(57)【要約】  本発明はＩＳＰの地域ノード、即ち加入者接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード単位でＩＰマルチキャストネットワークを構築し、コンテンツ提供者側から送信されるマルチキャスティングパケットを衛星を経由してローカルＩＰマルチキャストネットワークに伝達する衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム及び方法を開示する。  本発明はＩＳＰのバックボーン網２００、マルチメディアコンテンツを提供するコンテンツ提供手段１００ａ，１００ｂ、前記コンテンツ提供手段から提供されるコンテンツを衛星４００を経由して伝送し、コンテンツをマルチキャストパケットで提供する衛星網３００，５００、前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットをルーター又はスイッチで適切なマルチキャスティングプロトコルとして設定し、衛星データ受信機５２０からイーサネット（登録商標）を介して連結されるルーターと加入者ルーター６３０，６５０に静的マルチキャスティングルーティング設定、又は衛星データ受信機５２０の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートにマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法でリバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントである加入者端末６３５，６４５に前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワーク６００を備える。
2005536141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックボーン網、
マルチメディアコンテンツを提供するコンテンツ提供手段、
前記コンテンツ提供手段から提供されるコンテンツを衛星を経由して伝送し、コンテンツをマルチキャストパケットで提供する衛星網、及び、
前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットをルーターでマルチキャスティングプロトコルとして設定し、前記衛星網とイーサネット（登録商標）を介して連結されるルーターと加入者ルーターに静的マルチキャスティングルーティング設定でリバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントに前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワークを備えることを特徴とする衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網にマルチメディアパケットをユニキャストプロトコルで伝送することを特徴とする請求項１に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項３】
前記衛星網は、前記マルチメディアパケットにマルチキャストアドレスを指定するマルチメディアサーバー、前記マルチメディアパケットをトランスポートストリームデータに変形するＩＰゲートウェイ、前記トランスポートストリームデータを変調するモジュレータ及び無線送信する衛星送信機を備える衛星送信システム、
衛星、及び
前記衛星から衛星変調信号を受信する衛星受信機及び前記衛星変調信号からマルチメディアサーバーで作ったマルチキャストパケットを復調し、予め定められた目的地に伝達する衛星データ受信機を備える衛星受信システムを備えることを特徴とする請求項２に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項４】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網にマルチメディアパケットをマルチキャストプロトコルで伝送することを特徴とする請求項１に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項５】
前記衛星網は、前記マルチメディアパケットにマルチキャストアドレスを指定するマルチメディアサーバー、前記マルチメディアパケットをトランスポートストリームデータに変形するＩＰゲートウェイ、前記トランスポートストリームデータを変調するモジュレータ及び無線送信する衛星送信機を備える衛星送信システム、
衛星、及び
前記衛星から衛星変調信号を受信する衛星受信機及び前記衛星変調信号からマルチメディアサーバーで作ったマルチキャストパケットを復調し、予め定められた目的地に伝達する衛星データ受信機を備える衛星受信システムを備えることを特徴とする請求項４に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項６】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し出発地ソースＩＰに対する静的マルチキャストルーティングを宣言することを特徴とする請求項１に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項７】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することを特徴とする請求項１に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項８】
実時間性を要するマルチメディアパケットは、前記衛星網を経由して前記ローカルネットワークに伝送し、非実時間性データは前記バックボーン網を経由して前記ローカルネットワークに伝送することを特徴とする請求項１に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項９】
バックボーン網、
マルチメディアコンテンツを提供するコンテンツ提供手段、
前記コンテンツ提供手段から提供されるコンテンツを衛星を経由して伝送し、コンテンツをマルチキャストパケットで提供する衛星網、及び、
前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットをルーターでマルチキャスティングプロトコルとして設定し、衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することによりリバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントに前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワークを備えることを特徴とする衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１０】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網にマルチメディアパケットをユニキャストプロトコルで伝送することを特徴とする請求項９に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１１】
前記衛星網は、前記マルチメディアパケットにマルチキャストアドレスを指定するマルチメディアサーバー、前記マルチメディアパケットをトランスポートストリームデータに変形するＩＰゲートウェイ、前記トランスポートストリームデータを変調するモジュレータ及び無線送信する衛星送信機を備える衛星送信システム、
衛星、及び
前記衛星から衛星変調信号を受信する衛星受信機及び前記衛星変調信号からマルチメディアサーバーで作ったマルチキャストパケットを復調し、予め定められた目的地に伝達する衛星データ受信機を備える衛星受信システムを備えることを特徴とする請求項１０に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１２】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網にマルチメディアパケットをマルチキャストプロトコルで伝送することを特徴とする請求項９に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１３】
前記衛星網は、前記マルチメディアパケットにマルチキャストアドレスを指定するマルチメディアサーバー、前記マルチメディアパケットをトランスポートストリームデータに変形するＩＰゲートウェイ、前記トランスポートストリームデータを変調するモジュレータ及び無線送信する衛星送信機を備える衛星送信システム、
衛星、及び
前記衛星から衛星変調信号を受信する衛星受信機及び前記衛星変調信号からマルチメディアサーバーで作ったマルチキャストパケットを復調し、予め定められた目的地に伝達する衛星データ受信機を備える衛星受信システムを備えることを特徴とする請求項１２に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１４】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し出発地ソースＩＰに対する静的マルチキャストルーティングを宣言することを特徴とする請求項９に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１５】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することを特徴とする請求項９に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１６】
実時間性を要するマルチメディアパケットは、前記衛星網を経由して前記ローカルネットワークに伝送し、非実時間性データは前記バックボーン網を経由して前記ローカルネットワークに伝送することを特徴とする請求項９に記載の衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項１７】
バックボーン網に連動するローカルネットワークに含まれるルーターのマルチキャストパケットのＩＰマルチキャスティング方法において、
前記マルチキャストパケットに対し、前記ルーターの静的マルチキャストルーティング宣言が前記マルチキャストパケットの出発地メディアサーバーのソースＩＰで構成されることにより、リバースパスフォワーディングが単方向性を有するよう前記ルーターで行われることを特徴とするＩＰマルチキャスティング方法。
【請求項１８】
前記ルーターに対して予め設けられたグループで表示したチャンネルアドレスに対しフィルタリング及び任意のＴＴＬ値を設定することにより、ホストが送信機として作動されるのを防止することを特徴とする請求項１７に記載のＩＰマルチキャスティング方法。
【請求項１９】
バックボーン網に連動するローカルネットワークに含まれるルーターのマルチキャストパケットのＩＰマルチキャスティング方法において、
前記マルチキャストパケットに対し、前記ルーターの衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することを特徴とするＩＰマルチキャスティング方法。
【請求項２０】
前記ルーターに対して予め設けられたグループで表示したチャンネルアドレスに対しフィルタリング及び任意のＴＴＬ値を設定することにより、ホストが送信機として作動されるのを防止することを特徴とする請求項１９に記載のＩＰマルチキャスティング方法。
【請求項２１】
バックボーン網の終端ルーターに連結されて所定マルチメディアコンテンツのストリーミングを提供するコンテンツ提供手段、及び、
前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットをルーターでマルチキャスティングプロトコルとして設定し、前記コンテンツ提供手段とイーサネット（登録商標）を介して連結されるルーターと加入者ルーターに静的マルチキャスティングルーティング設定でリバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントに前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワークを備えることを特徴とするＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２２】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網から前記マルチメディアコンテンツをバックアップされることを特徴とする請求項２１に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２３】
前記コンテンツ提供手段は、前記バックボーン網から前記マルチメディアコンテンツをバックアップされることを特徴とする請求項２１に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２４】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し出発地ソースＩＰに対する静的マルチキャストルーティングを宣言することを特徴とする請求項２１に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２５】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することを特徴とする請求項２１に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２６】
バックボーン網の終端ルーターに連結されて所定マルチメディアコンテンツのストリーミングを提供するコンテンツ提供手段、及び、
前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットをルーターでマルチキャスティングプロトコルとして設定し、衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することによりリバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントに前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワークを備えることを特徴とするＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２７】
前記コンテンツ提供手段は、前記衛星網から前記マルチメディアコンテンツをバックアップされることを特徴とする請求項２６に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２８】
前記コンテンツ提供手段は、前記バックボーン網から前記マルチメディアコンテンツをバックアップされることを特徴とする請求項２６に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項２９】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し出発地ソースＩＰに対する静的マルチキャストルーティングを宣言することを特徴とする請求項２６に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【請求項３０】
前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、マルチキャストパケットに対し衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定することを特徴とする請求項２６に記載のＩＰマルチキャスティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰマルチキャスティングシステムに関し、より詳しくはＩＳＰの地域ノード、即ち加入者接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード単位にＩＰマルチキャストネットワークを構築し、コンテンツ提供者側から送信されるマルチキャスティングパケットを衛星を経由してローカルＩＰマルチキャストネットワークに伝達する衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、インターネット関連技術の発展によりコンテンツ提供者（Contents Provider ：以下、「ＣＰ」と記す）が登場しており、一例にインターネット放送又はサイバー大学、オンライン上においてデジタルコンテンツの自由で透明な流通を目的とするデジタルコンテンツ流通専門サイト等がある。
このうち、インターネット放送はインターネットを介しマルチメディアサービスを提供するものであり、インターネットが持っている特性と放送の特性が結合された放送媒体であると定義することができる。したがって、インターネット放送を別に表現するとすれば、不特定多数に一方的に伝達する放送でない双方向性とマルチキャスティングの意味を含んでいるウェブキャスティングという単語がもっとも適切なはずであり、このような点でインターネット放送はテレビジョン放送を視聴しながら同時にインターネットを利用することができるハードウェア装備のウェブテレビジョンとは区別されなければならないはずである。
【０００３】
現在、インターネット放送に用いられるソリューションは図１に示されているように、インターネット放送局のサーバーと視聴者が１：１でデータを交換するユニキャスティング方式を主に利用する。しかし、ユニキャスティング方式は制限された回線容量を同時接続者等が互いに分け合わなければならないという問題点を有する。
例えば、インターネット放送事業者が１５５Ｍｂｐｓの伝送網を介し５１２Ｋｂｐｓの伝送速度（実際に動画像信号をコンピューターモニターの全体画面のサイズで視聴する場合、５１２Ｋｂｐｓ程度のデータ速度が求められる）でインターネット放送をすると仮定するとき、同時接続者が３００名以上の場合伝送網の容量は限界に到達する。
したがって、３００名を超過する際に画面が中断されるか、又は画質が悪くなり、正常の画面を見ることができなくなる。
【０００４】
図１に示されているように、インターネット放送事業者のようなＣＰはメインノードを成すルーター１０に管理サーバー１４とメディアサーバー１２が接続され、バックボーン網２０のルーター２２とルーター１０が連結される。そして、バックボーン網２０の他の終端ルーター２４は企業体又はインターネットカフェ等のネットワークを成すルーター３０と接続される。
ここで、ＣＰ側で５１２Ｋｂｐｓ動画像伝送サービスを行い、網終端の１５名の加入者が同時にこのサービスに接続する場合、ユニキャスティングプロトコルではＣＰのメディアサーバー（メインサーバー）は１５個のクライアントそれぞれに個別的にデータを伝送しなければならない。したがって、実際に求められる伝送網の容量は、伝送するデータと同時接続加入者の数に比例し７.６８０Ｍｂｐｓ（５１２Ｋｂｐｓ×１５）となる。
【０００５】
それで、コンテンツ提供者は同時接続者数が常に滞りなくサービスを受けるようにするためには、ボトルネック区間（ルーター１０とバックボーン網２０のルーター２２との間）の帯域を確保しなければならない。現実的に十分な帯域を確保するためには費用が過重に所要されるので、コンテンツ提供者は同時接続者の数を制限するか、又はコンテンツ伝送速度を制限するしかない。
例えば、ボトルネック区間の帯域８Ｍｂｐｓを確保した場合、同時接続者数が１５名を超過すると８Ｍｂｐｓ帯域を超えることになり、正常の動画像サービスは行うことができない。
【０００６】
したがって、ユニキャスト方式でインターネット放送のようなコンテンツを提供する場合、ネットワーク回線のボトルネック現象がもたらされて効率的な回線の使用ができなくなるだけでなく、データをクライアント数ほど複写しなければならないコンテンツ提供者のメディアサーバー１２又はルーター１０、２２のＣＰＵ負荷を増加させるため、クライアントが多い場合は適さない。
さらに、このように所要伝送帯域の確保、加入者制限及びサーバー容量の増設はコンテンツ提供者の収益性を低下させる主な要因となっており、収益性向上のため伝送帯域以上の加入者を許容する場合、伝送遅延が発生する等良質のサービスを提供することができない。併せて、コンテンツ提供者の立場では限定された伝送回線で可能な限り多数の加入者の誘致のためコンテンツのデータ量を縮小しなければならないので映像品質が不満足なだけでなく、コンテンツ及びインターネット放送事業の発展を阻害する要因となっている。
【０００７】
前記のようなユニキャスト方式の補完のため、図２に示されているようにコンテンツ伝達ネットワーク（Contents Delivery Networks：以下、「ＣＤＮ」と記す）ソリューションが提案されたことがある。
ＣＤＮは、ＣＰのメディアサーバー（メインサーバー）１２の他にバックボーン網２０に含まれている幾多の地域ノード２８にストリーミングサーバー２６を別途に設け、主なコンテンツを事前に地域ノード２８のストリーミングサーバー２６にミラーリングすることにより、コンテンツを使用者と最も近い地域ノードから提供する方式である。これに従い、ＣＤＮは加入者が接続して経由するシステム（サーバー、スイッチ、ルーター）経路を減少させてネットワークのトラフィックによる伝送遅延を低減させ、同時に加入者等の同時接続に対するＣＰのメディアサーバー１２の負荷を分散させることにより、伝送速度及び伝送遅延等に対する品質の向上が図られている。
【０００８】
具体的には、使用者がＣＤＮにホスティングしているＣＰの管理サーバー１４に接続して動画像視聴を選択すれば、ＣＰの管理サーバー１４はバックボーン網２０のメインノード管理システム（図示省略）にある当該コンテンツのＵＲＬを使用者に伝送し、使用者は伝送されたＵＲＬをもってＣＤＮのメインノード管理システムに当該コンテンツを要請する。
そうすると、ＣＤＮのメインノード管理システムは使用者の位置を判断して最適の地域ノードルーター２４のＵＲＬを伝送し、使用者はＣＤＮ管理システムから伝送されたＵＲＬに該当する地域ノードルーター２４にコンテンツを要請すれば、地域ノードルーター２４のストリーミングサーバー２６はコンテンツを要請した使用者に動画像を伝送する。
【０００９】
しかし、前記のＣＤＮもまたユニキャスト伝送方式の問題点を完全に解決できずにいる。具体的には、ＣＰのメディアサーバー１２は専用回線を利用して地域ノードの数（例えば、１１個）にマルチメディアコンテンツをプッシュするためのトラフィックのみ負担すればよいが、地域ノードルーター２４のストリーミングサーバー２６から加入者までは、図１のユニキャスト伝送方式における問題点のように、ネットワークの限定された回線容量を接続者等が共有しなければならないためである。
さらに、保障しようとする伝送速度と同時接続者の数に比例して、メインサーバーと幾多の地域ノードストリーミングサーバーとの間の必要な伝送帯域をインターネット接続サービス事業者（ＩＳＰ：Internet Service Provider ）又はＣＤＮ事業者から賃貸しなければならないという問題点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記の従来のユニキャスト伝送方式とＣＤＮソリューションにおけるネットワークのトラフィック、同時接続者数の制限及び賃貸回線容量拡大に伴う費用等の問題点にも拘らず、これに対するソリューションとしてインターネット網全体にＩＰマルチキャスティングソリューションを具現するのは技術的、時間的及び費用的側面で相当な困難がある。
したがって、従来のインターネット網では多重接続が行われるインターネット放送又はインターネット学習等を目標とするコンテンツサービスが円滑になされ難いという問題点がある。
【００１１】
本発明に係る目的は、地上伝送網と衛星網を連動しコンテンツ提供者から終端加入者までＩＰマルチキャスティングネットワークを具現することにある。
本発明の他の目的は、衛星を利用してＩＰマルチキャスティングネットワークを具現することにより、コンテンツ提供者の伝送路又はサーバーの容量増設及び同時接続者数に対する制限を解消することにある。
本発明のさらに他の目的は、ローカルＩＰマルチキャスティングネットワークを構成し、これを衛星網と連動してコンテンツ提供者から終端加入者までＩＰマルチキャスティングネットワークを具現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステムは、バックボーン網、前記バックボーン網の経由が選択的になされるマルチメディアコンテンツを提供するコンテンツ提供手段、前記コンテンツ提供手段から提供されるコンテンツを衛星を経由して伝送し、コンテンツをマルチキャストパケットで提供する衛星網、及び、前記バックボーン網と連動し、前記マルチキャストパケットにルーターで適切なマルチキャスティングプロトコルを設定し、前記衛星網とイーサネット（登録商標）を介して連結されるルーターと加入者ルーターに、静的マルチキャスティングルーティング設定、又は、衛星データ受信機の出力ポートと前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法で、リバースパスフォワーディングを行い、終端クライアントに前記マルチキャストパケットを伝達するローカルネットワークを備える。
【００１３】
ここで、前記衛星網は、ユニキャストプロトコルで伝送されるマルチメディアパケットにマルチキャストグループアドレスを指定するマルチメディアサーバー、前記マルチメディアパケットをトランスポートストリームデータに変形するＩＰゲートウェイ、前記トランスポートストリームデータを変調するモジュレータ及び無線送信する衛星送信機を備える衛星送信システム、衛星、及び前記衛星から衛星変調信号を受信する衛星受信機及び前記衛星変調信号からマルチメディアサーバーで作ったマルチキャストパケットを復調し、予め定められた目的地に伝達する衛星データ受信機を備える衛星受信システムを備えるのが好ましい。
なお、前記ローカルネットワークに含まれるルーターは、一般的なマルチキャスティングプロトコルだけでなくマルチキャストパケットに対し出発地ソースに対するＩＰを適切なＲＰＦチェックのための静的マルチキャストルーティング、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッダー内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法で宣言するのが好ましい。
【００１４】
本発明に係るＩＰマルチキャスティング方法は、バックボーン網に連動するローカルネットワークに含まれるルーターのマルチキャストパケットに対し、前記ルーターの静的マルチキャストルーティング宣言、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法が前記マルチキャストパケットの出発地ソースに対するＩＰでなされることにより、リバースパスフォワーディングが単方向性を有するよう前記ルーターで行われる。
ここで、前記ルーターに対して予め設けられたグループで表示したチャンネルアドレスに対しフィルタリングを行うことにより、ホストが送信機として作動されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステムの好ましい実施の形態に対し、図面と参照しながら詳しく説明する。
本発明は、ＣＰから衛星送信システムにストリーミングしようとするマルチメディアコンテンツがマルチメディアパケットで伝達され、衛星送信システムは衛星を経由して衛星受信システムにマルチメディアパケットに対応する衛星変調信号を伝送し、衛星受信システムは衛星変調信号をマルチメディアパケットに復調してローカルＩＰマルチキャスティング網に伝達し、ローカルＩＰマルチキャスティング網はマルチメディアパケットを終端ルーターまでフォワーディングするシステム構成を有する。
【００１６】
具体的には、図３に示されているように、ＣＰ１００ａ、１００ｂはバックボーン網２００に接続されるインターネット放送局又はサイバー大学等であり、このため管理サーバー１０２とストリーミングサーバー１０４及びルーター１０６を備える。
管理サーバー１０２はネットワーク制御、インターネット接続制御、認証制御及びストリーミング制御を行い、ストリーミングサーバー１０４はマルチメディアコンテンツを有し、管理サーバー１０２の制御と連動してマルチメディアコンテンツを提供する。このとき、マルチメディアパケットはユニキャスティング又はマルチキャスティングプロトコルで伝送されるのが好ましい。
そして、バックボーン網２００は複数のスイッチ２０２と複数のルーター２０４等を備えて構成され、終端ルーター２０４はＣＰ１００ａ、１００ｂのルーター１０６と連結されるメインノードを成す。さらに、バックボーン網２００の終端ルーター２０６はローカルネットワーク６００と接続を成す。
【００１７】
一方、ＣＰ１００ａ、１００ｂからユニキャスティングプロトコルに伝送されるマルチメディアパケットはバックボーン網２００のメインノードを経由して衛星送信システム３００のルーター３１０に伝達され、このときバックボーン網２００はマルチメディアパケットの目的地アドレスを確認して目的地ルーター３１０にマルチメディアパケットを伝達する役割を果たす。
前記のマルチメディアパケットは衛星送信システム３００から衛星変調信号に変換され、このため衛星送信システム３００はルーター３１０にマルチメディアサーバー３１２、ＩＰゲートウェイ３１４、モジュレータ３１６及び衛星送信機３１８がネットワークに連結される構成を有し、ローカルネットワーク６００の方に単方向送信を行う。
【００１８】
ここで、マルチメディアサーバー３１２はユニキャスティングプロトコルで伝送されるマルチメディアパケットをマルチキャスティングパケットに変換させるためのマルチキャストグループアドレスを指定し、パケットのネットワークでの残留期間、即ちＴＴＬ値と、求められるサービス品質に伴うコンテンツの伝送速度を決定する。
そして、ＩＰゲートウェイ３１４はマルチメディアサーバー３１２から伝達されるマルチキャストデータに対する統計的多重化機能とＣＡＳ（Conditional Access System ）機能を行い、幾多のマルチキャストデータにプログラム識別（Program Identifier）を付着してＭＰＥＧ−２トランスポートストリームに作り、モジュレータ３１６に伝送する。
【００１９】
モジュレータ３１６は、衛星４００と通信のためＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム信号を変調し、ＤＶＢ−Ｓ信号を変更して衛星送信機３１８に伝送する。
衛星送信機３１８は、決められたキャリア周波数にデータを載せて衛星４００に送り出す。
即ち、衛星送信システム３００からユニキャストプロトコルに伝送されるマルチメディアパケットはマルチメディアサーバー３１２からマルチキャストアドレスを指定され、ＩＰゲートウェイ３１４からトランスポートストリームデータに変形され、モジュレータ３１６から変調された後衛星送信機３１８から送り出される。
【００２０】
衛星送信システム３００とアップリングを成し、衛星受信システム５００とダウンリングを成す衛星４００は周波数帯域がＬ／Ｓ band （上方１.５ Ｇｈｚ、下方１.５ Ｇｈｚ／２.５ Ｇｈｚ）のＩＮＭＡＲＳＡＴ等、又はＣ band （上方６Ｇｈｚ、下方４Ｇｈｚ）のＩＮＴＥＬＳＡＴ等、又はＫｕ band （上方１４Ｇｈｚ、下方１２Ｇｈｚ）のムクゲ１、２号衛星等、又はＫａ band （上方３０Ｇｈｚ、下方２０Ｇｈｚ）のムクゲ３号衛星等が利用でき、製作者の意図に従って経済性とシステム適用の容易性を考慮し、最適の周波数帯域を有する衛星を選択することができる。
【００２１】
一方、衛星受信システム５００は衛星受信機５１０と衛星データ受信機５２０を備え、衛星受信機５１０は衛星４００から受信された信号を指定された衛星データ受信機５２０に伝送する役割を果たし、衛星データ受信機５２０は衛星変調信号からマルチメディアサーバー３１２で作ったマルチキャストパケットを復調してローカルネットワーク６００に伝達する役割を果たす。
【００２２】
ローカルネットワーク６００は、インターネット網ノード６１０と、サブネットワーク６５０、６７０と、ルーター６３０、６４０と、加入者端末６３５、６４５等を含んでいる。インターネット網ノード６１０は、バックボーン網２００に接続されるＩＳＰの地域ノード、即ち加入者接続のためのルーター又はスイッチを含んでいる。サブネットワーク６５０、６７０は、インターネット網ノード６１０に連結される光端局６２０に接続されている。ルーター６３０、６４０は、ＩＳＰの地域ノード、即ち加入者接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード６１０に連結されるインターネットカフェ等であり、ルーター６３０、６４０と加入者端末６３５、６４５はネットワークを成している。ここで、サブネットワーク６５０、６７０には光端局６２０に対応する光端局６５２、６７２が含まれており、光端局６５２、６７２は、下部に接続されるルーター６５４、６７４、スイッチ６５６、６７６、集線装置６７８、スイッチングハブ６５８、モデム６８０及びＬＡＮカード６６０、６８２等で構成される。
そして、ＩＳＰの地域ノード、即ち加入者の接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード６１０は、バックボーン網２００と連結されるルーター２０６、複数のスイッチ６１２、６１８、及び加入者と連結されるルーター６１４、６１６等を含んでいる。
【００２３】
前記のローカルネットワーク６００の構成において、衛星データ受信機５２０で復調されたマルチキャストパケットはＩＳＰの地域ノード、即ち加入者の接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード６１０のスイッチ６１２、６１８とルーター６１４、６１６を経由して当該加入者の端末にマルチキャスティングされる。
このとき、本発明に係る実施の形態はローカルネットワーク６００でマルチキャストパケットに対するソースアドレスに対するルーティングを静的に宣言する方法と、衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッダー内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法がある。
【００２４】
具体的には、ＩＳＰの地域ノード、即ち加入者の接続のためのルーター又はスイッチのあるインターネット網ノード６１０のルーター６１４、６１６、及び下部ネットワークのルーター６３０、６４０、６５４、６７４はマルチキャストパケットであるか否かを判断し、マルチキャストパケットの場合はソースアドレスに対するＩＰに対し静的マルチキャストルーティングを宣言する方法、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるＬ３スイッチ又はルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッダー内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法を用いなければならない。
【００２５】
これに対し、図４を参照しながら説明する。
図４におけるルーターＲ１は図１の第１のルーター６１４、６１６に該当し、Ｒ２は図１の第２のルーター６３０、６４０、６５４、６７４に該当する。
一例を挙げると、ルーターＲ１はマルチキャストパケットの場合衛星データ受信機５２０の出力ポートのＩＰに静的マルチキャスティングルーティングを宣言し、ルーターＲ２はソースアドレスに対するマルチキャスティングルーティングをルーターＲ１のシリアルインタフェースＩＰに対し静的マルチキャストルーティングを宣言し、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッダー内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法を用いる。
これは、シリアル区間のルーターＲ１とルーターＲ２との間で重複したパケット複写ではないただ１つのパケット複写として一定のトラフィックのみ伝送されるように設定するのである。
【００２６】
即ち、ルーターＲ２のｅ０で全てのクライアントが同一のマルチメディアコンテンツを接続するとしても、ただ１つのパケットの複写が発生するように設定するのである。
参考に、マルチキャスティングルーティングにおけるソースアドレスはマルチキャストアドレスに表現される一群のグループにトラフィックを伝送するため用いられ、マルチキャストルーターはソースに向かった方向と、クライアントに向かった方向を決定しなければならない。
【００２７】
ここで、受信側への伝達のためのものがＲＰＦ（Reverse Path Forwarding ）である。
即ち、ＲＰＦはルーターが適正にトラフィックを受信側に分配するためのものであり、ルーターはマルチキャストパケットが入ってくればＲＰＦチェックを行い、チェック結果正常であればそのパケットをフォワーディングし、正常でなければドロップさせる。
しかし、本発明では衛星データ受信機５２０はメディアサーバー３１２から伝送されたマルチキャストパケットをルーターＲ１に伝達するが、別途のルーティング設定無しにはルーターＲ１はそのマルチメディアパケットに対する正常のＲＰＦチェックを行うことができない。
【００２８】
これは、ＩＰゲートウェイ３１４と衛星データ受信機５２０との間の区間が衛星網を経由する単方向区間であるので、ルーターＲ１とメディアサーバー３１２との間はネットワーク的な断絶状態である。したがって、ルーターＲ１までマルチキャストパケットが到達しても、ルーターＲ１はソースに対するユニキャストルーティングテーブルを有しないので、マルチキャスティングプロトコルを設定した状態でも適切なＲＰＦ過程を行うことができないため、マルチメディアパケットをフォワーディングできずドロップさせる。
【００２９】
したがって、本発明でメディアサーバー３１２でグループで表示したチャンネルアドレスに対し、ルーターＲ１とＲ２でフィルタリングと適切なＴＴＬ値設定を介して全てのホストがセンダーになり得るとの問題点を解決し、加入者端でのマルチキャストパケットの流入を遮断する。
【００３０】
そして、ルーターＲ１、Ｒ２に適切なＲＰＦチェックのための静的マルチキャストルーティング、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法で単方向マルチキャストルーティングを設ける。これにより、衛星区間の単方向性に基づくネットワーク断絶効果によるＲＰＦドロップが防止できる。
【００３１】
このため、ルーターＲ１［シスコルーターの場合］のＩＰマルチキャスティングセッティングは、
ip multicasting
int e0
ip pim sparse-mode
int e1
ip pim sparse-mode
int s0
ip pim sparse-mode
ip mroute［source ip address］［衛星データ受信機のＲ１ルーターにイサーネット接続用ポートのip address］
で構成することができる。
【００３２】
ルーターＲ２［シスコルーターの場合］のＩＰマルチキャスティングセッティングは、
ip multicasting
int e0
ip pim sparse-mode
int s0
ip pim sparse-mode
ip mroute［source ip address］［Ｒ１のＲ２ルーター接続用ポートのip address］
、又は衛星データ受信機の出力ポートと、前記衛星データ受信機と連結されるルーターのポートに対するマルチキャストパケットのＩＰヘッド内容のうち、ソースアドレスと同一のサブネットのＩＰを指定する方法で構成することができる。
前記でルーターの設定例はシスコルーターを例に挙げたものであり、装備会社に従い設定表現は変更される場合があるが、理論自体は同様である。
【００３３】
前述のような本発明に係る実施の形態によると、図５ａのＡ経路のようにコンテンツがローカルネットワークの終端加入者クライアントに伝達される。
したがって、特定マルチキャストグループに認証されている加入者が図５ｂのＢ経路を介して広域電話局網６１０とバックボーン網２００を経由し、ＣＰ１００ａの管理サーバー１０２に接続してＩＧＭＰ（Internet Group Message Protocol ）リクエストすることができる権限を要請すれば、管理サーバー１０２は図５ｃのＣ経路を介して加入者が正当な場合、ＣＰ１００ａの管理サーバー１０２は認証を行いマルチキャストグループに参加できる権限を与える。前記の認証手続を経て正当な使用者に判定された使用者は、図５ｄの経路Ｄのようにローカルネットワーク６００のＬＡＮまで到達したマルチキャストパケットを受信することができる。
【００３４】
したがって、本発明に基づくと図６に示されているように、ＣＰのストリーミングサーバー１０４でルーター１０６、バックボーン網２００の終端ルーター及び衛星送信システム３００まで、ユニキャストプロトコルに従ってコンテンツが１つのチャンネルに該当し、一例に５１２Ｋｂｐｓの動画像が伝送でき、衛星送信システム３００から衛星受信システム５００までの間には衛星信号の伝送が単方向で行われ、ローカルネットワーク６００に含まれる各経路別に終端クライアントまで５１２Ｋｂｐｓのトラフィックが伝達される。
したがって、終端クライアントまでただ１つのマルチキャストパケットが伝送されるに従い同時接続加入者の数に制限がなくなり、ＣＰからインターネット網まで又はローカルネットワークの各区間別に同時接続者数の過重によるボトルネック現象が発生しない。よって、ネットワーク全体のトラフィックが改善できる。
【００３５】
本発明に係る実施の形態は、実時間伝送を要するマルチメディアコンテンツの場合選択的に適用することができ、非実時間伝送に対しては通常のユニキャスト伝送方式を並行して適用することができる。
【００３６】
さらに、本発明に係る他の実施の形態を多様に提示することができ、具体的に実施の形態に係るローカルネットワークをＣＤＮに適用した場合が例示できる。即ち、ＣＤＮに適用されるローカルネットワークに静的マルチキャストルーティング宣言が行われると、従来のユニキャストプロトコルで伝送されていたコンテンツが本発明に係るマルチキャストプロトコルで伝送できる。
【００３７】
本発明に基づくと通信事業者の立場で全体的なネットワーク上のマルチメディアトラフィックの減少による網運用の効率化と安定化が可能であり、高容量の良質のサービスを廉価で提供することができる。
さらに、本発明に基づくとインターネット放送又は遠隔教育又は多重使用者インターネットゲームのような高容量マルチメディアデータの伝送を求めるＣＰに満足するようなネットワーク環境を提供することができる。
【００３８】
本発明について、好ましい実施の形態を基に説明したが、これらの実施の形態は、例を示すことを目的として開示したものであり、当業者であれば、特許請求範囲の技術思想の範囲内で多様な改良、変更、付加等が可能である。このような改良、変更等も、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。  
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来のユニキャスト伝送方法を説明するシステムを示す図である。
【図２】従来のＣＤＮ方式サービスを説明するシステムを示す図である。
【図３】本発明に係る衛星を利用したＩＰマルチキャスティングシステムの好ましい実施の形態を示す図である。
【図４】実施の形態のマルチキャスティングパケット伝送動作を説明するためのブロックダイヤグラムである。
【図５ａ】実施の形態に係るマルチキャスティンググループ認証手続を説明する図である。
【図５ｂ】実施の形態に係るマルチキャスティンググループ認証手続を説明する図である。
【図５ｃ】実施の形態に係るマルチキャスティンググループ認証手続を説明する図である。
【図５ｄ】実施の形態に係るマルチキャスティンググループ認証手続を説明する図である。
【図６】実施の形態に係るトラフィック状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１００ａ，１００ｂ  コンテンツ提供手段（コンテンツ提供者；ＣＰ）
１０２  管理サーバー
１０４  ストリーミングサーバー
１０６  ルーター
２００  バックボーン網
２０２  スイッチ
２０４，２０６  終端ルーター
３００  衛星送信システム
３１０  目的地ルーター
３１２  マルチメディアサーバー
３１４  ＩＰゲートウェイ
３１６  モジュレータ
３１８  衛星送信機
４００  衛星
５００  衛星受信システム
５１０  衛星受信システム
５２０  衛星データ受信機
６００  ローカルネットワーク
６１０  インターネット網ノード
６１２，６１８  スイッチ
６１４，６１６  ルーター
６２０  光端局
６３０  ルーター
６３５  加入者端末  
６４０  ルーター
６４５  加入者端末
６５０  サブネットワーク
６５２  光端局
６５４  ルーター
６５６  スイッチ
６５８  スイッチングハブ
６６０  ＬＡＮカード
６７０  サブネットワーク
６７２  光端局
６７４  ルーター
６７６  スイッチ
６７８  スイッチングハブ
６８０  モデム
６８２  ＬＡＮカード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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