資料 3-1 ケーブルテレビ技術の取組み 2006 年 4 月 21 日 日本ケーブルラボ所長中村正孝 部会担当部長野田勉 1
日本ケーブルラボ (Japan Cable Laboratories) 位置づけ : 日本ケーブルラボは ( 社 ) 日本ケーブルテレビ連盟の中に独立組織として2000 年 6 月に設立目的 : ケーブルテレビのデジタル化 ブロードバンド化ならびにサービスの高度化に寄与事業 : 調査研究 運用仕様策定 製品 サービスの実用化 会員への情報発信など事業所 : 東京都品川区西五反田 7-22-17 TOCビル8F ( 従業員数 :15 名 ) 会員数 :319 社 (2006 年 3 月 31 日現在 ) ケーブルテレビ事業者等 :264 社 メーカ 関連事業者等 :55 社 組織図 運営委員会 ラボ運営の最高決定機関 調査研究部会 中長期展望に立った課題の国内外調査 運用仕様化テーマ掘り起こしの支援 運用規格部会 ケーブルネットワークに関する運用仕様化 実用化開発部会 仕様化システムの技術検証 相互接続性の確認テスト 2
日本におけるケーブル事業の変遷 3
ケーブルテレビのデジタル化と環境の変化 通信事業者の高速インターネット.VOD IP 電話の参入 (FTTH) 放送事業者の蓄積型放送の開始 サーバ型放送 ) アナログ時代 2000 2003 デジタル時代 2005 2011 地上アナログ放送終了 BS デジタル 東経 110 度 CS デジタル 地上デジタル サーバ型放送 各社の独自端末 各社の独自 CAS 各社の独自 HE 2000 年日本ケーブルラボの設立 ケーブルインターネット 業界統一伝送方式 業界統一 STB 業界共用 CAS ワンセグ 4
ケーブルテレビ事業の変遷 放送中心のビジネス 放送 通信融合のビジネス 多チャンネル映像配信のサービスをしていた 自前のネットワーク網を持っていた 自前の STB で顧客獲得 リースしていた 映像 音声 データの双方向機能を活用した新しいビジネスモデルの構築 地域の情報インフラとしての役割を果たしていた 5
ケーブル事業の将来ビジョン 次世代ケーブルプラットフォーム ( テレビ 電話 インターネット 地域情報 ) ホームネットワーク技術 BS/CS 放送サービス地域情報サービス家庭内情報サービスB地上放送 VOD 電話インターネット ービス電話サHE 携帯 伝送路 各インタフェースを確保する HFC の高度化 FTTH HGWGW無線 LAN STB ホームサーバー 携帯 (PLC c.link 無線など ) テレビHエアコン PC STB テレビ オーディオ ホームセキュリティー 6
これからのケーブルテレビシーズとニーズ ニーズ面 ケーブル 地域密着型 を活かしたサービス の提供 e-japan u-japan 構想の実現 地域密着のコミュニティメディア 地域コンテンツの制作 流通 商店街等の生活情報サービスの提供 地域情報化の担い手 電子自治体の推進役 地域産業の活性化 シーズ面 ケーブル 双方向 活かしたサービス の提供技術の構築 IP 技術 圧縮技術 プラットホーム技術 多値変調技術 次世代ケーブルプラットフォーム PPV/VODサービス 100Mbps 超高速インターネット IPプライマリー電話 7
日本ケーブルラボの標準化状況 8
ケーブルテレビの 放送のデジタル化 の概要 デジタルケーブルテレビ ヘッドエンド CAS 情報 B-CAS センタ 地上デジタル BS デジタル BS 放送局 地上パススルー伝送 006 地上 TM 伝送 007 BS TM 伝送 001 地上デジタルテレビ スカパー!110 110 CS 110 CS TM 伝送 002 JC-HITS JC-HITS TM 伝送 005 番組 番組供給会社番組供給会社番組供給会社番組供給会社 番組 124 CS 124 /128 CS B-CAS カード STB C-CAS カード 番組 スカパー! 自主放送 ReMUX 伝送 003 i-hits 対応伝送 004 双方向 STB i-hits B-CASカードの運用管理 144 CS Internet Internet 日本ケーブルキャスセンター 双方向 010/011 RFリターン SMS 等 CMTS B-CAS カード C-CAS カード この図はイメージを表しています 会社名 サービス名等は略称等で表記しています 9
ケーブルテレビ事業者の地上放送サービス 重要使命 : 地上テレビジョン放送のデジタルへの移行 既存の地域情報などコミュニティチャンネルをデジタルテレビへ 学校等校内放送 デジタルケーブルテレビ アナログケーブルテレビ コミュニティチャンネル ( 地域情報等 ) 地上 NID 内自主 006+ 地上パススルー伝送 006 アナログ TV で視聴約 1600 万世帯 1600 2.5 台 =4000 万台 受信障害解消型 地上デジタルテレビ 地上放送局 コミュニティチャンネル ( 地域情報等 ) 124 /128 CS コミュニティチャンネル ( 地域情報等 ) 地上 TM 伝送 007 地上 NID 内自主 007+ ReMUX 伝送 003 (CATV NID 内 ) BS TM 伝送 001 2006 年 3 月末約 250 万台 STB アナログ端末 ( 多チャンネルサービス ) 約 500 万台 ホームターミナル 農村型 都市型 BS 10
ケーブルテレビのネットワーク 11
ネットワークの分類 タップオフ HFC ケーブル局ヘッドエンド (HE) 光幹線 光ノード 増幅器 引込線 引込線 マンション棟内テレビ共聴 現在 ケーブルテレビネットワークの主流の方式で屋外伝送路は 光ケーブルと同軸ケーブルで構成されており 同軸ケーブルの伝送路には5~7 段の増幅器が接続される FTTC タップオフ ケーブル局ヘッドエンド (HE) 光幹線 高出力ミニノード 引込線 引込線 マンション棟内テレビ共聴 屋外伝送路は 光ケーブルと同軸ケーブルで構成され HFCのネットワーク形態と差はない 加入者宅の近くに高出力ミニノードを設置する FTTH/FTTB ケーブル局ヘッドエンド (HE) 光伝送路 クロージャ ドロップクロージャドロップクロージャ FTTB 引込線引込線 屋外伝送路をすべて光ファイバで構築する住宅 ( 戸建 ) まで光ファイバで敷設したシステムをFTTH 集合住宅等建物に光ファイバを引き込んだシステムをFTTBと呼ぶ 光ファイバケーブル 同軸ケーブル FTTH マンション棟内テレビ共聴 HFC:Hybrid Fiber Coaxial FTTC:Fiber To The Curb FTTH:Fiber To The Home FTTB:Fiber To The Building 12
ケーブルインタネットの高速化技術 小セル化 DOCSIS 3.0 c.link HFCの高度化 13
小セル化によるインターネット接続の高速化 小セル化 : ケーブルテレビ事業者のネットワークを細分化 ( 小さいセルに分ける ) セル内に中継局を置き, 中継局と各家庭で 1:N 通信 中継局とヘッドエンド (HE) とは波長多重 ( 複数線束に相当 ) などで高速通信する その結果, 中継局と家庭との速度で通信可能 放送系では, ケーブル局から複数の家庭へ 1:N のネットワーク構成でよかったが, 通信系では, 各家庭からケーブル局への信号がある その信号が渋滞して実質速度があがらない N を少なくする工夫 ( 小セル化 ) をして渋滞を解消する 通信系 HE 放送系 中継局 小さいセル 小セル化 HE 通信系 放送系 14
DOCSIS 3.0 によるインターネット接続の高速化技術 DOCSIS 3.0 HFC 上のケーブルインターネットの大幅な高速化を可能とするケーブルモデム仕様 1 チャンネル当たり 30~40Mbps 程度の現行の DOCSIS モデム仕様を拡張し 複数チャンネルを束ねて同時に使う チャンネルボンディング と呼ばれる技術を用い 上り下りとも FTTH 並みの 120Mbps から最大 1.2Gbps 程度の速度を実現可能 メリット DOCSIS:Data Over Cable Service Interface Specification 1 ケーブルテレビの空きチャンネルを有効活用して経済的にFTTH 並みの速度を実現 2 従来のDOCSISモデムと混在して使用可能 3 束ねるチャンネル数を徐々に増やすことにより需要に応じて高速化を図ることが可能 標準化状況 米国ケーブルラボにて 最初の暫定版仕様を作成中 日本ケーブルラボから米国ラボに対し日本の事業者の要求を伝達 15
DOCSIS 3.0 の要素技術と標準化 DOCSIS3.0 の概要 最低でも従来の 4 倍以上の速度 下り速度 :160Mbps~1280Mbps (256QAM の 4ch~32ch で算出 ) 上り速度 :60Mbps~120Mbps IPv6 サポート セキュリティの強化 既存 DOCSIS 仕様との共存 上り帯域の拡張 ( 現在でも欧州対応で 5~65MHz) Modular-CMTS :DOCSIS3.0 に対応する CMTS CMTS を機能単位に分割し 柔軟性を高める 同じ QAM 変調器を VoD と DOCSIS モデムで共用することができる 仕様ドラフトは完成済み 2005 年末を目途に認定予定 米国ラボ標準仕様化 : 2006 年 2 月 24 日 ( 主要部分のドラフト完 ) 3rd Q に仕様化予定 2007 年中に製品化予定 実運用開始見込み Network / DOCSIS MAC QAM QAM QAM QAM Rx Rx Rx Rx Up- Conv. Up- Conv. Up- Conv. Up- Conv. DOCSIS3.0 CMTS RF Switch Matrix Channel bonding Tuner Network DOCSIS3.0 モデム bonding された全てのチャンネルを受信し通信可能 Tuner Network 非 DOCSIS3.0 モデム bonding されたチャンネルから一部を受信し通信 16
c.link によるインターネット接続の高速化 c.link とは 同軸ケーブル上で ケーブルテレビが使用していない周波数に高速モデム信号を重畳することにより最大 250Mbps 程度の高速なインターネット通信を実現する技術 本来 ホームネットワークを実現するために考案されたが 日本ではケーブルインターネットの高速化への応用も含めた実用化を目指している メリット 1 光ファイバーの敷設が困難な集合住宅等で 既設の同軸ケーブルを用いて高速イインターネットの提供が可能 2 ホームネットワークのサービス用途への展開も将来的に可能 標準化状況 コア技術を開発した米国 Entropic Communications 社 松下電器 東芝をはじめとしたた日米の企業が参加するアライアンス MoCA(Multimedia over Coax Alliance) で規格格を策定 日本ケーブルラボが暫定版の運用仕様 (JCL SPEC-012 1.0 版 ) を 2 月に制定 17
c.link のコア技術概要 同軸ケーブル配線の実例 衛星 UHF VHF 空き周波数の利用 空き周波数に配置 または CATV UV 衛星ブースタ 分配器 地上放送 / CATV c.link 信号 衛星放送 ( 伝送される場合 ) c.link 技術のポイント 壁面端子 分配器の出力端子間通信 70 ( 日 )770 ( 日 )1030 1450 ( 欧 米 )860 ( 欧 米 )950 (MHz) c.linkで実現できるホームネットワーク応用 従来は 入力 出力 の一方向のみ伝送可能 放送信号入力 CATV ブースタ RF 分配器 アンテナ壁端子 既設の RF 分配器 アンテナ壁端子 同軸ケーブル 出力 a 出力 b 出力 c 出力端子 a b c 間で伝送が可能に最大 270Mbps ( 所要周波数帯域 : 50MHz) 高速モデム STB / AV サーハ 高速モデム 宅内番組配信 サーバコンテンツの共有 DTV 18
FTTB+ 同軸ソリューション ( 集合住宅用 ) FTTB と集合住宅棟内同軸系を繋ぎ 100Mbps 超のインターネットサービスを実現 TV 放送 インターネット IP 電話の 3 点セットを同軸ケーブル 1 本で提供可能 VDSL に比べ 安定した通信速度 ケーブル局 放送 HE 光 / 電気 放送 インターネット 通信系 通信 HE 光ファイハ (FTTB) ONU c.link ( 親機 ) 棟内に中間アンプがある場合 アンプ越え機器を挿入 混合分波器 STB STB IP 電話 c.link ( 子機 ) c.link ( 子機 ) IP 電話 各世帯 FTTB:Fiber To The Building IP 電話 STB c.link ( 子機 ) 同軸系 STB c.link ( 子機 ) IP 電話 19
HFC における通信の高速化 小セル化 (HFC/FTTC) ノード当りの端子数低減し 加入者当りの通信速度を向上 ( 例 :100 分割で 100 倍 /1 件 ) HFC システムの高度化 HFC 新技術の開発 下り周波数拡大(1GHzまで使用) c.link 対応高速インターネット チャンネルボンディング技術による高速化 DOCSIS3.0 対応高速インターネット 下りの伝送容量拡大 256/1024QAM UWBの応用 上り帯域( 上り周波数 ) 拡大 小セル化 インターネット接続の高速化技術 1)c.LINK: 使用帯域 使用周波数を拡大して高速化 HE c.link 信号アクセス系 地上放送 / CATV BS 放送 70 770 1032 1336 (MHz) 2)DOCSIS3.0: チャンネルボンディング技術による高速化 Channel bonding FTTH 化 QAM Up- Conv. 自設あるいは役務の利用 Network / DOCSIS MAC QAM Up-Conv. QAM Up-Conv. QAM Up-Conv. Rx Rx Rx Rx RF Switch Matrix Tuner Network Tuner Network HFC システム DOCSIS3.0 CMTS DOCSIS3.0 モデム bonding された全てのチャンネルを受信し通信可能 非 DOCSIS3.0 モデム bonding されたチャンネルから一部を受信し通信 20
新しい映像サービスへのネットワーク対応 サーバー型 /DL 映像サービス IP-VOD/IP 再送信 /IP-TV などの BB 型サービスが登場する HFC は IP 通信の 1Gbps/ 下り (GE-PON 相当 ) + デジタル放送 /100ch 超のサービスが可能 既築集合住宅内は IP 伝送は困難であり QoS 保証できる同軸ネットワークが必要になる デジタル放送 BS 地上再送信多 ch 自主放送 200 番組以上可 IP 放送も可 IP局舎装置IP IP- QAM CMTS HFC(~770MHz で同時伝送 ) デジタル放送 (64QAM/70 波 +OFDM/10 波 ) IP 1.2Gbps (256QAM/32 波 ) DOCSIS3.0 上りテ ータ (DOCSIS) 光ファイバ 同軸 ONU RF分配CM (DOCSIS3.0) IP STB HDD 内蔵 TV PC 3.5HDD で 2TB(2010 年 ) c.link ( 親機 ) 同軸 IP GE-PON OLT FTTB IP 1Gbps (GE-PON) 注 ) FTTH の場合は戸建に光ファイバーを引くこと 伝送容量的には HFC の方が大きい c.link ( 子機 ) c.link ( 子機 ) c.link ( 子機 ) c.link ( 子機 ) 21
IP電話VOD 続)ードバンドHFC の高度化シナリオの一検討例 2005~08 年度 上り帯域 10 55 IP電地地V上上 BSデジタル 8-11 波ODア多 ch ア多 ch 多 chデジタル 10 波ナアナログナアナログ地上デジタル 12 波 ログ ログ話地 デシタルコミCH 2 波 90 108 170 222 450 770M internet c.link 1G 2008~10 年度 : 多 ch アナログの中止など 上り帯域 10 55 地 DOCSIS 3.0 (上上 16 波アア H.264 (0.6Gbps) ナナ Internet: 継ロロ 10 波 (Internetなど) ググ 90 108 170 222 450 770M BSデジタル 11 波多 chデジタル 10 波地上デジタル 12 波デシタルコミCH 2 波 c.link 1G 2011 年度 ~: 地上アナログの中止など 上り帯域ガDOCSIS3.0 30Mサーヒ ス FMC 10 新放送サービス等 DOCSIS 3.0 32 波 (1.2Gbps) (Internet/IP 電話 ) (IP 映像 :VOD 含 ) BS デジタル 20 波多 ch デジタル 10 波地上デジタル 12 波デシタルコミ CH 2 波 FMC WiMAX 携帯電話 770M c.link 1G 22
ケーブルテレビとユビキタス環境 地上デジタル放送 宅内ネットワーク シームレス化 ( 無線 有線の融合 ) 23
ケーブルテレビの 地上デジタル放送対応 放送局 ワンセグ / 車載テレビへのサービス有線 / 無線の自由な活用が望まれる ケーブルテレビ局 条件不利地域への活用 CATV 事業における無線の活用を期待 24
ホームネットワーク概念図 VoD サーバ ホームネットワークの課題 ホームネットワーク方式 著作権保護技術 ホームサーバ対応 2 台目 STB 対応 DCTP-IP/DLNA 対応など 有線 TV 放送法の受信者端子の扱いの明確化 コピー制御 ( コピーワンス ) の見直し IP 映像の技術基準 インターネット 携帯電話 (FMC: 屋外 ) ポータブル AV プレイヤ 有線 / 無線の自由な活用が望まれる ヘッドエンド 基地局 AV 機器 携帯電話 (FMC: 屋内 ) 同軸 テレビ @ 寝室 RG (DOCSIS モデム ) ホームゲートウエイ HDD STB テレビ @ リビング STB ホームネットワーク (PLC/LAN/ 無線 /c.link) パソコン 監視カメラドアホン安否確認 電話 /FAX NAS AV 機器 Echonet Gateway 白物家電 IP テレビ リモコン 25
携帯 ( 無線 ) 固定 ( 無線 有線 ) 技術要件シームレスサービス形態と利用者のシームレス化 サービス形態の対応 シームレス化への対応によるトリプルプレイ サービス サービス形態 電話 ( 音声 ) 放送 ( 映像 ) インターネット ( データ ) ワンセグテレビ電話 シームレスシームレス TV/STB PC FMC ケーブルネットワーク伝送 IP 再送信 H.262/H.264 HD 品質のホームネットワーク 下り100Mbps 超 上り30Mbps 超 IP-VOD 携帯電話でのシームレス化 新規 STB( ソフトダウンローダブル ) でシームレス化に対応するか? 26
CATV 事業における無線系の利用例 ( 今後の検討課題 ) 伝送路構築の一環として 23GHz 40GHz 帯域の利用による配信 地上デジタル放送の補完 ホームネットワークの活用 ( 有線 / 無線 ) 宅内無線での放送配信 事業として 携帯電話サービス (FMC 含む ) 放送との連携 ( 地上デジタル / ワンセグ ) セキュリティサービス ( 電子タグ / 柱上カメラ ) 自動車など移動体との連携 ( 移動 / 宅内 ) 27
ケーブルテレビ事業者の一体化 プラットフォーム構想 28
ケーブルテレビ事業者プラットフォーム 地上放送事業者 ( 地方局を考えると規模は様々 ) ARIB 運用規定による運用と市販受信機 KEY 局と系列 仕様化に関して : 運用規定は KEY 局等の集まりで決め ARIB 運用規定として メーカの製品化指針として 追加機能はメーカマター と思われる 通信事業者 A 社 /B 社 /C 社 社で別仕様製品と運用 仕様化に関して : 各通信事業者が通信 端末仕様を決め メーカ機種認定 追加機能はメーカ提案 と思われる ケーブルテレビ事業者 MSO から難視対策まで様々な規模 各社同一仕様の端末が必要 但し 運用は様々としたい STB アプリケーションプラットフォームによる機器の統一と様々なアプリケーションへの対応 29
STB アプリケーションプラットホームの標準化 様々なケーブルテレビ局毎にサービス ( アプリケーション ) が異なる ケーブル局毎に違う STB を準備できない ( 全局で使用可能な STB) STB へダウンロード インストールするためのシステム構築が必要 IP 放送などゲーム VOD PVR VoIP ショッピングメール カラオケ情報サービス EPG アプリケーション 共通 API IP 放送などゲーム VOD PVR VoIP ショッピングメール カラオケ情報サービス EPG STB A 社 共通プラットフォーム STB B 社 ハードウェアに依存しない共通 API (Application Program Interface) を確立 多様なアプリケーションを迅速に少ない費用で提供する環境を整える 多くのケーブル局で使用可能な共通 API の仕様化と実用化開発が必要 30
今後のケーブルテレビに必要な技術 ( まとめ ) 放送のデジタル移行化技術による貢献 視聴者の様々な受信形態での送出方式の確立 HFC の高度化 小セル化 DOCSIS 3.0 c.link ユビキタス環境への対応 地上デジタル放送の有線 無線の活用 ( 固定から移動受信まで ) ホームネットワークの有線 無線の活用 ケーブルテレビ事業者の一体化 プラットフォーム (STB の共通 API と事業者の活用 ) 31