CN101166263B - 具有故障弱化暨容错的视频点播系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有故障弱化暨容错的视频点播系统及方法，是通过一第一级网络装置接收到来自不同的媒体储存端所提供的多个视频信道，再由多个视频干道整合器接收到来自不同第一级网络装置所传来的各该视频信道，而由各该视频干道整合器可供至少一个使用者端连接，并将所述视频信道提供给各该使用者端使用，如此，其中一个媒体储存端发生故障损坏或进行维修时，仅该视频干道整合器提供的视频信道数量减少，但各该使用者端仍可从其所连接视频干道整合器剩余所提供的视频信道，接收到其中一个媒体储存端所传来的一影讯文件。

Description

具有故障弱化暨容错的视频点播系统及方法

技术领域

本发明是有关于视频点播系统及方法，尤指一种至少由多个媒体储存端、第一级网络装置及视频干道整合器所组成的具有故障弱化暨容错的视频点播系统。

背景技术

现今的大多数视频节目呈现在使用者眼前的主要方式有光盘片(CD、VCD、LD)，录像带，有线电视，无线电视，若以视频节目的传送方式而言，光盘片(CD、VCD、LD)和录像带是机械式，而有线电视和无线电视则是电子式。因此，在视频节目的传送方式上，有线电视和无线电视是比较节省时间，而且较有效率。在视频节目的播放期间，光盘片(CD、VCD、LD)和录像带的播放可以由使用者动态控制，诸如暂停，回转，正转，定点前往，快转，慢转等动态控制，而有线电视和无线电视则只能单向进行无法由使用者动态控制，使用者只有选台权，且在进行的过程中没有互动的可能性，故，在节目的播放上光盘片(CD、VCD、LD)和录像带是比较具有主动控制权力。

基于上述原因，近来有业者正积极地朝着视频点播(Video On Demand，简称：VOD)系统的目标发展，视频点播系统乃是一种由使用者主导的视频选择系统，所谓使用者主导乃指使用者可以随时随地主动地选择需要的视频节目，并且可以随意地控制视频节目的播放方式，该系统打破了传统视频节目在使用上的被动性，时间上的限制，空间上的局限，以及低度选择性，换言之，视频点播系统在节目的播放期间使用者可以全方位动态控制播放的进行，使得使用者能依自己的喜好来调整节目的进度，而视频点播系统在传送视频节目方式上则采取高速通讯电子的方式，是以，视频点播系统在视频节目的传送方式，比较节省时间，而且较有效率的优点，及在视频节目的播放期间可由使用者动态控制。

而视频点播系统的媒体储存端10以及使用者端12是分散在二地，因此，媒体储存端10及使用者端12间自然必须要有适当的通讯网络14，如图1所示，而其中媒体储存端10主要的作用是负责视频文件的储存、播放、用户管理、计费、网络管理，通讯网络14的作用是将视频文件由媒体储存端10传送到使用者端12。而使用者端12需要使用相应的终端设备才能收看视频点播。例如在有线电视的VOD系统中，用户需要电视机和机顶盒(Set Top Box，简称：STB)。在网际网络上应用的系统则会使用计算机或工作站作为终端机。

再者，媒体储存端10通过至少一个传输媒介(如同轴电缆)连接到通讯网络，而使用者端12则分别利用一个传输媒介(如同轴电缆)连接到通讯网络，假设一个传输媒介的频宽是800MHz，而该传输媒介的每个视频信道(frequency channel)的频宽为8MHz，则每一条传输媒介(如同轴电缆)能提供100个视频信道，换言之，媒体储存端10最大可以同时提供100个视频信道到使用者端12。

由于媒体储存端10到通讯网络14间，及通讯网络14到使用者端12间都只有一个传输媒介，若当中的媒体储存端10、通讯网络14或任一条传输媒介故障损坏，即令媒体储存端10无法提供视频信道到使用者端12，换言之，使用者端12经通讯网络14接收到视频文件，如此，将造使用者端12使用上的困扰及诸多不便。

发明内容

有鉴于前述的诸多缺失，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种具有故障弱化暨容错的视频点播系统及方法，以期借由本发明的提出，能够对社会大众有所贡献。

本发明的一目的，是提供一种具有故障弱化暨容错的视频点播系统，包括至少一个第一级网络装置、多个媒体储存端及多个视频干道整合器，各该媒体储存端提供多个视频信道，且经该第一级网络装置将不同媒体储存端各自提供视频信道中的一部分，被分配到到同一个视频干道整合器，如此，当其中一个媒体储存端发生故障损坏或进行维修时，该视频干道整合器损失由该损坏或进行维修的媒体储存端所提供的视频信道，换言之，只是该视频干道整合器可以提供的视频信道数量减少而已，但该视频干道整合器仍可提供与其连接的各个使用者端来自该媒体储存端所传来的视频文件，故，该视频点播系统即具有故障弱化(graceful degradation)及容错(fault tolerance)的能力。

本发明的另一目的，是提供一种视频点播系统的故障弱化暨容错的方法，包括一第一级网络装置、多个媒体储存端及多个视频干道整合器，各该媒体储存端经过该第一级网络装置，将各该媒体储存端所提供的多个视频信道分别分配到不同的视频干道整合器，如此，当其中一个媒体储存端发生故障损坏或进行维修时，仅该视频干道整合器提供给后端各个使用者端可接收到的视频信道数量减少，但使用者端能可接收到来自该媒体储存端所传来的视频文件，故，该视频点播系统具有故障弱化(graceful degradation)及容错的能力。

附图说明

图1是公知视频点播系统的架构示意图；

图2是本发明的一实际例的架构示意图；

图3是本发明的另一实际例的架构示意图；

图4是本发明的又另一实际例的架构示意图；

图5是36个视频信道排列成6×6的矩形数组的示意图；

图6是本发明的又另一实际例的各媒体储存端所提供的视频信道编号的示意图；

图7是本发明的又另一实际例的第二级网络装置所接收的视频信道编号的示意图；

图8是本发明的又另一实际例的各视频干道整合器所接收的视频信道编号的示意图；

图9是本发明图6是本发明的又另一实际例的各媒体储存端、第二级网络装置及视频干道整合器的视频信道编号的示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

一个简化的视频点播系统是由至少一个媒体储存端(如：影讯服务器)10、至少一个使用者端12及一通讯网络14所构成的，亦如先前技术所述该媒体储存端10通过至少一个传输媒介(如同轴电缆)连接到该通讯网络14，而使用者端12则分别利用一个传输媒介(如同轴电缆)连接到该通讯网络14，如图1所示，其中各该媒体储存端10是以磁盘阵列技术储存各个影讯文件，且该媒体储存端10并与该通讯网络14中的至少一个视频控制器16连接，该使用者端12由该视频控制器16进入该通讯网络14的传输路径，以将该媒体储存端10内的一个影讯文件从该通讯网络14发送到一个使用者端12，是以，该视频点播系统当中的媒体储存端10、通讯网络14或任一条传输媒介发生故障损坏时，使用者端12即无法接收到任何的影讯文件，换言之，该通讯网络14内部的损坏，或与外部的媒体储存端10及使用者端12连接的传输媒介损坏，即令该媒体储存端10无法经由该通讯网络14传送影讯文件到任何一个使用者端12。

基于上述的原因，本发明一种具有故障弱化(graceful degradation)暨容错(fault tolerance)的视频点播系统，请参阅图2所示，设有一第一级网络装置2(如：交换器(switch))，该第一级网络装置2连接多个媒体储存端3(如：影讯服务器，video server)，该第一级网络装置2的另连接到多个视频干道整合器4(trunk combiner)，所述视频干道整合器4则供多个使用者端5连接，用以经过该第一级网络装置2，将至少二个以上的媒体储存端分别所提供的至少一个视频信道(frequency channel)，分别分配到一个视频干道整合器4。

易言之，所述视频干道整合器4将通过该第一级网络装置2，分别接收到来自不同媒体储存端3的所有视频信道中的一部分，使得各该使用者端5从其所连接的一视频干道整合器4可接收到来自不同媒体储存端3的视频信道，如此，当其中一个媒体储存端3发生故障损坏或进行维修时，该视频干道整合器4的视频信道的数量，仅减少该发生故障损坏或进行维修的媒体储存端3所提供的部分，而该使用者端5仍可通过该视频干道整合器4，使用其它未发生故障损坏或进行维修的媒体储存端3所提供的视频信道，使得该视频点播系统具有故障弱化(graceful degradation)及容错的能力。

在本发明的一实施例中，请参阅图3所示，该第一级网络装置2与所述视频干道整合器4间尚设有一第二级网络装置6(如：正交调幅网关器(quadrature amplitude modulation gateway，简称：QAM gateway))，使得该第一级网络装置2至少两个媒体储存端3各自的至少一个视频信道，先提供给该第二级网络装置6，该第二级网络装置6至少两个媒体储存端3各自的至少一个视频信道，再提供给所述视频干道整合器4，令所述视频干道整合器4的所有视频信道包括不同媒体储存端3所提供的一个视频信道，如此，所述媒体储存端3所有的视频信道，经由该第一及二级网络装置2、6分散给所述视频干道整合器4，使得该视频点播系统故障弱化(graceful degradation)及容错的能力提高。

为能更了解本发明的技术特征，以下乃举一简例进行说明，请参阅图4所示，假设该视频点播系统是具有三个媒体储存端3、一个第一级网络装置2、三个第二级网络装置6及六个视频干道整合器4，且该视频点播系统需由该三个媒体储存端3提供三十六个视频信道。在本简例中，为便于将各该视频信道经该第一级网络装置2分别分配到各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4，因此，将所述视频信道排列成6×6的矩形数组(如图5所示)；

而其中第一个媒体储存端3提供该矩形数组最上两行编号1～12的视频信道，第二个媒体储存端3提供该矩形数组中间两行编号13～24的视频信道，第三个媒体储存端3提供该矩形数组最下两行编号25～36的视频信道(如图6所示)；

而所述视频信道经该第一级网络装置2是分别以该矩形数组从左到右的每两列分配到其中一个第二级网络装置6(如图7所示)；

且所述第二级网络装置6分别以该矩形数组的右上角到左下角的对角线间的各编号的数个视频信道分配到其中一个视频干道整合器4，并依序将同一方向相邻的对角线间的各编号的数个视频信道分配到其它的视频干道整合器4(如图8所示，图中右半部是虚拟图5的矩形数组)；

故，视频点播系统依上述的规则分别将各视频信道分配到各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4后，各该第二级网络装置6接收自同一个媒体储存端3所提供的四个视频信道，而各该视频干道整合器4则接收自同一个媒体储存端3所提供的二个视频信道(如图9所示)。

在此必须陈明的是，各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4所能接收的视频信道并非只有上述一种方法，上述的方法在视频点播系统所提供的视频信道数量可用方形矩阵排列，再以前述的规则分别分配到各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4，将是最平衡的一种分散方法，但当视频点播系统所提供的视频信道数量不足以填满方形矩阵排列的所有位置，仍然可用上述的规则分别分配到各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4，只是各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4的视频信道数量并非是最平衡的。

此外，在本发明的各该第二级网络装置6及各该视频干道整合器4所能接收的视频信道数量也并非一定要相同，只要是任一个媒体储存端3损坏，使用者端5仍可以从经由该第一级网络装置2、第二级网络装置6及视频干道整合器4，接收到其它未发生故障损坏或进行维修的媒体储存端3所提供的视频信道，并接收到影讯文件，即是本发明的技术特征。

在本发明的一种故障弱化(graceful degradation)暨容错(faulttolerance)的方法，该方法应用在一视频点播系统，该视频点播系统提供多个视频信道，而将所述视频信道以一个矩形数组进行排列，使得该视频点播系统是依下列步骤，将所述视频信道依序被分配到至少一个媒体储存端3、至少一个第一级网络装置2、多个第二级网络装置6及多个视频信道间：

所述媒体储存端3分别被分配到该矩形数组中至少一列的各个视频信道；

该第一级网络装置2是分别以该矩形数组中至少一行的各个视频信道分配到各该第二级网络装置6(如图7所示)；

所述第二级网络装置6分别以该矩形数组的对角线间的各个视频信道分配到其中一个视频干道整合器4，并依序将同一方向相邻的对角线间各个视频信道，分别分配到其它的视频干道整合器4(如图8所示)；

故，该视频点播系统依上述的分配方法，先分别由各该媒体储存端3提供一部分的视频信道，再由该第一级网络装置2将不同媒体储存端3所提供一部分的视频信道，再分配到该第二级网络装置6，此时，各该第二级网络装置6即分别拥有不同媒体储存端3所提供的一部分视频信道，而该视频干道整合器4再从各该第二级网络装置6分别收到不同媒体储存端3所提供的一部分视频信道，使得该视频点播系统具有故障弱化(graceful degradation)及容错的能力。

以上所述，仅为本发明的一具体实施例，但本发明的构造特征并不局限于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本案的专利范围。

Claims (8)

1.一种具有故障弱化暨容错的视频点播系统，包括：

多个媒体储存端，各该媒体储存端分别储存多个视频文件，且提供多个视频信道，所述视频信道供传送该视频文件；

一第一级网络装置，该第一级网络装置接收各该媒体储存端所提供的各该视频信道，且将至少二个以上的媒体储存端分别所提供的至少一个视频信道连接到外界；及

多个视频干道整合器，连接到该第一级网络装置，并供至少一个使用者端连接，且各该视频干道整合器自该第一级网络装置接收至少二个以上的媒体储存端各自提供的至少一个视频信道。

2.如权利要求1所述的系统，其中该第一级网络装置为一交换器。

3.如权利要求1所述的系统，其中各该媒体储存端分别为一视频服务器。

4.一种具有故障弱化暨容错的视频点播系统，包括：

多个媒体储存端，各该媒体储存端分别储存多个视频文件，且提供多个视频信道，所述视频信道供传送该媒体储存端所输出的视频文件；

至少一第一级网络装置，各该第一级网络装置接收各该媒体储存端所提供的各该视频信道，且将至少二个以上的媒体储存端各自提供的至少一个视频信道连接到外界；

至少一第二级网络装置，各该第二级网络装置至少连接到两个以上的第一级网络装置，各该第二级网络装置自与其连接的各该第一级网络装置，分别接收至少二个以上的媒体储存端各自提供的至少一个视频信道；及

多个视频干道整合器，至少连接到两个以上的第二级网络装置，并供至少一个使用者端连接，且各该视频干道整合器自与其连接的各该第二级网络装置，分别接收至少二个以上的媒体储存端各自提供的至少一个视频信道。

5.如权利要求4所述的系统，其中该第一级网络装置为一交换器。

6.如权利要求4所述的系统，其中各该媒体储存端分别为一视频服务器。

7.如权利要求4所述的系统，其中各该第二级网络装置分别为一正交调幅网关器。

8.一种故障弱化暨容错的方法，应用在一视频点播系统，该视频点播系统提供多个视频信道，而将所述视频信道以一个矩形数组进行排列，使得该视频点播系统依下列步骤，将所述视频信道依序分配到至少一个媒体储存端、至少一个第一级网络装置、多个第二级网络装置及多个视频信道整合器间：

所述媒体储存端分别被分配到该矩形数组中至少一行的各个视频信道；

该第一级网络装置系分别以该矩形数组中至少一列的各个视频信道分配到各该第二级网络装置；及

所述第二级网络装置分别以该矩形数组的对角线间的各个视频信道分配到其中一个视频干道整合器，并依序将同一方向相邻的对角线间各个视频信道，分别分配到其它的视频干道整合器。

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