ES2353096B1

ES2353096B1 - PASSIVE OPTICAL NETWORK AND TRANSMISSION METHOD IN PASSIVE OPTICAL NETWORKS.

Info

Publication number: ES2353096B1
Application number: ES200801716A
Authority: ES
Inventors: Juan Carlos Cancelo Basterrechea; Carlos Marin Arriaza
Original assignee: Telefonica SA
Current assignee: Telefonica SA
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: ES2353096A1

Abstract

Red óptica pasiva y método de transmisión en redes óptica pasivas.#Red óptica pasiva (200) para la transmisión/recepción de contenidos digitales proporcionados por un operador que ofrece un conjunto de contenidos digitales, que comprende: un equipo terminador óptico de línea (202) conectado a una red IP (224) y a un equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda (208); un equipo de transmisión (206) sobre lambda de distribución configurado para transmitir, sobre una portadora óptica en torno a 1550 nm, contenidos digitales proporcionados por dicha red IP (224) a un puerto de entrada óptico o eléctrico, donde dicho puerto de salida óptico está conectado a dicho equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda (208), a su vez configurado para agregar sobre una única fibra óptica (209) las señales ópticas provenientes del equipo terminador óptico de línea (202) y del equipo de transmisión (206); terminales ópticos de red (210) configurados para realizar peticiones de contenidos digitales a dicho terminador óptico de línea (202) sobre un canal óptico y pare recibir dichos contenidos digitales; una red de distribución de fibra óptica (209). El equipo transmisor (208) está configurado para distribuir dichos contenidos digitales en modo multicast.Passive optical network and transmission method in passive optical networks # Passive optical network (200) for the transmission / reception of digital content provided by an operator offering a set of digital content, comprising: an optical line terminator (202) ) connected to an IP network (224) and a wavelength multiplexer / demultiplexer equipment (208); a transmission equipment (206) on distribution lambda configured to transmit, on an optical carrier around 1550 nm, digital contents provided by said IP network (224) to an optical or electrical input port, where said optical output port it is connected to said wavelength multiplexer / demultiplexer equipment (208), in turn configured to add on a single optical fiber (209) the optical signals from the optical line terminator equipment (202) and the transmission equipment (206 ); optical network terminals (210) configured to make requests for digital content to said optical line terminator (202) on an optical channel and to receive said digital content; a fiber optic distribution network (209). The transmitting equipment (208) is configured to distribute said digital contents in multicast mode.

Description

Red óptica pasiva y método de transmisión en redes ópticas pasivas. Passive optical network and transmission method in passive optical networks.

Campo de la invención Field of the Invention

La presente invención se aplica al campo de las telecomunicaciones y, más concretamente, a las comunicaciones en redes ópticas pasivas (PON, del inglés Passive Optical Networks). The present invention applies to the field of telecommunications and, more specifically, to communications in passive optical networks (PON).

Antecedentes de la invención Background of the invention

Actualmente está comenzando el despliegue de redes de comunicaciones ópticas con tecnologías PON, tales como GPON, EPON y sus variantes. The deployment of optical communications networks with PON technologies, such as GPON, EPON and its variants, is currently beginning.

El uso de la lambda de distribución por parte de los fabricantes de equipos GPON y EPON y de las operadoras está limitado a la modulación analógica de dicha portadora con el objeto del transporte de señales de radiofrecuencia, en concreto de canales de televisión analógicos o TDT. The use of the distribution lambda by the GPON and EPON equipment manufacturers and the operators is limited to the analog modulation of said carrier for the purpose of transporting radio frequency signals, in particular analogue or DTT television channels.

La ﬁgura 1 representa un esquema de una red óptica pasiva (PON) convencional, capaz de proporcionar vídeo, voz y datos a un cliente ﬁnal 120. La red 100 está formada por unos módulos de terminación óptica de línea (OLT, del inglés Optical Line Termination) 102, una red de distribución óptica 108 y varios módulos terminales ópticos de red (ONTs, del inglés Optical Network Terminal) 110. Como se ve en la ﬁgura 1, la terminación óptica de línea (OLT) 102 tiene interfaces con la Red Pública Telefónica Conmutada 122 (PSTN) que permite proporcionar servicios de voz al usuario ﬁnal 120 a través de interfaces POTS 112. La terminación óptica de línea (OLT) 102 también proporciona interfaz a redes IP 124 que permiten transmitir datos al usuario ﬁnal 120 típicamente a través de un ordenador personal Figure 1 represents a scheme of a conventional passive optical network (PON), capable of providing video, voice and data to a final client 120. Network 100 is formed by optical line termination (OLT) modules of the English Optical Line Termination) 102, an optical distribution network 108 and several optical network terminal modules (ONTs) 110. As seen in Figure 1, optical line termination (OLT) 102 has interfaces with the Network Public Switched Telephone 122 (PSTN) that allows voice services to be provided to the end user 120 through POTS 112 interfaces. Optical line termination (OLT) 102 also provides interface to IP networks 124 that allow data to be transmitted to the end user 120 typically to through a personal computer

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Para proporcionar vídeo al cliente en el sistema tradicional PON 100 se usa la portadora óptica de 1550 nm, que es modulada analógicamente por un equipo modulador 104 a partir de la señal de televisión que suministran unos equipos de recepción 128 y cabecera de vídeo 126. La señal suministrada por el equipo modulador 104 se multiplexa en el equipo multiplexador de longitudes de onda (WDM) 106 y se transporta por la red 108 hasta un módulo terminal óptico de red (ONT) 110 de cliente. To provide video to the customer in the traditional PON 100 system, the 1550 nm optical carrier is used, which is analogically modulated by a modulator device 104 from the television signal supplied by reception equipment 128 and video header 126. The The signal supplied by the modulator equipment 104 is multiplexed in the wavelength multiplexer equipment (WDM) 106 and transported over the network 108 to a client network optical terminal module (ONT) 110.

La ﬁgura 2 muestra el detalle de un módulo óptico de red (ONT) 110 de cliente convencional. La señal óptica llega a un multiplexor/demultiplexor 140, en donde se divide en 3 señales de diferentes longitudes de onda por medio de unos ﬁltros. En el ejemplo mostrado en la ﬁgura 2, se ilustra un primer ﬁltro 142 de 1490 nm y un segundo ﬁltro 144 de 1550 nm. El bloque transmisor 146, de 1310 nm, y el bloque detector 148 reciben y envían señales digitales del procesador PON 152 que proporciona al usuario interfaces Ethernet e interfaz POTS 156. La señal óptica de 1550 nm es convertida en señal eléctrica en el bloque 150 y demodulada analógicamente en el bloque 154, siendo entregada por el módulo terminal óptico de red (ONT) 110 como una señal de radiofrecuencia. Figure 2 shows the detail of a conventional client optical network module (ONT) 110. The optical signal reaches a multiplexer / demultiplexer 140, where it is divided into 3 signals of different wavelengths by means of filters. In the example shown in Figure 2, a first ﬁ lter 142 of 1490 nm and a second ﬁ lter 144 of 1550 nm are illustrated. The transmitter block 146, 1310 nm, and the detector block 148 receive and send digital signals from the PON 152 processor that provides the user with Ethernet interfaces and POTS 156 interface. The 1550 nm optical signal is converted into an electrical signal in block 150 and analogically demodulated in block 154, being delivered by the network optical terminal module (ONT) 110 as a radio frequency signal.

Las solicitudes de patente estadounidenses US-2005/0138670-A1 y US-2005/0265386-A1 describen la transmisión de señales de vídeo digitales sobre la lambda de distribución. En concreto, US-2005/0138670-A1 describe una red óptica pasiva para el envío de señales de vídeo digitales en la que la distribución de las señales es en modo broadcast (difusión amplia). En esta red, las tramas broadcast se envían desde el emisor sin tener en cuenta los deseos del receptor, al que llegan todos los canales codiﬁcados en las tramas broadcast. Esto tiene la desventaja de que el número máximo de canales disponibles del servicio en cuestión, por ejemplo televisión sobre IP (IPTV), coincide con el que se pueden transmitir: es el ancho de banda del canal dividido entre el ancho de banda de un canal, por lo que el usuario ﬁnal no puede seleccionar un canal diferente de los que viene codiﬁcados en las tramas IP en modo broadcast. US patent applications US-2005/0138670-A1 and US-2005/0265386-A1 describe the transmission of digital video signals over the distribution lambda. Specifically, US-2005/0138670-A1 describes a passive optical network for sending digital video signals in which the distribution of the signals is in broadcast mode. In this network, broadcast frames are sent from the sender without taking into account the wishes of the receiver, to which all the channels encoded in the broadcast frames arrive. This has the disadvantage that the maximum number of available channels of the service in question, for example television over IP (IPTV), coincides with that which can be transmitted: it is the bandwidth of the channel divided by the bandwidth of a channel , so the end user cannot select a different channel from the ones that are encoded in IP frames in broadcast mode.

Resumen de la invención Summary of the Invention

La presente invención resuelve el problema anteriormente mencionado mediante una red óptica pasiva para la transmisión/recepción de contenidos digitales proporcionados por un operador que ofrece un conjunto de contenidos digitales, que comprende: un equipo terminador óptico de línea con un primer puerto de entrada/salida eléctrico u óptico conectado a una red IP y un segundo puerto de entrada/salida óptico conectado mediante una ﬁbra óptica a un equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda; un equipo de transmisión sobre lambda de distribución conﬁgurado para transmitir, sobre una portadora óptica que trabaja en la banda comprendida entre 1550 y 1560 nm a través de un puerto de salida óptico, contenidos digitales proporcionados por dicha red IP a un puerto de entrada óptico The present invention solves the aforementioned problem by means of a passive optical network for the transmission / reception of digital content provided by an operator offering a set of digital contents, comprising: an optical line terminator with a first input / output port electrical or optical connected to an IP network and a second optical input / output port connected by an optical fiber to a wavelength multiplexer / demultiplexer equipment; a transmission equipment on distribution lambda configured to transmit, on an optical carrier working in the band between 1550 and 1560 nm through an optical output port, digital content provided by said IP network to an optical input port

o eléctrico, donde dicho puerto de salida óptico está conectado mediante una ﬁbra óptica monomodo a dicho equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda, el cual está conﬁgurado para agregar sobre una única ﬁbra óptica las señales ópticas provenientes de dicho equipo terminador óptico de línea y de dicho equipo de transmisión; una pluralidad de terminales ópticos de red conﬁgurados para realizar peticiones de contenidos digitales a dicho terminador óptico de línea sobre un canal óptico perteneciente a la banda de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm y para recibir dichos contenidos digitales; y una red de distribución de ﬁbra óptica conﬁgurada para distribuir dichas señales ópticas que portan dichos contenidos digitales a dicha pluralidad de terminales ópticos de red. El equipo transmisor comprende medios para implementar funciones de gestión y encaminamiento multicast capaces de construir árboles de distribución multicast, estando dicho equipo transmisor conﬁgurado para distribuir dichos contenidos digitales en modo multicast a través de un enlace unidireccional de transmisión ofrecido por dicha portadora óptica que trabaja en la banda comprendida entre 1550 y 1560 nm. or electrical, where said optical output port is connected by a single-mode optical fiber to said wavelength multiplexer / demultiplexer equipment, which is configured to add on a single optical fiber the optical signals from said optical line terminator equipment and of said transmission equipment; a plurality of network optical terminals configured to make requests for digital content to said optical line terminator on an optical channel belonging to the wavelength band between 1260 and 1360 nm and to receive said digital contents; and an optical fiber distribution network configured to distribute said optical signals that carry said digital content to said plurality of optical network terminals. The transmitting equipment comprises means for implementing multicast routing and management functions capable of constructing multicast distribution trees, said transmitting equipment being configured to distribute said digital contents in multicast mode through a unidirectional transmission link offered by said optical carrier that works in the band between 1550 and 1560 nm.

Preferentemente, los contenidos digitales se distribuyen en modo multicast sobre un canal de datos implementado conforme a la norma Gigabit Ethernet. También preferentemente, estos contenidos digitales pertenecen a un servicio de televisión sobre IP. Preferably, the digital contents are distributed in multicast mode over a data channel implemented according to the Gigabit Ethernet standard. Also preferably, these digital contents belong to a television service over IP.

El equipo transmisor comprende un procesador multicast conﬁgurado para recibir paquetes de datos procedentes de la red IP, para atender peticiones de procesadores multicast de los terminales ópticos de red respectivos y para agrupar canales multicast en respuesta a las peticiones, separando físicamente los canales de control de los de datos multicast. Preferentemente, el equipo transmisor comprende además medios de almacenamiento conectados al procesador multicast, conﬁgurados para almacenar las últimas tramas de un canal, de forma que se reducen los tiempos muertos asociados al cambio de un canal. También preferentemente, el equipo transmisor comprende además un conversor conﬁgurado para convertir el enlace bidireccional Gigabit Ethernet en un enlace unidireccional. Asimismo, el conversor está conﬁgurado para generar tramas de control de ﬂujo de enlace. También preferentemente, el equipo transmisor comprende además un modulador digital electro-óptico u óptico-óptico conﬁgurado para modular digitalmente dicha portadora óptica en la banda comprendida entre 1550 a 1560 nm. The transmitting equipment comprises a multicast processor configured to receive data packets from the IP network, to respond to requests from multicast processors of the respective optical network terminals and to group multicast channels in response to requests, physically separating the control channels from Multicast data. Preferably, the transmitting equipment further comprises storage means connected to the multicast processor, configured to store the last frames of a channel, so that the dead times associated with changing a channel are reduced. Also preferably, the transmitting equipment further comprises a converter configured to convert the Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link. Also, the converter is configured to generate link ﬂ ow control frames. Also preferably, the transmitting equipment further comprises an electro-optical or optical-optical digital modulator configured to digitally modulate said optical carrier in the band between 1550 to 1560 nm.

En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método de transmisión/recepción de contenidos digitales proporcionados por un operador que ofrece un conjunto de contenidos digitales, en una red de acceso implementada sobre una red óptica pasiva, que comprende: desde un terminal óptico de red, realizar una petición de contenidos digitales a un terminador óptico de línea, realizándose dicha petición sobre un canal óptico perteneciente a la banda de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm; procesar dicha petición de contenidos digitales en dicho terminador óptico de línea y reenviar dicha petición a un equipo transmisor a través de una red IP; proporcionar dichos contenidos digitales desde dicha red IP a dicho equipo transmisor; modular dichos contenidos digitales sobre una portadora óptica en la banda comprendida entre 1550 a 1560 nm; transmitir dicha portadora óptica a través de un enlace unidireccional de transmisión y distribuirla al terminal óptico de red que solicitó los contenidos digitales. Antes de modular dichos contenidos digitales sobre dicha portadora óptica, construir árboles de distribución multicast y establecer un canal multicast sobre el que se encapsulan dichos contenidos digitales. In another aspect of the present invention, there is provided a method of transmission / reception of digital content provided by an operator that offers a set of digital contents, in an access network implemented over a passive optical network, comprising: from an optical terminal network, make a request for digital content to an optical line terminator, said request being made on an optical channel belonging to the wavelength band between 1260 and 1360 nm; processing said request for digital content in said optical line terminator and forwarding said request to a transmitting equipment through an IP network; providing said digital content from said IP network to said transmitting equipment; modulate said digital contents on an optical carrier in the band between 1550 and 1560 nm; transmit said optical carrier through a unidirectional transmission link and distribute it to the optical network terminal that requested the digital contents. Before modulating said digital contents on said optical carrier, constructing multicast distribution trees and establishing a multicast channel on which said digital contents are encapsulated.

Preferentemente, los contenidos digitales pertenecen a un servicio de televisión sobre IP. La petición de contenidos digitales realizada por un terminal óptico de red se establece sobre un canal IP de peticiones. El canal multicast sobre el que se encapsulan dichos contenidos digitales comprende la dirección IP del terminal óptico de red que realizó dicha petición de contenidos digitales. Preferably, the digital contents belong to a television service over IP. The request for digital content made by an optical network terminal is established on a request IP channel. The multicast channel on which said digital content is encapsulated comprises the IP address of the optical network terminal that made said request for digital content.

Preferentemente, las tramas de datos multicast se transportan sobre un canal implementado según la norma Gigabit Ethernet. El método anterior comprende preferentemente la etapa de: convertir dicho enlace bidireccional Gigabit Ethernet en un enlace unidireccional. Preferably, multicast data frames are transported on a channel implemented according to the Gigabit Ethernet standard. The above method preferably comprises the step of: converting said Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link.

Además, la etapa de proporcionar dichos contenidos digitales desde una red IP a un equipo transmisor comprende preferentemente la etapa de: en un procesador multicast, recibir paquetes de datos procedentes de dicha red IP, atender peticiones de procesadores multicast de los terminales ópticos de red respectivos, agrupar canales multicast en respuesta a dichas peticiones y generar tramas de control de ﬂujo de enlace, separando físicamente los canales de control de los de datos multicast. In addition, the step of providing said digital contents from an IP network to a transmitting equipment preferably comprises the step of: in a multicast processor, receiving data packets from said IP network, attending requests from multicast processors of the respective optical network terminals , group multicast channels in response to these requests and generate link ﬂ ow control frames, physically separating the control channels from the multicast data channels.

Además, el método comprende preferentemente la etapa de: almacenar las últimas tramas de un canal, de forma que se reducen los tiempos muertos asociados al cambio de un canal. In addition, the method preferably comprises the step of: storing the last frames of a channel, so that the dead times associated with changing a channel are reduced.

También preferentemente, el método comprende la etapa de, una vez recibidos dichos ﬂujos multicast con contenidos digitales en el terminal óptico de red que los solicitó, enviar dichos contenidos digitales desde un procesador hacia un enrutador Ethernet de dicho terminal óptico de red, que a su vez los envía a un enrutador externo. Also preferably, the method comprises the step of, once said multicast flows with digital contents have been received in the optical network terminal that requested them, to send said digital contents from a processor to an Ethernet router of said optical network terminal, which at its Once you send them to an external router.

Para todo ello, el procesador multicast incluye funciones de gestión y encaminamiento multicast combinadas con otras de los niveles2y3del sistema OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos, del inglés Open Systems Interconnection), de tal manera que, sin modiﬁcar las funciones multicast de los protocolos estándar como PIM-SM e IGMP, se construyan los árboles de distribución multicast de forma adecuada sobre una topología PON. El mecanismo propuesto permite separar físicamente los canales de control y datos multicast, de forma que a partir de peticiones IGMP-Join procedentes del terminal óptico de red y recibidas por el canal ascendente de 1310 nm, se encaminen los ﬂujos multicast por el enlace unidireccional de transmisión ofrecido por la tercera lambda de 1550 nm, evitando además la transmisión de dichos ﬂujos por el canal descendente de 1490 nm. For all this, the multicast processor includes management and multicast routing functions combined with other levels 2 and 3 of the OSI (Open Systems Interconnection) system, in such a way that, without modifying the multicast functions of standard protocols such as PIM-SM and IGMP, multicast distribution trees are properly constructed on a PON topology. The proposed mechanism makes it possible to physically separate the multicast control and data channels, so that from the IGMP-Join requests coming from the optical network terminal and received by the 1310 nm upstream channel, the multicast flows are routed through the unidirectional link of transmission offered by the third lambda of 1550 nm, also preventing the transmission of said ﬂ ows down the 1490 nm downstream channel.

A su vez, el terminador óptico de red dispone de un procesador multicast que incluye funciones de gestión y encaminamiento multicast combinadas con otras de los niveles 2 y 3 del sistema OSI, de tal manera que sin modiﬁcar las funciones multicast de los protocolos estándar como PIM-SM e IGMP, se construyen los árboles de distribución multicast de forma adecuada sobre una topología PON. El mecanismo propuesto permite separar físicamente los canales de control y datos multicast, de forma que primero se generan las peticiones IGMP-Join y se envían por el canal ascendente de 1310 nm, y después se reciben los correspondientes ﬂujos multicast por el enlace unidireccional descendente de transmisión ofrecido por la tercera lambda de unos 1550 nm. Estos contenidos se envían a un enrutador Ethernet, que a su vez los envía por un puerto Ethernet externo. Se evita además la transmisión de dichos ﬂujos por el canal ascendente de 1310 nm a través de un procesador PON, pues no son transmitidos a través del enlace Ethernet interno que une al enrutador Ethernet interno y el procesador PON. In turn, the network optical terminator has a multicast processor that includes management and multicast routing functions combined with other levels 2 and 3 of the OSI system, such that without modifying the multicast functions of standard protocols such as PIM -SM and IGMP, multicast distribution trees are built appropriately on a PON topology. The proposed mechanism makes it possible to physically separate the control channels and multicast data, so that IGMP-Join requests are first generated and sent through the 1310 nm upstream channel, and then the corresponding multicast flows are received by the unidirectional downlink of transmission offered by the third lambda of about 1550 nm. These contents are sent to an Ethernet router, which in turn sends them through an external Ethernet port. Furthermore, the transmission of said ﬂ ows over the 1310 nm upstream channel through a PON processor is avoided, as they are not transmitted through the internal Ethernet link linking the internal Ethernet router and the PON processor.

Este modo de trabajo de los procesadores multicast del transmisor y del terminador óptico de red supone una modiﬁcación signiﬁcativa del funcionamiento de los protocolos multicast, en el que los ﬂujos solicitados son enviados por el mismo puerto por el que se reciben las solicitudes, a diferencia de lo descrito anteriormente. This working mode of the multicast processors of the transmitter and of the network optical terminator implies a significant modification of the operation of the multicast protocols, in which the requested flows are sent by the same port through which the requests are received, as opposed to as described above.

Estas y otras ventajas serán aparentes a la vista de la descripción detallada de la invención. These and other advantages will be apparent in view of the detailed description of the invention.

Breve descripción de las ﬁguras Brief description of the ﬁ gures

Con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo y para complementar esta descripción, se acompaña como parte integrante de la misma la siguiente ﬁgura, cuyo carácter es ilustrativo y no limitativo: In order to help a better understanding of the features of the invention according to a preferred example of practical realization thereof and to complement this description, the following figure is attached as an integral part thereof, the character of which is illustrative and not limiting:

La ﬁgura 1 muestra un esquema de una red óptica pasiva (PON) convencional. Figure 1 shows a scheme of a conventional passive optical network (PON).

La ﬁgura 2 muestra el detalle de un módulo óptico de red (ONT) de cliente convencional. Figure 2 shows the detail of a conventional client network optical module (ONT).

La ﬁgura 3 muestra un esquema de una red óptica pasiva (PON) según una realización de la presente invención. Figure 3 shows a scheme of a passive optical network (PON) according to an embodiment of the present invention.

La ﬁgura 4 muestra el detalle de un terminal óptico de red (ONT) según una realización de la presente invención. Figure 4 shows the detail of an optical network terminal (ONT) according to an embodiment of the present invention.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

En el contexto de la presente invención, debe entenderse que el término “aproximadamente” y los términos de su familia (como “aproximado”, “aproximación”, etc.) indican valores o formas muy próximos a los que acompañan al término anteriormente mencionado. Es decir, debe aceptarse una desviación dentro de límites razonables respecto a un valor o forma exactos, porque el experto en la técnica entenderá que tal desviación respecto a los valores o formas indicados es inevitable debido a inexactitudes de medición, etc. Se aplica lo mismo a los términos “alrededor de” y “en torno a”. In the context of the present invention, it should be understood that the term "approximately" and the terms of your family (such as "approximate", "approximation", etc.) indicate values or forms very close to those that accompany the aforementioned term. That is, a deviation must be accepted within reasonable limits with respect to an exact value or form, because the person skilled in the art will understand that such deviation from the indicated values or forms is inevitable due to measurement inaccuracies, etc. The same applies to the terms "around" and "around."

En este texto, el término “comprende” y sus derivaciones (como “comprendiendo”, etc.) no deben entenderse en un sentido excluyente, es decir, estos términos no deben interpretarse como excluyentes de la posibilidad de que lo que se describe y deﬁne pueda incluir más elementos, etapas, etc. In this text, the term “comprises” and its derivations (such as “understanding”, etc.) should not be understood in an exclusive sense, that is, these terms should not be construed as excluding the possibility that what is described and defined can include more elements, stages, etc.

La ﬁgura 3 muestra un esquema de una red óptica pasiva (PON) que implementa un sistema de transmisión de contenidos multicast (multidifusión) por modulación digital de la lambda de distribución según una posible realización de la presente invención. La red PON 200 permite la transmisión de datos digitales desde un terminador óptico de línea (OLT) 202 hacia cada terminal óptico de red (ONT) 210 y viceversa. La capacidad de transmisión de datos en sentido descendente (desde el OLT hacia cada ONT) está determinada por normas que dependen de la variante PON. Las tramas de datos multicast se transportan sobre un enlace Gigabit Ethernet. Figure 3 shows a scheme of a passive optical network (PON) that implements a multicast content transmission system (multicast) by digital modulation of the distribution lambda according to a possible embodiment of the present invention. The PON 200 network allows the transmission of digital data from an optical line terminator (OLT) 202 to each optical network terminal (ONT) 210 and vice versa. The ability to transmit data downstream (from the OLT to each ONT) is determined by standards that depend on the PON variant. Multicast data frames are transported over a Gigabit Ethernet link.

Como se explica más adelante, para implementar el canal de datos descendente (desde el OLT hacia cada ONT) se emplea preferentemente el intervalo de longitudes de onda entre 1480 y 1500 nm. Como ejemplo de información que se transmite por este canal, podemos mencionar los datos correspondientes a la navegación por Internet, los ﬂujos de voz (VoIP), o la descarga de contenidos de vídeo bajo demanda. As explained below, the wavelength range between 1480 and 1500 nm is preferably used to implement the descending data channel (from the OLT to each ONT). As an example of information transmitted through this channel, we can mention the data corresponding to Internet browsing, voice ﬂ ow (VoIP), or downloading video content on demand.

Para implementar el canal de datos ascendente (desde cada ONT hacia el OLT) se emplea preferentemente el intervalo de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm. Como ejemplo de información que se transmite por este canal ascendente, podemos mencionar la petición, por parte de un usuario, de contenidos de TV a la compañía distribuidora To implement the ascending data channel (from each ONT to the OLT), the wavelength range between 1260 and 1360 nm is preferably used. As an example of information that is transmitted through this upstream channel, we can mention the request, by a user, of TV contents to the distribution company

o el acceso a páginas web. or access to web pages.

Además, se reservan unos rangos de longitudes de onda para servicios adicionales, tales como TV analógica o TDT (televisión digital terrestre), tal y como se especíﬁca para GPON en la recomendación G.984.5, que para los servicios de distribución de vídeo reserva la misma banda que la recomendación G.983.3, válida para otros sistemas PON, como B-PON. In addition, wavelength ranges are reserved for additional services, such as analogue TV or DTT (digital terrestrial television), as specified for GPON in recommendation G.984.5, which for video distribution services reserves the same band as recommendation G.983.3, valid for other PON systems, such as B-PON.

Estos rangos de longitudes de onda reservados están en la portadora de 1550 nm, más concretamente, en el rango de 1550-1560 nm, según la especiﬁcación correspondiente. Esta portadora óptica de unos 1550 nm se modula digitalmente, como se explica más adelante, para que transporte un canal de datos digitales descendente. Preferentemente, este canal de datos digitales parte de una velocidad binaria de 1 Gbit/s, y puede alcanzar los 10 Gbit/s, según norma Gigabit Ethernet (GbE) o 10 Gigabit Ethernet. Esta portadora se usa preferentemente para enviar IPTV (televisión por IP) en distribución (multicast). These reserved wavelength ranges are in the 1550 nm carrier, more specifically, in the range of 1550-1560 nm, according to the corresponding specification. This optical carrier of about 1550 nm is digitally modulated, as explained below, to transport a descending digital data channel. Preferably, this digital data channel starts at a bit rate of 1 Gbit / s, and can reach 10 Gbit / s, according to Gigabit Ethernet (GbE) or 10 Gigabit Ethernet standards. This carrier is preferably used to send IPTV (IP television) in distribution (multicast).

La red óptica pasiva 200 comprende, para un grupo N de clientes, los siguientes elementos: The passive optical network 200 comprises, for a group N of clients, the following elements:

--: Un equipo o módulo denominado terminador óptico de línea (OLT) 202. Este equipo se sitúa preferentemente en A device or module called optical line terminator (OLT) 202. This device is preferably located in

una central del operador de comunicaciones. Alternativamente, el terminador óptico de línea puede situarse en otro a central communications operator. Alternatively, the optical line terminator can be placed in another

emplazamiento. El módulo de terminación óptica de línea OLT 202 ofrece interfaces eléctricas u ópticas a una red IP site. The OLT 202 line optical termination module offers electrical or optical interfaces to an IP network

224. A modo de ejemplo, la ﬁgura 3 muestra interfaces Ethernet a una red IP 224. La red IP 224 está interconectada con la red telefónica pública conmutada (PSTN) 222 a través de un elemento que actúa como pasarela 226, tal como un media gateway. 224. By way of example, Figure 3 shows Ethernet interfaces to an IP network 224. The IP network 224 is interconnected with the public switched telephone network (PSTN) 222 through an element that acts as a gateway 226, such as a media gateway

--: Una red pasiva de distribución de ﬁbra óptica, preferentemente del tipo FTTx (Fiber-To-The-Home o similar), A passive fiber optic distribution network, preferably of the FTTx type (Fiber-To-The-Home or similar),

que comprende un divisor óptico o splitter 201. El divisor óptico 201 permite el funcionamiento punto-multipunto. La which comprises an optical splitter 201. The optical splitter 201 allows point-multipoint operation. The

red de distribución óptica proporciona conectividad óptica a todos los equipo terminales de red de cliente 210. Optical distribution network provides optical connectivity to all client network terminal equipment 210.

--: Un equipo de transmisión multicast 206 sobre lambda de distribución. Como se describe a continuación, este equipo está diseñado para la transmisión multicast de contenidos digitales. Partiendo de una interfaz de entrada IEEE802.3 (procedente de la red IP 224 de la ﬁgura 3), se extraen datos digitales presentes en dicha interfaz para, ﬁnalmente, modular un láser 204. Este proceso se lleva a cabo en este equipo de transmisión 206, que comprende los siguientes elementos: A multicast 206 transmission equipment over distribution lambda. As described below, this equipment is designed for multicast transmission of digital content. Starting from an IEEE802.3 input interface (from the IP network 224 of Figure 3), digital data present in said interface is extracted to finally modulate a laser 204. This process is carried out on this transmission equipment. 206, which comprises the following elements:

--: Un procesador multicast 207 con interfaz Ethernet por la que se reciben paquetes de datos procedentes de la red IP 224. A diferencia del modo de difusión por broadcast (difusión amplia), sencillo de implementar porque no implica interactividad entre el origen y los diferentes destinos (es decir, las tramas broadcast se envían desde el emisor sin tener en cuenta los deseos del receptor, al que llegan todos los canales codiﬁcados en las tramas -por ejemplo tramas IP-broadcast; la sencillez de este modo broadcast radica en que cualquier contenido IP se puede transmitir simplemente poniendo como MAC destino la dirección de broadcast), este procesador 207 es necesario para implementar el modelo de distribución multicast (multidifusión), que implica interactividad entre el emisor y los diferentes receptores, permitiendo que el número máximo de canales disponibles no esté condicionado por el número de canales que se pueden transmitir, dado que cada usuario realiza una petición de los canales -por ejemplo, de IPTV-que quiere recibir, y en el emisor se agrupan en las tramas IP multicast como un subconjunto del número total de canales disponibles. El procesador multicast 207 implementa un mecanismo inteligente para la gestión y encaminamiento del tráﬁco multicast atendiendo las peticiones de procesadores multicast 260 de los usuarios sobre la red de acceso GPON, de forma que el tráﬁco IPTV de distribución multicast sea encaminado convenientemente por la “tercera lambda” (es decir, la longitud de onda en torno a 1550 nm) hacia el usuario. A multicast processor 207 with an Ethernet interface through which data packets from the IP network 224 are received. Unlike the broadcast mode (broadcast), simple to implement because it does not imply interactivity between the source and the different destinations ( that is, broadcast frames are sent from the sender without taking into account the wishes of the receiver, to which all the channels encoded in the frames arrive - for example IP-broadcast frames; the simplicity of this broadcast mode is that any IP content it can be transmitted simply by setting the broadcast address as the destination MAC), this processor 207 is necessary to implement the multicast distribution model, which implies interactivity between the transmitter and the different receivers, allowing the maximum number of available channels not is conditioned by the number of channels that can be transmitted, since each user makes a request for the channels - for example, of IPTV - that you want to receive, and in the sender they are grouped in the IP multicast frames as a subset of the total number of available channels. Multicast processor 207 implements an intelligent mechanism for the management and routing of multicast traffic by responding to requests from users' multicast 260 processors over the GPON access network, so that IPTV traffic of multicast distribution is conveniently routed by the “third lambda ”(That is, the wavelength around 1550 nm) towards the user.

Para ello, el procesador multicast 207 incluye funciones especíﬁcas de gestión y encaminamiento multicast combinadas con funciones asociadas a los protocolos más comunes de los niveles 2y3deOSI en una implementación Ethernet/TCP/IP, de tal manera que sin modiﬁcar las funciones multicast de los protocolos estándar, como PIM-SM e IGMP, se construyen los árboles de distribución multicast de forma adecuada sobre una topología PON. El mecanismo propuesto permite separar físicamente los canales de control y datos multicast, de forma que a partir de peticiones IGMP-Join procedentes de los ONT 210 y recibidas por el canal ascendente de 1310 nm, se encaminen los ﬂujos multicast por el enlace unidireccional de transmisión ofrecido por la tercera lambda (en torno a 1550 nm), evitando además la transmisión de dichos ﬂujos por el canal descendente de 1490 nm. For this, multicast processor 207 includes specific management and multicast routing functions combined with functions associated with the most common protocols of levels 2 and 3 of OSI in an Ethernet / TCP / IP implementation, so that without modifying the multicast functions of standard protocols Like PIM-SM and IGMP, multicast distribution trees are built properly on a PON topology. The proposed mechanism makes it possible to physically separate the multicast control and data channels, so that from the IGMP-Join requests coming from the ONT 210 and received by the 1310 nm upstream channel, the multicast flows are routed through the unidirectional transmission link offered by the third lambda (around 1550 nm), also preventing the transmission of these flows through the 1490 nm down channel.

Esto supone una modiﬁcación signiﬁcativa del funcionamiento de los protocolos multicast, ya que los ﬂujos solicitados son enviados por el mismo puerto por el que se reciben las solicitudes. This implies a significant modification of the operation of multicast protocols, since the requested flows are sent by the same port through which the requests are received.

--: Medios de almacenamiento o buffer de zapping 203. Este equipo 203, conectado al procesador multicast 207, permite almacenar las últimas tramas de un canal, preferentemente de IPTV. Como ejemplo de sus funciones, cuando un usuario pide un cambio de canal, el buffer de zapping 203 permite que se envíe inmediatamente el principio de una trama, reduciendo los tiempos muertos asociados al cambio de canal que ocurren mientras el receptor encuentra y comienza a descodiﬁcar desde el principio de la trama. Para ello, el procesador 207 busca en el buffer 203 las últimas tramas (al menos la última trama completa de cada canal, es decir, un GOP completo) asociadas al canal al que se quiere conectar y envía inmediatamente un grupo de imágenes (GOP, Group Of Pictures) completo, reduciendo los tiempos muertos asociados al cambio de canal, ya que el receptor encuentra y comienza a descodiﬁcar desde una imagen completa (I-frame, intra-coded picture). Storage media or zapping buffer 203. This equipment 203, connected to multicast processor 207, allows storing the last frames of a channel, preferably IPTV. As an example of its functions, when a user requests a channel change, the zapping buffer 203 allows the beginning of a frame to be sent immediately, reducing the downtimes associated with the change of channel that occur while the receiver finds and begins to decode from the beginning of the plot. To do this, the processor 207 searches in buffer 203 for the last frames (at least the last complete frame of each channel, that is, a complete GOP) associated to the channel to which it is wished to connect and immediately sends a group of images (GOP, Group Of Pictures) complete, reducing the dead times associated with the change of channel, since the receiver finds and begins to decode from a complete image (I-frame, intra-coded picture).

Esto permite solucionar un problema asociado a los formatos de compresión de imágenes: En un grupo de imágenes (GOP) de un formato de compresión de imágenes, compuesto por un grupo de imágenes, normalmente entre 12 y 15, solamente la primera de ellas (es decir, aproximadamente una cada 500 ms), es una imagen completa (y se llaman I-frame), mientras que las demás son diferencias desde la anterior (B-frames y P-frames, donde B-frame procede de Bidirectional predictive frame y P-frame procede de Predictive-frame), por lo que no se pueden presentar en pantalla. This allows solving a problem associated with image compression formats: In a group of images (GOP) of an image compression format, consisting of a group of images, usually between 12 and 15, only the first one (it is that is, approximately one every 500 ms), it is a complete image (and they are called I-frame), while the others are differences from the previous one (B-frames and P-frames, where B-frame comes from Bidirectional predictive frame and P-frame comes from Predictive-frame), so it cannot be presented on the screen.

Ejemplos no limitativos de formatos de compresión de imágenes usados en la red PON 201 son todos los de la norma MPEGx, tales como MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7 y MPEG-21, pero otros formatos convencionales pueden también usarse. Preferentemente, la red PON 200 de la ﬁgura 3 utiliza los formatos MPEG-2 y MPEG-4. Non-limiting examples of image compression formats used in the PON 201 network are all of the MPEGx standard, such as MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7 and MPEG-21, but Other conventional formats can also be used. Preferably, the PON 200 network of Figure 3 uses the MPEG-2 and MPEG-4 formats.

A modo de ejemplo, en una realización particular, en la que se utiliza un algoritmo de descompresión del ﬂujo de datos MPEG2 en el descodiﬁcador (set-top-box) 216 del cliente, se necesita tener un I-frame antes de poder comenzar a decodiﬁcar y presentar algo en pantalla (ya que el resto de las tramas son diferencias sobre la anterior), Típicamente, esto introduce un tiempo mínimo entre cambios de canal de 250 ms de media, que asciende a unos 500 ms en el caso peor (aparte del tiempo de IGMP). En el caso de que se utilice MPEG-4, empeoran los tiempos. As an example, in a particular embodiment, in which a decompression algorithm of the MPEG2 data ﬂ ow is used in the client's set-top-box 216, an I-frame is required before it can begin decode and present something on the screen (since the rest of the frames are differences over the previous one), Typically, this introduces a minimum time between channel changes of 250 ms on average, which amounts to about 500 ms in the worst case (apart of IGMP time). In case MPEG-4 is used, times get worse.

--: Un conversor Gigabit Ethernet bidireccional a unidireccional 205. Los enlaces Gigabit Ethernet son bidireccionales. Además, en la norma IEEE802.3as que los especíﬁca, es necesario contemplar la generación de tramas de control de ﬂujo del enlace. Por el contrario, el enlace físico subyacente que se implementa sobre la portadora óptica en la red PON 200, y sobre el que se implementa el enlace Gigabit Ethernet, es unidireccional. Por tanto, es necesario realizar una conversión de bidireccional a unidireccional en el emisor. Este emisor (equipo de transmisión 206) simula que el enlace hacia el equipo WDM 208 está abierto aunque no exista canal de retorno. Este conversor 205 además implementa un generador de las tramas de control de ﬂujo indicadas en la norma IEEE802.3as, necesarias para mantener activo el enlace Gigabit Ethernet. El conversor proporciona un tren de datos serie binarios al modulador del láser que se describe a continuación. A bidirectional to unidirectional Gigabit Ethernet converter 205. Gigabit Ethernet links are bidirectional. Furthermore, in the IEEE802.3as standard that specifies them, it is necessary to contemplate the generation of link ﬂ ow control frames. On the contrary, the underlying physical link that is implemented on the optical carrier in the PON 200 network, and on which the Gigabit Ethernet link is implemented, is unidirectional. Therefore, it is necessary to convert from bidirectional to unidirectional at the transmitter. This transmitter (transmission equipment 206) simulates that the link to the WDM 208 equipment is open even if there is no return channel. This converter 205 also implements a generator of the flow control frames indicated in the IEEE802.3as standard, necessary to keep the Gigabit Ethernet link active. The converter provides a binary serial data stream to the laser modulator described below.

--: Modulador electro-óptico 204: comprende un láser cuya frecuencia de emisión es una portadora óptica que se usa por el canal de difusión multicast (en la banda de 1550 a 1560 nm). El láser lleva asociada la electrónica de excitación necesaria para su modulación digital. Electro-optical modulator 204: comprises a laser whose emission frequency is an optical carrier that is used by the multicast broadcast channel (in the band 1550 to 1560 nm). The laser is associated with the excitation electronics necessary for its digital modulation.

La red óptica pasiva 200 comprende también: The passive optical network 200 also includes:

--: Un dispositivo de multiplexado por división en longitud de onda WDM 201. Este dispositivo 201 comprende al menos tres puertos P1 P2 P3: A wavelength division multiplexing device WDM 201. This device 201 comprises at least three ports P1 P2 P3:

--: Un primer puerto P1 al que se conecta la interfaz física con el terminador óptico de línea (OLT) 202. Esta conexión entre el OLT 202 y el multiplexador 201 es bidireccional. Sobre ella se implementa un canal de datos descendente y uno ascendente. El canal de datos descendente (desde el OLT hacia cada ONT) ocupa el intervalo de longitudes de onda entre 1480 y 1500 nm. Como ejemplo de información que se transmite por este canal, podemos mencionar los datos correspondientes a la navegación por Internet, los ﬂujos de Voz (VoIP), o la descarga de contenidos de vídeo bajo demanda. A first port P1 to which the physical interface is connected with the optical line terminator (OLT) 202. This connection between OLT 202 and multiplexer 201 is bi-directional. A descending and an ascending data channel is implemented on it. The descending data channel (from the OLT to each ONT) occupies the wavelength range between 1480 and 1500 nm. As an example of information transmitted through this channel, we can mention the data corresponding to Internet browsing, Voice ﬂ ow (VoIP), or downloading video content on demand.

El canal de datos ascendente (desde cada ONT hacia el OLT) ocupa el intervalo de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm. Como ejemplo de información que se transmite por este canal ascendente, podemos mencionar la petición, por parte de un usuario, de contenidos de TV a la compañía distribuidora. La conexión física entre el OLT 202 y el WDM 208 se realiza, como especíﬁca la norma correspondiente, mediante una única ﬁbra monomodo con dos longitudes de onda (en torno a 14 90 nm para bajada y en torno a 1310 nm para subida). The ascending data channel (from each ONT to the OLT) occupies the wavelength range between 1260 and 1360 nm. As an example of information that is transmitted through this upstream channel, we can mention the request, by a user, of TV contents to the distribution company. The physical connection between OLT 202 and WDM 208 is carried out, as specified by the corresponding standard, by means of a single single-mode fiber with two wavelengths (around 14 90 nm for descent and around 1310 nm for ascent).

--: Un segundo puerto P2 al que se conecta la interfaz física con el equipo de transmisión multicast 206. Más concretamente, a este puerto se conecta la señal óptica modulada procedente del modulador electro-óptico 204. Esta conexión implementa un canal de datos descendente sobre la portadora óptica modulada. A second port P2 to which the physical interface is connected with the multicast transmission equipment 206. More specifically, to this port is connected the modulated optical signal from the electro-optical modulator 204. This connection implements a downward data channel on the carrier. modulated optics

--: Un tercer puerto P3 al que se conecta, a través de la red de distribución de ﬁbra óptica 209, al divisor óptico o splitter 201. Esta conexión entre el multiplexador 201 y el divisor óptico 201 se realiza mediante una sola ﬁbra óptica monomodo que transporta portadoras ópticas en ambos sentidos de transmisión. Sobre ella se implementan, de forma multiplexada ópticamente, el canal de datos descendentes en el intervalo de longitudes de onda entre 1480 y 1500 nm, el canal de datos descendente hacia 1550 nm y el canal de datos ascendente del intervalo de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm. A third port P3 to which is connected, through the optical fiber distribution network 209, to the optical splitter 201. This connection between the multiplexer 201 and the optical splitter 201 is made by a single single-mode optical fiber that carries carriers. optical in both directions of transmission. On it, the descending data channel in the wavelength range between 1480 and 1500 nm, the descending data channel towards 1550 nm and the ascending data channel of the wavelength range between 1260 are implemented optically multiplexed and 1360 nm.

--: Una pluralidad de terminales ópticos de red (ONT) 210, preferentemente situados en los domicilios de los clientes. A plurality of optical network terminals (ONT) 210, preferably located in the homes of the customers.

Cada terminal óptico de red de cliente (ONT) 210 tiene funcionalidades adicionales a las tradicionales de un equipo Each client network optical terminal (ONT) 210 has additional functionalities to the traditional equipment

de cliente PON. Estas funciones adicionales, que se detallan más adelante en relación con la ﬁgura 4, son: of PON client. These additional functions, which are detailed below in relation to Figure 4, are:

--: Decodiﬁcar la señal óptica transportada sobre la lambda de distribución. Decode the optical signal transported on the distribution lambda.

--: Extraer el enlace Gigabit Ethernet descendente. Extract the downlink Gigabit Ethernet link.

--: Descodiﬁcar mediante un procesador especializado las tramas multicast. Decode multicast frames using a specialized processor.

La ﬁgura 4 muestra un esquema detallado de uno de estos terminales ópticos de red (ONT) 210, que comprende: Figure 4 shows a detailed scheme of one of these optical network terminals (ONT) 210, comprising:

--: Un dispositivo multiplexor/demultiplexor WDM 240, conﬁgurado para agregar/separar las señales de diferentes longitudes de onda (banda de entre 1480 y 1500 nm, portadora en torno a 1550 nm y banda de entre 1260 y 1360 nm). Para ello, dispone de un primer ﬁltro 242 que selecciona las señales ópticas de la banda de entre 1480 y 1500 nm y de un segundo ﬁltro 244 que selecciona la portadora óptica en torno a 1550 nm, A WDM 240 multiplexer / demultiplexer device, configured to add / separate signals of different wavelengths (band between 1480 and 1500 nm, carrier around 1550 nm and band between 1260 and 1360 nm). For this, it has a first filter 242 that selects the optical signals of the band between 1480 and 1500 nm and a second filter 244 that selects the optical carrier around 1550 nm,

--: Un bloque transmisor 246 que recibe señales digitales procedentes del procesador PON 252 y las envía al multiplexor/demultiplexor WDM 240. A transmitter block 246 that receives digital signals from the PON 252 processor and sends them to the WDM 240 multiplexer / demultiplexer.

--: Un bloque detector 248 que recibe señales ópticas del ﬁltro 242, las convierte en eléctricas digitales y las envía al procesador PON 252. A detector block 248 that receives optical signals from ﬁ lter 242, converts them into digital electrics and sends them to the PON 252 processor.

--: Un bloque detector 250 que recibe señales ópticas del ﬁltro 244, las convierte en eléctricas y las envía al demodulador de datos digitales 254. Este demodulador 254 envía en forma de señal eléctrica binaria los datos a un conversor Gigabit Ethernet unidireccional a bidireccional 255, similar al descrito con relación a la ﬁgura 3 (conversor 205). A detector block 250 that receives optical signals from ﬁ lter 244, converts them into electrical signals and sends them to digital data demodulator 254. This demodulator 254 sends the data in a binary electrical signal to a unidirectional to bi-directional Gigabit Ethernet converter 255, similar to described in relation to Figure 3 (converter 205).

--: Un procesador PON 252 que agrega las señales digitales y proporciona dos interfaces, una POTS a través de un bloque de CODECs y SLIC 256 y otra Ethernet que a través de un enrutador (router) Ethernet 258. Este enrutador 258 agrega las señales Ethernet procedentes del procesador PON 252 y del procesador multicast 260 y las ofrece a un enrutador (router) externo 214. A PON 252 processor that aggregates digital signals and provides two interfaces, one POTS through a block of CODECs and SLIC 256 and another Ethernet that through an Ethernet router 258. This router 258 aggregates the Ethernet signals from the PON 252 processor and multicast 260 processor and offers them to an external router (router) 214.

--: Un conversor 255 conﬁgurado para extraer de la señal eléctrica las tramas de nivel 2 del enlace (link) Gigabit Ethernet descendente y efectuar la conversión unidireccional a bidireccional mediante simulación del canal de retorno. También permite generar tramas de control de ﬂujo del enlace según la norma IEEE802.3as. La salida del conversor 255 se envía al procesador multicast 260. A converter 255 configured to extract the level 2 frames of the downlink Gigabit Ethernet link from the electrical signal and perform the unidirectional to bidirectional conversion by simulating the return channel. It also allows the generation of link flow control frames according to the IEEE802.3as standard. The output of converter 255 is sent to multicast processor 260.

--: Un procesador multicast 260 conﬁgurado para descodifícar las tramas multicast. En el caso de canales de IPTV, el procesador 260 extrae las tramas de streaming del canal o canales de vídeo seleccionados y los agrega al tráﬁco de datos IP descendente proporcionada por la red PON 200. Cuando se solicite un cambio del canal, se envía la petición a través del enlace PON ascendente, que llega al procesador multicast del emisor, que ejecuta la petición y envía la nueva trama multicast a la ONT 210 que la ha pedido. A multicast 260 processor configured to decode multicast frames. In the case of IPTV channels, the processor 260 extracts the streaming frames of the selected channel or video channels and adds them to the downstream IP data traffic provided by the PON 200 network. When a channel change is requested, the channel is sent request through the uplink PON link, which reaches the multicast processor of the sender, which executes the request and sends the new multicast frame to ONT 210 that has requested it.

La ﬁgura 3 ilustra también un esquema de las conexiones con el exterior de un ONT 210 cualquiera. Como puede apreciarse, cada ONT 210 proporciona una interfaz POTS 212 (a través del bloque de CODECs y SLIC 256 de la ﬁgura 4) y otra interfaz Ethernet (procedente del enrutador Ethernet 258 de la ﬁgura 4) hacia un enrutador Ethernet 214. Este enrutador externo 214 proporciona interfaces Ethernet a los diversos dispositivos de los que puede disponer el cliente: ordenador personal PC 219, teléfonos IP 217, descodiﬁcadores (set-top boxes) 216 con conexión a televisores 218, entre otros. Figure 3 also illustrates a diagram of the connections to the outside of any one ONT 210. As can be seen, each ONT 210 provides a POTS 212 interface (through the CODECs and SLIC 256 block in Figure 4) and another Ethernet interface (from Ethernet router 258 in Figure 4) to an Ethernet router 214. This router External 214 provides Ethernet interfaces to the various devices available to the customer: PC 219 personal computer, IP 217 telephones, set-top boxes 216 with connection to televisions 218, among others.

Como ha podido apreciarse a lo largo de esta descripción, la invención proporciona una red óptica pasiva 200 que proporciona contenidos digitales a unos usuarios ﬁnales a través de una red de distribución en modo multicast. La invención consigue que el número máximo de canales disponibles por los usuarios ﬁnales no esté condicionado por el número de canales que se pueden transmitir, dado que cada usuario realiza una petición de los canales de IPTV que quiere visualizar, y en el emisor se agrupan en las tramas IP multicast como un subconjunto del número total de canales disponibles. En otras palabras, cada cliente ﬁnal dispone adicionalmente al ancho de banda conﬁgurado en la implementación especíﬁca de la red PON (EPON, GPON, etc.), de un enlace adicional descendente de transporte de datos multicast de un ancho de banda comprendido entre 1 y 10 Gbit/s. En el caso de emplearse dicho enlace para el transporte de TV de alta deﬁnición (HDTV), el número de canales simultáneos disponibles en cada terminal de cliente en la opción más conservadora (velocidad descendente de 1 Gbit/s y codiﬁcación MPEG4 a 10 Mbit/s) es de 100, pudiendo llegar a 1000 (si se consiguen velocidades de 10 Gbit/s). Por cada grupo de clientes que componen una red PON (típicamente 64 en tecnología GPON), estos canales, gracias a la tecnología multicast, son un subconjunto del número total de canales disponibles por la operadora, que puede ser virtualmente inﬁnito. Por tanto, la invención posibilita la llegada al hogar de servicios de gran consumo de ancho de banda (tales como distribución simultánea de múltiples contenidos con calidad HDTV, cine digital, etc.) sin consumir recursos de la red PON. Se consigue además una solución integrada para diversos servicios, tales como televisión (sobre IP), Internet y VoIP. As can be seen throughout this description, the invention provides a passive optical network 200 that provides digital content to end users through a multicast mode distribution network. The invention ensures that the maximum number of channels available to the end users is not conditioned by the number of channels that can be transmitted, since each user makes a request for the IPTV channels they want to view, and in the transmitter they are grouped into IP multicast frames as a subset of the total number of channels available. In other words, each end client additionally has the bandwidth set in the specific implementation of the PON network (EPON, GPON, etc.), with an additional downlink multicast data transport link with a bandwidth between 1 and 10 Gbit / s In the case of using said link for the transport of high definition TV (HDTV), the number of simultaneous channels available at each client terminal in the most conservative option (downward speed of 1 Gbit / s and MPEG4 encoding at 10 Mbit / s ) is 100, and can reach 1000 (if speeds of 10 Gbit / s are achieved). For each group of clients that make up a PON network (typically 64 in GPON technology), these channels, thanks to multicast technology, are a subset of the total number of channels available by the operator, which can be virtually infinite. Therefore, the invention enables the arrival of high-bandwidth services (such as simultaneous distribution of multiple contents with HDTV quality, digital cinema, etc.) to the home without consuming resources from the PON network. An integrated solution is also achieved for various services, such as television (over IP), Internet and VoIP.

A la vista de esta descripción y ﬁgura, el experto en la materia podrá entender que la invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de la misma, pero que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes, sin salir del objeto de la invención tal y como ha sido reivindicada. In view of this description and figure, the person skilled in the art may understand that the invention has been described according to some preferred embodiments thereof, but that multiple variations can be introduced in said preferred embodiments, without departing from the object of the invention such and as claimed.

Claims

1. Passive optical network (200) for the transmission / reception of digital content provided by an operator offering a set of digital content, comprising:

--: un equipo terminador óptico de línea (202) con un primer puerto de entrada/salida eléctrico u óptico conectado a una red IP (224) y un segundo puerto de entrada/salida óptico conectado mediante una ﬁbra óptica a un equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda (208); an optical line terminator (202) with a first electrical or optical input / output port connected to an IP network (224) and a second optical input / output port connected by an optical fiber to a multiplexer / demultiplexer equipment in length wave (208);

--: un equipo transmisor (206) sobre lambda de distribución conﬁgurado para transmitir, sobre una portadora óptica que trabaja en la banda comprendida entre 1550 y 1560 nm a través de un puerto de salida óptico, contenidos digitales proporcionados por la red IP (224) a un puerto de entrada óptico o eléctrico, estando el puerto de salida óptico conectado mediante una ﬁbra óptica monomodo al equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda (208), estando dicho equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda (208) conﬁgurado para agregar sobre una única ﬁbra óptica (209) las señales ópticas provenientes del equipo terminador óptico de línea (202) y del equipo de transmisión (206); a transmitter equipment (206) on a distribution lambda configured to transmit, on an optical carrier working in the band between 1550 and 1560 nm through an optical output port, digital contents provided by the IP network (224) to a optical or electrical input port, the optical output port being connected by a single-mode optical fiber to the wavelength multiplexer / demultiplexer equipment (208), said wavelength multiplexer / demultiplexer equipment (208) being configured to aggregate over a single optical fiber (209) the optical signals from the optical line terminator (202) and the transmission equipment (206);

--: una pluralidad de terminales ópticos de red (210) conﬁgurados para realizar peticiones de contenidos digitales a dicho terminador óptico de línea (202) sobre un canal óptico perteneciente a la banda de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm y para recibir dichos contenidos digitales; a plurality of network optical terminals (210) configured to make requests for digital content to said optical line terminator (202) on an optical channel belonging to the wavelength band between 1260 and 1360 nm and to receive said digital contents;

--: una red de distribución de ﬁbra óptica (209) conﬁgurada para distribuir dichas señales ópticas que portan dichos contenidos digitales a dicha pluralidad de terminales ópticos de red (210); an optical fiber distribution network (209) configured to distribute said optical signals carrying said digital contents to said plurality of optical network terminals (210);

characterized by that

said transmitting equipment (206) comprises means for implementing multicast routing and management functions capable of constructing multicast distribution trees, said transmitting equipment (206) being configured to distribute said digital contents in multicast mode through a unidirectional transmission link offered by said optical carrier working in the band between 1550 and 1560 nm;

where said digital contents are distributed in multicast mode over a data channel implemented according to the Gigabit Ethernet standard;

and where said transmitting equipment (206) comprises:

--: un procesador multicast (207) conﬁgurado para recibir paquetes de datos procedentes de dicha red IP (224), para atender peticiones de procesadores multicast de los terminales ópticos de red (210) respectivos y para agrupar canales multicast en respuesta a dichas peticiones, separando físicamente los canales de control de los de datos multicast; y a multicast processor (207) configured to receive data packets from said IP network (224), to respond to requests from multicast processors of the respective network optical terminals (210) and to group multicast channels in response to said requests, physically separating control channels of multicast data; Y

--: un conversor (205) conﬁgurado para convertir dicho enlace bidireccional Gigabit Ethernet en un enlace unidireccional, y para generar tramas de control de ﬂujo de enlace. a converter (205) configured to convert said Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link, and to generate link ﬂ ow control frames.

2. 2.: Red óptica pasiva (200) según la reivindicación 1, donde dichos contenidos digitales pertenecen a un servicio de televisión sobre IP. Passive optical network (200) according to claim 1, wherein said digital contents belong to a television service over IP.

3. 3.: Red óptica pasiva (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho equipo transmisor (206) comprende además medios de almacenamiento (203) conectados a dicho procesador multicast (207) conﬁgurados para almacenar al menos la última trama completa de cada canal, de forma que se reducen los tiempos muertos asociados al cambio de un canal. Passive optical network (200) according to any one of the preceding claims, wherein said transmitting equipment (206) further comprises storage means (203) connected to said multicast processor (207) configured to store at least the last complete frame of each channel, of way that the dead times associated with the change of a channel are reduced.

4. Four.: Red óptica pasiva (200) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho equipo transmisor (206) comprende además un modulador digital electro-óptico (204) conﬁgurado para modular digitalmente dicha portadora óptica en la banda comprendida entre 1550 y 1560 nm. Passive optical network (200) according to any of the preceding claims, wherein said transmitter equipment (206) further comprises an electro-optical digital modulator (204) configured to digitally modulate said optical carrier in the band between 1550 and 1560 nm.

5. 5.: Método de transmisión/recepción de contenidos digitales proporcionados por un operador que ofrece un conjunto de contenidos digitales, en una red de acceso implementada sobre una red óptica pasiva (200), que comprende: Method of transmission / reception of digital content provided by an operator that offers a set of digital content, in an access network implemented over a passive optical network (200), comprising:

--: desde un terminal óptico de red (210), realizar una petición de contenidos digitales a un terminador óptico de línea (202), realizándose dicha petición sobre un canal óptico perteneciente a la banda de longitudes de onda entre 1260 y 1360 nm; from a network optical terminal (210), make a request for digital content to an optical line terminator (202), said request being made on an optical channel belonging to the wavelength band between 1260 and 1360 nm;

--: procesar dicha petición de contenidos digitales en dicho terminador óptico de línea (202) y reenviar dicha petición a un equipo transmisor (206) a través de una red IP (224); processing said request for digital content in said optical line terminator (202) and forwarding said request to a transmitting equipment (206) through an IP network (224);

--: proporcionar dichos contenidos digitales desde dicha red IP (224) a dicho equipo transmisor (206); providing said digital content from said IP network (224) to said transmitting equipment (206);

--: modular (204) dichos contenidos digitales sobre una portadora óptica en la banda comprendida entre 1550 y 1560 nm; modulate (204) said digital contents on an optical carrier in the band between 1550 and 1560 nm;

--: transmitir dicha portadora óptica a través de un enlace unidireccional de transmisión y distribuirla al terminal óptico de red (210) que solicitó los contenidos digitales; transmitting said optical carrier through a unidirectional transmission link and distributing it to the optical network terminal (210) that requested the digital contents;

characterized by the stage of:

before modulating said digital contents on said optical carrier, constructing multicast distribution trees and establishing a multicast channel on which said digital contents are encapsulated;

wherein said request for digital content made by an optical network terminal (210) is established on a request IP channel; Y

where said multicast channel is transported on a link that follows the Gigabit Ethernet standard;

which further comprises the step of converting said Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link;

and why said step of providing said digital content from an IP network (224) to a transmitting equipment

(20 6) includes the stage of:

--: en un procesador multicast (207), recibir paquetes de datos procedentes de dicha red IP (224), atender peticiones de procesadores multicast de los terminales ópticos de red (210) respectivos, agrupar canales multicast en respuesta a dichas peticiones y generar tramas de control de ﬂujo de enlace, separando físicamente los canales de control de los de datos multicast. in a multicast processor (207), receive data packets from said IP network (224), respond to requests from multicast processors of the respective network optical terminals (210), group multicast channels in response to said requests and generate control frames link flow, physically separating control channels from multicast data channels.

6. 6.: Método según la reivindicación 5, donde dichos contenidos digitales pertenecen a un servicio de televisión sobre IP. Method according to claim 5, wherein said digital contents belong to a television service over IP.

7. 7.: Método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 6, donde dicho canal multicast sobre el que se encapsulan dichos contenidos digitales comprende la dirección IP del terminal óptico de red (210) que realizó dicha petición de contenidos digitales. Method according to any one of claims 5 to 6, wherein said multicast channel on which said digital contents are encapsulated comprises the IP address of the optical network terminal (210) that made said request for digital contents.

8. Method according to any of claims 5 to 7, comprising the step of:

--: almacenar al menos la última trama completa de cada canal, de forma que se reducen los tiempos muertos asociados al cambio de un canal. store at least the last complete frame of each channel, so that the dead times associated with changing a channel are reduced.

9. Method according to any of claims 5 to 8 comprising the step of, once said multicast ﬂ ows with digital contents have been received in the optical network terminal (210) that requested them, to send said digital contents from a processor (252) to an Ethernet router (258) of said optical network terminal (210), which in turn sends them to an external router (214).

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 200801716

SPAIN

Date of submission of the application: 06.06.2008

Priority Date:

REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: See Additional Sheet

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected

X A FOR: NAM UK KIM et al. Advanced multicast service scheduling mechanism with IGMP Snooping in WDM-PON. Advanced Communication Technology, 2005, ICACT 2005. Vol 1 página 298. 11.07.2005. Resumen; Secciones 1-3; Figuras 1 y 2. EP 1207715 A2 (CHIARO NETWORKS LTD) 22.05.2002, resumen; párrafos [4-11]. 1-9 1-9 NAM UK KIM et al. Advanced multicast service scheduling mechanism with IGMP Snooping in WDM-PON. Advanced Communication Technology, 2005, ICACT 2005. Vol 1 page 298. 11.07.2005. Summary; Sections 1-3; Figures 1 and 2. EP 1207715 A2 (CHIARO NETWORKS LTD) 05.22.2002, summary; paragraphs [4-11]. 1-9 1-9

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:

Fecha de realización del informe 19.01.2011 Date of realization of the report 19.01.2011: Examinador J. Santaella Vallejo Página 1/5 Examiner J. Santaella Vallejo Page 1/5

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 200801716

CLASSIFICATION OBJECT OF THE APPLICATION H04L12 / 18 (01.01.2006)

H04J14 / 02 (01.01.2006) H04Q11 / 00 (01.01.2006) Minimum documentation sought (classification system followed by classification symbols)

H04L, H04J, H04Q

Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of search used) INVENES, EPODOC, WPI, Internet

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WRITTEN OPINION

Application number: 200801716

Date of Completion of Written Opinion: 01.19.2011

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO Claims Claims 1-9 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1-9 SI NO Claims Claims 1-9 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

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WRITTEN OPINION

Application number: 200801716

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: NAM UK KIM et al. Advanced multicast service scheduling mechanism with IGMP Snooping in WDM-PON. Advanced Communication Technology, 2005, ICACT 2005. Vol 1 página 298. 11.07.2005. Resumen; Secciones 1-3; Figuras 1 y 2. NAM UK KIM et al. Advanced multicast service scheduling mechanism with IGMP Snooping in WDM-PON. Advanced Communication Technology, 2005, ICACT 2005. Vol 1 page 298. 11.07.2005. Summary; Sections 1-3; Figures 1 and 2.

D02 D02: EP 1207715 A2 (CHIARO NETWORKS LTD) 22.05.2002 EP 1207715 A2 (CHIARO NETWORKS LTD) 05/22/2002

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

The application describes an optical network and a method for the transmission / reception of digital content provided by an operator where multicast broadcasting can be performed.

The state of the art document closest to the invention is D01. Describes a multicast management service for the diffusion of multimedia content in an operator's optical network

For the realization of this written opinion the claims contained in the application have been used. For clarity, and to the extent possible, the same wording used in claim one is used. References in parentheses correspond to D01. Technical characteristics not found in document D01 are indicated in square brackets.

Claim 1

1. Passive optical network for the transmission / reception of digital content provided by an operator offering a set of digital contents, comprising: -a line optical terminator with a first electrical or optical input / output port connected to a network Ip and a second optical input / output port connected by an optical fiber to a wavelength multiplexer / demultiplexer equipment (Section 1; Figure 1);

--: un equipo transmisor sobre lambda de distribución configurado para transmitir, sobre una portadora óptica que trabaja en la banda comprendida entre [1550 y 1560 nm] a través de un puerto de salida óptico, contenidos digitales proporcionados por la red IP a un puerto de entrada óptico o eléctrico, estando el puerto de salida óptico conectado mediante una fibra óptica monomodo al equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda, estando dicho equipo multiplexador/demultiplexador en longitud de onda configurado para agregar sobre una única fibra óptica las señales ópticas provenientes del equipo terminador óptico de línea y del equipo de transmisión (Sección 1; figura 1); a transmitter equipment on distribution lambda configured to transmit, on an optical carrier working in the band between [1550 and 1560 nm] through an optical output port, digital contents provided by the IP network to an optical input port or electrical, the optical output port being connected by a single-mode optical fiber to the wavelength multiplexer / demultiplexer equipment, said wavelength multiplexer / demultiplexer equipment configured to add the optical signals from the terminator equipment onto a single optical fiber optical line and transmission equipment (Section 1; figure 1);

--: una pluralidad de terminales ópticos de red configurados para realizar peticiones de contenidos digitales a dicho terminador óptico de línea sobre un canal óptico perteneciente a la banda de longitudes de onda entre [1260 y 1360 nm] y para recibir dichos contenidos digitales; (Sección 1; figura 1); a plurality of network optical terminals configured to make requests for digital content to said optical line terminator on an optical channel belonging to the wavelength band between [1260 and 1360 nm] and to receive said digital contents; (Section 1; figure 1);

--: una red de distribución de fibra óptica configurada para distribuir dichas señales ópticas que portan dichos contenidos digitales a dicha pluralidad de terminales ópticos de red (Sección 1; figura 1);; a fiber optic distribution network configured to distribute said optical signals carrying said digital contents to said plurality of optical network terminals (Section 1; Figure 1) ;;

characterized by that

said transmitting equipment comprises means for implementing multicast routing and management functions capable of constructing [multicast distribution trees], said transmitting equipment being configured to distribute said digital contents in multicast mode through a unidirectional transmission link offered by said optical carrier that works in the band between [1550 and 1560 nm] (Section 2 WDM-PON Hibirda Network Architecture, Section 3. “Support for multicast in WDM-PON hybrid networks” and figures 1 and 2);

where said digital contents are distributed in multicast mode over a data channel implemented according to the Gigabit Ethernet standard (Section 1 Introduction);

and where said transmitting equipment comprises:

--: un procesador multicast configurado para recibir paquetes de datos procedentes de dicha red IP, para atender peticiones de procesadores multicast de los terminales ópticos de red respectivos y para agrupar canales multicast en respuesta a dichas peticiones, separando físicamente los canales de control de los de datos multicast; (Seccion 3. “Apoyo al multicast en redes hibridas WDM-PON” y figura 2) y -[un conversor configurado para convertir dicho enlace bidireccional Gigabit Ethernet en un enlace unidireccional, y para generar tramas de control de flujo de enlace.] a multicast processor configured to receive data packets from said IP network, to respond to requests from multicast processors of the respective optical network terminals and to group multicast channels in response to said requests, physically separating the control channels from those of multicast data ; (Section 3. "Support for multicast in WDM-PON hybrid networks" and Figure 2) and - [a converter configured to convert said Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link, and to generate link flow control frames.]

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WRITTEN OPINION

Application number: 200801716

Document D01 considered the most relevant in the state of the art, differs from the object of claim one in:

The working lambdas. Document D01 speaks of two lambdas without specifying which are these while in the application cited (1260 and 1360 nm) and (1550 and 1560 nm). These options are simply one of several obvious possibilities that one skilled in the art would select according to the circumstances, since they are the transmission windows of the optical fiber and therefore it is not considered that there is an exercise in inventive activity, to solve The problem posed.

Multicast distribution trees. Document D01 mentions multicast without specifying any type of multicast. The use of multicast distribution trees in optical networks is a common practice as can be seen in D02

A slight constructive variant appears in the application: convert a Gigabit Ethernet bidirectional link into a unidirectional link. This conversion is considered within the scope of the usual practice followed by the person skilled in the art, because converting a bidirectional channel into unidirectional will consist of allowing traffic in a certain sense.

Consequently, the object of claim 1 in the light of D01 is new but lacks inventive activity as set forth in article 8 of the Law on Patents and Utility Model.

Claims 2-4 In view of the aforementioned document D01, the remaining claims are practical issues (IP TV, storage media for buffering or the use of an electro-optical digital modulator), which are previously known from the cited document or They are obvious to an expert in the field.

Therefore it lacks inventive activity as established in article 8 of the Patent Law.

Claim 5 The object in the claims 5 is a mode of operation of the first claim and cannot be considered to involve inventive activity as set forth in article 8 of the Patent Law and Utility Model.

Claims 6-9. In view of the aforementioned document D01, the remaining claims are practical issues (which are known previously of the cited document or are obvious to an expert in the field.

Therefore it lacks inventive activity as established in article 8 of the Law on Patents and Utility Model.

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