JP7405232B2 - パケット通信システムとその送信装置、受信装置およびプログラム - Google Patents
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Description
[一実施形態]
(構成例)
(1)システム
図1は、この発明の一実施形態に係るパケット通信システムの全体構成を示す図である。
無瞬断装置TX,RXは、例えばゲートウェイまたはルータからなり、いずれも送信機10および受信機20を備える。
図2は、無瞬断装置TX,RXのハードウェア構成を示すブロック図である。同図に示すように無瞬断装置TX,RXは、中央処理ユニット(Central Processing Unit:CPU)等のハードウェアプロセッサを有する制御部1を備え、この制御部1にバス7を介してプログラム記憶部2、送信用パケット記憶部3、受信用パケット記憶部4を接続し、さらに送信インタフェース部(送信I/F)5および受信インタフェース部(受信I/F)6を接続したものとなっている。
図3は、送信機10の機能構成を示すブロック図である。
送信機10は、入力順情報付与部101と、符号グループ制御部102と、パケット複製部103と、元パケットFIFOキュー104と、複製パケットFIFOキュー105と、パケット演算部106と、符号元情報付与部107と、符号化パケットFIFOキュー108と、送信FIFOキュー109と、送信順情報付与部110と、送信パケット転送制御部111とを備える。
図4は、受信機20の機能構成を示すブロック図である。
受信機20は、送信順情報削除部201と、パケット識別部202と、元パケットFIFOキュー203と、複製パケットFIFOキュー204と、符号化パケットFIFOキュー205と、パケット演算部206と、受信FIFOキュー207と、入力順情報削除部208と、受信パケット転送制御部209とを備えている。
次に、以上のように構成されたパケット通信システムによるパケット通信動作を説明する。
なお、ここでは、ユーザ装置U1から送られるパケット列PAを、無瞬断装置TXから中継ネットワークNWを介して無瞬断装置RXへ伝送し、無瞬断装置RXからユーザ装置U2へ転送する場合を例にとって説明する。
図5は、無瞬断装置TXの送信機10による制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
無瞬断装置TXにおいて送信機10は、ステップS101において送信パケット列PAの入力を監視している。この状態で、ユーザ装置U1から送出された送信パケット列PAが入力されると、送信機10は、先ずステップS102において、入力順情報付与部101により、入力された上記送信パケット列PAの各パケットに対し入力順情報を付与する。続いて送信機10は、ステップS103において、符号グループ制御部102により、上記入力順情報が付与されたパケット列をn個のパケット毎にグループ化する。
例えば、図10に示すように、中継ネットワークNWにおいて最大TLoss(s)の瞬断が発生する場合、グループの長さをTCodingGroup(s)とすると、無瞬断を実現するためには次の関係が成り立つ必要がある。
TLoss ≦ TCodingGroup
一実施形態では、上記の関係を満たすようにパケットグループの長さを設定する。このようにすると、符号化パケットを含む1~nのパケットが必ず受信されるため、上記最大TLoss(s)の瞬断が発生しても、グループ内のパケットをすべて復元可能となる。
TLoss > TCodingGroup
となると、パケットグループの長さに対して瞬断時間が長くなるため、符号化パケットを含む1~nのパケットをすべて受信できなくなり、無瞬断によるパケット伝送は行えなくなる。
送信機10は、次にステップS104において、パケット複製部103により、上記グループ化されたn個のパケットPAについて、ヘッダ部分を含め同一内容のn個の複製パケットPBを生成する。そして送信機10は、ステップS105において、上記複製の元になったn個のパケット(元パケット)を元パケットFIFOキュー104に順に入力し保存する。また同様に、生成された上記n個の複製パケットを複製パケットFIFOキュー105に順に入力し保存する。
送信機10は、次にステップS106において、パケット演算部106により、上記元パケットPAの一部と複製パケットPBの他の一部とに基づいて符号化パケットPCを生成するための符号化演算を実行する。
送信機10は、続いてステップS109において、送信パケット転送制御部111の制御の下、上記元パケットFIFOキュー104、複製パケットFIFOキュー105および符号化パケットFIFOキュー108からの各パケットの読み出しタイミングを制御することにより、元パケットPA、複製パケットPBおよび符号化パケットPCを選択的に読み出し、送信パケット列PTを生成する。
図6は、無瞬断装置RXの受信機20による制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
無瞬断装置RXにおいて受信機20は、ステップS201において受信パケット列PRの受信を監視している。この状態で、受信I/F6によりパケットグループを構成する受信パケット列PRが受信されると、受信機20は先ずステップS202において、送信順情報削除部201により上記受信パケット列PRの各パケットのヘッダから送信順情報を削除する。
受信機20は、ステップS205において、符号化パケットPCの復号が可能になったか否かを判定する。この状態で、符号化パケットFIFOキュー205に符号化パケットPCが保存されると、受信機20はステップS206において、パケット演算部206により以下のようにパケットの復号のためのパケット演算処理を行う。
受信機20は、ステップS208において、上記受信FIFOキュー207から、復元されたパケットPDを含む受信パケット列を順次読み出す。そして、ステップS209において、入力順情報削除部208により上記読み出された各パケットのヘッダから入力順情報を削除する。この入力順情報が削除されたパケット列PAは、送信先のユーザ装置U2へ送出される。
以上述べたように一実施形態では、送信側となる無瞬断装置TXにおいて、送信機10により、入力された送信パケット列PAをもとに複数のパケットPA1,PA2を含むパケットグループを生成する。このパケットグループの長さは、中継ネットワークNWで過去に発生した瞬断時間の最大値を下回らない長さに設定される。そして送信機10は、上記パケットグループ毎に、当該グループに含まれるパケットPA1,PA2に対応する複製パケットPB1,PB2を生成して、この複製パケットの一部PB1と、元パケットの他の一部PA2とに基づいて符号化パケットPCを生成し、上記元パケットの一部PA1、複製パケットの他の一部PB2および符号化パケットPCを中継ネットワークNWへ送信する。一方、受信側となる無瞬断装置RXの受信機20では、上記元パケットPA1、複製パケットPB2および符号化パケットPCを受信した場合に、符号化パケットPCと、上記元パケットPA1および複製パケットPB2のいずれか一方とに基づいて、上記複製パケットPB2または元パケットPA1を復号するようにしている。
(1)前記一実施形態では、ユーザ装置U1から各パケットの長さが固定されたパケット列が送られる場合を例にとって説明した。これに対し、ユーザ装置U1から送られるパケット列の各パケットの長さが可変長の場合も考えられる。この場合には、無瞬断装置TXの送信機10の前段にパケット長調整部を配置し、パケット長調整部によりパケット列の各パケットの長さが等しくなるようにパケット長を調整する。パケット長の調整方法としては、例えば、パケット毎に、その長さに応じて当該パケットの長さが予め設定された一定長となるようにパディングを加える方法を使用することができる。このようにパケット長を一定にすることで、一実施形態のようにパケット演算部106において線形符号を用いてパケットの符号化演算を行う場合にも、この発明を実施することが可能となる。
RX…受信側の無瞬断装置
U1,U2…ユーザ装置
NW…中継ネットワーク
1…制御部
2…プログラム記憶部
3…送信用パケット記憶部
4…受信用パケット記憶部
5…送信インタフェース部(送信I/F)
6…受信インタフェース部(受信I/F)
7…バス
10…送信機
20…受信機
101…入力順情報付与部
102…符号グループ制御部
103…パケット複製部
104…元パケットFIFOキュー
105…複製パケットFIFOキュー
106パケット演算部
107…符号元情報付与部
108…符号化パケットFIFOキュー
109…送信FIFOキュー
110…送信順情報付与部
111…送信パケット転送制御部
201…送信順情報削除部
202…パケット識別部
203…元パケットFIFOキュー
204…複製パケットFIFOキュー
205…符号化パケットFIFOキュー
206…パケット演算部
207…受信FIFOキュー
208…入力順情報削除部
209…受信パケット転送制御部
Claims (7)
- 第1の通信装置から第2の通信装置へパケットをネットワークの単一の通信経路を介して伝送するパケット通信システムであって、
前記第1の通信装置は、
入力されたパケット列をもとに第1および第2のパケットを含むパケットグループを生成するグループ生成部と、
前記パケットグループごとに、当該パケットグループに含まれる前記第1および第2のパケットをもとに第1および第2の複製パケットを生成するパケット複製部と、
前記パケットグループごとに、前記第2のパケットと前記第1の複製パケットとに基づいて符号化パケットを生成する符号化パケット生成部と、
前記第1のパケット、前記第2の複製パケットおよび前記符号化パケットを前記単一の通信経路へ送信する送信部と
を備え、
前記第2の通信装置は、
前記単一の通信経路を介して伝送された、前記第1のパケット、前記第2の複製パケットおよび前記符号化パケットを受信する受信部と、
受信された前記第1のパケットおよび前記第2の複製パケットのいずれか一方と、前記符号化パケットとに基づいて、前記第2のパケットおよび前記第1の複製パケットを復号する復号部と、
受信された前記第1のパケットおよび前記第2の複製パケットと、復号された前記第2のパケットおよび前記第1の複製パケットとに基づいて、前記パケットグループの第1および第2のパケットを復元する復元部と
を備える、
パケット通信システム。 - 前記符号化パケット生成部は、線形符号を用いたパケット演算を行うことで、前記第2のパケットと前記第1の複製パケットとの線形結合により表される前記符号化パケットを生成する、請求項1に記載のパケット通信システム。
- 前記第1の通信装置は、
前記グループ生成部の前段側において、前記パケット列に可変長パケットが含まれる場合に、当該可変長パケットのパケット長を予め設定された固定長となるように調整するパケット長調整部を、さらに備える
請求項1に記載のパケット通信システム。 - パケットをネットワークの単一の通信経路を介して受信側の通信装置へ送信する送信装置であって、
入力されたパケット列をもとに第1および第2のパケットを含むパケットグループを生成するグループ生成部と、
前記パケットグループごとに、当該パケットグループに含まれる前記第1および第2のパケットをもとに第1および第2の複製パケットを生成するパケット複製部と、
前記パケットグループごとに、前記第2のパケットと前記第1の複製パケットとに基づいて符号化パケットを生成する符号化パケット生成部と、
前記第1のパケット、前記第2の複製パケットおよび前記符号化パケットを前記単一の通信経路へ送信する送信部と
を具備する送信装置。 - 請求項4に記載の送信装置から送信されるパケットを受信する受信装置であって、
前記送信装置から前記単一の通信経路を介して伝送された、前記第1のパケット、前記第2の複製パケットおよび前記符号化パケットを受信する受信部と、
受信された前記第1のパケットおよび前記第2の複製パケットのいずれか一方と、前記符号化パケットとに基づいて、前記第2のパケットおよび前記第1の複製パケットを復号する復号部と、
受信された前記第1のパケットおよび前記第2の複製パケットと、復号された前記第2のパケットおよび前記第1の複製パケットとに基づいて、前記パケットグループの第1および第2のパケットを復元する復元部と
を具備する受信装置。 - 請求項4に記載の送信装置が具備する前記各部の処理を、前記送信装置が備えるハードウェアプロセッサに実行させるプログラム。
- 請求項5に記載の受信装置が具備する前記各部の処理を、前記受信装置が備えるハードウェアプロセッサに実行させるプログラム。
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