JPH059974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、種々の異なるメデイアの通信をサポ
ートする高速パケツト交換ネツトワークに於て、
音声、動画等の連続的な通信をサポートする方法
に関する。

（従来の技術） パケツト交換方式は、もともと離散的、バース
ト的に情報が発生するデータ通信に適し、音声、
動画等の連続的な通信には不向きであるとされて
いた。音声、動画等の連続的な通信においては、
情報が一定間隔で一定量ずつコンスタントに発生
するが、パケツト交換においては、キユーイング
ベースで交換が実施されるため遅延に揺らぎ（遅
延差）が生じ、受信側でその揺らぎを吸収して、
元の連続的な通信に戻して再生する必要があるか
らである。

しかし、近年のデイジタル通信、光通信の高速
化、高品質化により可能になりつつある高速パケ
ツト交換においては、遅延が著しく短縮され、そ
の結果遅延の揺らぎも小さくなるため、これら連
続的な通信をも収容することが原理的に可能とな
り、文字通りのマルチメデイア通信の実現が近付
きつつある。

遅延差吸収は遅延差吸収用バツフア・メモリを
設けて行なわれるが、連続通信では一旦再生が開
始されると以後一定の速度で再生を継続する必要
があるため、パケツトが到着し始めてからどの時
点で再生を開始するか、遅延差吸収用バツフアが
オーバーフロー、アンダーフローした時にどの様
に制御するかが問題となる。またパケツトネツト
ワークにおいては、伝送誤りあるいはネツトワー
ク内のバツフアメモリのオーバーフローによりパ
ケツトが廃棄される可能性があり、これにどう対
処するかも問題である。パケツト網内でパケツト
が紛失した場合、そのまま受信端で受信パケツト
のみを再生すると、紛失したパケツト分だけパケ
ツトの再生時点が繰り上がる。従つてパケツトの
紛失が積み重なるにしたがつて再生時点はどんど
ん繰り上がり、ついには再生すべきパケツトが再
生すべき時点ではまだ受信端に到着していないと
いうバツフアアンダーフローを生じる。

これに対して従来種々の遅延差吸収方式が考え
られてきたが、その一つに、送信側で一つの通話
に属する各パケツトにシーケンス番号を付加して
ネツトワークに送信し、受信側ではその通話に関
する先頭パケツトの到着時点から適当な時間経過
した時点を再生開始タイミングとする方法があ
る。ネツトワーク内でのパケツトの喪失によりシ
ーケンス番号が飛んだ場合にはその分のダミー・
パケツトを挿入し、遅延差吸収バツフアがアンダ
ーフローした時には当該パケツトが到着するまで
再生タイミングを遅らせ、オーバフローした時に
はそのパケツトを廃棄して等価的に再生タイミン
グを早める。ダミーパケツトとしては、音声の場
合には無音情報に相当するパケツト、背景雑音に
相当するパケツト、あるいは一つ前に届いたパケ
ツトを繰り返す等の方法が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） この方式によれば、ネツトワークでのパケツト
の廃棄に起因する再生タイミングの変動をおさえ
ることができるが、アンダーフロー、オーバフロ
ーを起こすごとに再生タイミングが変化するた
め、システムの動作を不安定にする恐れがある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、パケツト交換における連続通
信に対するパケツトの遅延差吸収方式であつて、 受信側には遅延差吸収用バツフアが設けられ、 送信側では同一通話に属するパケツトにシーケ
ンス番号を付加して送信し、 受信側では受信パケツトの該シーケンス番号を
監視しつつ受信パケツトを前記遅延差吸収用バツ
フアに格納し、また当該通話に属する最初のパケ
ツトを受信した時点から定められた時間だけ経過
した時点から、前記受信パケツトの前記遅延差吸
収用バツフアからの一定速度での読みだしを開始
し、 前記シーケンス番号監視時に受信パケツトのシ
ーケンス番号が抜けた場合には、抜けた個数だけ
余分なパケツトを前記遅延差吸収用バツフアに格
納し、 前記遅延差吸収用バツフアがアンダーフローし
た場合には余分なパケツトを挿入再生し、かつ挿
入後前記アンダーフロー時に再生すべきであつた
シーケンス番号を有するパケツトを受信した時に
は該受信パケツトを廃棄し、 前記遅延差吸収用バツフアがオーバフローした
場合には、オーバフローしたパケツトを廃棄する ことを特徴とする遅延差吸収方式が得られる。

（作用） 本発明においては、遅延が大幅に短縮されると
いう高速パケツト交換の利点を生かし、例えば全
体の99％のパケツトが達成し得る遅延時間を予め
接続経路、接続交換機段数から予測し、個々の通
話について、最初のパケツトが到着した際に、そ
の時点から前記99％遅延時間だけ経過した時点か
ら到着パケツトの再生を開始するようにする。最
初に到着するパケツトが遅延０の理想的なパケツ
トで有れば、この方法により正確に99％のパケツ
トが再生される再生タイミングを得ることができ
る。しかし、最初に到着するパケツトの遅延もあ
る確率分布をとるので、このようにして決めた再
生タイミングは必ずしも理想的なものではない。

最初に到着したパケツトが、たまたま著しく遅
れて到着したパケツトである場合には、全体の再
生タイミングが遅くなり、以後のパケツトが平均
的な遅延で到着した場合にバツフアがオーバフロ
ーする可能性がある。これに対しては、オーバフ
ロー時にそのパケツトを廃棄することによつて自
動的にパケツトの再生時点を繰り上げ、次第に理
想的な再生タイミングに近付けていく。一方、バ
ツフアのアンダーフローが起こつた場合には、ダ
ミーパケツトを挿入再生し、しかる後アンダーフ
ロー時に再生すべきであつたシーケンス番号が有
するパケツトを受信した時には当該受信パケツト
を廃棄し、再生タイミングが変化しないようにす
る。すなわち再生タイミングの変化する方向は、
理想的な場合に近付く方向のみとなる。なお、上
記において99％遅延と言つても遅延そのものが小
さいので従来のパケツト交換機に比べると非常に
小さいものである。

また上記の制御とともに、各パケツトにシーケ
ンス番号を付加し、パケツト網内での伝送誤り、
バツフアオーバフロー等により欠落したパケツト
を受信側でシーケンス番号の抜けによつて検出
し、その分のダミーパケツトを挿入することによ
り再生タイミングの変化を抑える点は従来方式と
同じである。

（実施例） 以下、本発明を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明によるパケツトの遅延差吸収方
式を示す説明図である。第１図においてａ，ｂは
それぞれ連続通信をサポートするときの送信側、
受信側、再生時のタイムチヤートを示している。
同図に示されるように、送信側では、各パケツト
にシーケンス番号からを付加して等間隔で送
信する。これらのパケツトは、ネツトワーク内部
のキユーイングによつて図に示すように、遅延が
パケツト毎に異なつて受信側に到着する。受信側
で受信パケツトのシーケンス番号をチエツクしな
がら、これを遅延差吸収バツフアに格納し、所定
の時間になつたら、順番に等間隔でこれら受信パ
ケツトを読み出す。再生開始タイミングは、図に
示すように、各通話の先頭パケツトが受信側に到
着した時点から、99％のパケツトが満足する遅延
時間99％Ｄだけ後とする。99％Ｄは送受信端末端
間の接続経路、接続段数、負荷状態によつて推定
される値である。一旦再生が開始されると、以後
は連続的にパケツトが読み出される。従つて、第
１図のａのの様に再生タイミングまでに受信端
に届かないパケツトは、代わりに音声の場合なら
無音パケツト、背景雑音パケツト、或は直前のパ
ケツトなどのダミーパケツト′が再生される。
この後本物のパケツトが到着しても、このパケ
ツトは廃棄してしまう。この様にすることによ
り、パケツトが送信されてから受信されるまでの
遅延時間は変化しないようにすることが出来る。

一方ｂでバツフアメモリ容量が２パケツト分で
あるとすると、パケツト，が受信され遅延吸
収バツフア内に滞留している間にパケツトが受
信されると、パツフアオーバフローとなる。パケ
ツトは廃棄され、次に到着するパケツトがパ
ケツトの次に再生される。この時点で、パケツ
トが送信されてから再生されるまでの遅延時間
は、初期状態に比べて１パケツト分繰上がること
になる。これは、最初のパケツトの遅延が大きか
つたために再生タイミングの初期値が遅く設定さ
れたことによる。但し、この１回のオーバフロー
により再生タイミングはより良い方向に修正され
ることになる。

一方ｂにおいてのパケツトはネツトワーク内
で伝送誤り、或はバツフアオーバフローにより廃
棄され、受信端末に届かなかつたとすると、受信
端末側ではパケツトを受け取つた時点でシーケ
ンス番号が飛んだことを検出し、パケツトの代
わりにダミーパケツト′を遅延差吸収バツフア
に書き込み、所定の再生時間には、パケツト′
が再生される。この様にしてネツトワーク内でパ
ケツトの喪失が生じた場合にも再生タイミングを
変化させないようにすることが出来る。

第２図は、以上の関係を別の角度から示した説
明図である。第２図は、全てのパケツトを送信時
点を基準として描いている。この図において最も
理想的な場合は、点線で示した送受信間のキユー
イング遅延が０の場合で、これを基準に99％Ｄを
加えた時点を再生タイミングとする場合である。
ところが実際には、同図に実線で示すように最初
に到着するパケツトはある遅延を被つて受信側に
到着する。従つて再生タイミングも理想的な場合
に比べて図のようにずれてくる。バツフアメモリ
としてこの99％Ｄ分を用意しているとすると、こ
の領域の両側にアンダーフロー領域とオーバフロ
ー領域が存在することになる。本発明によれば、
アンダーフロー時は再生タイミングが変化せず、
オーバフロー時に再生タイミングを繰り上げるこ
ととなるので、段々理想的な場合に近付いて行く
ことになる。

第素図は本発明の遅延差吸収方式を実現するた
めの、受信側の回路構成の概略を示す説明図であ
る。第３図において受信回線１６からパケツトを
受信するとシーケンス番号チエツク回路１１は、
受信パケツトのシーケンス番号をチエツクし、シ
ーケンス番号が飛んだ場合には、その個数だけダ
ミーパケツト発生回路１２に通知して、音声の場
合なら、無音パケツトあるいは背景雑音パケツト
等のダミーパケツトを遅延差吸収バツフアメモリ
１０に書き込ませる。またシーケンス番号チエツ
ク回路は遅延差吸収バツフアが一杯で受信パケツ
トを格納できないときには、そのパケツトを廃棄
する。さらにシーケンス番号チエツク回路１１
は、呼設定が行われた後最初に到着するパケツト
を検出し、タイマ１３に通知して、99％Ｄの時間
後にに遅延差吸収バツフア１０からのパケツトの
連続的再生をスタートさせる。一方遅延差吸収バ
ツフア１０が空になり、アンダーフローとなつた
ときには、ダミーパケツト発生回路１２からのダ
ミーパケツトを再生する一方、アンダーフローし
た旨をシーケンス番号チエツク回路１１に通知
し、シーケンス番号通知回路１１は、その後当該
パケツトを受信した場合には、そのパケツトを直
ちに廃棄する。99％Ｄの値、呼設定情報等は、制
御回路１５から各回路に通知される。以上の回路
構成により、先に述べた本発明による遅延差吸収
機能を実現することが可能である。

（発明の効果） 本発明によれば、最初に到着したパケツトに定
められた遅延を付加するのみの簡単な処理によつ
て遅延吸収を実現することができ、また最初に到
着したパケツトの遅延のバラ付きもオーバフロー
発生時に自動的に修正することが出来るため十分
な特性が得られ、その効果は著しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及び第２図は本発明の遅延差吸収
方式の原理を示す説明図、第３図は本発明の遅延
差吸収方式を実現するための概略回路構成を示す
説明図である。 図において、１０…遅延差吸収バツフアメモ
リ、１１…シーケンス番号チエツク回路、１２…
ダミーパケツト発生回路、１３…タイマ、１４…
選択回路、１５…制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ パケツト交換における連続通信に対するパケ
   ツトの遅延差吸収方式であつて、 (a) 受信側には遅延差吸収用バツフアが設けら
   れ、 (b) 送信側では同一通話に属するパケツトにシー
   ケンス番号を付加して送信し、 (c) 受信側では受信パケツトの該シーケンス番号
   を監視しつつ受信パケツトを前記遅延差吸収用
   バツフアに格納し、また当該通話に属する最初
   のパケツトを受信した時点から定められた時間
   だけ経過した時点から、前記受信パケツトの前
   記遅延差吸収用バツフアからの一定速度での読
   みだしを開始し、 (d) 前記シーケンス番号監視時に受信パケツトの
   シーケンス番号が抜けた場合には、抜けた個数
   だけ余分なパケツトを前記遅延差吸収用バツフ
   アに格納し、 (e) 前記遅延差吸収用バツフアがアンダーフロー
   した場合には余分なパケツトを挿入再生し、か
   つ挿入後前記アンダーフロー時に再生すべきで
   あつたシーケンス番号を有するパケツトを受信
   した時には該受信パケツトを廃棄し、 (f) 前記遅延差吸収用バツフアがオーバーフロー
   した場合には、オーバフローしたパケツトを廃
   棄する ことを特徴とするパケツト交換の遅延差吸収方
   式。