JP5596145B2 - 直列ネットワーキングファイバーツーザシート機内エンターテイメントシステム - Google Patents

直列ネットワーキングファイバーツーザシート機内エンターテイメントシステム Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、それら両方の内容の全体が参照により本明細書に組み込まれている、2009年8月6に出願した、「SERIAL NETWORKING FIBER-TO-THE-SEAT INFLIGHT ENTERTAINMENT SYSTEM」という表題の米国仮出願第61/273,584号、および2009年8月20日に出願した、「SERIAL NETWORKING FIBER-TO-THE-SEAT INFLIGHT ENTERTAINMENT SYSTEM NETWORK MANAGEMENT」という表題の米国仮出願第61/274,726号の利益を主張するものである。
機内エンターテイメントシステムは、過去25年にわたって大幅に進化した。1978年以前は、IFEシステムは、音声システムだけから構成されていた。1987年に、BellおよびHowell(Avicom部門)がビデオカセットテープをベースとしたグループビデオ閲覧システムを導入した。1998年に、Airvisionは、ブロードキャストビデオのいくつかのチャネル間で乗客が選択することを可能にする、最初のインシート(in-seat)ビデオシステムを導入した。1997年には、Swissairが、最初の対話型ビデオオンデマンド(VOD)システムを設置した。現在、いくつかの機内エンターテイメントシステムが、完全にデジタルビデオディスクのような制御を有するVODを提供している。
機内エンターテイメントシステムの商業化の可能性の1つの要因は、システムのライン交換可能ユニット(line replaceable units)(LRU)である。「LRU」という用語は、フライトライン上または空港ランプエリア上で迅速に置換されるように設計された、航空機上の複雑な構成要素(例えば、「ブラックボックス」)を一般に説明する技術用語である。LRUは、メンテナンスが必要とされる場合、迅速に交換(swapped-out)でき、したがって、航空機がわずかなダウンタイムで運航し続けることを可能にすることができる、一般に自己完結型のユニットであるため、LRUは有益である。航空機上に設置するために、LRU設計は、連邦規制基準の第14章で定義される手段により、連邦航空局によってまず承認されなければならない。単一ハードウェア設計構造のLRUには、異なるソフトウェアをインストールすることができる。機内エンターテイメントシステムの設置費、運転費、維持費、および乗客の快適さは、そのLRUのサイズ、フォームファクタ、数、および重量、ならびに単一航空機内部および航空会社の航空機フリート全体にわたって配置される別個のLRUの数に大きく依存する。
図1は、地上と同じVODアーキテクチャ(すなわち、ヘッドエンド、分配エリア、シートエンド)を用いた従来の機内エンターテイメントシステムを例示する。図の左側は、通常、システムのヘッドエンドに、または電子機器区画内に見出される構成要素を示す。図の右側は、通常、シートエンドに見出されるシステム構成要素を示す。図の中間部分は、通常、ヘッドエンドとシートエンドとの間の分配エリアに見出されるシステム構成要素を示す。これらの構成要素は、ヘッドエンドからシートエンドにデータをファンアウトするエリアディストリビューションボックス(area distribution box)(ADB)を含む。ADBは、通常、同じ座席列内の隣接する座席群に対して前方および/または後方にデータを分配するそれぞれの座席列内の座席電子装置ボックス(SEB)に接続される。
機内エンターテイメントシステムベンダは、最近、シートエンドにおける別個のLRUの数を削減する試みを行った。従来のシートエンドアーキテクチャの4つの例が図1に示される。ボックスAおよびDは、ADBと、VDUおよび乗客制御ユニット(PCU)などのシートエンド構成要素との間にSEBが組み込まれた伝統的な座席アーキテクチャを示す。ボックスBおよびCは、SEB機能性をVDUおよび/またはPCUに移すことによって、SEBへの依存を排除または削減する試みを反映する、より新しい座席アーキテクチャを示す。この転換は、一般に、VDUおよび/またはPCUのサイズ、重量、および電力の増大という代償を払って成り立つ。
機内エンターテイメント業界は、ヘッドエンドおよび分配エリアにおいて別個のLRUの数を削減するのにより手間取っている。さらに、従来の機内エンターテイメントシステムは、複数の機内エンターテイメントシステムベンダを通して、かつ単一の機内エンターテイメントシステムベンダの製品を通してすら異なる、エリア内配線と座席間配線とを必要とし、設置費と維持費を高める。
機内エンターテイメント業界のいくつかの小規模参入者は、ヘッドエンドおよび分配エリア内において進歩している。例えば、1つの最近の機内エンターテイメントシステムは、ヘッドエンドまたは分配エリアを有さない。しかし、このシステムは、地上VODシステムに匹敵するものがなく、地上の世界からの進歩および技術展開を容易に活用できない。もう1つの最近の機内エンターテイメントシステムは、音声サーバ、ビデオサーバ、およびアプリケーションサーバを単一のLRU内に統合した、簡素化されたヘッドエンドを有する。しかし、このシステムは、所有権を有するものであり、地上VODシステム技術における進歩を容易に活用できない。さらに、後者のシステムは、ヘッドエンドとシートエンドとの間に分配エリアノードのネットワークを必要とする。
米国特許出願公報第2007/0077998号
その内容が参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公報第2007/0077998号で説明され、図2で要約されるファイバーツーザシート(fiber-to-the-seat)(FTTS)システムは、地上VODのハードウェアおよびソフトウェアの進歩を活用し、単一航空機内だけでなく、航空会社の航空機フリート全体を通して(すなわち、地域的なジェット機からジャンボジェットまで)別個のLRUの数を最小限に抑えるためにパッケージ化された、よりモジュール式のスケーラブルかつ拡張可能な、将来も使うことができる(future proofed)ワイヤード機内エンターテイメントシステムを提供した。しかし、このFTTSシステムにはある種の欠点がある。第1に、それぞれのサーバスイッチユニット(SSU)は、すべてのVDUと、そのSSUに直接的に接続する任意の客室管理端末(cabin management terminal)(CMT)とに関する単一障害点である。第2に、それぞれのVDUがヘッドエンドSSUに対して専用の光ファイバ「ホームラン(home run)」を有するスターワイヤードネットワークトポロジ(star wired network topology)の実装は、システムにコストと複雑性とを追加する。例えば、典型的な狭胴航空機設置に対して2マイル(3,218.688m)を超えるファイバが必要とされ、典型的な広胴航空機設置に対して4マイル(6,437.376m)を超えるファイバが必要とされる。航空機等級のファイバおよび光ファイバコネクタの高価格は、これらのファイバ構成要素を設置するコストと複雑さと相俟って、このアーキテクチャの実装を非常に高価なものにする。
いくつかの実施形態では、本発明は、優れた故障回復特性を示し、削減されたファイバ構成要素要件を有すると同時に、米国特許出願公報第2007/0077998号で説明されたFTTSシステムの利点を提供する機内エンターテイメントシステムを提供する。しかし、このシステムは、航空の分野に限定されず、実際には、バス、ボート、自動車、列車などに限定されない、他の応用が企図される。
本発明の一態様では、そのような機内エンターテイメントシステムは、リング構成で物理的に相互接続された複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットと、直列構成で物理的に相互接続された、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットとを含み、直列構成の端において直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットのうちの2つは、それぞれ、ヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの2つと物理的に相互接続され、リンクがヘッドエンドデータ経路に参加(participation)するのを制限することによって、アクティブなヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間にループのないヘッドエンドデータ経路が維持され、リンクが直列接続されたネットワーキングデータ経路に参加するのを制限することによって、2つのヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの少なくとも1つとアクティブな直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットとの間に1つまたは複数のループのない直列接続されたネットワーキングデータ経路が維持される。
いくつかの実施形態では、選択されたリンクを前の直列接続されたネットワーキングデータ経路から除外することによって、ループのない直列接続されたネットワーキングデータ経路が維持される。いくつかの実施形態では、この選択されたリンクは、ホップカウント情報を使用して選択される。いくつかの実施形態では、この選択されたリンクは、アクティブな直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットのうちのいずれかと、2つのヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちのいずれかとの間の最大ホップ数を最小限に抑えるために選択される。
いくつかの実施形態では、前の直列接続されたネットワーキングデータ経路上の故障を検出したことに応答して、選択されたリンクをその前の直列接続されたネットワーキングデータ経路に追加することによって、ループのない直列接続されたネットワーキングデータ経路が維持される。いくつかの実施形態では、この故障はリンク故障である。いくつかの実施形態では、この故障はライン交換可能ユニット故障である。
いくつかの実施形態では、前のヘッドエンドデータ経路上のループを検出したことに応答して、選択されたリンクをその前のヘッドエンドデータ経路から除外することによって、ループのないヘッドエンドデータ経路が維持される。
いくつかの実施形態では、前のヘッドエンドデータ経路上の故障を検出したことに応答して、選択されたリンクをその前のヘッドエンドデータ経路に追加することによって、ループのないヘッドエンドデータ経路が維持される。いくつかの実施形態では、この故障はリンク故障である。いくつかの実施形態では、この故障はライン交換可能ユニット故障である。
いくつかの実施形態では、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのビデオディスプレイライン交換可能ユニットを含む。
いくつかの実施形態では、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットは、少なくとも1つの客室管理端末ライン交換可能ユニットを含む。
いくつかの実施形態では、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのオンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットを含む。いくつかの実施形態では、オンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットは、パブリックアドレスシステムに対する接続性を提供する。いくつかの実施形態では、オンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットは、飛行管理システムに対する接続性を提供する。
いくつかの実施形態では、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのオフボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットを含む。
いくつかの実施形態では、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのデータローダライン交換可能ユニットを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのアプリケーションサーバを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つの音声サーバを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのビデオサーバを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのファイルサーバを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つのゲームサーバを含む。
いくつかの実施形態では、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、少なくとも1つの乗客飛行情報システムサーバを含む。
本発明の別の態様では、機内エンターテイメントシステムに関する第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、複数の光ファイバトランシーバと、それらのトランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、そのプロセッサの制御下で、それらトランシーバのうちの第1のトランシーバを経由した第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第1のリンクの故障に応答して、第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットは、それらのトランシーバのうちの第2のトランシーバを経由して、第3のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第2のリンクをアクティブ化し、それによって、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間にループのないヘッドエンドデータ経路が回復される。
本発明の別の態様では、機内エンターテイメントシステムに関する直列ネットワーキングライン交換可能ユニットは、複数の光ファイバトランシーバと、それらのトランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、そのプロセッサの制御下で、それらのトランシーバのうちの第1のトランシーバを経由した第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第1のデータ経路の故障に応答して、直列ネットワーキングライン交換可能ユニットは、それらのトランシーバのうちの第2のトランシーバを経由して、第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第2のデータ経路をアクティブ化する。
本発明の別の態様では、機内エンターテイメントシステムに関するヘッドエンドライン交換可能ユニットは、複数の光ファイバトランシーバと、それらのトランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、そのプロセッサの制御下で、ヘッドエンドライン交換可能ユニットは、それらのトランシーバのうちの第1のトランシーバを経由してリンク上でプレゼンスメッセージを送信して、それらのトランシーバのうちの第2のトランシーバを経由してリンク上でそのプレゼンスメッセージを受信し、そのプレゼンスメッセージを受信したことに応答して、それらのリンクのうちの1つを複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間のループのないヘッドエンドデータ経路に参加することから除外する。
いくつかの実施形態では、そのプロセッサの制御下で、ヘッドエンドライン交換可能ユニットは、それらのトランシーバのうちの第3のトランシーバを経由して、ホップカウントを有する第2のプレゼンスメッセージを直列ネットワーキングライン交換可能ユニットに送信する。
本発明のさらに別の態様では、機内エンターテイメントシステムに関する直列ネットワーキングライン交換可能ユニットは、複数の光ファイバトランシーバと、それらのトランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、そのプロセッサの制御下で、直列ネットワーキングライン交換可能ユニットは、それらのトランシーバのうちの第1のトランシーバを経由してリンク上で、受信されたホップカウントを有するプレゼンスメッセージを受信して、そのホップカウントを増分し、光ファイバトランシーバのうちの第2のトランシーバを経由してリンク上で、増分されたホップカウントを有するプレゼンスメッセージを送信し、そのプロセッサの制御下で、直列ネットワーキングライン交換可能ユニットは、受信されたホップカウントに少なくとも一部基づいて、リンクのうちの1つがヘッドエンドライン交換可能ユニットと複数の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットとの間のループのない直列ネットワーキングデータ経路に参加するのを制限する。
本発明のこれらの態様およびその他の態様は、下で短く説明される図面と共に、以下の詳細な説明を参照することによって、よりよく理解されよう。当然、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
知られている機内エンターテイメントシステムを示す図である。 知られているFTTS機内エンターテイメントシステムを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットチェーンとヘッドエンドライン交換可能ユニットリングとを備えた機内エンターテイメントシステムを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングライン交換可能ユニットチェーンとヘッドエンドライン交換可能ユニットリングとを備えた機内エンターテイメントシステムに関するヘッドエンドライン交換可能ユニットを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングライン交換可能ユニットチェーンとヘッドエンドライン交換可能ユニットリングとを備えた機内エンターテイメントシステムに関する一般的な直列ネットワーキングライン交換可能ユニットを示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、直列ネットワーキングデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、ヘッドエンドデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、ヘッドエンドデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、ヘッドエンドデータ経路維持を示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、ヘッドエンドデータ経路維持を示す図である。
図3は、いくつかの実施形態では、直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)チェーン311〜313とヘッドエンドライン交換可能ユニット(HE-LRU)リング310とを備えた機内エンターテイメント(IFE)システムを示す。例示されるように、SN-LRUチェーン311およびHE-LRUリング310は、座席の外部に配置され、一方SN-LRUチェーン312、313は、座席に配置される。これらの実施形態では、複数のHE-LRU309は、光ファイバリンク308を経由してリングによって物理的に接続される。SN-LRU301-305の複数のチェーンは、それぞれのチェーンの2つの端が複数のHE-LRU309のうちの異なる1つに物理的に接続されるように、リンク307、例えば、光ファイバを経由してそれらの端(エンド)においてHE-LRU309に物理的に接続される。多くのタイプのSN-LRU、例えば、直列ネットワーキングオンボードネットワークインターフェースユニット301、直列ネットワーキングオフボードネットワークインターフェースユニット302、直列ネットワーキングデータローダ303、(通常、ギャレー内に配置される)直列ネットワーキングCMT304、および直列ネットワーキングVDU305を用いることが可能である。
それぞれのSN-LRU301〜305は、トポロジメッセージングを介して、最も近いHE-LRU309を発見する。例示される実施形態では、1つのSN-LRUチェーン311の端から始めて、ユニット301は、リンク307を経由して、上流方向でHE-LRU309のうちの1つに接続されると同時に、別のリンク306を経由して、下流方向でユニット302に接続する。ユニット301は、HE-LRU309からHE-LRU309に対するホップカウントを含むプレゼンスメッセージを上流方向で受信して、そのホップカウントを増分して、更新されたプレゼンスメッセージを下流方向に沿ってユニット302に渡す。プレゼンスメッセージが下流方向に進むにつれて、チェーン内のそれぞれの連続するSN-LRU(例えば、302、303、304)はホップカウントを増分する。このチェーンを続けて、ユニット302は、別のリンク306を介して下流方向でデータローダ303に接続される。データローダ303は、別のリンク306を介して下流方向でCMT304に接続される。そのSN-LRUチェーン311の最終リンク内で、そのチェーンの端においてCMT304は、さらに別のリンク307を介して、複数のHE-LRU309のうちの別の1つに接続し戻される。もう一方の方向で、CMT304は、そのHE-LRU309からホップカウントを含むプレゼンスメッセージを受信し、ホップアカウントを増分し、更新されたプレゼンスメッセージを上流方向に沿ってデータローダ303に渡す。それに応じて、チェーン311内のそれぞれの連続するSN-LRUは、ホップカウントを増分する。
IFEシステムは、少なくとも1つの追加のSN-LRUチェーン312と、場合によっては、少なくとも2つの追加のSN-LRUチェーン312、313とを含むことが可能である。この1つまたは複数の追加のSN-LRUチェーン312、313は、VDU305など、ほぼどんなタイプのSN-LRUからも構成可能である。これらの追加のSN-LRUチェーン312、313のそれぞれの端上で、直列ネットワーキングVDU305のうちの1つが、リンクを介して、HE-LRU309のうちの1つに接続され、これらのSN-LRUチェーンのそれぞれの中で、直列ネットワーキングVDU305がリンクを介して接続される。これらの追加のSN-LRUチェーン312、313は、一般に、前に説明されたSN-LRUチェーン311と同じようにプレゼンスメッセージとホップカウント情報とを広める。
別々に、それぞれのHE-LRUは、トポロジメッセージングを介して、HE-LRUリング310が閉鎖されているか、または開放されているかを発見する。それぞれのHE-LRU309は近接するHE-LRU309からプレゼンスメッセージを受信して、プレゼンスメッセージが元のHE-LRU309にループバックし、そのHE-LRUリング310が閉鎖されていることが明らかにされるか、または元のHE-LRU309にループバックせず、HE-LRUリング310が開放されていることが明らかにされるかが決定されるまで、そのプレゼンスメッセージをその非進入ポート(non-ingress port)上で中継する。
サーバ機能性(例えば、アプリケーションサーバ、音声サーバ、ビデオサーバ、ゲームサーバ、ファイルサーバ、乗客飛行情報システムサーバ)は、HE-LRU309のうちの1つまたは複数が故障した場合、IFEシステムへの影響を最小限に抑える、モジュール式のスケーラブルかつ頑強な形でHE-LRU309内に統合される。HE-LRU309内およびSN-LRU内のネットワーク管理プロセッサは、以下のシナリオ、すなわち、(a)SN-LRUチェーン311〜313に沿った接続中断、(b)SN-LRUチェーン311〜313内のSN-LRU301〜305の故障、(c)SN-LRUチェーン311〜313のうちの1つのエンドにおけるHE-LRU309の故障に基づいて、HE-LRU309に対するライブSN-LRU301〜305のネットワークアクセスを回復する。さらに、HE-LRU309内のネットワーク管理プロセッサは、以下のシナリオ、すなわち、(a)任意の2つのHE-LRU309間の接続中断、(b)HE-LRU309の故障に基づいて、図6A〜7Dに関して説明されるように、ライブHE-LRU309に対するSN-LRU301〜305のネットワークアクセスを回復する。SN-LRUチェーン311〜313内のSN-LRU301〜305の数は異なることになるが、比較的短いSN-LRUチェーンは、一般に、より高いレベルの冗長性と、フェイルオーバ帯域とをSN-LRUに提供する。いくつかの実施形態では、エラーの識別、診断、および/または位置特定を円滑にするために、エラー表示、例えば、エラーコードが提供される。いくつかの実施形態では、エラー表示は、オフボード監視システムおよび/またはオフボード維持システムに送信される。
図4は、本発明のいくつかの実施形における、SN-LRUチェーンとHE-LRUリングとを備えたIFEシステム内で使用するように適合された代表的なHE-LRU400を示す。これらの実施形態では、HE-LRU400は、それらのすべてが内部接続を介して統合ネットワーク管理プロセッサ407に接続される1つまたは複数のアプリケーションサーバ401と、ビデオサーバ402と、音声サーバ403と、ゲームサーバ404と、ファイルサーバ405と、乗客飛行情報システムサーバ406とを含む6つの異なるタイプの統合されたサーバを有する。例として、ネットワーク管理プロセッサ407は、マネージドスイッチ(managed switch)であってよい。
アプリケーションサーバ401は、以下のタイプのサービス、すなわち、コンテンツ管理、チャネルパッケージング、トランザクション処理、料金請求システム統合、サービス管理、プロビジョニング統合、システム運営およびシステム管理、暗号化管理(キーサーバ、認証など)、ソフトウェアクライアント管理、音声、ビデオ、ゲーミング、およびファイルサーバなどに関するサーバ統合などを提供するシステムコントローラである。ビデオサーバ402は、以下のタイプのサービス、すなわち、VOD、ニアVOD、ペイパービュー、ネットワークパーソナルビデオレコーダ、ブロードキャストビデオなどを提供する。音声サーバ403は、以下のタイプのサービス、すなわち、オーディオオンデマンド、ブロードキャストオーディオなどを提供する。ゲームサーバ404は、以下のタイプのサービス、すなわち、ゲームに関する論理およびプログラミング、ブラウザベースのゲームのために動的に配信されるウェブページなどを提供する。ファイルサーバ405は、以下のタイプのサービス、すなわち、キャッシュインターネットコンテンツ、キャッシュユーザデータおよびキャッシュユーザプロファイルデータなどを提供する。乗客飛行情報システムサーバ406は、航空機航行システムからの入力を使用して、テキスト形態、またはムービングマップディスプレイ(moving map display)などグラフィックのいずれかで乗客に表示するために、目的地までの時間、速度、高度、外気温度、目的地の時間、航空機の位置を含む様々な飛行情報を計算する。
プロセッサ407は、チェーンの端上のSN-LRUに対する物理的接続に関して予約されたN個のポートと、リング内のその他のHE-LRUに対する物的接続に関して予約されたK個のポートとを有する。HE-LRUリング接続に関して予約されたK個のポートは、内部接続を介してK個のHE-LRUポートトランシーバ408に接続される。ポートトランシーバ408は、今度は、K個の内部光ファイバ接続を介して光ファイバパネルコネクタ420に接続される。同様に、SN-LRUチェーン接続に関して予約されたN個のポートは、内部接続を介してN個のSN-LRUポートトランシーバ410に接続される。ポートトランシーバ410は、今度は、N個の内部光ファイバ接続を介してパネルコネクタ420に接続される。いくつかの実施形態では、内部光ファイバ接続は、それらの内部光ファイバ接続がパネルコネクタ420に接続する時間によってシンプレックスである(例えば、ポートトランシーバ408および410は双方向性であるか、または単方向デュプレックストランシーバ出力を双方向シンプレックスフォーマットに変換するためにカプラーが使用される)。パネルコネクタ420は、HE-LRU400がヘッドエンドのラック内に設置されているとき、コネクタ421とブラインドメイト(blind mate)する。コネクタ421は、HE-LRU400がそのラック内に設置されているとき、対応するHE-LRU内部光ファイバ接続に接続するHE-LRUポートに関して予約されたK個の外部光ファイバケーブルを有する。同様に、コネクタ421は、HE-LRU400がそのラック内に設置されているとき、対応するSN-LRU内部光ファイバ接続に接続するSN-LRUチェーンポートに関して予約されたN個の外部光ファイバケーブルを有する。KおよびNはそれぞれ、1よりも大きい。さらに、HE-LRU400は、T個のデータポートを有し、この場合、K+NはT以下である。プロセッサ407の制御下で、HE-LRU400は、SN-LRUチェーンポートに関して予約されたN個の外部光ファイバケーブルのうちの1つを介してHE-LRU400に直接的に接続された任意のSN-LRU(すなわち、任意の端SN-LRU)にプレゼンス情報を提供する。プロセッサ407の制御の下で、HE-LRU400は、やはり、HE-LRUポートに関して予約されたK個の外部光ファイバケーブルのうちの1つを介して、HE-LRU400に直接的に接続された任意のHE-LRUにその独自のプレゼンス情報を提供して、隣接するHE-LRUからこれらのポート上で受信された(HE-LRUが発生しなかったという)任意のプレゼンス情報をその非進入ポート上で中継する。
図5は、本発明のいくつかの実施形態における、SN-LRUチェーンとHE-LRUリングとを備えたIFEシステム内で使用するように適合された一般的なSN-LRU500を示す。これらの実施形態では、SN-LRU500は、ハードウェア要素とソフトウェア要素とを有するLRUコア501と、第1の光ファイバトランシーバ503と、第2の光ファイバトランシーバ504と、マネージドスイッチであってよいネットワーク管理プロセッサ502とを含む。プロセッサ502は、内部銅接続を経由して第1のトランシーバ503および第2のトランシーバ504と通信可能に結合される。プロセッサ502は、銅接続などの内部接続を経由して、LRUコア501に通信可能に結合される。第1のトランシーバ503は、例えば、外部光ファイバリンクを経由して上流のHE-LRUまたはSN-LRUに物理的に接続される。第2のトランシーバ504は、同様に、外部光ファイバリンクを経由して下流のHE-LRUまたはSN-LRUに物理的に接続される。プロセッサ502は、第1のトランシーバ503を介して上流HE-LRUに対するネットワークアクセス、または第2のトランシーバ504を介して下流HE-LRUに対するネットワークアクセスをLRUコア501に提供する。上流方向および下流方向は、それぞれ、LRUの左および右のネットワーク経路に任意に割り当てられている。
LRUコア501の構造および機能は、SN-LRUタイプごとに異なる。オンボードネットワークインターフェースユニット301向けのLRUコアは、読書灯制御、客室乗務員の呼出、およびムービングマップなどのアプリケーションに関する飛行情報など、乗客の利便性特徴に関するパブリックアドレス音声およびパブリックアドレスデータに対するアクセスを可能にする。オフボードネットワークインターフェースユニット302向けのLRUコアは、一般に、衛星ベースまたは地上ベースの無線周波数ネットワークを介した地上波ネットワークとの通信を可能にする。このLRUコアは、実装に応じて、双方向通信または単方向通信を可能にできる。双方向バージョンは、地上波ネットワークとの接続性(広帯域接続性)を可能にする。単方向バージョンは、テレビ(ブロードキャストビデオ)など、航空機から離れたブロードキャストデータソースへのアクセスを可能にする。データローダ303向けのLRUコアは、メディアコンテンツ更新(映画、音声、ゲーム、インターネットウェブページ、ファイルなど)、主な更新およびトランザクションデータ転送を可能にする。このLRUコアは、以下の機構、すなわち、データローダ303内に挿入された取外し可能なディスクまたはテープ、機内に持ち込まれて、IFEシステム、無線LAN、もしくは他の無線リンクに一時的に接続された携帯用のディスクドライブまたはテープのうちの1つを使用して、データ転送を可能にする。CMT304向けのLRUコアは、LRUリブート、ビデオチャネル試写、客室乗務員オーバーライド、乗務員呼出状態、読書灯状態、組込み試験、問合せ、およびシステム試験など、客室乗務員がシステムの管理機能および運営機能を実行するのを可能にする。VDU305向けのLRUコアはそれぞれ、乗客がビデオコンテンツを閲覧して、IFEメニューをナビゲートするのを可能にする物理的なディスプレイデバイス(例えば、フラットパネルディスプレイ)を含む。これらのLRUコアは、さらに、ディスプレイデバイスタッチスクリーンもしくは機械的に作動されるボタンを介して、音量制御、チャネル制御、照明制御、乗務員呼出ボタン、メニューボタンおよび/またはメニュー選択ボタンなどのPCU機能性を提供する。ディスプレイインターフェースユニット(図示せず)向けのLRUコアは、乗客が
ビデオコンテンツを閲覧して、IFEメニューをナビゲートするのを可能にする外部ディスプレイデバイス(例えば、フラットパネルディスプレイ)に対する物理的なインターフェースを含む。VDU向けのLRUコアと同様に、これらのLRUコアは、さらに、ディスプレイデバイスタッチスクリーンもしくは機械的に作動されるボタンを介して、音量制御、チャネル制御、照明制御、乗務員呼出ボタン、メニューボタンおよび/またはメニュー選択ボタンなどのPCU機能性を提供する。
図6Aから6Dは、本発明のいくつかの実施形態における直列ネットワーキングデータ経路維持を例示する。図6Aは、4つのHE-LRUのリングと、HE-LRU1とHE-LRU2とに物理的に配線接続された、4つのSN-LRUの単一のチェーンを有するIFEシステムの物理的な配線を示す。SN-LRUは、トポロジメッセージングを介して、最も近いHE-LRUについて通知され続けて、HE-LRUに対する任意のSN-LRUの最大ネットワークホップ数を最小限に抑えるループのないデータ経路を確立および維持するために、リンクが直列ネットワーキングデータ経路に参加するのを制限する。図6Bは、チェーン内に故障が存在しないときの直列ネットワーキングトポロジを示す。SN-LRU2とSN-LRU3との間のリンクはデータ経路から除外されており、結果として、HE-LRUに対する最大ホップ数が2である、2つのループのないデータ経路を確立する。図6Cは、SN-LRU1とSN-LRU2との間のリンクが故障したことの検出時に再構成した後の直列ネットワーキングトポロジを示す。この再構成は、HE-LRUに対する最大ホップ数が3である、HE-LRUに対して最も少ないホップデータ経路をすべてのSN-LRUに提供するために、SN-LRU2とSN-LRU3との間のリンクをデータ経路に追加することによって行われる。図6Dは、SN-LRU4が故障したことの検出時に再構成した後の直列ネットワーキングトポロジを示す。この再構成は、HE-LRUに対する最大ホップ数が3である、HE-LRUに対して最も少ないデータ経路を依然としてアクティブなすべてのSN-LRUに提供するために、SN-LRU2とSN-LRU3との間のリンクをデータ経路に追加することによって行われる。図6Bから6Dで例示されるリンクの追加および削減は、ネットワーク管理プロセッサの制御下で、ホップカウントおよび/またはトポロジメッセージングから収集されたプレゼンス情報を使用して、SN-LRU1内、SN-LRU2内、および/またはSN-LRU3内で行われる。例えば、それぞれのSN-LRUは、そのネットワーク管理プロセッサの制御下で、そのポートの両方の上で受信されたホップカウントを比較することによって、それがチェーンの中央SN-LRUであるかどうかを決定することが可能である。両方のポートに関するホップカウントが同じ場合または1つのホップだけ異なる場合、SN-LRUは中央LRUとして自己識別し、そうでない場合、SN-LRUは、中央LRUとして自己識別しない。SN-LRUが中央LRUとして自己識別した場合、SN-LRUは、ループのないネットワークトポロジを生み出すために、チェーンを断ち切る。両方のポートに関するホップカウントが1つのホップだけ異なる場合、SN-LRUは、そのネットワーク管理プロセッサの制御下で、より高いホップカウントを有するポート(すなわち、最も近いHE-LRUに対してより長い経路を有するポート)を閉鎖して、他のポートを閉鎖解除する。両方のポートに関するホップカウントが同一である場合、SN-LRUは、そのネットワーク管理プロセッサの制御下で、それらのポートのうちの所定の1つを閉鎖して、他のポートを閉鎖解除する。
図7Aから7Dは、本発明のいくつかの実施形態におけるヘッドエンドデータ経路維持を例示する。図7Aは、4つのHE-LRUのリングと、HE-LRU1とHE-LRU2とに物理的に配線接続された4つのSN-LRUの単一のチェーンとを有するIFEシステムの物理的な配線を示す。HE-LRUが、トポロジメッセージングの結果として、閉鎖されたHE-LRUリングを検出するとき、指定されたHE-LRUは、HE-LRU同士の間にループのないデータ経路を生み出すために、そのリンクのうちの1つをデータ経路から除外し、そのリンクは、HE-LRUまたはリンクが故障した場合、データ経路を維持するために、そのデータ経路に対して後で回復可能である。図7Bは、HE-LRUループ検出後のヘッドエンドネットワークトポロジを示す。そのトポロジにおいて、HE-LRU1とHE-LRU4との間のリンクは、ループを排除するために、データ経路から除外されている。図7Cは、HE-LRU3とHE-LRU4との間のリンクが故障したことの検出時に再構成した後のヘッドエンドネットワークトポロジを示す。HE-LRU1とHE-LRU4との間のこのリンクは、すべてのHE-LRUに対するネットワークアクセスを維持するために、データ経路に対して回復されている。図7Dは、HE-LRU2が故障したことの検出時に再構成した後のヘッドエンドネットワークトポロジを示す。この再構成は、同様に、結果として、すべてのライブHE-LRUに対するネットワークアクセスを維持するために、データ経路に対するHE-LRU1とHE-LRU4との間のリンクの回復をもたらす。図7Bから7Dに例示されるリンクの追加および減算は、ネットワーク管理プロセッサの制御下で、トポロジメッセージングから収集されたループ情報を使用して、HE-LRU1内、HE-LRU-3内、および/またはHE-LRU4内で行われる。いくつかの実施形態では、HE-LRUリング内のHE-LRUのうちの少なくとも2つは、単一ハードウェア設計構成のものである。
いくつかの実施形態では、リンクは、ネットワーク管理プロセッサの制御下で、HE-LRU内およびSN-LRU内のトランシーバの状態をデータ転送状態とデータ閉鎖状態との間で動的に制限することによって、データ経路から追加され、除外される。当然、トランシーバ、ならびにそれらの関連ポートおよび関連リンクは、それらがデータ経路に参加していないときですら、プレゼンスメッセージおよびその他の管理情報を運び続けることになる。
一実施形態では、従来のスパニングツリープロトコルから本発明を区別する重要な特徴は、本発明では、HE-LRU同士の間のループのないデータ経路がSN-LRUを通過するネットワークが形成されないことである。
「直列」という用語は、本明細書で使用される場合、説明されたデバイスが一緒にネットワーク接続される形を説明し、通信のタイプまたは通信がネットワークリンクを介して送信される形を指さない点を理解されたい。
本発明は、本発明の趣旨または本質的な特徴から逸脱せずに、他の特定の形態で実施可能である点を当業者は理解されよう。したがって、本説明は、あらゆる点で、限定的ではなく、例示的であると見なされる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって示され、その均等物の意味および範囲内で行われるすべての変更は、本明細書に包含されることが意図される。
301 直列ネットワーキングオンボードネットワークインターフェースユニット
直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)
302 直列ネットワーキングオフボードネットワークインターフェースユニット
直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)
303 直列ネットワーキングデータローダ
直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)
304 直列ネットワーキングCMT
直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)
305 直列ネットワーキングVDU
直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)
306 リンク
307 リンク
308 光ファイバリンク
309 HE-LRU
310 ヘッドエンドライン交換可能ユニット(HE-LRU)リング
311 直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)チェーン
312 直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)チェーン
313 直列ネットワーキングライン交換可能ユニット(SN-LRU)チェーン
400 代表的なHE-RU
401 1つまたは複数のアプリケーションサーバ
402 ビデオサーバ
403 音声サーバ
404 ゲームサーバ
405 ファイルサーバ
406 乗客飛行情報システムサーバ
407 統合ネットワーク管理プロセッサ
408 HE-LRUポートトランシーバ
410 SN-LRUポートトランシーバ
420 光ファイバパネルコネクタ
421 コネクタ
500 一般的なSN-LRU
501 LRUコア
502 ネットワーク管理プロセッサ
503 第1の光ファイバトランシーバ
504 第2の光ファイバトランシーバ

Claims (32)

  1. リング構成で物理的に相互接続された複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットと、
    直列構成で物理的に相互接続された複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットとを含み、
    前記直列構成の端において前記直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットのうちの2つが、それぞれ、前記ヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの2つと物理的に相互接続され、
    リンクが前記ヘッドエンドデータ経路に参加するのを制限することによって、アクティブなヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間にループのないヘッドエンドデータ経路が維持され、
    リンクが前記直列接続されたネットワーキングデータ経路に参加するのを制限することによって、2つのヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの少なくとも1つとアクティブな直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットとの間に1つまたは複数のループのない直列接続ネットワーキングデータ経路が維持される機内エンターテイメントシステム。
  2. 選択されたリンクを前の直列接続されたネットワーキングデータ経路から除外することによって、前記ループのない直列接続されたネットワーキングデータ経路が維持される、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記選択されたリンクが、ホップカウント情報を使用して選択される、請求項2に記載のシステム。
  4. 前記選択されたリンクが、前記アクティブな直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットのうちのいずれかと、前記2つのヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちのいずれかとの間の最大ホップ数を最小限に抑えるために選択される、請求項2に記載のシステム。
  5. 前の直列接続されたネットワーキングデータ経路上の故障を検出したことに応答して、選択されたリンクを前記前の直列接続されたネットワーキングデータ経路に追加することによって、前記ループのない直列接続されたネットワーキングデータ経路が維持される、請求項1に記載のシステム。
  6. 前記故障がリンクの故障である、請求項5に記載のシステム。
  7. 前記故障がライン交換可能ユニットの故障である、請求項5に記載のシステム。
  8. 前のヘッドエンドデータ経路上のループを検出したことに応答して、選択されたリンクを前記前のヘッドエンドデータ経路から除外することによって、前記ループのないヘッドエンドデータ経路が維持される、請求項1に記載のシステム。
  9. 前のヘッドエンドデータ経路上の故障を検出したことに応答して、選択されたリンクを前記前のヘッドエンドデータ経路に追加することによって、前記ループのないヘッドエンドデータ経路が維持される、請求項1に記載のシステム。
  10. 前記故障がリンクの故障である、請求項9に記載のシステム。
  11. 前記故障がライン交換可能ユニットの故障である、請求項9に記載のシステム。
  12. 前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのビデオディスプレイライン交換可能ユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  13. 前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、少なくとも1つの客室管理端末ライン交換可能ユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  14. 前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのオンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  15. 前記オンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットが、パブリックアドレスシステムに対する接続性を提供する、請求項14に記載のシステム。
  16. 前記オンボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットが、飛行管理システムに対する接続性を提供する、請求項14に記載のシステム。
  17. 前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのオフボードネットワークインターフェースライン交換可能ユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  18. 前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのデータローダライン交換可能ユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
  19. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのアプリケーションサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  20. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つの音声サーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  21. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのビデオサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  22. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのファイルサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  23. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つのゲームサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  24. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、少なくとも1つの乗客飛行情報システムサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  25. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット内の少なくとも2つのヘッドエンドライン交換可能ユニットが、単一ハードウェア設計構成のものである、請求項1に記載のシステム。
  26. 前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット内の前記ヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの1つが、以下のタイプのサーバ、すなわち、アプリケーションサーバ、ビデオサーバ、ファイルサーバ、ゲームサーバ、および乗客飛行情報システムサーバの中から選択された少なくとも2つの異なるタイプのサーバを含む、請求項1に記載のシステム。
  27. 直列構成で物理的に相互接続された複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットを含む機内エンターテイメントシステムに関する第1および第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットであって、前記第1および第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットの各々が、
    複数の光ファイバトランシーバと、
    前記トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサの制御下で、前記トランシーバのうちの第1のトランシーバを経由した第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第1のリンクの故障に応答して、前記第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、前記トランシーバのうちの第2のトランシーバを経由して、第3のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第2のリンクをアクティブ化し、それによって、複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間にループのないヘッドエンドデータ経路が回復される、プロセッサとを含み、
    前記第1および第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、リング構成で物理的に相互接続され、
    前記第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、第1のネットワーク経路を介して、前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットの一端と物理的に相互接続され、
    前記第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、第2のネットワーク経路を介して、前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットの他端と物理的に相互接続される、機内エンターテイメントシステムに関する第1および第2のヘッドエンドライン交換可能ユニット。
  28. 複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットを含む機内エンターテイメントシステムに関する第1および第2の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットであって、前記第1および第2の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットの各々が、
    複数の光ファイバトランシーバと、
    前記トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサの制御下で、前記トランシーバのうちの第1のトランシーバを経由した第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第1のデータ経路の故障に応答して、前記直列ネットワーキングライン交換可能ユニットが、前記トランシーバのうちの第2のトランシーバを経由して、第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対する第2のデータ経路をアクティブ化する、プロセッサとを含み、
    前記第1の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットが、第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットと直接物理的に相互接続されるとともに、前記第2の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットが、第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットと直接物理的に相互接続され、それによって2つの独立したデータ経路を提供する、機内エンターテイメントシステムに関する第1および第2の直列ネットワーキングライン交換可能ユニット。
  29. 機内エンターテイメントシステムに関する複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットであって、前記ヘッドエンドライン交換可能ユニットの各々が
    複数の光ファイバトランシーバと、
    前記トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサの制御下で、前記ヘッドエンドライン交換可能ユニットが、前記トランシーバのうちの第1のトランシーバを経由してリンク上でプレゼンスメッセージを送信して、前記トランシーバのうちの第2のトランシーバを経由してリンク上で前記プレゼンスメッセージを受信し、前記プレゼンスメッセージを受信したことに応答して、前記リンクのうちの1つを複数のヘッドエンドライン交換可能ユニット同士の間のループのないヘッドエンドデータ経路に参加することから除外する、プロセッサとを含み、
    前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、リング構成で物理的に相互接続され、
    前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの第1のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットの一端と物理的に相互接続され、前記複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットのうちの第2のヘッドエンドライン交換可能ユニットが、前記複数の直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットの他端と物理的に相互接続される、機内エンターテイメントシステムに関するヘッドエンドライン交換可能ユニット。
  30. 前記プロセッサの制御下で、前記ヘッドエンドライン交換可能ユニットが、前記トランシーバのうちの第3のトランシーバを経由して、ホップカウントを有する第2のプレゼンスメッセージを直列ネットワーキングライン交換可能ユニットに送信する、請求項29に記載のヘッドエンドライン交換可能ユニット。
  31. リング構成で接続された2つの複数のヘッドエンドライン交換可能ユニットに対して独立したネットワーク経路を有する機内エンターテイメントシステムに関する直列ネットワーキングライン交換可能ユニットであって、
    複数の光ファイバトランシーバと、
    前記トランシーバに通信可能に結合されたプロセッサとを含み、前記プロセッサの制御下で、前記直列ネットワーキングライン交換可能ユニットが、前記トランシーバのうちの第1のトランシーバを経由してリンク上で、受信されたホップカウントを有するプレゼンスメッセージを受信して、前記ホップカウントを増分し、前記光ファイバトランシーバのうちの第2の光ファイバトランシーバを経由してリンク上で、増分されたホップカウントを有する前記プレゼンスメッセージを送信し、前記プロセッサの制御下で、前記直列ネットワーキングライン交換可能ユニットが、前記受信されたホップカウントに少なくとも一部基づいて、前記リンクのうちの1つがヘッドエンドライン交換可能ユニットと複数の直列ネットワーキングライン交換可能ユニットとの間のループのない直列ネットワーキングデータ経路に参加するのを制限する、機内エンターテイメントシステムに関する直列ネットワーキングライン交換可能ユニット。
  32. 前記直列接続されたネットワーキングライン交換可能ユニットが、ビデオディスプレイユニットを含む、請求項1に記載のシステム。
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