CN1194545C - 识别信号路由用于将视频点播传递给用户终端的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供识别适当的视频信号路径的方法和装置，用于传递VOD数据到VOD系统中的用户。信号路径(146)可以是混合光纤和电缆(HFC)网络的一部分，使得HFC中的其他信号路径能服务其他区域中的用户。因为每个路径不需要服务所有区域，VOD服务器(106)提供的总带宽不需要提供所有区域，所以提供给每个区域的带宽能匹配于该区域的需要。当用户设备A请求VOD节目时，由用户终端从VOD服务器接收的标识与用户请求一起返回到服务器。根据此标识，VOD服务器能确定请求用户的位置区域，而VOD服务器随后能发送请求的节目到用户位置的区域。

Description

识别信号路由用于将视频点播传递给 用户终端的方法和装置
有关申请
本专利申请要求2000年1月13日提交的题为“识别信号路由用于将视频点播传递给用户终端的方法和装置”的美国临时专利申请号60/176,393在35USC§§119和120下的优先权。
附录
附后的附录A(页A1-A6)包含有关题为“声频，图象，多媒体和超媒体(Hypermedia)信息的编码”的ISO/IEC JTC 1/SC 29标准的信息。
技术领域
本发明涉及传递视频点播(VOD)的领域。尤其本发明涉及识别从视频服务器到用户终端的声频/视频信号路径。
背景技术
通常，诸如CNN的有线电视网和来自VOD服务器的视频节目从电缆集线器或视频源设备通过混合光纤和同轴电缆(HFC)电视网络将声频/视频节目信号发送到一个或多个有线电视用户。按照国家电视标准委员会(NTSC)，视频信号在6MHz信道槽中传输，后者使用频分复用(FDM)保持分隔。每个分开的基带视频信号被赋予唯一的视频(RF)，并上变频到其指定的RF频率，使得多个信号能按FDM同时共享HFC网络。
来自集线器或视频源的节目信号通常作为模拟信号或作为数字传输流发送。例如，每个模拟声频/视频节目信号能占据一个6MHz信道。能传送数字传输流的数字协议的例子是运动图象专家组(MPEG或MPEG-2)，在附后的附录A中做更详细的描述。MPEG-2是标准化协议，借助它的运动图象和伴随声音跟踪能数字化通信。此标准定义数据包，每个数据包包括包头和数据域。对数字网络或视频服务器节目，多个数字信号或节目能共享6MHz信道。数字信号通常使用正交调幅(QAM)。QAM-64和QAM-256是常用的QAM调制方案。通常，模拟和QAM信号的组合能经过HFC网络使用FDM发送到有线电视用户。QAM-256调制器具有约38Mbps的数据通量，它相当于10个同时的声频/视频节目，每个占3.8MbpsVOD。
来自每个集线器的多个HFC网络或路径将有线电视节目传输到不同区域，如在不同的地理邻区。对于非-VOD有线电视网络，通常使用上变频器在相应6MHz槽或RF信道频率中的所有HFC网络上广播节目信号。另外的上变频器可以在其他RF信道中向所有HFC网络广播另外的信号。因此，每个邻区在对应的RF信道频率上接收所有同样的节目。
但是，对VOD那样对每个区域或邻区广播VOD节目的方案可能是低效的。例如，假设一个集线器馈给三个HFC网络，每个HFC网络提供数据到不同的邻区。例如，还假设为满足对VOD的要求，每个邻区需要最多20个同时节目。假设，对每10个节目需要一个QAM信道，20个节目等价与2个QAM信道，或12MHz。对所有三个邻区，在集线器中的视频服务器需要支持60个同时视频节目，所以需要6个QAM信道。如果所有6个QAM信道被上变频并在所有三个HFC网络上广播，则每个HFC网络上需要36MHz的带宽。但是，因为每个邻区期望只需要12MHz带宽，所以此技术的缺点是导致不必要的带宽提供给每个邻区。
因此，需要传递VOD数据的技术与系统，它没有通常系统的上述缺点。这是本发明指向的目标。
发明内容
本发明涉及识别信号路由以将视频点播(VOD)传递给VOD系统用户的方法和装置。在VOD系统中，来自VOD服务器的每个信号路径仅服务于指定区域或邻区中的用户。信号路径可以是混合光纤和电缆(HFC)网络的一部分。在HFC网络中的其他未使用的路径可随后用于其他区域中的用户。因为每个路径不需要服务所有的区域，所以由VOD服务器提供的总带宽不需要提供给所有区域，所以带宽没有浪费。而是，提供给每个区域的带宽与该区域的需要相匹配。
按本发明，指定给每个区域一个唯一的标识。视频服务器可以周期地发送适当的标识给每个区域的用户终端。用户终端能预置成接收该唯一的标识。当一用户请求VOD节目时，由用户终端从VOD服务器收到的标识与该请求一起返回给服务器。根据此标识，VOD服务器可以确定请求的用户所在的区域。VOD服务器随后发送请求的节目到用户所在的区域由用户接收。这避免了VOD服务器必须不必要地发送所请求的节目到所有其他区域。
按本发明的一个方面，VOD服务器识别将VOD传递给VOD系统用户的一个合适视频信号路径。用户可以按多个组安排，每个组具有从服务器到该组中用户的一个或多个对应信号路径。每个组从服务器接收一个对应标识。用于对服务器的节目请求包括与该用户属于的组有关的标识。响应该请求，服务器通过对应于该组的信号路径向该用户提供请求的节目。
因此，按本发明，提供用于将视频点播分配到一个或多个用户组的视频点播视频源，其中每个用户组由一个或多个连结到该视频源的调制器提供服务，每个调制器在不同的频率上调制视频点播的数据。视频源包括一个视频服务器，一个连结到视频服务器的应用服务器，对每个用户组周期地产生唯一标识的装置，接收来自用户的视频点播数据的请求的装置，该请求包括对该用户所属的用户组的唯一标识包、对特定视频点播数据的请求和唯一用户标识符，以及根据唯一的标识包从一个或多个服务于该用户所属用户组的调制器中选择一个调制器的装置。
按本发明的另一个方面，提供一种用于分配视频点播的视频点播系统，它包括具有一个视频服务器和一个应用服务器的视频源以及一个或多个连结到该视频源的调制器，一个或多个用户组，每个用户组由一个或多个调制器提供服务，一个或多个服务于一个特定用户组的调制器在不同频率调制视频点播数据，使得特定用户组的调制信号共享同一物理介质。此视频源还包括对每组用户赋予唯一设备(plant)标识符并接收来自用户的节目请求的装置，所述请求包括该用户所属组的设备标识符，使得指定给特定用户组的视频点播数据被一个或多个服务于该特定用户所属的特定用户组的调制器所调制。
按本发明的另一方面，提供一种视频点播的传递方法，用于将视频点播分配给一个或多个用户组，其中每个用户组由一个或多个连接到视频源的调制器提供服务，每组用户被赋予唯一的设备标识。该方法包括由特定的用户接收唯一的设备标识，由特定用户对视频源产生视频点播数据请求，视频点播的数据请求包括唯一的设备标识，数据请求和唯一的用户标识，并在视频源处根据唯一的设备标识从分配给特定用户所属用户组的一个或多个调制器中选择一个调制器。
按本发明的另一个方面，提供一种用于分配视频点播的方法，包括以下步骤：对多个用户终端组中的每一个分配唯一的标识，每个用户组具有一个或多个从视频服务器到用户组中用户的相应信号路径；从视频服务器向用户组中的用户发送用户组的标识；用户组中的一个用户向视频服务器发送节目请求，该请求包括该用户组的标识；以及通过一个或多个信号路径从视频服务器向发出请求的用户发送所请求的节目。
按本发明的另一个方面，提供一种用于分配视频点播的方法，包括以下步骤：对多个区域中的每一个分配唯一的标识；从视频服务器向所述区域中的用户终端发送标识；用户终端向视频服务器发送节目请求，该请求包括用户终端从视频服务器接收到的标识；根据请求中包括的标识确定发出请求的用户终端所在的区域；以及向发出请求的用户终端所在的区域发送所请求的节目，由所述用户终端接收。
附图说明
图1A示出按本发明的视频点播(VOD)系统；
图1B示出按本发明视频路径分配；和
图2示出用于按本发明识别VOD信号路径的方法。
具体实施方式
本发明特别适用于基于QAM的VOD系统，正是在此范围内描述本发明。然而应明白，按本发明的系统和方法具有很大的实用性。
图1A-B示出一方块图，表示按本发明的视频点播(VOD)系统的较佳实施例的例子。集线器或视频源100可以包括互相连接的视频服务器102和应用服务器104。在较佳实施例中，例如视频服务器102可以是nCube公司的媒体立方(MediaCube)，并可以包括由一个或多个处理器(未示出)执行的一段或多段软件或软件模块，如操作系统(如来自nCube公司)，实时流协议(RTSP)应用程序(如来自nCube公司)和视频服务器应用程序(如来自Oracle公司)。视频服务器102是众知的，因此其各单元可以由其他单元更换或替代而不背离本发明。视频服务器102也可以包括数据格式器106，它将数字声频/视频数据格式化成适于发送的格式。在较佳实施例中，数据格式器106能包括如众知的MPEG多路复用器。在一个较佳实施例中，应用服务器104可以包括一个运行Solaris操作系统的Sun Microsystems Ultra-5服务器(也可以从SunMicrosystems得到)，一个数据库应用程序(如从Oracle公司得到的Oracle-8)和其他应用程序(如用Java语言写的)。应用服务器104可以是传统的，因而其各单元可以用其他单元更换或替代。
如运动图象节目那样的声频/视频数据可以由视频服务器102从预先存入的视频节目或存在视频服务器连接的储存设备中的电影产生，或者可以远离视频服务器存储并与视频服务器通信。声频/视频数据可以由数据格式器106格式化用于发送。例如，声频/视频数据可以按用于数字视频广播，异步串行接口(DVB/ASI)的MPEG-2多节目传输流(MPTS)数字视频信号标准格式化。在较佳实施例中，例如格式化的DVB/ASI视频数据可以包括多达62个同时广播节目(“节目”)。然后选定的节目被提供给多个众知的正交调幅(QAM)调制器108-118(在示出例子中QAM1-QAM6)。例如，节目1-2可以被保存；节目3-2可以提供给调制器108；节目13-22可以提供给调制器110；节目23-32可以提供给调制器112；节目33-42可以提供给调制器114；节目43-52可以提供给调制器116；节目53-62可以提供调制器118。每个调制器包括一个众知的上变频器(U/C)119。在较佳实施例中，调制器108，112，116可以将视频信号上变频到300MHz频率用以发送，而调制器110，114，118可以将视频信号上变频到306MHz频率用于发送。很明显，可以选择其他发送频率。此外，例如调制器108-118可以并入集线器100之中，作为视频服务器102的一部分。
然后，每组节目能经过诸如混合光纤和同轴电缆(HFC)网络那样的一个或多个对应网络链路120-130传送到一个或多个用户组132-136(见图1B)。因为网络链路120和122可以是频分复用的(FDM)，所以链路120和122可以共享同一个物理发送介质。类似地，其他链路124，126和128，130能共享同一物理介质。给定用户组能从中接收视频信号的每个指定的RF上变频QAM调制器分组被称为设备(plant)(如图1A中所示的实例设备A，设备B，和设备C)。因此，调制器108和110可以对应于服务用户组132的设备A；调制器112和114对应于服务用户组134的设备B；调制器116和118对应于服务用户组136的设备C。每个设备可以表示从视频源或集线器通过光学节点扩展到一个邻区的一个物理HFC网络。
每组用户132-136可以位于不同的区域或邻区中。如终端138那样在设备或用户组中的每个用户终端可以包括如机顶盒和电视机那样众知的声频/视频接收器和显示装置(未示出)，并可位于用户家中或办公场所。
除了发送用户请求的声频/视频数据以外，每个设备也能发送标识命名符到由该设备服务的用户。为此，分配给每个设备一个唯一的设备标识码名或号。在示出的例子中，分配给设备A一个传送到组132中用户的第一标识(设备ID 1)；分配给设备B一个传送到组134中用户的第二标识(设备ID 2)分配给设备C一个传送到组136中用户的第三标识(设备ID 3)。在较佳实施例中，标识被数据格式器或MPEG-2多路复用器106按照MPEG-2标准(在附后的附录A中作更详细描述)打包成包(这里称作“标识包”)，其中头信息识别包的节目标识(PID)，它将其有效载荷类型作为在节目映射表(PMT)包中的“用户数据”相联系。在此情况的有效载荷包括适当的标识码或名。适当的标识包最好经过与每个设备有关的调制器之一循环地(如每秒一次)发送到用户组132-136的每一个。例如，标识包可被300MHz调制器108，112和114发送。在这种情况，每组用户可以监控接收到的标识包的300MHz信号。
组132-136的用户终端可以预置成用预加载到该用户终端的适当应用程序监控设备识别包的接收信号。例如，应用程序可以在每个用户终端制造或安装时加载。另外，应用程序可以通过应用服务器104或其他应用服务器，经LAN146或众知的四相移相键控(QPSK)调制解调器144，由前向路径140或如Scientific Atlanta Inc.的网络控制器BFS那样的广播文件系统(BFS)提供给用户终端。
因此，设备标识可以作为MPEG流由至少一个调制器108-118对每个设备发送。例如，在每个设备上至少一个调制器108-118能传输唯一的标识，作为其多路复用器中的MPEG节目。包含标识节目的每个设备的调制器都可以具有同样的RF上变频频率分配(如300MHz)。这些调制器在这里称为参考调制器(如调制器108，112，116)。对每个设备的唯一设备标识可以在配置该VOD系统时确定。该标识能被包装程序插入MPEG传输包，并由视频服务器102存储或访问它。设备标识包可以与其他MPEG节目(通常为视频和相关的声频)一起重复发送，或经过与参考调制器相关的RF信道单独发送。现在将详细描述按本发明识别VOD信号路由的方法。
图2示出对如电影那样的特定VOD数据段用于识别到属于特定设备的特定用户的信号路由的方法200。更详细地，当如终端138处用户那样的用户希望订阅电影时，该用户可调至他机顶盒上的电影频道。然后，在步骤202中，起动他机顶盒中的VOD应用。此应用程序能驻留在机顶盒中或在用户访问该用户频道时从应用服务器104或其他应用服务器下载。在步骤204中，应用程序能使终端138调谐到确定为参考调制器(如300MHz)的RF信道。然后在步骤206中，终端接收标识符包，然后通过提取该参考调制器(如对终端138，参考调制器是调制器108)上MPEG多路复用器中预先分配MPEG节目号中的MPEG用户数据来读出设备标识。
然后在步骤208中，用户终端(如终端138)的机顶盒能将设备标识随同电影请求发送到集线器100的应用服务器104，以响应用户对电影或其他节目的请求。对用户终端唯一的标识也可以发送到集线器100。例如，用户终端能经过前向路径140和返回路径142，QPSK调制解调器144和局域网(LAN)146与集线器通信。前向和返回路径140，142可以是HFC网络的部分。但是，很明白，在用户终端和集线器之间的通信可由如LAN，直接电话连接或环球网(Internet)那样的其他装置提供。
在接收了设备标识和用户识终端标识之后，应用服务器104可以确定哪个调制器、视频服务器102输出连接器和节目号服务于那个特定的用户终端。因此，集线器100能确定，哪个调制器108-118能达到请求的用户。然后，请求的视频节目能由合适设备中的调制器发送。例如，终端138由设备A提供服务。因此，调制器108和110均能达到用户终端138。然而，如图1A-B所示，调制器112-118不能达到用户终端138。
然后从对应的节目号中选出可得到的节目(如对设备A可选择节目3-22之一)，将请求的节目发送给用户。然后所选的QAM调制器RF频率和节目号经过前向路径140发送到如终端138那样的请求用户终端。作为响应，如终端138那样的用户终端的机顶盒然后能将自己配置成从该QAM调制器接收声频/视频数据。然后在步骤210中，视频服务器102将请求的节目通过选定的信道提供给用户。一旦节目结束，发送终止。在发送节目给一个用户终端期间，在组132-136中的其他终端能以此方式与集线器100相互作用以接收请求的节目。因此，通过将调制器108-118的一个子集分配给每个用户组132-136，使可得到的系统带宽被有效使用。多余的带宽能用于其他的节目。
虽然上面已经参考本发明的特定实施例，本领域熟练人员明白，可以作出这些例子中的改变而不背离本发明的原理和精神，本发明的范围由附后的权利要求确定。例如，对每个设备的调制器和节目的数目可以改变。此外，设备的数目可以更改。此外，这里揭示的特定协议和调制参数可以改变。系统也能包括到多个QAM调制器组的多个DVB/ASI信道，因而改变在图1A-B中示出的调制器数目。

Claims (17)

1.一种用于将视频点播分配给一个或多个用户组的视频点播的视频源，其特征在于，每组用户由连结到该视频源的一个或多个调制器提供服务，而每个调制器在不同频率处调制视频点播数据，该视频源包括：
一个视频服务器；
一个连结到该视频服务器的应用服务器；
用于对每组用户周期性产生唯一的标识包的装置；
用于接收来自用户的视频点播请求的装置，该请求包括该用户所属用户组的唯一标识包，对特定视频点播数据的请求以及唯一的用户标识符；和
根据唯一的标识包从服务该用户所属用户组的一个或多个调制器中选择一个调制器的装置。
2.如权利要求1所述的视频源，其特征在于，该应用服务器还包括用于将与选定调制器相关的节目段分配给所请求视频点播数据的装置，和用于将所选的调制器和分配的节目段发送到用户，使得该用户终端被配置成接收所请求的视频点播数据的装置。
3.如权利要求1所述的视频源，其特征在于，还包括在视频源和一个或多个用户之间双向通信路径，其中视频点播数据的请求和选定的调制器及分配的节目段在该双向通信路径上传输。
4.如权利要求3所述的视频源，其特征在于，双向通信路径还包括连接到视频源的通信网络和连结在一个或多个用户组及通信网络之间的调制解调器，使得在视频源和一个或多个用户组之间实现双向数据通信。
5.一种用于分配视频点播的视频点播系统，其特征在于，包括：
一个具有视频服务器和应用服务器的视频源；
一个或多个连接到视频源的调制器，一个或多个用户组，每个用户组由一个或多个调制器提供服务，所述一个或多个调制器服务特定的用户组，在不同频率调制视频点播数据，使得对特定用户组的调制信号共享同一物理介质；
所述视频源还包括对每个用户组分配唯一的设备标识符并接收来自用户的节目请求的装置，所述请求包括该用户所属组的设备标识符，使得使用服务于该特定用户所属的特定用户组的一个或多个调制器调制为该特定用户指定的视频点播数据。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括用于从用户接收数据并将数据发送到用户的双向通信路径；和在每个用户组中的一个或多个用户终端，每个用户终端还包括用于接收由视频源周期地发送到该用户组的唯一设备标识符的装置，和用于将数据请求经过双向通信路径发送到视频源的应用服务器以请求将视频点播数据发送到用户的装置，数据请求包括唯一的设备标识符、数据请求和唯一的用户终端识别；视频源还包括用于从服务于该特定用户的一个或多个调制器中选择一个调制器的装置，将选定调制器中的节目段分配给用户请求的数据的装置，和经过双向通信路径将选定的调制器和节目段发送到该用户使得该用户终端将自己配置成接收所请求的视频点播数据的装置。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，双向通信路径还包括连结到视频源的通信网络和连结在一个或多个用户组及通信网络之间的调制解调器，使得在视频源和一个或多个用户组之间实现双向数据通信。
8.一种用于分配视频点播到一个或多个用户组的视频点播传递方法，其特征在于，每个用户组由一个或多个连结到视频源的调制器提供服务，分配给每个用户组唯一的设备标识，此方法包括以下步骤：
由特定用户接收唯一的设备标识；
由该特定用户向视频源产生视频点播数据的请求，该视频点播数据的请求包括唯一的设备标识，数据请求和唯一的用户标识；和
在视频源处根据唯一的设备标识从分配给该特定用户所属用户组的一个或多个调制器中选择一个调制器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括从选定的调制器分配特定的节目段给所请求的视频点播数据，将特定的节目段和选定的调制器信息从视频源发送到特定的用户终端，并配置该特定的用户终端使其接收所请求的视频点播数据。
10.一种用于分配视频点播的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对多个用户终端组中的每一个分配唯一的标识，每个用户组具有一个或多个从视频服务器到用户组中用户的相应信号路径；
从视频服务器向用户组中的用户发送用户组的标识；
用户组中的一个用户向视频服务器发送节目请求，该请求包括该用户组的标识；以及
通过一个或多个信号路径从视频服务器向发出请求的用户发送所请求的节目。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括根据所述标识从指定给该用户组的一个或多个调制器中选择一个调制器。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括将选定调制器的特定程序时隙指定给所请求的节目。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括将选定解调器和特定程序时隙的信息发送给发出请求的用户，并且使发出请求的用户终端根据所述信息接收节目。
14.一种用于分配视频点播的方法，其特征在于，包括以下步骤：
对多个区域中的每一个分配唯一的标识；
从视频服务器向所述区域中的用户终端发送标识；
用户终端向视频服务器发送节目请求，该请求包括用户终端从视频服务器接收到的标识；
根据请求中包括的标识确定发出请求的用户终端所在的区域；以及
向发出请求的用户终端所在的区域发送所请求的节目，由所述用户终端接收。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括根据所述标识从指定给发出请求的用户终端所在区域的一个或多个调制器中选择一个调制器。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将选定调制器的特定程序时隙指定给所请求的节目。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括将选定解调器和特定程序时隙的信息发送给发出请求的用户，并且使发出请求的用户终端根据所述信息接收节目。
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