝送速度の推移を見るために所定回数分記憶しておく過去各回線速度記憶ステップと、を有する公衆網送信ステップと、
前記各々の公衆回線の伝送速度に応じて分割された、ストリーム配信された動画データを受信する受信側データ受信ステップと、前記受信した、前記分割されてストリーム配信された動画データを、分割前のストリーム配信された動画データに結合する受信データ並べ替えステップと、前記結合されたストリーム配信された動画データを、出力データとして第2のローカルネットワークへ出力するまたは、一時記憶するデータ配信記憶ステップと、を有する公衆網受信送信ステップと、を有する高帯域動画伝送方法。
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