JP4736957B2 - 品質計測システム、通信装置、通信端末及びそれらに用いるストリーミング配信品質計測方法 - Google Patents

Description

本発明は品質計測システム、通信装置、通信端末及びそれらに用いるストリーミング配信品質計測方法に関し、特にマルチキャスト網におけるパケット配信品質を測定するシステムにおいて、受信端末における受信品質の収集方法に関する。

近年、インタネット、ブロードバンド技術の発展によって、通信ネットワーク上でマルチメディアコンテンツの流通が普及しつつあり、中でもストリーミング配信の本格化が期待されている。このストリーミング配信は、音声や動画像を配信する際に、受信端末側でファイル全体を受信し終えてから再生するのではなく、パケットを受信しながら逐次再生を行う技術であり、ライブ中継やＴＶ（テレビ）放送の再配信等、リアルタイム性を要求されるコンテンツの配信に適している。

このストリーミング配信及び品質管理を実現する通信プロトコルとしては、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）にて制定されたＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）及びＲＴＣＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が利用されている（例えば、非特許文献１参照）。ＲＴＰは音声・動画像等のメディアをリアルタイム配送するためのデータ転送プロトコルであり、ＲＴＣＰはＲＴＰセッション上の送信者・受信者間で配信品質をはじめとする情報のやり取りを行う制御プロトコルである。

また、インタネット上で多数の端末へ同一データを配信する方法としては、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャスト技術を利用することによって、配信サーバが送信した単一のパケットをネットワーク内の分岐点において複製し、複数の端末へ到達させることが可能である。これによって、大規模ユーザに対するストリーミング配信を行った場合には、配信サーバの負荷や通信路の帯域を効率化することができる。

尚、ＩＰマルチキャストではパケットの到達確認を行わないコネクションレス通信が一般に利用されていることから、パケットロスや遅延、及びジッタ（ｊｉｔｔｅｒ：揺らぎ）等による配信品質劣化を想定する必要がある。この対策として、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｄｅｒｉｖｅｒｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術によるストリーミング配信トラフィックの高品質転送等が中継網で普及してきたものの、ＡＤＳＬ／ＶＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ./Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）等ビットエラー率の高い物理回線が使用されるアクセス網においては、依然として品質劣化の可能性が残っており、受信者毎の配信品質測定に対するニーズが高い。

ところが、ＲＴＣＰのような制御プロトコルを利用して配信サーバが受信端末から配信品質を直接収集する場合には、配信サーバが全ての受信端末からのＲＴＣＰパケットを受信する必要がある。このため、受信端末数に応じてサーバ受信負荷が増大し、配信数に制約が生じてしまうという課題があり、大規模なストリーミング配信における品質測定をコスト効率的に実現することが困難である。

"ＲＴＰ：Ａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ"（ＲＦＣ３５５０，Ｊｕｌｙ ２００３，５章及び６章）

上述した従来の配信システムでは、大規模ユーザに対するストリーミング配信を行う場合に、配信サーバの負荷や通信路の帯域を効率化することが可能なＩＰマルチキャスト技術が利用されているが、インタネットのようなベストエフォート通信網では通信路におけるパケットロス発生が想定されるため、受信者毎の配信品質管理が必要とされている。

ところが、ＲＴＣＰのような制御プロトコルを利用して配信サーバが受信端末から配信品質を直接収集する場合には、配信サーバが全ての受信端末からＲＴＣＰパケットを受信する必要がある。このため、従来の配信システムでは、受信端末数に応じてサーバ受信負荷が増大し、配信数に制約が生じてしまうという課題があり、大規模なストリーミング配信における品質測定をコスト効率的に実現することが困難である。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、加入者端末と加入者収容ルータとの間のトラフィックを増加させず、ストリーミングを視聴中の全ての加入者端末における配信品質をコスト効率的に収集することができる品質計測システム、通信装置、通信端末及びそれらに用いるストリーミング配信品質計測方法を提供することにある。

本発明による品質計測システムは、マルチキャスト網において通信装置から通信端末に配信されるパケットの配信品質を測定する品質計測システムであって、
前記通信装置は、前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する手段と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する手段とを備え、
前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加している。

本発明による通信装置は、マルチキャスト網において通信端末にパケットを配信する通信装置であって、
前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する手段と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する手段とを備え、
ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加している。

本発明による通信端末は、マルチキャスト網において通信装置からパケットが配信される通信端末であって、
前記通信装置との間で定期的に交換するルーティングパケット内に前記通信装置との間の配信品質情報を付加して返送する手段を備え、
当該ルーティングパケット内に付加した配信品質情報を基に前記通信装置にて自端末と前記通信装置との間の配信品質を測定し、
前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットに前記配信品質情報を付加している。

本発明によるストリーミング配信品質計測方法は、マルチキャスト網において通信装置から通信端末に配信されるパケットの配信品質を測定する品質計測システムに用いるストリーミング配信品質計測方法であって、
前記通信装置が、前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する処理と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する処理とを実行し、
前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加している。

すなわち、本発明の品質計測システムは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストを利用して大規模なストリーミング配信を行う通信システムにおいて、加入者端末と加入者収容ルータとの間で定期的に交換されるルーティングパケット内に配信品質情報を付加することによって、加入者単位における配信品質の収集をコスト効率的に実現可能とすることを特徴としている。

より具体的に説明すると、本発明の品質計測システムでは、加入者収容ルータが全ての加入者端末に対してマルチキャスト配信の周期クエリーを行う。マルチキャストグループに参加中の加入者端末は、加入者収容ルータから受信したクエリーに応答し、配信品質情報を付与したグループメンバ報告を加入者収容ルータに送信する。

このグループメンバ報告を受信した加入者収容ルータは、ルーティングプロトコルにしたがって経路情報を更新するとともに、加入者端末が返送してきた配信品質情報と、加入者収容ルータ内で計数している品質情報とを比較することによって、加入者収容ルータと加入者端末との間の配信品質の計測を行う。

上記のようにして、本発明の品質計測システムでは、加入者端末と加入者収容ルータとの間のトラフィックを増加させることなく、ストリーミングを視聴中の全ての加入者端末における配信品質をコスト効率的に収集することが可能となる。

つまり、本発明の品質計測システムでは、加入者収容ルータが、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信されるクエリー及びグループメンバ報告のパケットに品質情報を相乗りさせることで、ソフトウェアのパケット送受信負荷への影響を与えずに、加入者端末毎の品質情報を容易に収集することが可能となる。

特に、本発明の品質計測システムでは、加入者収容ルータ及び加入者端末における機能配備が、従来のルータ／端末におけるソフトウェア／ハードウェアの枠組みで実現可能であり、機器コストに与える影響が微小であるという効果も奏する。

また、本発明の品質計測システムでは、フォーマット拡張によるパケット長の増加分が高々１０数バイトであり、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）／ＩＰヘッダを含めたＩＧＭＰパケット全体に与える影響もわずかであることから、回線帯域への影響も少ないという効果を奏する。

さらに、本発明の品質計測システムでは、複数の加入者収容ルータを配置した際に、夫々に構成される加入者品質情報格納部の品質レコードを遠隔の品質管理サーバで収集し、一元管理することも可能となる。

このように、本発明の品質計測システムでは、加入者端末と加入者収容ルータとの間のトラフィックを増加させず、ストリーミングを視聴中の全ての加入者端末における配信品質をコスト効率的に収集することが可能であり、配信サーバや配信ルータ等、その他の機器に影響を与えることがなく、容易に導入できることも効果として期待される。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、加入者端末と加入者収容ルータとの間のトラフィックを増加させず、ストリーミングを視聴中の全ての加入者端末における配信品質をコスト効率的に収集することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による品質計測システムの構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による品質計測システムは、ストリーミングを視聴する加入者端末１ａ〜１ｃと、これらの加入者端末１ａ〜１ｃを収容する加入者収容ルータ２と、複数のルータから構成される中継網１００と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストによってストリーミングパケットを配信する配信サーバ４と、この配信サーバ４を収容する配信ルータ３とからなるネットワーク構成となっている。

尚、本実施例では記載しないが、加入者端末１ａ〜１ｃと加入者収容ルータ２との間に、複数段のレイヤ２スイッチや、ＡＤＳＬ／ＶＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ./Ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）のようなメタリックアクセスシステム、ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｖａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような光アクセスシステムが挿入されていてもよい。

加入者収容ルータ２は、全ての加入者端末１ａ〜１ｃに対してマルチキャスト配信の周期クエリーを行う。マルチキャストグループに参加中の加入者端末１ａ〜１ｃは、加入者収容ルータ２から受信したクエリーに応答し、配信品質情報を付与したグループメンバ報告を加入者収容ルータ２に送信する。

このグループメンバ報告を受信した加入者収容ルータ２は、ルーティングプロトコルにしたがって経路情報を更新するとともに、加入者端末１ａ〜１ｃが返送してきた配信品質情報と、加入者収容ルータ２内で計数している品質情報とを比較することによって、加入者収容ルータ２と加入者端末１ａ〜１ｃとの間の配信品質の計測を行う。

図２は図１の加入者収容ルータ２の構成例を示すブロック図である。図２において、加入者収容ルータ２は、複数の加入者端末１ａ〜１ｃを収容する回線終端部２１ａ〜２１ｃと、制御パケット抽出部２２ａ〜２２ｃと、パケット転送部２３と、中継網１００と接続される回線終端部２４と、経路情報格納部２５と、マルチキャストグループ管理部２６と、同期タイマ管理部２７と、品質管理部２８と、加入者品質情報格納部２９と、受信統計情報格納部３０とから構成されている。

尚、加入者端末１ａ〜１ｃと加入者収容ルータ２との間でやりとりするマルチキャストルーティングプロトコルには、ＩＰｖ４ ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）［ＲＦＣ１１１２（非特許文献２）、ＲＦＣ２２３６（非特許文献３）等参照］やＩＰｖ６ ＭＬＤ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｌｉｓｔｅｎｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ）［ＲＦＣ２７１０（非特許文献４）等参照］が代表的である。

本実施例の適用においては、これらのプロトコルを特に限定しないが、以下、本実施例においては説明の簡略化のためにＩＧＭＰｖ２を使用する場合について述べるものとする。また、本実施例においては、ユニキャストパケットの転送方法について特に触れないが、これはルータ機器のごく基本的な動作概念に基づいて実装されることを前提としている。

回線終端部２１ａ〜２１ｃは、光ファイバやツイストペアケーブル等を介して、加入者宅に設置された加入者端末１ａ〜１ｃを収容し、フレーム同期や誤り制御といったレイヤ１，２の機能を実現するブロックであり、イーサネット（登録商標）等の規格に準拠したＰＨＹ（ｐｈｙｓｉｃａｌ：物理層）デバイスやＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）デバイスによって構成されている。

制御パケット抽出部２２ａ〜２２ｃは、加入者端末１ａ〜１ｃと加入者収容ルータ２との間でマルチキャストルーティングプロトコルを交換する際に、このパケットを抽出し、マルチキャストグループ制御部２６に転送するブロックである。ＩＧＭＰプロトコルの場合、宛先ＩＰアドレス及びＩＰヘッダ内のプロトコルタイプフィールドを参照することによって実現され、ハードウェア回路で容易に実現可能なものである。

回線終端部２４は、光ファイバやツイストペアケーブル等を介して中継網１００に接続されるインタフェースであり、上記の回線終端部２１ａ〜２１ｃと同様に、フレーム同期や誤り制御といったレイヤ１，２の機能を実現するブロックである。

パケット転送部２３は、任意の回線終端部２１ａ〜２１ｃ，２４から受信したパケットを別の回線終端部２１ａ〜２１ｃ，２４に中継転送する一般的なパケットスイッチであり、ハードウェア回路及びパケットバッファメモリによる構成で高速処理を行うことが可能なものである。

経路情報格納部２５には、宛先ＩＰアドレスに対応した転送先ポートの一覧が保持されている。特に、マルチキャストパケットを回線終端部２４から受信した場合には、経路情報格納部２５を参照し、転送先の加入者端末１ａ〜１ｃを決定した上で、パケットの複製を行い、該当の回線終端部２１ａ〜２１ｃへ転送する機能を有している。

マルチキャストグループ管理部２６では、加入者端末１ａ〜１ｃから受信したマルチキャストルーティングパケットを終端するブロックであり、一般にソフトウェアによって実現される。受信統計情報格納部３０は、回線終端部２４において中継網１００からストリーミング配信のマルチキャストパケットを受信した際に、累積受信パケット数を宛先ＩＰアドレス単位で計数するカウンタ（図示せず）を備えている。

同期タイマ管理部２７は、ＮＴＰ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）［ＲＦＣ１３０５（非特許文献５）等参照］等の時刻同期プロトコルを利用して、加入者端末１ａ〜１ｃと加入者収容ルータ２との間で時刻同期を行うブロックであり、一般にソフトウェアによって実現されるものである。

品質管理部２８は、加入者端末１ａ〜１ｃから収集した配信品質情報と、受信統計情報格納部３０内で計数された品質情報とを比較することによって、加入者収容ルータ２と加入者端末１ａ〜１ｃとの間の配信品質の計測を行うブロックである。この計測結果が、加入者端末１ａ〜１ｃ単位に、加入者品質情報格納部２９に保持される。

図３は本発明の一実施例による加入者端末の構成例を示すブロック図である。図３においては、加入者端末１は、回線終端部１１と、制御パケット抽出部１２と、受信バッファ部１３と、ストリーム再生部１４と、ストリーム制御部１５と、マルチキャストグループ管理部１６と、受信統計情報格納部１７と、同期タイマ管理部１８と、品質管理部１９とから構成されている。尚、図１に示す加入者端末１ａ〜１ｃはこの加入者端末１と同様の構成となっている。

回線終端部１１は、光ファイバやツイストペアケーブル等を介して加入者収容ルータ２に接続されるインタフェースであり、上記の回線終端部２１ａ〜２１ｃ，２４と同様に、フレーム同期や誤り制御といったレイヤ１，２の機能を実現するブロックである。

制御パケット抽出部１２は、加入者端末１ａ〜１ｃと加入者収容ルータ２との間でマルチキャストルーティングプロトコルを交換する際に、このパケットを抽出し、マルチキャストグループ管理部１６に転送するブロックである。ＩＧＭＰプロトコルにおいては、宛先ＩＰアドレス及びＩＰヘッダ内のプロトコルタイプフィールドを参照することによって実現される。

受信バッファ部１３は、配信サーバ４から受信したストリーミング配信パケットが格納されるバッファメモリである。また、ストリーム再生部１４は、受信パケットのＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤを終端してストリームを組み立てるとともに、オーディオ・ビデオＣＯＤＥＣ（ＣＯｍｐｒｅｓｓｉｏｎ／ＤＥＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ：コーデック）を終端して動画像等のマルチメディアコンテンツを再生するブロックである。

ストリーム制御部１５は、ユーザの入力操作等に応じて、視聴対象のマルチキャストグループアドレスを決定し、マルチキャストグループ管理部１６を通して同グループアドレスへのメンバ報告（参加／離脱要求）を行うブロックである。マルチキャストグループ管理部１６では、加入者収容ルータ２から受信したマルチキャストルーティングパケットを終端するブロックである。

受信統計情報格納部１７は、受信バッファ部１３に格納されるストリーミング配信のマルチキャストパケットに対して、累積受信パケット数を計数するカウンタ（図示せず）及びＲＴＰヘッダのタイムスタンプ（Ｔｉｍｅｓｔａｍｐ）フィールド及び受信パケット到着間隔から算出されるジッタ（ｊｉｔｔｅｒ：揺らぎ）を計数するカウンタ（図示せず）を備えている。

同期タイマ管理部１８は、ＮＴＰ（非特許文献５参照）等の時刻同期プロトコルを利用して、加入者収容ルータ２との間で時刻同期を行うブロックである。品質管理部１９は、加入者収容ルータ２からクエリーを受信した際に、受信統計情報格納部１７内で計数している品質情報を通知するための制御を行うブロックである。

図４は本発明の一実施例による品質計測システムで用いるクエリーパケット（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｑｕｅｒｙ）の構成を示す図であり、図５は本発明の一実施例による品質計測システムで用いるマルチキャストグループメンバ報告（Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｒｅｐｏｒｔ）の構成を示す図であり、図６は本発明の一実施例による品質計測システムの動作を示すシーケンスチャートであり、図７は本発明の一実施例による品質計測システムで用いる品質レコードの構成を示す図である。これら図１〜図６を参照して本発明の一実施例による品質計測システムの動作について説明する。以下、加入者端末１ａ〜１ｃについては加入者端末１と表記する。

本実施例では、図４及び図５において、標準的なＩＧＭＰｖ２パケットに対し、加入者収容ルータ２が送信するクエリーパケットにＱｕｅｒｙ送信タイムスタンプ（図４の＃３，＃４ワード目）を付する点、加入者端末１が送信するグループメンバ報告パケットにＱｕｅｒｙ受信タイムスタンプ、受信パケット数、平均ジッタ（図５の＃３〜＃６ワード目）が付与されている点を特徴としている。

まずはじめに、ストリーミング配信のマルチキャストパケットを受信した際における動作について説明する。加入者収容ルータ２では、回線終端部２４において宛先ＩＰヘッダを識別し（図６ステップＳ１）、受信統計情報格納部３０において、受信パケット数の加算を行う（図６ステップＳ２）。

同様に、加入者端末１では、受信バッファ部１３において宛先ＩＰヘッダを識別し（図６ステップＳ１１）、受信統計情報格納部１７において、受信パケット数の加算、直前のパケットの到着時刻ｔ１’及びＲＴＰヘッダタイムスタンプ値ｔ１と、現在のパケットの到着時刻ｔ２’及びＲＴＰヘッダタイムスタンプ値ｔ２とから、
ジッタ値＝｜（ｔ２’−ｔ１’）−（ｔ２−ｔ１）｜
という式で、ジッタ値を算出する（図６ステップＳ１２）。

ここで、到着時刻ｔ１’，ｔ２’は、同期タイマ管理部１８から取得される値である。また、加入者端末１では、上記のジッタ値と受信パケット数とを利用することで、平均ジッタ値を算出する（図６ステップＳ１３）。

続いて、ＩＧＭＰプロトコルの問い合わせ周期であるＱｕｅｒｙタイマが満了した際の動作について説明する。加入者収容ルータ２では、配下の全ての加入者端末１に対して、Ｑｕｅｒｙ送信タイムスタンプが付与されたクエリーパケットを送信する（図６ステップＳ３）。

このタイムスタンプは、同期タイマ管理部２７から取得され、そのタイムスタンプ値がｔであるとし、このタイムスタンプ値ｔを品質管理部２８に保存しておく（図６ステップＳ４）。尚、本実施例においては、上位３２ビットは整数部（単位：秒）を、下位３２ビットは小数点以下（単位：マイクロ秒）で表した１９００年１月１日０時基準に対する相対値を示すものとする。

また、品質管理部２８では、受信統計情報格納部３０から現在の累積受信パケット数ｍをマルチキャストグループ毎に退避するとともに、累積受信パケット数のカウンタ値をリセットする（図６ステップＳ５）。

次に、加入者端末１がクエリーパケットを受信した際における動作について説明する。加入者端末１では、制御パケット抽出部１２、マルチキャストグループ管理部１６を経由して、品質管理部１９において、同期タイマ管理部１８から現在時刻ｔ’を取得するとともに、受信統計情報格納部１７から現在の累積受信パケット数ｍ’及び平均ジッタｎ’を退避し、累積受信パケット数ｍ’及び平均ジッタｎ’のカウンタ値をリセットする（図６ステップＳ１４）。

以上の結果によって、加入者端末１は、加入者収容ルータ２に対して、Ｑｕｅｒｙ受信タイムスタンプｔ’、受信パケット数ｍ’、平均ジッタｎ’を付与したグループメンバ報告パケットを送信する（図６ステップＳ１４）。

最後に、加入者収容ルータ２がグループメンバ報告パケットを受信した際における動作について説明する。加入者収容ルータ２では、制御パケット抽出部２２ａ〜２２ｃ、マルチキャストグループ管理部２６を経由して、品質管理部２８において、保存しておいたタイムスタンプ値ｔ及び受信タイムスタンプ値ｔ’から、
下り伝送遅延＝ｔ’−ｔ
という式で、下り伝送遅延を算出する（図６ステップＳ６）。

同様に、品質管理部２８では、累積受信パケット数ｍに対して、
ロスパケット数＝ｍ−ｍ’
という式で、ロスパケット数を算出する。また、品質管理部２８では、加入者端末１から報告された平均ジッタｎ’を合わせ、加入者品質情報格納部２９に、クエリー周期毎に、図７に示すような品質レコードを構成することができる。

以上説明したように、本実施例では、加入者収容ルータ２がＩＧＭＰによって周期的に送信するクエリーパケット及び加入者端末１が送信するグループメンバ報告のパケットに品質情報を相乗りさせることで、ソフトウェアのパケット送受信負荷への影響を与えずに、図７に示すような加入者端末１毎の品質情報を容易に収集することができる。特に、加入者収容ルータ２及び加入者端末１における機能配備は、従来のルータ／端末におけるソフトウェア／ハードウェアの枠組みで実現することができ、機器コストに与える影響が微小であるという効果を奏する。

また、本実施例では、図４及び図５に示すフォーマット拡張によるパケット長の増加分が高々１０数バイトであり、ＭＡＣ／ＩＰヘッダを含めたＩＧＭＰパケット全体に与える影響もわずかであることから、回線帯域への影響も少ないという効果も奏する。

図８は本発明の他の実施例による品質計測システムの構成例を示すブロック図である。図８において、本発明の他の実施例による品質計測システムは、複数の加入者収容ルータ２ａ，２ｂを配置し、品質管理サーバ５を設けた以外は、図１に示す本発明の一実施例による品質計測システムと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。また、同一構成要素の動作は本発明の一実施例と同様である。

本実施例では、加入者端末１ａ〜１ｃを収容する加入者収容ルータ２ａと、加入者端末１ｄ〜１ｆを収容する加入者収容ルータ２ｂとを配置した際に、加入者収容ルータ２ａ，２ｂ各々の加入者品質情報格納部２９の品質レコードを遠隔の品質管理サーバ５で収集しているので、品質レコードを品質管理サーバ５で一元管理することができる。

このように、本発明では、加入者端末１，１ａ〜１ｆと加入者収容ルータ２ａ，２ｂとの間のトラフィックを増加させず、ストリーミングを視聴中の全ての加入者端末１，１ａ〜１ｆにおける配信品質をコスト効率的に収集することができる。また、本発明では、配信サーバ４や配信ルータ３等、その他の機器に影響を与えることがなく、容易に導入することができることも効果として期待される。

本発明の一実施例による品質計測システムの構成例を示すブロック図である。 図１の加入者収容ルータの構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施例による加入者端末の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施例による品質計測システムで用いるクエリーパケットの構成を示す図である。 本発明の一実施例による品質計測システムで用いるマルチキャストグループメンバ報告の構成を示す図である。 本発明の一実施例による品質計測システムの動作を示すシーケンスチャートである。 本発明の一実施例による品質計測システムで用いる品質レコードの構成を示す図である。 本発明の他の実施例による品質計測システムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１，１ａ〜１ｃ 加入者端末
２，２ａ，２ｂ 加入者収容ルータ
３ 配信ルータ
４ 配信サーバ
５ 品質管理サーバ
１１，２１ａ〜２１ｃ，２４ 回線終端部
１２ 制御パケット抽出部
１３ 受信バッファ部
１４ ストリーム再生部
１５ ストリーム制御部
１６，２６ マルチキャストグループ管理部
１７，３０ 受信統計情報格納部
１８，２７ 同期タイマ管理部
１９，２８ 品質管理部
２２ａ〜２２ｃ 制御パケット抽出部
２３ パケット転送部
２５ 経路情報格納部
２９ 加入者品質情報格納部
１００ 中継網

Claims (21)

1. マルチキャスト網において通信装置から通信端末に配信されるパケットの配信品質を測定する品質計測システムであって、
   前記通信装置は、前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する手段と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する手段とを有し、
   前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加することを特徴とする品質計測システム。
2. 前記通信装置は、前記通信端末との間のパケットの受信数を少なくとも計数する手段を含み、
   前記配信品質を測定する手段は、その計数値と前記通信端末から返送されてきた配信品質情報とを比較して前記通信端末との間の配信品質を測定することを特徴とする請求項１記載の品質計測システム。
3. 前記通信装置と前記通信端末との間で、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストを利用して大規模なストリーミング配信を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の品質計測システム。
4. 前記通信装置が送信するクエリーパケットに送信タイムスタンプを付与し、
   前記通信端末が送信するグループメンバ報告パケットに受信タイムスタンプ、受信パケット数、平均ジッタを付与することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の品質計測システム。
5. 前記通信端末は、前記通信装置に収容される加入者端末であり、
   前記通信装置は、少なくとも前記加入者端末を収容するルータ装置及びスイッチ装置のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか記載の品質計測システム。
6. 前記通信装置を複数配設し、
   前記通信装置各々の測定結果を一括管理する品質管理装置を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか記載の品質計測システム。
7. マルチキャスト網において通信端末にパケットを配信する通信装置であって、
   前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する手段と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する手段とを有し、
   ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加することを特徴とする通信装置。
8. 前記通信端末との間のパケットの受信数を少なくとも計数する手段を含み、
   前記配信品質を測定する手段は、その計数値と前記通信端末から返送されてきた配信品質情報とを比較して前記通信端末との間の配信品質を測定することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
9. 前記通信端末との間で、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストを利用して大規模なストリーミング配信を行うことを特徴とする請求項７または請求項８記載の通信装置。
10. 前記クエリーパケットに送信タイムスタンプを付与し、
    前記グループメンバ報告パケットに受信タイムスタンプ、受信パケット数、平均ジッタを付与することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか記載の通信装置。
11. 少なくとも前記通信端末を収容するルータ装置及びスイッチ装置のいずれかであることを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか記載の通信装置。
12. マルチキャスト網において通信装置からパケットが配信される通信端末であって、
    前記通信装置との間で定期的に交換するルーティングパケット内に前記通信装置との間の配信品質情報を付加して返送する手段を有し、
    当該ルーティングパケット内に付加した配信品質情報を基に前記通信装置にて自端末と前記通信装置との間の配信品質を測定し、
    前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットに前記配信品質情報を付加することを特徴とする通信端末。
13. 前記通信装置との間で、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストを利用して大規模なストリーミング配信を行うことを特徴とする請求項１２記載の通信端末。
14. 前記クエリーパケットに送信タイムスタンプを付与し、
    前記グループメンバ報告パケットに受信タイムスタンプ、受信パケット数、平均ジッタを付与することを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の通信端末。
15. 少なくともルータ装置及びスイッチ装置のいずれかに収容される加入者端末であることを特徴とする請求項１２から請求項１４のいずれか記載の通信端末。
16. マルチキャスト網において通信装置から通信端末に配信されるパケットの配信品質を測定する品質計測システムに用いるストリーミング配信品質計測方法であって、
    前記通信装置が、前記通信端末との間でルーティングパケットを定期的に交換する処理と、前記通信端末からのルーティングパケット内に付加された配信品質情報を基に前記通信端末との間の配信品質を測定する処理とを実行し、
    前記通信装置がＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって周期的に送信するクエリーと、前記通信端末が前記クエリーに応答して返送するグループメンバ報告のパケットとにそれぞれ前記配信品質情報を付加することを特徴とするストリーミング配信品質計測方法。
17. 前記通信装置が、前記通信端末との間のパケットの受信数を少なくとも計数する処理を実行し、
    前記配信品質を測定する処理において、その計数値と前記通信端末から返送されてきた配信品質情報とを比較して前記通信端末との間の配信品質を測定することを特徴とする請求項１６記載のストリーミング配信品質計測方法。
18. 前記通信装置と前記通信端末との間で、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）マルチキャストを利用して大規模なストリーミング配信を行うことを特徴とする請求項１６または請求項１７記載のストリーミング配信品質計測方法。
19. 前記通信装置が送信するクエリーパケットに送信タイムスタンプを付与し、
    前記通信端末が送信するグループメンバ報告パケットに受信タイムスタンプ、受信パケット数、平均ジッタを付与することを特徴とする請求項１６から請求項１８のいずれか記載のストリーミング配信品質計測方法。
20. 前記通信端末が、前記通信装置に収容される加入者端末であり、
    前記通信装置が、少なくとも前記加入者端末を収容するルータ装置及びスイッチ装置のいずれかであることを特徴とする請求項１６から請求項１９のいずれか記載のストリーミング配信品質計測方法。
21. 前記通信装置を複数配設し、
    前記通信装置各々の測定結果を一括管理する品質管理装置を含むことを特徴とする請求項１６から請求項２０のいずれか記載のストリーミング配信品質計測方法。

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