JP2015201683A - 情報伝送における同時出力の方法、情報伝送における同時出力のシステム - Google Patents

Abstract

【課題】
衝突が発生した場合にデータを再送信する方式では、複数のクライアント間に同一データを同時伝送することが困難であった。
【解決手段】
本発明の情報伝送における同時出力の方法は、下りのブロードキャストパケット伝送に関する基準信号との相対時間差であるタイムスタンプ情報と前記タイムスタンプ情報の有無に関する情報を受信したパケットから取り出し、タイムスタンプ情報と出力遅延調整用時間との和と基準信号を計数した時間とが一致するまで待ってパケットを出力し、さらに、パケット出力において、有無に関する情報を用いた優先制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報伝送における同時出力の方法に関し、特に一対多数のパケット伝送に関する。

一般に、サーバと複数のクライアントを含むＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）において、ＬＡＮ上を行き交うデータの制御が必要である。なぜなら、ＬＡＮ上でデータが衝突する可能性があるからである。

例えば、特許文献１のようなＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムでは、データの衝突を監視し、衝突が発生した場合には送信を中断し、後ほど再送信する制御を行うとしている。そのため、この関連するＰＯＮシステムでは、クライアント間のデータの到達に遅延が発生する場合があった。そこで、特許文献１において、伝送装置は、端末装置との間の往復の伝送遅延時間と伝送装置の時刻情報とを用いて端末装置の時刻情報の補正値を作成し、端末装置に送信する。端末装置は、伝送装置に向けて送信するフレームに、端末装置の時刻情報と伝送装置から受信した補正値とに基づいた到着予想時刻情報を含むとしている。

特開２００９−６５４４３号公報

しかしながら、特許文献１のような、衝突が発生した場合にデータを再送信する方式では、複数のクライアント間に同一データを同時伝送することが困難であった。

本発明の目的は、他の信号と競合することなく一対多数のパケット同時出力を実現することである。

本発明の情報伝送における同時出力の方法は、下りのブロードキャストパケット伝送に関する基準信号との相対時間差であるタイムスタンプ情報と前記タイムスタンプ情報の有無に関する情報を受信したパケットから取り出し、タイムスタンプ情報と出力遅延調整用時間との和と基準信号を計数した時間とが一致するまで待ってパケットを出力し、さらに、パケット出力において、有無に関する情報を用いた優先制御を行う。

本発明の情報伝送における同時出力のシステムは情報をブロードキャストするサーバと、情報を受信するクライアントとを備え、クライアントは情報のブロードキャストパケット伝送に関する基準信号との相対時間差であるタイムスタンプ情報とタイムスタンプ情報の有無に関する情報を受信したパケットから取り出し、タイムスタンプ情報と出力遅延調整用時間との和と基準信号を計数した時間とが一致するまで待ってパケットを出力し、さらに、パケット出力において、有無に関する情報を用いた優先制御を行う。

本発明の情報伝送における同時出力の方法、および情報伝送における同時出力のシステムによれば、他の信号と競合することなく一対多数のパケット同時出力を実現することができる。

本発明の実施形態にかかる一対多数の情報送付におけるパケット出力のタイミングを説明する図である。 レイヤ２スイッチを用いた関連する一対多数のパケット送付の構成図である。 本発明の実施形態にかかる一対多数のパケット送付方法を説明する図である。 本発明の実施形態にかかるパケットヘッダへのタイムスタンプ情報の格納例である。 本発明の実施形態にかかるクライアントの受信後パケットの処理を示すフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。

なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号をつけ、その説明を省略する場合がある。

図１は本発明の実施形態にかかる一対多数の情報送付におけるパケット出力のタイミングを説明する図である。

図示しないタイミング供給装置１は、共通のタイミングを示す基準信号をサーバ２およびクライアント３へ供給する。基準信号受信後、サーバ２は複数のクライアント３へ送りたい情報を一対多数送信する。この送信のタイミングと基準信号との相対時間差はタイムスタンプ情報Ｔｓとしてパケットのヘッダへ格納される。クライアント３は、サーバ２からパケットを受信した後、基準信号から経過した時間と受信したパケットから取り出したＴｓを使って同一タイミングで端末へ向けて情報を出力する。Ｔｓは絶えず変動しており、送信する情報ごとに付与される。このため送信する情報によって全クライアント共通の出力タイミングが設定される。

本実施形態では、情報を複数のクライアント３へ一括送付する場合において、パケット伝達以外の伝達手段である、例えばタイミング供給装置１から共通の基準信号がサーバ２、クライアント３へ取り込まれる。これにより、サーバ２とクライアント３との間で共通のタイミングが設けられる。この共通のタイミングをもとに決定された相対時間差Ｔｓが、送信情報のヘッダに格納されて一括送付される。これにより、基準信号から経過した時間情報が全てのクライアント３間で共有される。最も遅延の大きいクライアント３（例えばサーバから最遠端の位置にあるクライアント３）に到達するまでの伝送路固定遅延時間は算出可能であり、これとＴｓを使用して全てのクライアント３間で共通の待ち時間を設定する。

図３は本発明の実施形態にかかる一対多数のパケット送付方法を説明する図である。全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、ＧＰＳ）を利用し、ＧＰＳ衛星８が、サーバ２とクライアント３に基準タイミングを供給するためのタイミング生成装置として使用される。タイミング供給装置１は、ＧＰＳ衛星８から受信した基準信号をサーバ２および各クライアント３に供給する。伝送装置６はパケットの送受信を担う伝送装置である。サーバ２はパケットの送信元である。クライアント３はサーバからブロードキャストされたパケットを受信する装置である。各クライアント３は端末に対してサーバから受信したパケットを出力する。

サーバ２は、タイミング供給装置１から受信したタイミング信号をもとにタイムスタンプ情報Ｔｓを生成する。サーバ２は、このタイムスタンプ情報Ｔｓをパケットのヘッダに付加してパケットを送信する。

タイムスタンプ情報Ｔｓの生成は、サーバ２が有するカウンタを使用する。カウンタはＧＰＳを利用したタイミング供給装置１から供給されるクロック（ＣＬＫ）で動作する。カウンタに使用する基準クロック信号は、クライアントごとに位相（クロックカウントタイミング）が異なる。このため、時間誤差はこのカウンタで使用するクロックの１クロック分となる。カウントするクロック周波数を変化させることによってＴｓの精度を調整することができる。クロックを速くすればＴｓの精度が上がり、またクロックを遅くすればＴｓの精度が下がる。

図４は本発明の実施形態にかかるパケットヘッダへのタイムスタンプ情報の格納例である。図４に示すように、パケットヘッダにはタイムスタンプ情報Ｔｓに加えて、出力の優先制御を行うためにタイムスタンプ情報Ｔｓの有無に関する情報が格納される。

図５は本発明の実施形態にかかるクライアントの受信後パケットの処理を示すフローチャートである。

パケット受信後、クライアント３はタイムスタンプ情報ＴｓとＴｓフィールドの有効無効を示すＴｓ有無の情報を検出する（パケットヘッダ解析処理、ステップＳ１）。

ステップＳ１において、タイムスタンプ情報Ｔｓがある場合、クライアント３はタイムスタンプ情報Ｔｓをパケットから取り出す（ステップＳ２）
次に、クライアント３はタイミング供給装置１から受け取った基準信号を計数してタイムカウント値を取得する（Ｔｉｍｅ Ｃｏｕｎｔｅｒ、ステップＳ３）。

タイムカウント値は、受信パケットから取り出したタイムスタンプ情報Ｔｓと出力遅延調整用バッファであるＳｙｓｔｅｍ ｄｅｌａｙ値（本実施例では最長伝送路固定遅延）の和と比較される（比較、ステップＳ４）。

タイムカウント値がＴｓ＋Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｌａｙの値と一致した場合、クライアント３はパケットバッファの読出をイネーブルし、パケットを出力する。この場合、各クライアント３は共通の出力タイミングで出力制御を行っているので、その結果、全てのクライアントで同時出力が実現される。（Ｒｅａｄ Ｔｉｍｉｎｇ ｇｅｎ、ステップＳ５）。

タイムカウント値がＴｓ＋Ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｌａｙの値と一致しなかった場合、クライアント３は再度ステップＳ３の処理を行う。

さらに、タイムスタンプ情報Ｔｓの有無をチェックしてパケット出力の優先制御が行われる。具体的には、例えばタイムスタンプ情報Ｔｓが付与されているパケットの信号レベルをＨｉｇｈ側へ、付与されていないパケットの信号レベルをＬｏｗ側へ設定する。このように信号レベルを分けてパケットを仕分けし、それぞれ別の出力キューに格納することにより、タイムスタンプ情報Ｔｓを付与されていない例えば上り伝送のパケットが下り伝送の遅延調整待ちとは交わることなく出力される（出力優先制御、ステップＳ６）。

また、上述した実施形態はレイヤ２におけるブロードキャストパケット送付であるが、レイヤ３においても伝送路固定遅延時間とタイムスタンプ情報Ｔｓの情報を使ってマルチキャストされたパケットを送信先クライアント間で端末に対して同時に出力することができる。

また、上述した実施形態では全装置間共通のタイミングにＧＰＳ衛星から受信した信号を使用していたが、基準タイミングを得る方法としては他にもＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）あるいはＳＮＴＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などによる時刻同期の手法を使うことも可能である。

また、上述した実施形態ではＳｙｓｔｅｍ ｄｅｌａｙをパケット送信先の各クライアントにて設定していたが、サーバがＳｙｓｔｅｍ ｄｅｌａｙを規定し、これをパケットヘッダへ格納することとしてもよい。

また、上述した実施形態においては、任意の遅延測定方法および設定方法を用いることができる。また、上述した実施形態においては、遅延時間が変わった場合の再設定についても特定の方法に依存しない。

（効果）
本実施形態によれば、単一チャネルにおいて他の信号と競合することなく一対多数のパケット同時出力を実現することができる。

図２はレイヤ２スイッチを用いた関連する一対多数のパケット送付の構成図である。
サーバ２はパケット信号をブロードキャストするパケット送付装置である。Ｌ２ＳＷ４はパケット送付の中継装置である。Ｌ２ＳＷ４はサーバからブロードキャストされたパケット信号を中継して各クライアントへ送付する。クライアント３は端末に対してパケット信号を出力する。

ここで、サーバ２から各クライアント３へ同時にパケット信号が出力される場合を考える。この場合、各クライアント３はサーバ２からそれぞれ異なる送付遅延時間を経てパケットを受信する。このため、クライアント３から端末に対するパケット出力のタイミングはクライアントごとに異なる。

ここで、送付遅延が生じる原因は２つあり、伝送路遅延とＬ２ＳＷ４内でのパケット送付処理による遅延である。伝送路遅延はクライアントごとの伝送路７の距離によって発生する。

関連するパケット送付装置では、仮に遅延調整用のバッファを設けて同じ出力遅延調整時間を設定したとしても、クライアント３の出力タイミングは先に述べた送付遅延時間差によりばらつきを生じる。

また、中継部（Ｌ２ＳＷ４）において、サーバ２からクライアント３へブロードキャストされた下り回線のパケット信号と、クライアント３からサーバ２への応答を伝える上り回線のパケット信号とが一つのクライアントに入力される場合がある。この時、それらを同じ出力キューに入れてしまうと、パケット送付に遅延が生じる（Ｌ２ＳＷ４のキューイングによる競合）。この結果、クライアント３から端末５への情報の出力タイミングにばらつきが生じる。一方、本実施形態に係る情報伝送における同時出力の方法、情報伝送における同時出力のシステムでは、上述のように、出力タイミングにばらつきが生じない。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載の発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

１ タイミング供給装置
２ サーバ
３ クライアント
４ Ｌ２ＳＷ
５ 端末
６ 伝送装置
７ 伝送路
８ ＧＰＳ衛星
Ｔｓ タイムスタンプ情報

Claims (10)

1. 下りのブロードキャストパケット伝送に関する基準信号との相対時間差であるタイムスタンプ情報と前記タイムスタンプ情報の有無に関する情報を受信したパケットから取り出し、
   前記タイムスタンプ情報と出力遅延調整用時間との和と前記基準信号を計数した時間とが一致するまで待って前記パケットを出力し、
   さらに、前記パケット出力において、前記有無に関する情報を用いた優先制御を行う
   情報伝送における同時出力の方法。
2. 前記優先制御は、前記タイムスタンプ情報が無であることを前記有無に関する情報が示す場合、前記出力待ちを行わない制御である
   請求項１に記載した情報伝送における同時出力の方法。
3. 前記出力遅延調整用時間は、最長伝送路における遅延時間である
   請求項１または２に記載した情報伝送における同時出力の方法。
4. 前記基準信号は、前記パケット伝送以外の伝達手段から取得する
   請求項１から３のいずれか１項に記載した情報伝送における同時出力の方法。
5. 前記伝達手段は全地球測位システム衛星を用いた伝達である
   請求項４に記載した情報伝送における同時出力の方法。
6. 上り回線のパケット信号
   前記タイムスタンプ情報を含んでいないパケットは、上りの伝送パケットである
   請求項２に記載した情報伝送における同時出力の方法。
7. 下りの前記受信したパケットのヘッダは前記タイムスタンプ情報および前記有無に関する情報を含む
   請求項１から６のいずれか１項に記載した情報伝送における同時出力の方法。
8. 前記タイムスタンプ情報は、前記基準信号を計数した時間である
   請求項１から７のいずれか１項に記載した情報伝送における同時出力の方法。
9. 前記計数した時間は、前記下りのパケットの伝送ごとに、前記下りのパケットの送付先ごとに付与する
   請求項８に記載した情報伝送における同時出力の方法。
10. 情報をブロードキャストするサーバと、
    前記情報を受信するクライアント
    とを備え、
    前記クライアントは前記情報のブロードキャストパケット伝送に関する基準信号との相対時間差であるタイムスタンプ情報と前記タイムスタンプ情報の有無に関する情報を受信したパケットから取り出し、前記タイムスタンプ情報と出力遅延調整用時間との和と前記基準信号を計数した時間とが一致するまで待って前記パケットを出力し、さらに、前記パケット出力において、前記有無に関する情報を用いた優先制御を行う
    情報伝送における同時出力のシステム。

Images