(57)【要約】【課題】マルチキャスト配信とユニキャスト配信を組み合わせたハイブリッド型のデータ配信システムを提供する。【解決手段】同一のコンテンツデータを持つマルチキャスト配信サーバとユニキャスト配信サーバを準備する。また、ユーザ端末には受信制御機能、マルチキャスト受信、ユニキャスト受信、再生制御、データ再生の各機能を設ける。マルチキャスト配信サーバは、ある一定の間隔でマルチキャストでのコンテンツ配信を行う。ユーザからのコンテンツ配信要求があると、ユーザ端末は即座に直近に始まったマルチキャスト配信を受信開始すると共に、そのマルチキャスト配信データで欠落している先頭から受信開始時点までのデータを個別にユニキャストで受信する。ユーザは、まずユニキャストデータで閲覧を開始し、途中から蓄積しているマルチキャストデータに切替えて閲覧する。【選択図】図５
2008277961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンデマンドで動画コンテンツを配信するシステムにおいて、
一定時間間隔でマルチキャスト通信にて動画コンテンツを配信する手段を備えるマルチキャスト配信サーバと、
ユーザ端末からの要求にしたがってユニキャスト通信にて動画コンテンツを配信する手段を備えるユニキャスト配信サーバと、
前記マルチキャスト配信サーバ及び前記ユニキャスト配信サーバが配信するためのコンテンツデータを格納するコンテンツサーバと、
前記マルチキャスト配信サーバからコンテンツデータを受信してメモリに保存する手段と、マルチキャスト配信サーバへ配信を要求する手段と、受信したコンテンツデータの欠落時間を確認する手段と、欠落しているコンテンツデータをユニキャスト配信サーバへ配信を要求する手段と、ユニキャスト配信サーバからコンテンツデータを受信する手段と、コンテンツデータを再生する手段とを備えるユーザ端末と
を備え、
ユーザからコンテンツ配信要求を行った場合、ユーザ端末は即座に直近に始まったマルチキャスト配信を受信開始すると共に、そのマルチキャスト配信データで欠落している先頭から受信開始時点までのデータを個別にユニキャストで受信し、まずはユニキャストデータで閲覧を開始し、途中から蓄積しているマルチキャストデータに切替えて閲覧することを特徴とするオンデマンドデータ配信システム。
【請求項２】
前記マルチキャスト配信サーバにおいて、配信要求を行うユーザ数を監視し、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期を最適な値にすることを特徴とする請求項１に記載のオンデマンドデータ配信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オンデマンドのデータ配信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オンデマンドのデータ（動画コンテンツ）配信では、サーバから端末へのユニキャスト通信を利用している。ユニキャスト通信は１対１の通信であることから、端末毎に別々の配信を行う必要がある。
【０００３】
また、マルチキャスト配信を行う配信装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
開示された配信装置は、配信装置がマルチキャスト配信を行っている際に新たな受信装置から配信要求があった場合、配信装置から受信装置にマルチキャストアドレスを含む配信了承パケットを返す。受信装置は配信装置に、受信した最初のコンテンツパケットの連続番号を通知し、配信済みデータの要求を行う。配信装置は、マルチキャスト配信の合間に配信済みデータを受信装置に送信する。
【０００４】
また、ある番組の視聴要求がされたことに応じて、最も近い過去にその番組の配信が開始されたチャンネルのストリームデータをニアＶＯＤ（Ｖｉｄｅｏ  Ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）方式で受信して映像メモリに書き込むとともに、そのチャンネルで既に配信が終了したストリームデータをユニキャスト方式で受信して映像表示装置に出力し、そのデータの出力が終了した後に、映像メモリを制御してニアＶＯＤ方式で受信した映像信号のタイムシフト再生を行うことが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３５２３９号公報
【特許文献２】特開２００５−２７７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オンデマンドのデータ配信では、サーバから端末へのユニキャスト通信を利用しているため、大量の配信要求があるとトラフィックが増加するためにネットワークへの負荷がかかり、同時にサーバにも大きな負荷がかかる。サーバを分散配置したりデータを圧縮するなどの対策も考えられるが、広域のユーザから高品質データの配信要求が大量に発生した場合、配信制限せざるを得ない。マルチキャストでの１対Ｎ通信による配信効率向上も考えられるが、リアルタイム配信であり、途中から受信することはできてもユーザ全員が先頭から受信することはできないため、ユーザ毎の要求に応じたオンデマンド配信では適用できない場合がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、マルチキャスト配信とユニキャスト配信を組み合わせたハイブリッド型のオンデマンドデータ配信システムを提供することを目的とする。また、本発明は、オンデマンドのデータ配信サービスにおいて、サーバやネットワークへの負荷を低減させることを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、データ配信を行うサーバとして、同一のコンテンツデータを持つマルチキャスト配信サーバとユニキャスト配信サーバを準備する。また、ユーザ端末には受信制御機能、マルチキャスト受信機能、ユニキャスト受信機能、再生制御機能、データ再生機能を設ける。
【０００９】
マルチキャスト配信サーバは、ある一定の間隔でマルチキャストでのコンテンツ配信を行う。
ユーザからのコンテンツ配信要求が発生した場合、ユーザ端末は即座に直近に始まったマルチキャスト配信を受信開始すると共に、そのマルチキャスト配信データで欠落している先頭から受信開始時点までのデータを個別にユニキャストで受信する。ユーザは、まずユニキャストデータで閲覧を開始し、途中から蓄積しているマルチキャストデータに切替えて閲覧する。
【００１０】
例えば、ＶＯＤのデータ配信システムは、
オンデマンドで大量に動画コンテンツを配信するシステムにおいて、
一定時間間隔でマルチキャスト通信にて動画コンテンツを配信する手段を備えるマルチキャスト配信サーバと、
ユーザ端末からの要求にしたがってユニキャスト通信にて動画コンテンツを配信する手段を備えるユニキャスト配信サーバと、
マルチキャスト配信サーバ及びユニキャスト配信サーバが配信するコンテンツデータを格納するコンテンツサーバと、
マルチキャスト配信サーバからコンテンツデータを受信してメモリに保存する手段と、マルチキャスト配信サーバへ配信を要求する手段と、受信したコンテンツデータの欠落時間を確認する手段と、欠落しているコンテンツデータをユニキャスト配信サーバへ配信を要求する手段と、ユニキャスト配信サーバからコンテンツデータを受信する手段と、コンテンツデータを再生する手段とを備えるユーザ端末とから成り、
ユーザからコンテンツ配信要求を行った場合、ユーザ端末は即座に直近に始まったマルチキャスト配信を受信開始すると共に、そのマルチキャスト配信データで欠落している先頭から受信開始時点までのデータを個別にユニキャストで受信し、まずはユニキャストデータで閲覧を開始し、途中から蓄積しているマルチキャストデータに切替えて閲覧することを特長とする。
また、前記のマルチキャスト配信サーバにおいて、配信要求を行うユーザ数を監視し、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期を最適な値にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、マルチキャスト配信とユニキャスト配信を組み合わせたハイブリッド型のオンデマンドデータ配信システムを提供することができる。また、本発明により、オンデマンドのデータ配信サービスにおいて、サーバやネットワークへの負荷を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１にシステムの構成図を示す。
このシステムは、マルチキャスト配信サーバ１００と、ユニキャスト配信サーバ１０１と、コンテンツサーバ１０２と、端末１０３とを備える。
【００１３】
コンテンツサーバ１０２に格納されているコンテンツデータは時間毎に区切ることができ、またコンテンツデータが持つタイムスタンプを使ってユニキャスト配信サーバ１０１と端末１０３にて制御を行う。
ユニキャスト配信サーバ１０１は、端末１０４から要求された時間分のコンテンツデータをユニキャストで配信する機能を持つ。
【００１４】
マルチキャスト配信サーバ１００は、コンテンツ配信を開始する毎にコンテンツに送信先のマルチキャストアドレスを割り当て、端末１０４から配信要求があった場合、配信するコンテンツのマルチキャストアドレスを端末１０４に通知する機能を持つ（例えば、図２参照）。
【００１５】
なお、マルチキャストアドレスの配布については、別途ＤＨＣＰサーバを設置して代用することもできる。マルチキャスト配信サーバを複数台設置する場合はＤＨＣＰサーバでアドレスの一元管理を行うことも考えられる。
【００１６】
ここでは一例として、１２０分のコンテンツＡをマルチキャスト配信サーバ１００が３０分毎に配信を開始しているものとする。また、例えば、ある時刻Ａに配信を開始したコンテンツＡに割り当てたマルチキャストアドレスをアドレスＡ、時刻Ｂに配信を開始したコンテンツＡに割り当てたマルチキャストアドレスをアドレスＢとする。
【００１７】
マルチキャスト配信サーバ１００がコンテンツ配信を行う際、配信するコンテンツにマルチキャストアドレスを割り当てる。マルチキャスト配信サーバ１００は割り当てたマルチキャストアドレスを送信先アドレスに指定して配信を開始する。
【００１８】
端末１０３（端末Ａ）がコンテンツの配信要求を行った場合、マルチキャスト配信サーバ１００は直近に配信を開始したコンテンツＡに割り当てたマルチキャストアドレスＡを端末１０３に通知する。端末１０３はアドレスＡをマルチキャストアドレスとして登録し、コンテンツＡの受信を開始する。
【００１９】
受信したコンテンツＡが配信開始から１０分が経過していたものであった場合、端末１０３がマルチキャスト配信サーバ１００から受信できるコンテンツは開始１０分後からのデータとなるため、端末１０３はマルチキャスト配信サーバ１００から受信したコンテンツデータをメモリに保存しつつ、マルチキャスト配信サーバ１００からのコンテンツデータで欠落している先頭から受信開始時点までの１０分間のデータをユニキャスト配信サーバ１０１から受信する。
端末１０４では、まずユニキャストデータで先頭から１０分間のデータを閲覧し、その後はメモリ２０３に蓄積しているマルチキャストデータに切替えて閲覧する。
【００２０】
図３に端末１０３の構成図を示す。
端末１０３は、マルチキャスト受信部２００と、ユニキャスト受信部２０１と、メモリ２０２と、再生制御部２０３と、データ再生部２０４とを有する。なお、他の端末の構成も同様である。
【００２１】
マルチキャスト受信部２００では、マルチキャスト配信サーバ１００からマルチキャストにてコンテンツデータを受信し、メモリ２０２に保存する。受信制御部２０３では、マルチキャスト配信サーバ１００へ配信を要求し、マルチキャスト配信サーバ１００から受信したコンテンツデータの欠落時間の確認後、欠落しているコンテンツデータをユニキャスト配信サーバ１０１へ配信を要求する。ユニキャスト受信部２０１では、ユニキャスト配信サーバ１０１からユニキャストにてコンテンツデータを受信し、再生制御部（データ再生部）２０４で再生する。データ再生部２０４では、ユニキャスト受信部２０１で受信したコンテンツデータの再生後、メモリ２０２に保存されたコンテンツデータの再生を行う。
【００２２】
図４にシステムのシーケン図を示す。
端末１０３のユーザがコンテンツの閲覧を行う際、まずは端末の受信制御部２０３がマルチキャスト配信サーバ１００にコンテンツ配信要求を送信する（３００）。なお、端末はマルチキャスト配信サーバ１００のアドレス又はコンテンツ配信要求のための初期アドレスを予め知っていることができる。端末１０３からのコンテンツ配信要求に対して、マルチキャスト配信サーバ１００は、直近に配信を開始したコンテンツに割り当てたマルチキャストアドレスを端末１０３に通知する（３０１）。端末１０３は、マルチキャスト配信サーバ１００から通知されたアドレス（例えば、アドレスＡ）をマルチキャストアドレスとして登録する（３０２）。
【００２３】
マルチキャスト配信サーバ１００から端末１０３に、送信先アドレスをアドレスＡに指定したコンテンツをマルチキャストにて配信する（３０３）。
端末１０３では、マルチキャスト配信サーバから配信されたコンテンツデータをマルチキャスト受信部２００で受信し、メモリ２０２に保存する（３０４）。
【００２４】
受信制御部２０３では、マルチキャスト配信サーバ１００から受信したコンテンツデータのタイムスタンプを参照し（３０５）、受信したコンテンツデータが先頭から何分間欠落しているかを確認する（３０６）。ここでは、一例として、マルチキャスト配信サーバ１００から受信したコンテンツデータが開始１０分後からのものであったと仮定する。
【００２５】
次に、受信制御部２０３からユニキャスト配信サーバ１０１へ先頭から１０分間のコンテンツデータの配信要求を行う（３０７）。ユニキャスト配信サーバ１０１から配信されたコンテンツデータはユニキャスト受信部２０１で受信し（３０８）、データ再生部２０４で再生を開始する（３０９）。
先頭から１０分間の再生が完了する（３１０）と同時に、データ再生部２０４はメモリ２０２から開始１０分後からのコンテンツデータを取り出して再生を行う（３１２、３１３）。
【００２６】
同様に端末１０５（端末Ｂ）がマルチキャスト配信開始２５分後にコンテンツの配信要求を行った場合、端末１０５は先頭から２５分のコンテンツデータは個別にユニキャストで受信し、残りの９５分間のコンテンツデータはマルチキャストで受信する。
【００２７】
一方、端末１０６（端末Ｃ）がマルチキャスト配信サーバの配信開始と同時にコンテンツの配信要求を行った場合、端末１０６は全てのマルチキャストデータを受信することができるため、開始から終了までマルチキャストで受信を行う。
【００２８】
このときのシーケンスを図４を用いて説明する。受信制御部２０３でマルチキャスト配信サーバ１００から受信したコンテンツデータのタイムスタンプを参照し（３０６）、コンテンツの先頭から受信できていることが確認できた場合（３１１）、メモリ２０２からコンテンツデータを取り出して再生を行う（３１２、３１３）。
【００２９】
図５に、上記の例を基に端末１０３（端末Ａ）、端末１０４（端末Ｂ）、端末１０５（端末Ｃ）がそれぞれ受信するコンテンツデータのイメージ図を示す。ここでは、コンテンツデータを５分単位に区切って表示する。また、タイムスタンプに対応して、データを「１」「２」のように表している。
【００３０】
端末１０３はユニキャストにてデータ「１」「２」を受信し、データ「３」以降はマルチキャストにて受信する。端末１０４はユニキャストにてデータ「１」〜「５」を受信し、データ「６」以降はマルチキャストにて受信する。端末１０５は全データをマルチキャストにて受信する。
【００３１】
図６にトラフィックイメージを示す。
ここでは、１２０分のコンテンツをマルチキャスト配信サーバが３０分毎に配信を開始しており、５分毎にユーザがコンテンツ配信要求を行った場合の必要帯域の合計を示している。
【００３２】
「完全ユニキャスト配信時」が従来のようにユニキャスト配信を行った場合の必要帯域であり、「ハイブリット時」が本実施の形態の配信方法を用いた場合の必要帯域となる。この帯域の差が本実施の形態の配信方法を用いた場合に低減できる帯域となり、同時にサーバの負荷も低減される。
【００３３】
ここで、どれだけ負荷を低減することができるかを算出する。
継続的にコンテンツの配信を行う場合、必要帯域は図５の「定常状態の期間」の値となるため、この期間における、「ハイブリッド時」のグラフの高さの平均と「完全ユニキャスト配信時」のグラフの高さを比較する。
【００３４】
コンテンツの長さをＬ分間、送信要求発生周期をＮ分周期、マルチキャスト配信サーバの送信開始周期をｍ分周期、完全ユニキャスト配信時の必要帯域を「１」とした場合、完全ユニキャスト配信時、ハイブリッド時（ユニキャスト分）の平均、ハイブリッド時（マルチキャスト分）のグラフの高さはそれぞれ下記となる。
完全ユニキャスト配信時の高さ＝Ａ＝Ｌ／Ｎ
ハイブリッド時（ユニキャスト分）の平均の高さ＝Ｂ＝（ｍ／Ｎ−１）×（１／２）
ハイブリッド時（マルチキャスト分）の高さ＝Ｃ＝Ｌ／ｍ
したがって、ハイブリッド時の必要帯域（Ｘ）は以下の計算式で算出することができる。
Ｘ＝（Ｂ＋Ｃ）／Ａ＝（（ｍ／Ｎ−１）×（１／２）＋Ｌ／ｍ）／（Ｌ／Ｎ）・・・（１）
【００３５】
図６の例を基に、コンテンツの長さＬ＝１２０分間、送信要求発生周期Ｎ＝５分間、マルチキャスト配信サーバの送信開始周期ｍ＝３０分間で計算すると、Ａ＝０．２７１となり、本実施の形態の方式を使うことで負荷が２７％に低減可能ということが分かる。
【００３６】
また、この計算式を使うことにより、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期の最適な時間を算出することができる。例えばコンテンツの長さＬ＝１２０分間、送信要求発生周期Ｎ＝５分間の場合、Ｘが最小となるｍは３５であることから、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期が３５分間のときが一番効率的であることが分かる（図７）。図７は、上述の例において、ｍの変化に対するＸの変化をグラフで表したものである。
【００３７】
このように、上述の式（１）から、コンテンツの長さＬ、送信要求発生周期Ｎを基に必要帯域Ｘが最小となる送信開始周期を求めることができる。マルチキャスト配信サーバは、求められた送信開始周期に従い、コンテンツデータを配信することができる。
【００３８】
（変形例）
この例では、上述の実施の形態に配信要求を行うユーザ数を監視する機能を追加したものを提示する。
上述の実施の形態では一定時間毎にマルチキャスト配信サーバが配信を開始することを前提としていたが、配信要求を行うユーザが少なく、配信要求がないにも関わらず一定時間が経過するとマルチキャスト配信サーバが配信を開始するのは効率が悪い。逆に配信要求を行うユーザが多い場合、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期が長いとユニキャスト配信が増えてしまう。
【００３９】
この課題を解決するために、配信要求を行うユーザ数を監視し、マルチキャスト配信サーバの配信開始周期を最適な値にすることで効率的なコンテンツ配信を実現する。
マルチキャスト配信サーバ１００は、配信要求を行うユーザ数をカウントし、一定時間毎に送信要求発生周期Ｎを算出して上記計算式（１）におけるＡが最小となるｍを求めることにより、最適なマルチキャスト配信周期を算出する。これにより、マルチキャスト配信サーバ１００は最適なマルチキャスト配信周期での配信が可能となる。
【００４０】
なお一定時間が経過しても配信要求がない場合、一定時間経過後最初にユーザからの配信要求があったときにマルチキャスト配信サーバからの配信を開始することにより、より効率的に配信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、例えば、コンテンツデータの配信、マルチキャスト配信に関する産業に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態のシステム構成図。
【図２】マルチキャスト配信の説明図。
【図３】端末の構成図。
【図４】本実施の形態のシステムシーケンス。
【図５】コンテンツデータのイメージ図。
【図６】トラフィックイメージ図。
【図７】必要帯域グラフ。
【符号の説明】
【００４３】
１００  マルチキャスト配信サーバ
１０１  ユニキャスト配信サーバ
１０２  コンテンツサーバ
１０３、１０４、１０５  端末
２００  端末のマルチキャスト受信部
２０１  端末のユニキャスト受信部
２０２  端末のメモリ
２０３  端末の受信制御部
２０４  端末のデータ再生部
３００  マルチキャスト配信サーバへコンテンツ配信を要求するという手順
３０１  マルチキャスト配信サーバからマルチキャストアドレスを通知するという手順
３０２  マルチキャストアドレスを登録するという手順
３０３  マルチキャスト配信サーバからコンテンツデータを配信するという手順
３０４  メモリに保存するという手順
３０５  メモリからコンテンツデータを取り出すという手順
３０６  コンテンツデータのタイムスタンプを確認するという手順
３０７  ユニキャスト配信サーバへコンテンツ配信を要求するという手順
３０８  ユニキャスト配信サーバからコンテンツデータを配信するという手順
３０９  ユニキャストデータを再生開始するという手順
３１０  ユニキャストデータを再生終了するという手順
３１１  マルチキャスト配信サーバの配信開始と同時に受信を開始した場合の手順
３１２  マルチキャストデータを再生開始するという手順
３１３  マルチキャストデータを再生終了するという手順
【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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【図７】
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