JP4130832B2 - パケットデータ複製配信方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像や音響データからなる番組の配信、転送、受信再生に係り、特に複数のストリームから構成される番組の送受信システムに関する。

ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)網におけるデータ伝送として、ベストエフォート型のＵＢＲ(Unspecified Bit Rate)サービスがある。このＵＢＲ伝送時におけるスループットを向上させる伝送制御方式として、「２つのしきい値を動的に制御した選択セル廃棄制御方式に関する検討」（電子情報通信学会技術研究報告、Vol.99、No.621、55〜60頁(2000.02)）に説明のあるＥＰＤ(Early Packet Discard)制御方式が知られている。ＵＢＲサービスは、ＡＴＭ網におけるベストエフォート伝送サービスであり、伝送網が輻輳するとＡＴＭセル単位で廃棄が発生する。ＡＴＭセル単位で廃棄が発生すると、廃棄セルを含んだ分割前のパケットデータ全てが無効になるにも関わらず、セル廃棄後においても無効となったはずのＡＴＭセルの伝送を行うため、伝送路の帯域を無駄に消費してしまう。そこで輻輳発生時において、セル単位の廃棄ではなく、パケットデータ単位での廃棄を行うのがＥＰＤ制御方式である。

一方、ＩＰ(Internet Protocol)網における映像データの伝送方式として、「ビデオマルチキャストにおける符号化伝送制御方式」（映像情報メディア学会誌、Vol.52、No.6、863〜870頁（1998-6））が知られている。この方式は、映像サーバからクライアントへ階層符号化映像番組データを、複数のチャンネル（マルチキャストアドレス）を用いて伝送する制御方式が記載されている。この方式では、ビデオデータの階層化として、国際標準であるＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)符号化方式が規定するI,P,B各フレームデータと、各フレームにおける空間周波数成分の低周波成分と高周波成分の総計６種類の符号化データを、複数のチャンネルを利用しサーバからクライアントへ配信する。MPEG符号化方式が規定するI,P,Bフレームデータにおいて、Pフレームのデータを再生するために
はIフレームのデータが必要であり、またBフレームのデータを再生するためにはIフレーム、Pフレームのデータが必要であり、結果としてIフレーム、Pフレーム、Bフレームの順位に重要度が存在することになる。また各フレームにおける空間周波数成分としては、映像の細部を表す高周波成分に比較し、基本的な輪郭を表す低周波成分が重要であるといった重要度の関係がある。このビデオマルチキャストにおける符号化伝送制御方式では、映像サーバから前記６種類の階層符号化データを、６チャンネルを用いてクライアントへ配信する。

電子情報通信学会技術研究報告、Vol.99、No.621、55〜60頁(2000.02) 映像情報メディア学会誌、Vol.52、No.6、863〜870頁（1998-6）

ベストエフォート網の一つであるＩＰ(Internet Protocol)網にてデータ伝送を行う場合、伝送網内に輻輳が発生するとパケット単位にて廃棄が行われる。

例えば伝送するデータが映像データである場合、映像フレーム、或いはスライスを構成するデータの一部が廃棄される。映像フレーム、或いはスライスを構成するデータの一部が廃棄される場合、従来技術のＡＴＭ伝送項にて説明した現象と同様の問題が発生する。即ち、廃棄パケットを含む映像フレーム、或いはスライスデータは全体として無効になるにも関わらず、パケット廃棄後も無効となったパケットを伝送し続け、伝送路の帯域を無駄に消費するといった問題がある。

また映像フレーム、或いはスライスデータの伝送途中において、パケット廃棄を開始する場合は、既に伝送した映像データを無効にしてしまうといった課題があり、映像フレーム、或いはスライスデータの途中からパケット廃棄を終了しパケット伝送を開始する場合は、次の映像フレーム、或いはスライスの開始までの無効となるデータを伝送してしまうといった問題がある。さらに、データをマルチキャスト配信する場合は、映像フレームデータの途中から複製を開始し、マルチキャスト配信を行うと、次のフレームデータの先頭までの無効となるデータの配信を行ってしまうといった問題がある。

また、例えば従来技術の項で説明した複数ストリームから構成される階層映像番組データ伝送では、各階層のデータはそれぞれ複数のパケット（ここでは、「パケット群」という。）にパケット化されて転送される。この場合、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャの高周波成分がなくてもフレームの再生が可能なため、Ｉ、Ｐ、Ｂピクチャの高周波成分が格納されるパケットの優先度は低い。しかし、従来のルータを用いた階層映像番組データ伝送では、輻輳が発生した場合、図２５に示すようにランダムにデータパケットを廃棄するため、重要なデータパケットまでもが廃棄されることがあり、映像データの復号化・再生においてエラーが多数発生、或いは再生停止といった問題が発生している。そこで映像データを階層化して伝送し、データ廃棄を行う場合は、低優先度のデータパケットを選択的に廃棄することが重要である。しかしながら優先度の低いパケット群であっても、一部のパケットが受信再生装置に転送され、一部のパケットがそこに転送されないような場合、映像データの復号化の都合上エラーが発生し、そのフレームを再生すると、画面にちらつきが出るなど、画質に影響が出るといった問題がある。

そこで本発明の目的は、映像フレーム或いはスライスといった意味のあるデータ構成を分割してＩＰパケット伝送し、伝送網輻輳時にパケット廃棄を行うデータ伝送方式において、伝送路の帯域を有効に活用するデータ伝送方式及び伝送装置を提供することにある。
また本発明は、データのマルチキャスト配信時において、伝送路の帯域を有効に活用するデータ伝送方式及び伝送装置を提供することにある。

さらに本発明は、複数ストリームから構成される映像・音響番組データ伝送時において伝送網輻輳時に低優先度のパケットデータを廃棄するデータ伝送方式において、受信再生側装置において再生の乱れを防止できるデータ伝送方式、及び伝送装置を提供することにある。

本発明においては、映像フレーム或いはスライスといった意味のあるデータ構成を分割してＩＰパケット伝送し、伝送網輻輳によるパケット廃棄を行う場合は、意味のあるデータ(映像フレーム、或いはスライス)の途中から廃棄開始、或いは廃棄終了を行うのではなく、意味のあるデータの開始に合わせて、パケット廃棄の開始、或いは廃棄終了を行うようにすることで、前記目的を達成する。

また本発明では、データのマルチキャスト配信時において、映像フレーム或いはスライスといった意味のあるデータの途中から複製を開始するのではなく、意味のあるデータの開始に合わせて、パケット複製の開始を行うようにすることで、前記目的を達成する。

さらに本発明では、複数ストリームから構成される映像・音響番組データ伝送時において、低優先度のパケットデータを廃棄するときには、図２４に示すように、低優先階級に属するパケット群単位で廃棄を行うことにより、すなわち各層に属するデータパケットは完全に伝送するかしないかの選択伝送を行うことによって前記目的を達成する。
より具体的には、以下の手段を用いる。

第１に本発明は、複数ストリーム、例えば従来例で説明した階層符号化映像データから構成される番組データ（以後、「階層番組」という）をサーバよりパケット配信する際に、各ストリーム毎にシーケンス番号を付与した階層ヘッダを付与して階層パケットデータ化する手段と、階層パケットデータ化したデータをＵＤＰ(User Datagram protocol)パケットデータ化して、さらにＩＰ(Internet Protocol)パケットデータ化する手段と、ＩＰパケットデータのヘッダ内に付与するＤＳ(Differentiated Services)フィールド値に階層番組を構成する各ストリームを識別するための識別子（以後、「フロー識別子」という）データと、パケットデータの廃棄開始或いは廃棄終了を実行するための識別子（以後、「制御コード」という）データとを付与して階層番組データをＩＰパケットデータ化、及び配信する手段を用いる。

第２に本発明は、ＩＰパケットデータ転送装置において、輻輳が発生した場合に処理すべき階層番組データのフロー識別子データ、及びパケットデータの廃棄開始或いは廃棄終了を実行するための制御コードデータを保持し、輻輳が発生した場合、保持した階層番組データを示すフロー識別子データを持つデータに対して、パケットデータの廃棄開始・終了処理を実行するための制御コードデータをもとに廃棄の開始或いは廃棄の終了を実行する手段を用いる。

第３に本発明は、階層番組データの整形を行うサーバにおいて、処理すべき階層番組データの階層パケットデータ内のシーケンス番号が不連続である場合に処理すべき階層番組データのフロー識別子データ、及びＩＰパケットデータの廃棄開始或いは廃棄終了を実行するための制御コードデータを保持し、処理すべき階層番組ストリーム毎のシーケンス番号に所定の不連続が発生した場合、保持した処理すべき階層番組ストリームのフロー識別子データを持つＩＰパケットデータに対して、パケットデータの廃棄開始・終了処理を実行するための制御コードデータをもとに廃棄の開始或いは廃棄の終了を実行することにより、データの整形を行う手段を用いる。

第４に本発明は、階層番組データの受信再生を行うクライアントにおいて、処理すべき階層番組データの階層パケットデータ内のシーケンス番号が不連続である場合に処理すべき階層番組データのフロー識別子データ、及びＩＰパケットデータの廃棄開始或いは廃棄終了を実行するための制御コードデータを保持し、処理すべき階層番組ストリーム毎のシーケンス番号に所定の不連続が発生した場合、保持した処理すべき階層番組ストリームのフロー識別子データを持つＩＰパケットデータに対して、パケットデータの廃棄開始・終了処理を実行するための制御コードデータをもとに廃棄の開始或いは廃棄の終了を実行することにより、データの整形を行う手段を用いる。

第５に本発明は、ＩＰパケットデータからＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）パケットデータに変換するデータ変換サーバにおいて、ＤＳ値（フロー識別子データ、及び制御コードデータ）よりラベルデータを作成する手段を用いる。

第６に本発明は、ＭＰＬＳによるパケットデータ転送を行う装置におて、輻輳が発生した場合に処理すべきラベルを保持し、輻輳が発生した場合、保持したラベルをもとにＭＰＬＳパケットデータの廃棄開始或いは廃棄の終了を実行する手段を用いる。

すなわち、本発明によるパケットデータ転送方法は、ＩＰ(Internet Protocol)網或いはＭＰＬＳ(Multi-Protocol Label Switching)網におけるパケットデータ転送方法において、複数の入出力ポートを持つパケットデータ転送装置に処理すべきデータを識別するための識別子（フロー識別子）データ及び処理を制御するための識別子（制御コード）データを保持し、フロー識別子データと制御コードデータが付与されたパケットデータを受信し、パケットデータ転送装置内での輻輳時にフロー識別子データによって識別したパケットデータの廃棄を行う場合、制御コードデータを基に廃棄開始及び廃棄終了を行うことを特徴とする。

制御コードデータが開始コードである場合、処理すべきパケットデータとして識別したパケットデータの廃棄開始及び廃棄終了動作を所定の制御コード（開始コード）データを含むパケットデータから行うようにする。

制御コードデータが終了コードである場合、処理すべきパケットデータとして識別したパケットデータの廃棄開始及び廃棄終了動作を制御コード（終了コード）データを含むパケットデータの次のパケットデータから行うようにする。

フロー識別子データが映像データを示す場合、制御コードデータは、映像データに含まれるシーケンスのスタートコード、ＧＯＰ(Group Of Pictures)のスタートコード、ピクチャ(映像フレーム)のスタートコード、スライスのスタートコードの何れかを基に作成する制御コードデータとすることができる。

前記パケットデータ転送方法は、パケットデータ転送装置の出力段のバッファデータ量が所定量（以後、「廃棄開始・終了点」という）以上有るか否かを監視し、バッファデータ量が増大して廃棄開始・終了点以上となり所定の制御コードデータとフロー識別子データを持つパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を開始し、またバッファデータ量が減少して廃棄開始・終了点を下回り所定の制御コードデータとフロー識別子データを持ったパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を終了するようにすることができる。

また、廃棄開始・終了点をそれぞれ異なるフロー識別子データと対応付けて複数設定し、バッファデータ量が複数設定した廃棄開始・終了点以上有るか否かの監視を行い、バッファデータ量が増大して各廃棄開始・終了点以上となり所定の制御コードデータと当該廃棄開始・終了点に対応付けられたフロー識別子データとを持つパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を開始し、バッファデータ量が減少して各廃棄開始・終了点を下回り所定の制御コードデータと当該廃棄開始・終了点に対応付けられたフロー識別子データとを持つパケットデータを受信した場合に、当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を終了するようにしてもよい。

また、パケットデータ転送装置の出力段のバッファデータ量が第１の所定量（以後、「廃棄開始点」という）以上有るか否か、また前記第１の所定量より少ない第２の所定量（以後、「廃棄終了点」という）以上有るか否かを監視し、バッファデータ量が増大して廃棄開始点以上となり所定の制御コードデータとフロー識別子データを持ったパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を開始し、またバッファデータ量が減少して廃棄終了点を下回り所定の制御コードデータとフロー識別子データを持ったパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を終了するようにしてもよい。

さらに、廃棄開始点と廃棄終了点をそれぞれ異なるフロー識別子データと対応付けて複数設定し、バッファデータ量が複数設定した廃棄開始点以上有るか否か、また複数設定した廃棄終了点以上有るか否かを監視し、バッファデータ量が増大して各廃棄開始点以上となり所定の制御コードデータと当該廃棄開始点に対応付けられたフロー識別子データを持つパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を開始し、またバッファデータ量が減少して各廃棄終了点を下回り所定の制御コードデータを当該廃棄終了点に対応付けられたフロー識別子データを持つパケットデータを受信した場合に当該フロー識別子データを持つパケットデータの廃棄を終了するようにしてもよい。

本発明によるパケットデータ転送方法は、それぞれ入力回線と接続するための複数のイングレスカードと、データ廃棄機能とバッファとを有しそれぞれ出力回線と接続するための複数のエグレスカードと、複数のイングレスカードと複数のエグレスカードとに接続されるスイッチとを備えるルータを用いて、送信先アドレス情報が設定されるフィールドと、各階層を識別するためのフロー識別子データを設定するフィールドと、廃棄を開始・終了するための制御コードデータを設定するフィールドとが設けられたヘッダを有し、階層符号化した映像フレームデータが各階層毎に複数のパケットデータにパケットデータ化されたパケットデータを転送する方法であって、イングレスカードに入力されたパケットデータを前記スイッチに転送し、そのアドレスフィールドの値に対応するエグレスカードに転送し
、各バッファに滞留するパケットデータ量が所定のしきい値を越えた場合には、各バッファに入力するパケットデータを、各フロー識別子データ毎に前記制御コードデータを基に各階層単位で廃棄することを特徴とする。

本発明によるパケットデータ転送装置は、それぞれ入力回線と接続するための複数のイングレスカードと、データ廃棄機能とバッファとを有しそれぞれ出力回線と接続するための複数のエグレスカードと、複数のイングレスカードと複数のエグレスカードとに接続されるスイッチとを備え、イングレスカードに入力された、送信先アドレス情報が設定されるフィールドと、各階層を識別するためのフロー識別子データを設定するフィールドと、廃棄を開始・終了するための制御コードデータを設定するフィールドとが設けられたヘッダを有し、階層符号化した映像フレームデータが各階層毎に複数のパケットデータにパケットデータ化されたパケットデータをスイッチに転送し、そのアドレスフィールドの値に対応するエグレスカードに転送するパケットデータ転送装置であって、各バッファに滞留するパケットデータ量が所定のしきい値を越えたとき、当該バッファに入力するパケットデータを、各フロー識別子データ毎に制御コードデータを基に、各階層単位で廃棄する手段を備えたことを特徴とする。

本発明によるデータ配信方式は、ＩＰ網上でのデータ配信方式であって、伝送データを識別するためのフロー識別子データと伝送途中において伝送データを廃棄開始或いは廃棄終了を制御するための制御コードデータとをＩＰパケットヘッダ内のＤＳ(Differentiated Services)フィールド内に配置して、伝送データを配信することを特徴とする。

本発明によるデータ配信方式は、また、ＭＰＬＳ網上でのデータ配信方式であって、伝送データを識別するためのフロー識別子データと伝送途中において伝送データを廃棄開始或いは廃棄終了を制御するための制御コードデータとをＭＰＬＳパケットヘッダ内のラベルフィールド内に配置して、伝送データを配信することを特徴とする。

本発明によるパケットデータ作成方法は、複数のストリームから構成される階層データからパケットデータを作成するパケットデータの作成方法において、伝送する各階層データを識別するためのフロー識別子データと、伝送途中において輻輳が発生した場合に廃棄動作を開始あるいは終了するための制御コードデータとを、所定のサイズ毎に分割した階層データ毎に付与して階層パケットデータを作成し、さらにＵＤＰ(User Datagram Prtocol)ヘッダを付与することによりＵＤＰパケットデータ化を行うことを特徴とする。

本発明によるデータの整形方法は、複数のストリームから構成される階層データの各階層データを識別するためのフロー識別子データと、所定のサイズ毎に分割したデータに連続的に付与されるシーケンス番号と、各階層データの廃棄動作を開始あるいは終了するための制御コードデータとを所定のサイズ毎に分割した各階層データ毎に付与して階層パケットデータを作成し、さらにＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して配信されたデータ列を受信するステップと、受信したＩＰパケットデータ列からＵＤＰパケットデータ及び階層パケットデータを再構成し、ＵＤＰデータを再構成出来ないデータを廃棄するステップと、各フロー識別子データ毎に再構成した階層パケットデータのシーケンス番号の連続性を確認するステップと、シーケンス番号が不連続であるとき、制御コードデータが廃棄動作を開始するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータの直前の階層パケットデータまでを廃棄し、制御コードデータが廃棄動作を終了するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータまでを廃棄して、それ以後の階層パケットデータをＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して受信時と同一の送信先へ配信するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によるデータの整形装置は、複数のストリームから構成される階層データの各階層データを識別するためのフロー識別子データと、所定のサイズ毎に分割したデータに連続的に付与されるシーケンス番号と、各階層データの廃棄動作を開始あるいは終了するための制御コードデータとを所定のサイズ毎に分割した各階層データ毎に付与して階層パケットデータを作成し、さらにＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化したデータを受信する手段と、受信したＩＰパケットデータからＵＤＰパケットデータ及び階層パケットデータを再構成する手段と、ＵＤＰパケットデータを再構成出来ない場合は再構成出来ないデータを廃棄する手段と、再構成した階層パケットデータのシーケンス番号の連続性を各フロー識別子データ毎に確認する手段と、シーケンス番号が不連続であるとき、制御コードデータが廃棄動作を開始するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータの直前の階層パケットデータまでを廃棄し、制御コードデータが廃棄動作を終了するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータまでを廃棄して、それ以後の階層パケットデータをＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して受信時と同一の送信先へ配信する手段と、シーケンス番号が連続である場合には受信した全ての階層パケットデータをＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して受信時と同一の送信先へ配信する手段とを備えたことを特徴とする。

本発明による復号化方式は、複数の映像・音響ストリームから構成される階層映像・音響番組データの各階層番組データを識別するためのフロー識別子データと、所定のサイズ毎に分割したデータに連続的に付与されるシーケンス番号と、各階層データの廃棄動作を開始あるいは終了するための制御コードデータとを所定のサイズ毎に分割した各階層データ毎に付与して階層パケットデータを作成し、さらにＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して配信されたＩＰパケットデータ列を受信するステップと、受信したＩＰパケットデータ列からＵＤＰパケットデータ及び階層パケットデータを再構成するステップと、ＵＤＰパケットデータを再構成出来ない場合は再構成出来ないデータを廃棄するステップと、再構成した階層パケットデータのシーケンス番号の連続性を各フロー識別子データ毎に確認するステップと、シーケンス番号が不連続であるとき、制御コードデータが廃棄動作を開始するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータの直前の階層パケットデータまでを廃棄し、制御コードデータが廃棄動作を終了するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータまでを廃棄して、それ以後の階層パケットデータから復号化を実行するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によるデータの復号化及び再生表示装置は、複数の映像・音響ストリームから構成された階層映像・音響番組データの各階層番組データを識別するためのフロー識別子データと、所定のサイズ毎に分割したデータに連続的に付与されるシーケンス番号と、各階層データの廃棄動作を開始あるいは終了するための制御コードデータとを所定のサイズ毎に分割した各階層データ毎に付与して階層パケットデータを作成し、さらにＵＤＰパケットデータ化及びＩＰパケットデータ化して配信されたＩＰパケットデータを受信する手段と、受信したＩＰパケットデータからＵＤＰパケットデータ及び階層パケットデータを再構成する手段と、ＵＤＰパケットデータを再構成出来ない場合は再構成出来ないデータを廃棄する手段と、再構成した階層パケットデータのシーケンス番号の連続性を各フロー識別子データ毎に確認する手段と、シーケンス番号が不連続であるとき、制御コードデータが廃棄動作を開始するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータの直前の階層パケットデータまでを廃棄し、制御コードデータが廃棄動作を終了するための制御コードデータである場合には後続として受信した各階層パケットデータ内の次の制御コードデータを含む階層パケットデータまでを廃棄して、それ以後の階層パケットデータから復号化を開始する手段と、シーケンス番号が連続である場合には受信した全ての階層パケットデータを復号化する手段と、復号化したデータを再生表示するための手段とを備えることを特徴とする。

本発明によるパケットデータ複製配信方法（データのマルチキャスト配信方法）は、複製を作製すべきデータを識別するためのフロー識別子データと、複製処理を制御するための制御コードデータを保持し、フロー識別子データと制御コードデータとが付与されたパケットデータを受信し識別したパケットデータの複製を行う場合、保持したフロー識別子データを持つパケットデータに対して制御コードデータを基に複製開始及び複製終了を行うことを特徴とする。

本発明による複製配信装置（データのマルチキャスト配信装置）は、複製を作製すべきデータを識別するためのフロー識別子データと複製処理を制御するための制御コードデータとを保持する手段と、フロー識別子データと制御コードデータとを付与したパケットデータを受信する手段と、パケットデータの複製を行う場合、保持したフロー識別子データを持つパケットデータに対して制御コードデータを基に複製開始及び複製終了を行う手段とを備えたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、映像フレーム、或いはスライスといった意味のあるデータ構成を分割してＩＰパケット伝送し、伝送網輻輳によるパケット廃棄を行う場合は、意味のあるデータ(映像フレーム、或いはスライス)の途中から廃棄開始、或いは廃棄終了を行うのではなく、意味のあるデータの開始に合わせて、パケット廃棄の開始、或いは廃棄終了を行うようにすることで、伝送路の帯域を有効に活用するデータ伝送方式、及び伝送システムを提供することができる。

また本発明では、データのマルチキャスト配信時において、映像フレーム、或いはスライスといった意味のあるデータの途中から複製を開始するのではなく、意味のあるデータの開始に合わせてパケット複製の開始を行うようにすることで、伝送路の帯域を有効に活用するデータ伝送方式、及び伝送装置を提供することができる。

さらに本発明では、複数ストリームから構成される映像・音響番組データ伝送時において、低優先度のパケットデータを廃棄するときには、低優先階級に属するパケット群単位で廃棄を行うことにより、受信再生側装置において、再生の乱れを防止するデータ伝送方式、及び伝送装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

始めに、本実施の形態にて用いたデータの構造について説明を行う。図３は、本実施の形態で用いた階層番組データのＩＰパケットデータ化方法を示している。ここでは、階層番組データとして、ＭＰＥＧビデオデータ（ＭＰＥＧ−１、或いはＭＰＥＧ−２）のＩフレームの高周波成分データ４０と低周波成分データ４１とを例に説明を行う。配信する階層番組データ４０は、所定のサイズ、例えば４ｋバイト毎に分割することにより、４３と４５の階層データ（１）と階層データ（２）とに分割され、それぞれ階層ヘッダ４２、４４を付与して階層パケットデータを作成する。ここで階層ヘッダ４２、４４は、階層データを識別するための４ビットの識別子（以後、「フロー識別子」という）データと、各階層フレームデータの先頭か或いは途中かを示す４ビットの識別子（以後、「制御コード」という）データと、階層番組データを構成する各ストリーム毎に連続的に付与する１６ビットのシーケンス番号である。フロー識別子データと制御コードデータの値については、図４を用いて詳細に説明する。シーケンス番号としては、Ｉフレームの高周波成分データ４０と低周波成分データ４１とを個別に、１６進法の値で0x0000〜0xFFFFの値をサイクリックに付与する。但し、ここではフロー識別子データと制御コードデータを４ビットとし、シーケンス番号を１６ビットの値としたが、そのほかの値でもよい。

さらに階層パケットデータ化したデータ４２と４３、及び４４と４５は、それぞれ先頭にＵＤＰヘッダ４６、４７を付与してＵＤＰパケットデータを構成する。またさらにＵＤＰパケットデータ化したデータ４６と４２と４３、及び４７と４４と４５は、それぞれ所定のサイズ、例えば１４８０バイト毎に分割され、それぞれ先頭にＩＰヘッダ４８、４９、５０を付与してＩＰパケットデータを構成する。図３の例では、データ４６と４２と４３から構成されるＵＤＰパケットデータのサイズが１４８０バイトを越えるため、４３の階層データ（１）が４３−１と４３−２に分割されて、ＩＰパケットデータ化される状態を示している。

５１、５２、５３に示したＤＳ値は、図４を用いて後述するが、ＩＰパケットデータが伝送するデータに応じて設定される値であり、階層番組を構成する各ストリームを識別するためのフロー識別子データと、パケットデータの廃棄開始或いは廃棄終了を実行するための制御コードデータとから構成される値である。これらＤＳ値（データ５１、５２、５３）は、前記階層ヘッダ内のフロー識別子データ（データ５５、５６）及び制御コードデータ（データ６０、６１）値を基に作成する。また６５、６６に示したシーケンスデータは、前述したとおり、各ストリーム毎に連続的に付与される１６ビットのシーケンス番号である。

図４は、ＩＰパケットデータが伝送するデータの内容に応じて設定するＤＳ値の詳細を示している。例えば、図３の５１のＤＳ値は、伝送するデータ４３−１の内容で決定され、また５２のＤＳ値は、４３−２のデータ内容で決定される。図３で説明した４３−１のデータは、Ｉフレームの高周波成分データであるので、フロー識別子データとしては０ｘ５であり、且つＩフレームの高周波成分データの先頭データであるため、制御コードデータとしては０ｘＤが設定される。図３の５１に示したＤＳ値全体としては、フロー識別子データ（０ｘ５）と制御コードデータ（０ｘＤ）とから０ｘ５Ｄとなる。また図３の４３−２のデータは、Ｉフレームの高周波成分データであるので、フロー識別子データとしては０ｘ５であるが、Ｉフレームの高周波成分データの途中データであるため、制御コードデータとしては０ｘＣが設定される。結果として図３の５２に示したＤＳ値全体としては、フロー識別子データ（０ｘ５）と制御コードデータ（０ｘＣ）とから０ｘ５Ｃとなる。さらに図３の４５のデータは、Ｉフレームの高周波成分データであるので、フロー識別子データとしては０ｘ５であり、且つＩフレーム高周波成分データの途中データであるため、制御コードデータとしては０ｘＣが設定される。結果として図３の５３に示したＤＳ値全体としては、フロー識別子データ（０ｘ５）と制御コードデータ（０ｘＣ）とから０ｘ５Ｃとなる。

以上説明したＩフレームの高周波成分以外については、図４に示したように、ＩＰパケットデータが伝送するデータがＩフレームの低周波成分である場合は、フロー識別子データとして０ｘ６を付与し、Ｐフレームの低周波成分である場合は、フロー識別子データとして０ｘ４が、またＰフレームの高周波成分である場合は、フロー識別子データとして０ｘ３を付与する。さらにＩＰパケットデータが伝送するデータがＢフレームの低周波成分である場合は、フロー識別子データとして０ｘ２が、またＢフレームの高周波成分である場合は、フロー識別子データとして０ｘ１を付与する。制御コードデータとしては、伝送するデータが各映像フレームの先頭データである場合は０ｘＤが付与され、映像フレームの途中データである場合は、制御コードデータとして０ｘＣを付与する。以上が、ＩＰパケットデータが伝送するデータの内容とＤＳ値との関係であるが、図４で設定した値以外の設定を用いてもよい。またパケットデータの廃棄開始及び終了を制御するコードとして、各映像フレームの先頭か否かにより設定を行ったが、そのほかの区別、例えば、ＧＯＰ(Group Of Pictures)の先頭であるか否か、或いは各映像フレームのスライスの先頭であるか否か等の区別により設定することも可能である。

図１は、本発明の実施形態によるパケットデータ転送装置１００の構成を示す図である。具体的には、複数の入力回線と接続するための入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）と、パケットデータをルーティングするルーテイング部２と、複数の出力回線用にルーティングされたデータを選択的に伝送するための選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）と、各選択伝送部に接続したバッファ４（４−１〜４−Ｎ）と、複数の出力回線と接続するための出力ポート５（５−１〜５−Ｎ）とから構成する。入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）はイングレスカードで作ることができる。また、選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）、各選択伝送部に接続したバッファ４（４−１〜４−Ｎ）、及び複数の出力回線と接続するための出力ポート５（５−１〜５−Ｎ）はエグレスカード２０１（２０１−１〜２０１−Ｎ）として作ることもできる。

次に、パケットデータ転送装置１００の動作について説明する。パケットデータ転送装置１００は、始めに図３に示したＩＰパケットデータ、例えばデータ４８、４６、４２、及び４３−１とから構成するＩＰパケットデータ等を複数の入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）から受信する。受信したＩＰパケットデータは、ＩＰパケットヘッダの宛先アドレスによりルーテイング部２を通して所定の出力ポート（ここでは、選択伝送部３−１〜３−Ｎの何れか）へルーティングする。選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）に転送したパケットデータは、後段に接続したバッファのデータ量信号２１（２１−１〜２１−Ｎ）によって選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）からバッファ４（４−１〜４−Ｎ）へ伝送するか否かを判定する。

図１のパケットデータ転送装置１００の例では、バッファ４（４−１〜４−Ｎ）内のデータ量が所定のデータ量（パケットデータの廃棄を開始、或いは終了すべきバッファ内のデータ量点）以上有るか無いかを監視する場合を示しており、バッファ４（４−１〜４−Ｎ）内のデータ量が所定量以上であるか否かを、信号２１（２１−１〜２１−Ｎ）にて選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）へ通知する。これにより、受信したＩＰパケットデータを選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）からバッファ４（４−１〜４−Ｎ）へ伝送するか否かを判定する。伝送する場合には選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）よりバッファ４（４−１〜４−Ｎ）へＩＰパケットデータを伝送する。伝送しない（廃棄する）場合は、選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）よりバッファ４（４−１〜４−Ｎ）へＩＰパケットデータを伝送せず、選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）内にて廃棄を行う。尚、選択伝送部３（３−１〜３−Ｎ）の動作については、図２を用いて後述する。バッファ４（４−１〜４−Ｎ）内に伝送したＩＰパケットデータは、出力ポート５（５−１〜５−Ｎ）より出力回線へと配信する。

図２は、選択伝送部３の構成を詳細に示した図である。選択伝送部３は、選択伝送判定部３１と、データを一時的に保持するレジスタ３２と、データの転送を実行する転送部３３とから構成する。ルーテイング部２よりルーティングしたＩＰパケットデータは、一時的にレジスタ３２に保持し、ＩＰヘッダ内のＤＳ値の解析を選択伝送判定部３１により行う。選択伝送判定部３１では、予めバッファ４内のデータ量が所定量以上（輻輳時）である場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始・終了する制御コードデータを蓄積保持しておく。ここでは、バッファ４の輻輳時、廃棄するフローとしてＢフレームの高周波成分（フロー識別子データ０ｘ１）を設定しておく例によって説明する。

またパケット廃棄の開始は、０ｘＤの制御コードデータを持つパケットデータから開始し、廃棄中のフローに対しては、廃棄中であることを示すフラグを選択伝送判定部３１内に蓄積保持し、廃棄フラグが設定されていて且つバッファ４の輻輳が解消されたときは、制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ４への伝送を開始する。即ち、バッファ４の輻輳時、ＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を開始する。また廃棄フラグが設定されていて且つバッファ４の輻輳が解消された場合、ＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を終了せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を終了するように、選択伝送判定部３１は、転送部３３の制御を行う。転送部３３は、選択伝送判定部３１の制御により、レジスタから読み出したデータをバッファへ転送するか廃棄するかの動作を行う。

以上が、選択伝送部３の構成と動作である。尚、図１、２を用いて説明した選択伝送、或いは廃棄については、バッファ内のデータ量により廃棄開始・終了点を１点だけ設定し、１つの階層のみ選択的に伝送、或いは廃棄を行ったが、廃棄開始・終了点を２点以上設定し、２階層以上選択的に伝送、或いは廃棄を行ってもよい。廃棄開始・終了点を２点設定して２階層のパケットデータを選択的に伝送、廃棄する場合の例について説明すると、選択伝送判定部３１に、予めバッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点１を越えた場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始・終了する制御コードデータと、廃棄開始・終了点２（廃棄開始・終了点２＞廃棄開始・終了点１）を越えた場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始・終了する制御コードデータを蓄積保持しておく。

例えば、バッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点１を越えた場合に廃棄するフローとしてＢフレームの高周波成分（フロー識別子データ０ｘ１）を設定し、廃棄開始・終了点２を越えた場合に前記フローに加えて更に廃棄するフローとしてＢフレームの低周波成分（フロー識別子データ０ｘ２）を設定しておく例によって説明する。またパケット廃棄の開始は、０ｘＤの制御コードデータを持つパケットデータから開始し、廃棄中のフローに対しては、廃棄中であることを示すフラグを選択伝送判定部３１内に蓄積保持し、廃棄フラグが設定されていて且つバッファ４の輻輳が解消されたときは、制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ４への伝送を開始する。

即ち、バッファ４が輻輳しバッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点１を越えた時、ＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してからＢフレームの高周波成分の廃棄を開始する。バッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点２を越えた時は、フロー識別子データ０ｘ１のフローは廃棄を続行するとともに、Ｂフレームの低周波成分に関しては、ＤＳ値として０ｘ２Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、０ｘ２ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を開始する。また、Ｂフレームの高周波成分とＢフレームの低周波成分に対して廃棄フラグが設定されていてバッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点２を下回ったときは、Ｂフレームの低周波成分（フロー識別子データ０ｘ２）に関しては制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ４への伝送を開始する。Ｂフレームの高周波成分（フロー識別子データ０ｘ１）は引き続き廃棄する。同様に、Ｂフレームの高周波成分に対して廃棄フラグが設定されていてバッファ４内のデータ量が廃棄開始・終了点１を下回ったときは、ＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を終了せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を終了するように、選択伝送判定部３１は、転送部３３の制御を行う。

図５は、本発明の実施形態によるパケットデータ転送装置１００の変形例１１０である。入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）はイングレスカードで作ることができる。また、選択伝送部１３（１３−１〜１３−Ｎ）、各選択伝送部に接続したバッファ１４（１４−１〜１４−Ｎ）、及び複数の出力回線と接続するための出力ポート５（５−１〜５−Ｎ）はエグレスカード２０２（２０２−１〜２０２−Ｎ）として作ることもできる。

図１のパケットデータ転送装置１００では、バッファ４内のデータ量を所定のデータ量（パケットデータの廃棄を開始、或いは終了すべきバッファ内のデータ量点）以上有るか無いかを監視（信号２１）して選択伝送部３にてパケットデータの伝送を行うか廃棄するかを選択したが、図５のパケットデータ転送装置１１０では、バッファ１４内のデータ量を第１のデータ量（パケットデータの廃棄を開始すべきバッファ内のデータ量点：以後「廃棄開始点」という）以上有るか無いか、また第２のデータ量（パケットデータの廃棄を終了すべきバッファ内のデータ量点：以後「廃棄終了点」という）以上有るか無いかの２点（信号２２，２３）で監視を行い選択伝送部１３にてパケットデータの伝送を行うか廃棄するかを選択する点が、パケットデータ転送装置１００と１１０との異なる点である。但し、第１のデータ量は、第２のデータ量より大（廃棄開始点＞廃棄終了点）である。以後、図６を用いてパケットデータ転送装置１１０の動作を、パケットデータ転送装置１００と異なる動作を中心に説明を行う。

図６に示した選択伝送部１３は、選択伝送判定部１３１と、データを一時的に保持するレジスタ１３２と、データの転送を実行する転送部１３３とから構成する。ルーテイング部２よりルーティングしたＩＰパケットデータは、一時的にレジスタ１３２に保持され、ＩＰヘッダ内のＤＳ値の解析を選択伝送判定部１３１により行う。選択伝送判定部１３１では、予めバッファ１４内のデータ量が第１の所定量（廃棄開始点）以上である場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始する制御コードデータ、またバッファ１４内のデータ量が第２の所定量（廃棄終了点）未満である場合に廃棄を終了する制御コードデータを蓄積保持しておく。ここでは、バッファ１４内のデータ量が廃棄開始点以上の場合、廃棄するフローとしてＢフレームの高周波成分（０ｘ１）を設定し
ておく例によって説明する。

またパケット廃棄の開始は、０ｘＤの制御コードデータを持つパケットデータから開始し、廃棄中のフローに対しては、廃棄中であることを示すフラグを選択伝送判定部１３１内に蓄積保持し、廃棄フラグが設定されていて且つバッファ１４内のデータ量が廃棄終了点未満になった場合、制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ１４への伝送を開始する。即ち、バッファ１４内のデータ量が廃棄開始点以上になった場合もＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を開始する。また廃棄フラグが設定されていて、且つバッファ１４内のデータ量が廃棄終了点未満になった場合にもＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を終了せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパ
ケットデータを受信してから廃棄を終了するように、選択伝送判定部１３１は、転送部１３３の制御を行う。転送部１３３は、選択伝送判定部１３１の制御により、レジスタから読み出したデータをバッファへ転送するか廃棄するかの動作を行う。

以上が、選択伝送部１３の動作である。尚、図５、６を用いて説明した選択伝送、或いは廃棄については、廃棄開始点及び廃棄終了点をそれぞれ１点だけ設定し、１つの階層のみ選択的に伝送、或いは廃棄を行ったが、廃棄開始点及び廃棄終了点を２点以上設定し、２階層以上選択的に伝送、或いは廃棄を行ってもよい。廃棄開始点及び廃棄終了点の組を２組設定して２階層のパケットデータを選択的に伝送、廃棄する場合の例について説明すると、選択伝送判定部選択伝送判定部１３１に、予めバッファ１４内のデータ量が第１の所定量（廃棄開始点１）以上である場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始する制御コードデータ、またバッファ１４内のデータ量が第２の所定量（廃棄終了点１）未満である場合に廃棄を終了する制御コードデータ、バッファ１４内のデータ量が第３の所定量（廃棄開始点２）以上である場合に廃棄するＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び廃棄を開始する制御コードデータ、またバッファ１４内のデータ量が第４の所定量（廃棄終了点２）未満である場合に廃棄を終了する制御コードデータを蓄積保持しておく。ただし、廃棄開始点２＞廃棄開始点１＞廃棄終了点２＞廃棄終了点１とする。ここでは、バッファ１４内のデータ量が廃棄開始点１以上の場合、廃棄するフローとしてＢフレームの高周波成分（０ｘ１）を設定し、廃棄開始点２以上の場合、廃棄するフローとしてＢフレームの低周波成分（０ｘ２）を設定しておくものとする。

またパケット廃棄の開始は、０ｘＤの制御コードデータを持つパケットデータから開始し、廃棄中のフローに対しては、廃棄中であることを示すフラグを選択伝送判定部１３１内に蓄積保持し、廃棄フラグが設定されていて且つバッファ１４内のデータ量が廃棄終了点未満になった場合、制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ１４への伝送を開始する。即ち、バッファ１４内のデータ量が廃棄開始点１以上になった場合もＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してからＢフレームの高周波成分（０ｘ１）の廃棄を開始する。同様に、バッファ１４内のデータ量が廃棄開始点２以上になった場合もＤＳ値として０ｘ２Ｃをもつパケットデータを受信している間はＢフレームの低周波成分（０ｘ
２）の廃棄を開始せず、０ｘ２ＤをもつＩＰパケットデータを受信してからＢフレームの低周波成分（０ｘ２）の廃棄を開始する。またＢフレームの低周波成分（０ｘ２）に対して廃棄フラグが設定されていて、バッファ１４内のデータ量が廃棄終了点２未満になった場合にもＤＳ値として０ｘ２Ｃをもつパケットデータを受信している間はＢフレームの低周波成分（０ｘ２）の廃棄を終了せず、０ｘ２ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を終了するように、選択伝送判定部１３１は、転送部１３３の制御を行う。この間、Ｂフレームの高周波成分（０ｘ１）は廃棄し続ける。Ｂフレームの高周波成分に対して廃棄フラグが設定されているとき、更にバッファ１４内のデータ量が減少して廃棄終了点１未満になった場合にもＤＳ値として０ｘ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を終了せず、０ｘ１ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから廃棄を終了するように、転送部１３３の制御を行う。

図１、或いは図５を用いて説明したパケットデータ転送装置は、伝送網が輻輳した場合に選択的にパケットデータの伝送、或いは廃棄を行う装置であったが、図７に示したデータ整形サーバは、図３を用いて説明した階層番組データの一部がランダムに廃棄されて伝送されてきた場合のデータ整形を行う装置である。データの整形については、例えば図３のデータ４０を番組配信サーバから配信し、受信装置において受信し再生する場合を例に説明する。

本来ならば番組配信サーバから配信したデータ４０は、データ４８と４６と４２と４３−１とから構成されるＩＰパケットデータと、データ４９と４３−２とから構成されるＩＰパケットデータと、データ５０と４７と４４と４５とから構成されるＩＰパケットデータとして伝送網内を伝送されるはずであるが、伝送網途中において輻輳によりデータの一部、例えばデータ４８と４６と４２と４３−１とから構成されるＩＰパケットデータが伝送途中において廃棄された場合、受信装置へは残りのデータ４９と４３−２とから構成されるＩＰパケットデータと、５０と４７と４４と４５とから構成されるＩＰパケットデータが伝送される。受信装置では、データ４０を構成する全てのデータを受信した場合において、Ｉフレームの高周波成分の再生が可能であるが、データの一部しか受信出来ない場
合は、再生が出来ない。故に、受信装置へ伝送しても無駄となるデータを伝送することになるため、伝送しても無駄となるデータを伝送網で廃棄することにより伝送網を有効に利用するため、前記例の場合、データ整形サーバにおいてデータ４９と４３−２とから構成されるＩＰパケットデータと、データ５０と４７と４４と４５とから構成するＩＰパケットデータのデータを廃棄することが、データの整形を意味する。続いて図７を用いてデータ整形サーバ１２０の構成と動作について説明する。

図７に示したデータ整形サーバ１２０は、バス１２１によって接続したＣＰＵ部１２２とＣＰＵ部１２２にて動作するデータ整形プログラムを蓄積したプログラム蓄積部１２３と、データ整形処理の間に必要なデータの蓄積保持を行うメインメモリ１２４と、データを受信するための入力部１２５と、整形後のデータを出力するための出力部１２６とから構成する。データ整形サーバ１２０は、始めにプログラム蓄積部１２３に蓄積保持した処理プログラムをＣＰＵ部１２２にロードし、データの整形処理を開始する。なお、ＣＰＵ部１２２の詳細な処理動作については、図８を用いて後述する。

データ整形の処理動作が開始されると、入力部１２５からデータの入力を受け付け、メインメモリ１２４内にて図３に示した入力データの階層ヘッダである各階層毎に付与したシーケンス番号の連続性を監視し、不連続性を検出した場合、前述した通り、無効となるデータの廃棄（データ整形）動作処理を行う。具体的には、受信したデータに対して各階層毎にＵＤＰデータを再構築して、ＵＤＰパケットデータとして完成しているかどうかを監視し、未完成であるデータに関しては廃棄を行う。ＵＤＰデータとして完成しているデータに対しては、各階層毎（フロー識別子データ０ｘ６〜０ｘ１）のシーケンス番号を監視し、連続であるか否かの確認を行い、不連続である場合は、映像フレームの先頭を示す制御コードデータ値０ｘＤを持つＵＤＰパケットデータを作成するまで制御コードデータ値０ｘＣを持つＵＤＰデータの廃棄を行う。制御コードデータ値０ｘＤを持つＵＤＰパケットデータ作成後は、受信した各階層のデータを出力部１２６よりＩＰパケットデータとして再配信を行う。以上が、データ整形サーバの概略的な処理動作である。続いて、図８を用いて、データ整形サーバのＣＰＵ部１２２にて行われる詳細な処理動作を説明する。

図８は、データ整形サーバ１２０のＣＰＵ部１２２にて実行される処理のフローチャートを示している。
（１）データ整形サーバ１２０の電源が投入されると、プログラム蓄積部１２３に蓄積保持したデータ整形処理プログラムがＣＰＵ部１２２にロードされ、データ整形の処理動作を開始する（ステップ２００）。
（２）データ整形の処理動作が開始すると、入力部１２５より受信したＩＰパケットデータからＵＤＰデータの作成を行い、ＵＤＰデータとして完成しているか否かの判断を行う（ステップ２０１、２０２）。
（３）ステップ２０２の判断において、ＵＤＰデータの一部が廃棄され、ＵＤＰデータを再構築できないと判断した場合、未完成となるＵＤＰデータの廃棄を行う（ステップ２０２、２０３）。
（４）ステップ２０２の判断において、ＵＤＰデータを再構築出来ると判断した場合は、ＵＤＰデータの再構築を行い、続いて処理すべきフロー（例えば、階層ヘッダ内のフロー識別子データ０ｘ６〜０ｘ１）であるか否かの判断を行う（ステップ２０２、２０４）。
（５）ステップ２０４の判断において、処理すべきフローでない場合、出力部１２６よりＩＰパケットデータとして再配信する（ステップ２０４、２０５）。
（６）ステップ２０４の判断において、処理すべきフローと判断した場合、続いて階層ヘッダ内のシーケンス番号値を取得し、各階層毎に連続であるか否かの判断を行う（ステップ２０４、２０６、２０７）。
（７）ステップ２０７の判断において、シーケンス番号が不連続である場合、不連続である階層のフローに対する廃棄設定を行い、続いて階層ヘッダ内の制御コードデータ値の取得を行う（ステップ２０７、２０８、２０９）。尚、既に廃棄設定が行われている場合は、廃棄設定を継続する。
（８）ステップ２０７の判断において、シーケンス番号が連続である場合、続いて階層ヘッダ内の制御コードデータ値の取得を行う（ステップ２０７、２０９）。
（９）制御コードデータ値取得後、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）であるか否かの判断を行う（ステップ２１０）。
（１０）ステップ２１０の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）であると判断した場合、続いて廃棄すべきデータであるか否かを判断する（ステップ２１０、２１１）。
（１１）ステップ２１１の判断において、廃棄すべきデータでないと判断した場合、出力部１２６よりＩＰパケットデータとして再配信する（ステップ２１１、２１２）。
（１２）ステップ２１１の判断において、廃棄すべきデータであると判断した場合、データの廃棄を行い、次なるＵＤＰデータの作成を開始する（ステップ２１１、２１３、２０１）。
（１３）ステップ２１０の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）でないと判断した場合、続いて制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）であるか否かを判断する（ステップ２１０、２１４）。
（１４）ステップ２１４の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）でないと判断した場合、出力部１２６よりＩＰパケットデータとして再配信する（ステップ２１４、２１２）。
（１５）ステップ２１４の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）であると判断した場合、該当する階層フレームデータの廃棄処理を終了し、出力部１２６よりＩＰパケットデータとして再配信する（ステップ２１４、２１５、２１２）。尚、廃棄設定が行われていない場合は、再配信動作を継続する。以上が、データ整形サーバ１２０のＣＰＵ部１２２にて実行される処理のフローである。

図７に示したデータ整形サーバは、図３に示した階層番組データの一部がランダムに廃棄されて伝送されてきた場合のデータ整形を行い再配信を行う装置であったが、図９に示した受信再生装置は、受信したデータの整形を行い、復号化部（デコーダ）にて復号化を行い、表示再生部にて再生を行う装置である。データの整形に関しては、基本的にデータ整形サーバと同様の処理を行う。

図９に示した受信再生装置１４０は、バス１４１によって接続したＣＰＵ部１４２とＣＰＵ部１４２にて動作するデータ整形プログラムを蓄積したプログラム蓄積部１４３と、データ整形処理の間に必要なデータの蓄積保持を行うメインメモリ１４４と、データを受信するための入力部１４５と、整形後のデータを復号化するための復号化部１４６と、復号化した信号を再生表示するための表示再生部１４７とから構成する。１４０の受信再生装置は、始めにプログラム蓄積部１４３に蓄積保持した処理プログラムをＣＰＵ部１４２にロードし、データの受信再生動作を開始する。尚、ＣＰＵ部１４２の詳細な処理動作については、図１０を用いて後述する。

データの受信再生動作を開始すると、入力部１４５からデータの入力を受け付け、メインメモリ１４４内にて図３に示した入力データの階層ヘッダである各階層毎に付与したシーケンス番号の連続性を監視し、不連続性を検出した場合、前述した通り、無効となるデータの廃棄（データ整形）動作処理を行う。具体的には、受信したデータに対して各階層毎にＵＤＰデータを再構築して、ＵＤＰパケットデータとして完成しているかどうかを監視し、未完成であるデータに関しては廃棄を行う。ＵＤＰデータとして完成しているデータに対しては、各階層毎（フロー識別子データ０ｘ６〜０ｘ１）のシーケンス番号を監視し、連続であるか否かの確認を行い、不連続である場合は、映像フレームの先頭を示す制御コードデータ値０ｘＤを持つＵＤＰパケットデータを作成するまで制御コードデータ値０ｘＣを持つＵＤＰデータの廃棄を行う。制御コードデータ値０ｘＤを持つＵＤＰパケットデータ作成後は、受信した階層番組データを復号化部１４６にて復号化を行い、復号化後データを表示再生部１４７にて表示再生を行う。以上が、受信再生装置の概略的な処理動作である。

続いて、図１０を用いて、受信再生装置のＣＰＵ部１４２にて行われる詳細な処理動作を説明する。図１０は、受信再生装置１４０のＣＰＵ部１４２にて実行される処理のフローチャートを示している。
（１）受信再生装置１４０の電源が投入されると、プログラム蓄積部１４３に蓄積保持した受信再生処理プログラムがＣＰＵ部１４２にロードされ、受信再生の処理動作を開始する（ステップ２５０）。
（２）受信再生の処理動作を開始すると、入力部１２５より受信したＩＰパケットデータからＵＤＰデータの作成を行い、ＵＤＰデータとして完成しているか否かの判断を行う（ステップ２５１、２５２）。
（３）ステップ２５２の判断において、ＵＤＰデータの一部が廃棄され、ＵＤＰデータを再構築できないと判断した場合、未完成となるＵＤＰデータの廃棄を行う（ステップ２５２、２５３）。
（４）ステップ２５２の判断において、ＵＤＰデータを再構築出来ると判断した場合は、ＵＤＰデータの再構築を行い、続いて処理すべきフロー（例えば、階層ヘッダ内のフロー識別子データ０ｘ６〜０ｘ１）であるか否かの判断を行う（ステップ２５２、２５４）。
（５）ステップ２５４の判断において、処理すべきフローでない場合、データの廃棄を行う（ステップ２５４、２５５）。
（６）ステップ２５４の判断において、処理すべきフローと判断した場合、続いて階層ヘッダ内のシーケンス番号値を取得し、各階層毎に連続であるか否かの判断を行う（ステップ２５４、２５６、２５７）。
（７）ステップ２５７の判断において、シーケンス番号が不連続である場合、不連続である階層のフローに対する廃棄設定を行い、続いて階層ヘッダ内の制御コードデータ値の取得を行う（ステップ２５７、２５８、２５９）。尚、既に廃棄設定が行われている場合は、廃棄設定を継続する。
（８）ステップ２５７の判断において、シーケンス番号が連続である場合、続いて階層ヘッダ内の制御コードデータ値の取得を行う（ステップ２５７、２５９）。
（９）制御コードデータ値取得後、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）であるか否かの判断を行う（ステップ２６０）。
（１０）ステップ２６０の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）であると判断した場合、続いて廃棄すべきデータであるか否かを判断する（ステップ２６０、２６１）。
（１１）ステップ２６１の判断において、廃棄すべきデータでないと判断した場合、階層番組データの作成を行う（ステップ２６１、２６６）。
（１２）ステップ２６１の判断において、廃棄すべきデータであると判断した場合、データの廃棄を行い、次なるＵＤＰデータの作成を開始する（ステップ２６１、２６３、２５１）。
（１３）ステップ２６０の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの途中（０ｘＣ）でないと判断した場合、続いて制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）であるか否かを判断する（ステップ２６０、２６４）。
（１４）ステップ２６４の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）でないと判断した場合、データの廃棄動作を行い、次なるＵＤＰデータの作成を開始する（ステップ２６４、２６６、２５１）。
（１５）ステップ２６４の判断において、制御コードデータ値が階層フレームデータの先頭（０ｘＤ）であると判断した場合、該当する階層フレームデータの廃棄処理を終了し、階層番組データの作成を行う（ステップ２６４、２６５、２６７）。尚、廃棄設定が行われていない場合は、階層番組データの作成動作を継続する。
（１６）階層番組データ作成後、復号化部１４６にて階層番組データの復号化を行い、復号化したデータを表示再生部１４７にて表示再生を行う。
以上が、受信再生装置のＣＰＵ部１４２にて実行される処理のフローである。

図１１は、図１に示したパケットデータ転送装置１００の変形例１５０である。図１のパケットデータ転送装置１００では、バッファ４内のデータ量を所定のデータ量（パケットデータの廃棄を開始、或いは終了すべきバッファ内のデータ量点）以上有るか無いかを監視（信号２１）して選択伝送部３にてパケットデータの伝送を行うか廃棄するかを選択する動作について説明したが、本実施形態によるパケットデータ転送装置１５０では、前記パケットデータの選択的伝送、廃棄動作に加え、データをマルチキャスト配信する際においてのデータ複製方法について説明する。

図１１に示したパケットデータ転送装置１５０は、基本的には図１のパケットデータ転送装置１００と同様の構成であり、異なる点は、複数の入力回線と接続するための入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）とパケットデータをルーティングするルーテイング部２との間に、マルチキャスト用のデータを作成する複製伝送部７（７−１〜７−Ｎ）を設けた点である。以下に、図１のパケットデータ転送装置１００と異なる動作を中心にパケットデータ転送装置１５０の動作について説明する。転送装置１５０は、始めに図３に示したＩＰパケットデータ、例えばデータ４８、４６、４２、及び４３−１とから構成されるＩＰパケットデータ等を複数の入力ポート１（１−１〜１−Ｎ）から受信する。複数の入力ポートから受信したＩＰパケットデータは、それぞれ複製転送部７（７−１〜７−Ｎ）に転送を行い、必要があればパケットデータの複製を行い、ルーテイング部２を通して、ＩＰパケットヘッダの宛先アドレスにより所定の出力ポート（ここでは、選択伝送部３−１〜３−Ｎの何れか）へルーティングする。ルーテイング後の処理動作は、図１のパケットデータ転送装置１００の動作と同一であるので、以後、図１２を用いて複製伝送部７の詳細な構成と動作について説明する。

図１２は、複製伝送部７の構成を詳細に示した図である。複製伝送部７は、複製伝送判定部７１と、データを一時的に保持するレジスタ７２と、データの複製を作成する複製作成部７３とから構成する。入力ポート１より受信したＩＰパケットデータは、一時的にレジスタ７２に保持し、ＩＰヘッダ内のＤＳ値の解析を複製伝送判定部７１により行う。複製伝送判定部７１では、予めマルチキャスト配信時に複製を作製すべきＩＰパケットデータのフロー識別子データ及び複製を開始する制御コードデータ、及び複製動作を終了する制御コードデータを蓄積保持しておく。ここでは、複製するフローとしてＩフレームの高周波成分（フロー識別子データ０ｘ５）を例に説明を行う。またパケットデータの複製作成開始は、０ｘＤの制御コードデータを持つパケットデータから開始し、複製作成配信中
のフローに対しては、複製中であることを示すフラグを複製伝送判定部７１内に蓄積保持し、複製を作製する必要がなくなった場合は、制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータから複製の作成を終了する仕様とする。即ち、複製を作製開始する際において、ＤＳ値として０ｘ５Ｃをもつパケットデータを受信している間は複製作成を開始せず、０ｘ５ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから複製作成を開始する。また複製作成中のフラグが設定されていて且つ複製を作製する必要がなくなった場合、ＤＳ値として０ｘ５Ｃをもつパケットデータを受信している間は複製作成を終了せず、０ｘ５ＤをもつＩＰパケットデータを受信してから複製作成を終了するように、複製伝送判定部７１は、複製作成部７３の制御を行う。以上が、複製伝送部７の構成と動作である。

図１３は、図３に示した階層番組データ配信装置の構成を示した図である。図１３に示した番組配信装置１５０は、バス１５１によって接続したＣＰＵ部１５２とＣＰＵ部１５２にて動作する番組配信プログラムを蓄積したプログラム蓄積部１５３と、番組配信処理の間に必要なデータの蓄積保持を行うメインメモリ１５４と、階層番組データを蓄積保持するデータ蓄積部１５５と、パケットデータ化したデータを配信するための出力部１５６とから構成する。

番組配信装置１５０は、始めにプログラム蓄積部１５３に蓄積保持した処理プログラムをＣＰＵ部１５２にロードし、パケットデータの配信動作を開始する。なお、ＣＰＵ部１５２の詳細な配信動作については、図１４を用いて後述する。階層番組データの配信動作を開始すると、データ蓄積部１５５に蓄積保持した階層番組データをメインメモリ部１５４に読み出し、各階層毎に所定サイズに分割を行い、各分割データに図３にて説明した階層ヘッダを添付して、階層パケットデータを作成する。また階層パケットデータ化したデータにＵＤＰヘッダを付加してＵＤＰパケットデータを作成し、さらにＩＰパケットデータ化して出力部１５６から配信を行う。

図１４は、番組配信装置１５０のＣＰＵ部１５２にて実行する配信動作のフローチャートを示している。
（１）番組配信装置１５０の電源が投入されると、プログラム蓄積部１５３に蓄積保持した番組配信プログラムをＣＰＵ部１５３にロードし、階層データの配信動作を開始する（ステップ３００）。
（２）階層データの配信動作を開始すると、階層データを蓄積したデータ蓄積部１５５より階層番組データを読み出し、階層映像データのフレームの区切りまで読み込んだかを判断する（ステップ３０１、３０２）。
（３）ステップ３０２の判断において、フレームの区切りまで読み込んでないと判断した場合は、ステップ３０１に戻って再度データの読み込みを行う（ステップ３０２、３０１）。
（４）ステップ３０２の判断において、フレームの区切りまで読み込んだと判断した場合は、読み込んだデータを所定のサイズ、例えば４ｋバイト毎に分割を行う（ステップ３０２、３０３）。
（５）所定のサイズに分割後、各階層データに対して、図３で説明した階層ヘッダを添付する（ステップ３０４）。
（６）階層ヘッダを付与した階層パケットデータに対して、ＵＤＰヘッダを付与してＵＤＰパケットデータを構成する（ステップ３０５）。
（７）ＵＤＰパケットデータを分割し、各分割データに対して、図３で説明したＩＰヘッダを付与してＩＰパケットデータを構成する（ステップ３０６）。
（８）ＩＰパケットデータ化したデータを、出力部１５６より配信を行う（ステップ３０７）。

以上が、番組配信装置１５０のＣＰＵ部１５２に実行される番組配信動作である。尚、本実施の形態では、図３に示したようなＭＰＥＧ−１／２符号化を用いた階層データの配信を例に説明を行ったが、符号化方式としてＭＰＥＧ−４による符号化データを用いてもよい。ＭＰＥＧ−４符号化では、オブジェクト単位に符号化が行われるので、オブジェクト毎にフロー識別子データや制御コードデータを付与してＩＰパケット配信することにより、ＭＰＥＧ−１／２で行った選択的データ伝送／廃棄や、複製伝送が可能である。

図１５は、ＩＰパケットデータをＭＰＬＳ(Multi-Protocol Label Switching)パケットデータに変換し、変換したＭＰＬＳパケットデータをＭＰＬＳ網にて伝送し、さらにＩＰパケットデータに再変換して伝送する構成を示している。図１５において、７５及び７７の領域がＩＰ網を示し、７６の領域がＭＰＬＳ網の領域を示す。図１５に示したＩＰ網とＭＰＬＳ網を相互接続した網では、ＩＰパケットデータ７１を、１６０のデータ型変換装置ＡにてＭＰＬＳパケットデータ７２に変換し、ＭＰＬＳ網７６にて伝送を行う。またＭＰＬＳパケットデータ７３を、１７０のデータ型変換装置ＢにてＩＰパケットデータに７４変換し、ＩＰ網７７にて伝送を行う。

図１６は、図１５にて説明したＩＰ網とＭＰＬＳ網を相互接続した網にて伝送データを伝送するためのＩＰパケットデータとＭＰＬＳパケットデータとの対応を示している。尚、ＩＰパケットデータとＭＰＬＳパケットデータとの変換方法については、図１８〜図２１を用いて後述する。図１６に示したＩＰパケットデータ８２として、図３にて説明したＭＰＥＧ−１／２のデータを仮定して以後説明を行う。

ＩＰパケットデータが、前記ＭＰＥＧ−１／２のデータを伝送する場合、ＩＰパケットヘッダ８１内のＤＳ値８０として、図４に示した値を利用することが出来る。このように構成したＩＰパケットデータ（データ８１と８２とから構成する）をＭＰＬＳパケットデータに変換する場合は、各ＩＰパケットデータに対してＭＰＬＳヘッダ９０(３２ビット)を付与することにより構成可能である。ＭＰＬＳヘッダ９０は、図に示したとおり、データを識別するためのラベル９１(２０ビット)と、実験用のフィールド９２(３ビット)と、スタックの最後を示す９３(１ビット)と、ＴＴＬ(Time to Live)９４(８ビット)とから構成される。ここで例えば、実験用のフィールド９２値として固定値７（２進法で、１１１）を、スタックフィールド９３の値として、伝送データの最初の場合は０（２進法で、０）を、最後の場合は１（２進法で、１）を付与し、ＴＴＬ９４の値としては、例えば１５（２進法で、００００１１１１）等の値が利用可能である。ラベル値９１の値としては、図１７に示したように、ＩＰパケットヘッダ内のＤＳ値の上位ビットに１２ビットの変換パッド（２進法で、１１１１１１１１１１１１）を付加することにより、容易にＤＳ値からＭＰＬＳパケットデータのラベル値を作成可能である。

図１８は、７１のＩＰパケットデータを７２のＭＰＬＳパケットデータに変換するデータ型変換装置Ａの構成を示している。また図１９は、図１８のデータ型変換装置ＡのＣＰＵ部１６２にて実行するデータ型変換プログラムのフローチャートを示している。

図１８に示した１６０のデータ型変換装置Ａは、バス１６１によって接続したＣＰＵ部１６２とＣＰＵ部１６２にて動作するデータ型変換プログラムを蓄積したプログラム蓄積部１６３と、データ型変換処理の間に必要なデータの蓄積保持を行うメインメモリ１６４と、ＩＰパケットデータを受信する入力部１６５と、ＭＰＬＳパケットデータを出力するための出力部１６６とから構成する。１６０のデータ型変換装置Ａは、始めにプログラム蓄積部１６３に蓄積保持した処理プログラムをＣＰＵ部１６２にロードし、データ型の変換処理動作を開始する。なお、ＣＰＵ部１６２の詳細な配信動作については、図１９を用いて後述する。データ型変換の処理動作を開始すると、入力部１６５より７１のＩＰパケットデータを受信し、一時的にメインメモリ１６４に蓄積保持する。受信したＩＰパケットデータのヘッダ内にあるＤＳ値を参照し、ＭＰＬＳヘッダを作成する。作成したＭＰＬＳヘッダをＩＰパケットデータの先頭に付与してＭＰＬＳパケットデータを作成し、出力部１６６より７２のＭＰＬＳパケットデータを出力する。

図１９は、１６０のデータ型変換装置ＡのＣＰＵ部１６２にて実行するデータ型変換処理動作のフローチャートを示している。
（１）データ型変換装置Ａの電源が投入されると、プログラム蓄積部１６３に蓄積保持したデータ型変換処理プログラムをＣＰＵ部１６２にロードし、データ型変換処理動作を開始する（ステップ３５０、３５１）。
（２）データ型変換処理動作を開始すると、入力部１６５よりＩＰパケットデータの受信を開始し、ＩＰパケットデータを受信したか否かの判断を行う（ステップ３５１）。
（３）ステップ３５１の判断において、ＩＰパケットデータを受信していないと判断した場合、ＩＰパケットデータの受信待ち動作を継続する（ステップ３５１）。
（４）ステップ３５１の判断において、ＩＰパケットデータを受信していると判断した場合、ＩＰパケットヘッダ内のＤＳ値より図１６、１７にて説明したＭＰＬＳパケットヘッダを作成する（ステップ３５２）。
（５）ＭＰＬＳパケットヘッダ作成後、ＩＰパケットデータの先頭にＭＰＬＳパケットヘッダを付与して、出力部１６６よりＭＰＬＳパケットデータの出力を行う（ステップ３５３）。以上が、１６０のデータ型変換装置ＡのＣＰＵ部１６２にて実行するデータ型変換処理動作である。

図２０は、７３のＭＰＬＳパケットデータを７４のＩＰパケットデータに変換するデータ型変換装置Ｂの構成を示している。また図２１は、図２０のデータ型変換装置ＢのＣＰＵ部１７２にて実行するデータ型変換プログラムのフローチャートを示している。

図２０に示した１７０のデータ型変換装置Ｂは、バス１７１によって接続したＣＰＵ部１７２とＣＰＵ部１７２にて動作するデータ型変換プログラムを蓄積したプログラム蓄積部１７３と、データ型変換処理の間に必要なデータの蓄積保持を行うメインメモリ１７４と、ＭＰＬＳパケットデータを受信する入力部１７５と、ＩＰパケットデータを出力するための出力部１７６とから構成する。１７０のデータ型変換装置Ｂは、始めにプログラム蓄積部１７３に蓄積保持した処理プログラムをＣＰＵ部１７２にロードし、データ型の変換処理動作を開始する。なお、ＣＰＵ部１７２の詳細な配信動作については、図２１を用いて後述する。データ型変換の処理動作を開始すると、入力部１７５より７３のＭＰＬＳパケットデータを受信し、一時的にメインメモリ１７４に蓄積保持する。受信したＭＰＬ
Ｓパケットデータのヘッダデータを削除し、ＩＰパケットデータを作成し、出力部１７６より７４のＩＰパケットデータを出力する。

図２１は、１７０のデータ型変換装置ＢのＣＰＵ部１７２にて実行するデータ型変換処理動作のフローチャートを示している。
（１）データ型変換装置Ｂの電源が投入されると、プログラム蓄積部１７３に蓄積保持したデータ型変換処理プログラムをＣＰＵ部１７２にロードし、データ型変換処理動作を開始する（ステップ３６０、３６１）。
（２）データ型変換処理動作を開始すると、入力部１７５よりＭＰＬＳパケットデータの受信を開始し、ＭＰＬＳパケットデータを受信したか否かの判断を行う（ステップ３６１）。
（３）ステップ３６１の判断において、ＭＰＬＳパケットデータを受信していないと判断した場合、ＭＰＬＳパケットデータの受信待ち動作を継続する（ステップ３６１）。
（４）ステップ３６１の判断において、ＭＰＬＳパケットデータを受信していると判断した場合、ＭＰＬＳパケットデータのヘッダデータを削除し、ＩＰパケットデータを作成する（ステップ３６２）。
（５）ＩＰパケットデータ作成後、出力部１７６よりＩＰパケットデータの出力を行う（ステップ３６３）。以上が、１７０のデータ型変換装置ＢのＣＰＵ部１７２にて実行するデータ型変換処理動作である。

図２２は、本発明の実施形態によるＭＰＬＳパケットデータ転送装置５００の構成を示す図である。具体的には、複数の入力回線と接続するための入力ポート５０１（５０１−１〜５０１−Ｎ）と、ＭＰＬＳパケットデータをルーティングするルーテイング部５０２と、複数の出力回線用にルーティングされたデータを選択的に伝送するための選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）と、各選択伝送部に接続したバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）と、複数の出力回線と接続するための出力ポート５０５（５０５−１〜５０５−Ｎ）とから構成する。入力ポート５０１（５０１−１〜５０１−Ｎ）はイングレスカードによって作ることができる。また、選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）、各選択伝送部に接続したバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）、及び複数の
出力回線と接続するための出力ポート５０５（５０５−１〜５０５−Ｎ）はエグレスカード２０５（２０５−１〜２０５−Ｎ）として作ることもできる。

ＭＰＬＳパケットデータ転送装置５００は、始めに図１６に示したＭＰＬＳパケットデータ、例えばラベル値として図１７に示した値を持つデータ等を複数の入力ポート５０１（５０１−１〜５０１−Ｎ）から受信する。受信したＭＰＬＳパケットデータは、ラベル値によりルーテイング部５０２を通して所定の出力ポート（ここでは、選択伝送部５０３−１〜５０３−Ｎの何れか）へルーティングする。選択データ部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）に転送したＭＰＬＳパケットデータは、後段に接続したバッファのデータ量信号５２１（５２１−１〜５２１−Ｎ）によって選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）からバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）へ伝送するか否かを判定する。

図２２のＭＰＬＳパケットデータ転送装置５００では、バッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）内のデータ量が所定のデータ量（ＭＰＬＳパケットデータの廃棄を開始、或いは終了すべきバッファ内のデータ量点）以上有るか無いかを監視する場合を示しており、バッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）内のデータ量が所定量以上であるか否かを、信号５２１（５２１−１〜５２１−Ｎ）にて選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）へ通知する。これにより、受信したＭＰＬＳパケットデータを選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）からバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）へ伝送するか否かを判定する。伝送する場合には選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）よりバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）へＭＰＬＳパケットデータを伝送する。伝送しない（廃棄する）場合は、選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）よりバッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）へＭＰＬＳパケットデータを伝送せず、選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）内にて廃棄を行う。尚、選択伝送部５０３（５０３−１〜５０３−Ｎ）の動作については、図２３を用いて後述する。バッファ５０４（５０４−１〜５０４−Ｎ）内に伝送したＭＰＬＳパケットデータは、出力ポート５０５（５０５−１〜５０５−Ｎ）より出力回線へと配信する。

図２３は、選択伝送部５０３の構成を詳細に示した図である。選択伝送部５０３は、選択伝送判定部５３１と、データを一時的に保持するレジスタ５３２と、データの転送を実行する転送部５３３とから構成する。ルーテイング部５０２よりルーティングしたＭＰＬＳパケットデータは、一時的にレジスタ５３２に保持し、ＭＰＬＳヘッダ内のラベル値の解析を選択伝送判定部５３１により行う。選択伝送判定部５３１では、予めバッファ５０４内のデータ量が所定量以上（輻輳時）である場合に廃棄するＭＰＬＳパケットデータのラベル値を蓄積保持しておく。

ここでは、バッファ５０４の輻輳時、廃棄するフローとしてＢフレームの高周波成分（ラベル内のフロー識別子データが０ｘ１）を設定しておく例で説明する。またＭＰＬＳパケット廃棄の開始は、ラベル内の制御コードデータが０ｘＤを持つＭＰＬＳパケットデータから開始し、廃棄中のフローに対しては、廃棄中であることを示すフラグを選択伝送判定部５３１内に蓄積保持し、廃棄フラグが設定されていて且つバッファ５０４の輻輳が解消されたときは、ラベル内の制御コードデータ０ｘＤを持つパケットデータからバッファ５０４への伝送を開始する。即ち、バッファ５０４の輻輳時、ラベル値として０ｘＦＦＦ１ＣをもつＭＰＬＳパケットデータを受信している間は廃棄を開始せず、ラベル値として０ｘＦＦＦ１ＤをもつＭＰＬＳパケットデータを受信してから廃棄を開始する。また廃棄フラグが設定されていて且つバッファ５０４の輻輳が解消された場合、ラベル値として０ｘＦＦＦ１Ｃをもつパケットデータを受信している間は廃棄を終了せず、０ｘＦＦＦ１ＤをもつＭＰＬＳパケットデータを受信してから廃棄を終了するように、選択伝送判定部５３１は、転送部５３３の制御を行う。転送部５３３は、選択伝送判定部５３１の制御により、レジスタ５３２から読み出したＭＰＬＳパケットデータをバッファへ５０４へ転送するか廃棄するかの動作を行う。

以上が、選択伝送部５０３の構成と動作である。尚、図２２、２３を用いて説明した選択伝送、或いは廃棄については、バッファ内のデータ量により廃棄開始・終了点を１点だけ設定し、１つの階層のみ選択的に伝送、或いは廃棄を行ったが、廃棄開始・終了点を２点以上設定し、２階層以上選択的に伝送、或いは廃棄を行ってもよい。また、バッファ内のデータ量により、廃棄開始点と廃棄終了点を個別に設定して選択的に伝送、或いは廃棄を行ってもよい。以上が、図２２、２３に示したＭＰＬＳパケットデータ転送装置５００の構成と処理動作である。

以上これまで説明した、伝送網輻輳時において所定の識別子を持つデータフローに対して、所定の制御コードデータを持つパケットデータから廃棄を開始し、また所定の制御コードデータを持つパケットデータから廃棄を終了する選択的パケット伝送・廃棄方法は、ＡＴＭ(Asynchronous Transfer Mode)網においても、またＩＰｖ６(Internet Protocol Version 6)網においても実現可能である。

ＡＴＭ網では、５３バイトのＡＴＭセルによりデータ伝送を行う。５３バイトのＡＴＭセルは、５バイトのＡＴＭセルヘッダと４８バイトのデータから構成する。５バイトのセルヘッダは、フローを識別するためのフィールドとしてＶＰＩ(Virtual Path Identifier)、ＶＣＩ(Virtual Channel Identifier)が存在し、またデータのタイプを示すＰＴ(Payload Type)がする。これにより、所定の識別子をＶＰＩ、ＶＣＩマッピングし、また所定の識別子としてＰＴを用いることにより選択的伝送・廃棄を実現可能である。具体的には、複数階層から構成するデータの各階層をＶＰＩ、ＶＣＩにマッピングし、例えばＭＰＥＧデータのフレームの先頭データを伝送するＡＴＭのＰＴとフレームの途中のデータを伝送するＰＴとを異なる値に設定し、ＡＴＭ交換器内にて輻輳が発生した場合、前記映像フレームの先頭データを伝送するＰＴを持つＡＴＭセルから廃棄を開始し、また廃棄開始後は、前記映像フレームの先頭データを伝送するＰＴを持つＡＴＭセルから廃棄を終了するようにすることにより、ＩＰ網、或いはＭＰＬＳ網にて実現する選択的パケット伝送・廃棄機能が実現可能である。

ＩＰｖ６網は、前記ＩＰ（正確には、ＩＰｖ４）網の次世代網であり、基本となるＩＰｖ６ヘッダは、３バイトのフロー・ラベル領域を持つので、ＩＰｖ４網で利用した１バイトのＤＳフィールド値の先頭に２バイトの変換パッド（例えば０ｘＦＦＦＦ）を付加することにより、容易にＤＳフィールドとフロー・ラベルとの対応が可能であり、前記選択的パケット伝送・廃棄機能が実現可能である。

本発明によるパケットデータ転送装置の一例を示すブロック図。 図１に示したパケットデータ転送装置の選択伝送部のブロック図。 本発明によるパケットデータの構成例を示す図。 本発明による伝送データとＤＳ(Differentiated Services)フィールド値（フロー識別子データ、制御コードデータ）との関係を示す図。 本発明によるパケットデータ転送装置の他の例を示すブロック図。 図５に示したパケットデータ転送装置の選択伝送部のブロック図。 本発明の実施形態によるデータ整形サーバの構成例を示す図。 本発明によるデータ整形サーバの動作例を示すフローチャート。 本発明による受信再生装置の構成例を示す図。 本発明による受信再生装置の動作例を示すフローチャート。 本発明によるパケットデータ転送装置の他の例を示すブロック図。 図１１に示したパケットデータ転送装置の複製伝送部のブロック図。 本発明による番組データ配信装置の構成例を示す図。 本発明による番組データ配信装置の動作例を示すフローチャート。 ＩＰ網とＭＰＬＳ網を相互接続した伝送網を説明する図。 本発明によるＩＰパケットデータとＭＰＬＳパケットデータとの対応例を示す図。 本発明によるＭＰＬＳ(Multi-Protocol Label Switching)パケットデータのラベルデータ構成例を示す図。 本発明によるデータ型変換装置の構成例を示す図。 図１８に示したデータ型変換装置の動作例を示すフローチャート。 本発明によるデータ型変換装置の他の構成例を示す図。 図２０に示したデータ型変換装置の他の例の動作例を示すフローチャート。 本発明によるパケットデータ転送装置の他の例のブロック図。 図２２に示したパケットデータ転送装置の他の例の選択伝送部のブロック図。 本発明によるルータでの映像データ伝送の説明図。 従来のルータでの映像データ伝送の説明図。

符号の説明

１：入力ポート、２：ルーティング部、３：選択伝送部、４：バッファ、５：出力ポート、２１：データ量信号、３１：選択伝送判定部、３２：レジスタ、３３：転送部、１００，１１０：パケットデータ転送装置、１２０：データ整形サーバ、１４０：受信再生装置，１５０：パケットデータ転送装置、１６０：データ型変換装置、１７０：データ型変換装置，５００：ＭＰＬＳパケットデータ転送装置

Claims (8)

1. 複製を作製すべきパケットデータの種別を識別するための第１の識別子と単独再生可能な映像データ単位の最初又は途中を示す第２の識別子を保持し、前記第１の識別子と第２の識別子とが付与されたパケットデータを受信し、前記第１の識別子に基づき識別したパケットデータの複製を行い配信する場合、前記第２の識別子に基づき、前記再生可能なデータ単位の途中を示す識別子を持つパケットデータを受信している間はパケットデータの複製動作を開始せず、前記再生可能なデータ単位の最初を示す識別子を持つパケットデータを検出した際に該パケットデータから複製作製動作を開始することを特徴とするパケットデータ複製配信方法。
2. 複製を作製すべきパケットデータの種別を識別するための第１の識別子と単独再生可能な映像データ単位の最初又は途中を示す第２の識別子を保持し、前記第１の識別子と第２の識別子とが付与されたパケットデータを受信し複製を作製し配信している動作を停止する場合において、前記第２の識別子に基づき、前記再生可能なデータ単位の途中を示す識別子を持つパケットデータを受信している間はパケットデータの複製動作停止を開始せず、前記再生可能なデータ単位の最初を示す識別子を持つパケットデータを検出した際に該パケットデータから複製作製動作を停止することを特徴とするパケットデータ複製配信方法。
3. 複製を作製すべきパケットデータの種別を識別するための第１の識別子と単独再生可能な映像データ単位の最初又は途中を示す第２の識別子を保持する手段と、前記第１の識別子と第２の識別子とが付与されたパケットデータを受信する手段と、前記第１の識別子に基づき識別したパケットデータの複製を行い配信する場合、前記保持した第２の識別子に基づき、前記再生可能なデータ単位の途中を示す識別子を持つパケットデータを受信している間はパケットデータの複製動作を開始せず、前記再生可能なデータ単位の最初を示す識別子を持つパケットデータを検出した際に該パケットデータから複製作製動作を開始する手段と、を備えたことを特徴とするパケットデータ複製配信装置。
4. 複製を作製すべきパケットデータの種別を識別するための第１の識別子と単独再生可能な映像データ単位の最初又は途中を示す第２の識別子を保持する手段と、前記第１の識別子と第２の識別子とが付与されたパケットデータを受信する手段と、前記受信したパケットデータの複製を作製し配信している動作を停止する場合、前記保持した第２の識別子に基づき、前記再生可能なデータ単位の途中を示す識別子を持つパケットデータを受信している間はパケットデータの複製動作停止を開始せず、前記再生可能なデータ単位の最初を示す識別子を持つパケットデータを検出した際に該パケットデータから複製作製動作を停止する手段と、を備えたことを特徴とするパケットデータ複製配信装置。
5. 請求項３又は４記載のパケットデータ複製配信装置であって、前記パケットデータはIP（Internet Protocol）パケットであることを特徴とするパケットデータ複製配信装置。
6. 請求項５記載のパケットデータ複製配信装置であって、前記再生可能なデータ単位の最初又は途中を示す識別子は、前記IPパケットヘッダ内のDS（Differentiated Services）フィールド内に格納されていることを特徴とするパケットデータ複製配信装置。
7. 請求項３又は４記載のパケットデータ複製配信装置であって、前記パケットデータはMPLS（Multi-Protocol Label Switching）方式で伝送されるパケットであることを特徴とするパケットデータ複製配信装置。
8. 請求項７記載のパケットデータ複製配信装置であって、前記再生可能なデータ単位の最初又は途中を示す識別子は、前記MPLSパケットヘッダ内のラベルフィールド内に格納されていることを特徴するパケットデータ複製配信装置。

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