JP2011512747A - マルチキャスト配信サービスのセグメント化 - Google Patents

Abstract

本発明は、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化する方法および装置に関するものである。システムは、サービスプロバイダ（サーバ）と、このサービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリーに沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ５）とを備える。この方法は、以下のステップを備える。−サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループに、サービスレシーバがマルチキャスト参加が実行される。−参加したマルチキャストツリーのパスで帯域幅が測定される。サービスレシーバ（ＳＴＢ１〜ＳＴＢ５）のそれぞれが、その測定に基づき、最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に参加する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システムにおける帯域幅利用を最適化する方法および装置に関するものである。

マルチキャストは、ＩＰ−ＴＶまたはビデオストリーミングのようなサービスの配信に適している。マルチキャストこそが、ＩＰ−ＴＶをブロードバンドネットワークで配信する通常の方法である。セットトップボックスは、ＴＶ映像を受信しそれをＴＶ受像機で表示する重要な役割を有している。ブロードバンドネットワークにおけるセットトップボックスは、ブロードバンドネットワークと標準化されたインターネットグループ管理プロトコルＩＧＭＰでやり取りすることによりこれを行う。ＩＧＭＰは、ルータと加入者との間の通信に関する標準として、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォースＩＥＴＦによって開発されている。非特許文献１は、ＩＧＭＰ標準の使用について記載している。このプロトコルは、ＴＶストリームおよびチャネル変更を開始および停止する。デジタルネットワークでは、トラフィック管理が重要である。トラフィック管理には、ネットワークの中を通って確立されるパスを通るトラフィックの制御およびスケジューリングが伴う。トラフィックには、オーディオ、ビデオ、またはあらゆる形態のデジタル情報を含んでもよい。エンドユーザが非常に迅速にデジタル情報にアクセスすることができるように、デジタル情報をエンドユーザの近くに確保するために、デジタル情報サービスのグループにして、それらをデジタルネットワークのいくつかのチャネルに流すように構成するために、チャネルストリーミングが使用される。エンドユーザがデジタルサービスを迅速に取得できるように、エンドユーザの近くまでのデジタルサービスの流れを可能にすることは、余分の帯域幅等の容量を有するデジタルネットワークに関しては容易に実施に応じられる。チャネルストリーミングは、ほとんどあらゆるイーサネットトポロジの動作を改善することを意図している。しかしながら、チャネルストリーミングの利点は、ネットワークの規模が増大するに連れて、およびクライアントとサーバとの間の「ホップ」（すなわち、ブロードバンドネットワークの中のパスに沿ったデバイス間の伝送の飛び越え（transportation leap））数が増加するに連れて、より重要になる。インターネットプロトコルテレビ伝送用のマルチキャストサービス制御システムについては、特許文献１に示されている。これでは、サービス配信プラットフォームが、インターネットプロトコルビデオからのチャネルを受信するように構成され、これらのチャネルは、少なくとも１つのセットトップボックスに転送されることになる。

ネットワーク特性の測定は、ネットワークのアクティブプロービング（active probing）、すなわち、測定方法のためだけに専用のプローブパケットを挿入する方法を含む方法を使用して実行することができる。一例は、特許文献２に開示されており、それには、ＩＰ性能監視方法が示されている。この特許文献２では、送信機からネットワークを通じて受信機へ、送信タイムスタンプを有するタイミングプローブデータパケットが送信される。受信機において、受信タイムスタンプがプローブパケットに書き込まれる。受信機によってプローブパケットが返信され、プローブパケットの送信機は、送信スタンプおよび受信スタンプに基づき分析を行う。別の例は、エリクソンＡＢで開発された利用可能帯域幅の推定用のＢＡＲＴ法である。ＢＡＲＴの特徴は、いくつかの会議において、非特許文献２、３、４、５などで発表されている。

特許文献３は、アプリケーションレベルマルチキャストに対する伝送最適化の方法を開示している。この特許文献３では、テレビ会議の各参加者に対してマルチキャストツリーが生成されることを記載している。各データソースからそれぞれのデータ受信部の各々へのエンドツーエンドの伝送遅延が判定され、各データソースからそれぞれのデータ受信部の各々までの利用可能帯域幅も判定される。各々がデータソースに対応するマルチキャストツリーの１つ以上について、エンドツーエンド伝送遅延および利用可能帯域幅に従って改善される。

米国特許出願第２００６／００１５９２８号明細書 米国特許第６，８６８，０９４号明細書 欧州特許出願第１６２４６３２号明細書

ＩＥＴＦ ＲＦＣ２２３６ 「インターネットグループ管理プロトコル バージョン２（Internet Group Management Protocol, version 2）」 Ｓ．Ｅｋｅｌｉｎ、Ｍ．Ｎｉｌｓｓｏｎ共著「ネットワークパスの利用可能帯域幅の連続監視（Continuous monitoring of available bandwidth over a network path）」、第２回スウェーデン全国コンピュータ・ネットワーキング・ワークショップ、スウェーデン国カルルスタード市、２００４年１１月２３〜２４日 Ｓ．Ｅｋｅｌｉｎ、Ｍ．Ｎｉｌｓｓｏｎ、Ｅ．Ｈａｒｔｉｋａｉｎｅｎ、Ａ．Ｊｏｈｎｓｓｏｎ、Ｊ．‐Ｅ．Ｍａｎｇｓ、Ｂ．Ｍｅｌａｎｄｅｒ、Ｍ．Ｂｊｏｒｋｍａｎ共著「カルマンフィルタリングを使用するエンドツーエンドの利用可能帯域幅のリアルタイム測定（Real-time measurement of end-to-end available bandwidth using Kalman filtering）」、議事録、第１０回ＩＥＥＥ／ＩＦＩＰネットワーク運用管理シンポジウム、２００６年 Ｅ．Ｈａｒｔｉｋａｉｎｅｎ、Ｓ．Ｅｋｅｌｉｎ共著「エンドツーエンド帯域幅推定用のカルマンフィルタ方法の一時的特性の調整（Tuning the Temporal Characteristics of a Kalman-Filter Method for End-to-End Bandwidth Estimation）」、議事録、第４回ＩＥＥＥ／ＩＦＩＰエンドツーエンド監視技術およびサービスに関するワークショップ、２００６年 Ｅ．Ｈａｒｔｉｋａｉｎｅｎ、Ｓ．Ｅｋｅｌｉｎ共著「変化検出を使用する高度ネットワーク状態推定（Enhanced Network-State Estimation using Change Detection）」、議事録、第１回ＩＥＥＥネットワーク測定に関するＬＣＮワークショップ、２００６年

本発明は、様々な受信加入者へのいくつかのパスを有するマルチキャストツリーに沿ってマルチキャスト配信フロー内の各加入者に対して、ストリーミングサービスをどのように最適化する（適応させる）かの課題に関する。ストリーミングを参加加入者の実際の現状に適合させることによって、各受信加入者に対して最善のサービス品質を提供することが望ましい。例として、高品質（その結果、広帯域）のフローは、広帯域の加入者には好都合であろうが、狭帯域の加入者には最悪であろう。

この課題は、マルチキャスト配信サービスを複数のマルチキャスト配信フローにセットアップし、かつセグメント化する測定主導のメカニズムを追加することによる本発明によって解決される。本発明は、これによって、例えば、利用可能帯域幅等の特定の接続特性に対して、様々なフローを適応させる。この測定主導のメカニズムは、接続特性の推定値を提供し、配信フローを最適化する。サーバは、これによって、マルチキャストパスに沿って、例えば、利用可能帯域幅の測定を開始し、その測定値に基づき、マルチキャスト受信クライアントは、最適マルチキャストグループに参加して、そのサービスを使用してもよい。

この課題の解決手段は、いくつかの詳細では、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システムにおける帯域幅利用を最適化する方法である。マルチキャストサービス制御システムは、サービスプロバイダと、このサービスプロバイダからＩＰネットワーク内のマルチキャストツリーに沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバとを備える。この方法は、以下のステップを備える。

サービスレシーバが、サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているグループへのマルチキャスト参加を実行する。

参加したマルチキャストツリーのパスにおける帯域幅が測定される。ここで、帯域幅は、リンク容量またはその未使用部分（利用可能帯域幅）を指している。パスのボトルネックリンク容量は、パスのリンクの中の最小利用可能帯域幅を有するリンクのリンク容量に対応する。パスの利用可能帯域幅は、パスのリンクの中の最小利用可能帯域幅に対応する。

各サービスレシーバは、最適マルチキャストグループに参加する。この参加は、取得した利用可能帯域幅測定値に基づいている。

本発明の一実施形態では、サービスプロバイダが、サービスレシーバに向けてマルチキャストツリーのパスに沿ってプローブパケットを送信することによって、利用可能帯域幅の測定を開始する。各パスの利用可能帯域幅の取得した測定値が、各サービスレシーバからサービスプロバイダに返信される。サービスプロバイダは、受信した測定値を用いて最適マルチキャストグループのセットを作り上げる。最適マルチキャストグループのセットは、サーバによってレシーバに公表され、その使用はレシーバの支配下に置かれる。

本発明の別の実施形態では、サービスプロバイダは、利用可能帯域幅の測定を開始し、サービスレシーバによって測定値が取得されると、サービスレシーバは、取得した測定値に依存して、事前に設定されたマルチキャストグループの中から最適マルチキャストグループを選択する。

代替形態として、サービスプロバイダは、代わりに、パスのボトルネックリンク容量の測定を開始し、サービスレシーバによって測定値が取得されると、サービスレシーバは、取得した測定値に依存して、マルチキャストグループのセットの中から最適マルチキャストグループを選択する。

本発明の一目的は、各加入者の接続特性に品質を適合させることによって、加入者へのマルチキャストサービス品質を最適化することである。この目的および他の目的は、方法、装置、ノード、システムおよび製品によって達成される。

本発明の利点は、マルチキャストベースのサービスを、実際の加入者の接続特性に最適化できることである。

別の利点は、測定可能な接続特性がきわめて重要であると見なされてもよい、任意のマルチキャストベースのサービスに、本発明を適用可能なことである。

さらなる利点は、このエンドツーエンドの方法が、サーバと加入者ホストだけに依存し、中間ノードからの支援を必要としないことである。

本発明について、これより添付の図面に関連した好ましい実施形態を用いてより詳細に説明する。

サービスプロバイダが広帯域ネットワークを通してレシーバにマルチメディアストリーミングを行う、マルチキャストサービス制御システムのブロック略図である。 本発明の実施形態１に従う方法を示す信号シーケンス図である。 本発明の実施形態２に従う方法を示す信号シーケンス図である。 本発明の本質的な方法のステップを示すフローチャートである。 本発明を実践するために使用されてもよいシステムのブロック略図である。

図１は、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システムＭＳＣＳのブロック略図を示し、この例では、情報伝送は、インターネットプロトコル伝送に等しい。この例のシステムは、広帯域ネットワーク、すなわち、アクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５（例えば、ＤＳＬＡＭ）および相当数の集線装置Ｃを備えるアクセス／メトロネットワークＡ／ＭＮＷを備える。図では、図を明快にするために、１つの集線装置だけに参照記号Ｃを付けて示している。図では、５つのパスＰ１〜Ｐ５を示されている。各パスは、アクセスノードとエッジルータＥＲとの間の、コネクタＣを通るマルチキャストパスを表している。アクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５のそれぞれが、セットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５に接続されている。ＡＮ１は、例えば、セットトップボックスＳＴＢ１に接続され、集線装置Ｃが、到来マルチメディアストリームをＥＲからネットワークを通してＡＮ１へ、またその逆に向ける。集線装置Ｃは、マルチキャストルーティングおよびマルチキャスト転送を用いてマルチメディアストリーム配信を処理する。アクセス／メトロネットワークは、エッジルータＥＲを介してバックボーンネットワークＢＢＮＷに接続されている。サービスプロバイダは、サーバとも呼ばれ、ＢＢＮＷに接続されており、Ａ／ＭＮＷに配信される一連のＴＶチャネルを提供する。ＩＧＭＰ参加信号、マルチキャストルーティング、およびマルチキャスト転送に基づき、選択されたチャネルが、サーバから集線装置群を介して広帯域ネットワークＡ／ＭＮＷを通して、チャネルを注文したクライアントへ向けられてもよい。サーバは、ネットワークへのチャネルストリーム（群）の供給だけを担当する。各クライアントは、この例では、高解像度ＴＶセットＴＶ１〜ＴＶ５で表されている。注意することは、例えば、通常のＴＶセットまたはコンピュータ端末等の、任意の種類の端末が使用されてもよいことである。

図２は、本発明の実施形態１に従う、加入者へのマルチキャストサービス品質を最適化する方法を表す信号シーケンス図を示している。セットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５（サービスレシーバとも呼ばれる）、アクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５、エッジルータＥＲおよびサーバは、図１に関して既に説明されており、それらすべてが、図２の信号シーケンス図の中のシグナリングノードを表している。図１でより詳細に示されるアクセス／メトロネットワークＡ／ＭＮＷは、図２では雲の記号で表されている。パスＰ１〜Ｐ５の集合が、図２では太矢印記号または太矢印ブロック（block）群で図式的に表されている。本発明の実施形態１に従う方法について、これより図２とともに説明する。本発明に従う方法の前提は、例えば、スポーツイベントのストリーミング等のサービスが、申し込む可能性のある受信者に公表されている。サービスは、マルチキャストＩＰアドレスＤで表される（不図示）。Ｄは、この例では、セットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５に提示される。方法は、以下のステップを備える。

−セットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５のそれぞれが、それぞれのアクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５にＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１を送信することによって、スポーツイベントへの関心を通知する。図２では、これは５つの矢印記号で示されており、１つはＳＴＢ１からＡＮ１への矢印、１つはＳＴＢ２からＡＮ２への矢印等である。５つのマルチキャスト参加リクエスト１は、それぞれがマルチキャストグループＩＰアドレスＤを指定している。

−ネットワークＡ／ＭＮＷおよびＥＲを通ってマルチキャストアドレスＤに向かうパケットのルーティングおよび転送は、周知の標準化されたマルチキャストルーティングスキームに従って実行される。これは、図２のアクセスノードとエッジルータとの間のＡ／ＭＮＷの中のブロック記号２で示されている。

−本発明に従えば、サーバが、マルチキャストツリーのパスに沿って利用可能帯域幅（またはボトルネックリンク容量）の測定を１度、定期的に、または継続的に実行する。サーバは、当業者に周知の任意の方法に従って、宛先アドレスＤを有するプローブパケット群を送信する（４）。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤを使用して、マルチキャストでプローブパケットストリームをパスＰ１〜Ｐ５でＡＮ１〜ＡＮ５に向けて転送する（５）。エッジルータおよびＣは、ここでそれらが保有するマルチキャストルーティングテーブルを使用する。この例では、プローブパケットは、まず３つの集線装置に送信されるでことになる（図１参照）、次いで、パケットは、アクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５に到達するまで、マルチキャストルーティングテーブルを使用して、パスＰ１〜Ｐ５でそれぞれの経路を見つけることになる。

−プローブパケットは、それを受信するアクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５のそれぞれから、それらに接続されるセットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５に転送される（６）。

−パケットがセットトップボックスで受信されると、例えば、本願の背景技術セクションで言及されるＢａｒｔアルゴリズム等の測定アルゴリズムが、各パスＰ１〜Ｐ５に沿う利用可能帯域幅をそれぞれ計算する（Ｘ）。

−セットトップボックスは、ユニキャストで宛先アドレスとしてサーバＩＰアドレスを使用して、サーバに計算した利用可能帯域幅を転送する（７、８、９）。

−利用可能帯域幅群の受信時、サーバは、受信した帯域幅群を分析すること（Ｙ）を開始し、所定のスキームに従って受信した帯域幅群をグループに細分する。この例では、パスＰ１〜Ｐ５に対する受信した利用可能帯域幅群は、Ｐ１＝０．５Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ２＝０．６Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ３＝１．１Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ４＝１．７Ｍｂｉｔ／ｓ、およびＰ５＝１．８Ｍｂｉｔ／ｓである。細分化が実行され、帯域幅は、この例では、３つのサブグループＤ１、Ｄ２、Ｄ３に分割される。すなわち、Ｄ１＝０．５Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｐ１およびＰ２を含む）、Ｄ２＝１．０Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｐ３を含む）、およびＤ３＝１．５Ｍｂｉｔ／ｓ（Ｐ４およびＰ５を含む）であり、各グループは、マルチキャストＩＰアドレスＤ１、Ｄ２およびＤ３によって表される（不図示）。

−サブグループについての情報（マルチキャストＩＰアドレス）Ｄ１〜Ｄ３は、前述と同じ方法で、マルチキャストストリームでサーバからレシーバＳＴＢ１〜ＳＴＢ５へ送信される（１０、１１、１２）。

−レシーバＳＴＢ１〜ＳＴＢ５の属するパスＰ１〜Ｐ５の利用可能帯域幅についての各レシーバＳＴＢ１〜ＳＴＢ５による前の推定された利用可能帯域幅に依存して、各レシーバは、３つのサブグループの中のどれが最適であるかを選択する（Ｚ）。この例示の実施形態では、ＳＴＢ１はＤ１を選択し、ＳＴＢ２はＤ１を選択し、ＳＴＢ３はＤ２を選択し、ＳＴＢ４はＤ３を選択し、ＳＴＢ５はＤ３を選択することになる。

−ＳＴＢ１は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１３をアクセスノードＡＮ１に送信することによって、スポーツイベントを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ１を指定する。

−ＳＴＢ２は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１３をアクセスノードＡＮ２に送信することによって、スポーツイベントを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ１を指定する。

−ＳＴＢ３は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１３をアクセスノードＡＮ３に送信することによって、スポーツイベントを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ２を指定する。

−ＳＴＢ４は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１３をアクセスノードＡＮ４に送信することによって、スポーツイベントを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ３を指定する。

−ＳＴＢ５は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト１３をアクセスノードＡＮ５に送信することによって、スポーツイベントを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ３を指定する。

−ネットワークＡ／ＭＮＷおよびＥＲを通るマルチキャストアドレスＤ１〜Ｄ３向けのパケットのルーティングおよび転送は、周知の標準化されたマルチキャストルーティングスキームに従って実行される。これは、図２のアクセスノードとエッジルータとの間のＡ／ＭＮＷの中の太矢印記号１４で示されている。

−サービスプロバイダは、帯域幅０．５／１．０／１．５Ｍｂｉｔ／ｓを使用して、スポーツイベントの送信（１５）を開始する。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ１を使用して、パスＰ１〜Ｐ２でＳＴＢ１〜ＳＴＢ２に向けてスポーツイベント・マルチキャストストリームを転送する（１６、１７）。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ２を使用して、パスＰ３でＳＴＢ３に向けてスポーツイベント・マルチキャストストリームを転送する（１６、１７）。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＤ３を使用して、パスＰ４〜Ｐ５でＳＴＢ４〜ＳＴＢ５に向けてスポーツイベント・マルチキャストストリームを転送する（１６、１７）。

レシーバが３つのサブグループの中のどれが最適であるかを選択する（Ｚ）この例の代替形態として、サービスプロバイダが、公表した最適マルチキャストグループのセットの中のマルチキャストグループを参加したレシーバに指定してもよい。この場合、サーバは、利用可能マルチキャストグループのセットの送信と一緒に、この指定も送信する。

図３は、本発明の実施形態２に従う加入者へのマルチキャストサービス品質を最適化する方法を表す信号シーケンス図を示している。図３の信号シーケンス図では、図２と同じノードが、シグナリングノードを表している。本発明の実施形態２に従う方法について、これより図３とともに説明する。前と同様に、本発明に従う方法の前提は、サービスがセットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５に公表されていることである。これより説明する実施形態では、プロバイダが利用可能帯域幅の測定を開始し、サービスレシーバが測定値を取得すると、サービスレシーバは、取得した測定値に依存して、事前に設定されたマルチキャストグループのセットの中から最適マルチキャストグループを選択する。方法は、以下のステップを備える。

−セットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５のそれぞれが、それぞれのアクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５にＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３１を送信することによって、公表されたサービスへの関心を通知する。５つのマルチキャスト参加リクエスト１は、それぞれがこの例ではマルチキャストグループＩＰアドレスＥ（不図示）を指定している。

−ネットワークＡ／ＭＮＷおよびＥＲを通ってマルチキャストアドレスＥに向かうパケットのルーティングおよび転送は、周知の標準化されたマルチキャストルーティングスキームに従って実行される。これは、図３のアクセスノードとエッジルータとの間のＡ／ＭＮＷの中のブロック記号３２で示されている。

−本発明に従えば、サーバは、マルチキャストツリーのパスに沿って利用可能帯域幅（またはボトルネックリンク容量）を１度、定期的に、または継続的に測定する。サーバは、周知の任意の帯域幅推定方法に従って宛先アドレスＥを有するプローブパケット３４を送信する。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥを使用して、マルチキャストでプローブパケットストリーム３５をパスＰ１〜Ｐ５でＡＮ１〜ＡＮ５に向けて転送する。

−プローブパケットは、それを受信するアクセスノードＡＮ１〜ＡＮ５のそれぞれから、それらに接続されるセットトップボックスＳＴＢ１〜ＳＴＢ５に転送される（３６）。

−パケットがセットトップボックスで受信されると、測定アルゴリズムが各パスＰ１〜Ｐ５に沿った利用可能帯域幅をそれぞれ計算する（Ｘ１）。この例では、パスＰ１〜Ｐ５に対する受信する利用可能帯域幅は、Ｐ１＝０．７Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ２＝０．７Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ３＝０．８Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｐ４＝１．９Ｍｂｉｔ／ｓ、およびＰ５＝１．８Ｍｂｉｔ／ｓである。

−前の実施形態とは違って、この実施形態２では、ＳＴＢ群は、様々な送信帯域幅（すなわち、伝送速度）を有するマルチキャストグループのセットにアクセスする。この実施形態では、レシーバＳＴＢ１〜ＳＴＢ５の属するパスＰ１〜Ｐ５についての各レシーバＳＴＢ１〜ＳＴＢ５の利用可能帯域幅に依存して、各レシーバは、利用可能サブグループの中のどれが最適であるかを選択する（Ｚ１）。マルチキャストグループのセットは、例えば、ＳＴＢの中に事前設定されてもよいし、または、例えば、ウェブページからアクセス可能であってもよい。帯域幅のセットは、この例では、３つのサブグループＥ１、Ｅ２、Ｅ３から成る。すなわち、Ｅ１＝０．５Ｍｂｉｔ／ｓ、Ｅ２＝１．０Ｍｂｉｔ／ｓ、およびＥ３＝１．５Ｍｂｉｔ／ｓであり、各グループは、マルチキャストＩＰアドレスＥ１、Ｅ２およびＥ３で表される。この例示の実施形態では、帯域幅のセットは、前もってウェブページからフェッチされており、ＳＴＢ１がＥ１を選択し、ＳＴＢ２がＥ１を選択し、ＳＴＢ３がＥ１を選択し、ＳＴＢ４がＥ３を選択し、ＳＴＢ５がＥ３を選択することになる。

−ＳＴＢ１は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３７をアクセスノードＡＮ１に送信することによって、サービスを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ１を指定する。

−ＳＴＢ２は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３７をアクセスノードＡＮ２に送信することによって、サービスを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ１を指定する。

−ＳＴＢ３は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３７をアクセスノードＡＮ３に送信することによって、サービスを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ１を指定する。

−ＳＴＢ４は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３７をアクセスノードＡＮ４に送信することによって、サービスを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ３を指定する。

−ＳＴＢ５は、ＩＧＭＰマルチキャスト参加リクエスト３７をアクセスノードＡＮ５に送信することによって、サービスを申し込む。マルチキャスト参加リクエストは、マルチキャストグループアドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ３を指定する。

−ネットワークＡ／ＭＮＷおよびＥＲを通るマルチキャストアドレスＥ１およびＥ３向けのパケットのルーティングおよび転送は、周知の標準化されたマルチキャストルーティングスキームに従って実行される。これは、図３のアクセスノードとエッジルータとの間のＡ／ＭＮＷの中の太矢印記号３８で示されている。

−サービスプロバイダは、帯域幅０．５、１．０、１．５Ｍｂｉｔ／ｓを使用して、スポーツイベントの送信（３９）を開始する。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ１を使用して、パスＰ１〜Ｐ３でＳＴＢ１〜ＳＴＢ３に向けてスポーツイベント・マルチキャストストリームを転送する（４０、４１）。

−エッジルータおよびＡ／ＭＮＷは、宛先アドレスとしてマルチキャストＩＰアドレスＥ３を使用して、パスＰ４〜Ｐ５でＳＴＢ４〜ＳＴＢ５に向けてスポーツイベント・マルチキャストストリームを転送する（４０、４１）。

レシーバが、ＳＴＢの中に事前設定されているまたはウェブページからアクセスできるグループの中から選択する（Ｚ１）上の例の代替形態として、プロービングを実行されるのと同時に、サーバは、最適マルチキャストグループのセットを送信してもよい。また、この場合も前と同様に、各参加レシーバに指定を送信してもよい。

既に示されているように、利用可能帯域幅の測定の代わりに、サービスプロバイダは、パスのボトルネックリンク容量の測定を開始してもよく、また、サービスレシーバが測定値を取得すると、サービスレシーバは、取得した測定値に依存して、最適マルチキャストグループを選択する。

図４は、本発明のいくつかの重要なステップを示すフローチャートである。このフローチャートは、前に示す図面とともに読まれるものである。フローチャートは、以下のステップを備える。

−サービスプロバイダが、申し込む可能性のあるサービスレシーバのサービスへのアクセスを可能にする。サービスは、マルチキャストＩＰアドレスＤで表される。このステップは、図４のブロック１０１に示されている。

−サービスレシーバが、マルチキャストグループへのマルチキャスト参加を実行することによって、Ｄで表されるアクセス可能なサービスへの関心を通知する。このステップは、図３のブロック１０２に示されている。

−参加したマルチキャストツリーの各パスの利用可能帯域幅が測定される。ネットワーク性能は、各パスに対してパスの終端で推定される。このステップは、図３のブロック１０３で示されている。

−マルチキャストグループのセットが、レシーバの支配下に置かれる。このステップは、図３のブロック１０４に示されている。

−各サービスレシーバが、最適マルチキャストグループに参加する。グループへの参加は、測定値に基づいている。このステップは、図３のブロック１０５に示されている。

本発明を実践するために使用されるシステムの一例が図５に図式的に示されている。ブロックの図式的集合（block schematic constellation）は、図１〜３に示されるものに対応するが、決してこれらの例に限定されない。図５は、サービスプロバイダＳＰ（サービス提供ノードとも呼ばれる）と、５つのトランシーバＴＲ１〜ＴＲ５（サービス受信ノードとも呼ばれる）とを示している。ＳＰは、受信部Ｒ１と送信部Ｔ１とを備える。Ｒ１およびＴ１は、トランシーバＴＲ１〜ＴＲ５と信号を送受信するために使用される。ＳＰは、ＳＰからＴＲ１〜ＴＲ５へプローブパケットを送信するために使用されるプローブ生成部ＰＧも備える。マルチキャストグループ生成部ＭＧＧが、トランシーバＴＲ１〜ＴＲ５のそれぞれに接続されている。ＭＧＧは、トランシーバにマルチキャストグループのセットを提供するために使用される。代替形態として、マルチキャストグループ生成部ＭＧＧ（ここでは破線で示されている）はサービスプロバイダＳＰ内に配置されてもよく、トランシーバＴＲ１〜ＴＲ５から受信される利用可能帯域幅の分析後に、マルチキャストグループの生成を担当してもよい。この場合、生成されるマルチキャストグループは、ＳＰから、ＳＰとトランシーバとの間のパスでＴＲ１〜ＴＲ５へ送信される。サービスプロバイダは、プロセッサ部Ｐｒｏｃも備え、これは、とりわけＳＰ内の様々なエンティティの調整を担当する。プロセッサは、受信部へのマルチキャストグループの指定も担当してもよい。トランシーバＴＲ１〜ＴＲ５のそれぞれは、帯域幅推定部Ｘ１１〜Ｘ１５を備え、これらは、ＳＰとトランシーバとの間のパスの帯域幅を計算するために使用される。トランシーバＴＲ１〜ＴＲ５のそれぞれは、マルチキャストグループ選択部Ｚ１１〜Ｚ１５も備え、これらは、例えば、マルチキャストグループ生成部ＭＧＧから受信されるマルチキャストグループの中から１つのマルチキャストグループを選択するために使用される。

図では、項目（item）が個別要素として示されている。しかしながら、本発明の実際の実装では、それらは、デジタルコンピュータ等の他の電子デバイスの分離できないコンポーネントであってもよい。従って、上述の動作は、プログラム記憶媒体を含む製品の中に具体化されてもよいソフトウェアで実施されてもよい。プログラム記憶媒体は、搬送波、コンピュータディスク（磁気または光（例えば、ＣＤもしくはＤＶＤまたは両方））、不揮発性メモリ、テープ、システムメモリ、およびコンピュータハードドライブの１つ以上の中で実装されるデータ信号を有する。

本発明は、上述および図示の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲内で変更され得る。本発明のシステムおよび方法は、例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）、欧州電気通信規格協会（ＥＴＳＩ）、米国規格協会（ＡＮＳＩ）、または他の標準通信ネットワークアーキテクチャ等の任意のものに対しても実施され得る。他の例には、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）またはインターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）がある。

記載では、本発明の理解を提供する手段として、限定でなく説明のために、特定のコンポーネント、電子回路、技法等のような特定の詳細を説明している。しかしながら、本発明は、これらの具体的詳細から離れた他の実施形態で実践されてもよいことは、当業者には明らかであろう。他の場合には、周知の方法、デバイスおよび技法等の詳細説明は、不必要な詳細で説明を不明瞭にしないように省略している。個別の機能ブロックが１つ以上の図に示されている。機能が個別のコンポーネントまたはマルチ機能のハードウェアを使用して実装されてもよいことを、当業者は理解するであろう。処理機能は、プログラムされたマイクロプロセッサまたは汎用コンピュータを使用して実装されてもよい。

本発明は、言い換えると、上述および図示の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲内で変更され得る。

Claims (22)

1. サービスプロバイダ（サーバ）と、前記サービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリー群に沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）とを備える、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化する方法であって、
   前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）によって、前記サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループへのマルチキャスト参加を実行するステップと、
   参加したマルチキャストツリーのパス群における帯域幅を測定するステップと、
   前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）のそれぞれによって、前記測定された帯域幅に基づいて、最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に参加するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットは、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）に対して利用可能とされる
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットは、前記サービスプロバイダ（サーバ）から公表される
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記測定された帯域幅は、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）から前記サービスプロバイダ（サーバ）へ送信され、これによって、前記公表された最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットは、前記受信された帯域幅に基づいている
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記サービスプロバイダは、前記公表された最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットの中から、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）に対するマルチキャストグループを指定する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記公表は、前記測定に関連している
   ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）のそれぞれは、前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットで予め設定されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
8. 前記測定するステップは、更に、
   前記マルチキャストツリーのパス群に沿って前記サービスプロバイダからプローブパケットを送信するステップと、
   前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）への前記プローブパケットを受信するステップと、
   前記マルチキャストツリーのパス群のそれぞれにおける帯域幅を、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）それぞれによって推定するステップと
   を備えることを請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記帯域幅は、利用可能帯域幅あるいはボトルネックリンク容量を含む
   ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記帯域幅を測定するために使用されるアルゴリズムは、ＢＡＲＴ法である
    ことを特徴とする請求項８または９に記載の方法。
11. サービスプロバイダ（サーバ）と、前記サービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリー群に沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）とを備える、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化するための装置であって、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）によって、前記サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループへのマルチキャスト参加を実行するための手段と、
    参加したマルチキャストツリーのパス群における帯域幅を測定するための手段と、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）のそれぞれによって、前記測定された帯域幅に基づいて、最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に参加するための手段と、
    前記参加を、前記測定された帯域幅に基づけるための手段と
    を備えることを特徴とする装置。
12. 前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットを、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）に提示するための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットは、前記サービスプロバイダ（サーバ）から公表される
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記測定された帯域幅を、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）から前記サービスプロバイダ（サーバ）へ送信するための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記サービスプロバイダにおいて、公表された前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットの中から、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）に対するマルチキャストグループを指定するための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の装置。
16. 前記公表を、前記測定に関連させるための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
17. 前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）のそれぞれを、前記最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）のセットで予め設定するための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
18. 前記マルチキャストツリーのパス群に沿って前記サービスプロバイダからプローブパケットを送信するための手段と、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）への前記プローブパケットを受信するための手段と、
    前記マルチキャストツリーのパス群のそれぞれにおける帯域幅を、前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）それぞれによって推定するための手段と
    を更に備えることを特徴とする請求項１１乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
19. サービスプロバイダ（サーバ）と、前記サービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリー群に沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）とを備える、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化するための、サービス受信ノードであって、
    前記サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループへのマルチキャスト参加を実行するための手段と、
    参加したマルチキャストツリーのパス群における測定された帯域幅を受信するための手段と、
    前記測定された帯域幅に基づいて、最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に参加するための手段と
    を備えることを特徴とするサービス受信ノード。
20. サービスプロバイダ（サーバ）と、前記サービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリー群に沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）とを備える、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化するための、サービス提供ノードであって、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）によって、前記サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループへのマルチキャスト参加を検出するための手段と、
    参加したマルチキャストツリーのパス群における帯域幅の測定を開始するための手段と
    を備えることを特徴とするサービス提供ノード。
21. 受信された前記測定された帯域幅に基づいて、帯域幅のセットを公表するための手段を更に備える
    ことを特徴とする請求項２０に記載のサービス提供ノード。
22. サービスプロバイダ（サーバ）と、前記サービスプロバイダからＩＰネットワーク（Ａ／ＭＮＷ）内のマルチキャストツリー群に沿ってマルチキャストストリームを受信できるサービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）とを備える、デジタル情報伝送用のマルチキャストサービス制御システム（ＭＳＣＳ）における帯域幅利用を最適化するためのプログラムコードを備えるプログラムであって、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）によって、前記サービスプロバイダによって提供される関心のあるサービスに関連付けられているマルチキャストグループへのマルチキャスト参加を実行するためのコンピュータ可読プログラムコードと、
    参加したマルチキャストツリーのパス群における帯域幅を測定するためのコンピュータ可読プログラムコードと、
    前記サービスレシーバ群（ＳＴＢ１−ＳＴＢ５）のそれぞれによって、前記測定された帯域幅に基づいて、最適マルチキャストグループ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）に参加するためのコンピュータ可読プログラムコードと
    を備えることを特徴とするプログラム。

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