JP4611598B2 - 同期したデータ配信 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、通信網に接続されていくつかの受信機で成る組に向けて時間を決めた配信ができるようにされた送信機により、データ要素（データエレメント）を配信すること（デイストリビューション）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
網（ネットワーク）用語では、データ要素（すなわち、メッセージ、パケット、フレームなど）を単一の受け側（レシピエント）に網をまたいで送ることはユニキャステング（ユニキャストすること）として知られている。データ要素を網に接続されたすべての受信機に送ることは放送（ブロードキャステング，同報通信）として知られている。データ要素をある網に接続された全受信機の一部である組（サブセット）を形成している受け側の組に向けて送ることはマルチキャステングと呼ばれている。このような受け側の組はマルチキャストグループとして知られている。
【０００３】
放送網（例えばほとんどすべてのローカルエリア網（ＬＡＮ））では、すべての受信機が網上に置かれたいずれものデータ要素を受信する。各受信機は網インターフェースカードを有し、これがその受信機に向けたものと意図されているパケットを識別する。どのマルチメディアデータ要素がその受信機を意図したものであるかを識別するために、網インターフェースカードはその受信機が受け側となる対象の各マルチキャストアドレスの表示を記憶しなければならない。
【０００４】
点点間（ポイント・トウ・ポイント）リンクにより相互接続されたスイッチングノードを備えている網では、各スイッチングノードは、各マルチキャストグループについて、そこに接続されているどのリンクがマルチキャストグループのメンバに向けて通じているかを示すもの（インジケーション）を記録していなければならない。
【０００５】
マルチキャスト技術は情報の組と他の形式のデータとを通信網上でユーザのグループに向けて配信するために次第に使用されるようになってきている。このような技術は、複数のカテゴリィのデータを配信するととくに好都合であり、ここでは異なるユーザが異なるカテゴリィのデータを受領することを求めている。ユーザの特定の要件に従り各ユーザに個別に異なるデータカイゴリィを表わしているデータをユニキャストするのではなく、多くの場合には網上で繰返して同じデータ組を送るのであり、マルチキャスト技術は各データ組が一度だけ送られるようにすることができて、網の使用で結果的に節減を伴うことになる。例えば、異なるマルチキャストアドレス上で各データカテゴリィにあるデータ組を送ることによってユーザは利用可能なアドレスの選ばれたサブセットだけを聴くように選ぶことができて、関心のあるそれぞれのカテゴリィの中でのデータ組だけを受取るようにしてよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
典型的なマルチキャスト構成では、転送用計算機（フォワーデングコンピュータ）の階層構造はマルチキャスト可能な通信網によって相互接続されていて、データ要素の源（ソース）からいくつかの受信機に向けてデータ要素を配信するようにされていて、ここで源と各受信機とは階層構造の内部で転送用計算機にリンクされている。転送用計算機は例えば通信網上でデータ要素を輸送するＩＰのようなインタネットプロトコルを用いるようにされている。しかしながらＩＰ応用の通信網上で多数の異なる受信機に向けてデータ要素を配信することは、そのデータ要素がこういった受信機にとって到着し、したがって同時に利用可能となることを何も保証していない。配信は一般に“最大努力（ベストエフォート）”ベースで実行される。多数の受信機に向けて情報についての特に重要な事項を伝えているデータ要素を配信するときには、このような情報が他のものに比較してある受信機に遅く届けられることは、このような情報の最初の受信者にとって不公正な利益をもたらすことになる。放出される情報は株式市場価格を例にとると、極めて大きな影響力を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の第一の特徴によると、複数の転送用計算機を備えているデータ配信システムで使用される転送用計算機が用意されていて、該複数の転送用計算機は通信網によりリンクされて、データ要素の源からデータ要素を該システムの転送用計算機にアクセス可能ないくつかの受信機に向けて転送するのにあてられており、
該転送用計算機は：
転送されるべきデータ要素を受信するための入力と；
タイマ手段と；
該システムの転送用計算機間でデータ要素を転送する際の遅延に寄与する少なくとも一つの所定の特性を監視し、各該監視した特性に起因する寄与を示すデータを定期的に出力するための監視用手段と；
該監視用手段の出力から、データ要素を該転送用計算機から受信機への配信用の宛先転送用計算機まで転送する際の最大の予期される遅延を計算し、それによって該タイマによって示された時間に該宛先転送用計算機により受信機に向けて該データ要素を配信するための現在の指図された時間を計算するように動作可能な計算用手段と；
該計算用手段により計算された現在の指図された時間を受信したデータ要素内に書込み、かつ、受信したデータ要素を転送するように動作可能な転送用手段とを有する転送用計算機となっている。
【０００８】
【実施の形態】
関与している転送用計算機の階層構造を含んでいるマルチキャスト構成とする特定の応用をこの発明は見付けながら、この発明の同期した配信構成は他の網構成もしくは網形式であって複数の宛先でのデータ要素の同期がとれた配信を求めるようなところにあるサーバ間での通信に応用できる。
【０００９】
好ましいのは、転送用計算機の内部では、計算手段が動作可能となっていて、所定の確率で最大の予想される遅延を計算することであり、この確率は前記転送用装置から該システムの宛先転送用装置までデータ要素を転送する際の遅延が該最大の予期される遅延を越えることになるものであるのがよい。
【００１０】
最大遅延のいくつかの値が計算できて、平均して、ｎデータ要素中の一つのデータ要素がある受信機に向けて、計算された最大遅延に基づいて特定されたよりも後の時間に配信されることになる。最大遅延のいくつかの値はｎについての異なる値に従り計算されてよく、受信機に向けた同期した遅延の臨界的な重要さ（クリティカリティ）に従りサービスについて違ったレベルのオプションを提供する。最大遅延は例えばｎが一万，百万，一億といった三つの値について計算される。データ要素は、受信機の数に対して同期された配信がクリティカルなときは、ｎ＝１億をベースに配信されてよく、またさほどクリティカルでないときはｎ＝１万をベースとしてよい。
【００１１】
【実施例】
以下に現在考慮の対象となっている（以下“現在の”と訳出する）発明の特定の実施形態を例としての目的に限って添付の図面を参照して記述して行く。
【００１２】
図１を見ると、転送用計算機１００（ＦＣ１ないしＦ１０）の単純な階層構造を模式的な形式で示す図が与えられていて、そこには階層構造についての所定の構造により転送用計算機１００の選ばれた対を相互接続している通信網のリンクが備わっている。“転送用計算機”はどんな計算機でもよく、データ要素の転送をいくつかの宛先に向けて通信網上で、意図した受信者のデータ要素により伝えられたアドレスに従い実行するようにされたものである。転送用計算機はいくつかのインターフェースを有していて、データ要素の受領と送信とを可能にするために通信網へのインターフェースとなっている。
【００１３】
図１の例では、階層構造は“トップ（最上位）”にある転送用計算機ＦＣ−１から、階層の“エンド（端）”にある転送用計算機ＦＣ−４，ＦＣ−５，ＦＣ−７，ＦＣ−８，ＦＣ−９，及びＦＣ−１０まで展開している。“トップ”の転送用計算機ＦＣ−１に向けて、データ要素の源１１０がリンクされていて、またいくつかの“エンド”の転送用計算機に向けてデータ要素の受信機１１５（受信機−Ａ〜受信機−Ｇ）がリンクされている。ユーザ（図１には示していない）はそこで受信機１１５とリンクされて、転送用計算機の階層構造によりデータ源１１０から配信されたデータ要素へのアクセスを得るようにしてもよい。
【００１４】
好ましい階層構造では、いくつかのレベルが“トップ”の転送用計算機と“エンド”転送用計算機のある一つとの間に存在している。各転送用計算機で階層のトップレベルの下にあるものは単一の“親の”転送用計算機を持ち、またいくつかの“子供の”転送用計算機をその下のレベルにもつことができる。図１の例では、転送用計算機ＦＣ−２は、親として、転送用計算機ＦＣ−１をまた子供として、転送用計算機ＦＣ−４とＦＣ−５とを持っている。階層構造を構成するときには、それぞれの親の転送用計算機のアドレスは、何らかの条件の下で、各転送用計算機内部にいずれかの子供の転送用計算機のアドレスを表示するものと一緒に記憶される。好ましいのは、もっとも本質的なことではないが、通信網相互接続用の転送用計算機１００がマルチキャスト可能とされていて、それにより、マルチキャスト技術が使用できてデータ要素をデータ要素の源１１０から選ばれた受信機１１５へ送るのに使われる。マルチキャストアドレスの適切な使用を伴って、転送用計算機はデータ要素を転送用計算機の所定のラインに沿って送るために多数の技術のうちの一つを用いることができ、この送りは階層を通って行なわれて、データ要素がいくつかの意図された受信機１１５に到達することを確保するようにしている。
【００１５】
出願人の未決国際特許出願番号ＰＣＴ／ＧＢ９９／０３１１４は転送用計算機によるマルチキャスト可能網上を介してのデータ要素の送りの方法を記述していて、ここではこのようなデータ要素の潜在的受信機（者）の異なる組に対して予め指定されたマルチキャストアドレスを使用している。各転送用計算機でこの階層の中のものは、それぞれの転送用テーブルへのアクセスを有していて、このテーブルは転送宛先、もしくは受取ったデータ要素で特定のマルチキャストアドレスへ宛先指定されたものについての宛先を特定している。階層を通る経路はこうして、データ要素を送るときには、使用されるマルチキャストアドレスに従り予め規定され、したがって意図された受信機（者）の組により予め規定される。）このように図１の例では、源１１０から受信機１１５の所定の組に向けて特定のデータ要素を配信するためには、転送用計算機ＦＣ−１は、受信機の所定の組を表わしている前もって指定されたマルチキャストアドレスを選択し、その転送用テーブルのコンテンツに従りそのアドレスを用いてデータ要素を送る。もし、単一の受信機だけが必要とされているとすると、そのときは、前もって指定されたユニキャストアドレスがその受信機のために使用される。
【００１６】
次に転送用計算機１００の動作についての主な原理を概観することとし、転送用計算機の階層内の一つについて見て、現在の発明の好ましい実施例によるデータ要素の同期のとれた配信を達成するための動作を見ることとする。
【００１７】
この概観に続いて、この発明の好ましい実施例による転送用計算機の動作のより詳細な記述をすることとする。
【００１８】
好ましいのは、データ要素の同期のとれた配信は階層の内部で、発信元の転送用転送用計算機（例えばＦＣ−１）─データ要素の源１１０から配信されることになるデータ要素の第一の受領するもの―と宛先の転送用計算機（例えばＦＣ−９）―データ要素の意図された受信機１１５（例えば受信機−Ｅ）にリンクされた転送用計算機との間で、試行されるだけになる。宛先の転送用計算機からそこにリンクされた受信機へ向けてのデータ要素の配信における最終段階は、最小の、あるいはそうでなければデータ要素の受信機間で一致している遅延を含むものと仮定されている。
【００１９】
データ要素についての多数の受信機１１５に向けた同期した配信を達成するために、上記の階層構造内の転送用計算機１００の各々は二つの主な型式の情報を生成し、またそれにアクセスを有するようにされている。第一は、各転送用計算機１００は共通の同期した時間信号へアクセスするようになっている。時間信号へのアクセスは可能とされる数多くの手段の一つによって用意される。例えばグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）受信機が各転送用計算機１００のところに用意されて、正確な時間情報へのアクセスを与えるようにする。代って、ＮＴＰ（Internet Request for Comments(RFC)1305に記載されており、Internet Engineering Task Forceにより、インターネット上で刊行（publish）されているもの）のような網タイミングプロトコルが各転送用計算機に向けて時間情報を伝えるように実施されるとか、もっと実用性のあるのは、ＮＴＰがＧＰＳ受信機からの時間情報を階層内部の転送用計算機の局所的なグループに向けて伝えるようにするもので、これらの転送用計算機は首都圏網でサービスしているＧＰＳ受信機と首都圏網によって相互接続がされている。
【００２０】
第二の形式の情報は、最大予期下流遅延（maximum expected downstream delay）であって、この遅延は、“発信元”の転送用計算機（配信されることになるデータ要素についての階層内部での第一の受領側）から“宛先”転送用計算機（受信機自体の前の最終“ステージングポスト（staging post，実現用のポスト）”までのものである。このような情報を得るために、各転送用計算機１００は“バックグラウンド（背景）”プロセスを動作するようにされていて、このプロセスは所定の組の網の特性を、所定の監視時間期間にわたって、監視をするもので、監視の対象は転送用計算機をその階層内で下にある子供の転送用計算機（もしあればのことであるが）にリンクしている通信網のその部分とされている。監視のために選ばれた網特性は一番重要な貢献を一つの転送用計算機から他のデータ要素を送る際の遅延にするものとなる。
【００２１】
背景プロセスであって転送用計算機１００によって動作されるものは、最大の下流遅延を計算する。この遅延はデータ要素を発信元の転送用計算機からそれよりの下位の（下流，ダウンストリーム）のいずれかの転送用計算機であって階層の同じ枝の中にあるものに向けて送ることが予期されているものである。このプロセスは循環（サイクリック）ベースで動作し、最大下流遅延の計算は、各監視時間期間中に特定の網特性について転送用計算機によって集められたデータに基づいている。監視期間の継続期間、したがってプロセスサイクル周波数はこの階層構造が網状態を変えるのに適応するのに必要とされるレートに従り設定される。これらの転送用計算機（例えばＦＣ−４，ＦＣ−９）で一番低いレベルの階層にあるものは─その下に子供の転送用計算機をもたないものは─これから記述するように、各監視用サイクルの開始を制御するようにされていてよいが、そうでなければ下流遅延を計算しないのであって、受信機に向ける以外には下流部分がないことによる。
【００２２】
このように、発信元転送用計算機は、同期した時間信号と、特定の時間（最新の監視用サイクルについて）で予期される最大下流遅延についての情報とへのアクセスをもっていて、これが下流の宛先転送用計算機における送られたデータ要素の到着についての一番遅い予期される時間を計算することができる。配信されることになるデータ要素を受信すると、発信元の転送用計算機はこの遅延情報を数多くの違ったやり方で使用できて、このデータ要素の同期した配信を関連の宛先転送用計算機に向けてしたがって意図された受信機１１５に向けて確実にすることを助けるようにする。
【００２３】
好ましいのは、各転送用計算機１００が発信元の転送用計算機によるデータ要素内へ挿入されたタイミング情報に応答することであり、この情報はデータ要素を受信機１１５に向けて配信するための時間を特定する。各宛先の転送用計算機は、そこで、受信したデータ要素をキャッシュするようにされていて、その宛先の転送用計算機にリンクされたいくつかの受信機１１５へ向けた配信にあたることが意図されていて、キャッシュは特定時間の到来まで続き─この時間は例えば同期した時間により決められ─またそれによって、意図された受信機１１５に向けてデータ要素を配信するようにしている。受信機１１５に向けた配信のために発信元の転送用計算機によって特定された時間は、データ要素にとって関連の宛先転送用計算機に到達するのに十分な時間となるように計算され、この到達には特定された配信時刻よりも遅く到達する予め決められた確率を越えることがないような時間である。以下の記述にあるように、転送用計算機は同期のとれていない配信の危険のレベルに従り最大下流遅延についての異なるオプション（選択肢）を用意してよく、この非同期の配信の危険はデータ要素の源もしくは受信機が受入れるように備えているものである。
【００２４】
最大下流遅延を決める“バックグラウンド（背景）”プロセスについての転送用計算機１００による動作の段階は、この発明の好ましい実施例について、図２を参照して概要が記述される。この背景プロセスは特定の転送用計算機１００が、下流遅延を、直接に、その“子供の”転送用計算機の各々に対してリンクしている通信網のその部分に限って決めることができることを基礎として作動している。各“子供”よりも下のレベルについての総計の下流遅延は特定の転送用計算機に向けて、“最大下流遅延（ＭＤＤ）”メッセージの中で上方に通信され、ＭＤＤメッセージは各子供によって送られたものである。上述のように、ＭＤＤの判断決定は監視用サイクルに基づいて動作され、各監視用サイクルは階層の“エンド（終端）”（子供の転送用計算機のないもの）にある転送用計算機によってトリガされる。好ましいのは、監視サイクルが、“エンド”の転送用計算機が、所定の周波数で初期用最大下流遅延（ＭＤＤ）メッセージをそのそれぞれの親の転送用計算機に向けて送ることにより開始されることであり、このＭＤＤメッセージは下流遅延がゼロであることを特定している。継続する初期用メッセージ間の期間は例えばシステム総括者（アドミニストレータ）によって、どのくらい速く転送用計算機の階層が変化する網状態に適応するのに必要かどうかによって設定される。継続するＭＤＤメッセージ間の０．２５〜１．００秒の期間が示唆されている。
【００２５】
図２を見ると、段階２００では、現在の転送用計算機が新しい最大下流遅延（ＭＤＤ）メッセージをその子供の転送用計算機の一つから受取る。段階２０５ではそのメッセージの中で供給された最大下流遅延の値が記憶される。段階２１０では、フラグが設定されて、新しいＭＤＤメッセージがその子供から受取られたことを示す。段階２１５では、現在の転送用計算機がその子供の転送用計算機のすべてが現在の監視用サイクルについてＭＤＤメッセージを送ってしまっているかどうか判断する。そうなっていなければ、そのときは処理は段階２００に戻って、別の予期されるＭＤＤメッセージで現在のサイクルについてのものを待つ。
【００２６】
もし段階２１５で、ＭＤＤメッセージが各子供から受取られていれば、そのときは、段階２２０で、ある子供からのＭＤＤメッセージの受領を示すフラグがリセットされて、所定の網特性についてのデータ収集の新しいサイクルが開始されることになることを示す。段階２２５では、現在の転送用計算機がトリガされてそれ自体と、それにリンクされている子供の転送用計算機の各々との間の下流遅延を計算して記憶するようにし、この際には最新の監視期間中に所定の網特性について収集したデータを使用し、受取ったＭＤＤメッセージ内で供給されかつ各子供を介して集計された遅延を与えるために段階２０５で記憶されたそれぞれの値に対して、各子供についての計算された値を加えるようにする。段階２３０では、現在の転送用計算機は段階２２５と段階２３５とで計算された集計した下流遅延の最大を選び、もし現在の転送用計算機に対する親の転送用計算機があれば、選んだ最大遅延をＭＤＤメッセージに書込んで、それを所定のその親に向けて送る。プロセスはそこで段階２００に戻って、新しい監視用サイクルについてＭＤＤメッセージの新しい組の第一のものを待つことになる。
【００２７】
現在の転送用計算機は受領告知（アクノレッジメント，ＡＣＫ）メッセージをＭＤＤメッセージを送っている子供に向けて送るようにされている。さらに、もし現在の転送用計算機が受領告知メッセージを所定の時間切れ期間中に、最新に送ったＭＤＤメッセージについてその親から受取らないとすると、そのときには、ＭＤＤメッセージは再送されてよい。
【００２８】
上述のように、また後に詳述するように、各転送用計算機は、図２の段階２２５で、最大下流遅延についての複数の値を計算するようにされていてよく、各値は異なる予め定めた確率について、あるデータ要素が下流の宛先転送用計算機に到達するのに予測されたよりも長い期間をとることができるようにする。ＭＤＤ値は各確率に関してＭＤＤメッセージの中に含まれていて、階層構造を通って進行するときに各転送用計算機によって分離されて処理されるようにできる。このやり方では、データ要素の源もしくは受信機の群が危険（リスク）の異なるレベルに関して利用可能なオプションの一つを選ぶことができて、ここでいう危険はあるデータ要素がある受信機に向けて他の受信機と同じ時刻に配信されなくなることを指している。発信元の転送用計算機は最新に受取ったＭＤＤメッセージ内で通信されたものの中から適切な最大下流遅延を選んで、この遅延値を用いて送られたデータ要素内で特定されることになる適切な配信時刻を計算する。
【００２９】
ここで、網と他の特性についての好ましい組についての詳細を記述することとし、もし適当であれば転送用計算機が測定をして図２の段階２２５で最大下流遅延を判断決定するのに使用するようにする方法についても触れる。
【００３０】
現在考慮している発明の好ましい実施例では、三つの特性が遅延を判断して決めるために使用されている。
【００３１】
（１）親と子供の転送用計算機間のリンク上で送られたデータ要素の損失。
【００３２】
（２）親と子供の転送用計算機間のリンクの遅れ。
【００３３】
（３）ある転送用計算機による処理に起因する遅れ。
【００３４】
好ましいのは最初の二つの特性が転送用計算機により自動的に監視されることである。第三の特性は転送用計算機の正常の動作中には著しく変ることはなさそうであるが、例えば、格上げされた制御用ソフトウェアのインストールで、またリンクされた子供の転送用計算機の数の変化で変ることができる。転送用計算機が原因となる遅延は、したがって、その構成に対して変更がされる都度、実験によって判断されて、新しい値が下流遅延の計算に適応される。
【００３５】
現在の転送用計算機は子供の転送用計算機の各々のリンク上でのデータ要素の損失を、それぞれの子供の転送用計算機に向けたデータ要素の正常の送りと、子供の転送用計算機からの受領告知の受領とを監視することによって、測定する。受領告知テーブルは監視用サイクルの間に各子供の転送用計算機に向けて送られたデータ要素の計算値（カウント）と各それぞれの子供から受取った対応する受領告知のカウントとを保存することによって維持することができる。監視用サイクルにわたり受領告知データを集める転送用計算機の動作の中での段階について図３を参照して記述する。
【００３６】
図３を見ると、段階３００では、受領告知（ＡＣＫ）が子供の転送用計算機から、送られたデータ要素に応答して、受領される。段階３０５では、“ＭＤＤメッセージ受信済み”フラグの状態が受領告知を送っている子供の転送用計算機についてチェックされて、もし設定されていると見つけられると（図２の段階２１０からのことである）、そのときは段階３１５では受領した受領告知がすでに進行中である監視用サイクルで、その子供についての受領告知テーブルに加えられる。もし、段階３０５で、フラグがリセットされると（図２の段階２２０からである）、そのときには、新しい監視用サイクルがトリガされて、段階３１０では、受取った受領告知がその子供についての受領告知テーブル内に累積されたデータを上書きする。処理はそこで段階３００に戻って、他の受領告知を受取る。
【００３７】
図２の段階２２５で各子供の転送用計算機の遅延を計算するときには、現在の転送用計算機は各子供についてのデータ要素の損失を計算し、この計算では最新の監視用サイクルの間に送られたデータ要素に対する（を分母として）受取った受領告知の比が求められて、受領告知テーブル内での各子供についての記録されたものが使用される。
【００３８】
当業者は転送用計算機間で使用されるデータ輸送プロトコルの形式により受領用告知情報へのアクセスを取得するのに適した技術を実施できるものと思料する。
【００３９】
同じように、当業者は子供の転送用計算機の各々に対するリンク上で遅れの測定をするのに適した技術を実施できるであろう。好ましいのは、ＴＣＰ／ＩＰが転送用計算機間でデータ要素の輸送に使用される場合には、ＰＩＮＧもしくはＴＲＡＣＥＲＯＵＴＥユーティリティの使用が、子供に対するリンク遅れを測定するために低トラヒックの期間中にされるようにできることである。このようなユーティリティの使用は“ＴＣＰ／ＩＰ Illustrated, Volume 1：The Protocols”（Adddison-Wesley Professional Computing Series）by W. Richard Stevensという本に記述されているところである。一番最新に測定された遅れの値は現在の転送用計算機に記憶されて段階２２５の計算での使用にあてる。
【００４０】
現在の転送用計算機の処理に起因する遅延は転送用計算機の性能についての実験的測定により設定されてよい。この遅延についての典型的な値は２０ミリ秒（ｍｓ）（これは比較的“遅い”プロセッサが設置された場合である）か、５ｍｓ（“早い”プロセッサの場合）かとなっている。
【００４１】
データ要素損失の値と、リンク遅れと、処理遅延とを用いて現在の転送用計算機は、段階２２５において、下流遅延Ｄを各子供の転送用計算機に対して計算することができ、この計算は、計算された遅延Ｄよりも後で子供にデータ要素が到達することになる確率の三つのレベルの各々について次の式を用いて行なわれる。
【００４２】
Ｄ＝（１＋log_(1/r)Ｐ）（ｆ＋ｔ）
ここでＤはｍｓで表わした遅延であり、（１／r）は対数の底である。
【００４３】
Ｐは確率を表わして、Ｐのデータ要素中で１を越えることがないデータ要素がそれぞれの子供の転送用計算機に到達するのに遅延Ｄよりも長くはかからないとしている。（言い換えると、送られたデータ要素のタイムリイな配信に必要な性能を表わしており、すなわち、平均すると、送られたＰのデータ要素中で１を越えることがないデータ要素が、言われている時間（すなわちＤ）内にそれぞれの子供の転送用計算機に到達しないことになる性能を表わす。）
ｒは監視期間中に損失されるデータ要素の割合である。
【００４４】
ｆはｍｓで表わした現在の転送用計算機の処理遅延である。
【００４５】
ｔはｍｓで表わしたリンクの遅れである。
【００４６】
二つのシナリオについてある転送用計算機の動作の段階を図４を参照してここで記述する。第一のシナリオでは、駆送用計算機は“発信元（オリジネーテング）”の転送用計算機であり、配信されることになるデータ要素を、データ源１１０から、受取る階層内部での第一の転送用計算機である。“発信元”の転送用計算機の動作における段階は図４を参照して記述することとし、また第二のシナリオでは、転送用計算機は“宛先”転送用計算機であって、階層内部の最後の転送用計算機であって、そこにリンクされている受信機１１５への配信前にデータ要素を受取るためのものである。“宛先”転送用計算機の動作の段階は図５を参照して記述することとする。
【００４７】
図４を見ると、段階４００では、発信元の転送用計算機がデータ源４００からの配信されることになるデータ要素を受取る。段階４０５では、受信機に向けての同期のとれた配信についての要件がチェックされる。同期のとれた配信が求められていなければ、そのときは段階４２５で、受取ったデータ要素が所定のアドレスへ向けてその後に送られる。しかし、段階４０５で同期のとれた配信が求められていると、そのときは段階４１０で、発信元の転送用計算機が最新の計算された最大下流遅延を得ることとし、この遅延は前述したようにこの転送用計算機及び他の転送用計算機上で実行がされている背景プロセスによって決められたところとなっている。段階４１５では、発信元の転送用計算機がデータ要素の送りの時刻を、例えば同期のとれた時間源から判断し決め、実際の転送前に残っている処理段階のための許容時間（アロウアンス）を含むようにし、またこの時間に対して、最大予期遅延を加えて、宛先転送計算機によるデータ要素の配信のための時刻を得るようにしている。段階４２０では、発信元の転送用計算機はここで配信用の時刻をデータ要素内に書込んで、また段階４２５では、データ要素が所定のアドレスに従り送られる。処理はそこで段階４００に戻り、次のデータ要素が配信されることになるのを待つ。
【００４８】
図５を参照すると、段階４５０では、宛先の転送用計算は、データ要素を受取り、このデータ要素は転送用計算機の階層構造を通って下方へ送られたものであり、宛先転送用計算機によっていくつかの所定の受信機への配信にあてられる。段階４５５では、宛先転送用計算機は受取ったデータ要素が特定の配信時刻を含んでいるかどうかを判断する。もし何も配信時刻が見付からなければ（段階４５５）、そのときには同期のとれた配信で受信機に向けたものは意図されていなかったのであり、段階４７０では、受取ったデータ要素が時間を参照しないでいくつかの所定の受信機に向けて送信される。
【００４９】
もし、段階４５５で、受取ったデータに配信についての時間の特定が見付かると、そのときには、段階４６０で、現在の時刻が例えば同期のとれた時間信号かクロックから得られる。段階４６５では、もし現在の時刻が配信用に特定された時刻と整合しているか、それを越えていれば、そのときは段階４７０でデータ要素がいくつかの所定の受信機に向けて送信される。もし段階４６５で、配信用時刻がまだ到達していないとすると、そのときはプロセスは段階４６０を通るループをとり、それが配信用時刻が届くまで行なわれる。
【００５０】
データ要素を所定の受信機もしくは受信機（一般）に送信してしまうと、処理は段階４５０に戻って、現在の転送用計算機にリンクされた受信機への配信のための別なデータ要素を待つ。
【００５１】
現在の発明の実施例は他のデータ配信構成にも異なる網構成を用いて応用できることは明らかであろう。この網構ではデータ要素の同期のとれた配信が一組の受信機にとってもとめられているものとする。いずれかの網構成であって、その中では網を通る経路が監視されて、データ要素の転送についてのありそうな最大時間を判断するものにとっては、現在の発明の実施例を応用することから潜在的な恩恵を受けることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 転送用計算機の論理的階層構造を示す図。
【図２】 この発明の好ましい実施例による下りの流れの遅延を判断するための転送用計算機の動作の段階を示す流れ図。
【図３】 データ要素の損失を監視するための転送用計算機プロセスの動作の段階を示す流れ図。
【図４】 この発明の好ましい実施例による受信機に向けた同期配信用にデータ要素を送る際の転送用計算機の動作の段階を示す一つの流れ図。
【図５】 この発明の好ましい実施例による受信機に向けた同期配信用にデータ要素を送る際の転送用計算機の動作の段階を示す他の一つの流れ図。

Claims (11)

1. データ源から複数の受信機へデータ要素を転送する複数の相互接続された転送用装置を含むデータ配信システムであって、
   前記データ配信システムは、複数の宛先転送用装置と時間において同期した源転送用装置を含み、
   複数の受信機の各々は複数の宛先転送用装置に接続されていて、
   （ｉ）源転送用装置は、
   データ要素を源転送用装置から複数の宛先転送用装置の各々へ転送することに関連する最大の予期される遅延を計算する計算用手段と、
   データ源から受信したデータ要素を複数の宛先転送用装置の各々へ特定の転送時間に転送し、最大の予期される遅延を加えた特定の転送時間に基づく指図された配信時間を、転送されるべき各データ要素に書込む転送用手段とを含み、
   （ｉｉ）複数の宛先転送用装置の各々は、
   転送されたデータ要素を受信する受信用手段と、
   データ要素に書込まれた指図された配信時間に、接続された受信機の各々へデータ要素を配信する配信用手段とを含む、データ配信システム。
2. 転送用装置の各々は、前記転送用装置に関連する最大下流遅延を計算し、
   計算用手段により計算される最大の予期される遅延は、転送用装置の各々から受信される最大下流遅延の全てに基づく請求項１記載のデータ配信システム。
3. 計算用手段は、複数の最大の予期される遅延を計算するように構成されており、
   各最大の予期される遅延は、データ要素が受信機において最大の予期される遅延の後で受信される確率に対応し、
   転送用手段は、対応する確率に基づいて、指図された配信時間に対する複数の最大の予期される遅延の１つを選択するように構成されている請求項１または２記載のデータ配信システム。
4. 源転送用装置と宛先転送用装置とは、共通の同期したタイミング信号と同期している請求項１ないし３の何れか１項記載のデータ配信システム。
5. 共通のタイミング信号は、グローバルポジショニングシステムの信号により与えられる請求項４記載のデータ配信システム。
6. 最大の予期される遅延は、各転送用装置により、データ配信システム内の別の転送用装置へデータ要素を転送するために、下流の遅延に関係して行われる計算に基づく請求項１ないし５の何れか１項記載のデータ配信システム。
7. 計算は、宛先転送用装置により開始される請求項６記載のデータ配信システム。
8. 最大の予期される遅延は、１つの転送用装置と別の転送用装置との間のデータ要素の損失に基づく請求項１ないし７の何れか１項記載のデータ配信システム。
9. 最大の予期される遅延は、１つの転送用装置と別の転送用装置との間のリンクの遅れに基づく請求項１ないし８の何れか１項記載のデータ配信システム。
10. 最大の予期される遅延は、転送用装置における処理時間に起因する遅延に基づく請求項１ないし９の何れか１項記載のデータ配信システム。
11. データ配信システムで使用される源転送用装置であって、
    前記データ配信システムは、データ源から複数の受信機へデータ要素を転送する複数の転送用装置を含み、
    前記源転送用装置は、
    複数の宛先転送用装置と時間において同期させる同期用装置と、
    データ要素を源転送用装置から宛先転送用装置の各々へ転送することに関連する最大の予期される遅延を計算する計算用手段と、
    データ要素をデータ源から複数の宛先転送用装置の各々へ特定の転送時間に転送し、宛先転送用装置から受信機へデータ要素を配信する指図された配信時間を、転送されるべき各データ要素へ書き込む転送用手段とを含み、
    前記指図された配信時間は、最大の予期される遅延を加えた特定の転送時間に基づく、源転送用装置。

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