(57)【要約】【課題】ストリームの伝送に必要となる最大帯域を容易に求めることが可能なネットワーク端末を提供すること。【解決手段】ＴＴＳ判別部１１は、広域ネットワークから受信したパケットが、構内ネットワークを介して要求があったストリームに対応するパケットであり、かつＴＴＳであるか否かを判別する。ビットレート算出部１２は、ＴＴＳ判別部１１によってＴＴＳと判別されたパケットに付加されるタイムスタンプを参照して、当該ストリームのビットレートを算出する。ゲート制御部１７は、ビットレート算出部１２によって算出されたビットレートに基づいて、バッファ０〜Ｎ（１８−０〜１８−Ｎ）に格納されるパケットの送信を制御することにより、当該ストリームに割り当てる帯域を制御する。したがって、ストリームの伝送に必要となる帯域を容易に制御することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイムスタンプが付加されたトランスポートストリームを伝送するネットワーク端末であって、
広域ネットワークから受信したパケットが、構内ネットワークを介して要求があったストリームに対応するパケットであるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段によって要求があったストリームに対応すると判別されたパケットに付加されるタイムスタンプを参照して、当該ストリームのビットレートを算出するビットレート算出手段と、
前記ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、当該ストリームに割り当てる帯域を制御する制御手段とを含む、ネットワーク端末。
【請求項２】
前記ビットレート算出手段は、パケットに付加されたタイムスタンプの間隔の最小値をビットレートとする、請求項１記載のネットワーク端末。
【請求項３】
前記ネットワーク端末はさらに、前記ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、当該ストリームに必要となるバッファ容量を算出して割り当てるバッファ容量算出手段を含む、請求項１または２記載のネットワーク端末。
【請求項４】
前記ネットワーク端末はさらに、構内ネットワークを介して受信したパケットの内容を解析し、ストリームの送信開始要求および受信アドレスを抽出することによりストリームを管理する管理手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のネットワーク端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトランスポートストリーム（ＴＳ）によって構成されるＩＰ（Internet Protocol）パケットを送出する技術に関し、特に、タイムスタンプが付加されたＴＴＳ（Timestamped TS）ストリームを、帯域を確保しながら送出するネットワーク端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネット網を介して映像信号を送受信するシステムが普及してきている。このようなシステムで用いられるサーバおよびセットトップボックス（ＳＴＢ）においては、映像信号の送受信にＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）２−ＴＳ（Transport Stream）を使用した通信プロトコルが利用されることが多い。
【０００３】
ＭＰＥＧ２−ＴＳは、複数のトランスポートパケット（以下、ＴＳパケットとも呼ぶ。）によって構成される。ＴＳパケットはそれぞれ、１８８バイトまたは２０４バイトのサイズを有している。ＴＳには、ＡＶ情報を含んだ有効なＴＳと、レートを合わせるために挿入された、情報を含まないＴＳ（以下、ヌルＴＳと呼ぶ。）とが含まれる。
【０００４】
従来のＴＳサーバ装置においては、ヌルＴＳを含めてＩＰパケットを構成し、そのＩＰパケットをデコーダ側に送信するため、冗長となっている。これを解決するために、タイムスタンプを付加したＴＳ（以下、ＴＴＳとも呼ぶ。）を用いてＩＰパケットを構成する技術が従来から用いられている。
【０００５】
図６は、ＴＴＳを説明するための図である。図６（ａ）に示すように、オリジナルのＴＳストリームからヌルＴＳを削除してＩＰパケットを構成する。このとき、デコーダ側で正しくデコードを行なえるようにするために、各ＴＳパケット（ＴＳ１〜ＴＳ５）にタイムスタンプ（Ｔ１〜Ｔ５）を付加してＩＰパケットを構成する。
【０００６】
図６（ｂ）に示すように、ＴＴＳは、１８８バイト（または２０４バイト）のＴＳパケットに４バイトのタイムスタンプが付加された構成を有している。
【０００７】
このようなＴＳパケットやＴＴＳパケットでＩＰパケットを構成してデコーダ側に送信する技術として、下記の特許文献１〜４に開示された発明がある。
【０００８】
特許文献１に開示されたコンテンツ配信サーバは、時刻情報が付加されたストリーミングデータのうち時刻情報を除く部分を、機器固有鍵を用いて部分暗号化して記憶手段に記憶し、クライアントからの所望時間位置の暗号化ストリーミングデータの要求に対し、記憶手段に記憶された部分暗号化ストリーミングデータを、時刻情報に基づいて検索するものである。
【０００９】
特許文献２に開示されたサーバ装置は、クライアント装置からコンテンツリスト要求信号および再生条件情報を受信すると、再生条件情報と自身のコンテンツリストとを比較して、クライアント装置においてデコード不可能なコンテンツがある場合には、当該コンテンツを自身でフォーマット変換が可能か判断し、不可能な場合にはサーバ装置の変換可能情報を参照して当該コンテンツがサーバ装置でフォーマット変換可能か判断する。そして、サーバ装置は、クライアント装置でデコード可能なコンテンツのみが記載されたコンテンツリストをクライアント装置へ送信し、クライアント装置からコンテンツ要求があった場合には、コンテンツに応じて自身でフォーマット変換し、または第２のサーバ装置へフォーマット変換を依頼して、変換後のコンテンツをクライアント装置で再生させる。
【００１０】
特許文献３に開示された受信装置において、フロントエンド部は、放送局から放送波により送信されてくる、トランスポートストリームを受信し、デマルチプレクサに出力する。ネットワークＩ／Ｆは、たとえば、ＨＴＴＰで通信を行うことにより、少なくともタイムスタンプと１以上のＴＳパケットとで構成される、所定の単位が連続するパケットストリームを受信する。ＴＳ同期抽出部は、ＴＳ同期クロックカウンタから供給されるカウント値に基づいて、所定の単位中のＴＳパケットをデマルチプレクサに出力する。再生部は、フロントエンド部およびＴＳ同期抽出部から供給されるＴＳパケットを再生する。
【００１１】
特許文献４に開示されたストリーム処理装置において、ＰＡＴ・ＰＭＴバッファは、ＰＡＴ・ＰＭＴを記憶して記録用ストリームに出力する。タイムスタンプ付加部は、入力した部分ストリームのトランスポートパケットに入力時刻を示すタイムスタンプを付加してＴＳパケットバッファに出力する。ＴＳパケットバッファは、タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットを所定の容量記憶して記録用ストリーム生成部に出力する。そして、記録用ストリーム生成部は、タイムスタンプが付加されたトランスポートパケットの先頭にＰＡＴ・ＰＭＴを配置した記録用ストリームを生成する。
【特許文献１】特開２００８−９３０３号公報
【特許文献２】特開２００８−５２５４号公報
【特許文献３】特開２００５−１５１４３４号公報
【特許文献４】特開２００３−７８８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＴＳサーバ装置から配信されたＴＳストリームをデコーダ側でデコードする場合、正しくデコードを行なえるようにするためには、デコード時にデコードすべきＴＳパケットが到着している必要がある。そのため、ＳＴＢなどがＴＳストリームを中継する場合、帯域を確保しながらＴＳストリームをデコーダ側に送信する必要がある。
【００１３】
しかしながら、上述のようにタイムスタンプが付加されたＴＳストリームはヌルＴＳが削除されているため、オリジナルのＴＳストリームの最大ビットレートを把握することができず、ＳＴＢなどで正しく帯域割当を行なうことができないといった問題がある。この問題点は、上述の特許文献１〜４に記載の発明を用いたとしても解決することはできない。
【００１４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ストリームの伝送に必要となる最大帯域を容易に求めることが可能なネットワーク端末を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、効率よく帯域割当を行なうことが可能なネットワーク端末を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある局面に従えば、タイムスタンプが付加されたトランスポートストリームを伝送するネットワーク端末であって、広域ネットワークから受信したパケットが、構内ネットワークを介して要求があったストリームに対応するパケットであるか否かを判別する判別手段と、判別手段によって要求があったストリームに対応すると判別されたパケットに付加されるタイムスタンプを参照して、当該ストリームのビットレートを算出するビットレート算出手段と、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、当該ストリームに割り当てる帯域を制御する制御手段とを含む。
【００１７】
制御手段が、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、ストリームに割り当てる帯域を制御するので、ストリームの伝送に必要となる帯域を容易に制御することが可能となる。
【００１８】
好ましくは、ビットレート算出手段は、パケットに付加されたタイムスタンプの間隔の最小値をビットレートとする。
【００１９】
したがって、オリジナルのトランスポートストリームのビットレートを容易に算出することが可能となる。
【００２０】
好ましくは、ネットワーク端末はさらに、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、当該ストリームに必要となるバッファ容量を算出して割り当てるバッファ容量算出手段を含む。
【００２１】
したがって、バッファを効率的に使用することが可能となる。
好ましくは、ネットワーク端末はさらに、構内ネットワークを介して受信したパケットの内容を解析し、ストリームの送信開始要求および受信アドレスを抽出することによりストリームを管理する管理手段を含む。
【００２２】
したがって、構内ネットワークを介して要求があったストリームの管理を容易に行なうことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のある局面によれば、制御手段が、ビットレート算出手段によって算出されたビットレートに基づいて、ストリームに割り当てる帯域を制御するので、ストリームの伝送に必要となる帯域を容易に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態におけるネットワーク端末の構成例を示すブロック図である。このネットワーク端末は、インターネットなどの広域ネットワークから受信したパケットの種別に応じて帯域制御が必要なＴＴＳパケットであるか否かを判断し、ＴＴＳパケットについては帯域制御を行なってパケットを送信する帯域制御部１と、ＰＣ（Personal Computer）、ＳＴＢなどからストリームの要求を受け、ストリームの要求元を管理する帯域管理部２と、入力ポート３とを含む。
【００２５】
入力ポート３は、ＬＡＮ（Local Area Network）などの構内ネットワークを介してＰＣ、ＳＴＢなどの端末機器に接続され、端末機器からパケットを受信して帯域管理部２に出力する。
【００２６】
帯域管理部２は、入力ポート３から受けたパケットの内容を解析し、ストリームの配信開始／停止要求および受信アドレス（配信先アドレス）などの情報を抽出する。そして、抽出した情報を帯域制御部１に出力してストリームの配信を指定する。なお、この帯域管理部２の詳細は後述する。
【００２７】
帯域制御部１は、ＴＴＳ判別部１１と、ビットレート算出部１２と、受信バッファ作成部１３と、管理テーブル１４と、ＩＰパケット振分部１５と、出力ポート１〜Ｍ（１６−１〜１６−Ｍ）とを含む。
【００２８】
また、出力ポート１（１６−１）は、ゲート制御部１７と、バッファ０〜Ｎ（１８−０〜１８−Ｎ）とを含む。なお、出力ポート２〜Ｍ（１６−２〜１６−Ｍ）は、出力ポート１（１６−１）と同様の構成を有している。
【００２９】
ＴＴＳ判別部１１は、広域ネットワークからパケットを受信すると、そのパケットが帯域管理部２から指定があったストリームであり、かつＴＴＳであれば、そのパケットをビットレート算出部１２に出力する。また、そのストリームがＴＴＳ以外であれば、そのパケットを出力ポート１（１６−１）のバッファ０（１８−０）に格納する。
【００３０】
ここで、ＴＴＳ判別部１１は、受信したストリームのＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダのペイロードサイズから、ＲＴＰヘッダのサイズを差し引いたサイズが１９２バイトの倍数であり、かつＲＴＰペイロードの先頭５バイト目にＴＳヘッダのＳｙｎｃバイトがあれば、そのストリームがタイムスタンプ付きＴＳであると判定する。
【００３１】
ビットレート算出部１２は、ＴＴＳ判別部１１から受けたＴＴＳパケットに付加されているタイムスタンプを抽出することにより、オリジナルのＴＳストリームのビットレートを算出する。抽出したタイムスタンプをＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎとすると、まず、次式によってタイムスタンプ間隔の最小値Ｔｍｉｎを算出する。
【００３２】
Ｔｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｔ２−Ｔ１，Ｔ３−Ｔ２，…，Ｔｎ−Ｔｎ−１）    …（１）
次に、ビットレート算出部１２は、タイムスタンプ間隔の最小値ＴｍｉｎからオリジナルのＴＳストリームのビットレートＢｉｔ（ｎ）を次式によって算出する。
【００３３】
Ｂｉｔ（ｎ）＝（１８８バイト×８ビット）÷（Ｔｍｉｎ／２７ＭＨｚ）    …（２）
また、ビットレート算出部１２は、ＴＴＳストリームの伝送に必要となる最大帯域を次式により算出する。なお、１つのＩＰパケットに７つのＴＴＳパケットが含まれるものとする。
【００３４】
最大帯域＝Ｂｉｔ（ｎ）×（ＩＰパケットサイズ）／（１８８バイト×８ビット×７パケット）    …（３）
受信バッファ作成部１３は、ビットレート算出部１２によって算出されたビットレートＢｉｔ（ｎ）から、必要となるバッファ容量（バッファの深さ）Ｌｎを次式により算出する。αは予め定められた定数であり、たとえば１秒間に伝送されるデータをバッファに蓄積するのであればαとして“１”に近い値が設定される。
【００３５】
Ｌｎ＝Ｂｉｔ（ｎ）×α    …（４）
受信バッファ作成部１３は、算出した各ストリームのバッファ容量Ｌｎに基づいて、出力ポート１内のバッファを分割して、各ストリームをバッファ０〜Ｎ（１８−０〜１８−Ｎ）に割り当てる。バッファは、１つのメモリチップによって構成され、そのメモリチップの領域をバッファ容量Ｌｎに応じて分割し、各ストリームの蓄積用に割り当てる。また、バッファは、複数のメモリチップによって構成されて、複数のメモリチップの容量の合計をバッファ容量Ｌｎに応じて分割し、各ストリームの蓄積用に割り当てるようにしてもよい。
【００３６】
また、受信バッファ作成部１３は、各ＴＴＳストリームに必要な最大帯域からゲート開放時間を算出する。
【００３７】
図２は、ゲート開放時間を説明するための図である。たとえば、図１に示すように、バッファ０〜３（１８−０〜１８−３）に蓄積されるストリームのビットレートが、それぞれ７５Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓ、１０Ｍｂｐｓ、５Ｍｂｐｓである場合を考える。図２に示すように、２０ｍｓのうちバッファ０（１８−０）に蓄積されるパケットの伝送のためにゲートが１５ｍｓだけ開放される。ゲートを開放する単位時間（タイムスロット）Ｂを１ｍｓとすると、２０ｍｓの間にバッファ１（１８−１）に蓄積されるパケットの伝送のためにゲートが２回開放され、バッファ２（１８−２）に蓄積されるパケットの伝送のためにゲートが２回開放され、バッファ３（１８−３）に蓄積されるパケットの伝送のためにゲートが１回開放される。
【００３８】
これによって、バッファ１（１８−１）に蓄積されるＴＴＳストリームのために１０Ｍｂｐｓの帯域が確保され、バッファ２（１８−２）に蓄積されるＴＴＳストリームのために１０Ｍｂｐｓの帯域が確保され、バッファ３（１８−３）に蓄積されるＴＴＳストリームのために５Ｍｂｐｓの帯域が確保される。なお、出力ポート１（１６−１）から出力されるパケットの伝送速度は１００Ｍｂｐｓ以上としている。
【００３９】
受信バッファ作成部１３は、要求されているストリーム毎に、帯域管理部２から受けたストリームの送信先アドレス、算出したビットレートＢｉｔ（ｎ）、バッファ番号（０〜Ｎ）、バッファ容量（バッファ深さ）、ゲート開放時間などの情報を管理テーブル１４に登録する。
【００４０】
ＩＰパケット振分部１５は、管理テーブル１４を参照して、広域ネットワークから受信したパケットが登録されているストリームに対応するか否かを判定する。登録されているストリームであれば、ＩＰアドレスを参照することによってどのバッファに格納するかを判別する。また、登録されていないストリームであれば、バッファ０（１８−０）に格納する。
【００４１】
ゲート制御部１７は、管理テーブル１４に登録されている各ストリームのゲート開放時間を参照して、図２を用いて説明したようにゲートを開放することにより各ストリームの帯域を確保する。
【００４２】
図３は、帯域管理部２の構成例を示すブロック図である。帯域管理部２は、要求元パケット抽出部２１と、スヌーピング部２２とを含む。
【００４３】
要求元パケット抽出部２１は、入力ポート３からパケットを受けると、ＩＰフィルタリング機能などによりストリームの要求元であるＰＣ、ＳＴＢなどの機器からのパケットを抽出する。
【００４４】
スヌーピング部２２は、要求元パケット抽出部２１によって抽出されたストリームの要求元からのパケットの内容を解析する。たとえば、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）、ＲＴＳＰ（Real Time Streaming Protocol）などを使用したストリームの要求を解析することにより、ストリームの配信開始要求、ストリームの配信停止要求などを判別すると共に、ストリームの要求元アドレスを抽出し、帯域制御部１に出力する。
【００４５】
図４は、帯域管理部２の処理手順を説明するためのフローチャートである。まず、入力ポート３が構内ネットワークに接続されるＰＣ、ＳＴＢなどの機器からパケットを受信すると、要求元パケット抽出部２１は、受信したパケットの中からストリームを要求する機器からのパケットを抽出し、スヌーピング部２２に出力する（Ｓ１１）。
【００４６】
次に、スヌーピング部２２は、要求元パケット抽出部２１によって抽出された要求元からのパケットを解析し、ストリームの受信開始要求／停止要求の判別を行なうと共に、要求元アドレス（受信アドレス）を抽出する（Ｓ１２）。
【００４７】
最後に、スヌーピング部２２は、ストリームの受信開始要求／停止要求、受信アドレスを帯域制御部１に出力して（Ｓ１３）、処理を終了する。
【００４８】
図５は、帯域制御部１における管理テーブル１４の作成手順を説明するためのフローチャートである。まず、ＴＴＳ判別部１１は、広域ネットワークから受信したパケットが帯域管理部２から指定されたストリームに対応し、かつＴＴＳパケットであるか否かを判別する（Ｓ２１）。受信パケットがＴＴＳパケットでなければ（Ｓ２１，Ｎｏ）、処理を終了する。このとき、受信パケットはバッファ０（１８−０）に格納される。
【００４９】
受信パケットがＴＴＳパケットであれば（Ｓ２１，Ｙｅｓ）、ビットレート算出部１２は、上述の計算方法によりオリジナルのＴＳストリームのビットレートＢｉｔ（ｎ）を算出する（Ｓ２２）。そして、算出したビットレートＢｉｔ（ｎ）から上述の方法により最大帯域を算出する（Ｓ２３）。
【００５０】
次に、受信バッファ作成部１３は、ビットレート算出部１２によって算出されたビットレートＢｉｔ（ｎ）から上述の計算方法により必要なバッファ容量（バッファ深さ）を算出し、ストリーム毎にバッファを割り当てる（Ｓ２４）。
【００５１】
次に、受信バッファ作成部１３は、上述の方法によりゲート開放時間を求める。そして、ストリーム毎に、帯域管理部２から受けたストリームの送信先アドレス、算出したビットレートＢｉｔ（ｎ）、割り当てたバッファ番号（０〜Ｎ）、バッファ容量（バッファ深さ）、ゲート開放時間などの情報を管理テーブル１４に登録し（Ｓ２５）、処理を終了する。
【００５２】
帯域管理部２からストリームの送信停止要求があった場合、受信バッファ作成部１３は、そのストリームに対応するバッファを開放すると共に、そのストリームに割り当てた帯域を開放する。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態におけるネットワーク端末によれば、ビットレート算出部１２が、ＴＴＳパケットに付加されたタイムスタンプの間隔からオリジナルのＴＳストリームのビットレートを算出するようにしたので、ストリームの伝送に必要となる最大帯域を容易に求めることが可能となった。
【００５４】
また、受信バッファ作成部１３が、ビットレート算出部１２によって算出されたビットレートからストリームに必要となるバッファ容量を算出して割り当てるようにしたので、バッファを効率的に使用することが可能となった。
【００５５】
また、帯域管理部２からストリームの送信停止要求があった場合、受信バッファ作成部１３は、そのストリームに割り当てた帯域を開放するようにしたので、効率よく帯域割当を行なうことが可能となった。
【００５６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態におけるネットワーク端末の構成例を示すブロック図である。
【図２】ゲート開放時間を説明するための図である。
【図３】帯域管理部２の構成例を示すブロック図である。
【図４】帯域管理部２の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】帯域制御部１における管理テーブル１４の作成手順を説明するためのフローチャートである。
【図６】ＴＴＳを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  帯域制御部、２  帯域管理部、３  入力ポート、１１  ＴＴＳ判別部、１２  ビットレート算出部、１３  受信バッファ作成部、１４  管理テーブル、１５  ＩＰパケット振分部、１６−１〜１６−Ｍ  出力ポート、１７  ゲート制御部、１８−０〜１８−Ｎ  バッファ、２１  要求元パケット抽出部、２２  スヌーピング部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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