JP5515985B2 - 監視装置、障害区間特定方法および障害区間特定プログラム - Google Patents

Description

本発明は、障害区間特定装置、障害区間特定方法および障害区間特定プログラムに関する。

近年、情報技術の発展に伴い、ネットワークを介しての双方向通信が活発になっている。このような双方向通信において、パケット化した音声データをパケット通信ネットワークを介して送受信することによって、インターネット経由での音声通話を可能にするＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）機能を利用した通信システムが利用されている。

このようなＩＰ電話のサービス事業者等にとって、パケット通信ネットワークを介して通信されるＩＰ電話の通話量の増大に伴い、通話品質の監視が重要である。このため、通信システムの障害発生箇所を特定するために、ネットワークの通信品質を監視する監視装置が設置される。具体的には、監視装置は、パケット通信ネットワークを流れるパケットの消失率や遅延などの通信品質を計測し、障害発生箇所を特定する監視処理を行っている。

ここで、図１７を用いて、監視装置の設置位置について説明する。図１７に示すように、通信システムは、パケットを送信する送信装置と、パケットを中継する中継装置と、パケットを監視する監視装置と、パケットを受信する受信装置とを有する。また、図１７の例では、送信装置から中継装置までを第一区間とし、中継装置から受信装置までを第二区間とし、第一区間と第二区間との間を切り分けポイントとし、第一区間と第二区間とを監視する監視装置がそれぞれ設置される。

このような構成のもと、第一区間上に設置された監視装置は、送信装置から送信されたパケットの通信品質を計測し、第一区間で障害が発生したかを監視する。また、第二区間上に設置された監視装置は、中継装置から転送されたパケットの通信品質を計測し、第二区間（正確には切り分けポイントから第二区間の監視装置までの間）で障害が発生したかを監視する。なお、中継装置は、送信装置から送信されたパケットに対してシーケンス番号を付与し、受信装置に転送している。

特開２００６−１０８８３４号公報 特開２００９−９４８７７号公報 特表２００３−５００９３３号公報

しかしながら、上述したパケットを監視する通信システムでは、第一区間で障害が発生したか第二区間で障害が発生したかを特定するために各区間上に監視装置をそれぞれ設置する。このため、監視装置の設置位置が限定されるとともに、監視装置の設置数が増大し、監視装置の設置コストが掛かるという課題があった。

一つの側面では、監視するポイントを集約することを目的とする。

第一の案では、障害区間特定装置は、受信したデータを解析し、受信時刻を取得し、受信したデータと１つ前に受信したデータの受信間隔（受信時刻差）を算出し、受信間隔が所定の閾値以上であれば「ロスあり」と判定し、受信間隔と送信間隔からロス数を算出する。また、通し番号を取得し、第一区間のロス数を算出する。次に、第二区間のロス数を算出する。第一区間でロスが発生した場合は、送信装置から中継装置までの間で障害が発生したと特定し、第二区間でロスが発生した場合は、中継装置から監視装置までの間で障害が発生したと特定する。

監視するポイントを集約させることができる。

図１は、実施例１に係る監視装置の構成を示すブロック図である。 図２は、実施例２に係るパケット通信システムの全体構成を示す図である。 図３は、実施例２に係る監視装置の構成を示すブロック図である。 図４は、実施例２に係る監視装置の通信プログラムの機能構成を示すブロック図である。 図５は、中継装置の後で障害が発生した場合における障害箇所を特定する処理を説明する図である。 図６は、中継装置の手前で障害が発生した場合における障害箇所を特定する処理を説明する図である。 図７−１は、実施例２に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図７−２は、実施例２に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図７−３は、実施例２に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図８は、実施例２に係る監視装置の効果を説明する図である。 図９は、実施例３に係る監視装置の通信プログラムの機能構成を示すブロック図である。 図１０−１は、実施例３に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１０−２は、実施例３に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１０−３は、実施例３に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１１は、再構築データがある場合の遅延を説明する図である。 図１２は、再構築データがない場合の遅延を説明する図である。 図１３は、ペイロードを解析する処理を説明する図である。 図１４−１は、実施例４に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１４−２は、実施例４に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１４−３は、実施例４に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１５は、パケット通信システムの全体構成を示す図である。 図１６は、障害区間特定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。 図１７は、従来の通信システムの監視装置の設置位置を説明する図である。 図１８は、データにゆらぎがある場合の遅延を説明する図である。 図１９−１は、実施例５に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１９−２は、実施例５に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図１９−３は、実施例５に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下に、本願の開示する監視装置（障害区間特定装置）、障害区間特定方法および障害区間特定プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

まず、図１を用いて、実施例１に係る監視装置の構成について説明する。図１は、実施例１に係る監視装置の構成を示すブロック図である。

実施例１の監視装置１０は、データ受信部５、受信時刻抽出部６、ロス判定部７、通し番号抽出部８、障害区間特定部９を有する。また、監視装置１０は、送信装置１から受信装置４へ送信されたデータを中継する中継装置２によってネットワーク上に転送されたデータを監視している。中継装置２は、送信装置１と受信装置５との間に設置され、送信装置１から受信装置４へ送信されたデータを中継しており、該データに通し番号を付与している。また、図１の例では、送信装置１から中継装置２までの区間を第一区間とし、中継装置２から監視装置１０までの区間を第二区間とする。監視装置１０は、中継装置２と受信装置４の間に設置された分岐装置３を介してデータを取得する。

データ受信部５は、送信装置１と受信装置４との間に設置された中継装置２によって通し番号が付与されたデータを順次受信する。受信時刻抽出部６は、データ受信部５によって受信されたデータから受信時刻を抽出し、ロス判定部７に渡す。ロス判定部７は、受信時刻抽出部６からもらった受信時刻と、１つ前に受信したデータの受信時刻から、データ受信部５によって受信されたデータと１つ前に受信したデータの受信間隔を算出し、受信間隔が所定の閾値以上であれば「ロスあり」と判定し、受信間隔と送信間隔から、ロス数を算出し、閾値未満であれば「ロスなし」と判定する。

通し番号抽出部８は、データ受信部５によって受信されたデータの通し番号を抽出し、障害区間判定部９に渡す。障害区間判定部９は、通し番号抽出部８からもらった通し番号と、１つ前に受信したデータの通し番号から、第二区間のロス数を算出する。また、ロス判定部７が算出したロス数と第二区間のロス数から、第一区間のロス数を算出する。第一区間にロスがあった場合は、中継装置２の手前でデータのロスが発生しているものとして、送信装置１から中継装置２までの第一区間で障害が発生したと特定する。

また、障害区間判定部９は、第二区間にロスがあった場合は、中継装置２が通し番号を付与した後にデータのロスが発生しているものとして、中継装置２から監視装置１０までの第二区間で障害が発生したと特定する。

このように、中継装置２よりも受信装置４側の上流に監視装置１０を設置した場合であっても、送信装置１から中継装置２までの第一区間で障害が発生したか中継装置２から監視装置１０までの第二区間で障害が発生したかを特定することができる。このため、監視装置１０の設置位置が限定されず、中継装置２よりも上流側に監視装置１０を設置して監視するポイントを集約させて監視装置１０の設置数を減らすことができ、監視装置１０の設置コストを低減することが可能である。

以下の実施例では、実施例２に係る通信システム、監視装置の構成および処理の流れを順に説明し、最後に実施例２による効果を説明する。なお、実施例２では、パケット化した音声データを送受信する例を説明する。

［監視装置の構成］
まず、図２を用いて、監視装置を含む通信システム全体の構成を説明する。図２は、実施例２に係る通信システムの構成を説明する図である。図２に示すように、通信システム１００は、監視装置１０、端末２０、基地局３０、基地局制御装置４０および中継装置５０を有し、端末２０から中継装置５０までを非ＲＴＰ区間とし、中継装置５０と監視装置１０までをＲＴＰ区間とする。ＲＴＰ区間のパケットには、ＲＴＰヘッダにシーケンス番号があるものとする。

監視装置１０は、ＲＴＰ区間上で通信するパケットを受信し、受信したパケットを解析してパケットのロスがないか監視し、パケットのロスがある場合には、パケットロスの発生区間を特定する。

端末２０は、パケットの送信元端末であって、基地局３０や中継装置５０を介して、他の端末等との間でやり取りされるデータを送受信する。基地局３０は、端末２０と無線通信を行って、端末２０から音声データを受信する。

基地局制御装置４０は、無線チャンネルの割り当てや、無線チャンネルの切り替えを制御する。中継装置５０は、端末２０から送信された音声データのパケットを受信し、受信したパケットのＲＴＰヘッダにシーケンス番号を付与し、受信装置へ転送する。

次に、図３を用いて、図２に示した監視装置１０の構成を説明する。図３は、実施例２に係る監視装置１０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、この監視装置１０は、通信インタフェース１１、メモリ１２およびＣＰＵ１３を有し、表示装置６０に接続される。

通信インタフェース１１は、ネットワーク上に流れるパケットを順次受信し、受信したパケットをメモリ１２に書き込む（図３の（１）参照）。具体的には、通信インタフェース１１は、中継装置５０によってシーケンス番号が付与されたパケットを順次受信し、メモリ１２に書き込む。

メモリ１２は、ＣＰＵ１３による通信処理に必要な通信プログラム１２０およびデータ１２１を格納する。通信プログラム１２０は、後に図４を用いて詳述するように、パケットを解析してパケットのロスがないか解析し、パケットのロスがある場合には、パケットロスの発生区間を特定するプログラムである。データ１２１とは、通信インタフェース１１が受信したパケットのデータである。

ＣＰＵ１３は、メモリ１２に格納された通信プログラムを読み出して実行し（図３の（２）参照）、メモリ１２上のデータパケットを解析して（図３の（３）参照）、解析の結果をメモリ１２に格納する（図３の（４）参照）。具体的には、ＣＰＵ１３は、メモリ１２上のデータパケットを解析し、パケットロスがあると判定した場合には、パケットロスが発生した区間を特定し、その結果をメモリ１２に格納する。

表示装置６０は、メモリ１２に格納された解析結果を読み出し、解析結果を表示する。具体的には、表示装置６０は、パケットロスの発生の有無やパケットロスが発生した区間を表示する。

ここで、図４を用いて、通信プログラム１２０の機能構成について説明する。図４は、実施例２に係る監視装置１０の通信プログラム１２０の機能構成を示すブロック図である。通信プログラム１２０は、図４に示すように、データ受信部１２ａ、受信時刻抽出部１２ｂ、ロス判定部１２ｃ、通し番号抽出部１２ｄおよび障害区間判定部１２ｅを有する。

データ受信部１２ａは、通信インタフェース１１によって受信されたパケットを取り出し、セッションごとに分類する。具体的には、データ受信部１２ａは、通信インタフェース１１によって受信されたパケットを取り出し、パケットをセッションごとに分類して、受信時刻抽出部１２ｂおよび通し番号抽出部１２ｄに通知する。

受信時刻抽出部１２ｂは、通信インタフェース１１によって受信されたパケットから受信時刻を抽出し、ロス判定部１２ｃに渡す。ロス判定部１２ｃは、受信時刻抽出部１２ｂからもらった受信時刻と、１つ前に受信したパケットの受信時刻から、データ受信部１２ａによって受信されたパケットと１つ前に受信したパケットの受信間隔を算出し、受信間隔が所定の閾値以上であれば「ロスあり」と判定し、受信間隔と送信間隔から、ロス数を算出し、閾値未満であれば「ロスなし」と判定する。

通し番号抽出部１２ｄは、通信インタフェース１１によって受信されたパケットのシーケンス番号を抽出し、障害区間判定部１２ｅに渡す。障害区間判定部１２ｅは、通し番号抽出部１２ｄからもらったシーケンス番号と、１つ前に受信したパケットのシーケンス番号から、第二区間のロス数を算出する。また、ロス判定部１２ｃが算出したロス数と第二区間のロス数から、第一区間のロス数を算出する。

障害区間判定部１２ｅは、第一区間にロスがあった場合は、端末２０から中継装置５０までの非ＲＴＰ区間で障害が発生したと特定する。また、障害区間判定部１２ｅは、第二区間にロスがあった場合は、中継装置５０から自装置１０までのＲＴＰ区間で障害が発生したと特定する。

ここで、図５の例を用いて、中継装置５０の後ろで障害が発生した場合における障害区間を特定する処理について説明する。図５は、中継装置５０の後ろで障害が発生した場合における障害箇所を特定する処理を説明する図である。図５に示すように、中継装置５０は、パケットＡ〜Ｄに対して、シーケンス番号１〜４を付与しているものとする。

その後、中継装置の後ろの区間で障害が発生してシーケンス番号「２」のパケットがロスした場合には、「送信間隔」に相当する遅延が発生し、かつ、シーケンス番号「２」が飛ぶ。つまり、監視装置１０が本来受信するはずのシーケンス番号「２」のパケットを受信できないので、シーケンス番号「１」のパケットを受信した後に受信するパケットのシーケンス番号が「３」となり、シーケンス番号「２」が飛ぶこととなる。

また、受信時刻抽出部１２ｂは、通信インタフェースによって受信されたパケットから受信時刻を抽出し、ロス判定部１２ｃに渡す。ロス判定部１２ｃは、受信時刻抽出部１２ｂからもらった受信時刻と、１つ前に受信したパケットの受信時刻から、データ受信部１２ａによって受信されたパケットと１つ前に受信したパケットの受信間隔を算出し、受信間隔が所定の閾値以上であれば「ロスあり」と判定し、受信間隔と送信間隔から、ロス数を算出し、閾値未満であれば「ロスなし」と判定する。障害区間判定部１２ｅは、通し番号抽出部１２ｄから受信したシーケンス番号と、１つ前に受信したパケットのシーケンス番号から、ＲＴＰ区間のロス数を算出する。また、ロス判定部１２ｃが算出したロス数とＲＴＰ区間のロス数から、非ＲＴＰ区間のロス数を算出する。ＲＴＰ区間のロス数がある場合には、ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したと特定する。非ＲＴＰ区間のロス数がある場合には、非ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したと特定する。

ここで、図６の例を用いて、中継装置５０の手前で障害が発生した場合における障害区間を特定する処理について説明する。図６は、中継装置５０の手前で障害が発生した場合における障害箇所を特定する処理を説明する図である。図６に示すように、中継装置５０の手前でパケットＡ〜Ｄのうちパケット「Ｂ」がロスしており、中継装置５０がパケットＡ、Ｃ、Ｄを受信し、シーケンス番号１〜３を付与しているものとする。

その後、監視装置１０が本来受信するはずのパケット「Ｂ」を受信できないので、シーケンス番号「１」のパケットを受信してからシーケンス番号「２」のパケットを受信するまでの受信間隔が大きくなる。また、この場合には、図６に示すように、中継装置５０の手前でパケットＡ〜Ｄのうちパケット「Ｂ」がロスしているので、パケットＡにシーケンス番号「１」が付与され、パケットＣにシーケンス番号「２」が付与されており、シーケンス番号「２」が飛ばない。

また、受信時刻抽出部１２ｂは、通信インタフェースによって受信されたパケットから受信時刻を抽出し、ロス判定部１２ｃに渡す。ロス判定部１２ｃは、受信時刻抽出部１２ｂからもらった受信時刻と、１つ前に受信したパケットの受信時刻から、データ受信部１２ａによって受信されたパケットと１つ前に受信したパケットの受信間隔を算出し、受信間隔が所定の閾値以上であれば「ロスあり」と判定し、受信間隔と送信間隔から、ロス数を算出し、閾値未満であれば「ロスなし」と判定する。障害区間判定部１２ｅは、通し番号抽出部１２ｄから受信したシーケンス番号と、１つ前に受信したパケットのシーケンス番号から、ＲＴＰ区間のロス数を算出する。また、ロス判定部１２ｃが算出したロス数とＲＴＰ区間のロス数から、非ＲＴＰ区間のロス数を算出する。ＲＴＰ区間のロス数がある場合には、ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したと特定する。非ＲＴＰ区間のロス数がある場合には、非ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したと特定する。

［監視装置による処理］
次に、図７−１〜図７−３を用いて、実施例２に係る監視装置１０による処理を説明する。実施例２に係る監視装置１０の処理手順を説明するためのフローチャートである。

図７−１に示すように、監視装置１０の通信インタフェース１１がパケットをキャプチャすると（ステップＳ１０１）、データ受信部１２ａは、通信インタフェースによって受信されたパケットを取り出す（ステップＳ１０２）。そして、データ受信部１２ａは、パケットをセッションごとに分類する（ステップＳ１０３）。

続いて、受信時刻抽出部１２ｂは、パケットの受信時刻を取得し（ステップＳ１０４）、ロス判定部に渡す。ロス判定部１２ｃは、１つ前のパケットの受信時刻と比較して、１つ前のパケットとの受信間隔を算出する（ステップＳ１０５）。次に、ロス判定のための閾値を決定する処理を行う（ステップＳ１０６）。

ここで、図７−２を用いて、ロス判定のための閾値を決定する処理について説明する。図７−２に示すように、実施例２では、ロスしたデータの再構築はないので（ステップＳ１０６１否定）、ロス判定のための閾値は、送信間隔×２となる（ステップＳ１０６３）。

次に、１つ前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上かどうかを判定し、この結果、前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ１０７肯定）、ロス判定部１２ｃは、ロスが発生したと特定する（ステップＳ１０８）。また、所定の閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ１０７否定）、ロスが発生していないと特定する（ステップＳ１０９）。次に、ロス判定部１２ｃは、受信間隔と送信間隔から、トータルのロス数を算出する処理を行う（ステップＳ１１０）。ここで、図７−３を用いて、トータルのロス数を算出する処理について説明する。図７−３に示すように、実施例２では、ロスしたデータの再構築はないので（ステップＳ１１０１否定）、受信間隔と送信間隔から、ロス数＝（受信間隔÷送信間隔の商−１）を算出する（ステップＳ１１０３）。

そして、通し番号抽出部１２ｄは、データ受信部が受信したパケットからシーケンス番号を抽出する（ステップＳ１１１）。続いて、障害区間判定部１２ｅは、抽出したシーケンス番号と、１つ前のパケットのシーケンス番号から、第二区間（ＲＴＰ区間）のロス数を算出する（ステップＳ１１２）。その後、障害区間判定部１２ｅは、ロス判定部１２ｃが算出したロス数と、第二区間のロス数から、第一区間（非ＲＴＰ区間）のロス数を算出する（ステップＳ１１３）。また、前のパケットとの受信間隔が所定の閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ１０７否定）、ロス判定部１２ｃは、ロスが発生していないと判定する（ステップＳ１０９）。

[実施例２の効果]
上述してきたように、監視装置１０は、送信装置２０と受信装置７０との間に設置された中継装置５０によってシーケンス番号が付与されたパケットを順次受信し、受信されたパケットを解析し、受信間隔を抽出し、受信間隔が所定の閾値以上であるか判定し、ロス数を算出する。また、監視装置１０は、受信されたパケットのシーケンス番号を抽出し、第一区間のロス数と、第二区間のロス数を算出する。そして、監視装置１０は、第一区間にロスがある場合には、送信装置２０から中継装置５０までの非ＲＴＰ区間で障害が発生したと特定する。また、監視装置１０は、第二区間にロスがある場合には、中継装置５０から自装置１０までのＲＴＰ区間で障害が発生したと特定する。

このため、図８に示すように、監視装置１０の設置位置が限定されず、中継装置５０よりも上流側に監視装置１０を設置して監視するポイントを集約させて監視装置１０の設置数を減らすことができ、監視装置１０の設置コストを低減することが可能である。また、切り分けポイントに監視装置を設置することなく、送信装置２０から中継装置５０までの非ＲＴＰ区間で障害が発生したか中継装置５０から監視装置１０までのＲＴＰ区間で障害が発生したかを特定することが可能である。

また、実施例２によれば、監視装置１０は、受信されたパケットの受信時刻を取得し、１つ前に受信したパケットとの受信時刻差を算出し、受信時刻差が所定の閾値以上であるか判定する。このため、監視装置１０は、パケットの受信時刻差からパケットの受信間隔の遅延を判定することが可能である。

ところで、上記の実施例２では、パケットロスが発生した区間を特定しているが、本実施例はこれに限定されるものではない。例えば、パケットロスが発生した区間を特定するとともに、単位時間あたりの非ＲＴＰ区間でのロス数を算出するようにしてもよい。

そこで、以下の実施例３では、単位時間あたりのＲＴＰ区間でのロス数と非ＲＴＰ区間でのロス数を算出する場合として、図９および図１０−１〜図１０−３を用いて、実施例３における監視装置の通信プログラム１２０Ａの機能構成と処理について説明する。図９は、実施例３に係る監視装置の通信プログラムの機能構成を示すブロック図である。図１０−１〜図１０−３は、実施例３に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。

図９に示すように、監視装置の通信プログラム１２０Ａは、図４に示した通信プログラム１２０と比較して、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆを新たに有する点が相違する。

かかる通信プログラム１２０Ａにおいて、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、単位時間あたりに、ＲＴＰ区間でロスが発生した回数と非ＲＴＰ区間でロスが発生した回数を計測する。具体的には、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間あたりにＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタと非ＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタを有する。そして、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、障害区間判定部１２ｅが算出した、ＲＴＰ区間で発生したロス数を、現在のＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタに追加する。また、障害区間判定部１２ｅが算出した、非ＲＴＰ区間で発生したロス数を、現在の非ＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタに追加する。

続いて、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過したか判定する。そして、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過していない場合に、カウンタの値を追加する処理を繰り返す。

また、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過した場合には、カウンタの値が一定時間あたりのロス数であるものとして、メモリに格納する。

次に、図１０−１〜図１０−３を用いて実施例３に係る監視装置の通信プログラム１２０Ａの処理について説明する。実施例３の通信プログラム１２０Ａは、図７−１〜図７−３に示した実施例２に係る監視装置の通信プログラム１２０の処理と比較して、単位時間あたりに、非ＲＴＰ区間でロスが発生した回数を計測する処理とＲＴＰ区間でロスが発生した回数を計測する処理を新たに行う点が相違する。

すなわち、図１０−１に示すように、受信時刻抽出部１２ｂは、パケットの受信時刻を抽出し、ロス判定部１２ｃに渡す（ステップＳ２０４）。ロス判定部１２ｃは、受信時刻抽出部１２ｂからもらった受信時刻と、１つ前に受信したパケットの受信時刻から、データ受信部１２ａによって受信されたパケットと１つ前に受信したパケットの受信間隔を算出し（ステップＳ２０５）、次に、ロス判定のための閾値を決定する（ステップＳ２０６）。図１０−２に示すように、実施例３では、ロスしたデータの再構築はないので（ステップＳ２０６１否定）、ロス判定のための閾値は、送信間隔×２となる（ステップＳ２０６３）。

次に、ロス判定部１２ｃは、１つ前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上かどうかを判定し、この結果、前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ２０７肯定）、ロスが発生したと特定する（ステップＳ２０８）。また、所定の閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ２０７否定）、ロスが発生していないと特定する（ステップＳ２０９）。次に、ロス判定部１２ｃは、受信間隔と送信間隔から、ロス数＝（受信間隔÷送信間隔の商−１）を算出する処理を行う（ステップＳ２１０）。ここで、図１０−３を用いて、トータルのロス数を算出する処理について説明する。図１０−３に示すように、実施例３では、ロスしたデータの再構築はないので（ステップＳ２１０１否定）、受信間隔と送信間隔から、ロス数＝（受信間隔÷送信間隔の商−１）を算出する（ステップＳ２１０３）。

また、通し番号抽出部１２ｄは、通信インタフェースによって受信されたパケットのシーケンス番号を抽出し（ステップＳ２１１）、障害区間判定部１２ｅに渡す。障害区間判定部１２ｅは、通し番号抽出部１２ｄからもらったシーケンス番号と、１つ前に受信したパケットのシーケンス番号から、ＲＴＰ区間のロス数を算出する（ステップＳ２１２）。

また、ロス判定部１２ｃが算出したロス数とＲＴＰ区間のロス数から、非ＲＴＰ区間のロス数を算出する（ステップＳ２１３）。障害区間判定部１２ｅは、ＲＴＰ区間にロスがあった場合は、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、障害区間判定部１２ｅが算出した、ＲＴＰ区間で発生したロス数を、現在のＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタに追加する（ステップＳ２１４）。また、ＲＴＰ区間にロスがあった場合は、障害区間判定部１２ｅが算出した、非ＲＴＰ区間で発生したロス数を、現在の非ＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタに追加する（ステップＳ２１５）。

続いて、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過したか判定する。そして、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過していない場合に、カウンタの値を追加する処理（Ｓ２０１〜Ｓ２１５）を繰り返す。

また、単位時間あたりのロス数算出部１２ｆは、一定時間が経過した場合には（ステップＳ２１６肯定）、ＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタの値が一定時間あたりのＲＴＰ区間でのロス数であるものとしてメモリ１２に格納し、非ＲＴＰ区間で発生したロス数を計測するカウンタの値が一定時間あたりの非ＲＴＰ区間でのロス数であるものとしてメモリ１２に格納して処理を終了する。

このように実施例３によれば、実施例３に係る監視装置は、所定の時間ごとに、ＲＴＰ区間と非ＲＴＰ区間で障害が発生したと特定した回数を計測する。このため、ＲＴＰ区間と非ＲＴＰ区間で障害が発生した回数からＲＴＰ区間と非ＲＴＰ区間でのパケットロス数を求めることができ、適切に通信品質を監視することが可能である。

ところで、中継装置がパケットのロスを検知すると、パケットを補完する場合がある。また、中継装置がパケットのロスを検知すると、端末に通知し、端末がパケットを再送する場合がある。このような場合に、監視装置が補完や再送で再構築されたパケットを検出し、パケットのロスが発生した区間を特定するようにしてもよい。

そこで、以下の実施例４では、監視装置が補完されたパケットを検出し、パケットのロスが発生した区間を特定する場合として、図１１〜図１４−３を用いて、実施例４に係る監視装置について説明する。図１１は、再構築データがある場合の遅延を説明する図である。図１２は、再構築データがない場合の遅延を説明する図である。図１３は、ペイロードを解析する処理を説明する図である。図１４−１〜図１４−３は、実施例４に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。

まず、図１１および図１２を用いて、中継装置によって補完されたパケットである再構築データを検知する処理について説明する。図１１は、再構築データがある場合の遅延を説明する図である。図１２は、再構築データがない場合の遅延を説明する図である。図１１に示すように、中継装置５０Ａの手前でパケットＡ〜Ｄのうちパケット「Ｂ」がロスしており、中継装置５０ＡがパケットＡ、Ｃ、Ｄを受信しているものとする。

ここで、中継装置５０Ａは、パケットがロスしたことを検知し、ロスしたパケット「Ｂ」の代わりに補完パケットを挿入する。そして、中継装置５０Ａは、パケットＡにシーケンス番号１を付与し、パケットＢの代わりに補完されたパケットにシーケンス番号２を付与し、パケットＣにシーケンス番号３を付与し、パケットＤにシーケンス番号４を付与して、パケットを受信装置側へ転送する。

その後、実施例４に係る監視装置１０Ａは、中継装置５０Ａからシーケンス番号１〜４が付与されたパケットを順次受信する。ここで、シーケンス２が付与された補完パケットについて、監視装置１０Ａが本来受信するはずのタイミングで受信できない。

つまり、中継装置５０Ａがパケットのロスを検知し、補完パケットを生成して挿入する処理を行った時間に相当する遅延が発生するため、シーケンス番号「１」のパケットを受信してからシーケンス番号「２」のパケットを受信するまでの受信間隔が大きくなる。このため、監視装置１０Ａは、パケットの受信間隔を監視することで、補完パケットを検出することができる。つまり、監視装置１０Ａは、補完されたパケットについては、非ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したものと特定することができる。

これに対して、中継装置５０が補完パケットを挿入しない場合には、図１２に示すように、中継装置５０がパケットＡ、Ｃ、Ｄを受信し、シーケンス番号１、２、３をそれぞれ付与する。その後、監視装置１０が本来受信するはずのパケット「Ｂ」を受信できないので、シーケンス番号「１」のパケットを受信してからシーケンス番号「２」のパケットを受信するまでの遅延が図１１に例示した遅延よりも大きいものとなる。

また、実施例４に係る監視装置１０Ａは、上述したように、パケットの受信間隔を監視して補完パケットを検出するようにしてもよいが、補完パケットのペイロードを解析して補完パケットを検出するようにしてもよい。

例えば、図１３に例示するように、中継装置５０Ａの手前でパケットＡ〜Ｄのうちパケット「Ｂ」がロスしている場合に、中継装置５０Ａは、パケットがロスしたことを検知すると、ロスしたパケット「Ｂ」の代わりに補完するパケットを生成して挿入する。ここで、中継装置５０Ａは、ペイロードが特定のパターンである補完パケットを生成し、生成した補完パケットにシーケンス番号「２」を付与して、ロスしたパケット「Ｂ」の代わりに転送したものとする。

そして、監視装置１０Ａは、中継装置５０Ａから転送されたパケットを順次受信すると、受信したパケットのペイロード部を解析し、ペイロード部が特定のパターンと一致するか判定する。この結果、監視装置１０Ａは、受信したパケットのペイロード部が特定のパターンと一致する場合には、そのパケットが補完されたパケットであると判定する。

つまり、監視装置１０Ａは、補完されたパケットについては、非ＲＴＰ区間でパケットロスが発生したものと特定することができる。なお、中継装置１０Ａは、補完されたパケットのペイロード部を１つ前のパケットのコピーとしてもよい。このような場合にも同様に、監視装置１０Ａは、パケットが前のパケットのコピーであるか判定して、補完パケットを検出する。

次に、図１４−１〜図１４−３を用いて実施例４に係る監視装置１０Ａの処理について説明する。図１４−１〜図１４−３は、実施例４に係る監視装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。実施例４の監視装置１０Ａは、図７―１〜図７〜３に示した実施例２に係る監視装置１０の処理と比較して、手順は同じであるが、遅延の閾値が相違する。

すなわち、図１４−１に示すように、監視装置の通信インタフェースがパケットをキャプチャすると（ステップＳ４０１）、データ受信部は、通信インタフェースによって受信されたパケットを取り出す（ステップＳ４０２）。そして、データ受信部は、パケットをセッションごとに分類する（ステップＳ４０３）。

続いて、受信時刻抽出部は、パケットの受信時刻を取得し（ステップＳ４０４）、ロス判定部に渡す。ロス判定部は、１つ前のパケットの受信時刻と比較して、１つ前のパケットとの受信間隔を算出する（ステップＳ４０５）。次に、ロス判定のための閾値を決定する処理を行う（ステップＳ４０６）。

ここで、図１４−２を用いて、ロス判定のための閾値を決定する処理について説明する。図１４−２に示すように、実施例４では、ロスしたデータの再構築があるので（ステップＳ４０６１肯定）、１つ前のパケットが再構築データかを判定する（ステップＳ４０６２）。１つ前のパケットが再構築データである場合は（ステップＳ４０６２肯定）、所定の閾値を送信間隔−再構築データ送出判断時間とする（ステップＳ４０６４）。１つ前のパケットが再構築データでない場合は（ステップＳ４０６２否定）、所定の閾値を送信間隔＋再構築データ送出判断時間とする（ステップＳ４０６５）。

次に、１つ前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上かどうかを判定し、この結果、前のパケットとの受信間隔が所定の閾値以上であると判定した場合には（ステップＳ４０７肯定）、ロス判定部は、ロスが発生したと特定する（ステップ４０８）。また、所定の閾値未満であると判定した場合には（ステップ４０７否定）、ロスが発生していないと特定する（ステップＳ４０９）。次に、ロス判定部は、受信間隔と送信間隔から、ロス数を算出する処理を行う（ステップＳ４１０）。ここで、図１４−３を用いて、ロス数を算出する処理について説明する。図１４−３に示すように、実施例４では、ロスしたデータの再構築があるので（ステップＳ４１０１肯定）、受信間隔と送信間隔から、ロス数＝（受信間隔÷送信間隔の商）を算出する（ステップＳ４１０２）。

また、通し番号抽出部は、データ受信部が受信したパケットからシーケンス番号を抽出する。また、障害区間判定部は、抽出したシーケンス番号と、１つ前のパケットのシーケンス番号から、第一区間（ＲＴＰ区間）のロス数を算出する。また、障害区間判定部は、ロス判定部が算出したロス数と、第一区間のロス数から、第二区間（非ＲＴＰ区間）のロス数を算出する。また、前のパケットとの受信間隔が所定の閾値未満であると判定した場合には（ステップＳ４０７否定）、ロス判定部は、ロスが発生していないと判定する（ステップＳ４０９）。以降のステップＳ４１１〜ステップＳ４１３は、実施例２のステップＳ１１１〜ステップＳ１１３と同様である。

このように実施例４によれば、監視装置１０Ａは、受信されたパケットが中継装置５０Ａによって補完されたパケットであるか判定し、補完パケットであると判定された場合には、送信装置２０から中継装置５０までの非ＲＴＰ区間で障害が発生したと特定する。このため、中継装置５０Ａによってパケットが補完する場合であっても、適切に障害区間を特定することが可能である。

このように実施例４によれば、監視装置１０Ａは、受信されたパケットの受信間隔が所定の閾値以上である場合には、補完されたパケットであると判定する。このため、監視装置１０Ａは、受信間隔から適切に補完されたパケットを特定することが可能である。

また、実施例４において、監視装置１０Ａは、受信されたパケットが特定のパターンと一致する場合には、補完されたパケットであると判定してもよい。そして、監視装置１０Ａは、受信されたパケットの内容を確認することで、適切に補完されたパケットを特定することも可能である。

次に、図１８を用いて、データにゆらぎがある場合の遅延を説明する。データにゆらぎがない場合は、データは送信間隔と同じ間隔で到着し、図１８上段のようにパケットＣ（シーケンス番号２）は、受信間隔４０ｍｓとなる。しかし、データにゆらぎがある場合は、データは送信間隔と同じ間隔で到着せず、図１８下段のようにパケットＣ（シーケンス番号２）は、受信間隔３９ｍｓとなる。

そこで、図１９−１および図１９−２に示すように、このようにゆらぎが発生した場合でも、ロス検出できるように、ロス判定のための閾値を決定する処理を行う際に（ステップＳ５０６）、ロス判定の閾値にゆらぎ分の余裕を持たせる（ステップＳ５０６３、ステップＳ５０６４、ステップＳ５０６５）。また、図１９−１および図１９−３に示すように、トータルのロス数を算出する処理の際に（ステップＳ５１０）、ゆらぎ分に応じたロス数の算出を行って（ステップＳ５１０２、ステップＳ５１０３）、ゆらぎに対応させる。

さて、これまで実施例１〜５について説明したが、上述した実施例１〜５以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例６として本実施例に含まれる他の実施例を説明する。

（１）Ｉｕ−ＵＰ区間
上記の実施例２〜５では、非ＲＴＰ区間とＲＴＰ区間とを有する通信システムに監視装置を適用する例を説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、非Ｉｕ−ＵＰ区間とＩｕ−ＵＰ区間とを有する通信システムに監視装置を適用してもよい。

具体的には、図１５に示すように、通信システムは、非Ｉｕ−ＵＰ区間とＩｕ−ＵＰ区間とを有し、Ｉｕ−ＵＰ区間のパケットには、Ｉｕ−ＵＰヘッダにフレームナンバが含まれている。監視装置は、上記の実施例２〜５と同様に、パケットの受信間隔と、Ｉｕ−ＵＰヘッダのフレームナンバにより、非Ｉｕ−ＵＰ区間でパケットロスが発生したかＩｕ−ＵＰ区間でパケットロスが発生したかを特定することができる。

（２）システム構成等
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、データ受信部１２ａと通し番号抽出部１２ｄとを統合してもよい。

（３）プログラム
ところで、上記の実施例で説明した各種の処理は、あらかじめ用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１６を用いて、上記の実施例と同様の機能を有するプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１６は、障害区間特定プログラムを実行するコンピュータを示す図である。

図１６に示すように、障害区間特定装置としてのコンピュータ６００は、ＨＤＤ６１０、ＲＡＭ６２０、ＲＯＭ６３０およびＣＰＵ６４０をバス６５０で接続して構成される。

そして、ＲＯＭ６３０には、上記の実施例と同様の機能を発揮する障害区間特定プログラム、つまり、図１６に示すように、受信時刻抽出プログラム６３１、通し番号抽出プログラム６３２、ロス判定プログラム６３３、障害区間判定プログラム６３４が予め記憶されている。

そして、ＣＰＵ６４０が、これらのプログラム６３１〜６３４をＲＯＭ６３０から読み出して実行することで、図１６に示すように、各プログラム６３１〜６３４は、受信時刻抽出プロセス６４１、通し番号抽出プロセス６４２、ロス判定プロセス６４３、障害区間判定プロセス６４４として機能するようになる。

１ 監視装置
２ 送信装置
３ 中継装置
４ データ受信部
５ 番号判定部
６ 受信間隔判定部
７ 障害区間特定部
１０ 監視装置
１１ 通信インタフェース
１２ メモリ
１２０ 通信プログラム
１２１ データ
１２ａ パケット解析部
１２ｂ シーケンス番号抜け確認部
１２ｃ 遅延算出部
１２ｄ ロス発生区間判定部
１３ ＣＰＵ
２０ 端末
３０ 基地局
４０ 基地局制御装置
５０ 中継装置
６０ 表示装置
１００ 通信システム

Claims (8)

1. 送信装置と受信装置との間に設置された中継装置によって通し番号が付与され、前記中継装置と前記受信装置との間に設置された監視装置において、
   データを順次受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部によって受信されたデータの受信時刻を取得する受信時刻取得部と、
   該受信時刻と、１つ前に受信したデータの受信時刻から、受信間隔を算出し、該受信間隔が、所定の閾値以上であればロスが発生したと判定し、該受信間隔とデータ送信間隔から、ロス数を算出するロス判定部と、
   前記データ受信部によって受信されたデータの通し番号を取得する通し番号取得部と、
   前記通し番号取得部が取得した該通し番号と、１つ前に受信したデータの通し番号から、前記中継装置から前記監視装置までの第二区間のロス数を算出し、前記ロス判定部が算出したロス数と、該第二区間のロス数から、前記送信装置から前記中継装置までの第一区間のロス数を算出する障害区間判定部と
   を有することを特徴とする監視装置。
2. ロスしたデータの再構築がない場合に、前記所定の閾値は、送信間隔の２倍の値とすることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
3. ロスしたデータの再構築がある場合に、前記所定の閾値は、１つ前のデータが再構築データでない場合には、送信間隔と再構築データであるかを判断する時間である再構築データ判断時間とを加算した値とし、１つ前のデータが再構築データである場合には、送信間隔から前記再構築データ判断時間を減算した値とすることを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
4. 前記ロス判定部は、前記データ受信部によって受信されたデータが特定のパターンと一致する場合には、該データが前記再構築データであると判定することを特徴とする請求項３に記載の監視装置。
5. 所定の時間ごとに、前記障害区間判定部によって、第一区間および第二区間で算出されたロス数の累計を算出するロス数算出部をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
6. 前記ロス判定部によるロスの判定時に、データのゆらぎを考慮することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
7. 送信装置と受信装置との間に設置された中継装置によって通し番号が付与され、前記中継装置と前記受信装置との間に設置された監視装置が、
   データを順次受信するデータ受信ステップと、
   前記データ受信ステップによって受信されたデータの受信時刻を取得する受信時刻取得ステップと、
   該受信時刻と、１つ前に受信したデータの受信時刻から、受信間隔を算出し、該受信間隔が、所定の閾値以上であればロスが発生したと判定し、該受信間隔とデータ送信間隔から、ロス数を算出するロス判定ステップと、
   前記データ受信ステップによって受信されたデータの通し番号を取得する通し番号取得ステップと、
   前記通し番号取得ステップが取得した該通し番号と、１つ前に受信したデータの通し番号から、前記中継装置から前記監視装置までの第二区間のロス数を算出し、前記ロス判定ステップが算出したロス数と、該第二区間のロス数から、前記送信装置から前記中継装置までの第一区間のロス数を算出する障害区間判定ステップと
   を実行することを特徴とする障害区間特定方法。
8. 送信装置と受信装置との間に設置された中継装置によって通し番号が付与され、前記中継装置と前記受信装置との間に設置された監視装置に、
   データを順次受信するデータ受信手順と、
   前記データ受信手順によって受信されたデータの受信時刻を取得する受信時刻取得手順と、
   該受信時刻と、１つ前に受信したデータの受信時刻から、受信間隔を算出し、該受信間隔が、所定の閾値以上であればロスが発生したと判定し、該受信間隔とデータ送信間隔から、ロス数を算出するロス判定手順と、
   前記データ受信手順によって受信されたデータの通し番号を取得する通し番号取得手順と、
   前記通し番号取得手順が取得した該通し番号と、１つ前に受信したデータの通し番号から、前記中継装置から前記監視装置までの第二区間のロス数を算出し、前記ロス判定手順が算出したロス数と、該第二区間のロス数から、前記送信装置から前記中継装置までの第一区間のロス数を算出する障害区間判定手順と
   を実行させることを特徴とする障害区間特定プログラム。

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