(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＤＭ端末と、ＴＤＭ端末からフレーム構造を有する固定ビットレートの信号を受信し、フレームに含まれるデータをパケット化して送信する第１の変換装置と、第１の変換装置からパケットを受信する第２の変換装置とを備えている通信システムであって、
ＴＤＭ端末は、フレームに含めるデータがアイドルデータである場合、該フレームの保守運用ビットをあらかじめ決められた値に設定し、
第１の変換装置は、フレームの保守運用ビットを監視し、アイドルデータのみを含むアイドルパケットを送信する場合、該パケットのパケットヘッダの所定ビットを、あらかじめ決められた値に設定して、アイドルパケットであることを示し、
第２の変換装置は、ジッタバッファを備えており、受信したパケットがアイドルパケットである場合、受信したアイドルパケットを廃棄すると共に、ジッタバッファのバッファ量を減少させ、受信したパケットがアイドルパケットではない場合、受信したパケットをジッタバッファに格納し、ジッタバッファの蓄積量が所定の閾値未満となった場合、アイドルパケットを生成し、生成したアイドルパケットをジッタバッファに格納すると共に、ジッタバッファのバッファ量を増加させる、
通信システム。
【請求項２】
ジッタバッファを減少させる量は、廃棄したアイドルパケットのビット長に等しく、ジッタバッファを増加させる量は、生成したアイドルパケットのビット長に等しい、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
含まれるデータがアイドルデータであるか否かを保守運用ビットで示す固定ビットレートの信号を、ＴＤＭ端末が送信するステップと、
第１の変換装置が、ＴＤＭ端末から前記固定ビットレートの信号を受信するステップと、
第１の変換装置が、前記固定ビットレートの信号に含まれるデータをパケット化して第２の変換装置に送信するステップと、
第２の変換装置が、第１の変換装置からパケットを受信するステップと、
を備えており、
第１の変換装置は、前記保守運用ビットを監視し、アイドルデータのみを含むアイドルパケットを送信する場合、該パケットのパケットヘッダの所定ビットを、あらかじめ決められた値に設定して、アイドルパケットであることを示し、
第２の変換装置は、受信したパケットがアイドルパケットである場合、受信したアイドルパケットを廃棄すると共に、ジッタバッファのバッファ量を減少させ、受信したパケットがアイドルパケットではない場合、受信したパケットをジッタバッファに格納し、ジッタバッファの蓄積量が所定の閾値未満となった場合、アイドルパケットを生成し、生成したアイドルパケットをジッタバッファに格納すると共に、ジッタバッファのバッファ量を増加させる、
ジッタバッファの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定ビットレートの信号をパケット網で伝送するために、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）網とパケット網の境界に設置する変換装置におけるジッタバッファの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、通信網は、一定ビットレートの伝送路を２点間に設定するＴＤＭ網から、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるインターネットといったパケット網へと移行しつつある。しかしながら、依然、ＴＤＭ網用の通信機器が使用されているため、一定ビットレートの信号を、パケット網で伝送する必要が生じている（例えば、特許文献１、参照。）。
【０００３】
パケット網において、各パケットの伝送遅延は一様ではなく、パケットごとにその値は異なるため、パケット網からパケットを受信してＴＤＭ網に信号を送信する変換装置は、通常、ジッタバッファを備えている。ジッタバッファのバッファ量を大きくすることで、パケット網で発生する遅延変動に対する耐力も大きくなるが、伝送遅延も増大することになる。このため、パケット網の状態に応じて、動的にジッタバッファのバッファ量を制御することが望まれ、特許文献２には、受信するパケット内のビットパターンから無音状態を検出してジッタバッファのバッファ量を制御する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６７０４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２７１３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載の方法は、パケット内のビットパターンにより無音部分を検出するものであるが、この方法では、データを含む信号に対しては適用できないという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、伝送する信号種別、つまり、音声であるかデータであるかに係わりなく、ジッタバッファのバッファ量の動的な制御が可能な通信システム及び方法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】
【０００７】
本発明における通信システムによれば、
ＴＤＭ端末と、ＴＤＭ端末からフレーム構造を有する固定ビットレートの信号を受信し、フレームに含まれるデータをパケット化して送信する第１の変換装置と、第１の変換装置からパケットを受信する第２の変換装置とを備えている通信システムであって、ＴＤＭ端末は、フレームに含めるデータがアイドルデータである場合、該フレームの保守運用ビットをあらかじめ決められた値に設定し、第１の変換装置は、フレームの保守運用ビットを監視し、アイドルデータのみを含むアイドルパケットを送信する場合、該パケットのパケットヘッダの所定ビットを、あらかじめ決められた値に設定して、アイドルパケットであることを示し、第２の変換装置は、ジッタバッファを備えており、受信したパケットがアイドルパケットである場合、受信したアイドルパケットを廃棄すると共に、ジッタバッファのバッファ量を減少させ、受信したパケットがアイドルパケットではない場合、受信したパケットをジッタバッファに格納し、ジッタバッファの蓄積量が所定の閾値未満となった場合、アイドルパケットを生成し、生成したアイドルパケットをジッタバッファに格納すると共に、ジッタバッファのバッファ量を増加させることを特徴とする。
【０００８】
本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
ジッタバッファを減少させる量は、廃棄したアイドルパケットのビット長に等しく、ジッタバッファを増加させる量は、生成したアイドルパケットのビット長に等しいことも好ましい。
【０００９】
本発明における通信システムによれば、
含まれるデータがアイドルデータであるか否かを保守運用ビットで示す固定ビットレートの信号を、ＴＤＭ端末が送信するステップと、第１の変換装置が、ＴＤＭ端末から前記固定ビットレートの信号を受信するステップと、第１の変換装置が、前記固定ビットレートの信号に含まれるデータをパケット化して第２の変換装置に送信するステップと、第２の変換装置が、第１の変換装置からパケットを受信するステップとを備えており、第１の変換装置は、前記保守運用ビットを監視し、アイドルデータのみを含むアイドルパケットを送信する場合、該パケットのパケットヘッダの所定ビットを、あらかじめ決められた値に設定して、アイドルパケットであることを示し、第２の変換装置は、受信したパケットがアイドルパケットである場合、受信したアイドルパケットを廃棄すると共に、ジッタバッファのバッファ量を減少させ、受信したパケットがアイドルパケットではない場合、受信したパケットをジッタバッファに格納し、ジッタバッファの蓄積量が所定の閾値未満となった場合、アイドルパケットを生成し、生成したアイドルパケットをジッタバッファに格納すると共に、ジッタバッファのバッファ量を増加させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
ＴＤＭ端末が、フレーム内のユーザデータがアイドルであることを、フレームの保守運用のために確保されているビットを使用して通知し、変換装置は、この通知に基づき、アイドルデータのみを含むアイドルパケットであることを、パケットヘッダに明記してパケット網に送信する。よって、伝送する信号種別、つまり、音声であるかデータであるかに係わりなく、ジッタバッファのバッファ量の動的な制御が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明による通信システムの構成図である。図１によると、通信システムは、ＴＤＭ端末２１及び２２と、ＴＤＭ網３１及び３２と、変換装置１１及び１２と、パケット網４０とを含んでいる。
【００１３】
ＴＤＭ端末２１及び２２は、ＴＤＭ網と接続し、固定ビットレートの信号を送受信する端末であり、変換装置１１及び２１は、ＴＤＭ網とパケット網の両方に接続し、ＴＤＭ網から受信する固定ビットレートの信号をパケット化してパケット網に送信する機能と、パケット網から受信するパケットのペイロードに含まれるデータを、固定ビットレートの信号としてＴＤＭ網に送信する機能を有している。
【００１４】
また、ＴＤＭ網３１及び３２は、固定ビットレートのパス又は伝送路を２地点間に提供するネットワークであり、図１において、ＴＤＭ網３１は、ＴＤＭ端末２１と変換装置１１間に固定ビットレートのパスを、ＴＤＭ網３２は、ＴＤＭ端末２２と変換装置１２間に固定ビットレートのパスを設定している。また、パケット網４０は、宛先情報を有するヘッダと、データを有するペイロードからなるパケットを、そのヘッダの宛先情報に基づき配信するネットワークであり、図１において、変換装置１１は、ＴＤＭ端末２１から受信するデータを、変換装置１２宛てのパケットのペイロードに格納してパケット網４０に送信し、変換装置１２は、ＴＤＭ端末２２から受信するデータを、変換装置１１宛てのパケットのペイロードに格納してパケット網４０に送信している。これにより、ＴＤＭ端末２１とＴＤＭ端末２２は、単一のＴＤＭ網が提供するパスで接続されているかの様に通信することができる。
【００１５】
本発明による通信システムにおいて、ＴＤＭ端末２１及び２２は、格納されているデータが、アイドルデータである場合、保守運用のために確保されているオーバヘッドビットを使用してアイドルデータが格納されていることを明示する。例えば、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合  電気通信標準化部門）Ｇ．７０４では、１．５４４Ｍｂｐｓの信号に対して、図４に示す２４個のタイムスロット（１タイムスロットは８ビット）と１ビットのフレームビット（図４のＦｂｉｔ）からなるフレーム構造を定義し、奇数フレームのフレームビットを、１６ビット単位で（つまり、３２フレーム単位で）保守運用情報のために使用することを勧告しており、この勧告における未使用パターン、例えば、“１１１１１１００１１１１００”を、アイドルデータの通知に使用する。
【００１６】
図５は、変換装置１１及び１２が送信する、ＴＤＭｏＩＰの規定に従うパケットを示す図であり、図６は、図５の制御ワードの詳細を示す図である。変換装置１１及び１２は、ＴＤＭ端末からＴＤＭ網を介して受信する固定ビットレートの信号のフレームを監視して、固定ビットレートに含まれるデータが、アイドルデータであるか否かを判定し、アイドルデータのみをペイロードに含むパケットを送信する場合、制御ワードのＬビットを“１”に、Ｍビットを“０１”に設定したパケット（以後、アイドルパケットと呼ぶ。）をパケット網に送信する。
【００１７】
例えば、変換装置が、１．５４４Ｍｂｐｓの信号を受信し、８フレーム単位で、つまり、１９２バイト単位でパケット化している場合において、上記、奇数フレームの１６個のフレームビットによりアイドルが通知された場合、４つのアイドルパケットがパケット網に送信されることになる。
【００１８】
図２は、本発明による変換装置１１及び２１のブロック図である。なお、図２は、パケット網からＴＤＭ網方向の信号処理に関する部分のみを示すものである。図２によると、変換装置は、パケットインタフェース１と、ジッタバッファ２と、変換部３と、ＴＤＭインタフェース４と、パケット生成部５と、バッファ量制御部６とを備えている。
【００１９】
パケットインタフェース１は、パケット網から受信したパケットを、ジッタバッファ２に格納する。ただし、アイドルパケットを受信した場合には、ジッタバファには格納せず廃棄し、アイドルパケット受信をバッファ量制御部６に通知する。変換部３は、ジッタバッファ２からパケットを取り出して、そのペイロードのデータを固定ビットレートの信号としてＴＤＭインタフェース４に出力し、ＴＤＭインタフェース４は、変換部３からの信号を、ＴＤＭ網に送信する。
【００２０】
図３は、ジッタバッファ２の詳細を説明する図である。図３に示す様に、ジッタバッファ２は、書き込み位置と読み出し位置を管理しており、書き込み位置は、パケットが格納されるごとに、図３における左側方向に移動し、左端に達した場合には、右端に移動し、再度、パケットが格納されるごとに左側方向に移動することを繰り返す。同様に、読み出し位置は、パケットが読み出されるごとに、図３における左側方向に移動し、左端に達した場合には、右端に移動し、再度、パケットが読み出されるごとに左側方向に移動することを繰り返す。なお、図３の網がけ部分は、ジッタバッファに蓄積されているパケットの範囲を示している。以後の説明において、ジッタバッファ２の最大蓄積量の半分、つまり、図３の左端から右端までのビット量の半分を、設定ジッタバッファ量Ｔｊｂと呼ぶものとする。
【００２１】
図２に戻り、バッファ量制御部６は、パケットインタフェース１からアイドルパケット受信の通知を受けた場合、アイドルパケットのビット長に相当する量だけ、ジッタバッファ２の設定ジッタバッファ量Ｔｊｂを減少させる。また、ジッタバッファ２の蓄積量を監視し、蓄積量が０となる前、例えば、０に近い所定の閾値より少なくなった場合、ジッタバッファ２の設定ジッタバッファ量Ｔｊｂを増加させると共に、パケット生成部５に、アイドルパケット格納命令を行い、アイドルパケット格納命令を受けたパケット生成部５は、アイドルパケットを生成して、ジッタバッファ２に格納する。なお、増加させる量は、アイドルパケットのビット長に相当する量である。
【００２２】
図７は、本発明による変換装置における動作を説明する図である。なお、図７においては、上述した様に、１．５４４Ｍｂｐｓの信号を８フレーム単位でパケット化した場合を例にしている。したがって、１パケットは、ジッタバッファ２から１ｍｓで読み出されることになる。また、簡単のため、ジッタバッファ２の蓄積量が０となった瞬間に、アイドルパケットがジッタバッファ２に格納されるものとしている。
【００２３】
図７（ｂ）によると、理想的には、時刻１ｍｓから１ｍｓ間隔で到着するパケットＡ〜Ｉが、実際には、時刻４．５、５、５．５、６、６、６、７、７．５、８ｍｓに到着している。また、パケットＧ、Ｈ及びＩは、アイドルパケットである。なお、時刻０におけるジッタバッファ２の設定ジッタバッファ量Ｔｊｂが３ｍｓであり、時刻０における蓄積量が３ｍｓであるものとする。
【００２４】
図７（ａ）は、この場合におけるジッタバッファ２の蓄積量（実線）と設定ジッタバッファ量Ｔｊｂ（点線）の推移を示すものである。
【００２５】
本来、時刻１ｍｓで到着すべきパケットＡの到着が遅れている為、バッファアンダーフローとなる時刻３ｍｓで、バッファ量制御部６は、パケット生成部５にアイドルパケットをジッタバッファ２に格納させると共に、設定ジッタバッファ量Ｔｊｂを、追加したアイドルパケットに相当する１ｍｓだけ増加させている。しかしながら、パケットＡが到着しないため、時刻４ｍｓにおいて、再度、バッファ量制御部６は、パケット生成部５にアイドルパケットをジッタバッファ２に格納させると共に、設定ジッタバッファ量Ｔｊｂを、追加したアイドルパケットに相当する１ｍｓだけ増加させている。
【００２６】
時刻４．５ｍｓから６ｍｓにかけて、パケットＡからＦが到着し、これにより、それぞれの時間において蓄積量が増加している。その後、パケットＧ〜Ｉが到着するが、これらは、アイドルパケットであるため、パケットインタフェース１は、パケットＧ〜Ｉをジッタバッファ２に格納せず、よって、蓄積量は増加しない。また、バッファ量制御部６は、アイドルパケットの到着により、設定ジッタバッファ量Ｔｊｂを、アイドルパケットに相当する１ｍｓだけ減少させている。
【００２７】
以上、ＴＤＭ端末が、フレーム内のユーザデータがアイドルであることを、フレームの保守運用のために確保されているビットを使用して通知し、変換装置は、この通知に基づき、アイドルデータのみを含むアイドルパケットであることを、パケットヘッダに明記してパケット網に送信する。よって、伝送する信号種別、つまり、音声であるかデータであるかに係わりなく、ジッタバッファのバッファ量の動的な制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による通信システムの構成図である。
【図２】本発明による変換装置のブロック図である。
【図３】ジッタバッファの詳細を説明する図である。
【図４】１．５４４Ｍｂｐｓ信号のフレーム構造を示す図である。
【図５】ＴＤＭｏＩＰの規定に従うパケットの構造を示す図である。
【図６】制御ワードの詳細を示す図である。
【図７】変換装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  パケットインタフェース
２  ジッタバッファ
３  変換部
４  ＴＤＭインタフェース
５  パケット生成部
６  バッファ量制御部
１１、１２  変換装置
２１、２２  ＴＤＭ端末
３１、３２  ＴＤＭ網
４０  パケット網
【図１】
0004952651.tif 000002
【図２】
0004952651.tif 000003
【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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