JP5733445B1

JP5733445B1 - パケット自動受信装置

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Publication number: JP5733445B1
Application number: JP2014061729A
Authority: JP
Inventors: 裕美藤田; 永山　英紀; 英紀永山
Original assignee: NTT Electronics Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2034-03-25
Also published as: US10333834B2; WO2015145869A1; JP2015186091A; US20170012864A1

Abstract

【課題】受信側でネットワークパラメータを再設定することなく複数の送信装置から送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができるパケット自動受信装置を得る。【解決手段】パケット受信部４は、ネットワークパラメータ及び送信元識別子を持つＩＰパケットを受信する。送信元識別子テーブル５は、受信したＩＰパケットの送信元識別子を記録する。パケット格納処理部６は、受信したＩＰパケットの送信元識別子が送信元識別子テーブル５に記録された送信元識別子と一致すれば、ネットワークパラメータに関わらず、受信したＩＰパケットを第１のバッファ７に格納させる。パケット引抜転送部８は、第１のバッファ７に格納されたＩＰパケットを第１のバッファ７から引き抜いてパケット転送する。【選択図】図３

Description

本発明は、受信側でネットワークパラメータを再設定することなく複数の送信装置から送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができるパケット自動受信装置に関する。

複数の送信装置からそれぞれ別の時間帯にＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワークを介して１台の受信装置にＩＰパケットが送信される場合がある。通信に用いるＩＰパケットのフォーマットは公知である（例えば、非特許文献１〜３参照）。

ＩＰ通信を行う場合にはＩＰパケットにおいて基本的な接続情報を毎回きちんと設定する必要がある。特に、ＩＰパケットのヘッダ内の送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号の設定は必須である。ここでは、これらの送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号をネットワークパラメータと呼ぶことにする。従来の受信装置は、受信したＩＰパケットのネットワークパラメータを見てバッファに格納すべきＩＰパケットを選別していた。

ここで、３カ所の会場Ａ，Ｂ，Ｃからの中継映像を会場ＺにＩＰネットワークを介して伝送するシステムを考える。具体的には、１０：００〜１２：００には会場Ａから会場Ｚへ、１２：３０〜１４：３０には会場Ｂから会場Ｚへ、１５：００〜１７：００には会場Ｃから会場Ｚに対して映像伝送を行う。会場Ａ，Ｂ，Ｃにはそれぞれ映像のＩＰパケットを送信する送信装置が設置され、会場Ｚには各会場から送信されたＩＰパケットを受信する受信装置が設置されている。

従って、会場Ａ〜Ｃからの各中継に先だって、会場Ａでは９：３０〜１０：００の間に、会場Ｂでは１２：００〜１２：３０の間に、会場Ｃでは１４：３０〜１５：００の間に、会場Ｚの受信装置に対して、毎回、ネットワークパラメータの設定変更作業を行う必要があった。

"Internet Protocol RFC791"， http://datatracker.ietf.org/doc/rfc791/ "User Datagram Protocol"， http://datatracker.ietf.org/doc/rfc768/ "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications RFC3550"， https://datatracker.ietf.org/doc/rfc3550/

しかし、切り替えのためだけにネットワーク設定の作業要員を確保する必要があり、運用コスト上の問題があった。また、切り替え時間が非常に短い場合には誤りが発生し易いなどの安全運用上の問題があった。一方で、このような毎回の設定変更作業を無くすために自動受信をさせた場合、会場Ａから会場Ｚへの映像中継の最中に誤って会場Ｂから会場Ｚに映像伝送してしまうと、会場Ａから会場Ｚへの本来の中継映像に乱れが発生してしまうという問題が想定される。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は受信側でネットワークパラメータを再設定することなく複数の送信装置から送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができるパケット自動受信装置を得るものである。

本発明に係るパケット自動受信装置は、ネットワークパラメータ及び送信元識別子を持つＩＰパケットを受信するパケット受信部と、受信した前記ＩＰパケットの前記送信元識別子を記録する送信元識別子テーブルと、第１のバッファと、受信した前記ＩＰパケットの送信元識別子が前記送信元識別子テーブルに記録された送信元識別子と一致すれば、前記ネットワークパラメータに関わらず、受信した前記ＩＰパケットを前記第１のバッファに格納させるパケット格納処理部と、前記第１のバッファに格納された前記ＩＰパケットを前記第１のバッファから引き抜いてペイロード処理部へ転送し、前記送信元識別子のＩＰパケットが無くなったら前記送信元識別子テーブルを更新するパケット引抜転送部とを備えることを特徴とする。

本発明により、受信側でネットワークパラメータを再設定することなく複数の送信装置から送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができる。

本発明の実施の形態１に係る映像伝送システムを示す図である。ＩＰパケットの構成を示す図である。本発明の実施の形態１に係るパケット自動受信装置を示す図である。本発明の実施の形態１に係るバッファ格納処理部の処理フローを示す図である。本発明の実施の形態１に係るパケット引抜転送部の処理フローを示す図である。本発明の実施の形態２に係るパケット自動受信装置を示す図である。本発明の実施の形態２に係るバッファ格納処理部の処理フローを示す図である。本発明の実施の形態２に係るパケット引抜転送部の処理フローを示す図である。

本発明の実施の形態に係るパケット自動受信装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る映像伝送システムを示す図である。会場Ａ，Ｂ，Ｃにはそれぞれ映像をＩＰパケット化して送信する送信装置１ａ，１ｂ，１ｃが設置され、会場Ｚには各会場から送信されたＩＰパケットを受信するパケット自動受信装置２が設置されている。会場Ａの送信装置１ａは１０：００〜１２：００に、会場Ｂの送信装置１ｂは１２：３０〜１４：３０に、会場Ｃの送信装置１ｃは１５：００〜１７：００に、それぞれ会場Ｚのパケット自動受信装置２に対してＩＰネットワーク３を介して映像伝送を行う。送信装置１ａ，１ｂ，１ｃとパケット自動受信装置２のＩＰアドレスはそれぞれＩＰ_Ａ，ＩＰ_Ｂ，ＩＰ_Ｃ，ＩＰ_Ｚであり、ポート番号はそれぞれＰＮ_Ａ，ＰＮ_Ｂ，ＰＮ_Ｃ，ＰＮ_Ｚである。

映像送信が時間帯によって会場Ａから会場Ｂへ、又は会場Ｂから会場Ｃへと変更になる。この場合でも、パケット自動受信装置２は受信側でネットワークパラメータを再設定することなく全ての送信装置１ａ，１ｂ，１ｃから送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができる。

図２は、ＩＰパケットの構成を示す図である。インターネット層にＩＰヘッダ、トランスポート層にＵＤＰヘッダ、アプリケーション層にＲＴＰヘッダがそれぞれ設けられている。アプリケーション層において、ＲＴＰヘッダ内のＸビットに１を設定することで、ＲＴＰヘッダの後ろにＲＴＰ拡張ヘッダを挿入して使用することができる。この拡張ヘッダ内はユーザの自由定義領域を含む。

図３は、本発明の実施の形態１に係るパケット自動受信装置を示す図である。パケット受信部４は、ネットワークパラメータ及び送信元識別子を持つＩＰパケットを受信する。送信元識別子テーブル５は、受信したＩＰパケットの送信元識別子を記録する。ここでは、送信元識別子テーブル５は配列ＤＩのテーブルであり、ＤＩ（０）〜ＤＩ（Ｎ−１）までのＮ個の送信元識別子の情報を０番地から順番に最大Ｎ個格納できる。ただし、実施の形態１においてはＮ＝１とし、送信元識別子テーブルに格納する送信元識別子の情報はＤＩ(０)のみとする。

パケット格納処理部６は、受信したＩＰパケットの送信元識別子が送信元識別子テーブル５の先頭番地に記録された送信元識別子ＤＩ（０）と一致すれば、ネットワークパラメータに関わらず、受信したＩＰパケットを第１のバッファ７に格納させる。パケット引抜転送部８は、第１のバッファ７に格納されたＩＰパケットを第１のバッファ７から引き抜いてパケット転送する。

送信元識別子は送信側でＩＰパケット内に付与するものであり、ここではＤＩ（Device Identifier）と呼ぶことにする。例えば、送信元識別子はＩＰパケット内のＲＴＰパケットに含まれるＳＳＲＣ（Synchronization Source）である。ＳＳＲＣは乱数で設定されることが多いが、乱数計算の開始点の工夫により全送信装置間で値が重なることは皆無といってよい。または、送信元識別子として、ＲＴＰ拡張ヘッダに記録されたユーザ定義の送信元識別記号を用いてもよい。この場合は、送信装置間で別の値を設定するように予め決めておく必要がある。これらの送信元識別子をネットワークパラメータとは別にＩＰパケットに記録しておく。

図４は、本発明の実施の形態１に係るバッファ格納処理部の処理フローを示す図である。まず、会場Ａの送信装置１aからパケット自動受信装置２に向かってＩＰパケットが送信されているとする。パケット自動受信装置２を起動した時、パケット格納処理部６は、初期設定として、第１のバッファ７、送信元識別子テーブル５をゼロクリアする（ステップＳ１）。

次に、パケット受信部４から一つのＩＰパケットを受信する（ステップＳ２）。ＩＰパケットが到着しない時はここで待ち状態になる。ＩＰパケットを受信したら、このＩＰパケット内から送信元識別子を読み取る。読み取った値をＤＩ_Ｒとする（ステップＳ３）。送信元識別子テーブル５は、パケット自動受信装置２に到着した全種類の送信元識別子の組み合わせを到着順に追記して格納する。すでに同じ送信元識別子が格納されていた場合には追記しない。即ち実施の形態１では最初に到着した送信元識別子しか記録しない。ステップＳ１で最初にクリアされているので、初めてＩＰパケットが到着した時点では、送信元識別子テーブル５の先頭の送信元識別子ＤＩ（０）は０である（ステップＳ４）。そこで、ステップＳ３で読み取った送信元識別子をＤＩ（０）に記録する（ステップＳ５）。そして、このＩＰパケットを第１のバッファ７に格納する（ステップＳ６）。

２回目に受け取ったＩＰパケットが、上記の１回目で受け取ったＩＰパケットの送信元識別子と同一であれば（ステップＳ７）、そのＩＰパケットを第１のバッファ７に格納する（ステップＳ６）。このようにして、同一送信元識別子のＩＰパケットを次々と、第１のバッファ７に格納する。

会場Ａからの受信（１０：００〜１２：００）が会場Ｂからの受信（１２：３０〜１４：３０）に代わる場合、会場Ａからの受信が１２：００に終了した時点でＩＰパケットの受信待ちになる（ステップＳ２）。この場合、現在使われている送信元識別子ＤＩ（０）がゼロクリアされる。この処理は後述するようにパケット引抜転送部８が行う。

ところが、万一、会場Ｚのパケット自動受信装置２が会場Ａの送信装置１ａからＩＰパケットを受信している最中に、会場Ｂの送信装置１ｂが誤ってＩＰパケットを送信した場合、送信元識別子が処理中の送信元識別子と異なるため（ステップＳ７）、そのＩＰパケット自身は廃棄する（ステップＳ８）。

図５は、本発明の実施の形態１に係るパケット引抜転送部の処理フローを示す図である。第１のバッファ７からＩＰパケットを読み込む（ステップＳ１１）。ただし、第１のバッファ７にＩＰパケットが入っていなければ（ステップＳ１２）、ＤＩ（０）＝０のように送信元識別子テーブル５を更新して（ステップＳ１３）、読み込みを繰り返す（ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。第１のバッファ７にＩＰパケットが１つでも入っていれば、読み込んだＩＰパケットを第１のバッファ７から取り出してパケット転送する（ステップＳ１４）。

以上説明したように、本実施の形態では、受信したＩＰパケットの送信元識別子が送信元識別子テーブル５に記録された送信元識別子と一致すれば、ネットワークパラメータに関わらず、受信したＩＰパケットを第１のバッファ７に格納させる。これにより、受信したＩＰパケットのネットワークパラメータを無視し、到着した全てのＩＰパケットを受信することができる。

また、既に受信しているＩＰパケットの送信元識別子と一致する送信元識別子を持つＩＰパケットのみを処理するため、ＩＰパケットのフォーマットを遵守した上で受信側でネットワークパラメータを再設定することなく複数の送信装置から送信されたＩＰパケットを混乱なく自動受信することができる。従って、会場Ｚ側で想定しないＩＰパケットが到着しても、会場Ａから会場Ｚへの中継映像には何ら影響が出ない。

また、会場Ａからの中継から会場Ｂからの中継へと送信元が変更になった場合には、これまでの送信元識別子を持つＩＰパケットが到着しなくなり、また、別の送信元識別子を持つＩＰパケットが到着するようになる。その場合には、新しい送信元識別子を持ったＩＰパケットのみを受信し続ける。これにより、送信元が変わっても、受信側でネットワークパラメータを再設定することなく、新たな送信元の受信を続けることができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係るパケット自動受信装置を示す図である。第１のバッファ７だけでなく、第２のバッファ９も設けられている。パケット格納処理部６は、ある１種類の送信元識別子のＩＰパケットを第１のバッファ７に格納させ、それ以外の送信元識別子のＩＰパケットを第２のバッファ９に格納させる。パケット引抜転送部８は、第２のバッファ９から特定の送信元識別子のＩＰパケットを第１のバッファ７に転送する。

図７は、本発明の実施の形態２に係るバッファ格納処理部の処理フローを示す図である。実施の形態１の処理フローとの違いについて説明する。パケット格納処理部６は、初期設定として、第１のバッファ７及び送信元識別子テーブル５だけでなく第２のバッファ９もゼロクリアする（ステップＳ２１）。

会場Ａからの受信に引き続き会場Ｂから受信開始すると、読み取った送信元識別子が処理中の送信元識別子ＤＩ（０）と異なる（ステップＳ７）。従って、その送信元識別子を送信元識別子テーブル５に追記する（ステップＳ２２）。この際に送信元識別子テーブル５の中の有効データの最後に１行追加する。それ以降が未使用領域であればそこには０が入っている。これにより受信した全ての送信元識別子が送信元識別子テーブル５に記録される。

実施の形態１では、Ａ会場からの送信とＢ会場からの送信の間に３０分間のパケット受信の休止がある場合を想定していた。即ち会場Ａからの受信終了後、パケットの受信待ちとなった状態で（ステップＳ２）、会場Ｂからの受信が開始される。この場合、ＤＩ（０）が使われているので送信元識別子テーブル５にＤＩ（１）が追記される。会場ＢからのＩＰパケットを受けるためには、ＤＩ（０）にＤＩ（１）の値を設定する必要がある。この送信元識別子テーブル５の更新は後述するようにパケット引抜転送部８が行う。

一方で、例えばＡ会場からの送信が１０：００−１２：３０、Ｂ会場からの送信が１２：２９−１４：３０の場合には、切り替え時に多少の重なりがある。そこで、実施の形態２では第２のバッファ９を追加し、実施の形態１のようにＩＰパケットを廃棄せずに、Ｂ会場からのＩＰパケットを第２のバッファ９に蓄積して保存しておく（ステップＳ２３）。

図８は、本発明の実施の形態２に係るパケット引抜転送部の処理フローを示す図である。実施の形態１と同様に、第１のバッファ７内に蓄積されたＡ会場からのＩＰパケットを読み込む（ステップＳ１１、Ｓ２４）。第１のバッファ７にＩＰパケットが１つでも入っていれば、１つのＩＰパケットの内容を読み取る（ステップＳ２５）。そのＩＰパケットの送信元識別子ＤＩ_Ｒが、送信元識別子テーブル５の先頭番地に記録された送信元識別子ＤＩ（０）と一致すれば（ステップＳ２６）、読み込んだＩＰパケットを第１のバッファ７から取り出してパケット転送する（ステップＳ１５）。取り出したＩＰパケットは第１のバッファ７から消える。

第１のバッファ７内にある全てのＩＰパケットについてＤＩ（０）との照合を繰り返す（ステップＳ１１，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ１５，Ｓ１６）。全て照合が終了し、第１のバッファ７内に、送信元識別子ＤＩ（０）を持つＩＰパケットが無くなり取り出しが完了したら、送信元識別子テーブル５を更新する（ステップＳ１７）。例えば、ＤＩ（１）をＤＩ（０）に、ＤＩ（２）をＤＩ（１）のように、配列ＤＩの内容を１番地ずつずらす。有効データ以降が０埋めし、これ以降に有効データが入っていないことが分かるようにしておく。

その後、第２のバッファ９内に蓄積されたＢ会場からのＩＰパケットを第１のバッファ７に移動する（ステップＳ２７）。送信元識別子テーブル５の更新により、ＤＩ（０）がＢ会場からのＩＰパケットの値に変更されるため、第１のバッファ７に対してステップＳ１１，Ｓ２４，Ｓ２５，Ｓ２６，Ｓ１５，Ｓ１６を実施することで、Ｂ会場からのＩＰパケット処理が安定して続行される。即ち、切り替え時に複数種類のパケットが混在しても問題なく切り替えることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、ある１種類の送信元識別子のＩＰパケットを第１のバッファ７に格納させ、それ以外の送信元識別子のＩＰパケットを第２のバッファ９に格納させる。これにより、送信元の変わり目等で送信元識別子が異なるパケットが混在した場合にも、現在の送信元識別子のＩＰパケットを第１のバッファ７に、新しい送信元識別子のＩＰパケットを第２のバッファ９に分別して格納しておくことができる。そして、現在の送信元識別子を持つＩＰパケットの処理が終わってから新しい送信元識別子を持つＩＰパケットを第１のバッファ７に移動して処理を連続させることができる。従って、送信元の変更をスムーズに行うことができる。

なお、実施の形態２では２つのバッファを用意したが、３つ以上のバッファを用いて送信元識別子ごとに分離することもできる。また、送信元識別子ごとにバッファを分離した場合には、送信元が切り替わった際に第１のバッファ７にＩＰパケットを移動しなくても、パケット格納およびパケット引抜対象バッファを変えれば同様の効果が得られる。また、上記説明では、送信装置がＡ会場からＢ会場へ、Ｂ会場からＣ会場へと変わってゆく場合を説明したが、１つの送信装置のネットワークパラメータが変わってゆく場合も送信元識別子が変われば同様な処理が可能である。

２パケット自動受信装置、４パケット受信部、５送信元識別子テーブル、６パケット格納処理部、７第１のバッファ、８パケット引抜転送部、９第２のバッファ

Claims

ネットワークパラメータ及び送信元識別子を持つＩＰパケットを受信するパケット受信部と、
受信した前記ＩＰパケットの前記送信元識別子を記録する送信元識別子テーブルと、
第１のバッファと、
受信した前記ＩＰパケットの送信元識別子が前記送信元識別子テーブルに記録された送信元識別子と一致すれば、前記ネットワークパラメータに関わらず、受信した前記ＩＰパケットを前記第１のバッファに格納させるパケット格納処理部と、
前記第１のバッファに格納された前記ＩＰパケットを前記第１のバッファから引き抜いてペイロード処理部へ転送し、前記送信元識別子のＩＰパケットが無くなったら前記送信元識別子テーブルを更新するパケット引抜転送部とを備えることを特徴とするパケット自動受信装置。
第２のバッファを更に備え、
前記パケット格納処理部は、ある１種類の送信元識別子のＩＰパケットを前記第１バッファに格納させ、それ以外の送信元識別子のＩＰパケットを前記第２のバッファに格納させることを特徴とする請求項１に記載のパケット自動受信装置。
前記パケット引抜転送部は、前記第２のバッファから特定の送信元識別子のＩＰパケットを前記第１のバッファに転送し、前記第１のバッファに格納された前記ＩＰパケットのうち、前記送信元識別子テーブルに記録された送信元識別子と一致する送信元識別子を持つＩＰパケットを前記第１のバッファから引き抜いてパケット転送することを特徴とする請求項２に記載のパケット自動受信装置。
前記送信元識別子は、前記ＩＰパケット内のＲＴＰヘッダに含まれるＳＳＲＣ（Synchronization Source）、及び、ＲＴＰ拡張ヘッダに記録された送信元識別記号の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のパケット自動受信装置。