JP6197457B2 - ゲートウェイ装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明はゲートウェイ装置及びプログラムに関し、例えば、電話交換におけるＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）システムのような多チャネル通信をＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）システムに置き換える場合に適用し得るものである。

この種の装置として、従来、特許文献１や特許文献２に記載の装置がある。

特許文献１には、ＰＳＴＮインタフェースとＶｏＩＰインタフェースの中継を行なうための、ＶｏＩＰ変換の制御方法とその構成が記載されている。

特許文献２には、回線交換網（ＰＳＴＮと同様）からの複数チャネルを収容してＩＰ化するゲートウェイ装置において、基本同期信号を基準に一定位相差を持つ複数の同期信号に従って、各チャネルをパケット化し、ＩＰネットワークへ送信する装置構成が記載されている。

特開２００５−９３３８０号公報 特開２００２−０７７２４５号公報

しかしながら、特許文献１の記載技術では、音声パケット化（ＶｏＩＰ）した際のパケットの送信間隔の影響が考慮されていない。

一方、特許文献２には、パケットの送信制御が記載されている。特許文献２の記載技術におけるパケットの送信制御では、各同期信号とイネーブル信号により、優先するべきパケットを選択して送信している。

しかし、イネーブル信号を優先度に応じて生成した上で、同期信号でタイミングをとってパケットを送信するという複雑な処理が必要という課題がある。また、同期信号は、基本同期信号から一定の位相差であるため、ＰＳＴＮインタフェースでゆらぎなくチャネル処理を実施しながらパケット送信するには、基本同期信号の１周期のなかの同期信号の数Ｎは、（１）式の不等式を満たすように、各同期信号間の位相差に応じた数に制限されることになる。

基本同期信号周期時間＞一定位相差時間×Ｎ …（１）
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、パケットを一定周期で送信し、かつ、より多くのチャネルを処理するようにパケットの送信間隔を制御するゲートウェイ装置及びプログラムを提供しようとしたものである。

第１の本発明は、複数チャネルを収容し、各チャネルの入力データに基づいてチャネル毎のパケットを生成する、チャネルにより入力データからパケットを生成するまでの処理時間が異なるゲートウェイ装置において、（１）起動が指示されたチャネルの入力データに基づいてパケットを生成するチャネル処理手段と、（２）所定時間を繰り返し計時する計時手段と、（３）各チャネルの処理順と有効／無効とを管理する処理順管理手段と、（４）上記所定時間の計時終了に応じ、その計時終了時に定まる上記処理順管理手段が管理する処理順のチャネルが有効チャネルのとき、上記チャネル処理手段に処理の起動を指示するパケット間隔制御手段とを有し、（５）上記計時手段は、全ての処理時間の中で最短の処理時間を繰り返し計時するものであり、上記パケット間隔制御手段が起動を指示するタイミングで、該当チャネルの前の処理順のチャネルのパケット生成が終了していないとき、パケット生成の終了を待って、該当チャネルの処理を起動する処理遅れ許容部を、上記パケット間隔制御手段若しくはチャネル処理手段の少なくとも一方に設けたことを特徴とする。

第２の本発明のゲートウェイ装置プログラムは、複数チャネルを収容し、各チャネルの入力データに基づいてチャネル毎のパケットを生成する、チャネルにより入力データからパケットを生成するまでの処理時間が異なるゲートウェイ装置に搭載されるコンピュータを、（１）起動が指示されたチャネルの入力データに基づいてパケットを生成するチャネル処理手段と、（２）所定時間を繰り返し計時する計時手段と、（３）各チャネルの処理順と有効／無効とを管理する処理順管理手段と、（４）上記所定時間の計時終了に応じ、その計時終了時に定まる上記処理順管理手段が管理する処理順のチャネルが有効チャネルのとき、上記チャネル処理手段に処理の起動を指示するパケット間隔制御手段として機能させ、（５）上記計時手段は、全ての処理時間の中で最短の処理時間を繰り返し計時するものであり、上記パケット間隔制御手段が起動を指示するタイミングで、該当チャネルの前の処理順のチャネルのパケット生成が終了していないとき、パケット生成の終了を待って、該当チャネルの処理を起動する処理遅れ許容部を、上記パケット間隔制御手段若しくはチャネル処理手段の少なくとも一方に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、パケットを一定周期で送信し、かつ、より多くのチャネルを処理するようにパケットの送信間隔を制御するゲートウェイ装置及びプログラムを提供できる。

第１の実施形態のゲートウェイ装置のネットワークの位置の説明図である。 第１の実施形態のゲートウェイ装置における特徴的なＶｏＩＰ化・パケット化処理構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のゲートウェイ装置における多重化されたＰＳＴＮデータに同期して入力されるフレーム信号を示す信号波形図である。 第１の実施形態のゲートウェイ装置における各部のタイミングチャートを表形式で示した説明図である。 パケット送信間隔と各チャネルについてのチャネル処理の起動周期とが異なる、第１の実施形態に対する変形実施形態の説明図である。 第２の実施形態のゲートウェイ装置における特徴的なＶｏＩＰ化・パケット化処理構成を示すブロック図である。 第２の実施形態のゲートウェイ装置における送信パケット間隔制御部の制御動作（その１）を示すフローチャートである。 第２の実施形態のゲートウェイ装置における送信パケット間隔制御部の制御動作（その２）を示すフローチャートである。 第２の実施形態のゲートウェイ装置における各部のタイミングチャートを表形式で示した説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるゲートウェイ装置及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態のゲートウェイ装置１０のネットワークの位置の説明図である。

第１の実施形態のゲートウェイ装置１０は、ＰＳＴＮシステム及びＶｏＩＰシステム間の置き換えを実行するものである。第１の実施形態のゲートウェイ装置１０は、複数のＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎを収容しており、しかも、ＩＰネットワーク２に属するものである。ゲートウェイ装置１０が収容できるＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎの最大台数Ｎ＋１は任意に設計すれば良いが、例えば、８０台（８０チャネル）を挙げることができる。以下、各ＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎとの通話路をチャネルと呼んで区別することとする。

図２は、第１の実施形態のゲートウェイ装置１０における特徴的なＶｏＩＰ化・パケット化処理構成を示すブロック図である。

ＶｏＩＰ化・パケット化処理は、一般的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような演算器を使用したファームウェア（ハードウェアを制御するソフトウェア；ゲートウェイプログラム）で実行されるが、機能的には、図２で表すことができる。なお、ファームウェアの全て若しくは一部に代え、ハードウェアを適用するようにしても良いことは勿論である。

図２において、第１の実施形態のゲートウェイ装置１０は、タイマ１１、装置管理部１２、チャネル処理順番生成部１３、送信パケット間隔制御部１４、ＰＳＴＮデータバッファ部１５及びＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６を有する。

タイマ１１は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理のために各チャネルに割り当てる一定時間を計時するものであり、例えば、システムクロックの到来によってタイマ値を０〜Ｍｍａｘの範囲でカウントアップしていく、最大値Ｍｍａｘの次は０にリセットする自走式のカウンタで実現される。以下、タイマ１１のタイマ値が０〜Ｍｍａｘをとる時間を、チャネル処理割当時間と呼ぶこととする。

なお、タイマ１１は、送信パケット間隔制御部１４からの設定により、後述する調整時間もカウントするものである。

装置管理部１２は、図示しない呼制御部からの情報に基づき、当該ゲートウェイ装置１０が収容して各ＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎの通話路確立状態（呼確立状態）を判別し、各ＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎについて、通話路が確立しているＰＳＴＮ電話端末（チャネル）か否かを表す有効チャネル情報を、チャネル処理順番生成部１３及び送信パケット間隔制御部１４の少なくとも一方に与えるものである。装置管理部１２は、例えば、タイマ１１が自走によりリセットされる毎に、有効チャネル情報に係るチャネルを切り替えるものである。

チャネル処理順番生成部１３は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理するチャネル番号を順次切り替え、チャネル処理順番情報として送信パケット間隔制御部１４に与えるものである。チャネル処理順番生成部１３は、例えば、基本的には、タイマ１１のタイマ値がリセットされたときに、チャネル番号を次のチャネル番号に切り替える。チャネル処理順番生成部１３に有効チャネル情報が与えられる構成の場合であれば、チャネル処理順番生成部１３は、切り替えられた新たなチャネル番号が、通話路が確立している有効チャネルの場合にのみ、送信パケット間隔制御部１４に通知するようにしても良く、また、有効チャネルのチャネル番号だけを切り替え対象とするようにしても良い。後者の場合において、チャネル処理順番情報に、有効チャネルのチャネル番号が隙間を開けることなく、詰まるようにしても良い。さらに、有効チャネル情報が与えられる構成の場合であっても、チャネル処理順番生成部１３は、チャネルの有効／無効に拘わらず、チャネル番号を順次切り替えてチャネル処理順番情報としても良く、この場合において、チャネル処理順番情報にチャネルの有効／無効を明記するようにしても良く、また、明記しなくても良い。

例えば、収容しているＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎに係るチャネル番号ｃｈ０〜ｃｈＮを、チャネル処理順番生成部１３は、ｃｈ０側から１ずつ漸増させたり、若しくは、ｃｈＮ側から１ずつ漸減させたりする。

送信パケット間隔制御部１４は、チャネル処理順番情報が有効チャネルのチャネル番号を表しているときに、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６に対して、そのチャネル番号のチャネルについての処理（ＶｏＩＰ化・パケット化処理）を起動すると共に、その処理結果であるパケット（ＩＰパケット）を取り込んで図示しないＩＰインタフェース部を介してＩＰネットワーク２に送信するものである。送信パケット間隔制御部１４は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６からパケットが与えられたときに直ちに送信するようにしても良く、また、内部にバッファを備え、タイマ１１のタイマ値がリセットされて新たなチャネルがチャネル処理順番となったタイミングで、その直前のチャネル処理割当時間でチャネル処理が実行されて得られたＩＰパケットを送信するようにしても良い。以下では、前者であるとして説明する。送信パケット間隔制御部１４は、チャネル処理順番情報が規定するチャネル番号のチャネルが有効チャネルか否かは、チャネル処理順番情報に含まれている有効／無効情報に基づいて判定するようにしても良く、また、装置管理部１２からの有効チャネル情報に基づいて判定するようにしても良い。

送信パケット間隔制御部１４は、チャネル処理順番が最後のチャネルｃｈＮのチャネル処理割当時間が満了したときには、タイマ１１に調整時間を計時させるようにする。タイマ１１は、調整時間の計時が終了したときには、チャネル処理割当時間を計時する状態に復帰する。例えば、送信パケット間隔制御部１４は、タイマ１１にある値をプリセットさせ、そのプリセット値から最大値Ｍｍａｘまでの計時に係る時間が調整時間になるようにさせる。

ここで、調整時間は、パケット送信間隔から、チャネル処理割当時間×チャネル数を減算した時間に定められている。このような調整時間の設定により、各チャネルについてのパケットの送信間隔が、規定のパケット送信間隔を満たすようになる。

この第１の実施形態の場合、あるチャネルについてのチャネル処理（ＶｏＩＰ化・パケット化処理）の起動周期（以下、パケット化周期と呼ぶことがある）と、パケット送信間隔とは、同じに選定されている。

各ＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎからの信号がそれぞれ図示しないＰＳＴＮインタフェース部によってデジタル信号（ＰＳＴＮデータ）に変化された後、図示しない集線部によって多重化されたデータが、ＰＳＴＮデータバッファ部１５に与えられる。また、この多重化データの入力に併せて、多重化周期（フレーム周期）を規定する図３に示すフレーム信号もＰＳＴＮデータバッファ部１５に入力される。１多重化周期（フレーム周期）は、図３に示すように、全Ｎ＋１チャネルのタイムスロットに分かれており、チャネルｃｈ０〜ｃｈＮのＰＴＳＮデータが多重されている。

上述したパケット処理順番生成部１３も、フレーム周期のチャネルの割当順番と同じ順番でチャネル処理の順番のチャネルを生成するが、チャネル処理の順番はこれに限定されるものではない。この場合の変形例を後述している。

ＰＳＴＮデータバッファ部１５は、多重化データをチャネルｃｈ０〜ｃｈＮ毎に区別し、チャネル毎にＰＳＴＮデータをバッファリングするものである。なお、各チャネルのＰＳＴＮデータが多重化されることなく図２に示す構成部分に入力され、ＰＳＴＮデータバッファ部１５が、そのように入力された各チャネルのＰＳＴＮデータをバッファリングするものであっても良い。

ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は、送信パケット間隔制御部１４から、あるチャネル番号のチャネル処理（ＶｏＩＰ化・パケット化処理）が起動されたとき、ＰＳＴＮデータバッファ部１５にバッファリングされている、そのチャネルについてのＰＴＳＮデータに対するチャネル処理を行い、生成されたＩＰパケットを送信パケット間隔制御部１４に返信するものである。

例えば、フレーム周期が１２５μｓでパケット送信間隔が１０ｍｓの場合、８０（＝１００００／１２５）フレームのＰＴＳＮデータに対してチャネル処理が実行される。

従来であれば、音声符号化処理などのＶｏＩＰ化処理（ＩＰパケットの生成処理以外の処理をＶｏＩＰ化処理と呼んでいる）の終了後において、処理データを一旦バッファリングした後、パケット化処理の起動を待って、ＩＰパケットの生成（パケット化）を行うのが一般的である。この第１の実施形態では、ＶｏＩＰ化処理が終了したときに、間を開けることなく、パケット化処理を継続して行う。

このようなＶｏＩＰ化・パケット化に要する一連の処理時間は、チャネルの種類等によって変化するが、この第１の実施形態では、チャネル毎のチャネル処理に割り当てた時間は、タイマ１１が自走するタイマ値の範囲で定まる、上述した固定時間のチャネル処理割当時間となっている。

ＶｏＩＰ化・パケット化に要する一連の処理時間は、例えば、通常の音声通信のチャネルより、ＦＡＸ通信のチャネルの方が多くかかる。また、音声通信のチャネルでも、付加サービスを伴わないチャネルの処理時間の方が、付加サービスを伴うチャネルの処理時間の方より短い。この第１の実施形態では、以上のように、チャネルの種類等によって異なるチャネル処理時間の中で、最も長いチャネル処理時間（若しくはそれより僅かに長い時間）を、上述した固定時間のチャネル処理割当時間としている。言い換えると、タイマ１１が自走するタイマ値の１周期０〜Ｍｍａｘは、チャネルの種類等によって異なるチャネル処理時間の中で最も長いチャネル処理時間を考慮して定められている。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のゲートウェイ装置１０における特徴的な動作について説明する。

各ＰＳＴＮ電話端末１−０〜１−Ｎからの信号はそれぞれ、図示しないＰＳＴＮインタフェース部によってデジタル信号（ＰＳＴＮデータ）に変化された後、図示しない集線部によって多重化され、多重化ＰＳＴＮデータと、それに同期した図３に示すフレーム信号とが、ＰＳＴＮデータバッファ部１５に入力される。ＰＳＴＮデータバッファ部１５においては、多重化ＰＳＴＮデータに含まれているチャネルｃｈ０〜ｃｈＮ毎のＰＳＴＮデータが区別されてバッファリングされる。これにより、各チャネルｃｈ０〜ｃｈＮについて、チャネル処理（ＶｏＩＰ化・パケット化処理）を実行できるように、データが揃った状態となる。

図４は、各部のタイミングチャートを表形式で示したものである。図４は、タイマ１１のタイマ値が０〜Ｍｍａｘで変化するチャネル処理割当時間を単位として、各部の信号や情報を示したものである。

図４の１行目は、タイマ１１のタイマ値の変化を示している。２行目及び３行目は、装置管理部１２から出力される有効チャネル情報を表しており、２行目はチャネル番号を表し、３行目はチャネルの有効又は無効を表しており、２行目及び３行目の情報の組が有効チャネル情報を構成している。４行目は、チャネル処理順番生成部１３から送出されるチャネル処理順番を表しており、チャネルの有効／無効が反映されている。５行目は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６が生成して送信パケット間隔制御部１４から送信される送信パケットに係るチャネル番号を記述している。

前回の調整時間が満了し、タイマ１１のタイマ値が０にリセットされ、新たなチャネル処理割当時間の計時が開始されたときには、装置管理部１２から出力される有効チャネル情報のチャネル番号がｃｈ０のチャネルに係る情報に更新され、これに応じて、チャネル処理順番生成部１３から送出されるチャネル処理順番も更新される。図４の例の場合、チャネル番号がｃｈ０のチャネルは有効チャネルであり、送信パケット間隔制御部１４に対して、有効チャネルを表すチャネル処理順番の情報が与えられる。

これにより、送信パケット間隔制御部１４からＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６へ、チャネル番号がｃｈ０のチャネルの処理（ＶｏＩＰ化・パケット化処理）の起動が指示され、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６によって、ＰＳＴＮデータバッファ部１５にバッファリングされているそのチャネルのＰＳＴＮデータに対するＶｏＩＰ化処理や、その後のパケット化処理が実行される。得られたチャネル番号ｃｈ０のチャネルのＩＰパケットは、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６から送信パケット間隔制御部１４に与えられ、送信パケット間隔制御部１４によってＩＰネットワーク２へ向けて送信される。

ここで、タイマ１１が自走するチャネル処理割当時間（タイマ値が０からＭｍａｘへ変化するのに要する時間）は、チャネル番号ｃｈ０のチャネルがどのような種類のチャネルであっても、ＩＰパケットを得るのに十分な時間になっているので、チャネル番号ｃｈ０のチャネルのＩＰパケットは、チャネル処理割当時間内で生成されて送出される。

仮に、チャネル番号ｃｈ０のチャネルが、チャネル処理を起動されてからＩＰパケットを生成して送出するまでのチャネル処理時間が、チャネル処理割当時間より短い場合には、ＩＰパケットの送出後でも、チャネル処理割当時間が残っているが、この残存時間では、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は何ら処理を実行することなく、次のチャネルに対する処理起動を待ち受ける。

チャネル番号ｃｈ０のチャネルのためにチャネル処理割当時間を計時していたタイマ１１のタイマ値がＭｍａｘに対して図示しない次のクロックによって０にリセットされると、新たなチャネル処理割当時間の計時が開始される。このときには、装置管理部１２から出力される有効チャネル情報のチャネル番号がｃｈ１のチャネルに係る情報に更新され、これに応じて、チャネル処理順番生成部１３から送出されるチャネル処理順番も更新される。図４の例の場合、チャネル番号がｃｈ１のチャネルは無効チャネルであり、送信パケット間隔制御部１４に対して、チャネル処理順番生成部１３から無効チャネルを表すチャネル処理順番の情報が与えられる。

従って、送信パケット間隔制御部１４によって、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６へ、チャネル番号ｃｈ１のチャネル処理の起動が指示されることはなく、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は待機状態となる。

チャネル番号ｃｈ１のチャネルのためにチャネル処理割当時間を計時していたタイマ１１のタイマ値がＭｍａｘに対して図示しない次のクロックによって０にリセットされると、新たなチャネル処理割当時間の計時が開始される。このときには、装置管理部１２から出力される有効チャネル情報のチャネル番号がｃｈ２のチャネルに係る情報に更新され、これに応じて、チャネル処理順番生成部１３から送出されるチャネル処理順番も更新される。図４の例の場合、チャネル番号ｃｈ２のチャネルは有効チャネルであり、送信パケット間隔制御部１４に対して、有効チャネルを表すチャネル処理順番の情報が与えられる。

これにより、送信パケット間隔制御部１４からＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６へ、チャネル番号ｃｈ２のチャネル処理の起動が指示され、上述したと同様にして、チャネル番号ｃｈ２のＰＳＴＮデータの情報を含むＩＰパケットが生成され、送信パケット間隔制御部１４によってＩＰネットワーク２へ向けて送信される。

チャネル番号ｃｈ３〜ｃｈＮの各チャネルについても、上述と同様にして、そのチャネルが有効か無効に応じた処理（待機処理を含む）が実行される。

チャネル番号ｃｈＮのチャネルのためにチャネル処理割当時間を計時していたタイマ１１のタイマ値がＭｍａｘに対して図示しない次のクロックによって０にリセットされると、送信パケット間隔制御部１４は、今までチャネル処理割当時間を計時していたチャネルが最大チャネル番号ｃｈＮのチャネルであることに基づき、タイマ１１に調整時間の計時を指示し、これにより、調整時間が計時される。

調整時間の計時が満了したときには、タイマ１１がリセットされ、また、満了したことがタイマ１１から直接、若しくは、送信パケット間隔制御部１４を介して、装置管理部１２に通知され、装置管理部１２からの有効チャネル情報のチャネル番号がｃｈ０のチャネルに係る情報に更新される。

これにより、上記と同様にして、チャネル番号ｃｈ０のチャネルの処理が起動され、これ以降も、チャネル処理割当時間を周期とし、チャネル番号ｃｈ１〜ｃｈＮの各チャネルの処理が順次起動される。

同一チャネルについては、パケット送信間隔毎に、チャネル処理が起動されるので、そのチャネルに係るＩＰパケットは、パケット送信間隔で、ＩＰネットワーク２に向けて送信される。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、タイマ値が一巡する時間であるチャネル処理割当時間毎に、順次、各チャネルにチャネル処理を割り当てるようにしたので、チャネル処理を割り当てるための構成や処理を簡易なものとすることができる。因みに、上述した特許文献２の記載技術の場合、基本同期信号を基準に一定位相差の同期信号とイネーブル信号から送信タイミングを生成しており、イネーブル信号を利用しているため、構成や処理が複雑になっていた。

また、パケット送信間隔に、挿入可能なチャネル処理割当時間の数に等しい多くのチャネルについて、ＩＰパケットの生成、送信を行うことができる。ここで、ＶｏＩＰ化処理と、それに継続して直ちに実行されるパケット化処理とを併せて、チャネル処理とするようにしたので、ＶｏＩＰ化処理の終了後、パケット化処理の開始前の待機時間は存在せず、チャネル処理時間を短いものとできる。チャネルの種類等で異なる複数のチャネル処理時間の中で最長のチャネル処理時間をチャネル処理割当時間としても、上述した待機時間が存在しないためそれなりに短い時間となり、多くのチャネルについてＩＰパケットの生成、送信を行うことができる。

有効な各チャネルについて、ＩＰパケットの送信間隔は、予め定められているパケット送信間隔となり、ＩＰパケットの送信に揺らぎは発生しない。

（Ａ−４）第１の実施形態の変形実施形態
上述した第１の実施形態の説明においても変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。

図４は、１パケット送信間隔内のＮ＋１のチャネル処理割当時間に対し、チャネル番号がｃｈ０のチャネルからｃｈＮのチャネルへ、順次、割り当てる場合を示したが、このように単純に割り当てる場合であれば、チャネル処理順番生成部１３を省略し、処理を起動するチャネルの順番を、送信パケット間隔制御部１４が制御するようにしても良い。

図４は、１パケット送信間隔内のＮ＋１のチャネル処理割当時間（この段落においてはタイムスロットＳＬ０〜ＳＬＮと呼ぶ）に対し、チャネル番号がｃｈ０のチャネルからｃｈＮのチャネルへ、順次、割り当てる場合を示したが、各タイムスロットに対するチャネルの割当ては、図４の割当方法に限定されるものではない。例えば、通話路が切断されたチャネルについて割り当てられたタイムスロットは開放する。新たに通話路が確立されたチャネルについては、開放されているタイムスロットのうち、最も、タイムスロットＳＬ０に近いタイムスロット（タイムスロットＳＬ０そのものであっても良い）を割り当てる。このようにした場合、有効なチャネルが、１パケット送信間隔内の先頭側に集まるようになる。また例えば、全ての有効チャネルをタイムスロットＳＬ０寄りに固めるようにしても良い。

上記では、調整時間の確保もタイマ１１による計時を利用する場合を説明したが、調整時間を確保できるのであれば、他の方法を適用するようにしても良い。例えば、タイマ１１とは異なる別個のタイマ（この段落において第２のタイマと呼ぶ）を設け、第２のタイマがパケット送信間隔を繰り返し計時するものとする。すなわち、タイマ１１がチャネルｃｈＮのチャネル処理割当時間の計時を満了したときに計時を停止し、第２のタイマが前回のパケット送信間隔の計時を終了したときにタイマ２２の計時を再開し、タイマ１１の停止時間が調整時間となるようにしても良い。

第１の実施形態では、パケット送信間隔（例えば１０ｍｓ）と、各チャネルについてのチャネル処理の起動周期とが同じ場合を示したが、各チャネルについてのチャネル処理の起動周期が、パケット送信間隔と異なるようにしても良い。図５は、このような変形実施形態の説明図である。この変形例の場合、タイマ１１（図２参照）は、タイマ値が０〜Ｍｍａｘ／２の範囲で自走するものであり、チャネル処理の起動周期は図４の場合の半分である。例えば、パケット送信間隔が１０ｍｓであれば、チャネル処理の起動周期は５ｍｓである。そのため、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は、１回目の起動によるチャネル処理時間内ではそのチャネルに係るＩＰパケットの生成までを行うことができず、２回目の起動によるチャネル処理で前回の処理の続きを行うことがＩＰパケットを生成して送出することができる。すなわち、２回の起動毎（従って、周期はパケット送信間隔に等しい）に１個のＩＰパケットを送信する。なお、１回目の起動によるチャネル処理の時間が経過したときには、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は、その旨を表す内蔵するフラグをセットしたり、処理途中のデータを内部の所定領域に退避したりすることを行い、また、２回目の起動によるチャネル処理では、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６は、フラグをリセットしたり、退避したデータを読み出してその続きのチャネル処理を再開したりする。

図５における前半の５ｍｓにおいて、１回目のチャネル処理を行うチャネルと、２回目のチャネル処理を行うチャネルとが混在していても良く、この場合、図５における後半の５ｍｓでは、前半の５ｍｓで１回目のチャネル処理が実行されたチャネルについては２回目のチャネル処理が実行され、前半の５ｍｓで２回目のチャネル処理が実行されたチャネルについては１回目のチャネル処理が実行される。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるゲートウェイ装置及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図６は、第２の実施形態のゲートウェイ装置１０Ａにおける特徴的なＶｏＩＰ化・パケット化処理構成を示すブロック図であり、第１の実施形態に係る図２との同一、対応部分には同一、対応符号を付して示している。

図６において、第２の実施形態のゲートウェイ装置１０Ａも、タイマ１１Ａ、装置管理部１２、チャネル処理順番生成部１３、送信パケット間隔制御部１４Ａ、ＰＳＴＮデータバッファ部１５及びＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６を有する。

第２の実施形態のゲートウェイ装置１０Ａは、タイマ１１Ａ及び送信パケット間隔制御部１４Ａが第１の実施形態のものと異なっている。

第２の実施形態のタイマ１１Ａも、ＶｏＩＰ化・パケット化処理のために各チャネルに割り当てる一定時間を計時するものであるが、計時する一定時間が第１の実施形態のタイマ１１とは異なっている。第１の実施形態のタイマ１１は、タイマ値を０〜Ｍｍａｘの範囲で巡回させるものであるが、第２の実施形態のタイマ１１Ａは、タイマ値を０〜Ｍｍｉｎの範囲で巡回させるものである。

上述したように、チャネルの種類（音声通信、ＦＡＸ通信、付加サービスの有無等）等によってチャネル処理（ＶｏＩＰ化処理及びパケット化処理）の時間は異なる。第１の実施形態の場合、複数のチャネル処理時間の中で、最も長いチャネル処理時間（若しくはそれより僅かに長い時間）をタイマ１１が自走する周期０〜Ｍｍａｘとしていた。

この第２の実施形態の場合、最も短いチャネル処理時間（若しくはそれより僅かに長い時間；以下、これら時間を最短チャネル処理時間と呼ぶ）をタイマ１１Ａが自走する周期０〜Ｍｍｉｎとしている。

そのため、最短チャネル処理時間より長いチャネル処理時間のチャネルでは、タイマ１１Ａの１周期では処理が終わらないことになる。この点を補償すべく、送信パケット間隔制御部１４Ａが、第１の実施形態のものから変更されている。

第２の実施形態の送信パケット間隔制御部１４Ａは、チャネル処理待ちキュー１７及び処理中フラグ１８を備える。

チャネル処理待ちキュー１７は、タイマ１１Ａの計時に基づけばチャネル処理を起動しても良いが、前に起動されたチャネルのチャネル処理が終了していないために起動を待機するチャネル情報をキューイングしておくものである。

処理中フラグ１８は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６に対してチャネル処理を起動したときにセットされ、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６において起動したチャネル処理が終了してＩＰパケットが返信されたときにリセットされるフラグである。

送信パケット間隔制御部１４Ａは、チャネル処理待ちキュー１７及び処理中フラグ１８を利用しながら、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６のチャネル処理を適宜起動し、チャネル処理によって得られたＩＰパケットを取込んでＩＰネットワーク２側に送信する。送信パケット間隔制御部１４Ａによる制御の詳細については、後述する動作の項の説明で明らかにする。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、第２の実施形態のゲートウェイ装置１０Ａにおける特徴的な動作について説明する。

最初に、送信パケット間隔制御部１４Ａの制御動作を説明する。送信パケット間隔制御部１４Ａの制御動作は、大きくは、タイマ１１Ａのタイマ値が自走時の最大値Ｍｍｉｎから０に変化し、新たな最短チャネル処理時間の計時に移行したときに起動される制御動作と、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６からＩＰパケットが与えられたときの制御動作とに分けることができる。

まず、前者の制御動作を、図７のフローチャートを参照しながら説明し、その後、後者の制御動作を、図８のフローチャートを参照しながら説明する。

図７は、タイマ１１Ａのタイマ値が自走により０に変化したときに開始される処理を示すフローチャートである。

送信パケット間隔制御部１４Ａは、タイマ１１Ａのタイマ値が自走により０に変化したときには、図７に示す処理を開始し、チャネル処理順番生成部１３から与えられた新たな処理順番のチャネルが有効チャネルか否かを判別する（ステップ１００）。

新たな処理順番のチャネルが無効チャネルであれば、送信パケット間隔制御部１４Ａは、図７に示す一連の処理を直ちに終了する。

一方、新たな処理順番のチャネルが有効チャネルであれば、送信パケット間隔制御部１４Ａは、処理中フラグ１８がセットされているか否かを判別する（ステップ１０１）。

処理中フラグ１８がセットされていれば、送信パケット間隔制御部１４Ａは、チャネル処理待ちキュー１７に、今回の有効チャネル情報を追加して（ステップ１０２）、図７に示す一連の処理を終了する。

これに対して、処理中フラグ１８がリセットされていれば、送信パケット間隔制御部１４Ａは、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６に今回の有効チャネル情報を与えて、そのチャネルの処理を起動させ（ステップ１０３）、その後、処理中フラグ１８をセットして（ステップ１０４）、図７に示す一連の処理を終了する。

図８は、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６からＩＰパケットが与えられたときに開始される処理を示すフローチャートである。

送信パケット間隔制御部１４Ａは、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６からＩＰパケットが与えられたときには、図８に示す処理を開始し、与えられたＩＰパケットをＩＰネットワーク２に向けて送信すると共に（ステップ２００）、処理中フラグ１８をリセットする（ステップ２０１）。

その後、送信パケット間隔制御部１４Ａは、チャネル処理待ちキュー１７にキューイングされているチャネル情報があるか否かを判別する（ステップ２０２）。キューイングされているチャネル情報がなければ、送信パケット間隔制御部１４Ａは、図８に示す一連の処理を直ちに終了する。一方、キューイングされているチャネル情報があれば、送信パケット間隔制御部１４Ａは、先頭のチャネル情報を取出してＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６によるそのチャネルのチャネル処理を起動し（ステップ２０３）、処理中フラグ１８をセットして（ステップ２０４）、図８に示す一連の処理を終了する。

図９は、第２の実施形態における各部のタイミングチャートを表形式で示したものである。図９は、タイマ１１Ａのタイマ値が０〜Ｍｍｉｎで変化する時間を単位として、各部の信号や情報を示したものである。

図９の１行目は、タイマ１１Ａのタイマ値の変化を示している。２行目及び３行目は、装置管理部１２から出力される有効チャネル情報を表しており、２行目はチャネル番号を表し、３行目はチャネルの有効又は無効を表しており、２行目及び３行目の情報の組が有効チャネル情報を構成している。４行目は、送信パケット間隔制御部１４ＡがＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６によるチャネル処理を起動したチャネルの番号を示しており、５行目は、その処理の結果、得られた送信されるＩＰパケットに係るチャネル番号を示している。

図９は、チャネル番号ｃｈ０、ｃｈ１、ｃｈ３のチャネルが有効チャネルであり、チャネル番号ｃｈ３のチャネルはチャネル処理時間が最短のチャネルであり、チャネル番号ｃｈ０及びｃｈ１のチャネルはチャネル処理時間が最短チャネル処理時間より長いチャネルである。

タイマ１１Ａのタイマ値が０にリセットされ、有効チャネル情報に係るチャネルがチャネル番号ｃｈ０のチャネルになったとする。チャネル番号ｃｈ０のチャネルは、有効チャネルであり、この時点ではチャネル処理待ちキュー１７は空であり、処理中フラグ１８はセットされていないので、送信パケット間隔制御部１４Ａは、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６にチャネル番号ｃｈ０のチャネルの処理を起動する。

チャネル番号ｃｈ０のチャネルは、チャネル処理時間が最短チャネル処理時間より長いチャネルであるので、タイマ１１Ａのタイマ値が０に再度リセットされたときにはチャネル処理が終了しておらず、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６が、ＩＰパケットを送信パケット間隔制御部１４Ａに返信するのは、今回のリセット時点より遅い時点である。

今回のリセット時点において、有効チャネル情報に係る新たなチャネルがチャネル番号ｃｈ１のチャネルになったとする。チャネル番号ｃｈ１のチャネルは、有効チャネルであり、この時点ではチャネル処理待ちキュー１７は空であるが、処理中フラグ１８はセットされているので、送信パケット間隔制御部１４Ａは、チャネル処理待ちキュー１７にチャネル番号ｃｈ１のチャネル情報をキューイングする。

チャネル番号ｃｈ０のチャネルの処理を満了し、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６がＩＰパケットを送信パケット間隔制御部１４Ａに返信すると、送信パケット間隔制御部１４Ａは、そのＩＰパケットをＩＰネットワーク２側へ送信した後、チャネル処理待ちキュー１７の状態を確認する。このとき、チャネル処理待ちキュー１７にはチャネル番号ｃｈ１のチャネル情報がキューイングされているので、送信パケット間隔制御部１４Ａは、キューを取出して、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６にチャネル処理を指示する。

チャネル番号ｃｈ１のチャネルの処理が起動された時点は、タイマ１１Ａのタイマ値が０にリセットされた時点より遅く、また、チャネル番号ｃｈ１のチャネル処理時間は最短チャネル処理時間より長いので、タイマ１１Ａのタイマ値が次に０にリセットされたときにチャネル処理が終了していない。

このリセット時点において、有効チャネル情報に係る新たなチャネルがチャネル番号ｃｈ２のチャネルになったとする。チャネル番号ｃｈ２のチャネルは、無効チャネルであるので、送信パケット間隔制御部１４Ａは何らの制御も実行しない。

チャネル番号ｃｈ１のチャネルの処理を満了し、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６がＩＰパケットを送信パケット間隔制御部１４Ａに返信すると、送信パケット間隔制御部１４Ａは、そのチャネル番号ｃｈ１のチャネルに係るＩＰパケットをＩＰネットワーク２側へ送信した後、チャネル処理待ちキュー１７の状態を確認する。このときには、チャネル処理待ちキュー１７は空であるので、送信パケット間隔制御部１４Ａは処理の待機状態に戻る。

このような状況において、タイマ１１Ａが再びリセットされたとする。このときの有効チャネル情報に係るチャネルがチャネル番号ｃｈ３のチャネルになったとする。チャネル番号ｃｈ３のチャネルは、有効チャネルであり、この時点ではチャネル処理待ちキュー１７は空であり、処理中フラグ１８はセットされていないので、送信パケット間隔制御部１４Ａは、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６にチャネル番号ｃｈ３のチャネルの処理を起動する。

以上のように、タイマ１１Ａのタイマ値の一巡時間を最短チャネル処理時間に選定したため、タイマ１１Ａがリセットされたときに、前のタイミングで起動されたチャネル処理が終了していないことがあるが、無効チャネルがチャネルの処理順番に含まれているため、その後側へのずれを無効チャネルの割当区間で吸収することができる。

なお、第２の実施形態でも、パケット送信間隔毎に調整時間が設けられている。第２の実施形態の場合、この調整時間は無効チャネル時間と同様に機能する時間にもなっている。そのため、第２の実施形態の調整時間は、第１の実施形態における調整時間より長めに選定しておくことが好ましい。

調整時間が満了した場合には、チャネル番号がｃｈ０のチャネルから順に、上述したと同様な処理が実行される。

図９では、最短チャネル処理時間より長いチャネル処理時間を要するチャネルの方が最短チャネル処理時間を要するチャネルより多いように記述しているが、実際上は、この逆であることがほとんどである。すなわち、収容しているＮ＋１チャネルの大半が付加サービスを伴わない音声通信であり、付加サービスを伴い音声通信やＦＡＸ通信等の特殊な通信のチャネルは少ないことが一般的である。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によっても、タイマ値が一巡する時間毎に、順次、各チャネルにチャネル処理を割り当てるようにしたので、チャネル処理を割り当てるための構成や処理を簡易なものとすることができる。

ここで、第２の実施形態の場合、タイマ値が一巡する時間を、チャネルの種類等によって異なる複数のチャネル処理時間の中の最も短い時間に選定しているため、当該ゲートウェイ装置１０Ａに収容し得るチャネル数を、最も長い時間に選定している第１の実施形態に比較して多くすることができる。

例えば、パケット送信間隔（＝チャネル化周期）が１０ｍｓであって、基本音声通信（基本音声呼）のチャネル処理時間が１００μｓであり、付加サービスの処理が基本的な処理の２０％程度であって、付加サービスを伴う音声通信（付加サービス呼）のチャネル処理時間が１２０μｓである場合（他の種類のチャネルがないとする）、第１の実施形態の場合、８３チャネル（≒１０ｍｓ÷１２０μｓ）が収容可能なのに対して、第２の実施形態の場合、９６チャネル（１００μｓチャネル処理時間のチャネルが８０チャネル、１２０μｓチャネル処理時間のチャネルが１６チャネルの計９６チャネル）が収容可能である。

上述のようにタイマ値が一巡する時間を最も短いチャネル処理時間に合わせた場合、それよりチャネル処理時間を要するチャネルの処理があった場合、直後のチャネルの割当タイミングが遅れることも生じるが、無効チャネルの存在や調整時間を設けたことにより、それまでの遅延の累積を解消するので、遅延が問題となることはない。

また、付加サービスを伴わない音声通信を行っていたチャネルが付加サービスを伴うように変化したり、その逆の変化がしたりした場合、チャネル処理時間が切り替わるが、その切替時にパケット送信間隔がジャンプするが、それ以降は一定のパケット送信間隔を確保でき、このような変化は揺らぎというほどのものではなく、ネットワークでの揺らぎに比較して、無視できるレベルである。

（Ｂ−４）第２の実施形態の変形実施形態
上述した第１の実施形態についての変形実施形態の技術思想のうち、第２の実施形態に適用可能なものは、第２の実施形態についての変形実施形態となる。

上記第２の実施形態では、チャネル処理待ちキュー１７及び処理中フラグ１８を送信パケット間隔制御部１４Ａに設け、チャネル処理中に、他のチャネルの処理を起動するタイミングを知らせるタイマ１１Ａのタイマ値のリセットがあっても、処理中のチャネル処理の終了を待って、ＶｏＩＰ化・パケット化処理部１６の処理を起動するものを示した。これに代え、チャネル処理待ちキュー１７及び処理中フラグ１８をＶｏＩＰ化・パケット化処理部（１６Ａ）の入力段に設け、送信パケット間隔制御部（１４）は、タイマ１１Ａのタイマ値がリセットされたときに、直ちに、チャネル処理の起動を指示するようにしても良い。

上記第２の実施形態では、タイマ１１Ａのタイマ値の一巡時間を、複数のチャネル処理時間の中の最短時間に選定していたが、最長時間でない他のチャネル処理時間をタイマ１１Ａのタイマ値の一巡時間に選定するようにしても良い。例えば、チャネル処理時間の種類が３種類の場合に、中間のチャネル処理時間をタイマ１１Ａのタイマ値の一巡時間に選定するようにしても良い。第１の実施形態に比較して収容可能なチャネル数を増大でき（但し、第２の実施形態に比較して収容可能なチャネル数は少なくなる）、第２の実施形態に比較して、チャネル処理の起動を待ち受ける時間（開始の遅延時間）を少なくすることができる。

（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態では、各チャネルのＰＳＴＮデータに対してＶｏＩＰ化・パケット化処理する装置を示したが、処理するデータは電話通信のデータに限定されず（音声に限定されない）、入力データから送信パケットを得るまでの処理時間がチャネルによって異なる装置であれば、本発明の技術思想を適用することができる。

１０、１０Ａ…ゲートウェイ装置、１１、１１Ａ…タイマ、１２…装置管理部、１３…チャネル処理順番生成部、１４、１４Ａ…送信パケット間隔制御部、１５…ＰＳＴＮデータバッファ部、１６…ＶｏＩＰ化・パケット化処理部、１７…チャネル処理待ちキュー、１８…処理中フラグ。

Claims (3)

1. 複数チャネルを収容し、各チャネルの入力データに基づいてチャネル毎のパケットを生成する、チャネルにより入力データからパケットを生成するまでの処理時間が異なるゲートウェイ装置において、
   起動が指示されたチャネルの入力データに基づいてパケットを生成するチャネル処理手段と、
   所定時間を繰り返し計時する計時手段と、
   各チャネルの処理順と有効／無効とを管理する処理順管理手段と、
   上記所定時間の計時終了に応じ、その計時終了時に定まる上記処理順管理手段が管理する処理順のチャネルが有効チャネルのとき、上記チャネル処理手段に処理の起動を指示するパケット間隔制御手段とを有し、
   上記計時手段は、全ての処理時間の中で最短の処理時間を繰り返し計時するものであり、
   上記パケット間隔制御手段が起動を指示するタイミングで、該当チャネルの前の処理順のチャネルのパケット生成が終了していないとき、パケット生成の終了を待って、該当チャネルの処理を起動する処理遅れ許容部を、上記パケット間隔制御手段若しくはチャネル処理手段の少なくとも一方に設けた
   ことを特徴とするゲートウェイ装置。
2. 上記各チャネルの入力データがＰＳＴＮデータであり、上記チャネル処理手段が行う処理が、ＶｏＩＰ化処理と、それに継続して行うパケット化処理とであることを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
3. 複数チャネルを収容し、各チャネルの入力データに基づいてチャネル毎のパケットを生成する、チャネルにより入力データからパケットを生成するまでの処理時間が異なるゲートウェイ装置に搭載されるコンピュータを、
   起動が指示されたチャネルの入力データに基づいてパケットを生成するチャネル処理手段と、
   所定時間を繰り返し計時する計時手段と、
   各チャネルの処理順と有効／無効とを管理する処理順管理手段と、
   上記所定時間の計時終了に応じ、その計時終了時に定まる上記処理順管理手段が管理する処理順のチャネルが有効チャネルのとき、上記チャネル処理手段に処理の起動を指示するパケット間隔制御手段と
   して機能させ、
   上記計時手段は、全ての処理時間の中で最短の処理時間を繰り返し計時するものであり、
   上記パケット間隔制御手段が起動を指示するタイミングで、該当チャネルの前の処理順のチャネルのパケット生成が終了していないとき、パケット生成の終了を待って、該当チャネルの処理を起動する処理遅れ許容部を、上記パケット間隔制御手段若しくはチャネル処理手段の少なくとも一方に設けた
   ことを特徴とするゲートウェイプログラム。

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