CN1184580A - 包括多路播送的按需提供信息的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提供信息的系统,包括:路由设备;连接到路由设备的存储器媒体单元,用于存储信息数据;连接到路由设备的多个终端设备,每个终端设备都具有输入设备和显示设备,其中各终端设备输出请求已选定信息数据的需求数据;连接到路由设备的管理设备,用于管理信息数据的分发,该管理设备接收来自各终端设备的需求数据,其中管理设备输出包括已选定信息数据的通道信息在内的分发控制数据;其中所述存储器媒体单元根据分发控制数据输出一个或更多数据包形式的、带有路由信息的选定信息数据;以及其中路由设备包括表格,在该表格中存储有表示存储器媒体单元的路由信息和各终端设备的路由信息之间关系的数据,其中当多于至少一个的终端设备要求同一信息数据时在路由设备中根据数据把来自存储器媒体单元的路由信息改换为各终端设备的对应路由信息。

Description

包括多路播送的按需 提供信息的系统

常规的有线电视系统通过电缆把来自发行公司的视频数据供应给观众的许多监视器。时今每一家有线电视公司通过许多通道分配许多节目，但是用户或观看者必须等待，直到所需的节目开始并通过选定的通道发送。

最近，也提出了交互式视频系统，在这种交互式视频系统中观看者可以选择想看的电影在监视器上显示。在这种视频点播系统中，建立与用户的监视器或终端设备的直接连接，此后最终用户便可观看所点播的电影。

然而，在这种大家知道的系统中，一旦由例如发行公司建立了该系统，事实上不可能对其升级。当这种系统的成员数和点播的视频数增加时，必须建造新的交互式视频系统。

本发明提供一种提供信息的系统，包括：

路由设备；

连接到路由设备和用于存储信息数据的存储器媒体单元(storage mediumunit，SMU)；

连接到路由设备的多个终端设备，每个终端设备都有输入设备和显示设备，其中终端设备输出请求已选定的信息数据的需求数据(demand data)；

连接到路由设备的、用于管理信息数据分发的管理设备，管理设备接收来自各终端设备的需求数据，其中管理设备输出包括选定信息数据的通道信息在内的分发控制数据(distribution control data)，

其中所述存储器媒体单元根据分发控制数据以一个或多个数据包的形式输出带有路由信息的选定的信息数据，以及

其中所述路由设备包括一表格，在该表格中存储表示存储器媒体单元的路由信息和各终端设备的路由信息之间关系的数据，当多于至少一个的终端设备要求同一信息数据时，在路由设备的表格中根据关系数据把来自存储器媒体单元的路由信息改换成各终端设备的对应路由信息。

本发明的系统提供能向许多(大量)终端设备提供信息数据的结构简单的交互式信息提供系统。

路由设备最好至少包括一个ATM(异步传输方式)交换机。ATM的基本内容和标准由国际电信联盟(International Telecommunication Union)在1993年3月公布的I.150和I.327建议书中规定。ATM通常用于称呼采用异步时分复用技术的特定的面向数据包的传输方式。把已复用的信息流组织成固定尺寸的块，这些块称作信元(cells)。信元由信息字段和头标组成。头标的主要作用是识别属于异步时分复用内同一个虚拟通道(virtual channel，vc)的各个信元。

所述信息数据最好是视频和/或音频数据，虽然本发明不限于这一应用。第一个有发展前途的应用领域涉及视频点播服务，但是本发明的系统也可包括视频游戏、图书馆功能、数据库等的应用。

本发明更多的细节、特点和优点将结合简要表示本发明实施例各层的下列各图在以下加以描述，其中

图1是按需提供信息的整个系统的图；

图2是存储器媒体单元第一实施例的图；

图3是存储器媒体单元第二实施例的图；

图4是图2和图3存储器媒体单元中控制和数据流的示意图；

图5是存储器媒体单元第三实施例的图；

图6是对应于图2存储器媒体单元的存储器媒体单元和所得的数据组流的图；

图7是在存储器媒体单元中的ATM接口的时间关系图；

图8是图1中导航系统实施例的图；

图9是图1中用户终端设备实施例的图；

图10是图1中系统管理器实施例的图；

图11是表示对参差记录进行基本再现操作的图；

图12是表示马赛克(mosaic)菜单操作的图；

图13、14、14A表示MO(磁光)盘上记录道的各别记录格式；

图15表示以图14的参差格式记录的数据的再现；

图16示出多路播送的例子；

图17示出本发明的系统中通信步骤顺序的例子；

图18示出本发明系统优先实施例中通信步骤顺序的另一个例子。

下述参考各图的描述说明硬件和软件的结合；应当明白，有些硬件可以合并到一个单独的硬件中，例如CPU，在其中可以时分复用各种功能。还应当明白，逻辑(软件)单元之间的连接可以比在图中所示意性表示的更为复杂。

图1示出本发明交互式通信系统的优先实施例的整个配置，包括：ATM交换机1(仅作为例子：Fore Runner^TM ASX-200，生产厂商为Fore SystemsInc.，Warrendale，Pennsylvania，USA)；存储器媒体单元20(SMU)；终端设备40；系统管理器60；导航设备30。通过使用虚拟通道连接，ATM交换机1有选择地彼此连接存储器媒体单元20、终端设备40、系统管理器60和导航设备30；数据通过在每个设备和ATM交换机1之间设立的用户/网络接口以ATM包的形式在这些设备中进进出出地传送，ATM包由包括路由信息的5字节信元的头标和48字节的信息字段组成。ATM交换机1具有诸如虚拟通道识别标记之类的路由信息的转换表，通过把每个输入ATM包的路由信息变换为表示输出虚拟通道的路由信息，可以将ATM包传送到正确的目的地。ATM交换机为所共知，这里略去进一步的说明。

以下将具体参照向用户们提供视频点播(VOD)服务的实施例来说明交互式通信系统。然而，这里应该注意到，其他应用如网上购物、游戏和其他类型的信息交换同样是可能的。这些服务统称按需提供信息服务(information-on-demand services)。

在图1所示的交互式通信系统中，把视频信号和/或音频信号存储在各SMU20中。以下将详细描述SMU20的若干实施例。

在图1中，终端设备40是机顶盒(set top boxes)，它们中的每一个可以和各导航设备30及系统管理器60通信，可以对来自SMU20的视频数据(最好是按照MPEG-2标准压缩的)和/或音频数据解码，并把解码后的视频信号和/或音频信号供给监视器43和/或扬声器系统42。每个机顶盒或终端设备40具有输入设备44，例如连接到本机项盒或终端设备40的键盘或遥控器。最好给机顶盒40配备给监视器43产生图形数据以方便与用户交互的图形处理器单元49。最好由系统管理器60通过ATM包提供图形处理单元用的数据。观看者可以通过键盘44或其他的适当输入设备经过机顶盒40输入命令。以下将详细描述机顶盒40的实施例。

导航设备30可以向任一个机顶盒40提供关于可得到的视频节目的信息。这种信息可以在机顶盒40的监视器43上以图形、文本或二者结合的方式显示。可获得的视频节目是可由观看者选择的视频节目。这种可以请求的信息在下文中将称作服务项目(service items，SI)。以下将更详细地描述导航设备30的实施例。

系统管理器60通过管理ATM交换机1的操作来管理交互式通信系统的操作。以下将更详细地描述系统管理器60的实施例。

本发明的该优先实施例的交互式通信系统的主要特点是对使用的硬件或安装的操作系统没有限制。在每一套通信操作之前，向接收和/或发送部件传送专用于这套操作的控制软件程序，使得该接收和/或发送部件在下载所述控制软件程序之后可以最佳地进行输入和/或输出通信。

在图1的实施例中，至少各SMU20之一是档案库SMU(archive SMU)。在本实施例中，其他SMU20是发放SMU(delivery SMU)。档案库SMU存储许多种控制软件程序、视频数据和/或音频数据。档案库SMU可以包括磁带或MO盘作为存储器设备，发放SMU则最好包括敏捷的硬盘或MO盘作为存储器设备。MO盘不如硬盘敏捷，但是比磁带敏捷。每个发放SMU存储档案库SMU的数据的一些个别部分。虽然档案库SMU也可以用作发放目的的SMU，但是发放SMU用于VOD(视频点播)服务。系统管理器60在视频点播开始时或在此之前把控制软件程序下载给档案库SMU和该发放SMU以进行从档案库SMU到发放SMU之一的复制操作。用档案库SMU安装发放SMU的过程更详细地示于图18中。根据来自系统管理器60特别是来自存储器媒体管理器(storage medium manager，SMM)62的复制操作命令，发放SMU从档案库SMU存储必要的视频数据。

当系统管理器60从终端设备40接收需求数据时，系统管理器60向ATM交换机1输出分发控制数据，该分发控制数据包括选定的视频数据用的虚拟通道的信息，而该虚拟通道信息由接收的需求数据和终端设备40的地址产生。接着，发放SMU为该终端设备40输出带有路由信息的选定视频数据。在进行视频数据的复制操作之前把写入操作用的软件程序从系统管理器60下载到SMU20中的RAM24。根据存储在RAM24中的写入操作用的软件程序，SMU20中的CPU22控制物理存储器媒体21的写入操作。然后在视频服务开始之前，通过从系统管理器60的下载，用读出操作的软件程序来替换RAM24中的写入操作软件程序。在视频服务中，CPU22按照读出操作的软件程序来控制物理存储器媒体21的读出操作。

交互式通信系统最好包括多个(发放)SMU。在本系统中，如果可能选择特定视频和/或音频节目的终端设备40数目小于预定数目，该特定视频和/或音频节目所需的视频和/或音频数据只从档案库SMU复制到发放SMU之一。相反，如果比预定数目多的终端设备有选择该特定视频和/或音频节目的可能，则所需的视频和/或音频数据还从档案库SMU或从上述发放SMU复制到一个或更多个其他发放SMU。该预定数目可以根据对在特定时刻请求该特定视频和/或音频节目的终端设备40的数目作某种统计或实时监测而确定。

本发明的优先实施例提供了在运行时监测最终用户数目和动态地改变配置以防系统过载的可能性。当最终用户增加时，可以从档案库SMU或另一发放SMU加载新的发放SMU。

系统管理器60最好输出备份控制数据，以用于发放SMU之一失灵的场合。然后由不失灵的、根据所述备份控制数据选择的另一发放SMU输出选定的视频和/或音频数据。系统管理器60更新ATM交换机1中虚拟通道的转换表，使得可能失灵的发放SMU的输入虚拟通道被改变成另一放发SMU的虚拟通道，以从该第二SMU提供同样的视频和/或音频数据。

用户选择所希望的导航服务，把终端设备40连接到提供希望的导航服务的导航设备30。包括显示服务项目菜单用的软件程序和与每个服务项目对应的识别数据在内的导航数据最好事先从由终端设备40选择的至少一个导航设备30中下载。终端设备40的监视器43显示这样的可获得服务项目的菜单，在必要时还显示其相应的识别数据。来自导航设备30的菜单可以包括图形形式、文本格式或二者结合的视频和/或音频信息和控制数据，以方便最终用户的选择。

如果用户借助于用监视器43中的指针点中需要的视频节目或者借助于输入对应于所需节目的识别数据(如果该识别数据显示在监视器43上的话)来通过输入设备44从菜单选择视频和/或音频节目，识别数据就由终端设备40通过ATM交换机1提供给系统管理器60。如果系统管理器60连接到公用ATM网络，这种识别数据可以是公用地址。导航数据可以进一步包括从SMU20或导航设备30获得的视频数据。从导航设备30下载的导航数据还可以包含关于其他一些可选导航设备30的信息。

在一未示出的实施例中，最终设备40可以通过公用ATM交换机连接至导航设备30，在此情况下这样的导航设备可以通过公用地址来选择。使用这样的公用导航设备，应该还能经过该第一公用导航设备选择其他导航设备。

在系统管理器60从机顶盒40接收识别数据之后，系统管理器60把用于终端设备40的、与所选视频节目对应的VOD软件程序下载给诸终端设备40。在VOD服务开始前，系统管理器60还通过ATM交换机1把用于诸SMU20的、与所选视频节目对应的VOD软件程序下载给SMU20。系统管理器60按照例如以表格的形式表示视频节目分配的数据在诸SMU20中选择SMU20和最恰当的服务项目，并将包括与所选视频节目对应的通道信息和路由信息的分发控制数据提供给所选SMU20，使该SMU20操作以再现所选的视频节目。

在SMU20内的控制器26控制物理存储器媒体21，使该物理存储器媒体21以播放方式再现由终端设备40选择的已选视频数据，这将在以下作更详细说明。再现的视频和/或音频数据提供给ATM接口29。

如较前所述，物理存储器媒体可以包括有视频电影记录在其上的硬盘、MO盘或磁带。

ATM接口29以ATM包的形式把最好划分成各含48字节的信元的再现视频和/或音频数据与存储在SMU20的存储器中的路由信息结合，并将它们输出至ATM交换机1。

来自控制器26的控制数据(如用于终端设备40的控制信息)通过ATM接口29和ATM交换机1供给终端设备40。通过ATM交换机1和ATM接口29接收来自终端设备40的控制数据，例如要求的播放方式。

ATM交换机1根据附着在ATM包上的路由信息按规定路线在各终端设备40、各SMU20和系统管理器60之间接送ATM包。专用ATM交换机1的变换表由系统管理器60来更新。

在公用ATM交换机和专用ATM交换机组合使用的未示出的实施例中，在服务开始时，通过使用公用地址来建立公用ATM交换机的虚拟通道的连接。

在VOD操作期间，根据用户在输入设备44上选择的工作方式，终端设备40把请求播放方式(如正常播放、快进播放、倒退播放、快倒播放)、静止图像方式或更笼统(more vague)方式的控制数据通过ATM接口41输出至ATM交换机1。ATM交换机1接着把该控制数据路由到系统管理器60。系统管理器60把请求已选播放方式的控制数据通过ATM接口61输出至ATM交换机1。SMU20以所选的播放方式再现选定的视频数据。作为一种变形，请求播放方式的控制数据可以从终端设备40直接路由到SMU20。

就VCR选项而言，物理存储器媒体最好是硬盘，因为硬盘比其他提到的物理存储器媒体更为敏捷。作为替换，可使用MO盘，在其上以参差方式记录信息，这将在以后加以说明。

从功能上看，系统管理器60包括一个或更多存储器媒体管理器62，含有一个或更多服务项目提供器(service item provider，SIP)64和一个或更多服务项目组(service item group，SIG)65的存储器媒体组(storage medium group，SMG)63、信息提供器路由管理器(service routing manager，SRM)66及程序管理器(program manager，PM)67。每个存储器媒体管理器62可以含有关于在其控制下的每一个SMU 20的静态数据和/或动态数据。静态数据可包括例如每个存储器媒体单元20的类型、价格或记录容量。动态数据可包括例如SMU是否被视频和/或音频数据占有，或者是否正在使用、或是否失灵的状态信息。

根据来自诸终端设备40的要求，存储器媒体组63输出把SMU20指定给存储器媒体管理器62的请求。这种要求可以用统计信息来规定，如可能在某个时间框架内或某个视频节目长度范围内申请服务的终端设备40数目的统计信息。其他可能的要求可以是任一终端设备40是否可能选择上述包括快进、快倒等较复杂的播放方式。存储器媒体管理器62根据它内含的关于每个SMU20的静态数据和/或动态数据(如表格设备)和根据来自存储器媒体组63的请求，向存储器媒体组63建议一合适的SMU20或SMU20中一合适的存储器媒体，用于对最终设备40的视频服务。此外，存储器媒体组63响应来自终端设备40之一的请求而控制把软件程序下载给该终端设备40的操作。

如果使用多个存储器媒体管理器62，则每个存储器媒体管理器62可以向存储器媒体组63建议属于每个存储器媒体管理器62的合适SMU20用于视频服务。如果一存储器媒体管理器62不能满足存储器媒体组63的请求，则所述存储器媒体管理器62在被所述存储器媒体组63请求时会要求另一存储器媒体管理器62建议合适的SMU20。更具体说，通过服务项目组65，服务项目提供器64请求给存储器媒体管理器62指定SMU20之一。服务项目组65还控制由程序管理器67原始提供的控制软件程序的下载操作，其中程序管理器67管理着所有准备在本系统中使用的控制软件程序及向各设备发放更新、合适和有效的程序。

服务项目组65根据在其内部的代表服务项目识别和服务项目提供器之间关系的表格可以把适当的可下载软件程序下载给机顶盒40。当从服务项目提供器64提供请求时，服务项目组65根据本服务项目组中的表格可以决定哪个可下载的软件适合于机顶盒40的随后的操作。

即使存储器媒体管理器62失灵，也可以在SMU20输出视频和/或音频数据的同时恢复该失灵的存储器媒体管理器62，因为再现的视频和/或音频数据不是路由经过存储器媒体管理器62而是直接输出至ATM交换机1。

下面来说明全VCR功能，例如快进、倒放、快倒和静止播放方式。在全VCR功能的情况下，使用敏捷的存储器媒体，例如硬盘。敏捷存储器媒体安装在一个或更多SMU中。在开始视频点播服务时，所选视频节目的或者可能来自终端设备40VCR功能的视频节目的视频和/或音频数据从档案库SMU或发放SMU复制到该敏捷存储器媒体。在系统管理器60的控制下，敏捷存储器媒体以机顶盒40要求的播放方式输出视频和/或音频数据。如果最终用户请求全VCR功能，系统管理器60为改变虚拟通道创造条件，使得这样的最终用户通过虚拟通道连接到具有允许全VCR功能的硬盘的SMU上。在将以参差样式记录信息的MO盘上的信息提供给终端设备40及该终端设备请求例如快进或快倒播放方式的情况下，可以使用含有敏捷硬盘的另外SMU。当请求时刻和获得交付此播放方式的另一虚拟通道的时刻之间会经过一段时间时，这可能是有利的。当敏捷盘作中间使用时，在与请求时刻的所用虚拟通道的时间指针对应的时间指针处，可以接上该敏捷硬盘，可以加速或减速，接着当敏捷盘的时间指针和速度符合以选定的播放方式发放来自MO盘(该MO盘有以前进或倒退参差样式记录的信息)信息的另一虚拟通道的时间指针和速度时，可以断开该敏捷硬盘。

当机顶盒40要求诸如逐步快进方式或逐步快倒方式的简单VCR功能时，这些简单的VCR功能可以由另一发放SMU20来实现。在此情况下，不含有敏捷存储器媒体的发放SMU例如通过ATM接口在若干虚拟通道中以通道间各自的时间延迟输出以某一以后将描述的格式记录的视频和/或音频数据。然后在系统管理器60的控制下，ATM交换机1通过改变输入虚拟通道和输出虚拟通道之间的关系来以要求的播放方式向机顶盒40提供视频和/或音频数据。

以下将使用图1中的表格数据说明在各终端设备40、系统管理器60和各SMU20之间建立的通信的一些例子。如果终端设备40(STB-2)在时刻0：09通过调用由导航设备30之一提供的对应于所选电影的识别号码678901来请求该选定的电影，则该识别号码指定服务项目提供器64之一(SIP-1)。

服务项目提供器64(SIP-1)然后检查当前时刻；从本服务项目提供器64(SIP-1)内的表格中获得作为该电影开始时刻的下一可用时刻(time point，TP)0：10，及包括表示存储该电影的视频和/或音频数据的SMU20的号码“2”、表示电影可在时刻0：10从头开始取得的来自SMU20的服务项目流(service item stream，SIS)之一的号码“2”、以及供该流用的虚拟通道号码“21”在内的分发控制数据；然后向由尾号“2”表示的SMU20提供SIS号码“2”、虚拟通道号码“21”和终端设备号码“STB-2”。

服务项目提供器64(SIP-1)按照在本服务项目提供器64(SIP-1)中可得到的另一张表格的数据来更新ATM交换机1中的变换表，以便建立服务项目流(SIS)用的输入虚拟通道号“21”和终端设备40(STB-2)用的输出虚拟通道号“2”之间的关系。因此，所请求的电影的数据流在时刻0：10从头开始提供给终端设备40(STB-2)。

如果终端设备40(STB-1)请求服务项目提供器64之一(SIP-1)提供全VCR功能，服务项目提供器64(SIP-1)就从其内部的表格中获得包括表示具有全VCR功能的能力的SMU20的号码“4”、表示来自SMU20的服务项目流(SIS)之一的号码“1”，以及供该流用的虚拟通道号码“28”在内的分发控制数据；然后向由尾号“4”表示的SMU20提供SIS号码“1”、虚拟通道号码“28”和终端设备号码“STB-1”。

服务项目提供器64(SIP-1)按照在本服务项目提供器64(SIP-1)中可得到的另一张表格的数据来更新ATM交换机1中的变换表，以便建立服务项目流(SIS)用的输入虚拟通道号“28”和终端设备40(STB-1)用的输出虚拟通道“7”之间的关系。因此，所请求的电影的数据流以全VCR功能提供给终端设备40(STB-1)。

以上概述的交互式通信系统适合用作同时有多个信息提供器占有主、多个导航设备占有主、多个系统管理器占有主和多个用户的平台，在该平台上一方可以例如使用系统管理器60和/或一个或数个导航设备30，还可以使用一个或数个SMU20。

在图1中整个系统围绕单个ATM交换机1配置。应用一个以上的专用ATM交换机和/或公用ATM网络同样是可能的。还可以使用另一种类型的传输网络。然而，具有一个或更多ATM交换机的网络被认为是各种预计应用的最合适网络配置。

以下说明各设备的细节。

图2表示SMU20的结构。每个SMU20包括物理存储器媒体21(例如磁光MO盘)及相应的驱动程序或一个或更多硬盘及其相应的驱动程序，作为SMU20一部分或位于该单元20外部的ATM接口29、用于例如存储表格的存储器25、以及由CPU22、RAM24、ROM23和总线27组成的控制器26。

控制器26中的CPU22根据在ROM23中存储的软件程序、下载到RAM24中的附加控制软件程序和存储在SMU20的存储器25中的表格数据来控制存储器媒体21和控制SMU20的其他操作。

物理存储器媒体21主要包含服务项目，但在需要时也可包含待下载给终端设备40或一个或更多SMU20的控制软件程序。

SMU20中的ROM23最好包括微核操作系统(microkernel operatingsystem，MKOS)和诸如ATM驱动程序、MO盘驱动程序之类的存储器媒体接口驻留(storage medium interface resident，SMIR)软件。微核操作系统的功能为基本指令集，该微核操作系统只能做通信操作中最基本的操作，如准备由SMU20执行的专门适合于后续通信的控制软件的下载。ATM驱动程序用于建立通过ATM接口29的通信。MO盘驱动程序决定物理存储器媒体21的工作方式，这将在以后说明。控制器26还包括建立诸虚拟通道和诸终端设备40之间关系的表格25。

ATM接口29可以以全双工方式与ATM交换机1通信，在此方式下ATM接口29可同时传送输入和输出的ATM包28。在图2中示出的这种ATM包28包括通常由5字节组成的头标部分A和通常由48字节组成的信息字段部分B。

RAM24包括：ROM23中软件的可执行代码、使信息提供器具有最佳功能性的可下载模块(DLMS)以及缓冲器。

图3示出的SMU20的总线27分成分别的控制总线和分别的数据总线以提供高的通过量。

图4是图3SMU20中控制和数据流动的示意图。这里区分了输入和输出视频和/或音频数据、输入和输出控制数据以及待下载的输入控制软件程序。视频和/或音频数据、控制数据和软件程序的各自的包即使传送到同一SMU20或同一终端设备40也应该在头标中有不同的路由信息以便可彼此区别。

图5表示SMU20的第三个实施例，其中ATM交换机1和该SMU20的ATM接口29合并。其结果是，可直接通过ATM接口41建立从SMU20至终端设备40的连接。在此情况下，可以把系统管理器60连接到ATM交换机1，也可以由控制器26代替系统管理器60的功能。

图6表示对应于图2实施例的SMU20，该图示出读取和输出来自物理存储器媒体(例如盘)的数据段的方法。作为例子，数据组经由三个虚拟通道输出，这些通道也可以由分别的物理通道形成。该图示出以后将进一步说明的参差记录数据的再现原理。图中的SMU20包括缓冲器210和定时器211，其中缓冲器210最好是ATM接口29的一部分。视频数据划分成预定数目T的句子(sentences)，其中T对应于通道的数目，在图6的情况下，T等于3。每个句子划分成预定数目N的数据组，在图6的情况下N等于4。在以下列方法改变数据组的次序之后把视频数据记录到存储器媒体21中，改序的方法是在第1句的第n(其中n＝1，2，3，4…N)数据组之后顺序地接以第T、第T-1、…及第T-(T-2)句的第n数据组，n顺序递增，如图6左上方所示。

用以上方法记录的视频数据从存储器媒体21中按顺序周期性地再现。各T句子的第n数据组顺序存储在缓冲器210中并通过ATM接口29输出至各自不同的虚拟通道。在输出T个句子的各N数据组之后，在下一周期和以后周期中如图7所示地切换虚拟通道，使得N×T个数据组连续地经由每个虚拟通道再现，各虚拟通道再现的数据组有一个句子的时间差，如图6右方所示。

图8表示导航设备30的结构。导航设备30最好包括：由CPU32、ROM33、RAM34和总线37组成的控制器36，其中ROM33还有RAM34用于存储待下载到各终端设备40的导航软件程序；表格35，用于列出可获得的视频节目和识别数据(例如可获得视频节目的公用地址)；以及ATM接口31。控制器36按照存储在ROM33和RAM34中的程序来控制导航设备30的操作。当机顶盒40要求导航设备30作导航操作时，导航设备30把导航软件程序下载给机顶盒40。导航设备30接着向机顶盒40提供与可获得视频节目及其识别数据有关的信息。当在本交互式通信系统中使用公用网络时，可以使用公用地址。如果交互式通信系统具有多个使用例如日文版本、英文版本、三维图形版本等等的导航设备30，则可以提供许多种类和版本的导航菜单。

图9表示终端设备(此处为机顶盒40)的结构。机顶盒40可包括CPU45、RAM46、ROM47及MPEG解码器48。CPU45根据存储在ROM47和RAM46中的程序来控制机顶盒40的操作。所述程序可以从系统管理器60、SMU20或导航设备30下载。MPEG解码器48将经由ATM交换机1提供的压缩的视频数据和/或音频数据解码，将视频数据(必要时连同来自图形处理器49的数据)经由视频RAM存储器50提供给监视器43及将音频数据经由放大器51提供给扬声器系统42。CPU45按照用户通过键盘44或类似设备输入的指示数据(instruction data)产生需求数据。这样的需求数据经由ATM接口41输出。

图10表示系统管理器60的结构。系统管理器60包括CPU68、ROM69、RAM70、ATM接口61和例如表格设备形式的存储器71，这里存储器ROM69和RAM70用于存储待下载到各机顶盒40和/或各SMU20的各种VOD软件程序。CPU68控制系统管理器60的操作。系统管理器60向各SMU20和各机顶盒40提供操作软件并更新代表ATM交换机1中输入虚拟通道和输出虚拟通道之间关系的数据的表格。这样的系统管理器60可以完成上述与存储器媒体管理器62、程序管理器67、服务项目提供器64、服务项目组65和信息提供器路由管理器66有关的一切功能。

图11表示场景的序列，该序列可以通过显示不同传输通道上的视频数据来实现。在本例中，由于T＝12，使用了12个(虚拟)传输通道，虽然为简单起见从图中略去了通道4至12。数据组用图6和图7的同样方法从包含参差记录数据的物理存储器媒体21中再现，并经由这些虚拟通道输出。如图11所示，通过对组成这种场景的视频数据的输入从一个通道切换到另一通道，就可以改变场景的顺序，从而实现简单的VCR功能。例如，通过在显示场景“2”的同时从通道1切换到通道2，可显示场景“4”，从而作为快进方式跳过了场景“3”。同样通过在显示场景“6”时从通道3切换到通道1，下次显示的将是场景“5”，从而创造了倒放方式。虚拟通道之间的这种切换的实现依靠在系统管理器60的控制下按照来自终端设备40的控制数据对ATM交换机1中转换表的更新。当不作通道之间的切换时，将遵循场景的自然顺序，因为这是视频数据在单一通道上出现的顺序。

通过从通道3切换到通道1，场景“5”在场景“6”之后出现。于是进行了倒放。

图12表示要用终端设备40执行的马赛克功能的例子，根据该功能，在监视器43上显示从序列中取出的选定场景。如此，用户可以通过输入设备44发出相应的需求来选择电影开头之外的起点。这样的马赛克功能当然也可以用于观察可通过一个或数个导航设备3选择的服务项目的菜单，例如若干可选择视频节目的标题帧；借助于实时地切换虚拟通道、与此同时把选择的场景存储到视频RAM50中，或者借助于再现以前存储在SMU20中的视频数据作为马赛克视频数据，就可以显示这些为马赛克功能而选择的场景。

以下参照图13至15说明在物理存储器媒体21上视频数据的记录格式。

图13表示物理存储器媒体21，其中头90安装在可向着或离开物理存储器媒体21中心移动的臂91上。这里，物理存储器媒体21由MO盘组成。数据组按照参差记录顺序92存放在MO盘21的各数据道中，如图13物理存储器媒体21上方所示。在图示的顺序92上下的箭头表示头90从物理存储器媒体21读取数据组的次序。如该图所示，再现头90在离中心向外通过物理存储器媒体21时跳过一些数据组，在朝中心向里通过物理存储器媒体21时读取这些跳过的数据组。这样，在要送到SMU 20的控制器26去的数据组的顺序终点和起点之间就不存在时间损失(见图6)，保证了数据组按照SMU20的控制器26所要求的次序的连续流动。由于数据组的连续流动，只需要小规模的缓冲存储器。

要以上述格式记录到存储器媒体的视频数据从所述存储器媒体21再现，并从SMU20通过ATM接口29以3个虚拟通道输出至ATM交换机1。

在图14中把具有相同内容但是相反时间方向的第一和第二视频数据记录在盘上。在此例中，第一视频数据的数据组和第二视频数据的数据组交错。当机顶盒需要正常前进、快进或逐步快进播放方式时，使用第一视频数据。另一方面，当机顶盒需要倒放方式时，则使用第二视频数据。此外，有可能在盘上隔道记录第一视频数据的数据组。第二视频数据的数据组存储在盘的其余道上。接着通过以第一方向移动再现头来隔道从盘上再现所记录的第一视频数据。通过以该第一方向移动再现头来从盘的其余道中再现所记录的第二视频数据。还可能在再现第一视频数据之后以第一方向的相反方向再现第二视频数据，以便获得与图13所示的记录格式相同的效果。

如果第一和第二视频数据按照MPEG标准编码，第二视频数据的编码方式应该与第一视频数据的相反。在此情况下，也许不可能如上所述地以相反方向再现第二视频数据。在图14A的例子中，对于前进和倒退播放，头的移动距离也都为最小，因为前进数据组(1F、2F、3F、4F等)与图13类似地每隔3道记录，而倒退数据组(12R、11R、10R、9R等)也每隔3道分别记录在2F、3F、4F等之前。在盘的边缘处，头的移动距离也达到最小，这能够分别从外边缘处的顺序6F、7F和8F及7R、6R和5R以及从内边缘处的顺序12F、1F和2F及1R、12R和11R看清楚。

图15是表示在监视器上显示的视频数据的顺序的图，其中该顺序的获得方法是使用图14所示的记录格式和读取顺序并且分别在不同虚拟通道接收和送出以便获得前进和/或倒退播放方式，为此，数据以如作为例子参照图13、14和14A所述的参差样式记录。

现在来参照图16说明多路播送功能。在多路播送功能下，图1的系统管理器60还管理视频数据的分发。如果系统管理器60甚至在服务过程中从一个或更多终端设备40接收到要求提供与从SMU20之一发送至其他终端设备40的或由其他终端设备40请求的同样的视频和/或音频数据的需求数据，系统管理器60就向ATM交换机1输出对接收的需求数据作出响应而产生的包括从SMU20选择的视频数据的输入虚拟通道信息和请求该视频和/或音频数据的终端设备40的输出虚拟通道信息在内的分发控制数据。例如，如果终端设备STB-3请求“视频1”、“视频2”、“视频3”的视频数据，而这些视频数据与由另一终端设备STB-1通过输入虚拟通道“vc1”请求、并从SMU20通过输出虚拟通道“vc7”发送至该另一终端设备STB-1的“视频1”、“视频2”、“视频3”视频数据相同，则系统管理器60输出更新的变换表至ATM交换机1，使得发送“视频1”、“视频2”、“视频3”的ATM包的头标在ATM交换机1中被更改为对应于输出虚拟通道“vc7”的头标及对应于由终端设备STB-3指定的输出虚拟通道“vc8”的头标。因此，含有“视频1”、“视频2”和“视频3”的ATM包同时供给终端设备40STB-1和STB-3这二者。

图17所示的通信顺序表示建立从SMU20到机顶盒40的视频数据流的方法。首先，在步骤1，用户通过他的输入设备44通知由STB表示的机顶盒40他希望进入系统。机顶盒40的回答方式是在步骤2询问用户他希望选择何种服务，如点播的视频、游戏或只要电视。这种可选择的选项可以存储在机项盒40的存储器中。往下，在步骤3，用户把他的选择通过他的输入设备44输入到机顶盒40，这就涉及了在本图中用Navi表示的导航设备30。以下的描述与用户已选择视频点播服务菜单的情况相关，该菜单适用于一个或数个导航设备30。然而在本图中为清晰起见只表示出一个导航设备30。

在步骤5导航设备30向机顶盒40提供可选择视频服务的菜单，这些可选择视频服务是该导航设备30可以进入的。在所述菜单中，也可包括向机顶盒40指引能进入另一些视频服务的另一导航设备30的一些选项。在下一步骤6，机顶盒40通过把菜单显示在监视器43上而将该菜单送交给用户。在步骤7，用户通过其输入设备44输入他的选择，在本例中该选择是请求进一步的菜单。该请求在步骤8传送到导航设备30，据此，在步骤9导航设备30向机顶盒40提供新的选择内容的菜单。步骤7至10可以反复多次直至如同步骤10中的情况那样，即机顶盒40旁的监视器43上显示包含用户希望选择的视频节目选项的菜单。用户选择该选项，这由步骤11表示。在步骤12，机顶盒40请求由SIP表示的服务项目提供器64为把视频流送给机顶盒40提供与该服务项目提供器64地址相对应的已知公用地址。在步骤13，服务项目提供器64首先向由SIG表示的服务项目组65请求给机顶盒40提供使其建立最佳地处理视频流所需的控制数据。在步骤14，把该控制软件下载到机顶盒40中。现在机顶盒40能够发出与VCR功能有关的命令了。在步骤15向服务项目提供器64发出第一个播放命令。在步骤16，服务项目提供器64为上述请求找出第一个可获得的视频流，在本例中该视频流来自由SMU1表示的存储器媒体单元20，接着服务项目提供器64设置由ATM SW表示的ATM交换机1，使得通过改写ATM交换机1中的虚拟通道表将所述存储器媒体单元20和机顶盒40连接。在步骤17和18，所请求的视频流通过ATM交换机1路由到机顶盒40，现在所请求的视频节目可以在监视器43上显示了。

在图18中阐明了系统的动态重新配置。在该时序表中，在行13上服务项目组(SIG)创建SMU安装器的新事例，并提供源SMU、目的SMU的号码和其他参数。在行14上，SMU安装器执行向作为目的的SMU1的下载操作，并且让SMU1等待数据。在行15，SMU安装器请求作为源的SMU2开始向作为目的的SMU1提供数据。在行16，所请求的数据从SMU2传送到SMU1。在行17，SMU2向SMU安装器报告数据传送已完成。在行18，SMU安装器向SIG告知SMU1准备好供应数据，此后SMU安装器消失。在行19，SIG请求SMU1开始向一定的虚拟通道供应数据，使这样的数据可以向最终用户们供应。

在以上说明中参照各优先实施例描述了不少特性和细节。但是应该理解本发明不限于对这样的优先实施例的上述描述。所请求的权利由以下的权利要求书来限定。

Claims (5)

1.一种提供信息的系统，包括：

路由设备；

连接到所述路由设备的存储器媒体单元，用于存储信息数据；

连接到所述路由设备的多个终端设备，每个终端设备都具有输入设备和再现信息的再现设备，其中所述各终端设备输出请求已选定信息数据的需求数据；

连接到所述路由设备的管理设备，用于管理所述信息数据的分发，所述管理设备接收来自所述各终端设备的所述需求数据，其中所述管理设备输出包括所述已选定信息数据的通道信息在内的分发控制数据；

其中所述存储器媒体单元根据所述分发控制数据输出一个或更多数据包形式的、带有路由信息的所述已选定信息数据；以及

其中所述路由设备包括表格，在所述表格中存储有表示所述存储器媒体单元的路由信息和所述各终端设备的路由信息之间关系的数据，其中当多于至少一个的所述终端设备要求同一所述信息数据时在所述路由设备中根据数据把来自所述存储器媒体单元的路由信息改换为所述终端设备的对应路由信息。

2.如权利要求1所述的信息提供系统，其中所述信息数据是视频数据和/或音频数据。

3.如权利要求1或2所述的信息提供系统，其中所述路由设备包括至少一个ATM交换机，以及其中所述数据包是ATM包。

4.如权利要求1、2或3所述的信息提供系统，其中所述管理设备根据需求数据来更新所述表格的内容。

5.如权利要求1至4中任何一个权利要求所述的信息提供系统，配备有连接到所述路由设备的一个或更多第二存储器媒体单元，用于存储信息数据和根据所述分发控制数据以一个或更多数据包的形式输出带有第二路由信息的所述已选定信息数据，其中当所述第一和/或第二存储器媒体单元之一失灵时所述管理设备更新所述表格的内容。

Images