特許 7045254 棟内伝送システム、光受信装置、カプセル化装置、及びデカプセル化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-23

(45)【発行日】2022-03-31

(54)【発明の名称】棟内伝送システム、光受信装置、カプセル化装置、及びデカプセル化装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 21/438 20110101AFI20220324BHJP

   H04H 20/78 20080101ALI20220324BHJP

   H04H 60/82 20080101ALI20220324BHJP

【ＦＩ】

H04N21/438

H04H20/78

H04H60/82

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018084373

(22)【出願日】2018-04-25

(65)【公開番号】P2019193116

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-03-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100161148

【弁理士】

【氏名又は名称】福尾 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100185225

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 恭一

(72)【発明者】

【氏名】楠 知也

(72)【発明者】

【氏名】倉掛 卓也

(72)【発明者】

【氏名】高島 稔弘

(72)【発明者】

【氏名】前田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】金井 久幸

【審査官】鈴木 順三

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５３０８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７９９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５３１９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０６０５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２２７２００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２１／００ － ２１／８５８

Ｈ０４Ｈ ２０／００ － ６０／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光信号で伝送されたケーブルテレビにおける放送信号を棟内において電気信号で伝送する棟内伝送システムであって、
番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、電気信号に変換後、視聴要求された番組のＩＰパケットを、配信用ＩＰアドレスでカプセル化して出力する光受信装置と、
カプセル化された前記ＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスに基づいて、直交位相振幅変調されたＲＦ（Radio Frequency）信号のチャンネルで伝送するＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）と、
を共通で備え、
各受信者において、ＣＭ（Cable Modem）で前記チャンネルを受信し、復調した後、カプセル化を解いて元の番組のＩＰパケットに戻すことを特徴とする、棟内伝送システム。

【請求項2】

光信号で伝送されたケーブルテレビにおける放送信号を棟内において電気信号で伝送する棟内伝送システムであって、
番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、電気信号に変換後、視聴要求された番組のＩＰパケットを出力する光受信装置と、
視聴要求された番組の前記ＩＰパケットを、配信用ＩＰアドレスでカプセル化するカプセル化装置と、
カプセル化された前記ＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスに基づいて、直交位相振幅変調されたＲＦ（Radio Frequency）信号のチャンネルで伝送するＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）と、
を共通で備え、
各受信者において、ＣＭ（Cable Modem）で前記チャンネルを受信し、復調した後、カプセル化を解いて元の番組のＩＰパケットに戻すことを特徴とする、棟内伝送システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の棟内伝送システムにおいて、
前記ＣＭＴＳは、前記チャンネルをボンディングし、マルチキャスト伝送することを特徴とする、棟内伝送システム。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の棟内伝送システムにおいて、
前記ＣＭＴＳ及び前記ＣＭは、ＤＯＣＳＩＳ（Data Over Cable Service Interface Specifications）規格に対応していることを特徴とする、棟内伝送システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の棟内伝送システムにおいて、
前記カプセル化は、番組ＩＰアドレスと配信用ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルに基づいて行い、前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することを特徴とする、棟内伝送システム。

【請求項6】

ケーブルテレビの番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、視聴要求された番組のＩＰパケットを、ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）に出力する光受信装置であって、
前記光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部と、
前記電気信号を復号して、番組のＩＰパケットを生成する伝送路符号化復号部と、
復号された番組のＩＰパケットから視聴要求された番組のＩＰパケットを分離して出力する多重化分離部と、
前記ＣＭＴＳのチャンネルに対応する配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルに基づいて、前記多重化分離部から出力された番組のＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでカプセル化するカプセル化部と、
を備えた、光受信装置。

【請求項7】

請求項６に記載の光受信装置において、
前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することを特徴とする、光受信装置。

【請求項8】

ケーブルテレビの番組のＩＰパケットをカプセル化して出力するカプセル化装置であって、
ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）のチャンネルに対応する配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルと、
前記カプセル化テーブルに基づいて、入力された番組のＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでカプセル化するカプセル化部と、
を備えた、カプセル化装置。

【請求項9】

請求項８に記載のカプセル化装置において、
前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することを特徴とする、カプセル化装置。

【請求項10】

カプセル化された、ケーブルテレビの番組のＩＰパケットを受信するデカプセル化装置であって、
ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）における配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルと、
マルチキャストｊｏｉｎ信号を、前記ＣＭＴＳが対応可能な所定のフォーマットに変換して送信するマルチキャストプロトコル変換部と、
前記カプセル化テーブルを参照して、カプセル化された番組のＩＰパケットをデカプセル化するデカプセル化部と、
を備えた、デカプセル化装置。

【請求項11】

請求項１０に記載のデカプセル化装置において、
前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することを特徴とする、デカプセル化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、棟内伝送システム、光受信装置、カプセル化装置、及びデカプセル化装置に関し、特に、ＩＰ（Internet Protocol）信号を利用したケーブルテレビにおける棟内伝送システムと、これを構成する光受信装置、カプセル化装置、及びデカプセル化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、ケーブルテレビでは、地上波・衛星放送再送信やコミュニティチャンネル放送、多チャンネル放送などの放送サービスと、インターネット接続、電話、ＶＯＤ（Video On Demand）などの様々な通信サービスが行われている。

【0003】

ケーブルテレビ局から加入者までがＨＦＣ（Hybrid Fiber Coaxial）伝送路の場合、放送サービスの伝送方式として６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交位相振幅変調）または２５６ＱＡＭで再変調するトランスモジュレーション方式、周波数変換パススルー方式、パススルー方式が使用されている。通信サービスの場合、ＩＰ信号をＲＦ（Radio Frequency）信号で伝送するＤＯＣＳＩＳ３．０（Data Over Cable Service Interface Specifications 3.0）規格が運用されている（非特許文献１、２）。これらの放送と通信の信号は１波あたり６ＭＨｚの帯域幅を持ち、９０－７７０ＭＨｚの周波数帯域で周波数多重されている。そして、この周波数多重されたＲＦ信号の電圧で光をアナログ強度変調するＳＣＭ（Sub Carrier Multiplexing）伝送方式で光ファイバーを伝送し、途中で電気信号に変換して分配系は同軸ケーブルで伝送している。しかしながら、この伝送方式の総伝送容量は３－４Ｇｂｐｓ程度であり、帯域の逼迫が言われている。

【0004】

一方、ケーブルテレビ事業者の中にはＦＴＴＨ（Fiber to the Home）システムを採用している場合がある。この場合、９０－７７０ＭＨｚの帯域だけでなく、ＢＳ－ＩＦ（Intermediate Frequency）帯も周波数多重してＳＣＭ伝送方式で伝送可能であるため、合わせて４－６Ｇｂｐｓ程度の伝送容量を放送サービスに利用可能である。なお、通信サービスはＳＣＭに多重するのではなく、デジタル光強度変調されたＩＰ信号として、Ｇ－ＥＰＯＮ（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）などの伝送方式で別波長の信号として伝送している。

【0005】

上述のように、分配系に同軸ケーブルを用いるケーブルテレビでは既に帯域の逼迫が言われており、また、ＦＴＴＨ化したケースでは放送サービスの帯域にまだ余裕があると考えられるが、将来、４Ｋ・８Ｋ（スーパーハイビジョン）サービスが普及する段階では、ＦＴＴＨ伝送路の場合でもさらなる大容量化が必要になると考えられる。

【0006】

ＦＴＴＨでの大容量伝送を実現する手法として、現状のケーブルテレビで用いられるＲＦ信号で光をアナログ強度変調して伝送するのではなく、通信系と同様にベースバンド信号で光をデジタル強度変調して伝送する手法が検討されている（特許文献１）。通信用のベースバンド光伝送技術としては、１０Ｇｂｐｓの大容量伝送が可能な１０Ｇ－ＥＰＯＮ（非特許文献３）が２００９年に規格化され、対応製品も商品化されている。放送系も１０Ｇ－ＥＰＯＮの下り方向の伝送路符号化を活用し、映像信号を時分割多重してＩＰ信号でベースバンド伝送することで、大容量信号を安価に光伝送することができる可能性がある。

【0007】

ところで、ケーブルテレビ事業者が伝送路を光化（光ファイバー化）する場合、戸建住宅の場合は各加入者まで光化することは比較的容易であり、ベースバンド伝送方式を導入することができる。しかし、マンション等の集合住宅における棟内伝送路はケーブルテレビ事業者の管轄外であり、各加入者まで光化することは難しい。棟内伝送路は同軸ケーブルあるいは電話線などの伝送路しかない設備が多く、また新たにケーブルを敷設するスペースがない場合や、光化工事の手続きの煩雑さもあり、光化には時間と費用を要する。

【0008】

従来のアナログ光強度変調を用いるＳＣＭ伝送方式の場合、同軸ケーブル前段でＶ－ＯＮＵ（Video Optical Network Unit）で光信号をＯ／Ｅ（光／電気）変換することでＲＦ信号に戻し、棟内を電気信号で伝送している。しかし、デジタル光強度変調を行うベースバンド伝送方式の場合、Ｏ／Ｅ変換したベースバンド信号をそのまま伝送するのは、高周波成分の減衰が大きく難しい。そのため、棟内伝送路において大容量のベースバンド信号を伝送する手段が必要となる。

【0009】

これを実現する手段として、ケーブルテレビ事業者において、通信用のＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応の送受信装置を用いたＩＰ放送が検討されている（非特許文献４）。これは、送信装置にあたるＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）、あるいはＣＭＣ（Coax Media Converter）を伝送路の途中の光ファイバーから同軸ケーブルに変わるポイントに設置し、宅内のＣＭ（Cable Modem）までＩＰ信号をマルチキャストで伝送するものである。ＤＯＣＳＩＳ３．０規格にあるチャンネルボンディング技術を使って、２５６ＱＡＭ信号を８チャンネルボンディングして約３００Ｍｂｐｓの大容量伝送が可能である。また、ＣＭはＤＢＣ（Dynamic Bonding Change）により受信するボンディンググループを動的に変更することができ、別のボンディンググループにあるチャンネルも受信することができる。

【0010】

このＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応のＣＭＴＳをマンション内に設置し、各受信者（加入者）宅にＣＭを設置して４Ｋ・８Ｋ信号をＩＰマルチキャストで伝送する方式として、これまで２種類の棟内伝送システム（配信方式）が検討されている。

【0011】

１つは、チャンネルボンディングを用いてダイナミックに伝送番組を切り替えて、番組をＩＰマルチキャスト伝送する方法である。図９に基づいて、従来検討された第１の棟内伝送システムとその配信方式を説明する。図９は、集合住宅（マンション等）に光ファイバーを経由して届いた番組が、各受信者宅に配信されるまでを示している。棟内伝送システムは、光受信装置９１、ＣＭＴＳ９２、及びＣＭ９３１～９４２を備えている。光受信装置９１からＣＭ９３１～９４２までの間は同軸ケーブルで結ばれている。

【0012】

光受信装置９１は、光ファイバー（図示せず）を経由して届いた全番組の番組データ（例えば、ベースバンド信号）を受信し、電気信号に変換して、視聴要求のあった番組をＩＰ信号としてＣＭＴＳ９２に出力する。

【0013】

ＣＭＴＳ９２は、受信者が受信可能なチャンネルと要求された番組データを対応させ、さらにチャンネルを結合させて、複数のチャンネルからなるボンディンググループ（ボンディングされたチャンネルのグループ。以下、単に「ボンディング」という。）を作る。図で１つの黒い台形が１つのチャンネルを示しており、例えば、所定の搬送波周波数を有する２５６ＱＡＭの信号で構成され、周波数多重されて伝送される。グループ１のＣＭ９３１を介して８Ｋ₁番組の要求があったときは、ボンディング１のチャンネルに８Ｋ₁番組のデータを対応付ける。

【0014】

ＣＭ９３１～９４２は、各受信者宅に設置され、所定のボンディングを受信し、チャンネル信号を復調・復号して番組の映像ストリームを生成する。この場合、ＣＭのチューナー数によって受信可能なボンディング数が制限されるため、少数の世帯（受信者宅）からなる複数のサービスグループ９３，９４を作り、各グループ内でマルチキャストを行う。それぞれのサービスグループ内のＣＭは固定のボンディングのチャンネルを受信する。例えば、グループ１のＣＭ９３１，９３２はボンディング（チャンネル）１を受信し、グループ２のＣＭ９４１，９４２はボンディング２を受信する。ＣＭ９３１～９４２からＣＭＴＳ９２に番組視聴要求があると、ＣＭＴＳ９２は各ボンディングで伝送する番組を動的に変更する。ＣＭのチューナー数を８個、８つのチャンネルが全て２５６ＱＡＭ伝送とすると、伝送容量は約３００Ｍｂｐｓとなり、この帯域をサービスグループ内の世帯でシェアすることになる。

【0015】

ＤＯＣＳＩＳ３．０規格を利用するもう１つの方法は、ＤＢＣを用いて受信するボンディング（チャンネル）を変更しながらＩＰマルチキャスト伝送する方法である。図１０に基づいて、従来検討された第２の棟内伝送システムとその配信方式を説明する。図１０の棟内伝送システムは、光受信装置９１、ＣＭＴＳ９２、及びＣＭ９５～９８からなる。光受信装置９１からＣＭ９５～９８までの間は同軸ケーブルで結ばれている。

【0016】

光受信装置９１は、光ファイバー（図示せず）を経由して届いた全番組の番組データ（例えば、ベースバンド信号）を受信し、電気信号に変換して、視聴要求のあった番組をＩＰ信号としてＣＭＴＳ９２に出力する。

【0017】

ＣＭＴＳ９２は、チャンネルと伝送する番組データを対応させ、さらにチャンネルを結合させて、複数のチャンネルからなるボンディングを作る。この場合、番組とそれを伝送するチャンネルの対応関係は、予め設定されている。

【0018】

ＣＭ９５～９８は、各受信者宅に設置され、所望のボンディング（チャンネル）を受信し、チャンネル信号を復調・復号して番組の映像ストリームを生成する。各ＣＭは、固定のボンディングではなく、視聴要求に応じて受信するボンディングを変更する。例えば、ＣＭ１（９５）が番組１（８Ｋ₁）を視聴する時はボンディング１を受信し、番組２（８Ｋ₂）を視聴する時はボンディング２を受信する。他のＣＭも同様である。そのため、同じ番組が複数の加入者宅で視聴される場合、マルチキャストで効率的に伝送できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【文献】特開２０１６－１５２５３９号公報

【非特許文献】

【0020】

【文献】CableLabs DOCSIS 3.0 specifications

【文献】JCTEA STD-024-1.0 「ＣＡＴＶ高速データ伝送装置DOCSIS3.0」

【文献】IEEE編、「IEEE Std 802.3av-2009」

【文献】総務省報道資料 ４Ｋ・８Ｋ時代に向けたケーブルテレビの映像配信の在り方に関する研究会 資料１－４「ケーブル業界の現状とＩＰ放送に対する考え方」、（２０１７年）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0021】

ＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応のＣＭＴＳとＣＭを利用することにより、４Ｋ・８Ｋ信号をＩＰマルチキャストで伝送することができるが、従来検討された２つの棟内伝送システムには、それぞれ次のような課題がある。

【0022】

図９に示した第１の棟内伝送システムの場合、別々のサービスグループの受信者（加入者）が同じ番組を視聴要求した際に、同じ信号が複数のボンディングで伝送される状況（例えば、番組８Ｋ₁が、ボンディング１とボンディング２で同時に伝送される状況）が発生してしまい、帯域を有効に利用することが出来ない。８Ｋの伝送容量が約１００Ｍｂｐｓであるため、例えば同じ８Ｋ番組が約３００Ｍｂｐｓのボンディングでそれぞれ伝送されるとなると、１／３の帯域が無駄に使われてしまう。

【0023】

図１０に示した第２の棟内伝送システムの場合、ＣＭからの番組視聴要求（ＩＰマルチキャストjoin信号）でＤＢＣを行うためには、どのボンディング（チャンネル）にどの番組が伝送されているかをあらかじめ知っている必要があり、各ボンディングと伝送する番組のＩＰアドレスとを固定してマルチキャストで伝送する必要がある。つまり、あるボンディングはこのＩＰアドレスのパケットを伝送するという設定を事前に行っておく必要があり、既存のＤＯＣＳＩＳ規格ではこの設定を動的に変更することはできない。この場合、受信者（加入者）が全ての番組を選局可能とするためには、世帯数にかかわらず、ＣＭＴＳは全ての番組を常に伝送できるような伝送容量が必要になる。あるいは、伝送容量の上限で視聴可能な番組数を制限することになってしまう。

【0024】

このように従来検討された棟内伝送システムでは、帯域を無駄に消費してしまうことや、番組数を制限してしまうため、より効率的な配信方式が必要となる。具体的には、光ファイバーに比べて帯域が制限される同軸ケーブル上で、効率的に番組を配信する手段が求められている。

【0025】

従って、本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、集合住宅（マンション等）の棟内伝送路として普及している同軸ケーブルと通信用の送受信装置を活用することができ、従来よりも効率的に４Ｋ・８Ｋの多チャンネル信号の伝送を可能とする棟内伝送システムと、これを構成する光受信装置、カプセル化装置、及びデカプセル化装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0026】

上記課題を解決するために本発明に係る棟内伝送システムは、光信号で伝送されたケーブルテレビにおける放送信号を棟内において電気信号で伝送する棟内伝送システムであって、番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、電気信号に変換後、視聴要求された番組のＩＰパケットを、配信用ＩＰアドレスでカプセル化して出力する光受信装置と、カプセル化された前記ＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスに基づいて、直交位相振幅変調されたＲＦ（Radio Frequency）信号のチャンネルで伝送するＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）と、を共通で備え、各受信者において、ＣＭ（Cable Modem）で前記チャンネルを受信し、復調した後、カプセル化を解いて元の番組のＩＰパケットに戻すことを特徴とする。

【0027】

また、上記課題を解決するために本発明に係る棟内伝送システムは、光信号で伝送されたケーブルテレビにおける放送信号を棟内において電気信号で伝送する棟内伝送システムであって、番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、電気信号に変換後、視聴要求された番組のＩＰパケットを出力する光受信装置と、視聴要求された番組の前記ＩＰパケットを、配信用ＩＰアドレスでカプセル化するカプセル化装置と、カプセル化された前記ＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスに基づいて、直交位相振幅変調されたＲＦ（Radio Frequency）信号のチャンネルで伝送するＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）と、を共通で備え、各受信者において、ＣＭ（Cable Modem）で前記チャンネルを受信し、復調した後、カプセル化を解いて元の番組のＩＰパケットに戻すことを特徴とする。

【0028】

また、前記棟内伝送システムにおいて、前記ＣＭＴＳは、前記チャンネルをボンディングし、マルチキャスト伝送することが望ましい。

【0029】

また、前記棟内伝送システムにおいて、前記ＣＭＴＳ及び前記ＣＭは、ＤＯＣＳＩＳ（Data Over Cable Service Interface Specifications）規格に対応していることが望ましい。

【0030】

また、前記棟内伝送システムにおいて、前記カプセル化は、番組ＩＰアドレスと配信用ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルに基づいて行い、前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することが望ましい。

【0031】

上記課題を解決するために本発明に係る光受信装置は、ケーブルテレビの番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、視聴要求された番組のＩＰパケットを、ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）に出力する光受信装置であって、前記光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部と、前記電気信号を復号して、番組のＩＰパケットを生成する伝送路符号化復号部と、復号された番組のＩＰパケットから視聴要求された番組のＩＰパケットを分離して出力する多重化分離部と、前記ＣＭＴＳのチャンネルに対応する配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルに基づいて、前記多重化分離部から出力された番組のＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでカプセル化するカプセル化部と、を備えることを特徴とする。

【0032】

また、前記光受信装置は、前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することが望ましい。

【0033】

上記課題を解決するために本発明に係るカプセル化装置は、ケーブルテレビの番組のＩＰパケットをカプセル化して出力するカプセル化装置であって、ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）のチャンネルに対応する配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルと、前記カプセル化テーブルに基づいて、入力された番組のＩＰパケットを、前記配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでカプセル化するカプセル化部と、を備えることを特徴とする。

【0034】

また、前記カプセル化装置は、前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することが望ましい。

【0035】

上記課題を解決するために本発明に係るデカプセル化装置は、カプセル化された、ケーブルテレビの番組のＩＰパケットを受信するデカプセル化装置であって、ＣＭＴＳ（Cable Modem Termination System）における配信用ＩＰアドレスと、番組ＩＰアドレスとの対応関係が設定されたカプセル化テーブルと、マルチキャストｊｏｉｎ信号を、前記ＣＭＴＳが対応可能な所定のフォーマットに変換して送信するマルチキャストプロトコル変換部と、前記カプセル化テーブルを参照して、カプセル化された番組のＩＰパケットをデカプセル化するデカプセル化部と、を備えることを特徴とする。

【0036】

また、前記デカプセル化装置は、前記カプセル化テーブルを番組視聴要求に基づいて更新することが望ましい。

【発明の効果】

【0037】

本発明は、同軸ケーブルしか敷設されていない集合住宅の棟内伝送路において、既存の同軸ケーブル及び通信用の送受信装置を活用し、多チャンネルの４Ｋ・８Ｋ信号を従来よりも効率的に伝送することを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】本発明の棟内伝送システムを含む、ＦＴＴＨ伝送システムの全体図である。

【図2】本発明の棟内伝送システムとその配信方式を説明する図である。

【図3】本発明の光受信装置の構成例を示すブロック図である。

【図4】本発明のデカプセル化装置の構成例を示すブロック図である。

【図5】本発明で利用するＣＭＴＳのマルチキャストの設定例である。

【図6】本発明で利用するカプセル化テーブルの構成例である。

【図7】視聴要求によりアドレス割当を変更した場合のカプセル化テーブルの構成例である。

【図8】集合住宅の世帯数と必要な伝送容量の計算値の比較図である。

【図9】従来検討された第１の棟内伝送システムとその配信方式を説明する図である。

【図10】従来検討された第２の棟内伝送システムとその配信方式を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。

【0040】

図１に、本発明の棟内伝送システムを含む、ケーブルテレビにおけるＦＴＴＨ伝送システムの全体図を示す。以下では、ＦＴＴＨ伝送路にベースバンド伝送方式を導入した場合を例として説明するが、ベースバンド伝送方式に限らず、光伝送路を利用して全番組の番組データ（ＩＰ信号）を伝送できる方式であれば、ＦＴＴＨ伝送路上をどのような伝送方式で信号伝送してもよい。

【0041】

図１に示すＦＴＴＨ伝送システムは、１つのケーブルテレビ局１と、任意の数の戸建住宅２及び集合住宅３と、それらを接続する光ファイバーからなる光伝送路４とを含む。ケーブルテレビ局１は光送信装置５を備え、映像信号を光信号に変換して、例えば、ベースバンド伝送で光伝送路４に出力する。光信号は分岐（増幅分配）されて、受信者（加入者）宅又は受信者のいる集合住宅まで伝送される。

【0042】

戸建住宅２は、光受信装置１０と、ＩＰ－ＳＴＢ（Set Top Box）５０と、ＴＶ（テレビ）６０とを備える。

【0043】

光受信装置１０は、光伝送路４を経由して届いた全番組の番組信号（例えば、ベースバンド信号）を受信し、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換、復号、選局等を行って、視聴される映像ストリーム（番組のＩＰパケット）のみをＩＰ－ＳＴＢ５０に出力する。なお、後述のとおり、この光受信装置１０は、集合住宅３で用いる光受信装置１０と共通化することも可能である。

【0044】

ＩＰ－ＳＴＢ５０は、視聴を希望する番組を光受信装置１０に要求するとともに、光受信装置１０から映像ストリーム（番組のＩＰパケット）を受信して、一般のテレビで視聴可能な信号に変換し、ＴＶ６０に出力する。

【0045】

そして、受信者（視聴者）は、ＴＶ６０で希望の番組を視聴することができる。

【0046】

集合住宅（マンション等）３は、光信号で伝送されたケーブルテレビにおける放送信号を棟内において電気信号で伝送する棟内伝送システムを備えている。集合住宅３は、共同（共通）で使用される光受信装置１０、及びＣＭＴＳ２０と、各受信者宅に設置されるＣＭ３０（３０₁～３０_n）、デカプセル化装置４０（４０₁～４０_n）、ＩＰ－ＳＴＢ５０（５０₁～５０_n）、及びＴＶ６０（６０₁～６０_n）とを備える。

【0047】

以下、図２に基づいて、本発明の棟内伝送システムとその配信方式を説明する。

【0048】

光受信装置１０は、光伝送路４を経由して届いた全番組の番組信号（例えば、ベースバンド信号）を受信し、Ｏ／Ｅ（光／電気）変換、復号、選局等を行う。後述するように、光受信装置１０は内部にＩＰカプセル化処理部１２を備えており、視聴要求される映像ストリーム（番組のＩＰパケット）に配信用ＩＰアドレス（この例では、IPv4アドレス）を付加してＩＰカプセル化を行い、カプセル化された信号をＣＭＴＳ２０に出力する。なお、集合住宅の場合、マンション内のＭＤＦ（Main Distributing Frame）室などの共用スペースに光受信装置１０とＣＭＴＳ２０を設置することができる。

【0049】

ＣＭＴＳ２０は、配信用ＩＰアドレスに基づいて、光受信装置１０から入力された番組のデータをボンディング（チャンネル）と対応させる。すなわち、各配信用ＩＰアドレスの信号をどのチャンネル又はボンディングで伝送するかを予め設定しておき、光受信装置１０から入力される番組データをマルチキャストで視聴世帯（各受信者宅のＣＭ３０）に配信する。図で１つの黒い台形が１つのチャンネルを示しており、例えば、所定の搬送波周波数を有する２５６ＱＡＭの信号で構成され、周波数多重されたＲＦ信号として伝送される。各チャンネル又はボンディングには、配信用ＩＰアドレスでカプセル化された番組データが対応付けられている。なお、ＣＭＴＳ２０は受信者からの視聴要求であるマルチキャストjoin信号を光受信装置１０に出力し、光受信装置１０がカプセル化ＩＰアドレス（配信用ＩＰアドレス）を制御することで、視聴している番組だけを伝送する。このＣＭＴＳ２０は、既製品のＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応の送信装置を用いることができる。

【0050】

図５に、ＣＭＴＳのマルチキャストの設定例（すなわち、ボンディングと配信用ＩＰアドレスとの対応）を示す。この例では、ＣＭＴＳ２０は、ボンディング１として、２５６ＱＡＭのチャンネルを８ｃｈ（周波数９３～１３５ＭＨｚ）ボンディングし、３００Ｍｂｐｓの伝送容量としている。このボンディング１を用いて、225.0.01から225.0.0.6の配信用ＩＰアドレス（マルチキャストIPv4アドレス）の番組をマルチキャストで伝送するように設定している。

【0051】

なお、ここでは、大容量伝送を行うために、チャンネルのボンディングを前提としているが、配信用ＩＰアドレスとチャンネルの対応関係が設定されていれば、番組データ（カプセル化されたＩＰパケット）を単独のチャンネル（ＱＡＭ信号）で伝送してもよい。また、伝送方法はマルチキャストに限定されず、ユニキャスト伝送を利用してもよい。

【0052】

ＣＭ１～ＣＭｎ（３０₁～３０_n）は各受信者宅に設置され、視聴要求を行った番組が伝送されるボンディング（チャンネル）を受信し、チャンネル信号を復調・復号して番組の映像ストリーム（ここでは、カプセル化された番組のＩＰパケット）を生成する。例えば、ＣＭ１（３０₁）が番組８Ｋ₁を視聴する時はボンディング１を受信し、ＣＭ２（３０₂）が番組８Ｋ₂を視聴する時はボンディング２を受信する。復調・復号して得られたカプセル化された番組のＩＰパケットを、デカプセル化装置４０に出力する。このＣＭ１～ＣＭｎ（３０₁～３０_n）は、既製品のＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応の受信装置を用いることができる。

【0053】

なお、このＣＭＴＳとＣＭはＤＯＣＳＩＳ３．０規格対応のもの以外に、ＤＯＣＳＩＳ３．１規格対応のものを用いてもよい。

【0054】

デカプセル化装置４０（４０₁～４０_n）は、ＣＭ３０から入力された、カプセル化された番組のＩＰパケットをデカプセル化する。すなわち、カプセル化ＩＰパケットから配信用ＩＰアドレス（ＩＰヘッダ）を削除し、元の番組データ（番組のＩＰパケット）に戻してＩＰ－ＳＴＢ５０に出力する。詳細は後述する。なお、この後のＩＰ－ＳＴＢ５０（５０₁～５０_n）、及びＴＶ６０（６０₁～６０_n）の機能・動作は、戸建住宅のものと同一である。

【0055】

図３に、本発明の光受信装置１０の構成例を示すブロック図を示す。

【0056】

光受信装置１０は、伝送路復号化・多重分離部１１と、カプセル化処理部１２を備える。さらに、この光受信装置１０を戸建住宅と集合住宅で共用することができるようにするために、戸建住宅での伝送時と集合住宅での棟内伝送時とで、映像ストリームの流れを制御する配信ルート制御部１３，１４を備えることができる。なお、光受信装置１０を棟内伝送システムの専用とする場合には、戸建伝送時の配信ルートは不要であり、配信ルート制御部１３，１４を省略してもよい。伝送路復号化・多重分離部１１は、Ｏ／Ｅ変換部１１１と、伝送路符号化復号部１１２と、多重化分離部１１３とを有しており、また、カプセル化処理部１２は、カプセル化テーブル１００と、IPv4/IPv6カプセル化部１２１を有している。以下、それぞれのブロックの機能を説明する。

【0057】

Ｏ／Ｅ（光／電気）変換部１１１は、光送信装置５から伝送されてくる光信号（例えば、ベースバンド伝送された番組データ）を電気信号に変換し、伝送路符号化復号部１１２に出力する。

【0058】

伝送路符号化復号部１１２は、電気信号となった伝送データについて、送信側で行った伝送路符号化を復号する。ここでの処理は、例えば、送信側で行ったインターリーブに対してデインターリーブ処理を行うことや、誤り訂正処理等を行うことが含まれる。復号された全番組データ（番組のＩＰパケット）を多重化分離部１１３に出力する。

【0059】

多重化分離部１１３は、復号された全番組データの映像ストリームに対し、受信者（加入者）のＩＰ－ＳＴＢからの番組視聴要求に基づいて選局される映像ストリームを分離して出力する。ここで、戸建伝送時は、配信ルート制御部１３，１４により、多重化分離部１１３から出力される信号（IPv6映像ストリーム）をそのまま光受信装置１０の出力として出力する。一方、棟内伝送時は、選局分離された映像ストリームをカプセル化処理部１２に出力する。

【0060】

カプセル化処理部１２は、IPv4/IPv6カプセル化部１２１において、分離された映像ストリーム（番組のＩＰデータ）を、カプセル化してから出力する。具体的には、視聴要求のある番組（映像信号）のＩＰパケットを、後段のＣＭＴＳで伝送できるように設定した配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでＩＰカプセル化して出力する。カプセル化する配信用ＩＰアドレスは、カプセル化テーブル１００を参照して決定する。視聴されていない番組や新たに視聴される番組が要求された場合、カプセル化テーブル１００を更新して、配信する番組を制御する。

【0061】

図６に、カプセル化テーブル１００の構成例を示す。番組１（８Ｋ）から番組６（４Ｋ）までが視聴されているため、これらの番組のオリジナルＩＰアドレス（番組ＩＰアドレスと呼ぶこともある。この例では、IPv6アドレス）を配信用ＩＰアドレス（この例では、IPv4アドレス）でカプセル化を行っている。配信用ＩＰアドレスは、ＣＭＴＳで伝送するチャンネルまたはボンディングに対応している。もし、受信者が番組６の視聴をやめて、番組８（４Ｋ）を視聴しはじめた場合、図７のようにカプセル化テーブルを更新（配信用ＩＰアドレス225.0.0.6を、番組８のオリジナルＩＰアドレスFF02::08に対応させるように更新）することで、ＣＭＴＳの設定を変更することなく、伝送する番組を変更することができる。

【0062】

なお、図２、図３の例において、カプセル化をIPv4ヘッダで行っているのは、後段のＣＭＴＳがIPv4しか対応していない場合を想定しているためであり、この場合にはIPv4ヘッダでカプセル化する。後段のＣＭＴＳがIPv6マルチキャストに対応していれば、IPv6ヘッダでカプセル化する。またユニキャストしか伝送できない場合はIPv4/IPv6ユニキャストにカプセル化する。番組のＩＰパケットの伝送については、全てＣＭＴＳの設定とカプセル化テーブルの設定に従う。

【0063】

また、この光受信装置１０は、ＣＭＴＳ２０と一体化して用いてもよい。また、これまで光受信装置はベースバンド光受信装置（データの下り専用機）として説明したが、これを他のＩＰ信号受信装置、例えば１０Ｇ－ＥＰＯＮの受信装置（データの下りと上り対応機）とし、カプセル化処理部１２を１０Ｇ－ＥＰＯＮ受信装置に設置して、棟内伝送システムのＣＭＴＳに接続してもよい。

【0064】

また、図３の光受信装置を、伝送路復号化・多重分離部１１を備える光受信装置と、カプセル化処理部１２を備えるカプセル化装置とに分離して構成してもよい（図示せず）。このとき、光受信装置は番組のＩＰパケットを含む光信号を受信し、電気信号に変換後、視聴要求された番組のＩＰパケット（図３のIPv6映像ストリーム）を、カプセル化装置に出力する。カプセル化装置は、視聴要求された番組のＩＰパケットを、カプセル化テーブルに基づいて配信用ＩＰアドレスでカプセル化し、後段のＣＭＴＳに出力する。

【0065】

図４に、本発明のデカプセル化装置４０の構成例を示すブロック図を示す。

【0066】

デカプセル化装置４０は、マルチキャストプロトコル変換部４１と、IPv4/IPv6デカプセル化部４２と、カプセル化テーブル１００を備える。このカプセル化テーブル１００は、光受信装置１０のカプセル化テーブル１００と同一のものであり、光受信装置１０と同期して更新される。

【0067】

マルチキャストプロトコル変換部４１の動作とカプセル化テーブル１００の同期更新の手順は次のとおりである。マルチキャストプロトコル変換部４１は、ＩＰ－ＳＴＢ５０から番組視聴要求であるマルチキャストjoin信号がくると、番組視聴要求があることと視聴要求番組のＩＰアドレスの情報をユニキャストで光受信装置１０に送信する。光受信装置１０はデカプセル化装置４０からの情報を元に、帯域が空いているボンディングＱＡＭ信号で伝送するように、自身のカプセル化テーブル１００を更新する。そして、カプセル化テーブルの更新情報を各デカプセル化装置４０（４０₁～４０_n）まで送信し、全てのデカプセル化装置４０のカプセル化テーブル１００が更新される。デカプセル化装置（マルチキャストプロトコル変換部４１）は更新されたカプセル化テーブル１００を元に、番組のオリジナルＩＰアドレスを配信用ＩＰアドレスに変更した番組視聴要求（マルチキャストjoin信号）を光受信装置１０に送信する。この際、ＣＭＴＳがIPv4対応の場合はIGMP（Internet Group Management Protocol）に、IPv6対応の場合はMLD（Multicast Listener Discovery）に変換して出力する。またこの際、ソースアドレスを指定する必要がないIGMPv2またはMLDv1を用いる。

【0068】

そして、IPv4/IPv6デカプセル化部４２は、ＣＭから入力されたIPv6/IPv4カプセル化映像パケットを、カプセル化テーブル１００を参照しながら識別し、カプセル化を解いて元の映像信号（オリジナルＩＰアドレスを有する番組のＩＰパケット）に戻し、ＩＰ－ＳＴＢ５０とＴＶ６０に出力する。このデカプセル化装置４０は、ＣＭ３０またはＩＰ－ＳＴＢ５０の中にデカプセル化部として、組み込んでもよい。なお、この例では、IPv4ヘッダでカプセル化されたデータが入力されるとしたが、ＣＭＴＳ２０がIPv6対応の場合は、IPv6ヘッダでカプセル化されたデータが入力され、このIPv6ヘッダを削除して元の番組データに戻せばよい。

【0069】

本発明の棟内伝送システムにおける伝送の手順を、図２等に基づいて簡単に説明する。

【0070】

（１）ＣＭＴＳ２０において、配信用ＩＰアドレスと伝送チャンネル又はボンディングとの対応を事前設定する。

【0071】

（２）受信者宅のＩＰ－ＳＴＢからの番組（例えば、番組１：８Ｋ₁）の視聴要求を、デカプセル化装置１（４０₁）を介して光受信装置１０に送信する。

【0072】

（３）配信用ＩＰアドレスと視聴要求された番組のオリジナルＩＰアドレス（番組ＩＰアドレス）の対応関係を、カプセル化テーブルに設定する。例えば、番組１のオリジナルＩＰアドレスをボンディング１の配信用ＩＰアドレスに対応させるよう設定する。この設定は、ＩＰカプセル化処理部１２とデカプセル装置１～ｎ（４０₁～４０_n）のカプセル化テーブルの全てに反映される。

【0073】

（４）光受信装置１０において、要求された番組１のＩＰパケットを、カプセル化テーブルの設定に従って、ボンディング１の配信用ＩＰアドレスのＩＰヘッダでカプセル化して出力する。

【0074】

（５）ＣＭＴＳ２０は、カプセル化された番組１のＩＰパケットをボンディング１で送信するとともに、ＣＭ１（３０₁）にボンディング１を受信するように指示する。

【0075】

（６）ＣＭ１（３０₁）は、番組１（８Ｋ₁）をボンディング１で受信する。

【0076】

（７）デカプセル化装置１（４０₁）は、カプセル化したパケットを元に戻し、番組１の映像データ（８Ｋ₁）を出力する。

【0077】

このように、カプセル化を利用して、少ないチャンネルでも全番組を伝送することができる。

【0078】

（効果の検証）
以上説明した棟内伝送システムの効果を確認するため、具体的な数値を用いて検証する。

【0079】

まず条件設定として、想定するマンションの世帯数として３０世帯、ＦＴＴＨを伝送する番組として、２Ｋ（１０Ｍｂｐｓ）を１００番組、４Ｋ（４０Ｍｂｐｓ）を１８番組、８Ｋ（１００Ｍｂｐｓ）を１番組で全伝送容量１．８Ｇｂｐｓと仮定する。各世帯は２番組まで同時視聴可能とする。使用するＣＭＴＳは、２５６ＱＡＭ信号（３８Ｍｂｐｓ）で最大８チャンネルボンディングで伝送し、１カードあたり３２ｃｈのＱＡＭ信号を出力する。１ボンディンググループあたりの伝送容量は、３８Ｍｂｐｓ×８ｃｈで約３００Ｍｂｐｓとなる。１カードあたりの伝送容量は、３８Ｍｂｐｓ×３２＝１２１６Ｍｂｐｓとなる。ＣＭは８個のマルチチューナーでボンディングされた信号を受信する。ＤＢＣを行う場合は、プライマリーチャンネル１ｃｈ以外のセカンダリーチャンネル７ｃｈで映像を伝送し、セカンダリーチャンネルをＤＢＣで切り替えるものとする。

【0080】

第１の従来伝送システム（図９）を用いた場合を検証する。８Ｋを１番組、４Ｋを５番組伝送する場合、伝送容量３００Ｍｂｐｓ必要となる。３世帯で６番組を同時に視聴することを考慮すると、１ボンディンググループ（３００Ｍｂｐｓ）あたり３世帯を収容する。異なるサービスグループ間でマルチキャストできないため、３０世帯の場合はボンディンググループが１０個必要である。よって、８０ｃｈの２５６ＱＡＭ信号（３Ｇｂｐｓ）が必要となる。

【0081】

第２の従来伝送システム（図１０）を用いた場合を検証する。各世帯で全ての番組を選局可能とするには、全番組を伝送するしかない。全番組（１．８Ｇｂｐｓ）を３８Ｍｂｐｓ／チャンネルで割れば、４８ｃｈとなる。２ｃｈはプライマリーチャンネルで、残り４８ｃｈをセカンダリーチャンネルとすると、５０ｃｈの２５６ＱＡＭ信号（約１．９Ｇｂｐｓ）が必要となる。ただし、概算値であり、複数の番組の合計の伝送容量がボンディンググループに正確に収まるように仮定して計算している。

【0082】

本発明の棟内伝送システム（図２）を用いた場合を検証する。この場合、マルチキャスト伝送可能なため、同時視聴時の最大伝送容量で設計すればよい。３０世帯あり、各世帯２番組まで同時視聴（全体で６０番組）を考慮すると、８Ｋ１番組（１００Ｍｂｐｓ）＋４Ｋ１８番組（４０Ｍｂｐｓ×１８）＋２Ｋ４１番組（１０Ｍｂｐｓ×４１）＝１２３０Ｍｂｐｓとなる。同時視聴時の最大伝送容量（１２３０Ｍｂｐｓ）を３８Ｍｂｐｓ／チャンネルで割れば、３３ｃｈとなる。２ｃｈはプライマリーチャンネルで、残り３３ｃｈをセカンダリーチャンネルとすると、３５ｃｈの２５６ＱＡＭ信号（約１．３Ｇｂｐｓ）が必要となる。

【0083】

このように、本発明の棟内伝送システムのほうが従来伝送システムより少ない伝送容量で伝送可能なことが分かる。この例では各世帯で同時に２番組まで選局可能である。また、本発明の場合、各世帯が同じ番組を視聴する場合は、マルチキャストにより効率的に伝送することができ、空き帯域をデータ通信等に有効利用できる。

【0084】

図８に、集合住宅の世帯数と必要な伝送容量の計算値の比較を示す。横軸が受信者の世帯数であり、縦軸が棟内伝送路に必要な伝送容量である。

【0085】

第１の従来伝送システム（従来システム１）は３世帯ごとに３００Ｍｂｐｓの伝送容量が必要なため、世帯数に応じて必要な伝送容量が線形に増加していくのが分かる。また、第２の従来伝送システム（従来システム２）では、世帯数に関わらず常に全番組分の伝送容量が必要となることが分かる。本発明の場合は、世帯数×視聴番組の帯域×２の伝送容量が必要なため、世帯数に応じて必要な伝送容量が緩やかに増加していく。５０世帯程度で全番組を伝送する帯域が必要となるため、５０世帯以上の場合は、従来システム２と同じグラフとなる。よって、この番組数の例では５０世帯以下の場合、従来システムに比べて本発明の棟内伝送システムの方が少ない伝送容量で効率的に各世帯に番組を伝送し、全番組を選局可能とすることができることがわかる。

【0086】

このように、ケーブルテレビのＦＴＴＨシステムにベースバンド伝送方式を導入する場合、マンション等の棟内伝送路での４Ｋ・８Ｋ多チャンネル信号の効率的な伝送手段の確立という課題に対して、本発明はこの課題を解決することが出来る方法である。

【0087】

なお、上記の実施の形態では、棟内伝送システムの構成について説明したが、本発明はこれに限らず、集合住宅内の同軸ケーブルを利用して、番組データを伝送する伝送方法として構成されてもよい。すなわち、図２のデータの流れに従って、ＩＰマルチキャスト伝送を利用した、番組データ（番組のＩＰパケット）を複数の受信者に伝送する伝送方法として構成されても良い。

【0088】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0089】

１ ケーブルテレビ局
２ 戸建住宅
３ 集合住宅
４ 光伝送路
５ 光送信装置
１０ 光受信装置
１１ 伝送路復号化・多重分離部
１２ カプセル化処理部
１３，１４ 配信ルート制御部
２０ ＣＭＴＳ
３０ ＣＭ
４０ デカプセル化装置
４１ マルチキャストプロトコル変換部
４２ IPv4/IPv6デカプセル化部
５０ ＩＰ－ＳＴＢ
６０ ＴＶ
９１ 光受信装置
９２ ＣＭＴＳ
９３，９４ サービスグループ
９５～９８ ＣＭ
１００ カプセル化テーブル
１１１ Ｏ／Ｅ変換部
１１２ 伝送路符号化復号部
１１３ 多重化分離部
１２１ IPv4/IPv6カプセル化部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】