(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数軸上にパケット化されたデータ信号がＳＣＭ（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）された占有帯域幅６ＭＨｚ以上のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号と前記ＶＨＦ帯よりも高い周波数帯に存在する映像・音声放送信号とをＲＦ信号多重し、ＦＭ一括変換して送信する送信部と、
前記送信部からの信号をＦＭ一括変換信号として受信し、ＲＦ信号分離して、前記ＲＦ信号と前記映像・音声放送信号を受信する受信部と、
を備えるパケット伝送システムであって、
前記送信部は、
データ信号をパケット化するパケット処理部と、
前記パケット処理部からの信号を後に載せるキャリア周波数毎に分けて変調する変調部と、
前記変調部からの信号をそれぞれのキャリア周波数に載せるＲＦ処理部と、
前記ＲＦ処理部からの信号を周波数多重するＲＦ信号多重部と、を備え、
前記受信部は、
前記ＲＦ信号多重部の周波数多重した信号をキャリア周波数毎に分離するＲＦ信号分離部と、
前記ＲＦ信号分離部からの信号をキャリア周波数毎に復調する復調部と、
前記復調部それぞれからの信号間におけるスキュー調整を行うキャリア間スキュー調整部と、
前記キャリア間スキュー調整部からの信号のパケットを再生するパケット処理部と、
を備え、
前記送信部の前記パケット処理部は、
前記データ信号のパケット化における物理層処理を行う物理層処理部と、
前記物理層処理部からの信号についてパケット化におけるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層処理を行うＭＡＣ層処理部と、
前記ＭＡＣ層処理部からの信号を予め定められたキャリア周波数に割り当てるＭＡＣデータ割当部と、
を備えることを特徴とするパケット伝送システム。
【請求項２】
前記変調部は、
前記パケット処理部からの信号を誤り訂正符号で符号化する誤り訂正符号部と、
シンボルと変調データの対応を定める変換テーブルに従い前記誤り訂正符号部からの信号をデジタル変調するデジタル変調部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のパケット伝送システム。
【請求項３】
前記ＲＦ処理部は、
前記変調部からの信号をキャリア周波数の搬送波に載せる乗算器と、
前記乗算器からの信号のうち前記キャリア周波数のキャリアを通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタからの信号をＲＦ出力に必要な電圧レベルまで増幅する増幅器と、
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のパケット伝送システム。
【請求項４】
ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数軸上にパケット化されたデータ信号がＳＣＭ（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）された占有帯域幅６ＭＨｚ以上のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号と前記ＶＨＦ帯よりも高い周波数帯に存在する映像・音声放送信号とをＲＦ信号多重し、ＦＭ一括変換して送信する送信部と、
前記送信部からの信号をＦＭ一括変換信号として受信し、ＲＦ信号分離して、前記ＲＦ信号と前記映像・音声放送信号を受信する受信部と、
を備えるパケット伝送システムであって、
前記送信部は、
データ信号をパケット化するパケット処理部と、
前記パケット処理部からの信号を後に載せるキャリア周波数毎に分けて変調する変調部と、
前記変調部からの信号をそれぞれのキャリア周波数に載せるＲＦ処理部と、
前記ＲＦ処理部からの信号を周波数多重するＲＦ信号多重部と、を備え、
前記受信部は、
前記ＲＦ信号多重部の周波数多重した信号をキャリア周波数毎に分離するＲＦ信号分離部と、
前記ＲＦ信号分離部からの信号をキャリア周波数毎に復調する復調部と、
前記復調部それぞれからの信号間におけるスキュー調整を行うキャリア間スキュー調整部と、
前記キャリア間スキュー調整部からの信号のパケットを再生するパケット処理部と、
を備え、
前記受信部の前記パケット処理部は、
前記キャリア間スキュー調整部からの信号を元の１つのデータ信号に再生するＭＡＣデータ割当部と、
前記ＭＡＣデータ割当部からの信号のＭＡＣ層における処理を行うＭＡＣ層処理部と、
前記ＭＡＣ層処理部からの信号の物理層における処理を行う物理層処理部と、
を備えることを特徴とするパケット伝送システム。
【請求項５】
前記復調部は、
前記ＲＦ信号分離部からの信号のキャリア周波数でのバンドパス処理を行うＢＰ（Ｂａｎｄｐａｓｓ）信号処理部と、
前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う位相回転制御部と、
シンボルと復調データの対応を定める変換テーブルに従い前記位相回転制御部からの信号をデジタル復調するデジタル復調部と、
前記デジタル変調部からの信号に符号化されている誤り訂正符号を復号化する誤り訂正符号復号部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載のパケット伝送システム。
【請求項６】
前記ＢＰ信号処理部は、
予め定められたキャリア周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタからの信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数にダウンコンバートする局部発振器と、
前記局部発振器によってダウンコンバートされた信号から不要な高周波成分を除去するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの信号を平滑化するイコライザと、
前記イコライザからの信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器と、
前記ＡＤ変換器からの信号のうち、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と、
を備えることを特徴とする請求項５に記載のパケット伝送システム。
【請求項７】
前記位相回転制御部は、
前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う位相回転制御回路と、
前記位相回転制御回路からの信号を平滑化するイコライザと、
前記イコライザからの信号の位相誤差を検出する位相誤差検出回路と、
前記位相誤差検出回路の検出した位相誤差を出力するＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループフィルタと、
前記ＡＰＣループフィルタからの位相誤差に基づき前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う数値制御発振回路と、
前記位相回転制御回路からの信号に基づきクロック信号を再生するクロック再生回路と、
前記クロック再生回路からの信号に基づきクロック発振する発振回路と、
前記位相回転制御回路からの信号振幅に基づき前記ＢＰ信号処理部における前記ローパスフィルタからの信号の増幅率を増減するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のパケット伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ中をＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）方式で伝送する映像・音声配信システムにおいて、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯等の空き周波数帯域を利用し、かつ１キャリア当たりの占有帯域幅が６ＭＨｚ以上の帯域とし、イーサネット（登録商標）ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）パケット等で複数キャリアを変調して、他の映像・音声信号とともにＳＣＭ（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）し、同時に伝送可能とするパケット伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバによる多チャンネル（〜１００ｃｈ）映像・音声信号の配信方式としてＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）一括変換方式が実用化されている。この方式は、ＳＣＭされた９０〜２１００ＭＨｚに存在する各ＲＦキャリアの信号で光の広帯域性を利用して、光のキャリアをＦＭした後、３ＧＨｚ中心の電気信号にし、それを強度変調方式にて光ファイバ中を伝送する方式であり、ＦＭ一括変換方式を利用しないＩＭ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を使った映像・音声配信方式に比べ雑音や反射に強く、長距離の伝送が可能である（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
また、このＦＭ一括変換変調方式の映像・音声信号が伝送される光アクセス網の回線終端装置（Ｖ−ＯＮＵ：Ｖｉｄｅｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）からの出力インタフェースは同軸インタフェースであるため、ほとんどの住宅で整備されている既存の放送信号受信のための同軸インフラがそのまま利用できるうえ、多チャンネル放送のすべてのチャンネルをＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）受像機まで配信することが可能である。
【０００４】
日本におけるＳＣＭによるＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）の多チャンネル映像・音声配信は１キャリア当たり６ＭＨｚの帯域幅を占有する。そのため日本のＣＡＴＶ規格では６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式を用いて映像・音声信号に変調を行うが、その場合１キャリア当たりの伝送容量は３１．６４４Ｍｂｐｓとなる（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００５】
ＣＡＴＶにおいて、この様なＲＦ信号キャリアを利用してＩＰ（Ｉｎｔｅｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケット等のデータ信号を伝送する規格がある。米国Ｃａｂｌｅ  Ｌａｂｓ．で策定されたＤＯＣＳＩＳ（Ｄａｔａ  Ｏｖｅｒ  Ｃａｂｌｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）と呼ばれる規格であり、日本においてもＣＡＴＶ事業者がＤＯＣＳＩＳを使用してケーブルインタネットとしてＩＰパケット信号を伝送するサービスを始めている。
【０００６】
ＤＯＣＳＩＳは１ＲＦキャリア当たりの占有帯域幅が６ＭＨｚであることを前提としている。これは既存のＣＡＴＶによる映像・音声信号配信を主にしており、そこでは映像・音声信号の１ＲＦキャリア当たりの占有帯域幅が６ＭＨｚであるため、それとの整合性をとるという理由による。またＤＯＣＳＩＳはＲＦキャリア上にＭＰＥＧ２−ＴＳ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ  ２−Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｔｒｅａｍ）レイヤを定義し、更にその上位レイヤにＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣと呼ばれる特殊なリンクレイヤを定義している。ＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣがＩＥＥＥ８０２．３（ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ．  Ｉｎｃ．）イーサネット（登録商標）のＭＡＣレイヤに相当する。したがって、ＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣより上位にＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）参照レイヤでネットワークレイヤのＩＰやトランポートレイヤのＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄｉａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のプロトコルがスタックされ、最上位層としてアプリケーションレイヤがスタックされる構造になっている。このようにＭＰＥＧ２−ＴＳをベースに伝送の仕組みを構築しているのがＤＯＣＳＩＳの大きな特徴である。
【０００７】
最新のＤＯＣＳＩＳの３．０版仕様（以下ＤＯＣＳＩＳ３．０と記述）では従来の１．０版仕様や２．０版仕様と比べてデータ転送用に使用するＲＦキャリアを複数バンドルして使う、チャネルボンディング機構が新しく追加されている。これは占有帯域幅が６ＭＨｚの１ＲＦキャリアでは大容量の信号を伝送できないことから複数ＲＦキャリアをバンドルして大容量の信号を伝送しようとする理由に基づいて仕様化された。すなわち、物理レイヤのキャリアの変調方式を通常のＣＡＴＶで使用されている６４ＱＡＭ方式とすると１ＲＦキャリアで伝送可能な容量は３１．６４４Ｍｂｐｓであり、近年の情報の大容量化やインタネットの高速化といった現実から要請される高速信号伝送に対応できない。そこで複数のＲＦキャリアをバンドルして一体的に扱うことにより大容量を伝送するという技術が生まれた。しかしながら、現状４本までのキャリアバンドル（＝約１２０Ｍｂｐｓ）までしか実現されておらず、１２０Ｍｂｐｓ程度以上の伝送速度を必要とするような信号は配信することができない（例えば、非特許文献３参照。）。
【０００８】
さらに、ＤＯＣＳＩＳの４本のキャリアバンドルではバンドルされるキャリアが６０ＭＨｚ以内に入っていることが必要である。また、各キャリア間のスキュー調整を行うことが必要となる。したがって、キャリア本数が多くなるとこれらの調整が難しくなるため、現状４本までのチャネルボンディングまでしか実現されていない。すなわち、１２０Ｍｂｐｓ程度までの信号伝送しか実現できないのである。しかしながら、ＤＯＣＳＩＳはＣＡＴＶインタネットに関する仕様であるため、既存の同軸インフラを使用することができる。そのため同軸インフラの整備がなされている大部分の住宅で利用可能である点は有利である。
【０００９】
ところで、各ＳＣＭ映像・音声信号のＲＦキャリア周波数のうち、９０〜２２０ＭＨｚまでのＶＨＦ帯は、９０〜１０８ＭＨｚのＶＨＦ−ｌｏｗ帯、１０８〜１７０ＭＨｚのＶＨＦ−ｍｉｄ帯、１７０〜２２２ＭＨｚのＶＨＦ−ｈｉ帯に分かれている。このうちＶＨＦ−ｌｏｗ帯とＶＨＦ−ｈｉ帯では現在アナログテレビジョン放送が配信されており、ＶＨＦ−ｍｉｄ帯ではＣＡＴＶ事業者が番組の配信に使用している。
【００１０】
このＶＨＦ帯で現在配信されているアナログテレビジョン放送は２０１１年に停波することが決まっており、テレビジョン放送はＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯での放送に一本化される。そのため、アナログテレビジョン放送を配信していたＶＨＦ帯に空帯域が生じる。現在このＶＨＦ帯の跡地利用について、管轄している総務省が中心となって利活用方法について議論がなされているが、未だ用途は正式に決定されていない。
【００１１】
以上はＲＦキャリアを使用したパケット信号の配信方法及びＶＨＦ帯利用の現状であるが、別の方法による信号配信方式としてＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを利用する、いわゆるＩＰ通信が一般的に普及している。上述のように、占有帯域幅が６ＭＨｚのＲＦ形態においては、６４ＱＡＭ方式の場合、３１．６４４Ｍｂｐｓの信号伝送しかできないが、光インタネットアクセスと呼ばれるＩＰ通信では１００Ｍｂｐｓが商用ベースで既に広く導入されており、１Ｇｂｐｓも導入が進んでいる。光インタネットアクセスによるＩＰパケット信号は、光アクセス網においてＧＥ−ＰＯＮ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式により提供される。ＧＥ−ＰＯＮ方式は光ファイバのトポロジがＰＯＮ形態の場合において、１ＧｂｐｓのＩＰパケット通信を実現するものである。このとき、ＩＰパケット信号は８Ｂ／１０Ｂ符号化を通じて光のパルス信号として光ファイバ中を伝送される。そして、回線終端装置ＧＥ−ＯＮＵ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）において、１００Ｍｂｐｓの１００Ｂａｓｅ−ＴＸとして出力される。
【００１２】
ＩＰパケット信号を端末で受信するには、ＧＥ−ＯＮＵからの１００Ｂａｓｅ−ＴＸ出力を端末に接続しなくてはならない。この端末への接続、すなわちカテゴリ５以上のケーブルや光ファイバケーブルでの端末への接続が容易でない例が現実には多い。集合住宅、戸建住宅ともに、構内・宅内系においてカテゴリ５以上のイーサネット（登録商標）ケーブルや光ファイバケーブルが敷設されている戸数は新築建物を中心に増加しているが、大部分の建物においては同軸ケーブルや電話配線インフラがほとんどであり、カテゴリ５以上のイーサネット（登録商標）ケーブルや光ファイバケーブルは敷設されておらず、ユーザが必要に応じて高いコストをかけて追加配線を行っている。そこで既存の集合住宅の構内系においては、集合住宅内のＭＤＦ（Ｍａｉｎ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ  Ｆｒａｍｅ）室等に光アクセス網の回線終端装置を設置し、各戸まで配線がなされている電話線を使用するＶＤＳＬ（Ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）装置を経由して各戸にＩＰパケット信号の送受信を行う例が多い。その場合、伝送速度は上限１００Ｍｂｐｓである。その他に無線によるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）があるが、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの信号伝送速度は最高でも約５０Ｍｂｐｓと小さく、また見通し間でしか使用できないという課題がある。
【００１３】
このように、端末で１００Ｍｂｐｓ以上のＩＰパケット信号を受信しようとすることを考えると、現実的にはいくつかの問題があり、全ての家庭で１００Ｍｂｐｓ以上のブロードバンドアクセスサービスを享受しようとする環境が進んでいない。すなわち、ＧＥ−ＰＯＮを使用したＩＰパケット通信では伝送速度は問題ないが、宅内・構内系インフラの配線整備が進んでいないために１００Ｍｂｐｓ以上のサービスが受けにくく、またＲＦキャリアを利用したＤＯＣＳＩＳによるＩＰパケット通信では宅内・構内系インフラの整備の点で問題はないが、チャネルボンディングに使用するＲＦキャリア数の制限により１２０Ｍｂｐｓ以上のサービスが受けられない。
【００１４】
本発明は既に宅内・構内系インフラとして整備されている同軸インフラを使ったＲＦ形態の伝送方式に着目しＤＯＣＳＩＳ３．０では実現できていない高速なパケット伝送方式を提供することを目的に開発された。
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｊ．１８５，“Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌｓ  ｏｖｅｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｂｙ  ＦＭ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ”
【非特許文献２】ＪＣＴＥＡ  ＳＴＤ−００７−４．２．，“デジタルケーブルテレビジョン受信装置”
【非特許文献３】Ｃａｂｌｅ  Ｌａｂｓ．，“Ｄａｔａ  ｏｖｅｒ  ｃａｂｌｅ  ｓｅｒｖｉｃｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ＤＯＣＳＩＳ３．０”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
既存の戸建・集合住宅等で広く整備されている同軸インフラを用いて１００Ｍｂｐｓ以上のＩＰパケット信号を受信することができれば、宅内・構内系インフラに対応する追加コストなしでブロードバンド環境を享受することが可能となる。そのために同軸インフラを使用するＣＡＴＶのＤＯＣＳＩＳ３．０規格を用いてＲＦ形態により配信する方式があるが、ＤＯＣＳＩＳ３．０では１ＲＦキャリアの占有帯域幅が６ＭＨｚであり、またチャネルボンディングが４キャリアまでしかできないため、キャリアの変調方式がＣＡＴＶで広く使用されている６４ＱＡＭ方式の場合においては最大１２０Ｍｂｐｓ程度しか信号を伝送することができない。また図１（ａ）のＤＯＣＳＩＳのプロトコルスタック図が示すように、ＤＯＣＳＩＳではＭＰＥＧ２−ＴＳ上にリンクレイヤであるＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣを定義している。よってＩＰパケット信号を１パケットの大きさが１８８バイトのパケットストリームであるＭＰＥＧ２−ＴＳに一旦分割し割り当てる必要がある。通常使用されるイーサネット（登録商標）のＭＡＣ長が１５００バイト程度であることを考えるとパケットサイズの小さなＭＰＥＧ２−ＴＳに分割し、割り当て、信号を伝送するのは処理が複雑であり、かつ非常に効率が悪いという課題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、受信側の同軸配線インフラを利用可能でＲＦ信号を伝送するためのＦＭ一括変換光伝送方式の映像・音声配信システムを利用して、高速大容量のパケット信号を映像・音声信号と同時に伝送することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係るパケット伝送システムは、ＦＭ一括変換光伝送方式の映像・音声配信システムにおいて、複数の占有帯域幅が６ＭＨｚ以上のパケット信号をＶＨＦ帯に、複数の映像・音声信号をＶＨＦ帯より高い周波数帯にそれぞれ割り当てて周波数多重化したＳＣＭ信号をＦＭ一括変換して光伝送することを特徴とする。
【００１８】
本発明では、先に述べたように２０１１年にアナログテレビジョン放送が停波された以降、９０〜２２０ＭＨｚのＶＨＦ帯の跡地をパケット信号配信用として利用することに加え、通常のＣＡＴＶで使用されている１キャリア当たり６ＭＨｚより広い占有帯域幅、例えば３２ＭＨｚといった広い占有帯域を用いる。このようなＶＨＦ帯をパケット信号用として使用することにより、既存の集合住宅等の同軸インフラがそのまま利用できる上、ＶＨＦ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉ／ＵＨＦ〜ＢＳ／ＣＳ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ／Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）帯（２２０〜２１００ＭＨｚ）で配信されている地上波デジタルテレビジョン放送や多チャンネル放送もそのまま受信できるだけでなく、ＤＯＣＳＩＳ３．０仕様では実現困難な１２０Ｍｂｐｓ以上の高速な信号の配信も可能になる。
【００１９】
さらにＤＯＣＳＩＳ３．０のようなパケットサイズの小さなＭＰＥＧ２−ＴＳやその上位レイヤに位置するＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣを用いることなくイーサネット（登録商標）ＭＡＣパケット信号を直接ＲＦキャリアに割り当てることにより信号のＲＦキャリアへの割り当て処理を簡素化することができ、装置の簡略化が可能となる。
【００２０】
具体的には、本発明に係るパケット伝送システムは、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数軸上にパケット化されたデータ信号がＳＣＭ（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）された占有帯域幅６ＭＨｚ以上のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号と前記ＶＨＦ帯よりも高い周波数帯に存在する映像・音声放送信号とをＲＦ信号多重し、ＦＭ一括変換して送信する送信部と、前記送信部からの信号をＦＭ一括変換信号として受信し、ＲＦ信号分離して、前記ＲＦ信号と前記映像・音声放送信号を受信する受信部と、を備えるパケット伝送システムであって、前記送信部は、データ信号をパケット化するパケット処理部と、前記パケット処理部からの信号を後に載せるキャリア周波数毎に分けて変調する変調部と、前記変調部からの信号をそれぞれのキャリア周波数に載せるＲＦ処理部と、前記ＲＦ処理部からの信号を周波数多重するＲＦ信号多重部と、を備え、前記受信部は、前記ＲＦ信号多重部の周波数多重した信号をキャリア周波数毎に分離するＲＦ信号分離部と、前記ＲＦ信号分離部からの信号をキャリア周波数毎に復調する復調部と、前記復調部それぞれからの信号間におけるスキュー調整を行うキャリア間スキュー調整部と、前記キャリア間スキュー調整部からの信号のパケットを再生するパケット処理部と、を備え、前記送信部の前記パケット処理部は、前記データ信号のパケット化における物理層処理を行う物理層処理部と、前記物理層処理部からの信号についてパケット化におけるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）層処理を行うＭＡＣ層処理部と、前記ＭＡＣ層処理部からの信号を予め定められたキャリア周波数に割り当てるＭＡＣデータ割当部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記変調部は、前記パケット処理部からの信号を誤り訂正符号で符号化する誤り訂正符号部と、シンボルと変調データの対応を定める変換テーブルに従い前記誤り訂正符号部からの信号をデジタル変調するデジタル変調部と、を備えることが好ましい。
【００２２】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記ＲＦ処理部は、前記変調部からの信号をキャリア周波数の搬送波に載せる乗算器と、前記乗算器からの信号のうち前記キャリア周波数のキャリアを通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタからの信号をＲＦ出力に必要な電圧レベルまで増幅する増幅器と、を備えることが好ましい。
【００２３】
本発明に係るパケット伝送システムは、ＶＨＦ（Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯の周波数軸上にパケット化されたデータ信号がＳＣＭ（Ｓｕｂｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）された占有帯域幅６ＭＨｚ以上のＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号と前記ＶＨＦ帯よりも高い周波数帯に存在する映像・音声放送信号とをＲＦ信号多重し、ＦＭ一括変換して送信する送信部と、前記送信部からの信号をＦＭ一括変換信号として受信し、ＲＦ信号分離して、前記ＲＦ信号と前記映像・音声放送信号を受信する受信部と、を備えるパケット伝送システムであって、前記送信部は、データ信号をパケット化するパケット処理部と、前記パケット処理部からの信号を後に載せるキャリア周波数毎に分けて変調する変調部と、前記変調部からの信号をそれぞれのキャリア周波数に載せるＲＦ処理部と、前記ＲＦ処理部からの信号を周波数多重するＲＦ信号多重部と、を備え、前記受信部は、前記ＲＦ信号多重部の周波数多重した信号をキャリア周波数毎に分離するＲＦ信号分離部と、前記ＲＦ信号分離部からの信号をキャリア周波数毎に復調する復調部と、前記復調部それぞれからの信号間におけるスキュー調整を行うキャリア間スキュー調整部と、前記キャリア間スキュー調整部からの信号のパケットを再生するパケット処理部と、を備え、前記受信部の前記パケット処理部は、前記キャリア間スキュー調整部からの信号を元の１つのデータ信号に再生するＭＡＣデータ割当部と、前記ＭＡＣデータ割当部からの信号のＭＡＣ層における処理を行うＭＡＣ層処理部と、前記ＭＡＣ層処理部からの信号の物理層における処理を行う物理層処理部と、を備える。
【００２５】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記復調部は、前記ＲＦ信号分離部からの信号のキャリア周波数でのバンドパス処理を行うＢＰ（Ｂａｎｄｐａｓｓ）信号処理部と、前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う位相回転制御部と、シンボルと復調データの対応を定める変換テーブルに従い前記位相回転制御部からの信号をデジタル復調するデジタル変調部と、前記デジタル変調部からの信号に符号化されている誤り訂正符号を復号化する誤り訂正符号復号部と、を備えることが好ましい。
【００２６】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記ＢＰ信号処理部は、予め定められたキャリア周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィルタからの信号をＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数にダウンコンバートする局部発振器と、前記局部発振器によってダウンコンバートされた信号から不要な高周波成分を除去するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの信号を平滑化するイコライザと、前記イコライザからの信号をデジタル信号に変換するＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器と、前記ＡＤ変換器からの信号のうち、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と、を備えることが好ましい。
【００２７】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記位相回転制御部は、前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う位相回転制御回路と、前記位相回転制御回路からの信号を平滑化するイコライザと、前記イコライザからの信号の位相誤差を検出する位相誤差検出回路と、前記位相誤差検出回路の検出した位相誤差を出力するＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）ループフィルタと、前記ＡＰＣループフィルタからの位相誤差に基づき前記ＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う数値制御発振回路と、前記位相回転制御回路からの信号に基づきクロック信号を再生するクロック再生回路と、前記クロック再生回路からの信号に基づきクロック発振する発振回路と、前記位相回転制御回路からの信号振幅に基づき前記ＢＰ信号処理部における前記ローパスフィルタからの信号の増幅率を増減するＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路と、を備えることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るパケット伝送システムでは、前記パケット処理部は、前記キャリア間スキュー調整部からの信号を元の１つのデータ信号に再生するＭＡＣデータ割当部と、前記ＭＡＣデータ割当部からの信号のＭＡＣ層における処理を行うＭＡＣ層処理部と、前記ＭＡＣ層処理部からの信号の物理層における処理を行う物理層処理部と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、受信側の同軸配線インフラを利用可能なＦＭ一括変換光伝送方式の映像・音声配信システムを利用して、高速大容量のパケット信号を映像・音声信号と同時に伝送することができる。また、高速大容量のパケット信号をＭＰＥＧ２−ＴＳパケットに分割することなく伝送できるので、パケット伝送処理を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
図２は本発明のパケット伝送システムに必要なＶＨＦ帯のチャネル割り当ての一例であり、（ａ）は１キャリアあたりの占有帯域幅が３２ＭＨｚの場合、（ｂ）は１キャリアあたりの占有帯域幅が６４ＭＨｚの場合を示す。この例では１キャリア当たりの占有帯域幅が（ａ）では３２ＭＨｚ、（ｂ）では６４ＭＨｚとしているが、合計帯域が２２０ＭＨｚ−９０ＭＨｚ＝１３０ＭＨｚ以内であれば１キャリア当たりの占有帯域幅は自由に決めてよい。例えば６４ＭＨｚとする場合、変調方式を６４ＱＡＭとすれば、理論的には１キャリア当たり３８４Ｍｂｐｓもの伝送速度が実現可能となる。同様に３２ＭＨｚでは１９２Ｍｂｐｓが実現できる。また複数キャリアをバンドルすればさらに大きな伝送速度が実現できる。６４ＭＨｚ帯域のキャリアを２本バンドルすれば７６８Ｍｂｐｓ、３２ＭＨｚ帯域のキャリアを２本バンドルすれば３８４Ｍｂｐｓ、４本バンドルすれば７６８Ｍｂｐｓが実現できる。このように空き周波数帯域となるＶＨＦ帯を使用し、かつ６ＭＨｚ以上の占有帯域幅のキャリアを用いることで高速な信号を伝送できるのみならず、ＶＨＦ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉ／ＵＨＦ〜ＢＳ／ＣＳ帯にＳＣＭされている通常の映像・音声信号も何ら変更することなく、同時に伝送することが可能である。
【００３２】
図３は、本実施形態に係るパケット伝送システムの一例を示す概略構成図である。パケット伝送システムは、送信部１０と、受信部３０と、を備える。送信部１０は、ＶＨＦ帯の周波数軸上にデータ信号がＳＣＭされた占有帯域幅６ＭＨｚ以上のＲＦ信号とＶＨＦ帯よりも高い周波数帯の映像・音声放送信号とをＲＦ信号多重し、多重された信号をＦＭ一括変換して送信する。例えば、送信部１０は、パケット処理部１１と、変調部１２と、ＲＦ処理部１３と、ＲＦ信号多重部１４と、映像・音声信号変調部１５と、ＲＦ処理部１６と、を備える。
【００３３】
パケット処理部１１は、データ信号をパケット化する。例えば、サーバ等からのギガビットイーサネット（登録商標）のパケットデータ信号を、一つまたは複数の６ＭＨｚ以上の占有帯域幅をもったＲＦキャリアに載せるパケットのデータ列にする処理を行う。変調部１２は、パケット処理部１１からの信号をキャリア周波数毎に変調する。例えば、誤り訂正符号の符号化及び６４ＱＡＭ等のデジタル変調処理をキャリア毎に行う。変調されたそれぞれの信号は、ＲＦ処理部１３でＶＨＦ帯の各キャリア周波数に載せられる。パケット信号をキャリアに載せる処理と並行して、通常の映像・音声信号が映像・音声信号変調部１５で変調され、ＶＨＦ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉ／ＵＨＦ〜ＢＳ／ＣＳ帯の通常の６ＭＨｚ占有帯域幅のキャリアに載せられる処理がＲＦ処理部１６で行われる。この映像・音声信号の数は数１０〜数１００チャネル分ある。各々のキャリア周波数に載せられたＲＦ処理部１３からのデータ信号及び映像・音声信号はＲＦ信号多重部１４においてＳＣＭされる。その際、各キャリアの歪を発生させないような電圧レベルの調整や周波数の微調整等を行う。調整後の信号はＦＭ一括送信部１７に入力され、光信号として光ファイバ網に導入される。光ファイバ網を伝搬したＦＭ一括変換方式の信号はＦＭ一括受信部２１に入力される。
【００３４】
ＦＭ一括受信部２１は、送信部からの信号をＦＭ一括変換信号として受信し、ＲＦ信号分離部２２においてＲＦ信号分離して、ＲＦ信号と映像・音声放送信号を受信する。例えば、受信部３０は、ＲＦ信号分離部２２と、復調部２３と、キャリア間スキュー調整部２４と、パケット処理部２５と、を備える。
【００３５】
ＦＭ一括受信部２１でＦＭ一括変換される前のＳＣＭ信号に復調され、受信部３０に入力された信号は、ＳＣＭ信号としてＲＦ信号分離部２２に入る。ＲＦ信号分離部２２では、ＲＦ信号多重部１４の周波数多重した信号をキャリア周波数毎に分離する。例えば、各々のキャリア周波数に載せられたデータ信号及び映像・音声信号をフィルタリングする。復調部２３では、ＲＦ信号分離部２２からの信号をキャリア周波数毎に復調する。キャリア間スキュー調整部２４では、復調部２３それぞれからの信号間におけるスキュー調整を行う。パケット処理部２５では、キャリア間スキュー調整部２４からの信号のパケットを再生する。
【００３６】
通常の映像・音声信号はＳＴＢ（Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ）やＴＶ受像機などのチューナ２６により所望のキャリア周波数がフィルタリングされ、映像・音声再生のための映像・音声信号復調部２７に入力される。映像・音声信号復調部２７では６４ＱＡＭ等の復調や誤り訂正符号の復号化等が行われ、後段の映像・音声信号の復号化部分（不図示）に出力されてＭＰＥＧ２等の復号が行われる。
【００３７】
一方、パケットデータ信号は、パケットデータ信号の載っている周波数のキャリアをフィルタリングするためのバンドパスフィルタ等のＲＦ信号分離部２２を通り、復調部２３でＡＤ変換や位相回転制御や復調等が行われる。マルチキャリアによる信号伝送の場合には、各キャリア間のスキュー調整がキャリア間スキュー調整部２４で行われ、パケット再生のためのパケット処理部２５へ入力される。
【００３８】
ここで、復調部２３では、占有帯域幅が６ＭＨｚ以上、例えば、３２ＭＨｚと広いものの、広帯域にわたり特性を平坦に機能させることができる。またＱＡＭ方式を用いる場合、キャリアの振幅情報と位相情報を用いることになるため、占有帯域幅にわたりキャリアの振幅を平坦に保つ必要がある。６４ＱＡＭ方式では０．４〜１ｄＢ以内に振幅変動を抑えなくてはならないが、イコライザにより０．４〜１ｄＢ以内の振幅変動を実現できる。
【００３９】
図４及び図５に、ＩＰパケット信号をＶＨＦ帯のキャリアに直接割り当てるための構成の模式図を示す。ここで、図４は入力信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合、図５は入力パケット信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｔの場合を示している。
【００４０】
まず図４に示す１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合について説明する。１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合、物理層の信号として８Ｂ／１０Ｂ符号化されているため、１．２５Ｇｂｐｓのビット列が送信部に入力される。送信部に入力されたデータ信号のビット列は１Ｇｂｐｓの物理層処理部１１−１でデータ信号のパケット化における物理層の処理が行われる。処理されたデータ列はＳ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ）部１１−２でシリアル／パラレル変換され、ＭＡＣ層処理部１１−３に入力される。データ列は、ＭＡＣ層処理部１１−３でＭＡＣ層処理が行われた後、ＭＡＣデータ割当部１１−４でパラレル／シリアル変換及びインタフレームギャップの調整が行われ、各キャリア周波数への割当等が行われる。そして、各キャリアの変調部１２に入力される。
【００４１】
誤り訂正符号部１２−１で伝送路上での誤り耐性を高めるため、パケット処理部１１からの信号を誤り訂正符号で符号化する。Ｓ／Ｐ部１２−２を経てデジタル変調部１２−３へ入力される。デジタル変調部１２−３は、シンボルと変調データの対応を定める変換テーブル１２−４に従い誤り訂正符号部１２−１からの信号をデジタル変調する。
【００４２】
ここで、デジタル変調部１２−３は、デジタル変調方式として６４ＱＡＭ方式を用いることが好ましい。これは既存のＣＡＴＶが６４ＱＡＭ方式であることによるが、衛星系で使用されるＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式や８ＰＳＫ方式、２５６ＱＡＭ方式を用いても構わない。このようにＤＯＣＳＩＳのようなＩＰパケット信号をＤＯＣＳＩＳ  ＭＡＣから一旦ＭＰＥＧ２−ＴＳに分割・割り当ててからさらにＱＡＭキャリアに割り当てる処理が不要で、ＭＡＣパケットを直接ＱＡＭキャリアに割り当てるため処理が簡素化されている。したがって、処理の低遅延化、装置の小型化、低消費電力化が実現可能となる。
【００４３】
キャリアの占有帯域幅は、先に述べたように、１３０ＭＨｚ以内であればどのように設定してもよい。マルチキャリア伝送を行う場合、受信側でのスキュー調整が必要となり、キャリア数が多いほど処理が複雑になる。一方、占有帯域幅を大きくすれば、１キャリア当たりの伝送容量は大きくなるが、受信部でのＡＤ変換に必要なサンプリングレートが大きくなるため受信側での処理が複雑になる。したがって、両者はトレードオフの関係となる。ここでは１キャリア当たりの占有帯域幅を３２ＭＨｚとし、４キャリアをバンドルしてデータ伝送用として使用した場合の例について示す。
【００４４】
４つのマルチキャリアで信号伝送する場合、パケット処理部１１のＭＡＣデータ割当部１１−４で、データを各キャリアに割り当てて送信する必要があるため、４つの変調部１２を備える。各変調部１２が同じ処理を行うのは言うまでもない。変調部１２から出力された変調信号は後段のＲＦ処理部１３に送られる。
【００４５】
図５に示す入力パケット信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｔで送信される場合は、８Ｂ１Ｑ４符号であるため、パケット処理部１１における１Ｇｂｐｓの物理層処理が１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合と異なる。この場合、ＭＡＣ層処理部１１−３へのインタフェースがＧＭＩＩ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｍｅｄｉａ  Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）となる。ＭＡＣ層処理部１１−３より後段の処理は１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合と同様である。
【００４６】
図６に、ＲＦ処理部の構成例を示す。変調部１２より送信される変調信号は、各キャリア周波数で発振された発振器１３−１の搬送波に乗算器１３−２で載せられ、そのキャリア周波数に対応したバンドパスフィルタ１３−３によりフィルタリングされる。ここで各搬送波のキャリア周波数は予め決められている。その後増幅器１３−４により電気信号が良好なＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）や歪が発生しないようなＲＦ出力に必要な電圧レベルまで増幅され、ＲＦ信号として出力される。出力されたＲＦ信号はＲＦ信号多重部１４で送信キャリア分の搬送波周波数が多重される。
【００４７】
図７及び図８は、１０００Ｂａｓｅ−Ｘ及び１０００Ｂａｓｅ−Ｔの場合のそれぞれにおけるＲＦ信号分離部２２からパケット処理部２５までの処理の一例を示す概略構成図である。ＳＣＭされていたＲＦ信号はＲＦ信号分離部２２で各キャリアの周波数に分離される。分離されたＲＦ信号は復調部２３のＢＰ（バンドパス）信号処理部２３−１に入力される。ＢＰ信号処理部２３−１で各キャリア周波数でバンドパス信号処理された信号は伝送中の位相雑音の影響を最小限に抑えるため位相回転制御の処理が位相回転制御部２３−２で行われる。その後シンボルと復調データの対応を定める変換テーブル２３−４を参照してデジタル復調部２３−３でデジタル復調処理が行われ、Ｐ／Ｓ（Ｐａｒａｌｌｅｌ／Ｓｅｒｉａｌ）部２３−５でパラレル／シリアル変換された後、誤り訂正符号の復号化が誤り訂正復号部２３−６で行われる。誤り訂正符号の復号化処理が行われた後は、キャリア間のスキューを整合させるためのスキュー調整がキャリア間スキュー調整部２４で行われる。１キャリア当たり３２ＭＨｚの占有帯域幅で信号伝送を行う場合には４キャリア間のスキュー調整となる。４キャリア間でのスキュー調整はＤＯＣＳＩＳ３．０においても実現されているので問題なく実現できる。１キャリア当たりの占有帯域幅を少なくし、キャリア数を多くするとスキュー調整は難しくなる。４キャリア程度のスキュー調整が現実的である。スキュー調整されたデータ信号はパケット処理部２５でパケットの再生処理が行われる。
【００４８】
図７に示す１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合には、複数のキャリアで伝送された各データ信号はＭＡＣデータ割当部２５−１で元の一つのデータ信号に復元される。その後ＭＡＣ層処理部２５−２でＭＡＣ層の処理が行われ、Ｐ／Ｓ部２５−３でパラレル／シリアル変換の後、８Ｂ／１０Ｂ符号化されたビット列として出力される。図８に示す１０００Ｂａｓｅ−Ｔの場合には、ＭＡＣ層処理部２５−２後段のＰ／Ｓ部２５−３が不要のため、ＧＭＩＩインタフェースでデータが渡され、物理層処理部２５−４で物理層の処理が行われる。物理層処理が行われた後は８Ｂ１Ｑ４符号化された１０００Ｂａｓｅ−Ｔ信号として出力される。送信側と同様に、ＤＯＣＳＩＳのようなＭＰＥＧ２−ＴＳ化処理が不要で、ＱＡＭキャリアから直接イーサネット（登録商標）ＭＡＣを復元するため処理が簡素化できる。
【００４９】
図９は受信部３０における復調部２３をやや詳細に示した模式図である。ＲＦ信号分離部２２で各キャリア信号に分離された信号は、まず予め設定されているキャリア周波数ｆ１（ＭＨｚ）の信号のみを通過させることができるＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２３−１１を通過する。ここでバンドパスフィルタ２３−１１の帯域幅はΔｆ（ＭＨｚ）とする。Δｆは１キャリア当たりの占有帯域幅で決まる。ＢＰＦ２３−１１でフィルタリングされた信号は周波数ｆｌｏｃａｌ（ＭＨｚ）の局部発振器２３−１８からの信号とミキシングされ、ＩＦ周波数帯にダウンコンバートされる。ＩＦ帯のデータ信号は２Δｆ（ＭＨｚ）のＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）２３−１２で高域の周波数成分を除去し、ＡＧＣ制御されたＡＭＰ（増幅器）２３−１３に送られる。ＡＭＰ２３−１３で増幅された信号は必要に応じてＥＱ（イコライザ）２３−１４で等化処理が行われて平滑化され、アナログ／デジタル変換処理のためのＡＤ変換器２３−１５に送られる。
【００５０】
ＡＤ変換器２３−１５でＡＤ変換処理された信号は、その後Ｉ成分と、当該Ｉ成分と位相が９０°ずれているＱ成分とに分離され、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２３−１６を通過し、位相回転制御回路２３−２１に入力される。位相回転制御回路２３−２１は、位相雑音の影響を最小限に抑えるため、ＢＰ信号処理部２３−１からの信号の位相回転制御を施す。位相回転制御処理が行われた信号は位相回転制御回路２３−２１からの信号を平滑化するＥＱ（イコライザ）２３−２２を通り、６４ＱＡＭ等のデジタル復調処理がデジタル復調部２３−３で行われる。その後、Ｐ／Ｓ部２３−５でパラレル／シリアル変換され、誤り訂正符号の復号化処理が誤り訂正復号部２３−６で行われ、後段のキャリア間スキュー調整部（図７の符号２４）へと送られる。
【００５１】
ナイキストフィルタ２３−１６からのＩ成分とＱ成分の信号の歪みを抑圧するために、位相誤差検出回路２３−２４と、ＡＰＣループフィルタ２３−２５と、数値制御発振回路２３−２６と、クロック再生回路２３−２３と、発振回路２３−２９と、ＡＧＣ回路２３−２７と、を備えることが好ましい。位相誤差検出回路２３−２４は、ＥＱ２３−２２からの信号の位相誤差を検出する。ＡＰＣループフィルタ２３−２５は、位相誤差検出回路２３−２４の検出した位相誤差を出力する。数値制御発振回路２３−２６は、ＡＰＣループフィルタからの位相誤差に基づきＢＰ信号処理部からの信号の位相回転制御を行う。クロック再生回路２３−２３は、位相回転制御回路２３−２１からの信号に基づきクロック信号を再生する。発振回路２３−２９は、クロック再生回路２３−２３からの信号に基づきクロック発振する。ＡＧＣ回路２３−２７は、位相回転制御回路２３−２１からの信号振幅に基づきＢＰ信号処理部におけるＬＰＦ２３−１２からの信号の増幅率を増減する。
【００５２】
なお図９中でＢＰＦ２３−１１にＡＦＣ制御ループフィルタ２３−１７からのＡＦＣ制御が行われているが、この処理はバンドパスの帯域が可変のバンドパスフィルタを使用する場合に必要であり、バンドパスの帯域が固定の場合には不要となる。またＡＤＣ２３−１５でのＡＤ変換時に必要なクロックは、後段の位相回転制御部２３−２に備わるクロック再生回路２３−２３で位相回転制御処理が行われた後の信号からクロックを抽出し、提供される。このようにすることで、より精度よくサンプリング処理が行われる。
【００５３】
本発明により、ＤＯＣＳＩＳ３．０のようなパケットサイズの小さなＭＰＥＧ２−ＴＳパケットへの分割、割り当て処理が不要で、イーサネット（登録商標）ＭＡＣパケットを直接キャリアに割り当てることによりパケット伝送処理が軽減するのみならず、占有帯域幅を６ＭＨｚ以上、例えば、３２ＭＨｚ等とすることによりＤＯＣＳＩＳ３．０では伝送できない高い速度のパケット信号が伝送可能となる。更に将来のＶＨＦ帯の空き周波数帯を利用することで、同軸配線インフラしかない場合の建物においても大容量のＩＰパケット信号等が、インフラの変更なく、また既存の映像・音声信号と同時に提供できるようになる。これによりブロードバンド環境が進むとともに魅力的なサービスの展開が容易に可能となる。
【００５４】
図１０に、本実施形態に係るパケット伝送システムの実施例を示す。通信系データ信号と映像・音声信号が光アクセス網を経由して提供される例を示しており、ＲＦキャリアを用いる放送系ネットワークでもパケット信号を伝送可能な様子を示している。
まず通信系ネットワーク１０１を経由して提供されるパケット信号の送受信について説明する。説明を容易にするためＶＯＤ（Ｖｉｄｅｏ  ｏｎ  Ｄｅｍａｎｄ）サービスを例にとる。通常のＶＯＤサービスは、インタネットに接続されたプロバイダのＶＯＤサーバ５１からインタネットなどの通信系ネットワーク１０１を経由してユーザのＰＣ５５からの要求に応じて提供される。一方、ユーザのＰＣ５５からの制御パケット信号はユーザ宅内のイーサネット（登録商標）等のＬＡＮを経由して通信系サービスの回線終端装置であるＧＥ−ＯＮＵ５３に入力され、ＷＤＭされた光アクセス網を経由して局側伝送装置であるＧＥ−ＯＬＴ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）−Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）５２に入る。その後通信系ネットワーク１０１を経由してプロバイダ設備であるＶＯＤサーバ５１に制御パケット信号が到達する。制御パケット信号の要求に対応した映像・音声パケット信号が逆に通信系ネットワーク１０１を経由してユーザのＰＣ５５に到達する。以上は通常の通信系ネットワーク１０１で提供される。なお、従来もこの方法で提供されている。
【００５５】
次に放送系ネットワーク１０２を経由して提供されるパケット信号等の受信について説明する。映像・音声信号はＨＥ（Ｈｅａｄ  Ｅｎｄ）６６設備に設置されたアンテナで受信され、ＵＨＦ帯で提供される地上波デジタルテレビジョン放送やＢＳ／ＣＳ放送を２２０〜２１００ＭＨｚ帯の予め決められた各キャリアの周波数に送信装置６７で載せてＳＣＭされ、その後チャンネル映像・音声配信網等の放送系ネットワーク１０２を経由して伝送される。これらの映像・音声信号は収容局に設置されたＶ−ＯＬＴ６２からＷＤＭされた光アクセス網１０３を経由して多チャンネル映像配信網などの放送系ネットワーク１０２の回線終端装置であるＶ−ＯＮＵ６３に入力される。Ｖ−ＯＮＵ６３から同軸ケーブルに出力されるため、映像・音声信号は既存の建物内のインフラ上をそのまま伝送され、分配器６４を介して同軸ケーブルに接続された従来型ＴＶ受像機６５に到達する。これにより、ＴＶ受像機６５にて地上波デジタルテレビジョン放送やＢＳ／ＣＳ放送を視聴できる。
【００５６】
一方、ＨＥ６６にはパケット配信用の映像・音声サーバ６１が接続されている。映像・音声サーバ６１からのパケット信号はＨＥ６６の送信装置６７においてこれまで述べてきた方法によりＶＨＦ帯の空き周波数領域に載せられる。ＶＨＦ帯を利用するためこれまでの同軸インフラに全く変更を加えずにパケット信号を伝送することができる。すなわち、Ｖ−ＯＮＵ６３からの同軸ケーブルによる出力を分配器６４により分岐し、ＶＨＦ帯のパケット信号伝送装置７０に入力される。パケット信号伝送装置７０の受信部３０でパケット信号伝送用の信号が復調され、ＩＰパケット多重・ＳＷ部３１でイーサネット（登録商標）パケットの形態に変換されてイーサネット（登録商標）インタフェース５０に出力される。イーサネット（登録商標）インタフェース５０から出力されたパケット信号は、ＳＴＢやイーサネット（登録商標）に対応するＴＶ受像機７１によりパケット信号を受信・再生等の処理が行われる。
【００５７】
先に述べたように、例えば、６４ＱＡＭ方式で信号を伝送する場合、７００Ｍｂｐｓ以上の信号伝送が可能となる。このような高速な信号伝送はＤＯＣＳＩＳ３．０では不可能である。したがって、その伝送されたパケット信号をユーザのハードディスク等に蓄積し、ユーザがタイムシフトさせて視聴することも可能となる。蓄積に当っては、ＲＦ信号を録画する場合と異なり、同時録画するキャリア分の復調器／録画器が不要となる。また１２０Ｍｂｐｓ以上の非常に高精細な映像・音声信号もＶＨＦ帯のデータパケット伝送方式を用いることにより同軸インフラ経由でも提供可能となり、ＳＴＢ７１が高精細映像・音声視聴に対応していれば視聴可能となる。
【００５８】
このようにＶＯＤ等の通信は通信系ネットワーク１０１を使い、一度に多数のユーザを対象とするような放送形態のデータ配信は同軸インフラをそのまま利用可能な本発明のパケット伝送方式を使って提供可能となるため、サービス展開に非常に有利である。
【００５９】
図１１に、既存の集合住宅において、本実施形態に係るパケット伝送方式を使った場合の配線例である。１００Ｍｂｐｓ以上のイーサネット（登録商標）パケットによる信号を受信する場合の例を示す。通信系はＧＥ−ＰＯＮ方式により光アクセス網から提供され、ＧＥ−ＯＮＵ５３で回線終端される。終端された信号は集合住宅のＭＤＦ室に設置されたＶＤＳＬ装置の親機５６から既存電話線を使って各戸に設置されているＶＤＳＬモデムに接続される。すでに述べたようにＶＤＳＬでは最大でも１００Ｍｂｐｓしか流せない。したがって、１００Ｍｂｐｓ以上のパケット信号は通信系ネットワークからは授受できない。
【００６０】
一方、多チャンネル映像・音声配信網などの放送系ネットワークの終端装置であるＶ−ＯＮＵ６３からＲＦ信号が同軸インタフェース６０で出力される。同軸インタフェース６０には９０〜２２０ＭＨｚまでのＶＨＦ帯に重畳されたデータ信号と２２０〜２１００ＭＨｚまでのＶＨＦ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉ／ＵＨＦ〜ＢＳ／ＣＳ帯に重畳された地上波デジタルテレビジョン放送やＢＳ／ＣＳの映像・音声信号が流れている。集合住宅内の同軸インフラには長延化のためのブースタアンプやインラインアンプが設置されているが、この周波数帯に対応する増幅器が設置されていれば上記の映像・音声信号は全て同軸インフラ上を通過させることができる。同軸インフラを通ってきた信号は分配器６４により分岐され、各戸に到達する。
【００６１】
ここで、図１１中のＡ、Ｂ、Ｃのように、利用形態を３つに分類して考えてみる。Ａは、イーサネット（登録商標）インタフェース付のＳＴＢ７２が通信系ネットワークと放送系ネットワークの両方に接続され、その出力が従来型のＴＶ受像機６５に接続された場合である。この場合、例えばＶＯＤ等のサービスはＶＤＳＬを介して通信系ネットワーク経由で提供される。
【００６２】
一方、イーサネット（登録商標）パケット信号による多チャンネル映像・音声信号は放送系ネットワークから同軸インフラを経由して提供されることを示している。また通常のＲＦによる多チャンネル映像・音声信号も同軸インフラを経由してＳＴＢに入力され、既存のＴＶ受像機で視聴できる。さらに１チャンネル当たり１００Ｍｂｐｓ以上の非常に高精細な映像・音声信号も同軸インフラ経由のＶＨＦ帯に重畳されたパケット信号として提供されるので、ＳＴＢで再生処理を行えばＴＶモニタで視聴可能となる。
【００６３】
Ｂは、イーサネット（登録商標）インタフェースつきのＴＶ受像機７１が直接同軸インタフェースとＶＤＳＬ等の通信系ネットワークに接続されている場合を示している。Ａで示したＳＴＢ機能をＴＶ受像機に内蔵した場合に相当するので視聴形態等はＡで示したＳＴＢ７２の機能をＴＶ受像機７１に内蔵した場合に相当するので視聴形態はＡと同様である。
【００６４】
Ｃは、既存のサービスを受信、すなわち、１００Ｍｂｐｓまでのデータ信号の授受についてはＶＤＳＬを経由した通信系ネットワークにより、また映像・音声系サービスのみを同軸インタフェースを経由した放送系ネットワークにより受信する場合である。ＣのユーザはＶＨＦ帯で重畳されたデータ信号を再生処理できないため、ＶＨＦ  Ｓｕｐｅｒ  Ｈｉ／ＵＨＦ〜ＢＳ／ＣＳまでの多チャンネル映像・音声信号のみの受信となる。これは２０１１年のアナログ放送が停波された直後の場合に相当すると考えられる。
【００６５】
これらのように、既存のサービスを含め新しい映像・音声やデータサービスの受信が既存インフラの変更を行うことなく実現することが可能となる。その上、ＤＯＣＳＩＳ３．０では伝送できない高速な信号を伝送することが可能である。
【００６６】
図１２は、本実施形態に係るパケット伝送方式を利用して、映像・音声コンテンツの視聴を行う場合の一例を示しており、（ａ）は当該コンテンツサービスを受ける場合のネットワーク概略図であり、（ｂ）は映像・音声コンテンツサービスのうちＶＯＤサービスを視聴する場合の制御信号や映像・音声信号の流れであり、（ｃ）は多チャンネル映像・音声信号が宅内のホームサーバに蓄積されリアルタイムで提供される通常の放送コンテンツ視聴と蓄積映像・音声視聴の切替の流れである。これまで述べてきたように、通信系サービスはＧＥ−ＰＯＮ方式で、多チャンネル映像・音声系サービス及びパケット配信サービスは本方式の放送系ネットワーク１０２を利用した映像・音声系サービスで提供する。したがって、図１２（ａ）に示すようにそれぞれのネットワークがそれぞれの回線終端装置により終端され、パケット信号伝送装置７０を経由してホームサーバ７３とイーサネット（登録商標）インタフェース付きのＴＶ受像機７１に接続されている。
【００６７】
図１２（ｂ）に示すように、イーサネット（登録商標）に対応するＴＶ受像機７１からコンテンツ１の視聴要求がＶＯＤサーバ５１に対し送信されたとする。ＶＯＤサーバは端末装置との会話が必要のため通信系ネットワーク１０１を経由して行う方が効率的である。ＶＯＤサーバ５１はＴＶ受像機７１からの要求に応じてコンテンツ１を送信する。ＴＶ受像機７１でトリックプレー等を行う場合には、その制御信号パケットを通信系ネットワーク１０１を経由してＶＯＤサーバ５１に送信する。ＶＯＤサーバはその要求信号に従って、コンテンツ１のトリックプレーを行う箇所の映像・音声信号を送信する。その後コンテンツ１の視聴停止要求がＴＶ受像機７１から送信されると、ＶＯＤサーバからのコンテンツ１の送信は終了する。
【００６８】
一方、図１２（ｃ）では、ＶＨＦ帯のパケット信号を使って、コンテンツを配信している場合である。ユーザがＴＶ受像機７１で視聴するしないにかかわらず、常時ホームサーバ７３に映像・音声コンテンツの蓄積作業が行われる。映像・音声コンテンツ単位の蓄積も可能であるが、ここではチャンネル単位（キャリア単位）での蓄積の例を示している。ユーザがイーサネット（登録商標）に対応するＴＶ受像機７１からチャンネルＡの視聴要求をホームサーバ７３に行うと、ホームサーバ７３に蓄積されているチャンネルＡのコンテンツがホームサーバ７３から配信される。チャンネルＡの視聴停止の要求もホームサーバ７３に対して行われる。
【００６９】
次にユーザがリモコン等を通じてリアルタイムで配信されているチャンネルαの視聴要求を行うとする。リアルタイムで配信されているチャンネルは全チャンネルがイーサネット（登録商標）に対応するＴＶ受像機７１まで配信されているため、ＴＶ受像機７１側で視聴したいチャンネルαの重畳されたキャリアのみをチューナで選択し、再生処理を行うことにより視聴することができる。視聴途中でホームサーバ７３の蓄積映像・音声が視聴したければＴＶ受像機７１からホームサーバ７３の映像・音声を選択すればよいし、ＶＯＤを観たければＴＶ受像機７１から通信系ネットワーク１０１に入り、プロバイダのもつＶＯＤサーバ５１にアクセスすればよい。
【００７０】
このようにＴＶ受像機７１からシームレスに異なるサービスを受けることが可能となるだけでなく、既存の同軸インフラや通信インフラの変更を伴わずにこれらのサービスが提供可能となる。しかも蓄積のための信号伝送速度がキャリア占有帯域幅を６ＭＨｚ以上、例えば、３２ＭＨｚや６４ＭＨｚとすることにより１２０Ｍｂｐｓ以上の大きな速度となるため、ＤＯＣＳＩＳ３．０を使って行うよりも短時間で蓄積を行うことができ、利用者の待ち時間に対するストレスも軽減できるといった利便性も向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、ＲＦ方式による多チャンネル映像・音声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。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】プロトコルスタックを模式的に示す構成図であり、（ａ）はＤＯＣＳＩＳ方式の一例、（ｂ）は本発明のパケット伝送方式の一例を示す。
【図２】本発明に係るパケット伝送システムに必要なＶＨＦ帯のチャネル割り当ての一例であり、（ａ）は１キャリアあたりの占有帯域幅が３２ＭＨｚの場合、（ｂ）は１キャリアあたりの占有帯域幅が６４ＭＨｚの場合を示す。
【図３】本実施形態に係るパケット伝送システムの一例を示す概略構成図である。
【図４】入力信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合の送信部の一例を示す概略構成図である。
【図５】入力信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｔの場合の送信部の一例を示す概略構成図である。
【図６】ＲＦ処理部の構成例である。
【図７】出力信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｘの場合の復調部２２からパケット処理部２５までの処理の一例を示す概略構成図である。
【図８】出力信号が１０００Ｂａｓｅ−Ｔの場合の復調部２２からパケット処理部２５までの処理の一例を示す概略構成図である。
【図９】受信部３０における復調部２３をやや詳細に示した模式図である。
【図１０】本実施形態に係るパケット伝送システムの実施例を示す。
【図１１】既存の集合住宅において、本発明のパケット伝送方式を使った場合の配線例である。
【図１２】本実施形態に係るパケット伝送方式を利用して、映像・音声コンテンツの視聴を行う場合の一例を示し、（ａ）は当該コンテンツサービスを受ける場合のネットワーク概略図であり、（ｂ）は映像・音声コンテンツサービスのうちＶＯＤサービスを視聴する場合の制御信号や映像・音声信号の流れであり、（ｃ）は多チャンネル映像・音声信号が宅内のホームサーバに蓄積されリアルタイムで提供される通常の放送コンテンツ視聴と蓄積映像・音声視聴の切替の流れである。
【符号の説明】
【００７３】
１０  送信部
１１  パケット処理部
１１−１  物理層処理部
１１−２  Ｓ／Ｐ部
１１−３  ＭＡＣ層処理部
１１−４  ＭＡＣデータ割当部
１２  変調部
１２−１  誤り訂正符号部
１２−２  Ｓ／Ｐ部
１２−３  デジタル変調部
１２−４  変換テーブル
１３  ＲＦ処理部
１３−１  発振器
１３−２  乗算器
１３−３  バンドパスフィルタ
１３−４  増幅器
１４  ＲＦ信号多重部
１５  映像・音声信号変調部
１６  ＲＦ処理部
１７  ＦＭ一括送信部
２１  ＦＭ一括受信部
２２  ＲＦ信号分離部
２３  復調部
２３−１  ＢＰ信号処理部
２３−１１  ＢＰＦ
２３−１２  ＬＰＦ
２３−１３  ＡＭＰ
２３−１４  ＥＱ
２３−１５  ＡＤ変換器
２３−１６  ナイキストフィルタ
２３−１７  ＡＦＣループフィルタ
２３−１８  発振器
２３−２  位相回転制御部
２３−２１  位相回転制御回路
２３−２２  ＥＱ
２３−２３  クロック再生回路
２３−２４  位相誤差検出回路
２３−２５  ＡＰＣループフィルタ
２３−２６  数値制御発振回路
２３−２７  ＡＧＣ
２３−２８  π／２移相器
２３−２９  発振器
２３−３  デジタル復調部
２３−４  変換テーブル
２３−５  Ｐ／Ｓ部
２３−６  誤り訂正符号復号部
２４  キャリア間スキュー調整部
２５  パケット処理部
２５−１  ＭＡＣデータ割当部
２５−２  ＭＡＣ層処理部
２５−３  Ｐ／Ｓ部
２５−４  物理層処理部
２６  チューナ
２７  映像・音声信号復調部
３０  受信部
３１  ＩＰパケット多重・ＳＷ部
５０  イーサネット（登録商標）インタフェース
５１  ＶＯＤサーバ
５２  ＧＥ−ＯＬＴ
５３  ＧＥ−ＯＮＵ
５４  ＨＵＢ
５５  ＰＣ
５６  ＶＤＳＬ装置の親機
６０  同軸インタフェース
６１  映像・音声サーバ
６２  Ｖ−ＯＬＴ
６３  Ｖ−ＯＮＵ
６４  分配器
６５  ＴＶ（Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）受像機
６６  ＨＥ
６７  送信装置
６８  ＡＶ−ＩＦ
６９  共聴装置
７０  パケット信号伝送装置
７１  イーサネット（登録商標）に対応するＴＶ受像機
７２  ＳＴＢ
７３  ホームサーバ
１０１  通信系ネットワーク
１０２  放送系ネットワーク
１０３  光アクセス網
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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