JP5062905B2 - マルチキャストゲートウェイ映像配信経路制御方法及びその映像配信システム - Google Patents
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Description
本発明は、インターネットに代表されるユニキャスト網に接続された受信クライアントに向け、送信サーバから映像データの配信を行うマルチキャストゲートウェイ映像配信経路制御方法及びその映像配信システムに関する。
映像などの大量のデータを効率的に同報配信する方式として、ＩＰマルチキャスト通信方式がある。しかし、現在のインターネット通信網は、サーバとクライアントが１対１で通信を行うユニキャスト通信方式の構成であり、ＩＰマルチキャスト通信に対応していない。
近年、インターネット通信にＩＰマルチキャスト通信の技術を適用したマルチキャストゲートウェイ方式と呼ばれる通信方式が実用化されつつある。この種のマルチキャストゲートウェイ方式の通信システムとして、例えば、図１９に示すような映像配信システム１０がある。映像配信システム１０は、送信サーバ１２が、１対多数の通信を行うマルチキャスト網１４を介してマルチキャストゲートウェイ１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に接続されている。さらに、マルチキャストゲートウェイ１６は、１対１の通信を行うユニキャスト網１８を介して受信クライアント２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）に各々接続されている。このマルチキャストゲートウェイ１６は、マルチキャスト形式のデータとユニキャスト形式のデータを相互変換して伝送する機能を備え、マルチキャスト通信とユニキャスト通信を中継する動作を行う。
映像配信システム１０は、以下のように動作する。送信サーバ１２は、種々の映像データのパケットを、定常的にマルチキャスト網１４の直近のマルチキャストルータ１５ａに流し続けている。そして、例えばユニキャスト網１８に接続している受信クライアント２０ａの利用者がある映像を視聴したいとき、受信クライアント２０ａから、あらかじめ定められたマルチキャストゲートウェイ１６ａに向け、当該映像データの識別子を含む信号である受信開始要求パケットＰＫ１を、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）やその他その通信回線で決められた通信方式により送信する。受信開始要求パケットＰＫ１は、マルチキャストゲートウェイ１６ａによってマルチキャスト形式の受信開始要求パケットＰＫ２に変換され、マルチキャスト網１４の直近のマルチキャストルータ１５ｂへ、ＩＧＭＰにより送信される。マルチキャストルータ１５ｂは、送信サーバ１２からの映像信号を受信したマルチキャストルータ１５ａへ、別方式の信号の受信開始要求パケットＰＫ３をＰＩＭ（Protocol-Independent Multicast）により送信する。
これを受けて、マルチキャストルータ１５ａは、受信開始要求パケットＰＫ３の送信元であるマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて、当該識別子に対応した映像データの映像パケットＰＫ４を送信する。その映像パケットＰＫ４は、マルチキャストゲートウェイ１６ａによってユニキャスト形式の映像パケットＰＫ５に変換され、ユニキャスト網１８を通して受信クライアント２０ａに送られる。また、受信者がいない映像は、マルチキャストルータ１５ａにおいて、その映像パケットは廃棄される。
また、特許文献１に開示されているように、送信ホストからＩＰマルチキャストデータグラムとして送信されたメッセージを、ＩＰマルチキャスト通信をサポートしていない受信ホストが受信することを可能にした、上記映像配信システム１０と類似の構成を有するインターネット上のマルチキャストゲートウェイ通信方法及びシステムがある。
インターネットで映像データを配信する場合、ネットワークの混雑や通信機器の障害などによって通信品質が低下すると、それに伴って、受信クライアントで視聴した映像の品質も低下する。
しかし、従来の映像配信システム１０の場合、受信クライアント２０個々に割り当てられるマルチキャストゲートウェイ１６は、ユニキャスト網１８の管理者（例えばインターネットプロバイダ）によって決められるため、各受信クライアント２０の利用者は、他に通信品質の高い通信経路があったとしても、それを利用することができない。特許文献１のインターネット上のマルチキャストゲートウェイ通信方法及びシステムにおいても同様の問題があった。
この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、受信クライアントが接続されたユニキャスト網上で配信経路の混雑や通信機器の障害などが生じても、受信クライアントが受信する映像の品質を良好に維持することが可能なマルチキャストゲートウェイ映像配信経路制御方法及びその映像配信システムを提供することを目的とする。
この発明は、所望の映像データをリクエストし、当該リクエストに応じて送信された特定の映像データを受信する受信クライアントと、映像データをマルチキャスト網へ送信する送信サーバと、前記送信サーバから送られる映像データを受信するマルチキャストルータと、前記マルチキャスト網に接続されているとともに、ユニキャスト網を介して前記受信クライアントに接続され、マルチキャスト形式のデータとユニキャスト形式のデータを相互変換して伝送する複数のマルチキャストゲートウェイとを備え、特定の前記受信クライアントから所望の映像データの配信を要求する特定の受信開始要求パケットが送信されると、その特定の受信開始要求パケットは前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から適宜選択された一つを介して前記マルチキャストルータに送信され、前記送信サーバからの映像データを受信した前記マルチキャストルータは、前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、それに該当する特定の映像データを抽出して前記マルチキャスト網を経て選択された前記一つのマルチキャストゲートウェイへ送信し、前記特定の受信クライアントは、当該一つのマルチキャストゲートウェイを経由して前記特定の映像データを受信するマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法において、前記特定の受信クライアントから前記特定の受信開始要求パケットが送信されると、前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から当該特定の受信クライアントに最も適した前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定するマルチキャストゲートウェイ選択工程と、前記特定の映像データの通信中に、前記特定のマルチキャストゲートウェイを除く前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から、当該特定の受信クライアントに最も適した新マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定するマルチキャストゲートウェイ変更工程とを備えたマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法である。
前記マルチキャストゲートウェイ選択工程は、前記特定の受信クライアントが前記特定の受信開始要求パケットを送信する受信開始要求工程と、前記各受信クライアントの識別情報、前記特定の映像データの通信経路に設定する前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報、前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度、及び使用の可否を示す使用状態情報が互いに対応付けて登録された転送先状態管理テーブルを参照し、前記特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられ、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する基本選択工程と、前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記受信クライアントをグループ分けして成る受信クライアント群の識別情報、前記特定の映像データの通信経路に設定する前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント群個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報、及び前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度が互いに対応付けて登録された転送先対応データテーブルを参照し、前記特定の受信クライアントが属する前記受信クライアント群の存在が認識されたときに、認識された前記受信クライアント群に割り当てられた全ての前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を読み取り、読み取った前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を、前記転送先状態管理データテーブルの前記特定の受信クライアントの識別情報に対応付けて、かつその使用状態情報を可にして登録し、その後、前記基本選択工程と同じ工程を実行して前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する二次選択工程と、前記転送先対応データテーブルに該当する前記受信クライアント群の存在が認識されないときに、あらかじめ初期設定された前記マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する三次選択工程とを備えている。
ここで、受信開始要求工程は、後述する実施形態の図６のステップＳ１０に相当する。また、基本選択工程は、図７のステップＳ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１１ｃ，Ｓ１２に相当する。二次選択工程は、同ステップＳ１１ｄ，Ｓ１１ｅ，Ｓ１１ｆ，Ｓ１１ｃ，Ｓ１２に相当する。三次選択工程は、同ステップＳ１１ｇ，Ｓ１２に相当する。
前記マルチキャストゲートウェイ変更工程は、前記特定の受信クライアントが、前記特定の映像データの受信中に前記特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する配信経路変更要求工程と、前記変更要求パケットが送信されると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、かつ前記特定の映像データの通信動作を終了させる基本変更工程と、前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続して前記特定の映像データの通信経路に設定する二次変更工程とを備えたものであってもよい。
ここで、マルチキャストゲートウェイ変更工程は、後述する実施形態の図１２のステップＳ２０、図１４のステップＳ２１ａ〜Ｓ２１ｅ，Ｓ２２，Ｓ２３に相当するもので、そのうち、配信経路変更要求工程は、同ステップＳ２０に相当する。また、基本変更工程は、同ステップＳ２１ａ，Ｓ２１ｂ，Ｓ２１ｃ，Ｓ２１ｄ，Ｓ２２，Ｓ２３に相当する。二次変更工程は、同ステップＳ２１ｅに相当する。
前記マルチキャストゲートウェイ変更工程は、前記特定のマルチキャストゲートウェイの前記マルチキャスト網側の一端に向け、所定のトラフィックパターンを有する基準データパケットを連続送信し、その基準データパケットを当該特定のマルチキャストゲートウェイの前記ユニキャスト網側の一端で通過後データパケットとして連続受信する品質確認データ送受信工程と、前記基準データパケットと前記通過後データパケットとが有するトラフィックパターンを互いに比較するトラフィックパターン比較工程と、前記トラフィックパターンの差が一定の基準を超えると、当該特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する変更要求工程とを備え、前記変更要求パケットが送信されると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、かつ前記特定の映像データの通信動作を終了させ、前記転送先対応データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続して前記特定の映像データの通信経路に設定するものであってもよい。
またこの発明は、所望の映像データをリクエストし、当該リクエストに応じて送信された特定の映像データを受信する受信クライアントと、映像データをマルチキャスト網へ送信する送信サーバと、前記送信サーバから送られる映像データを受信するマルチキャストルータと、前記マルチキャスト網に接続されているとともに、ユニキャスト網を介して前記受信クライアントに接続され、マルチキャスト形式のデータとユニキャスト形式のデータを相互変換して伝送する複数のマルチキャストゲートウェイとを備え、特定の前記受信クライアントから所望の映像データの配信を要求する特定の受信開始要求パケットが送信されると、その特定の受信開始要求パケットは前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から適宜選択された一つを介して前記マルチキャストルータに送信され、前記送信サーバからの映像データを受信した前記マルチキャストルータは、前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、それに該当する特定の映像データを抽出し前記マルチキャスト網を経て選択された前記一つのマルチキャストゲートウェイへ送信し、前記特定の受信クライアントは、当該一つのマルチキャストゲートウェイを経由して前記特定の映像データを受信するマルチキャストゲートウェイ映像配信システムにおいて、前記ユニキャスト網に接続され、前記特定の受信開始要求パケットのデータに基づいて、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択するリクエスト振り分け装置が設けられ、前記特定の受信クライアントから前記特定の受信開始要求パケットが送信されると、前記リクエスト振り分け装置は、当該特定の受信開始要求パケットを受信し、前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から当該特定の受信クライアントに最も適した前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイに向けて当該特定の受信開始要求パケットを送信し、当該特定の受信開始要求パケットを受信した当該特定のマルチキャストゲートウェイが、当該特定の受信開始要求パケットを前記マルチキャストルータに送信する動作を行い、前記リクエスト振り分け装置は、前記特定の映像データの通信中に、前記特定の受信クライアントから通信経路の変更を要求する変更要求パケットを受信すると、前記特定のマルチキャストゲートウェイを除く前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から、当該特定の受信クライアントに最も適した新マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイに向けて当該変更要求パケットを送信し、当該変更要求パケットを受信した当該新マルチキャストゲートウェイが、当該変更要求パケットを前記マルチキャストルータに送信する動作を行うマルチキャストゲートウェイ映像配信システムである。
前記リクエスト振り分け装置は、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択するマルチキャストゲートウェイ選択手段と、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段が選択処理を行うときに参照される情報であって、前記複数のマルチキャトゲートウェイに関する所定の情報が格納された転送先状態管理データベース及び転送先対応データベースと、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段が選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイに向けて当該特定の受信開始要求パケットを送信する要求転送手段とを備え、前記転送先状態管理データベースには、前記各受信クライアントの識別情報と、前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と、前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度及び使用の可否を示す使用状態情報とが互いに対応付けて登録された転送先状態管理データデータテーブルが格納され、前記転送先対応データベースには、前記一つ以上の受信クライアントがグループ分けされた受信クライアント群ごとの識別情報と、その受信クライアント群ごとに各受信クライアントと前記送信サーバとの間を中継させるマルチキャストゲートウェイの候補として割り当てられたマルチキャストゲートウェイ群の識別情報と、前記複数のマルチキャストゲートウェイごとに付与された優先度情報とが互いに対応付けて登録された転送先対応データテーブルが格納され、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理テーブルを参照し、当該特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられ、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、前記転送先状態管理テーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記転送先対応データテーブルを参照し、前記特定の受信クライアントが属する前記受信クライアント群の存在が認識されたときは、認識された前記受信クライアントに割り当てられた全ての前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を読み取り、読み取った前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を、前記転送先状態管理テーブルの前記特定の受信クライアントの識別情報に対応付けて、かつその使用状態情報を可にして登録し、その後、前記転送先状態管理データベースを参照して、当該特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイ群に属し、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中で、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、前記転送先対応データテーブルに該当する前記受信クライアント群の存在が認識されないときは、あらかじめ初期設定された前記マルチキャストゲートウェイを選択するものである。
前記受信クライアントは、前記特定の映像データの受信中に前記特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する変更要求送信手段を備え、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、前記特定の受信クライアントの前記変更要求送信手段から送信された特定の前記変更要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、当該特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続的に選択するものであってもよい。
前記リクエスト振り分け装置は、一端が前記マルチキャスト網を介して前記複数のマルチキャストゲートウェイに接続され、さらに、前記リクエスト振り分け装置には、前記特定の映像データ通信中の前記特定のマルチキャストゲートウェイに対し、その前記マルチキャスト網側の一端に向け、所定のトラフィックパターンを有する基準データパケットを継続的に送信する基準データ送信手段と、その基準データパケットが変換され当該特定のマルチキャストゲートウェイの前記ユニキャスト網側の一端から送信された通過後データパケットを連続受信する通過後データ受信手段と、基準データパケットと通過後データパケットとが各々有するトラフィックパターンを互いに比較して所定の演算処理を行う比較処理手段とで構成された、当該特定のマルチキャストゲートウェイの通信品質状態を確認する伝送路品質確認手段が設けられ、前記比較処理手段は、当該トラフィックパターンの差が一定の閾値を超えると、当該特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する特定の前記変更要求パケットを、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段に向けて送信し、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、前記特定の変更要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、当該特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続的にするものであってもよい。
この発明のマルチキャストゲートウェイ映像配信経路制御方法及びその映像配信システムは、受信クライアントから映像配信の開始要求を受けると、複数のマルチキャストゲートウェイの中から、その時点でその受信クライアントに最も適したマルチキャストゲートウェイを自動的に選択し、送信サーバとの間を中継するマルチキャストゲートウェイを適宜振り分けるので、ユニキャスト網上の配信経路の混雑などが生じにくい。
また、ユニキャスト網上の特定の通信機器等に障害が発生して映像データの通信品質の低下が生じても、それを検知してマルチキャストゲートウェイを他のマルチキャストゲートウェイに自動的に変更することができるので、映像品質の低下を容易に回復させることが可能になる。
さらに、映像データを通信中のマルチキャストゲートウェイに所定の品質確認データを通過させ、その通過前後のトラフィックパターンを比較し該マルチキャストゲートウェイの通信品質の良否を判定するという処理を継続的に行って、異常が生じたときは速やかに他のマルチキャストゲートウェイに変更するという動作を行うので、受信クライアントでは常に高品質な映像を視聴することが可能になる。
以下、本発明のマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの第一の実施形態と、このシステム上で行われる本発明の配信経路制御方法の第一の実施形態について、図１〜図１５に基づいて説明する。なお、従来の映像配信システム１０と同様の構成は、同一の符号を付して説明する。
第一の実施形態の映像配信システム３０は、図１に示すように、各種映像データの配信サーバ１２が、１対多数の通信を行うマルチキャスト網１４を介してマルチキャストゲートウェイ１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に接続されている。そして、各マルチキャストゲートウェイ１６は、１対１の通信を行うユニキャスト網１８を介して受信クライアント２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）と各々接続されている。さらに、各マルチキャストゲートウェイ１６及び各受信クライアント２０は、ユニキャスト網１８を介してリクエスト振り分け装置３２に接続されている。
受信クライアント２０は、所望の映像データをリクエストする受信開始要求パケットを送信することができる。また、例えば、受信中の映像の品質低下を検出したとき等に、通信経路の変更を要求する変更要求パケットを送信する変更要求送信手段４２ａを備えている。
ここで、映像配信システム３０が有する各装置間の情報の流れについて説明する。各装置間情報の流れは、図１の矢印のように示され、送信サーバ１２は、種々の映像データのパケットを、定常的にマルチキャスト網１４の直近のマルチキャストルータ１５ａに流し続けている。そして、例えば受信クライアント２０ａの利用者が、ある映像データの配信を要求する場合、受信クライアント２０ａは、受信開始要求パケットＰＫ１１をリクエスト振り分け装置３２に向けて、ＩＧＭＰやその他その通信回線で決められた通信方式により送信する。受信開始要求パケットＰＫ１１を受信したリクエスト振り分け装置３２は、それを受信開始要求パケットＰＫ１２に変換し、例えばマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて、ＩＧＭＰやその他その通信回線で決められた通信方式により送信する。受信開始要求パケットＰＫ１２を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ａは、それを受信開始要求パケットＰＫ１３に変換して、マルチキャスト網１４の直近のルータ１５ｂに向けてＩＧＭＰにより送信する。受信開始要求パケットＰＫ１３を受信したマルチキャストルータ１５ｂは、映像データである映像パケットＰＫ２１を送信サーバ１２から受信しているマルチキャストルータ１５ａへ、ＰＩＭにより受信開始要求パケットＰＫ１４を送信する。
これを受けて、マルチキャストルータ１５ａは、受信開始要求パケットＰＫ１４の送信元であるマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて、マルチキャスト網１４を介して、当該識別子に対応した映像データの映像パケットＰＫ２１を送信する。マルチキャストルータ１５ａからの映像パケットＰＫ２１を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ａは、それを映像パケットＰＫ２２に変換して受信開始要求パケットＰＫ１１の送信元である受信クライアント２０に向けて送信する。
送信サーバ１２、マルチキャストゲートウェイ１６、受信クライアント２０、リクエスト振り分け装置３２の各装置には、自己を識別する識別情報であるＩＰアドレスが付与されており、受信要求開始パケットＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３は、少なくとも送信元ＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレス、マルチキャストアドレスを含むデータ構造を有し、映像パケットＰＫ２１，ＰＫ２２は、少なくとも送信元ＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレス、映像データを含むデータ構造を有している。
例えば、受信開始要求パケットＰＫ１１は、データはユニキャスト形式で構成される。そして、送信元が受信クライアント２０ａであれば、図３に示すように、送信元ＩＰアドレスは受信クライアント２０ａのＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレスはリクエスト振り分け装置３２のＩＰアドレス、そして、マルチキャストアドレスは要求する映像データの識別子である。他の各パケットの具体的なデータ構成については、後の動作説明の中で説明する。
リクエスト振り分け装置３２は各機能ブロックによって表すと図２に示すように、受信開始要求パケットＰＫ１１を受信すると、送信元の受信クライアント２０と送信サーバ１２の間を中継する一つのマルチキャストゲートウェイ１６を選択するマルチキャストゲートウェイ選択手段３４を備えている。さらに、ネットワーク管理者によってあらかじめ作成された転送先対応データベース３８と、転送先対応データベース３８を基に自動的に登録される情報であって、マルチキャトゲートウェイ１６に関する所定の情報が格納されマルチキャストゲートウェイ選択手段３４が選択処理を行うときに参照する転送先状態管理データベース３６とを備えている。また、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４が選択したマルチキャストゲートウェイ１６に向けて受信開始要求パケットＰＫ１２を送信する要求転送手段４０を備えている。
転送先状態管理データベース３６には、受信開始要求パケットＰＫ１１に含まれる送信元ＩＰアドレスと、ユニキャスト網１８に接続され受信開始要求パケットＰＫ１２の送信先とするマルチキャストゲートウェイ１６との関係が登録された転送先状態管理データテーブル３６ａが格納されている。例えば、転送先状態管理データテーブル３６ａは、図４に示すように、受信開始要求パケットＰＫ１１の送信元が受信クライアント２０ａであれば、受信開始要求パケットＰＫ１２の送信先として、マルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂが候補として割り当てられている。
さらに、このマルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂには、優先度と使用状態情報が各々付与されている。優先度は、マルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂからいずれの一つを優先的に選択するかを示す数値であり、ここでは、数値が大きいほど優先度が高い。また、使用状態情報は、受信クライアント２０とマルチキャストゲートウェイ１６との間における１対１通信の経路として使用を許可するときに可と登録される。一方、例えば、その通信経路に障害や混雑が生じている等の理由で使用を許可しないときは否と登録される。
転送先対応データベース３８には、受信開始要求パケットＰＫ１１上の送信元ＩＰアドレスのＩＰアドレスプレフィックスと、ユニキャスト網１８に接続され受信開始要求パケットＰＫ１２の送信先とするマルチキャストゲートウェイ１６との関係が登録された転送先対応データテーブル３８ａが格納されている。例えば、転送先対応データテーブル３８ａは、図５に示すように、受信開始要求パケットＰＫ１１の送信元が受信クライアント２０ａ，２０ｂのグループで構成された受信クライアント群１であれば、受信開始要求パケットＰＫ１２の送信先として、マルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂが候補として割り当てられている。
さらに、このマルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂには、優先度が各々付与されている。優先度は、マルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂからいずれの一つを優先的に選択するかを示す数値であり、上記の転送先状態管理データテーブル３６ａで付与された優先度と同じの尺度で設定されている。
リクエスト振り分け装置３２を構成する各機能ブロックの詳細な機能については、後の動作説明の中で述べる。
次に、受信クライアント２０ａから映像データの配信要求があり、該当する映像データがマルチキャストルータ１５ａから送信され、受信クライアント２０ａが受信するまでの映像配信システム３０の一連の動作について、図６のシーケンスチャートに基づいて説明する。
まず、受信クライアント２０ａがリクエスト振り分け装置３２に向けて受信開始要求パケットＰＫ１１を送信する（ステップＳ１０）。受信開始要求パケットＰＫ１１のデータ構成は、図３に示した通りである。受信開始要求パケットＰＫ１１を受信したリクエスト振り分け装置３２は、所定の選択処理を行ってマルチキャストゲートウェイ１６ａを選択する（ステップＳ１１）。リクエスト振り分け装置３２は、選択したマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて受信開始要求パケットＰＫ１２を送信する（ステップＳ１２）。
ここで、ステップＳ１１，Ｓ１２を、図７に基づいて詳細に説明する。マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、受信開始要求パケットＰＫ１１の送信元ＩＰアドレスを認識する（ステップＳ１１ａ）。ここでは、受信クライアント２０ａのＩＰアドレスが認識される。
マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、図４に示す転送先状態管理データテーブル３６ａを参照し、送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがあるか否かを確認する（ステップＳ１１ｂ）。受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがあると認識される場合はステップＳ１１ｃに進む。受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがなければ、ステップＳ１１ｄに進む。
送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがある場合、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、受信クライアント２０ａのＩＰアドレスに割り当てられ、かつ使用状態が可と登録されたマルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂのＩＰアドレスの中から、最も高い優先度１００が付与されたマルチキャストゲートウェイ１６ａのＩＰアドレスを選択する。そして、次はステップＳ１２に進む（ステップＳ１１ｃ）。
一方、送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがないとき、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、図５に示す転送先対応データテーブル３８ａを参照し、送信元ＩＰアドレスプレフィックス欄に受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスが存在するか否かを確認する（ステップＳ１１ｄ）。受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスがあると認識される場合、ステップＳ１１ｅに進む。また受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスがない場合、ステップＳ１１ｇに進む。
送信元ＩＰアドレスプレフィックス欄に受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスがある場合、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスに割り当てられた全てのマルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂのＩＰアドレスと優先度を読み取る（ステップＳ１１ｅ）。そして、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、読み取ったマルチキャストゲートウェイ１６ａ，１６ｂのＩＰアドレスと優先度を、転送先状態管理データテーブル３６ａの受信クライアント２０ａのＩＰアドレスに対応付けて、かつその使用状態情報を可にして登録する（ステップＳ１１ｆ）。次に、上記のステップＳ１１ｃを行って受信開始要求パケットＰＫ１１の転送先を選択する。
送信元ＩＰアドレスプレフィックス欄に受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスプレフィックスがない場合は、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、あらかじめ初期設定された前記マルチキャストゲートウェイを受信開始要求パケットＰＫ１１の転送先として選択する（ステップＳ１１ｇ）。
次に、ステップＳ１２において要求転送手段４０が、選択されたマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて受信開始要求パケットＰＫ１２を送信する。このときの受信開始要求パケットＰＫ１２のデータはユニキャスト形式で構成され、図８に示すように、送信元ＩＰアドレスは受信クライアント２０ａのＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレスはマルチキャストゲートウェイ１６ａのＩＰアドレス、そして、マルチキャストアドレスは要求する映像データの識別子である。
さらに、受信開始要求パケットＰＫ１２を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ａは、図１、図６に示すように、送信サーバ１２から映像データが送信されているマルチキャスト網１４の直近のルータ１５ａに向けて、受信開始要求パケットＰＫ１３を送信する（ステップＳ１３）。
受信開始要求パケットＰＫ１３のデータはマルチキャスト形式で構成され、図９に示すように、送信元ＩＰアドレスはマルチキャストゲートウェイ１６ａのＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレスは所定のマルチキャストアドレス、そして、マルチキャストアドレスは要求する映像データの識別子である。
受信開始要求パケットＰＫ１３を受信したマルチキャストルータ１５ｂは、別方式の受信開始要求パケットＰＫ１４を送信サーバ１２側のマルチキャストルータ１５ａに送信する。マルチキャストルータ１５ａは、当該識別子に該当する映像データを抽出し、マルチキャスト網１４において、受信クライアント２０ａ側のマルチキャストルータ１５ｂに向けて送信する。マルチキャストルータ１５ｂは、受信した映像パケットＰＫ２１をマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて送信する（ステップＳ１４）。このときの映像パケットＰＫ２１のデータは、マルチキャスト形式で構成され、図１０に示すように、送信元ＩＰアドレスは送信サーバ１２のＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレスは要求されたマルチキャストアドレス、そして、映像データが添付される。
映像パケットＰＫ２１を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ａは、受信開始要求パケットＰＫ１１の送信元である受信クライアント２０ａに向けて、映像パケットＰＫ２２を送信する（ステップＳ１５）。このときの映像パケットＰＫ２２のデータはユニキャスト形式で構成され、図１１に示すように、送信元ＩＰアドレスは送信サーバ１２のＩＰアドレス、あて先ＩＰアドレスは受信クライアント２０ａのＩＰアドレス、そして、映像データが添付される。
このように、映像配信システム３０は、受信クライアント２０ａから映像データの配信要求があると、ステップＳ１０〜Ｓ１５の動作を行うことによって受信クライアント２０ａに所望の映像データを配信する。
その後、受信クライアント２０ａが映像データの受信を終了したいときは、受信クライアント２０ａはリクエスト振り分け装置３２に向けて受信の終了を要求する受信終了要求パケットを送信し、リクエスト振り分け装置３２及びマルチキャストゲートウェイ１６ａにおいて受信開始の場合と同様の処理が行われ、マルチキャストルータ１５ａから受信クライアント２０ａへの映像配信の動作を終了させる。
次に、映像配信システム３０において、映像データ通信中のマルチキャストゲートウェイ１６による通信経路を他のマルチキャストゲートウェイ１６による通信経路に変更する動作を説明する。例えば、受信クライアント２０ａがマルチキャストゲートウェイ１６ａを経由して映像データを受信しているとき、受信クライアント２０ａの映像再生アプリケーションによる受信中の再生エラーにより映像品質の低下を検出したとする。すると、受信クライアント２０ａの変更要求パケット送信手段４２ａから、現行マルチキャストゲートウェイ１６ａによる通信経路の変更を要求する変更要求パケットＰＫ３１が送信される。以下、変更要求パケットＰＫ３１が送信され、新マルチキャストゲートウェイ１６ｂの通信経路に変更されるまでの映像配信システム３０の一連の動作について、図１２のシーケンスチャートに基づいて説明する。
上述したステップＳ１４，Ｓ１５によって受信クライアント２０ａが映像データを受信しているとき、図１３に示すように、変更要求送信手段４２ａがリクエスト振り分け装置３２に向けて変更要求パケットＰＫ３１を送信する（ステップＳ２０）。変更要求パケットＰＫ３１を受信したリクエスト振り分け装置３２は、所定の選択処理を行って、現行マルチキャストゲートウェイ１６ａに代わる新マルチキャストウェイ１６ｂを選択する（ステップＳ２１）。
以下、上記ステップＳ２１の詳細を、図１４に基づいて説明する。マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、変更要求パケットＰＫ３１の送信元ＩＰアドレスを認識する（ステップＳ２１ａ）。ここでは、受信クライアント２０ａのＩＰアドレスが認識される。マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、図４に示す転送先状態管理データテーブル３６ａを参照し、送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがあるか否かを確認する（ステップＳ２１ｂ）。ここでは、受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがあると認識されるので、ステップＳ２１ｃに進む。受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがなければ、ステップＳ２１ｅに進む。
送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａのＩＰアドレスがある場合、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、受信クライアント２０ａのＩＰアドレスに割り当てられた現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａ以外で、かつ使用状態が可と登録されたマルチキャストゲートウェイのＩＰアドレスの中から、最も高い優先度である５０が付与されたマルチキャストゲートウェイ１６ｂのＩＰアドレスを選択する（ステップＳ２１ｃ）。さらに、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４は、現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａの使用状態を否に変更登録し、次に受信クライアント２０ａから受信開始要求パケットを受信しても、マルチキャストゲートウェイ１６ａが選択されないようにする（ステップＳ２１ｄ）。
送信元ＩＰアドレス欄に受信クライアント２０ａが属するＩＰアドレスがない場合、現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａの選択を継続する（ステップＳ２１ｅ）。すなわち、変更要求パケットＰＫ３１を無視し、通信経路を変更しようとする動作が終了する。
要求転送手段４０は、図１２、図１３に示すように、現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて、受信クライアント２０ａによる受信の終了を要求する受信終了要求パケットＰＫ３２を送信し、さらにマルチキャストゲートウェイ１６ａは、マルチキャスト網１４に向けて受信終了要求パケットＰＫ３２を送信する（ステップＳ２２）。これにより、マルチキャスト網１４のマルチキャストルータ１５ａは、現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａへの映像データの送信を停止し、マルチキャストゲートウェイ１６ａは動作を終了する。同時に、要求転送手段４０は、ステップ２１ｃで選択した新マルチキャストゲートウェイ１６ｂに向けて、受信クライアント２０ａによる受信の開始を要求する受信開始要求パケットＰＫ３３を送信する。すると、新マルチキャストゲートウェイ１６ｂが動作を開始する（ステップＳ２３）。
受信開始要求パケットＰＫ３３を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ｂは、図１２、図１５に示すように、マルチキャスト網１４に向けて受信開始要求パケットＰＫ３４を送信する（ステップＳ２４）。受信開始要求パケットＰＫ３４を受信したマルチキャスト網１４の映像データを有するマルチキャストルータ１５は、当該識別子に該当する映像データを抽出し、マルチキャストゲートウェイ１６ｂに向けて映像パケットＰＫ３５を送信する（ステップＳ２５）。映像パケットＰＫ３５に添付されている映像データは、変更前のマルチキャストゲートウェイ１６ａに向けて送信していた映像パケットＰＫ２１の映像データと同じである。
映像パケットＰＫ３５を受信したマルチキャストゲートウェイ１６ｂは、変更要求パケットＰＫ３１の送信元である受信クライアント２０ａに向けて、映像パケットＰＫ３６を送信する（ステップＳ２６）。このように、映像配信システム３０は、受信クライアント２０ａが有する変更要求パケット送信手段４２ａから、現行マルチキャストゲートウェイ１６ａによる通信経路の変更要求があると、ステップＳ２１〜Ｓ２６の動作を行うことによって新マルチキャストゲートウェイ１６ｂによる通信経路に変更し、現行と同一内容の映像データを受信クライアント２０ａに送信する。
以上説明したように、この実施形態の映像配信システム３０は、受信クライアント２０ａから映像配信の開始要求を受けると、複数のマルチキャストゲートウェイ１６の中から、その時点でその受信クライアント２０ａに最も適したマルチキャストゲートウェイ１６ａを自動的に選択し、その選択したマルチキャストゲートウェイ１６ａを送信サーバ１２との間を中継する通信経路に設定するため、複数のマルチキャストゲートウェイ１６の負荷が分散され、ユニキャスト網１８上の配信経路の混雑などが生じにくい。
また、ユニキャスト網上の特定の通信機器等に障害が発生して映像データの通信品質の低下が生じても、それを検知してマルチキャストゲートウェイを他のマルチキャストゲートウェイに自動的に変更することができるので、映像品質の低下を容易に回復させることが可能になる。
次に、本発明のマルチキャストゲートウェイ映像配信システム及びこのシステム上で行われる配信経路制御方法の第二の実施形態について、図１６〜図１８に基づいて説明する。なお、上述した映像配信システム１０，３０と同様の構成は、同一の符号を付して説明する。
第二の実施形態の映像配信システム５０は、図１６に示すように、各種映像データの配信サーバ１２が、１対多数の通信を行うマルチキャスト網１４を介してマルチキャストゲートウェイ１６（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）に接続されている。さらに、各マルチキャストゲートウェイ１６は、１対１の通信を行うユニキャスト網１８を介して受信クライアント２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）と各々接続されている。さらに、送信サーバ１２及び各マルチキャストゲートウェイ１６は、マルチキャスト網１４を介してリクエスト振り分け装置５２に接続され、各マルチキャストゲートウェイ１６及び各受信クライアント２０は、ユニキャスト網１８を介してリクエスト振り分け装置５２に接続されている。
リクエスト振り分け装置５２は、図１７に示すように、上述したリクエスト振り分け装置３０の構成に加え、マルチキャストゲートウェイ１６の通信品質状態を確認する伝送品質確認手段５４が設けられている。伝送品質確認手段５４は、映像データ通信中の特定のマルチキャストゲートウェイ１６のマルチキャスト網１４側の一端に向け、所定のトラフィックパターンを有する基準データパケットＨＣＳ１を継続的に送信する基準データ送信手段５６を備えている。また、その基準データパケットＨＣＳ１が変換されて当該特定のマルチキャストゲートウェイ１６のユニキャスト網１８側の一端から送信される通過後データパケットＨＣＳ２を連続受信する通過後データ受信手段５８を備えている。さらに、基準データパケットＨＣＳ１と通過後データパケットＨＣＳ２のトラフィックパターンを比較して所定の演算処理を行い、処理結果をマルチキャストゲートウェイ選択手段３４に向けて送信する比較処理手段６０を備えている。なお、通過後データ受信手段５８と比較処理手段６０は、受信クライアント２０側に持たせてもよい。
次に、映像配信システム５０において、映像データ通信中のマルチキャストゲートウェイ１６による通信経路を他のマルチキャストゲートウェイ１６に変更するまでの一連の動作（マルチキャストゲートウェイ変更工程）を説明する。
まず、品質確認データ送受信工程において、受信クライアント２０ａが映像データパケットＰＫ２２を受信しているとき、基準データ送信手段５６は、マルチキャストゲートウェイ１６ａのマルチキャスト網１４側の一端に向けて、基準データパケットＨＣＳ１を継続的に送信する。基準データパケットＨＣＳ１は、図１８に示すように、ｎ個のデータパケットが所定の時間間隔を空けて配列されて成るトラフィックパターンを有しており、そのトラフィックパターンの状態は、例えば、バースト時のパケット間隔Ａ１、バースト間のパケット間隔Ｂ１、パケットサイズＣ１、バースト間のパケット数Ｄ１、全パケット数Ｅ１などの数値で表すことができる。
次に、通過後データ受信手段５８は、基準データパケットＨＣＳ１が変換された通過後データパケットＨＣＳ２を、マルチキャストゲートウェイ１６ａのユニキャスト網１８側の一端から連続受信する。通過後データパケットＨＣＳ２のトラフィックパターンは、図１８に示すように、バースト時のパケット間隔Ａ２、バースト間のパケット間隔Ｂ２、パケットサイズＣ２、バースト間のパケット数Ｄ２、全パケット数Ｅ２と表される。
そして、トラフィックパターン比較工程において、比較処理手段６０は、基準データパケットＨＣＳ１と通過後データパケットＨＣＳ２とのトラフィックパターンを互いに比較する。
ここで、２つのトラフィックパターンは差がないことが理想であるが、図１８の場合は、バースト時のパケット間隔Ａ２はＡ１より広くなり、バースト間のパケット間隔Ｂ２はＢ１より狭くなり、バースト間のパケット数Ｄ２はＤ１より一つ少なくなり、全パケット数Ｅ２はＥ１より２つ少なくなった、という差が検出される。すなわち、比較処理手段６０は、基準データパケットＨＣＳ１はマルチキャストゲートウェイ１６ａを通過するとデータの状態が変化するので、検出された差の分だけ、マルチキャストゲートウェイ１６ａの通信品質が低下したもの認識する。そして、検出された差が一定の基準値を超えたか否かを判定する。上記の数値を単純比較してもよいが、例えば、バースト時のパケット間隔Ａの差の絶対値をｎ個のパケットについて求め、各絶対値の平均値を所定の基準値（例えば１０ミリ秒）と比較するなどの統計的な処理を行って判定してもよい。検出された差が基準値を超えたときは、マルチキャストゲートウェイ１６ａが許容限度の通信品質を維持できないと判定し、マルチキャストゲートウェイ１６ａによる通信経路の変更を要求する変更要求パケットＰＫ４０を、マルチキャストゲートウェイ選択手段３４に送信する。
変更要求パケットＰＫ４０を受信したリクエスト振り分け装置５２は変更要求工程において、所定の選択処理を行って、現行マルチキャストゲートウェイ１６ａに代わる新マルチキャストウェイ１６ｂを選択する。この選択処理を含め、以降は上述した映像配信システム３０におけるステップ２１〜Ｓ２６と同様の動作を行うので、説明を省略する。
このように、映像配信システム５０は、伝送路品質確認手段５４によって通信中のマルチキャストゲートウェイ１６ａの通信品質を継続的に評価確認し、一定以上の通信品質の低下が検出されると、上記ステップＳ２１〜Ｓ２６の動作を行うことによって現行のマルチキャストゲートウェイ１６ａから新マルチキャストゲートウェイ１６ｂの通信経路に変更して、現行と同一内容の映像データを受信クライアント２０ａに送信する。
この実施形態の映像配信システム５０は、上記実施形態と同様の効果に加えて、通信品質の低下を継続的に評価確認するため、映像データを通信中のマルチキャストゲートウェイ１６ａに基準データパケットＨＣＳ１を通過させ、その通過前後のトラフィックパターンを比較して通信品質の良否を判定するという構成を備えているので、現行のマルチキャストゲート１６ａに異常が生じたときでも速やかに他のマルチキャストゲートウェイ１６ｂに変更するという動作が行われ、受信クライアント２０ａでは常に高品質な映像を視聴することができる。
なお、この発明のマルチキャストゲートウェイ映像配信システム及び配信経路制御方法は、上記実施形態に限定されるものではない。リクエスト振り分け装置は、複数のマルチキャストゲートウェイの中から複数の受信クライアントごとに最適なマルチキャストゲートウェイを選択する仕組みを有し、例えば、あらかじめ２つのデータシートに設定した優先度、受信クライアントとマルチキャストゲートウェイのネットワーク的な近さ、あるいは、マルチキャストゲートウェイが接続している通信経路の通信速度など、様々な判断基準に基づいてマルチキャストゲートウェイを選択することができる。
また、リクエスト振り分け装置は、上述したような変更要求送信手段や比較処理手段から送信された通信品質の低下に基づく変更要求に限らず、各装置が何らかのきっかけによって任意のタイミングで送信した変更要求に基づいて、通信中のマルチキャストゲートウェイの変更を行うことができる。例えば、リクエスト振り分け装置から各装置に対して定期的にポーリングを実行し、取得した情報と所定の基準値との比較結果を変更要求のきっかけとすることも可能である。
１０，３０，５０ 映像配信システム
１２ 送信サーバ
１４ マルチキャスト網
１５，１５ａ，１５ｂ マルチキャストルータ
１６ マルチキャストゲートウェイ
１８ ユニキャスト網
２０ 受信クライアント
３２，５２ リクエスト振り分け装置
３４ マルチキャストゲートウェイ選択手段
３６ 転送先状態管理データベース
３６ａ 転送先状態管理データテーブル
３８ 転送先対応データベース
３８ａ 転送先対応データテーブル
４０ 要求転送手段
５４ 伝送路品質確認手段
５６ 基準データ送信手段
５８ 通過後データ受信手段
６０ 比較処理手段
ＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３，ＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３，ＰＫ１４，ＰＫ３３，ＰＫ３４ 受信要求開始パケット
ＨＣＳ１ 基準データパケット
ＨＣＳ２ 通過後データパケット
ＰＫ３，ＰＫ４，ＰＫ２１，ＰＫ２２，ＰＫ３５，ＰＫ３６ 映像パケット
ＰＫ３１ 変更要求パケット
ＰＫ３２ 受信終了要求パケット
１２ 送信サーバ
１４ マルチキャスト網
１５，１５ａ，１５ｂ マルチキャストルータ
１６ マルチキャストゲートウェイ
１８ ユニキャスト網
２０ 受信クライアント
３２，５２ リクエスト振り分け装置
３４ マルチキャストゲートウェイ選択手段
３６ 転送先状態管理データベース
３６ａ 転送先状態管理データテーブル
３８ 転送先対応データベース
３８ａ 転送先対応データテーブル
４０ 要求転送手段
５４ 伝送路品質確認手段
５６ 基準データ送信手段
５８ 通過後データ受信手段
６０ 比較処理手段
ＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３，ＰＫ１１，ＰＫ１２，ＰＫ１３，ＰＫ１４，ＰＫ３３，ＰＫ３４ 受信要求開始パケット
ＨＣＳ１ 基準データパケット
ＨＣＳ２ 通過後データパケット
ＰＫ３，ＰＫ４，ＰＫ２１，ＰＫ２２，ＰＫ３５，ＰＫ３６ 映像パケット
ＰＫ３１ 変更要求パケット
ＰＫ３２ 受信終了要求パケット
Claims (6)
- 所望の映像データをリクエストし、当該リクエストに応じて送信された特定の映像データを受信する受信クライアントと、
映像データをマルチキャスト網へ送信する送信サーバと、
前記送信サーバから送られる映像データを受信するマルチキャストルータと、
前記マルチキャスト網に接続されているとともに、ユニキャスト網を介して前記受信クライアントに接続され、マルチキャスト形式のデータとユニキャスト形式のデータを相互変換して伝送する複数のマルチキャストゲートウェイとを備え、
特定の前記受信クライアントから所望の映像データの配信を要求する特定の受信開始要求パケットが送信されると、その特定の受信開始要求パケットは前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から適宜選択された一つを介して前記マルチキャストルータに送信され、
前記送信サーバからの映像データを受信した前記マルチキャストルータは、前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、それに該当する特定の映像データを抽出して前記マルチキャスト網を経て選択された前記一つのマルチキャストゲートウェイへ送信し、
前記特定の受信クライアントは、当該一つのマルチキャストゲートウェイを経由して前記特定の映像データを受信するマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法において、
前記特定の受信クライアントから前記特定の受信開始要求パケットが送信されると、前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から当該特定の受信クライアントに最も適した前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定するマルチキャストゲートウェイ選択工程と、
前記特定の映像データの通信中に、前記特定のマルチキャストゲートウェイを除く前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から、当該特定の受信クライアントに最も適した新マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定するマルチキャストゲートウェイ変更工程とを備え、
前記マルチキャストゲートウェイ選択工程は、
前記特定の受信クライアントが前記特定の受信開始要求パケットを送信する受信開始要求工程と、
前記各受信クライアントの識別情報、前記特定の映像データの通信経路に設定する前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報、前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度、及び使用の可否を示す使用状態情報が互いに対応付けて登録された転送先状態管理テーブルを参照し、前記特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられ、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する基本選択工程と、
前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記受信クライアントをグループ分けして成る受信クライアント群の識別情報、前記特定の映像データの通信経路に設定する前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント群個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報、及び前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度が互いに対応付けて登録された転送先対応データテーブルを参照し、前記特定の受信クライアントが属する前記受信クライアント群の存在が認識されたときに、認識された前記受信クライアント群に割り当てられた全ての前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を読み取り、読み取った前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を、前記転送先状態管理データテーブルの前記特定の受信クライアントの識別情報に対応付けて、かつその使用状態情報を可にして登録し、その後、前記基本選択工程と同じ工程を実行して前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する二次選択工程と、
前記転送先対応データテーブルに該当する前記受信クライアント群の存在が認識されないときに、あらかじめ初期設定された前記マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定する三次選択工程と、
を備えたことを特徴とするマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法。 - 前記マルチキャストゲートウェイ変更工程は、
前記特定の受信クライアントが、前記特定の映像データの受信中に前記特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する配信経路変更要求工程と、
前記変更要求パケットが送信されると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、
前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、かつ前記特定の映像データの通信動作を終了させる基本変更工程と、
前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続して前記特定の映像データの通信経路に設定する二次変更工程とを備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法。 - 前記マルチキャストゲートウェイ変更工程は、
前記特定のマルチキャストゲートウェイの前記マルチキャスト網側の一端に向け、所定のトラフィックパターンを有する基準データパケットを連続送信し、その基準データパケットを当該特定のマルチキャストゲートウェイの前記ユニキャスト網側の一端で通過後データパケットとして連続受信する品質確認データ送受信工程と、
前記基準データパケットと前記通過後データパケットとが有するトラフィックパターンを互いに比較するトラフィックパターン比較工程と、
前記トラフィックパターンの差が一定の基準を超えると、当該特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する変更要求工程とを備え、
前記変更要求パケットが送信されると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、
前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときに、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイを前記特定の映像データの通信経路に設定すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、かつ前記特定の映像データの通信動作を終了させ、
前記転送先状況確認データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときに、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択し、その選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続して前記特定の映像データの通信経路に設定することを特徴とする請求項１記載のマルチキャストゲートウェイ映像配信システムの配信経路制御方法。 - 所望の映像データをリクエストし、当該リクエストに応じて送信された特定の映像データを受信する受信クライアントと、
映像データをマルチキャスト網へ送信する送信サーバと、
前記送信サーバから送られる映像データを受信するマルチキャストルータと、
前記マルチキャスト網に接続されているとともに、ユニキャスト網を介して前記受信クライアントに接続され、マルチキャスト形式のデータとユニキャスト形式のデータを相互変換して伝送する複数のマルチキャストゲートウェイとを備え、
特定の前記受信クライアントから所望の映像データの配信を要求する特定の受信開始要求パケットが送信されると、その特定の受信開始要求パケットは前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から適宜選択された一つを介して前記マルチキャストルータに送信され、
前記送信サーバからの映像データを受信した前記マルチキャストルータは、前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、それに該当する特定の映像データを抽出し前記マルチキャスト網を経て選択された前記一つのマルチキャストゲートウェイへ送信し、
前記特定の受信クライアントは、当該一つのマルチキャストゲートウェイを経由して前記特定の映像データを受信するマルチキャストゲートウェイ映像配信システムにおいて、
前記ユニキャスト網に接続され、前記特定の受信開始要求パケットのデータに基づいて、前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択するリクエスト振り分け装置が設けられ、
前記リクエスト振り分け装置は、
前記特定のマルチキャストゲートウェイを選択するマルチキャストゲートウェイ選択手段と、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段が選択処理を行うときに参照される情報であって、前記複数のマルチキャトゲートウェイに関する所定の情報が格納された転送先状態管理データベース及び転送先対応データベースと、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段が選択した前記特定のマルチキャストゲートウェイに向けて当該特定の受信開始要求パケットを送信する要求転送手段とを備え、
前記転送先状態管理データベースには、前記各受信クライアントの識別情報と、前記特定のマルチキャストゲートウェイの候補として前記各受信クライアント個々に割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と、前記マルチキャストゲートウェイ個々に付与された優先度及び使用の可否を示す使用状態情報とが互いに対応付けて登録された転送先状態管理データデータテーブルが格納され、
前記転送先対応データベースには、前記一つ以上の受信クライアントがグループ分けされた受信クライアント群ごとの識別情報と、その受信クライアント群ごとに各受信クライアントと前記送信サーバとの間を中継させるマルチキャストゲートウェイの候補として割り当てられたマルチキャストゲートウェイ群の識別情報と、前記複数のマルチキャストゲートウェイごとに付与された優先度情報とが互いに対応付けて登録された転送先対応データテーブルが格納され、
前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、
前記特定の受信開始要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理テーブルを参照し、
当該特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられ、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、
前記転送先状態管理テーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記転送先対応データテーブルを参照し、
前記特定の受信クライアントが属する前記受信クライアント群の存在が認識されたときは、認識された前記受信クライアントに割り当てられた全ての前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を読み取り、
読み取った前記マルチキャストゲートウェイの識別情報と優先度を、前記転送先状態管理テーブルの前記特定の受信クライアントの識別情報に対応付けて、かつその使用状態情報を可にして登録し、その後、前記転送先状態管理データベースを参照して、当該特定の受信開始要求パケットの送信元である前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記マルチキャストゲートウェイ群に属し、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中で、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択し、
前記転送先対応データテーブルに該当する前記受信クライアント群の存在が認識されないときは、あらかじめ初期設定された前記マルチキャストゲートウェイを選択する機能を有し、
前記特定の受信クライアントから前記特定の受信開始要求パケットが送信されると、前記リクエスト振り分け装置は、当該特定の受信開始要求パケットを受信し、前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から当該特定の受信クライアントに最も適した前記マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した特定のマルチキャストゲートウェイに向けて当該特定の受信開始要求パケットを送信し、
当該特定の受信開始要求パケットを受信した当該特定のマルチキャストゲートウェイが、当該特定の受信開始要求パケットを前記マルチキャストルータに送信する動作を行い、
さらに、前記リクエスト振り分け装置は、前記特定の映像データの通信中に、前記特定の受信クライアントから通信経路の変更を要求する変更要求パケットを受信すると、前記特定のマルチキャストゲートウェイを除く前記複数のマルチキャストゲートウェイの中から、当該特定の受信クライアントに最も適した新マルチキャストゲートウェイを選択し、選択した新マルチキャストゲートウェイに向けて当該変更要求パケットを送信し、
当該変更要求パケットを受信した当該新マルチキャストゲートウェイが、当該変更要求パケットを前記マルチキャストルータに送信する動作を行うことを特徴とするマルチキャストゲートウェイ映像配信システム。 - 前記受信クライアントは、前記特定の映像データの受信中に前記特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する変更要求パケットを送信する変更要求送信手段を備え、
前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、
前記特定の受信クライアントの前記変更要求送信手段から送信された特定の前記変更要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、
当該特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、
前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続的に選択することを特徴とする請求項４記載のマルチキャストゲートウェイ映像配信システム。 - 前記リクエスト振り分け装置は、一端が前記マルチキャスト網を介して前記複数のマルチキャストゲートウェイに接続され、
前記リクエスト振り分け装置には、前記特定の映像データ通信中の前記特定のマルチキャストゲートウェイに対し、その前記マルチキャスト網側の一端に向け、所定のトラフィックパターンを有する基準データパケットを継続的に送信する基準データ送信手段と、その基準データパケットが変換され当該特定のマルチキャストゲートウェイの前記ユニキャスト網側の一端から送信された通過後データパケットを連続受信する通過後データ受信手段と、基準データパケットと通過後データパケットとが各々有するトラフィックパターンを互いに比較して所定の演算処理を行う比較処理手段とで構成された、当該特定のマルチキャストゲートウェイの通信品質状態を確認する伝送路品質確認手段が設けられ、
前記比較処理手段は、当該トラフィックパターンの差が一定の基準を超えると、当該特定のマルチキャストゲートウェイの変更を要求する特定の前記変更要求パケットを、前記マルチキャストゲートウェイ選択手段に向けて送信し、
前記マルチキャストゲートウェイ選択手段は、前記特定の変更要求パケットを受信すると、前記転送先状態管理データテーブルを参照し、当該特定の受信クライアントの存在が認識されたときは、認識された前記特定の受信クライアントに割り当てられた前記特定のマルチキャストゲートウェイ以外の前記マルチキャストゲートウェイで、かつ使用の状態情報が可と登録された前記マルチキャストゲートウェイの中から、最も高い優先度が付与された前記マルチキャストゲートウェイを選択すると共に、前記特定のマルチキャストゲートウェイの使用の状態情報を否に変更登録し、
前記転送先状態管理データテーブルに前記特定の受信クライアントの存在が認識されないときは、前記特定のマルチキャストゲートウェイを継続的にすることを特徴とする請求項４記載のマルチキャストゲートウェイ映像配信システム。
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