JP2005229378A - 中継装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中継装置において、少なくとも音声パケットを、送出側の通信網における輻輳状態の発生の有無に関わらずに、その通信網の帯域を有効利用して、外部装置に対して確実に中継する。
【解決手段】音声パケット及びそれ以外のパケットを、送出側の中継回線５０（通信網）を介して外部装置に中継する中継装置１において、制御ユニット１２は、当該通信網における輻輳発生が予測される場合に、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記音声パケットを構成するヘッダデータと音声データのうち、ヘッダデータの圧縮を行うことによってヘッダ圧縮パケットを送信する。一方、制御ユニット１２は、該ヘッダ圧縮パケットを送信中に、前記通信網の輻輳状態から回復したと判定した場合には、それ以降に送出すべき音声パケットに関してはヘッダデータの圧縮を行わないことにより、送出すべき音声パケットを、前記ヘッダ圧縮パケットからヘッダ圧縮を行わないフルヘッダパケットに切り替える。輻輳発生の予測等は、送受信バッファ１１内の送信バッファの使用率に基づいて判定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、中継装置の技術分野に関し、特にパケット化された音声データを、通信網を介して外部装置に中継するゲートウェイ装置等の中継装置の技術分野に関する。

近年においては、画像データ、文字データ、音声データ等の各種のデータを通信する要求が高まっている。特に、音声データは、リアルタイム性を要求されるため、パケット化した音声データ（音声パケット）をインターネット経由で効率良く送受信する方法として、ヘッダ圧縮機能が知られている。

ヘッダ圧縮機能は、ＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force), ＲＦＣ２５０８(Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links)に準拠した処理を行うことにより、音声パケットのＩＰ／ＵＤＲ／ＲＴＰ(Internet Protocol/User Datagram Protocol/Real-Time Transport Protocol)ヘッダ部を、通常４０バイトのデータサイズから２バイトから４バイトに圧縮する処理である。

但し、このヘッダ圧縮機能を、中継装置（ゲートウェイ装置）である送信側装置と受信側装置とが接続された中継回線（通信ネットワーク）におけるデータ伝送において採用する場合には、次の問題が生じる。

即ち、係るヘッダ圧縮機能におけるデータ伝送の特性上、ヘッダ圧縮された音声パケット（以下、「ヘッダ圧縮パケット」と称する）がエラー等により損失することにより、個々のパケットの連続性が損なわれるという問題がある。このような問題が生じた場合、受信側装置にて受信されたヘッダ圧縮パケットは、何らかの手順によって送信側装置からの音声パケットの再送が行われることによって各パケットの連続性が再確立されるまで、その受信側装置において廃棄されることになる。

ここで、図５は、音声パケットのヘッダ圧縮パケットフォーマットと非圧縮パケットフォーマットとのデータフィールドの構成を示す図である。

ヘッダ圧縮機能とは、ＩＰ／ＵＤＲ／ＲＴＰヘッダフィールドにおいて、データ伝送中には変化しないフィールドや、連続する個々のパケットにおいて一定量ずつ変化するフィールドを排除すると共に、変化のあった場合のみ、その差分を符号化することによりヘッダのデータサイズの圧縮を行う技術である。このヘッダ圧縮の結果、通常４０バイトの非圧縮ヘッダ（以下、「フルヘッダパケット」と称する）を、伝送対象の音声データを伝送するに際して、２バイトから４バイトにまで圧縮した状態で伝送することができる。

そして、このようにヘッダ圧縮を行う場合において、例えば特許文献１及び２等においても説明されているように、ヘッダ圧縮パケットを受信する受信側装置は、最初に受け取った非圧縮ヘッダ（フルヘッダパケット）と、一次関数的に増加するフィールドの一次差分に基づいて、受信したヘッダ圧縮パケットのヘッダフィールドを解凍する。よって、受信側装置は音声通信の途中でヘッダ部の圧縮／非圧縮が切り替わっても解凍することが可能である。しかし、この受信側装置では前述のような方法で圧縮ヘッダを解凍しているため、中継回線上でヘッダ圧縮された音声パケットが損失し、受信パケットの連続性が失われると、圧縮されたヘッダを解凍できなくなる。そのため、パケット損失が発生した場合、受信側装置は送信側装置にヘッダ非圧縮パケットを要求する信号を送信する。一方、受信側装置はヘッダ非圧縮パケットを受信するまでの間に受信したヘッダ圧縮パケットを廃棄する。

一般に、音声データはリアルタイム性が要求されるため、上記の如く伝送路上で音声パケットの損失が発生すると、音切れ等の現象の要因になり易く、音声品質に与える影響度が高い。このため、ヘッダ圧縮機能を利用したデータ通信は、伝送エラーが全くない環境では問題ないが、パケット損失など伝送エラーの発生しやすい環境にはあまり適していないと考えられている。

また、音声パケットと、画像や文字等の一般データとを混在して伝送する通信ネットワークでは、通常、音声品質を確保すべく、一般データよりも音声パケットを優先して伝送するのが一般的である。このため、中継回線が輻輳した場合には、受信側装置においては、音声パケットよりも一般データから先に廃棄されてしまうことが多い。

特開平７−９５２３５号公報（段落番号３５、図１） 特開２００２−２６９６３号公報（段落番号２０乃至２２）

上述した従来の方法においては、音声パケットのヘッダ部を、ヘッダ圧縮機能によってフルヘッダパケット、またはヘッダ圧縮パケットに変更可能ではあるが固定的である。このため、ヘッダ圧縮機能が常に有効であると、回線使用率が低く帯域に余裕がある時でもヘッダ圧縮を行うので、音声のパケット損失が発生した場合の音声品質への影響が大きい。逆に、ヘッダ圧縮機能が常に無効であり、フルヘッダパケットによってデータ伝送が行われる場合には、輻輳発生時に受信側装置において廃棄される一般データを救済することができず、更には、輻輳状態が解消した後で、正常なデータ伝送に回復するまでに時間を要してしまうという問題がある。

また、上述したヘッダ圧縮機能の他に、中継回線の帯域を有効に利用するための従来の技術としては、輻輳発生時に接続する音声呼の数を制限する等の技術が知られている。しかしながら、このような従来の方法においては、輻輳発生時に接続する音声呼の数を制限するため、送信すべき画像や文字等の一般データが極端に多い場合には、接続できる音声呼が相当少なくなる可能性がある。

更に、中継回線の帯域を有効に利用するための従来の技術としては、音声通話で使用する音声符号化方式を圧縮率の高いものに変更する等の技術が知られている。しかしながら、このような従来の方法においては、音声呼が使用する帯域幅は減るが、低圧縮の符号化方式における音声呼よりも音声品質が悪くなる。更に、係る音声符号化方式は、呼接続時に圧縮率が決定されるので、既に通話中の音声呼に関しては、途中で符号化方式を変えることはできない。

そこで、本発明は、少なくとも音声パケットを、送出側の通信網における輻輳状態の発生の有無に関わらずに、その通信網の帯域を有効利用して、外部装置に対して確実に中継する中継装置及びその制御方法の提供を目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る中継装置は、以下の構成を備えることを特徴とする。

即ち、少なくとも音声パケットを、送出側の通信網を介して外部装置に中継する中継装置であって、
前記音声パケットを構成するヘッダデータと音声データのうち、ヘッダデータの圧縮を行うヘッダ圧縮手段と、
前記通信網における輻輳発生を予測すると共に、輻輳状態からの回復を判定する網状態判定手段と、
前記通信網における輻輳発生が予測されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを、ヘッダ圧縮を行うヘッダ圧縮モードに切り替える一方で、該ヘッダ圧縮モードにて送信中に、前記通信網の輻輳状態からの回復が判定されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを、前記ヘッダ圧縮モードから、ヘッダ圧縮を行わないフルヘッダモードに切り替える制御手段と、
を備えることを特徴とする。

好適な実施形態において、前記網状態判定手段は、
前記中継装置が有する送信バッファの使用率に基づいて、輻輳発生の予測と、輻輳状態からの回復判定とを行うと良い。

また、前記制御手段は、
前記中継装置の起動時に、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを前記フルヘッダモードに設定すると共に、前記中継装置による中継動作中に、前記フルヘッダモードとヘッダ圧縮モードとの切り替え制御を行うと良い。

更に、上記何れの装置構成においても、前記中継装置は、前記送出側の通信網に対して、前記音声パケット以外のパケットも中継可能である場合には、
前記ヘッダ圧縮手段及び制御手段は、前記音声パケット及びそれ以外のパケットのうち、音声パケットだけを処理対象とすると良い。

また、好適な他の実施形態においては、前記フルヘッダモードから前記ヘッダ圧縮モードに切り替えるための判断基準となる第１所定値（臨界点Ｂ）と、前記ヘッダ圧縮モードから前記フルヘッダモードに切り替えるための判断基準となる第２所定値（復旧点Ａ）とを、前記通信網のポート毎に設定可能な設定手段を更に備えると良い。

そして、この設定手段の利用において、前記通信網の複数のポートのうち、音声チャネルの収容数が多いポートには、音声チャネルの収容数が少ない他のポートと比較して、前記第１及び第２所定値の両方に低めの値を設定することにより、前記フルヘッダモード及びヘッダ圧縮モード間の切り替えタイミングを、該他のポートと比較して早めにすると良い。

尚、同目的は、上記の各構成を有する中継装置に対応する制御方法によっても達成される。

また、同目的は、上記の各構成を有する中継装置及びその制御方法を、同中継装置の制御ユニット（ＣＰＵ）に実装することによって実現可能なプログラムコード、及びそのプログラムコードが格納されている、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体によっても達成される。

上記の本発明によれば、少なくとも音声パケットを、送出側の通信網における輻輳状態の発生の有無に関わらずに、その通信網の帯域を有効利用して、外部装置に対して確実に中継する中継装置及びその制御方法の提供が実現する。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係る中継装置の実施形態としてのゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。

本実施形態において、ゲートウェイ装置１は、所謂ＶｏＩＰ(Voice over Internet protocol)技術に基づく音声通信が可能であり、且つフレームリレー（ＦＲ）やポイントツーポイントプロトコル（ＰＰＰ）を使用した１対１接続の中継回線を介して、音声データおよび一般データを送受信するゲートウェイ装置である。

同図に示すゲートウェイ装置１には、パーソナル・コンピュータ（情報処理装置）等のデータ端末２、ＰＢＸ(Private Branch eXchange)または一般電話機のような音声端末３を収容されており、収容されたこれらの装置から出力されたデータを、不図示の装置（以下、「受信側装置」と称する場合がある）に伝送すべく、中継回線５０に送出する。

本実施形態において、ゲートウェイ装置１が受信側装置に対して中継すべく扱う伝送データは、音声データ（音声パケット）と、それ以外の一般データ（画像や文字等のパケット）である。即ち、ゲートウェイ装置１は、一例としてＩＴＵ−Ｔ Ｈ．３２３勧告に準拠した方法で、中継回線５０を介して、受信側装置と呼接続を行うことによって音声通信を行うと共に、一般データの通信を行う。

ゲートウェイ装置１は、図１に示すように、大別して、入出力デバイス１０、送受信バッファ１１、制御ユニット１２、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)ユニット１３、データインタフェース１４、音声インタフェース１５を備える。

制御ユニット１２は、バッファ監視部１２１、設定情報管理部１２２、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３、呼接続処理などの呼制御を行う音声呼制御部１２４、そしてデータ処理部１２５を備えており、これら各部（モジュール）は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)及びメモリ等（何れも不図示）からなるハードウエアと、そのＣＰＵによって実行されるソフトウエア・プログラムとからなる処理単位を表す。

より具体的に、バッファ監視部１２１は、送受信バッファ１１の状態を監視する（詳細は後述する）。設定情報管理部１２２は、中継回線帯域の輻輳状況を示す情報が通知される（詳細は後述する）。ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３は、各データパケットに付与されたヘッダの圧縮及び解凍を行う。音声呼制御部１２４は、呼接続処理などの呼制御を行う。そして、データ処理部１２５は、ＴＣＰ(Transmission Control Protocol)やＩＰ(Internet Protocol)等のプロトコル処理を行う。

また、ＤＳＰユニット１３は、音声データの圧縮符号化及び復号化を行う音声圧縮部１３１と、ＲＴＰ(Real-time Transport Protocol)のプロトコル処理等の音声データ処理を行う音声信号処理部１３２とを有する。

そして、送受信バッファ１１は、不図示の送信バッファ（出力バッファ）と受信バッファ（入力バッファ）とを有しており、送受信するデータパケットの一時記憶を行う。入出力デバイス１０は、中継回線５０を介して受信したデータパケットを送受信バッファ１１に対して出力すると共に、同バッファから出力されたデータパケットを中継回線５０に送出する。

ここで、上記のような装置構成を有するゲートウェイ装置１において音声通話が行われる場合の動作を概説する。

音声インタフェース１５を介して入力された音声信号には、ＤＳＰユニット１３において符号化、並びにプロトコル処理が施される。その後、制御ユニット１２では、ＩＰ(Internet Protocol)パケット化が行われ、各音声パケットには、ヘッダ圧縮処理（ヘッダ圧縮を行う場合）、所定のアプリケーション処理が施された後、送受信バッファ１１を介して入出力デバイス１０から、中継回線５０を介して受信側装置（不図示）に送信される。また、中継回線５０側から受信した音声パケットには、前記した装置構成において略逆の手順によって復号化を行うことにより、音声インタフェース１５を介して音声端末３に音声信号を出力する。

また、データインタフェース１４から入力された一般データ（画像や文字等のデータ）は、制御ユニット１２にてＩＰパケット化が行われた後、送受信バッファ１１を経て、入出力デバイス１０から中継回線５０へと伝送される。

また、このような手順で音声データ及び一般データに各種処理が施される過程において、バッファ監視部１２１は、不図示のＣＰＵによってカウントされるタイマの割り込みにより、送受信バッファ１１が有する送信バッファ（不図示）の使用率を監視すると共に、使用率に基づいて中継回線５０における帯域の輻輳状況を予測（判定）し、その予測結果を表す情報（以下、情報Ｃ）を、設定情報管理部１２２に通知する。

設定情報管理部１２２は、ゲートウェイ装置１の起動に際して、ヘッダ圧縮機能に関する設定情報（即ち、ヘッダ圧縮を行うか否かを表す情報）Ｓを、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３に対して設定する。

また、設定情報管理部１２２は、ゲートウェイ装置１によるデータパケットの伝送動作中において、バッファ監視部１２１から上記情報Ｃを受け取った場合に、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３に対して、ヘッダ圧縮機能の設定情報Ｓを、その情報Ｃに応じて変更する。

これにより、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３は、設定情報管理部１２２から取得したヘッダ圧縮機能の設定情報Ｓの内容に従って、送受信する音声パケットのヘッダ部の圧縮または解凍を行うことになる。

次に、設定情報管理部１２２が上述した設定動作を行うべく有している設定値管理テーブルについて説明する。

図２は、図１に示す設定情報管理部１２２が有する設定値管理テーブルのデータ構成を概念的に示す図である。

本実施形態において、ヘッダ圧縮機能の設定情報Ｓの初期設定値は、
・モード１：送出すべき音声パケットのヘッダ圧縮を常に行う（即ち、データ伝送中に常時有効）、
・モード２：送出すべき音声パケットのヘッダ圧縮を常に行わない（即ち、データ伝送中に常時無効）、
・モード３：通常は無効であるが輻輳時（即ち、輻輳発生が予測される場合）のみ有効、
の３つのモードのうち何れかを選択可能であり、個々の音声パケットは、ヘッダ圧縮が行われた場合には「ヘッダ圧縮パケット」、ヘッダ圧縮が行われない場合には「フルヘッダパケット」として扱われる。

設定情報管理部１２２の設定値管理テーブルには、図２に示すように、この何れかの動作モードを示す設定情報Ｓが、中継回線５０のポート（不図示）毎に予め用意された記憶領域に初期設定値として格納されている。そして、この設定情報Ｓは、ゲートウェイ装置１の起動に際して、設定情報管理部１２２からヘッダ圧縮／解凍処理部１２３に反映される。

また、設定値管理テーブルには、図２に示すように、中継回線５０のポート毎に、現在のヘッダ圧縮機能の状態を示すヘッダ圧縮機能ステータスと、中継回線が輻輳状態か否かを示すＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値（０で非輻輳状態、１で輻輳状態）とが設定される。即ち、ゲートウェイ装置１の動作中において、バッファ監視部１２１は、設定情報管理部１２２の設定値管理テーブルの各中継回線ポートのうち、上述した「モード３」に設定されている中継回線ポートに対して、上記の情報Ｃとして、ヘッダ圧縮機能ステータスと、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値とを設定する。そして、設定された状態は、設定情報管理部１２２によってヘッダ圧縮／解凍処理部１２３に反映される。

図３は、本実施形態に係る中継装置におけるヘッダ圧縮制御処理のフローチャートであり、図１に示す制御ユニット１２において不図示のＣＰＵが、バッファ監視部１２１の機能として実行するソフトウエア・プログラムの処理手順を表す。

即ち、同図に示すヘッダ圧縮制御処理は、ゲートウェイ装置１の起動時に上記「モード３」に設定されている中継回線ポートに対応するところの、送受信バッファ１１内の送信バッファの使用率を検出し、検出した使用率に基づいて中継回線５０の帯域の輻輳状態を予測判定すると共に、その予測判定の結果に応じてヘッダ圧縮の要否の切換を行う処理である。

係るヘッダ圧縮制御処理は、同装置の動作中において、バッファ監視部１２１がタイマ割り込みを行うのに応じて開始される。そして、設定情報管理部１２２は、バッファ監視部１２１によって更新される設定値管理テーブル（図２）の状態に応じてヘッダ圧縮／解凍処理部１２３の動作制御を行う。

即ち、図３において、Ａ１では、送信バッファの使用率が検出され、処理がＡ２に進められる。

Ａ２では、Ａ１にて検出した使用率が所定の復旧点Ａ（詳細は図４を参照して後述する）を超えているかが判断され（Ａ２−１）、この判断においてＹＥＳ判定（使用率≧復旧点Ａ）の場合は、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値が判定される（Ａ２−２）。

また、Ａ２−２の判定において、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値が０、つまり輻輳状態ではないとき（ＹＥＳ判定のとき）には、Ａ１にて検出した送信バッファの使用率が所定の臨界点Ｂ（＞復旧点Ａ：詳細は図４を参照して後述する）を超えているかが判断される（Ａ２−３）。

そして、Ａ２−３の判断において、Ａ１にて検出した使用率が臨界点Ｂを越えている場合には、中継回線５０に輻輳状態が発生したと予想される。そこで、Ａ２−４〜６では、設定値管理テーブル（図２）の各ポートのヘッダ圧縮機能の初期設定値を参照することにより、「モード３」に設定されているポートを対象として、ヘッダ圧縮機能ステータスを、「無効」の状態から「有効」の状態に変更すると共に、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値を１に変更する。これにより、設定値管理テーブル（図２）は、バッファ監視部１２１によって中継回線５０の最新の状態を表す状態に更新される。そして、設定情報管理部１２２は、バッファ監視部１２１によって更新された設定値管理テーブルに応じてヘッダ圧縮／解凍処理部１２３の動作の切り換えを指示する。

即ち、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３は、上記の如くＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値が変更されるのに応じて、送信対象の個々の音声パケットを編成中において「フルヘッダパケット」の編成を中止し、それ以降の制御周期からヘッダ部の圧縮を開始することによって「ヘッダ圧縮パケット」を編成する。

また、Ａ２−２の判定においてＮＯ判定（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値＝１）の場合は、未だ輻輳状態の発生が継続していると予測できるのでリターンする。Ａ２−３の判定においてＮＯ判定（送信バッファの使用率＜臨界点Ｂ）の場合は、輻輳が発生した状態とは判定できないのでリターンする。

一方、Ａ２−１の判断においてＮＯ判定（使用率＜復旧点Ａ）の場合は、それ以前に発生していた輻輳状態が解消され、正常な網状態（十分な帯域を確保できる状態）に回復したと判断できる。そこで、以下のＡ３の処理が行われる。

即ち、Ａ３−１では、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値が１、つまり輻輳状態を示しているかが判定され、この判定においてＹＥＳ判定の場合は、Ａ３−２〜４では、設定値管理テーブル（図２）の各ポートのヘッダ圧縮機能の初期設定値を参照することにより、「モード３」に設定されているポートを対象として、ヘッダ圧縮機能ステータスを、「有効」の状態から「無効」の状態に変更すると共に、Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値を０に変更する。

そして、このＣｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値の変更に応じて、ヘッダ圧縮／解凍処理部１２３は、送信対象の個々の音声パケットを編成中において「ヘッダ圧縮パケット」の編成を中止し、それ以降の制御周期から「フルヘッダパケット」を編成する。

また、Ａ３−１の判定においてＮＯ判定（Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ＿ｃｈｅｃｋ値＝０ ）の場合は、輻輳状態は発生しておらず網は正常な状態と判断できるのでリターンする。

次に、上述したヘッダ圧縮制御処理（図３）における判断基準として参照した復旧点Ａ及び臨界点Ｂについて、図４を参照して説明する。

図４は、図１に示す送受信バッファ１１における送信バッファの使用率と、復旧点Ａ及び臨界点Ｂとの関係を示す図である。

上述したヘッダ圧縮制御処理の説明からも判るように、本実施形態において、臨界点Ｂは、中継回線５０において輻輳状態が発生したと判定するための基準となる送信バッファの使用率（ｂ％）である。

一方、復旧点Ａは、中継回線５０において輻輳状態が発生しておらず正常な網状態（十分な帯域を確保できる状態）であると判定するための基準となる送信バッファの使用率（ａ％）である。従って、上述したヘッダ圧縮制御処理では、ゲートウェイ装置１の動作中において、発生していた輻輳状態が緩和されるのに応じてバッファ使用率がａ%にまで下がった場合には、その時点で輻輳状態が解消されたと判定される。このバッファ使用率は、一例として、バッファ監視部１２１がタイマ割り込みを行うことによって監視している。

以上説明した本実施形態に係るゲートウェイ装置１は、送受信バッファ１１内の送信バッファの使用率を検出すると共に、検出した使用率に基づいて中継回線５０の帯域の輻輳状態の予測判定を行う。更に、ゲートウェイ装置１は、その予測判定の結果、輻輳状態が発生すると予測される場合には、その時点で既に通話中の音声呼、およびそれ以降に接続される音声呼に関して送出すべき音声パケットを「ヘッダ圧縮パケット」とする一方で、輻輳状態が発生していない、或いは発生していた輻輳状態から回復したと判定できる場合には、送出すべき音声パケットを「フルヘッダパケット」とする。

このように、中継回線５０の帯域状態に応じて音声パケットのヘッダ圧縮の要否の切換を行う本実施形態によれば、輻輳状態が発生するのに先だってヘッダ圧縮パケットを編成することができ、且つ個々の音声パケットに含まれる音声データは、ヘッダ圧縮機能の要否切り替えによって何ら影響を受けない。従って、輻輳状態が発生した場合であっても、音質の劣化を最小限に留めると共に、フルヘッダパケットを輻輳発生時においても送信側装置から送出することによって受信側装置において一般データが廃棄され、その結果、データ伝送の遅延が生じるという従来の問題を解決することができる。

特に、本実施形態においては、中継回線５０の上流側に接続された送信側装置（ゲートウェイ装置１）において上述したヘッダ圧縮制御処理（図３）を行っており、この処理は当該送信側装置内で閉じた構成である。このため、輻輳発生に起因してデータパケットが廃棄されたことが受信側装置から送信側装置にフィードバックされ、それを契機として復旧処理が開始される従来のシステム構成（例えば、前述した特許文献１及び２等）と比較して、中継回線の帯域を効率よく利用することができ、且つ廃棄される一般データパケットを極小化して最適且つ迅速なデータ伝送を担保することができるという特有の効果を得る。

尚、本実施形態では、中継回線５０の帯域状態を予測する一手法として、送信側装置の送信バッファの使用率を採用したが、データ送出対象の網の状態を送信側装置において予測できるのであれば何れの手法であっても採用することができる。

また、上述した本実施形態では、ゲートウェイ装置１が、音声データ（音声パケット）と、それ以外の画像や文字等の一般データ（一般データパケット）とを扱う場合について説明したが、この装置構成に限られるものではない。例えば、音声データ（音声パケット）だけを扱う場合には、この場合においても、輻輳発生が予測される場合にはヘッダ圧縮を行うことによって帯域を確保することにより、音声呼の確実な伝送を実現すると共に、音声品質の劣化を極小化することができる。即ち、少なくとも音声パケットを、送出側の通信網における輻輳状態の発生の有無に関わらずに、その通信網の帯域を有効利用して、外部装置に対して確実に中継することができる。

＜実施形態の変形例＞
上述した本実施形態の好適な変形例において、復旧点Ａ及び臨界点Ｂはポート毎に設定可能である。このような構成を採用すれば、ゲートウェイ装置１が接続される個々のネットワークの環境により的確に対応することができる。

即ち、音声呼の１チャネル当たりの使用帯域は、一般に固定的である。また、画像や文字等の一般データの帯域は、バースト的な増加も含めて変動する。そこで、本変形例では、各ポートの回線速度の違いに着目することにより、比率的に音声チャネルの収容数が多いポート（換言すれば、回線速度に比して音声チャネルの収容数が多く、伝送データ中において音声データの占める割合が大きいポート）では、復旧点Ａ（第２所定値）及び臨界点Ｂ（第１所定値）の両方を、音声チャネルの収容数が少ないポートと比較して低めに設定する。

より具体的に、音声チャネルの収容数が比較的多い場合には、送信対象の音声パケットにヘッダ圧縮を施すことによる効果が大きい。このため、係る設定を採用すれば、上述した実施形態の効果に加えて、送信バッファの使用率が比較的低い段階で、「フルヘッダモード」から「ヘッダ圧縮モード」に切り替えられるので、一般データをより多く且つ確実に送信することができる、という効果を得る。

一方、音声チャネルの収容数が比較的少ない場合には、送信対象の音声パケットにヘッダ圧縮した場合の効果が小さい。このため、係る設定を採用すれば、上述した実施形態の効果に加えて、送信バッファ使用率が比較的に高くなってから「フルヘッダモード」から「ヘッダ圧縮モード」に切り替えられるので、「ヘッダ圧縮モード」実行中における音声品質の劣化を極小化することができる、という効果を得る。

尚、上述した実施形態を例に説明した本発明は、上述したゲートウェイ装置１に対して、その説明において参照したフローチャートの機能を実現可能なコンピュータ・プログラムを供給した後、その装置のＣＰＵに読み出して実行することによって達成される。また、当該装置内に供給されたコンピュータ・プログラムは、読み書き可能なメモリ等の記憶デバイスに格納すれば良い。

また、前記の場合において、当該各装置内へのコンピュータ・プログラムの供給方法は、フロッピー（登録商標）ディスク等の各種記録媒体を介して当該装置内にインストールする方法や、インターネット等の通信回線を介して外部よりダウンロードする方法等のように、現在では一般的な手順を採用することができ、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコード或いは記憶媒体によって構成される。

本発明に係る中継装置の実施形態としてのゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示す設定情報管理部１２２が有する設定値管理テーブルのデータ構成を概念的に示す図である。 本実施形態に係る中継装置におけるヘッダ圧縮制御処理のフローチャートである。 図１に示す送受信バッファ１１における送信バッファの使用率と、復旧点Ａ及び臨界点Ｂとの関係を示す図である。 音声パケットのヘッダ圧縮パケットフォーマットと非圧縮パケットフォーマットとのデータフィールドの構成を示す図である。

符号の説明

１ ゲートウェイ装置
２ データ端末
３ 音声端末
１０ 入出力デバイス
１１ 送受信バッファ
１２ 制御ユニット
１３ ＤＳＰ(Digital Signal Processor)ユニット
１４ データインタフェース
１５ 音声インタフェース
５０ 中継回線
１２１ バッファ監視部
１２２ 設定情報管理部
１２３ ヘッダ圧縮／解凍処理部
１２４ 音声呼制御部
１２５ データ処理部
１３１ 音声圧縮部
１３２ 音声信号処理部

Claims (10)

1. 少なくとも音声パケットを、送出側の通信網を介して外部装置に中継する中継装置であって、
   前記音声パケットを構成するヘッダデータと音声データのうち、ヘッダデータの圧縮を行うヘッダ圧縮手段と、
   前記通信網における輻輳発生を予測すると共に、輻輳状態からの回復を判定する網状態判定手段と、
   前記通信網における輻輳発生が予測されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを、ヘッダ圧縮を行うヘッダ圧縮モードに切り替える一方で、該ヘッダ圧縮モードにて送信中に、前記通信網の輻輳状態からの回復が判定されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを、前記ヘッダ圧縮モードから、ヘッダ圧縮を行わないフルヘッダモードに切り替える制御手段と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
2. 前記網状態判定手段は、
   前記中継装置が有する送信バッファの使用率に基づいて、輻輳発生の予測と、輻輳状態からの回復判定とを行う
   ことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
3. 前記制御手段は、
   前記中継装置の起動時に、前記ヘッダ圧縮手段の動作モードを前記フルヘッダモードに設定すると共に、前記中継装置による中継動作中に、前記フルヘッダモードとヘッダ圧縮モードとの切り替え制御を行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の中継装置。
4. 前記中継装置は、前記送出側の通信網に対して、前記音声パケット以外のパケットも中継可能であって、
   前記ヘッダ圧縮手段及び制御手段は、前記音声パケット及びそれ以外のパケットのうち、音声パケットだけを処理対象とする
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の中継装置。
5. 前記フルヘッダモードから前記ヘッダ圧縮モードに切り替えるための判断基準となる第１所定値と、前記ヘッダ圧縮モードから前記フルヘッダモードに切り替えるための判断基準となる第２所定値とを、前記通信網のポート毎に設定可能な設定手段を更に備える
   ことを特徴とする請求項１記載の中継装置。
6. 少なくとも音声パケットを、送出側の通信網を介して外部装置に中継する中継装置の制御方法であって、
   前記通信網における輻輳発生を予測すると共に、輻輳状態からの回復を判定する網状態判定工程と、
   前記通信網における輻輳発生が予測されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関して、前記音声パケットを構成するヘッダデータと音声データのうち、ヘッダデータの圧縮を行うことによってヘッダ圧縮パケットを送信する一方で、該ヘッダ圧縮パケットを送信中に、前記通信網の輻輳状態からの回復が判定されるのに応じて、それ以降に送出すべき音声パケットに関してはヘッダデータの圧縮を行わないことにより、送出すべき音声パケットを、前記ヘッダ圧縮パケットから、ヘッダ圧縮を行わないフルヘッダパケットに切り替える切り替え工程と、
   を有することを特徴とする中継装置の制御方法。
7. 前記網状態判定工程では、
   前記中継装置が有する送信バッファの使用率に基づいて、輻輳発生の予測と、輻輳状態からの回復判定とを行う
   ことを特徴とする請求項６記載の中継装置の制御方法。
8. 前記中継装置は、前記送出側の通信網に対して、前記音声パケット以外のパケットも中継可能であって、
   前記ヘッダ圧縮手段及び制御手段は、前記音声パケット及びそれ以外のパケットのうち、音声パケットだけを処理対象とする
   ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の中継装置の制御方法。
9. 前記フルヘッダモードから前記ヘッダ圧縮モードに切り替えるための判断基準となる第１所定値と、前記ヘッダ圧縮モードから前記フルヘッダモードに切り替えるための基準となる第２所定値とを、前記通信網のポート毎に設定する設定工程を有する
   ことを特徴とする請求項６記載の中継装置の制御方法。
10. 前記設定工程において、
    前記通信網の複数のポートのうち、音声チャネルの収容数が多いポートには、音声チャネルの収容数が少ない他のポートと比較して、前記第１及び第２所定値の両方に低めの値を設定することにより、前記フルヘッダモード及びヘッダ圧縮モード間の切り替えタイミングを、該他のポートと比較して早めにする
    ことを特徴とする請求項９記載の中継装置の制御方法。
    

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