JP3965390B2

JP3965390B2 - ＱｏＳを保障する放送通信統合システム

Info

Publication number: JP3965390B2
Application number: JP2004032905A
Authority: JP
Inventors: 俊豪高; 潤濟呉; 讚烈金; 丞鎭李
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: US20040161236A1; KR100506284B1; KR20040072252A; EP1447930A3; JP2004248280A; US7457541B2; EP1447930A2

Description

本発明は放送通信統合システムに関する。

一般的に、放送の特性は、単方向性と不特定多数による受信、そしてサービスとネットワーク提供者が一致することであり、これに対比する概念としての通信の特性は、双方向性、一対一送受信、そしてサービスとネットワーク提供者が一致しないことである。このような放送と通信の特性を下記＜表１＞のように整理することができる。

このような放送と通信の融合の概念(the concept of convergence)は多様に解釈できるが、おおよそ、放送と通信の二つの部分間に、技術的、規制的な境界(technical and regulatory boundaries)が不分明になることを意味するということができる(ＯＥＣＤ、１９９２)。このような放送と通信の融合は三つに区分することができるが、この中、技術的には二つの融合がある。

一番目はネットワーク(networks)の融合である。過去には放送は放送ネットワークを通じて、通信は通信ネットワークを通じて遂行されたが、現在は放送が通信ネットワークを通じても遂行可能で、逆に通信も放送ネットワークを通じて遂行可能である。従って、放送と通信は同一の資源を利用できるようになり、場合によっては同一の資源を独占的に使用するために競争するようになり、最後には統合されたネットワーク(integrated networks)の形態に発展するようになる。通信衛星を利用した衛星放送、通信を利用したＣＡＴＶネットワークの施設などは放送が通信の資源を利用する現象であり、ＣＡＴＶネットワークを利用した電話事業や、地上放送の放送用電波を利用したデータ、または呼び出し信号の伝送などは通信が放送の資源を利用する例である。

二番目はサービス(service provision)の融合である。放送サービスと通信サービスが互いに相対の領域に浸透して交じる現象である。技術の発達によって既存の放送と通信の中間的特性を有した新たなサービスが登場し、既存にあった媒体を新たに使用することもできる。前例は情報放送(datacasting)、映像会議(video-conference)、ＶＯＤ（ビデオオンデマンド）などであり、後例は電話販売、ファクス広告などである。

このような放送と通信との間の融合のための放送通信統合システムの場合、現在提示されているシステムは二つの形態に示される。即ち、放送事業者の立場を代弁するＣＡＴＶネットワークを利用した放送と通信の結合と、通信事業者の立場を代弁するＶＤＳＬなどを利用するＩＰ基盤の放送と通信の結合システムである。

図１は従来のケーブル放送ネットワークを利用した放送通信統合システムの一例の構成図である。これを通じてＣＡＴＶネットワークを利用した放送と通信の結合システムを説明する。図１に示したように、使用者３００にデジタル放送、アナログ放送、音声電話、ビデオサービス、高速インターネットなどの放送通信サービスを提供するために放送事業者及び通信事業者から伝達された放送信号と通信信号を受信し電光変換して一つの光信号の形態とし、使用者３００とサービスノードとの間に位置するサブシステムであるＯＬＴ(Optical Line Terminal)１００、ＯＬＴ１００から受けた情報を使用者３００に伝達する使用者側装置であるＯＮＵ(Optical Network Unit)２００、そして、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００を連結する光ケーブル及びＯＮＵ２００と使用者３００を連結する双方向ＨＦＣ(Hybrid Fiber Coaxial)で構成される。

このようなＣＡＴＶネットワークを利用した放送通信統合システムは、データを伝送するためにサブキャリアアナログ(Sub-carrier analog)光伝送をすべきであるが、この時、伝送効率を高めるために６４−ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)のような複雑な変調方式を採択している。

また、宅内連結ネットワークが同軸ケーブル形態に構成され、伝送帯域幅が約９００ＭＨｚ程度に制限されており、放送の場合、全ての放送チャネルを全ての加入者に伝送する方式として加入者の帯域幅活用の側面でも非常に不合理な構造になっているし、同軸ケーブルの伝送距離制限もある。

さらに、インターネット(Internet)/ＶＯＤ(Video On Demand)など通信サービス部分においては、ケーブルモデムを利用した形態を使用するが、この場合、複数の使用者が同一の帯域に連結され使用することで、それぞれの加入者に制限的なサービス割り当てをするしかなく、これによって増加する加入者に対して効率的な帯域幅を提供できないとの問題点がある。

図２は従来の通信事業者によるＩＰ基盤の放送通信統合システムの一例の構成図である。これを通じてｘＤＳＬ(xdigital subscriber line)ネットワークを利用したＩＰ(Internet Protocol)基盤の放送と通信の結合システムを説明する。図２に示したように、使用者３００にデジタル放送、アナログ放送、音声電話、ビデオサービス、高速インターネットなどの放送通信サービスを提供するために、放送事業者及び通信事業者から伝達された放送信号と通信信号を受信し電光変換して一つの光信号とし、使用者３００とサービスノードとの間に位置するサブシステムであるＯＬＴ(Optical Line Terminal)１００、ＯＬＴ１００から受けた情報を使用者３００に伝達する使用者側装置であるＯＮＵ(Optical Network Unit)２００、そして、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００を連結する光ケーブル及びＯＮＵ２００と使用者３００を連結する銅(Copper)線である超高速デジタル加入者回線(ＶＤＳＬ:very high speed digital subscriber line)で構成される。

このようなｘＤＳＬ(x digital subscriber line)ネットワークを利用したＩＰ基盤の放送通信統合システムは、データ伝送のためにパケット単位の伝送構造を有している。

従って、放送をすることにおいては、とぎれのない(Seamless)伝送のための構造として不十分である。特に、パケット単位の連結時はパケットの連結のための処理が必要であるので、時間の遅延が発生するようになり、実時間放送のための処理は難しくなる。即ち、ＱｏＳを満足させることが難しくなる問題点が発生する。さらにｘＤＳＬはその伝送媒体に銅線(copper)を使用するので、帯域幅がその物理的特性により制限的になるしかないとの問題点がある。

一方、一般的に放送システムは全てのチャネルの放送信号を全て使用者に伝送し、使用者により選択された１〜２個のチャネルをセットトップボックスなどを通じて提示する方式を採用していた。これによって、不要な各種チャネルの信号を末端まで伝送すべきである問題が発生する。さらに、使用者にデータ通信サービスまで提供しようとする放送通信統合システムの場合はさらにその不要なデータ伝送に応じた損失が大きくなる問題点が発生する。

従って、上記問題点を解決するための本発明の目的は、ＯＬＴとＯＮＵだけではなくＯＮＵと使用者も光回線で連結し、放送信号の伝送を放送のＱｏＳを保障できるようにＴＤＭ(Time Division Multiplexing)方式で処理するＱｏＳを保障する放送通信統合システムを提供することにある。

また、本発明は、放送の全てのチャネルを使用者に伝送するのではなく、全てのチャネルの情報を伝達するのはＯＮＵまでとし、使用者には、使用者から選択されたチャネルの信号のみを伝達するようにして、データ伝送の不必要な損失を低減できるようにするＱｏＳを保障する放送通信統合システムを提供することにその目的がある。

このような目的を達成するための本発明は、放送通信統合システムにおいて、放送ネットワークを通じたデジタル放送情報とデータ通信情報を受信し、該受信信号を電光変換して光信号に融合し、これを光波長分割多重化方式で伝送するための光回線端末機と、光回線端末機から伝達された光信号を放送信号と通信信号に分離して光電変換し、使用者から伝達されたアップストリーム情報を処理し、使用者別に選択された放送信号と通信信号をタイムスロット化して光伝送する光ネットワークユニットと、光ネットワークユニットと光ケーブルにより連結され、光ネットワークユニットから伝達されたタイムスロット化光信号を光電変換し、該タイムスロット化信号を分離して個々のサービス別に分配し、使用者からのアップストリーム情報を光ネットワークユニットに光伝送するためのゲートウェイ（宅内）と、を含むことを特徴としたＱｏＳを保障する放送通信統合システムを提案する。

光ネットワークユニットは、光回線端末機から伝送されたＷＤＭ光信号を分離するためのＷＤＭ光逆多重化器と、ＷＤＭ光逆多重化器で分離された信号のうち、デジタル放送信号を光電変換してデジタル放送伝送信号として出力する放送信号処理部と、放送信号処理部から出力された全てのチャネルのデジタル放送信号中で使用者が所望するチャネルの情報のみを選択して出力するようにするザッピングプロトコル処理部と、ＷＤＭ光逆多重化器で分離された信号のうち、通信信号を光電変化して出力し、使用者からのアップストリーム情報を電光変換して光回線端末機に伝達し、使用者が所望するチャネルに対する情報であるデジタル放送チャネル情報をザッピングプロトコル処理部に伝達するＬ２スイッチと、ザッピングプロトコル処理部から出力された使用者の選択に従うデジタル放送信号とＬ２スイッチから出力された通信信号をタイムスロット形態の光信号として出力し、使用者からのアップストリーム情報をＬ２スイッチに伝達する放送通信融合部と、を備えることができる。また、ゲートウエイは、光ネットワークユニットから光信号を受信し光電変換して出力し、使用者のアップストリーム信号を電光変換して光ネットワークユニットに伝送する入出力部と、入出力部から出力されたタイムスロット化信号を放送信号と通信信号に分離して出力するタイムスロット分離部と、タイムスロット分離部で分離された放送信号は該当する放送受信機器に分配し、タイムスロット分離部で分離された通信信号は通信処理部に出力する分配部と、タイムスロット分離部から出力された通信信号を使用者に伝達し、使用者からのアップストリーム情報を入出力部に伝達する通信処理部と、使用者が選択したデジタル放送チャネル情報を入出力部に伝達する使用者プログラム入力部と、を備えることができる。

本発明は、ＱｏＳを保障する放送通信統合システムを提供することにより、デジタル放送のような放送サービスとＶＯＤ、インターネットなどの通信サービスを同時に使用者に提供する効果がある。

また、本発明は、放送伝送において、既存デジタル放送装備のように帯域幅効率化のための複雑な変調方式(ＱＡＭ)を使用せず、直接データをＴＤＭ化させ伝送することができ、それによって、既存ＳＯＮＥＴ/ＳＤＨネットワークと流動することができる効果があり、放送信号をＴＤＭ化させ伝送するのでＴＤＭ水準の高いＱｏＳが保障される効果がある。

また、ＯＮＵでザッピング(zapping)処理をすることにより、既存放送のように全体放送チャネルを加入者に伝送した後に選択する方式ではなく加入者が所望するチャネルのみを選択して伝送することにより、最大限の伝送帯域幅を使用できる効果がある。

また、ＯＬＴで伝送方式に光ＷＤＭ伝送方式を採択することにより、帯域幅拡張性が光チャネル追加との方法を通じて容易に達成される効果がある。

以下、本発明に従う好適な実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

図３は本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムの一実施例の構成図である。図３に示したように、この統合システムは、使用者３００にデジタル放送、アナログ放送、音声電話、ビデオサービス、高速インターネットなどの放送通信サービスを提供するために、放送事業者及び通信事業者から伝達された放送信号と通信信号を受信して電光変換した後、一つの光信号の形態にして伝送し、使用者３００とサービスノードとの間に位置するサブシステムであるＯＬＴ(Optical Line Terminal)１００、ＯＬＴ１００から受けた情報をタイムスロット形態の光信号として使用者３００に伝達する使用者側装置であるＯＮＵ(Optical Network Unit)２００、そして、ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００を連結する第１光ケーブル、ＯＮＵ２００と使用者３００を連結する第２光ケーブルで構成される。

ＯＬＴ１００とＯＮＵ２００との間の波長分割多重化(Wavelength Division Multiplex)光伝送を遂行するために、ＯＬＴ１００は放送信号に対しては放送信号のＱｏＳを保障するためにＴＤＭ基盤のＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ(Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Network)信号に、通信信号に対してはギガビットイーサネット(Gigabit Ethernet：登録商標、以下同じ)信号にそれぞれ光多重化する。

このように、ＯＬＴ１００がＴＤＭ基盤のＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ信号を利用する理由は、本発明の目的である放送のＱｏＳを保障するためのものである。放送の場合、とぎれのない信号が維持されるべきである。しかし、パケット単位の伝送などでは必須的にパケット化し、再びデパケット化した後、前後のパケットを連結するパケット処理過程の遂行が要求されるが、このようなパケット処理のためにはバッファ(Buffer)と時間遅延が要求されることが自明である。従って、放送の特徴である“実時間”との点ととぎれのない信号の連結との点でＴＤＭ方式の処理が要求される。

そして、ＯＬＴ１００を通じて伝送された光信号は、ＯＮＵ２００を経て使用者３００に伝達されるが、ＯＮＵ２００はＯＬＴ１００を通じて伝達された光信号を逆多重化して放送信号と通信信号に分離して処理し、さらにタイムスロット(Time Slot)形態の光信号に多重化して使用者３００に伝達し、使用者３００からの信号をＯＬＴ１００に伝達する。これに対しては後述する図４で詳細に説明する。

そして、ＯＮＵ２００を通じて使用者３００に伝達されたタイムスロット形態の光信号は、使用者のゲートウェイ３１０を経て使用者それぞれの機器に分配される。これに対しては後述する図６で詳細に説明する。

図４は本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムのＯＮＵ(Optical Network Unit)の一実施例の詳細構成図である。本発明に従うＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００から伝送されたＷＤＭ光信号を分離するためのＷＤＭ光逆多重化器４１、ＷＤＭ光逆多重化器４１で分離された放送信号を光電変換して出力する放送信号処理部４２、放送信号処理部４２から出力された全てのチャネルの放送信号中で使用者が所望するチャネルの情報のみを選択して出力するようにするザッピング(zapping)プロトコル処理部４３、ＷＤＭ光逆多重化器４１で分離された通信信号を光電変化して出力し、使用者からのイーサネットアップストリーム情報を電光変換してＯＬＴ１００に伝達し、使用者のデジタル放送チャネル情報をザッピングプロトコル処理部４３に伝達するＬ２スイッチ４５、及びザッピングプロトコル処理部４３で出力されたデジタル放送信号とＬ２スイッチ４５で出力された通信信号をタイムスロット形態の光信号として出力し、使用者からのイーサネットアップストリーム情報をＬ２スイッチ４５に伝達する放送通信融合部４４を備えている。

それぞれの構成部分をより詳細に説明すると、ＷＤＭ光逆多重化器４１はＯＬＴ１００から伝送されたＷＤＭ光信号を逆多重化して波長別信号に分離する。図４に示したように、デジタル放送信号(ＳＴＭ-１６:Synchronous Transfer Mode-１６)とインターネット/ＶＯＤデータなどを含む通信データとに分離してそれぞれの処理ブロックに伝達する。また、ＯＬＴ１００がアナログ放送信号(図示せず)を多重化して伝送した場合、逆多重化して分離したアナログ放送信号は放送通信融合部４４に伝達してタイムスロット形態の光信号にオバーレイされ使用者３００に伝達される。

そして、放送信号処理部４２はＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ光信号である“ＳＴＭ-１６”を受信して光電変換し、これをデジタル放送用伝送信号であるＭＰＴＳ(MPEG2 multi-Program Transport Stream)に処理してザッピングプロトコル処理部４３に伝達する。この場合、全てのチャネルにかけたデジタル放送信号を全部処理するものである。本例ではＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ光信号にＳＤＨの信号のうち一つである“ＳＴＭ-１６”信号を提示しているが、これに限定されるものではなく“ＳＴＭ-６４”またはそれ以上の信号に本発明の内容を構成することも可能である。また、ＳＯＮＥＴ信号である“ＳＴＳ-ｎ(Synchronous Transfer Signal Level-n)”の信号を使用することも可能である。

そして、ザッピングプロトコル処理部４３は放送信号処理部４２から全てのチャネルにかけたデジタル放送信号を受信し、Ｌ２スイッチ４５から使用者３００が選択したチャネル情報を受信して、全てのチャネルのデジタル放送信号のうち使用者が選択したデジタル放送信号のみを放送通信融合部４４に伝達する。この場合、放送の選択のためのプロトコルは標準案で提示するところに従うので本発明では別に詳細に記述しない。

そして、放送通信融合部４４はザッピングプロトコル処理部４３から出力されたデジタル放送信号とＬ２スイッチ４５から出力された通信信号をタイムスロット形態の光信号に多重化して出力し、使用者３００からのイーサネットアップストリーム情報を受信してＬ２スイッチ４５に伝達する。

この時、タイムスロット形態の光信号に処理する理由は、デジタル放送の場合、放送のＱｏＳを保障するために実時間処理をすべきであるが、このためにはＴＤＭ方式の処理が必要であるからである。タイムスロットの例は図５に示している。図５によると、連続した個々のタイムスロットで構成されており、本形態では２個のデジタル放送信号と１個の高速イーサネット信号で構成されていることを例示している。即ち、２７ＭのＴＶ#１と２７ＭのＴＶ#２、そして１００Ｍの高速イーサネット(Fast Ethernet)でタイムスロットを構成する。従って、使用者３００側では１００Ｍの高速データ通信とＨＤ(High Definition)級以上の二つのデジタル放送を視聴することができる。これに対しては帯域幅の拡張を通じてより多くのデジタル放送を視聴できるだろう。即ち、タイムスロットを拡張してＴＶ#３、ＴＶ#４などを続けて追加することが可能であり、高速イーサネットの場合も現在の１００Ｍに限定されず、１Ｇ(Giga)以上の容量も可能である。

そして、Ｌ２スイッチ４５はＷＤＭ光逆多重化器４１で分離された通信信号を光電変換して放送通信融合部４４に出力し、放送通信融合部４４を通じて伝達された使用者３００からのイーサネットアップストリーム情報を電光変換してＯＬＴ１００に伝達する。また、放送通信融合部４４から伝達された使用者のデジタル放送チャネル情報をＬ２スイッチ４５を通じてザッピングプロトコル処理部４３に伝達する。

図６は本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムの使用者用ゲートウェイ(Gateway)の一例の構成図である。本発明に従う使用者用ゲートウェイ３１０は、ＯＮＵ２００から光信号を受信し光電変換してタイムスロット分離部６２に伝達し、使用者３００のアップストリーム信号を電光変換してＯＮＵ２００に伝送する入出力部６１、入出力部６１から伝達されたタイムスロット化された信号を分離して伝達するタイムスロット分離部６２、分離された個々の信号を該当機器に分配する分配部６３、タイムスロット分離部６２から伝達された通信信号を伝達し、使用者３００からのアップストリーム情報を入出力部に伝達する通信理部６４、及び使用者が選択したデジタル放送チャネル情報を入出力部６１に伝達する使用者プログラム入力部６５を備えている。図４の説明でのようにアナログ放送信号を含む場合は入出力部６１を通じて光電変換され直接分配部に伝達され、分配部を通じてアナログ放送用機器に信号が伝達される。

上述した本発明の詳細な説明では具体的な実施形態について説明したが、本発明の範囲を外れない限り多様な変形が可能なことはもちろんである。したがって、本発明の範囲は説明した実施形態に局限して定められてはいけないし、特許請求の範囲だけでなくこの許請求の範囲と均等なものにより定められなければならない。

従来のケーブル放送ネットワークを利用した放送通信統合システムの一例を示した構成図。従来の通信事業者によるＩＰ基盤の放送通信統合システムの一例を示した構成図。本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムの一例を示した構成図。本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムのＯＮＵ(光ネットワークユニット)の一例を示した詳細構成図。本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムで生成されたタイムスロット形態のデータ構造図。本発明に従うＱｏＳを保障する放送通信統合システムの使用者用ゲートウェイ(Gateway)の一例を示した構成図。

符号の説明

１００ＯＬＴ（光回線端末局）
２００ＯＮＵ（光ネットワークユニット）
３００使用者（USER)
３１０ゲートウエイ

Claims

放送通信統合システムにおいて、
放送ネットワークを通じたデジタル放送情報とデータ通信情報を受信し、該受信信号を電光変換して光信号に融合し、これを光波長分割多重化方式で伝送するための光回線端末機と、
前記光回線端末機から伝達された光信号を放送信号と通信信号に分離して光電変換し、使用者から伝達されたアップストリーム情報を処理し、使用者別に選択された放送信号と通信信号をタイムスロット化して光伝送する光ネットワークユニットと、
前記光ネットワークユニットと光ケーブルにより連結され、前記光ネットワークユニットから伝達されたタイムスロット化光信号を光電変換し、該タイムスロット化信号を分離して個々のサービス別に分配し、使用者からのアップストリーム情報を前記光ネットワークユニットに光伝送するためのゲートウェイと、
を含むことを特徴とするＱｏＳを保障する放送通信統合システム。
光回線端末機は、デジタル放送信号はＴＤＭ基盤のＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ信号に、通信信号はギガビットイーサネット信号にそれぞれ光多重化してＷＤＭ光伝送する請求項１記載の放送通信統合システム。
光ネットワークユニットは、
光回線端末機から伝送されたＷＤＭ光信号を分離するためのＷＤＭ光逆多重化器と、
前記ＷＤＭ光逆多重化器で分離された信号のうち、デジタル放送信号を光電変換してデジタル放送伝送信号として出力する放送信号処理部と、
前記放送信号処理部から出力された全てのチャネルのデジタル放送信号中で使用者が所望するチャネルの情報のみを選択して出力するようにするザッピングプロトコル処理部と、
前記ＷＤＭ光逆多重化器で分離された信号のうち、通信信号を光電変化して出力し、使用者からのアップストリーム情報を電光変換して前記光回線端末機に伝達し、使用者が所望するチャネルに対する情報であるデジタル放送チャネル情報を前記ザッピングプロトコル処理部に伝達するＬ２スイッチと、
前記ザッピングプロトコル処理部から出力された使用者の選択に従うデジタル放送信号と前記Ｌ２スイッチから出力された通信信号をタイムスロット形態の光信号として出力し、使用者からのアップストリーム情報を前記Ｌ２スイッチに伝達する放送通信融合部と、を備える請求項１記載の放送通信統合システム。
放送信号処理部はＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ光信号を受信して光電変換し、これをデジタル放送用伝送信号であるＭＰＴＳに処理してザッピングプロトコル処理部に伝達する請求項３記載の放送通信統合システム。
ＳＤＨ/ＳＯＮＥＴ光信号は、“ＳＴＭ-ｎ”または“ＳＴＳ-ｎ”のうちの一つである請求項４記載の放送通信統合システム。
ゲートウエイは、
光ネットワークユニットから光信号を受信し光電変換して出力し、使用者のアップストリーム信号を電光変換して前記光ネットワークユニットに伝送する入出力部と、
前記入出力部から出力されたタイムスロット化信号を放送信号と通信信号に分離して出力するタイムスロット分離部と、
前記タイムスロット分離部で分離された放送信号は該当する放送受信機器に分配し、前記タイムスロット分離部で分離された通信信号は通信処理部に出力する分配部と、
前記タイムスロット分離部から出力された通信信号を使用者に伝達し、使用者からのアップストリーム情報を前記入出力部に伝達する前記通信処理部と、
使用者が選択したデジタル放送チャネル情報を前記入出力部に伝達する使用者プログラム入力部と、を備える請求項１記載の放送通信統合システム。