JP6724914B2 - 通信制御装置、通信制御方法、ネットワークスイッチ、経路制御方法、及び通信システム - Google Patents
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Description
<<1.背景>>
<<2.構成>>
<2−1.通信システムの構成>
<2−2.通信制御装置の構成>
<2−3.ネットワークスイッチの構成>
<<3.動作>>
<<4.変形例>>
<4−1.変形例1>
<4−2.変形例2>
<<5.ハードウェア構成例>>
<<6.むすび>>
本開示の一実施形態にかかる通信システムについて説明する前に、まず、本実施形態による通信システムの創作に至った背景を説明する。
以上、本実施形態による通信システムの創作に至った背景を説明した。続いて、本実施形態による通信システムの構成について説明する。以下では、本実施形態に係る通信システムが、放送局などで用いられるカメラシステムに適用される場合を主に例に挙げて説明するが、本実施形態に係る通信システムの適用例は、放送局などで用いられるカメラシステムに限られない。例えば、本実施形態に係る通信システムは、1または2以上の送信側の装置から、データがマルチキャストやユニキャストで送信され、受信側の装置において、データを切り替えて受信することが可能な、任意のシステムに適用することが可能である。
図4は、本実施形態に通信システムの構成の一例を示す説明図である。図4に示すように、本実施形態に係る通信システム1000は、例えば、通信制御装置100と、ネットワークスイッチ200と、送信装置300A、300Bと、受信装置400と、同期信号生成装置500と、コントローラ600と、ネットワークマネージャ700と、を有する。本実施形態に係る通信システム1000による伝送において、伝送されるデータはIPパケットであり、OpenFlowなどのSDN(Software Defined Networking)プロトコルによってパケットの転送先が決定される。
通信制御装置100は、後述するネットワークマネージャ700から画像の切り替え要求を受信し、当該切り替え要求を通信経路変更のための制御信号に変換して、当該制御信号を後述するネットワークスイッチ200へ送信する情報処理装置である。また、本実施形態に係る通信制御装置100は、後述する同期信号生成装置500から同期信号を受け取り、当該同期信号から検出される同期タイミングに応じたタイミングで、上記の制御信号を送信する。また、本実施形態に係る通信制御装置100が送信する制御信号は、上記の同期信号に基づいて特定される、後述するフラグの情報が含まれる。通信制御装置100の詳細な構成については、図9を参照して後述する。
ネットワークスイッチ200は、例えば、回線やパケットの交換機能を実現するためのスイッチング素子や処理回路で構成され、回線やパケットの交換(スイッチング)を行う。例えば、本実施形態に係るネットワークスイッチ200は、後述する送信装置300A、300Bと、受信装置400との間の中継を行う。
送信装置300A,300Bは、ネットワークスイッチ200に画像データを送信する装置である。例えば送信装置300A、300Bは、図1を参照して説明した撮像装置10A〜10Cのような撮像装置であってもよい。また、送信装置300A、300Bは、例えば、当該送信装置の内部、または外部に存在する記憶部(図示せず)から、画像データを読み取って送信する装置であってもよい。送信装置300A,または300Bが送信した画像データは、ネットワークスイッチ200を介して受信装置400に受信されてもよい。
受信装置400は、画像データを受信する装置である。本実施形態に係る受信装置400は、例えば、ネットワークスイッチ200を介して、送信装置300Aまたは送信装置300Bから画像データを受信する。受信装置400が受信する画像データは、通信制御装置100、ネットワークスイッチ200、コントローラ600、ネットワークマネージャ700等の操作・制御によって切り替えられる。
同期信号生成装置500は、同期信号を生成し、例えば通信制御装置100、送信装置300A,300Bへ当該同期信号を送信する。同一の同期信号が上記の装置に送信されることで、通信制御装置100は、現在送信されている画像データを受信せずとも、当該画像データに付加されたフラグの値や、画像データにおける所定の単位の境界のタイミングを特定することが可能である。
コントローラ600は、画像の切り替えに関するユーザによる入力を受け付ける。ユーザがコントローラ600を操作して入力した画像の切り替え要求は、ネットワークマネージャ700を介して通信制御装置100に送信される。
図4に戻って説明すると、ネットワークマネージャ700は、通信に関わる各種要求を通信制御装置へ送信する。例えば、ネットワークマネージャ700は、ユーザがコントローラ600を操作して入力した画像の切り替え要求を、通信制御装置100に送信する。
図9は、本実施形態に係る通信制御装置100の構成の一例を示す説明図である。図9に示すように、通信制御装置100は、通信部102、主制御部104、制御信号メモリ106、送信制御部108、同期検出部110を備える。
通信部102は、通信制御装置100が備える通信手段であり、例えば、送信制御部108に制御されて、同期タイミングに応じたタイミングで、ネットワークスイッチ200へ制御信号を送信する。また、通信部102は、同期信号生成装置500が送信した同期信号を受信して同期検出部110に提供する。また、通信部102は、ネットワークマネージャ700が送信した画像の切り替え要求を受信し、主制御部104に提供する。
主制御部104は、例えば、通信部102から受け取った画像の切り替え要求を、画像データの通信経路を変更させる制御信号に変換し、当該制御信号を制御信号メモリ106に記憶された制御信号キューに登録する。当該制御信号は、例えば、ネットワークスイッチ200が経路制御に用いるフローに対応するフロー制御要求であってもよく、送信元の情報や、転送先の情報(転送有無を含む)などを含んでもよい。
制御信号メモリ106は、制御信号キューを記憶する部位である。制御信号メモリ106は、例えば、RAM(Random Access Memory)やストレージ装置などであってもよい。制御信号メモリ106が記憶する制御信号キューは、主制御部104が登録した制御信号をキュー(待ち行列)のデータ構造で保持する。制御信号キューに登録された制御信号は、登録された順に送信制御部108によって取り出される。なお、取り出された制御信号は、制御信号キューから削除される。
送信制御部108は、同期検出部110から同期タイミングや同期信号に含まれるタイムスタンプの情報を受け取り、通信部102による制御信号の送信を制御する。例えば、送信制御部108は、同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる制御信号を、ネットワークスイッチ200へ、同期検出部110により検出される同期タイミングに応じたタイミングで、通信部102に送信させる。
同期検出部110は、通信部102から受け取った同期信号から同期タイミングを検出し、当該同期タイミングと、同期信号に含まれるタイムスタンプの情報を送信制御部108に提供する。
図10は、本実施形態に係るネットワークスイッチ200の構成例を示す説明図である。図10に示すように、ネットワークスイッチ200は、通信部202、フローテーブル更新部204、フローテーブル記憶部206、経路制御部208を備える。
通信部202は、ネットワークスイッチ200が備える通信手段であり、例えば、送信装置300A、300Bから画像データを受信する。また、通信部202は、経路制御部208に制御されて、当該画像データのうち後述する条件にマッチした画像データを受信装置400に送信することで、送信装置300A、300Bと受信装置400の中継を行う。また、通信部202は、通信制御装置100によって送信された制御信号を受信し、フローテーブル更新部に提供する受信部としての機能を有する。
フローテーブル更新部204は、条件と経路制御処理が対応付けられたフローテーブルを、通信部202が受信した制御信号に基づいて更新する。フローテーブルは、例えば、条件、アクション(経路制御処理)、統計情報が対応付けられたフローが並べられたテーブルであってもよく、後述するフローテーブル記憶部206に記憶される。上述した通り、制御信号は、送信元の情報、フラグ、及び転送先の情報を含むフロー制御要求であってもよい。ここで、例えば、フローテーブル更新部204は、当該送信元、及びフラグの組み合わせを条件とし、当該転送先に転送すること(または転送先がないこと)をアクションとしたフローをフローテーブルに追加する。また、フローテーブル更新部204は、既に当該送信元を条件に含むフローがフローテーブルに含まれていた場合、当該フローのフラグ、及び転送先の情報を、上記フロー制御要求に含まれるフラグ、及び転送先の情報で更新してもよい。
フローテーブル記憶部206は、条件と経路制御処理が対応付けられたフローテーブル(フローが並べられたテーブル)を記憶する。フローテーブル記憶部206は、例えば、TCAM(Ternary Content Addressable Memory)などの連想メモリであってもよい。
経路制御部208は、フローテーブル記憶部206に記憶されたフローテーブルに基づいて、送信装置300A,300Bと受信装置400の間の中継を制御する。例えば、経路制御部208は、受信したパケット(例えば画像データ)がフローテーブルに含まれるフローの条件(送信元とフラグの組)にマッチした場合、当該フローのアクション(例えば転送先の情報)に基づいて、通信部202に当該パケットを転送させる。例えば、経路制御部208は、当該フローに、当該パケットを転送しない(破棄する)というアクションが含まれていた場合には、当該パケットを破棄する。また、経路制御部208は、当該フローに、当該パケットを受信装置400へ転送する、というアクションが含まれていた場合には、通信部202に当該パケットを受信装置400へ転送させる。
以上、本開示の一実施形態にかかる通信システム1000の構成例について説明した。続いて、図11〜13を参照して、本実施形態に係る通信システム1000の動作例について説明する。図11〜13は、それぞれ、本実施形態に係る通信システム1000における通信制御処理の一例を説明するための説明図である。以下では、図11を参照して、本実施形態に係る通信システム1000の全体の動作例を説明しつつ、適宜図12を参照して当該動作例における画像の切り替えについて、図13を参照して当該動作例におけるフローテーブルの更新について説明する。
以上、本開示の一実施形態を説明した。以下では、本実施形態の幾つかの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で本実施形態に適用されてもよいし、組み合わせで本実施形態に適用されてもよい。また、各変形例は、本実施形態で説明した構成に代えて適用されてもよいし、本実施形態で説明した構成に対して追加的に適用されてもよい。
上記では、同期タイミングと同期する画像データにおける所定の単位(すなわち、フラグの変更間隔)が1フィールド単位である例を説明したが、本技術は上記の例に限定されない。画像データにおける所定の単位は、例えば、1フレーム単位や、複数フィールド単位、複数フレーム単位などであってもよい。
上記では、画像データに付加されるフラグの値が、画像データにおける所定の単位ごとに0と1が交互に繰り返される例を説明したが、本技術は上記の例に限定されない。例えば、画像データに3種類以上の値が順番に付加されてもよい。より多くの種類の値を付加する値として用いると、変形例1において画像データにおける所定の単位を大きくした場合と同様、画像の切り替え要求が送信されてから、実際に受信画像が切り替えられるまでに要する時間を遅くすることが出来る。したがって、かかる構成によれば、通信経路変更の反映に必要な時間が大きい場合であっても、受信装置400が受信する画像に乱れが生じることを防ぐことが出来る。
以上、本開示の一実施形態と各変形例を説明した。上述した制御信号キューへの登録、制御信号の送信制御等の情報処理は、ソフトウェアと、以下に説明する通信制御装置100のハードウェアとの協働により実現される。
以上説明したように、本開示の実施形態によれば、画像データの切り替えにおいて、画質の劣化や受信画像の乱れを抑制すると共に、帯域消費を抑えることが可能である。図2、図3を参照して説明した切り替え手順と比較すると、本開示の実施形態は、送信される画像データを切り替える際の帯域消費が半分であり、同一の帯域を用いた場合、受信可能な画像数を2倍にすることが可能である。
(1)
同期信号から同期タイミングを検出する同期検出部と、
前記同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる制御信号を、前記同期タイミングでフラグを変更しながら前記フラグが付加されたデータを送信する複数の送信装置と受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチへ、前記同期タイミングに応じたタイミングで、通信部に送信させる送信制御部と、
を備える通信制御装置。
(2)
前記送信制御部は、前記同期タイミング、及び、前記送信制御部が前記制御信号を送信させてから、前記ネットワークスイッチに前記制御信号による前記通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで、前記制御信号を送信させる、前記(1)に記載の通信制御装置。
(3)
前記データは画像データであり、前記同期タイミングは前記画像データにおける所定の単位と同期している、前記(1)または(2)に記載の通信制御装置。
(4)
前記画像データにおける所定の単位は、前記送信制御部が前記制御信号を送信させてから、前記ネットワークスイッチに前記制御信号による前記通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じて設定される、前記(3)に記載の通信制御装置。
(5)
前記送信制御部は、1の通信経路変更のために、前記制御信号を二回送信させる、前記(1)〜(4)のいずれか一項に記載の通信制御装置。
(6)
同期信号から同期タイミングを検出することと、
前記同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる制御信号を、前記同期タイミングでフラグを変更しながら前記フラグが付加されたデータを送信する複数の送信装置と受信装置の間の中継を前記制御信号に基づいて行うネットワークスイッチへ、前記同期タイミングに応じたタイミングで、プロセッサが送信させることと、
を含む通信制御方法。
(7)
同期信号から検出される同期タイミングに応じたタイミングで送信され、前記同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる制御信号を、受信する受信部と、
前記同期タイミングでフラグを変更しながら前記フラグが付加されたデータを送信する複数の送信装置と受信装置の間の中継を制御する経路制御部と、
を有するネットワークスイッチ。
(8)
条件と経路制御処理が対応付けられたフローテーブルを、受信した前記制御信号に基づいて更新するフローテーブル更新部をさらに備え、
前記経路制御部は、前記フローテーブルに基づいて前記中継を制御する、
前記(7)に記載のネットワークスイッチ。
(9)
同期信号から検出される同期タイミングに応じたタイミングで送信され、前記同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる制御信号を、受信することと、
プロセッサが、前記同期タイミングでフラグを変更しながら前記フラグが付加されたデータを送信する複数の送信装置と受信装置の間の中継を前記制御信号に基づいて行うことと、
を含む経路制御方法。
(10)
同期信号から検出される同期タイミングでフラグを変更しながら前記フラグが付加されたデータを送信する送信装置と、
制御信号を受信する受信部、及び
前記複数の送信装置と受信装置の間の中継を制御する経路制御部、
を有するネットワークスイッチと、
前記同期信号から同期タイミングを検出する同期検出部、及び
前記同期信号に基づいて特定されるフラグが付加されたデータの通信経路を変更させる前記制御信号を、前記ネットワークスイッチへ、前記同期タイミングに応じたタイミングで、通信部に送信させる送信制御部、
を有する通信制御装置と、
を備える通信システム。
102 通信部
104 主制御部
106 制御信号メモリ
108 送信制御部
110 同期検出部
200 ネットワークスイッチ
202 通信部
204 フローテーブル更新部
206 フローテーブル記憶部
208 経路制御部
300A,300B 送信装置
400 受信装置
500 同期信号生成装置
600 コントローラ
700 ネットワークマネージャ
1000 通信システム
Claims (9)
- 通信部と、
前記通信部を介して受信された同期信号から同期タイミングを検出する同期検出部と、
フラグが付加されたデータを受信装置へ向けて送信する複数の送信装置と前記受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチに対し、前記データの通信経路を変更させる制御信号を前記通信部に送信させる送信制御部と、
を備え、
前記送信制御部は、
前記同期信号から検出される前記同期タイミングの直前に送信されている前記データに付加された前記フラグを特定し、当該フラグが付加された前記データの通信経路を変更させる前記制御信号を生成し、
前記送信制御部はさらに、
前記制御信号を前記通信部に送信させてから当該制御信号による通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで、前記制御信号を前記通信部に送信させる、
通信制御装置。 - 前記データは画像データであり、前記同期タイミングは前記画像データにおける所定の単位と同期している、
請求項1に記載の通信制御装置。 - 前記画像データにおける所定の単位は、前記送信制御部が前記制御信号を送信させてから、前記ネットワークスイッチに前記制御信号による前記通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じて設定される、
請求項2に記載の通信制御装置。 - 前記送信制御部は、1の通信経路変更のために、前記制御信号を二回送信させる、
請求項1、2または3に記載の通信制御装置。 - 同期信号から同期タイミングを検出することと、
フラグが付加されたデータを受信装置へ向けて送信する複数の送信装置と前記受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチに対し、前記データの通信経路を変更させる制御信号を送信することと、
を含み、
前記制御信号を送信することは、
前記同期信号から検出される前記同期タイミングの直前に送信されている前記データに付加された前記フラグを特定し、当該フラグが付加された前記データの通信経路を変更させる前記制御信号を生成すること、
を含み、
前記制御信号を送信することはさらに、
前記制御信号を送信してから当該制御信号による通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで、前記制御信号を送信すること、
を含む、通信制御方法。 - フラグが付加されたデータを受信装置へ向けて送信する複数の送信装置と前記受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチであって、
通信制御装置から送信される、前記データの通信経路を変更させる制御信号に基づいて前記中継を制御する経路制御部、
を備え、
前記経路制御部は、
前記通信制御装置が同期信号から検出する同期タイミングの直前に送信されている前記データに付加された前記フラグを含む前記データの通信経路を変更させるように前記通信制御装置により生成されるとともに、送信されてから通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで前記通信制御装置から送信される前記制御信号に基づいて前記中継を制御する、
ネットワークスイッチ。 - 条件と経路制御処理が対応付けられたフローテーブルを前記制御信号に基づいて更新するフローテーブル更新部をさらに備え、
前記経路制御部は、前記フローテーブルに基づいて前記中継を制御する、
請求項6に記載のネットワークスイッチ。 - フラグが付加されたデータを受信装置へ向けて送信する複数の送信装置と前記受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチを用いた経路制御方法であって、
通信制御装置から送信される、前記データの通信経路を変更させる制御信号に基づいて前記中継を制御すること、
を含み、
前記中継を制御することは、
前記通信制御装置が同期信号から検出する同期タイミングの直前に送信されている前記データに付加された前記フラグを含む前記データの通信経路を変更させるように前記通信制御装置により生成されるとともに、送信されてから通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで前記通信制御装置から送信される前記制御信号に基づいて前記中継を制御すること、
を含む、経路制御方法。 - フラグが付加されたデータを受信装置へ向けて送信する複数の送信装置と、
前記複数の送信装置と前記受信装置の間の中継を行うネットワークスイッチと、
通信制御装置と、
を備え、
前記通信制御装置は、
通信部と、
前記通信部を介して受信された同期信号から同期タイミングを検出する同期検出部と、
前記ネットワークスイッチに対し、前記データの通信経路を変更させる制御信号を前記通信部に送信させる送信制御部と、
を有し、
前記送信制御部は、
前記同期信号から検出される前記同期タイミングの直前に送信されている前記データに付加された前記フラグを特定し、当該フラグが付加された前記データの通信経路を変更させる前記制御信号を生成し、
前記送信制御部はさらに、
前記制御信号を前記通信部に送信させてから当該制御信号による通信経路の変更が反映されるまでにかかる時間に応じたタイミングで、前記制御信号を前記通信部に送信させる、
通信システム。
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