JP4365200B2 - 宅内装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＶｏＤＳＬ（Voice over DSL：Digital Subscriber Lineの回線上で音声通話を実現する技術）を用いて音声通信サービスを提供する通信システムに関し、特にユーザ側に配置されＤＳＬ回線を介して網側と接続される宅内装置において、音声品質の劣化を改善するための技術に関する。

ＶｏＤＳＬは、ＡＴＭフォーラムの「Loop Emulation Service Using AAL2」に準拠した技術であり、音声帯域に対して、パケット化したデータを周波数多重で伝送する方法とは異なり、音声もデータと同様にパケット化し、ＡＴＭセル多重により伝送する。
ＶｏＤＳＬの従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２が知られている。
ＶｏＤＳＬにおいて、ユーザ側に配置される宅内装置はＤＳＬ回線に接続される。ＤＳＬ回線では、メタル線を用いて広帯域情報を転送することができる。ＶｏＤＳＬでは、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）セル化された音声は、ＤＳＬ回線を介して宅内装置とＡＴＭ網との間を転送される。

ＤＳＬ回線では、宅内装置と局内の集線装置であるＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）との間の線路条件により伝送速度が決定される。ＤＳＬＡＭはＤＳＬモデムの集合体であり、複数のＤＳＬ回線を束ねてルータなどの通信機器と接続し、基幹回線への橋渡しを行う。
従来のＶｏＤＳＬの通信システムは、例えば図３に示すように構成されている。すなわち、宅内装置１０１はＤＳＬ処理部１０２及び回線制御部１０３を備えている。ＤＳＬ処理部１０２は、ＤＳＬＡＭとの間でＤＳＬ制御を行う。回線制御部１０３は、手動操作により音声回線の閉塞及び閉塞解除を行う機能を有している。
特開２０００−１６５５１７「ＡＤＳＬシステム」 特開２０００−２３６５６４「多重チャネル・デジタル加入者ライン・インタフェースを備える電気通信システムおよび方法」

上記のような通信システムで利用するＤＳＬ回線においては、メタル線の線路条件が劣化すると伝送速度の低下が発生する場合がある。そして、ＤＳＬ回線の伝送速度が収容している音声回線を転送するために必要な速度を下回ると、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する。
例えば、１つの宅内装置に２つの音声回線を収容している場合を想定すると、音声符号化のビットレートが６４ｋｂｐｓの場合には１２８ｋｂｐｓの伝送速度が必要になるが、ＤＳＬ回線の劣化により実際の伝送速度が１２８ｋｂｐｓを下回った場合には、各々の音声回線で６４ｋｂｐｓ以下の伝送速度で音声データが伝送されるため、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生することになる。

従来技術においては、１つの宅内装置に複数の音声回線を収容している場合、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生した場合には、人間の判断により、手動で回線制御部１０３を制御して一部の回線を閉塞していた。一部の回線の閉塞により、残りの回線で必要とされる伝送速度が確保された場合には、残りの回線については音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象を回避することができる。

つまり、従来技術においては、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生した後で、人間の判断に基づいて一部の回線の閉塞制御を手動で行わない限り、ＤＳＬ回線の伝送速度の劣化により、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生するのを回避できなかった。
本発明は、ＤＳＬ回線の伝送速度が低下した場合に、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する前にそれを自動的に回避することが可能な宅内装置を提供することを目的とする。

本発明は、局側のＤＳＬＡＭと宅内装置のＤＳＬ処理部とを接続するＤＳＬ区間でＶｏｉｃｅ−ｏｖｅｒ−ＡＴＭ技術を用い、同じＤＳＬ回線に複数の音声回線を構築して音声通信サービスを提供するＤＳＬ回線を用いた音声通信システムに用いられる宅内装置において、ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度を測定する回線速度測定手段と、自局に収容されている音声回線の回線数と、自局の音声回線で使用している音声符号化の種類とに基づいて、通信に必要とされる伝送速度を必要伝送速度として計算する伝送速度計算手段と、前記回線速度測定手段が検出した回線速度と前記伝送速度計算手段が求めた必要伝送速度とを比較し、ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度の劣化により、検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも小さくなった場合に、自局に収容されている複数の音声回線の少なくとも一部を逐次閉塞する音声回線閉塞手段と、ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度が回復し、検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも大きくなった場合に、閉塞されている音声回線の閉塞を逐次解除する閉塞解除手段と、音声回線を閉塞した場合及び閉塞を解除した場合に、それを局内装置に通知する通知手段とを設けたことを特徴とする。

つまり、検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも小さくなった場合には音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する可能性が高いので、この状態を検出した場合に一部の音声回線を閉塞する。
例えば、１つの宅内装置に２つの音声回線を収容し、音声符号化のビットレートが６４ｋｂｐｓの場合には１２８ｋｂｐｓ（６４×２）が必要伝送速度になる。ここで、ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度が１２８ｋｂｐｓを超えていれば問題はないが、ＤＳＬ回線の劣化により実際の伝送速度が１２８ｋｂｐｓを下回った場合には、各々の音声回線で６４ｋｂｐｓ以下の伝送速度で音声データが伝送されるため、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生することになる。しかし、このような場合に本発明では音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する前に、例えば１つの音声回線を閉塞するので、実際の伝送速度が１２８ｋｂｐｓを下回っていても必要伝送速度が６４ｋｂｐｓ（６４×１）に減少するので、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の発生を自動的に防止できる。

検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも小さくなった場合に閉塞する音声回線の選択については、例えば予め決定した優先順位に従って順番に行えばよい。
さらに、伝送路に対する雑音低下等によりＤＳＬ回線の回線速度が回復した場合には、閉塞された音声回線の閉塞を解除し、音声回線数を元に戻すことができる。

本発明によれば、ＤＳＬ回線の劣化により伝送速度が低下した場合であっても、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する前にそれを自動的に防止できるので、使用可能な音声回線の数は減少するが、残りの音声回線については正常な通信サービスの提供を継続できる。

本発明の宅内装置の１つの実施の形態について、図１及び図２を参照して説明する。図１はこの形態の音声通信システムの構成例を示すブロック図である。図２は宅内装置の動作例を示すフローチャートである。
この形態では、請求項１の回線速度測定手段，伝送速度計算手段，音声回線閉塞手段，閉塞解除手段及び通知手段は、それぞれＤＳＬ回線速度測定部１４，必要回線速度算出部１５，回線制御部１３（Ｓ１７），回線制御部１３（Ｓ２２）及び上位装置通知部１６に相当する。

図１に示すように、ユーザ宅に配置される宅内装置１１は、ＤＳＬ回線２０及び２つの電話端末Ｔ１，Ｔ２に接続されている。つまり、この宅内装置１１には２つの電話回線が収容されている。この宅内装置１１には、ＤＳＬ処理部１２，回線制御部１３，ＤＳＬ回線速度測定部１４，必要回線速度算出部１５及び上位装置通知部１６が備わっている。
この例では、電話局内２１にはＤＳＬＡＭ２２，音声ゲートウェイ装置２３及び交換機２４が備わっている。ＤＳＬＡＭ２２はＤＳＬモデムの集合体であり、複数のＤＳＬ回線２０を収容している。また、ＤＳＬＡＭ２２は電話局内２１で音声ゲートウェイ装置２３を介して交換機２４と接続されている。

なお、図１の例では音声ゲートウェイ装置２３に交換機２４を接続してあるが、ルータ等に接続することも考えられる。また、電話端末Ｔ１，Ｔ２についてはアナログ端末を用いる場合とディジタル端末を用いる場合とが考えられる。
宅内装置１１に設けられたＤＳＬ処理部１２は、ＤＳＬ回線２０を介して接続されたＤＳＬＡＭ２２との間で所定のＤＳＬ制御を行う。回線制御部１３は、電話端末Ｔ１，Ｔ２と接続された２つの音声回線を管理しており、各々の音声回線の閉塞及び閉塞解除の制御を行う。ＤＳＬ回線速度測定部１４は、ＤＳＬ区間の伝送路における回線速度を測定する。実際には、ＤＳＬ処理部１２とＤＳＬＡＭ２２との間のネゴシエーションによって回線速度が逐次決定されるので、ＤＳＬ回線速度測定部１４は決定された回線速度の情報を測定値としてＤＳＬ処理部１２から取得することができる。

必要回線速度算出部１５は、この宅内装置１１に収容している音声回線の数と音声符号化の種類（音声符号化方式）とに基づいて、収容している全ての音声回線の使用に必要とされる回線速度を必要回線速度として算出する。上位装置通知部１６は、回線制御部１３によって音声回線の閉塞又は閉塞解除が行われた場合に、その情報を上位装置（音声ゲートウェイ装置２３）に通知する。

次に、宅内装置１１の具体的な動作について図２を参照しながら説明する。
ステップＳ１１では、ＤＳＬ回線２０の回線速度Ｖｔを測定する。実際には、ＤＳＬ回線２０の状態が変化するとＤＳＬ処理部１２とＤＳＬＡＭ２２との間のネゴシエーションによってＤＳＬ回線２０の回線速度が決定されるので、ＤＳＬ回線速度測定部１４はＤＳＬ処理部１２が決定した回線速度を測定値、すなわち回線速度Ｖｔとして取得する。

ステップＳ１２では、この宅内装置１１が使用している音声回線の数ＮＬ及び現在利用している音声符号化方式のビットレートＢを取得する。そして次のステップＳ１３で必要回線速度算出部１５は次式を用いて必要回線速度Ｖｒを算出する。
Ｖｒ＝Ｂ×ＮＬ
例えば、使用している音声符号化方式がＧ．７１１であれば（Ｂ＝６４ｋｂｐｓ）なので、音声回線の数ＮＬが２の場合には（Ｖｒ＝１２８ｋｂｐｓ）になる。また、例えば、使用している音声符号化方式がＧ．７２６であれば（Ｂ＝３２ｋｂｐｓ）なので、音声回線の数ＮＬが２の場合には（Ｖｒ＝６４ｋｂｐｓ）になる。

ステップＳ１４では、ステップＳ１１で測定した回線速度ＶｔとステップＳ１３で求めた必要回線速度Ｖｒとを回線制御部１３が比較する。そして、（Ｖｔ＜Ｖｒ）の条件を満たす（回線の速度が不足している）場合には、次のステップＳ１５で（ＮＬ＞０）であることを確認してからステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では音声回線の数ＮＬを１つ減らす。そして次のステップＳ１７で、予め定めた優先順位に従って、回線制御部１３は使用している音声回線の１つを選択してそれを閉塞する。この場合、次のステップＳ１８で、該当する１つの音声回線を閉塞したことを上位装置通知部１６が上位の音声ゲートウェイ装置２３に対して通知する。

なお、（Ｖｔ＞Ｖｒ）の条件を満たすまでステップＳ１６でＮＬを複数減らすように変更しても良い。上位装置に対しては、最終的に決定された音声回線数ＮＬがステップＳ１８で通知される。
一方、ステップＳ１４で（Ｖｔ＜Ｖｒ）の条件を満たさない（回線の速度が不足していない）場合には、次のステップＳ１９で更に（Ｖｔ＞Ｖｒ＋Ｖ１）の条件を満たすか否かを確認する。Ｖ１は１つの音声回線のビットレートに相当する値である。（Ｖｔ＞Ｖｒ＋Ｖ１）の条件を満たす場合には、次のステップＳ２０で音声回線の数ＮＬをそれの最大値ＮＬmax（利用可能な最大の音声回線数）と比較する。

（ＮＬ＜ＮＬmax）であることを確認した場合には、ステップＳ２０からＳ２１に進み、音声回線の数ＮＬを１つ増やす。そして次のステップＳ２２で、予め定めた優先順位に従って、回線制御部１３は閉塞されている音声回線の１つを選択してそれを閉塞解除する。この場合、次のステップＳ２３で、該当する１つの音声回線を閉塞解除したことを上位装置通知部１６が上位の音声ゲートウェイ装置２３に対して通知する。

なお、（Ｖｔ＞Ｖｒ）の条件を満たす範囲でステップＳ１６でＮＬを複数増やすように変更しても良い。上位装置に対しては、最終的に決定された音声回線数ＮＬがステップＳ１８で通知される。
つまり、伝送路に対する雑音付加等によりＤＳＬ回線２０に伝送速度の低下が発生した場合には、少なくとも一部の音声回線の閉塞が必要かどうかを回線制御部１３がステップＳ１４の比較により自動的に識別し、使用可能な音声回線に必要な伝送速度がＤＳＬ回線２０の回線速度以下になるように、収容している複数の音声回線の一部を予め決められた順序で閉塞する。従って、ＤＳＬ回線２０の回線速度が低下した場合であっても、その回線速度の範囲内で利用可能な一部分の音声回線については正常な通信サービスを自動的に継続することができる。

また、伝送路に対する雑音低下等によりＤＳＬ回線２０の回線速度が回復した場合には、ステップＳ２１，Ｓ２２を実行することになるので、閉塞された音声回線の閉塞を解除し、音声回線数を元に戻すことができる。
また、宅内装置１１が音声回線の閉塞及び閉塞解除を行った場合にはその情報が上位装置である音声ゲートウェイ装置２３に通知されるので、音声ゲートウェイ装置２３側においても該当する宅内装置１１に割り当てられた音声回線の閉塞及び閉塞解除を行うことが可能になる。

従って、ユーザ等が手動で音声回線の閉塞を行う必要もなく、回線速度が低下した場合には、音声の途切れ，雑音の発生，回線切断等の現象が発生する前にそれを自動的に回避することができる。

実施の形態の音声通信システムの構成例を示すブロック図である。 宅内装置の動作例を示すフローチャートである。 従来の音声通信システムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 宅内装置
１２ ＤＳＬ処理部
１３ 回線制御部
１４ ＤＳＬ回線速度測定部
１５ 必要回線速度算出部
１６ 上位装置通知部
２０ ＤＳＬ回線
２１ 電話局内
２２ ＤＳＬＡＭ
２３ 音声ゲートウェイ装置
２４ 交換機
１０１ 宅内装置
１０２ ＤＳＬ処理部
１０３ 回線制御部
Ｔ１，Ｔ２ 電話端末

Claims (1)

1. 局側のＤＳＬＡＭと宅内装置のＤＳＬ処理部とを接続するＤＳＬ区間でＶｏｉｃｅ−ｏｖｅｒ−ＡＴＭ技術を用い、同じＤＳＬ回線に複数の音声回線を構築して音声通信サービスを提供するＤＳＬ回線を用いた音声通信システムに用いられる宅内装置において、
   ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度を前記ＤＳＬ処理部と前記ＤＳＬＡＭ間のネゴシエーションによって逐次測定する回線速度測定手段と、
   自局に収容されている音声回線の回線数と、自局の音声回線で使用している音声符号化の種類とに基づいて、通信に必要とされる伝送速度を必要伝送速度として計算する伝送速度計算手段と、
   前記回線速度測定手段が検出した回線速度と前記伝送速度計算手段が求めた必要伝送速度とを比較し、ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度の劣化により、検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも小さくなった場合に、自局に収容されている複数の音声回線の少なくとも一部を優先順位に応じて逐次閉塞する音声回線閉塞手段と、
   ＤＳＬ区間の伝送路の回線速度が回復し、検出された回線速度が前記必要伝送速度よりも大きくなった場合に、閉塞されている音声回線の閉塞を優先順位に応じて逐次解除する閉塞解除手段と、
   音声回線を閉塞した場合及び閉塞を解除した場合に、それを局内装置に通知する通知手段と
   を設けたことを特徴とする宅内装置。

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