CN102668427A - 无源光网络中传输/接收数字电视频道的光网络终端及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光网络终端，所述光网络终端具有射频输出端口和至少一个光输入/输出端口，所述光网络终端具有用于如下功能的装置：提取由光线路终端通过无源光网络发射的射频信号；过滤出包含在所述信号中的数字电视频道的子集；以及通过射频输出端口发射具有所述频道的射频输出信号，所述光网络终端包括至少一个数字电视接收器（19），所述至少一个数字电视接收器（19）被配置成根据按次付费观看服务来提取频道并将所述频道以模拟信号形式再注入到射频输出信号的自由射频信道中。

Description

无源光网络中传输/接收数字电视频道的光网络终端及方法

技术领域

本发明涉及电信领域，更具体地涉及无源光网络中的通信。

背景技术

具有无源光网络（PON）技术（诸如GPON（千兆位PON）、EPON（以太网PON）、BPON（宽带PON）及其变型）的光通信网络的部署目前正在启动。

PON网络通常包括：至少光线路终端设备（OLT）1；具有至少一个光分路器3的光分配网络；以及若干光网络终端（ONT）模块3。OLT 1负责管理网络、执行资源分配任务、同步、远程配置以及在适当情况下执行运营商内容广播。为此，它具有连接到波长多路复用器4的光传输器6和光接收器5以及操作它们所需的控制逻辑单元7。能够广播电视内容的OLT进一步包括连接到第二波长多路复用器9的视频传输器8。

互补结构位于ONT 2中，其具有连接到波长多路复用器10的光传输器12和光接收器13，并且在ONT能够接收所述视频内容的情况下还具有也连接到所述波长多路复用器10的视频接收器15。它还包括操作所述元件所需的控制逻辑单元7以及可选地包括波长闭塞过滤器14以及用于视频的波长闭塞过滤器16。

PON网络家族内的标准已经逐渐演化成千兆位无源光网络（GPON）技术，GPON技术呈现了比它的前辈更大的带宽以及更高的信道使用效率。与关于BPON技术所发生的一致，用于基于GPON的光接入的增强波段在2007（ITU-T G.984.5）中进行了定义。

同时，电视频道的传输在近年来已经历了巨大的演变，该演变使电视频道的传输从传统的模拟电视进入新的数字格式，如数字视频地面广播（DVB-T）。在这些网络中选择网络视听内容的方式随着按次付费观看（以下称PPV）服务的重要性的增加也已成为变化的对象，在PPV服务中，用户选择他所希望的、可用于他的终端中的内容，并专门针对所述内容进行支付。

DVB-T频道通常多路复用在传输流（TS）中。所述TS以QAM（正交幅度调制）进行调制并由一系列的载波信号承载，从而形成了射频信道的结构。

借助于射频中继器的传统基础结构的DVB-T传输具有与其相关联的一系列典型问题，例如覆盖度或取决于接收设备的位置从而接收到的不同信号水平。

使用无源光网络来广播数字电视内容能够解决这些问题。例如，CN101018311描述了一种用于将DVB-T内容注入到EPON网络中的方法。所述系统的限制一方面产生自网络取决于它的架构而提供的带宽，另一方面产生自PON网络的广播性质，在PON网络中，所有的ONT访问相同的信道并因此接收相同的数据流（尽管信息可以之后借助于加密进行分离）。

因此，使得用于通过PON网络来广播数字电视内容的系统的所有用户要接收相同的信道，所以需要能够独立于PON网络本身来实施这些功能的外部设备来实现按次付费观看服务。此外，还需要优化所述设备的成本和复杂度，从而最小化形成所述设备的部件和元件，但这些部件和元件并不因此停止执行它们的功能性。

发明内容

本发明借助于如下光网络终端（ONT）来解决上述问题：该光网络终端（ONT）能够借助于光输入/输出端口连接到无源光网络（PON），并且能够借助于能够从来自所述PON网络的信号中过滤出一组数字电视频道的射频输出端口连接到传统数字视频地面广播（DVB-T）接收器或电视机。

为此，在本发明的第一方面中，提出了一种ONT，该ONT包括用于从由光线路终端（OLT）发射的光信号中提取承载了所发射的数字电视频道的射频信号的装置。ONT被配置成对所述射频信号执行选择性过滤，使得选择出将会由ONT的用户接收的频道子集。所述过滤是可调谐的，即，它并不一直保持静态，而是可以在不同时刻针对选择不同频道子集的目的而进行修改。最后，所选择的频道子集被转换成射频信号，在该射频信号中不再存在其余频道，并且所述信号通过射频输出端口发射，使得它可以由DVB-T接收器接收（所述DVB-T接收器已经集成在电视机或独立设备中）。

为了过滤出频道，ONT包括并行地作用的两个可调谐带通过滤器。第一过滤器负责分离意在用于网络的所有用户的数字电视频道，以过滤出承载了所述频道多路复用在其上的传输流的一组传输信道。第二过滤器专用于按次付费观看服务，使得过滤取决于在该时刻ONT的用户所签订的服务。因此，该第二过滤具有较小的带宽，被限制到承载了用户所签订的按次付费观看频道多路复用在其上的传输流的射频信道。相应地，ONT具有管理两个过滤器所需要的控制装置。

为了将用户所签订的付费频道与包含在由第二过滤器选择的射频信道中的其余信息进行隔离，ONT进一步优选地具有数字电视接收器，该数字电视接收器被配置成从由第二可调谐带通过滤器提取的射频信道中提取对应于按次付费观看服务的数字电视频道，并被配置成将所述对应于按次付费观看服务的数字电视频道以模拟信号形式注入到第二射频信号的自由（free）射频信道中。

在以模拟形式传输按次付费观看服务的电视频道时，即，在不根据数字电视标准对它进行再次调制的情况下，消除了在ONT内包括相应的调制器件的需要，因此简化了设备的设计并降低了其成本。

用于所描述的过滤过程的管理和配置的优选选择之一是基于在ONT中使用OLT可以通过光网络终端管理控制接口（OMCI，即ONT管理控制接口）来进行远程配置的可管理实体。

根据优选选择中的另一个，ONT还包括用于记录对用户所请求的按次付费观看服务进行付费所需要的信息的可管理实体。运营商可以通过OMCI信道从OLT访问所述信息。

还优选地，对于过滤过程的管理和配置，ONT包括近场通信（NFC）微控制器，该近场通信微控制器使得能够通过外部通信设备（例如移动电话）来对过滤进行配置。从而，运营商可以使用PON网络外部的资源使执行所述过滤所需要的配置信息到达ONT。

在以上描述的所有情况中，针对其执行过滤的射频信道优选地提取自基于千兆位无源光网络的用于光接入的增强波段（诸如在文献G.984.5中由国际电信联盟所定义的）。

在本发明的另一方面中，提出了一种用于在无源光网络上传输和接收数字电视频道的方法，数字电视频道包括用户可以向运营商请求的按次付费观看服务。所述方法开始于在相应的传输流中将数字电视频道多路复用，而相应的传输流又被调制在射频信道中并通过无源光网络发送。一旦在用户端处（即在ONT中）过滤出所述射频信道，则取回包含在其中的数字电视频道。所述取回数字电视频道的步骤包括：根据针对本发明的ONT所描述的，借助于至少一个数字电视接收器来提取与之前由可调谐带通过滤器提取的射频信道的按次付费观看服务相对应的数字电视频道。

接下来，将对应于广播到所有用户的服务的或对应于由用户请求的按次付费观看服务的那些频道区分出来，从而丢弃其余频道。将那些没有被丢弃的频道用于重建射频信号，将与之前由数字电视接收器提取的按次付费观看服务相对应的所述数字电视频道以模拟信号形式注入到重建的所述射频信号的自由射频信道中。

优选地，在基于千兆位无源光网络的用于光接入的增强波段上发送所述射频信道。

所描述的方法还优选地具有基于使用PON网络本身外部的网络的管理系统。为此，ONT向OLT请求对与按次付费观看数字电视服务相对应的内容的传输。所述服务的运营商使用文本消息来使相应的配置信息到达与ONT相关联的移动器件。最后，移动器件通过近场通信连接与ONT分享该信息，作为结果，所述ONT能够正确地执行相应的过滤并向用户提供他所签订的数字电视按次付费观看频道。

鉴于本发明的详细描述，这些和其他优势将是明显的。

附图文字

为了帮助根据本发明的优选实施例来更好地理解本发明的特征，以及为了帮助补充该描述，附有以下附图作为本发明的具有说明性而非限制性特性的组成部分：

图1示出了传统无源光网络（PON）的示图。

图2示出了用来加入到传统光网络终端（ONT）中以实施本发明的元件。

图3详细地示出了集成在根据本发明的优选实施例的ONT中的DVB-T接收器。

具体实施方式

在本文中，术语“包括（comprises）”及其变体（例如“包括（comprising）”等）不应当以排他的性质进行理解，即，这些术语不应当被解释成排除了所描述和定义的事物可以包括更多的元件、阶段等的可能性。

图2示出了本发明并入到传统ONT的元件中的元件。所述功能块作用于从承载射频信号通过PON网络的光信号中提取出的射频信号。在用于所述传输的优选实施例中，使用由ITU（国际电信联盟）在它的建议G.984.5中定义的用于GPON接入的增强波段，尽管后续数据处理对于PON链路技术是透明的。

根据本发明已表明的，ONT具有并行地作用的两个可调谐带通过滤器：

窄带通过滤器18，所述窄带通过滤器18选择以QAM（正交幅度调制）调制的、承载了用户所请求的按次付费观看服务多路复用在其上的传输流（TS）的射频（RF）信道；以及

宽带通过滤器17，所述宽带通过滤器17选择以QAM调制的、包含意在用于所有用户的电视频道的所有射频信道。

ONT包括至少一个数字电视接收器19，该数字电视接收器19从窄带通过滤器18接收所选择的RF信道，以从在所述RF中承载的TS中提取由ONT的用户所请求的按次付费观看服务的数字电视频道。所描述的架构允许包括为了提取若干个按次付费观看服务频道的目的而并行地作用的若干数字电视接收器19。

数字电视接收器19本身以RF信号来传输所述按次付费观看频道。所述频道以模拟信号形式注入到自由射频信道中（如下所述），即无需根据数字电视标准进行再次调制。

来自数字电视接收器19和来自宽带通过滤器17的RF流随后借助于加法器或合并器24加在一起，以生成具有由用户签订的按次付费观看频道和免费频道的新的RF多路复用，使得由客户的电视接收器所并入的DVB-T接收器负责对由ONT生成的新RF多路复用所承载的频道进行解码。

图3示出了用来并入具有RF支持的ONT GPON 2中的DVB-T接收器19的细节。该DVB-T接收器19包括：调谐器110；COFDM解调器120（假定COFDM是在DVB-T中使用的调制类型的）；用于检测和纠正错误的FEC（前向纠错）解码器130；以及MPEG（运动图像专家组）处理器140，该MPEG处理器140一方面输送CVBS（复合视频广播信号）格式或YCrCb格式的模拟复合视频信号160，并且输送借助于数模转换器150变换成立体声模拟音频信号170的数字音频输出。模拟视频信号160和模拟音频信号170借助于射频调制器180（根据适用于相应国家的模拟电视标准PAL、NTSC或SECAM的调制）调制到fOUTPUT射频载波190。该频率对应于DVB-T接收器19的输出信号要再注入到其中的模拟电视频道的载波频率。假定电视机能够工作于在47MHz至862MHz波段中的模拟电视频道，并且考虑到模拟电视频道将在许多国家中由于DVB-T的实施而不再工作，本发明的优选实施例预想了，输出模拟信号在当前方案中所包括的DVB-T接收器19的输出处的再注入可以在230MHz与300MHz之间所包括的甚高频（VHF）波段的7MHz信道中执行，或在302MHz与470MHz之间所包括的超高频（UHF）波段的8MHz信道中执行。因此，具有RF支持的ONT GPON 2的DVB-T接收器19的输出信号不与通过用户家中安装的电视天线来接收DVB-T信号的RF信道重叠。

调谐器110包括内部振荡器，该内部振荡器在具有待显示的按次付费观看内容的DVB-T频道的中心频率处产生调（tone），所以与fOUTPUT振荡器190所产生的并非同一频率，fOUTPUT振荡器190所产生的频率对应于DVB-T接收器19的输出信号被再注入其中的信道的频率。

由控制装置22来选择解调的DVB-T频道再注入其中的RF信道，即，fOUTPUT振荡器190的频率。

为了使本发明转化成商业按次付费观看（PPV）服务并且无需包括解码器，所述两个带通过滤器的调谐频率必须以某种方式指示给ONT。为此，本发明具有两种可替选方案。

第一可替选方案涉及使用通过GPON OMCI信道的新的可管理实体，OLT借助于所述GPON OMCI信道来管理所连接的ONT。这些新的可管理实体的目的在于能够向每个ONT（用户）指示他可以调谐到的以从而接收所请求的内容（频道）的PPV频道。在预期在现行标准（ITU-TG.984.4）中没有预想这些实体，但是必须包括这些实体或必须使用独占的实施方式。

第二可替选方案是基于在ONT中包括NFC微控制器，以允许通过NFC来接收将由ONT 22的控制来使用以调谐带通过滤器并提取由用户请求的数字PPV频道的代码。端用户可以将用于调谐并提取所期望的DVB-T内容所需的信息通过具有NFC支持的移动终端发送给ONT的NFC微控制器。

进一步解释第一种替代方案，ITU-T G.984.4标准没有预想如在本专利申请中所考虑的受管理实体。因此，必须考虑预想了该情况的新的受管理实体，并且在该受管理实体内必须定义至少四个新属性：

-免费频道（发射到网络的所有用户的频道）的波段（即对应于BTV（广播TV（电视））的波段）的起始频率。这是默认参数或属性，该默认参数或属性的值由GPON接入运营商取决于它正在传输的一组频道以及所述频道多路复用正占用的频谱来固定。

-免费频道的波段（即对应于BTV（广播电视）的波段）的结束频率。如之前的情况中一样，这是具有默认值的属性，所述默认值由GPON接入运营商取决于它正在传输的一组频道以及所述频道多路复用正占用的频谱来固定。

–所请求的PPV频道的起始频率。本发明对于所使用的选择机制是透明的，该选择机制可以是通过常规上行信道或在返回信道被使能的情况下通过返回信道来经由IP（网络协议）应用程序进行的。在后一种情况下，为了继续保持不用外部解码器，在实际的ONT中包括视频返回信道的功能性。

–所请求的PPV频道的用于预想在6MHz（ANSI（美国国家标准协会）/ATIS（世界无线通讯解决方案联盟））或8MHz（ETSI（欧洲电信标准化协会））处的可能频率规划的带宽。如头两个属性一样，这个属性具有取决于它所运行的国家的生效标准的默认值。

在DVB-T（DVB-T）中，每个射频信道承载由N个频道（例如，对于MPEG2在4到8个频道之间，这取决于这些频道是高清晰度还是标准清晰度频道）形成的运输流TS。因此，提取频道需要额外的参数——“指针”，以使得能够选择个别信道以在同一RF信道中生成新的TS，该信道必须提供给用户并且可以随后与填充位一起用作基础，该新TS被加入到由ONT通过它的同轴接口输送的输出信号中。

这方案还允许营销按次付费观看电视频道的包，在这种情况下，指针必须具有如下默认值：该默认值允许输送调谐到用户的接收器的RF信道中所包含的TS的所有频道。

假定这种类型的内容是短暂的（对体育赛事、斗牛活动、现场活动如音乐会等的传输），释放该频道，使得它能够被只能在有限时间段内具有效性性的用户接收到。出于这个原因，受管理实体必须以属性形式包括已签订的PPV内容的开始时间及其持续时间。

最后，受管理实体还必须管理用于保护内容安全的密钥。

所提到的选择中的第二个不需要创建GPON OMCI信道上的新的可管理实体。在这种情况下，例如将通过NFC来从具有NFC支持的移动电话中接收与之前的选择中所表示的相同的、用于调谐到PPV频道所需的信息。该信息由安装在ONT中的NFC微控制器转发到ONT的处理器，而ONT的处理器又将作用于ONT的多路复用器和多路分配器以及可调谐带通过滤器。

为了识别必须选择的内容，需要如下参数：

-具有包含了所请求的内容的TS的DVB-T频道的频率。

-在TS内的关联频道。

-内容的开始时间和持续时间。

–IPTV（网络电视）服务的用户标识（USERID）（例如与服务数据库中的MSISDN（移动站国际用户目录号码）相关联）。

-ONT标识符（HARDWARE ID（硬件标识），例如序列号）。

-用于保护内容安全的密钥。

用于实施该控制选择的ONT中所需的NFC硬件是能够以读/写模式进行操作并具有允许开发NFC应用程序的API（应用程序编程接口）的NFC微控制器。

本优选实施例考虑了使用该第二种方法所包含的两种内容购买场景：

-不具有移动性的购买，其中购买用户是ONT的所有者。在这种情况下，用于进行的方法如下：用户利用由服务提供的浏览指南用于选择对内容的购买。一旦用户完成购买，ONT激活NFC应用程序并生成到网络的、指示ONT的HARDWARE ID（存储在内部）、USERID（存储在内部）以及所选择的内容的请愿书。当购买平台接收到所述购买请愿书时，它首先识别用户并获得与用户相关联的MSISDN，然后它生成具有ONT所需要的参数的PP SMS（由运营商编码的点对点SMS（短消息），因为它直接进入卡上所以用户不能够看到）并将PP SMS发送给所述MSISDN，以使得能够显示该内容。一旦用户接收到该消息（他会接收到通知，例如视觉指示），他必须简单地将终端移动得更加靠近ONT的NFC控制器以将所述参数传输到ONT的NFC控制器。最后，ONT应用所述参数以使得能够显示该内容。

-具有移动性的购买，其中在购买用户是访问者而不是ONT的所有者。此处，用于进行的方法如下。像在之前的情况中一样，用户利用由服务提供的浏览指南来选择对内容的购买。然而，一旦用户完成购买，ONT激活NFC应用程序并等待用户将用户的NFC终端移动得更加靠近以获知该购买将针对其进行收费的USERID。一旦它得到了所述标识符，它生成到网络的、指示ONT的HARDWARE ID（存储在内部）、USERID（通过NFC获取）以及所选择的内容的请愿书。从这一刻起，过程与之前的情况一样。当购买平台接收到所述购买请愿书时，它首先识别用户并获得与用户相关联的MSISDN，然后生成具有ONT所需的参数的PP SMS并将PP SMS发送给所述MSISDN，以使得能够显示该内容。一旦用户接收到该消息，他必须简单地将终端移动得更加靠近ONT的NFC控制器并将所述参数传输到NFC控制器。最后，ONT应用所述参数以使得能够显示该内容。

鉴于该描述和附图，本领域的普通技术人员将会理解的是：尽管已根据本发明的一些优选实施例对本发明进行了描述，但是可以在不脱离本发明所要求保护的对象的情况下在所述优选实施例中引入多种变化。

Claims (10)

1.一种光网络终端，所述光网络终端具有射频输出端口和至少一个光输入/输出端口，所述光网络终端包括用于如下功能的装置：

从由无源光网络的光线路终端设备发射的并通过所述光输入/输出端口接收的信号中提取承载了多个数字电视频道的第一射频信号；

对所述第一射频信号执行由所述第一射频信号所承载的数字电视频道的可调谐选择性过滤；以及

通过所述射频输出端口发射承载了所过滤出的数字电视频道的第二射频信号，

其中，所述用于执行所述选择性过滤的装置包括：

第一可调谐带通过滤器（17），所述第一可调谐带通过滤器（17）被配置成从所述第一射频信号中提取承载了如下传输流的多个射频信道，广播给所述无源光网络的所有用户的数字电视频道在所述传输流上多路复用；

第二可调谐带通过滤器（18），所述第二可调谐带通过滤器（18）与所述第一可调谐带通过滤器（17）并行地操作，并被配置成从所述第一射频信号中提取承载了如下传输流的射频信道，所述光网络终端的用户所请求的按次付费观看服务所对应的数字电视频道在所述传输流上多路复用；以及

控制装置（22），所述控制装置（22）用于配置所述第一可调谐带通过滤器（17）和所述第二可调谐带通过滤器（18）；

所述光网络终端的特征在于，所述光网络终端还包括：

至少一个数字电视接收器（19），所述至少一个数字电视接收器（19）被配置成从由所述第二可调谐带通过滤器（18）提取的射频信道中提取对应于按次付费观看服务的数字电视频道，以及被配置成将对应于按次付费观看服务的所述数字电视频道以模拟信号形式注入到所述第二射频信号的自由射频信道中。

2.根据权利要求2所述的光网络终端，其特征在于，所述第二射频信号的所述自由射频信道为从特高频UHF与甚高频VHF波段之间的波段中选择的射频信道。

3.根据前述权利要求中任一项所述的光网络终端，其特征在于，所述控制装置（22）包括至少第一可管理实体，所述第一可管理实体包括用于配置所述第一可调谐带通过滤器（17）和所述第二可调谐带通过滤器（18）的多个属性，所述属性由所述光线路终端通过千兆位无源光网络的光网络终端管理控制信道进行控制。

4.根据权利要求3所述的光网络终端，其特征在于，所述控制装置（22）还包括第二可管理实体，所述第二可管理实体包括由运营商使用的用于对由所述用户所请求的按次付费观看服务进行收费的多个属性，所述属性由所述光线路终端通过千兆位无源光网络的光网络终端管理控制信道进行控制。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光网络终端，其特征在于，所述光网络终端包括能够由光线路终端通过千兆位无源光网络的光网络终端管理控制信道进行管理的可管理实体，所述可管理实体被配置成选择所述第二射频信号的所述自由射频信道。

6.根据权利要求1和2中任一项所述的光网络终端，其特征在于，用于配置所述第一可调谐带通过滤器（17）和所述第二可调谐带通过滤器（18）的所述控制装置（22）包括能够以读/写模式进行操作的至少一个近场通信微控制器，所述近场通信微控制器被配置成从所述无源光网络外部的移动设备接收配置信息。

7.根据前述权利要求中任一项所述的光网络终端，其特征在于，在基于千兆位无源光网络的用于光接入的增强波段上执行对所述第一射频信号的所述提取。

8.一种用于传输/接收数字电视频道的方法，所述数字电视频道包括由无源光网络中的用户所请求的按次付费观看服务，所述方法包括：

将所述数字电视频道多路复用在一组传输流中；

通过所述无源光网络以射频信道来发送所述经调制的传输流；

在光网路终端中对所述射频信道进行过滤；

取回在调制到所过滤的射频信道中的所述传输流中所包含的所述数字电视频道；

丢弃所取回的不对应于广播给所有用户的频道的或不对应于由所述光网络终端的用户所请求的按次付费观看服务的那些数字电视频道；

重建由那些未被丢弃的频道形成的射频信号；以及

将所重建的射频信号传输给外部数字电视解码器，

所述方法的特征在于，所述取回数字电视频道的步骤包括借助于至少一个数字电视接收器（19）来提取与由可调谐带通过滤器（18）提取的射频信道的按次付费观看服务相对应的数字电视频道；并且所述方法的特征还在于，所述重建射频信号的步骤包括将所述对应于按次付费观看服务的数字电视频道以模拟信号形式注入到重建的所述射频信号的自由射频信道中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，使用基于千兆位无源光网络的用于光接入的增强波段来发送所述射频信道。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从光网络终端向光线路终端设备请求对按次付费观看的数字电视内容的传输；

借助于至少一个文本消息向与所述光网络终端的用户相关联的移动设备发送过滤出所述按次付费观看的数字电视内容所必要的信息；以及

通过近场通信连接将所述信息从所述移动设备传输到所述光网络终端。

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