(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰビデオを配信する方法であって、光データストリームを指定された光帯域で光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送することを含み、光データストリームが、パケット化されたビデオオーバレイとして提供されるブロードキャストＩＰビデオ信号を含み、また光データストリームが、半二重かつ無作為検出モードでＩＰビデオスイッチによって伝送され、ブロードキャストＩＰビデオ信号の各パケットがヘッダを含み、各ヘッダが、ビデオチャネルＩＤ（ＣＨ＿ＩＤ）と置換されるイーサネット（登録商標）ＭＡＣ宛先アドレス（ＤＡ）を含み、前記方法が、
光データストリームをＯＮＴで電気データストリームに変換すること、および
電気データストリームを加入者に伝送することを含む、ＩＰビデオを配信する方法。
【請求項２】
ブロードキャストＩＰビデオ信号の各パケットがヘッダを備え、方法が、各ヘッダについてイーサネット（登録商標）ＭＡＣ宛先アドレス（ＤＡ）をビデオチャネルＩＤ（ＣＨ＿ＩＤ）と置換することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
光データストリームを指定された光帯域で伝送する前に、
ブロードキャストＩＰビデオ信号をスイッチングデバイスで受信すること、
前記受信されたブロードキャストＩＰビデオ信号と追加の対話式のＩＰビデオ信号をスイッチングデバイスで組み合わせること、および
組み合わせたＩＰビデオ信号を指定された光帯域の光データストリームにスイッチングデバイスで変換することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
インターネット音声およびデータを光回線端末（ＯＬＴ）で受信すること、
受信されたインターネット音声およびデータを異なる光帯域の追加の光データストリーム部分に光回線端末（ＯＬＴ）で変換すること、および
光データストリームを光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送する前に、変換された追加の光データストリーム部分を光データストリームに波長分割多重装置（ＷＤＭ）で組み合わせることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
電気データストリームを加入者に伝送する前に、光ネットワーク端末（ＯＮＴ）で実行される、
追加の光データストリーム部分を光データストリームから分離し回復すること、
追加の光データストリーム部分をＩＰ音声およびデータ信号を含む電気信号に変換して戻すこと、
ＩＰ音声信号をアナログ音声信号に変換し、アナログ音声信号をＰＯＴＳデバイスに提供すること、および
ＩＰデータ信号をデータデバイスに提供することをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ビデオを配信するシステムであって、システムが、
ブロードキャストＩＰビデオデータストリームを受信し、受信されたデータストリームを電気信号から第１の光帯域の光信号に変換するように接続されたビデオヘッドエンドを含み、ビデオヘッドエンドが半二重かつ無作為検出モードでブロードキャストＩＰビデオデータストリームを伝送するＩＰビデオスイッチを含み、ブロードキャストＩＰビデオデータストリームの各パケットがヘッダを含み、各ヘッダが、ビデオチャネルＩＤ（ＣＨ＿ＩＤ）と置換されるイーサネット（登録商標）ＭＡＣ宛先アドレス（ＤＡ）を含み、前記システムが、
ビデオヘッドエンドから受信された光信号を増幅する光増幅器（ＯＡ）と、
ＯＡからの増幅されたブロードキャストＩＰビデオデータストリームと第２の光帯域のＩＰデータおよび音声信号を組み合わせる波長分割多重装置（ＷＤＭ）と、
組み合わせられた光信号を加入者の構内の光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送する配信光ネットワークとを備え、ＯＮＴでブロードキャストＩＰビデオデータ信号が組み合わされた光信号から復元され、電気信号に変換され、加入者の装置に伝送される、ビデオを配信するシステム。
【請求項７】
ＩＰデータおよび音声信号を電気信号から光帯域１４９０ｎｍの光信号に変換する光回線端末（ＯＬＴ）をさらに備える請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
配信光ネットワークが、組み合わされた光信号を複数の光信号ストリームに分割するように動作可能な分波器を使用してＰＯＮとして実装される請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
ＯＮＴが光信号を電気信号に変換するトリプレクサを備える請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
ＯＮＴが、ＩＰビデオデータストリームをトリプレクサから受信するように接続された静的ブリッジとして構成されたイーサネット（登録商標）スイッチを備える請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、以下の以前の米国特許仮出願に基づく優先権を主張するものである：（ｉ）２００４年６月１日に出願のDuane  Remein、Amir  Ghouddoussi、およびJoseph  Lee  Smithの米国特許仮出願第６０／５７５，９０３号、「METHOD、PROTOCOL  AND  NETWORK  FOR  DISTRIBUTING  IP  VIDEO」、および（ｉｉ）２００４年６月１日に出願のJoseph  Lee  Smith、Duane  Remein、およびAmir  Ghouddoussiの米国特許仮出願第６０／５７５，８９１号、「ALTERNATIVE  BPON  VIDEO  OVERLAY  USING  PACKET  VIDEO  OVER  GIGABIT  ETHERNET」であり、その全てを参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
本発明は、一般に、たとえば受動光ネットワーク（ＰＯＮ）など配信光ネットワークを介したビデオ信号の配信に関する。本発明は、より詳細には、限定的ではないが、こうした光ネットワークのギガビットイーサネット（登録商標）でパケット化されたビデオを使用するビデオオーバレイを提供するシステムおよび方法を対象とする。
【背景技術】
【０００３】
今日のアクセス市場では、サービス提供者らは、収入をもたらすかつてないほど大きいチャンスを有している。住宅用消費者は、ますます多くの通信および家庭用娯楽サービスを購入している。ビデオなど広帯域通信サービスは、サービス提供者からエンドユーザに提供されるサービスのパッケージのますます重要な部分を形成するようになってきた。したがって、アクセスネットワークアーキテクチャが最適化され、単一の集中型アクセスネットワークを介してサービスの「トリプルプレイ」（音声／データ／ビデオ）パッケージを配信するための費用効率の高い解決法が提供されている。
【０００４】
受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、家庭および中小企業ネットワークのエンドユーザまでの通信路の全てまたは大部分に光ファイバケーブルを設置し信号を送るシステムである。ＰＯＮが終端する場所に応じて、システムは、ファイバーツーザカーブ（ＦＴＴＣ）、ファイバーツーザビルディング（ＦＴＴＢ）、ファイバーツーザキャビネット（ＥＴＴＣａｂ）、またはファイバーツーザホーム（ＦＴＴＨ）と記述される。ＰＯＮは、光ファイバを介した様々な色または波長の光を利用して、大量の情報をエンドユーザとネットワーク／サービス提供者の間で伝送する。「受動」とは、単に光伝送が、信号がネットワークで伝送された後に、所要電力または稼動中の電子デバイスを持たないことを指す。ＰＯＮでは、信号はレーザで搬送され、幹線道路のインターチェンジに非常に似て機能するデバイスによって適切な宛先に送られ、電力を全く必要としないため、提供者と顧客の間の高コストの電動機器が排除される。ＰＯＮは、顧客にビデオアプリケーション、高速インターネットアクセス、マルチメディア、および他の高帯域幅機能、並びに従来の音声（またはＰＯＴ）サービスを提供する。
【０００５】
光技術の利点は、速度、柔軟性、および保守にあまり手がかからないことである。ＰＯＮは、ビットレート、信号形式、およびプロトコルから独立しているため、新規のサービスを既存の顧客に追加し、または新規の顧客を追加する場合に、特定のサービスの配信に必要な装置だけをネットワークの終端部に追加すればよい。さらに、サービスを必要に応じて費用効率の高い方法で組み合わせ、またはアップグレードすることができる。
【０００６】
３つのＰＯＮネットワーキング方法論が現在標準化されており、またはじきに標準化される。これには、ＩＴＵ  ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ＰＯＮ（ＢＰＯＮ）、ＩＴＵ  Ｇｉｇａ  ＰＯＮ（ＧＰＯＮ）、およびＩＥＥＥ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ  ＰＯＮ（ＥＰＯＮ）が含まれる。ＩＴＵ、ＰＯＮ規格は共に光ビデオブロードキャスト信号に使用されるＷＤＭチャネルを定義するものである。ＩＥＥＥ  ＥＰＯＮ規格は、こうしたチャネルを明確に定義していないが、こうしたビデオオーバレイを暗黙のうちに使用できるようにしている。理解されるように、ｘＰＯＮタイプの配信ネットワークが本特許出願に記載されるが、こうした構成は、以下に詳細に述べる本発明の実装形態に関して制限または限定するものではなく、単なる例示である。
【０００７】
図１は、従来技術の通信ネットワーク１００の一例を示すブロック図である。ネットワーク１００では、ＶＬＭ１０６など１つまたは複数のビデオレーザ変調器（ＶＬＭ）が、導出されたビデオ信号を使用して光レーザ１５５０ｎｍを変調する。得られた光信号は、ビデオヘッドエンド１０４から中央局（ＣＯ）１０８に出力される。エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を使用して実装することができる高線形性光増幅器（ＯＡ）段１０９は、ＣＯ１０８で光信号を約＋１７ｄＢｍに増幅する。
【０００８】
ネットワーク１１０からのインターネットデータおよび音声信号は、光回線端末（ＯＬＴ）１１２によって帯域１４９０ｎｍの光信号に変換される。ＯＬＴ１１２およびＯＡ段１０９から出力された信号は、波長分割多重装置１１４を介して組み合わされ、幹線ファイバ１１８上でＰＯＮ１１６に転送される。一般に、ＰＯＮは物理ポイントツーマルチポイントファイバ接続を提供する。一実装形態では、ＰＯＮ１１６はガラス分波器１２０を使用して実装される。分波器１２０は、幹線ファイバ１１８上で受信された組み合わされた信号を３２の配信／ドロップに分割して、加入者の構内（ｐｒｅｍｉｓｅｓ）１２４にあるＯＮＴ１２２など複数の光ネットワーク端末（ＯＮＴ）の１つに配信する。ＯＮＴ１２２で、組み合わされた信号が終端し、アナログ音声、インターネットデータ（一般にイーサネットまたはｘＤＳＬ）、およびビデオ（同軸ケーブルを介したＲＦ）として加入者に転送される。（加入者の構内１２４からＣＯ１０８までの）上流方向のトラフィックは、光帯域１３１０ｎｍで搬送され、ＯＬＴ１１２だけに向けられており、データネットワーク１１０を介してそのように方向付けられていない場合はビデオヘッドエンド１０４には到達しない。
【０００９】
図２は、図１のＯＮＴ１２２の現在のアーキテクチャを示すブロック図である。図２で示したように、ＯＮＴは、３つの波長で送信される光信号を電気信号に変換するトリプレクサ２００、メディアアクセス制御層と等価の広帯域ＰＯＮ送信集中（ＰＯＮ  ＴＣ）デバイス２０４、およびパケット化された音声をアナログ音声に処理するＡＴＭプロセッサ２０６を備える。トリプレクサ２００は、ＲＦビデオ信号をＲＦビデオ増幅器２０８に出力するための高線形性アナログＰＩＮフォトダイオードを備える。ビデオ信号は、同軸ＦコネクタでＯＮＴ１２２から出力される。同様に、トリプレクサ２００は、ディジタル化されたデータおよび音声信号をＰＯＮ―ＴＣデバイス２０４に出力するためのＰＩＮ―ＴＩＡフォトダイオードを備える。次いで、ディジタル化されたデータおよび音声信号はＡＴＭプロセッサ２０６に出力され、ＡＴＭプロセッサ２０６はアナログ音声信号をＰＯＴＳ装置２１２に出力し、ディジタル化データ信号をイーサネットメディアアクセス制御／物理アクセス層（ＭＡＣ／ＰＨＹ）２１４に出力する。
【００１０】
ＯＮＴ１２２でのビデオ信号の品質パラメータの特性は、かなりの最小入力レベル（通常−６ｄＢｍまたはそれより良好）を必要とする。これは、データ信号の入力レベルよりも約２５ｄＢｍ高い。この差によって、光レベルでの信号の分離の問題が起きる。また、ＯＮＴ１２２のＰＩＮフォトダイオードは、高線形性である必要があり、これはどちらも製造が難しく、比較的高コストである。最後に、ＯＮＴ１２２で必要とされる高い光出力レベルの結果、ビデオ信号のレベルを＋１７ｄＢｍに維持するために、パスに沿ったＥＤＦＡの形でＯＡによる非常に急速な光の「増幅」が求められることになる。こうしたＯＡは、そのコストがマルチユーザＰＯＮによって推定された場合でも、非常に高コストである。
【００１１】
バンド内ビデオ配信方式では、データおよび音声サービスが約束された状態で、パケット化されたビデオデータがバンド内で伝送されるが、実際の現実世界ではビデオパス内の要素全て（すなわちＯＬＴ１１２およびＯＮＴ１２２）に必要とされる処理電力のレベルの形の制約があり、それによって内部で帯域幅が制限されることが多い。その結果、搬送可能なビデオチャネルの数が制限され、または選択方式の複雑さが増すことになる。
【特許文献１】米国特許仮出願第６０／５７５，９０３号明細書
【特許文献２】米国特許仮出願第６０／５７５，８９１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、低コストのブロードキャストＩＰビデオを多数のユーザに配信する技法およびアーキテクチャが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実装形態は、パケット化されたビデオオーバレイとして供給されるブロードキャストＩＰビデオ信号を含む光データストリームを指定された光帯域で光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送すること、光データストリームをＯＮＴで電気データストリームに変換すること、および、電気データストリームを加入者に伝送することを含む、ＩＰビデオを配信する方法である。
【００１４】
他の実装形態は、パケット化されたビデオオーバレイとして供給されるブロードキャストＩＰビデオ信号を含む光データストリームを指定された光帯域で光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送する手段、光データストリームをＯＮＴで電気データストリームに変換する手段、および、電気データストリームを加入者に伝送する手段を備える、ＩＰビデオを配信するシステムである。
【００１５】
他の実装形態は、ビデオを配信するシステムであって、ブロードキャストＩＰビデオデータストリームを受信し、受信されたデータストリームを電気信号から第１の光帯域の光信号に変換するために接続されたビデオヘッドエンド、ビデオヘッドエンドから受信された光信号を増幅する光信号増幅器（ＯＡ）、ＯＡからの増幅されたブロードキャストＩＰビデオデータストリームを第２の光帯域のＩＰデータおよび音声信号と組み合わせるための波長分割多重装置（ＷＤＭ）、および、組み合わされた光信号を加入者の構内の光ネットワーク端末（ＯＮＴ）に伝送する配信光ネットワークを備え、ＯＮＴでブロードキャストＩＰビデオデータ信号が組み合わされた光信号から回復され、電気信号に戻すように変換され、加入者の装置に伝送されるシステムである。
【００１６】
他の実装形態は、３つの波長で受信された光信号を電気信号に変換するトリプレクサ、トリプレクサからディジタル信号を受信するためのイーサネット物理層（ＰＨＹ）モジュール、および、ディジタル信号をＰＨＹモジュールから受信し、選択されたビデオストリームを通過させるために接続されたイーサネットスイッチを備える光ネットワーク端末である。
【００１７】
添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照すれば、本発明のより完全な理解が得られるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実装形態を最良に実装し使用することができる方法の様々な例を参照して、本発明の実装形態を説明する。同様の参照番号が、同様または対応する部分を示すために説明および図面の幾つかの図にわたって使用されているが、様々な要素は必ずしも原寸に比例していない。
【００１９】
次に、図面を参照すると、より具体的には図３を参照すると、一実装形態の通信ネットワーク３００のブロック図が示されている。理解されるように、ネットワーク３００は、ビデオヘッドエンド３０１がＶＬＭ１０６ではなく変更されたＩＰビデオルータまたはスイッチ３０２を備えていること以外は、ネットワーク１００（図１）と同様である。ＩＰビデオスイッチ３０２の主要な変更により、以下に記載するように、イーサネットパケットが（通常イーサネット規格に必要とされるユニキャスト／マルチキャスト機能とは対照的に）ブロードキャストされ、ビデオチャネル情報をイーサネット宛先アドレスに送ることができるようになる。ＩＰデータを使用してパケット化されたビデオオーバレイは、既存のマルチキャストプロトコルを使用して実装することもできることを留意されたい。ＩＰビデオスイッチ３０２は、ビデオデータストリームをＧｉｇａｂｉｔ  イーサネットなど適したイーサネット技術に準拠する光データ信号として特定の光波長（たとえば１５５０ｎｍ）で伝送する。ＩＰビデオスイッチ３０２からの出力は、増幅要件が大幅に緩和されること以外は、ネットワーク１００（図１）に関して上記に記載したのとほぼ同様に分配される。
【００２０】
ＥＤＦＡを使用して実装される、ＣＯ３０６の低コストのＯＡ段３０４からＰＯＮ３０８に向けて出力される信号は、ＲＦ変調ビデオ信号と同じ線形性要件がなく、必要とされる出力レベルは単に約０ｄＢｍであればよい。この概念を以下で図７を参照してより詳細に記載する。
【００２１】
ＣＯ３０６からＯＮＴ３１０などＯＮＴへの配信は、ネットワーク１００（図１）に関して上記に記載したものと同一である。ＯＮＴ３１０は、図４で示し、図を参照して説明するように、ＯＮＴ１２２とはかなり異なる。さらに、ビデオセットトップボックス（ＳＴＢ）３１２はＩＰビデオストリームを終端し、それを顧客の構内３１４にあるテレビジョン（図示せず）に表示しなければならない。理解されるように、ＳＴＢ３１２の機能は、テレビジョンに統合することができる。
【００２２】
図４は、図３のＯＮＴ３１０を示すブロック図である。ＯＮＴ３１０のトリプレクサ４００は、ディジタルビデオＰＩＮダイオードを備え、その出力はイーサネット物理アクセス層（ＰＨＹ）インターフェースモジュール４０１に送られる。理解されるように、本明細書に記載した一実装形態では、データ／ＰＯＴＳサービスとパケット化されたビデオサービスの両方がディジタルであるため、トリプレクサ４００の両方の光検出器にアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を使用することが考えられる。これは、ＯＮＴ１２２のトリプレクサ２００に必要とされる高線形性のアナログＰＩＮとは対照的である。
【００２３】
信号は、イーサネット  ＰＨＹインターフェース４０１から静的ブリッジとして構成された低コストイーサネットスイッチ４０２に供給される。選択されたビデオストリームは、ＩＥＥＥ規格８０２．１Ｄに従ってイーサネットスイッチ４０２を通過する。ＩＰビデオデータストリームは、ＯＬＴデータストリームまたはＩＰビデオオーバレイから送信できることを留意されることが重要である。ブロードキャストビデオは、オーバレイから使用可能であり、対話式ビデオはＯＬＴ１１２から送信されることが可能であるが、必ずしもそうする必要はない。チャネル選択はＩＰ層ではなく層２で行われるため、実装形態の処理要件が大幅に低減されることを留意されることも重要である。これは、既存の上位階層マルチキャストプロトコルを使用する解決法を排除するものではないが、チャネルスイッチング機能を層２で実行すると、処理要件が大幅に低減されるためにシステムコストが低減される。
【００２４】
チャネル容量に関して、本明細書で例示する実装形態は非常に優れている。たとえば、（標準ブロードキャストビデオの現在のＭＰＥＧ符号化と一致する）ビデオチャネル当たり４Ｍｂｐｓストリームであると仮定すると、約２５０チャネルを標準Ｇｉｇａｂｉｔ  イーサネット信号の使用可能な帯域幅容量１０００Ｍｂｐｓで同時にブロードキャストすることができる。
【００２５】
前に述べたように、例示の実装形態を実装するには、イーサネット規格への幾つかの変更が必要である。たとえば、ビデオヘッドエンド３０１で、ＩＰビデオスイッチ３０２はＩＰデータストリームを「無作為検出モード」で、すなわち、供給されたＩＰビデオデータストリーム全てを終端部からの応答無しに無作為に伝送する必要がある。ＩＰビデオスイッチ３０２は、半二重モードで機能するように動作可能である。現在のＩＰ規格では、送信されるパケットごとにＡＣＫが必要とされる。この要件は、信号の宛先が存在しないため、プロトコルから緩和される。
【００２６】
さらに、ＩＰビデオ配信ポートから送信されたイーサネットヘッダは、通常に送信されたイーサネット  ＭＡＣ宛先アドレス（ＤＡ）とビデオチャネルＩＤ（ＣＨ＿ＩＤ）を置換することによって変更される。一実装形態では、このＣＨ＿ＩＤは、長さと位置に関してイーサネット  ＤＡと同様であるが、「専用（ｐｒｉｖａｔｅ）」であると考えられ、標準規定の共用ＭＡＣアドレスに準拠する必要はないが、そうすることが望ましい。このＤＡの置換は、図５に示されている。この図では、規格８０２．３のヘッダは参照番号５００で示され、変更された８０２．３のヘッダは、参照番号５０２で示されている。チャネル識別情報がＩＰビデオストリームに含まれていることを留意されたい。通常、これは層４ＭＰＥＧ符号化プロトコルにある。
【００２７】
また、標準イーサネット  ＭＡＣに対する変更は、受信されるイーサネットストリームを全て、宛先アドレスに関係なくイーサネットスイッチ４０２に通過させるために必要とされる。スイッチ４０２で、選択された１つまたは複数のビデオストリームが出力ポートに送られ、意図されたビデオＳＴＢ３１２のＤＡがＣＨ＿ＩＤと置換される。ＯＮＴ３１０は、選択されたチャネルを通過させるように、静的にマップされたイーサネットスイッチ４０２を構成するために、チャネル選択プロトコルに関与するように動作可能である。
【００２８】
最後に、適切なプロトコル、所有権、または工業規格をビデオＳＴＢ３１２とＯＮＴ３１０の間でチャネル選択のために使用することができる。理解されるように、このタスクを実行することができる幾つかのこうしたプロトコルはすでに存在する。ブロードキャストと対話式ビデオサービスの両方が配信される場合、ＯＮＴ３１０は、対話式ビデオ信号およびメッセージをさらに上流側で処理するためにＯＬＴ１１２に転送する必要がある。この実装形態では、ＯＮＴ３１０がビデオ提供者に支払請求情報を送信することもできる。
【００２９】
図６は、一実装形態によるディジタルビデオオーバレイアーキテクチャを実装するネットワーク６００の信号の流れを示す。具体的には、対象の下流側トラフィック（すなわち、加入者の方向に向けられたトラフィック）は、参照番号６０１で示されたブロードキャストＩＰビデオ、および参照番号６０２で示された対話式ＩＰビデオを含む２つのデータストリームからなる。同様に、対象の上流側トラフィック（すなわち、加入者から離れる方向に向けられたトラフィック）は、参照番号６０４で示されたブロードキャストＩＰビデオ信号、および参照番号６０６で示された対話式ＩＰビデオ信号を含む２つの信号ストリームからなる。
【００３０】
ネットワーク６００は、音声および高速インターネット（ＨＳＩ）トラフィックも処理する。したがって、明瞭にするために音声およびＨＳＩトラフィックの流れもこの図で簡単に示すが、本明細書で述べる教示を実施するには必ずしも必要ではない。
【００３１】
ブロードキャストＩＰビデオデータストリーム６０１は、通常、中心に配置されたビデオヘッドエンド６０８が発信元である。ビデオプログラム材料は、衛星６０９または遠距離配信元から受信され、ビデオヘッドエンド６０８でローカル配信ネットワーク６００を介した伝送のために準備される。ブロードキャストＩＰビデオデータストリーム６０１は、Ｇｉｇａｂｉｔ  イーサネット６１０など標準データ伝送メディアを介してローカルオフィス６１１に伝送される単信（すなわち単方向）信号として伝送され、ローカルオフィス６１１でビデオデータストリーム６０１はスイッチングデバイス６１２によって受信される。
【００３２】
対話式ＩＰビデオデータストリーム６０２、並びにローカルに導出されたコンテンツ６１４は、ローカルオフィス６１１で生成され、やはりスイッチングデバイス６１２に送信される。スイッチングデバイス６１２は、２つのＩＰビデオデータストリーム６０１、６０２を組み合わせ、それらをＧｉｇａｂｉｔ  イーサネットなどで特定の光波長（たとえば１５５０ｎｍ）の光データ信号として加入者に向けて伝送する。ＩＰビデオデータストリーム６０１、６０２の分割比に依存して、光データ信号はさらにエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）６１６によって増幅され、または増幅されない。
【００３３】
音声データストリーム（たとえばＡＡＬ２カプセル化ＡＴＭ）は、ＯＬＴ６１８のＨＳＩデータストリームと組み合わされる。得られたデータストリームは、第２の光波長（たとえば１４９０ｎｍ）を使用して伝送される。２つの組み合わされた光信号（すなわち、１５５０ｎｍの信号と１４９０ｎｍの信号）は、ＷＤＭ（図４）によってＰＯＮ６２０を介して配信するためにさらに組み合わされる。ＰＯＮ６２０は組み合わされた信号を分割して幾つかの加入者、たとえば３２までの加入者に供給することができる。
【００３４】
上記で図４を参照して示しかなり詳細に記載したＯＮＴ６２２は、加入者末端部でＰＯＮ６２０を終端する。図４で示したように、ＯＮＴ６２２のトリプレクサ４００は、１５５０ｎｍと１４９０ｎｍの光データストリームを分離し復元する。ＩＰビデオデータを搬送する１５５０ｎｍは、ＧＥ  ＰＨＹ４０１に送られる。１４９０ｎｍのデータストリームは、ＰＯＮ  ＴＣデバイス２０４に送信される。ＰＯＮ  ＴＣデバイス２０４は、この加入者に宛てられたＡＴＭセルを抽出し、他のセルを全て廃棄する。その結果得られるフィルタリングされたＡＴＭデータストリームは、ＯＮＴプロセッサ２０６に転送され、ＯＮＴプロセッサ２０６でデータストリームはカプセル化が解除されて生ディジタル音声（たとえばＤＳ０信号）またはイーサネット（ＨＳＩ）になる。次いで音声信号はアナログ領域に変換され、ＰＯＴＳ回線２１２上で加入者に送信される。
【００３５】
ＨＳＩおよび回復されたＩＰビデオは、イーサネットスイッチングデバイス４０２に送信され、そこで選択されたＩＰビデオストリームがＨＳＩデータと組み合わされ、単一の１０／１００ＢａｓｅＴ金属リンクなどイーサネットリンクを介して加入者に伝送される。また図６を参照すると、加入者のＳＴＢ６２８は、１０／１００ＢａｓｅＴ信号に埋め込まれたＩＰビデオコンテンツを終了し、またはルーティングし、標準のテレビジョンセットに伝送するために必要に応じてそれを翻訳する。ＨＳＩデータは、加入者の専用コンピュータ６３０にハブまたはホームルータ（図示せず）を介して送信される。
【００３６】
上流側の信号に関して、音声データ信号は標準ＰＯＴＳ回線を介してＯＮＴ６２２に送信される。ＯＮＴ６２２は、音声信号をディジタル領域に変換し、それをＡＡＬ２  ＡＴＭにカプセル化する。こうしたＡＴＭセルは、ＰＯＮ  ＴＣ２０４（図４）に転送され、ＰＯＮ６２０を介して光帯域１３１０ｎｍで伝送される。
【００３７】
加入者のＨＳＩデータは、ＯＮＴ６２２に１０／１００ＢａｓｅＴポートを介して送信される。ホームネットワークは、ホームで生成される様々な１０／１００ＢａｓｅＴストリームを組み合わせるためのルータデバイス（図示せず）を備えていることが多い。ブロードキャストと対話式ビデオの両方のビデオ信号は、加入者がＳＴＢ６２８のボタンまたはスイッチを使用することによって生成される。こうした信号は、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｇｒｏｕｐ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ＰｒｏｔｏｃｏｌまたはＩＧＭＰなど適したプロトコルを介してカプセル化され、ＳＴＢ６２８によって１０／１００Ｂａｓｅリンクでネットワークに向けて伝送される。ＯＮＴ６２２の１０／１００ＢａｓｅＴインターフェースでビデオ信号データが受信されると、信号はＯＮＴ６２２の一体型イーサネットスイッチ４０２（図４）に転送される。
【００３８】
次に図４を参照すると、イーサネットスイッチ４０２は、受信した上流側データストリームを全てＯＮＴプロセッサ２０６に転送する。ＯＮＴプロセッサ２０６は、スイッチ４０２から受信されたデータストリーム全てについてＡＡＬ５カプセル化を実行し、それらをＰＯＮ  ＴＣ２０４に転送してＰＯＮ６２０上で伝送する。ビデオ信号データストリームはＯＮＴプロセッサ２０６によって識別され、ＨＳＩデータに使用されるものとは異なるＡＴＭチャネルで上流側に送信されることを留意されたい。ＯＮＴプロセッサ２０６は、ビデオ信号データプロトコルを「スヌーピング（ｓｎｏｏｐ）」することも必要とされる。
【００３９】
所与のビデオチャネルストリームに対する結合または分離メッセージがビデオ信号データプロトコルでＯＮＴプロセッサ２０６によって注記された場合、ＯＮＴプロセッサは、参照されたＩＰビデオストリームを必要に応じて通過またはブロックするようにイーサネットスイッチ４０２を構成することができる。
【００４０】
ＰＯＮ６２０のネットワーク側の光コンバイナ（図示せず）は、様々な光波長を分離し隔離する。上流方向で、コンバイナは波長１３１０ｎｍをＰ−ＯＬＴ６１８に向け、波長１５５０ｎｍをブロックする。したがって、Ｐ−ＯＬＴ６１８は、光信号を１つだけ、すなわち、ＰＯＮ６２０上でＯＮＴ６２２などＯＮＴによって発信される波長１３１０ｎｍの信号を受信する。
【００４１】
Ｐ−ＯＬＴ６１８でＯＮＴ６２２などＯＮＴから受信される音声およびＨＳＩデータセルは、Ｐ−ＯＬＴ６１８で適切な１つまたは複数のＡＴＭポートにルーティングされ、次いで提供者のネットワーク（図示せず）に伝送される。
【００４２】
ＯＮＴ６２２などＯＮＴからのビデオ信号データストリームも、提供者のデータネットワークに転送される。提供者データネットワークの標準ルーティングプロトコルは、ビデオ信号データストリームをローカルオフィス６１１の対話式ビデオサーバ６１４にルーティングする。ビデオサーバ６１４は、適切な対話式ＩＰビデオチャネルデータストリームがＩＰビデオスイッチングタスクを処理するイーサネットスイッチに転送されることを保証する。場合によっては、ビデオスイッチング情報は、適切な対話式ＩＰビデオチャネルデータストリームが加入者に向けて適切な下流側イーサネットポートに送信されることを保証するために、イーサネットスイッチにも転送される。
【００４３】
図７は、代表的な従来技術のビデオ配信システムと一実装形態のディジタルビデオオーバレイ技法を使用したビデオ配信システムの比較を示す図である。図７で示したように、従来技術のシステムでは、ビデオデータ信号は、ビデオデータ信号のレベルを＋１７ｄＢｍに増幅するブースタ増幅器（ｂｏｏｓｔｅｒ  ａｍｐ）７０１を介してＣＯ７００に入力される。前置増幅器（ｐｒｅａｍｐ）７０２は、ビデオデータ信号の１：８分割を行う他に、分波器損失１０ｄＢを補償し、信号を＋１７ｄＢｍに増幅する。第１のＯＡ７０４は、信号の１：４分割を行う他に、第２の分波器損失を補償する。これは７ｄＢである。また信号を＋１７ｄＢｍに増幅する。第２のＯＡ段７０６は、信号の第２の１：４分割を行う他に、追加の分波器損失７ｄＢを補償し、ビデオデータ信号を再び＋１７ｄＢｍレベルに戻す。信号は、追加で（ＯＡ７０６と分波器７０８の間のファイバ損失６ｄＢおよび分波器７０８による分波器損失１７ｄＢを含む）２３ｄＢを失う。したがって、ＯＮＴ７１０の受信感度は約−６．０ｄＢｍである。
【００４４】
対照的に、ディジタルビデオオーバレイシステムの一実装形態によれば、ブースタ増幅器７０１は、ビデオデータ信号のレベルを＋２０ｄＢｍに増幅する。残りの増幅器７０２、７０４、および７０６は、信号を増幅する操作を行わず、むしろ同じ関連する分割損失を伴う分割機能だけを実行する。その結果、ＯＮＴ７１０に到達する信号レベルは−２７．０ｄＢｍになる。
【００４５】
要約すれば、本明細書に記載したディジタルビデオオーバレイ技法を使用すれば、ブースタ増幅器７００以外の増幅器は全て取り除くことができる。分割レベルを維持することができるが、もはやＯＡが高出力レベルを維持する必要はない。また、ファイバおよび分波器の損失からなる光配信ネットワーク（ＯＤＮ）７２０は、使用される手法に関係なく同じであると考えられる。公称のディジタルビデオオーバレイでは、ＣＯ７０１にある出力＋２０ｄＢｍのブースタ増幅器７００では、ＯＮＴが（ＯＮＴ  ＲＸ）レベル約−２７ｄＢｍを受けることになる。ビデオ信号のためのＧｉｇａｂｉｔタイプのデータ搬送波に関して、これは妥当な性能の範囲である。このレベルは、データ受信レベルと同じ範囲でもあるため、光クロストークおよび分離の要件が低減される。
【００４６】
さらに、本明細書に記載した実装形態では、ＯＡの数を減らす形で稼動中の電子装置の大部分が大幅に減らされる。それによって、配置のコストだけでなく、保守のコストも低減され、ファイバのトリプルプレイ展開のコストも大幅に低減されることが判明した。
【００４７】
また、本明細書で記載したように、Ｇｉｇａｂｉｔ  イーサネットなど標準プロトコルでパケット化されたビデオを使用するディジタルビデオオーバレイは追加の利点ももたらす。第１に、ＯＮＴでのデータ範囲が同様であるため、光受信感度も実際に同じであり、ＲＦビデオオーバレイ方式と比較すると、光クロストーク問題が大幅に低減される。ビデオはディジタルストリームとして搬送されるため、ＯＮＴにはもはや高線形性ビデオアナログＰＩＮが必要ではない。実際、データ／ＰＯＴＳサービスとパケット化ビデオサービスの両方がディジタルであるため、アバランシェフォトダイオードをＯＮＴで両方の光検出器に使用して、数ｄＢｍだけ有効感度を上げることが考えられる。こうしたＡＰＤは、光リーチの大幅な伸び、または光伝送力の緩和、あるいは分割比の向上をもたらし、共用ネットワーク装置のコストをさらに低減することができる。
【００４８】
他の利点は、ＯＮＴで必要とされるビデオ光パワーレベルの２１ｄＢの減少が有効に実現されるため、ヘッドエンドＣＯが非常に少ない光増幅しか必要としないことである。前に述べたように、大抵の適用例ではブースタ増幅器だけが必要とされる。中間光増幅器を必要とせずに、同じ光分波に全て対応することができる。それによって、ビデオを加入者にトリプルプレイシナリオで提供するためのコストの大部分を節約し、ｘＰＯＮ技術をこの分野でさらに魅力的にすることができる。
【００４９】
最後に、本明細書で記載した実装形態は、ディジタルビデオオーバレイ方式を使用するため、ビデオトラフィックはＯＬＴを通過する必要が全くない。それによって、データ集約型アプリケーション、テレビ会議などについての最大下流側処理能力が、何百または何千の加入者に提供するＯＬＴのローカルＤＳＰでのパケットビデオに必要なかなりの帯域幅を処理するのに必要とされるトレードオフ無しで提供される。本明細書に記載したディジタルビデオオーバレイ方式を使用することによって、ローカルＯＮＴは、特定の加入者に対するサービスの提供を最適化することができる。
【００５０】
本発明のオペレーションおよび構成は、上記で述べた詳細な説明から明らかであると考えられる。図で示し説明した本発明の例示の実装形態は、好ましいものとして特徴付けられているが、頭記の特許請求の範囲で述べた本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更および修正を加えることができることは容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来技術の光通信ネットワークを示すシステムのブロック図である。
【図２】図１のネットワークの光ネットワーク端末（ＯＮＴ）を示すブロック図である。
【図３】一実装形態の光通信ネットワークを示すシステムのブロック図である。
【図４】図３のネットワークの光ネットワーク端末（ＯＮＴ）を示すブロック図である。
【図５】一実装形態による、宛先アドレス（ＤＡ）がビデオチャネルＩＤ（ＣＨ＿ＩＤ）と置換された、イーサネットヘッダを示す図である。
【図６】一実装形態による、ディジタルビデオオーバレイアーキテクチャを実装するネットワークにおける信号の流れを示す図である。
【図７】従来技術のビデオ配信システムと一実装形態のディジタルオーバレイ技法を使用したビデオ配信システムの比較を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００、１１０、３００、６００  ネットワーク
１０４  ビデオヘッドエンド
１０６  ビデオレーザ変調器（ＶＬＭ）
１０８、３０６、７００  中央局（ＣＯ）
１０９  高線形性光増幅器（ＯＡ）段
１１２、６１８  光回線端末（ＯＬＴ）
１１４  波長分割多重装置
１１６、３０８  ＰＯＮ
１１８  幹線ファイバ
１２０  分波器
１２２、３１０、６２２  光ネットワーク端末（ＯＮＴ）
１２４  加入者の構内
２００、４００  トリプレクサ
２０４  ＰＯＮ  ＴＣ
２０６  ＡＴＭプロセッサ
２０８  ＲＦビデオ増幅器
２１２  ＰＯＴＳ装置
２１４  イーサネットメディアアクセス制御／物理アクセス層（ＭＡＣ／ＰＨＹ）
３０１、６０８  ビデオヘッドエンド
３０２  ＩＰビデオスイッチ
３０４  ＯＡ段
３１２、６２８  ビデオセットトップボックス（ＳＴＢ）
４０１  イーサネット物理アクセス層（ＰＨＹ）インターフェースモジュール
４０２  イーサネットスイッチ
６０１  ブロードキャストＩＰビデオ
６０２  対話式ＩＰビデオ
６０４  ブロードキャストＩＰビデオ信号
６０６  対話式ＩＰビデオ信号
６１０  Ｇｉｇａｂｉｔ  イーサネット
６１１  ローカルオフィス
６１２  スイッチングデバイス
６１４  コンテンツ
６１６  エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）
６３０  専用コンピュータ
７０１  ブースタ増幅器
７０２、７０４、７０６  増幅器
７２０  光配信ネットワーク（ＯＤＮ）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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