JPH1188856A

JPH1188856A - 伝送プロトコル変換方式およびプロトコル変換装置を用いたｃａｔｖネットワーク接続方式

Info

Publication number: JPH1188856A
Application number: JP24067897A
Authority: JP
Inventors: Itaru Mimura; 到三村; Toshiaki Suzuki; 敏明鈴木; Koichi Shibata; 巧一柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-30
Anticipated expiration: 2017-09-05
Also published as: JP4109735B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＰＥＧトランスポートストリームを用いて
映像信号を送受信するＣＡＴＶシステムをインタワーク
ユニットを使ってインタネットに接続し、インタネット
を介して複数のＣＡＴＶネットワークを相互接続する際
に、１）インタネットプロトコルとＭＰＥＧ―ＴＳプロ
トコルを効率的に変換する方式、、２）変換方式に対応
したパケットへのデータのカプセル化方式が課題であ
る。【解決手段】ＭＰＥＧシステムで規定されているアダ
プテーションフィールドのプライベートデータフィール
ドにインタネットプロトコル用のヘッダを格納して伝送
する。プロトコル変換装置では、このプライベートデー
タにより伝送されたヘッダをそのまま使ってインターネ
ットプロトコル用のパケットを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インタネットプロ
トコルを使ってＭＰＥＧ画像を伝送する方式およびその
システムに関わり、特にＭＰＥＧ伝送プロトコルとイン
タネットプロトコルの変換処理を迅速に行う伝送方式変
換装置を用いたネットワーク接続方式、および伝送する
ＭＰＥＧデータのカプセル化方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像をデジタル符号化して伝送するシス
テムの国際標準規格として、"GENERICCODING OF MOVING
PICTURES AND ASSOCIATED AUDIO: SYSTEMS"がＩＳＯ／
ＩＥＣ１３８１８−１、ＩＴＵ−Ｔ(International Tel
ecommunication Union) Ｈ．２２２．０勧告として規定
されている。このＭＰＥＧシステム国際標準規格（以
後、Ｈ．２２２．０と略記する）では、ＭＰＥＧ方式に
よって圧縮した画像信号を伝送する規格を定めている。
Ｈ．２２２．０では、比較的ビットエラー発生の少ない
蓄積媒体等からの伝送を想定したプログラムストリーム
（以後、ＰＳと略記する）形式と、伝送ビットエラーの
発生が予想される通信回線を想定したトランスポートス
トリーム（以後、ＴＳと略記する）形式の２種類のフォ
ーマットを規定している。

【０００３】本発明はＴＳ形式で圧縮映像信号を伝送す
る際の符号変換方式を対象とするため、ここで簡単にＴ
Ｓ形式による画像伝送方式について従来技術の説明を行
う。映像・音響符号化と伝送を対象としたＭＰＥＧ方式
では、入力されるテレビジョン等の映像信号をデジタル
化し、このデジタル信号を離散コサイン変換、可変長符
号化等の手法を用いてデータ圧縮を行う。また、音響信
号に関しては、手法は異なるもののデジタル化した後、
冗長なデータを取り除くことで圧縮を行っている。これ
らの圧縮された信号はエレメンタリーストリーム（以
後、ＥＳと略記する）と呼ばれるもので、その言葉の通
り画像・音響信号の要素となるデータである。なお、Ｍ
ＰＥＧにおいてはこの画像・音響データを（ビット）ス
トリームという言葉を用いて表している。

【０００４】ＭＰＥＧ映像信号を伝送するケーブルテレ
ビ、衛星通信回線、または非同期転送モード伝送路（以
後、ＡＴＭ回線と略記する）等では、データ伝送の際に
比較的ビット誤りが多く発生することが想定されるの
で、伝送エラーによる障害波及の範囲を狭くするためＥ
Ｓを小さなパケットに区切って伝送する。パケット化さ
れたＥＳはパケッタイズドエレメンタリストリーム（以
後、ＰＥＳと略記する）と呼ばれるものであり、ＥＳに
ＰＥＳヘッダと呼ばれるヘッダ情報が付加した形式とな
っている。上記に例示した通信回線の伝送では、このＰ
ＥＳをさらに小さなトランスポートパケットと呼ばれる
１８８バイトのパケットに区切って伝送する。ＴＳパケ
ットは、図１３に示すように４バイトのヘッダと、デー
タを格納するための１８４バイトのペイロードから構成
されるパケットである。図１４はＴＳパケットのヘッダ
構造を示す図である。TSヘッダは、1バイトの同期バイ
ト（０ｘ４７）と、ＴＳパケットの属性を表すフラグ
（本説明では重要でないので個々のフラグの内容につい
ては説明を省略する）、１３ビットのパケット識別子
（以後PIDと略記する）、スクランブル制御識別子、ア
ダプテーションフィールド識別子とパケットの連続性を
検査するのに用いる４ビットの巡回カウンタから構成さ
れる。またトランスポートストリームでは、アダプテー
ションフィールドと呼ばれるフィールドを映像データを
格納するペイロードと呼ばれるデータフィールドに先立
って伝送することができ、このフィールドにはシステム
のクロック同期を目的としたプログラムクロックリファ
レンス（以後、PCRと略記する）やプライベートデータ
を格納することが可能である。なおＴＳパケットでアダ
プテーションフィールドを伝送する際は、ＴＳヘッダの
アダプテーションフィールド識別子にてその存在を指示
することが規定されている。

【０００５】ＭＰＥＧ方式はＣＡＴＶやデジタル衛星放
送に対応して開発された方式であるが、最近ではコンピ
ュータのデータ通信を主目的に発展を遂げてきたインタ
ーネットと呼ばれるネットワークにおいてもＭＰＥＧ画
像を利用するサービスが提供されるようになってきた。
インタネットにおける通信の相互接続性を確保するた
め、Internet Engineering Task Force(以後、ＩＥＴＦ
と略記する)が規格化を進めており、ＭＰＥＧ画像伝送
フォーマットの規格はRequest for Comment N0。2038:
“RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video”（以
後、ＲＦＣ２０３８と略記する）により伝送方法やパケ
ットのカプセル化方式が規格化されている。ＲＦＣ２０
３８では、伝送するパケットのフォーマットとしてＭＰ
ＥＧのＥＳ、ＴＳ、もしくはＰＳを利用して伝送するこ
と、配送遅延により画質劣化が生じることを回避するた
めＲＦＣ１８８９により仕様化された“RTP: A Transpo
rt Protocol for Real-Time Applications”（以後、Ｒ
ＴＰと略記する）により伝送することを定めている。な
お、ＲＴＰパケットはユーザデータグラムプロトコル
（以後、ＵＤＰと略記する）によるパケットに格納し、
さらにこのＵＤＰパケットをインタネットプロトコルパ
ケット（以後、ＩＰパケットと略記する）により伝送す
ることを規定している。以上説明した従来技術によれ
ば、ＣＡＴＶ回線内部ではＭＰＥＧ−ＴＳパケットによ
り、またインタネット内部ではＩＰパケットによりＭＰ
ＥＧ映像を伝送することが可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ＭＰＥＧ−ＴＳ方式に
より映像伝送を行うのは前述の通りデジタル衛星放送や
デジタルＣＡＴＶシステムである。これらのサービスの
うち、デジタルＣＡＴＶシステムは地域密着型のサービ
スであり比較的狭い地域をサービス提供地域として構成
されるのが一般的である。そのため各々のＣＡＴＶ事業
者が番組を送出するためのＣＡＴＶセンター（以後、ヘ
ッドエンドと略記する）と映像を伝送するためのアクセ
スネットワークを保有し、ヘッドエンドにおいて受信し
た地上／衛星放送番組を再送信したり、ヘッドエンドに
貯えた番組を必要に応じて送信している。このような従
来のＣＡＴＶサービスでは、放送されてきた番組以外の
番組は、例えばVTR等に蓄積しておき番組編成に応じて
再生する必要があった。近未来のＣＡＴＶサービスとし
て期待されているビデオオンデマンド等も上記と同様に
ヘッドエンドに番組のデジタル圧縮信号を保有する形式
で構築するのが一般的である。ところでビデオオンデマ
ンドサービスでは、その番組コンテンツを保有するため
に再放送権（著作権）の購入、番組のデジタル圧縮処
理、圧縮映像の蓄積などサービスを維持するためのコス
トも高く、できるだけ同一番組（コンテンツ）に対する
アクセス回数を多くしなければ採算が取れないといった
課題がある。この課題を解決するには、例えば、複数の
ＣＡＴＶ事業者が共同でコンテンツを保有し、通信回線
を使ってこのコンテンツを必要な時に伝送して利用する
等の方法が効果的である。

【０００７】このようなシステムを構築するには複数の
CATV事業者のヘッドエンド、ネットワークを通信回線を
使って接続する必要がある。例えば、米国のＣＡＴＶヘ
ッドエンドと日本のＣＡＴＶ加入者の映像受信機である
セットトップ端末（以後、ＳＴＢと略記する）を接続す
るためには、少なくとも米国と日本の間の通信回線を利
用して接続しなければならない。ところが、現状ではデ
ジタルＣＡＴＶで一般的に利用されているＭＰＥＧ−Ｔ
Ｓをそのままの形式で伝送することは現実的ではない。
すなわちＭＰＥＧ−ＴＳの映像伝送では、ＡＴＭ回線や
衛星回線等の専用通信回線を利用しなければならず、か
つこの専用線は通信料金が高いといった問題がある。ま
た専用線であるため、契約地点を常時接続して利用する
ことが前提となっており、オンデマンドサービスのよう
にユーザの要求に応じてネットワークを占有するような
サービスに用いるにはコストパフォーマンスの点で大き
な問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では複数のＣＡＴＶネットワークをインタネ
ットにより接続する手段を用いる。インタネットは全世
界に張り巡らされたネットワークであり、個々の端末や
ホストコンピュータに付与されたアドレスにより動的に
接続変更が可能であるといった特徴をもつ。そのため予
め接続地点を固定しておく必要もなく、映像を配信した
い際にアドレスを使って接続するため、専用線では実現
できない自由な接続設定、および低コストな映像通信が
可能である。なお現状のインタネットでは伝送帯域幅等
が狭いといった問題もあるが、ギガビットルータや帯域
予約プロトコル（Resource reservation setup Protoco
l：ＲＳＶＰ）等により伝送帯域を確保することによ
り、帯域不足は近い将来問題とはならなくなり、グロー
バルなネットワーク環境がインタネットにより実現され
ることは容易に予想できる。

【０００９】さらに上記のようにインターネットを用い
てＣＡＴＶネットワークを接続する際に新たに発生する
課題：“ＣＡＴＶネットワークで用いているＭＰＥＧ伝
送プロトコルとインターネットで用いるＩＰプロトコル
の間のプロトコル変換が必要である”に対して本発明で
は、ＭＰＥＧ−ＴＳプロトコルとインターネットプロト
コルを変換するインタワークユニットを設けることで解
決する。このインタワークユニットにおいて処理の高速
化と低価格化を実現しなければならないといった課題に
対しては、ＭＰＥＧネットワーク、ＩＰネットワーク内
部で伝送するパケットの構成方法、変換方法を改良する
手段を提供することによって解決する。

【００１０】具体的には、１）ＭＰＥＧ−ＴＳ方式で
規定されたアダプテーションフィールドのプライベート
データ領域にＩＰパケットのヘッダを格納して伝送し、
インタワークユニットではこのアダプテーション領域の
プライベートデータを解析することなくそのままＩＰパ
ケットのヘッダとしてインタネット内部を伝送するパケ
ットを構成する手段、２）インタネットからＭＰＥＧ映
像信号を伝送する際には、送信するＩＰパケットの大き
さをＭＰＥＧ−ＴＳに分割する時にあまることなくペイ
ロードに収容可能なサイズの制約条件を設けて伝送する
といった手段とを採用する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施例を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１２】――第1実施形態―― 図９は、本発明によるＣＡＴＶシステムの接続形態を示
す実施例である。このＣＡＴＶシステムは、２個所のＣ
ＡＴＶネットワーク６１、５６をインタネット５０で接
続する点に特徴がある。図示するように本ＣＡＴＶシス
テムは、ビデオサーバ６０とそれに接続されたＣＡＴＶ
ネットワーク６１、インタネット５０、インタネット
５０とＣＡＴＶネットワーク６１を接続するためのイン
タワークユニット６２、さらに第２のＣＡＴＶネットワ
ーク５６と、そのネットワーク５６とインタネット５０
を接続するインタワークユニット５４から構成する。Ｃ
ＡＴＶネットワーク５６には、映像を受信するためのＳ
ＴＢ５７が接続されている。ビデオサーバ６０からの
映像信号はインタワークユニット６２を介してインタネ
ット５０に伝送され、ルータ網によりインタワークユニ
ット５４に配送される。インタワークユニット５４はイ
ンタネットを使って伝送された映像信号をＣＡＴＶネッ
トワーク５６に供給し、これによりＳＴＢ５７において
映像受信を可能とする。

【００１３】ここでインタワーキングユニットの機能を
簡単に説明する。ＣＡＴＶネットワークにおいては、従
来技術の項で説明した通りＭＰＥＧ−ＴＳ方式により映
像信号を伝送している。これに対してインタネットでは
ＲＦＣ２０３８に代表されるインタネットプロトコルに
よる画像伝送を行っている。異なるプロトコルを使用す
るネットワークを相互接続するインタワークユニット６
２は、ＭＰＥＧ−ＴＳプロトコルからインタネットプロ
トコルに準拠した信号形式に変換する機能がある。一
方、インタワークユニット５４は、インタネットプロト
コルにより伝送された画像信号をＭＰＥＧ−ＴＳプロト
コルに変換する機能を有する。このようなインタワーク
ユニット６２、５４を用いて異なるＣＡＴＶネットワー
クをインタネットを介して接続することで、距離的に遠
く離れたＣＡＴＶのビデオサーバとＳＴＢを容易に接続
できるといったこれまでにない機能が実現できる。イン
タネットは全世界に発達したネットワークであり、この
構成によれば全世界のビデオサーバとＳＴＢの接続性を
確保できるといった絶大な効果が得られる。

【００１４】なお、図９の実施例では映像信号を発生す
る装置としてビデオサーバを例にとり説明したが、本発
明の趣旨はＭＰＥＧプロトコルで供給される映像信号を
インタネットを介して配送することにあり、その信号供
給源はビデオサーバのみに限定されるものではない。ビ
デオサーバ以外にＭＰＥＧ信号を供給する装置としては
リアルタイムのＭＰＥＧエンコーダや、衛星放送を受信
してＭＰＥＧ信号を出力するような受信設備があり、こ
れらの装置であっても本発明の趣旨が満足されることは
言うまでもない。

【００１５】さらに、本実施例では簡単のために２個所
の異なるＣＡＴＶネットワークを相互接続する例を説明
したが、インタネットに接続されるＣＡＴＶシステムは
２個所以上であっても構わないことは言うに及ばない。
本発明の趣旨は、インターワークユニットを用いてＭＰ
ＥＧ―ＴＳ方式で伝送された信号をインタネットにより
伝送可能な形式に変換しこの変換された映像信号をイン
タネットにより伝送すること、及びインタネットを使っ
て伝送された信号をインタワークユニットにより再びＭ
ＰＥＧ−ＴＳ信号に変換してＣＡＴＶネットワークに伝
送する点にある。

【００１６】――第２実施形態―― 第２実施例では、第１実施例により説明したインタネッ
ト経由のＣＡＴＶ接続に加え、インタネット上のサーバ
からＣＡＴＶ上のＳＴＢへの映像送信、ＣＡＴＶ上の映
像サーバからインタネット上のクライアントＰＣに対す
る映像送信をも考慮にいれた共用的な映像伝送プロトコ
ルと、異なるネットワーク間のプロトコルを変換する方
式を開示する。

【００１７】図８はＣＡＴＶ上のビデオサーバ５５から
インタネットのクライアント４への映像伝送と、インタ
ネット上のサーバ５２からＣＡＴＶネットワーク上のＳ
ＴＢ５７の映像伝送をともに可能とするネットワーク構
成の接続図である。

【００１８】まず、ＣＡＴＶネットワーク５６に接続さ
れたビデオサーバ５５からインタネット上のクライアン
ト４に映像を伝送する場合を説明する。なお、インタネ
ット上のサーバからＣＡＴＶネットワーク上のＳＴＵに
映像伝送する際のパケット化とプロトコル変換について
は第４実施例にて詳細に説明する。

【００１９】ビデオサーバ５５からクライアント４に映
像伝送する場合は、ビデオサーバ５５は図１に示すパケ
ット構成により映像送信を行う。この映像信号は、ＣＡ
ＴＶネットワーク５６によりＭＰＥＧ−ＴＳ方式により
インタワークユニット６２に達する。インタワークユニ
ット６２は後述する変換方式によってＭＰＥＧ−ＴＳに
より運ばれた映像信号をインタネットプロトコルにより
伝送可能なパケットにプロトコル変換しインタネット５
１に送信する。インタネット５１ではＩＰプロトコルを
利用してクライアント４に映像信号を配送する。なお、
この信号はクライアント４に送信するのと同様な方法に
よりインタワークユニット５４に送信することもでき
る。ＣＡＴＶネットワークの相互接続ではこのインタワ
ークユニット５４にてＭＰＥＧ−ＴＳに再度プロトコル
の変換を行う。

【００２０】ここで図１に示したパケットのカプセル化
の方法を詳細に説明する。図１は、図８のビデオサーバ
５５からインタネット５０、およびＣＡＴＶ網５６に接
続されたＳＴＢ５７、さらにはインタワークユニット５
４を介して接続される別ＣＡＴＶネットワーク上のＳＴ
Ｂに送信するＭＰＥＧ−ＴＳ信号の構成を示した実施例
である。ＭＰＥＧ−ＴＳでは、４バイトのＴＳヘッダー
１に引き続き、データを格納するペイロードを伝送する
場合と、アダプテーションフィールド２をペイロードに
先立って伝送することが許容されている。本発明ではＩ
Ｐネットワークに信号を伝送する場合には、図１に示す
ように、ＩＰヘッダを送信するＴＳではＴＳヘッダの直
後に必ずアダプテーションフィールド２を挿入し、この
アダプテーションフィールド２を使ってＩＰヘッダを伝
送する。アダプテーションフィールド２は、伝送するデ
ータの内容を示す２バイトのフラグ４と、プライベート
データ５を格納する。なお、プライベートデータ５を伝
送するため、アダプテーションフィールドの内容を指示
するフラグ（transport_private_data_flag）によりプ
ライベートデータ５を伝送することを指示し、かつその
プライベートデータ５のサイズをフラグ内にプライベー
トデータ長（transport_private_data_length）として
設定する。このプライベートデータ５として２０バイト
のＩＰパケットヘッダ６をそのままのビット配列で格納
する。図７は、このプライベートデータ５に格納するＩ
Ｐパケットの内容を示した図である。ＩＰパケットヘッ
ダは、バージョンを示す４ビットのフィールド、ヘッダ
長、サービスタイプ、全パケット長、識別子や送信元Ｉ
Ｐアドレス、宛先ＩＰアドレスから構成され、オプショ
ンがない場合では２０バイトから構成される。一般的な
条件でオプションは使用しないので２０バイトのフィー
ルドを含むデータをそのままプライベートデータ領域に
格納して伝送する。

【００２１】なお、アダプテーションフィールドに引き
続いてＴＳのペイロードにはＰＥＳの形式でデータを格
納する。ＰＥＳ形式で映像信号を伝送する理由について
は後に説明する。

【００２２】図１の実施例では、プライベートデータと
してＩＰパケットヘッダのみを含めて伝送する例を示し
たが、ＩＰネットワークに接続される端末（クライアン
ト）がサポートするプロトコルに応じて、UDPヘッダ、
もしくはＵＤＰヘッダとＲＴＰヘッダの双方を包含する
形式としても構わない。図２がプライベートデータとし
てＩＰヘッダに引き続いてＵＤＰヘッダを収容する場合
の実施例、図３はプライベートデータとしてＩＰヘッ
ダ、ＵＤＰヘッダとＲＴＰヘッダを包含して伝送する場
合の実施例である。本発明の特徴はＩＰネットワークに
おいて使用されるプロトコルのパケットヘッダのデータ
をプライベートデータとして伝送することであり、特に
ＵＤＰ、ＲＴＰ等のプロトコルに限定されない。現状で
は、リアルタイムの映像信号をインタネットで送信する
にはＲＴＰを利用するのが一番効果できであることか
ら、図４に示したパケット構成が一番よい。また、図
１、図２、図３の実施例では、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッ
ダ、ＲＴＰヘッダをそのままプライベートデータとして
伝送する場合を説明したが、例えばＩＰヘッダを構成す
るのに必要なデータを形を変形してプライベートデータ
として伝送することももちろん可能である。ただし、こ
の場合は、インタワークユニットにおいて伝送されたデ
ータを元にＩＰヘッダ等を再構成する処理が必要となる
ので、そのままの形式で伝送することがもっとも効果的
であることは容易に理解できる。

【００２３】ここで簡単にデータ形式としてＰＥＳを使
用する理由を説明する。図８に示したようにビデオサー
バ５５はＣＡＴＶネットワークに接続されたＳＴＢ５７
に対しても映像を送信する。インタネット５０に送信す
る映像とＳＴＢ５７に送信する映像は共用とすることが
データ作成コスト、システムコスト削減の観点から好ま
しく、従来のＣＡＴＶで用いられているＰＥＳ形式を採
用するのが一番適している。なお、アダプテーションフ
ィールドにカプセル化したＩＰヘッダの情報は、映像・
音響信号とは個別に処理されるので従来のＳＴＢ５７の
映像再生に対してなんら影響を及ぼさない。ＰＥＳ形式
とすることで従来のＳＴＢとの信号互換性を保ちながら
ＩＰネットワークに映像信号を送信することが可能とな
る。なお、ＲＦＣ２０３８においてはＰＥＳ形式は規定
されていないが、ＰＥＳはＥＳを複数のパケットに分割
した後ＰＥＳヘッダを付加した構成であるため、容易に
ＥＳに変換できる。従ってＥＳを受信し復号できるクラ
イアントにおいては、ほとんど機能追加なしで復号可能
である。

【００２４】ここでＩＰパケットの構成方法を補足す
る。イーサーネットでのＩＰパケットの最大サイズ（Ma
ximum Transfer Unitサイズ）は１５００バイトとなっ
ている。従って、ＭＰＥＧ−ＴＳの１８４バイトのペイ
ロードは最大７個をパッキングできる。そこで、ＴＳパ
ケットを送信する際は、７ＴＳ周期でＩＰヘッダを含む
ＴＳパケットを送信する。インタワークユニットは、図
６に概念的に示したようにＩＰヘッダを含むパケットを
受信してＩＰヘッダを構成し、その後引き続いて伝送さ
れるＴＳパケットのペイロードのデータを接続してＩＰ
パケットを構成する。なお、イーサネットではＭＴＵが
１５００バイトであるが、その外の物理ネットワークで
はＭＴＵサイズが異なる場合があり、そのような場合
は、ＭＴＵサイズに応じてＩＰヘッダの送出する周期を
変更することはもちろん可能である。本発明では、“Ｉ
Ｐヘッダを含むＴＳパケットから次のＩＰヘッダを含む
ＴＳパケットを送信するまでの間のＴＳパケットペイロ
ードの総合計バイトがＭＴＵバイト数を超えなければよ
い“ということが条件になる。

【００２５】次に、図１、図２、図３に示したような構
成でＭＰＥＧ−ＴＳパケットを構成し、それをインタワ
ークユニットで処理してＩＰネットワークに伝送する方
式について説明する。図１２が、インターワークユニッ
トにおける処理の流れを示す実施例である。なお、ここ
ではＣＡＴＶのビデオサーバは図２に示すようなカプセ
ル化方式によりＭＰＥＧ−ＴＳ信号を伝送するものとす
る。インタワークユニットでは図１２の処理手順に示さ
れるように、伝送されたＭＰＥＧ−ＴＳ信号（パケッ
ト）を入力し（手順１００）、この中からＩＰネットワ
ークに送信すべき信号を抽出する。ＭＰＥＧ−ＴＳパケ
ットの選択はＴＳパケットヘッダにあるＰＩＤを検査す
ることで行う。（手順１０２）ＩＰネットワークに伝送
するパケットでない場合はそのパケットを廃棄する(手
順１１１)。ＩＰネットワークに伝送するパケットであ
る場合は、そのＴＳパケットヘッダにあるアダプテーシ
ョンフィールドの有無を指示するフラグの検査を行う
（手順１０４、１０５）。このフラグの結果、アダプテ
ーションフィールドがある場合は、そのパケットのＴＳ
ヘッダを削除し（手順１０６）、さらに引き続いてアダ
プテーションフィールドのフラグ情報を削除する（手順
１０７）。その結果、アダプテーションフィールドのプ
ライベートデータ部分とそれに引き続くペイロードの部
分のデータが出力される（手順１０８）。ＴＳヘッダの
アダプテーションフィールドを指示するフラグを検査し
た結果（手順１０４、１０５）、アダプテーションフィ
ールドがない場合には、そのＴＳパケットのＴＳヘッダ
のみを削除してペイロードデータを出力する（手順１１
２）。この処理の結果、ＴＳヘッダが削除され、プライ
ベートデータに格納していたＩＰパケットヘッダとそれ
に引き続きペイロードとして画像データがインタワーク
ユニットから送信されることになる。上述のように本実
施例のカプセル化によれば、２つのフラグの検査（ＰＩ
Ｄの検査、アダプテーションあり／なしの検査）と不要
データ部分の廃棄といった極めて単純な処理のみによっ
てＭＰＥＧ−ＴＳからＩＰパケットを生成することがで
き、インタワークユニットを処理能力の低い、すなわち
低コストなプロセッサで構成できるといった絶大な効果
が得られる。

【００２６】次に図１１を用いて、ＩＰパケット化され
た映像信号を再度ＭＰＥＧ−ＴＳ信号に変換する処理に
ついて説明する。図８、図９に示すインタワークユニッ
ト５４にはＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＲＴＰヘッダと
ＰＥＳからなるデータを含むＩＰパケットが入力され
る。そこで、2バイトのアダプテーション関連のフラグ
とＩＰ関連のヘッダ（ＩＰ、ＵＤＰ、ＲＴＰヘッダ）を
まとめたプライベートデータをアダプテーションフィー
ルドとしてＴＳに格納する。このＴＳの残りのペイロー
ドにはＰＥＳデータを充填し、最終的に１８８バイトの
ＴＳパケットを構成する。残りのＩＰパケットのペイロ
ードは、１８４バイト毎に区切ってそれぞれをＴＳのペ
イロードに収容していく。ＣＡＴＶネットワーク内部で
は、ＩＰヘッダを使うことはありえないが、ＩＰヘッダ
を廃棄してペイロード部分のみをＴＳペイロードに格納
するとデータバイトの不足するＴＳが生じる。この場合
不足したデータのパディング等の処理が必要になり、複
雑化するので好ましくない。したがって、送信したＣＡ
ＴＶネットワーク内部と同じパケット構成に復元するの
が良い。なお、実際にはバイト数のみ合致していれば問
題がないので、ＩＰヘッダと同バイト数のダミーデータ
を挿入することも可能である。前述したように、アダプ
テーションフィールド内のプライベートデータはＳＴＢ
において無視することが可能なため、無効データであっ
ても構わない。

【００２７】――第３実施例―― 図４は、本発明の第３の実施例を示す図である。本実施
例を適用するネットワークの構成は第１の実施例と同様
に図８、及び図９で示したネットワーク構成である。図
４の実施例が図１、図２、図３の実施例と異なる点は、
アダプテーションフィールドにプログラムクロックリフ
ァレンス（ＰＣＲ）を同時に含めて送信する点と、プラ
イベートデータとして伝送するＩＰパケットにＲＴＰヘ
ッダを含めて伝送する点である。ＲＴＰプロトコルで
は、映像のようなリアルタイム性を必要とするデータ伝
送を保証するためにパケットヘッダ内部に時刻情報（タ
イムスタンプ）を記録するフィールドが設けてある。Ｍ
ＰＥＧ−ＴＳを受信するＣＡＴＶの端末においても復号
回路のシステムクロックを再生するためにＰＣＲを利用
しており、かつＲＴＰのタイムスタンプはＰＣＲと同じ
く９０ｋＨｚの基本周波数による時刻をデジタル化した
ものであるため、ＲＴＰのタイムスタンプとして利用す
ることが可能である。図４の実施例では、アダプテーシ
ョンフィールドのＰＣＲフィールドで伝送されたＰＣＲ
をＲＴＰのタイムスタンプフィールドに使うことが特徴
である。なお、ＲＴＰのタイムスタンプは３２ビット、
ＰＣＲの基本部分は３３ビットのビット幅により時刻情
報を表記しているので、ＰＣＲの下位３２ビットをＲＴ
Ｐのタイムスタンプとすれば、ビット幅を整合させるこ
とができる。このようにＰＣＲで配送された時刻情報を
ＲＴＰのタイムスタンプとして利用する利点としては、
ＣＡＴＶネットワーク内部で発生したパケット配送ジッ
タを補正する目的からＰＣＲを付け替えられたような場
合にも、最終的に補正された正確な時刻情報をＲＴＰヘ
ッダに生め込むことが可能な点が挙げられる。

【００２８】――第４実施例―― 図１０はＩＰネットワークに接続されている図８のサー
バ５２からＣＡＴＶネットワーク５６に向けて画像配信
を行う時のデータのカプセル化を示す実施例である。こ
の画像の送受信の場合は、インタワークユニット５４に
おいてＩＰパケットで伝送されたＭＰＥＧ画像信号（Ｐ
ＥＳ）をＭＰＥＧ−ＴＳ信号に変換する操作が必要にな
る。この変換操作の処理を図１０により説明する。ＩＰ
パケットで画像を伝送する場合は、ＴＳへの変換を容易
にするためＰＥＳ形式により映像データをカプセル化す
る。従ってこのＩＰパケットはＩＰヘッダとＰＥＳ形式
のペイロードから構成する。この変換操作においては、
ＩＰパケットの大きさ（ＩＰヘッダとペイロードを含む
データの大きさ）を、そのパケットサイズから２を減じ
た値が１８４の整数倍となるようにＩＰパケットを構成
してＩＰネットワークにあるサーバから送信する。ＩＰ
パケットをＭＰＥＧ−ＴＳ化する際には、ＩＰパケット
ヘッダを含む先頭部分は、１８２バイトを取り出しそれ
にアダプテーションフィールドのフラグ（２バイト）を
付加してＭＰＥＧ−ＴＳの１８４バイトのペイロードと
して格納する。さらにこのペイロードにＭＰＥＧ−ＴＳ
ヘッダを付与してＭＰＥＧ−ＴＳパケットを構成する。
それ以後のＩＰパケットは１８４バイト毎に区切り、こ
れにＴＳのパケットヘッダを付与してＭＰＥＧ−ＴＳ化
する。ＩＰパケットのサイズが、１８４バイトの整数倍
と１８２バイトの和となる条件があるので、ＩＰパケッ
トをＭＰＥＧ−ＴＳパケットのペイロードに格納しても
余りバイトが出ることなくＴＳのペイロードに格納する
ことが可能となる。以上説明したように本実施例の特徴
は、ＭＰＥＧ画像を送信するＩＰネットワークのサーバ
から送信するＩＰパケットの大きさに制限を設けること
でインタワークユニットにおけるパケットの分割・再構
成が極めて単純になるといった点にある。

【００２９】なお、本実施例の変形としてＲＴＰプロト
コルを利用し、ＲＴＰのタイムスタンプをＰＣＲとして
挿入する場合には、アダプテーションフィールドに設け
るＰＣＲフィールド（６バイト）の分を勘案し、ＩＰパ
ケットの全体長を１８４バイトの整数倍に１７８バイト
を加算した大きさとなるようにしておけば良い。

【００３０】――第５実施例―― 第５実施例は、第2実施例の変形である。第2の実施例で
用いた図１のＩＰパケットのカプセル化ではＭＰＥＧ−
ＴＳのプライベートデータにＩＰヘッダを直接マップし
たが、本実施例では、図１５に示すように、プライベー
トデータの先頭バイトにプライベートデータの属性を示
す領域１５０を設ける。この属性の領域にフラグを設け
ることで、プライベートデータとして送信している内容
がＩＰヘッダであることを明示的に指示するようにす
る。インタワークユニットでは、このフラグを用いてＩ
Ｐパケットかの判定を行い、利用／廃棄の判断が可能と
なる。なお、属性領域のデータはＩＰネットワーク内で
は不要であるのでインタワークユニット内部でプロトコ
ル変換の際に廃棄する必要がある。

【００３１】なお図１５では、１バイトの属性領域を設
ける例を説明したが、この領域は必ずしも1バイトであ
る必要はなく、複数バイトであってもよいことは容易に
理解できる。

【００３２】

【発明の効果】以上、本発明によればＣＡＴＶネットワ
ークをインタネットといったワールドワイドに接続され
たネットワークを利用して相互接続することが可能とな
り、番組コンテンツの共同利用による運用コストの低減
といった効果が得られる。また、インタネットとＣＡＴ
Ｖ回線を接続するために必要なプロトコル変換に必要な
処理を大幅に削減することも達成でき、これにより低コ
ストな処理装置でもインタワークユニットを構成するこ
とが可能となるといった絶大な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＰヘッダをＭＰＥＧ−ＴＳパケットにカプセ
ル化して伝送する方式の実施例。

【図２】ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダをＭＰＥＧ−ＴＳパ
ケットにカプセル化して伝送する方式の実施例。

【図３】ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダおよびＲＴＰヘッダ
をＭＰＥＧ−ＴＳパケットにカプセル化して伝送する方
式の実施例。

【図４】アダプテーションにＰＣＲを含んでカプセル化
する方法の実施例。

【図５】図４で伝送されたＰＣＲをＲＴＰのタイムスタ
ンプに格納する実施例を説明する図。

【図６】ＴＳパケットからＩＰパケットを構成する方法
の実施例。

【図７】ＩＰパケットヘッダの構造を説明する図。

【図８】インタネットを利用してＣＡＴＶネットワーク
を接続するシステムの実施例。

【図９】２つのＣＡＴＶネットワークをインタネット接
続するネットワーク構成の実施例。

【図１０】ＩＰネットワーク上のサーバから送出するＩ
Ｐパケットにより伝送された信号をＭＰＥＧ−ＴＳパケ
ット化する実施例。

【図１１】インタワーク装置によりＩＰ化したパケット
を再びＭＰＥＧ−ＴＳ化する実施例。

【図１２】インタワークユニットの信号処理のフローを
説明するフローチャート。

【図１３】ＭＰＥＧ−ＴＳの構造を説明する図。

【図１４】ＭＰＥＧ−ＴＳのヘッダの構造を説明する
図。

【図１５】プライベートデータにＩＰパケットを指示す
るフラグを設けた実施例を説明する図。

【符号の説明】

１…ＴＳヘッダ、２…アダプテーションフィールド、３
…ペイロード（ＰＥＳ）、４…アダプテーションフィー
ルドフラグ、５…プライベートデータ、６…ＩＰヘッ
ダ、１０…ＵＤＰヘッダ、１４…ＲＴＰヘッダ、２３…
ＰＣＲベース、２５…ＰＣＲ拡張、２６…ＲＴＰのタイ
ムスタンプ、５２…インタネット、５１…インタネット
ルータ、５２…インタネット画像サーバ、５４…インタ
ワークユニット、５５…ＣＡＴＶ画像サーバ、５６…Ｃ
ＡＴＶネットワーク、５７…ＳＴＢ、５８…インタネッ
ト画像クライアント、６２…インタワークユニット、８
０…ＩＰパケットのペイロード、１３１…アダプテーシ
ョンフィールド、１８０…フラグ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともMoving Picture Experts Group
-2(MPEG2)方式により圧縮されたデジタル映像信号を伝
送するCATVシステムであって、ＩＴＵ−Ｔ(Internation
al Telecommunication Union)勧告Ｈ．２２２．０に規
定された伝送プロトコルとInternet Engineering Task
Force(IETF)が規定するインタネットプロトコル（RF79
1）により映像を伝送する方式を変換するインタワーク
手段を有し、該インタワーク手段により２個以上のＣＡ
ＴＶネットワークをインタネットプロトコルを使ったネ
ットワークを介して相互接続してＭＰＥＧ映像信号を伝
送することを特徴とするＣＡＴＶシステム。
【請求項２】ＩＴＵ−ＴＨ．２２２．０勧告により規
定されたＭＰＥＧトランスポートパケットのデータカプ
セル化方式であって、該トランスポートストリームパケ
ットのアダプテーションフィールドのプライベートデー
タとしてインタネットプロトコルのパケットのヘッダ情
報を構成するのに必要な情報をカプセル化し、そのデー
タカプセルを周期的に伝送することを特徴とするデータ
カプセル化方式とその伝送方法。
【請求項３】ＩＴＵ−ＴＨ．２２２．０勧告により規
定されたＭＰＥＧトランスポートストリームパケットの
データカプセル化方式であって、該トランスポートスト
リームのパケットのアダプテーションフィールドのプラ
イベートデータとしてインタネットプロトコルパケット
ヘッダを格納し、そのインタネットプロトコルのパケッ
トヘッダを含むトランスポートパケットを周期的に伝送
することを特徴とするデータカプセル化方式とその伝送
方法。
【請求項４】少なくともＭＰＥＧ方式により圧縮された
ＰＥＳ形式の映像信号をインタネットプロトコルを用い
て伝送する方式であって、このインタネットプロトコル
により構成されるＩＰパケットの大きさが、該ＩＰパケ
ットの大きさより２を減じた値が１８４の整数倍である
ことを特徴とするＭＰＥＧ映像伝送方式。
【請求項５】少なくともＭＰＥＧ方式により圧縮された
ＰＥＳ形式の映像信号をインタネットプロトコルを用い
て伝送する方式であって、このインタネットプロトコル
により構成されるＩＰパケットの大きさが、該ＩＰパケ
ットの大きさより８を減じた値が１８４の整数倍である
ことを特徴とするＭＰＥＧ映像伝送方式。
【請求項６】請求項２に記載のＭＰＥＧトランスポート
ストリーム送出方法であって、アダプテーションのフィ
ールドのプライベートデータフィールドによりインタネ
ットプロトコルパケットのヘッダ情報をカプセル化し、
またプログラムクロックリファレンス（ＰＣＲ）信号を
このアダプテーションフィールド内に包含して伝送する
方式であって、インタネットプロトコルとしてＵＤＰプ
ロトコルとＲＴＰプロトコルを使用しＲＴＰプロトコル
ヘッダの３２ビットのタイムスタンプ信号に基本ＰＣＲ
データビットの下位32ビットを複製して用いることを特
徴とするＭＰＥＧプロトコルとインタネットプロトコル
の変換方式。
【請求項７】ＴＳパケットを転送する第１のネットワー
クと、該第１のネットワークに接続されたビデオ供給源
と、上記第１のネットワークおよびＩＰパケットを転送
する第２のネットワークの双方に接続されたプロトコル
変換装置とを有し、上記ビデオ供給源から上記第１のネ
ットワークを介して上記プロトコル変換装置にビデオデ
ータを伝送する際に、上記ビデオ供給源が、同一ビデオ
データから形成される複数のＴＳパケットのうち少なく
とも１つのＴＳパケットについてアダプテーションフィ
ールドを挿入し、挿入したアダプテーションフィールド
内にＩＰヘッダを格納して、各ＴＳパケットを上記第１
のネットワークに送出し、上記プロトコル変換装置が、
アダプテーションフィールドが挿入されたＴＳパケット
からＩＰヘッダを抽出し、抽出されたＩＰヘッダを用い
てＴＳパケットをＩＰパケットに変換し、上記第２のネ
ットワークに送出することを特徴とするＣＡＴＶシステ
ム。
【請求項８】前記ビデオ供給源が、連続するＴＳパケッ
トのＮ個に１個の割合で、アダプテーションフィールド
を挿入しＩＰヘッダを格納することを特徴とする請求項
７に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項９】前記プロトコル変換装置が、連続するＮ個
のＴＳパケットを１個のＩＰパケットに変換することを
特徴とする請求項８に記載のＣＡＴＶシステム。
【請求項１０】ＴＳパケットをＩＰパケットに変換する
プロトコル変換方法であって、同一ＰＩＤ値を持つ複数のＴＳパケットのうちアダプテ
ーションフィールドが挿入されたＴＳパケットからＩＰ
ヘッダを抽出し、抽出されたＩＰヘッダと、ＩＰヘッダが抽出されたＴＳ
パケットのペイロードのデータと、ＩＰヘッダが抽出さ
れたＴＳパケットに後続する少なくとも１つのＴＳパケ
ットのペイロードのデータとを用いて、１つのＩＰパケ
ットを形成することを特徴とするプロトコル変換方法。