(57)【要約】【目的】ＩＰ電話等の電話処理機能を備えるルータ装置において、常に変化する資源使用状態に関わらず呼制御動作及び音声品質を保証するルータ装置を提供する。【構成】ルーティング処理部とＩＰ電話処理部とを含み、該処理部の各々が所定伝送帯域を共用するルータ装置であり、該ＩＰ電話処理部に供給される呼制御信号を検知し、該呼制御信号の検知に応じて、該ルーティング処理部が使用可能な伝送帯域幅を、該所定伝送帯域の全伝送帯域幅の一部に制限する帯域幅制限処理をなす。【選択図】図１
2007116632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ルーティング処理部とＩＰ電話処理部とを含み、前記処理部の各々が所定伝送帯域を共用するルータ装置であって、
前記ＩＰ電話処理部に供給される呼制御信号を検知する検知手段と、
前記呼制御信号の検知に応じて、前記ルーティング処理部が使用可能な伝送帯域幅を、前記所定伝送帯域の全伝送帯域幅のうちの一部に制限する帯域幅制限処理をなす制限手段と、
を含むことを特徴とするルータ装置。
【請求項２】
前記検知手段は、呼接続要求信号又はＩＰ電話方式における呼接続要求メッセージを前記呼制御信号として検知することを特徴とする請求項１記載のルータ装置。
【請求項３】
前記制限手段は、前記ルーティング処理部をして、これに供給される伝送パケットを遅延又は破棄せしめることにより前記帯域幅制限処理をなすことを特徴とする請求項１記載のルータ装置。
【請求項４】
前記制限手段は、前記ルーティング処理部が使用する最大瞬間伝送帯域幅を監視し、前記最大瞬間伝送帯域幅が所定幅を超えない限り前記帯域幅制限処理の実行を禁止する手段を含むことを特徴とする請求項１記載のルータ装置。
【請求項５】
前記ＩＰ電話処理部は、呼制御機能、音声処理機能及びナンバーディスプレイ表示機能を備えることを特徴とする請求項１記載のルータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーティング機能と共にＩＰ電話処理機能を備えるルータ装置に関し、特に、伝送帯域及びＣＰＵ等の資源を共用するルーティング処理部とＩＰ電話処理部とを含むルータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット等のＩＰネットワークに繋がれるルータ装置は、送受信するパケットに対してルーティング処理及び転送処理をなすことが主な機能である。しかし、最近では、電話やＰＢＸ等の音声通信装置とのインタフェースを備えることで、これら装置からの音声信号を符号化及びパケット化するような音声処理機能や呼制御機能がルータ装置に搭載され、ルータ装置自身がＩＰ電話処理機能を持つようになって来ている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示される「音声対応ルータのパケット送受信方法」は、帯域制御、優先制御及び廃棄制御といった従来のルータの機能を用いて、音声処理部によりパケット化される音声パケットを音声通信に最適になるように処理することで音声通信の品質保証をすることができるとしている。
【０００４】
しかし、かかる開示の技術は、音声パケットを含む各種パケットについて許容遅延量等のパラメータにより区分されるクラスに分類したポリシティテーブルを設け、かかるテーブルに従ってバッファからのパケット読出をスケジューリングするものである。すなわち、かかる技術は、音声パケットを優先的に処理するように予めから設定しておいて音声品質を保証しようとするものに他ならない。
【特許文献１】特開２００１−１６２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、音声処理機能を備えるルータ装置にあっては、ルーティング処理部及び音声処理部の各々が独立して伝送帯域やＣＰＵ等のシステム資源を占有することから両者の競合が問題となる。ルーティング処理部によるＣＰＵ負荷は、伝送データ量に依存して時々刻々変化する。一方、音声処理部によるＣＰＵ負荷は、発信及び着信を契機として符号化処理や復号化処理が動作するためにその間大きく上昇し、システム資源が過渡的に不足する事態が発生する。かかる事態は、ルーティング処理を遅延させ単位時間の伝送データ量すなわちスループットを低下させるのみならず、音声処理が遅延し音声品質の低下を将来するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ＩＰ電話等の電話処理機能を備えるルータ装置において、常に変化する資源使用状態に関わらず呼制御動作及び音声品質を保証するルータ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるルータ装置は、ルーティング処理部とＩＰ電話処理部とを含み、該処理部の各々が所定伝送帯域を共用するルータ装置であり、該ＩＰ電話処理部に供給される呼制御信号を検知する検知手段と、該呼制御信号の検知に応じて、該ルーティング処理部が使用可能な伝送帯域幅を、該所定伝送帯域の全伝送帯域幅のうちの一部に制限する帯域幅制限処理をなす制限手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるルータ装置によれば、呼制御信号の供給に応じて、ルーティング処理に使用される伝送帯域量を制限する構成が与えられる。これにより呼制御動作及び音声品質を保証することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の第１の実施例を示し、ルータ装置を含む全体の構成を示している。ルータ装置２０は、ルーティング機能と共にＩＰ電話機能を備えるルータ装置である。ルータ装置２０は、電話インタフエース２１を介して電話機１０に接続され、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフエース２２を介してパーソナルコンピュータ３０に接続され、ＷＡＮ（Wide Area Network）インタフエース２３を介してインターネット回線４０に接続される。ＷＡＮインタフエース２３は、ｘＤＳＬ（x Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）のＯＮＵ（Optical Network Unit）を介してインターネット回線と接続するためのインタフェースである。ルータ装置２０は、電話インタフェース２１に接続される音声処理部２４及び呼制御部２５と、音声処理部２４、呼制御部２５、ＬＡＮインタフェース２２及びＷＡＮインタフェース２３に接続されるルーティング処理部２６とを含む。本実施例において、本発明の構成要素であるＩＰ電話処理部が音声処理部２４及び呼制御部２５により実現されている。
【００１１】
音声処理部２４は、電話機１０やＰＢＸ（図示せず）からの音声信号をアナログ・デジタル変換し、符号化及びパケット化処理する機能と、ＷＡＮインタフェース２３を介して受信したＲＴＰ（Realtime Transfer Protocol）パケット形式の音声パケットをデジタル・アナログ変換し、電話機１０やＰＢＸへ音声信号として送出する機能を備える。音声処理部２４は、更にナンバーディスプレイサービスを提供する機能を備え、着信時に電話機１０に対してＩＴＵ勧告Ｖ．３２に従ったナンバーディスプレイ信号を送出する機能を備
える。
【００１２】
呼制御部２５は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）やＨ．３２３等の呼制御プロトコルに従った呼接続、並びに電話機１０やＰＢＸとの間でオフフック動作による発信処理やリンガ送出等の着信処理を行う機能を備える。
【００１３】
ルーティング処理部２６は、ＬＡＮインタフェース２２及びＷＡＮインタフェース２３を介して送受信されるパケットに対して、通常のルーティング処理及びパケット転送処理を行う機能を備える。ルーティング処理部２６は、また、転送するパケットをバッファリングして遅延させるか或いは破棄することより、使用する帯域幅を制限する機能を備える。
【００１４】
図２は、呼制御信号に応じた帯域幅制限の処理手順を示している。該処理手順は、電話機１０と、ルータ装置２０に含まれる呼制御部２５、音声処理部２４、ルーティング処理部２６及びＷＡＮインタフェース２３とが連携して実行される。
【００１５】
先ず、電話機１０が発信動作をなすと呼接続要求信号であるオフフック信号が呼制御部２５に送出される（ステップＳ０１）。呼制御部２５は、オフフック信号を検出すると、帯域幅制限要求メッセージをルーティング処理部２６に送出する（ステップＳ０２）。ルーティング処理部２６は、呼制御部２５からの帯域幅制限要求メッセージを受け取ったら、ルーティング処理に供される帯域を所定の制限値に従った帯域に制限することにより、帯域幅制限を開始する（ステップＳ０３）。この帯域幅制限は、ルーティング処理部２６のルーティング処理において、音声処理部２４と呼制御部２５とが正常に動作可能な帯域まで、ルーティング処理部２６が使用する使用伝送帯域、すなわちスループットを落とすことにより行われる。
【００１６】
ここで、図８を参照すると、帯域幅制限を実行する前後のルータスループットの変化がグラフにより示されている。ここで、例えば、ルータ装置２０の所定伝送帯域幅、すなわち最大スループットが９５Ｍｂｐｓである場合に、ルーティング処理に割り当てる最大スループットを制限値の７５Ｍｂｐｓにまで制限する。これにより、音声処理に供し得る１５Ｍｂｐｓの余裕帯域が確保されることがわかる。ルーティング処理に供するスループットをどのくらいまで制限するかを定める制限値は、予めの測定により音声処理部２４及び呼制御部２５が正常に動作する範囲で決定されている必要がある。
【００１７】
図２を再び参照すると、この帯域幅制限の間は、電話機１０とＷＡＮインタフェース２３を介した相手方（図示せず）との間で通話がなされる（ステップＳ０４）。次に、電話機１０による通話が終了した場合、電話機１０は、オフフック信号すなわち切断要求信号を呼制御部２５に送出する（ステップＳ０５）。あるいは、ＷＡＮインタフエース２３を介して相手方から切断要求メッセージが供給される（ステップＳ０６）。ＷＡＮインタフエース２３からの切断要求メッセージは、例えば、ＳＩＰプロトコルが用いられている場合はＢＹＥメッセージであり、Ｈ．３２３プロトコルが用いられている場合はRELCOMPメッセージである。
【００１８】
呼制御部２５は、電話機１０からの切断要求信号又はＷＡＮインタフエース２３からの切断要求メッセージを検知し（ステップＳ０７）、ルーティング処理部２６に対して帯域幅制限解除要求メッセージを送出する（ステップＳ０８）。ルーティング処理部２６は、呼制御部２５からの帯域幅制限解除要求メッセージを受け取ったら、ステップＳ０３において開始されていた従前の帯域幅制限を解除する（ステップＳ０９）。例えば、ルータ装置２０の最大スループットを９５Ｍｂｐｓとする先の例では、ルーティング処理に割り当てる最大スループットは再び９５Ｍｂｐｓに回復される。
【００１９】
図３は、ＳＩＰメッセージに応じた帯域幅制限の処理手順を示しているシーケンス図である。
【００２０】
先ず、ＷＡＮインタフェース２３の相手方が発信動作をなすと着信要求メッセージが呼制御部２５に送出される（ステップＳ１１）。着信要求メッセージは、ＳＩＰプロトコルであればINVITEメッセージであり、Ｈ．３２３プロトコルであればSETUPメッセージである。
【００２１】
呼制御部２５は、着信要求メッセージを検出すると、帯域幅制限要求メッセージをルーティング処理部２６に送出する（ステップＳ１２）。ルーティング処理部２６は、呼制御部２５からの帯域幅制限要求メッセージを受け取ったら、ルーティング処理に供される帯域を所定の制限値に従った帯域に制限することにより、帯域幅制限を開始する（ステップＳ１３）。この帯域幅制限の間は、電話機１０とＷＡＮインタフェース２３を介した相手方（図示せず）との間で通話がなされる（ステップＳ１４）。
【００２２】
以下、図２に示された処理手順と同様にして、呼制御部２５は、電話機１０からの切断要求信号（ステップＳ１５）又はＷＡＮインタフエース２３からの切断要求メッセージ（ステップＳ１６）を検知し（ステップＳ１７）、ルーティング処理部２６に対して帯域幅制限解除要求メッセージを送出する（ステップＳ１８）。ルーティング処理部２６は従前の帯域幅制限を解除する（ステップＳ１９）。
【００２３】
図４は、ナンバーディスプレイの表示を保証するための帯域幅制限の処理手順を示している。ここで、ＷＡＮインタフェース２３の相手方が発信動作をなすと着信要求メッセージが呼制御部２５に送出される（ステップＳ２１）。着信要求メッセージは、ＳＩＰプロトコルであればINVITEメッセージであり、Ｈ．３２３プロトコルであればSETUPメッセージである。呼制御部２５は、着信要求メッセージを検出すると、帯域幅制限要求メッセージをルーティング処理部２６に送出する（ステップＳ２２）。ルーティング処理部２６は、呼制御部２５からの帯域幅制限要求メッセージを受け取ったら、ルーティング処理に供される帯域を所定の制限値に従った帯域に制限することにより、帯域幅制限を開始する（ステップＳ２３）。
【００２４】
ルーティング処理部２６が帯域幅制限を実施した後、音声処理部２４は、ＩＴＵ−Ｔ Ｖ．３２に従ったナンバーディスプレイ信号を電話機１０に送出する（ステップＳ２４）
。これにより、電話機１０は発信元電話番号を表示することができる。
【００２５】
以上の第１の実施例においては、発信時または着信時にルーティング処理部の帯域を制限することで、最大のスループットのルーティング処理が発生したとしても帯域が制限されているためルーティング処理部のＣＰＵ負荷が抑制されて、音声処理部及び呼制御部が正常に動作することが保証される。これにより、音声処理部が正常に動作しないことによる音声品質の劣化や、呼制御部が正常動作しないことによって発信や着信ができなくなる現象、さらにはナンバーディスプレイ処理が失敗する現象が回避され得る。一方で、発信や着信が発生せず音声処理が動作していない状態では、ルーティング処理部がその本来の最大スループットの性能を出すことが出来る。
＜第２の実施例＞
図５は、本発明の第２の実施例を示し、ルータ装置を含む全体の構成を示している。本第２の実施例におけるルータ装置２０は、第１の実施例の場合と同様に、電話インタフェース２１に接続される音声処理部２４及び呼制御部２５と、音声処理部２４、呼制御部２５、ＬＡＮインタフェース２２及びＷＡＮインタフェース２３に接続されるルーティング処理部２６とを含む。本実施例において、本発明の構成要素であるＩＰ電話処理部が音声処理部２４及び呼制御部２５により実現されている。
【００２６】
ルーティング処理部２６には、スループット監視部２８が設けられている。また、呼制御部２５には、帯域制御要求メッセージの送出を許可（ＯＮ）又は禁止（ＯＦＦ）の何れかに指定する制御要求許可フラグ２７が保持され、その初期値が禁止（ＯＦＦ）に設定されている。これにより、ルーティング処理に関わるスループット、すなわちルータスループットが音声通話に影響を与えるような環境にある場合にのみ、帯域幅制御の機能が動作するようになる。
【００２７】
図６は、スループット監視処理の処理手順を示している。かかるスループット監視処理は、ルータ装置２０に含まれるスループット監視部２８と呼制御部２５とが連携することで実行される。ここで、呼制御部２５は、制限要求許可フラグの初期値を予めＯＦＦに設定している（ステップＳ３１）。
【００２８】
音声通話が無い状態から常時、スループット監視部２８は、スループットを監視している（ステップＳ３２）。そして、瞬間的に帯域幅を最大に使用する最大スループットが所定制限値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３３）。もし超えた場合には、スループット監視部２８は、呼制御部２５に判定メッセージを送信する。超えていない場合には、スループット監視部２８は監視を継続する（ステップＳ３２）。 所定制限値は、例えば、第１の実施例の場合と同様に帯域幅８０Ｍｂｐｓとする如く定められる。
【００２９】
呼制御部２５は、スループット監視部２８から判定メッセージを受信すると、保持してある制御要求許可フラグ２７をＯＮに更新する（ステップＳ３４）。
設定する。尚、図示されないが、最大スループットが制限値を下回った場合には、やはり判定メッセージが呼制御部２５に通知されて、制限要求許可フラグの値が再び初期値のＯＦＦに戻される。
【００３０】
図７は、スループット監視処理を伴う帯域幅制限の処理手順を示している。ここで、制御要求許可フラグ２７の初期値はＯＦＦに設定されているものとする。
【００３１】
先ず、電話機１０が発信動作をなすとオフフック信号が呼制御部２５に送出される（ステップＳ４１）。呼制御部２５は、オフフック信号を検出すると、制限要求フラグの値がＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する（ステップＳ４２）。もしＯＮと判定された場合には、呼制御部２５は、帯域幅制限要求メッセージをルーティング処理部２６に送出する（ステップＳ４３）。ルーティング処理部２６は、呼制御部からの帯域幅制限要求メッセージを受け取ったら、あらかじめ設定してあった帯域に制限をかけることにより、帯域幅制限を開始する（ステップＳ４４）。
【００３２】
一方、制限要求フラグの値がＯＦＦと判定された場合には、帯域幅制限要求メッセージが禁止されることから、呼制御部２５は帯域幅制限要求メッセージを送出することはない。この結果、ルーティング処理部２６は帯域幅制限を実行しない（ステップＳ４５）。この後、電話機１０とＷＡＮインタフェース２３を介した相手方（図示せず）との間で通話がなされる（ステップＳ４６）。
【００３３】
以上の第２の実施例においては、発信や着信を契機として無条件に帯域制御要求メッセージが呼制御部２５からルーティング処理部２６に送信されていた第１の実施例の構成とは異なり、制御要求許可フラグ２７がＯＮのときのみ帯域制御要求メッセージが送信される。制御要求許可フラグ２７がＯＦＦの場合には、呼制御部２５は、発信要求や着信要求を検出しても、ルーティング処理部２６に帯域制御要求メッセージを送信することはない。ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）の如く電話回線を別途備えるネットワーク環境の場合には、ルーティング処理が音声通話に影響を及ぼすことはない。かかる利用形態では、呼制御部の帯域メッセージ送信処理やルーティング処理部の帯域幅制限処理が本来のルーティング処理の性能を阻害してしまう不都合がある。本実施例の構成はかかる不都合を回避することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上の複数の実施例においては、有線ＬＡＮインタフエースをもつルータ装置の例が説明されたが、本発明による通信制御方法及び装置は、有線ＬＡＮインタフエースをもつルータ装置に限られず、無線ＬＡＮインタフエースを備える無線アクセスポイント機能付ルータ装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施例を示し、ルータ装置を含む全体の構成を示しているブロック図である。
【図２】呼制御信号に応じた帯域幅制限の処理手順を示しているシーケンス図である。
【図３】ＳＩＰメッセージに応じた帯域幅制限の処理手順を示しているシーケンス図である。
【図４】ナンバーディスプレイの表示を保証するための帯域幅制限の処理手順を示しているシーケンス図である。
【図５】本発明の第２の実施例を示し、ルータ装置を含む全体の構成を示しているブロック図である。
【図６】スループット監視処理の処理手順を示しているシーケンス図である。
【図７】呼制御信号に応じた帯域幅制限の処理手順を示しているシーケンス図である。
【図８】帯域幅制限を開始する前後のルータスループットの変化を示しているグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  電話機
２０  ルータ装置
３０  パソコン
４０  インターネット回線
２１  電話インタフェース
２２  ＬＡＮインタフェース
２３  ＷＡＮインタフェース
２４  音声処理部
２５  呼制御部
２６  ルーティング処理部
２７  制御要求許可フラグ
２８  スループット監視部
【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】
2007116632.tif 000007
【図６】
2007116632.tif 000008
【図７】
2007116632.tif 000009
【図８】
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