JP3558522B2 - レート制御通信装置及びレート制御通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種のデータを固定長のパケット形式で転送するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）網等の可変速度通信網、及び電話回線網、衛星回線網等の固定速度通信網において、固定速度通信を行う装置及び伝送データを固定速度とする方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、広帯域ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の伝送技術であるＡＴＭは、映像、音声、データ等の異なる特性を持つ各メディアのデータを一律に５３バイト長のセル形式で伝送する。このＡＴＭ網では、網の持つ最大転送能力以下の場合には、出力する最大セル速度、平均セル速度などを申告することにより、任意の速度で通信を行うことが許されている。この通信速度が時間的に変動する場合を可変速度通信、時間的に一定な場合を固定速度通信という。
【０００３】
ＡＴＭ網等のセル形式でデータ転送を行う網では、送信側での出力タイミングは、網内で生じる受信側への到達時間の差（以下、「遅延ゆらぎ」と言う）により受信側に保存されない。一般に、遅延ゆらぎを除去するために、固定速度通信を行うことを前提として受信側において受信バッファにて一時的に蓄積、平滑化する方式が使用されている。
【０００４】
固定速度通信を行うためには、従来回線インタフェースから網へのセル出力時に出力間隔を制御する方式がとられている。
【０００５】
従来の固定速度実現方式として、特開平４−２１２５４４に示す方式がある。図１８は、従来例の速度制御技術を用いたＡＴＭ用パケットアダプタ装置のブロック図である。以下に、特開平４−２１２５４４を引用して、従来例を説明する。
【０００６】
図１８において、Ｅ１はＡＴＭ用パケットアダプタ装置、Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄは送信ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）部、Ｅ３ａ〜Ｅ３ｄはセル組立部、Ｅ４は呼制御部、Ｅ５は回線Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部、Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃは端末、Ｅ７はセル多重バス、Ｅ８はＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスである。
【０００７】
ＡＴＭ用パケットアダプタ装置Ｅ１では、ＡＴＭインタフェースを持たない端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃから送られたデータをセル組立部Ｅ３ｂ〜Ｅ３ｄで受け取り、各々セル化する。セル化されたデータは送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄに渡され、そこで一時的に蓄積される。一方、呼制御部Ｅ４では、端末が送出するデータの最大スループットをＡＴＭ交換機に申告する呼制御シーケンスを実施する。送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄからは呼制御シーケンスにより決定した最大スループットに対応して設定されたセル間隔にて送信される。
【０００８】
呼制御部Ｅ４は発呼要求に基づきセル組立部Ｅ３ａ、送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ａ、セル多重バスＥ７、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５を介してＡＴＭ網にその発呼要求に対する最大スループットを申告してそれが受付けられた場合に、それを最大スループットとして設定する。
【０００９】
送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄから送出された各端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃからのセルデータは多重バスＥ７に与えられて多重化され、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５にてＡＴＭ網とインタフェースされＡＴＭ網に送出される。
【００１０】
図１９は送信ＦＩＦＯ部Ｅ２の構成を示すブロック図である。図においてＥ９はセル組立部Ｅ３から送られたセルデータを一旦バッファリングするＦＩＦＯであり、ＦＩＦＯ Ｅ９での書込み、読出し制御はＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１、ＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２で行われる。ＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１はセル組立部Ｅ３からセルデータが与えられると、そのことを検出してＦＩＦＯ Ｅ９にリード信号ＷＲを与えると共に、多重バス制御部Ｅ１３にＦＩＦＯデータ有信号ＤＰを与える。多重バス制御部Ｅ１３は多重バスＥ７でのアービトレーション（調停）制御を行うものであり、セル多重バスＥ８へバスリクエスト（バス使用要求信号）ＢＲを出し、それに応じてセル多重バスＥ７からバスグラント（バス使用承認信号）ＢＧが与えられるとリード開始信号ＲＤＳをＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２に与える。
【００１１】
また送信ＦＩＦＯ部Ｅ２の送信間隔制御部Ｅ１０には呼制御部Ｅ４からＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８を介して送信間隔の設定値、各送信ＦＩＦＯ部Ｅ２のアドレスデータ及びコントロールデータ等の制御情報が送られる。
【００１２】
送信間隔制御部Ｅ１０はセル多重バスＥ７へ送出する際のセルデータの送信間隔を設定値以上に制御するものであり、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８とのインタフェースを行う制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４、上記制御情報に含まれる設定値をラッチする送信間隔設定レジスタＥ１５及び設定された設定値を初期値としてダウンカウントを開始する。そして送信間隔カウンタＥ１６はカウントを終了すると、そのことを示すカウントゼロ信号ＣＺを多重バス制御部Ｅ１３に出力する。
【００１３】
図２０は送信間隔制御部Ｅ１０の構成を示すブロック図である。ここでＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８は各種制御データを送る８ビットのデータバス、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置Ｅ１内の各素子のアドレスを送る１６ビットのアドレスバス及びコントロール信号を送るコントロールバスからなる。送信間隔制御部Ｅ１０においてはデータバスを介して呼制御部Ｅ４から最大スループットに基づく設定値が送信間隔設定レジスタＥ１５に与えられる。またアドレスバスを介して制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４内のアドレスコンパレータにアドレスが与えられる。さらにコントロールバスを介して制御バス制御部Ｅ１８にコントロール信号が与えられる。アドレスコンパレータＥ１７は与えられたアドレスと自アドレスとを比較し、自送信ＦＩＦＯ部Ｅ２を指定しているか否かを検出し、検出した場合に一致信号ＭＳを制御バス制御部Ｅ１８に与える。制御バス制御部Ｅ１８は一致信号ＭＳとコントロール信号ＣＳに基づき送信間隔設定レジスタＥ１５にデータラッチ信号ＤＬを出力する。送信間隔設定レジスタＥ１５はデータラッチ信号ＤＬの入力タイミングでデータバスを介して与えられた設定値をラッチする。
【００１４】
次にこのように構成された本発明のＡＴＭ用パケットアダプタ装置の動作について説明する。図２１図はセル多重バスＥ７へのセルデータの送出のタイミングチャート、図２２は送信間隔とスループットとの関係を示す図である。
【００１５】
端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃが発呼要求をすると呼制御部Ｅ４はセル組立部Ｅ３ａ、送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ａ、セル多重バスＥ７、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５を介してＡＴＭ網に最大スループットを申告し、相手側が呼を受付けると申告した最大スループットを送信時の最大スループットとして設定する。
【００１６】
最大スループットが設定されるとそれに応じた送信間隔の設定値を設定する。例えば最大スループットが７７．７６Ｍｂｐｓの場合は図２２（ａ）に示すが如く、送信間隔が５３クロックとなるので設定値を”５２”に設定し、最大スループットが３８．８８Ｍｂｐｓの場合は申告し、図２２（ｂ）に示すが如く送信間隔が１５９クロックとなるので設定値を”１５８”に設定する。ここで最大スループットをＴＰ、送信間隔のクロックをＳとすると、
Ｓ＝（１５５．５２×５３）／ＴＰ−５３
で求められる。呼制御部Ｅ４は求めたクロックＳから１減じた数で設定値を設定する。
【００１７】
例えば端末Ｅ６ａの最大スループットが７７．７６Ｍｂｐｓと設定された場合、図２２（ａ）に示す如く送信間隔のクロックＳを最小５３クロックにする必要がある。その場合、呼制御部Ｅ４は送信間隔制御部Ｅ１０に対して送信間隔の設定値として”５２”を設定する。
【００１８】
具体的には呼制御部Ｅ４はＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８のアドレスバスに送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂの制御バスアドレスを出力する。制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４内のアドレスコンパレータＥ１７は自分宛のアドレスが出力されていることと、前述の一致信号ＭＳとを検出することにより、送信間隔設定レジスタＥ１５へデータラッチ信号ＤＬを出力する。その際、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８のデータバスには前述送信間隔の設定値”５２”が出力されているため、送信間隔設定レジスタＥ１５に”５２”が設定される。
【００１９】
次にセルデータの流れについて説明する。端末Ｅ６ａから出力されたデータはセル組立部Ｅ３ｂにて４８バイトのデータにセル化され、５バイトのＡＴＭヘッダが付加される。セル組立部Ｅ３ｂから出力されたセルデータは送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ内のＦＩＦＯ Ｅ９にＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１により書込まれる。
【００２０】
ＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１はＦＩＦＯデータ有信号ＤＰを多重バス制御部Ｅ１３へ出力し、多重バス制御部Ｅ１３はバスリクエストＢＲ／バスグラントＢＧのシーケンスを経てセルデータをセル多重バスＥ７へ送出する。
【００２１】
ＦＩＦＯ Ｅ９から送出したセルデータの完了時にＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２からリード完了信号ＲＤＣ”Ｌ”が、送信間隔制御部Ｅ１０の送信間隔カウンタＥ１６のロード入力に出力される。
【００２２】
送信間隔カウンタＥ１６はその際ロード入力データとして、送信間隔レジスタＥ１５にラッチされている設定値”５２”をロードして、ダウンカウントを開始する。
【００２３】
送信間隔カウンタＥ１６はダウンカウント値が”０”になった時にカウントゼロ信号ＣＺ”Ｌ”によりバスリクエストＢＲ／バスグラントＢＧのシーケンスを経て多重バスＥ７にセルデータを送出する。その後回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５にて電気信号から光信号に返還されＡＴＭ網に送出される。
以上、特開平４−２１２５４４を引用して従来例を説明した。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のＡＴＭ用パケットアダプタ装置においてセル送信間隔を制御することにより固定速度を実現する方式だけでは、端末は最大スループット以下であればいかなる速度でもデータを送出することが可能である。結果として、送信データ量は時間的に偏りが生じて正確な固定速度通信とならず、ゆらぎ吸収バッファを用いた遅延ゆらぎの除去が実現不可能となる問題がある。従って、ゆらぎ吸収バッファを用いてデータの揺らぎを吸収するためには完全な固定速度通信を行う必要がある。
【００２５】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、回線とインタフェースを行う回線インタフェース部がデータ発生源からの送信データを固定速度に制御することにより、固定速度通信を行う装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、ＡＴＭ網におけるゆらぎを除去するための固定速度実現を目的として発明したものである。また、電話回線網、衛星回線網等の固定速度通信網において、固定速度のデータ伝送を行う装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレート制御通信装置は、通信網へデータを送出するレート制御通信装置において、送出の対象となる情報源データを入力する情報源入力部と、上記情報源入力部が入力した上記情報源データを所定のデータ形式の送信データに加工する情報源加工部と、上記情報源加工部で加工された送信データの送信の許可を示す信号である送信許可信号を上記情報源加工部へ出力して上記情報源加工部に送信データを送信させ、上記情報源加工部が送信した上記送信データを受信して通信網へ送出する回線インタフェース部とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記回線インタフェース部は、送信許可信号の出力間隔を算出し、算出した出力間隔に基づいて上記送信許可信号を上記情報加工部へ出力する送信制御部を備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記情報源加工部は、上記情報源入力部から入力した情報源データを多重するメディア多重部を備えることを特徴とする。
【００３０】
上記情報源入力部は、情報源データを符号化する情報源符号化部を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記情報源加工部は、上記送信データが一定量蓄積されていない場合は、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする。
【００３２】
上記情報源加工部は、上記送信データが一定量以上発生した場合に、上記送信許可信号を要求する送信要求信号を、上記回線インタフェース部へ出力する送信要求信号発生部を備え、上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を監視することを特徴とする。
【００３３】
上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を検出した場合には、上記送信データの送信を許可する送信許可信号を情報源加工部へ出力し、送信要求信号の入力を検出しない場合には、ダミーデータの送信を指示するダミーデータ送信指示信号を情報源加工部へ出力するとともに、上記情報源加工部は、上記送信許可信号が入力された場合には、上記送信データを回線インタフェース部へ送信し、ダミーデータ送信指示信号が入力された場合には、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする。
【００３４】
上記回線インタフェース部は、送信要求信号の入力を検出しない場合には、通信網にダミーデータを送出することを特徴とする。
【００３５】
上記情報源加工部は、情報源加工部において発生する上記送信データの量が回線インタフェース部へ送信する上記送信データの量を超過している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を抑制する信号を出力し、上記送信データの量が不足している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を促進する信号を出力することを特徴とする。
【００３６】
上記情報源加工部は、複数の情報源加工部を備え、上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの上記送信要求信号を受け付けることにより、上記複数の情報源加工部の送信データ発生量を監視し、あるタイミングではいずれか一の情報源加工部に対して送信許可信号を出力することを特徴とする。
【００３７】
上記複数の情報源加工部から送信される送信データを受け取り、送信データを多重する送信データ多重バスを備えることを特徴とする。
【００３８】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信データの送信頻度が、固定になるように送信許可信号を割り振ることを特徴とする。
【００３９】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部に対して出力する送信許可信号を、上記複数の送信データ間の送信する順位を定める送信優先度により割り振ることを特徴とする。
【００４０】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信要求信号の発生頻度を監視し、各情報源加工部における送信データの発生傾向を把握して各情報源加工部に対する送信許可信号の出力の割り振りを動的に変更することを特徴とする。
【００４１】
上記回線インタフェース部は、各情報源加工部の上記送信優先度を動的に変更することを特徴とする。
【００４２】
上記情報源加工部は、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データを保持し、上記回線インタフェース部は、回線の空きが生じた場合に、上記優先度の低い送信データを送出することを特徴とする。
【００４３】
また、この発明は、通信網へデータを送出するレート制御通信方法において、送出の対象となる情報源データを入力する情報源入力工程と、上記情報源入力工程が入力した上記情報源データを所定のデータ形式の送信データに加工する情報源加工工程と、上記情報源加工工程で加工された送信データの送信の許可を示す信号である送信許可信号を上記情報源加工工程へ出力して上記情報源加工工程に送信データを送信させ、上記情報源加工工程が送信した上記送信データを受信して通信網へ送出する回線インタフェース工程とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明によるＡＴＭ用パケットアダプタ装置は、ＡＴＭ網等の可変速度通信が可能な回線とインタフェースを行う回線インタフェース部からデータ発生源に対して送信許可信号を固定周期で発生させること、送信許可信号の入力に対してデータ発生源から固定長のデータを送信することにより送信データのレートを制御して固定速度にするようにしたものである。
【００４５】
実施の形態１．
実施の形態１を、図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明を用いたレート制御通信装置のブロック図である。レート制御通信装置１は、情報源入力部１４、情報源加工部１５、及び、回線インタフェース部４から構成されている。情報源入力部１４は、映像や音声の情報源符号化部２ａ〜２ｂを備え、情報源加工部１５は、メディア多重部３を備えている。情報源５は、映像情報源５ａと音声情報源５ｂを一例として示している。映像情報源５ａには、例えばテレビカメラの様に映像信号を発生するものがある。また、６ａ〜６ｂは通信網への送出する情報のもととなる映像情報や音声情報、７ａ〜７ｂは送出の対象となる情報源データであり、本実施の形態では映像や音声の符号化情報をいい、８は送信データ、９は送信許可信号である。
【００４６】
図２は、回線インタフェース部４の内部構成を示すブロック図である。回線インタフェース部４は、送信ＦＩＦＯ部４０１ａ〜４０１ｂ、セル組立部４０２ａ〜４０２ｂ、呼制御部４０３、回線Ｉ／Ｆ部４０４、多重バス４０５、制御バス４０６、送信制御部４０７から構成されている。これらのうち、送信制御部４０７を除く各構成部は従来例に示すものと同様の動作を行う。
【００４７】
送信制御部４０７は、呼制御部４０３から設定される最大スループットに基づいて送信データ８の送信速度を算出している。送信速度の算出結果とメディア多重部３から回線インタフェース部４へのデータ転送路の最大スループット、送信データ８の転送サイズより、送信許可信号９の出力間隔（周期）を決定してメディア多重部３へ送信許可信号９を出力している。
【００４８】
次に、実施の形態１のレート制御通信装置の動作について説明する。情報源入力部１４に備えられた情報源符号化部２ａ〜２ｂは、映像や音声の情報源５ａ〜５ｂから受信した映像情報６ａや音声情報６ｂを符号化し、符号化情報７ａ〜７ｂとしてメディア多重部３に送信する。
【００４９】
具体的には、情報源符号化部２ａは、映像情報源５ａ受信した映像情報６ａを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２（ＭＰＥＧ−２ Ｖｉｄｅｏ）規格に準じた情報源符号化処理で処理し、符号化情報７ａとしてメディア多重部３に送信する。情報源符号化部２ｂは、音声情報源５ｂから受信した音声情報６ｂを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−３（ＭＰＥＧ−１ Ａｕｄｉｏ）規格に準じた情報源符号化処理で処理し、符号化情報７ｂとしてメディア多重部３に送信する。
【００５０】
次に、情報源加工部１５に備えられたメディア多重部３は、情報源符号化部２ａ〜２ｂから受信した符号化情報７ａ〜７ｂを多重し、送信データ８を生成し、固定長の送信データとして蓄積する。回線インタフェース部４からの送信許可信号９の入力を待って、回線インタフェース部４へ送信データ８を送信する。
【００５１】
具体的には、メディア多重部３は、受信した符号化情報７ａ〜７ｂを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１（ＭＰＥＧ−２ Ｓｙｓｔｅｍｓ）に従って多重処理を行い、固定長のＴＳＰ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ Ｐａｃｋｅｔ）に加工する。
次に、メディア多重部３は、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から送信許可信号が入力するごとに、回線インタフェース部４のセル組立部４０２ｂへ加工した送信データ８を、１固定長データ単位（本例では、送信データ８を固定長のＴＳＰとする）送信する。
【００５２】
メディア多重部３から回線インタフェース部４へのデータ転送路の最大スループットは、例えば図３に示すようにＡＴＭ網の最大スループットより大きな値とし、その中を固定長（図３ではＴＳＰ長の１８８バイト）のデータ形式で転送を行う。
【００５３】
なお、送信許可信号９入力時に、メディア多重部３に送信データ８が一定量蓄積されていない場合は、ダミーデータ（本実施の形態ではＮｕｌｌ ＴＳＰ）を回線インタフェース部４に送信する。
【００５４】
次に、回線インタフェース部４では、送信データ８をセル化し、ＡＴＭ網に送出する。
なお、ＡＴＭ網以外の通信網へ送出する場合は、通信網の特性に合わせた処理を行った後、送出する。
【００５５】
このように、固定周期で出力される送信許可信号９に対して、１つの固定長データを出力する動作を行うことにより、レートを厳密に制御した固定速度通信が可能となる。
【００５６】
以上のように、映像、音声、データ等の各種メディアデータをパケット形式で伝送するＡＴＭ網等の網で、映像、音声、データ等の各種メディアデータを各々高能率符号化して符号化情報とする情報源符号化部と、各符号化情報を多重して送信データとし、送信許可信号の入力に対して任意の固定長データ形式にて送信データあるいはダミーデータを出力するメディア多重部と、周期的な間隔でメディア多重部に対して送信許可信号を出力する回線インタフェース部を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００５７】
なお、本図では簡単化のため、映像、音声の二種のメディアのみ記しているが、実際にはこれにデータ等を加えても良いし、各メディアをそれぞれ複数多重しても構わない。以下の実施の形態も同様であることは言うまでも無い。
また、図１７に示すように、情報源が１種類の構成であってもよい。
さらに、上記の実施の形態では、情報源入力部１４に情報源符号化部２を備え、情報源加工部１５にメディア多重部３を備えた場合を説明したが、情報源符号化部２やメディア多重部３が備わっていることに限定されるものでもない。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態２を図４から図６を用いて説明する。上記実施の形態１は回線インタフェース部４からの一方的な送信許可信号９により、メディア多重部３より送信データ８の転送を実施していたが、本実施の形態では、メディア多重部３における送信データの蓄積状況の監視を実施する。
【００５９】
図４は、本実施の形態のレート制御通信装置１の構成を示すブロック図である。実施の形態１の図１に示す構成に加えて、送信要求信号１０及びダミーデータ送信指示信号１１が追加されている。
送信要求信号１０は、メディア多重部３において送信データが一定量（例えば、１ＴＳＰ）以上蓄積した場合に、メディア多重部３より出力される信号である。
ダミーデータ送信指示信号１１は、送信要求信号１０がメディア多重部３より出力されていない場合、すなわち、メディア多重部３に送信データ８が一定量以上蓄積されていない場合に、メディア多重部３より出力される信号である。ダミーデータ送信指示信号１１は、スタッフィングのためのダミーデータを回線インタフェース部４へ送信することを指示する信号である。
【００６０】
図５は本実施の形態のメディア多重部３の構成を示すブロック図である。メディア多重部３は、多重部３０１及び送信要求信号発生部３０２から構成されている。多重部３０１には、送信許可信号９及びダミーデータ送信指示信号１１が入力される。送信要求信号発生部３０２は、多重部３０１を監視し、一定量以上の送信データ８が蓄積された場合を検出し、回線インタフェース部４に対して送信要求信号１０を出力する。
【００６１】
図６は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。送信制御部４０７には、メディア多重部３から送信要求信号１０が入力され、メディア多重部３へダミーデータ送信指示信号１１を出力する。
【００６２】
次に、実施の形態２のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、送信要求信号発生部３０２は、多重部３０１に一定量以上の送信データ８が蓄積された場合、回線インタフェース部４へ送信要求信号１０を出力する。
送信制御部４０７は、送信許可信号９を出する際に、送信要求信号１０の入力の有無を参照し、送信要求信号１０の入力を検出した場合は送信許可信号９を出力し、送信要求信号１０の入力を検出しない場合には、ダミーデータ送信指示信号１１を出力する。
メディア多重部３０１は、送信許可信号９が入力された場合には、送信データ８を送信し、ダミーデータ送信指示信号１１が入力された場合には、ダミーデータ（例えば、本例ではＮｕｌｌ ＴＳＰ）を送信する。
【００６３】
このように本実施の形態では、回線インタフェース部４の送信制御部４０７において、送信データ８の一定量以上発生の監視を行い、不足分に対してダミーデータを挿入する機能を有することにより固定速度通信を可能としている。
【００６４】
以上のように、メディア多重部において一定量以上の送信データが発生した際に回線インタフェース部に対して送信要求信号を出力する送信要求信号発生部とダミーデータ送信指示信号を受けてダミーデータを挿入する機能を有し、回線インタフェース部においてメディア多重部に対する送信許可信号を出力する際に送信要求信号の受信を参照する機能、入力する送信要求信号を監視することにより、回線への送信情報に対する送信データの不足を検出してメディア多重部に対してダミーデータ送信指示信号を出力する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００６５】
実施の形態３．
実施の形態３を、図７から図９を用いて説明する。図７は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図８は本実施の形態のメディア多重部３を、図９は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図９において４０８はダミーデータ送信指示信号である。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよい。
【００６６】
次に、実施の形態３のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、上記実施の形態２と同様にメディア多重部３における送信データ８の蓄積状況の監視を実施するレート制御通信装置の一形態である。上記実施の形態２との差異は、回線インタフェース部４の送信制御部４０７において、メディア多重部３の送信要求信号発生部３０２からの送信要求信号１０の入力を検出しない場合、ダミーデータ送信指示信号４０８を、回線インタフェース部４内のセル組立部４０２ｂに対して出力する点である。ダミーデータ送信指示信号４０８が入力されたセル組立部４０２ｂは、ダミーデータを送信データ８へ挿入する。
このように、本実施の形態は、セル組立部４０２ｂがダミーデータを送信データ８へ挿入する機能を有することにより固定速度通信を可能とするものである。
【００６７】
以上のように、メディア多重部において一定量以上の送信データが発生した際に送信要求信号を出力する送信要求信号発生部と、回線インタフェース部においてメディア多重部に対する送信許可信号を出力する際に送信要求信号の受信を参照する機能、入力する送信要求信号を比較することにより、回線への送信情報に対する送信データの不足を検出して自らダミーデータを挿入する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００６８】
実施の形態４．
実施の形態４を、図１０から図１１を用いて説明する。図１０は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１１は本実施の形態のメディア多重部３の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、メディア多重部３と回線インタフェース部４のインタフェースは上記実施の形態１から３のいずれと同様でも構わないため、図１０中での詳細な記述を省略している。図１０、図１１において１２ａ〜１２ｂは情報源データ情報量制御信号である。
【００６９】
次に、実施の形態４のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、メディア多重部３のメディア多重部３０１において、発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部４に対して送信する送信データ量を比較することにより発生する送信データ量の超過、あるいは不足を検出して情報源符号化部２ａ〜２ｂへ情報源データ情報量制御信号１２ａ〜１２ｂを出力する。情報源符号化部２ａ〜２ｂでは、情報源データ情報量制御信号１２ａ〜１２ｂが送信データ量の超過を意味している場合には、符号化情報量の発生を抑制し、不足を意味している場合には、符号化情報量の発生を促す。
このような機能を有することにより伝送路使用効率の良い符号化情報発生を行う固定速度通信を可能とする。
【００７０】
以上のように、メディア多重部で発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部に対して出力する送信データ量を比較することにより、発生する送信データの超過、不足傾向を検出して情報源符号化部に対して符号化情報量制御信号を出力する機能を有し、情報源符号化部が符号化情報の発生量を抑制あるいは促進する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００７１】
実施の形態５．
実施の形態５を、図１２から図１４を用いて説明する。図１２は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１３は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図１２では、情報源符号化部２及び情報源符号化部２とメディア多重部３とのインタフェースは上記実施の形態１から４のいずれと同様でも構わないため、詳細な記述を省略している。また、本実施の形態では、回線インタフェース部４には、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎを接続した構成となっている。
【００７２】
次に、実施の形態５のレート制御通信装置の動作について説明する。図１４は、本実施の形態の動作を示すタイミングチャート例である。回線インタフェース部４の送信制御部４０７では、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎから出力される送信要求信号１０ａ〜１０ｎ（本図では負論理信号）を監視し、メディア多重部３ａ〜３ｎのうち、同時にはいずれか１つに対して送信許可信号９ａ〜９ｎ（本図では負論理信号）を出力する。送信要求信号１０ａ〜１０ｎを受信したメディア多重部３ａ〜３ｎは、送信データ８ａ〜８ｎを送信する。
【００７３】
送信許可信号９ａ〜９ｎは固定的な周期でいずれかの信号が発生するが、いずれのメディア多重部３ａ〜３ｎからも送信要求信号１０ａ〜１０ｎの出力が見られない場合には、回線インタフェース部４のセル組立部４０２ｂへダミーデータ送信指示信号４０８を出力し、送信データ８ａ〜８ｎへダミーデータの挿入を行う。
このようにして、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを多重した固定速度通信を可能とする。
【００７４】
なお、本実施の形態では送信制御部４０７からセル組立部４０２ｂに対してダミーデータ送信指示信号４０８の出力を行う構成としているが、実施の形態２と同様にいずれか一つのメディア多重部３に対してダミーデータ送信指示信号１１を出力する構成としても良い。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよいことは、上記実施の形態３と同じである。
【００７５】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号を受け付けることにより、各メディア多重部における送信データの発生状況を監視し、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部からの送信データを受け取り、多重する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００７６】
実施の形態６．
実施の形態６を、図１５から図１６を用いて説明する。図１５は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１６は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、本実施の形態のレート制御通信装置１は、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎから送信データ多重バス１３へ、次に送信データ多重バス１３から回線インタフェース部４へと送信データ８ａ〜８ｎを送信する構成となっている。
【００７７】
次に、実施の形態６のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを送信データ多重バス１３にて多重する。多重した送信データ８を回線インタフェース部４に送信する。このようにして、実施の形態５と同等な固定速度通信を可能とし、且つ簡易な構成を持つことを可能とする。
【００７８】
なお、本実施の形態では実施の形態５と同様に送信制御部４０７からセル組立部４０２ｂに対してダミーデータ送信指示信号４０８の出力を行う構成としているが、実施の形態２と同様にいずれか一つのメディア多重部３に対してダミーデータ送信指示信号１１を出力する構成としても良い。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよいことは、上記実施の形態３と同じである。
【００７９】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号を受け付けることにより、各メディア多重部における送信データの発生状況を監視し、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部に送信データを出力させる機能、送信データ多重バスにて多重された送信データを受け取る機能を有し、複数のメディア多重部からの送信データを多重する送信データ多重バスを有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８０】
実施の形態７．
本実施の形態では、上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎを出力する際に、各々独立な固定頻度で割り振る。このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを固定速度とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８１】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対して出力する送信許可信号を各メディア多重部に対して各々独立な固定頻度で割り振ることにより、各メディア多重部からの送信データを各々独立な固定速度とすることができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８２】
実施の形態８．
上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎを出力する際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎごとに出力優先度を持たせて割り振る。
このようにして、各々送信データ発生量の異なる各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを無駄なく多重し、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８３】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対して出力する送信許可信号を各メディア多重部ごとに出力優先度を持たせて割り振ることにより、各々異なる送信データ量を持つメディア多重部からの送信データを無駄なく多重することができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８４】
実施の形態９．
上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎの出力を行う際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎから入力する送信要求信号１０ａ〜１０ｎの入力状態を監視し、各メディア多重部３ａ〜３ｎにおける送信データ８の発生傾向を把握して、各メディア多重部３ａ〜３ｎへの送信許可信号９ａ〜９ｎ出力の割り振りを動的に変更する。
このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを可変速度とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８５】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号の発生頻度を監視して各メディア多重部における送信データの発生傾向を把握して各メディア多重部に対する送信許可信号出力の割り振りを動的に変更することにより、各メディア多重部からの送信データを可変速度とすることとし、且つ全体として固定速度とするレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８６】
実施の形態１０．
上記実施の形態８において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎの出力を行う際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎごとに持たせる出力優先度を各メディア多重部３ａ〜３ｎからの出力状況に応じて動的に変更させる。このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを偏り無く多重することを可能とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８７】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対する送信許可信号出力に際し、各メディア多重部ごとに持たせる出力優先度を動的に変更させることにより、各メディア多重部からの送信データを偏りなく多重することができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８８】
実施の形態１１．
上記実施の形態１〜上記実施の形態１０において、ダミーデータを挿入していたが、情報源加工部１５に、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データを保持しておき、回線インタフェース部では、回線の空きが生じた場合に、上記優先度の低い送信データを送出する。
このようにして、伝送帯域を十分に活用した送出を可能とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８９】
以上の上記実施の形態１〜１１の説明は、映像、音声、データ等を多重したデータをＡＴＭ網のようなパケット形式による通信網において固定速度の送出を実現するのみでなく、実施の形態１〜１０の記載内容より明らかなように、本発明は、元々固定速度を持つ通信網、例えば、電話回線網や衛星回線網等へ送出する場合にも適用可能であることは言うまでも無い。
【００９０】
【発明の効果】
本発明のレート制御通信装置によれば、固定長の送信データを固定周期で発生する送信許可信号に従って送信するため、厳密なレート制御による固定速度通信を行うことができる。
【００９１】
また、本発明によれば、送信データの発生状況に応じて送信要求信号を出力するため、送信データの発生状況に応じた固定速度通信をすることができる。
【００９２】
また、本発明によれば、メディア多重部において、発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部に対して送信する送信データ量を比較することにより、発生する送信データの超過、不足傾向を検出して情報源符号化部における符号化情報の発生量を制御することにより伝送路使用効率を改善することができる。
【００９３】
また、本発明によれば、回線インタフェース部が、情報源入力部に備えられた複数のメディア多重部からの送信要求信号を受けつけ、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部からの送信データを多重することができる。
【００９４】
また、本発明によれば、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信データを多重する際に送信データ多重バスを採用することにより、より簡易な構成で複数の送信データの多重することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対し、各々独立な固定周期にて送信許可信号を出力することにより各送信データを固定速度とすることができる。
【００９６】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部ごとに出力優先度を持たせることにより、各々異なる情報発生量を持つ送信データを無駄なく多重することが可能となる。
【００９７】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部からの送信要求信号の発生頻度を監視し、各メディア多重部における送信データの発生傾向を把握して各メディア多重部に対する送信許可信号の割り振りを動的に変更することにより、各送信データを可変速度とすることができる。
【００９８】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部ごとに決められている出力優先度を動的に変更させることにより、各メディア多重部からの送信データを偏り無く多重することができる。
【００９９】
さらに、本発明によれば、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データ送出することにより、伝送帯域を効率的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のレート制御通信装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の回線インタフェース部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の動作を示すタイミングチャートの図である。
【図４】本発明の実施の形態２のレート制御通信装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２のメディア多重部のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２の回線インタフェース部のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３のレート制御通信装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３のメディア多重部のブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態３の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態４のメディア多重部のブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態５のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態５の動作を示すタイミングチャートの図である。
【図１５】本発明の実施の形態６のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態１を簡略化した場合のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１８】従来例のセル送出間隔制御機能を有するＡＴＭ用パケットアダプタ装置のブロック図である。
【図１９】従来例の送信ＦＩＦＯ部のブロック図である。
【図２０】従来例の送信間隔制御部のブロック図である。
【図２１】従来例のセルデータ送出時のタイミングチャートの図である。
【図２２】従来例の送信間隔とスループットとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１ レート制御通信装置、２，２ａ，２ｂ 情報源符号化部、３，３ａ，３ｂ，３ｎ メディア多重部、４ 回線インタフェース部、５，５ａ，５ｂ 映像・音声情報源、６，６ａ，６ｂ 映像・音声情報、７ａ，７ｂ 映像・音声符号化情報源、８，８ａ，８ｂ，８ｎ 送信データ、９，９ａ，９ｂ，９ｎ 送信許可信号、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｎ 送信要求信号、１１ ダミーデータ送信指示信号、１２ａ，１２ｂ 情報源データ情報量制御信号、１３ 送信データ多重バス、１４ 情報源入力部、１５ 情報源加工部、３０１ 多重部、３０２ 送信要求信号発生部、４０１ａ，４０１ｂ 送信ＦＩＦＯ部、４０２ａ，４０２ｂ セル組立部、４０３ 呼制御部、４０４ 回線Ｉ／Ｆ部、４０５ セル多重バス、４０６ 回線インタフェース部内制御バス、４０７ 送信制御部、４０８ダミーデータ送信指示信号、Ｅ１ ＡＴＭ用パケットアダプタ装置、Ｅ２ａ，Ｅ２ｂ，Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄ 送信ＦＩＦＯ部、Ｅ３ａ，Ｅ３ｂ，Ｅ３ｃ，Ｅ３ｄ セル組立部、Ｅ４ 呼制御部、Ｅ５ 回線Ｉ／Ｆ部、Ｅ６ａ，Ｅ６ｂ，Ｅ６ｃ 端末、Ｅ７ セル多重バス、Ｅ８ ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バス、Ｅ９ ＦＩＦＯ、Ｅ１０ 送信間隔制御部、Ｅ１１ ＦＩＦＯ書込制御部、Ｅ１２ ＦＩＦＯ読出制御部、Ｅ１３ セル多重バス制御部、Ｅ１４ 制御バスＩ／Ｆ部、Ｅ１５ 送信間隔設定レジスタ、Ｅ１６ 送信間隔カウンタ、Ｅ１７ アドレスコンパレータ、Ｅ１８ 制御バス制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種のデータを固定長のパケット形式で転送するＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）網等の可変速度通信網、及び電話回線網、衛星回線網等の固定速度通信網において、固定速度通信を行う装置及び伝送データを固定速度とする方法を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、広帯域ＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の伝送技術であるＡＴＭは、映像、音声、データ等の異なる特性を持つ各メディアのデータを一律に５３バイト長のセル形式で伝送する。このＡＴＭ網では、網の持つ最大転送能力以下の場合には、出力する最大セル速度、平均セル速度などを申告することにより、任意の速度で通信を行うことが許されている。この通信速度が時間的に変動する場合を可変速度通信、時間的に一定な場合を固定速度通信という。
【０００３】
ＡＴＭ網等のセル形式でデータ転送を行う網では、送信側での出力タイミングは、網内で生じる受信側への到達時間の差（以下、「遅延ゆらぎ」と言う）により受信側に保存されない。一般に、遅延ゆらぎを除去するために、固定速度通信を行うことを前提として受信側において受信バッファにて一時的に蓄積、平滑化する方式が使用されている。
【０００４】
固定速度通信を行うためには、従来回線インタフェースから網へのセル出力時に出力間隔を制御する方式がとられている。
【０００５】
従来の固定速度実現方式として、特開平４−２１２５４４に示す方式がある。図１８は、従来例の速度制御技術を用いたＡＴＭ用パケットアダプタ装置のブロック図である。以下に、特開平４−２１２５４４を引用して、従来例を説明する。
【０００６】
図１８において、Ｅ１はＡＴＭ用パケットアダプタ装置、Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄは送信ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）部、Ｅ３ａ〜Ｅ３ｄはセル組立部、Ｅ４は呼制御部、Ｅ５は回線Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部、Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃは端末、Ｅ７はセル多重バス、Ｅ８はＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスである。
【０００７】
ＡＴＭ用パケットアダプタ装置Ｅ１では、ＡＴＭインタフェースを持たない端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃから送られたデータをセル組立部Ｅ３ｂ〜Ｅ３ｄで受け取り、各々セル化する。セル化されたデータは送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄに渡され、そこで一時的に蓄積される。一方、呼制御部Ｅ４では、端末が送出するデータの最大スループットをＡＴＭ交換機に申告する呼制御シーケンスを実施する。送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄからは呼制御シーケンスにより決定した最大スループットに対応して設定されたセル間隔にて送信される。
【０００８】
呼制御部Ｅ４は発呼要求に基づきセル組立部Ｅ３ａ、送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ａ、セル多重バスＥ７、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５を介してＡＴＭ網にその発呼要求に対する最大スループットを申告してそれが受付けられた場合に、それを最大スループットとして設定する。
【０００９】
送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ〜Ｅ２ｄから送出された各端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃからのセルデータは多重バスＥ７に与えられて多重化され、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５にてＡＴＭ網とインタフェースされＡＴＭ網に送出される。
【００１０】
図１９は送信ＦＩＦＯ部Ｅ２の構成を示すブロック図である。図においてＥ９はセル組立部Ｅ３から送られたセルデータを一旦バッファリングするＦＩＦＯであり、ＦＩＦＯ Ｅ９での書込み、読出し制御はＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１、ＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２で行われる。ＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１はセル組立部Ｅ３からセルデータが与えられると、そのことを検出してＦＩＦＯ Ｅ９にリード信号ＷＲを与えると共に、多重バス制御部Ｅ１３にＦＩＦＯデータ有信号ＤＰを与える。多重バス制御部Ｅ１３は多重バスＥ７でのアービトレーション（調停）制御を行うものであり、セル多重バスＥ８へバスリクエスト（バス使用要求信号）ＢＲを出し、それに応じてセル多重バスＥ７からバスグラント（バス使用承認信号）ＢＧが与えられるとリード開始信号ＲＤＳをＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２に与える。
【００１１】
また送信ＦＩＦＯ部Ｅ２の送信間隔制御部Ｅ１０には呼制御部Ｅ４からＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８を介して送信間隔の設定値、各送信ＦＩＦＯ部Ｅ２のアドレスデータ及びコントロールデータ等の制御情報が送られる。
【００１２】
送信間隔制御部Ｅ１０はセル多重バスＥ７へ送出する際のセルデータの送信間隔を設定値以上に制御するものであり、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８とのインタフェースを行う制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４、上記制御情報に含まれる設定値をラッチする送信間隔設定レジスタＥ１５及び設定された設定値を初期値としてダウンカウントを開始する。そして送信間隔カウンタＥ１６はカウントを終了すると、そのことを示すカウントゼロ信号ＣＺを多重バス制御部Ｅ１３に出力する。
【００１３】
図２０は送信間隔制御部Ｅ１０の構成を示すブロック図である。ここでＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８は各種制御データを送る８ビットのデータバス、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置Ｅ１内の各素子のアドレスを送る１６ビットのアドレスバス及びコントロール信号を送るコントロールバスからなる。送信間隔制御部Ｅ１０においてはデータバスを介して呼制御部Ｅ４から最大スループットに基づく設定値が送信間隔設定レジスタＥ１５に与えられる。またアドレスバスを介して制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４内のアドレスコンパレータにアドレスが与えられる。さらにコントロールバスを介して制御バス制御部Ｅ１８にコントロール信号が与えられる。アドレスコンパレータＥ１７は与えられたアドレスと自アドレスとを比較し、自送信ＦＩＦＯ部Ｅ２を指定しているか否かを検出し、検出した場合に一致信号ＭＳを制御バス制御部Ｅ１８に与える。制御バス制御部Ｅ１８は一致信号ＭＳとコントロール信号ＣＳに基づき送信間隔設定レジスタＥ１５にデータラッチ信号ＤＬを出力する。送信間隔設定レジスタＥ１５はデータラッチ信号ＤＬの入力タイミングでデータバスを介して与えられた設定値をラッチする。
【００１４】
次にこのように構成された本発明のＡＴＭ用パケットアダプタ装置の動作について説明する。図２１図はセル多重バスＥ７へのセルデータの送出のタイミングチャート、図２２は送信間隔とスループットとの関係を示す図である。
【００１５】
端末Ｅ６ａ〜Ｅ６ｃが発呼要求をすると呼制御部Ｅ４はセル組立部Ｅ３ａ、送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ａ、セル多重バスＥ７、回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５を介してＡＴＭ網に最大スループットを申告し、相手側が呼を受付けると申告した最大スループットを送信時の最大スループットとして設定する。
【００１６】
最大スループットが設定されるとそれに応じた送信間隔の設定値を設定する。例えば最大スループットが７７．７６Ｍｂｐｓの場合は図２２（ａ）に示すが如く、送信間隔が５３クロックとなるので設定値を”５２”に設定し、最大スループットが３８．８８Ｍｂｐｓの場合は申告し、図２２（ｂ）に示すが如く送信間隔が１５９クロックとなるので設定値を”１５８”に設定する。ここで最大スループットをＴＰ、送信間隔のクロックをＳとすると、
Ｓ＝（１５５．５２×５３）／ＴＰ−５３
で求められる。呼制御部Ｅ４は求めたクロックＳから１減じた数で設定値を設定する。
【００１７】
例えば端末Ｅ６ａの最大スループットが７７．７６Ｍｂｐｓと設定された場合、図２２（ａ）に示す如く送信間隔のクロックＳを最小５３クロックにする必要がある。その場合、呼制御部Ｅ４は送信間隔制御部Ｅ１０に対して送信間隔の設定値として”５２”を設定する。
【００１８】
具体的には呼制御部Ｅ４はＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８のアドレスバスに送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂの制御バスアドレスを出力する。制御バスＩ／Ｆ部Ｅ１４内のアドレスコンパレータＥ１７は自分宛のアドレスが出力されていることと、前述の一致信号ＭＳとを検出することにより、送信間隔設定レジスタＥ１５へデータラッチ信号ＤＬを出力する。その際、ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バスＥ８のデータバスには前述送信間隔の設定値”５２”が出力されているため、送信間隔設定レジスタＥ１５に”５２”が設定される。
【００１９】
次にセルデータの流れについて説明する。端末Ｅ６ａから出力されたデータはセル組立部Ｅ３ｂにて４８バイトのデータにセル化され、５バイトのＡＴＭヘッダが付加される。セル組立部Ｅ３ｂから出力されたセルデータは送信ＦＩＦＯ部Ｅ２ｂ内のＦＩＦＯ Ｅ９にＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１により書込まれる。
【００２０】
ＦＩＦＯ書込制御部Ｅ１１はＦＩＦＯデータ有信号ＤＰを多重バス制御部Ｅ１３へ出力し、多重バス制御部Ｅ１３はバスリクエストＢＲ／バスグラントＢＧのシーケンスを経てセルデータをセル多重バスＥ７へ送出する。
【００２１】
ＦＩＦＯ Ｅ９から送出したセルデータの完了時にＦＩＦＯ読出制御部Ｅ１２からリード完了信号ＲＤＣ”Ｌ”が、送信間隔制御部Ｅ１０の送信間隔カウンタＥ１６のロード入力に出力される。
【００２２】
送信間隔カウンタＥ１６はその際ロード入力データとして、送信間隔レジスタＥ１５にラッチされている設定値”５２”をロードして、ダウンカウントを開始する。
【００２３】
送信間隔カウンタＥ１６はダウンカウント値が”０”になった時にカウントゼロ信号ＣＺ”Ｌ”によりバスリクエストＢＲ／バスグラントＢＧのシーケンスを経て多重バスＥ７にセルデータを送出する。その後回線Ｉ／Ｆ部Ｅ５にて電気信号から光信号に返還されＡＴＭ網に送出される。
以上、特開平４−２１２５４４を引用して従来例を説明した。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のＡＴＭ用パケットアダプタ装置においてセル送信間隔を制御することにより固定速度を実現する方式だけでは、端末は最大スループット以下であればいかなる速度でもデータを送出することが可能である。結果として、送信データ量は時間的に偏りが生じて正確な固定速度通信とならず、ゆらぎ吸収バッファを用いた遅延ゆらぎの除去が実現不可能となる問題がある。従って、ゆらぎ吸収バッファを用いてデータの揺らぎを吸収するためには完全な固定速度通信を行う必要がある。
【００２５】
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、回線とインタフェースを行う回線インタフェース部がデータ発生源からの送信データを固定速度に制御することにより、固定速度通信を行う装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２６】
また、本発明は、ＡＴＭ網におけるゆらぎを除去するための固定速度実現を目的として発明したものである。また、電話回線網、衛星回線網等の固定速度通信網において、固定速度のデータ伝送を行う装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレート制御通信装置は、通信網へデータを送出するレート制御通信装置において、送出の対象となる情報源データを入力する情報源入力部と、上記情報源入力部が入力した上記情報源データを所定のデータ形式の送信データに加工する情報源加工部と、上記情報源加工部で加工された送信データの送信の許可を示す信号である送信許可信号を上記情報源加工部へ出力して上記情報源加工部に送信データを送信させ、上記情報源加工部が送信した上記送信データを受信して通信網へ送出する回線インタフェース部とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記回線インタフェース部は、送信許可信号の出力間隔を算出し、算出した出力間隔に基づいて上記送信許可信号を上記情報加工部へ出力する送信制御部を備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記情報源加工部は、上記情報源入力部から入力した情報源データを多重するメディア多重部を備えることを特徴とする。
【００３０】
上記情報源入力部は、情報源データを符号化する情報源符号化部を備えることを特徴とする。
【００３１】
上記情報源加工部は、上記送信データが一定量蓄積されていない場合は、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする。
【００３２】
上記情報源加工部は、上記送信データが一定量以上発生した場合に、上記送信許可信号を要求する送信要求信号を、上記回線インタフェース部へ出力する送信要求信号発生部を備え、上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を監視することを特徴とする。
【００３３】
上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を検出した場合には、上記送信データの送信を許可する送信許可信号を情報源加工部へ出力し、送信要求信号の入力を検出しない場合には、ダミーデータの送信を指示するダミーデータ送信指示信号を情報源加工部へ出力するとともに、上記情報源加工部は、上記送信許可信号が入力された場合には、上記送信データを回線インタフェース部へ送信し、ダミーデータ送信指示信号が入力された場合には、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする。
【００３４】
上記回線インタフェース部は、送信要求信号の入力を検出しない場合には、通信網にダミーデータを送出することを特徴とする。
【００３５】
上記情報源加工部は、情報源加工部において発生する上記送信データの量が回線インタフェース部へ送信する上記送信データの量を超過している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を抑制する信号を出力し、上記送信データの量が不足している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を促進する信号を出力することを特徴とする。
【００３６】
上記情報源加工部は、複数の情報源加工部を備え、上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの上記送信要求信号を受け付けることにより、上記複数の情報源加工部の送信データ発生量を監視し、あるタイミングではいずれか一の情報源加工部に対して送信許可信号を出力することを特徴とする。
【００３７】
上記複数の情報源加工部から送信される送信データを受け取り、送信データを多重する送信データ多重バスを備えることを特徴とする。
【００３８】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信データの送信頻度が、固定になるように送信許可信号を割り振ることを特徴とする。
【００３９】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部に対して出力する送信許可信号を、上記複数の送信データ間の送信する順位を定める送信優先度により割り振ることを特徴とする。
【００４０】
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信要求信号の発生頻度を監視し、各情報源加工部における送信データの発生傾向を把握して各情報源加工部に対する送信許可信号の出力の割り振りを動的に変更することを特徴とする。
【００４１】
上記回線インタフェース部は、各情報源加工部の上記送信優先度を動的に変更することを特徴とする。
【００４２】
上記情報源加工部は、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データを保持し、上記回線インタフェース部は、回線の空きが生じた場合に、上記優先度の低い送信データを送出することを特徴とする。
【００４３】
また、この発明は、通信網へデータを送出するレート制御通信方法において、送出の対象となる情報源データを入力する情報源入力工程と、上記情報源入力工程が入力した上記情報源データを所定のデータ形式の送信データに加工する情報源加工工程と、上記情報源加工工程で加工された送信データの送信の許可を示す信号である送信許可信号を上記情報源加工工程へ出力して上記情報源加工工程に送信データを送信させ、上記情報源加工工程が送信した上記送信データを受信して通信網へ送出する回線インタフェース工程とを備えたことを特徴とする。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明によるＡＴＭ用パケットアダプタ装置は、ＡＴＭ網等の可変速度通信が可能な回線とインタフェースを行う回線インタフェース部からデータ発生源に対して送信許可信号を固定周期で発生させること、送信許可信号の入力に対してデータ発生源から固定長のデータを送信することにより送信データのレートを制御して固定速度にするようにしたものである。
【００４５】
実施の形態１．
実施の形態１を、図１から図３を用いて説明する。図１は、本発明を用いたレート制御通信装置のブロック図である。レート制御通信装置１は、情報源入力部１４、情報源加工部１５、及び、回線インタフェース部４から構成されている。情報源入力部１４は、映像や音声の情報源符号化部２ａ〜２ｂを備え、情報源加工部１５は、メディア多重部３を備えている。情報源５は、映像情報源５ａと音声情報源５ｂを一例として示している。映像情報源５ａには、例えばテレビカメラの様に映像信号を発生するものがある。また、６ａ〜６ｂは通信網への送出する情報のもととなる映像情報や音声情報、７ａ〜７ｂは送出の対象となる情報源データであり、本実施の形態では映像や音声の符号化情報をいい、８は送信データ、９は送信許可信号である。
【００４６】
図２は、回線インタフェース部４の内部構成を示すブロック図である。回線インタフェース部４は、送信ＦＩＦＯ部４０１ａ〜４０１ｂ、セル組立部４０２ａ〜４０２ｂ、呼制御部４０３、回線Ｉ／Ｆ部４０４、多重バス４０５、制御バス４０６、送信制御部４０７から構成されている。これらのうち、送信制御部４０７を除く各構成部は従来例に示すものと同様の動作を行う。
【００４７】
送信制御部４０７は、呼制御部４０３から設定される最大スループットに基づいて送信データ８の送信速度を算出している。送信速度の算出結果とメディア多重部３から回線インタフェース部４へのデータ転送路の最大スループット、送信データ８の転送サイズより、送信許可信号９の出力間隔（周期）を決定してメディア多重部３へ送信許可信号９を出力している。
【００４８】
次に、実施の形態１のレート制御通信装置の動作について説明する。情報源入力部１４に備えられた情報源符号化部２ａ〜２ｂは、映像や音声の情報源５ａ〜５ｂから受信した映像情報６ａや音声情報６ｂを符号化し、符号化情報７ａ〜７ｂとしてメディア多重部３に送信する。
【００４９】
具体的には、情報源符号化部２ａは、映像情報源５ａ受信した映像情報６ａを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−２（ＭＰＥＧ−２ Ｖｉｄｅｏ）規格に準じた情報源符号化処理で処理し、符号化情報７ａとしてメディア多重部３に送信する。情報源符号化部２ｂは、音声情報源５ｂから受信した音声情報６ｂを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １１１７２−３（ＭＰＥＧ−１ Ａｕｄｉｏ）規格に準じた情報源符号化処理で処理し、符号化情報７ｂとしてメディア多重部３に送信する。
【００５０】
次に、情報源加工部１５に備えられたメディア多重部３は、情報源符号化部２ａ〜２ｂから受信した符号化情報７ａ〜７ｂを多重し、送信データ８を生成し、固定長の送信データとして蓄積する。回線インタフェース部４からの送信許可信号９の入力を待って、回線インタフェース部４へ送信データ８を送信する。
【００５１】
具体的には、メディア多重部３は、受信した符号化情報７ａ〜７ｂを、例えばＩＳＯ／ＩＥＣ １３８１８−１（ＭＰＥＧ−２ Ｓｙｓｔｅｍｓ）に従って多重処理を行い、固定長のＴＳＰ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｔｒｅａｍ Ｐａｃｋｅｔ）に加工する。
次に、メディア多重部３は、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から送信許可信号が入力するごとに、回線インタフェース部４のセル組立部４０２ｂへ加工した送信データ８を、１固定長データ単位（本例では、送信データ８を固定長のＴＳＰとする）送信する。
【００５２】
メディア多重部３から回線インタフェース部４へのデータ転送路の最大スループットは、例えば図３に示すようにＡＴＭ網の最大スループットより大きな値とし、その中を固定長（図３ではＴＳＰ長の１８８バイト）のデータ形式で転送を行う。
【００５３】
なお、送信許可信号９入力時に、メディア多重部３に送信データ８が一定量蓄積されていない場合は、ダミーデータ（本実施の形態ではＮｕｌｌ ＴＳＰ）を回線インタフェース部４に送信する。
【００５４】
次に、回線インタフェース部４では、送信データ８をセル化し、ＡＴＭ網に送出する。
なお、ＡＴＭ網以外の通信網へ送出する場合は、通信網の特性に合わせた処理を行った後、送出する。
【００５５】
このように、固定周期で出力される送信許可信号９に対して、１つの固定長データを出力する動作を行うことにより、レートを厳密に制御した固定速度通信が可能となる。
【００５６】
以上のように、映像、音声、データ等の各種メディアデータをパケット形式で伝送するＡＴＭ網等の網で、映像、音声、データ等の各種メディアデータを各々高能率符号化して符号化情報とする情報源符号化部と、各符号化情報を多重して送信データとし、送信許可信号の入力に対して任意の固定長データ形式にて送信データあるいはダミーデータを出力するメディア多重部と、周期的な間隔でメディア多重部に対して送信許可信号を出力する回線インタフェース部を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００５７】
なお、本図では簡単化のため、映像、音声の二種のメディアのみ記しているが、実際にはこれにデータ等を加えても良いし、各メディアをそれぞれ複数多重しても構わない。以下の実施の形態も同様であることは言うまでも無い。
また、図１７に示すように、情報源が１種類の構成であってもよい。
さらに、上記の実施の形態では、情報源入力部１４に情報源符号化部２を備え、情報源加工部１５にメディア多重部３を備えた場合を説明したが、情報源符号化部２やメディア多重部３が備わっていることに限定されるものでもない。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態２を図４から図６を用いて説明する。上記実施の形態１は回線インタフェース部４からの一方的な送信許可信号９により、メディア多重部３より送信データ８の転送を実施していたが、本実施の形態では、メディア多重部３における送信データの蓄積状況の監視を実施する。
【００５９】
図４は、本実施の形態のレート制御通信装置１の構成を示すブロック図である。実施の形態１の図１に示す構成に加えて、送信要求信号１０及びダミーデータ送信指示信号１１が追加されている。
送信要求信号１０は、メディア多重部３において送信データが一定量（例えば、１ＴＳＰ）以上蓄積した場合に、メディア多重部３より出力される信号である。
ダミーデータ送信指示信号１１は、送信要求信号１０がメディア多重部３より出力されていない場合、すなわち、メディア多重部３に送信データ８が一定量以上蓄積されていない場合に、メディア多重部３より出力される信号である。ダミーデータ送信指示信号１１は、スタッフィングのためのダミーデータを回線インタフェース部４へ送信することを指示する信号である。
【００６０】
図５は本実施の形態のメディア多重部３の構成を示すブロック図である。メディア多重部３は、多重部３０１及び送信要求信号発生部３０２から構成されている。多重部３０１には、送信許可信号９及びダミーデータ送信指示信号１１が入力される。送信要求信号発生部３０２は、多重部３０１を監視し、一定量以上の送信データ８が蓄積された場合を検出し、回線インタフェース部４に対して送信要求信号１０を出力する。
【００６１】
図６は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。送信制御部４０７には、メディア多重部３から送信要求信号１０が入力され、メディア多重部３へダミーデータ送信指示信号１１を出力する。
【００６２】
次に、実施の形態２のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、送信要求信号発生部３０２は、多重部３０１に一定量以上の送信データ８が蓄積された場合、回線インタフェース部４へ送信要求信号１０を出力する。
送信制御部４０７は、送信許可信号９を出する際に、送信要求信号１０の入力の有無を参照し、送信要求信号１０の入力を検出した場合は送信許可信号９を出力し、送信要求信号１０の入力を検出しない場合には、ダミーデータ送信指示信号１１を出力する。
メディア多重部３０１は、送信許可信号９が入力された場合には、送信データ８を送信し、ダミーデータ送信指示信号１１が入力された場合には、ダミーデータ（例えば、本例ではＮｕｌｌ ＴＳＰ）を送信する。
【００６３】
このように本実施の形態では、回線インタフェース部４の送信制御部４０７において、送信データ８の一定量以上発生の監視を行い、不足分に対してダミーデータを挿入する機能を有することにより固定速度通信を可能としている。
【００６４】
以上のように、メディア多重部において一定量以上の送信データが発生した際に回線インタフェース部に対して送信要求信号を出力する送信要求信号発生部とダミーデータ送信指示信号を受けてダミーデータを挿入する機能を有し、回線インタフェース部においてメディア多重部に対する送信許可信号を出力する際に送信要求信号の受信を参照する機能、入力する送信要求信号を監視することにより、回線への送信情報に対する送信データの不足を検出してメディア多重部に対してダミーデータ送信指示信号を出力する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００６５】
実施の形態３．
実施の形態３を、図７から図９を用いて説明する。図７は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図８は本実施の形態のメディア多重部３を、図９は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図９において４０８はダミーデータ送信指示信号である。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよい。
【００６６】
次に、実施の形態３のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、上記実施の形態２と同様にメディア多重部３における送信データ８の蓄積状況の監視を実施するレート制御通信装置の一形態である。上記実施の形態２との差異は、回線インタフェース部４の送信制御部４０７において、メディア多重部３の送信要求信号発生部３０２からの送信要求信号１０の入力を検出しない場合、ダミーデータ送信指示信号４０８を、回線インタフェース部４内のセル組立部４０２ｂに対して出力する点である。ダミーデータ送信指示信号４０８が入力されたセル組立部４０２ｂは、ダミーデータを送信データ８へ挿入する。
このように、本実施の形態は、セル組立部４０２ｂがダミーデータを送信データ８へ挿入する機能を有することにより固定速度通信を可能とするものである。
【００６７】
以上のように、メディア多重部において一定量以上の送信データが発生した際に送信要求信号を出力する送信要求信号発生部と、回線インタフェース部においてメディア多重部に対する送信許可信号を出力する際に送信要求信号の受信を参照する機能、入力する送信要求信号を比較することにより、回線への送信情報に対する送信データの不足を検出して自らダミーデータを挿入する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００６８】
実施の形態４．
実施の形態４を、図１０から図１１を用いて説明する。図１０は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１１は本実施の形態のメディア多重部３の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、メディア多重部３と回線インタフェース部４のインタフェースは上記実施の形態１から３のいずれと同様でも構わないため、図１０中での詳細な記述を省略している。図１０、図１１において１２ａ〜１２ｂは情報源データ情報量制御信号である。
【００６９】
次に、実施の形態４のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、メディア多重部３のメディア多重部３０１において、発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部４に対して送信する送信データ量を比較することにより発生する送信データ量の超過、あるいは不足を検出して情報源符号化部２ａ〜２ｂへ情報源データ情報量制御信号１２ａ〜１２ｂを出力する。情報源符号化部２ａ〜２ｂでは、情報源データ情報量制御信号１２ａ〜１２ｂが送信データ量の超過を意味している場合には、符号化情報量の発生を抑制し、不足を意味している場合には、符号化情報量の発生を促す。
このような機能を有することにより伝送路使用効率の良い符号化情報発生を行う固定速度通信を可能とする。
【００７０】
以上のように、メディア多重部で発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部に対して出力する送信データ量を比較することにより、発生する送信データの超過、不足傾向を検出して情報源符号化部に対して符号化情報量制御信号を出力する機能を有し、情報源符号化部が符号化情報の発生量を抑制あるいは促進する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００７１】
実施の形態５．
実施の形態５を、図１２から図１４を用いて説明する。図１２は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１３は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図１２では、情報源符号化部２及び情報源符号化部２とメディア多重部３とのインタフェースは上記実施の形態１から４のいずれと同様でも構わないため、詳細な記述を省略している。また、本実施の形態では、回線インタフェース部４には、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎを接続した構成となっている。
【００７２】
次に、実施の形態５のレート制御通信装置の動作について説明する。図１４は、本実施の形態の動作を示すタイミングチャート例である。回線インタフェース部４の送信制御部４０７では、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎから出力される送信要求信号１０ａ〜１０ｎ（本図では負論理信号）を監視し、メディア多重部３ａ〜３ｎのうち、同時にはいずれか１つに対して送信許可信号９ａ〜９ｎ（本図では負論理信号）を出力する。送信要求信号１０ａ〜１０ｎを受信したメディア多重部３ａ〜３ｎは、送信データ８ａ〜８ｎを送信する。
【００７３】
送信許可信号９ａ〜９ｎは固定的な周期でいずれかの信号が発生するが、いずれのメディア多重部３ａ〜３ｎからも送信要求信号１０ａ〜１０ｎの出力が見られない場合には、回線インタフェース部４のセル組立部４０２ｂへダミーデータ送信指示信号４０８を出力し、送信データ８ａ〜８ｎへダミーデータの挿入を行う。
このようにして、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを多重した固定速度通信を可能とする。
【００７４】
なお、本実施の形態では送信制御部４０７からセル組立部４０２ｂに対してダミーデータ送信指示信号４０８の出力を行う構成としているが、実施の形態２と同様にいずれか一つのメディア多重部３に対してダミーデータ送信指示信号１１を出力する構成としても良い。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよいことは、上記実施の形態３と同じである。
【００７５】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号を受け付けることにより、各メディア多重部における送信データの発生状況を監視し、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部からの送信データを受け取り、多重する機能を有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００７６】
実施の形態６．
実施の形態６を、図１５から図１６を用いて説明する。図１５は本実施の形態のレート制御通信装置１を、図１６は本実施の形態の回線インタフェース部４の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、本実施の形態のレート制御通信装置１は、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎから送信データ多重バス１３へ、次に送信データ多重バス１３から回線インタフェース部４へと送信データ８ａ〜８ｎを送信する構成となっている。
【００７７】
次に、実施の形態６のレート制御通信装置の動作について説明する。本実施の形態では、複数のメディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを送信データ多重バス１３にて多重する。多重した送信データ８を回線インタフェース部４に送信する。このようにして、実施の形態５と同等な固定速度通信を可能とし、且つ簡易な構成を持つことを可能とする。
【００７８】
なお、本実施の形態では実施の形態５と同様に送信制御部４０７からセル組立部４０２ｂに対してダミーデータ送信指示信号４０８の出力を行う構成としているが、実施の形態２と同様にいずれか一つのメディア多重部３に対してダミーデータ送信指示信号１１を出力する構成としても良い。尚、ダミーデータ送信指示信号４０８はダミーデータそのものであってもよいことは、上記実施の形態３と同じである。
【００７９】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号を受け付けることにより、各メディア多重部における送信データの発生状況を監視し、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部に送信データを出力させる機能、送信データ多重バスにて多重された送信データを受け取る機能を有し、複数のメディア多重部からの送信データを多重する送信データ多重バスを有するレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８０】
実施の形態７．
本実施の形態では、上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎを出力する際に、各々独立な固定頻度で割り振る。このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを固定速度とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８１】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対して出力する送信許可信号を各メディア多重部に対して各々独立な固定頻度で割り振ることにより、各メディア多重部からの送信データを各々独立な固定速度とすることができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８２】
実施の形態８．
上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎを出力する際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎごとに出力優先度を持たせて割り振る。
このようにして、各々送信データ発生量の異なる各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを無駄なく多重し、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８３】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対して出力する送信許可信号を各メディア多重部ごとに出力優先度を持たせて割り振ることにより、各々異なる送信データ量を持つメディア多重部からの送信データを無駄なく多重することができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８４】
実施の形態９．
上記実施の形態５及び上記実施の形態６において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎの出力を行う際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎから入力する送信要求信号１０ａ〜１０ｎの入力状態を監視し、各メディア多重部３ａ〜３ｎにおける送信データ８の発生傾向を把握して、各メディア多重部３ａ〜３ｎへの送信許可信号９ａ〜９ｎ出力の割り振りを動的に変更する。
このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを可変速度とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８５】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信要求信号の発生頻度を監視して各メディア多重部における送信データの発生傾向を把握して各メディア多重部に対する送信許可信号出力の割り振りを動的に変更することにより、各メディア多重部からの送信データを可変速度とすることとし、且つ全体として固定速度とするレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８６】
実施の形態１０．
上記実施の形態８において、回線インタフェース部４の送信制御部４０７から複数のメディア多重部３ａ〜３ｎに対して送信許可信号９ａ〜９ｎの出力を行う際に、各メディア多重部３ａ〜３ｎごとに持たせる出力優先度を各メディア多重部３ａ〜３ｎからの出力状況に応じて動的に変更させる。このようにして、各メディア多重部３ａ〜３ｎからの送信データ８ａ〜８ｎを偏り無く多重することを可能とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８７】
以上のように、回線インタフェース部が複数のメディア多重部に対する送信許可信号出力に際し、各メディア多重部ごとに持たせる出力優先度を動的に変更させることにより、各メディア多重部からの送信データを偏りなく多重することができるレート制御通信装置により固定速度通信を可能とし、固定速度を実現する。
【００８８】
実施の形態１１．
上記実施の形態１〜上記実施の形態１０において、ダミーデータを挿入していたが、情報源加工部１５に、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データを保持しておき、回線インタフェース部では、回線の空きが生じた場合に、上記優先度の低い送信データを送出する。
このようにして、伝送帯域を十分に活用した送出を可能とし、且つ全体として固定速度通信とすることを可能とする。
【００８９】
以上の上記実施の形態１〜１１の説明は、映像、音声、データ等を多重したデータをＡＴＭ網のようなパケット形式による通信網において固定速度の送出を実現するのみでなく、実施の形態１〜１０の記載内容より明らかなように、本発明は、元々固定速度を持つ通信網、例えば、電話回線網や衛星回線網等へ送出する場合にも適用可能であることは言うまでも無い。
【００９０】
【発明の効果】
本発明のレート制御通信装置によれば、固定長の送信データを固定周期で発生する送信許可信号に従って送信するため、厳密なレート制御による固定速度通信を行うことができる。
【００９１】
また、本発明によれば、送信データの発生状況に応じて送信要求信号を出力するため、送信データの発生状況に応じた固定速度通信をすることができる。
【００９２】
また、本発明によれば、メディア多重部において、発生する送信データ量と実際に回線インタフェース部に対して送信する送信データ量を比較することにより、発生する送信データの超過、不足傾向を検出して情報源符号化部における符号化情報の発生量を制御することにより伝送路使用効率を改善することができる。
【００９３】
また、本発明によれば、回線インタフェース部が、情報源入力部に備えられた複数のメディア多重部からの送信要求信号を受けつけ、あるタイミングではいずれか一つのメディア多重部に対して送信許可信号を出力することにより、複数のメディア多重部からの送信データを多重することができる。
【００９４】
また、本発明によれば、回線インタフェース部が複数のメディア多重部からの送信データを多重する際に送信データ多重バスを採用することにより、より簡易な構成で複数の送信データの多重することができる。
【００９５】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対し、各々独立な固定周期にて送信許可信号を出力することにより各送信データを固定速度とすることができる。
【００９６】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部ごとに出力優先度を持たせることにより、各々異なる情報発生量を持つ送信データを無駄なく多重することが可能となる。
【００９７】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部からの送信要求信号の発生頻度を監視し、各メディア多重部における送信データの発生傾向を把握して各メディア多重部に対する送信許可信号の割り振りを動的に変更することにより、各送信データを可変速度とすることができる。
【００９８】
また、本発明によれば、回線インタフェース部から複数のメディア多重部に対する送信許可信号の出力を決定する際に、各メディア多重部ごとに決められている出力優先度を動的に変更させることにより、各メディア多重部からの送信データを偏り無く多重することができる。
【００９９】
さらに、本発明によれば、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データ送出することにより、伝送帯域を効率的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のレート制御通信装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の回線インタフェース部のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の動作を示すタイミングチャートの図である。
【図４】本発明の実施の形態２のレート制御通信装置のブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２のメディア多重部のブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２の回線インタフェース部のブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態３のレート制御通信装置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態３のメディア多重部のブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態３の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態４のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態４のメディア多重部のブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態５のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態５の動作を示すタイミングチャートの図である。
【図１５】本発明の実施の形態６のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６の回線インタフェース部のブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態１を簡略化した場合のレート制御通信装置のブロック図である。
【図１８】従来例のセル送出間隔制御機能を有するＡＴＭ用パケットアダプタ装置のブロック図である。
【図１９】従来例の送信ＦＩＦＯ部のブロック図である。
【図２０】従来例の送信間隔制御部のブロック図である。
【図２１】従来例のセルデータ送出時のタイミングチャートの図である。
【図２２】従来例の送信間隔とスループットとの関係を示す図である。
【符号の説明】
１ レート制御通信装置、２，２ａ，２ｂ 情報源符号化部、３，３ａ，３ｂ，３ｎ メディア多重部、４ 回線インタフェース部、５，５ａ，５ｂ 映像・音声情報源、６，６ａ，６ｂ 映像・音声情報、７ａ，７ｂ 映像・音声符号化情報源、８，８ａ，８ｂ，８ｎ 送信データ、９，９ａ，９ｂ，９ｎ 送信許可信号、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｎ 送信要求信号、１１ ダミーデータ送信指示信号、１２ａ，１２ｂ 情報源データ情報量制御信号、１３ 送信データ多重バス、１４ 情報源入力部、１５ 情報源加工部、３０１ 多重部、３０２ 送信要求信号発生部、４０１ａ，４０１ｂ 送信ＦＩＦＯ部、４０２ａ，４０２ｂ セル組立部、４０３ 呼制御部、４０４ 回線Ｉ／Ｆ部、４０５ セル多重バス、４０６ 回線インタフェース部内制御バス、４０７ 送信制御部、４０８ダミーデータ送信指示信号、Ｅ１ ＡＴＭ用パケットアダプタ装置、Ｅ２ａ，Ｅ２ｂ，Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄ 送信ＦＩＦＯ部、Ｅ３ａ，Ｅ３ｂ，Ｅ３ｃ，Ｅ３ｄ セル組立部、Ｅ４ 呼制御部、Ｅ５ 回線Ｉ／Ｆ部、Ｅ６ａ，Ｅ６ｂ，Ｅ６ｃ 端末、Ｅ７ セル多重バス、Ｅ８ ＡＴＭ用パケットアダプタ装置内制御バス、Ｅ９ ＦＩＦＯ、Ｅ１０ 送信間隔制御部、Ｅ１１ ＦＩＦＯ書込制御部、Ｅ１２ ＦＩＦＯ読出制御部、Ｅ１３ セル多重バス制御部、Ｅ１４ 制御バスＩ／Ｆ部、Ｅ１５ 送信間隔設定レジスタ、Ｅ１６ 送信間隔カウンタ、Ｅ１７ アドレスコンパレータ、Ｅ１８ 制御バス制御部。
Claims (15)
- 通信網へデータを送出するレート制御通信装置において、
送出の対象となる情報源データを入力する情報源入力部と、
上記情報源入力部が入力した上記情報源データを所定のデータ形式の送信データに加工する情報源加工部と、
上記情報源加工部で加工された送信データの送信の許可を示す信号である送信許可信号を上記情報源加工部へ出力して上記情報源加工部に送信データを送信させ、上記情報源加工部が送信した上記送信データを受信して通信網へ送出する回線インタフェース部と
を備え、
上記回線インタフェース部は、送信許可信号の出力間隔を算出し、算出した出力間隔に基づいて上記送信許可信号を上記情報加工部へ出力する送信制御部を備えたことを特徴とするレート制御通信装置。 - 上記情報源加工部は、上記情報源入力部から入力した情報源データを多重するメディア多重部を備えることを特徴とする請求項１記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源入力部は、情報源データを符号化する情報源符号化部を備えることを特徴とする請求項１から２いずれかに記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源加工部は、上記送信データが一定量蓄積されていない場合は、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源加工部は、上記送信データが一定量以上発生した場合に、上記送信許可信号を要求する送信要求信号を、上記回線インタフェース部へ出力する送信要求信号発生部を備え、
上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を監視することを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のレート制御通信装置。 - 上記回線インタフェース部は、上記送信要求信号の入力を検出した場合には、上記送信データの送信を許可する送信許可信号を情報源加工部へ出力し、送信要求信号の入力を検出しない場合には、ダミーデータの送信を指示するダミーデータ送信指示信号を情報源加工部へ出力するとともに、
上記情報源加工部は、上記送信許可信号が入力された場合には、上記送信データを回線インタフェース部へ送信し、ダミーデータ送信指示信号が入力された場合には、ダミーデータを回線インタフェース部へ送信することを特徴とする請求項５記載のレート制御通信装置。 - 上記回線インタフェース部は、送信要求信号の入力を検出しない場合には、通信網にダミーデータを送出することを特徴とする請求項５記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源加工部は、情報源加工部において発生する上記送信データの量が回線インタフェース部へ送信する上記送信データの量を超過している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を抑制する信号を出力し、上記送信データの量が不足している場合には、情報源入力部へ情報源データの送信を促進する信号を出力することを特徴とする請求項５から７いずれかに記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源加工部は、複数の情報源加工部を備え、
上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの上記送信要求信号を受け付けることにより、上記複数の情報源加工部の送信データ発生量を監視し、あるタイミングではいずれか一の情報源加工部に対して送信許可信号を出力することを特徴とする請求項５から８いずれかに記載のレート制御通信装置。 - 上記複数の情報源加工部から送信される送信データを受け取り、送信データを多重する送信データ多重バスを備えることを特徴とする請求項９記載のレート制御通信装置。
- 上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信データの送信頻度が、固定になるように送信許可信号を割り振ることを特徴とする請求項１０記載のレート制御通信装置。
- 上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部に対して出力する送信許可信号を、上記複数の送信データ間の送信する順位を定める送信優先度により割り振ることを特徴とする請求項９または請求項１０記載のレート制御通信装置。
- 上記回線インタフェース部は、上記複数の情報源加工部からの送信要求信号の発生頻度を監視し、各情報源加工部における送信データの発生傾向を把握して各情報源加工部に対する送信許可信号の出力の割り振りを動的に変更することを特徴とする請求項９または請求項１０記載のレート制御通信装置。
- 上記回線インタフェース部は、各情報源加工部の上記送信優先度を動的に変更することを特徴とする請求項１２記載のレート制御通信装置。
- 上記情報源加工部は、回線の空きが生じた場合に送信を行う優先度の低い送信データを保持し、
上記回線インタフェース部は、回線の空きが生じた場合に、上記優先度の低い送信データを送出することを特徴とする請求項５記載のレート制御通信装置。
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