JP5108830B2 - フォールバック制御方法、フォールバック制御システム、呼制御装置及び呼制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＩＰ網におけるトラヒック輻輳時の輻輳制御技術に関する。

フォールバックとは、回線状態が悪いときでも回線を切断するのではなく、通信速度を自動的に低下させるなどして、通信自体は続行できるようにする機能である（例えば、特許文献１参照）。

従来のトラヒック輻輳制御技術におけるフォールバック制御技術としては、例えば、ファクシミリ装置において送信エラーが発生した際に、通信速度を低下させて画像データを送信するものがある。これは、過去の通信履歴を通信履歴記憶機能に記録しておき、パラメータ決定部により、各データ送信速度ごとのエラーフレーム発生率や送信フレーム数などを求め、エラーフレーム発生率のばらつきや送信フレーム数のばらつきなどを所定のテーブルと比較し、最適なフォールバックパターンを用いてデータ送信速度を低下させて画像データを送信するものである。

これにより、回線の状況に応じて、２．４ｋｂｐｓや４．８ｋｂｐｓのフォールバックパターンを選択できるようになり、通信を切断せず、最適なデータ送信速度で通信することが可能となる。

特開平０６−０９７９８０号公報

しかしながら、上記のフォールバック制御は、端末装置間においてエラー情報の送受信を行いながら進めるものであり、端末装置を収容するネットワークがフォールバック制御に関与するものではなく、ネットワークの負荷の増大および端末での処理負担が増大するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ネットワークが関与したトラフィク輻輳時のフォールバック制御を実現することを目的とする。

第１の本発明に係るフォールバック制御方法は、ネットワークに配置され、呼を中継する呼制御装置と当該呼制御装置のそれぞれへフォールバック制御を指示する監視制御装置によるフォールバック制御方法であって、呼制御装置による、輻輳の発生を検出し、当該輻輳の情報を記述した輻輳情報を監視制御装置へ送信するステップと、監視制御装置による、呼制御装置から輻輳情報を受信し、当該輻輳情報に基づいて輻輳制御方法を決定するステップと、輻輳制御方法に基づき、輻輳制御対象となる呼制御装置のそれぞれへ各呼制御装置における輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を送信するステップと、呼制御装置による、輻輳制御情報を受信するステップと、輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定するステップと、呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信するステップと、を有することを特徴とする。

第２の本発明に係るフォールバック制御システムは、ネットワークに配置され、呼を中継する呼制御装置と当該呼制御装置のそれぞれへフォールバック制御を指示する監視制御装置を有するフォールバック制御システムであって、監視制御装置は、呼制御装置における輻輳の情報を記述した輻輳情報を受信し、当該輻輳情報に基づいて輻輳制御方法を決定する輻輳判定手段と、輻輳制御方法に基づき、輻輳制御対象となる呼制御装置のそれぞれへ各呼制御装置における輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を送信する輻輳制御手段と、を有し、呼制御装置は、輻輳の発生を検出し、輻輳情報を監視制御装置へ送信する輻輳検出手段と、輻輳制御情報を受信する受信手段と、輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定する対象呼判定手段と、呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信する制御手段と、有することを特徴とする。

第３の本発明に係る呼制御装置は、呼を中継するとともに、ネットワークの輻輳状態を監視して輻輳制御を指示する監視制御装置と通信する呼制御装置であって、輻輳の発生を検出し、当該輻輳の情報を記述した輻輳情報を監視制御装置へ送信する輻輳検出手段と、監視制御装置から輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を受信する受信手段と、輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定する対象呼判定手段と、呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信する制御手段と、を有することを特徴とする。

第４の本発明に係る呼制御プログラムは、上記呼制御装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明によれば、ネットワークが関与したトラフィク輻輳時のフォールバック制御を実現することができる。

本実施の形態におけるトラヒック監視制御システムの構成を示す概略図である。 上記トラヒック監視制御システムの輻輳発生時のフォールバック制御を説明するための図である。 上記トラヒック監視制御システムにおけるトラヒック監視制御装置の構成を示すブロック図である。 上記トラヒック監視制御システムにおける保守管理装置の構成を示すブロック図である。 上記トラヒック監視制御システムにおけるサーバの構成を示すブロック図である。 上記トラヒック監視制御システムのフォールバック制御の流れを示すシーケンス図である。 ４８８応答のＲｅａｓｏｎヘッダの例を示す。 ４８８応答のＷａｒｎｉｎｇヘッダの例を示す。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本実施の形態におけるトラヒック監視制御システムの構成を示す概略図である。同図に示すトラヒック監視制御システムは、トラヒック監視制御装置１、保守管理装置２、複数のＴＳＣ（中継処理サーバ）３ａ，３ｂ、および複数のＬＳＣ（加入者セッション制御サーバ）４ａ，４ｂを備える。トラヒック監視制御装置１は、保守管理装置２と接続され、保守管理装置２は、各サーバ（ＴＳＣ３ａ，３ｂ、ＬＳＣ４ａ，４ｂ）と接続される。以下、ＴＳＣ３ａ，３ｂ、ＬＳＣ４ａ，４ｂを単にサーバと称することもある。

図１では、ＴＳＣ３ａ，３ｂは互いに接続し、ＴＳＣ３ａはＬＳＣ４ａと、ＴＳＣ３ｂはＬＳＣ４ｂと接続する。ＴＳＣ３ａ，３ｂ、ＬＳＣ４ａ，４ｂはＮＧＮ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのＩＰ網上に配置される。

ＬＳＣ４ａ，４ｂは、電話、ＦＡＸ、および映像等を表示する端末を収容するサーバである。図１では、ＬＳＣ４ａは端末装置５ａを収容し、ＬＳＣ４ｂは端末装置５ｂを収容している。端末装置５ａ，５ｂは、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて呼制御を行い、電話やテレビ電話が可能な端末装置である。

本トラヒック監視制御システムは、トラヒック輻輳時にＳＩＰのＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）情報を利用してフォールバック制御を実現する。ＳＤＰ情報は、メディアに関する情報（音声符号化方式、ＩＰアドレス、待ち受けポート番号など）や通信セッションに関する情報を記述する。ＳＤＰ情報のメディア記述部では、メディアの種類を示すとともに、メディアに関する種々の情報属性を示す。メディア記述部を参照することにより、メディア種別の識別が可能となるので、トラヒック輻輳時に、例えばテレビ電話など、特定のメディア種別に対してフォールバック制御を実現できる。以降、フォールバック対象とする呼をフォールバック対象呼と呼ぶ。

次に、輻輳時のフォールバック制御について説明する。

図２は、図１に示したトラヒック監視制御システムの輻輳発生時のフォールバック制御を説明するための図である。図２では、端末装置５ｂを収容するＬＳＣ４ｂが輻輳している場合に、端末装置５ａが端末装置５ｂへ発信したときのフォールバック制御の様子を示す。

ＬＳＣ４ｂが輻輳すると、ＬＳＣ４ｂは、自身を識別するサーバＩＤを含む輻輳情報をトラヒック監視制御装置１へ通知し、輻輳が発生していることを知らせる。トラヒック監視制御装置１は、輻輳情報を受信すると、保守管理装置２を介して、ＴＳＣ３ａ，３ｂ、ＬＳＣ４ａ，４ｂへフォールバック制御などの輻輳制御を指示する。

このとき、端末装置５ａが端末装置５ｂへ発呼すると、端末装置５ａを収容するＬＳＣ４ａは、端末装置５ａが発信した呼に含まれるメディア種別を参照し、その呼がフォールバック対象呼であるか否か判定する。その呼がフォールバック対象呼である場合、ＬＳＣ４ａは、その呼に対してＳＩＰの４８８（Ｎｏｔ Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ Ｈｅｒｅ）応答を返し、端末装置５ａに対してフォールバックを促す。その後、端末装置５ａは、フォールバック制御をして端末装置５ｂへ再び発呼する。端末装置５ａの行うフォールバック制御は、例えば、テレビ電話として発呼した呼を通常の電話として発呼するなど、利用する帯域を減少させるものである。

次に、各装置の構成について説明する。

図３は、本実施の形態におけるトラヒック監視制御装置１の構成を示すブロック図である。同図に示すトラヒック監視制御装置１は、輻輳情報収集部１１、輻輳判定部１２、集中制御部１３、および情報収集部１４を備える。

輻輳情報収集部１１は、各サーバから輻輳情報を受信する。あるいは、各サーバに対して輻輳情報の送信や輻輳情報の送信停止を指示する。

輻輳判定部１２は、各サーバから収集した輻輳情報から輻輳種別を判定し、各サーバにおける輻輳制御の要否を判定し、輻輳制御方法を決定する。

集中制御部１３は、輻輳判定部１２が決定した輻輳制御方法に基づき、輻輳制御が必要なサーバそれぞれに対して輻輳制御を指示する。各サーバに対する輻輳制御の指示は、輻輳制御情報を送信することで行う。輻輳制御を１台のサーバに対して指示するだけでなく、複数台のサーバに対して指示を行う。どのサーバにどのような輻輳制御を指示するかは、輻輳判定部１２が収集した輻輳情報を解析することで決定する。輻輳制御には、フォールバック制御や優先度に基づいた発信制御などが含まれる。優先度は、加入者の契約条件で決めることができる。

情報収集部１４は、各サーバから発信呼数情報などを受信し、輻輳制御の状況を把握する。

図４は、本実施の形態における保守管理装置２の構成を示すブロック図である。同図に示す保守管理装置２は、上り電文中継部２１、下り電文中継部２２を備える。

上り電文中継部２１は、ＩＰ網から伝送される上りの電文をトラヒック監視制御装置１へ中継する。そのとき、共通ヘッダ情報の編集を行う。

下り電文中継部２２は、トラヒック監視制御装置１からＩＰ網へ伝送される下りの電文を該当するサーバへ振り分けて転送する。サーバへの振り分けは、下り電文の共通ヘッダに基づいて行う。

図５は、本実施の形態におけるサーバの構成を示すブロック図である。サーバには、ＴＳＣ３ａ，３ｂやＬＳＣ４ａ，４ｂなど様々な役割のサーバがあるが、ここでは、各サーバに共通する輻輳制御に関する機能のみを図示して説明する。同図に示すサーバ３は、輻輳検出部３１、輻輳情報送信部３２、ＮＷ制御部３３、およびユニット情報部３４を備える。

輻輳検出部３１は、自身のリソース状況を監視して輻輳状況を判断し、輻輳の発生を検出する。

輻輳情報送信部３２は、輻輳検出部３１が輻輳の発生を検出した場合、輻輳の情報を記述した輻輳情報をトラヒック監視制御装置１へ送信する。また、トラヒック監視制御装置１からの輻輳情報の送信や輻輳情報の送信停止の指示を受信する。

ＮＷ制御部３３は、トラヒック監視制御装置１からの輻輳制御情報を受信し、その輻輳制御情報に従って輻輳制御を行う。例えば、輻輳制御情報の内容がフォールバック制御を指示するものである場合、ＮＷ制御部３３は、フォールバック対象呼に対してフォールバック制御を実施する。より具体的には、輻輳制御情報の内容がテレビ電話を規制するものである場合、ＮＷ制御部３３は、呼情報を参照してその呼がテレビ電話であるか否か判断し、その呼がテレビ電話である場合は、その呼を中継せずに送信元へ規制状況などの呼を中継しない理由を記載した応答を返す。また、輻輳制御の別の例としては、加入者優先度やサービス単位で呼密度数規制を行う。例えば、優先度の高いものは秒間１００ｃａｌｌ通し、優先度が低いものは秒間１０ｃａｌｌまで通す。

ユニット情報部３４は、当該サーバにおける輻輳の状況および輻輳制御の状況などのユニット情報をトラヒック監視制御装置１へ送信する。トラヒック監視制御装置１は、このユニット情報を参照して適切なサーバへ適切な輻輳制御を指示する。

なお、トラヒック監視制御装置１、保守管理装置２、およびサーバ３のそれぞれは、演算処理装置、記憶装置、メモリ等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはトラヒック監視制御装置１、保守管理装置２、およびサーバ３のそれぞれが備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

次に、サーバのフォールバック制御の処理の流れについて説明する。

図６は、端末装置５ａが端末装置５ｂへ発呼する際のフォールバック制御の流れを示すシーケンス図である。ここでは、図２で示したように、端末装置５ｂを収容するＬＳＣ４ｂにおいて輻輳が発生しているものとする。そして、端末装置５ａを収容するＬＳＣ４ａは、ＬＳＣ４ｂに対する通信にはフォールバック制御をするようにトラヒック監視制御装置１から指示されているものとする。

まず、端末装置５ａがテレビ電話を指定して端末装置５ｂへ発呼する（ステップＳ１１）。具体的には、ＳＤＰのメディア記述部に、"m=audio" と "m=video" で始まる記述を記載した INVITE メッセージを端末装置５ｂへ送信する。

INVITE メッセージを受信したＬＳＣ４ａは、処理中であることを示す 100 Trying 応答を端末装置５ａへ返す（ステップＳ１２）。

また、ＬＳＣ４ａのＮＷ制御部３３は、トラヒック監視制御装置１から輻輳制御指示を受けているか否か判定し（ステップＳ１３）、輻輳制御指示を受けている場合は、受信した INVITE メッセージがフォールバック対象呼であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。受信した INVITE メッセージがフォールバック対象呼である場合は、その呼をＴＳＣ３ａに中継しない。フォールバック対象呼であるか否は、例えば、INVITE メッセージに含まれるメディア種別や呼の着信先など呼情報を参照して判定する。どのような呼に対して輻輳制御をするのかは、輻輳の状況により様々である。図６に示す例では、ＬＳＣ４ｂへ向かうテレビ電話がフォールバック対象呼となる。

そして、受信した INVITE メッセージがフォールバック対象呼である場合は、フォールバック制御を促す４８８応答を端末装置５ａへ返す（ステップＳ１５）。輻輳規制によるフォールバックを促す４８８応答を生成する場合は、Ｗａｒｎｉｎｇヘッダの warm-code, warn-text に、輻輳規制による規制状況を判定することができる情報を設定して発側へ通知する。

図７，８に、４８８応答の規定例を示す。図７に、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６それぞれの場合のＲｅａｓｏｎヘッダの例を示す。Ｒｅａｓｏｎヘッダを設定する場合、protocol に Q.850、cause に３１（その他正常クラス）又は６５（未提供伝達能力）を設定する。p-n-location については、LN を設定し、p-n-domain については、自ＩＰアドレスを設定する。図８に、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６それぞれの場合のＷａｒｎｉｎｇヘッダの例を示す。Warn-agent は、未指定のアドレスを固定設定する。なお、Ｒｅａｓｏｎヘッダ、Ｗａｒｎｉｎｇヘッダに限らず、独自ヘッダを設定し、そのヘッダに輻輳規制情報を設定してもよい。

４８８応答を受信した端末装置５ａは、４８８応答の情報を参照し、通信能力を落として再び端末装置５ｂへ発呼する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。具体的には、端末装置５ａは、４８８応答のＲｅａｓｏｎヘッダ、Ｗａｒｎｉｎｇヘッダの情報を元に、規制条件の緩い通信に切り替えて再び発呼する。ここでは、映像と音声を用いるテレビ電話から音声のみの一般電話へ変更して発呼する。つまり、ＳＤＰのメディア記述部に "m=audio" で始まる記述を記載した INVITE メッセージを再び送信する。また、規制条件に応じて、課金対象となる有料サービスなどにサービス条件を上げることで通信できる可能性を高めてもよい。

その後、INVITE メッセージを受信したＬＳＣ４ａは、その呼がフォールバック対象呼であるか否かを判定し、その呼がフォールバック対象呼でない場合は、INVITE メッセージをＴＳＣ３ａへ転送する（ステップＳ１８）。そして、端末装置５ａが送信した INVITE メッセージはいくつかのサーバで中継され、端末装置５ｂにより受信される。

INVITE メッセージを受信した端末装置５ｂは端末装置５ａへ応答を返し（ステップＳ１９）、端末装置５ａ，５ｂ間で通話が開始される。なお、図６において、INVITE メッセージを受信した後は、100 Trying や 180 Ringing などのメッセージを返信するがここでは省略した。

したがって、本実施の形態によれば、トラヒック監視制御装置１が各サーバから受信した輻輳情報に基づいて輻輳制御方法を決定して各サーバへ指示を送信し、各サーバは、着信した呼に含まれるメディア種別を参照してその呼がフォールバック対象呼であるか否かを判定し、その呼がフォールバック対象呼である場合には、その呼を発信した端末装置５ａに対してフォールバックを促す応答を返信することで、端末装置５ａは、端末装置５ｂとエラー情報の送受信をすることなくフォールバック制御を行うことができる。例えば、フォールバック対象呼であるか否かは、呼情報のメディア種別を参照することで判定し、応答を受信した端末装置５ａは、フォールバック制御として、メディア種別を変えて再び発信する。

１…トラヒック監視制御装置
１１…輻輳情報収集部
１２…輻輳判定部
１３…集中制御部
１４…情報収集部
２…保守管理装置
２１…電文中継部
２２…電文中継部
３ａ，３ｂ…ＴＳＣ（中継処理サーバ）
４ａ，４ｂ…ＬＳＣ（加入者セッション制御サーバ）
５ａ，５ｂ…端末装置
３…サーバ
３１…輻輳検出部
３２…輻輳情報送信部
３３…ＮＷ制御部
３４…ユニット情報部

Claims (4)

1. ネットワークに配置され、呼を中継する呼制御装置と当該呼制御装置のそれぞれへフォールバック制御を指示する監視制御装置によるフォールバック制御方法であって、
   前記呼制御装置による、
   輻輳の発生を検出し、当該輻輳の情報を記述した輻輳情報を前記監視制御装置へ送信するステップと、
   前記監視制御装置による、
   前記呼制御装置から前記輻輳情報を受信し、当該輻輳情報に基づいて輻輳制御方法を決定するステップと、
   前記輻輳制御方法に基づき、輻輳制御対象となる前記呼制御装置のそれぞれへ各呼制御装置における輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を送信するステップと、
   前記呼制御装置による、
   前記輻輳制御情報を受信するステップと、
   前記輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定するステップと、
   前記呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信するステップと、
   を有することを特徴とするフォールバック制御方法。
2. ネットワークに配置され、呼を中継する呼制御装置と当該呼制御装置のそれぞれへフォールバック制御を指示する監視制御装置を有するフォールバック制御システムであって、
   前記監視制御装置は、
   前記呼制御装置における輻輳の情報を記述した輻輳情報を受信し、当該輻輳情報に基づいて輻輳制御方法を決定する輻輳判定手段と、
   前記輻輳制御方法に基づき、輻輳制御対象となる前記呼制御装置のそれぞれへ各呼制御装置における輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を送信する輻輳制御手段と、を有し、
   前記呼制御装置は、
   輻輳の発生を検出し、前記輻輳情報を前記監視制御装置へ送信する輻輳検出手段と、
   前記輻輳制御情報を受信する受信手段と、
   前記輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定する対象呼判定手段と、
   前記呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信する制御手段と、有すること
   を特徴とするフォールバック制御システム。
3. 呼を中継するとともに、ネットワークの輻輳状態を監視して輻輳制御を指示する監視制御装置と通信する呼制御装置であって、
   輻輳の発生を検出し、当該輻輳の情報を記述した輻輳情報を前記監視制御装置へ送信する輻輳検出手段と、
   前記監視制御装置から輻輳制御の方法を記載した輻輳制御情報を受信する受信手段と、
   前記輻輳制御情報と受信した呼の呼情報のメディア種別に基づいて当該呼がフォールバック制御の対象であるか否かを判定する対象呼判定手段と、
   前記呼がフォールバック制御の対象であった場合に、当該呼についてフォールバックを促す応答を当該呼の送信元へ送信する制御手段と、
   を有することを特徴とする呼制御装置。
4. 請求項３に記載の呼制御装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させるための呼制御プログラム。

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