JP2018023006A - Node determination program, node determination device, node determination method, and video distribution system - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、ノード決定プログラム、ノード決定装置、ノード決定方法、及び映像配信システムに関する。 The present invention relates to a node determination program, a node determination device, a node determination method, and a video distribution system.
例えばサーバからネットワークを介し、映像などをユーザの端末に配信する技術（例えば特許文献１〜４を参照）が普及している。配信サービスにおいて、配信経路上の中継ノードでは、通信帯域を低減するため、パケットを宛先ごとにコピーするマルチキャスト処理が行われる。また、映像の高画質化が進み、ＨＤ（High Definition）に加えて、４Ｋまたは８Ｋなどの高画質の映像の配信サービスが普及しつつある。
For example, a technique (for example, see
高画質の映像を配信する場合、低画質の映像を配信する場合より多くの通信帯域を必要とするため、ネットワーク内の中継ノード間の通信帯域により映像の配信先の範囲が限定される。また、ネットワーク内の通信帯域が低い経路に合わせて映像の画質を低下させると、映像の配信先の範囲は広がるが、高画質の映像を望むユーザの要求を満足させることができない。 When distributing high-quality video, more communication bandwidth is required than when distributing low-quality video, so the range of video distribution destinations is limited by the communication bandwidth between relay nodes in the network. Further, if the image quality of the video is lowered in accordance with a route having a low communication band in the network, the range of video distribution destinations is expanded, but the request of a user who desires a high-quality video cannot be satisfied.
そこで、本発明は、高画質の映像を広範囲に配信可能なシステムを構築することができるノード決定プログラム、ノード決定装置、ノード決定方法、及び映像配信システムを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a node determination program, a node determination device, a node determination method, and a video distribution system that can build a system capable of distributing high-quality video over a wide range.
１つの態様では、ノード決定プログラムは、映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する、処理をコンピュータに実行させるプログラムである。 In one aspect, the node determination program has a communication bandwidth upstream of a node among a plurality of nodes on a route for relaying the video from a distribution device that distributes the video to a destination device. A node having a communication bandwidth that is equal to or greater than the first value and whose downstream communication bandwidth is smaller than the first value is determined as a first node that converts the image quality of the video. It is a program.
１つの態様では、ノード決定装置は、映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の通信帯域を示す帯域情報を保持する保持部と、前記帯域情報を参照することにより、前記経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する決定部とを有する。 In one aspect, the node determination device refers to the bandwidth information and a holding unit that holds bandwidth information indicating a communication band on a route for relaying the video from a distribution device that distributes the video to a destination device. Thus, among the plurality of nodes on the path, the communication band upstream from the node is equal to or higher than the first value corresponding to the image quality of the video, and the communication band downstream from the node is the first value. And a determination unit that determines a smaller node as a first node for converting the image quality of the video.
１つの態様では、ノード決定方法は、映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する工程を、コンピュータが実行する方法である。 In one aspect, the node determination method includes: a plurality of nodes on a route through which the video is relayed from a distribution device that distributes the video to a distribution destination device; A method in which the computer executes a step of determining, as a first node for converting the image quality of the video, a node that is equal to or greater than the first value and whose communication band downstream from the node is smaller than the first value. It is.
１つの態様では、映像配信システムは、映像を配信する配信装置と、前記配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードとを有し、前記複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードには、前記映像の画質を変換する変換装置が設けられている。 In one aspect, a video distribution system includes a distribution device that distributes a video, and a plurality of nodes on a route that relays the video from the distribution device to a destination device, and among the plurality of nodes, The image quality of the video is converted to a node whose communication band upstream from the node is greater than or equal to a first value corresponding to the image quality of the video and whose communication bandwidth downstream from the node is smaller than the first value. A conversion device is provided.
１つの側面として、高画質の映像を広範囲に配信可能なシステムを構築することができる。 As one aspect, a system capable of distributing high-quality video over a wide range can be constructed.
図１は、映像配信システムの一例を示す構成図である。映像配信システムは、監視制御サーバ２と、配信サーバ３と、複数のルータ４と、複数の光加入者終端装置（OLT: Optical Line Terminal）６と、複数の光ネットワークユニット（ONU: Optical Network Unit）８１と、複数のレート変換装置５，７とを有する。
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a video distribution system. The video distribution system includes a
配信サーバ３は、配信装置の一例であり、各ＯＮＵ８１に映像を配信する。ＯＮＵ８１は映像の配信先の装置の一例である。配信サーバ３は、ノード＃１〜＃７がツリー状に接続されたネットワークに接続されている。ノード＃１はツリー構造の根に位置し、配信サーバ３に接続され、ノード＃２，＃３はノード＃１の下層に位置する。また、ノード＃４，＃５はノード＃２の下層に位置し、ノード＃６，＃７はノード＃３の下層に位置する。
The
最下層のノード＃４〜＃７、つまり、配信サーバ３から配信先のＯＮＵ８１に映像を中継する経路上の最下流のノード（以下、「最下流ノード」と表記）＃４〜＃７には、ＯＬＴ６とレート変換装置７が設けられている。また、他のノード＃１〜〜＃３には、ルータ４とレート変換装置５が設けられている。なお、レート変換装置５は第１変換装置の一例であり、レート変換装置７は第２変換装置の一例である。
The
ルータ４は、配信サーバ３から受信した映像をその配信先に応じた他のルータ４及びＯＬＴ６に送信する。ルータ４は、映像をマルチキャスト処理により複製して複数の宛先に送信することができる。また、ルータ４は映像をレート変換装置５に送信する。
The
レート変換装置５は、変換装置の一例であり、ルータ４から入力された映像の画質を変換してルータ４に出力する。より具体的には、レート変換装置５は、変換する画質に応じて映像の配信レートを変換する。レート変換装置５は、配信レートを変換した映像をルータ４に出力し、ルータ４は、映像をその配信先に応じた他のルータ４及びＯＬＴ６に送信する。
The
レート変換装置５は、ルータ４同士またはルータ４とＯＬＴ６の間を結ぶ伝送路、つまりノード＃１〜＃７の間を結ぶリンクの通信帯域に応じて映像の配信レートを変換する。ルータ４の下流側のリンクの通信帯域が、映像の画質に応じた値、つまりその画質の映像の伝送に必要な通信帯域に満たない場合、レート変換装置５は、映像の画質が低下するようにその配信レートを低下させる。
The
本例では、映像の画質（つまり解像度）としては、８Ｋ（例えば７６８０×４３２０画素）、４Ｋ（例えば３８４０×２１６０画素）、及びＨＤ（例えば１２８０×７２０画素）を挙げるが、これに限定されない。図１において、点線枠には、各リンクに伝送される映像の画質の例、及び各レート変換装置５，７における画質の変換例が示されている。
In this example, the image quality (that is, resolution) of the video includes 8K (for example, 7680 × 4320 pixels), 4K (for example, 3840 × 2160 pixels), and HD (for example, 1280 × 720 pixels), but is not limited thereto. In FIG. 1, an example of image quality of video transmitted to each link and an example of image quality conversion in each of the
例えば、配信サーバ３は８Ｋの映像をノード＃１のルータ４に送信する。ノード＃１のルータ４は、ノード＃２，＃３の各ルータ４との間のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の配信に十分であるため、レート変換装置５により配信レートを変換する必要がなく、ノード＃２，＃３の各ルータ４に８Ｋの映像を送信する。
For example, the
ノード＃２のルータ４は、ノード＃４のルータ４との間のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の配信に十分であるため、ノード＃４のＯＬＴ６に８Ｋの映像を送信する。また、ノード＃２のルータ４は、ノード＃５のＯＬＴ６との間のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の配信に不十分であるため、レート変換装置５により配信レートを４Ｋの画質に応じた値に変換し、４Ｋの映像をノード＃５のＯＬＴ６に送信する。
The
一方、ノード＃３のルータ４は、ノード＃６のＯＬＴ６との間のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の配信に十分であるため、ノード＃６のＯＬＴ６に８Ｋの映像を送信する。また、ノード＃３のルータ４は、ノード＃７のＯＬＴ６との間のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の配信に不十分であるため、レート変換装置５により配信レートを４Ｋの画質に応じた値に変換し、４Ｋの映像をノード＃７のＯＬＴ６に送信する。
On the other hand, the
このように、各ルータ４は、下流側のリンクの通信帯域の制約に従いそのリンクに送信する映像の画質を変換する。このため、映像の中継経路上の各ノード＃１〜＃７間を結ぶ少なくとも一部のリンクの通信帯域が８Ｋの映像の伝送に不十分な値である場合、その中継経路の最下流のノード＃５，＃７のＯＬＴ６には４Ｋの映像が配信される。また、映像の中継経路上の各ノード＃１〜＃７間を結ぶ各リンクの通信帯域が８Ｋの映像の伝送に十分な値である場合、その中継経路の最下流のノード＃４，＃６のＯＬＴ６には８Ｋの映像が配信される。これにより、高画質の映像を広範囲のＯＮＵ８１に配信することが可能となる。
Thus, each
最下流ノード＃４〜＃７のＯＬＴ６は、光スプリッタ８０を介し複数のＯＮＵ８１に接続されている。ＯＬＴ６及び複数のＯＮＵ８１はＰＯＮ（Passive Optical Network）を構成する。なお、ＯＬＴ６には、複数のＰＯＮの通信回線が設けられているが、図１にはＯＬＴ６ごとに１回線のみが示されている。ＯＬＴ６は、上流側のルータ４から受信した映像を、ＰＯＮ回線を介して複数のＯＮＵ８１に送信する。
The
ＯＬＴ６は、ルータ４から受信した映像の品質が８Ｋまたは４Ｋである場合、レート変換装置７に映像を送信する。レート変換装置７は、８Ｋの映像が４Ｋ及びＨＤの映像に変換され、あるいは４Ｋの映像がＨＤの映像に変換されるように、その配信レートを変換して変換後の映像をＯＬＴ６に出力する。ＯＬＴ６は、映像をマルチキャスト処理により複製して、個別のチャネルを介し複数のＯＮＵ８１に、そのユーザから要求された画質の映像を送信することができる。
The
このため、ＯＬＴ６は、映像の画質に関するユーザの多様な要求に応じて、各種の画質の映像を各ＯＮＵ８１に送信することができる。例えば、ノード＃４のＯＬＴ６は、８Ｋの映像を受信するため、レート変換装置５により８Ｋの映像を４Ｋ及びＨＤの映像に変換する。したがって、ＯＬＴ６は、各ＯＮＵ８１に８Ｋ，４Ｋ，ＨＤの映像を送信することができるため、ユーザは、８Ｋ，４Ｋ，ＨＤから選択した画質の映像を視聴することができる。
For this reason, the
このように、映像の配信経路の最下流ノード＃４〜＃７において、映像の画質を変換することにより、上流側のノード＃１〜＃３で画質を変換した場合より通信帯域を節約することができる。仮にノード＃１のレート変換装置５において８Ｋの映像を４Ｋ及びＨＤの映像に変換した場合、８Ｋの映像に加えて４Ｋ及びＨＤの映像が下流側のノード＃２〜＃７に送信されるため、各リンクの通信帯域が圧迫されてしまう。
In this way, by converting the image quality of the video at the most
また、ＯＬＴ６には、配信サーバ３から中継経路を介して全てのチャネルの映像が配信される。このため、ユーザがチャネルを切り替えたとき、ＯＬＴ６からＯＮＵ８１に送信する映像のチャネル切り替えの所要時間が低減され、チャネルの高速切り替え（いわゆるザッピング）に対応することが可能となる。
Further, all channels of video are distributed from the
ＯＬＴ６は、各ＯＮＵ８１に配信する映像の画質及びチャネルをグループ単位で管理する。グループは映像の画質及びチャネルの組み合わせごとに設けられている。このため、例えば、チャネルＣＨ１の８Ｋの映像、チャネルＣＨ１の４Ｋの映像、及びチャネルＣＨ１のＨＤの映像は、互いに異なるグループとして扱われる。ＯＬＴ６は、各ＯＮＵ８１が属するグループを管理し、グループに応じた映像をＯＮＵ８１に送信する。
The
ＯＮＵ８１には、そのユーザの視聴可能なチャネル及び画質のリストが格納されている。ユーザが、例えばリモコンで視聴対象のチャネル及び画質を選択すると、リストに基づき視聴可否が判定され、視聴可能である場合、その選択したチャネル及び画質に該当するグループへの加入要求（ジョインメッセージ）がＯＮＵ８１からＯＬＴ６に送信される。ＯＬＴ６は、加入要求を受けると、その送信元のＯＮＵ８１に対応するポートをグループに追加する。なお、ルータ４及びＯＬＴ６と各ＯＮＵ８１の間は、グループごとのマルチキャスト配信を行うため、例えばＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）やＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）などのプロトコルによる通信が行われる。
The
監視制御サーバ２は、ＩＰ（Internet Protocol）網などの監視制御用ネットワーク２０を介し各ノード＃１〜＃７を監視制御する。より具体的には、監視制御サーバ２は、ルータ４及びＯＬＴ６に映像の中継に関する設定を行う。また、監視制御サーバ２は、レート変換装置５，７に対し配信レートの変換に関する設定を行う。
The
監視制御サーバ２は、例えばＳＤＮ（Software Defined Network）の技術によりルータ４及びＯＬＴ６を制御する。このように、監視制御サーバ２をＳＤＮコントローラとして用いた場合、ルータ４及びＯＬＴ６の中継処理の設定をソフトウェアにより動的に行うことができるため、例えばチャネル数が増加した場合でも迅速な設定処理が可能であり、ネットワークのリソースを常に効率よく利用することが可能となる。なお、監視制御サーバ２を用いずに、ＣＬＩ（Command Line Interface）やＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いてルータ４及びＯＬＴ６を手動で直接的に設定することも可能である。
The
図２は、ルータ４及びレート変換装置５の一例を示す構成図である。ルータ４は、制御部４０、フローテーブル４１、スイッチ部４２、制御ポート４３、映像受信ポート４４、複数の映像送信ポート（＃１、＃２）４６、複数のサーバ受信ポート（＃１、＃２）４８、及びサーバ送信ポート４９を有する。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of the
映像受信ポート４４は、上流側の配信サーバ３またはルータ４から映像を受信してスイッチ部４２に出力する。映像送信ポート（＃１、＃２）４６は、スイッチ部４２から入力された映像を下流側のルータ４またはＯＬＴ６に送信する。
The
サーバ送信ポート４９は、スイッチ部４２から入力された映像をレート変換装置５に送信する。サーバ受信ポート（＃１、＃２）４８は、レート変換装置５から画質の変換後の映像を受信し、スイッチ部４２に出力する。
The
制御ポート４３は監視制御サーバ２との間で制御情報を送受信する。制御部４０は、制御情報に基づき、フローテーブル４１を設定し、また、レート変換装置５の設定情報を含むＩＰパケットをスイッチ部４２に出力する。なお、監視制御サーバ２及び制御ポート４３は、例えば「Open Flow」（登録商標、以下同様）などのプロトコルにより制御情報を送受信する。
The
なお、制御部４０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）回路により構成される。また、制御ポート４３、映像受信ポート４４、映像送信ポート（＃１、＃２）４６、サーバ受信ポート（＃１、＃２）４８、及びサーバ送信ポート４９は、例えばＰＨＹ（Physical）レイヤ及びＭＡＣ（Media Access Control）レイヤの処理機能を備える回路により構成される。
The control unit 40 is configured by, for example, a CPU (Central Processing Unit) circuit. The
スイッチ部４２は、例えばＣＰＵ回路により構成され、フローテーブル４１の設定に従い、制御部４０、映像受信ポート４４、映像送信ポート（＃１、＃２）４６、サーバ受信ポート（＃１、＃２）４８、及びサーバ送信ポート４９の間でＩＰパケットを交換する。なお、本例において、映像はＩＰパケットに含まれて配信されるが、これに限定されず、他の形態のパケットに含まれてもよい。
The
フローテーブル４１は、例えば不揮発性メモリにより構成され、スイッチ部４２に入力されるＩＰパケットに関するマッチ条件と、マッチ条件を満たすＩＰパケットの出力先となる出力ポートとが対応付けられて登録されている。スイッチ部４２は、映像の画質の変換を行う場合、映像を含むＩＰパケットをフローテーブル４１に従いレート変換装置５に送信する。
The flow table 41 is configured by, for example, a non-volatile memory, and is registered by associating a match condition relating to an IP packet input to the
レート変換装置５は、ルータ４から入力された映像の画質をリアルタイムに変換する。レート変換装置５は、レート設定部５０、受信部５１、複数の変換部（＃１、＃２）５２、複数の格納部（＃１、＃２）５３、及び複数の送信部（＃１、＃２）５４を有する。なお、レート変換装置５は複数の独立した装置により構成されてもよい。
The
受信部５１は、例えばＩＰパケットの受信回路により構成され、サーバ送信ポート４９からＩＰパケットを受信する。受信部５１は、例えば、設定情報を含むＩＰパケットをレート設定部５０に出力し、８Ｋまたは４Ｋの映像を含むＩＰパケットを変換部（＃１、＃２）５２に出力する。
The receiving
レート設定部５０は、設定情報に基づき変換部（＃１）５２及び変換部（＃２）５２にそれぞれ配信レートを設定する。監視制御サーバ２は、例えばＮＥＴＣＯＮＦなどのプロトコルに従い制御部４０に対して配信レートの変換内容を指示する。
The
これにより、制御部４０は、変換部（＃１、＃２）５２の変換前及び変換後の配信レートを取得し、スイッチ部４２を介して変換部（＃１、＃２）５２に設定する。このとき、制御部４０は、例えばＲＥＳＴ（REpresentational State Transfer）などのＡＰＩ（Application Programming Interface）によりレート設定部５０に対して、変換前及び変換後の配信レートと、その変換後の映像の送信先のサーバ受信ポート（＃１、＃２）４８とを指定する。
As a result, the control unit 40 acquires the pre-conversion and post-conversion distribution rates of the conversion unit (# 1, # 2) 52 and sets the distribution rates to the conversion unit (# 1, # 2) 52 via the
変換部（＃１、＃２）５２は、コンピュータなどの計算機資源により構成され、受信部５１から入力された映像の配信レートを変換する。より具体的には、変換部（＃１、＃２）５２は、例えば映像のＩＰパケットをいったんバッファに格納し、バッファからのＩＰパケットの読み出しレートを、レート設定部５０により設定された変換後の配信レートに基づき制御することにより配信レートを変換する。
The conversion units (# 1, # 2) 52 are configured by computer resources such as a computer, and convert the distribution rate of the video input from the
これにより、変換部（＃１、＃２）５２は映像の画質を高画質から低画質に変換する。例えば、変換部（＃１）５２は８Ｋの映像を４Ｋの映像に変換し、変換部（＃２）５２は８Ｋの映像をＨＤの映像に変換する。なお、サーバ送信ポート４９から入力される映像の画質が４Ｋである場合、変換部（＃１、＃２）５２は４Ｋの映像をＨＤの映像に変換する。
As a result, the conversion units (# 1, # 2) 52 convert the image quality of the video from high image quality to low image quality. For example, the converter (# 1) 52
格納部（＃１、＃２）５３は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）などのストレージデバイスにより構成され、変換部（＃１、＃２）５２により変換された映像のＩＰパケットをそれぞれ一時的に格納する。送信部（＃１、＃２）５４は、例えばＩＰパケットの送信回路により構成され、格納部（＃１、＃２）５３から出力された映像をサーバ受信ポート（＃１、＃２）４８にそれぞれ送信する。 The storage units (# 1, # 2) 53 are composed of storage devices such as HDDs (Hard Disk Drives), for example, and temporarily store the IP packets of the video converted by the conversion units (# 1, # 2) 52, respectively. Store. The transmission unit (# 1, # 2) 54 is configured by, for example, an IP packet transmission circuit, and the video output from the storage unit (# 1, # 2) 53 is sent to the server reception port (# 1, # 2) 48. Send each one.
送信部（＃１、＃２）５４は、変換部（＃１、＃２）５２の変換処理能力が低い場合でも、変換後の映像のＩＰパケットが格納部（＃１、＃２）５３に一時的に格納されるため、安定した送信レートで映像を送信することができる。したがって、ＯＮＵ８１に接続された端末における映像の再生が安定する。
Even when the conversion unit (# 1, # 2) 52 has a low conversion processing capability, the transmission unit (# 1, # 2) 54 sends the IP video packet after conversion to the storage unit (# 1, # 2) 53. Since it is temporarily stored, video can be transmitted at a stable transmission rate. Therefore, video playback on the terminal connected to the
図３は、ルータ４のフローテーブル４１の一例を示す図である。フローテーブル４１には、ＩＰパケットのマッチ条件及び出力ポートが登録されている。スイッチ部４２は、マッチ条件を満たすＩＰパケットが入力されたとき、そのＩＰパケットを、マッチ条件に対応する出力ポートに出力する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the flow table 41 of the
マッチ条件は、ＩＰパケットのパラメータに関する条件であり、一例として入力ポート、送信元ＩＰアドレス、グループＩＤ、及び宛先ＩＰアドレスが含まれる。入力ポートはＩＰパケットの入力元のポートであり、送信元ＩＰアドレスはＩＰパケットの送信元のＩＰアドレスである。なお、「ＳＲＣ」は配信サーバ３のＩＰアドレスを示す。
The match condition is a condition related to the parameters of the IP packet, and includes an input port, a source IP address, a group ID, and a destination IP address as an example. The input port is an IP packet input source port, and the transmission source IP address is an IP packet transmission source IP address. “SRC” indicates the IP address of the
グループＩＤは、チャネル及び画質で決定される映像のグループの識別子である。例えば、Ｇ（ＣＨ１，８Ｋ）はチャネルＣＨ１の８Ｋの映像のグループを示し、Ｇ（ＣＨ２，４Ｋ）はチャネルＣＨ２の４Ｋの映像のグループを示す。 The group ID is an identifier of a video group determined by the channel and image quality. For example, G (CH1, 8K) indicates a group of 8K video on channel CH1, and G (CH2, 4K) indicates a group of 4K video on channel CH2.
宛先ＩＰアドレスはＩＰパケットの宛先のＩＰアドレスを示す。なお、「ＩＰ＿ＣＣＳ」はレート変換装置５のＩＰアドレスを示す。また、「−」は、その該当欄の条件が存在しないことを示す。
The destination IP address indicates the IP address of the destination of the IP packet. “IP_CCS” indicates the IP address of the
出力ポートはスイッチ部４２がＩＰパケットを出力する出力先のポートを示す。スイッチ部４２は、ＩＰパケットの入力ポートを検出し、また、ＩＰパケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、及びグループＩＤを検出する。スイッチ部４２は、ＩＰパケットがマッチ条件を満たす場合、そのＩＰパケットを出力ポートに出力する。
The output port indicates an output destination port from which the
本例において、スイッチ部４２は、映像受信ポート４４からＩＰパケットが入力された場合、その送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ１〜１００，８Ｋ）であるとき、ＩＰパケットをサーバ送信ポート４９及び映像送信ポート（＃１）４６に出力する。このため、ルータ４は、上流側の配信サーバ３またはルータ４から受信したチャネルＣＨ１〜１００の８Ｋの映像を、レート変換装置５及び下流側のルータ４またはＯＬＴ６に送信することができる。レート変換装置５は、映像の画質を８Ｋから４Ｋに変換して、その変換後の映像をルータ４のサーバ受信ポート（＃１、＃２）４８にそれぞれ送信する。
In this example, when an IP packet is input from the
また、スイッチ部４２は、サーバ受信ポート（＃１）４８からＩＰパケットが入力された場合、その送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ１〜１００，４Ｋ）であるとき、ＩＰパケットを映像送信ポート（＃２）４６に出力する。このため、ルータ４は、レート変換装置５から受信したチャネルＣＨ１〜１００の４Ｋの映像を下流側のルータ４またはＯＬＴ６に送信することができる。
Further, when an IP packet is input from the server reception port (# 1) 48, the
また、スイッチ部４２は、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ＿ＣＣＳ」であるＩＰパケットをサーバ送信ポート４９に出力する。このため、ルータ４は、レート設定部５０の設定情報を含むＩＰパケットをレート変換装置５に送信することができる。
Further, the
図４は、ＯＬＴ６及びレート変換装置７の一例を示す構成図である。図４において、図２と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of the
ＯＬＴ６は、制御部６０、フローテーブル６１、スイッチ部６２、制御ポート６３、映像受信ポート６４、複数の多重分離部６５、複数の加入者ポート（＃１〜＃３）６６、加入者ポート６６ごとの論理ポートＰ１〜Ｐ４を有する。ＯＬＴ６は、さらに、要求受付部６７、配信管理テーブル６７０、複数のサーバ受信ポート（＃１、＃２）６８、及びサーバ送信ポート６９を有する。
The
映像受信ポート６４は、上流側のルータ４から映像を受信してスイッチ部６２に出力する。サーバ送信ポート６９は、スイッチ部６２から入力された映像をレート変換装置７に送信する。サーバ受信ポート（＃１、＃２）６８は、レート変換装置７から画質の変換後の映像を受信し、スイッチ部６２に出力する。
The
加入者ポート（＃１〜＃３）６６はＰＯＮ回線ごとに設けられ、論理ポートＰ１〜Ｐ４は共通のＰＯＮ回線に接続されたＯＮＵ８１ごとに設けられている。論理ポートＰ１〜Ｐ４は、スイッチ部６２から入力された各ＯＮＵ８１宛ての映像を多重分離部６５に出力する。多重分離部６５は、各ＯＮＵ８１宛ての映像を、例えば時分割多重して加入者ポート（＃１〜＃３）６６に出力する。
Subscriber ports (# 1 to # 3) 66 are provided for each PON line, and logical ports P1 to P4 are provided for each
加入者ポート（＃１〜＃３）６６は、多重分離部６５から入力された映像をＰＯＮ回線を介し複数のＯＮＵ８１に送信する。なお、本例では、１つのＰＯＮ回線に４つのＯＮＵ８１が接続されていると仮定し、１つの加入者ポート（＃１〜＃３）６６に対し４つの論理ポートＰ１〜Ｐ４を設けた形態が示されているが、論理ポートＰ１〜Ｐ４の数に限定はない。
The subscriber ports (# 1 to # 3) 66 transmit the video input from the
また、加入者ポート（＃１〜＃３）６６は、各ＯＮＵ８１から時分割多重信号を受信して多重分離部６５に出力する。各ＯＮＵ８１からの時分割多重信号にはＯＮＵ８１ごとのタイムスロットが設けられ、各タイムスロットには各ＯＮＵ８１からの制御信号が収容されている。多重分離部６５は、時分割多重信号からＯＮＵ８１ごとの制御信号を分離して、各ＯＮＵ８１に該当する論理ポートＰ１〜Ｐ４に出力する。各論理ポートＰ１〜Ｐ４は各ＯＮＵ８１の制御信号をスイッチ部６２に出力する。
Also, the subscriber ports (# 1 to # 3) 66 receive the time division multiplexed signal from each
ＯＮＵ８１の制御信号としては、例えば、ＰＯＮ回線における時分割多重信号のタイムスロットの割り当てに関する信号や映像配信のグループへの加入要求の信号などが挙げられる。タイムスロットの割り当てに関する信号は、多重分離部６５により処理され、加入要求の信号は、要求受付部６７により処理される。要求受付部６７は、スイッチ部４２から加入要求の信号が入力され、加入要求に基づき配信管理テーブル６７０を設定する。
Examples of the control signal of the
図５は、配信管理テーブル６７０の一例を示す図である。配信管理テーブル６７０には、配信先ポートとグループＩＤが対応付けられて登録されている。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the distribution management table 670. In the distribution management table 670, a distribution destination port and a group ID are associated and registered.
配信先ポートは、加入者ポート６６及び論理ポートＰ１〜Ｐ４の組み合わせを示す。例えば、「（加入者ポート＃１，Ｐ１）」は加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ１を示し、「（加入者ポート＃２，Ｐ２）」は加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ２を示す。なお、グループＩＤは、図３を参照して述べたとおりである。
The distribution destination port indicates a combination of the
本例において、配信先ポート「（加入者ポート＃１，Ｐ１）」はグループＩＤ「Ｇ（ＣＨ１，８Ｋ）」に対応する。このため、例えば、加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ１に該当するＯＮＵ８１には、チャネルＣＨ１の８Ｋの映像が配信され、加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ２に該当するＯＮＵ８１には、チャネルＣＨ１のＨＤの映像が配信される。なお、映像が配信されないＯＮＵ８１のグループＩＤには「−」が設定される。
In this example, the distribution destination port “(
再び図４を参照すると、制御ポート６３は監視制御サーバ２との間で制御情報を送受信する。制御部６０は、制御ポート６３から入力された制御情報に基づき、フローテーブル６１を設定し、また、レート変換装置７の設定情報を含むＩＰパケットをスイッチ部６２に出力する。また、制御部６０は、配信管理テーブル６７０に従いフローテーブル４１を設定する。なお、監視制御サーバ２及び制御ポート６３は、例えば「Open Flow」などのプロトコルにより制御情報を送受信する。
Referring to FIG. 4 again, the
なお、制御部６０と要求受付部６７は、例えばＣＰＵ回路により構成される。また、制御ポート６３、映像受信ポート６４、加入者ポート（＃１〜＃３）６６、サーバ受信ポート（＃１、＃２）６８、サーバ送信ポート６９、及び論理ポートＰ１〜Ｐ４は、例えばＰＨＹレイヤ及びＭＡＣレイヤの処理機能を備える回路により構成される。
Note that the
スイッチ部６２は、例えばＣＰＵ回路により構成され、フローテーブル６１の設定に従い、制御部６０映像受信ポート６４、各加入者ポート６６の論理ポートＰ１〜Ｐ４、サーバ受信ポート（＃１、＃２）６８、及びサーバ送信ポート６９の間でＩＰパケットを交換する。また、スイッチ部６２は、加入要求を含むＩＰパケットを、例えばそのヘッダにより識別して要求受付部６７に出力する。
The
フローテーブル６１は、例えば不揮発性メモリにより構成され、スイッチ部６２に入力されるＩＰパケットに関するマッチ条件と、マッチ条件を満たすＩＰパケットの出力先となる出力ポートとが対応付けられて登録されている。スイッチ部６２は、映像の画質の変換を行う場合、映像を含むＩＰパケットをフローテーブル６１に従いレート変換装置７に送信する。
The flow table 61 is configured by, for example, a non-volatile memory, and registers a match condition related to an IP packet input to the
レート変換装置７は、レート変換装置５と同様に、ＯＬＴ６から入力された映像の画質をリアルタイムに変換する。レート変換装置７は、画質を変換した映像をＯＬＴ６に出力する。
Similar to the
図６は、ＯＬＴ６のフローテーブル６１の一例を示す図である。フローテーブル６１は、図３に示されたルータ４のフローテーブル４１と同様に、ＩＰパケットのマッチ条件及び出力ポートが登録されている。なお、本例では、ＯＬＴ６に最高画質の８Ｋの映像が入力される場合を挙げる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the flow table 61 of the
スイッチ部６２は、符号６１ａの示す設定に従い、映像受信ポート４４からＩＰパケットが入力された場合、そのＩＰパケットの送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ１〜１００，８Ｋ）であるとき、ＩＰパケットをサーバ送信ポート６９に出力する。このため、ＯＬＴ６は、上流側のルータ４から受信したチャネルＣＨ１〜１００の８Ｋの映像をレート変換装置７に送信することができる。レート変換装置７は、映像の画質を８Ｋから４Ｋ及びＨＤに変換して、その変換後の映像をＯＬＴ６のサーバ受信ポート（＃１、＃２）６８にそれぞれ送信する。
When an IP packet is input from the
また、スイッチ部６２は、符号６１ｂの示す設定に従い、映像受信ポート６４からＩＰパケットが入力された場合、その送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ１，８Ｋ）であるとき、ＩＰパケットを加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ１及び加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ３に出力する。このため、ＯＬＴ６は、上流側のルータ４から受信したチャネルＣＨ１の８Ｋの映像を、図５に示された配信管理テーブル６７０に従い、配信先ポート「（加入者ポート＃１，Ｐ１）」、「（加入者ポート＃２，Ｐ３）」から送信することができる。
In addition, when an IP packet is input from the
また、スイッチ部６２は、符号６１ｃの示す設定に従い、サーバ受信ポート（＃１）６８からＩＰパケットが入力された場合、その送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ２，４Ｋ）であるとき、ＩＰパケットを加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ２及び加入者ポート（＃３）６６の論理ポートＰ２に出力する。このため、ＯＬＴ６は、レート変換装置５から受信したチャネルＣＨ２の４Ｋの映像を、図５に示された配信管理テーブル６７０に従い、配信先ポート「（加入者ポート＃１，Ｐ２）」、「（加入者ポート＃３，Ｐ２）」から送信することができる。
When an IP packet is input from the server reception port (# 1) 68 according to the setting indicated by reference numeral 61c, the
また、スイッチ部６２は、符号６１ｄの示す設定に従い、サーバ受信ポート（＃２）６８からＩＰパケットが入力された場合、その送信元ＩＰアドレスが「ＳＲＣ」であり、グループＩＤがＧ（ＣＨ１，ＨＤ）であるとき、ＩＰパケットを加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ１、Ｐ２に出力する。このため、ＯＬＴ６は、レート変換装置５から受信したチャネルＣＨ１のＨＤの映像を、図５に示された配信管理テーブル６７０に従い、配信先ポート「（加入者ポート＃２，Ｐ１）」、「（加入者ポート＃２，Ｐ２）」から送信することができる。
When an IP packet is input from the server reception port (# 2) 68 according to the setting indicated by the
また、スイッチ部６２は、宛先ＩＰアドレスが「ＩＰ＿ＣＣＳ」であるＩＰパケットをサーバ送信ポート６９に出力する。このため、ＯＬＴ６は、レート設定部５０の設定情報を含むＩＰパケットをレート変換装置７に送信することができる。
Further, the
このように、ＯＬＴ６は、上流側のルータ４から受信した映像の画質を、ＯＮＵ８１から受信した加入要求に応じてレート変換装置７により変換し、そのＯＮＵ８１に送信する。これにより、ユーザごとの多様な画質の要求を満たすことが可能となる。また、上述したように、映像の配信経路の最下流ノードに設けられたレート変換装置７において映像の画質を変換することにより、上流側のノードのレート変換装置５で画質を変換した場合より通信帯域を節約することができる。
As described above, the
上述した映像配信システムは、例えば、サーバなどのシステム設計装置により構築される。システム設計装置は、ノード決定装置の一例であり、映像配信システム内のノードのうち、映像の画質を変換するレート変換装置５を設けるノード（以下、「変換ノード」と表記）を決定する。なお、図１の例の場合、ノード＃２，＃３が変換ノードに該当する。
The video distribution system described above is constructed by a system design device such as a server, for example. The system design device is an example of a node determination device, and determines a node (hereinafter referred to as “conversion node”) in which a
図７は、変換ノードの決定例を示す図である。より具体的には、図７には、映像配信システムのノード構成と、各ノード間のリンクの通信帯域及び映像の画質と、変換ノードの変換処理とが示されている。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of determining a conversion node. More specifically, FIG. 7 shows the node configuration of the video distribution system, the communication bandwidth of the link between the nodes, the video image quality, and the conversion process of the conversion node.
映像配信システムは、配信サーバ３及びツリー状の複数のノード＃１〜＃１５を有する。ノード＃１は、上流側の配信サーバ３と下流側のノード＃２，＃３に接続されている。ノード＃２は下流側のノード＃４，＃５に接続され、ノード＃３は下流側のノード＃６，＃７に接続されている。
The video distribution system includes a
ノード＃４は最下流ノード＃８，＃９に接続され、ノード＃５は最下流ノード＃１０，＃１１に接続されている。ノード＃６は最下流ノード＃１２，＃１３に接続され、ノード＃７は最下流ノード＃１４，＃１５に接続されている。なお、各最下流ノード＃８〜＃１５には、それぞれ、後述するノード決定プログラムで用いられる変数Ｔ１〜Ｔ８が対応付けられている。
また、各点線枠内には、各リンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８の通信帯域が示されている。「[10G]」は通信帯域が１０（Gbps）であることを示し、「[4G]」は通信帯域が４（Gbps）であることを示し、「[1G]」は通信帯域が１（Gbps）であることを示す。例えば、ノード＃１，＃４の間のリンクＬ１１の通信帯域は１０（Gbps）であり、ノード＃２，＃５の間のリンクＬ２２の通信帯域は４（Gbps）である。なお、通信帯域は、リンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８の両端の各ルータ４または両端のルータ４及びＯＬＴ６のポートの伝送レートに応じて決定される。
In each dotted frame, communication bands of the links L11, L12, L21 to L24, and L31 to L38 are shown. “[10G]” indicates that the communication bandwidth is 10 (Gbps), “[4G]” indicates that the communication bandwidth is 4 (Gbps), and “[1G]” indicates that the communication bandwidth is 1 (Gbps). ). For example, the communication band of the link L11 between the
また、実線、点線、及び一点鎖線の各矢印は、その該当するリンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８に伝送される映像の画質が８Ｋ、４Ｋ、及びＨＤであることをそれぞれ示す。 In addition, each solid line, dotted line, and alternate long and short dash line arrow indicates that the image quality of the video transmitted to the corresponding links L11, L12, L21 to L24, and L31 to L38 is 8K, 4K, and HD, respectively.
本例において、８Ｋ、４Ｋ、及びＨＤの１チャネル分の映像の送信に必要な通信帯域は、それぞれ、１００（Mbps）、４０（Mbps）、及び１０（Mbps）とし、配信サーバ３から最下流ノードに配信されるチャネル数を１００とする。このため、８Ｋ、４Ｋ、及びＨＤの映像を伝送するリンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８に必要な通信帯域は、それぞれ、１０（Gbps）、４（Gbps）、及び１（Gbps）となる。
In this example, the communication bandwidths required for transmission of video for one channel of 8K, 4K, and HD are 100 (Mbps), 40 (Mbps), and 10 (Mbps), respectively, and are the most downstream from the
各リンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８には、その通信帯域に応じて最高の画質の映像が伝送される。このため、例えば、１０（Gbps）のリンクＬ１１に伝送される映像の画質は８Ｋとなり、４（Gbps）のリンクＬ２２に伝送される映像の画質は４Ｋであり、１（Gbps）のリンクＬ３８に伝送される映像の画質はＨＤである。 Each link L11, L12, L21 to L24, L31 to L38 is transmitted with a video having the highest image quality according to its communication band. For this reason, for example, the image quality of the video transmitted to the link L11 of 10 (Gbps) is 8K, and the image quality of the video transmitted to the link L22 of 4 (Gbps) is 4K, and the link L38 of 1 (Gbps). The image quality of the transmitted video is HD.
また、点線の丸内には、レート変換装置５による画質の変換内容が示されている。つまり、点線の丸が付されたノード＃２、＃３、＃６、＃７は変換ノードに該当する。
Also, the contents of the conversion of the image quality by the
上述したように、各ルータ４は、下流側のリンクの通信帯域の制約に従いそのリンクに送信する映像の画質をレート変換装置５により変換する。例えば、変換ノード＃２の下流側のリンクＬ２２の通信帯域は４（Gbps）であるため、リンクＬ２２において８Ｋの映像の伝送は不可能であるが、４Ｋ及びＨＤの映像の伝送は可能である。
As described above, each
このため、変換ノード＃２のレート変換装置５は、ノード＃１からの８Ｋの映像を、４Ｋ及びＨＤのうち、高画質な４Ｋの映像に変換する。変換ノード＃２のルータ４は、レート変換装置５からの４Ｋの映像を、リンクＬ２２を介しノード＃５に送信する。
Therefore, the
また、変換ノード＃２の下流側のリンクＬ２１の通信帯域は１０（Gbps）であるため、リンクＬ２１において８Ｋの映像の伝送は可能である。このため、変換ノード＃２のルータ４は、ノード＃１からの８Ｋの映像を、リンクＬ２１を介しノード＃４に送信する。
Further, since the communication band of the link L21 on the downstream side of the
一方、変換ノード＃３の下流側のリンクＬ２４の通信帯域は４（Gbps）であるため、リンクＬ２４において８Ｋの映像の伝送は不可能であるが、４Ｋ及びＨＤの映像の伝送は可能である。このため、変換ノード＃３のレート変換装置５は、ノード＃１からの８Ｋの映像を、４Ｋ及びＨＤのうち、高画質な４Ｋの映像に変換する。変換ノード＃３のルータ４は、レート変換装置５からの４Ｋの映像を、リンクＬ２４を介しノード＃７に送信する。
On the other hand, since the communication bandwidth of the link L24 on the downstream side of the
また、変換ノード＃３の下流側のリンクＬ２３の通信帯域は１０（Gbps）であるため、リンクＬ２３において８Ｋの映像の伝送は可能である。このため、変換ノード＃３のルータ４は、ノード＃１からの８Ｋの映像を、リンクＬ２３を介しノード＃６に送信する。なお、変換ノード＃６でも、その下流側のリンクＬ３６において８Ｋの映像の伝送が不可能であるため、変換ノード＃２、＃３と同様に、レート変換装置５により８Ｋから４Ｋへの画質の変換が行われる。
Also, since the communication band of the link L23 on the downstream side of the
変換ノード＃２，＃３，＃６は、第１ノードの一例である。変換ノード＃２は、配信サーバ３からノード＃１０、＃１１の下流の各ＯＮＵ８１に至る中継経路上、上流側のノード＃１との間を結ぶリンクＬ１１の各通信帯域が、８Ｋの画質に応じた１０（Gbps）以上であり、下流側の各ノード＃５、＃７、＃１０、＃１１の間を結ぶ各リンクＬ２２、Ｌ３３、Ｌ３４の各通信帯域が１０（Gbps）より小さい。変換ノード＃２には、８Ｋの映像を４Ｋの映像に変換するレート変換装置５が設けられている。このため、ノード＃１０、＃１１の下流の各ＯＮＵ８１に４Ｋの映像を配信することが可能となる。なお、８Ｋの画質に応じた１０（Gbps）は第１の値の一例である。
The
また、変換ノード＃３は、配信サーバ３からノード＃１４の下流の各ＯＮＵ８１に至る中継経路上、上流側のノード＃１との間を結ぶリンクＬ１１の各通信帯域が、８Ｋの画質に応じた１０（Gbps）以上であり、下流側の各ノード＃７、＃１４の間を結ぶリンクＬ２４、Ｌ３７の各通信帯域が１０（Gbps）より小さい。変換ノード＃３には、８Ｋの映像を４Ｋの映像に変換するレート変換装置５が設けられている。このため、ノード＃１４の下流の各ＯＮＵ８１に４Ｋの映像を配信することが可能となる。
Also, the
また、変換ノード＃６は、配信サーバ３からノード＃１３の下流の各ＯＮＵ８１に至る中継経路上、上流側のノード＃１、＃３の間を結ぶリンクＬ１２、Ｌ２３の各通信帯域が、８Ｋの画質に応じた１０（Gbps）以上であり、下流側の各ノード＃１２との間を結ぶリンクＬ３６の各通信帯域が１０（Gbps）より小さい。変換ノード＃６には、８Ｋの映像を４Ｋの映像に変換するレート変換装置５が設けられている。このため、ノード＃１３の下流の各ＯＮＵ８１に４Ｋの映像を配信することが可能となる。
Also, the
このように、映像配信システムは、変換ノード＃２，＃３，＃６を設けることにより、リンクの通信帯域の制約に従い映像の画質を８Ｋから４Ｋに変換するため、４Ｋの映像を広範囲に配信することができる。
In this way, the video distribution system provides the
また、変換ノード＃７は、第２ノードの一例である。変換ノード＃２は、配信サーバ３からノード＃１５の下流の各ＯＮＵ８１に至る中継経路上、上流側のノード＃１、＃３との間を結ぶ各リンクＬ１２、Ｌ２４の各通信帯域が、４Ｋの画質に応じた４（Gbps）以上であり、下流側のノード＃１５との間を結ぶリンクＬ３８の各通信帯域が４（Gbps）より小さい。変換ノード＃７の下流側のリンクＬ３８の通信帯域は１（Gbps）であるため、リンクＬ３８において４Ｋの映像の伝送は不可能であるが、ＨＤの映像の伝送は可能である。
The conversion node # 7 is an example of a second node. In the
このため、変換ノード＃７のレート変換装置５は、ノード＃３からの４Ｋの映像をＨＤの映像に変換する。変換ノード＃７のルータ４は、レート変換装置５からのＨＤの映像を、リンクＬ３８を介しノード＃１５に送信する。このため、ノード＃１０、＃１１の下流の各ＯＮＵ８１に４Ｋの映像を配信することが可能となる。なお、４Ｋの画質に応じた４（Gbps）は第２の値の一例である。
Therefore, the
このように、映像配信システムは、変換ノード＃７を設けることにより、リンクの通信帯域の制約に従い映像の画質を４ＫからＨＤに変換するため、通信帯域が不足する場合でもＨＤの映像をノード＃１５配信することができる。 As described above, since the video distribution system converts the image quality of the video from 4K to HD according to the restriction of the communication bandwidth of the link by providing the conversion node # 7, the HD video can be converted into the node # even when the communication bandwidth is insufficient. 15 can be distributed.
変換ノード＃２，＃３，＃６，＃７は、システム設計装置により配信サーバ３から最下流ノード＃８〜＃１５までの中継経路上の各ノード＃１〜＃７から決定される。
The
図８は、システム設計装置の一例を示す構成図である。システム設計装置は、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ＨＤＤ１３、通信ポート１４、入力装置１５、及び出力装置１６を有する。ＣＰＵ１０は、互いに信号の入出力ができるように、ＲＯＭ１１、ＲＡＭ１２、ＨＤＤ１３、通信ポート１４、入力装置１５、及び出力装置１６と、バス１９を介して接続されている。なお、ＣＰＵ１０はコンピュータの一例である。
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of a system design apparatus. The system design device includes a
ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０を駆動するプログラムが格納されている。プログラムには、変換ノードを決定するためのノード決定プログラムが含まれる。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして機能する。通信ポート１４は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）カードやＮＩＣ（Network Interface Card）であり、他装置との間でパケットを送受信する。
The
入力装置１５は、システム設計装置に情報を入力する装置である。入力装置１５としては、例えばキーボード、マウス、及びタッチパネルなどが挙げられる。入力装置１５は、入力された情報を、バス１９を介しＣＰＵ１０に出力する。
The
出力装置１６は、制御サーバ１の情報を出力する装置である。出力装置１６としては、例えばディスプレイ、タッチパネル、及びプリンタなどが挙げられる。出力装置１６は、ＣＰＵ１０からバス１９を介して情報を取得して出力する。
The
ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１からプログラムを読み込むと、機能として、制御部１００とノード決定部１０１が形成される。また、ＨＤＤ１３には、ネットワーク構成情報１３０、帯域情報１３１、画質情報１３２、及び変換ノード情報１３３が格納されている。
When the
ネットワーク構成情報１３０は、映像配信システムのノード及びリンクの接続関係を示す。帯域情報１３１は各リンクの通信帯域を示す。画質情報１３２は映像の画質（８Ｋ，４Ｋ，ＨＤ）及びその配信に必要な通信帯域（１０（Gbps）、４（Gbps）、１（Gbps））を示す。変換ノード情報１３３は変換ノードを示す。なお、ＨＤＤ１３は、帯域情報を保持する保持部の一例である。
The
制御部１００はシステム設計装置の全体の動作を制御する。制御部１００は、例えば入力装置１５または通信ポート１４からネットワーク構成情報１３０、帯域情報１３１、及び画質情報１３２を取得してＨＤＤ１３に格納する。
The
また、制御部１００は、例えば入力装置１５または通信ポート１４から変換ノードの決定指示を受け付け、ノード決定部１０１に変換ノードの決定処理を依頼する。制御部１００は、ノード決定部１０１が決定処理を完了すると、ノード決定部１０１から決定結果を取得して、変換ノード情報１３３としてＨＤＤ１３に格納する。制御部１００は、例えば入力装置１５または通信ポート１４から入力される要求に応じて、変換ノード情報１３３をＨＤＤ１３から読み出して出力装置１６に出力する。なお、出力された変換ノード情報１３３は映像配信システムの設計に用いられる。
In addition, the
ノード決定部１０１は、決定部の一例であり、図７の例における変換ノード＃２，＃３，＃６，＃７を決定する。ノード決定部１０１は、帯域情報１３１を参照することによりノード決定処理を行う。
The
ノード決定部１０１は、中継経路上のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が１０（Gbps）以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が１０（Gbps）より小さいノードを変換ノードに決定する。より具体的には、ノード決定部１０１は、中継経路上のノードのうち、上流側の各ノードの間を結ぶ１以上のリンクの各通信帯域が１０（Gbps）以上であり、下流側の各ノードの間を結ぶ１以上のリンクの各通信帯域が１０（Gbps）より小さいノードを、映像の画質を８Ｋから４Ｋに変換する変換ノードに決定する。例えば、ノード決定部１０１は、配信サーバ３から最下流ノード＃１０、＃１１のＯＮＵ８１に映像を中継する中継経路上のノード＃１、＃２、＃５のうち、ノード＃２を変換ノードに決定する。
The
また、ノード決定部１０１は、配信サーバ３から最下流ノード＃１５のＯＮＵ８１に映像を中継する中継経路上のノード＃１、＃３、＃７のうち、ノード＃３を変換ノードに決定する。ノード決定部１０１は、配信サーバ３から最下流ノード＃１２のＯＮＵ８１に映像を中継する中継経路上のノード＃１、＃３、＃６のうち、ノード＃６を変換ノードに決定する。
Further, the
また、ノード決定部１０１は、映像の画質を８Ｋから４Ｋに変換する変換ノードより下流側のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が４（Gbps）以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が４（Gbps）より小さいノードを変換ノードに決定する。より具体的には、ノード決定部１０１は、映像の画質を８Ｋから４Ｋに変換する変換ノードより下流側のノードのうち、上流側の各ノードの間を結ぶ１以上のリンクの各通信帯域が４（Gbps）以上であり、下流側の各ノードの間を結ぶ１以上のリンクの各通信帯域が４（Gbps）より小さいノードを、映像の画質を４ＫからＨＤに変換する変換ノードに決定する。例えば、ノード決定部１０１は、変換ノード＃３より下流側のノード＃６、＃７のうち、ノード＃７を変換ノードに決定する。以下に変換ノードの決定プログラムの処理について述べる。
Also, the
図９は、ノード決定プログラムの一例を示すフローチャートである。ノード決定部１０１は、例えば制御部１００の依頼に応じてノード決定プログラムを実行する。ノード決定プログラムでは、一例として以下の変数が用いられる。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of the node determination program. The
変数Ｔｉ（ｉ：１，２，・・・，ｉ＿ｍａｘ（正の整数））は、図７に示すように各中継経路上の最下流ノード＃８〜＃１５を示す識別子である。図７の例の場合、変数Ｔ１は最下流ノード＃８の識別子であり、変数Ｔ２は最下流ノード＃９の識別子である。なお、この場合、ｉ＿ｍａｘは８である。また、変数Ｘは、ノード決定部１０１の選択中のノード＃１〜＃１５を示し、変数Ｓは、配信サーバ３または変数Ｘのノード＃１〜＃７より上流側のノード＃１〜＃７を示す。ノード決定部１０１は、変数Ｔｉ，Ｘ，Ｓをネットワーク構成情報１３０から取得する。
Variables Ti (i: 1, 2,..., I_max (positive integer)) are identifiers indicating the most downstream nodes # 8 to # 15 on each relay route as shown in FIG. In the example of FIG. 7, the variable T1 is the identifier of the most downstream node # 8, and the variable T2 is the identifier of the most downstream node # 9. In this case, i_max is 8. The variable X indicates the
変数Ｃｊ（ｊ＝１，２，・・・，ｚ（正の整数））は、８Ｋ、４Ｋ、及びＨＤの１００チャネル分の映像の伝送に必要な最小の通信帯域をそれぞれ示す。図７の例の場合、変数Ｃ１（８Ｋの通信帯域）は１０（Gbps）であり、変数Ｃ２（４Ｋの通信帯域）は４（Gbps）であり、変数Ｃ３（ＨＤの通信帯域）は１（Gbps）である。なお、変数ｚは３である。また、変数Ｑｊは映像の画質を示す。図７の例の場合、変数Ｑ１は８Ｋを示し、変数Ｑ２は４Ｋを示し、変数Ｑ３はＨＤを示す。ノード決定部１０１は変数Ｃｊ，Ｑｊを画質情報１３２から取得する。
Variables Cj (j = 1, 2,..., Z (positive integer)) indicate minimum communication bandwidths necessary for video transmission for 100 channels of 8K, 4K, and HD, respectively. In the example of FIG. 7, the variable C1 (8K communication band) is 10 (Gbps), the variable C2 (4K communication band) is 4 (Gbps), and the variable C3 (HD communication band) is 1 ( Gbps). The variable z is 3. A variable Qj indicates the image quality of the video. In the example of FIG. 7, the variable Q1 indicates 8K, the variable Q2 indicates 4K, and the variable Q3 indicates HD. The
まず、ノード決定部１０１は、変数ｉに１をセットする（ステップＳｔ１）。次にノード決定部１０１は、変数Ｓに配信サーバ３をセットし、変数Ｘに変数Ｔｉをセットし、変数ｊを１にセットする（ステップＳｔ２）。このとき、ノード決定部１０１は、配信サーバ３から、変数Ｔｉに応じた最下流ノードまでの中継経路を選択することになる。
First, the
次にノード決定部１０１は、変数Ｓと変数Ｘの間の全てのノード間のリンクの各通信帯域が変数Ｃｊ以上であるか否かを判定する（ステップＳｔ３）。すなわち、ノード決定部１０１は、変数Ｘが示すノードから上流側の各ノード間のリンクの通信帯域が、変数ｊに応じた画質に応じた値以上であるか否かを判定する。このとき、ノード決定部１０１は、帯域情報１３１を参照することにより各リンクの通信帯域を取得する。
Next, the
次にノード決定部１０１は、全てのノード間のリンクの通信帯域が変数Ｃｊ以上である場合（ステップＳｔ３のＹｅｓ）、変数Ｓと変数Ｘの間に伝送される映像の画質を変数Ｑｊに決定する（ステップＳｔ４）。すなわち、ノード決定部１０１は、変数Ｓのノードから変数Ｘのノードまでの中継経路では、画質を変換することなく、変数Ｑｊの画質の映像が伝送可能であると判定する。
Next, the
次にノード決定部１０１は、変数Ｘが変数Ｔｉであるか否かを判定する（ステップＳｔ５）。すなわち、ノード決定部１０１は、変数Ｘが選択中の最下流ノードであるか否かを判定する。
Next, the
ノード決定部１０１は、Ｘ＝Ｔｉの場合（ステップＳｔ５のＹｅｓ）、変数ｉが変数ｉ＿ｍａｘであるか否かを判定する（ステップＳｔ６）。すなわち、ノード決定部１０１は、全ての最下流ノードを選択済みであるか否かを判定する。ノード決定部１０１は、ｉ＝ｉ＿ｍａｘの場合（ステップＳｔ６のＹｅｓ）、処理を終了し、ｉ≠ｉ＿ｍａｘの場合（ステップＳｔ６のＮｏ）、変数ｉに１を加算して（ステップＳｔ１５）、再びステップＳｔ２以降の処理を実行する。すなわち、ノード決定部１０１は、全ての最下流ノードを選択済みでなければ、他の最下流ノードを選択して再びステップＳｔ３以降の処理を実行する。
When X = Ti (Yes in step St5), the
また、ノード決定部１０１は、少なくとも一部のノード間のリンクの通信帯域が変数Ｃｊ以上ではない場合（ステップＳｔ３のＮｏ）、ネットワーク構成情報１３０に基づいて変数Ｓと変数Ｘの間のノードの有無を判定する（ステップＳｔ７）。すなわち、ノード決定部１０１は、変数Ｘのノードから上流側に変数Ｓ以外のノードが存在するか否かを判定する。
In addition, when the communication bandwidth of the link between at least some of the nodes is not equal to or greater than the variable Cj (No in Step St3), the
ノード決定部１０１は、変数Ｓと変数Ｘの間にノードが有る場合（ステップＳｔ７のＹｅｓ）、ネットワーク構成情報１３０に基づいて変数Ｘを現在のノードの１ホップ分だけ上流側のノードとして（ステップＳｔ８）、再びステップＳｔ３以降の処理を実行する。例えば、変数Ｘが最下流ノード＃９であり、変数Ｓが配信サーバ３である場合、配信サーバ３と最下流ノード＃９の間にはノード＃１、＃２、＃４が有るため、変数Ｘは、最下流ノード＃９の１ホップ分だけ上流側のノード＃４となる。この場合、ステップＳｔ３において、配信サーバ３とノード＃４の間の全てのリンクの通信帯域について判定処理が実行される。
If there is a node between the variable S and the variable X (Yes in step St7), the
また、ノード決定部１０１は、変数Ｓと変数Ｘの間にノードが無い場合（ステップＳｔ７のＮｏ）、変数ｊが変数ｚであるか否かを判定する（ステップＳｔ９）。すなわち、ノード決定部１０１は、選択中の画質が最低画質に達したか否かを判定する。
If there is no node between the variable S and the variable X (No in step St7), the
ノード決定部１０１は、ｊ≠ｚである場合（ステップＳｔ９のＮｏ）、変数ｊに１を加算し、変数Ｘを変数Ｔｉとして（ステップＳｔ１０）、再びステップＳｔ３以降の処理を実行する。これにより、ステップＳｔ３において、前回より低い画質を選択して各リンクの通信帯域についての判定処理が実行される。
If j ≠ z (No in step St9), the
また、ノード決定部１０１は、ｊ＝ｚである場合（ステップＳｔ９のＹｅｓ）、未選択の画質が存在しないため、変数Ｔｉの最下流ノードへの配信は行わないことを決定する（ステップＳｔ１１）。次にノード決定部１０１は、変数ｉに１を加算して（ステップＳｔ１２）、再びステップＳｔ２以降の処理を実行する。
If j = z (Yes in step St9), the
また、ノード決定部１０１は、Ｘ≠Ｔｉの場合（ステップＳｔ５のＮｏ）、変数Ｘを変換ノードに決定する（ステップＳｔ１３）。これにより、変数Ｘが最下流ノードではなく、かつ、変数Ｘより上流側のノード間の全てのリンクの各通信帯域が変数Ｃｊ以上である場合、変数Ｘは変換ノードとして決定される。
Further, when X ≠ Ti (No in step St5), the
次にノード決定部１０１は、変数Ｓを変数Ｘとし、変数Ｘを変数Ｔｉとして（ステップＳｔ１４）、再びステップＳｔ３以降の処理を実行する。これにより、ステップＳｔ３において、変換ノードと最下流ノードの間の全てリンクの各通信帯域についての判定処理が実行される。
Next, the
このように、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ３において、配信サーバ３から最下流ノードまでの中継経路ごとに、最大画質（８Ｋ）の伝送に必要な最小の通信帯域が確保可能かを判定する。ノード決定部１０１は、通信帯域の確保が不可能である場合、最下流ノードより上流側のノードを順次に選択していき、選択中のノードと配信サーバ３の間の中継経路について上記と同様の判定を行う。
In this way, in step St3, the
これにより、ノード決定部１０１は、最大画質（８Ｋ）の伝送可能な範囲を検出して、その範囲の最も下流のノードを変換ノードとする。そして、ノード決定部１０１は、変換ノードから最下流ノードまでの中継経路についても、画質を下げて上記と同様の判定を行う。以下に図７の例を挙げて説明する。
As a result, the
（例１）
まず、ステップＳｔ２において、変数Ｓを配信サーバ３とし、変数Ｘを変数Ｔ１（つまり最下流ノード＃８）とし、変数ｊを１とした場合について述べる。ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃８（Ｘ）の間の全てのリンクＬ１１、Ｌ２１、Ｌ３１の各通信帯域は１０（Gbps）であり、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１（＝１０（Gbps））以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、配信サーバ３から最下流ノード＃８までの中継経路には、画質の変換の必要がなく、８Ｋの映像が伝送可能と判定する。
(Example 1)
First, a case will be described where, in step St2, the variable S is the
（例２）
次に、ステップＳｔ２において、変数Ｓを配信サーバ３とし、変数Ｘを変数Ｔ３（つまり最下流ノード＃１０）とし、変数ｊを１とした場合について述べる。ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃１０（Ｘ）の間の全てのリンクＬ１１、Ｌ２２、Ｌ３３の各通信帯域のうち、リンクＬ２２，Ｌ３３の通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。
(Example 2)
Next, a case where the variable S is the
次にステップＳｔ７において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃１０（Ｘ）の間にはノード＃１、＃２、＃５が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘは最下流ノード＃１０より１ホップ分だけ上流側のノード＃５とされる。ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）とノード＃５（Ｘ）の間の全てのリンクＬ１１、Ｌ２２の各通信帯域のうち、リンクＬ２２の通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。
Next, in step St7, it is determined that there are
次にステップＳｔ７において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃５（Ｘ）の間にはノード＃１、＃２が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘはノード＃５より１ホップ分だけ上流側のノード＃２とされる。
Next, in step St7, it is determined that there are
ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）とノード＃２（Ｘ）の間のリンクＬ１１の通信帯域は１０（Gbps）であり、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、配信サーバ３からノード＃２までの中継経路には８Ｋの映像（画質Ｑ１）が伝送可能と判定する。
In step St3, the communication band of the link L11 between the distribution server 3 (S) and the node # 2 (X) is 10 (Gbps), which is equal to or greater than the minimum communication band C1 necessary for 8K video transmission ( Yes). Therefore, the
次にステップＳｔ５において、ノード＃２（Ｘ）は最下流ノード＃１０（Ｔ３）ではない（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１３において、ノード＃２が変換ノードに決定される。次にステップＳｔ１４において、変数Ｓはノード＃２とされ、変数Ｘは変数Ｔ３とされる。
Next, in step St5, it is determined that the node # 2 (X) is not the most downstream node # 10 (T3) (No). Next, in step St13, the
次にステップＳｔ３において、ノード＃２（Ｓ）と最下流ノード＃１０（Ｘ）の間の全てのリンクＬ２２、Ｌ３３の各通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃２（Ｓ）と最下流ノード＃１０（Ｘ）の間にはノード＃５が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘは最下流ノード＃１０より１ホップ分だけ上流側のノード＃５とされる。
Next, in step St3, since the communication bands of all the links L22 and L33 between the node # 2 (S) and the most downstream node # 10 (X) are 4 (Gbps), they are necessary for transmission of 8K video. It is determined that it is smaller than the minimum communication band C1 (No). Next, in step St7, it is determined that there is a node # 5 (Yes) between the node # 2 (S) and the most downstream node # 10 (X). Next, in step St8, the variable X is set to the
次にステップＳｔ３において、ノード＃２（Ｓ）とノード＃５（Ｘ）の間のリンクＬ２２の通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃２（Ｓ）とノード＃５（Ｘ）の間にはノードが無い（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ３において、ｊ≠ｚ（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１０において、変数ｊ＝２とされ、変数Ｘは変数Ｔ３とされる。 Next, in Step St3, since the communication band of the link L22 between the node # 2 (S) and the node # 5 (X) is 4 (Gbps), the minimum communication band C1 necessary for transmitting 8K video is used. It is determined to be small (No). Next, in step St7, it is determined that there is no node between the node # 2 (S) and the node # 5 (X) (No). Next, in step St3, it is determined that j ≠ z (No). Next, in step St10, variable j = 2 is set, and variable X is set to variable T3.
次にステップＳｔ３において、ノード＃２（Ｓ）と最下流ノード＃１０（Ｘ）の間の全てのリンクＬ２２、Ｌ３３の各通信帯域は４（Gbps）であるため、４Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ２（＝４（Gbps））以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、ノード＃２から最下流ノード＃１０までの中継経路には４Ｋの映像（画質Ｑ２）が伝送可能と判定する。
Next, in step St3, since the communication bands of all the links L22 and L33 between the node # 2 (S) and the most downstream node # 10 (X) are 4 (Gbps), they are necessary for the transmission of 4K video. It is determined that the minimum communication band C2 (= 4 (Gbps)) or more (Yes). Therefore, the
このように、ノード決定部１０１は、映像の画質を、配信サーバ３からノード＃２までの中継経路では８Ｋと決定し、ノード＃２から最下流ノード＃１０までの中継経路では４Ｋと決定する。したがって、ノード決定部１０１は、ノード＃２を、画質を８Ｋから４Ｋに変換する変換ノードに決定する。
Thus, the
（例３）
次に、ステップＳｔ２において、変数Ｓを配信サーバ３とし、変数Ｘを変数Ｔ８（つまりｉ＝８、最下流ノード＃１５）とし、変数ｊを１とした場合について述べる。ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間の全てのリンクＬ１２、Ｌ２４、Ｌ３８の各通信帯域のうち、リンクＬ２４，Ｌ３６の通信帯域はそれぞれ４（Gbps）及び１（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。
(Example 3)
Next, the case where the variable S is the
次にステップＳｔ７において、配信サーバ３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間にはノード＃１、＃３、＃７が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘは最下流ノード＃１５より１ホップ分だけ上流側のノード＃７とされる。ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）とノード＃７（Ｘ）の間の全てのリンクＬ１２、Ｌ２４の各通信帯域のうち、リンクＬ２４の通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。
Next, in step St7, it is determined that there are
次にステップＳｔ７において、配信サーバ３（Ｓ）とノード＃７（Ｘ）の間にはノード＃１、＃３が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘはノード＃７より１ホップ分だけ上流側のノード＃３とされる。
Next, in step St7, it is determined that there are
ステップＳｔ３において、配信サーバ３（Ｓ）とノード＃３（Ｘ）の間のリンクＬ１２の通信帯域は１０（Gbps）であり、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、配信サーバ３からノード＃３までの中継経路には８Ｋの映像（画質Ｑ１）が伝送可能と判定する。
In step St3, the communication band of the link L12 between the distribution server 3 (S) and the node # 3 (X) is 10 (Gbps), which is equal to or greater than the minimum communication band C1 necessary for 8K video transmission ( Yes). For this reason, the
次にステップＳｔ５において、ノード＃３は最下流ノード＃１５ではない（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１３において、ノード＃３が変換ノードに決定される。次にステップＳｔ１４において、変数Ｓはノード＃３とされ、変数Ｘは変数Ｔ８とされる。
Next, in step St5, it is determined that the
次にステップＳｔ３において、ノード＃３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間の全てのリンクＬ２４、Ｌ３８の各通信帯域は４（Gbps）及び１（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間にはノード＃７が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘは最下流ノード＃１５より１ホップ分だけ上流側のノード＃７とされる。
Next, in Step St3, since the communication bands of all the links L24 and L38 between the node # 3 (S) and the most downstream node # 15 (X) are 4 (Gbps) and 1 (Gbps), 8K It is determined (No) that it is smaller than the minimum communication band C1 necessary for video transmission. Next, in step St7, it is determined that there is a node # 7 (Yes) between the node # 3 (S) and the most downstream node # 15 (X). Next, in step St8, the variable X is set to the node # 7 upstream by one hop from the most
次にステップＳｔ３において、ノード＃３（Ｓ）とノード＃７（Ｘ）の間のリンクＬ２４の通信帯域は４（Gbps）であるため、８Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃３（Ｓ）とノード＃７（Ｘ）の間にはノードが無い（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ３において、ｊ≠ｚ（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１０において、変数ｊ＝２とされ、変数Ｘは変数Ｔ８とされる。 Next, in Step St3, since the communication band of the link L24 between the node # 3 (S) and the node # 7 (X) is 4 (Gbps), the minimum communication band C1 necessary for transmission of 8K video is used. It is determined to be small (No). Next, in step St7, it is determined that there is no node between node # 3 (S) and node # 7 (X) (No). Next, in step St3, it is determined that j ≠ z (No). Next, in step St10, the variable j = 2 is set, and the variable X is set to the variable T8.
次にステップＳｔ３において、ノード＃３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間の全てのリンクＬ２４、Ｌ３８の各通信帯域は４（Gbps）及び１（Gbps）であるため、４Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ２より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃３（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間にはノード＃７が有る（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ８において、変数Ｘは最下流ノード＃１５より１ホップ分だけ上流側のノード＃７とされる。
Next, in Step St3, since the communication bands of all the links L24 and L38 between the node # 3 (S) and the most downstream node # 15 (X) are 4 (Gbps) and 1 (Gbps), 4K It is determined (No) that it is smaller than the minimum communication band C2 required for video transmission. Next, in step St7, it is determined that there is a node # 7 (Yes) between the node # 3 (S) and the most downstream node # 15 (X). Next, in step St8, the variable X is set to the node # 7 upstream by one hop from the most
次にステップＳｔ３において、ノード＃３（Ｓ）とノード＃７（Ｘ）の間の全てのリンクＬ２４の各通信帯域は４（Gbps）であるため、４Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ２以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、ノード＃３からノード＃７までの中継経路には４Ｋの映像（画質Ｑ２）が伝送可能と判定する。
Next, in step St3, since each communication band of all the links L24 between the node # 3 (S) and the node # 7 (X) is 4 (Gbps), the minimum communication necessary for transmission of 4K video is performed. It is determined that the band is equal to or greater than the band C2 (Yes). Therefore, in step St4, the
次にステップＳｔ５において、ノード＃７（Ｘ）は最下流ノード＃１５（Ｔ８）ではない（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１３において、ノード＃７が変換ノードに決定される。次にステップＳｔ１４において、変数Ｓはノード＃７とされ、変数Ｘは変数Ｔ８とされる。 Next, in step St5, it is determined that the node # 7 (X) is not the most downstream node # 15 (T8) (No). Next, in step St13, node # 7 is determined as a conversion node. Next, in step St14, the variable S is the node # 7 and the variable X is the variable T8.
次にステップＳｔ３において、ノード＃７（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間のリンクＬ３８の通信帯域は１（Gbps）であるため、４Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ１より小さい（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ７において、ノード＃７（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間にはノードが無い（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ９において、ｊ≠ｚ（Ｎｏ）と判定される。次にステップＳｔ１０において、変数ｊ＝３とされ、変数Ｘは変数Ｔ８とされる。 Next, in Step St3, since the communication band of the link L38 between the node # 7 (S) and the most downstream node # 15 (X) is 1 (Gbps), the minimum communication band necessary for the transmission of 4K video It is determined that it is smaller (No) than C1. Next, in step St7, it is determined that there is no node (No) between the node # 7 (S) and the most downstream node # 15 (X). Next, in step St9, it is determined that j ≠ z (No). Next, at step St10, variable j = 3 and variable X is made variable T8.
次にステップＳｔ３において、ノード＃７（Ｓ）と最下流ノード＃１５（Ｘ）の間のリンクＬ３８の通信帯域は１（Gbps）であるため、４Ｋの映像の伝送に必要な最小の通信帯域Ｃ３（＝１（Gbps））以上である（Ｙｅｓ）と判定される。このため、ノード決定部１０１は、ステップＳｔ４において、ノード＃７からノード＃１５までの中継経路にはＨＤの映像（画質Ｑ３）が伝送可能と判定する。
Next, in Step St3, since the communication band of the link L38 between the node # 7 (S) and the most downstream node # 15 (X) is 1 (Gbps), the minimum communication band necessary for the transmission of 4K video It is determined that it is C3 (= 1 (Gbps)) or more (Yes). Therefore, the
次にステップＳｔ５において、ノード＃１５（Ｘ）は最下流ノード（Ｔ８）である（Ｙｅｓ）と判定される。次にステップＳｔ６において、変数ｉ＝ｉ＿ｍａｘ（＝８）である（Ｙｅｓ）と判断され、処理は終了する。 Next, in step St5, the node # 15 (X) is determined to be the most downstream node (T8) (Yes). Next, in step St6, it is determined that the variable i = i_max (= 8) (Yes), and the process ends.
このように、ノード決定部１０１は、映像の画質を、配信サーバ３からノード＃３までの中継経路では８Ｋと決定し、ノード＃３からノード＃７までの中継経路では４Ｋと決定し、ノード＃７から最下流ノード＃１５までの中継経路ではＨＤと決定する。したがって、ノード決定部１０１は、ノード＃３を、画質を８Ｋから４Ｋに変換する変換ノードに決定し、ノード＃７を、画質を４ＫからＨＤに変換する変換ノードに決定する。
Thus, the
上記の例１〜例３から理解されるように、ノード決定部１０１は、できるだけ高画質の映像が下流側のノードに配信されるように変換ノードを決定する。このため、ノード決定プログラムによると、高画質の映像を広範囲に配信可能なシステムを構築することができる。
As understood from Examples 1 to 3 above, the
また、図７の例において、最下流ノード＃８、＃９、＃１２には８Ｋの映像が配信されるため、最下流ノード＃８、＃９、＃１２のレート変換装置７は映像の画質を８Ｋから４Ｋ及びＨＤに変換する。このため、最下流ノード＃８、＃９、＃１２の各ＯＮＵ８１のユーザは、視聴対象の映像の画質を８Ｋ、４Ｋ、及びＨＤから選択することができる。
In the example of FIG. 7, since 8K video is distributed to the most downstream nodes # 8, # 9, and # 12, the rate conversion device 7 of the most downstream nodes # 8, # 9, and # 12 has the image quality of the video. Is converted from 8K to 4K and HD. Therefore, the users of the
また、最下流ノード＃１０、＃１１、＃１３、＃１４には４Ｋの映像が配信されるため、最下流ノード＃１０、＃１１、＃１３、＃１４のレート変換装置７は映像の画質を４ＫからＨＤに変換する。このため、最下流ノード＃１０、＃１１、＃１３、＃１４の各ＯＮＵ８１のユーザは、視聴対象の映像の画質を４Ｋ及びＨＤから選択することができる。なお、画質の選択は、例えば、単に映像の品質面だけでなく、視聴サービスの価格などに基づいて行われる。
In addition, since 4K video is distributed to the most
また、最下流ノード＃１５にはＨＤの映像が配信されるため、最下流ノード＃１５の各ＯＮＵ８１のユーザには視聴対象の映像の画質の選択の余地がない。しかし、変換ノード＃７が映像の画質を４ＫからＨＤに変換することにより、変換ノード＃７と最下流ノード＃１５の間のリンクＬ３８の通信帯域が小さいにも関わらず、最下流ノード＃１５の各ＯＮＵ８１のユーザは映像を視聴することができるという利点がある。
Since the HD video is distributed to the most
各変換ノードにおけるルータ４及びＯＬＴ６の各フローテーブル４１，６１は、例えば映像のチャネルまたは画質の種類の追加などを契機として監視制御サーバ２により変更される。以下に、映像の画質がＨＤのみである状態において４Ｋ及び８Ｋの画質を追加した場合のフローテーブル４１，６１の変更例を挙げる。
The flow tables 41 and 61 of the
図１０は、画質の種類を追加する前のルータ４のフローテーブル４１の一例を示す図である。なお、図１０は、例えば、図７のノード＃２のルータ４のフローテーブル４１を示す。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the flow table 41 of the
ルータ４は、上流側のノード＃１から映像受信ポート４４を介して受信したＨＤの映像を、画質の変換を行うことなく、映像送信ポート（＃１、＃２）４６からそれぞれ送信する。すなわち、各リンクＬ１１、Ｌ１２，Ｌ２１〜Ｌ２４，Ｌ３１〜Ｌ３８の通信帯域は、ＨＤの映像の伝送に必要な最小の通信帯域（１（Gbps））以上であるため、映像配信システムには変換ノードを設ける必要がない。
The
また、図１１は、配信管理テーブル６７０の他例を示す図であり、図１２は、画質を追加する前のＯＬＴ６のフローテーブル６１の一例を示す図である。配信管理テーブル６７０において、配信先ポート「（加入者ポート＃１，Ｐ１）」及び「（加入者ポート＃２，Ｐ３）」はグループＩＤ「Ｇ（ＣＨ１，８Ｋ）」に対応する。
FIG. 11 is a diagram illustrating another example of the distribution management table 670, and FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the flow table 61 of the
このため、フローテーブル６１には、チャネルＣＨ１のＨＤの映像が、加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ１及び加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ３から出力されるように設定されている。なお、チャネルＣＨ１、ＣＨ３のＨＤの映像についても同様に、配信管理テーブル６７０に基づき出力ポートが設定されている。 Therefore, the flow table 61 is set so that HD video of the channel CH1 is output from the logical port P1 of the subscriber port (# 1) 66 and the logical port P3 of the subscriber port (# 2) 66. ing. Note that output ports are set based on the distribution management table 670 in the same manner for HD videos of channels CH1 and CH3.
映像の画質に４Ｋ及び８Ｋの画質が追加された場合、ルータ４のフローテーブル４１は、例えば図３に示されるものに変更される。なお、図３のフローテーブル４１については上述したとおりである。
When the image quality of 4K and 8K is added to the image quality of the video, the flow table 41 of the
これにより、ルータ４は、上流側のノード＃１から受信した８Ｋの映像をレート変換装置５により４Ｋの映像に変換する。ルータ４は、８Ｋの映像を映像送信ポート（＃１）４６から下流側のノード＃４に送信し、変換後の４Ｋの映像を映像送信ポート（＃２）４６から下流側のノード＃５に送信する。
As a result, the
また、図１３は、画質の種類を追加した後のＯＬＴ６のフローテーブル６１の一例を示す図である。ＯＬＴ６は、上流側のノードから映像受信ポート４４を介して受信した８Ｋの映像を、サーバ送信ポート６９からレート変換装置７に送信する。レート変換装置７は８Ｋの映像をＨＤの映像に変換する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the flow table 61 of the
ＯＬＴ６は、サーバ受信ポート（＃２）６８から受信したチャネルＣＨ１のＨＤの映像を、加入者ポート（＃１）６６の論理ポートＰ１及び加入者ポート（＃２）６６の論理ポートＰ３から出力する。また、サーバ受信ポート（＃２）６８から受信したチャネルＣＨ１、ＣＨ３のＨＤの映像も、フローテーブル６１に設定された出力ポートから出力される。
The
このように、映像の画質の種類が追加された場合、監視制御サーバ２は、システム設計装置により決定された変換ノードのルータ４のフローテーブル４１及び最下流ノードのＯＬＴ６のフローテーブル６１を変更する。これにより、変換ノードでは、リンクの通信帯域の制約に従い映像の画質が変換され、最下流ノードでは、ＯＮＵ８１のユーザの要求する画質に応じて映像の画質が変換される。
As described above, when the image quality type is added, the
なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。 The above processing functions can be realized by a computer. In that case, a program describing the processing contents of the functions that the processing apparatus should have is provided. By executing the program on a computer, the above processing functions are realized on the computer. The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium (except for a carrier wave).
プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 When the program is distributed, for example, it is sold in the form of a portable recording medium such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) on which the program is recorded. It is also possible to store the program in a storage device of a server computer and transfer the program from the server computer to another computer via a network.
プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。 The computer that executes the program stores, for example, the program recorded on the portable recording medium or the program transferred from the server computer in its own storage device. Then, the computer reads the program from its own storage device and executes processing according to the program. The computer can also read the program directly from the portable recording medium and execute processing according to the program. Further, each time the program is transferred from the server computer, the computer can sequentially execute processing according to the received program.
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。 The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する、処理をコンピュータに実行させることを特徴とするノード決定プログラム。
（付記２） 前記複数のノードの中で前記第１ノードより下流側のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記第１ノードにより変換された前記映像の画質に応じた第２の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第２の値より小さいノードを、該変換後の前記映像の画質をさらに変換する第２ノードに決定する、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする付記１に記載のノード決定プログラム。
（付記３） 映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の通信帯域を示す帯域情報を保持する保持部と、
前記帯域情報を参照することにより、前記経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する決定部とを有することを特徴とするノード決定装置。
（付記４） 前記決定部は、前記帯域情報を参照することにより、前記複数のノードの中で前記第１ノードより下流側のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記第１ノードにより変換された前記映像の画質に応じた第２の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第２の値より小さいノードを、該変換後の前記映像の画質をさらに変換する第２ノードに決定することを特徴とする付記３に記載のノード決定装置。
（付記５） 映像を配信する配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する工程を、コンピュータが実行することを特徴とするノード決定方法。
（付記６） 前記複数のノードの中で前記第１ノードより下流側のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記第１ノードにより変換された前記映像の画質に応じた第２の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第２の値より小さいノードを、該変換後の前記映像の画質をさらに変換する第２ノードに決定する工程を、前記コンピュータが実行することを特徴とする付記５に記載のノード決定方法。
（付記７） 映像を配信する配信装置と、
前記配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードとを有し、
前記複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードには、前記映像の画質を変換する変換装置が設けられていることを特徴とする映像配信システム。
（付記８） 前記複数のノードの中で前記第１変換装置が設けられたノードより下流側のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が、前記第１変換装置により変換された前記映像の画質に応じた第２の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第２の値より小さいノードには、該変換後の前記映像の画質をさらに変換する第２変換装置が設けられていることを特徴とする付記７に記載の映像配信システム。
In addition, the following additional notes are disclosed regarding the above description.
(Supplementary Note 1) Among a plurality of nodes on a route through which the video is relayed from a distribution device that distributes the video to a destination device, a communication band on the upstream side of the node is a first according to the image quality of the video A node that causes a computer to execute a process of determining a node that is equal to or greater than a value and whose communication band downstream from the node is smaller than the first value as a first node that converts the image quality of the video. Decision program.
(Supplementary Note 2) Among the plurality of nodes, among the nodes on the downstream side of the first node, a communication band upstream of the node is a second corresponding to the image quality of the video converted by the first node. A node that is equal to or greater than the value and whose communication band downstream from the node is smaller than the second value is determined as a second node that further converts the image quality of the converted video. The node determination program according to
(Additional remark 3) The holding | maintenance part holding the band information which shows the communication band on the path | route which relays the said image | video from the delivery apparatus which distributes an image | video to the apparatus of a delivery destination,
By referring to the bandwidth information, among the plurality of nodes on the path, the communication bandwidth on the upstream side of the node is equal to or higher than the first value corresponding to the image quality of the video, and the communication on the downstream side of the node A node determining device, comprising: a determining unit that determines a node whose bandwidth is smaller than the first value as a first node for converting the image quality of the video.
(Supplementary Note 4) The determining unit refers to the band information, and among the plurality of nodes, the communication band upstream of the first node among the nodes downstream of the first node is the first band. A node that is equal to or higher than a second value corresponding to the image quality of the video converted by the node and whose communication band downstream from the node is smaller than the second value is further converted into the image quality of the converted video. The node determination device according to
(Supplementary Note 5) Of a plurality of nodes on a route through which the video is relayed from a distribution device that distributes the video to a destination device, a communication band on the upstream side of the node is a first value corresponding to the image quality of the video The node determination is characterized in that the computer executes the step of determining a node whose communication band downstream from the node is smaller than the first value as the first node for converting the image quality of the video. Method.
(Supplementary Note 6) Among the plurality of nodes, among the nodes on the downstream side of the first node, a communication band upstream of the node is a second corresponding to the image quality of the video converted by the first node. The computer executes a step of determining a node that is equal to or larger than the value and whose communication band downstream from the node is smaller than the second value as a second node for further converting the image quality of the converted video. The node determination method according to
(Supplementary note 7) a distribution device for distributing video;
A plurality of nodes on a route for relaying the video from the distribution device to a distribution destination device;
Among the plurality of nodes, a communication band on the upstream side of the node is not less than a first value corresponding to the image quality of the video, and a communication band on the downstream side of the node is smaller than the first value. A video distribution system comprising a conversion device for converting the image quality of the video.
(Supplementary Note 8) Of the plurality of nodes, among the nodes downstream from the node provided with the first conversion device, the video whose upstream communication band is converted by the first conversion device. A second conversion device that further converts the image quality of the video after the conversion at a node that is equal to or greater than a second value corresponding to the image quality of the image and whose communication band downstream from the node is smaller than the second value. 8. The video distribution system according to appendix 7, wherein the video distribution system is provided.
３ 配信サーバ
４ ルータ
５，７ レート変換装置
６ ＯＬＴ
８１ ＯＮＵ
3
81 ONU
Claims (5)
前記帯域情報を参照することにより、前記経路上の複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードを、前記映像の画質を変換する第１ノードに決定する決定部とを有することを特徴とするノード決定装置。 A holding unit that holds band information indicating a communication band on a route for relaying the video from a distribution device that distributes the video to a destination device;
By referring to the bandwidth information, among the plurality of nodes on the path, the communication bandwidth on the upstream side of the node is equal to or higher than the first value corresponding to the image quality of the video, and the communication on the downstream side of the node A node determining device, comprising: a determining unit that determines a node whose bandwidth is smaller than the first value as a first node for converting the image quality of the video.
前記配信装置から配信先の装置に前記映像を中継する経路上の複数のノードとを有し、
前記複数のノードのうち、該ノードより上流側の通信帯域が前記映像の画質に応じた第１の値以上であり、該ノードより下流側の通信帯域が前記第１の値より小さいノードには、前記映像の画質を変換する変換装置が設けられていることを特徴とする映像配信システム。
A distribution device for distributing video;
A plurality of nodes on a route for relaying the video from the distribution device to a distribution destination device;
Among the plurality of nodes, a communication band on the upstream side of the node is not less than a first value corresponding to the image quality of the video, and a communication band on the downstream side of the node is smaller than the first value. A video distribution system comprising a conversion device for converting the image quality of the video.
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