JP6450175B2 - Packet transmission equipment - Google Patents

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Description

本発明は、伝送速度の切り替え可能な通信路を介して、IP(Internet protocol)パケットやイーサネット(登録商標)パケットなどのパケットを伝送するパケット伝送装置に関し、特に、伝搬状況の変化に応じて伝送速度を切り替える無線通信路などを用いて、通信路の伝送能力を活用して効率よくパケットを伝送するパケット伝送装置に関する。   The present invention relates to a packet transmission apparatus that transmits a packet such as an IP (Internet protocol) packet or an Ethernet (registered trademark) packet via a communication path whose transmission speed can be switched. The present invention relates to a packet transmission apparatus that efficiently transmits packets by using a transmission capacity of a communication path using a wireless communication path that switches speeds.

インターネットプロトコル(IP)を用いたデータ通信では、IPパケットにデータを格納し、パケット伝送装置と通信路を経由してIPパケットを伝送することで、データを伝送する。図7に、離れた地点にある送信端末50と受信端末53が、パケット伝送装置51及びパケット伝送装置52と通信路12及び通信路21を介して、データ通信を行う場合のネットワークの概略構成例を示す。ここで、送信端末50とパケット伝送装置51との間は通信路01及び通信路10を介して相互接続され、受信端末53とパケット伝送装置52との間は、通信路23及び通信路32を介して相互接続されるものとする。   In data communication using the Internet protocol (IP), data is transmitted by storing data in an IP packet and transmitting the IP packet via a packet transmission device and a communication path. FIG. 7 illustrates a schematic configuration example of a network in a case where the transmitting terminal 50 and the receiving terminal 53 at remote points perform data communication via the packet transmission device 51 and the packet transmission device 52 via the communication path 12 and the communication path 21. Indicates. Here, the transmission terminal 50 and the packet transmission device 51 are interconnected via the communication channel 01 and the communication channel 10, and the communication channel 23 and the communication channel 32 are connected between the reception terminal 53 and the packet transmission device 52. Shall be interconnected via

通信路12の伝送能力を有効に活用して効率よくパケットを伝送するには、送信端末50からパケット伝送装置51に出力するパケットの出力速度を通信路12の伝送速度の範囲内で、できるだけ高い速度に制御する必要がある。   In order to effectively transmit the packet by effectively using the transmission capability of the communication path 12, the output speed of the packet output from the transmission terminal 50 to the packet transmission device 51 is as high as possible within the range of the transmission speed of the communication path 12. Need to control to speed.

IPを用いたデータ通信を行う機器では、確実にデータを伝送するために、廃棄されたパケットにて伝送されていたデータを回復したり、通信路の伝送速度に応じてパケットの出力速度を制御する機能(輻輳制御機能)を備えたデータ通信プロトコルを利用してデータ通信を行っている。これらの機器のデータ通信プロトコルには、TCP(Transmission Control Protocol)が広く使われている。   In devices that perform data communication using IP, in order to reliably transmit data, the data transmitted in discarded packets is recovered, and the packet output speed is controlled according to the transmission speed of the communication path. Data communication is performed using a data communication protocol provided with a function (congestion control function). TCP (Transmission Control Protocol) is widely used as a data communication protocol for these devices.

まず、伝送速度が変化しない場合について、送信端末50のパケットの出力速度が、TCPの輻輳制御機能により通信路12の伝送速度の範囲内で、できるだけ高い速度に制御されることを説明する。   First, in the case where the transmission rate does not change, it will be described that the packet output rate of the transmission terminal 50 is controlled as high as possible within the range of the transmission rate of the communication path 12 by the TCP congestion control function.

図8は、従来のパケット伝送装置の一例を示すブロック図である。図7におけるパケット伝送装置51,52はそれぞれ同様の構成とすることができ、代表的にパケット伝送装置51を説明する。パケット伝送装置51は、パケット入力部511,515、パケット転送部512、パケット待機制御部513,516、及びパケット出力部514,517で構成される。   FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional packet transmission apparatus. The packet transmission devices 51 and 52 in FIG. 7 can have the same configuration, and the packet transmission device 51 will be described as a representative. The packet transmission apparatus 51 includes packet input units 511 and 515, a packet transfer unit 512, packet standby control units 513 and 516, and packet output units 514 and 517.

パケット入力部511は、送信端末50から出力されたパケットを通信路01経由で受信し、パケット転送部512に入力する。パケット入力部515は、対向するパケット伝送装置52から送信されたパケットを通信路21経由で受信し、パケット転送部512に入力する。   The packet input unit 511 receives the packet output from the transmission terminal 50 via the communication path 01 and inputs it to the packet transfer unit 512. The packet input unit 515 receives a packet transmitted from the opposite packet transmission device 52 via the communication path 21 and inputs the packet to the packet transfer unit 512.

パケット転送部512は、入力されたパケットの宛先を解析してパケットの出力先を判別し、判別したパケット出力部517と接続するパケット待機制御部516にパケットを入力する。したがって、パケット転送部512は、例えばハブ又はスイッチとして構成され、複数のパケット出力部517の各々と接続する複数のパケット待機制御部516に対して、パケットの出力先を決定するように構成することができる(図示せず)。   The packet transfer unit 512 analyzes the destination of the input packet to determine the output destination of the packet, and inputs the packet to the packet standby control unit 516 connected to the determined packet output unit 517. Accordingly, the packet transfer unit 512 is configured as a hub or a switch, for example, and is configured to determine the output destination of the packet for the plurality of packet standby control units 516 connected to each of the plurality of packet output units 517. (Not shown).

パケット待機制御部513及びパケット待機制御部516は、それぞれに入力されたパケットを一時的にバッファに保持する機能を有し、それぞれパケット出力部514及びパケット出力部517から送信するためのパケットを受け取り、それぞれのパケット出力部514,517が接続する通信路12,10から送信可能になるまで、当該パケットをそれぞれのバッファに一時的に保持する。   Each of the packet standby control unit 513 and the packet standby control unit 516 has a function of temporarily holding the input packet in a buffer, and receives packets to be transmitted from the packet output unit 514 and the packet output unit 517, respectively. The packets are temporarily held in the respective buffers until transmission is possible from the communication paths 12 and 10 to which the respective packet output units 514 and 517 are connected.

尚、パケット待機制御部513及びパケット待機制御部516は、パケットをバッファに格納する際に、バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量が固定の上限(所定のバッファサイズ)に達しているか否かを判定し、このバッファサイズに達していればパケット格納不可と判定し、入力されたパケット若しくは格納中のパケットのいずれかを廃棄する。   The packet standby control unit 513 and the packet standby control unit 516 determine whether or not the number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer has reached a fixed upper limit (predetermined buffer size) when the packet is stored in the buffer. If the buffer size has been reached, it is determined that the packet cannot be stored, and either the input packet or the packet being stored is discarded.

パケット出力部514は、パケット待機制御部513からパケットを取り出し、設定した伝送速度にて通信路12にパケットを送信する。パケット出力部517は、パケット待機制御部516からパケットを取り出し、通信路10にパケットを送信する。   The packet output unit 514 takes out the packet from the packet standby control unit 513 and transmits the packet to the communication path 12 at the set transmission rate. The packet output unit 517 extracts the packet from the packet standby control unit 516 and transmits the packet to the communication path 10.

したがって、パケット伝送装置51は、以前の送信したパケットの伝送のために通信路が使用中であるときや通信路を利用できないなどの理由により、パケットが入力されてもすぐに送信できない場合には、パケットの廃棄を防ぐため、当該パケットをパケット待機制御部513,516のバッファに格納し、通信路12,10へ送信可能になるまで保持する。しかし、従来のパケット伝送装置51では、バッファが格納できるパケットの数やデータ量に固定の上限があり、この固定の上限(所定のバッファサイズ)を超えたときにはパケットを廃棄する。   Therefore, the packet transmission apparatus 51 is not able to transmit immediately even if a packet is input because the communication path is in use for transmitting a previously transmitted packet or the communication path cannot be used. In order to prevent the packet from being discarded, the packet is stored in the buffers of the packet standby control units 513 and 516 and held until it can be transmitted to the communication paths 12 and 10. However, the conventional packet transmission device 51 has a fixed upper limit on the number of packets and the amount of data that can be stored in the buffer. When this fixed upper limit (predetermined buffer size) is exceeded, the packet is discarded.

次にTCPの輻輳制御について説明する。TCPは、輻輳ウィンドウ(cwnd)を用いてパケットの出力速度の制御を可能とする技法として知られている(例えば、特許文献1参照)。   Next, TCP congestion control will be described. TCP is known as a technique that makes it possible to control the output speed of a packet using a congestion window (cwnd) (see, for example, Patent Document 1).

TCPに基づく受信端末53は、送信端末50から出力されたパケットが受信端末53に入力され、正しく伝送されたことを確認できると、次に受け取るべきデータを参照する位置情報を確認応答(ACK)情報として送信端末50に送信する。送信端末50は、データを一度に全部出力するのでなく、ACK情報により指定された位置からcwndまでの範囲のデータを出力するフロー制御を行う。この機構によりパケットの出力速度の最高速度は、輻輳ウィンドウ/往復遅延時間に制限される。尚、往復遅延時間(RTT)とは、パケットを送信してから、そのパケットの確認応答パケットを受信するまでの時間である。   When the receiving terminal 53 based on TCP can confirm that the packet output from the transmitting terminal 50 is input to the receiving terminal 53 and correctly transmitted, the position information referring to the data to be received next is acknowledged (ACK). It transmits to the transmission terminal 50 as information. The transmitting terminal 50 performs flow control for outputting data in a range from the position specified by the ACK information to cwnd instead of outputting all data at once. This mechanism limits the maximum packet output rate to the congestion window / round trip delay time. The round trip delay time (RTT) is the time from when a packet is transmitted until the acknowledgment packet for that packet is received.

TCPの輻輳制御では、このcwndの大きさを調整することで、通信路の伝送速度にパケットの送出速度を追従させる。TCPの輻輳制御方式には幾つかの方式があるが、パケットロスを検出するまでcwndを徐々に拡大し、パケットロスを検出するとcwndを急速に減少させるロスベースの輻輳制御技法が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。   In TCP congestion control, the packet sending speed is made to follow the transmission speed of the communication path by adjusting the size of this cwnd. There are several TCP congestion control methods. Loss-based congestion control techniques that gradually increase cwnd until packet loss is detected and rapidly decrease cwnd when packet loss is detected are widely used. (For example, refer to Patent Document 1).

代表的なロスベースの輻輳制御技法であるTCP New Renoでは、cwndの増加量はRTTあたり1パケットであり、減少量はcwndの1/2となるように制御している。図9に、TCP New Renoにおけるcwndの時間変化の例を示す。   In TCP New Reno, which is a typical loss-based congestion control technique, the amount of increase in cwnd is 1 packet per RTT, and the amount of decrease is controlled to be ½ of cwnd. FIG. 9 shows an example of the time change of cwnd in TCP New Reno.

この輻輳制御の機能により、送信端末50のパケットの出力速度はcwndの増加に応じて徐々に増加する。この出力速度が通信路12の伝送速度を超えると、パケット伝送装置51へと入力するパケット速度が、パケット伝送装置51の送出するパケット速度を上回り、パケット待機制御部513におけるバッファのパケット蓄積量が増加するようになり、やがてパケット蓄積量が当該固定の上限(所定のバッファサイズ)に達しパケット廃棄が起こる。送信端末50では、ACK情報からパケットロスを検出するとcwndを減少させ、パケット出力速度を減少させる。この繰り返しにより、送信端末50のパケット出力速度が、TCPの輻輳制御機能により通信路の伝送速度の近傍に制御される。   With this congestion control function, the packet output speed of the transmitting terminal 50 gradually increases as cwnd increases. When this output speed exceeds the transmission speed of the communication path 12, the packet speed input to the packet transmission apparatus 51 exceeds the packet speed transmitted by the packet transmission apparatus 51, and the amount of packets stored in the buffer in the packet standby control unit 513 is increased. Over time, the accumulated amount of packets reaches the fixed upper limit (predetermined buffer size), and packet discard occurs. When detecting a packet loss from the ACK information, the transmitting terminal 50 decreases cwnd and decreases the packet output rate. By repeating this, the packet output speed of the transmitting terminal 50 is controlled to be close to the transmission speed of the communication path by the TCP congestion control function.

このように、TCPの輻輳制御機能により、送信端末50のパケットの出力速度が通信路12の伝送速度の近傍に制御される。   As described above, the output speed of the packet of the transmission terminal 50 is controlled to be close to the transmission speed of the communication path 12 by the TCP congestion control function.

ここで、従来のパケット伝送装置51で通信路12の伝送速度を切り変えた場合についても、輻輳制御機能により、自動的にデータ送信速度が調整される。   Here, even when the transmission rate of the communication path 12 is switched by the conventional packet transmission device 51, the data transmission rate is automatically adjusted by the congestion control function.

つまり、伝送速度を増加させると、最初は送信端末50のパケットの出力速度よりパケット伝送装置51の送出するパケット速度が上回り、パケット待機制御部513におけるバッファのパケット蓄積量が減少する。伝送速度の切り替え時のcwndの値が小さく、パケット蓄積量が少ないときに当該切り替えが発生した場合には、バッファが枯渇し送信するパケットが無くなり、次のパケットがパケット伝送装置51に入力されるまで通信路12に空きを生じる。この通信路12に空きを生じ、パケットの送信が間歇的になる現象は、cwndが徐々に拡大し、当該送出するパケット速度が増加し、新たな伝送速度に達し、継続的にパケットがバッファに蓄積されるようになるまで継続する。この現象が継続する間、パケットロスは発生しない。   That is, when the transmission rate is increased, initially, the packet transmission rate of the packet transmission device 51 exceeds the packet output rate of the transmission terminal 50, and the packet storage amount of the buffer in the packet standby control unit 513 decreases. If the switching occurs when the cwnd value at the time of switching the transmission rate is small and the packet accumulation amount is small, the buffer is depleted and there is no packet to transmit, and the next packet is input to the packet transmission device 51. Until the communication path 12 becomes empty. The phenomenon in which the communication path 12 is vacant and packet transmission is intermittent is that cwnd gradually expands, the packet rate to be transmitted increases, reaches a new transmission rate, and packets are continuously buffered. Continue until it accumulates. While this phenomenon continues, no packet loss occurs.

特開2005−151202号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-151202

前述したように、従来のパケット伝送装置51で通信路12の伝送速度を切り変えた場合についても、輻輳制御機能により、自動的にデータ送信速度が調整されることになる。しかし、cwndの拡大はゆっくりと行われることから、伝送速度を速くしても、送信端末50のパケットの出力速度がすぐには新たな伝送速度まで増加せず、通信路12の空きを生ずる期間が長くなるという問題がある。したがって、従来のパケット伝送装置51では、伝送速度が小さい時はcwndの最大値が小さいため、この問題が発生し易い問題があった。   As described above, even when the transmission rate of the communication path 12 is switched by the conventional packet transmission device 51, the data transmission rate is automatically adjusted by the congestion control function. However, since the expansion of cwnd is performed slowly, even if the transmission rate is increased, the output rate of the packet of the transmission terminal 50 does not immediately increase to the new transmission rate, and a period in which the communication path 12 is vacant. There is a problem that becomes longer. Therefore, the conventional packet transmission device 51 has a problem that this problem is likely to occur because the maximum value of cwnd is small when the transmission speed is low.

逆に、伝送速度が減少すると、受信端末53へのパケット入力間隔が長くなり、送信端末50に伝送するACK情報の出力間隔も長くなり、自動的に送信端末50におけるパケットの出力速度が抑えられる。   Conversely, when the transmission rate decreases, the packet input interval to the receiving terminal 53 increases, the output interval of ACK information transmitted to the transmitting terminal 50 also increases, and the packet output rate at the transmitting terminal 50 is automatically suppressed. .

しかし、送信端末50へのACK情報の間隔が変化するのは、伝送速度が低下してからRTT経過後である。この間、送信端末50におけるパケットの出力速度は伝送速度変更前のままである。このため、パケット伝送装置51の送信待ちパケットが急速に増加する。この結果、従来のパケット伝送装置51では、パケット待機制御部513におけるバッファに格納できる上限を超える状態が継続し大量のパケットロスが発生する場合があった。   However, the interval of the ACK information to the transmitting terminal 50 changes after the RTT has elapsed since the transmission rate has decreased. During this time, the packet output speed at the transmission terminal 50 remains unchanged before the transmission speed is changed. For this reason, the number of packets waiting for transmission in the packet transmission apparatus 51 increases rapidly. As a result, in the conventional packet transmission apparatus 51, there is a case where a state exceeding the upper limit that can be stored in the buffer in the packet standby control unit 513 continues and a large amount of packet loss occurs.

また、伝送速度を減少させてから送信端末50のパケットの出力速度が抑制されるまでのパケットの超過は一時的なものである。このような一時的な通信量の増加に対しては、ネットワークの中間部で通信速度が低い隘路となる部分よりも前に(例えば、パケット待機制御部513に相当する箇所)、十分な量のバッファと精密に帯域を制御する回路を組み合わせた平滑化装置を設けることにより通信量を平滑化する技法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、通信路12における伝送速度を減少してRTT時間経過するまで、或いはRTT時間経過した後の送信端末50のパケットの出力速度は、送信端末50のパケットの出力速度が抑制されるまでは当該伝送速度を減少した後の通信路12の伝送速度以下にはならないことから、平滑化しても通信路12の伝送速度以下にすることができないため、当該平滑化装置を追加しても、大量のパケットロスが発生する問題を解決することができない。   Further, the excess of the packet from when the transmission rate is reduced to when the output rate of the packet of the transmission terminal 50 is suppressed is temporary. For such a temporary increase in communication volume, a sufficient amount is required before the part that becomes a bottleneck where the communication speed is low in the middle part of the network (for example, a part corresponding to the packet waiting control unit 513). A technique for smoothing the communication amount by providing a smoothing device that combines a buffer and a circuit that precisely controls a band is known (see, for example, Patent Document 1). However, until the transmission rate on the communication path 12 decreases and the RTT time elapses, or the output speed of the packet of the transmission terminal 50 after the RTT time elapses until the output speed of the packet of the transmission terminal 50 is suppressed. Since it does not become lower than the transmission speed of the communication path 12 after reducing the transmission speed, even if smoothing cannot be made lower than the transmission speed of the communication path 12, even if the smoothing device is added, a large amount The problem of packet loss cannot be solved.

このように、従来のパケット伝送装置51では、通信路12の伝送速度を増加させても、ロスベースの輻輳制御技法を用いる送信端末50のcwndがすぐには増加しないことから、伝送速度の切り替え時のcwndの値が小さい場合には、パケットの送信が間歇的に行われ通信路12に空きが発生する状態が長く継続し、通信路12を有効に活用できないという問題があった。   Thus, in the conventional packet transmission device 51, even if the transmission rate of the communication path 12 is increased, the cwnd of the transmission terminal 50 using the loss-based congestion control technique does not increase immediately. When the value of cwnd is small, there is a problem that packets are transmitted intermittently and a state in which the communication path 12 is vacant continues for a long time and the communication path 12 cannot be used effectively.

また、通信路12の伝送速度を低下させたときに大量のパケットロスを起こすことがあった。大量のパケットロスは、他の通信に影響が波及し、リアルタイム通信でのデータ欠損や、欠損データの再送に伴うレスポンスの低下、通信速度の低下など大きな影響を与える問題があった。   Further, when the transmission speed of the communication path 12 is lowered, a large amount of packet loss may occur. A large amount of packet loss has an effect on other communications, and there are problems such as data loss in real-time communications, a decrease in response due to retransmission of missing data, and a decrease in communication speed.

そこで、本発明は上述の問題を鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、通信路12の伝送速度の増加時にも連続的なパケットの送信を可能とし、通信路12の伝送速度の低下時にも大量のパケットロスの発生を抑制するために、通信路12の伝送速度の変更機能を有し、当該伝送速度の変更に応じたパケット待機制御を行うパケット伝送装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable continuous packet transmission even when the transmission speed of the communication path 12 is increased. A packet transmission apparatus having a function of changing the transmission rate of the communication path 12 and performing packet standby control according to the change of the transmission rate in order to suppress the occurrence of a large amount of packet loss even when the transmission rate decreases. is there.

本発明による第1態様のパケット伝送装置は、通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、前記初期伝送速度と、当該伝送速度の変更を検知した現在の伝送速度との差分について連続的に時間積分した値をバッファ補正値として加算するように構成され、前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とする。
A packet transmission apparatus according to a first aspect of the present invention is a packet transmission apparatus having a function of changing a transmission rate of a communication path, a packet output unit that transmits a packet at a set transmission rate, and a transmission from the packet output unit A variable upper limit on the number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer by monitoring a change in transmission rate from the packet output unit when temporarily holding the packet to be stored in the buffer and storing the packet in the buffer A packet standby control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that regulates the buffer threshold value, and the buffer threshold value control unit changes the transmission rate at a time interval shorter than a predetermined specified time. the have a means for controlling to change the buffer threshold according to the speed change, and the buffer threshold control unit is configured A value obtained by multiplying a product of an initial transmission rate having an initial value of a transmission rate at a measurement start time of a predetermined specified time and the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient, the initial transmission rate and A value obtained by continuously integrating the time difference with the current transmission rate at which the change in the transmission rate is detected is added as a buffer correction value , and the predetermined specified time is connected to the packet transmission apparatus for communication. Or a round-trip delay time between the transmitting terminal and the receiving terminal that receives a packet from the transmitting terminal, or a certain margin is added to the round-trip delay time between the packet transmitting apparatus and the opposite packet transmitting apparatus characterized by a time.

また、本発明による第2態様のパケット伝送装置は、通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、前記初期伝送速度と、当該伝送速度の変更を検知した現在の伝送速度との差分について予め定めたサンプリング時間の間隔で時間積分した値をバッファ補正値として加算するように構成され、前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とする。
The packet transmission apparatus according to the second aspect of the present invention is a packet transmission apparatus having a function of changing a transmission rate of a communication path, and a packet output unit that transmits a packet at a set transmission rate, and the packet output unit The number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer by monitoring the change in the transmission rate from the packet output unit when temporarily storing the packet to be transmitted from the buffer and storing the packet in the buffer A packet standby control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that defines an upper limit of the buffer threshold value, and the buffer threshold value control unit changes the transmission rate at a time interval shorter than a predetermined specified time. and means for controlling to change the buffer threshold in accordance with the speed change of the transmission rate, the and the buffer threshold controller The initial transmission rate is obtained by multiplying a product of an initial transmission rate having an initial value of a transmission rate at the measurement start time of the predetermined specified time and the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient. And a value obtained by integrating the time difference at a predetermined sampling time interval with respect to the difference between the current transmission rate at which the change of the transmission rate is detected, and adding the buffer correction value as the predetermined specified time, The round-trip delay time between the transmission terminal that is connected to the packet transmission device and the reception terminal that receives the packet from the transmission terminal, or the round-trip delay time between the packet transmission device and the opposite packet transmission device It is characterized by the time when a certain margin is added .

また、本発明による第3態様のパケット伝送装置は、通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、伝送速度の変更を検知した際に現在設定されているバッファ閾値、該バッファ閾値を設定した際の当該伝送速度である基準速度、伝送速度の変更を検知し速度増加と判定した時刻と前記所定の規定時間を基に定める当該バッファ閾値の変更予定時刻、及び該バッファ閾値の変更予定の有無、の4つのパラメータ値を保持して、当該伝送速度の増加時と減少時を区別して前記バッファ閾値の変更予定時刻を定め、当該伝送速度の変更時、及び前記バッファ閾値の変更予定時刻にてバッファ補正値を決定して加算し当該バッファ閾値を制御するように構成され、前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とする。
A packet transmission device according to a third aspect of the present invention is a packet transmission device having a function of changing a transmission rate of a communication path, the packet output unit transmitting a packet at a set transmission rate, and the packet output unit The number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer by monitoring the change in the transmission rate from the packet output unit when temporarily storing the packet to be transmitted from the buffer and storing the packet in the buffer A packet standby control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that defines an upper limit of the buffer threshold value, and the buffer threshold value control unit changes the transmission rate at a time interval shorter than a predetermined specified time. and means for controlling to change the buffer threshold in accordance with the speed change of the transmission rate, the and the buffer threshold controller Changing the transmission rate with respect to a value obtained by multiplying the product of the initial transmission rate with the transmission rate value at the start of measurement of the predetermined specified time as an initial value and the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient Based on the buffer threshold that is currently set at the time of detection, the reference speed that is the transmission speed when the buffer threshold is set, the time at which a change in the transmission speed is detected and the speed increase is determined, and the predetermined specified time. 4 is held, and the buffer threshold change scheduled time is determined by distinguishing when the transmission rate is increased or decreased. set, when changing of the transmission rate, and then summed to determine the buffer correction value at changing the scheduled time of the buffer threshold is configured to control the buffer threshold, the predetermined specified time Is a round-trip delay time between a transmitting terminal that is communicatively connected to the packet transmission apparatus and a receiving terminal that receives a packet from the transmission terminal, or a round-trip between the packet transmission apparatus and the opposite packet transmission apparatus The delay time is a time obtained by adding a certain margin .

また、本発明による第3態様のパケット伝送装置において、前記バッファ閾値制御部は、前記バッファ補正値に基づくバッファ閾値制御として、前記バッファ閾値の変更予定時刻まで当該伝送速度の変更を監視し、前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度減少があったときに、現在設定されている基準速度を下回っているときは、当該バッファ閾値を当該基準速度と当該速度変更後の伝送速度との差分に前記所定の規定時間を乗じた値で加算増加して制御するとともに、該基準速度を当該速度変更後の伝送速度で更新して、前記バッファ閾値の変更予定は無とし、前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度減少があったときに、現在設定されている基準速度を下回っていないときは、前記バッファ閾値の変更予定時刻まで当該伝送速度の変更を継続して監視し、前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度増加があったときに、当該速度増加の時点から前記所定の規定時間経過後のバッファ閾値の変更とするよう前記バッファ閾値の変更予定時刻を設定して予約し、現在設定されている基準速度及びバッファ閾値を変更することなく前記バッファ閾値の変更予定は有とし、前記バッファ閾値の変更予定時刻となる際に、前記バッファ閾値を該現在の伝送速度と前記バッファ閾値の変更予定時刻となる直前の基準速度との差分に前記所定の規定時間を乗算した値で現在設定されているバッファ閾値から減算して制御することを特徴とする。   In the packet transmission device according to the third aspect of the present invention, the buffer threshold control unit monitors the change in the transmission rate until the buffer threshold change scheduled time as the buffer threshold control based on the buffer correction value, If the transmission speed decreases before the scheduled time for changing the buffer threshold, and if it is below the currently set reference speed, the buffer threshold is set to the reference speed and the transmission after the speed change. The difference is increased by a value obtained by multiplying the difference with the predetermined prescribed time, and the reference speed is updated with the transmission speed after the speed change, and the buffer threshold is not scheduled to be changed. If there is a decrease in the transmission speed before the scheduled time for changing the buffer threshold, if the speed is not below the currently set reference speed, the buffer The transmission rate change is continuously monitored until the threshold change scheduled time, and when there is an increase in the transmission rate before the buffer threshold change scheduled time elapses, the predetermined rate from the point of the speed increase is determined. The buffer threshold change schedule time is set and reserved so that the buffer threshold is changed after the lapse of a specified time, and the buffer threshold change schedule is determined to be valid without changing the currently set reference speed and buffer threshold. When the buffer threshold change scheduled time is reached, the buffer threshold is a value obtained by multiplying the difference between the current transmission rate and the reference rate immediately before the buffer threshold change scheduled time by the predetermined specified time. Control is performed by subtracting from the currently set buffer threshold.

また、本発明によるパケット伝送装置において、前記バッファ閾値制御部は、当該バッファ閾値の変更時における前記バッファ補正値に、通信路のジッタ量の応じた固定補正値を更に追加する手段を有することを特徴とする。   Further, in the packet transmission apparatus according to the present invention, the buffer threshold value control unit has means for further adding a fixed correction value corresponding to the jitter amount of the communication path to the buffer correction value when the buffer threshold value is changed. Features.

本発明によれば、通信路の伝送速度を低下させても、ロスベースの輻輳制御を用いる送信端末のcwndの最大値を高く維持することができ、通信路の伝送速度を低速から高速に切り替えたときに、パケットの送信が間歇的となることを防ぐことができ、通信路の伝送能力を有効に活用した効率のよいパケット伝送が実現可能となる。   According to the present invention, the maximum value of cwnd of a transmission terminal using loss-based congestion control can be maintained high even when the transmission speed of the communication path is reduced, and the transmission speed of the communication path is switched from low speed to high speed. Sometimes, packet transmission can be prevented from being intermittent, and efficient packet transmission that effectively utilizes the transmission capability of the communication path can be realized.

また、通信路の伝送速度を低下させたときにバッファが溢れ、大量のパケットロスの発生を抑制又は防止することができる。この結果、大量のパケットロスによるリアルタイム通信でのデータ欠損や、欠損データの再送に伴うレスポンスの低下、通信速度の低下など他の通信への影響を防止し、通信路の伝送能力を有効に活用した効率のよいパケット伝送が実現可能となる。特に、本発明によれば、規定時間より短い時間間隔で伝送速度を変更する場合にも、バッファ溢れによるパケットロスを防ぐことができる。   Further, when the transmission speed of the communication path is lowered, the buffer overflows, and the occurrence of a large amount of packet loss can be suppressed or prevented. As a result, data loss in real-time communication due to a large amount of packet loss, response deterioration due to retransmission of missing data, and other communication effects such as communication speed are prevented, and the transmission capacity of the communication path is effectively utilized. Thus, efficient packet transmission can be realized. In particular, according to the present invention, packet loss due to buffer overflow can be prevented even when the transmission rate is changed at a time interval shorter than the specified time.

本発明による一実施形態のパケット伝送装置のブロック図である。It is a block diagram of the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention. (a),(b)は、それぞれ本発明による一実施形態のパケット伝送装置における実施例1のバッファ閾値制御時の伝送速度とバッファ閾値の動作例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the operation example of the transmission rate at the time of buffer threshold value control of Example 1 in the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention, and a buffer threshold value, respectively. 本発明による一実施形態のパケット伝送装置における実施例2のバッファ閾値制御のフローチャートである。It is a flowchart of the buffer threshold value control of Example 2 in the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention. (a),(b)は、それぞれ本発明による一実施形態のパケット伝送装置における実施例2のバッファ閾値制御時の伝送速度とバッファ閾値の動作例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the operation example of the transmission rate at the time of buffer threshold value control of Example 2 in the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention, and a buffer threshold value, respectively. 本発明による一実施形態のパケット伝送装置における実施例3のバッファ閾値制御のフローチャートである。It is a flowchart of the buffer threshold value control of Example 3 in the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention. (a),(b)は、それぞれ本発明による一実施形態のパケット伝送装置における実施例3のバッファ閾値制御時の伝送速度とバッファ閾値の動作例を示す図である。(A), (b) is a figure which shows the operation example of the transmission rate at the time of buffer threshold value control of Example 3 in the packet transmission apparatus of one Embodiment by this invention, and a buffer threshold value, respectively. 送信端末と受信端末が、パケット伝送装置及びパケット伝送装置を介して、データ通信を行う場合のネットワークの概略構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of schematic structure of a network in case a transmission terminal and a receiving terminal perform data communication via a packet transmission apparatus and a packet transmission apparatus. 従来のパケット伝送装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional packet transmission apparatus. TCP New Renoにおける輻輳ウィンドウ(cwnd)の時間変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the time change of the congestion window (cwnd) in TCP New Reno.

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態のパケット伝送装置について説明する。図1は、本発明による一実施形態のパケット伝送装置51aのブロック図である。   Hereinafter, a packet transmission apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a packet transmission device 51a according to an embodiment of the present invention.

図7に示したように、離れた地点にある送信端末50と受信端末53が、パケット伝送装置51及びパケット伝送装置52と通信路12及び通信路21を介して、データ通信を行うネットワークを想定し、本発明に係るパケット伝送装置51aは、従来のパケット伝送装置51の代わりに設けられるものとして説明する。尚、送信端末50から受信端末53の方向のパケットを伝送する通信路01、通信路12及び通信路23の中で伝送速度が最も遅い通信路は通信路12であるとする。また、各装置は、TCPを利用してデータ通信を行うものとする。   As shown in FIG. 7, a network is assumed in which a transmission terminal 50 and a reception terminal 53 at remote points perform data communication via the packet transmission device 51 and the packet transmission device 52 via the communication path 12 and the communication path 21. The packet transmission device 51a according to the present invention will be described as being provided in place of the conventional packet transmission device 51. It is assumed that the communication path 12 has the slowest transmission speed among the communication paths 01, 12, and 23 that transmit packets in the direction from the transmission terminal 50 to the reception terminal 53. Each device performs data communication using TCP.

図1に示す本発明による一実施形態のパケット伝送装置51aは、図8に示す従来のパケット伝送装置51と同様の構成要素には同一の参照番号を付している。即ち、本発明による一実施形態のパケット伝送装置51aは、パケット入力部511,515、パケット転送部512、パケット待機制御部513a,516、及びパケット出力部514,517で構成され、パケット待機制御部513aがバッファ閾値制御部518を有する点で、従来のパケット伝送装置51とは相違する。   In the packet transmission device 51a according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the same components as those of the conventional packet transmission device 51 shown in FIG. That is, the packet transmission device 51a according to an embodiment of the present invention includes packet input units 511 and 515, a packet transfer unit 512, packet standby control units 513a and 516, and packet output units 514 and 517, and includes a packet standby control unit. 513a is different from the conventional packet transmission apparatus 51 in that it includes a buffer threshold value control unit 518.

パケット入力部511は、送信端末50から出力されたパケットを通信路01経由で受信し、パケット転送部512に入力する。パケット入力部515は、対向するパケット伝送装置52から送信されたパケットを通信路21経由で受信し、パケット転送部512に入力する。   The packet input unit 511 receives the packet output from the transmission terminal 50 via the communication path 01 and inputs it to the packet transfer unit 512. The packet input unit 515 receives a packet transmitted from the opposite packet transmission device 52 via the communication path 21 and inputs the packet to the packet transfer unit 512.

パケット転送部512は、入力されたパケットの宛先を解析してパケットの出力先を判別し、判別したパケット出力部517と接続するパケット待機制御部516にパケットを入力する。したがって、パケット転送部512は、例えばハブ又はスイッチとして構成され、複数のパケット出力部517の各々と接続する複数のパケット待機制御部516に対して、パケットの出力先を決定するように構成することができる(図示せず)。   The packet transfer unit 512 analyzes the destination of the input packet to determine the output destination of the packet, and inputs the packet to the packet standby control unit 516 connected to the determined packet output unit 517. Accordingly, the packet transfer unit 512 is configured as a hub or a switch, for example, and is configured to determine the output destination of the packet for the plurality of packet standby control units 516 connected to each of the plurality of packet output units 517. (Not shown).

パケット待機制御部513a及びパケット待機制御部516は、それぞれに入力されたパケットを一時的にバッファに保持する機能を有し、それぞれパケット出力部514及びパケット出力部517から送信するためのパケットを受け取り、それぞれのパケット出力部514,517が接続する通信路12,10から送信可能になるまで、当該パケットをそれぞれのバッファに一時的に保持する。   The packet standby control unit 513a and the packet standby control unit 516 have a function of temporarily storing the input packets in the buffers, and receive packets to be transmitted from the packet output unit 514 and the packet output unit 517, respectively. The packets are temporarily held in the respective buffers until transmission is possible from the communication paths 12 and 10 to which the respective packet output units 514 and 517 are connected.

ただし、パケット待機制御部513aは、パケットをバッファに格納する際に、バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量が可変の上限(以下、「バッファ閾値」と称する)に達しているか否かを判定し、このバッファ閾値に達していればパケット格納不可と判定し、入力されたパケット若しくは格納中のパケットのいずれかを廃棄する。   However, the packet standby control unit 513a determines whether or not the number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer has reached a variable upper limit (hereinafter referred to as “buffer threshold”) when the packet is stored in the buffer. If this buffer threshold is reached, it is determined that the packet cannot be stored, and either the input packet or the packet being stored is discarded.

一方、パケット待機制御部516は、パケットをバッファに格納する際に、バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量が固定の上限(所定のバッファサイズ)に達しているか否かを判定し、このバッファサイズに達していればパケット格納不可と判定し、入力されたパケット若しくは格納中のパケットのいずれかを廃棄する。   On the other hand, when storing the packet in the buffer, the packet standby control unit 516 determines whether or not the number of packets or the amount of data that can be stored in the buffer has reached a fixed upper limit (predetermined buffer size). If it has reached, it is determined that the packet cannot be stored, and either the input packet or the packet being stored is discarded.

パケット出力部514は、パケット待機制御部513aからパケットを取り出し、変更可能な設定した伝送速度にて通信路12にパケットを送信する。パケット出力部517は、パケット待機制御部516からパケットを取り出し、通信路10にパケットを送信する。   The packet output unit 514 takes out the packet from the packet standby control unit 513a, and transmits the packet to the communication path 12 at a set transmission rate that can be changed. The packet output unit 517 extracts the packet from the packet standby control unit 516 and transmits the packet to the communication path 10.

したがって、パケット伝送装置51aは、以前の送信したパケットの伝送のために通信路が使用中であるときや通信路を利用できないなどの理由により、パケットが入力されてもすぐに送信できない場合には、パケットの廃棄を防ぐため、当該パケットをパケット待機制御部513a,516のバッファに格納し、通信路12,10へ送信可能になるまで保持する。そして、本発明に係るパケット伝送装置51aは、パケット待機制御部513aが有するバッファ閾値制御部518の機能により、バッファが格納できるパケットの数やデータ量に可変の上限(バッファ閾値)があり、このバッファ閾値を超えたときにはパケットを廃棄する。   Therefore, the packet transmission device 51a cannot transmit immediately even when a packet is input due to reasons such as when the communication path is being used for transmission of a previously transmitted packet or because the communication path cannot be used. In order to prevent the packet from being discarded, the packet is stored in the buffers of the packet standby control units 513a and 516 and held until it can be transmitted to the communication paths 12 and 10. The packet transmission device 51a according to the present invention has a variable upper limit (buffer threshold) in the number of packets and the amount of data that can be stored in the buffer by the function of the buffer threshold control unit 518 included in the packet standby control unit 513a. When the buffer threshold is exceeded, the packet is discarded.

以下、バッファ閾値制御部518における実施例1〜3のバッファ閾値制御について順に説明する。尚、バッファ閾値制御部518は、初期バッファ閾値にバッファ補正値を加算した値をバッファ閾値としており、このバッファ補正値を異なるやり方で生成制御することで、各実施例のバッファ閾値制御が構成される。所定の初期バッファ閾値は、所定の規定時間(即ち、後述する予め定めた往復遅延時間Trttであり、例えばRTT)の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と該規定時間との積に固定補正係数αを乗じた値とすることができる。固定補正係数αの値は、“1”としてもよいし、“1未満の値”又は“1を超える値”としてもよく、予め定めた値とする。ここで、「初期バッファ閾値にバッファ補正値を加算する値」とは、バッファ補正値がマイナスの値となるとき、初期バッファ閾値からそのバッファ補正値の絶対値を減算することを意味する点に留意する。一方、本発明の理解を高めるために、特筆して「追加する」と表現するときは、対象値の絶対値を加えるものとし、特筆して「減算する」と表現するときは、対象値の絶対値を減ずるものとして説明する。   Hereinafter, the buffer threshold value control of the first to third embodiments in the buffer threshold value control unit 518 will be described in order. The buffer threshold value control unit 518 uses a value obtained by adding the buffer correction value to the initial buffer threshold value as a buffer threshold value, and the buffer threshold value control of each embodiment is configured by generating and controlling the buffer correction value in different ways. The The predetermined initial buffer threshold value is an initial transmission speed and a predetermined time that have a predetermined transmission time value at the start of measurement of a predetermined specified time (that is, a predetermined round-trip delay time Ttt described later, for example, RTT). And a product of a fixed correction coefficient α. The value of the fixed correction coefficient α may be “1”, “a value less than 1” or “a value greater than 1”, and is a predetermined value. Here, “the value to add the buffer correction value to the initial buffer threshold” means that when the buffer correction value becomes a negative value, the absolute value of the buffer correction value is subtracted from the initial buffer threshold. pay attention to. On the other hand, in order to enhance the understanding of the present invention, when expressed as “add” specifically, the absolute value of the target value is added, and when expressed as “subtract” specifically, It is assumed that the absolute value is reduced.

(実施例1のバッファ閾値制御)
まず、バッファ閾値制御部518による実施例1のバッファ閾値制御について説明する。バッファ閾値制御部518による実施例1のバッファ閾値制御では、当該初期伝送速度と、速度変更を検知した現在の伝送速度との差分について連続的に時間積分した値をバッファ補正値とする。
(Buffer threshold control of the first embodiment)
First, buffer threshold control according to the first embodiment by the buffer threshold controller 518 will be described. In the buffer threshold value control of the first embodiment by the buffer threshold value control unit 518, a value obtained by continuously integrating the difference between the initial transmission rate and the current transmission rate at which the speed change is detected is set as the buffer correction value.

図2(a),(b)は、それぞれパケット伝送装置51aにおけるバッファ閾値制御部518による実施例1のバッファ閾値制御における伝送速度とバッファ閾値の動作例を示している。図2(a)に示すように、伝送速度が時刻t0でS0からS1に減少し、時刻t2にてS2に増加する場合、例えば、図2(b)に示すように、時刻t0から規定時間(Trtt)が経過するまでの時刻tにおけるバッファ閾値thは初期バッファ閾値th0に、(S0−S1)×(t−t0)をバッファ補正値として加算した値となる。   FIGS. 2A and 2B show operation examples of the transmission rate and the buffer threshold in the buffer threshold control of the first embodiment by the buffer threshold controller 518 in the packet transmission device 51a, respectively. As shown in FIG. 2A, when the transmission rate decreases from S0 to S1 at time t0 and increases to S2 at time t2, for example, as shown in FIG. The buffer threshold value th at time t until (Trtt) elapses is a value obtained by adding (S0−S1) × (t−t0) as a buffer correction value to the initial buffer threshold value th0.

尚、バッファ閾値は、当該バッファ補正値を加算する他に、更なる固定補正値を「追加」したものとしてもよい。例えば、通信路01、通信路12、通信路23、通信路32、通信路21及び通信路10において、大きなジッタが発生する場合がある。このような場合、ジッタの大きさに応じて固定補正値を当該バッファ補正値に「追加する」のが好適である。   The buffer threshold value may be obtained by “adding” a further fixed correction value in addition to adding the buffer correction value. For example, a large jitter may occur in the communication path 01, the communication path 12, the communication path 23, the communication path 32, the communication path 21, and the communication path 10. In such a case, it is preferable to “add” the fixed correction value to the buffer correction value in accordance with the magnitude of jitter.

このように実施例1のバッファ閾値制御でバッファ閾値制御部518を構成することにより、規定時間(Trtt)より短い時間間隔で伝送速度を変更する場合にも、バッファ溢れによるパケットロスを防ぐことができる。   Thus, by configuring the buffer threshold value control unit 518 with the buffer threshold value control of the first embodiment, packet loss due to buffer overflow can be prevented even when the transmission rate is changed at a time interval shorter than the specified time (Tttt). it can.

(実施例2のバッファ閾値制御)
次に、バッファ閾値制御部518による実施例2のバッファ閾値制御について説明する。バッファ閾値制御部518による実施例2のバッファ閾値制御では、当該初期伝送速度と、速度変更を検知した現在の伝送速度との差分について予め定めたサンプリング時間の間隔で時間積分した値をバッファ補正値とする。
(Buffer threshold control of the second embodiment)
Next, buffer threshold value control according to the second embodiment by the buffer threshold value control unit 518 will be described. In the buffer threshold value control of the second embodiment by the buffer threshold value control unit 518, a value obtained by time-integrating a difference between the initial transmission rate and the current transmission rate at which the rate change is detected at a predetermined sampling time interval is a buffer correction value. And

図3は、バッファ閾値制御部518による実施例2のバッファ閾値制御のフローチャートである。本例でもバッファ閾値制御部518は、前記初期バッファ閾値にバッファ補正値を加算した値をバッファ閾値としているが、このバッファ補正値は、予め定めたサンプリング時間を基に時間積分した値で構成される。尚、本例においてもバッファ補正値に更なる固定補正値を追加してもよい。   FIG. 3 is a flowchart of buffer threshold control according to the second embodiment by the buffer threshold control unit 518. Also in this example, the buffer threshold value control unit 518 uses the value obtained by adding the buffer correction value to the initial buffer threshold value as the buffer threshold value, and this buffer correction value is constituted by a value obtained by time integration based on a predetermined sampling time. The In this example as well, a further fixed correction value may be added to the buffer correction value.

まず、バッファ閾値制御部518は、初期化処理として、過去規定時間までの伝送速度の記録を現在の伝送速度と等しい値で初期化し(ステップS1)、監視する(伝送速度差)の値を0として保持する(ステップS2)。このとき、バッファ閾値制御部518は、バッファ閾値として、前述した所定の初期バッファ閾値を設定する。   First, as an initialization process, the buffer threshold control unit 518 initializes the recording of the transmission rate up to the past specified time with a value equal to the current transmission rate (step S1), and monitors the value of (transmission rate difference) as 0. (Step S2). At this time, the buffer threshold control unit 518 sets the predetermined initial buffer threshold described above as the buffer threshold.

続いて、バッファ閾値制御部518は、予め定めたサンプリング時間の経過を待ち(ステップS3)、当該バッファ閾値に、(伝送速度差)×(サンプリング時間)をバッファ補正値として加算する(ステップS4)。尚、監視する(伝送速度差)の値は後続のステップで更新されるものである。   Subsequently, the buffer threshold control unit 518 waits for the elapse of a predetermined sampling time (step S3), and adds (transmission speed difference) × (sampling time) as a buffer correction value to the buffer threshold (step S4). . Note that the monitored value (transmission speed difference) is updated in a subsequent step.

続いて、バッファ閾値制御部518は、当該サンプリング時間の経過時の新たな伝送速度を取得して現在の伝送速度として記録し(ステップS5)、当該(規定時間前の伝送速度)−(新たな伝送速度)を算出して保持する(伝送速度差)の値を更新する(ステップS6)。   Subsequently, the buffer threshold value control unit 518 acquires a new transmission rate when the sampling time has elapsed and records it as the current transmission rate (step S5), and the (transmission rate before the specified time)-(new The value of (transmission speed difference) is calculated and held (transmission speed difference) is updated (step S6).

そして、初期化されるまで、ステップS3以降を繰り返し、バッファ閾値制御部518は、予め定めたサンプリング時間の経過を待ち、当該バッファ閾値に、(伝送速度差)×(サンプリング時間)をバッファ補正値として加算する。   Then, until initialization, step S3 and subsequent steps are repeated, and the buffer threshold control unit 518 waits for the elapse of a predetermined sampling time, and sets (buffer speed difference) × (sampling time) as the buffer correction value for the buffer threshold. Add as

図4(a),(b)は、それぞれパケット伝送装置51aにおけるバッファ閾値制御部518による実施例2のバッファ閾値制御における伝送速度とバッファ閾値の動作例を示している。図4(a)に示すように、伝送速度が時刻t0でS0からS1に減少し、時刻t2にてS2に増加する場合、例えば、図4(b)に示すように、時刻t0から規定時間(Trtt)が経過するまでの時刻tにおけるバッファ閾値thは初期バッファ閾値th0に、一定のサンプリング時間st間隔で(S0−S1)×(t−t0)をバッファ補正値として加算した値となる。尚、バッファ補正値がマイナスとなるときは減算となる。   FIGS. 4A and 4B show operation examples of the transmission rate and the buffer threshold in the buffer threshold control of the second embodiment by the buffer threshold control unit 518 in the packet transmission device 51a, respectively. As shown in FIG. 4A, when the transmission rate decreases from S0 to S1 at time t0 and increases to S2 at time t2, for example, as shown in FIG. The buffer threshold th at time t until (Trtt) elapses is a value obtained by adding (S0−S1) × (t−t0) as a buffer correction value to the initial buffer threshold th0 at a constant sampling time st interval. When the buffer correction value is negative, subtraction is performed.

このように実施例2のバッファ閾値制御でバッファ閾値制御部518を構成することにより、規定時間(Trtt)より短い時間間隔で伝送速度を変更する場合にも、バッファ溢れによるパケットロスを防ぐことができる。   Thus, by configuring the buffer threshold control unit 518 with the buffer threshold control of the second embodiment, packet loss due to buffer overflow can be prevented even when the transmission rate is changed at a time interval shorter than the specified time (Tttt). it can.

(実施例3のバッファ閾値制御)
次に、バッファ閾値制御部518による実施例3のバッファ閾値制御について説明する。バッファ閾値制御部518による実施例3のバッファ閾値制御では、伝送速度の変更を検知した際に設定されている「現在のバッファ閾値(動作中のバッファ閾値)」、その「現在のバッファ閾値」設定時の伝送速度である「基準速度」、伝送速度の変更を検知し速度増加と判定した時刻(速度増加時刻)と規定時間(例えば、RTT)を基に定める「バッファ閾値の変更予定時刻」、及びその「バッファ閾値の変更予定の有無」、の4つのパラメータ値を保持して、実施例1,2のような時間積分による制御とはせず、伝送速度の増加時と減少時を区別してバッファ閾値の変更予定時刻を定め、その伝送速度の変更時やバッファ閾値の変更予定時刻で、前記初期バッファ閾値に加算するためのバッファ補正値を決定してバッファ閾値を制御する。これにより、伝送速度の速度変更に応じたバッファ閾値の変更を行う制御を簡便にしてバッファ溢れによるパケットロスを防ぐようにする。
(Buffer threshold control of the third embodiment)
Next, buffer threshold value control according to the third embodiment by the buffer threshold value control unit 518 will be described. In the buffer threshold value control of the third embodiment by the buffer threshold value control unit 518, “current buffer threshold value (active buffer threshold value)” and “current buffer threshold value” setting that are set when a change in transmission rate is detected. "Reference speed" that is the transmission speed at the time, "buffer threshold scheduled change time" that is determined based on the time when the transmission speed change is detected and the speed increase is determined (speed increase time) and a specified time (for example, RTT), In addition, the four parameter values of whether or not the buffer threshold is scheduled to be changed are retained, and control is not performed by time integration as in the first and second embodiments, and the transmission speed is increased and decreased. Determine the buffer threshold change scheduled time, and control the buffer threshold by determining the buffer correction value to be added to the initial buffer threshold at the transmission rate change or buffer threshold change scheduled time That. As a result, the control for changing the buffer threshold according to the change in the transmission rate is simplified to prevent packet loss due to buffer overflow.

図5は、バッファ閾値制御部518による実施例3のバッファ閾値制御のフローチャートである。本例でもバッファ閾値制御部518は、前述した初期バッファ閾値にバッファ補正値を加算した値をバッファ閾値としているが、このバッファ補正値は、上述の4つのパラメータ値を基に自動制御した値で構成される。   FIG. 5 is a flowchart of buffer threshold control according to the third embodiment by the buffer threshold controller 518. Also in this example, the buffer threshold value control unit 518 uses the value obtained by adding the buffer correction value to the initial buffer threshold value described above as the buffer threshold value. This buffer correction value is a value automatically controlled based on the above four parameter values. Composed.

まず、バッファ閾値制御部518は、初期化処理として、「基準速度」を現在の伝送速度と等しい値(初期伝送速度)で初期化し、「バッファ閾値」として、前述した所定の初期バッファ閾値を設定するとともに、「バッファ閾値の変更予定は無」に設定して保持する(ステップS11)。この初期化処理により、「バッファ閾値の変更予定は無」に設定するため、「バッファ閾値の変更予定時刻」は規定時間(例えば、RTT)経過時の時刻に設定する。   First, as an initialization process, the buffer threshold control unit 518 initializes the “reference speed” with a value (initial transmission speed) equal to the current transmission speed, and sets the above-described predetermined initial buffer threshold as the “buffer threshold”. At the same time, it is set and held as “no buffer threshold is scheduled to be changed” (step S11). In this initialization process, “the buffer threshold is not scheduled to be changed” is set, and therefore “the buffer threshold is scheduled to be changed” is set to a time when a predetermined time (for example, RTT) has elapsed.

基本動作として、バッファ閾値制御部518は、「バッファ閾値の変更予定時刻」まで伝送速度の変更を監視し(ステップS12)、「バッファ閾値の変更予定時刻」の経過前に伝送速度の速度減少があったとき(ステップS13:No,ステップS14:Yes)、速度変更後の伝送速度が現在設定されている基準速度を下回っていれば(ステップS15:Yes)、バッファ閾値を当該基準速度と当該速度変更後の伝送速度との差分に規定時間(例えば、RTT)を乗じた値で加算増加して制御し、保持する「現在のバッファ閾値」を更新するとともに、保持する「基準速度」を当該速度変更後の伝送速度で更新し、「バッファ閾値の変更予定は無」とする(ステップS16)。その後、継続して、「バッファ閾値の変更予定時刻」まで伝送速度の変更を監視する(ステップS12)。   As a basic operation, the buffer threshold control unit 518 monitors the change of the transmission rate until the “buffer threshold change scheduled time” (step S12), and the transmission rate decreases before the “buffer threshold change scheduled time” elapses. If there is (Step S13: No, Step S14: Yes), if the transmission speed after the speed change is lower than the currently set reference speed (Step S15: Yes), the buffer speed is set to the reference speed and the speed. The difference between the changed transmission speed and a specified time (for example, RTT) is added and controlled by adding and increasing, and the "current buffer threshold" to be held is updated, and the "reference speed" to be held is the speed concerned. Updating is performed at the changed transmission rate, and “there is no plan to change the buffer threshold” (step S16). Thereafter, the transmission rate change is continuously monitored until the “buffer threshold change scheduled time” (step S12).

一方、「バッファ閾値の変更予定時刻」の経過前に伝送速度の速度増加があったとき(ステップS13:No,ステップS14:No)、その速度増加の時点から規定時間(例えば、RTT)経過後にバッファ閾値の変更とするよう「バッファ閾値の変更予定時刻」を設定して予約し、当該基準速度及び当該動作中のバッファ閾値を変更することなく「バッファ閾値の変更予定は有」とする(ステップS17)。これにより、バッファに格納するパケットの減少が収まるまでバッファ閾値の変更を延期する。特に、段階的に速度が増加する場合には、「バッファ閾値の変更予定時刻」が自動的に更新され、最後に速度が増加した時刻(即ち、速度増加時刻)から規定時間後の時刻に設定される。その後、継続して、「バッファ閾値の変更予定時刻」まで伝送速度の変更を監視する(ステップS12)。   On the other hand, when the transmission speed has increased before the “buffer threshold change scheduled time” has elapsed (step S13: No, step S14: No), after a specified time (for example, RTT) has elapsed since the speed increase. Set and reserve “scheduled buffer threshold change time” to change the buffer threshold, and set “the buffer threshold is scheduled to be changed” without changing the reference speed and the buffer threshold during operation (step S17). Thereby, the change of the buffer threshold is postponed until the decrease in the number of packets stored in the buffer is reduced. In particular, when the speed increases step by step, the “buffer threshold change scheduled time” is automatically updated, and is set to a time that is a specified time after the last time the speed increased (that is, the speed increase time). Is done. Thereafter, the transmission rate change is continuously monitored until the “buffer threshold change scheduled time” (step S12).

尚、ステップS14では伝送速度の速度変更が検知されたときに動作し、伝送速度の速度増加後、再びその速度が減少するような場合も、基準速度より下回っていなければ基準速度を変更することはなく(ステップS15:No)、その後、継続して、「バッファ閾値の変更予定時刻」まで伝送速度の変更を監視する(ステップS12)。   In step S14, it operates when a change in the transmission speed is detected. Even if the transmission speed increases and then decreases again, the reference speed is changed if the speed is not lower than the reference speed. No (step S15: No), and thereafter, the transmission rate change is monitored until the “buffer threshold change scheduled time” (step S12).

そして、「バッファ閾値の変更予定時刻」となる際に(ステップS13:Yes)、伝送速度が若干遅くなっている可能性を考慮して、バッファ閾値を当該現在の伝送速度と基準速度との差分に規定時間(例えば、RTT)を乗算した値を、保持していた「現在のバッファ閾値」から「減算」した値を新たな「バッファ閾値」として制御し、現在の伝送速度の値を「基準速度」として更新するとともに「現在のバッファ閾値」を更新し、「バッファ閾値の変更予定は無」とする(ステップS18)。   Then, when the “buffer threshold change scheduled time” is reached (step S13: Yes), the buffer threshold is set to the difference between the current transmission rate and the reference rate in consideration of the possibility that the transmission rate is slightly slow. A value obtained by multiplying a value obtained by multiplying a specified time (for example, RTT) by “subtracting” from the “current buffer threshold value” that is held is controlled as a new “buffer threshold value”, and the current transmission rate value is The “current buffer threshold” is updated as “speed”, and “there is no plan to change the buffer threshold” (step S18).

本例のように、「最後に速度増加が起こってから規定時間(例えば、RTT)経過後」に「現在のバッファ閾値」を更新により「減算する」やり方とすることで、図6に示すようなバッファ閾値制御を実現することができる。   As shown in FIG. 6, the “current buffer threshold” is “subtracted” by updating “after the lapse of a specified time (for example, RTT) since the last speed increase” as in this example. Buffer threshold control can be realized.

図6(a),(b)は、それぞれパケット伝送装置51aにおけるバッファ閾値制御部518による実施例3のバッファ閾値制御における伝送速度とバッファ閾値の動作例を示している。図6(a)に示すように、送信時の伝送速度が段階的に増減し、受信確認したデータの速度に対して規定時間(例えば、RTT)分の遅れがあるとする。そして、図6(a)に示す送信時の伝送速度の段階的な増減と受信確認したデータの速度との関係から、図6(b)に示すように、バッファに格納したパケット量が変化するとする。   FIGS. 6A and 6B show an operation example of the transmission rate and the buffer threshold in the buffer threshold control of the third embodiment by the buffer threshold controller 518 in the packet transmission device 51a, respectively. As shown in FIG. 6A, it is assumed that the transmission speed at the time of transmission increases and decreases step by step, and that there is a delay of a specified time (for example, RTT) with respect to the speed of the data confirmed to be received. Then, from the relationship between the stepwise increase / decrease in the transmission speed at the time of transmission shown in FIG. 6A and the speed of the data that has been confirmed to be received, as shown in FIG. 6B, when the amount of packets stored in the buffer changes. To do.

バッファ溢れによるパケットロスを防ぐようにするには、当該バッファ量の変化に応じて、バッファ閾値thを制御すればよい。そこで、図6(b)に示す「C1」や「C2」では、バッファ閾値を当該基準速度と当該速度変更後の伝送速度との差分に規定時間(例えば、RTT)を乗じた値で加算増加して制御し、保持する「現在のバッファ閾値」を更新するとともに、保持する「基準速度」を当該速度変更後の伝送速度で更新し、「バッファ閾値の変更予定は無」とする(図5に示すステップS16の処理)。   In order to prevent packet loss due to buffer overflow, the buffer threshold th may be controlled in accordance with the change in the buffer amount. Therefore, in “C1” and “C2” shown in FIG. 6B, the buffer threshold value is increased by a value obtained by multiplying the difference between the reference speed and the transmission speed after the speed change by a specified time (for example, RTT). Then, the “current buffer threshold value” to be held and updated is updated, and the “reference speed” to be held is updated with the transmission rate after the speed change, and “there is no plan to change the buffer threshold” (FIG. 5). Step S16 shown in FIG.

図6(b)に示す「C3」では、伝送速度の速度増加により、その速度増加の時点から規定時間(例えば、RTT)経過後のバッファ閾値の変更とするよう「バッファ閾値の変更予定時刻」を設定して予約し、当該基準速度を変更することなく「バッファ閾値の変更予定は有」とする(図5に示すステップS17の処理)。   In “C3” illustrated in FIG. 6B, “buffer threshold scheduled change time” so that the buffer threshold is changed after a specified time (for example, RTT) has elapsed from the point of speed increase due to the increase in transmission speed. Is set and reserved, and “the buffer threshold is scheduled to be changed” without changing the reference speed (processing in step S17 shown in FIG. 5).

図6(b)に示す「C4」では、伝送速度の速度増加後、再びその速度が減少するような場合も、基準速度より下回っていなければ基準速度を変更することはない(図5に示すステップS15の処理)。   In “C4” shown in FIG. 6B, even if the transmission speed increases again after the transmission speed increases, the reference speed is not changed unless it is lower than the reference speed (shown in FIG. 5). Step S15).

図6(b)に示す「C5」では、伝送速度の速度増加により、その速度増加の時点から規定時間(例えば、RTT)経過後のバッファ閾値の変更とするよう「バッファ閾値の変更予定時刻」を設定して予約し、当該基準速度及び当該動作中のバッファ閾値を変更することなく「バッファ閾値の変更予定は有」とする(図5に示すステップS17の処理)。   In “C5” shown in FIG. 6B, “buffer threshold scheduled change time” so that the buffer threshold is changed after a lapse of a specified time (for example, RTT) from the point of speed increase due to the increase in transmission speed. Is set and reserved, and “the buffer threshold is scheduled to be changed” without changing the reference speed and the buffer threshold during the operation (processing in step S17 shown in FIG. 5).

図6(b)に示す「C6」では、「バッファ閾値の変更予定時刻」となり、バッファ閾値を当該現在の伝送速度と当該バッファ閾値の変更予定時刻となる直前の基準速度との差分に規定時間(例えば、RTT)を乗算した値で保持していた「現在のバッファ閾値」から「減算」して制御し、その現在の伝送速度の値を「基準速度」として更新するとともに「現在のバッファ閾値」を更新し、「バッファ閾値の変更予定は無」とする(図5に示すステップS18の処理)。   In “C6” shown in FIG. 6B, the “buffer threshold change scheduled time” is set, and the buffer threshold is set to the difference between the current transmission rate and the reference rate immediately before the buffer threshold change scheduled time. (For example, RTT) is controlled by “subtracting” from the “current buffer threshold value” held by the multiplied value, and the current transmission speed value is updated as the “reference speed” and “current buffer threshold value” "Is updated, and" there is no plan to change the buffer threshold "(processing in step S18 shown in FIG. 5).

このように、実施例3のバッファ閾値制御では、伝送速度の変更を検知した際に設定されている「現在のバッファ閾値」、「基準速度」、伝送速度の変更を検知し速度増加と判定した時刻(速度増加時刻)と規定時間(例えば、RTT)を基に定める「バッファ閾値の変更予定時刻」、及びその「バッファ閾値の変更予定の有無」、の4つのパラメータ値を保持して、伝送速度の増加時と減少時を区別してバッファ閾値の変更予定時刻を定め、その伝送速度の変更時やバッファ閾値の変更予定時刻でバッファ補正値を決定しバッファ閾値を制御する。これにより、伝送速度の速度変更に応じたバッファ閾値の変更を行う制御を簡便にしてバッファ溢れによるパケットロスを防ぐようにする。   As described above, in the buffer threshold value control according to the third embodiment, the “current buffer threshold value”, “reference speed”, and the change in the transmission rate that are set when the change in the transmission rate is detected, and the rate increase is determined. Holds four parameter values, “buffer threshold change scheduled time” determined based on time (speed increase time) and specified time (for example, RTT), and “buffer buffer change planned presence / absence”, and transmits. A buffer threshold change scheduled time is determined by distinguishing between speed increase and decrease, and a buffer correction value is determined at the transmission speed change or buffer threshold change scheduled time to control the buffer threshold. As a result, the control for changing the buffer threshold according to the change in the transmission rate is simplified to prevent packet loss due to buffer overflow.

本例においても、バッファ補正値に更なる固定補正値を追加してもよい。例えば、通信路01、通信路12、通信路23、通信路32、通信路21および通信路10において、大きながジッタが発生する場合がある。このような場合、ジッタの大きさに応じて固定補正値を当該バッファ補正値に「追加する」のが好適である。   Also in this example, a further fixed correction value may be added to the buffer correction value. For example, a large jitter may occur in the communication path 01, the communication path 12, the communication path 23, the communication path 32, the communication path 21, and the communication path 10. In such a case, it is preferable to “add” the fixed correction value to the buffer correction value in accordance with the magnitude of jitter.

このように実施例3のバッファ閾値制御でバッファ閾値制御部518を構成することにより、規定時間(Trtt)より短い時間間隔で伝送速度を変更する場合にも、バッファ溢れによるパケットロスを防ぐことができる。   Thus, by configuring the buffer threshold control unit 518 with the buffer threshold control of the third embodiment, packet loss due to buffer overflow can be prevented even when the transmission rate is changed at a time interval shorter than the specified time (Tttt). it can.

尚、各実施例の「規定時間(Trtt)」は、実際にデータ通信を行う送信端末50と受信端末53との間の往復遅延時間(RTT)とすることが一般化する上で望ましいが、通信路12及び通信路21の伝送遅延が、他の通信路の伝送遅延より極端に大きい場合には、パケット伝送装置51aとパケット伝送装置52との間の往復遅延時間(RTT)に一定のマージンを追加した値とすることで、より正確となる。   It should be noted that the “specified time (Ttt)” in each embodiment is desirable for generalization to be a round trip delay time (RTT) between the transmission terminal 50 and the reception terminal 53 that actually perform data communication. When the transmission delay of the communication path 12 and the communication path 21 is extremely larger than the transmission delay of other communication paths, a fixed margin is provided for the round-trip delay time (RTT) between the packet transmission apparatus 51a and the packet transmission apparatus 52. It becomes more accurate by taking the value added.

このバッファ閾値制御部518の機能により、伝送速度を低下させてから送信端末50のパケットの出力速度が低下するまでの間のパケットを全てバッファに格納することで、大量のパケットロスの発生を防止することができる。   The function of the buffer threshold control unit 518 prevents the occurrence of a large amount of packet loss by storing in the buffer all packets from when the transmission rate is reduced until the output rate of the packet of the transmitting terminal 50 is reduced. can do.

また、バッファ閾値が同じ値であれば、伝送速度が低速であるほどcwndの最大値が小さくなるが、低速時のバッファ閾値を増加することで、伝送速度を低下させた時のcwndの最大値の減少を防ぎ、高速伝送時のcwndを維持することができる。この効果により、通信路12の伝送速度を低速から高速に切り替えたときに発生するcwndの不足によりパケットの送信が間歇的となったとしても、これが長く続くことを防ぐことができる。   Also, if the buffer threshold is the same value, the maximum value of cwnd decreases as the transmission speed is low. However, the maximum value of cwnd when the transmission speed is decreased by increasing the buffer threshold at low speed. Can be prevented, and cwnd during high-speed transmission can be maintained. With this effect, even if packet transmission becomes intermittent due to a shortage of cwnd that occurs when the transmission speed of the communication path 12 is switched from low speed to high speed, this can be prevented from continuing for a long time.

以上、特定の実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、パケット通信プロトコルの規定により、パケット転送の際にパケットヘッダなどパケットの一部を更新する必要があれば、パケット転送部512がこの処理を行うように構成することができる。   The present invention has been described with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. For example, if it is necessary to update a part of a packet such as a packet header at the time of packet transfer according to the regulation of the packet communication protocol, the packet transfer unit 512 can be configured to perform this process.

また、パケット入力部511で受信したパケットを必ずパケット出力部514からそのまま出力する、パケット入力部515で受信したパケットを必ずパケット出力部517からそのまま出力する用途では、パケット転送部512を持たない構成とすることができる。この場合は、パケット入力部511は受信したパケットをパケット待機制御部513aに、パケット入力部515は受信したパケットをパケット待機制御部516に、それぞれ直接入力する。   In addition, the packet transfer unit 512 is not included in the application in which the packet received by the packet input unit 511 is always output as it is from the packet output unit 514, and the packet received by the packet input unit 515 is always output from the packet output unit 517 as it is. It can be. In this case, the packet input unit 511 directly inputs the received packet to the packet standby control unit 513a, and the packet input unit 515 directly inputs the received packet to the packet standby control unit 516.

更に、パケット入力部511、パケット待機制御部513a及びパケット出力部514で構成した送信側パケット伝送装置と、パケット入力部515、パケット待機制御部516及びパケット出力部517で構成した受信側パケット伝送装置の2つのパケット伝送装置により、ネットワークを構成してもよい。この構成では、伝送速度を変えられる通信路12にパケットを送信する送信側パケット伝送装置が本発明の対象となり、受信側パケット伝送装置は従来のパケット伝送装置を用いてもよい。   Further, a transmission side packet transmission device configured by a packet input unit 511, a packet standby control unit 513a and a packet output unit 514, and a reception side packet transmission device configured by a packet input unit 515, a packet standby control unit 516 and a packet output unit 517 A network may be configured by the two packet transmission apparatuses. In this configuration, a transmission side packet transmission apparatus that transmits a packet to the communication path 12 capable of changing the transmission speed is an object of the present invention, and a conventional packet transmission apparatus may be used as the reception side packet transmission apparatus.

本発明によれば、通信路の伝送能力を有効に活用した効率のよいパケット伝送が実現可能となるので、通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置の用途に有用である。   According to the present invention, it is possible to realize efficient packet transmission that effectively uses the transmission capability of the communication path, which is useful for a packet transmission apparatus having a function of changing the transmission speed of the communication path.

50 送信端末
51 従来のパケット伝送装置
51a 本発明に係るパケット伝送装置
52 従来のパケット伝送装置
53 受信端末
511,515 パケット入力部
512 パケット転送部
513,513a,516 パケット待機制御部
514,517 パケット出力部
518 バッファ閾値制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Transmission terminal 51 Conventional packet transmission apparatus 51a Packet transmission apparatus based on this invention 52 Conventional packet transmission apparatus 53 Reception terminal 511,515 Packet input part 512 Packet transfer part 513,513a, 516 Packet standby control part 514,517 Packet output 518 Buffer threshold value control unit

Claims (5)

通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、
設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、
前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、
前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、前記初期伝送速度と、当該伝送速度の変更を検知した現在の伝送速度との差分について連続的に時間積分した値をバッファ補正値として加算するように構成され、
前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とするパケット伝送装置。
A packet transmission device having a function of changing the transmission speed of a communication path,
A packet output unit for transmitting packets at a set transmission rate;
The number of packets or data that can be stored in the buffer by monitoring the change in the transmission rate from the packet output unit when temporarily storing the packet transmitted from the packet output unit in the buffer and storing the packet in the buffer A packet waiting control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that defines a variable upper limit on the amount,
Said buffer threshold controller, when changing the transmission rate in a shorter time interval than the predetermined specified time, have a means for controlling to change the buffer threshold in accordance with the speed change of the transmission rate, and the The buffer threshold value controller is configured to multiply a product of an initial transmission rate and a predetermined specified time with a transmission rate value at the start of measurement of the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient. The difference between the initial transmission rate and the current transmission rate at which the change in the transmission rate is detected is continuously added as a buffer correction value .
The predetermined specified time is a round-trip delay time between a transmitting terminal that is communicatively connected to the packet transmission apparatus and a receiving terminal that receives a packet from the transmitting terminal, or a packet facing the packet transmission apparatus A packet transmission apparatus characterized in that a time obtained by adding a certain margin to a round-trip delay time with the transmission apparatus.
通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、
設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、
前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、
前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、前記初期伝送速度と、当該伝送速度の変更を検知した現在の伝送速度との差分について予め定めたサンプリング時間の間隔で時間積分した値をバッファ補正値として加算するように構成され、
前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とすパケット伝送装置。
A packet transmission device having a function of changing the transmission speed of a communication path,
A packet output unit for transmitting packets at a set transmission rate;
The number of packets or data that can be stored in the buffer by monitoring the change in the transmission rate from the packet output unit when temporarily storing the packet transmitted from the packet output unit in the buffer and storing the packet in the buffer A packet waiting control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that defines a variable upper limit on the amount,
The buffer threshold control unit has means for controlling to change the buffer threshold according to a change in the transmission rate when changing the transmission rate at a time interval shorter than a predetermined specified time, and The buffer threshold value controller is configured to multiply a product of an initial transmission rate and a predetermined specified time with a transmission rate value at the start of measurement of the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient. The difference between the initial transmission rate and the current transmission rate at which the change in the transmission rate is detected is configured to add a value obtained by time integration at a predetermined sampling time interval as a buffer correction value ,
The predetermined specified time is a round-trip delay time between a transmitting terminal that is communicatively connected to the packet transmission apparatus and a receiving terminal that receives a packet from the transmitting terminal, or a packet facing the packet transmission apparatus packet transmission device characterized in that a time obtained by adding a predetermined margin to the round trip time between the transmission device.
通信路の伝送速度の変更機能を有するパケット伝送装置であって、
設定した伝送速度にてパケットを送信するパケット出力部と、
前記パケット出力部から送信するパケットを一時的にバッファに保持し、当該パケットをバッファに格納する際に、前記パケット出力部からの伝送速度の変更を監視して前記バッファに格納できるパケット数若しくはデータ量についての可変の上限を規定するバッファ閾値を制御するバッファ閾値制御部を有するパケット待機制御部とを備え、
前記バッファ閾値制御部は、所定の規定時間より短い時間間隔で当該伝送速度を変更する際に、前記伝送速度の速度変更に応じて前記バッファ閾値を変更するよう制御する手段を有し、且つ前記バッファ閾値制御部は、前記所定の規定時間の計測開始時点における伝送速度の値を初期値とする初期伝送速度と当該所定の規定時間との積に予め定めた固定補正係数を乗じた値に対して、伝送速度の変更を検知した際に現在設定されているバッファ閾値、該バッファ閾値を設定した際の当該伝送速度である基準速度、伝送速度の変更を検知し速度増加と判定した時刻と前記所定の規定時間を基に定める当該バッファ閾値の変更予定時刻、及び該バッファ閾値の変更予定の有無、の4つのパラメータ値を保持して、当該伝送速度の増加時と減少時を区別して前記バッファ閾値の変更予定時刻を定め、当該伝送速度の変更時、及び前記バッファ閾値の変更予定時刻にてバッファ補正値を決定して加算し当該バッファ閾値を制御するように構成され、
前記所定の規定時間は、当該パケット伝送装置に通信接続する送信端末と該送信端末からのパケットを受信する受信端末との間の往復遅延時間とするか、又は、当該パケット伝送装置と対向するパケット伝送装置との往復遅延時間に一定のマージンを追加した時間とすることを特徴とすパケット伝送装置。
A packet transmission device having a function of changing the transmission speed of a communication path,
A packet output unit for transmitting packets at a set transmission rate;
The number of packets or data that can be stored in the buffer by monitoring the change in the transmission rate from the packet output unit when temporarily storing the packet transmitted from the packet output unit in the buffer and storing the packet in the buffer A packet waiting control unit having a buffer threshold value control unit that controls a buffer threshold value that defines a variable upper limit on the amount,
The buffer threshold control unit has means for controlling to change the buffer threshold according to a change in the transmission rate when changing the transmission rate at a time interval shorter than a predetermined specified time, and The buffer threshold value controller is configured to multiply a product of an initial transmission rate and a predetermined specified time with a transmission rate value at the start of measurement of the predetermined specified time by a predetermined fixed correction coefficient. A buffer threshold that is currently set when a change in transmission speed is detected, a reference speed that is the transmission speed when the buffer threshold is set, a time at which a change in transmission speed is detected and a speed increase is determined, and Holds the four parameter values of the buffer threshold scheduled change time determined based on a predetermined specified time and whether or not the buffer threshold is scheduled to be changed, and indicates when the transmission rate increases and decreases. Betsushite determine the changes expected time of said buffer threshold is configured to control the time of changing the transmission rate, and then summed to determine the buffer correction value at changing the scheduled time of the buffer threshold the buffer threshold,
The predetermined specified time is a round-trip delay time between a transmitting terminal that is communicatively connected to the packet transmission apparatus and a receiving terminal that receives a packet from the transmitting terminal, or a packet facing the packet transmission apparatus packet transmission device characterized in that a time obtained by adding a predetermined margin to the round trip time between the transmission device.
前記バッファ閾値制御部は、前記バッファ補正値に基づくバッファ閾値制御として、
前記バッファ閾値の変更予定時刻まで当該伝送速度の変更を監視し、
前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度減少があったときに、現在設定されている基準速度を下回っているときは、当該バッファ閾値を当該基準速度と当該速度変更後の伝送速度との差分に前記所定の規定時間を乗じた値で加算増加して制御するとともに、該基準速度を当該速度変更後の伝送速度で更新して、前記バッファ閾値の変更予定は無とし、
前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度減少があったときに、現在設定されている基準速度を下回っていないときは、前記バッファ閾値の変更予定時刻まで当該伝送速度の変更を継続して監視し、
前記バッファ閾値の変更予定時刻の経過前に当該伝送速度の速度増加があったときに、当該速度増加の時点から前記所定の規定時間経過後のバッファ閾値の変更とするよう前記バッファ閾値の変更予定時刻を設定して予約し、現在設定されている基準速度及びバッファ閾値を変更することなく前記バッファ閾値の変更予定は有とし、
前記バッファ閾値の変更予定時刻となる際に、前記バッファ閾値を該現在の伝送速度と前記バッファ閾値の変更予定時刻となる直前の基準速度との差分に前記所定の規定時間を乗算した値で現在設定されているバッファ閾値から減算して制御することを特徴とする、請求項に記載のパケット伝送装置。
The buffer threshold control unit, as buffer threshold control based on the buffer correction value,
Monitor the change in the transmission rate until the buffer threshold change scheduled time,
If the transmission rate decreases before the scheduled time for the buffer threshold change, and if it falls below the currently set reference rate, the buffer threshold is set to the reference rate and the rate change after the rate change. The difference between the transmission speed and the value multiplied by the predetermined specified time is added and controlled, and the reference speed is updated with the transmission speed after the speed change, and the buffer threshold is not scheduled to be changed.
If there is a decrease in the transmission speed before the buffer threshold change scheduled time elapses, and if it is not lower than the currently set reference speed, the transmission speed change until the buffer threshold change scheduled time. Continuously monitoring
When there is an increase in the transmission speed before the scheduled time for changing the buffer threshold, the buffer threshold is scheduled to be changed so that the buffer threshold is changed after the predetermined specified time has elapsed since the speed increase. Set the time and make a reservation, and change the buffer threshold without changing the currently set reference speed and buffer threshold,
When the buffer threshold change scheduled time is reached, the buffer threshold is calculated by multiplying the difference between the current transmission rate and the reference rate immediately before the buffer threshold change scheduled time by the predetermined specified time. 4. The packet transmission apparatus according to claim 3 , wherein the packet transmission apparatus is controlled by subtracting from a set buffer threshold value.
前記バッファ閾値制御部は、当該バッファ閾値の変更時における前記バッファ補正値に、通信路のジッタ量に応じた固定補正値を更に追加する手段を有することを特徴とする、請求項からのいずれか一項に記載のパケット伝送装置。 Said buffer threshold control unit in the buffer correction value at the time of change of the buffer threshold, characterized in that it comprises means for additional fixed correction value corresponding to the jitter amount of the channel, of claims 1 to 4 The packet transmission apparatus according to any one of claims.
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