JP5025083B2 - ネットワーク・ベースのデータ配信システム - Google Patents

Description

本発明は一般に、ネットワーク・ベースの通信システムに関し、特に、複数の送信先リンクに配信されるデータを物理レイヤで複製するネットワーク・ベースのデータ配信方式に関する。

ネットワーク・ベースのデータ通信の標準的なアーキテクチャでは、一般に、マルチ・ベンダーの情報処理装置に互換性を持たせるため、レイヤがハードウェアとソフトウェアを定義する。よく知られた開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）の７レイヤ・モデルには、次のような階層がある。最下位から順に、物理レイヤ、データリンク・レイヤ、ネットワーク・レイヤ、トランスポート・レイヤ、セッション・レイヤ、プレゼンテーション・レイヤ、アプリケーション・レイヤである。これらのレイヤは、それぞれ、レイヤ１〜レイヤ７と呼ばれる。例えば、同期式光ファイバ網（ＳＯＮＥＴ）／同期データ・ハイアラーキ（ＳＤＨ）のシステムでは、映像、音声、および／またはデータ・トラフィックは、一般にデータリンク・レイヤ（レイヤ２）以上のレイヤで処理、かつ／または配信されるが、これはシステムをかなり複雑、かつ／または高価なものにする。
"ＵＴＯＰＩＡ，Ａｎ ＡＴＭ−ＰＨＹ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，"Ｌｅｖｅｌ １，Ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０１，ａｆ−ｐｈｙ−００１７．０００，Ｍａｒｃｈ １９９４，"ＵＴＯＰＩＡ，Ａｎ ＡＴＭ−ＰＨＹ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，"Ｌｅｖｅｌ ２，Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０，ａｆ−ｐｈｙ−００３９．０００，Ｊｕｎｅ １９９５，"ＵＴＯＰＩＡ Ｌｅｖｅｌ ３，"ａｆ−ｐｈｙ−０１３６．０００，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９９， ａｎｄ "ＵＴＯＰＩＡ Ｌｅｖｅｌ ４，" ａｆ−ｐｈｙ−０１４４．００１， Ｍａｒｃｈ ２０００

従来、種々の入力装置からのネットワーク・トラフィック（例えば、音声またはデータ）及び映像トラフィックは、複数の送信先へ配信するため、上位のレイヤ（例えば、レイヤ２以上のレイヤ）の処理エレメント（例えば、ネットワーク・プロセッサ）により結合されて単一のデータ・ストリームにされる。この処理エレメントは、一般にレイヤ２以上のレイヤで、必要に応じて映像およびネットワークのトラフィックを複製し、複製されたトラフィックを個々に、物理レイヤ（レイヤ１）のパスに載せる。データ送信にＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ信号を使う場合、トラフィックはパスごとの設定とする。このため、各パス上のデータ・トラフィックが略同一であっても、各パスに、レイヤ１以上のリソースが同量必要となる。したがって、このような通常の方法では、前記の機能を実施するために、物理レイヤおよび上位レイヤの両方で、システム・リソースを浪費することになり望ましくない。
そこで、従来の方法に見られる１つまたは複数の問題がなく、経費効果が高く、複雑ではないネットワーク・ベースのデータ配信方式の必要性がある。

本発明は、特に、複数の送信先へ放送（ブロードキャスト）されるデータが略同一である場合、ネットワーク・ベースのデータ配信システムにより、映像および／またはネットワークのトラフィックを効率よく配信するメカニズムを、例示の実施形態において提供することにより、上記の必要性を満たすものである。本発明の方式では、物理レイヤでトラフィックを複製することにより、上位のレイヤ（例えば、レイヤ２以上のレイヤ）の処理エレメントを効率的に使用し、それによって、各送信先向けの同一トラフィックを繰り返し処理し配信する必要性を最小限にする。さらに、物理レイヤで複製を行うことにより、フェールオーバーの速いメカニズムを提供する特定の物理レイヤのオペレーションおよび／またはメンテナンスが可能になり、それによって、主ネットワーク・システム・コンポーネントの機能を副システム・コンポーネントが引き継ぐことができるので有利である。

本発明の一実施形態によると、ネットワーク・ベースのデータ配信システム用装置は、データリンク・レイヤ以上のレイヤで動作するネットワーク・プロセッサに接続可能な第１の物理レイヤ・デバイスを含む。前記第１の物理レイヤ・デバイスは、複数の送信先デバイスと、対応する物理レイヤ・リンクを介してインターフェースをとるよう設定できる。前記第１の物理レイヤ・デバイスは、前記ネットワーク・プロセッサからデータ・トラフィックを受信し、前記物理レイヤ・リンクに対応する２つ以上の送信先デバイスへ配信するため、物理レイヤで前記データ・トラフィックの少なくとも一部を複製するよう動作する。

本発明の他の実施形態によると、他の本装置は、前記ネットワーク・プロセッサと前記第１の物理レイヤ・デバイスとの間に接続可能な第２の物理レイヤ・デバイスをさらに含んでよく、前記第２の物理レイヤ・デバイスは、１つ以上の送信先デバイスとインターフェースをとるよう設定できる。前記第２の物理レイヤ・デバイスは、以下の動作をする。（ｉ）第１のデータ部及び第２のデータ部を含むデータ・ストリームを前記ネットワーク・プロセッサから受信する。（ｉｉ）前記第１のデータ部を、複製のため前記第１の物理レイヤ・デバイスへ送信する。（ｉｉｉ）前記第２のデータ部を１つ以上の送信先デバイスへ送信する。
本発明のこれら、および他の特徴および長所は、下記の付図を伴う実施例の詳細な説明から明らかになる。

例示のネットワーク・ベースのデータ配信システムを用いて、本発明を説明する。ただし、本発明は、例示の、あるいは特定のデータ配信システムに限定されるものではなく、後述するように、物理レイヤでデータ・トラフィックを複製することにより、ネットワーク・ベースのデータを複数の送信先へ配信する方式を改善することが求められるシステムに広く適用できるものである。

ここで、「ブロードキャスト・データ」とは、複数の送信先へ送信するデータ（例えば、ブロードキャスト／マルチキャスト映像）を限定することなく含むものとする。また、「ユーザ特定データ」という用語は、ある特定の送信先に特定したデータを限定することなく含むものとする。なお、アプリケーションによっては、ユーザ特定データが複数の送信先への配信を意味することがある。このような場合のユーザ特定データは、本発明の範囲内の定義に従えば、ブロードキャスト・データと考えられる。

ここで、「データリンク・レイヤ・デバイス」すなわちＬＬＤとは、一般に、ネットワーク・ベースのシステムのデータリンク・レイヤに関連した処理オペレーションを実行する、ネットワーク・プロセッサ、あるいはその他のタイプのプロセッサを表す。このようなデバイスは、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、あるいはその他のタイプのデータ処理装置ならびに上記および他の装置の一部あるいは組合せなどを用いて実施できる。さらに、ＬＬＤは、複数の処理装置を含むことがある。

ここで、「物理レイヤ・デバイス」すなわちＰＬＤとは、一般に、データリンク・レイヤ・デバイス（例えば、ネットワーク・プロセッサ）と、ネットワーク・ベースのシステムの物理的伝送媒体との間のインターフェースを提供するデバイスを表す。例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステムでは、これに適した物理的伝送媒体として、同期式トランスポート信号（ＳＴＳ）リンク（例えば、ＳＴＳ−１、ＳＴＳ−１２など）、ヴァーチャル・トリビュタリ（ＶＴ）などがあるが、これに限定されるものではない。

前述したように、様々な送信元からのユーザ特定トラフィック（例えば、音声あるいはデータ）及びブロードキャスト・トラフィック（例えば、映像）は、様々な送信先へ配信するため、例えば、ネットワーク・プロセッサなど、上位レイヤ（例えば、レイヤ２以上のレイヤ）の処理エレメントにより結合されて単一のデータ・ストリームにされることが多い。ネットワーク・プロセッサは、一般に、必要に応じてブロードキャスト・トラフィックを複製し、複製されたトラフィックを個々に物理レイヤ・パスに載せる。このような従来の方法は、各パス上のデータ・トラフィックが略同一であっても、各パスに、レイヤ１以上のリソースが同量必要となるため効率が悪く、前記の機能を実施するために、物理レイヤおよび上位レイヤの両方で、システム・リソースを浪費することになり、望ましくない。

図１は、本発明の方式を実施する、例示の物理レイヤ・デバイス１０２のブロック図である。物理レイヤ・デバイス１０２は、ブロードキャスト・データ・ストリーム１０４を受信し、物理レイヤで前記ブロードキャスト・データ・ストリーム中のデータの少なくとも一部を複製し、複数の送信先デバイス（図示せず）へ、対応する物理的伝送媒体１０６を介して伝送するように設定することが好ましい。送信先デバイスは、例えば、物理的伝送媒体１０６に接続される１つまたは複数のライン・カードを含むことがある。例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステムでは、物理的伝送媒体１０６は、１つまたは複数のＳＴＳリンク、光搬送波（ＯＣ）リンクなどを含むことがある。高速のＳＯＮＥＴ伝送速度は、米国規格協会（ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）（ＡＮＳＩ）の搬送波交換規格協会（ｔｈｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｃａｒｒｉｅｒｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＥＣＳＡ）が公表した、光通信トランスポート用のＳＯＮＥＴ規格に規定されているように、ＳＴＳ−ｎと定義される。ここで、ｎは、５１．８４Ｍｂ／ｓの倍数を表す。なお、物理レイヤ・デバイス１０２は、物理的伝送媒体１０６からデータを受信し、このデータをブロードキャスト・データ・ストリーム１０４を介して送信元のデバイスへ動作可能にルーティングするような設定にすることもあることを理解されたい。したがって、物理レイヤ・デバイス１０２は、双方向データ通信の設定ができることが好ましい。

例示の物理レイヤ・デバイス１０２は、物理レイヤでデータの複製を行うメカニズムとして機能するクロス・コネクトを含むことがある。当業者には理解されるように、物理レイヤでブロードキャスト・データを複製する物理レイヤ・デバイス１０２として、代わりにスイッチング回路（例えば、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサ（ＡＤＭ）など）を用いることもある。本発明の好ましい一実施形態では、物理レイヤ・デバイス１０２は、例えば、ＭＡＲＳ１０Ｇ Ｔ−Ｐｒｏ １６（ＴＳＯＴ１６１０ＧＰ６）ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨオーバーヘッド・ターミネータ／パス・プロセッサ（Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．ｏｆ Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，Ｕ．Ｓ．Ａ．から市販されている）を含む。この製品は、本発明の物理レイヤでのデータ複製機能を組み入れるため変更できる。

図２は、本発明の方式を実施する例示のデータ配信システム２００の少なくとも一部を示すブロック図である。例示のデータ配信システム２００は、例えば物理レイヤのクロス・コネクトを含んでよい物理レイヤ・デバイス２０２に接続される、ネットワーク・プロセッサ２０４、あるいは代用のデータリンク・レイヤ（すなわち上位レイヤ）デバイスを含む。物理レイヤ・デバイス２０２は、複数の送信先デバイス（例えば、ライン・カード）と、対応する物理的伝送リンク２１４を介して通信するための設定とすることが好ましい。本発明の好ましい一実施形態では、ネットワーク・プロセッサ２０４は、Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．から市販されているＡＰＰ５５０ Ｅｄｇｅ／Ａｃｃｅｓｓネットワーク・プロセッサを含んでよく、物理レイヤ・デバイス２０２は、前述のＭＡＲＳ１０Ｇ Ｔ−Ｐｒｏ １６デバイスを含んでよいが、各デバイスは、本発明のデータ配信方式の実施に適するように変更する。

ネットワーク・プロセッサ２０４は、好ましくは、１つまたは複数の送信元（図示せず）から、データリンク・レイヤ以上のレイヤの対応する複数の通信チャンネルを介してユーザ特定データ・パケット２０６および／またはブロードキャスト・データ・パケット２０８を受信する。例えば、ブロードキャスト・データ２０８は、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）サービス、またはこれに代わるブロードキャスト送信元から送信される映像トラフィックを含んでよい。ユーザ特定データ２０６は、例えば、ネットワーク・サーバから送信される音声トラフィック、またはネットワーク・トラフィックを含んでよい。なお、ネットワーク・プロセッサ２０４は、ユーザ特定データおよびブロードキャスト・データを１つまたは複数の送信元へ送信する動作も行ってよく、それによって、双方向デバイスとして機能してよい。ネットワーク・プロセッサ２０４は、受信したデータ・トラフィックを物理レイヤ・デバイス２０２での使用に適したフォーマットに変換するよう設定することが好ましい。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ環境では、ネットワーク・プロセッサ２０４は、受信したデータ・トラフィックを、例えば、対応するＳＴＳエンベロープにフォーマットするよう設定することがある。

ネットワーク・プロセッサ２０４は、物理レイヤ機能、スイッチングおよびファブリック制御機能、パケット処理機能およびシステム制御機能など、様々な種類のタスクを実行するよう動作することが好ましい。場合によっては、パケット処理機能は、ネットワーク・レイヤ・パケット処理と上位レイヤ・パケット処理にさらに分けてよい。物理レイヤ機能としては、例えば、１００ＢＡＳＥ−Ｔイーサネット（登録商標）・ポート、光ファイバ・コネクションなどのネットワーク媒体コネクション上で、実信号処理を行ってよい。これらの物理レイヤ機能は、一般に、物理的伝送媒体、例えば、イーサネット（登録商標）、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）などでの伝送のため、データ・パケットをデジタル信号に変換する役割をする。このデータ・パケットのデジタル信号への変換は、データ・フレーミングと呼ばれることが多い。

ネットワーク・プロセッサ２０４のスイッチングおよびファブリック制御機能として、ネットワーク・プロセッサ・デバイス内のトラフィックの方向付け、例えば、ある入口ポートからのデータを所定のネットワークの適切な出口ポートに向ける役割をすることがある。これらの機能はまた、例えば、これらのポートで、適当な順序で、または優先順にデータをキューイングするようなオペレーションを行うことがある。パケット処理機能は、ほぼ全てのネットワーク・プロトコルの処理を行うことがある。したがって、連続的な配信を保証するためストリームを割り付ける命令を含むパケットは、このレベルで処理する。システム制御機能では、当業者には既知の如く、ネットワーク・プロセッサのほとんど他のコンポーネントの管理、例えば、電源管理、周辺装置制御、コンソール・ポート管理などの処理を行うことが好ましい。

本発明の一態様によると、ブロードキャスト・データ、または複数の送信先へ伝送されるデータ（例えば、マルチキャスト・データ）をデータリンク・レイヤ以上のレイヤで複製し、送信先ごとに個々の広帯域（例えば、５００Ｍｂ／ｓ）の物理的伝送リンクを介して、各送信先へブロードキャスト・データをルーティングするのではなく、本発明によるネットワーク・プロセッサ２０４では、受信したデータ・トラフィックから、ブロードキャスト・データ、または他の複製するデータを識別し、このブロードキャスト・トラフィックを、さらに処理（例えば、複製）するために物理レイヤ・デバイス２０２へ送る別個の伝送チャンネル２１２を割り付けるよう動作する。ブロードキャスト・データ・トラフィックに比べて、一般に、かなり帯域の狭い（例えば、５０Ｍｂ／ｓ未満）ユーザ特定データ・トラフィックの場合には、従来の方法におけるように、ネットワーク・プロセッサ２０４は、ユーザ特定トラフィックに対応する個別の伝送チャンネル２１０を割り付ける動作をさらに行うことが好ましい。したがって、ネットワーク・プロセッサ２０４が受信したブロードキャスト・トラフィックは、ブロードキャスト・データを送信する送信先の数にかかわらず、単一の広帯域伝送チャンネルを用いて、処理することが好ましい。このようにして、特にレイヤ２以上のレイヤで、データ配信システムにより使われるリソース量を減らすことができ、有利である。

なお、本発明の方式により、複製するブロードキャスト・データが比較的、広帯域の信号（例えば、映像データなど）を含む場合に、システム・リソースの大幅な節減が得られるが、複製するデータが比較的、狭い帯域（例えば、音声データなど）の信号を含む場合にも、物理レイヤでデータの複製を行うことにより、本発明ではシステム・オーバヘッドの節減が得られる。例えば、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ環境において、本発明の方式では、物理レイヤでのブロードキャスト／マルチキャストをイネーブルすることにより、一般的なデータ配信方式に比べ、経費効果の高いデータ配信ソリューションが得られる。さらに、重要な機能として、物理レイヤのオペレーションおよびメンテナンスが可能となり、前述したように、データリンク・レイヤ以上のレイヤでの実施に比べて、フェールオーバーの速いメカニズムが得られる。

例として、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ環境において、所与の伝送チャンネルが１つまたは複数のＳＴＳ−１リンクを含み、各ＳＴＳ−１リンクが約５２Ｍｂ／ｓのデータ伝送速度をサポートしてよい。このため、例えば、映像トラフィックに必要な５００Ｍｂ／ｓの伝送帯域を得るには、１０のＳＴＳ−１リンクをつなげて単一の５００Ｍｂ／ｓチャンネルを形成してよい。ユーザ特定データならびに他の比較的帯域の狭いトラフィック（例えば、音声データ）の場合には、ＳＴＳ−１リンクで得られる５２Ｍｂ／ｓの帯域は、広すぎることがある。したがって、データ密度を上げ、伝送帯域を効率的に割り付けるためには、ユーザ特定データに割り付けられるＳＴＳ−１リンクを、ＳＴＳ−１より速度の遅いペイロードの伝送およびスイッチング用である、ヴァーチャル・トリビュタリ（ＶＴ）として知られている、小さなコンポーネントまたは構造に分けることが好ましい。例えば、所与の５０Ｍｂ／ｓのＳＴＳ−1リンクを、複数のＶＴ−１．５（１．５Ｍｂ／ｓ）リンク、ＶＴ−２（２Ｍｂ／ｓ）リンク、ＶＴ−６（６Ｍｂ／ｓ）リンクなど、またはこのようなリンクの適当な組合せに分割することができる。

図３は、本発明の他の実施形態により形成された例示のデータ配信システム３００を示す図である。図２に示す例示のデータ配信システム２００同様、データ配信システム３００は、ユーザ特定データ・トラフィック３０８および１つまたは複数のデータ送信元（図示せず）からのブロードキャスト・データ・トラフィック３１０を受信するよう設定できるネットワーク・プロセッサ３０２と、対応する物理的伝送リンク３２０を介して複数の送信先デバイスと通信を行うよう設定される第１の物理レイヤ・デバイス３０６とを含む。図２の物理レイヤ・デバイス２０２同様、第１の物理レイヤ・デバイス３０６は、複製機能を実行するよう設定することが好ましく、したがって、クロス・コネクト、Ａｄｄ／Ｄｒｏｐマルチプレクサ、またはこれに代わるスイッチング回路を含む。

データ配信システム３００はさらに、ネットワーク・プロセッサ３０２と第１の物理レイヤ・デバイス３０６との間に接続される第２の物理レイヤ・デバイス３０４を含む。第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、第１の物理レイヤ・デバイス３０６にかかる処理負担を減じてよいようなタスクを実行するデータ・エンジンとして機能することが好ましい。例えば、第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、ネットワーク・プロセッサ３０２から入力された第１フォーマットのデータを第１の物理レイヤ・デバイス３０６で使うため、少なくとも第２フォーマットに変換してよい（例えば、データ・フレーミング）。本発明の好ましい一実施形態では、第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、例えば、Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．から市販されているＭＡＲＳ２Ｇ５ Ｐ−Ｍａｘ ＬＴ １６（ＴＳＤＥ１６２Ｇ５２）ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨオーバーヘッド・ターミネータ／パス・プロセッサを含んでよい。

前述したように、ネットワーク・プロセッサ３０２では、ブロードキャスト・データ・トラフィック、または他の複製されるデータ・トラフィックを識別し、このブロードキャスト・データを伝送する別個の伝送チャンネル３１４を割り付けることが好ましい。複製の必要のないユーザ特定データ・トラフィックは、ネットワーク・プロセッサ３０２に識別され、このユーザ特定データ・トラフィックを伝送する、１つまたは複数の対応するチャンネル３１２に割り付けられることが好ましい。あるいは、ブロードキャスト・データ・チャンネル３１４とユーザ特定データ・チャンネル３１２を結合して、ブロードキャスト・データ・トラフィックとユーザ特定データ・トラフィックの両者に対応する、適当な帯域の単一データ・ストリームを形成することがある。第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、ネットワーク・プロセッサ３０２から入力されたユーザ特定データを識別し、このデータを、目的の送信先デバイスでの使用に適したフォーマット（例えば、ＳＴＳエンベロープ）に設定する動作をすることがある。したがって、第２の物理レイヤ・デバイス３０４から第１の物理レイヤ・デバイス３０６へ伝送されたユーザ特定データは、第１の物理レイヤ・デバイスにより複製されず、対応する物理的伝送リンク３２０へルーティングされるだけでよい。

ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨシステムでは、ネットワーク・プロセッサ３０２は、例えば、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｓｔ ＆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｐｈｙｓｉｃａｌ−Ｌａｙｅｒ（ＰＨＹ） Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ（ＵＴＯＰＩＡ）バスを用いて、ブロードキャスト・データおよび／またはユーザ特定データを第２の物理レイヤ・デバイス３０４へ伝送することがある。ＵＴＯＰＩＡインターフェースは、ＡＴＭ（非同期伝送モード）フォーラム規格（例えば、“ＵＴＯＰＩＡ，Ａｎ ＡＴＭ−ＰＨＹ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，”Ｌｅｖｅｌ １，Ｖｅｒｓｉｏｎ ２．０１，ａｆ−ｐｈｙ−００１７．０００，Ｍａｒｃｈ １９９４，“ＵＴＯＰＩＡ，Ａｎ ＡＴＭ−ＰＨＹ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ，”Ｌｅｖｅｌ ２，Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０，ａｆ−ｐｈｙ−００３９．０００，Ｊｕｎｅ １９９５，“ＵＴＯＰＩＡ Ｌｅｖｅｌ ３，”ａｆ−ｐｈｙ−０１３６．０００，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９９， ａｎｄ “ＵＴＯＰＩＡ Ｌｅｖｅｌ ４，” ａｆ−ｐｈｙ−０１４４．００１， Ｍａｒｃｈ ２０００であり、これらは全て、参照により本明細書に組み込まれている。） に基づいているが、ＡＴＭセル・ベースのトラフィックに対応するよう具体的に定義されている。本発明では、例えば、システム・パケット・インターフェース（ＳＰＩ）、Ｐａｃｋｅｔ−ｏｖｅｒ−ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（ＰＯＳ）など、ネットワーク・プロセッサ３０２と第２の物理レイヤ・デバイス３０４との間の代用インターフェースも考慮する。

第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、伝送チャンネル３１４および３１２を介してネットワーク・プロセッサ３０２から入力されたブロードキャスト・データ・トラフィックおよびユーザ特定データ・トラフィックを第１の物理レイヤ・デバイス３０６での使用に適したフォーマットにそれぞれ変換する動作をすることが好ましい。例として、第２の物理レイヤ・デバイス３０４は、ＵＴＯＰＩＡインターフェースを介してネットワーク・プロセッサ３０２から入力されたブロードキャスト・トラフィックおよびユーザ特定トラフィックを、対応する同期伝送モード（ＳＴＭ）信号に変換するよう設定することがある。その後、ブロードキャストおよびユーザ特定ＳＴＭ信号は、それぞれ対応するデータ伝送チャンネル３１８および３１６を介して第１の物理レイヤ・デバイス３０６へ伝送してよい。第１の物理レイヤ・デバイス３０６は、ブロードキャスト／マルチキャスト・データ・トラフィックを、対応する物理的伝送リンク３２０を介して１つまたは複数の送信先デバイス（図示せず）へ伝送するため、これを複製するよう設定されることが好ましい。ブロードキャスト／マルチキャスト・トラフィックの複製を物理レイヤで行うため、レイヤ２以上のレイヤ・リソースを節約できる。

本発明の方式により得られる、レイヤ２以上における処理オーバーヘッド低減の例として、１．１Ｇｂ／ｓのブロードキャスト・トラフィックを従来のデータ配信システムを用いて１０の送信先へ送る場合を考える。レイヤ１以上のレイヤで必要なアウトバウンド帯域は、全体で１１Ｇｂ／ｓ（例えば、１０×１．１Ｇｂ／ｓ）である。送信先ごとに１００Ｍｂ／ｓのユーザ特定トラフィックが必要な場合には、レイヤ１以上のレイヤで１Ｇｂ／ｓ（例えば、１０×１００Ｍｂ／ｓ）の帯域だけが必要となる。なお、例として各送信先へ送られるブロードキャスト・トラフィックの帯域を１．１Ｇｂ／ｓとしたが、１．１Ｇｂ／ｓより広いこともあり、または狭いこともある。

ブロードキャスト・トラフィックを配信するのに必要なレイヤ１の帯域はなおも１１Ｇｂ／ｓであるが、本明細書に述べる本発明の方法を用いることにより、ブロードキャスト・トラフィックの複製をレイヤ１の物理レイヤ・デバイスで行うので、レイヤ２以上のレイヤで必要なアウトバウンド帯域は、全体で１．１Ｇｂ／ｓでしかない。ユーザ特定トラフィックの場合は、同量の帯域、すなわち１Ｇｂ／ｓがレイヤ１以上のレイヤで必要である。しかし、ユーザ特定トラフィックは、一般に、ブロードキャスト・トラフィックに比べてかなり帯域が狭く、レイヤ１の所要帯域全体の比較的小さな割合を占めるにすぎない。

上述の例から明らかなように、本発明の方式を用いれば、レイヤ２以上のレイヤでの所要処理帯域量は、約１０Ｇｂ／ｓ減ったことなる。本発明により得られる、レイヤ２以上のレイヤでの処理オーバーヘッドの低減は、ブロードキャスト・データを送信する送信先の数が増すほど、かつ／またはブロードキャスト・データに必要な帯域量が増すほど、重要になる。

例として、図４は、本発明の方式を実施する例示のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨデジタル加入者回線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）システム４００の少なくとも一部を示すブロック図である。例示のＤＳＬＡＭシステム４００は、Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＡＰＰ５５０を含んでよいレイヤ２以上のレイヤ・ネットワーク・プロセッサ４０２と、Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＭＡＲＳ１０Ｇ Ｔ−Ｐｒｏ １６ ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ ＳＴＳ−１９２／ＳＴＭ−６４ オーバーヘッド・ターミネータ／パス・プロセッサを含んでよい第１の物理レイヤ・デバイス４０６と、Ａｇｅｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＭＡＲＳ２Ｇ５Ｐ−ＭａｘＬＴ ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ ＳＴＳ−４８／ＳＴＭ−１６ オーバーヘッド・ターミネータ／パス・プロセッサからなる第２の物理レイヤ・デバイス４０４とを含んでよい。

ネットワーク・プロセッサ４０２は、例えば、５００Ｍｂ／ｓのイーサネット（登録商標）映像トラフィックを含んでよいブロードキャスト・データ４０８を受信するよう設定することが好ましい。ネットワーク・プロセッサ４０２はまた、例えば、６００Ｍｂ／ｓの音声／データ・トラフィックを含んでよいユーザ特定データ４１０（例えば、特定の送信先デバイス向け）を受信することがある。ネットワーク・プロセッサ４０２はさらに、ＵＴＯＰＩＡインターフェース４１２を介して第２の物理レイヤ・デバイス４０４へ送信するため、ブロードキャスト・トラフィックとユーザ特定トラフィックを結合するよう動作することが好ましい。なお、ＵＴＯＰＩＡに代わるインターフェースおよび／または通信プロトコル（例えば、Ｇｉｇａｂｉｔ Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＭＩＩ）、ＰＯＳなど）を同様に用いることもある。

第２の物理レイヤ・デバイス４０４では、ネットワーク・プロセッサ４０２からＵＴＯＰＩＡインターフェース４１２を介してブロードキャストおよびユーザ特定トラフィックを受信し、データ・トラフックを対応するＳＴＭエンベロープに設定する。ＳＴＭ信号は、その後、ＳＴＭ伝送チャンネル４１４を介して第１の物理レイヤ・デバイス４０６へ送信する。第１の物理レイヤ・デバイス４０６では、第２の物理レイヤ・デバイス４０４からＳＴＭチャンネル４１４を介してＳＴＭ信号を受信し、受信したデータをレイヤ１で複製、および／または対応する物理的伝送リンク４１６を介して１つまたは複数の送信先デバイス（図示せず）へルーティングするよう設定される。第１、および／または第２の物理レイヤ・デバイスにより実行される他の機能として、パス・ターミネーション、ライン・メンテナンスなどがあるが、これには限定されない。なお、例示のＤＳＬＡＭシステム４００をネットワーク・プロセッサから物理的伝送リンク４１６（例えば、ＳＴＳ−１２リンク）へのデータ配信の関連で説明したが、システムは、物理的伝送リンク４１６からデータを受信し、このデータをネットワーク・プロセッサ４０２へ送信するよう設定することもある。したがって、データ配信システム４００は、双方向オペレーションの設定とすることがある。

例示のＤＳＬＡＭシステム４００では、５００Ｍｂ／ｓの映像データを１６のライン・カードへ、対応するＳＴＳ−１２リンク４１６を介して、各ライン・カードに対応付けられた最大１００Ｍｂ／ｓのユーザ特定データとともに送信すると仮定する。従来、データの複製は、レイヤ２以上のレイヤで行う。したがって、約８Ｇｂ／ｓのアウトバウンド処理帯域が映像データ・トラフィック（例えば、１６×５００Ｍｂ／ｓ）用に必要であり、また約１．６Ｇｂ／ｓの処理帯域がユーザ特定データ・トラフィック（例えば、１６×１００Ｍｂ／ｓ）用に必要である。全体ででは、レイヤ１以上のレイヤで約１０Ｇｂ／ｓの帯域が必要となる。それに対して、例示のＤＳＬＡＭシステム４００を用いれば、映像データ・トラフィックの複製をレイヤ１で行うので、レイヤ２以上のレイヤで必要なアウトバウンド処理帯域は、全体で２Ｇｂ／ｓ未満である。

本発明の例示の実施形態を、付図を用いて説明したが、本発明は、それらの詳細な実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲から逸脱することなく様々な変更および修正をすることができるであろう。

映像ブロードキャスト・データを複製し、これを複数のデータリンクへ配信する、本発明の一態様による例示の物理レイヤ・デバイスを示す概略ブロック図である。 本発明の一実施形態により形成された例示のネットワーク・ベースのデータ配信システムの少なくとも一部を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態により形成された例示のデータ配信システムの少なくとも一部を示すブロック図である。 本発明の方式を実施する例示のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨデジタル加入者回線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）システムの少なくとも一部を示すブロック図である。

Claims (7)

1. ネットワーク・ベースのデータ配信システム用の装置であって、データリンク・レイヤ以上のレイヤで動作するネットワーク・プロセッサに接続可能な第１の物理レイヤ・デバイスを含み、
   前記第１の物理レイヤ・デバイスは、対応する物理レイヤ・リンクを介して複数の送信先デバイスとインターフェースをとるよう設定でき、前記ネットワーク・プロセッサからデータ・トラフィックを受信し、前記物理レイヤ・リンクに対応づけられた少なくとも２つの送信先デバイスへ配信するため、物理レイヤで前記データ・トラフィックの少なくとも一部を複製するよう動作することにより、上位のレイヤの処理エレメントを効率的に使用し、
   前記ネットワーク・プロセッサと前記第１の物理レイヤ・デバイスとの間に接続可能な第２の物理レイヤ・デバイスをさらに含み、
   前記第２の物理レイヤ・デバイスは、１つ以上の送信先デバイスとインターフェースをとるよう設定でき、
   （ｉ）第１のデータ部及び第２のデータ部を含むデータ・ストリームを前記ネットワーク・プロセッサから受信し、前記第１および第２のデータ部は別々の伝送チャネルを介して受信され、
   （ｉｉ）前記第１のデータ部を複製のため前記第１の物理レイヤ・デバイスへ送信し、
   （ｉｉｉ）前記第２のデータ部を１つ以上の送信先デバイスへ送信するために、前記第１のデータ部とは別の伝送チャネルを介して前記第１の物理レイヤ・デバイスへ送信する、よう動作することを特徴とするネットワーク・ベースのデータ配信システム用の装置。
2. 前記第１のデータ部は、ブロードキャスト・データを含み、前記第２のデータ部は、ユーザ特定データを含む請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の物理レイヤ・デバイスは、少なくとも１つのスイッチング回路を含み、前記少なくとも１つのスイッチング回路は、前記データ・トラフィックを複製し、前記データ・トラフィックを選択的に、対応する送信先デバイスへルーティングするよう設定できる請求項１に記載の装置。
4. 前記少なくとも１つのスイッチング回路は、前記物理レイヤでデータの複製を行うよう設定されたクロス・コネクトを含む請求項３に記載の装置。
5. 前記第１の物理レイヤ・デバイスはさらに、同期伝送モード・プロトコルに従って、少なくとも２つの送信先デバイスへ配信される前記データ・トラフィックの設定を行うよう動作する請求項１に記載の装置。
6. 前記ネットワーク・プロセッサは、前記ネットワーク・プロセッサと前記第２の物理レイヤ・デバイスとの間に接続可能なＰａｃｋｅｔ−ｏｖｅｒ−ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（ＰＯＳ）インターフェースを介して、前記第１の物理レイヤ・デバイスと動作可能にインターフェースをとる請求項１に記載の装置。
7. 前記ネットワーク・プロセッサは、前記ネットワーク・プロセッサと前記第２の物理レイヤ・デバイスとの間に接続可能なシステムパケットインターフェース（ＳＰＩ）を介して、前記第１の物理レイヤ・デバイスと動作可能にインターフェースをとる請求項１に記載の装置。

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