(57)【要約】【課題】  通信プロトコルの帯域制御項目に記載された値がパケットデータ本体部分のみであっても、オーバーヘッド帯域分のパケット廃棄を防止できる網間中継装置を提供する。【解決手段】  本発明の網間中継装置は、呼接続要求パケットを受信すると、パケット内の情報からパケット転送に関する帯域情報を取得する第１手段と、コーデックに関する情報を取得する第２手段と、取得したコーデックに対応した予め登録されているコーデック係数パラメータを取得する第３手段と、取得した第１の設定情報レート及び取得したコーデック係数パラメータとに基づき、帯域制御パラメータを算出する第４手段と、パケット転送の帯域確保可否を決定する第５とを備える。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＩＰ電話網と第２のＩＰ電話網との間でパケットを中継させる網間中継装置であって、
上記第１のＩＰ電話網から上記第２のＩＰ電話網への呼接続要求パケットを受信すると、上記呼接続要求パケット内の情報からパケット転送に関する帯域情報である第１の設定情報レートを取得する第１の設定情報レート取得手段と、
上記呼接続要求パケット内の情報から１又は複数のコーデックに関する情報を取得するコーデック情報取得手段と、
上記コーデック情報取得手段が取得した１又は複数のコーデックに対応した予め登録されているコーデック係数パラメータを取得するコーデック係数パラメータ取得手段と、
上記第１の設定情報レート取得手段が取得した第１の設定情報レート及び上記コーデック係数パラメータ取得手段が取得したコーデック係数パラメータに基づき、帯域制御パラメータを算出する帯域制御パラメータ算出手段と、
上記帯域制御パラメータ算出手段が算出した帯域制御パラメータにより、上記呼接続要求パケットに基づくパケット転送の帯域確保可否を決定する帯域確保決定手段と
を備えることを特徴とする網間中継装置。
【請求項２】
上記第１の設定情報レート取得手段が第１の設定情報レートを取得できた場合は、取得した値を第１の設定情報レートとし、取得できなかった場合には、上記コーデック係数パラメータ取得手段が取得したコーデック係数パラメータの要素の１つを第２の設定情報レートとすることを特徴とする請求項１に記載の網間中継装置。
【請求項３】
上記コーデック係数パラメータは、上記第２の設定情報レート、ピーク情報レート係数及び最大バーストサイズ係数により構成され、
上記帯域制御パラメータ算出手段は、上記第１の設定情報レート又は上記第２の設定情報レートのいずれかの値にピーク情報レート係数を乗じて得た値をピーク情報レートとし、上記いずれかの値に上記最大バーストサイズ係数を乗じて得た値を認定バーストサイズ、ピークバーストサイズとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の網間中継装置。
【請求項４】
上記第１の設定情報レート取得手段が第１の設定情報レートを取得できた場合は、上記帯域制御パラメータ算出手段において、上記第１の設定情報レート又は上記第２の設定情報レートのいずれか大きい値を基準とすることを特徴とする請求項３に記載の網間中継装置。
【請求項５】
第１のＩＰ電話網と第２のＩＰ電話網との間でパケットを中継させる網間中継装置に搭載されるコンピュータを、
上記第１のＩＰ電話網から上記第２のＩＰ電話網への呼接続要求パケットを受信すると、上記呼接続要求パケット内の情報からパケット転送に関する帯域情報である第１の設定情報レートを取得する第１の設定情報レート取得手段と、
上記呼接続要求パケット内の情報から１又は複数のコーデックに関する情報を取得するコーデック情報取得手段と、
上記コーデック情報取得手段が取得した１又は複数のコーデックに対応した予め登録されているコーデック係数パラメータを取得するコーデック係数パラメータ取得手段と、
上記第１の設定情報レートが取得した第１の設定情報レート及び上記コーデック係数パラメータ取得手段が取得したコーデック係数パラメータに基づき、帯域制御パラメータを算出する帯域制御パラメータ算出手段と、
上記帯域制御パラメータ算出手段が算出した帯域制御パラメータにより、上記呼接続要求パケットに基づくパケット転送の帯域確保可否を決定する帯域確保決定手段と
して機能させることを特徴とする中継プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、網間中継装置及び網間中継プログラムに関し、例えば、ＩＰ電話網間中継装置におけるメディアトラフィックに適用する最適な帯域制御パラメータを決定する網間中継装置及び網間中継プログラムに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＰ電話網の網間中継装置では、端末または網間で交換されるＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）シグナリング交換を実施し、シグナリングで交換したＳＤＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）情報に基づいて、メディアセッションに必要な帯域の割り当て可否を判断（以下、「セッション受付機能」とも呼ぶ）する。当該網間中継装置は、帯域の割当が可能であれば該当セッションに帯域を割り当てた上で、当該帯域を超過するトラフィックが流入していないか監視し、割り当て帯域を超える流入トラフィックを検出した場合には、該当セッションに対する通信品質保証及び他のセッションへの影響回避を目的として当該ＩＰパケットを廃棄するポリシング機能（以下、「トラフィック流量監視機能」とも呼ぶ）を備えている。特許文献１には、ＩＰ電話システムの中継装置において、帯域の制御を行う技術が開示されている。
【０００３】
ＮＧＮ（Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の帯域制御機能に関して規定した非特許文献１では、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を利用するメディアトラフィックのセッション受付機能及びトラフィック流量監視機能のトークンパケット速度の基となる帯域値は、非特許文献２に従い、ＳＤＰのｂ＝行で指定された値を基準とするか、音声通話コーデックに対して個別のトークンパケット速度を定めた上でｂ＝行を用いた端末からの申告に代わって適用するかのいずれかと規定している。さらに、非特許文献２では、ＩＰ網においてＳＤＰのｂ＝行で申告する帯域は、ＲＴＰペイロード帯域ではなく、ＩＰヘッダ等のオーバーヘッドを含んだ帯域とするものと規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０３５９６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＴＴＣ標準ＪＴ−Ｑ３４０１付属書ｉ
【非特許文献２】ＴＴＣ標準ＪＴ−Ｙ１２２１付属資料ａ
【非特許文献３】ＲＦＣ２６９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的なＩＰ電話端末では、ＳＤＰのｂ＝行にＩＰヘッダ等のオーバーヘッドを考慮せずＲＴＰペイロード部のみの帯域値を申告する端末が多く、当該申告値を基にポリシングを実施した場合、トラフィックのバースト性によっては申告されたペイロード帯域内の流入トラフィックに対しても、オーバーヘッド帯域分のパケットが廃棄されてしまうという問題点があった。
【０００７】
また、音声通話コーデック毎のトークンパケット速度の設定についても、使用する下位レイヤ（ＩＰｖ４かＩＰｖ６ネットワークか、オプショナルヘッダを使用するか否か）によるオーバーヘッド差分や、サポート可能なパケットレートが多岐に亘るものがあるため、固定値を設定することが困難であるという問題点があった。
【０００８】
そのため、通信プロトコルの帯域制御項目に記載された値がパケットデータ本体部分のみであっても、オーバーヘッド帯域分のパケットの廃棄を未然に防止できる網間中継装置及び網間中継プログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の本発明は、第１のＩＰ電話網と第２のＩＰ電話網との間でパケットを中継させる網間中継装置であって、（１）上記第１のＩＰ電話網から上記第２のＩＰ電話網への呼接続要求パケットを受信すると、上記呼接続要求パケット内の情報からパケット転送に関する帯域情報である第１の設定情報レートを取得する第１の設定情報レート取得手段と、（２）上記呼接続要求パケット内の情報から１又は複数のコーデックに関する情報を取得するコーデック情報取得手段と、（３）上記コーデック情報取得手段が取得した１又は複数のコーデックに対応した予め登録されているコーデック係数パラメータを取得するコーデック係数パラメータ取得手段と、（４）上記第１の設定情報レートが取得した第１の設定情報レート及び上記コーデック係数パラメータ取得手段が取得したコーデック係数パラメータに基づき、帯域制御パラメータを算出する帯域制御パラメータ算出手段と、（５）上記帯域制御パラメータ算出手段が算出した帯域制御パラメータにより、上記呼接続要求パケットに基づくパケット転送の帯域確保可否を決定する帯域確保決定手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の本発明の網間中継プログラムは、第１のＩＰ電話網と第２のＩＰ電話網との間でパケットを中継させる網間中継装置に搭載されるコンピュータを、（１）上記第１のＩＰ電話網から上記第２のＩＰ電話網への呼接続要求パケットを受信すると、上記呼接続要求パケット内の情報からパケット転送に関する帯域情報である第１の設定情報レートを取得する第１の設定情報レート取得手段と、（２）上記呼接続要求パケット内の情報から１又は複数のコーデックに関する情報を取得するコーデック情報取得手段と、（３）上記コーデック情報取得手段が取得した１又は複数のコーデックに対応した予め登録されているコーデック係数パラメータを取得するコーデック係数パラメータ取得手段と、（４）上記第１の設定情報レートが取得した第１の設定情報レート及び上記コーデック係数パラメータ取得手段が取得したコーデック係数パラメータに基づき、帯域制御パラメータを算出する帯域制御パラメータ算出手段と、（５）上記帯域制御パラメータ算出手段が算出した帯域制御パラメータにより、上記呼接続要求パケットに基づくパケット転送の帯域確保可否を決定する帯域確保決定手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、通信プロトコルの帯域制御項目に記載された値がパケットデータ本体部分のみであっても、オーバーヘッド帯域分のパケットの廃棄を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る網間中継装置の機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る帯域制御パラメータ表を示す説明図である。
【図３】第１の実施形態に係るデュアルトークンパケットによる流量制限を示すグラフである。
【図４】第１の実施形態に係るコーデック毎の係数表を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態に係る呼毎帯域制御パラメータ表２０１を決定する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（Ａ）第１の実施形態
以下に、本発明による網間中継装置及び網間中継プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態を適用したＩＰ電話網間に存在するＩＰ電話網間中継装置１０１の機能ブロック図である。
【００１５】
図１において、ＩＰ電話網間中継装置１０１は、呼制御機能モジュール１０２とパケット処理機能モジュール１０３を有し、両者は制御用接続路１０６を介して情報を授受する。
【００１６】
呼制御機能モジュール１０２は、呼制御信号転送用接続路１０４からＳＩＰ呼制御信号１０５を受信して呼制御処理を行う。パケット処理機能モジュール１０３は、呼制御機能モジュール１０２から呼制御要求を受信すると、メディアパケット転送用接続路１０７を設置した上で、ＲＴＰメディアパケット１０８を受信し、パケット処理を行う。
【００１７】
セッション受付機能部１０９は、非特許文献１に記載の技術に従って、呼制御機能モジュール１０２に入力されたＳＩＰ呼制御信号１０５中のＳＤＰ情報内のｂ＝行で指示された帯域値か、ＳＤＰ情報内にｂ＝行の指示がない場合には、ＳＩＰ呼制御信号１０５の交換により決定されたコーデックに対して定めた帯域値を基に、後述する図２記載の呼毎帯域制御パラメータ表２０１を決定した上で、この表を基にセッション受付可否を行う。
【００１８】
トラフィック流量監視機能部１１０は、セッション受付機能部１０９にてセッション受付された呼に対して、決定された呼毎帯域制御パラメータ表２０１を基に非特許文献３に記載の技術に準拠したデュアルトークンパケットによるフレーム分類処理を行う。
【００１９】
図２は、呼毎に作成される帯域制御パラメータを示した呼毎帯域制御パラメータ表２０１である。呼毎帯域制御パラメータ表２０１は、許容する認定情報レート値である認定情報レート（ＣＩＲ：Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）Ｆ１０、認定情報に対するトークンバケットのデータサイズである認定バーストサイズ（ＣＢＳ：Ｃｏｍｍｉｔｔｅｄ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｉｚｅ）Ｆ１１、許容するピーク情報レート値であるピーク情報レート（ＰＩＲ：Ｐｅａｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）Ｆ１２、ピークバーストサイズ（ＰＢＳ：Ｐｅａｋ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｉｚｅ）Ｆ１３を含む。
【００２０】
なお、呼毎帯域制御パラメータ表２０１の決定方法については、後述する第１の実施形態の動作において説明する。
【００２１】
図４は、図２の帯域制御パラメータを決定する際に必要となるコーデック毎に定義されているコーデック毎係数表４０１である。コーデック毎係数表４０１は、認定情報レートＦ２０、認定情報レートに対する係数であるピーク情報レート係数（ＰＩＲＣ：Ｐｅａｋ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）Ｆ２１、認定情報レートに対する係数である最大バーストサイズ係数（ＭＢＳＣ：Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｂｕｒｓｔ  Ｓｉｚｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）Ｆ２２を含む。
【００２２】
なお、コーデック毎係数表４０１はコーデック毎に定義されるが、同一のコーデックに対するデータが複数あっても良い。
【００２３】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態のＩＰ電話網間中継装置１０１の動作を、図面を参照しながら説明する。なお、コーデック毎係数表４０１は予め定義されているものとする。
【００２４】
まず、呼毎帯域制御パラメータ表２０１の決定する手順を図５のフローチャートに沿って説明する。
【００２５】
セッション受付機能部１０９において、呼接続信号として入力されたＳＩＰ呼制御信号１０５中のＳＤＰ情報のメディア記述部内のｂ＝ＡＳ行にて帯域値が指示されていた場合には、指示された値を当該呼のＣＩＲとみなす（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。メディア記述内にｂ＝ＡＳ行で帯域値が指示されていなかった場合には、このＳＩＰ呼制御信号１０５中のＳＤＰ情報のｍ＝行からコーデックリストを取得し、それぞれのコーデックに対応するコーデック毎係数表４０１からＣＩＲ候補を抽出して、抽出されたＣＩＲ候補のうち最大のＣＩＲ値を当該呼のＣＩＲとみなす（Ｓ２０３〜Ｓ２０５）。
【００２６】
さらに、選択されたコーデックに対応するコーデック毎係数表４０１からピーク情報レート係数（ＰＩＲＣ）及び最大バーストサイズ係数（ＭＢＳＣ）を抽出し、ＰＩＲ＝ＣＩＲ×ＰＩＲＣ、ＣＢＳ＝ＰＢＳ＝ＰＩＲ×ＭＢＳＣとして呼毎帯域制御パラメータ表２０１の各要素を決定する（Ｓ２０６、Ｓ２０７）。
【００２７】
なお、ＳＤＰ情報のメディア記述部内のｂ＝ＡＳ行にて帯域値が指示されていた場合であっても、コーデック毎係数表４０１からＣＩＲ候補を抽出しても良く、両ＣＩＲ候補を比較して大きい方を当該呼のＣＩＲとしても良い。
【００２８】
次に、セッション受付機能部１０９では、決定した呼毎帯域制御パラメータ表２０１のＰＩＲを基に帯域情報可否を判断する。
【００２９】
帯域確保可能として接続を許諾した呼に対して、メディアパケット転送用接続路１０７からＲＴＰメディアパケット１０８を受信した場合、トラフィック流用監視機能部１１０では決定された呼毎帯域制御パラメータ表２０１の各要素を用いたデュアルトークンパケットによるフレーム分類処理を実施する。具体的には、図３に示すように、メディア流量監視機能部１１０に入力されたＲＴＰメディアパケット１０８が、認定情報レート(ＣＩＲ)を超過して入力され認定バーストサイズ（ＣＢＳ）分のトークンバケットも消費した状態となった場合は黄色、さらにピーク情報レート（ＰＩＲ）も超過してピークバーストサイズ（ＰＢＳ）分のトークンパケットも消費した状態となった場合には赤色と分類する。
【００３０】
その結果、トラフィック流用監視機能部１１０は、赤色と判断したパケットを廃棄することでポリシング処理を実行する。
【００３１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、メディアパケット転送用接続路１０７にて使用する下位レイヤのオーバーヘッド差分（ＩＰｖ４かＩＰｖ６ネットワークか、オプショナルヘッダを使用するか否か）に応じてコーデック毎にコーデック係数表４０１記載のピーク情報レート係数を事前に定義可能としていること、及びセッション受付可否判断とポリシング処理において当該ピーク情報レート係数を基に算出したＰＩＲで行うことにより、帯域申告値がＲＴＰペイロード帯域である場合において、オーバーヘッド帯域分のパケットの廃棄を未然に防止できる。
【００３２】
さらに、パケットレートを考慮してコーデック毎係数表を分割可能とすることにより、複数のパケットレートをサポートするコーデックに対して適用するトークンパケット速度の最適化を行うことが可能となる。これにより、利用する下位レイヤ及びコーデックに応じて、網内資源を最適に利用することが可能となるとの効果が得られる。
【００３３】
（Ｂ）他の実施形態
第１の実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００３４】
（Ｂ−１）第１の実施形態では、フレーム分類処理をした上でポリシング処理をした場合を示したがポリシング処理に代えてシェーピング処理をするようにしても良い。
【００３５】
（Ｂ−２）第１の実施形態では、本発明をＩＰ電話システムに適用した場合を示したが、本発明の用途は、これに限定されるものではない。例えば、リアルタイム性が要求される音声、映像、データ配信等を行う何らかの用途において適用するようにしても良い。
【００３６】
（Ｂ−３）第１の実施形態では、フレーム分類処理の仕方として、デュアルトークンパケットによる分類の仕方を示したが、この例に限らない。例えば、ＰＩＲを基準レートとしてシングルトークンパケットによる分類をするようにしても良い。
【００３７】
（Ｂ−４）図１は、第１の実施形態のＩＰ電話網間中継装置の構成を示す機能ブロック図である。ここで、第１の実施形態のＩＰ電話網間中継装置は、ハードウェアで構成することも可能であり、また、その一部を、ＣＰＵが実行するソフトウェアとＣＰＵで実現することも可能であるが、いずれの実現方法を採用した場合であっても、機能的には図１で表すことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０１…ＩＰ電話網間中継装置、１０２…呼制御機能モジュール、１０３…パケット処理機能モジュール、１０４…呼制御信号転送用接続路、１０５…ＳＩＰ呼制御信号、１０６…制御用接続路、１０７…メディアパケット転送用接続路、１０８…ＲＴＰメディアパケット、１０９…セッション受付機能部、１１０…トラフィック流量監視機能部、２０１…呼毎帯域制御パラメータ表、４０１…コーデック毎係数表。
【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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