説明

ゲートウェイ装置

【課題】通話品質を低下させることなく音声パケット及び非音声パケットを送信できるゲートウェイ装置を提供する。
【解決手段】遅延測定用パケットを生成してこれを中継し、当該遅延測定用パケットの中継に伴って生じた遅延時間を実測遅延時間として測定して、当該実測遅延時間が許容遅延時間長を超えている場合に非音声パケットの当該中継部への供給タイミングを制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信網に対して音声パケット及び非音声パケットを中継するゲートウェイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えばATCA(Advanced Telecom Computing Architecture)などの規格に従って複数のブレードを搭載したゲートウェイ装置が知られている(例えば特許文献1)。音声パケットを中継するゲートウェイ装置の場合、音声処理を行うためのブレードの他に、例えば、音声以外の受信データを蓄積するためのブレード、装置制御ためのブレードなど、処理単位毎の複数のブレードを含む。これらのブレードは、自身が生成又は蓄積したデータをパケットによりスイッチブレードを介して通信網へ送出自在である。スイッチブレードは、ブレードの各々から供給されるパケットを通信網に送出する際に、単位時間当たりの送出量が通信網の制限帯域を超えないようにパケットの送出を調整し、ネットワークにおける輻輳の度合いを調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2010−74629号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のスイッチブレードは、音声パケットと非音声パケットの区別なく、各ブレードから供給されたパケットを順に送出することによって単位時間当たりの送出量を調整しているので、非音声パケットのデータ量が大きい場合や非音声パケットを供給するブレードの数が多い場合には、音声パケットの遅延量が大きくなってしまう。音声通話はリアルタイム性を要求される通信であり、音声パケットの遅延量が大きい場合にはパケットのいわゆる揺らぎが生じ、通話品質が低下してしまう。
【0005】
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、通話品質を低下させることなく音声パケット及び非音声パケットを送信できるゲートウェイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によるゲートウェイ装置は、電話網と協働して音声パケットを送受信する音声パケット送受信部と、非音声パケットを送受信する非音声パケット送受信部と、前記音声パケット送受信部及び非音声パケット送受信部とインターネットとの間において前記音声パケット及び非音声パケットを順次中継する中継部と、を含むゲートウェイ装置であって、前記音声パケット送受信部は、遅延測定用パケットを生成してこれを前記中継部に供給する遅延測定用パケット生成部を含み、前記中継部は、前記遅延測定用パケットの中継に伴って生じた遅延時間を実測遅延時間として測定する遅延測定部を含み、前記非音声パケット送受信部は、前記実測遅延時間が許容遅延時間長を超えている場合に前記非音声パケットの前記中継部への供給タイミングを制御する供給タイミング制御部を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によるゲートウェイ装置によれば、通話品質を低下させることなく音声パケット及び非音声パケットを送信できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施例であるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図2】ゲートウェイ装置によるパケット出力制御処理の動作を示すフローチャートである。
【図3】パケット出力制御完了前におけるパケットの出力タイミングを示すタイムチャートである。
【図4】パケット出力制御完了後におけるパケットの出力タイミングを示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0010】
図1には、本発明の実施例であるゲートウェイ装置1の構成が示される。ゲートウェイ装置1は、IPネットワーク50と電話網60との間でパケットを中継する装置である。
【0011】
制御ブレード10は、ゲートウェイ装置1全体の制御を行うためのブレードであり、また、制御のための非音声パケットを送受信する非音声パケット送受信部である。
【0012】
クロック生成部11は、クロック信号を生成し、これをゲートウェイ装置1内の各ブレードに供給する。
【0013】
パケット送出制御部12は、スイッチブレード40のパケット揺らぎ抑制制御部45から供給される指示に応じて、ファイル管理部13によるスイッチブレード40への制御パケットの供給を制御する。なお、パケット送出制御部12を供給タイミング制御部とも称する。
【0014】
ファイル管理部13は、各種制御のためのファイルを保持し、当該ファイルに基づく処理によって生成した制御パケットをスイッチブレード40に供給する。
【0015】
装置制御部14は、スイッチブレード40のネットワークスイッチ(以下、NWスイッチと称する)42を介して,スイッチブレード40のPKG制御部41,音声処理ブレード30のPKG制御部31,及びデータ蓄積・送出ブレード20のPKG制御部21に制御パケットを送出し,ゲートウェイ装置1全体の制御を行う。
【0016】
システム内時刻管理部15は、クロック生成部11から供給されるクロック信号に同期して、ゲートウェイ装置1内における共通の時刻を管理する。
【0017】
データ蓄積・送出ブレード20は、IPネットワーク50を介して到来した非音声データを蓄積してこれをスイッチブレード40へ供給するためのブレードであり、また、蓄積データを非音声パケットにより送受信する非音声パケット送受信部である。
【0018】
PKG制御部21は、データ蓄積・送出ブレード20の各部の制御を行なう。
【0019】
システム内時刻管理部22は、制御ブレード10のクロック生成部11から供給されるクロック信号に同期して、ゲートウェイ装置1内における共通の時刻を管理する。
【0020】
パケット送出制御部23は、スイッチブレード40のパケット揺らぎ抑制制御部45から供給される指示に応じて、蓄積・送出部24によるスイッチブレード40への蓄積パケットの供給を制御する。なお、パケット送出制御部23を供給タイミング制御部とも称する。
【0021】
蓄積・送出部24は、IPネットワーク50を介して到来した非音声データを蓄積し、これをスイッチブレード40へ供給自在である。
【0022】
音声処理ブレード30は、通話音声処理を行うためのブレードであり、電話網60と協働して音声パケットを送受信する音声パケット送受信部である。
【0023】
PKG制御部31は、音声処理ブレード30の各部の制御を行なう。
【0024】
システム内時刻管理部32は、制御ブレード10のクロック生成部11から供給されるクロック信号に同期して、ゲートウェイ装置1内における共通の時刻を管理する。
【0025】
遅延測定用パケット生成部33は、スイッチブレード40における遅延時間を測定するためのパケット(以下、遅延測定用パケットと称する)を生成し、これをNWスイッチ42へ供給する。遅延測定用パケットには、遅延測定用パケットであることを識別するための固有のパケット識別データが含められる。パケット識別データは、パケットヘッダ内やペイロード内に含めることができる。
【0026】
遅延測定用パケット生成部33は、遅延測定用パケットの生成時点における現在時刻(以下、生成時刻と称する)をシステム内時刻管理部32から取得して、これを示す生成時刻データを遅延測定用パケット内に含めてからNWスイッチ42へ供給する。
【0027】
音声処理部34は、電話網60を介して到来した音声TDMデータを所定のパケット化周期で音声パケット化して、これをスイッチブレード40へ供給する。また、音声処理部34は、スイッチブレード40からの音声パケットを音声TDMデータに変換してこれを電話網60に送信する。
【0028】
スイッチブレード40は、ブレード10、20及び30とIPネットワーク50との間において音声パケット及び非音声パケットを順次中継する中継部である。
【0029】
PKG制御部41は、スイッチブレード40の各部の制御を行なう。
【0030】
NWスイッチ42は、IPネットワーク50と電話網60との間で音声パケットを中継する。NWスイッチ42は、単位時間当たりのパケットの送信量がIPネットワーク50における帯域制限を超えないように、制御ブレード10、データ蓄積・送出ブレード20、及び音声処理ブレード30の各々から到来したパケットを到来順に出力する。
【0031】
システム内時刻管理部43は、制御ブレード10のクロック生成部11から供給されるクロック信号に同期して、ゲートウェイ装置1内における共通の時刻を管理する。
【0032】
遅延測定部44は、遅延測定用パケットのスイッチブレード40における遅延時間を測定する。当該遅延時間は、音声処理ブレード30から遅延測定用パケットをスイッチブレード40のNWスイッチ42へ供給した時点から、NWスイッチ42が当該パケットを出力する時点までの時間である。遅延測定部44は、NWスイッチ42から出力されるパケットの各々について、遅延測定用パケットであることを示すパケット識別データが含まれているか否かを判定して、遅延測定用パケットを識別する。
【0033】
遅延時間の測定は、以下のようになされる。遅延測定部44は、NWスイッチ42からの遅延測定用パケットの出力時点すなわち中継完了時点を検出し、当該時点における現在時刻(以下、出力時刻と称する)をシステム内時刻管理部43から取得する。また、遅延測定部44は、遅延測定用パケットに含まれる生成時刻データを取得する。そして、遅延測定部44は、出力時刻と生成時刻データが示す生成時刻との差分を求め、これを遅延時間とする。
【0034】
パケット揺らぎ抑制制御部45は、遅延測定部44による遅延時間の測定結果に応じて、非音声パケットの出力制御を行なう。パケット揺らぎ抑制制御部45は、遅延測定部44によって測定された遅延時間が所定の許容遅延時間長を超えていると判定した場合に、制御ブレード10のパケット送出制御部12と、データ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23とに対して、パケット揺らぎ抑制のための指示を発する。当該指示は、例えば、非音声パケットの送出の遅延、非音声パケットの送出間隔の調整、及び非音声パケットの分割のうちのいずれかを指示するものである。
【0035】
図2〜図4を参照しつつ、ゲートウェイ装置1によるパケット出力制御処理について説明する。
【0036】
前提として、音声処理部34は、電話網60を介して到来した音声TDMデータを所定のパケット化周期で音声パケット化して、これをスイッチブレード40へ供給している。図3を参照すると、音声パケットa0が時刻t0、音声パケットa1が時刻t1、・・・、音声パケットa5が時刻t5において音声処理ブレード30から出力されている。時刻t0〜t1、時刻t1〜t2、・・・、時刻t4〜t5の各間隔tintは同一であり、音声処理部34による所定のパケット化周期に対応している。また、データ蓄積・送出ブレード20の蓄積・送出部24は、蓄積パケットb0〜b2をスイッチブレード40へ間欠的に供給している。制御ブレード10のファイル管理部13は、制御パケットc0〜c2をスイッチブレード40へ間欠的に供給している。
【0037】
先ず、遅延測定用パケット生成部33は、遅延測定用パケットを生成し、これをスイッチブレード40へ供給する(ステップS1)。この際、遅延測定用パケット生成部33は、当該生成時点における現在時刻をシステム内時刻管理部32から取得し、これを生成時刻として遅延測定用パケットに含めてから供給する。図3を参照すると、時刻t1aにおいて遅延測定用パケット生成部33により遅延測定用パケットd0が生成され、音声処理ブレード30から出力されている。この場合、遅延測定用パケットd0は、音声パケットa1と音声パケットa2との間に出力される。
【0038】
スイッチブレード40のNWスイッチ42は、制御ブレード10、データ蓄積・送出ブレード20、及び音声処理ブレード30の各々から到来したパケットを到来順に出力する。図3を参照すると、スイッチブレード40からは、音声パケットa0、蓄積パケットb0、制御パケットc0、音声パケットa1、蓄積パケットb1、遅延測定用パケットd0の順に出力されている。
【0039】
時間tdは、音声パケットa0が音声処理ブレード30において生成された時刻t0から、音声パケットa0がスイッチブレード40から出力された時刻ts0までの時間であり、非音声パケットの影響を受けていないときの装置内遅延時間である。時間ty3は、遅延測定用パケットd0が音声処理ブレード30において生成された時刻t1aから、遅延測定用パケットd0がスイッチブレード40から出力された時刻ts1までの時間であり、他のパケットの影響を受けたときの装置内遅延時間である。
【0040】
スイッチブレード40の遅延測定部44は、遅延測定用パケットd0がNWスイッチ42から出力された時点における現在時刻をシステム内時刻管理部43から出力時刻ts1として取得する。また、遅延測定部44は、遅延測定用パケットd0に含まれる生成時刻t1aを取得する(ステップS2)。
【0041】
遅延測定部44は、出力時刻ts1と生成時刻t1aとの差分を遅延時間ty3として算出する(ステップS3)。そして、遅延測定部44は、遅延時間ty3が所定の許容遅延時間長を超えているか否かを判定する(ステップS4)。許容遅延時間長は、例えば、音声処理ブレード30における音声パケットの出力間隔tintの3倍に設定され得る。
【0042】
遅延測定部44は、遅延時間ty3が許容遅延時間長以下であると判定した場合、図2に示されるパケット出力制御処理を終了する(ステップS4)。パケット揺らぎ抑制制御部45は、遅延時間ty3が許容遅延時間長を超えていると判定した場合、非音声パケットの出力制御を行なう(ステップS5)。詳細には、パケット揺らぎ抑制制御部45は、制御ブレード10のパケット送出制御部12と、データ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23とに対して、非音声パケット出力制御のための指示を発する。当該指示は、例えば、非音声パケットの送出の遅延、非音声パケットの送出間隔の調整、及び非音声パケットの分割のうちのいずれかを指示するものである。
【0043】
図4には、当該指示によって蓄積パケット及び制御パケットの送出間隔が拡大されたときのタイムチャートが示される。
【0044】
音声処理部34は、上記動作と同様に、電話網60を介して到来した音声TDMデータを所定のパケット化周期で音声パケット化して、これをスイッチブレード40へ供給している。図4を参照すると、音声パケットa16が時刻t16、音声パケットa17が時刻t17、・・・、音声パケットa21が時刻t21において音声処理ブレード30から出力されている。音声パケット同士の間隔tintは同一であり、音声処理部34による所定のパケット化周期に対応している。
【0045】
データ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23は、遅延測定部44からの非音声パケット送出間隔の拡大指示に応じて、蓄積・送出部24のパケット送出動作を制御する。詳細には、パケット送出制御部23は、蓄積・送出部24による蓄積パケットb2と蓄積パケットb3との間の送出間隔を拡大する。すなわち、パケット送出制御部23は、蓄積・送出部24による蓄積パケットb3の送出タイミングを遅らせる。パケット送出制御部23は、蓄積パケットb3以降の各蓄積パケット(図示せず)についても同様に送出タイミングを遅らせて、送出間隔を拡大することもできる。
【0046】
制御ブレード10のパケット送出制御部12は、遅延測定部44からの非音声パケット送出間隔の拡大指示に応じて、ファイル管理部13のパケット送出動作を制御する。詳細には、パケット送出制御部12は、ファイル管理部13による制御パケットc2と制御パケットc3との間の送出間隔を拡大する。すなわち、パケット送出制御部12は、ファイル管理部13による制御パケットc3の送出タイミングを遅らせる。パケット送出制御部12は、制御パケットc3以降の各制御パケット(図示せず)についても同様に送出タイミングを遅らせて、送出間隔を拡大することもできる。
【0047】
当該送出間隔は、パケット揺らぎ抑制制御部45がパケット送出制御部23及びパケット送出制御部12の各々に対して送出時刻を指示することによって設定され得る。パケット揺らぎ抑制制御部45は、例えば、図4に示されるように、蓄積パケットの送出時刻tu1と制御パケットの送出時刻tu2との間隔tumが、音声パケットの出力間隔tintの3倍となるように各送出時刻を指示し得る。
【0048】
データ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23は、システム内時刻管理部22における現在時刻が送出時刻tu1となったときに蓄積・送出部24に対してパケット送出を指示する。制御ブレード10のパケット送出制御部12は、システム内時刻管理部15における現在時刻が送出時刻tu2となったときに制御パケットを送出する。なお、システム内時刻管理部22及び15の各々は、制御ブレード10のクロック生成部11から供給されたクロック信号に同期して現在時刻を管理しており、両現在時刻は一致している。
【0049】
スイッチブレード40のNWスイッチ42は、制御ブレード10、データ蓄積・送出ブレード20、及び音声処理ブレード30の各々から到来したパケットを到来順に出力する。図4を参照すると、スイッチブレード40からは、音声パケットa15、音声パケットa16、音声パケットa17、音声パケットa18、蓄積パケットb3、音声パケットa19、遅延測定用パケットd1、音声パケットa20の順に出力されている。
【0050】
音声パケットa16が音声処理ブレード30において生成された時点から、音声パケットa16がスイッチブレード40から出力された時点までの遅延時間tdは、許容遅延時間長(例えば時間tintの3倍)以下である。音声パケットa17及びa18における遅延時間tdも許容遅延時間長以下である。音声パケットa18と音声パケットa19との間には蓄積パケットb3が存在するが、音声パケットa19の遅延時間td1は、許容遅延時間長以下である。このように、音声パケット同士の間隔は許容遅延時間長以下となっており、通話品質が一定以上に保たれる。
【0051】
パケット送出制御部23は、時刻tu1において蓄積・送出部24に対してパケットb3の送出を指示した後、後続の蓄積パケット(図示せず)を、例えば音声パケットの出力間隔tintの6倍の間隔で送出するように指示する。パケット送出制御部12は、時刻tu2において制御パケットc3を送出するように装置制御部14に対して指示した後、後続の制御パケット(図示せず)を、例えば音声パケットの出力間隔tintの6倍の間隔で送出するように指示する。
【0052】
遅延測定用パケット生成部33が、遅延測定用パケットを周期的に生成することにより、図2に示されるパケット出力制御処理が周期的に反復される。
【0053】
図4に示されるように、測定パケットd1が音声処理ブレード30において生成された時点から、測定パケットd1がスイッチブレード40から出力された時点までの遅延時間td1は、許容遅延時間長(例えば時間tintの3倍)以下である。この場合、図2に示されるパケット出力制御処理は終了する(ステップS4)。
【0054】
ステップS4において遅延時間が許容遅延時間長以下であると判定されたときに、スイッチブレード40のパケット揺らぎ抑制制御部45は、例えば当該判定時点から所定時間経過後にパケット送出制御部12及び23に対して非音声パケット送出間隔拡大の解除指示を与える。
【0055】
上記したように、本実施例のゲートウェイ装置1においては、以下の処理を行う。音声処理ブレード30において遅延測定用パケット生成部33が遅延測定用パケットを生成する。遅延測定用パケット生成部33は、当該生成時刻を遅延測定用パケットに含めてスイッチブレード40のNWスイッチ42に供給する。遅延測定部44は、遅延測定用パケットのNWスイッチ42からの出力時刻を取得し、生成時刻との差分を実測遅延時間として測定する。パケット揺らぎ抑制制御部45は、実測遅延時間が所定の許容遅延時間長を超えていると判定したときに非音声パケットの出力制御を行なう。詳細には、パケット揺らぎ抑制制御部45は、制御ブレード10のパケット送出制御部12と、データ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23とに対して、非音声パケット出力制御のための指示を発する。
【0056】
当該指示は、例えば、非音声パケットの送出の遅延、非音声パケットの送出間隔の調整、及び非音声パケットの分割のうちのいずれかを指示するものである。非音声パケット送出間隔の拡大の場合には、パケット揺らぎ抑制制御部45が、パケット送出制御部12及び23に対して送出時刻を指示し得る。なお、各ブレード10、20、30及び40の時刻は、クロック生成部11から供給されたクロック信号に基づいて生成されており、各ブレードにおける現在時刻は一致している。
【0057】
かかる処理により、蓄積パケットや制御パケットなどの非音声パケットの送出間隔が拡大され、NWスイッチ42からの音声パケットの送出間隔が短縮される結果、パケットの揺らぎ量が低減され、通話品質が一定以上に保たれる。このように、本実施例のゲートウェイ装置1によれば、通話品質を低下させることなく音声パケット及び非音声パケットを送信できる。
【0058】
上記実施例は、非音声パケット送出間隔の拡大によって、非音声パケットの送信を制御した場合の例であるが、非音声パケット送出の遅延、又は非音声パケットの分割によってパケットの送信を制御することもできる。パケット送出の遅延による制御の場合、パケット揺らぎ抑制制御部45は、制御ブレード10のパケット送出制御部12及びデータ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23に対して、例えば音声パケットの出力間隔tintの50倍などの所定時間に亘ってパケットの送信を停止する指示を発する。パケット送出制御部12及びパケット送出制御部23の各々はこの所定時間に亘って蓄積/制御パケットの送信を停止する。かかる動作によって、音声パケットの遅延量を抑え、通話品質を一定以上に保つことができる。非音声パケットの分割による制御の場合、パケット揺らぎ抑制制御部45は、制御ブレード10のパケット送出制御部12及びデータ蓄積・送出ブレード20のパケット送出制御部23に対して、非音声パケットのサイズを例えば音声パケットのサイズと同じ又はそれ以下などの所定サイズにて送信する指示を発する。パケット送出制御部12及びパケット送出制御部23の各々はこの所定サイズにて非音声パケットを送信する。かかる動作によって、音声パケットの遅延量を抑え、通話品質を一定以上に保つことができる。
【符号の説明】
【0059】
1 ゲートウェイ装置
10 制御ブレード(非音声パケット送受信部)
11 クロック生成部
12 パケット送出制御部(供給タイミング制御部)
13 ファイル管理部
14 装置制御部
15 システム内時刻管理部
20 データ蓄積・送出ブレード(非音声パケット送受信部)
21 PKG制御部
22 システム内時刻管理部
23 パケット送出制御部(供給タイミング制御部)
24 蓄積・送出部
30 音声処理ブレード(音声パケット送受信部)
31 PKG制御部
32 システム内時刻管理部
33 遅延測定用パケット生成部
34 音声処理部
40 スイッチブレード(中継部)
41 PKG制御部
42 NWスイッチ
43 システム内時刻管理部
44 遅延測定部
45 パケット揺らぎ抑制制御部
50 IPネットワーク
60 電話網

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電話網と協働して音声パケットを送受信する音声パケット送受信部と、非音声パケットを送受信する非音声パケット送受信部と、前記音声パケット送受信部及び非音声パケット送受信部とインターネットとの間において前記音声パケット及び非音声パケットを順次中継する中継部と、を含むゲートウェイ装置であって、
前記音声パケット送受信部は、遅延測定用パケットを生成してこれを前記中継部に供給する遅延測定用パケット生成部を含み、
前記中継部は、前記遅延測定用パケットの中継に伴って生じた遅延時間を実測遅延時間として測定する遅延測定部を含み、
前記非音声パケット送受信部は、前記実測遅延時間が許容遅延時間長を超えている場合に前記非音声パケットの前記中継部への供給タイミングを制御する供給タイミング制御部を含むことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項2】
前記遅延測定用パケット生成部は、前記遅延測定用パケットの生成時点データを前記遅延測定用パケットに含めて前記中継部に供給し、
前記遅延測定部は、前記中継部による前記遅延測定用パケットの中継完了時点を検出して、前記中継完了時点と前記遅延測定用パケットに含まれる前記生成時点データによって示される生成時点との差を前記実測遅延時間とすることを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。
【請求項3】
前記供給タイミング制御部は、前記非音声パケットの送出の遅延、前記非音声パケットの送出間隔の調整、及び前記非音声パケットの分割のうちのいずれかによって前記供給タイミングを制御することを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate


【公開番号】特開2012−209851(P2012−209851A)
【公開日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−75390(P2011−75390)
【出願日】平成23年3月30日(2011.3.30)
【出願人】(000000295)沖電気工業株式会社 (6,645)
【Fターム(参考)】