(57)【要約】【課題】FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる通信システム、符号化装置、および復号化装置を提供する。【解決手段】ルータ３ａと３ｃの間には、ルータ３ａと３ｂを直接結んだ通信経路、およびルータ３ｂと３ｃを直接結んだ通信経路からなる第１の通信経路と、ルータ３ａからエンコーダ４、ルータ３ｄ、ルータ３ｂ、ルータ３ｃ、デコーダ５を経由してルータ３ｃに到達する第２の通信経路の少なくとも２種類の通信経路が存在する。高信頼化対象外のパケットに関しては、エンコーダ４もデコーダ５も経由しない第１の通信経路で転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる。【選択図】図１
2008054014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信者から受信者へのオリジナルデータを転送する複数の通信装置と、前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置と、前記符号化データを復号化する復号化装置とを備えた通信システムにおいて、
前記符号化装置が第１の通信装置に接続され、前記復号化装置が第２の通信装置に接続されており、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間で、前記符号化装置も前記復号化装置も経由せずに前記送信者から前記受信者への前記オリジナルデータを転送可能な第１の通信経路とは少なくとも一部が異なる第２の通信経路において、前記第１の通信装置によって転送された前記オリジナルデータが前記符号化装置によって受信され、前記符号化装置から送信された前記符号化データが前記第２の通信装置を経由して前記復号化装置によって受信され、前記復号化装置によって復号化されたデータが前記第２の通信装置へ送信される
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記オリジナルデータが前記送信者からマルチキャストで送信され、
前記符号化装置は、前記オリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する第１の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータを受信する第１の受信手段と、受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化データを送信する第１のデータ送信手段とを有し、
前記復号化装置は、前記受信要求を生成して送信する第２の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータおよび前記符号化データを受信する第２の受信手段と、受信した前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータのうち通信経路で失われたデータを送信する第２のデータ送信手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記オリジナルデータが前記送信者からマルチキャストで送信され、
前記符号化装置は、前記オリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する第１の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータを受信する第１の受信手段と、受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化データを送信する第１のデータ送信手段とを有し、
前記復号化装置は、前記送信者までの通信経路が前記復号化装置の方向であることを前記第２の通信装置に認識させるため、前記送信者までの経路に関する経路情報を前記第２の通信装置へ送信する経路情報送信手段と、前記符号化データを受信する第２の受信手段と、受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータを、前記送信者からマルチキャストで送信された前記オリジナルデータとして送信する第２のデータ送信手段とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項４】
前記復号化装置の前記第２のデータ送信手段はさらに、前記第２の通信装置によって転送された前記送信者へのパケットを、トンネリングによって前記符号化装置へ送信し、
前記符号化装置の前記第１の受信手段はさらに、前記復号化装置からのパケットを受信し、
前記符号化装置の前記第１のデータ送信手段はさらに、前記第１の受信手段によって受信された前記復号化装置からのパケットを元の前記送信元から前記送信者へのパケットに戻して送信する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
送信者から受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する受信要求送信手段と、
前記オリジナルデータを受信する受信手段と、
受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、
前記符号化データを送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする符号化装置。
【請求項６】
前記受信手段はさらに、前記符号化データを復号化する復号化装置が、トンネリングによって送信した前記送信者へのパケットを受信し、
前記データ送信手段はさらに、前記受信手段によって受信された前記復号化装置からのパケットを元の前記受信者からのパケットに戻して送信する
ことを特徴とする請求項５に記載の符号化装置。
【請求項７】
送信者から受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する受信要求送信手段と、
前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置によって送信された前記符号化データを受信する受信手段と、
受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、
生成された前記オリジナルデータのうち通信経路で失われたデータを送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項８】
送信者から受信者までの通信経路上にある通信装置に対して、前記送信者までの通信経路が前記復号化装置の方向であることを前記通信装置に認識させるため、前記送信者までの経路に関する経路情報を前記通信装置へ送信する経路情報送信手段と、
前記送信者から前記受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置によって送信された前記符号化データを受信する受信手段と、
受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、
生成された前記オリジナルデータを、前記送信者からマルチキャストで送信された前記オリジナルデータとして送信するデータ送信手段と、
を備えたことを特徴とする復号化装置。
【請求項９】
前記データ送信手段はさらに、前記通信装置によって転送された前記送信者へのパケットを、トンネリングによって前記符号化装置へ送信することを特徴とする請求項８に記載の復号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信者から受信者へのオリジナルデータを転送する複数の通信装置と、オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置と、符号化データを復号化する復号化装置とを備えた通信システムに関する。また、本発明は、本通信システムが備える符号化装置および復号化装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ブロードバンドの発達によって、大容量の映像コンテンツをIP（Internet Protocol）網上で配信する要求が高まっている。このようなコンテンツの一部は、同報性の高いものであり、マルチキャストを用いて配信することで、ネットワーク帯域を大きく削減することが可能である。しかしながら、IPマルチキャストは、トランスポート層のプロトコルとしてUDP（User Datagram Protocol）を用いるのが一般的であり、パケットロス等に非常に弱い。
【０００３】
そこで、誤り訂正符号を用いた手法（FEC：Forward Error Correction）により、配信データを冗長化し、冗長化した程度のパケットロスを回復することが可能である。一般的には、送信者で冗長化（符号化）を、受信者で回復処理（復号化）を行う。ただし、この冗長化の程度は、送信者から各受信者までのネットワークの品質を考慮してなされるべきものであり、マルチキャストのような１対多の配信においては、各配信経路のネットワーク品質が多様となり、同一に設定するのは設計上非効率的となる場合がある。例えば、有線や無線の混在するユビキタスネットワークにおいては、無線区間は非常に低品質なのに対して、有線区間は高品質である。したがって、このような場合では、特定の区間のみ高信頼化する方が効率的といえ、特定のネットワークにFEC装置（符号化装置および復号化装置）を設置することで実現可能となる（例えば非特許文献１参照）。
【非特許文献１】近堂徹、他４名，「アプリケーションゲートウェイを利用したハイビジョン映像広域伝送実験」，マルチメディア、分散、協調とモバイル，（ＤＩＣＯＭＯ）２００５シンポジウム論文集，２００５年，ｐ．５２１−５２４，
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、FEC装置を通信経路上に直に設置すると、その設置の際やFEC装置の故障の際に、高信頼化対象の通信だけでなく高信頼化対象外の通信までも途切れてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる通信システム、符号化装置、および復号化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】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、送信者から受信者へのオリジナルデータを転送する複数の通信装置と、前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置と、前記符号化データを復号化する復号化装置とを備えた通信システムにおいて、前記符号化装置が第１の通信装置に接続され、前記復号化装置が第２の通信装置に接続されており、前記第１の通信装置と前記第２の通信装置の間で、前記符号化装置も前記復号化装置も経由せずに前記送信者から前記受信者への前記オリジナルデータを転送可能な第１の通信経路とは少なくとも一部が異なる第２の通信経路において、前記第１の通信装置によって転送された前記オリジナルデータが前記符号化装置によって受信され、前記符号化装置から送信された前記符号化データが前記第２の通信装置を経由して前記復号化装置によって受信され、前記復号化装置によって復号化されたデータが前記第２の通信装置へ送信されることを特徴とする通信システムである。
【０００７】
また、本発明の通信システムにおいて、前記オリジナルデータが前記送信者からマルチキャストで送信され、前記符号化装置は、前記オリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する第１の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータを受信する第１の受信手段と、受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化データを送信する第１のデータ送信手段とを有し、前記復号化装置は、前記受信要求を生成して送信する第２の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータおよび前記符号化データを受信する第２の受信手段と、受信した前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータのうち通信経路で失われたデータを送信する第２のデータ送信手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の通信システムにおいて、前記オリジナルデータが前記送信者からマルチキャストで送信され、前記符号化装置は、前記オリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する第１の受信要求送信手段と、前記オリジナルデータを受信する第１の受信手段と、受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化データを送信する第１のデータ送信手段とを有し、前記復号化装置は、前記送信者までの通信経路が前記復号化装置の方向であることを前記第２の通信装置に認識させるため、前記送信者までの経路に関する経路情報を前記第２の通信装置へ送信する経路情報送信手段と、前記符号化データを受信する第２の受信手段と、受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータを、前記送信者からマルチキャストで送信された前記オリジナルデータとして送信する第２のデータ送信手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の通信システムにおいて、前記復号化装置の前記第２のデータ送信手段はさらに、前記第２の通信装置によって転送された前記送信者へのパケットを、トンネリングによって前記符号化装置へ送信し、前記符号化装置の前記第１の受信手段はさらに、前記復号化装置からのパケットを受信し、前記符号化装置の前記第１のデータ送信手段はさらに、前記第１の受信手段によって受信された前記復号化装置からのパケットを元の前記送信元から前記送信者へのパケットに戻して送信することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、送信者から受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する受信要求送信手段と、前記オリジナルデータを受信する受信手段と、受信された前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化手段と、前記符号化データを送信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とする符号化装置である。
【００１１】
また、本発明の符号化装置において、前記受信手段はさらに、前記符号化データを復号化する復号化装置が、トンネリングによって送信した前記送信者へのパケットを受信し、前記データ送信手段はさらに、前記受信手段によって受信された前記復号化装置からのパケットを元の前記受信者からのパケットに戻して送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、送信者から受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータを受信するための受信要求を生成して送信する受信要求送信手段と、前記オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置によって送信された前記符号化データを受信する受信手段と、受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータのうち通信経路で失われたデータを送信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とする復号化装置である。
【００１３】
また、本発明は、送信者から受信者までの通信経路上にある通信装置に対して、前記送信者までの通信経路が前記復号化装置の方向であることを前記通信装置に認識させるため、前記送信者までの経路に関する経路情報を前記通信装置へ送信する経路情報送信手段と、前記送信者から前記受信者へマルチキャストで送信されるオリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成する符号化装置によって送信された前記符号化データを受信する受信手段と、受信された前記符号化データを復号化し、前記オリジナルデータを生成する復号化手段と、生成された前記オリジナルデータを、前記送信者からマルチキャストで送信された前記オリジナルデータとして送信するデータ送信手段とを備えたことを特徴とする復号化装置である。
【００１４】
また、本発明の復号化装置において、前記データ送信手段はさらに、前記通信装置によって転送された前記送信者へのパケットを、トンネリングによって前記符号化装置へ送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１の通信経路とは少なくとも一部が異なる第２の通信経路において、符号化装置から復号化装置へ符号化データが送信されるように、符号化装置が第１の通信装置に接続され、復号化装置が第２の通信装置に接続されている。これによって、高信頼化対象外のデータに関しては、第１の通信経路で転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による通信システムの構成を示している。マルチキャスト配信を行うため、送信者から受信者へ配信されるデータ（オリジナルデータとする）を含むマルチキャストパケットを発信する送信者装置１（送信者）と、マルチキャストパケットを受信する受信者装置２ａ，２ｂ，２ｃ（受信者）とが設けられている。また、送信者装置１と受信者装置２ａ，２ｂ，２ｃの間には、パケットの転送を行うルータ３ａ，３ｂ，３ｃが設けられている。特に、ルータ３ａは、マルチキャスト配信木の根となるＲＰ（Rendezvous Point）である。
【００１８】
高信頼化する区間（本実施形態では、ルータ３ａと３ｃの間の区間）の両端には、オリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化を行い、符号化データを生成するエンコーダ（符号化装置）と、符号化データを復号化するデコーダ（復号化装置）とが設けられる。従来では、例えばルータ３ａと３ｃを結ぶ通信経路上のルータ３ａ側にエンコーダが、ルータ３ｃ側にデコーダが設けられるため、エンコーダまたはデコーダの故障時には、高信頼化対象のマルチキャスト通信だけでなく、高信頼化対象外の通信も途切れてしまう問題があった。
【００１９】
そこで、本実施形態では、高信頼化対象のパケットが通過する通信経路に対してエンコーダおよびデコーダを直列に接続するのではなく、以下のように接続する形態が実現されている。図１に示すように、エンコーダ４は、高信頼化する区間をルータ３ａ（第１の通信装置）までの通信経路上に含まないように（ルータ３ａから送信者装置１までの通信経路をも含まないように）、ルータ３ａに対して接続されている。また、同様にデコーダ５は、高信頼化する区間をルータ３ｃ（第２の通信装置）までの通信経路上に含まないように（ルータ３ｃから各受信者装置までの通信経路をも含まないように）、ルータ３ｃに対して接続されている。
【００２０】
したがって、ルータ３ａと３ｃの間には、ルータ３ａと３ｂを直接結んだ通信経路、およびルータ３ｂと３ｃを直接結んだ通信経路からなる第１の通信経路と、ルータ３ａからエンコーダ４、ルータ３ｄ、ルータ３ｂ、ルータ３ｃ、デコーダ５を経由してルータ３ｃに到達する第２の通信経路の少なくとも２種類の通信経路が存在することになる。これによって、ルータ３ａと３ｃの間で、エンコーダ４もデコーダ５も経由しない第１の通信経路でパケットを転送することが可能となる。一方で、ルータ３ａとルータ３ｃの間で、第１の通信経路とは少なくとも一部が異なる第２の通信経路で、エンコーダ４からの符号化パケットをデコーダ５まで転送することが可能となる。
【００２１】
このように、高信頼化対象外のパケットに関しては、第１の通信経路で転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる。なお、本実施形態では基本的に通信方向が決まっているため、送信者装置１側にエンコーダ４、受信者装置側にデコーダ５が設置されている。両方向通信を対象に高信頼化を行う場合には、エンコーダとデコーダの両機能を備えた装置を送信者装置１側および受信者装置側にそれぞれ設置すればよい。
【００２２】
次に、エンコーダ４およびデコーダ５の構成を説明する。図２はエンコーダ４の構成を示している。送受信部４１は、オリジナルデータ等のパケットを受信する機能と、符号化データ等のパケットを送信する機能とを有する。符号化部４２は、送受信部４１で受信されたオリジナルデータに対して、誤り訂正符号による符号化（冗長化）を行い、符号化データ（冗長データ）を生成する機能を有する。記憶部４３は、オリジナルデータや符号化データ等を一時的に記憶する機能を有する。制御部４４は、必要に応じて情報処理を行うと共に、エンコーダ４内の各部の動作を制御する機能を有する。
【００２３】
図３はデコーダ５の構成を示している。送受信部５１は、オリジナルデータおよび符号化データ等のパケットを受信する機能と、符号化データを復号化して得られたオリジナルデータ等のパケットを送信する機能とを有する。復号化部５２は、送受信部５１で受信された符号化データを復号化し、オリジナルデータを生成する機能を有する。記憶部５３は、オリジナルデータや符号化データ等を一時的に記憶する機能を有する。制御部５４は、必要に応じて情報処理を行うと共に、デコーダ５内の各部の動作を制御する機能を有する。
【００２４】
次に、エンコーダ４およびデコーダ５の動作を中心に、マルチキャスト配信時の本通信システムの動作を説明する。受信者装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが、オリジナルデータのマルチキャストパケットを受信するためのJoinメッセージを上流側へ向けて送信すると、ルータ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによってマルチキャストパケットが転送され、受信者装置２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに配信される。エンコーダ４はマルチキャストに参加し、受信したマルチキャストパケットに含まれるオリジナルデータを符号化する。より具体的には、エンコーダ４において、制御部４４は、マルチキャストパケットを受信するためのJoinメッセージ（受信要求）を生成する。送受信部４１はルータ３ａへ向けてJoinメッセージを送信する。Joinメッセージを受信したルータ３ａによって、マルチキャストパケットがエンコーダ４へ転送されるようになる。
【００２５】
送受信部４１はこのマルチキャストパケットを受信する。符号化部４２は、受信されたマルチキャストパケットに含まれるオリジナルデータを符号化し、符号化データを生成する。送受信部４１は、ルータ３ｄへ向けて、符号化データを含むパケットを送信する。符号化データの送信はマルチキャストで行っても、ユニキャストで行ってもよい。符号化データを含むパケットの宛先アドレスはオリジナルデータのマルチキャストパケットとは別の宛先アドレスであり、符号化データがマルチキャストで送信される場合には、オリジナルデータのマルチキャストパケットの宛先アドレスに設定されているマルチキャストグループのアドレスとは異なるマルチキャストグループのアドレスが符号化データのマルチキャストパケットの宛先アドレスに設定される。また、符号化データがユニキャストで送信される場合には、符号化データのパケットの宛先アドレスはデコーダのアドレスに設定される。
【００２６】
デコーダ５は、オリジナルデータのマルチキャストパケットと共に、エンコーダ４から送信された符号化データのパケットを受信する。より具体的には、デコーダ５の制御部５４は、オリジナルデータのマルチキャストパケットを受信するためのJoinメッセージを生成する。送受信部５１はルータ３ｃへ向けてJoinメッセージを送信する。Joinメッセージを受信したルータ３ｃによって、マルチキャストパケットがデコーダ５へ転送されるようになる。
【００２７】
また、符号化データがエンコーダ４からマルチキャストで送信される場合には、デコーダ５は、符号化データのマルチキャストパケットを受信するためのJoinメッセージを生成し、ルータ３ｃへ向けて送信する。このJoinメッセージを受信したルータ３ｃによって、符号化データのマルチキャストパケットがデコーダ５へ転送されるようになる。符号化データがエンコーダ４からユニキャストで送信される場合には、ルータ３ｃからデコーダ５へそのまま符号化データのパケットが転送される。
【００２８】
デコーダ５において、送受信部５１はオリジナルデータのマルチキャストパケットおよび符号化データのパケットを受信する。復号化部５２は、受信された符号化データを復号化し、オリジナルデータを生成する。また、制御部５４は、受信されたオリジナルデータにロスがあるか否かを判定し、オリジナルデータにロスを検出した場合には、復号化部５２にその旨を通知する。復号化部５２は、制御部５４からの通知に基づいて、生成したオリジナルデータのうち通信経路で失われたデータを回復データとして送受信部５１へ出力する。送受信部５１は回復データをルータ３ｃへ向けて送信する。この回復データは、送信元アドレスがオリジナルデータのマルチキャストパケットの送信元アドレスと同じであり、宛先アドレスがオリジナルデータのマルチキャストパケットの宛先アドレスと同じであるマルチキャストパケットとして（すなわち送信者装置１からマルチキャストで送信されたオリジナルデータのマルチキャストパケットとして）送信される。
【００２９】
ただし、ルータは、LAN（Local Area Network）セグメントの異なるポートから受信されたマルチキャストパケットを破棄してしまうので、オリジナルデータのマルチキャストと同様のLANに合流するネットワークに回復データのマルチキャストパケットを送信する必要がある。通常の実装では、オリジナルデータのマルチキャストパケットを受信したルータのポートの中で、上流と同一のLANセグメントに所属するポートに送信する。すなわち、ルータ３ｃにおいて、回復データのマルチキャストパケットを受信するポートのセグメントがオリジナルデータのマルチキャストパケットの受信（上流）ポートのセグメントと同一となる。回復データのマルチキャストパケットは、ルータ３ｃによって、オリジナルデータのマルチキャストパケットとして扱われる。
【００３０】
本実施形態では、元のマルチキャストパケット自体も下流に送信されているので、エンコーダ４が生成する符号化データはオリジナルデータよりも少なくてよい。また、実際に使用するFECは何でもよく（この例では、パケットロスを対象とするので、パケットロス用のイレージャ符号を用いるのがよい）、例えば、５パケット毎に、それらの中の任意の個数のパケットをＸＯＲ演算したパリティパケットを１つ生成するような実装が考えられる。
【００３１】
ネットワークでパケットロスが発生しても、上記のようにしてロスパケットが回復されるため、受信者装置２ａ〜２ｃでは正常な動作が行われる。なお、回復データのマルチキャストパケットは、ルータ３ｃとデコーダ５の間の通信やデコーダ５での復号化に要する時間分だけオリジナルデータのマルチキャストパケットから遅れて受信者装置２ａ〜２ｃに届くが、マルチキャスト自体にパケットの到達順序の保証がないため、通常、受信者装置２ａ〜２ｃは若干の到達順序の逆転に耐える機能を持っている。
【００３２】
上述したように、本実施形態によれば、高信頼化対象外のパケットに関しては、高信頼化対象のマルチキャストパケットとは異なる通信経路で、FEC装置を経由することなく転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる。また、オリジナルデータのマルチキャストパケットも、FEC装置を経由することなく転送されるので、高信頼化対象のマルチキャストに係る通信の遮断も防止することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図４は、本実施形態による通信システムの構成を示している。本実施形態では、ルータ３ｂと３ｃに挟まれた区間が、高信頼化する区間である。エンコーダ４はルータ３ｂに接続され、デコーダ５はルータ３ｃに接続されている。本実施形態でも、エンコーダ４はJoinメッセージを生成し、ルータ３ｂへ向けて送信する。すると、第１の実施形態と同様にして、Joinメッセージを受信したルータ３ｂによって、オリジナルデータのマルチキャストパケットがエンコーダ４へ転送されるようになる。
【００３４】
エンコーダ４において、符号化部４２は、送受信部４１によって受信されたマルチキャストパケットに含まれるオリジナルデータを符号化し、符号化データを生成する。送受信部４１は、符号化データを含むパケットをルータ３ｂへ向けて送信する。このパケットの送信に関しては、第１の実施形態と同様に、マルチキャストで行っても、ユニキャストで行ってもよい。パケットがマルチキャストで送信される場合には、オリジナルデータのマルチキャストパケットの宛先アドレスに設定されているマルチキャストグループのアドレスとは異なるマルチキャストグループのアドレスが宛先アドレスに設定される。
【００３５】
デコーダ５において、送受信部５１は、エンコーダ４から送信されたパケットを受信する。復号化部５２は、受信された符号化データを復号化し、オリジナルデータを生成する。送受信部５１は、生成されたオリジナルデータのマルチキャストパケットをルータ３ｃへ向けて送信する。このマルチキャストパケットの送信元アドレスは、エンコーダ４が受信したオリジナルデータのマルチキャストパケットの送信元アドレスと同じであり、宛先アドレスも、エンコーダ４が受信したオリジナルデータのマルチキャストパケットの宛先アドレスと同じである。さらに、このマルチキャストパケットのポート番号も、エンコーダ４が受信したオリジナルデータのマルチキャストパケットのポート番号と同じであり、マルチキャストパケットのヘッダ全体が、エンコーダ４が受信したオリジナルデータのマルチキャストパケットのヘッダと同じである。したがって、デコーダ５から送信されるマルチキャストパケットは、送信者装置１からマルチキャストで送信されたオリジナルデータのマルチキャストパケットとして送信される。
【００３６】
ルータ３ａは、デコーダ５から受信したマルチキャストパケットを、送信者装置１から発信されたものであると認識して、受信者装置２ａ〜２ｃへ転送する。このようにして、一連のマルチキャスト配信が行われる。第１の実施形態では、元のオリジナルデータのマルチキャストパケットも図１のルータ３ａから下流に送信されるので、オリジナルデータと比べて符号化データの量は少なくてよいが、本実施形態では、元のオリジナルデータのマルチキャストパケットが図２のルータ３ｂから下流には送信されず、オリジナルデータと同等以上の量の符号化データを必要としている。
【００３７】
オリジナルデータのマルチキャストパケットを受信するために受信者装置２ａ〜２ｃが送信したJoinメッセージは、通常であればルータ３ｃと３ｂを経由してルータ３ａに到着するのだが、そうするとルータ３ｂが送信者装置１からのマルチキャストパケットをルータ３ｃへ転送する動作を開始してしまう。本実施形態では、オリジナルデータと同等以上の量の符号化データが下流側に流れるようになっているので、ルータ３ｂが送信者装置１からのマルチキャストパケットをルータ３ｃへ転送する必要はない。
【００３８】
そこで、本実施形態では、ルータ３ｂが送信者装置１からのマルチキャストパケットをルータ３ｃへ転送することによる通信量の増大を防止するため、受信者装置２ａ〜２ｃからのJoinメッセージがルータ３ｃからデコーダ５へ転送されるようになっている。このようにするためには、送信者装置１までの通信経路がデコーダ５の方向であることをルータ３ｃに認識させればよい。本実施形態のデコーダ５では、制御部５４が、送信者装置１までの経路に関するルーティング情報（経路情報）を生成し、送受信部５１がルーティング情報をルータ３ｃへ送信する。このルーティング情報に基づいて、ルータ３ｃは、送信者装置１までの通信経路がデコーダ５の方向であることを認識する。これによって、デコーダ５から送信されたマルチキャストパケットがルータ３ｃで破棄されることなく、受信者装置２ａ〜２ｃへ転送される。
【００３９】
ここで扱うルーティングプロトコルとしては、例えばOSPF（Open Shortest Path First）が挙げられる。通常、ルーティング情報は、宛先アドレスやネットワークアドレスによって定義されるので、デコーダ５は、対象とするマルチキャストの送信者装置１のアドレスもしくはネットワークアドレスを知っておく必要がある。ルーティング情報をルータ３ｃに通知する装置として、デコーダ５とルータ３ｃの間に別途ルータを設置してもよい。
【００４０】
デコーダ５がルーティング情報をルータ３ｃに通知することに関して、デコーダ５が接続するルータ３ｃ以外では、送信者装置１向きの通信経路がデコーダ５の方向にできるだけ設定されないようにしたいという要求がある。コストの小さい通信経路にパケットが転送されるものとすると、デコーダ５が持つ送信者装置１へのコストを、ルータ３ｃに接続する他のルータの持つ送信者装置１へのコストより少しだけ小さくし、そのコストがデコーダ５を伝わって他のルータに通知されたとき、他のルータの持つコストより大きくなれば、他のルータには転送先の書き変えは起こらない。
【００４１】
例えば、１ホップに係るコストをコスト２とし、ルータ３ｃ以外のあるルータが、送信者装置１へのコストとしてコスト３０を持っているとする。ルータ３ｃから見た他のルータ向きの送信者装置１へのコストはコスト３２となる。デコーダ５が、送信者装置１へのコストとして、コスト２９をルータ３ｃに通知すると、ルータ３ｃでは、送信者装置１へのコストがコスト３１となり、送信者装置１への通信経路がデコーダ５に向く。一方、他のルータにおいては、デコーダ５を経由する送信者装置１への通信経路のコストはコスト３３になるので、ルーティングテーブルの変更は起こらない。
【００４２】
上記のようにして、送信者装置１までの通信経路がデコーダ５の方向であることをルータ３ｃが認識すると、受信者装置２ａ〜２ｃ等から送信者装置１へのパケット（暗号通信に必要な鍵交換用のパケット等）もデコーダ５に届くようになる。そこで、デコーダ５は受信者装置２ａ〜２ｃからのパケットを、トンネリングによってデコーダ５からのパケットとしてエンコーダ４へ送信する。すなわち、デコーダ５の制御部５４は、送受信部５１によって受信された受信者装置２ａ〜２ｃからのパケットに対して新たなヘッダを付加することによって元のパケットをカプセル化し、送受信部５１は新たなパケットをエンコーダ４へ送信する。これによって、新たなパケットの送信元はデコーダ５となる。
【００４３】
このパケットは、ルータ３ｃと３ｂを経由して、エンコーダ４によって受信される。エンコーダ４の制御部４４は、送受信部４１によって受信されたデコーダ５からのパケットから、デコーダ５で付加されたヘッダを除去し、元の受信者装置２ａ〜２ｃからのパケットに戻す。送受信部４１は、元に戻ったパケットを送信者装置１へ送信する。
【００４４】
本実施形態においても、高信頼化対象外のパケット（例えば受信者装置２ａ〜２ｃから送信者装置１へのパケット）に関しては、高信頼化対象のマルチキャストパケットとは異なる通信経路で、FEC装置を経由することなく転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図５は、本実施形態による通信システムの構成を示している。本実施形態では、送信者装置１から受信者装置２ａへユニキャストでオリジナルデータのパケットが送信されるものとする。第１、第２の実施形態と同様に、エンコーダ４は、対象となるパケットを受信する必要がある。例えば、以下の２通りの方法によって、実装可能である。第１の方法は、ルータのミラーリングによって生成された複製パケットを受信する方法である。第２の方法は、エンコーダ４がルーティング情報をルータ３ｂに通知し、対象パケットをエンコーダ４に転送するようにルータ３ｂに仕向ける方法である。
【００４６】
図５（ａ）は、第１の方法によって実現されるパケットの流れを示している。ルータ３ｂは、ミラーリングによって複製したユニキャストパケットをエンコーダ４へ送信する。エンコーダ４は、受信したユニキャストパケットに含まれるオリジナルデータを符号化した符号化データを含むパケットをルータ３ｂへ向けて送信する。このパケットの送信に関しては、デコーダ５のアドレスを宛先として、トンネリングやユニキャストで送信してもよいし、マルチキャストで送信してもよい。マルチキャストの場合には、マルチキャストパケットを受信するため、デコーダ５はJoinメッセージを生成して送信する。
【００４７】
デコーダ５はエンコーダ４からのパケットを受信する。また、ルータ３ｃは送信者装置１からのユニキャストパケットをミラーリングによって複製し、デコーダ５へ送信する。デコーダ５はこのユニキャストパケットも受信する。デコーダ５は、受信された符号化データを復号化し、通信経路で失われたデータを回復データとして回復する。デコーダ５は、回復データを含むパケットを送信者装置１からのユニキャストパケットとしてルータ３ｃへ送信する。デコーダ５から送信されたユニキャストパケットは、ルータ３ｃによって受信者装置２ａへ転送される。パケットロスがなければ、全てのユニキャストパケットがルータ３ｃから受信者装置２ａへ転送されるので、デコーダ５は、パケットロスが発生した分だけデータを回復し、送信すれば十分である。
【００４８】
一方、図５（ｂ）は、第２の方法によって実現されるパケットの流れを示している。ルータ３ｂは、エンコーダ４から通知されたルーティング情報によって、受信者装置２ａへの通信経路はエンコーダ４の方向であると認識し、送信者装置１からのユニキャストパケットをエンコーダ４へ転送する。エンコーダ４は、受信したユニキャストパケットに含まれるオリジナルデータを符号化した符号化データを含むパケットをルータ３ｂへ向けて送信する。このパケットの送信に関しては、デコーダ５のアドレスを宛先として、トンネリングやユニキャストで送信してもよいし、マルチキャストで送信してもよい。マルチキャストの場合には、マルチキャストパケットを受信するため、デコーダ５はJoinメッセージを生成して送信する。
【００４９】
デコーダ５はエンコーダ４からのパケットを受信する。デコーダ５は、受信された符号化データを復号化し、オリジナルデータを生成する。デコーダ５は、オリジナルデータを含むパケットを送信者装置１からのユニキャストパケットとしてルータ３ｃへ送信する。デコーダ５から送信されたユニキャストパケットは、ルータ３ｃによって受信者装置２ａへ転送される。
【００５０】
上記において、ミラーリングで高信頼化の対象とすることができるパケットは、ミラーリングで設定できるものであり、通常は宛先、送信元、ポート番号など毎に指定できる。一方、エンコーダ４がルータ３ｂにルーティング情報を通知する場合、宛先ネットワークアドレスもしくはホストアドレス毎に通知するので、ポート番号などまで絞って行うことはできない。
【００５１】
本実施形態においても、高信頼化対象外のパケットに関しては、高信頼化対象のマルチキャストパケットとは異なる通信経路で、FEC装置を経由することなく転送することが可能となるので、FEC装置の設置時や障害時における高信頼化対象外の通信の遮断を防止することができる。また、図５（ａ）に示した第１の方法では、オリジナルのユニキャストパケットも、FEC装置を経由することなく転送されるので、高信頼化対象のユニキャストに係る通信の遮断も防止することができる。
【００５２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態による通信システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による通信システムが備えるエンコーダの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による通信システムが備えるデコーダの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による通信システムの構成を示す構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による通信システムの構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・送信者装置、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ・・・受信者装置、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ・・・ルータ、４・・・エンコーダ、５・・・デコーダ、４１，５１・・・送受信部、４２・・・符号化部、４３，５３・・・記憶部、４４，５４・・・制御部、５２・・・復号化部
【図１】
2008054014.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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