JP4002560B2

JP4002560B2 - Ｍｐｅｇ２ｍｐｔｓ分離型加入者分配装置及び方法

Info

Publication number: JP4002560B2
Application number: JP2004174127A
Authority: JP
Inventors: 道仁崔; 潤濟呉; 俊豪高
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: KR20040106157A; US20050101246A1; KR100526548B1; JP2005006333A

Description

本発明は、加入者網において放送サービスを提供するための加入者分配装置に関し、特に、ＭＰＥＧ２分離型加入者分配に関する。

インターネットを始めとした広帯域マルチメディアの需要が飛躍的に増加するにつれて、加入者網に対する研究が活発に進行されているのが現状である。従って、広帯域マルチメディアサービスの一つとしてデジタル放送サービスに対する加入者網の開発が行われている。

代表的なデジタル放送サービスを提供するための加入者網はＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）方式を利用した加入者網であるが、これは高価のＡＴＭスイッチが必須的に使われるため、低価の加入者網の具現化に対して障害となっている。一方、イーサネット（登録商標、以下同）を用いた加入者網は相対的に低価の網を構成することはできるが、放送データに対するＱｏＳ（Quality of Service）の保障が完全ではない問題点がある。従って、低価格でありながら放送に対するＱｏＳ保障も可能な加入者網として、イーサネットに基づいたＴＤＭ方式の加入者網が必要である。

図１は加入者網におけるＱｏＳ保障のためのＴＤＭ方式伝送方法の一例を示したものである。図１を参照すると、加入者網で放送データは、ケーブル網に適合するように多数の放送チャンネルがＭＰＴＳ（Multiple Program Transport Stream）にフォーマットされてＯＬＴからＯＮＵに伝送される。ＯＮＵの加入者分配装置で、ＯＬＴからのＭＰＴＳは直列変換器（serializer）２を通じてクロスポイントスイッチ（Cross Ponit Switch）４に提供される。クロスポイントスイッチ４は、制御部６からの加入者プログラム要求に応じて宅内で要求されている２個以上のＭＰＥＧ２ＴＳ（Transport Stream）をＴＤＭモジュール８にスイッチングする。ＴＤＭモジュール８は、クロスポイントスイッチ４から提供された２個以上のＭＰＥＧＴＳを一つのストリームにまとめて加入者に提供する。即ち、従来の加入者分配装置は、シリアル化されたＭＰＥＧ２ＴＳ（Transport Stream）を２分岐し、２個のクロスポイントスイッチ４を用いて加入者が希望するプログラムが属したＴＳを選択し、この２個のＴＳをＴＤＭモジュール８で１個のストリームにまとめる。ＯＮＵは前記過程を通じて加入者が要求した２個のプログラムを伝送することができる。

このようにクロスポイントスイッチを用いて加入者が要求する２個のＴＳをＴＤＭ方式で伝送する方式は、その構造上、一人の加入者が見られるビデオ画面がクロスポイントスイッチの加入者割当ポート数とＴＤＭモジュールの指定された入力ストリーム数に応じてハードウェア的に固定される。従って、ＴＤＭモジュールの出力伝送率は固定され、加入者が２個以上のビデオストリームを要求する状況が発生した場合にはシステムの交代が不可避となるため、柔軟なシステムの運営が不可能になる。

更に、放送データの伝送時に伝送効率を高めるために、上位ネットワークで多数のプログラムが入っているそれぞれのＴＳを一つのＴＳにまとめて伝送するが、こうして生成されたＭＰＴＳ（Multiple Program Transport Stream）を加入者端末でそのままスイッチングして伝送すると、加入者が要求していない不要なプログラムも共に伝送されるため、帯域幅の無駄が発生してＦＴＴＨ（Fiber to the Home）の構成時に光部品の価格が上昇し、ｘＤＳＬ等のような伝送技術に接続された時に帯域の限界による伝送の問題点が発生する。

本発明は、前記のような問題点を解決するために、上位ネットワークで生成されたＭＰＴＳをそのまま加入者に伝送する方法を改善し、一定なビット率のＳＰＴＳ（Single Program TS）単位でＴＳを分離できるようにした加入者分配装置及び方法を提供することにその目的がある。

かつ、本発明は、加入者に伝送されるＴＳをバッファリングする方法を用いて既存のＴＤＭ方式より効果的に加入者が要求する多数のプログラムを伝送することにより、ＤＭＣ（Digital Media Center）、人工衛星及び地上波などの受容のために高価の再多重化（ＲＥＭＵＸ）装備を必要としない低価格の網を構成可能にした加入者分配装置及び方法を提供することに他の目的がある。

上記目的を達成するために、本発明は、加入者網で加入者に放送データを分配する加入者分配装置において、入力されたＭＰＥＧ２ＭＰＴＳフレームに対する内容を確認し、これを複数個のＳＰＴＳ（single program transport streams）に分離するＰＩＤ（Program ID）フィルター部と、この分離されたＳＰＴＳのためにＰＡＴ（Program Allocation Table）及びＰＭＴ（Program Map Table）の内容を変更して再生成するテーブル再生成部と、ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によってＰＩＤフィルター部によるＳＰＴＳの放送データをＳＰＴＳバッファーのメモリ領域にＰＩＤ別に指定されたポインターに対応して高速貯蔵するＳＰＴＳ分離貯蔵部と、ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によって加入者が要求したプログラムのＰＩＤに対応するポインターのＳＰＴＳバッファーのメモリ領域から放送データを抽出した後、該加入者に割り当てられた加入者バッファーのメモリ領域に貯蔵する加入者分配部と、上位ネットワークからＭＰＴＳの情報を受信してＰＩＤフィルター部及びテーブル再生成部に提供し、加入者が要求するプログラム情報をＣＣＰ（Channel Change Protocol）を通じて当該加入者から受信して加入者分配部に提供する制御部とを備えることを特徴とする。

ＰＩＤフィルター部を構成する複数個のフィルターは、ＭＰＴＳから分離されるＳＰＴＳの数に対応して設置することができる。また、ＳＰＴＳ分離貯蔵部及び加入者分配部は、ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式を採用することが可能である。さらに、ＰＩＤフィルター部は、ＭＰＥＧ２ＭＰＴＳに含まれた多数のＰＩＤをフィルタリングするために一つ以上のＰＩＤフィルターを含む構成とすることができる。そしてさらに、加入者別に貯蔵されたＳＰＴＳを加入者に伝送できるストリームに転換する加入者インタフェースを備えるようにしてもよい。

本発明によれば、さらに、加入者網で加入者に放送データを分配する加入者分配方法において、上位ネットワークからＭＰＥＧ２ＭＰＴＳを受信すると、ＭＰＴＳフレームをＭＰＴＳ情報及びＭＰＴＳテーブル情報によるＰＩＤに応じてＳＰＴＳに分離してＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によってＰＩＤフィルタリングされたＳＰＴＳの放送データをＳＰＴＳバッファーのメモリ領域にＰＩＤ別に指定されたポインターに対応して貯蔵する段階と、この分離されたＳＰＴＳのためにＰＡＴ及びＰＭＴの内容を変更して再生成する段階と、加入者からのプログラム要求をＣＣＰ（Channel Change Protocol）を通じて受信し、ＤＭＡ方式によって前記加入者が要求したプログラムのＰＩＤに対応するポインターの前記ＳＰＴＳバッファーのメモリ領域から放送データを抽出した後、加入者に割り当てられた加入者バッファーのメモリ領域に貯蔵する段階と、この加入者別に貯蔵された放送データを各加入者に伝送する段階と、を含むことを特徴とする。

この場合、ＳＰＴＳの分離のために、ＳＰＴＳの数に対応した個数のＰＩＤフィルターを利用する段階を更に含むものとすることができる。

本発明に係る加入者分配装置は、ＭＰＴＳ単位ではなく加入者が要求するＳＰＴＳ単位のスイッチング構造からなるため、効率的な伝送網を構成することができる。かつ、伝送ビット率を下げられるので、トランスミッタに設置される光素子及びＲＦ素子の価格を下げられる上に、各加入者の負担を相対的に減少させることができる。なお、これによりＶＤＳＬのように限定された伝送容量を持つシステムでも放送データを効率的に伝送することができる。

更に、ＤＭＣ（Digital Media Center）や人工衛星及び地上波などで受信される相違なるビット率のＭＰＴＳに対して独立的な網を構成するためには、通常、高価のＲＥＭＵＸなどの装備を必要とするが、本発明によると、ＳＰＴＳの分離及びＲＥＭＵＸと類似な機能を行うことができてより低コストで独立網の構成が可能になる。

以下、本発明に係る好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、本発明を説明するにおいて、関連した公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすると判断される場合にはその詳細な説明を省くことにする。

図２は本発明による加入者分配装置の構成図を示したものである。

図２を参照すると、本発明による加入者分配装置は、インタフェース装置を通じて入力されたＭＰＴＳフレームに対する内容を確認し、これを複数個のＳＰＴＳに分離するＰＩＤ（Program ID）フィルター部１０と、ＳＰＴＳへの分離に伴いＰＡＴ（Program Allocation Table）及びＰＭＴ（Program Map Table）の内容を変更するテーブル再生成部（table regenerator）３０と、ＰＩＤフィルタリングされた放送データをＰＩＤ別に指定されたポインターに高速で貯蔵できるＳＰＴＳ分離貯蔵部６２と、加入者に必要なＳＰＴＳを選択して加入者に割り当てられたメモリ領域に貯蔵する加入者分配部６４と、放送データを加入者に伝送できるストリームに転換する加入者インタフェース５２と、加入者からＣＣＰ（Channel Change Protocol）により希望するプログラムを受信処理し、上位ネットワークからＭＰＴＳの情報を受信処理する制御部８０とを含む。

次に、本発明による加入者分配装置の動作を見てみると、下記の通りである。ＭＰＴＳは、上位ネットワークから加入者分配装置のＰＩＤフィルター部１０に入力される。この場合、制御部８０は上位ネットワーク、即ちＯＬＴから提供されるＰＣＲ（Program Clock Recovery）、ＰＩＤ（Program ID）s、ＰＳＩ（Program Specific Information）テーブルなどのＭＰＴＳに対する情報を受信してＰＩＤフィルター部１０及びＰＭＴ／ＰＡＴテーブル再生成部３０に提供する。

ＰＩＤフィルター部１０はＭＰＴＳの各パケットに対してＰＩＤを確認し、ＰＡＴ（Program Allocation Table）、ＰＭＴ（Program Map Table）、ＭＰＥＧデータなどを分離する機能を行う。ＰＩＤ（Program ID）はデジタル放送チャンネルに対する識別子であって、例えば、韓国放送公社で提供されるＫＢＳ１、ＫＢＳ２及びＥＢＳの各チャンネルを識別する。もし、ＭＰＴＳが１０個のＳＰＴＳに分離されるとすると、ＰＩＤフィルタ１２も１０個が必要になる。本発明において、ＰＭＴ及びＰＡＴを示すＰＩＤに対しては別途のＰＩＤフィルター部と処理部分が提供され得る。

そして、テーブル（ＰＭＴ／ＰＡＴ）再生成部３０は、ＭＰＴＳがＳＰＴＳに分離された場合、ＭＰＴＳに対するＰＡＴ（Program Allocation Table）及びＰＭＴ（Program Map Table）の内容を変更する。即ち、多数のプログラムデータを含むＭＰＴＳが単一プログラムデータを含むＳＰＴＳ単位に分離される時、ＰＭＴ及びＰＡＴなどのプログラム情報が変更される。

従って、テーブル再生成部３０はＳＰＴＳに適合するようにＰＭＴ、ＰＡＴを再生成する。そのために、ＭＰＴＳから分離されたＰＭＴ及びＰＡＴパケットは一般のＭＰＥＧデータとは別途に分離して処理しなければならない。テーブル再生成部３０はＭＰＴＳのテーブル情報を参照したり上位ネットワークでＭＰＴＳが生成される時に得た情報により、各ＳＰＴＳのＰＩＤ情報を得ることができる。本実施例においては、本発明の加入者分配装置がネットワーク上に設置されて、ＭＰＴＳに対する情報を上位ネットワークから伝送されることと仮定する。

一方、ＰＩＤフィルター部１０でＰＩＤフィルタリングされた放送データはＳＰＴＳ分離貯蔵部６２に提供されてＳＰＴＳバッファー２０内のＰＩＤ別に指定されたポインター２２に高速で貯蔵される。この際、ＳＰＴＳ分離貯蔵部６２はＳＰＴＳバッファー２０にＤＭＡ（Direct Memory Access）方式でＰＩＤフィルタリングされた放送データを貯蔵する。

即ち、ＳＰＴＳ分離貯蔵部６２は、放送データの遅延を最小化するようにＰＩＤフィルタリングされた放送データを高速でＳＰＴＳバッファー２０に貯蔵しなければならないため、ＤＭＡ方式を採用する。当業者には周知のように、ＤＭＡ方式では制御部が所定の役割を提供せずに情報を伝達する。即ち、ＳＰＴＳ分離貯蔵部６２がＤＭＡコントローラになって直接ＰＩＤフィルター部１０からＰＩＤフィルタリングされた放送データを読み込んでＳＰＴＳバッファー２０のＰＩＤ別に指定されたポインターに高速で貯蔵する。この際、ＤＭＡアクセス速度は各ＳＰＴＳの最高ビット率より早くなければならない。ＳＰＴＳバッファー２０に分離されて貯蔵されたＳＰＴＳデータは、加入者分配部６４により加入者バッファー４０上の加入者別の領域４２に再び貯蔵される。制御部８０は、加入者が要求するプログラム情報をＣＣＰにて加入者から伝達されて、これを加入者分配部６４に知らせる。加入者分配部６４は制御部８０を通じて各加入者からのプログラム要求を受信し、各加入者が選択したチャンネルに対応するＳＰＴＳを加入者バッファー４０に提供する。そして、加入者分配部６４は制御部８０により各加入者別に必要なＳＰＴＳのみを選択して加入者に割り当てられたバッファー４０のメモリ領域４２に貯蔵する。

加入者分配部６４はＳＰＴＳ分離貯蔵部６２と同様に高速アクセスのためにＤＭＡ（Direct Memory Access）方式を採用する。即ち、加入者分配部６４は加入者バッファー４０の各加入者メモリ領域４２にこれを貯蔵するために、当該プログラムのＰＩＤが貯蔵されているＳＰＴＳバッファー２０の該当メモリのポインターに移動して各データを抽出するようになる。そして、加入者バッファー４０は前述したように、加入者が要求したチャンネルに対応するＳＰＴＳ放送データを各加入者に割り当てられたメモリ領域４２に貯蔵する。この際、各加入者のメモリ領域は加入者の要求及び運営者により弾力的に運営することができる。即ち、多数のプログラムの視聴を希望する加入者には加入者領域メモリをたくさん割り当てることにより、多数個のＳＰＴＳデータのバッファリングが可能になる。しかし、伝送されるＳＰＴＳの量は加入者インタフェースにおける伝送速度に依存し、伝送容量の限界を超えてはならない。

そして、加入者インタフェース５２はＳＰＴＳ放送データを加入者（SUBSCRIBER 1〜Ｍ）に伝送できるストリームに転換する。

図３はＳＰＴＳ分離貯蔵過程、テーブル（ＰＭＴ／ＰＡＴ）の再生成過程及びこれによるＳＰＴＳ構造を説明するための図面である。

図３を参照すると、ＯＬＴから伝送されたＭＰＴＳ１００はＰＩＤフィルタリング１０２を通じてＳＰＴＳに分離されるが、そのＭＰＥＧデータの分離は上位ネットワークでＮＭＳ（Network Management System）を通じて予め伝送されたＰＩＤ情報を制御部８０がＰＩＤフィルター部１０に適用することにより可能になる。

例えば、１８８ｂｙｔｅのＴＳパケットは０ｘ４７（ＨＥＸ）というＳＹＮＣバイトの次にＰＩＤ値を貯蔵するが、ＰＩＤフィルター部１０はこの値を制御部により設定されたＰＩＤ値と比較して一致するパケットのみを分離させる。分離されたＳＰＴＳはＳＰＴＳ分離貯蔵部６２のＤＭＡ６０によりＳＰＴＳバッファー２０に貯蔵される。この際、ＭＰＴＳのためのＰＭＴ１１０及びＰＡＴ１１２はＰＭＴ／ＰＡＴ再生成部３０によりＳＰＴＳに好適な新しいＰＭＴ１２０及びＰＡＴ１２２として再生成される。そして、この再生成されたＰＭＴ１２０及びＰＡＴ１２４は加入者分配部６４によるＤＭＡ７０を通じてＳＰＴＳ放送データに挿入される。

図４は本発明による加入者分配装置において、デジタル放送データ処理方法の一実施例を示した流れ図である。

図２ないし図４を参照すると、まず加入者分配装置は２００段階で上位ネットワークからＭＰＴＳを受信する。次に、加入者分配装置は２１０段階でＭＰＴＳフレームをＯＬＴからのＭＰＴＳ情報及びＭＰＴＳテーブル情報によるＰＩＤに応じてＳＰＴＳに分離してＳＰＴＳバッファーに貯蔵する。

そして、加入者分配装置は２２０段階で分離貯蔵されたＳＰＴＳのためのＰＭＴ、ＰＡＴを再生成する。前述の如き、多数のプログラムデータを含むＭＰＴＳが単一プログラムデータを含むＳＰＴＳ単位に分離される時にはＰＭＴ、ＰＡＴなどのプログラム情報が変更される。従って、加入者分配装置のテーブル再生成部３０がＳＰＴＳに適合するようにＰＭＴとＰＡＴをすべて再生成する。

次に、加入者分配装置は２３０段階で加入者からのプログラム要求に応じて少なくとも一つのＳＰＴＳを加入者別に貯蔵する。この際、各加入者からのプログラム要求はＣＣＰ（Channel Change Protocol）を通じて加入者分配装置に受信される。このように貯蔵された、加入者が要求するプログラムに対応したＳＰＴＳは、加入者分配装置により２４０段階で加入者インタフェースを通じて各加入者に伝送される。

本発明によると、ＭＰＴＳ単位ではなく加入者が要求するＳＰＴＳ単位のスイッチング構造からなるため、効率的な伝送網を構成することができる。かつ、伝送ビット率を下げられるので、トランスミッタに設置される光素子及びＲＦ素子の価格を下げられる上に、各加入者の負担を相対的に減少させることができる。そして、これによりＶＤＳＬのような限定された伝送容量を持つシステムでも放送データを効率的に伝送できる。

また、ＤＭＣ（Digital Media Center）や人工衛星及び地上波などで受信される相違なるビット率のＭＰＴＳに対して独立的な網を構成するためには高価装備のＲＥＭＵＸなどが必要であるが、本発明によると、ＳＰＴＳの分離及びＲＥＭＵＸと類似な機能を行うことができてより低コストで独立網の構成が可能になる。

以上では、本発明を具体的な実施例に基づき説明してきたが、本発明の思想を外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは当業者にとって自明であり、したがって、本発明の範囲は前述した実施例及び添付図面により限定されることはない。

加入者網においてＴＤＭ方式を用いた従来の伝送方法の一例を示した図面。本発明による加入者分配装置の構成図を示した図面。本発明による加入者分配装置におけるＳＰＴＳ分離貯蔵及びテーブルの再生成動作とそれによるＳＰＴＳ構造を説明するための図面。本発明による加入者分配装置におけるデジタル放送データ処理方法の一実施例を示した流れ図。

符号の説明

１０ＰＩＤフィルタ部
１２ＰＩＤフィルタ（PID Filter）
２０ＳＰＴＳバッファ（SPTS Buffer）
３０テーブル再生成部（PMT/PAT Table Regenerator）
４０加入者バッファ（Subscriber Buffer）
５２加入者インタフェース（Subscriber Interface）
６２ＳＰＴＳ分離貯蔵部（SPTS Splitting and Storing Section）
６４加入者分配部（Subscriber Distribution Section）
８０制御部（Control Section）

Claims

加入者網で加入者に放送データを分配する加入者分配装置において、
入力されたＭＰＥＧ２ＭＰＴＳ（multiple program transport streams）フレームに対する内容を確認し、これを複数個のＳＰＴＳ（single program transport streams）に分離するＰＩＤ（Program ID）フィルター部と、
前記分離されたＳＰＴＳのためにＰＡＴ（Program Allocation Table）及びＰＭＴ（Program Map Table）の内容を変更して再生成するテーブル再生成部と、
ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によって前記ＰＩＤフィルター部によるＳＰＴＳの放送データをＳＰＴＳバッファーのメモリ領域にＰＩＤ別に指定されたポインターに対応して貯蔵するＳＰＴＳ分離貯蔵部と、
ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によって前記加入者が要求したプログラムのＰＩＤに対応するポインターの前記ＳＰＴＳバッファーのメモリ領域から放送データを抽出した後、該加入者に割り当てられた加入者バッファーのメモリ領域に貯蔵する加入者分配部と、
上位ネットワークからＭＰＴＳの情報を受信して前記ＰＩＤフィルター部及び前記テーブル再生成部に提供し、前記加入者が要求するプログラム情報をＣＣＰ（Channel Change Protocol）を通じて当該加入者から受信して前記加入者分配部に提供する制御部と、を備えたことを特徴とする加入者分配装置。
ＰＩＤフィルター部を構成する複数個のフィルターが、ＭＰＴＳから分離されるＳＰＴＳの数に対応して設置される請求項１に記載の加入者分配装置。
ＰＩＤフィルター部は、ＭＰＥＧ２ＭＰＴＳに含まれた多数のＰＩＤをフィルタリングするために一つ以上のＰＩＤフィルターを含む請求項１に記載の加入者分配装置。
加入者別に貯蔵されたＳＰＴＳを加入者に伝送できるストリームに転換する加入者インタフェースを更に備える請求項１に記載の加入者分配装置。
加入者網で加入者に放送データを分配する加入者分配方法において、
上位ネットワークからＭＰＥＧ２ＭＰＴＳ（Multiple Program Transport Streams）を受信すると、ＭＰＴＳフレームをＭＰＴＳ情報及びＭＰＴＳテーブル情報によるＰＩＤ（Program ID）に応じてＳＰＴＳ（Single Program Transport Streams）に分離してＤＭＡ（Direct Memory Access）方式によって前記ＰＩＤフィルタリングされたＳＰＴＳの放送データを前記ＳＰＴＳバッファーのメモリ領域にＰＩＤ別に指定されたポインターに対応して貯蔵する段階と、
前記分離されたＳＰＴＳのためにＰＡＴ（Program Allocation Table）及びＰＭＴ（Program Map Table）の内容を変更して再生成する段階と、
加入者からのプログラム要求をＣＣＰ（Channel Change Protocol）を通じて受信し、ＤＭＡ方式によって前記加入者が要求したプログラムのＰＩＤに対応するポインターの前記ＳＰＴＳバッファーのメモリ領域から放送データを抽出した後、加入者に割り当てられた加入者バッファーのメモリ領域に貯蔵する段階と、
前記加入者別に貯蔵された放送データを各加入者に伝送する段階と、を含むことを特徴とする加入者分配方法。
ＳＰＴＳの分離のために、ＳＰＴＳの数に対応した個数のＰＩＤフィルターを利用する段階を更に含む請求項５に記載の放送データ分配方法。