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JP5115975B2 - 通信ネットワーク及びip多重化装置 - Google Patents

通信ネットワーク及びip多重化装置 Download PDF

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Description

本発明は、IP(Internet Protocol)パケット信号ソースからのIPパケット信号が、何らかの変調方式によりRF(Radio Frequency)信号として周波数軸上に多重化されて伝送されるネットワークと、IPパケット信号として時間軸上に多重化されて伝送されるネットワークに送出され、これらのネットワークからの信号が受信側で別々に受信及び復調され再びIPパケット信号として出力され、それらIPパケット信号を多重化して出力することを特徴とするIPネットワークと、本IPネットワークにおいて受信側で、上述の2つの異なる伝送ネットワークから出力されたIPパケット信号同士を多重化し出力することを特徴とするIP多重化装置に関するものである。
光アクセス網において、IPパケット信号を送信する方法として、これまでにGE−PON(Gigabit Ethernet(登録商標) PON)方式やメディアコンバータ方式が実用化されている。GE−PONは、光アクセス網のトポロジがパッシブな部品である光スプリッタを利用して1:32分岐であるような、いわゆるPON(Passive Optical Network)形態において使用される、イーサネット(登録商標)パケットを送受信する方式である(例えば、非特許文献1参照。)。GE−PON方式では光ファイバ中をIM(Intensity Modulation)(パルス)のデジタルベースバンド形式で伝送され、1Gbps双方向のデータ信号の送受信が実現されている。メディアコンバータ方式は、光ファイバを1:1に配備した、いわゆるSS(Single Star)形態において使用される。どちらの方式においても、加入者側に配置される回線終端装置のUNI(User Network Interface)はイーサネット(登録商標)であり、そのインタフェースの物理形状としてRJ45コネクタが具備されているため、カテゴリ5以上のケーブルを接続し、イーサネット(登録商標)パケットとして入出力できるため、IPパケット信号の送受信が可能になる。
一方、光アクセス網においては、GE−PONやメディアコンバータのような光パルス伝送方式とは異なり、周波数軸上に変調された信号を伝送するRF方式がある。現在では、WDM(Wavelength Division Multiplexing)により上記のGE−PON方式の信号とともに伝送されている。この方式は90〜2100MHzの周波数帯に6MHzの帯域幅を有するキャリアを約100キャリア以上SCM(Sub−Carrier Multiplexing)多重し、それを光信号に変換しIMで送信する方法や、光の広帯域性を利用して3GHz近傍までアップコンバートしFM(Frequency Modulation)一括変換して送信する方法等が実用化されている(例えば、非特許文献2参照。)。IMで送信する方法に比べFM一括変換して送信する方法の方が反射や雑音に対する耐性が高く長距離伝送が可能である。RF方式の場合、回線終端装置であるONU(Optical Network Unit)からの出力インタフェースは同軸ケーブルである。これはこの方式により提供されているサービスが多チャンネル映像配信サービスであり、映像視聴のためのTV(Television)映像機やSTB(Set Top Box)向けに提供されているという理由による。
ところで、RF方式による伝送は多チャンネル映像配信向けだけに限られるものではない。例えば、携帯電話では無線周波数上でキャリア信号を変調して通信を行い、イーサネット(登録商標)パケット等にカプリングされたIPパケット信号をやりとりすることも可能である。またCATV(Cable Television)規格であるDOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications)を用いてもIPパケット信号の送受信が可能である(例えば、非特許文献3参照。)。
現在、光アクセス網においてはIPパケット信号の提供はGE−PON方式による通信系ネットワークからに限られているが、RF方式によるIPパケット信号配信がGE−PON方式による通信系ネットワークよりも有利な場合がある。RF方式によるIPパケット信号配信は、一斉同報的にUDP(User Datagram Protocol)パケットを配信するような場合、例えば、地震や津波などの災害情報やカルーセル方式で配信されるソフトウェアやファームウェアの更新等の場合において有利である。通信系ネットワークでこれらの配信を行う場合には、ネットワーク内のマルチキャストルータ等のノード装置の処理能力等に限界があるため、大規模に一斉同報配信するのはルータ等の増強をしない限り難しい。一方、RF方式によるネットワーク配信ではマルチキャストルータ等の能動装置が存在せず、また光増幅中継が可能であるので、安定かつ経済的に提供が可能となる。更に、通信系ネットワークの場合、宅内において、カテゴリ5以上のイーサネット(登録商標)ケーブルの敷設が必要なのに対し、RF方式による場合は既設の同軸ケーブルを利用できるため配線の手間が不要である等の利点もある。このように光アクセス網においてRF方式によるIPパケット信号配信サービスが実現できれば非常に魅力的であるにもかかわらず、現在のところ実現されていない。
さて、GE−PON方式等の通信系ネットワークとRF方式による多チャンネル映像配信系ネットワークはそれぞれのネットワークの回線終端装置が別筐体となっていて、機能の異なる端末、すなわちPC(Personal Computer)やTV受像機がそれぞれに接続されている。FM一括変換方式を用いた光アクセス網では、V−ONUの筐体中にWDMスプリッタが内蔵されており、光波長の分離を行う。したがって、GE−PON方式で提供される通信系ネットワークの回線終端装置であるGE−ONUに接続されている光ファイバは一旦V−ONUを経由してGE−ONUに入力される。最近ではこれら2つの回線終端装置を一筐体化して簡素化や利便性を向上させる試みがなされている。それでも現状ではIPパケット信号はGE−ONUからの送受信となってしまう。また仮にRF方式で伝送するRFネットワークによりIPパケット信号を伝送することが可能になったとしても、V−ONUのインタフェースは同軸ケーブルであるため、同軸ケーブルを使ったイーサネット(登録商標)規格が全く普及していないことを考えると、広く普及しているカテゴリ5以上のケーブルでIPパケット信号の伝送を提供することが望まれる。
このように現状では、GE−PON方式で提供されるネットワークからのIPパケット信号はGE−PON方式のネットワーク回線終端装置から、また原理的に可能と考えられるRF方式のネットワークからのIPパケット信号はそのRF方式のネットワークの回線終端装置から、というように2つの異なるネットワークからのIPパケット信号の出力はそれぞれの回線終端装置から別々に出力されることしかできないという問題が生じる。そのため、ユーザ端末からみて同じIPパケットによる信号にもかかわらず、2つの異なるネットワークから提供されているため、どちらかのネットワークからのIPパケット信号のみを受信せざるを得ないか、もしくは多重化のための装置が別に必要になるといった利便性を損なうという課題があった。
現状では、2つのネットワークから提供される信号はそれぞれの回線終端装置から出力される。そのためユーザ利便性の悪さがある。このことを図7により説明する。図7は、現在において、光アクセス網を通じて、GE−PON方式によりIPパケット信号が提供され、RF方式により周波数多重された多チャンネル映像信号が提供される光アクセスシステムの全体イメージを示した模式図である。GE−PONの局側伝送装置であるGE−OLT(Gigabit Ethernet(登録商標)−Optical Line Terminal)15bからの光信号はWDMカプラ51によりRF系の光信号と波長多重される。このとき、GE−PON方式では、1.3μmと1.49μmの2波長が、RF方式では1.55μmの光波長が使用される。波長多重された光信号は光パワースプリッタ52により32分岐される。光アクセス網を通ってきた光信号はまず、宅内側のRF方式の回線終端装置であるV−ONU16aに入力される。V−ONU16aにはWDMスプリッタ53が内蔵されていて、波長多重されていたGE−PON方式による光信号とRF系の光信号とを分離する。分離されたGE−PON方式の光信号はGE−PONの回線終端装置であるGE−ONU16bに入力される。GE−ONU16bでPONフレームからイーサネット(登録商標)フレームへの変換処理等が行われ、GE−ONU16bからはイーサネット(登録商標)インタフェースとしてイーサネット(登録商標)パケットが出力される。
一方のRF方式については、HE(Head End)54設備から多チャンネル映像配信網103を通じて、局側の伝送装置であるV−OLT(Video−Optical Line Terminal)15aに入力される。光アクセス網ではWDMカプラ51によりGE−PONの光信号と合波され、光パワースプリッタ52により32分岐された後、宅内側のRF系の回線終端装置であるV−ONU16aで終端される。V−ONU16aからの出力は同軸インタフェースであり、90〜2100MHz帯にわたり周波数多重されたSCM映像信号が出力される。一般的には宅内におけるPC18とTV受像機19の配信場所は異なっている場合が多く、V−ONU16aがTV受像機19の近くに設置されれば、そこからGE−ONU16bに入力されるまでの光配線が煩雑になる可能性がある。
IEEE802.3ah−2004,"IEEE Standard for Information technology−Telecommunications and information exchange between systems−Local and metropolitan area networks−Specific requirements Part 3:Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMS/CD) Access Method and Physical Layer Specificaions Amendment:Media Access Control Parameters, Physical Layers,and Management Parameters for Subscriber Access Networks". ITU−T J.185,"Transmission equipment for transferring multi−channel television signals over optical access networks by FM conversion". Cable Labs.,"Data over cable service interface specification DOCSIS3.0".
図8は、GE−PON方式で提供されたIPパケット信号とRF方式で提供されたIPパケット信号がユーザ端末装置であるPC18に受信されるイメージを示したものである。ここで、RF方式によるIPパケット信号が、例えば周波数軸上のVHF(Very High Frequency)帯のキャリア信号を変調して、重畳されていて、下り方向のみの片方向形態で提供されることを想定している。上述のように、図8のような光アクセス網の形態においてRF方式によるIPパケット信号伝送は現在のところ実用化されていないが原理的には可能であるため図7との対比のため示した。V−ONU16aから出力された同軸インタフェースにはSCMされた多チャンネル映像信号とIPパケット信号(RF方式)が重畳されている。それを多チャンネル映像信号とIPパケット信号(RF方式)とに分離する装置55に入力し、多チャンネル映像信号とIPパケット信号(RF方式)とに分離し、それぞれPC18とTV受像機19に入力する。GE−PONによるIPパケット信号も提供されているため、ユーザにとって、同じIPパケット信号の提供でありながら2つの異なる回線終端装置や経路で提供されるといったわずらわしさが生じる。
このようにそれぞれのネットワークの信号はそれぞれの回線終端装置から出力されるという課題があった。また前述のようにRFネットワークでのIPパケット信号の配信は一斉同報配信に向いていて、かつ、配信にあたりネットワーク負荷がかからないという点からも宅内の既設同軸配線がそのまま使用できるという点からも有利であるが、現在のところRF方式によるIPパケット信号の配信は実用化されていないという課題がある。仮にRF方式によるIPパケット信号配信が提供されたとしてもV−ONU16aから同軸インタフェースで提供される以外に現状では対応できない。図8に描かれている、SCM多チャンネル映像信号とIPパケット信号(RF方式)との分離装置55は存在しないため、SCM多チャンネル信号とIPパケット信号(RF方式)とを分離する装置が必要であるという課題があった。
そこで、本発明は、通信ネットワークによるIPパケット信号とRF方式のネットワークによるIPパケット信号とをひとつのイーサネット(登録商標)配線で利用可能とすることを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る通信ネットワークは、RF方式によるIPパケット信号配信ネットワークと通信系ネットワークの2つのネットワークをIPパケット配信用の通信ネットワークとして利用することを特徴とする。ここで、周波数軸上にSCMされたRF信号の変調方式としては、一例として、64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)、256QAMといったQAM方式や、QPSK(Quadrature Phase Keying)、8PSKといったPSK変調方式が挙げられる。本発明においては、これら変調方式以外の変調であっても構わない。
具体的には、本発明に係る通信ネットワークは、IPパケット信号を、時分割多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を時分割分離するパケットネットワークと、IPパケット信号を変調し、周波数多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を周波数分離して復調するRFネットワークと、前記パケットネットワークからのIPパケット信号と前記RFネットワークからのIPパケット信号とをパケット多重するIP多重化装置と、前記IP多重化装置からのIPパケット信号を伝送するホームネットワークと、備え、前記IP多重化装置は、前記ホームネットワークからのIPパケット信号を前記パケットネットワークへ出力することを特徴とする。
IP多重化装置がRFネットワーク及びパケットネットワークからの信号を別々に受信してIPパケット信号とし、当該IPパケット信号を多重化して出力するので、IPパケット信号とRF方式の多チャンネル映像信号をひとつのホームネットワークで利用可能とすることができる。それ故に2つのネットワークから別々に提供されるIPパケット信号が、ユーザからみるとあたかも一つのネットワークから提供されているように見えるようになる。
すなわち、従来多チャンネル映像配信が主であったRFネットワークにおいてもIPパケット信号を周波数上で変調・伝送し、本発明のIP多重化装置内でSCM映像信号とIPパケット信号(RF方式)の重畳されている変調されたキャリア信号とを分離し、再IPパケット信号化してIPパケット信号(RF方式)をパケット多重することにより、GE−PON系ネットワークからのIPパケット信号とネットワークを切り替えたりする必要なくシームレスに受信することが可能となる。これにより、例えば、一斉同報的な情報を含んだIPパケット信号はRFネットワークにより提供され、かつ両IPパケット信号はユーザから見て一つのイーサネット(登録商標)配線で提供することが可能となり、魅力的なサービスの展開が容易に可能となる。
さらに、2つの異なるネットワークからIPパケット信号が提供されていても、それぞれの回線終端装置からの出力となるため、非常に使い勝手の悪い状況になっていることを解決するために、2つの異なるネットワークから提供されるIPパケット信号を多重化し、一つのインタフェースとしてPCやTV受像機などのユーザ端末に提供することが可能なIP多重化装置を提供することを特徴とする。すなわち、RF信号として周波数軸上に多重化され伝送された伝送信号がIPパケット信号を伝送するRFネットワークとGE−PON等の時間軸上の信号として伝送する通信系ネットワークの2つの異なるネットワークから提供されるIPパケット信号を多重化し、一つのインタフェースとしてユーザ端末に提供することが可能なIP多重化装置を提供する。
具体的には、本発明に係るIP多重化装置は、IPパケット信号を変調し、周波数多重してRF信号として伝送するRFネットワークからのRF信号を、周波数分離してIPパケット信号に復調するRF信号受信変換部と、IPパケット信号を、時分割多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を時分割分離するパケットネットワークからのIPパケット信号と、前記RF信号受信変換部からのIPパケット信号とを、パケット多重してホームネットワークへ出力するIPパケット多重化部と、を備え、前記IPパケット多重化部は、前記ホームネットワークからのIPパケット信号を前記パケットネットワークへ出力することを特徴とする。
RF信号受信変換部がRFネットワークからの信号をIPパケット信号とし、IPパケット多重化部が当該IPパケット信号を多重化して出力するので、IPパケット信号とRF方式の多チャンネル映像信号をひとつのイーサネット(登録商標)配線で利用可能とすることができる。
本発明に係るIP多重化装置では、前記RF信号受信変換部は、前記RF信号から、IPパケット信号が周波数多重されている周波数キャリアを分離するRF周波数分離部と、前記RF周波数分離部の出力信号のバンドパスフィルタ処理を行うバンドパス処理部と、前記バンドパス処理部の出力信号から、中間周波数成分を生成するIF生成部と、前記IF生成部の出力信号を、デジタル信号に変換するAD変換部と、前記AD変換部の出力信号の出力信号を、ナイキスト周波数の半分よりも大きい周波数帯域の信号成分を抑圧するナイキストフィルタ部と、前記ナイキストフィルタ部の出力信号の位相誤差を補正する位相回転制御部と、前記位相回転制御部の出力信号から、周波数軸上で変調されたキャリアを復調する復調部と、前記復調部の出力信号から、誤り訂正符号を復号化する誤り訂正符号復号部と、前記誤り訂正符号復号部からの出力信号を、IPパケット信号にするIPパケット変換部と、を備えることが好ましい。
本発明に係るIP多重化装置では、前記IPパケット多重化部は、前記RF信号受信変換部からのIPパケット信号を受信する第1受信部と、前記パケットネットワークからのIPパケット信号を受信する第2受信部と、前記第1受信部及び前記第2受信部に入力されるIPパケット信号を一時的に蓄積するバッファ部と、前記第1受信部からのIPパケット信号と前記第2受信部からのIPパケット信号をパケット多重するスイッチ部と、IPパケット信号のアドレスを登録し記憶するアドレス登録メモリと、当該IPパケット信号の優先度及び前記アドレス登録メモリに記憶されているアドレスに従い、前記スイッチ部に、IPパケット信号を多重化させる制御部と、前記スイッチ部からのパケット多重されたIPパケット信号を送出する多重化信号送信部と、を備えることが好ましい。
本発明に係るIP多重化装置では、前記IPパケット多重化部からのIPパケット信号を出力するポートを複数備え、前記IPパケット多重化部は、パケット多重したIPパケット信号を前記ポートのいずれかまたはすべてへ転送することが好ましい。
本発明に係るIP多重化装置では、前記RFネットワーク及び前記パケットネットワークの回線終端部をさらに備えることが好ましい。
本発明により、通信ネットワークによるIPパケット信号とRF方式のネットワークによるIPパケット信号とがひとつのイーサネット(登録商標)配線で利用可能となる。
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
(実施形態1)
図1は、本実施形態に係る通信ネットワークの全体構成を模式的に表した図である。本実施形態に係る通信ネットワークは、IPパケット信号を、時分割多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を時分割分離するパケットネットワーク112と、IPパケット信号を変調し、周波数多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を周波数分離して復調するRFネットワーク111と、パケットネットワーク112の時分割分離されるIPパケット信号とRFネットワークの復調されるIPパケット信号とをパケット多重して伝送するホームネットワーク115と、を備えることを特徴とする。
パケットネットワーク112は、ルータ14a、パケット伝達ネットワーク102、ルータ14b、GE−OLT15b、GE−ONU16b及びIP多重化装置17で構成される。RFネットワーク111は、SCM装置13、RF伝達ネットワーク101、V−OLT15a、V−ONU16a及びIP多重化装置17で構成される。ホームネットワーク115は、IP多重化装置17及びPC18で構成される。
IPソース11からのIPパケット信号はスイッチ装置12でRFネットワーク111とパケットネットワーク112とに入力させることができる。このとき、先に述べたように、一斉同報的なIPパケット信号はRFネットワーク111により配信したほうが有利であるため、UDP/IPパケット信号のアドレス等が一斉同報用アドレスであったならばスイッチ装置12でSCM装置13に振り分けを行う。そして、SCM装置13は、IPパケット信号を周波数多重化してRF信号とし、RF伝達ネットワーク101に送出する。一対一通信のような場合は、スイッチ装置12は、IPパケット信号のIPアドレスを見てパケットネットワーク112に入力するようにルータ14aに振り分けを行う。そして、ルータ14aは、IPパケット信号をパケット伝達ネットワーク102に送出する。
双方のネットワークを伝送したIPパケット信号はそれぞれの回線終端装置16で受信される。RF伝達ネットワーク101経由のRF信号は、V−OLT15aを介してRF信号を受信するV−ONU16aで受信され、同軸インタフェースを経由してIP多重化装置17に入力される。そして、IP多重化装置17が、RF信号からIPパケット信号を生成する。またパケット伝達ネットワーク102経由のIPパケット信号は、GE−OLT15bを介してパケット信号を受信するGE−ONU16bで受信され、イーサネット(登録商標)インタフェースを経由してIP多重化装置17に入力される。IP多重化装置17は、双方のネットワークからのIPパケット信号を多重化し、一つのイーサネット(登録商標)インタフェースを経由してユーザのPC18に提供される。
図2は、本実施形態に係るIP多重化装置17の機能ブロックを模式的に表した図である。本実施形態に係るIP多重化装置は、RFネットワーク(図1に示す符号111)からのRF信号を、周波数分離してIPパケット信号に復調するRF信号受信変換部23と、パケットネットワーク(図1に示す符号112)からのIPパケット信号と、RF信号受信変換部23からのIPパケット信号とを、パケット多重するIPパケット多重化部25と、を備える。
V−ONU(図1に示す符号16a)及びGE−ONU(図1に示す符号16b)からの2入力に対応して、同軸コネクタ22及びRJ45コネクタ24が具備されている。同軸コネクタ22には、IPパケット信号を周波数軸上に多重化したRF信号が入力される。RJ45コネクタ24には、IPパケット信号が入力される。同軸コネクタ22に入力されたRF信号はRF信号受信変換部23でRF信号の受信処理及びパケット化のために、IPパケット信号に復調される。RF信号受信変換部23からのIPパケット信号は、GE−ONUからRJ45コネクタ24に入力されるIPパケット信号と、IPパケット多重化部25において両者がパケット多重される。IP多重化装置がIPパケット多重化部25からのIPパケット信号を出力するポートを複数備える場合は、IPパケット多重化部25は、パケット多重したIPパケット信号を複数のポートのうちの所望のまたは全てのポートへ転送する。IPパケット多重化部25においてパケット多重されたIPパケット信号は、RJ45コネクタまたは光ファイバなどのイーサネット(登録商標)インタフェース26から出力される。ここで、RJ45コネクタ24やイーサネット(登録商標)インタフェース26などのイーサネット(登録商標)インタフェースは、カテゴリ5ケーブルによる提供が利用可能であるが、将来光ファイバによるイーサネット(登録商標)規格、例えば1000BaseSXや1000BaseLX等が提供される場合に備えて、RJ45コネクタ24やイーサネット(登録商標)インタフェース26などのイーサネット(登録商標)インタフェースも脱着かつ具備可能であることが好ましい。
図3は、本実施形態に係るRF信号受信変換部23の機能ブロックを模式的に表した図である。本実施形態に係るRF信号受信変換部は、RF周波数分離部23−1と、BP(バンドパス)処理部23−2と、IF生成部23−3と、AD変換部23−4と、ナイキストフィルタ部23−5a及び23−5bと、位相回転制御部23−6と、復調部23−7と、誤り訂正符号復号部23−8と、IPパケット変換部23−9とを備える。
RF周波数分離部23−1は、同軸コネクタ(図2に示す符号22)からのRF信号から、IPパケット信号が重畳されている周波数キャリアを分離する。これにより、周波数軸上でSCMされ変調しているIPパケットの信号は、RF周波数分離部23−1において、IPパケット信号の重畳されている周波数キャリアのみ選択される。BP処理部23−2は、RF周波数分離部23−1の出力信号から、IPパケット信号が多重化されている周波数成分を抽出する。これにより、選択されたキャリアはBP処理部23−2において、バンドパスフィルタ処理され、IF生成部23−3に入力される。IF生成部23−3では、局部発振器(不図示)によりキャリア周波数がIF周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、AD変換部23−4でデジタル処理のためのAD(Analog to Digital)変換を受け、その後変調の振幅成分であるI成分及び位相成分であるQ成分に変換される。
変換された信号はそれぞれISI(Inter Symbol Interference)を抑圧するためのナイキストフィルタ23−5a、23−5bによるナイキスト処理が行われる。ナイキストフィルタ部23−5a、23−5bは、AD変換部23−4の出力信号の出力信号を、ナイキスト周波数の半分よりも大きい周波数帯域の信号成分を抑圧する。位相雑音による影響を最小限にするため、位相回転制御部23−6が位相回転制御処理を行う。例えば、位相回転制御部23−6は、ナイキストフィルタ部23−5a、23−5bの出力信号のI成分とQ成分間での位相誤差を検出して補正する。復調部23−7は、位相回転制御部23−6の出力信号から、ベースバンド信号に復調する。復調された信号は続く誤り訂正符号復号部23−8で誤り訂正の符号化がなされている信号の復号化処理が行われる。誤り訂正符号の復号化が行われた段階では、信号はベースバンド信号であるため、これをパケット化するために、誤り訂正符号復号部23−8からの出力信号を、IPパケット信号にする処理がIPパケット変換部23−9において行われる。変換されたIPパケット信号は後段の処理ブロックであるIPパケット多重化部(図2に示す符号25)に渡される。
図4は、本実施形態に係るIPパケット多重化部25の機能ブロックを模式的に表した図である。IPパケット多重化部25は、第1受信部としての受信部1aと、第2受信部としての受信部1bと、スイッチ部3と、多重化信号送信部としての送信部4cと、送信用IPパケット信号受信部としての受信部1cと、送信用IPパケット信号送信部としての送信部4bと、受信部1a、1b及び1cに入力されたIPパケット信号をそれぞれバッファ処理するバッファ部2a、2b及び2cと、を備える。また、IPパケット多重化部25は、受信部1aに入力されるIPパケット信号の優先制御を行う優先制御部5a、受信部1bに入力されるIPパケット信号の優先制御を行う優先制御部5b、及び受信部1cに入力されるIPパケット信号の優先制御を行う優先制御部5cを備えることが好ましい。
図1に示すGE−ONU16bからのIPパケット信号及びV−ONU16aからのRF信号に重畳されていてIPパケット変換処理されたIPパケット信号は、双方ともIPパケット信号としてIPパケット多重化部25に入力される。このため入力系統が受信部1a及び1bの2入力ある。受信部1aに、RF信号受信変換部23からのIPパケット信号が入力される。受信部1bに、図2に示すRJ45コネクタ24からのIPパケット信号が入力される。IPパケット多重化部25における受信部1a及び1bで受信処理が行われ、IPパケット信号のアドレスや優先度を検出してバッファ2a、2b経由でスイッチ部3に入力される。スイッチ部3は、受信部1aからのIPパケット信号と受信部1bからのIPパケット信号を多重化する。スイッチ部3で制御を受けるため、その処理のための待ち時間にパケット廃棄を防止するためにバッファ2a、2bが設けられている。スイッチ部3で2つの入力系統のIPパケット信号が多重化され、出力側の送信部4cへと送られる。送信部4cは、スイッチ部3からの多重化されたIPパケット信号を送信する。送信部4cからの出力IPパケットの信号はPCなどで受信される。また図4はスイッチ部3の出力側のポートが1ポートの場合であるが、2ポート以上の出力ポートを具備することも可能であり、外部制御信号入力部6から入力される外部制御信号により、外部制御信号制御部7で転送先を設定することができる。
図1に示すPC18からの送信の場合は、受信部1cに、図2に示すイーサネット(登録商標)インタフェース26から送信用IPパケット信号が入力される。PCからの送信用IPパケット信号が受信部1cを経由してスイッチ部3に入力される。このとき優先制御部5cが、送信用IPパケット信号のアドレスや優先度を検出し、スイッチ部3における転送制御を行うことが好ましい。転送制御に際しては、スイッチ部3のポートAかポートBかの制御を行い、対応するポートに転送される。例えば、ポートBが図1に示すGE−ONU16bに接続されているポートとすれば、優先制御部5cは、上りの送信用IPパケット信号はポートBを選択するように転送制御を行う。そして、スイッチ部3は、受信部1cに入力された送信用IPパケット信号を送信部4bに出力する。また遅延が少ないIPパケット信号を上り方向に転送したい場合、ポートBに、高優先度にパケットが転送されるように外部制御信号制御部7に予め設定をしておけば低遅延で、優先的に転送処理を行うような制御が行われる。これにより、送信部4bは、受信部1cに入力される送信用IPパケット信号を図2に示すRJ45コネクタ24へ出力する。なお、ここでは上りの送信用IPパケット信号はGE−PON方式のパケットネットワーク(図1に示す符号112)のみに送信されることを想定しているため、今回の例ではRFネットワーク(図1に示す符号111)に接続されるポートAの送信部4aは機能を停止することができるようにする。またポートAとポートBに同時にIPパケット信号が入力された場合は、一般的なスイッチ等と同様の処理を行えばよい。
図5に、本実施形態に係る通信ネットワーク及びIP多重化装置17を用いてユーザのPCにIPパケット信号が配信される実施例の一つを説明する。図5に示すように、HE54に接続されている、例えば、ソフトウェアダウンロードや緊急通報等の一斉同報情報配信サーバからのIPパケット信号は、スイッチ装置12により、例えば、多チャンネル映像配信網などのRF伝達ネットワーク101に送出され、HE54内の送信装置においてRFキャリア上の信号として変調され、他の信号(例えば、映像信号)とともにSCMされる。その後FM一括変換方式等によりRF伝達ネットワーク101に提供される。周波数軸上で変調されてRF信号に重畳されたIPパケット信号がV−ONU16aから同軸インタフェースを通じてRF信号受信変換部23に入力される。V−ONU16aからのIPパケット信号は、RF信号受信変換部23においてRF信号からIPパケット信号へと変換される。
一方、VOD(Video On Demand)サーバ57等から提供されるIPパケット信号は、スイッチ装置12によりインターネット等のパケット伝達ネットワーク102に入力され、GE−PON方式の光アクセス網ではGE−OLT15bを経由してGE−ONU16bからイーサネット(登録商標)インタフェースによりIP多重化装置17に入力される。上述の2つのネットワークから提供されたIPパケット信号はIP多重化装置17内で多重され、ユーザ側にイーサネット(登録商標)インタフェースにより出力される。出力されたIPパケット信号は、例えばPC18に入力される。図5のように、ここでユーザはVODサーバ57からの映像を視聴しながら一斉同報情報配信サーバ56から一斉同報的に提供される緊急放送等の情報を受信することができる。なお、一斉同報配信情報などは通信系のパケット伝達ネットワーク102を使用するとネットワーク上のリソースを大量に消費するため、収容設計によっては輻輳したりしてパケット廃棄が発生し、受信できなくなる可能性もある。これに対し、RF伝達ネットワーク101を使用してこのような情報のIPパケット信号を提供すると輻輳の心配がなく、PC18にて受信できなくなる可能性も低い。
図6は、本実施形態に係るIP多重化装置の別形態の一例を示す模式図である。図6に示すIP多重化装置は、ONU部17aとCAS(Communication Adaptaion System)部17bとを備える。ONU部17aにRFネットワークの回線終端部としてのV−ONU部16c及びパケットネットワークの回線終端部としてのGE−ONU部16dが搭載され、CAS部17bに図1に示すIP多重化装置17、同軸コネクタ36、RJ45コネクタ41が搭載される。IP多重化装置17は、同軸コネクタ35、RJ45コネクタ39及び40を備える。このように、ONU部17aに図1に示すV−ONU16aとGE−ONU16bが収容され、CAS部17bにIP多重化装置17が収容されて、これらが一つの筐体58に収まっていることで、2つの異なるネットワークからIPパケット信号が提供されていても、RJ45コネクタ41を一つのインタフェースとしてPCやTV受像機などのユーザ端末に提供することができる。
光アクセス網からの光ファイバが筐体の光ファイバ入力端子31から入力され、筐体58内のWDMスプリッタ32により1.55μmのRF系の波長と、1.3/1.49μmのGE−PONの波長とに分離される。分離された波長の光はそれぞれ、V−ONU部16c及びGE−ONU部16dに入力される。それぞれのONU部16c、16dでは光アクセス網の回線終端が行われる。V−ONU部16cで終端されたRF信号は同軸インタフェース上を周波数軸にSCMされた映像信号とIPパケット信号(RF方式)が重畳されている。そこでV−ONU部16cの同軸コネクタ34からの出力は2つに分岐され、一方はCAS部17bに搭載された同軸コネクタ35からRF信号受信変換部23に入力される。入力されたIPパケット信号の重畳されているRF信号は、RF信号受信変換部23においてIPパケット化され、GE−ONU部16dからのIPパケット信号と別々にIPパケット多重化部25に入力される。IPパケット多重化部25で2つのONU部からのIPパケット信号がパケット多重され、出力端子であるRJ45コネクタ40から多重されたIPパケット信号が出力される。CAS部17bにIP多重化装置17を搭載することにより、小型で、ユーザがネットワークを意識しないような使い方が可能となる。
本発明は、RF方式による多チャンネル映像配信ネットワークを利用してIPパケット配信サービスに利用することができる。
本実施形態に係る通信ネットワークの全体構成を模式的に表した図である。 本実施形態に係るIP多重化装置の機能ブロックを模式的に表した図である。 本実施形態に係るRF信号受信変換部の機能ブロックを模式的に表した図である。 本実施形態に係るIPパケット多重化部の機能ブロックを模式的に表した図である。 本実施形態に係る通信ネットワーク及びIP多重化装置を用いてユーザのPCにIPパケット信号が配信される実施例の一つである。 本実施形態に係るIP多重化装置の別形態の一例を示す模式図である。 現在において、光アクセス網を通じて、GE−PON方式によりIPパケット信号が提供され、RF方式により周波数多重された多チャンネル映像信号が提供させる光アクセスシステムの全体イメージを示した模式図である。 GE−PON方式で提供されたIPパケット信号とRF方式で提供されたIPパケット信号がユーザ端末装置であるPCに受信されるイメージを示したものである。
符号の説明
1a、1b、1c 受信部
2a、2b、2c バッファ
3 スイッチ部
4a、4b、4c 送信部
5a、5b、5c 優先制御部
5−1a、5−1b、5−1c アドレス/優先度検出部
5−2a、5−2b、5−2c 制御部
5−3a、5−3b、5−3c アドレス登録メモリ
6 外部制御信号制御部
7 外部制御信号入力部
11 IPソース
12 スイッチ
13 SCM装置
14a、14b ルータ
15a V−OLT
15b GE−OLT
16a V−ONU
16b GE−ONU
17 IP多重化装置
17a ONU部
17b CAS部
18 PC
19 TV受像機
22 同軸コネクタ
23 RF信号受信変換部
23−1 RF周波数分離部
23−2 BP処理部
23−3 IF生成部
23−4 AD変換部
23−5a、23−5b ナイキストフィルタ部
23−6 位相回転制御部
23−7 復調部
23−8 誤り訂正符号復号部
23−9 IPパケット変換部
24 RJ45コネクタ
25 IPパケット多重化部
26 イーサネット(登録商標)インタフェース
31 光ファイバ入力端子
32 WDMスプリッタ
33 光ファイバ入力端子
34、35、36 同軸コネクタ
37 光ファイバ入力端子
38、39、40、41 RJ45コネクタ
51 WDMカプラ
52 光パワースプリッタ
53 WDMカプラ
54 ヘッドエンド(HE)
55 SCM信号/IPパケット信号分離装置
56 一斉同報情報配信サーバ
57 VODサーバ
58 筐体
101 RF伝達ネットワーク
102 パケット伝達ネットワーク
103 多チャンネル映像配信網
104 インターネット網
111 RFネットワーク
112 パケットネットワーク
115 ホームネットワーク

Claims (6)

  1. IP(Internet Protocol)パケット信号を、時分割多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を時分割分離するパケットネットワークと、
    IPパケット信号を変調し、周波数多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を周波数分離して復調するRF(Radio Frequency)ネットワークと、
    前記パケットネットワークからのIPパケット信号と前記RFネットワークからのIPパケット信号とをパケット多重するIP多重化装置と、
    前記IP多重化装置からのIPパケット信号を伝送するホームネットワークと、
    を備え
    前記IP多重化装置は、前記ホームネットワークからのIPパケット信号を前記パケットネットワークへ出力する
    ことを特徴とする通信ネットワーク。
  2. IPパケット信号を変調し、周波数多重してRF信号として伝送するRFネットワークからのRF信号を、周波数分離してIPパケット信号に復調するRF信号受信変換部と、
    IPパケット信号を、時分割多重して伝送し、伝送したIPパケット信号を時分割分離するパケットネットワークからのIPパケット信号と、前記RF信号受信変換部からのIPパケット信号とを、パケット多重してホームネットワークへ出力するIPパケット多重化部と、を備え
    前記IPパケット多重化部は、前記ホームネットワークからのIPパケット信号を前記パケットネットワークへ出力することを特徴とするIP多重化装置。
  3. 前記RF信号受信変換部は、
    前記RF信号から、IPパケット信号が周波数多重されている周波数キャリアを分離するRF周波数分離部と、
    前記RF周波数分離部の出力信号のバンドパスフィルタ処理を行うバンドパス処理部と、
    前記バンドパス処理部の出力信号から、中間周波数成分を生成するIF(Intermediate Frequency)生成部と、
    前記IF生成部の出力信号を、デジタル信号に変換するAD(Analog−to−Digital)変換部と、
    前記AD変換部の出力信号の出力信号を、ナイキスト周波数の半分よりも大きい周波数帯域の信号成分を抑圧するナイキストフィルタ部と、
    前記ナイキストフィルタ部の出力信号の位相誤差を補正する位相回転制御部と、
    前記位相回転制御部の出力信号から、周波数軸上で変調されたキャリアを復調する復調部と、
    前記復調部の出力信号から、誤り訂正符号を復号化する誤り訂正符号復号部と、
    前記誤り訂正符号復号部からの出力信号を、IPパケット信号にするIPパケット変換部と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載のIP多重化装置。
  4. 前記IPパケット多重化部は、
    前記RF信号受信変換部からのIPパケット信号を受信する第1受信部と、
    前記パケットネットワークからのIPパケット信号を受信する第2受信部と、
    前記第1受信部及び前記第2受信部に入力されるIPパケット信号を一時的に蓄積するバッファ部と、
    前記第1受信部からのIPパケット信号と前記第2受信部からのIPパケット信号をパケット多重するスイッチ部と、
    IPパケット信号のアドレスを登録し記憶するアドレス登録メモリと、
    当該IPパケット信号の優先度及び前記アドレス登録メモリに記憶されているアドレスに従い、前記スイッチ部に、IPパケット信号を多重化させる制御部と、
    前記スイッチ部からのパケット多重されたIPパケット信号を送出する多重化信号送信部と、
    を備えることを特徴とする請求項2又は3に記載のIP多重化装置。
  5. 前記IPパケット多重化部からのIPパケット信号を出力するポートを複数備え、
    前記IPパケット多重化部は、パケット多重したIPパケット信号を前記ポートのいずれかまたはすべてへ転送することを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載のIP多重化装置。
  6. 前記RFネットワーク及び前記パケットネットワークの回線終端部をさらに備えることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載のIP多重化装置。
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