CZ20001638A3 - Systém a způsob udržování synchronizace časování v digitální televizní síti - Google Patents

Abstract

Systém udržování synchronizace časování v digitálním systému obrazového přenosu obsahuje filtr, který je konfigurován tak, aby přijímal programovou skupinu obsahující soustavu programů a oddělil nejménějeden z tčchto programů, vyrovnávací paměť ve spojení s uvedeným filtrem, vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) ve spojení s filtrem, čítač ve spojení s vyjímacím zařízením hodinové reference programu (PCR) a multiplexor ve spojení čítačem a konfigurovaný tak, aby přijímal výstup z vyrovnávací paměti a čítače. Způsob k udržování synchronizace časování v přenosovém systému digitálního obrazu obsahuje kroky: přijetí transportního toku digitálního obrazu majícího referenční hodnotu časování a skládajícího ze soustavy paketů a obsahujícího soustavu programů, filtrování transportního toku, aby se získal nejménějeden požadovaný program ze soustavy programů, dodání požadovaného programu do vyrovnávací paměti a monitorování tohoto požadovaného programu, aby se zjistila přítomnost referenční hodnoty časování v kterémkoli z validních paketů. Rovněž se provádějí kroky kopírování referenční hodnoty časování do čítače, zvýšení hodnoty na čítači o hodnotu rovnající se času, po který požadovaný program zůstává ve vyrovnávací paměti, dodání referenční hodnoty časování do multíplexoru a přepsání referenční hodnoty časování do požadovaného programu poté, co požadovaný program opustí vyrovnávací paměť.

Description

Systém a způsob udržování synchronizace časování v digitální televizní síti

ODKAZY NA SOUVISEJÍCÍ PATENTOVÉ PŘIHLÁŠKY

Tímto dokumentem se uplatňuje nárok na prioritu a právo na zápis data prozatímní patentové přihlášky mající název DIGITÁLNÍ OBRAZOVÝ A DATOVÝ SYSTÉM, které bylo přiděleno pořadové číslo 60/064, 153, a které byla registrována 4. listopadu 1997 a jejíž text je tímto zahrnut ve formě odkazu, a která souvisí s následujícími společně uváděnými patentovými přihláškami Spojených států:

SYSTEM AND METHOD FOR THE DELIVERY OF DIGITAL VIDEO AND DATA OVER A COMMUNICATION CHANNEL (Systém a způsob přenosu digitálního obrazu a dat přenosovým kanálem), tímto podanou ve stejném datu (Attorney Docket Number 62002-1990), COMPUTER SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING DIGITAL VIDEO AND DATA OVER A COMMUNICATION CHANNEL (Počítačový systém a způsob zajištění digitálního obrazu a dat přenosovým kanálem), tímto podanou ve stejném datu (Attorney Docket Number 62004-1040) a APPARATUS AND METHOD FOR TRANSPORTINGINFRARED AND RÁDIO FREQUENCY SIGNALS (Přístroje a způsob přenosu infračervených a vysokofrekvenčních signálů), tímto podanou ve stejném datu (Attorney Docket Number 62004-1060), které jsou tímto všechny zahrnuty ve formě odkazu.

Oblast techniky

Obecně se týká tento vynález přenosu digitálního obrazového signálu a dat a konkrétněji systému a způsobu udržování synchronizace časování v digitální televizní síti.

Dosavadní stav techniky

Přenos digitálních obrazových signálů k účastníkovi se prováděl mnoha způsoby. Na příklad přenos digitálních obrazových signálů používající metodiky komprese/dekomprese skupiny filmových odborníků (motion pictures experts group (MPEG-2) může být prováděn pomocí různých médií jako je koaxiální kabel, optický kabel a satelit. Některé z těchto systémů přenosu se pokládají za televize na přání nebo téměř televize na přání, jelikož účastník nebo předplatitel si může vybrat z určitého množství nabídek a podle svého přání se občas na určitý program podívat. V systémech televize na přání se typicky účastníkovi nabídne výběr programů, které jsou k dispozici v určitých opakujících se časech.

WO 99/23833

PCT/US98/23546

Dále se vysílání obrazového signálu týká souboru programů, které jsou uváděny na základě denního nebo týdenního časového rozvrhu a dodávají se velkému počtu účastníků ve stejnou dobu.

Pro tyto systémy je charakteristické, že jsou účastníkovi k dispozici všechny kanály programové skladby, ze kterých si účastník požadovaný program vybere, a to zpravidla za použití nějakého druhu konvertorové nebo dekódovací skříňky, která je umístěna v blízkosti televizního přijímače. Na příklad v typickém systému kabelové televize se veškeré programy, které jsou k dispozici, přenášejí k účastníkovi prostřednictvím koaxiálního kabelu, který končí v blízkosti objektu účastníka. Přístupnost programů je pak zajištěna pro každého jednotlivého účastníka vložením filtru nebo kodéru mezi přenosový kabel a objekt účastníka. Tímto způsobem je ovládána volba, kterou má účastník k dispozici. V těchto systémech kabelové televize je také k dispozici systém zaplať za shlédnutí, ve kterém se používá konvertorové skříňky. Jestliže si účastník přeje určitý program shlédnout, kontaktuje v časovém předstihu poskytovatele kabelových služeb a daný program si zakoupí.

V satelitních systémech přenosu digitálního obrazového signálu si účastník nebo předplatitel nainstaluje ve svém objektu malou parabolickou anténu a speciální elektroniku. Tyto systémy používají k přenosu digitálních obrazových signálů k účastníkovi spektrum satelitu pro přímé vysílání DBS (direct broadcast spectrum). V těchto systémech je celá obsahová náplň programu, která je k dispozici, přenášena přímo ke všem účastníkům ze speciálních družic, které jsou na geosynchronní oběžné dráze kolem Země. Geosynchronní oběžná dráha se vztahuje na oběžnou dráhu, na které zůstává družice obíhající kolem Země ve stálé poloze vzhledem k určitému bodu na Zemi. Přijímací jednotka umístěná v objektu účastníka dekóduje tok dat a vybírá požadované programy.

Každý z výše uvedených systémů přenosu digitálního obrazového signálu má svoje nevýhody. Tak na příklad je v systémech televizních kabelových rozvodů poměrně snadné krást signál z kabelu, který je umístěn v blízkosti objektu účastníka. To umožňuje neoprávněnému účastníkovi přístup ke všem programům, které jsou na kabelu k dispozici. Mimo toho, historicky vzato, trpí systémy kabelové televize problémy souvisejícími s jejich spolehlivostí.

Systém satelitního přenosu má rovněž své nevýhody. Jelikož jsou všechny dostupné programy směrovány současně k všem účastníkům, stává se kritickým momentem přidělení šířky pásma a tudíž kapacita kanálu. Na příklad v době, kdy se vysílá současně mnoho sportovních událostí nebo akčních programů, ve kterých se vyskytují rychlé pohyby, jak tomu bývá o nedělních odpoledních během fotbalové sezóny, určité kanály musejí mít k disposici ještě další přídavnou šířku kmitočtového pásma. Jelikož je počet šířek kmitočtového pásma

0

WO 99/23833

0

0 0 0 00 00

PCT/US98/23546 pevně stanoven, vyžaduje to snížit počet šířek kmitočtového pásma, které jsou k dispozici pro ostatní kanály. Dále systémy satelitního přenosu spoléhají na správnou instalaci parabolické antény, která nesmí mít mezí sebou a vysílajícím satelitem nebo satelity žádnou překážku a při nepříznivém počasí trpí zhoršením signálu. Dále je možné, stejně jak je tomu u systémů kabelové televize, získat ke kanálům neoprávněný přístup.

Další systémy, které jsou k dispozici, umožňují koncovému účastníkovi přístup k řadě televizních programů pomocí sítě asynchronního přenosu (ATM asynchronous transmission network), ve které je koncovému účastníkovi možno přenášet určitý program. Zřízení systémů asynchronního přenosu je však bohužel nákladné a jelikož tyto systémy používají přepínací strukturu asynchronního přenosu, mohou být snadno přetíženy, jestliže si na příklad vybere velký počet diváků velmi rozmanité programy.

V průmyslu tudíž existuje až dosud neadresovaná potřeba, aby se výše uvedené nedostatky a neadekvátnosti řešily.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je možno lépe pochopit v souvislosti s následujícími výkresy.

Jednotlivé části obrázků nejsou nutně v měřítku, důraz je oproti tomu kladen na jasnou ilustrací principů tohoto vynálezu. Navíc k tomu ve výkresech čísla pozic označují odpovídající části v několika pohledech.

Na obr. 1A je uveden pohled na systém vysoké úrovně ilustrující celkovou topologii, ve které spočívá systém přenosu digitálního obrazového signálu a dat podle tohoto vynálezu;

Na obr. IB je uveden vývojový diagram dokládající způsob, kterým účastník vyžaduje určitý program prostřednictvím topologie systému uvedené na obr. 1 A.

Na obr. 2 je uvedeno schéma ilustrující přenos digitálního obrazového signálu od poskytovatele obsahové náplně programu 11 do programového a řídicího střediska telefonní společnosti 100;

Na obr. 3 je uvedeno schéma znázorňující architekturu, která spojuje programové a řídicí středisko telefonní společnosti 100 s ústřední kanceláří 400;

Na obr. 4 je uvedeno blokové schéma znázorňující součásti tohoto vynálezu, které jsou umístěny v programovém a řídicím středisku telefonní společnosti

100;

WO 99/23833 ί ί ί : ί *5 Ζί ί PCT/US98/23546 «·· ·* φ· φ φφφφ

Na obr. 5 je uvedeno blokové schéma znázorňující řídící pult obrazového signálu 200 z obr. 4;

Na obr. 6 je uvedeno blokové schéma znázorňující řídicí modul obrazového signálu 250 z obr. 5;

Na obr. 7 je uvedeno schéma znázorňující procesorový modul pultu 300 z obr. 5;

Na obr. 8 je uveden vývojový diagram znázorňující architekturu, funkčnost a provoz možné implementace pracovní stanice správy systému 325 z obr. 4;

Na obr. 9 je uvedeno schéma znázorňující architekturu ústřední kanceláře 400:

Na obr. 10A je uvedeno schéma znázorňující propojovací pult televizní sítě 450 z obr. 9;

Na obr. 10B je uvedeno blokové schéma znázorňující propojovací desku televizní sítě 700 z obr. 10A;

Na obr. 11A je uvedeno schéma znázorňující televizní distribuční pult 500 z obr. 9;

Na obr. 1 IB je uvedeno blokové schéma znázorňující vstupní modul obrazového signálu 800 z obr. 11A;

Na obr. 11C je uvedeno schéma znázorňující alternativní distribuční schéma ke vstupnímu modulu obrazového signálu z obr. 1 IB;

Na obr. 1 ID je uvedeno blokové schéma znázorňující výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 z obr. 11 A;

Na obr. 1 ÍE je uvedeno schéma znázorňující výstupní modul dálkového obrazového signálu z obr. 11 A;

Na obr. 12 je uvedeno schéma znázorňující přístupový pult 550 a modul dolní propusti 600 z obr. 9;

Na obr. 13 je uvedeno schéma znázorňující další detail přístupového pultu 550 z obr. 9;

Na obr. 14 je uvedeno schéma znázorňující propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 z obr. 12 a 13;

WO 99/23833 ··· * * · 1 · · ♦ « : >5 - »·* · · ♦ · «·· φ* ·« * ·· ··

PCT/US98/23546

Na obr. 15 je uveden vývojový diagram znázorňující hlavní pracovní stanici ústřední kanceláře 650 z obr. 9;

Na obr. 16 je uvedeno blokové schéma znázorňující objekt zákazníka 1300 ;

Na obr. 17A je uvedeno schéma znázorňující inteligentní síťové rozhraní (INI intelligent network interface) 1350 z obr. 16;

Na obr. 17B je uvedeno schéma znázorňující systém, ve kterém je instalováno rozhraní infračerveného dálkového řízení z obr. 17A;

Na obr. 17C je uvedeno schéma znázorňující infračervený vzdálený vysílač s přijímačem z obr. 17B;

Na obr. 17D je uvedeno schéma znázorňující propojení s infračerveným dálkovým řízením 1358 z obr. 17A;

Na obr. 18 je uvedeno schéma znázorňující umístění a možnou implementaci frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 a frameru komunikačního počítače (CP) 1400 v systému přenosu digitálního obrazového signálu a dat, který je předmětem tohoto vynálezu;

Na obr. 19 je uvedeno schéma znázorňující framer ústřední kanceláře (CO) 1100 z obr. 18;

Na obr. 20A je uvedeno schéma znázorňující specifikaci sběrnice přenosového toku s adaptivní rychlostí přenosového toku z obr. 19;

Na obr. 20B je uvedeno schéma znázorňující formátování používané k přenosu osmi sad přenosových toků s adaptivní rychlostí z obr. 20A optickým spojovacím vedením

Na obr. 21 je uvedeno schéma znázorňující, že při odstranění datového obsahu z přenosového toku s adaptivním stylem z obr, 20 zůstává sběrnice s přenosovém tokem o stálé rychlosti;

Na obr. 22 je uveden výňatek ze specifikace přenosového toku MPEG-2 definující první tři byty z paketu přenosového toku z obr. 20 a 21;

Na obr. 23 je uvedeno schéma znázorňující přenosový tok obsažený na spoji 1161 z obr. 19;

WO 99/23833

PCT/US98/23546 • -£ ·· · · · * ··· «· · ·· ·♦

Na obr. 24A je uvedeno schéma znázorňující filtr identifikátorů paketu (PID) 1110 z obr. 19;

Na obr. 24B je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující funkci filtru identifikátorů paketu (PID) 1100 z obr. 24A;

Na obr. 25 je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující funkci vyjímacího zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 z obr. 19;

Na obr. 26 je uveden podrobný pohled na vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR) 1140 z obr. 19;

Na obr. 27A je uvedeno blokové schéma znázorňující datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 z obr. 19;

Na obr. 27B je uvedeno stavové schéma znázorňující provoz datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1150 z obr. 19;

Na obr. 27C je uveden vývojový diagram znázorňující provoz datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1150 z obr. 27A;

Na obr. 27D je uveden vývojový diagram znázorňující rozhodovací funkci datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1150 o paketu z obr. 27A;

Na obr. 28 je uvedeno schéma znázorňující provoz frameru ústřední kanceláře (CO)1100 ve směru po proudu (downstream) (z ústřední kanceláře k objektu účastníka) z obr. 19;

Na obr. 29 je uvedeno schéma znázorňující datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) frameru ústřední kanceláře (CO)llOO z obr. 19 ve směru proti proudu (upstream) (od stavby zákazníka do ústřední kanceláře).

Na obr. 30 je uvedeno schéma znázorňující datový demultiplexor komunikačního počítače (CP) z obr. 17A ve směru po proudu (downstream);

Na obr. 31 je uvedeno schéma znázorňující datový multiplexor komunikačního počítače (CP) 1450 frameru komunikačního počítače (CP) 1400 z obr. 17A ve směru proti proudu (upstream).

Na obr. 32 je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující provoz obou datových demultiplexorů ústřední kanceláře (CO) 1155 a datového demultiplexoru komunikačního počítače (CP) 1455;

WO 99/23833 ·· « · ·· * «« >

t · · · • · · · • · · ♦ ·· ·♦

PCT/US98/23546

Na obr. 33 je uveden vývojový diagram znázorňující provoz datového demultiplexoru komunikačního počítače (CP) 1450 z obr. 17A; a

Na obr. 34 je uvedeno schéma znázorňující alternativní realizaci frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 z obr. 19.

Podstata vynálezu

Program přenosu digitálního obrazového signálu a dat podle tohoto vynálezu je možno implementovat v hardwaru, softwaru, firmwaru nebo v jejich kombinaci. V preferované realizaci (realizacích) je implementován program přenosu digitálního obrazového signálu a dat v hardwaru, který je spravován softwarem nebo firmwarem uloženým v paměti a je prováděn vhodným systémem provádění instrukcí.

Vývojový diagram uvedený na obr. 8 a 15 ukazuje architekturu, funkčnost a provoz jedné z možných implementací pracovní stanice správy systému z obr. 4 a hlavní pracovní stanice ústřední kanceláře z obr. 9. Z tohoto hlediska představuje každý z bloků modul, segment nebo část kódu, který obsahuje jednu nebo více proveditelných instrukcí k implementaci specifikované logické funkce (funkcí). Je rovněž třeba si povšimnout, že v některých alternativních implementacích se mohou funkce uvedené v blocích vyskytovat jinak než v pořadí uvedeném na obr. 8 a 15. Tak na příklad dva bloky uvedené jeden za druhým na obr. 8 a 15 se mohou ve skutečnosti provádět v podstatě současně nebo mohou být někdy tyto bloky provedeny v obráceném pořadí v závislosti na tom, o jakou funkci jde, jak zde bude v dalším objasněno.

Program přenosu digitálního obrazového signálu a dat obsahující uspořádaný seznam proveditelných instrukcí k implementaci logických funkcí může být realizován v jakémkoli strojově snímatelném prostředí k použití nebo ve spojení se systémem provádění instrukcí, přístrojem nebo zařízením jako je systém podporovaný počítačem, systém obsahující procesor nebo jiný systém, který je schopen přivést instrukce ze systému provádění instrukcí, přístroje nebo zařízení a tyto instrukce provést. V kontextu tohoto dokumentu může být strojově snímatelným prostředím jakýkoli prostředek, který obsahuje, ukládá, sděluje, šíří nebo přenáší program, který je používán neboje ve spojení se systémem provádění instrukcí, přístrojem nebo zařízením. Strojově snímatelné prostředí může být na příklad, avšak neomezuje se pouze na uvedené příklady, elektronický, magnetický, optický, elektromagnetický, infračervený nebo polovodičový systém, přístroj, zařízení nebo sdělovací medium. Specifičtější příklady (nevyčerpávající seznam) strojově snímatelného prostředí by zahrnovaly následující: elektrické spojení (elektronické) mající jeden nebo více

WO 99/23833 :

PCT/US98/23546 drátů, disketa (magnetická) přenosného počítače, paměť s libovolným výběrem (RAM) (magnetická), paměť s trvalým obsahem (ROM) (magnetická), vymazatelná elektronicky programovatelná paměť (EPROM nebo Flash memory) (magnetická), optické vlákno a přenosný kompaktní disk s pamětí s trvalým obsahem (CDROM) (optický). Povšimněte si, že strojově snímatelným prostředím může být i papír nebo jiné vhodné médium, na kterém je program natištěn, jelikož takovýto program může být elektronicky zachycen, na příklad pomocí optického skenování papíru nebo jiného média a potom kompilován, interpretován nebo podle potřeby jinak zpracován a potom uložen do paměti počítače.

Na obr. IA je znázorněn pohled na systém vysoké úrovně ilustrující celkovou topologii, ve které spočívá systém přenosu digitálního obrazového signálu a dat podle tohoto vynálezu. Do topologie systému 10 je zahrnuto programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100, ústřední kancelář 400 a objekt zákazníka 1300 . Programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC)

100 dostává vstup z místní televizní stanice 12, která dodává vysílané televizní signály od poskytovatele obsahové náplně programu Π, který zajišťuje digitální televizní signály v podobě kódovaného MPEG-2 obrazového signálu a data od poskytovatele internetových služeb (ISP) 14.1 když jsou zde znázorněna pouze internetová data, ve skutečnosti však mohou být podle tohoto vynálezu přenášena jakákoli - avšak neomezují se pouze na uvedená - data lokální sítě (LAN) nebo jakákoli jiná digitální data. Programové a řídící středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 komunikuje s ústřední kanceláří 400 na síti SONET (synchronní optická síť) 150. Jediná ústřední kancelář je uvedena z důvodu jednoduchosti, programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 však může komunikovat se soustavou míst ústředních kanceláří 400 na síti SONET (synchronní optická síť) 150. Synchronní optická síť (SONET) 150 představuje jeden ze způsobů, kterým může programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) komunikovat s místy ústředních kanceláří a je to zpravidla vnitřní síť telefonní společnosti, která spojuje četné ústřední kanceláře s každým programovým a řídicím střediskem telefonní společnosti (TPCC). Synchronní optická síť (SONET) 150 se používá pouze pro ilustraci. Ke komunikaci mezi programovým a řídicím střediskem telefonní společnosti (TPCC) 100 a ústřední kanceláří 400 je možno použít jiné vnitřní sítě, jako je na příklad, ale neomezuje se pouze na tyto, síť SDH (synchronní digitální hierarchická) nebo jakýkoli způsob komunikace mezi programovým a řídicím střediskem telefonní společnosti (TPCC) 100 a místy ústřední kanceláře 400. Ústřední kancelář 400 komunikuje s objektem zákazníka 1300 prostřednictvím přenosového kanálu 16. Přenosový kanál 16 může být jakýkoli přenosový kanál schopný podporovat komunikaci komprimovaných dat digitálního obrazového signálu, obousměrných internetových dat a POTS a je pro ilustraci prováděn dvojicí měděných drátu, která slouží pro přenos běžných telefonních signálů. Ke • · · *

WO 99/23833

PCT/US98/23546 ··?** · · I · · · ··· ·« ·· * ·« ·« spojení mezi ústřední kanceláří 400 a objektem zákazníka 1300 mohou být použity jiné přenosové kanály, jako je na příklad, ale neomezuje se pouze na uvedený, bezdrátový přenosový kanál jako LMDS (místní vícebodový distribuční systém). V objektu zákazníka 1300 ie umístěno inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350, ke kterému je připojen počítačový systém 1355, telefon 1360, faxový přístroj (není zobrazen) a televize 1365. Rovněž je možno zajistit přídavnou linku pro digitální telefonní spojení, ke které se může připojit faxový přístroj. Systém přenosu digitálního obrazového signálu a dat a způsob podle tohoto vynálezu fungují tak, aby programovému a řídicímu středisku telefonní společnosti (TPCC) 100 umožnily dodávat přenosovým kanálem 16 do ústřední kanceláře 400 a ústřední kanceláři 400 dodávat do objektu zákazníka 1300 komprimované digitální programy, obousměrná internetová data a normální starou telefonní službu (POTS).

Na obr. IB je vývojový diagram dokládající způsob, kterým účastník vyžaduje určitý program prostřednictvím topologie systému uvedené na obr. 1 A. V bloku 51 účastník odesílá do ústřední kanceláře 400 požadavek, aby mohl shlédnout určitý program. Tento požadavek je odeslán přes' řídicí kanál (bude podrobně popsán níže) přenosovým kanálem 16. V bloku 52 je tento požadavek přijat ústřední kanceláří 400. V bloku 54 propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) ústřední kanceláře, který s požadavkem pracuje pomocí tabulek, které mu byly dodány hlavní pracovní stanicí ústřední kanceláře, která propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) informuje o tom, co je oprávněné, zpracovává tento požadavek a v bloku 56, je-li účastník oprávněn přijímat požadovaný program, se tento program přenese k účastníkovi z ústřední kanceláře 400 přenosovým kanálem 16.

Na obr. 2 je uvedeno schéma ilustrující přenos digitálního obrazového signálu od poskytovatele obsahové náplně programu Π do programového a řídicího střediska telefonní společnosti (TPCC) 100. Poskytovatel obsahové náplně programu 11 dostává pro ilustraci analogový obrazový signál přes satelit 17. Nebo poskytovatel obsahové náplně programu 11 dostává pro ilustraci číslicově zakódované obrazové signály přes satelit 17. Je nutno tomu rozumět tak, že obrazové signály, na které se zde odkazuje, jsou doprovázeny zvukovým obsahem, a že když se odkazuje na obrazové signály nebo na komprimované digitální obrazové signály, rozumí se, že je zahrnut i zvukový signál. Poskytovatel obsahové náplně programu Π dodává analogové (nebo digitální) obrazové signály po síti 13 do soustavy programových a řídicích středisek telefonní společnosti (TPCC) 100. Síť 13 může mít na příklad, ale neomezuje se to pouze na uvedené, síť satelitního přenosu nebo eventuálně synchronní optickou síť (SONET) podobnou synchronní optické síti (SONET) 150 z obr. 1. Programová a řídicí střediska telefonní společnosti (TPCC) 100 dostávají místní vysílané televizní programy od místních televizní stanic 12.

WO 99/23833 »* · · « ·*·* • ϊ - Ιθ - · · · ϊ ·· ·

4·· 44 44 4 44 44

PCT/US98/23546

Na obr. 3 je uvedeno schéma znázorňující architekturu, která spojuje programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 s ústředními kancelářemi 400. Jak již bylo probráno výše, programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 přijímá obraz v podobě analogového nebo digitálního signálu od poskytovatele obsahové náplně programu Π, místní vysílanou televizi od místní televizní stanice 12 a internetová data od poskytovatele internetových služeb (ISP) 14, Programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 výše uvedený obsah integruje a dodává jej do ústředních kanceláří 400 přes synchronní optickou síť (SONET) 150 telefonní společnosti nebo prostřednictvím jakékoli sítě používané ke komunikaci mezi programovým a řídicím střediskem telefonní společnosti (TPCC) 100 a místy ústřední kanceláře 400.

Na obr. 4 je uvedeno blokové schéma znázorňující součásti tohoto vynálezu, které jsou umístěny v programovém a řídicím středisku telefonní společnosti (TPCC) 100. V programovém a řídicím středisku telefonní společnosti (TPCC) 100 se kombinují obousměrná data od poskytovatele internetových služeb (ISP) 14, televizní náplň od poskytovatele obsahové náplně U (z obr. 1 a 2) a místní programy z místní televizní stanice 12. Obousměrná internetová data jsou dodávána od poskytovatele internetových služeb (ISP) 14 přes spoj 128 do směrovače 101. Směrovač 101 komunikuje přes spoj 112 se spínačem sítě asynchronního přenosu (ATM) 102, který komunikuje s add-drop multipiexorem synchronní optické sítě (SONET) 106 přes spoj 114. Add-drop multiplexor SONET 106 je uveden pouze pro ilustraci a byl by to SHD multiplexor, kdyby byla implementována SHD síť namísto synchronní optické sítě (SONET) 150. Takto jsou internetová data zpracovávána programovým a řídicím střediskem telefonní společnosti (TPCC) 100 a dodávána do ústředních kanceláří 400 po síti SONET 150. Přes spoj 114 jsou rovněž dodávána provozní a řídicí data z pracovní stanice správy systému 325, která bude podrobně popsána níže. Programová náplň televize je dodávána od poskytovatele programové náplně H přes spoj 126 do satelitního přijímače 104. Jestliže je programová náplň televize dodávána od poskytovatele programové náplně 11 ve formě analogového signálu, dodává se přes spoj 115 do kodéru MPEG-2 109, aby se převedla do formátu MPEG-2.1 když se v preferované realizaci používá MPEG-2, ke generování komprimovaného digitálního obrazového signálu je možno použít jakoukoli techniku digitální komprese. Jestliže je programová náplň televize dodávána od poskytovatele programové náplně 11 ve formě digitálního signálu, dodává se potom přímo na řídicí pult obrazového signálu 200 přes spoj 118. Spoj 118 je pro ilustraci uveden jako soustava DS-3 spojů a v preferované realizaci je to celkem sedm (7) spojů DS-3. Spoj DS-3 zajišťuje přibližně 45 megabitů/sekundu (Mb/s) datového přenosu a používá se zde pro ilustraci.

WO 99/23833 ’ί ’·♦’ i i iii· • » · · ·*· · · · · · • · _ Ϊ1 - · ·· · ♦· · ·*· ·« ·· · ·♦ *·

PCT/US98/23546

Spoj 118 se může skutečně skládat ze soustavy jakýchkoli vysokokapacitních kanálů, na příklad ale neomezující se pouze na uvedené, spoj OC-3, který poskytuje přibližně kapacitu 155 megabitů. Místní programová náplň od místní televizní stanice 12 se dodává přes spoj 124 do off-air demodulátoru 108, který komunikuje přes spoj 123 s kodérem 109 MPEG-2. Kodér MPEG-2 109 přijímá off-air vysílaný signál a převádí jej na formát digitálního obrazového signálu v souladu s televizním standardem MPEG-2 pro preferovanou realizaci. I když jsou znázorněny jako jednotlivé položky, ve skutečnosti je použita soustava offair demodulátorů a kodérů MPEG-2. Signál MPEG-2 je dodáván přes spoj 122 do multiplexoru 111 MPEG-2. Multiplexor 111 MPEG-2 dodává nyní zakódovaný MPEG-2 off-air obrazový signál přes spoj 121 do řídicího pultu obrazového signálu 200 . Spoj 121 je pro ilustraci dalším spojením, které je schopno dodávat digitální obrazový signál MPEG-2 a je to pro ilustrací spoj DS3.

Do řídicího pultu obrazového signálu 200 je přes spoj 117 rovněž připojena pracovní stanice správy systému (SMW) 325 . Tato pracovní stanice správy systému (SMW) 325 zajišťuje dohlížecí, správní a řídicí funkce pro programové a řídicí středisko telefonní společnosti (TPCC) 100 a podrobně bude probrána v souvislosti s obr. 8. Pracovní stanice správy systému (SMW) 325 se také připojuje ke spínači sítě asynchronního přenosu (ATM) 102 přes spoj 116, čímž se správa a řízení informací odešle přes spínač sítě asynchronního přenosu (ATM) 102 a přes spoj 14 do add/drop multiplexoru 106 k umístění na synchronní optickou síť SONET 150. Tímto způsobem se správa a řízení informací dodává a přijímá z ústřední kanceláře 400.

Řídicí pult obrazového signálu 200 vkládá místní programovou nabídku a řídicí informace do programu digitální televize tak, že nahradí prázdný paket MPEG2, který se pro přenos obrazových dat nepoužívá. Informace o místní programové nabídce přicházejí z pracovní stanice správy systému (SMW) 325 , což je pracovní stanice odpovědná za sledování a řízení systému přenosu digitálního obrazového signálu a dat. Databáze programové nabídky se přijímá od centrálního poskytovatele nebo může být generována místně. Řídicí pult obrazového signálu 200 se může rovněž použít ke vložení aktualizovaných softwarových dat pro informace do objektu zákazníka tím, že se nahradí prázdný MPEG-2 paket, který se pro přenos obrazových dat nepoužívá.

Televizní programy s nově vloženými daty se potom dostávají do soukromé sítě telefonní společnosti SONET 150 přes add-drop multiplexor SONET 106. Směrovač 101 izoluje vnitřní datovou přenosovou síť telefonní společnosti od internetu a pouze usměrňuje odpovídající pakety k poskytovateli internetových služeb (ISP) 14. Spínač sítě asynchronního přenosu (ATM) 102 zajišťuje přímé propojení se spínači v jednotlivých ústředních kancelářích 400 a dodává tak do systému internetová data. Mimo toho směrovač 101 a spínač ATM 10 vyměňují

WO 99/23833 • · - Í2*- * * ϊ · · • · · · • · · « « · « ·

PCT/US98/23546 internetová data jak proti proudu (upstream; z objektu zákazníka směrem k ústřední kanceláři do programového a řídicího středisko telefonní společnosti TPCC) a směrem po proudu (downstream; z programového a řídicího střediska telefonní společnosti (TPCC) do ústřední kanceláře, do objektu zákazníka).

Na obr. 5 je uvedeno blokové schéma znázorňující řídicí pult obrazového signálu z obr. 4. Řídící pult obrazového signálu 200 zahrnuje soustavu párů řídicích modulů obrazového signálu 250 a dvojici procesorových modulů pultu 300. Při projednávání a v obrázcích, které budou následovat, se provádí odkaz vždy na dvojici modulů. Termín dvojice modulů odkazuje na aktivní a záložní modul, přičemž každý z nich je konfigurován tak, aby mohl provádět popisované funkce. Každý modul z této dvojice dostává vstupní signál a každý modul je schopen dodávat výstupní signál. Záložní modul bude provádět popisované funkce v případě selhání aktivního modulu. Mimo toho v diskusi, která bude následovat, vyjadřuje termín hotswap (rychlé zatížené přepnutí) schopnost vyměnit modul v daném systému, aniž by bylo nutno vypínat napětí v systému, ve kterém je tento modul nainstalován.

Satelitní přijímač 104, který zahrnuje soustavu multiplexorů MPEG-2111, má síť napájenou od poskytovatele programové náplně přes spoj 126. Multiplexory 111 MPEG-2 propojují soustavu spojů DS-3 118a až 118n, přičemž každý DS-3 má svou zálohu, s řídicím pultem obrazového signálu 200. Každý spoj DS-3 118 je spojen s řídicím modulem obrazového signálu 250, přičemž každý záložní DS-3 je spojen se záložním řídicím modulem obrazového signálu 250. Dvojice řídicích modulů obrazového signálu 250 zahrnuje aktivní řídicí modul obrazového signálu a záložní řídicí modul obrazového signálu, přičemž záložní DS-3 ke připojen na záložní řídicí modul obrazového signálu, Multiplexor 111 MPEG-2 je rovněž spojen přes spoj DS-3 s dvojicí řídicích modulů obrazového signálu 250.

Výstup z každé dvojice řídících modulů obrazového signálu 250 je zajištěn přes spoj DS-3 119 na add-drop multiplexor 106 synchronní optické sítě (SONET). V řídicím pultu obrazového signálu 200 je rovněž dvojice procesorových modulů pultu 300. Provoz řídicího modulu obrazového signálu 250 bude bude podrobně probrán v souvislosti s obr. 6 a provoz procesorového modulu pultu 300 bude podrobně probrán v souvislosti s obr. 7. Systém přenosu digitálního obrazového signálu a dat podle tohoto vynálezu v současné době podporuje až osm programových skupin digitálních obrazů, je však možno předvídat, že v budoucnu bude možno podporovat další programové skupiny. Programová skupina je definována jako jeden přenosový tok MPEG-2 obsahující četné kanály přenášené přes jediný síťový spoj, jako jsou spoje DS-3 nebo OC-3. Až osm programových skupin je tedy podporováno řídicím pultem obrazového • · • · · ·

WO 99/23833 · · *

0 0 0 • 0 «0

PCT/US98/23546 signálu 200. To znamená, že každý spoj DS-3, na příklad 118 a 119 přenáší jednu programovou skupinu.

Jedna programová skupina přenášená přes DS-3 může obsahovat zhruba deset kanálů, zatímco jedna skupina přenášená kanálem OC-3 může obsahovat přibližně 35 kanálů. To ukazuje, že kapacita kanálů v systému je 80 kanálů při implementaci používající DS-3 a maximální kapacita kanálů rovnající se 280 kanálům je u systémů implementovaných za pomoci spoje OC-3. Nejméně jedna skupina (a možná více) bude obsahovat místní kanály, tak jak je znázorněno spoji DS-3 121 a DS-3 123 obsahujícími dvojici řídicích modulů obrazového signálu číslo 8 na add/drop multiplexoru 106 synchronní optické sítě (SONET). Zbývající spoje obsahující pro preferovanou realizaci sedm programových skupin budou obsahovat televizní programy z jiných zdrojů jak je znázorněno spoji DS-3 118 a 119. Programové skupiny mohou být multiplexovány dohromady, aby se tak zvýšila celková kapacita kanálů. Na příklad dvě z jedné poloviny zaplněné skupiny DS-3 mohou být zkombinovány dohromady, čímž se uvolní celý DS-3 pro další programy.

Na obr. 6 je uvedeno blokové schéma znázorňující řídicí modul obrazového signálu 250 z obr. 5. Dvojice řídicích modulů obrazového signálu 250 dostává z DS-3 toky dat po vedeních 118a a 118b, přičemž vstup na vedení 118a je primární a vstup na vedení 118b je sekundární neboli redundantní zdroj obrazového signálu odpovídající zdroji, který je uveden na obr. 5. Tyto datové toky obsahují kódované obrazové toky MPEG-2. Řídicí modul obrazového signálu 250 nahrazuje v každé z programových skupin prázdné pakety MPEG-2 řídicími daty a daty aktualizujícími software. Programová skupina zahrnující další data jako je přehled programů a data aktualizující software je potom odeslána přes oba spoje DS-3 119a a 119b do propojovacího pultu televizní sítě 450 . Každý řídicí modul obrazového signálu 250 obsahuje účastnické vedení DS3 a přijímač 251a a redundantní účastnické vedení a přijímač 251b. Přijímače vedení DS3 vybírají data užitečného informačního obsahu z příchozího bitového toku a připravují informaci k přenosu do bloku pro vložení řídicích dat 256. Oba přijímače 251a a 251b jsou vždy aktivní a umožňují redundantnost na vstupním spoji. Palubní modul dozoru 252 monitoruje stav přijímačů na spojích 259a a 259b a určuje, který signál přijímače vedení bude použít, aby se dostalo sériové napájení do bloku pro vložení řídicích dat 256 přes spoj. Modul dozoru 252 vysílá řídicí signály na primární účastnické vedení DS3 a přijímač 251a a redundantní účastnické vedení DS3 a přijímač 251b přes spoje 259a a 259b podle uvedeného pořadí. Blok pro vložení řídicích dat 256 má na starosti vložení místních řídicích dat do toku MPEG-2 přicházejícího od poskytovatele obsahové náplně. Data přehledu programů a eventuálně data aktualizace softwaru pro inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350 se vloží tak, že se prázdné pakety vymění za potřebná data. Sériová data přijímaná z bloku pro vložení řídicích dat 256 • · « · ·· · · · · ·

WO 99/23833 £ 1*Γ*; * * · J* ·· Z’ í PCT/US98/23546 ··· ·. ·· » ·· ·· obsahují jak MPEG-2 obrazová data, tak i další řídicí data. Řídicí data, data aktualizace softwaru a data přehledu programů jsou všechna stejným způsobem vložena do programové skupiny. Tento datový tok se používá jako vstup přes spoje 262a a 262b do programového výstupního bloku 261, který obsahuje vysílač 257 primárního vedení a vysílač 257b redundantního vedení DS3, které tvoří redundantní spojení na propojovací pult televizní sítě 450. Jestliže modul dozoru 252 potvrdil uvolňovací linku výstupu 263, je uvolněn jak vysílač 257a primárního vedení DS3, tak i vysílač 257b redundantního vedení DS3. Primární obrazový signál je přenášen po vedení 119a a redundantní obrazový signál je přenášen po vedení 119b.

Modul dozoru 252 odpovídá za vlastní provoz řídicího modulu obrazového signálu 250 . Modul dozoru 252 provádí nastavení a inicializaci všech ostatních funkčních bloků na řídicím modulu obrazového signálu 250 a monitoruje stav každé z funkcí. Modul dozoru 252 udržuje spojení procesorovým modulem pultu 300 a odpovídá za řízení aktivní/záložní redundance. Jestliže nastane katastrofální selhání řídicího modulu obrazovéhosignálu 250, modul dozoru 252 přepne tento modul do nečinného stavu a upozorní procesorový modul pultu 300 přes spoj 269, že příště bude určen pro informování o stavu. Jelikož je řídicí modul obrazového signálu 250 určen pro aktivní/záložní redundanci, předpokládá se, že jsou nainstalovány ve dvojicích. Každý z nich potom sleduje indikátor poruchy svého redundantního souseda přes spoj 271 a při selhání aktivního modulu okamžitě přechází do aktivního stavu. Modul řízení napětí 254 odpovídá za způsobilost přepnutí pod zátěží a za správu napětí.

Způsobilost přepnutí pod zátěží se týká schopnosti odstranit jeden ze dvojice řídících modulů obrazového signálu, který selhal, aniž by přitom došlo ke ztrátě napětí na řídicím pultu obrazového signálu, ve kterém je tato dvojice umístěna.

Na obr. 7 je uvedeno schéma znázorňující procesorový modul pultu 300 z obr.

5. Procesorový modul pultu 300 zajišťuje redundantní řízení a monitorování pultu, ve které je nainstalován. Procesorový modul pultu 300 je umístěn v mnoha aplikacích a obsahuje firmware umožňující provoz procesorového modulu pultu pro každou jednotlivou aplikaci, pro niž je nainstalován. Na příklad zatímco ten stejný procesorový modul pultu je umístěn jak v řídicím pultu obrazového signálu 200 a v propojovacím pultu televizní sítě 450 (bude popsáno v souvislosti s obr. 10), procesorové moduly pultu provádějí odlišné funkce v závislosti na pultu, ve kterém jsou nainstalovány. Tyto odlišné funkce jsou určeny firmwarem, který je nainstalován v procesorovém modulu pultu a závisejí na tom, ve které aplikaci je daný modul nainstalován. Každý procesorový modul pultu bude zahrnovat firmware pro všechny možné aplikace. Firmware nainstalovaný v každém procesorovém modulu pultu určí pult, do kterého je daný modul nainstalován a provede příslušný segment firmwarového kódu. Procesorový modul pultu 300 předává a přijímá informace · « • ·

WO 99/23833 • ·· * · · · ϊ- 15 · * · · · · · · ·· «t ·« * ·· ·«

PCT/US98/23546 o konfiguraci z pracovní stanice správce ústřední kanceláře 650 (COM) přes spoj 303 a dodává je na všechny desky plošných spojů instalované v tom stejném pultu a sbírá informace o stavu všech nainstalovaných desek, aby je přenesl zpět do pracovní stanice správce ústřední kanceláře(COM) 650 . Procesorový modul pultu 300 ukládá data o konfiguraci pro každou desku, zjišťuje montáž a výměnu desek a konfiguruje nové desky. Provádí to automaticky bez účasti pracovní stanice správce ústřední kanceláře 650 . Procesorový modul pultu 300 se používá v mnoha aplikacích a na mnoha pultech systému pro přenos digitálního obrazového signálu a dat a obsahuje odpovídající software a firmware, aby mohl provádět různé funkce podle toho, kde je nainstalován. Procesorový modul pultu 300 se příslušně konfiguruje během zapnutí podle typu pultu a/nebo adresy pultu odečtené ze systémové propojovací roviny. Adresa pultu může být hodnota přiřazená pracovní stanici správce ústřední kanceláře(COM) (bude popsána v souvislosti s obr. 9) nebo může být vybrána ručně pomocí přepínače. V každém pultu budou nainstalovány dva moduly procesoru pultu. Bude aktivní vždy pouze jeden z nich, zatímco druhý bude zůstávat v záložním režimu. Záložní procesor pultu bude mít přístup ke všem informacím o stavu a konfiguraci týkajících se daného pultu a bude připraven automaticky převzít funkci od aktivního procesoru pultu v případě, že aktivní procesor pultu bude mít závadu. Procesor pultu se skládá ze čtyř hlavních funkčních bloků, modulu dozoru 301, podřízené propojovací desky 302, Ethernetového modulu 304 a modulu řízení napětí 306. Modul dozoru 301 je zabudovaný mikroprocesor s odpovídající pamětí a podpůrnou logikou. Modul dozoru 301 podporuje redundanci pomocí několika spojů na svůj sesterský pultový procesor včetně hardwarových indikátorů různých závad a přítomnosti desky. Modul dozoru 301 rovněž zahrnuje pole dvouportových registrů ke sdělování stavu, výsledků vlastních testů, informací o znovunastavení podřízených desek a dalších informací o stavu zařízení. Je schopen vynulovat a být vynulován svým sesterským modulem procesoru pultu 300 . Používá obousměrnou sériovou sběrnici ke sdělování příkazů a stavu podřízených desek v pultu.

Modul podřízeného rozhraní 302 zjišťuje přítomnost každé z podřízených desek v pultu a zda některá z desek nebyla vyjmuta nebo znovu nainstalována. Podřízenou deskou je jakákoli deska, která je umístěná v kterémkoli z pultů, které jsou zde popisovány. Modul podřízeného rozhraní 302 má pro každou podřízenou desku nulovací linku, kterou může být odeslán impuls k vynulování desky nebo může být linka přidržena, aby zůstala deska kompletně zablokována. Ethemetový modul 304 zajišťuje způsob, kterým procesorový modul pultu komunikuje s pracovní stanicí správce ústřední kanceláře 650 (COM) přes lOBase Ethernetový port přes spoj 303. Modul řízení napětí 306 umožňuje vložení a vyjmutí procesorového modulu pultu 300 pod napětím. Zajišťuje řízenou rampu až do +5 Vss a +3,3 Vss napětí. Také zajišťuje výstup k

WO 99/23833 »· * · · • ·· * ts: ·:

«···« · 4 * · · **

PCT/US98/23546 blokování vstupu/výstupu propojovací roviny obvodu, dokud se napětí nestabilizuje. Rovněž automaticky vypíná proud do desky a indikuje poruchu, jestliže zjistí nadproudový stav. Modul řízení napětí 306 také přeruší proud desky, jakmile se potvrdí nulovací vedení 307.

Na obr. 8 je uveden vývojový diagram znázorňující architekturu, funkčnost a provoz možné implementace pracovní stanice správy systému 325 (SMW 325) z obr. 4. Z tohoto hlediska představuje každý z bloků modul, segment, nebo část kódu, který obsahuje jeden nebo více proveditelných příkazů pro implementaci specifikované logické funkce (specifikovaných logických funkcí). Je nutno si také povšimnout, že v některých alternativním implementacích se mohou funkce uvedené v těchto blocích vyskytovat mimo pořadí uvedené na obr. 8. Na příklad dva bloky uvedené jeden za druhým na obr. 8 mohou být ve skutečnosti realizovány souběžně nebo mohou být tyto bloky někdy provedeny v obráceném pořadí podle stávající funkce, jak objasníme dále v textu. Účastnické rozhraní v bloku 326 umožňuje přístup k nahlédnutí do databáze účastníků v pracovní stanici správy systému (SMW) 334, ke stavu správce ústřední kanceláře (COM) nebo do zařízení přehledu programů. Účastnické rozhraní zajišťuje rozhraní pro přidání a vedení účastníků a zajišťuje propojení, kterým je možno nahlížet do rozmístěných správců ústřední kanceláře (COM) a sledovat zařízení ústřední kanceláře, zajišťuje propojení pro mapy kanálů a přehledy programů a zajišťuje grafické uživatelské rozhraní na příklad pomocí programovacího jazyka Java a hypertextového kódovacího jazyka (HTML). K implementací grafického uživatelského rozhraní je možno použít i jiných programovacích standardů. Programovací jazyk Java a HTML byly vybrány pro preferovanou realizaci vzhledem k výhodě přenosnosti na mnoho hardwarových platforem, kterých je možno použít k implementaci pracovní stanice správy systému a hlavní pracovní stanice ústřední kanceláře. Správce ústřední kanceláře, neboli pracovní stanice (COM), je počítačový systém umístěný v každé ústřední kanceláři 400 telefonní společnosti a bude podrobně popsán dále v textu.

V bloku 327 modul řízení a sestavy účastníků udržuje hlavní databázi účastnických informací, která zahrnuje následující: oprávnění přístupu k televizním kanálům, oprávnění přístupu k internetovým službám, fakturační činnost (informace o PPV - zaplať za shlédnutí) a odblokování a zablokování služeb. Blok řízení a sestavy účastníků 327 rovněž distribuuje a kontroluje lokalizované kopie databáze do příslušných správců ústřední kanceláře(COM) pro konfiguraci propojovacího modulu pro univerzální přístup a informace o PPV (zaplať za shlédnutí). S uživatelským rozhraním 326 a sestavou účastníků a řídicím modulem 327 je rovněž propojen zobrazovací modul 328 stavu správce ústřední kanceláře (COM). Zobrazovací modul 328 stavu správce ústřední

WO 99/23833 ·· · • ♦· τι··· ·· • · · ·· ··

PCT/US98/23546 kanceláře(COM) zajišťuje stav všech správců ústřední kanceláře (COM) a umožňuje si detailně prohlédnout stav COM .

Modul 329 zahrnuje mapy kanálů a informace o přehledu programů a generuje základní informace o mapování kanálů za účelem distribuce do každé hlavní pracovní stanice ústřední kanceláře (COM) a generuje informace o přehledu programů účelem distribuce ke každému správci stanice ústřední kanceláře (COM). Modul řízení a sestavy účastníků 327 je rovněž propojen s obrazem databáze pracovní stanice správy systému (SMW) 334, který je zase propojen s databází účastníků telefonní společnosti 331 a s databází pracovní stanice správy systému (SMW) 332. Obraz pracovní stanice správy systému (SMW) 334 ie rovněž propojen s propojovací deskou účastnické databáze 337. Účastnická databáze telefonní společnosti 331 obsahuje informace o zákaznících včetně jména zákazníka a adresy a databáze pracovní stanice správy systému (SMW) obsahuje informaci identifikující zákazníka patřící do služeb zákazníkům, informaci PPV (zaplať za shlédnutí) a informaci o sledování kanálu. Rozhraní účastnické databáze 337 přemění účastnickou databázi a informaci o fakturaci na formát, který je snímatelný místním fakturačním systémem telefonní společnosti. Modul hierarchického řízení správce.ústřední kanceláře (COM) 333 komunikuje s modulem řízení a sestavy účastníků 327. modulem zobrazení stavu COM a modulem mapování kanálů a informací o přehledu programů 329. Modul hierarchického řízení správce ústřední kanceláře (COM) 333 spravuje obousměrný přenos informací rozmístěným správcům ústřední kanceláře (COM) a pro ilustraci komunikuje se vzdálenými COM 336, 338 a 339. Pracovní stanice správy systému (SMW) rovněž shromažďuje statistické údaje z pracovních stanic správce ústřední kanceláře týkající se výběru kanálů u účastníků. Podíváme-li se nyní na obr. 9, vidíme schéma ilustrující architekturu ústřední r

kanceláře 400. Ústřední kancelář 400 přijímá kombinovaný digitální obrazový a datový signál přes synchronní optickou síť (SONET) 150 do add-drop multiplexoru SONET 401. Tento add-drop multiplexor SONET 401 si vyměňuje informace s normální starou telefonní službou (POTS) s PSTN (veřejná komutovaná telefonní síť) hlasovou ústřednou 409 přes spoj 408. Add-drop multiplexor SONET 401 si rovněž vyměňuje datové informace přes spoj 407 s přepínačem 406. Add-drop multiplexor SONET 401 komunikuje televizní data přes spoj 402 do propojovacího pultu televizní sítě (VNIS) 450 . Pro ilustraci je uveden spoj 402 jako jediný spoj, ve skutečnosti je však spoj 402 soustavou přenosových kanálů DS-3, z nichž každý přenáší jednu programovou skupinu komprimované digitální obrazové náplně, tak jak bylo popsáno výše.

Propojovací pult televizní sítě (VNIS) 450 provádí přeměnu protokolu, aby převedl přijatá obrazová data na standardní formát přenosu komprimovaného digitálního obrazového signálu, na příklad ale neomezuje se pouze na něj, digitálního televizního vysílání-asynchronního sériového rozhraní (DVB-ASI).

WO 99/23833

«· · • ft · • ft ft ftft «· ft·

PCT/US98/23546

Propojovací pult televizní sítě (VNIS) se skládá ze soustavy modulů rozhraní televizní sítě a bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 10A a 10B.

Výstup propojovacího pultu televizní sítě (VNIS) je přenášen na spoj 404. který opět představuje soustavu kanálů, z nichž každý obsahuje jednu televizní programovou skupinu a do televizního distribučního pultu 500. Televizní distribuční pult 500 ie odpovědný za distribuci skupin digitálních televizních programů do všech přístupových pultů 550. Televizní distribuční pult 500 bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 11A -1 IE a přístupový pult 550 bude podrobněji popsán v souvislosti s obr. 12. Televizní distribuční pult 500 dodává osm aktivních programových skupin a osm rezervních spojů přes spoj 417 na přístupový pult 550. Spojem 417 může být jakýkoli spoj, který zajišťuje potřebnou kapacitu k přenosu aktivních i rezervních programových skupin.

Přístupový pult 550 je spojen přes spoj 419 s pultem dolní propusti 600, jehož provoz bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 12. Pult dolní propusti 600 ie spojen přenosovým kanálem 16 s objektem zákazníka 1300. Pro ilustraci může být přenosovým kanálem 16 přenosový kanál digitální účastnické linky (DSL), který, mimo přenosu obrazového signálu do objektu účastníka 1300, zajišťuje přenos obousměrných internetových digitálních dat (nebo jakýchkoli dat) a zahrnuje normální starou telefonní službu (POTS) pro podporu telefonního spojení mezi objektem zákazníka 1300 a ústřední kanceláří 400. Je důležité si povšimnout, že i když je popisován, že používá přenosový kanál digitální účastnické linky (DSL), může být kanál 16 jakýkoli přenosový kanál, který podporuje přenos komprimovaných digitálních obrazových, obousměrných internetových dat a normální starou telefonní službu (POTS). Pro spojení mezi ústřední kanceláří 400 a objektem zákazníka 1300 mohou být použity jiné přenosový kanály, na příklad - ale neomezujíce se pouze na něj - bezdrátový přenosový kanál jako je místní vícebodový distribuční systém (LMDS).

Pult dolní propusti 600 přenáší informaci normální staré telefonní služby (POTS) přes spoj 420 do hlasové ústředny veřejné komutované telefonní sítě (PSTN) 409, která zase spojuje telefonní službu přes spoj 408 a přes add-drop multiplexor 401 do sítě SONET 150 telefonní společnosti.

t

Ústřední kancelář 400 rovněž zahrnuje pracovní stanici správce ústřední kanceláře (COM) 650. Pracovní stanice COM 650 přenáší řídicí informace přes spoj 411 do přepínače 406 a je spojena přes spoj 414 na propojovací pult televizní sítě (VNIS) 450, aby dodala řídicí datové informace týkající se provozu sítě. Pracovní stanice COM 650 je rovněž spojena přes spoj 460 na distribuční televizní pult 500 a přes spoj 416 na přístupový pult 550. Pracovní stanice COM 650je pro ilustraci řídicí pracovní stanicí používající software, který řídí provoz zařízení umístěných v ústřední kanceláři 400 a umožňuje funkci tohoto • · · *

WO 99/23833 ··««*· · Ϊ ~· «·* t · · · ··· ·♦ ·· · ·· ··

PCT/US98/23546 vynálezu. Provoz pracovní stanice COM 650 bude probrán podrobně v souvislosti s obr. 15.

Na obr. 10A je uvedeno schéma znázorňující propojovací pult televizní sítě 450 z obr. 9. Ústřední kancelář 400 zahrnuje add-drop multiplexor synchronní optické sítě SONET 400, který přijímá kombinované obrazové a datové signály ze synchronní optické sítě SONET 150. Ústřední kancelář

400 zahrnuje propojovací pult televizní sítě 450, který zahrnuje dvojice propojovacích desek televizní sítě 700, dvojici výstupních modulů obrazového signálu a dvojici procesorových modulů pultu 300 . Každá dvojíce propojovacích desek televizní sítě má jednu činnou propojovací desku televizní sítě 700 a jednu rezervní, neboli záložní propojovací desku televizní sítě 700. Každá propojovací deska televizní sítě (VNIM) 700 přijímá skupinu televizních programů na vedení DS3 402 . Každá skupina programů je dodávána současně do aktivní propojovací desky televizní sítě (VNIM) a do záložní propojovací desky televizní sítě (VNIM), Pro ilustraci má každý propojovací pult televizní sítě 450 osm párů propojovacích desek televizní sítě 700, přičemž každá dvojice propojovacích desek televizní sítě přijímá kompletní skupinu programů přes spoj DS3. Každá dvojice propojovacích desek televizní sítě 700 dodává kompletní programovou skupinu na propojovací rovinu vysílání 1200. Propojovací rovina vysílání 1200 , jejíž funkce bude podrobně popsána v souvislosti s obr. 13, je spojena s dvojicí výstupních modulů obrazového signálu 750. Dvojice výstupních modulů obrazového signálu 750 dodává programová data přes spoj 404 do distribučního pultu obrazového signálu 500 na obr. 9. Obsah dodávaný na spoj 404 může být ve formě obsahu digitálního televizního vysílání-asynchronního sériového rozhraní (DVB-ASI).

Propojovací pult televizní sítě 450 rovněž zahrnuje dvojici procesorových modulů pultu 300 , jejíž provoz je podobný provozu, který byl již popsán výše. Osm párů propojovacích desek televizní sítě 700 dostává obrazový signál ve formátu DS3 a dodává těchto osm programových skupin na propojovací rovinu vysílání 1200 jako paralelní data.

Na obr. 10B je uvedeno blokové schéma znázorňující propojovací desku televizní sítě 700 z obr. 10 A. Propojovací deska televizní sítě 700 přijímá jednu programovou skupinu ze skupiny digitálních televizních programů přes redundantní spojky 402a a 402b DS-3. Data užitečného informačního obsahu DS-3 (MPEG-2) jsou vyjímána z příchozího signálu a vkládána na propojovací rovinu desku vysílání 1200, aby byla dodána do výstupního modulu obrazového signálu 750. Propojovací deska televizní sítě (VNIM) 700 je určena pro aktivní/záložní redundanci, obsahuje elektroniku k zajištění výměny pod zátěží a pro různé řídicí účely je spojena s procesorovým modulem propojovacího pultu televizní sítě 300 . Do každé desky jsou na vstup dodávány duální DS-3 signály

WO 99/23833 :-30-: *:

• φ · » φ φ φ φ • φ · * • Φ φ·

PCT/US98/23546 za účelem redundance spojky. Propojovací deska televizní sítě 700 zahrnuje primární účastnické vedení DS-3 a přijímač 701a a redundantní primární účastnické vedení DS3 a přijímač 701b. Přijímače vedení vybírají z přicházejícího bitového toku data užitečného informačního obsahu a připravují obsah k dodání do paralelního ovladače obrazové sběrnice 706. Oba dva přijímače 701a a 701b jsou stále v činnosti a umožňují redundanci na vstupní spojce. Řídicí modul 704 sleduje stav přijímačů 701a a 701b na spojích 708a a 708b a určuje, který signál přijímače vedení bude použit, aby zajistil sériové podávání na ovladač paralelní sběrnice obrazového signálu 706. Řídicí modul 704 sděluje řídicí informace na účastnické vedení DS-3 a přijímač 701a přes spoj 714a a sděluje řídicí informace na účastnické vedení DS-3 a přijímač 701b přes spoj 714b. Ovladač paralelní sběrnice obrazového signálu 706 přijímá sériová data z jednoho z přijímačů 701a nebo 701b vedení DS3 přes spoj 709a nebo 709b podle toho, které účastnické vedení DS-3 a přijímací zařízení je aktivní, tak jak je stanoveno řídicím modulem desky. Sériová datajsou přeorganizována do původního 8 bitového bytového formátu, kde dva řídicí datové bity jsou spojeny s původním bytem. Ovladače vedení (neuvedeny) s diferenční signalizací a v preferované realizaci s nízkonapěťovou diferenční signalizací (LVDS) v ovladači paralelní sběrnice obrazového signálu 706 vysílají toto 10-bitové slovo do 20 diferenčních výstupních vedení na paralelní sběrnici obrazového signálu 706, pokud modul dozoru 704 dovolí, aby byly tyto ovladače aktivovány.

Modul dozoru 704 odpovídá za vlastní funkci propojovací desky televizní sítě v

700. Provádí nastavení a inicializaci všech funkcí na uvedeném modulu. Řídicí modul 704 rovněž sleduje stav každé z funkcí. Modul dozoru 704 udržuje spojení s procesorovým modulem pultu 300 a odpovídá za řízení aktivní/záložní redundance. Pokud by měla propojovací deska televizní sítě 700 njakou závadu, modul dozoru 704 uvede do pohotovosti procesorový modul pultu 300 a způsobí, že procesorový modul pultu 300 přestane být aktivní. Jelikož je určena propojovací deska televizní sítě pro aktivní/záložní redundanci, je zpravidla instalována ve dvojicích, přičemž každá z nich sleduje indikátor poruchy svého redundantního souseda přes spoj 711, který jej v případě poruchy aktivního modulu okamžitě uvede do aktivního stavu. Podobným způsobem dodává modul dozoru 704 svůj poruchový stav přes spoj 712 do modulu dozoru v sousední propojovací desce televizní sítě. Modul řízení napětí 702 odpovídá za schopnost výměny pod zátěží a za řízení napětí v souladu s tím, co bylo uvedeno výše.

Na obr. 1 IA je uvedeno schéma znázorňující distribuční pult obrazového signálu 500 z obr. 9. Ústřední kancelář 400 zahrnuje distribuční pult obrazového signálu 500, který obsahuje dvojici výstupních modulů vícenásobného obrazového signálu 850, dvojici výstupních modulů dálkového obrazového « ·

WO 99/23833 v v • • Φ · • · · · · ♦ · · «

·· ··

PCT/US98/23546 signálu 900 a dvojici procesorových modulů pultu 300 . Dvojice vstupních modulů obrazového signálu 800 přijímá jako vstup na spoji 404 obrazový signál ve formátu digitálního televizního vysílání-asynchronního sériového rozhraní (DVB-ASI). Zatímco na obrázku je uveden pouze jeden pár, ve skutečnosti existuje v této preferované realizaci osm dvojic vstupních modulů obrazového signálu, což odpovídá osmí vstupním signálům digitálního televizního vysíláníasynchronního sériového rozhraní (DVB-ASI) 404 a osmi záložním vstupním signálům DVB-ASI 404. Každý aktivní vstupní modul obrazového signálu 800 přijímá aktivní skupinu programů, zatímco záložní vstupní modul signálu přijímá záložní skupinu programů přes záložní spojení (DVB-ASI). Každý vstupní modul obrazového signálu 800 dodává programovou skupinu na propojovací rovinu vysílání 1200 . Dvojíce výstupních modulů obrazového signálu 850 přijímá obsah programové skupiny z.propojovací roviny vysílání 1200 a pro každou z programových skupin zajišťuje jako výstup dvě kopie každé programové skupiny. Každý z výstupních modulů vícenásobného obrazového signálu 850 tak ovládá 16 diskrétních DVB-ASI výstupů 501. Záložní modul ovládá neustále záložní výstupy. Dvojici výstupních modulů dálkového obrazového signálu 900 je možno použít namísto výstupního modulu vícenásobného obrazového signálu 850, aby se zajistila připojitelnost na digitální cyklické nosné (DLC). Výstupní modul dálkového obrazového signálu 900 provádí výstup jedné multiplexované kopie programových skupin najeden optický kabel multiplexováním uvedených osmi programových skupin do sériového bitového toku na přibližně 2,488 gigahertzích (GHz). Záložní modul neustále dodává záložní výstup na záložní optický kabel.

Dvojice procesorových modulů pultu 300 je do televizního distribučního pultu 500 rovněž zahrnuta a její provoz byl popsán výše. Každý vstupní modul obrazového signálu 800 dostává až osm televizních programových skupin ve formátu DVB-ASI (digitální televizní vysílání-asynchronní sériové rozhraní). Výstupní moduly vícenásobného obrazového signálu 850 ovládají redundantní výstupy obrazových signálů, které dodávají data obrazového signálu do vícenásobných přístupových pultů 550 (bude probráno v souvislosti s obr. 12). Pokud je použita, dvojice výstupních modulů dálkového obrazového signálu 900 multiplexuje a přenáší všechny televizní programové skupiny na přístupový pult 550 po optickém spojení. Procesorový modul pultu 300 zajišťuje redundantní řízení a monitorování tohoto pultu.

Na obr. 1 IB je uvedeno blokové schéma znázorňující vstupní modul obrazového signálu 800 z obr. 11 A. Vstupní modul obrazového signálu 800 dostává všech osm televizních programových skupin ve formátu DVB-ASI (digitální televizní vysílání-asynchronní sériové rozhraní) přes spoje 404. Tato data jsou převedena do paralelního tvaru nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) (přičemž jsou přidány další řídicí bity) a jsou dostupná přes zvláštní «

WO 99/23833

PCT/US98/23546 propojovací rovinu pultu pro všechny ostatní moduly, které jsou připojeny na propojovací rovinu vysílání 1200 . Vstupní modul obrazového signálu 800 je určen pro aktivní/záložní redundanci, obsahuje speciální elektroniku, aby bylo možno provádět výměnu pod napětím a za účelem řízení je spojen s procesorovým modulem pultu 300 . Přijímač digitálního televizního vysílání-s asynchronním sériovým rozhraním (DVB-ASI) 801 dostává vstup z osmi jednotlivých kanálů 404. Každá ze vstupních linek povídá DVB-ASI. Obrazová data na linkách 404 se přenášejí dál z přijímače 801 DVB-ASI do modulu 802 ovladače nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS). Tento modul 802 ovladače LVDS převádí sériová data přijatá z přijímače 801 DVB-ASI do paralelního tvaru. Ke každé slabice se přidávají speciální řídicí bity a data mají synchronizované byty (bude probráno v souvislosti s obr. 20).

Když modul dozoru potvrdí výstupní uvolňovací signál na vedení 808, jsou uvolněny ovladače nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) a všech osm programových skupin je vedeno na vysílací propojovací rovinu 300 , kde jsou současně k dispozici pro všechny ostatní moduly na propojovací rovině vysílání

1200.

Modul dozoru 806 rovněž odpovídá za vlastní provoz vstupního modulu obrazového signálu 800. Modul dozoru 806 kontroluje inicializaci nastavení všech funkcí prováděných na vstupním modulu obrazového signálu 800 a sleduje stav každé z funkcí. Modul dozoru 806 udržuje spojení s procesorovým modulem pultu 300 a odpovídá za kontrolu aktivní/záložní redundance. V případě, že dojde k poruše vstupního modulu obrazového signálu 800, modul dozoru 806 uvede do pohotovosti procesorový modul pultu 300 a způsobí, že vstupní modul obrazového signálu 800 přestane být okamžitě aktivní. Jelikož vstupní modul obrazového signálu 800 je určen k aktivní/záložní redundanci, předpokládá se, že bude nainstalován ve dvojicích. Každý z nich monitoruje indikátor poruchy svého redundantních souseda přes spoj 809 a dodává svou vlastní informaci o poruše přes spoj 811 a jakmile dojde k poruše aktivního modulu, okamžitě se uvede do aktivního stavu. Modul řízení napětí 804 odpovídá za schopnost výměny pod zátěží a za řízení napětí v souladu s předchozím popisem.

Na obr. 1 IC je uvedeno schéma znázorňující alternativní distribuční schéma vstupního modulu obrazového signálu z obr. 1 IB. Jako alternativu ke vstupnímu modulu obrazového signálu 800 je možno použít vstupní modul dálkového obrazového signálu 825. Vstupní modul dálkového obrazového signálu 825 dostává jednu multiplexovanou kopii osmi 10-bitových paralelních skupin televizních programů společně s bity rámcové synchronizace a režijními bity z jednoho optického spoje 836· Je zjištěno tvoření rámců a data jsou demultiplexována do osmi 10-bitových paralelních skupin televizních programů.

WO 99/23833 «4 : 23:

«4« 44

4

4 4

4 4

4

PCT/US98/23546

Záložní modul bude tento záložní optický vstup neustále demultiplexovat. Jeden z těchto dvou modulů dodá tyto programové skupiny na propojovací rovinu vysílání 1200 .

Optický přijímač 826 převádí tok optických dat na spoji 836 na elektronický datový tok obsahující televizní programy na spoji 842. Regenerace hodinových impulsů a synchronizace dat 827 regeneruje sériové hodinové impulsy z toku sériových dat a znovu synchronizuje data na tyto hodinové impulsy. Na spoj 844 je dodáván hodinový signál 2,488 GHz a televizní programy jsou dodávány přes spoj 843. Demultiplexor/přijímač 1:16a detektor opakovači periody 828 zjišťuje začátek bitů opakovači periody a demultiplexuje data do 16-bitových slov. Přes spoj 845 se dodává hodinový signál 155,5 Mhz, televizní programy se dodávají přes spoj 846 a řídící informace opakovači periody je vyměněna zařízením 829 pro vyjmutí užitečného informačního obsahu přes spoj 847. Zařízení 829 pro vyjmutí užitečného informačního obsahu oddělí bity rámcové synchronizace a režijní bity a ponechá skupiny televizních programů na spoji 837. Vyrovnávací paměť fronty (nejdříve uložená data jsou nejdříve vybrána) ukládá do vyrovnávací paměti osm programových skupin na spoji 837 v uspořádání nejdříve uložená data jsou nejdříve vybrána, aby se znovu synchronizovala rychlost paralelně přenášených dat. Ovladače nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) 832 dodávají uvedených osm programových skupin na propojovací rovinu vysílání 1200 přes spoje 838. Pro ilustraci by měla mít optická spojení, přes která jsou multiplexované programové skupiny přenášeny, dostatečnou kapacitu pro přenášení dat, tak aby mohly být programové skupiny přenášeny bez ztráty jakýchkoli informací.

Modul dozoru 834 komunikuje s modulem procesoru pultu 300 , aby nastavil poruchový bit přes spoj 833a a odečítá sousední poruchový bit přes spoj 833b. Modul dozoru 834 rovněž uvolňuje podle potřeby obrazové ovladače 832 nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) přes spoj 839. Modul řízení napětí 841 odpovídá za schopnost výměny pod zátěží a za řízení napětí v souladu s tím, co bylo uvedeno výše.

Na obr. 1 ID je uvedeno blokové schéma znázorňující výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 z obr. 11 A. Výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 přijímá všech osm programových skupin ze vstupního modulu obrazového signálu 800 na propojovací rovině vysílání 1200 . Uvedených osm programových skupin je n-krát replikováno a dodáno z televizního distribučního pultu 500 do vedení 501 ve formátu DVB-ASI. Výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 je určen pro aktivní/záložní redundanci, obsahuje speciální elektroniku umožňující provádět výměnu pod zátěží a komunikuje s procesorovým modulem pultu 300 za různými kontrolními účely. Přijímač 851 paralelní sběrnice obrazového signálu ♦ · *

WO 99/23833 • ·* :- 34 -:

• φ φ φ φ φ · φ « ··

PCT/US98/23546 obsahuje přijímače nízkonapěťová diferenční signalizace (LVDS) pro 160 signálů, osm programových skupin skládajících se ze 20 signálů na jednu programovou skupinu. Přijímá obrazová data ze vstupního modulu obrazového signálu 800 přes propojovací rovinu vysílání 1200. Ovladače DVB-ASI 856a 856n odpovídají za vytvoření výstupu kompatibilního s DVB-ASI na vedení 501 pro každou z programových skupin. Každý spoj 857a až 857n zahrnuje sériový datový tok obsahující jednu programovou skupinu. Každá programová skupina je realizována na jednom výstupním spoji a tudíž každý výstupní modul obsahuje osm výstupů. Na výstupním modulu vícenásobného obrazového signálu 850 může existovat jakýkoli počet modulů 851 ovladače digitálního televizního vysílání-asynchronního sériového rozhraní (DVB-ASI), což zajišťuje přizpůsobivost celému systému.

Výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 je určen pro aktivní/záložní redundanci. Modul dozoru 854 odpovídá za vlastní provoz výstupního modulu vícenásobného obrazového signálu 850. Modul dozoru 854 provádí nastavení a inicializaci všech ostatních funkcí na tomto modulu a monitoruje stav každé z funkcí. Modul dozoru 854 udržuje spojení s procesorovým modulem pultu 300 a odpovídá za řízení aktivní/záložní redundance. Jestliže nastane selhání výstupního modulu vícenásobného obrazového signálu 850, modul dozoru 854 upozorní procesorový modul pultu 300 přes spoj 858 a okamžitě přestává být aktivní. Podobným způsobem, jestliže modul dozoru 854 zjistí poruchu svého protějšku - výstupního modulu vícenásobného obrazového signálu přes spoj 859, okamžitě přechází do aktivního stavu. Jelikož je výstupní modul vícenásobného obrazového signálu 850 určen pro aktivní/záložní redundanci, obě desky kteréhokoli z párů budou vždy dodávat sadu redundantních výstupních signálů. Modul řízení napětí 852 odpovídá za způsobilost přepnutí pod zátěží a za řízení napětí v souladu s předchozím popisem.

Na obr. 1 IE je uvedeno schéma znázorňující výstupní modul vzdáleného obrazového signáluz obr, 11 A. Výstupní modul vzdáleného obrazového signálu 900 přivádí na výstup jedinou multiplexovanou kopii osmi 10-bitových paralelních televizních programových skupin spolu s bity rámcové synchronizace a režijními bity najeden optický spoj k přenosu na digitální cyklické nosné (DLC). Záložní modul neustále dodává záložní výstup na záložní optickou spojku. Přijímač obrazového signálu 901 nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) bude přijímat osm programových skupin a výstupní obrazový signál 914, aby přijal paměť fronty (nejdříve uložená data jsou nejdříve vybrána) FIFO 904. Jelikož rychlost sériového vysílání a rychlost paralelních přijímaných dat nejsou ekvivalentní, paralelní data osmi programových skupin jsou ukládána do vyrovnávací paměti v přijímací paměti fronty (nejdříve uložená data jsou nejdříve vybrána) FIFO 904, aby se znovu synchronizovala rychlost sériových dat. Přijímací paměť fronty (nejdříve • · * * · · *

WO 99/23833 »· • «» » v ’ ft A- · · * ftft •-25-* * · · ·» >· ·» ·

PCT/US98/23546 uložená data jsou nejdříve vybrána) FIFO 904 dodává televizní programy přes spoj 916, dodává indikátory paměti fronty FIFO přes spoj 918 a přijímá řídicí signály paměti fronty FIFO z frameru 906 přes spoj 917.

Framer 906 organizuje přicházející data do rámců a přidává bity rámcové synchronizace na počátek rámce. Pokud to bude zapotřebí, přidají se k rámci další datové byty, aby se rychlost dat synchronizovala. Tato data se přenášejí ven z frameru 906 přes spoj 919 v 16-bitových slovech. Tok 16-bitových paralelních dat s frameru 906 je multiplexován do toku sériových dat pro přenos 16:1 multiplexorem/vysílačem 907 přes spoj 911 do optického vysílače 908. Optický vysílač 908 odebírá tok sériových dat na spoji 911 a převádí jej na optický tok pro přenos přes spoj 912 na optické vlákno. Modul dozoru 909 a zařízení pro řízení napětí 902 ftingují tak, jak bylo popsáno výše.

Na obr. 12 je uvedeno schéma znázorňující přístupový pult 550 a modul dolní propusti 600 z obr. 9. Podíváme-li se zpět na obr. 11 A, vidíme že výstup každého výstupního modulu vícenásobného obrazového signálu 850 na spojí 501 je dodáván do vstupnícho modulu obrazového signálu 950, který je rovněž v této preferované realizaci implementován ve dvojicích, obr. 12 na spoji 501. Obsah na spoji 501 je obrazový formát DVB-ASI (digitálního televizního vysílání-asynchronního sériového rozhraní). Celkem je dodáváno 16 obrazových signálů DVB-ASI do osmi párů vstupních modulů obrazového signálu 950. Pár vstupních modulů obrazového signálu 950 určuje, které vstupní signály (hlavní nebo záložní) jsou validní a dodává programové skupiny na propojovací rovinu vysílání 1200. Přístupový pult 550 dále zahrnuje propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000. Každý propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 přijímá z propojovací roviny vysílání 1200 celý programový obsah, který je k dispozici. Propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 obsahuje rovněž framer 1100 ústřední kanceláře (CO), jehož provoz bude podrobně probrán v souvislosti s obr. 19.

Propojovací rovina vysílání účinně rozšiřuje dostupnost obsahu digitálního obrazového signálu až do přenosového kanálu, který spojuje ústřední kancelář 400 s objektem zákazníka 1300 . Celý dostupný programový obsah je na propojovací rovině vysílání 1200 vždy k dispozici. Propojovací rovina vysílání 1200 současně dává k dispozici všem účastníkům celý digitální obrazový obsah. Tímto způsobem tento vynález na příklad umožňuje, aby všichni účastníci systému přijímali současně ten stejný programový obsah, aniž by to mělo ve skutečnosti nějaký dopad na kvalitu signálu a aniž by se přetížila přepojovací schopnost ústřední kanceláře. Stejně tak umožňuje všem účastníkům dívat se na různý programový obsah, aniž by tento systém přetížili. Propojovací rovina vysílání účinně rozšiřuje dostupnost obsahu digitálního obrazového signálu až do přenosového kanálu, který spojuje ústřední kancelář 400 s objektem

WO 99/23833

- ΪΖ6 * * * ·· · · ·

I t * I 1 * · * * ·

PCT/US98/23546 zákazníka 1300 . Vysílá efektivně všechny kanály do fyzikálního bodu, kde je realizován proces volby kanálu v přístupovém pultu 550. Neexistuje tudíž žádná potřeba, aby byly všechny kanály vysílány do objektu zákazníka.

Propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 poskytuje obrazové a datové služby velkému počtu zákazníků. Podle toho, jak se systém rozšiřuje, přidávají se další přístupové pulty, aby sloužily novým zákazníkům. V přístupovém pultu 550 se používá redundantních vstupních modulů obrazového signálu pro příjem osmi skupin televizních programů ve formátu DVB-ASI. Televizní programy jsou k dispozici každému propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 na propojovací rovině vysílání 1200. Je to jedinečná novinka v tom smyslu, že na každé propojovací rovině vysílání 1200 jsou k dispozici pro každý propojovací modul pro univerzální přístup 1000 stovky televizních programových kanálů. Takto může mít koncový účastník v objektu zákazníka 1300 k dispozici výběr pro příjem čehokoli z programového obsahu, pokud je daný zákazník k příjmu požadovaného kanálu oprávněn. Takto má koncový účastník přístup k celému programovému obsahu, který je k dispozici, aniž by se musela posílat všechna programová data do místa, kde se zákazník nachází. Tato jedinečná novinka tohoto vynálezu umožňuje používat pár běžných měděných kabelů, nebo jakékoli přenosové médium nebo metodiku, která je schopna podporovat přenos komprimovaného digitálního obrazového signálu, obousměrných internetových dat a normální staré telefonní služby (POTS) mezi ústřední kanceláří 400 a objektem zákazníka 1300 , aby se digitální televizní programy na požádání dostaly ke každému ze zákazníků. Digitální televizní kanály jsou efektivně vysílány v dosahu přístupového pultu do všech propojovacích modulů pro univerzální přístup 1000 (UAA).

Dále je ve spojení s dodáváním digitálního obrazového signálu televize ke každému zákazníkovi současně k dispozici na tom stejném kanálu obousměrná výměna dat (tj. přípojka na Internet) a normální stará telefonní služba (POTS).

Propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 dodává televizní programový obsah a internetová data přes spoj 419 do pultu dolních propustí 600 . Pult dolních propustí 600 obsahuje vícenásobné moduly dolní propusti 1050, z nichž každý je konfigurován tak, aby přijímal výstup jednoho propojovacího modulu pro univerzální přístup. Každý modul dolní propusti 1050 kombinuje obsah televizních programů a data s informacemi normální staré telefonní služby (POTS) a usměrňuje je do objektu zákazníka přenosovým kanálem 16. Tak jak je v současné době konfigurován, může propojovací modul pro univerzální přístup 1000 (UAA) obsluhovat čtyři zákaznické linky, dá se však předvídat, že technologický pokrok umožní v budoucnu zvýšit tuto kapacitu, aniž by se přitom vybočilo z rozsahu platnosti tohoto vynálezu.

WO 99/23833 :-37ftftft ftft

PCT/US98/23546

Modul UAA 1000 přijímá obsah digitální televize z propojovací roviny vysílání 1200 a dodává televizní programy k zákazníkovi, tak jak jsou požadovány. Internetová data se dostávají pro všechny čtyři zákazníky přes konektor lOBase T na přístupový pult 550, ve kterém je uložen propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000.

Na obr. 13 je uvedeno schéma znázorňující další detail přístupového pultu 550 z obr. 9. Obr. 13 speciálně znázorňuje propojovací rovinu vysílání 1200, která obsahuje osm programových skupin televizního obsahu distribuovaných ze vstupního modulu obrazového signálu 950 do každého propojovacího modulu pro univerzální přístup (UAA) 1000. Propojovací rovina vysílání 1200 je tvořena sadou osmi skupin programů digitální televize. V preferované konfiguraci přenosu přenáší každá skupina programů digitální obrazová data MPEG-2 v paralelním formátu. Propojovací rovina vysílání 1200 je spojena s každým propojovacím modulem pro univerzální pří stup1000, aby se všem koncovým uživatelům umožnil přístup ke všem televizním programům, které jsou k dispozici. Celý programový obsah je vždy .k dispozici na propojovací rovině vysílání 1200 . Propojovací rovina vysílání 1200 dává současně k dispozici všem uživatelům celý obsah digitální televize.

Tento vynález tak tedy na příklad umožňuje, aby všichni uživatelé systému dostávali současně stejný programový obsah a umožňuje velkému počtu účastníků sledovat různé programy s prakticky nulovým dopadem na kvalitu signálu a bez přetížení přepojovací kapacity ústřední kanceláře.

Na obr. 14 je uvedeno schéma znázorňující propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 z obr. 12 a 13. Propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 zajišťuje dodávku obsahu digitální televize a služby Ethemetových dat n-účastníkům a v této preferované realizaci používá technologie asymetrické digitální účastnické linky (ADSL). Tato technologie obsahuje technologii digitální účastnické linky adaptivní podle sazby (RADSL) a jakoukoli a všechny varianty technologie xDSL (digitální účastnické linky x). Dále je nutno chápat, že může být použita jakákoli technologie přenosu digitálních dat, která mohou být na příklad přenášena - ale bez omezení pouze na tento příklad - dvojicí měděných vodičů, nebo jakýmkoli přenosovým médiem, které podporuje přenos digitálních obrazových signálů, obousměrných internetových dat a normální starou telefonní službu (POTS), aniž by se vybočilo z rozsahu platnosti tohoto vynálezu. Technologie xDSL se zde používá pouze pro ilustraci. Tato preferovaná realizace pro ilustraci předpokládá, že jedním propojovacím modulem pro univerzální přístup (UAA) 1000 mohou být obsluhovány čtyři účastnické objekty. Je nutno chápat, že budoucí implementace mohou zvýšit nebo snížit počet míst účastnických objektů obsluhovaných každým

WO 99/23833

-J8• ·· * · · to · · · ··· ··«·· • · · · · · · ·· · ·· ··

PCT/US98/23546 propojovacím modulem pro univerzální přístup (UAA) 1000. V preferované realizaci pojme propojovací modul 1000 pro univerzální přístup (UAA) osm programových skupin digitální televize, lze však předvídat, že v budoucnu bude možno podporovat více programových skupin. Propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 každému předplatiteli umožňuje, aby si z těchto programových skupin vybral určitý program ke shlédnutí. Volba určitého programu ke shlédnutí se provede pomocí řídícího kanálu na spoji xDSL, který je zde pro ilustraci uveden jako řídicí kanál 1011. Pomocí tohoto kanálu sděluje účastník do ústřední kanceláře 400 přenosovým kanálem 16 své přání přijmout určitý program. Povšimněte si, že účastník nepotřebuje vědět, kterou programovou skupinu nebo který identifikátor programu si volí. Programové skupiny a identifikátory programů jsou mapovány do čísel kanálů pomocí propojovacího modulu pro univerzální přístup (UAA) 1000. Mimo toho umožňuje řídicí kanál 1011 každému z účastníků, aby si vybral užívání služeb Ethemetových dat. Ethernetová data mohou být použita namísto programů digitální televize nebo navíc k programům digitální televize. Kanál Ethemetových dat je určen k tomu, aby umožnil vysokopásmový obousměrný přístup k Internetu přes poskytovatele internetových služeb 14.

Přijímač nízkonapěťové diferenční signalizace (LVDS) 1009 sběrnice obrazového signálu přijímá programové skupiny digitální televize z propojovací roviny vysílání 1200 a převádí diferenční signály na jednoduché signály.Tyto jednoduché signály jsou potom odeslány přes spoj 1012 do multiplexoru 1008. Multiplexor 1008 přijímá osm programových skupin a zajišťuje jeden výstup programové skupiny na spoj 1014 do každého frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 účastníka. Multiplexor 1008 umožňuje modulu dozoru 1007 vybrat si tu programovou skupinu, která obsahuje kanál zvolený účastníkem a odesílá tuto programovou skupinu do frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 účastníka. Provoz frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 bude podrobně probrán v souvislosti s obr. 19. Multiplexor 1008 může současně samostatně obsluhovat až n fřamerů ústřední kanceláře (CO). Modul dozoru 1007 zapisuje požadovanou programovou skupinu, která má být vybrána, do registru ve frameru ústřední kanceláře (CO) 1100. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 potom dává instrukci multiplexoru 1008, aby vybral ze vstupu na spoji 1012 příslušnou programovou skupinu. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 potom vybere z programové skupiny jeden program a dodá jej přenosovým kanálem 16 do vysílače s přijímačem 1001 k přenosu do objektu’ zákazníka 1300. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 zajišťuje propojení s multiplexorem 1008. Nebo by mohl multiplexor 1008 zajistit propojení s modulem dozoru 1007. avšak pro preferovanou realizaci může framer ústřední kanceláře (CO) 1100 výhodněji zajistit propojení s modulem dozoru 1007. Multiplexor 1008 vybere jednu programovou skupinu z osmi programových skupin na spoji 1012 a vybranou programovou skupinu nasměruje do odpovídajícího frameru ústřední kanceláře * i · ·

WO 99/23833

-:9-:

ft · · ft ftft ft ft* ··

PCT/US98/23546 (CO) 1100. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 potom vybere požadovaný program ze skupiny programů, zkombinuje jej s internetovými daty z můstku 1004 a přenosovým kanálem 16 dodá zkombinovaný signál zákazníkovi. V podstatě řečeno, jakmile si účastník vybere určitý kanál, aby se na něj podíval, modul dozoru 1007 určí tuto programovou skupinu a identifikátory paketu (PID) v programové skupině, které požadovaný kanál vyberou. Modul dozoru 1007 dá přes framer ústřední kanceláře (CO) 1100 instrukci multiplexoru 1008, aby vybral příslušnou programovou skupinu a dále dá příkaz frameru ústřední kanceláře (CO) 1100, aby odfiltroval určité identifikátory paketu (PID). Tímto způsobem je potom vybraný program dodán účastníkovi.

Aby se v této preferované realizaci získal přístup k internetovým datům, modul rozbočovače 1006 přijme na jednom portu Ethernetová data lOBase T při 10 Mb/sec a opakuje tato data do každého z ostatních koncových portů. Můstek 1004 zajišťuje rozhraní mezi spojem lOBase T (LAN) u modulu rozbočovače 1006 a daty na úrovni logiky TTE (WAN). Můstek zjistí adresy (např. Ethemetu nebo adresu řízení přístupu k médiu (MAC) zařízení připojeného na straně můstku pro objekt účastníka 1004 a vyfiltruje ven data, která těmto adresám neodpovídají. Na straně WAN provádí propojení k frameru ústřední kanceláře (CO) přes spoj 1016. Na jednoho účastníka připadá jeden můstek a jeden framer ústřední kanceláře (CO). Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 vysílá a přijímá Ethernetová data z můstku 1004 přes spoj 1016 a data řídicího kanálu do a z modulu dozoru 1007 přes spoj 1011. Je nutno si povšimnout, že Ethernet a spoj lOBase T jsou pouze možné implementace, aby se zajistil přenos obousměrných internetových dat mezi ústřední kanceláří a objektem účastníka. Na základě koncepcí tohoto vynálezu je možno přenášet jakákoli data. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 provádí výstup dat do vysílače s přijímačem 1001 xDSL (digitální účastnické linky x) a přijímá data z vysílače s přijímačem 1001 rychlostí, která je úměrná provoznímu režimu xDSL (digitální účastnické linky x), který byl vybrán (modulem dozoru 1007). Jak jsme již uvedli výše, podrobný popis provozu frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 bude uveden v souvislosti s obrázkem 19. Vysílač s přijímačem 1001 xDSL (digitální účastnické linky x) odesílá a přijímá data logiky TTL do frameru a z frameru 1100. Vysílač s přijímačem 1001 xDSL (digitální účastnické linky x) rovněž vysílá a přijímá data xDSL ke každému a od každého účastníka přes spoj 16.

Modul dozoru 1007 obsahuje mikroprocesor používaný k implementaci řídicího kanálu směrem k a od účastníka, aby se zajistila komunikace s procesorovým modulem pultu 300 přes lokální sběrnici 1017 a aby se zajistilo řízení a stav snímání na propojovacím modulu pro univerzální přístup (UAA) 1000. Typické funkce modulu dozoru 1007 zahrnují, ale nejsou omezeny pouze na uvedené funkce, implementaci řídicího kanálu (sériového datového portu) směrem k a od každého účastníka přes framer ústřední kanceláře (CO) 1100, přičemž se stanoví ·· · « * i *

WO 99/23833 • · · · » ϊ-SOí*· · · ··· ·< ·· *

PCT/US98/23546 identifikace programu a programová skupina odpovídající kanálu vybranému účastníkem a na framer ústřední kanceláře (CO) 1100 se odešle vybraná programová skupina a identifikátor programu (ID). Ostatní funkce zahrnují konfiguraci vysílačů s přijímači xDSL (digitální účastnické linky x) 1001. implementaci testovacího portu k testování vysílačů s přijímači xDSL (digitální účastnické linky x), snímání štítkových adres, implementaci datového sériového portu ke komunikaci s procesorovým pultem 300, monitorování stavu vysílače s přijímačem xDSL 1001 a můstků 1004 a opětovné nastavení propojovacích modulů pro univerzální přístup (UAA) 1000.

Modul řízení napětí 1002 umožňuje vložit pod zátěží propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 1000 do propojovací roviny, aniž by se tím vyvolaly jakékoli poruchy na sběrnici propojovací roviny, a aniž by došlo k poškození jakéhokoli zařízení na jiných součástech zasunutých do této propojovací roviny. K provádění této funkce se používá integrovaný obvod řídicí jednotky pro výměnu pod zátěží a tento integrovaný obvod zajišťuje při obnovení stavu určité napětí do systému mikroprocesoru.

Na obr. 15 je uveden vývojový diagram znázorňující hlavní pracovní stanici ústřední kanceláře 650 . Hlavní pracovní stanice ústřední kanceláře 650 funguje následujícím způsobem. Blok 651 zajišťuje uživatelské rozhraní, které zajišťuje propojení s účastnickou databází pro úkoly propojovacího modulu pro univerzální přístup (UAA) 1000. Uživatelské rozhraní 651 rovněž zajišťuje propojení, kterým se konfiguruje a monitoruje zařízení ústřední kanceláře 400 a zajišťuje grafické uživatelské rozhraní na příklad prostřednictvím programovacího jazyka Java a HTML. Účastnická databáze a řídicí blok 652 udržuje lokalizovaný zrcadlový obraz obsahu databáze pracovní stanice správy systému 325 pro informace o účastnících včetně následujícího: oprávnění pro televizní kanály, oprávnění k internetové službě, fakturační činnost (informace o PPV - zaplať za shlédnutí), odblokování a zablokování služeb a statistika sledovanosti kanálů. Účastnická databáze a řídicí blok 652 rovněž umožňují dodat (upload) fakturační informace a odsunout (download) informace o r

účastnících. Účastnická databáze a řídicí blok 652 rovněž konfiguruje propojovací modul pro univerzální přístup (UAA) 100 pro dodávanou službu včetně počátečních nastavení a pro jakoukoli změnu služby. Zobrazovací blok 654 nastavení a stavu hardwaru zajišťuje následující funkce: inicializaci zařízení ústřední kanceláře 400, monitorování stavu zařízení ústřední kanceláře 400 včetně řízení dotazování procesorových modulů pultu 300 na informace o stavu a řízení dotazování propojovacích modulů pro univerzální přístup (UAA) na zakupování programů zaplať za shlédnutí (pay per view). Zobrazovací blok 654 nastavení a stavu hardwaru rovněž zajišťuje přístup k databázi štítkových konfigurací k rychlému překonfigurování v případě, že je současné nahrazován velký počet modulů.

WO 99/23833 ·· .31.

• ·· • » • · « · · 99 9 * · · · • 9 · * 9 • 9 ··

PCT/US98/23546

Blok vložené řídicí sítě 656 provádí funkcí sdělování informací mezi správcem ústřední kanceláře (COM) 650 a zařízením ústřední kanceláře 400. Vložená řídicí síť 656 rovněž umožňuje použití rozhraní programovacího zařízení aplikace (API) k definování typů zpráv/povelů, které systém podporuje. Propojovací blok 657 pracovní stanice správy systému zajišťuje obousměrnou komunikaci mezi hlavní pracovní stanici ústřední kanceláře 650 a pracovní stanicí správy systému 325 umístěnou v programovém a řídicím středisku telefonní společnosti (TPCC) 100. Správce ústřední kanceláře (COM) 650 rovněž zajišťuje logiku potřebnou ke zpracování požadavků od účastníků náležící k požadovanému shlédnutí programů, ke shromažďování statistických údajů o zvyklostech týkajících se sledování programů (např. které kanály se sledovaly v určitém časovém období) a stanovení přenosových portů na propojovacích modulech pro univerzální přístup (UAA) 1000, na kterých se zajišťuje programový obsah digitální televize, obousměrná internetová data a normální stará telefonní služba (POTS).

Na obr. 16 je uvedeno blokové schéma znázorňující objekt zákazníka 1300 . Digitální obrazový signál a data se dostávají do objektu zákazníka 1300 z ústřední kanceláře 400 přenosovým kanálem 16. V preferované realizaci je pro ilustraci přenosovým kanálem 16 přenosový kanál digitálního účastnického vedení, který rovněž podporuje komunikaci normální staré telefonní služby (POTS). Nebo jinak může být přenosovým kanálem 16 jakýkoli kanál schopný podporovat komprimovaná obrazová data, obousměrná internetová data a normální starou telefonní službu (POTS) včetně, avšak bez omezení pouze na něj, bezdrátového přenosového kanálu. Mimo toho může být spojení mezi inteligentním síťovým rozhraním (INI) 1350 a počítačem 355, televizí 1365 a telefonem provedeno pomocí různých metodik včetně, aniž by se však omezovalo pouze na ni, např. bezdrátové technologie.

Přenosový kanál 16 se připojuje na inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350. Počítač 1355, televize a telefon 1360 jsou pro ilustraci připojeny na inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350. Toto inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350 může rovněž podporovat další přenosová vedení 1353a a 1353b, která mohou být rovněž ve formě digitálního signálu. Architekturu a provoz inteligentního síťového rozhraní (INI) 1350 probereme dále v textu.

Na obr. 17A je uvedeno schéma znázorňující inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350 z obr. 16. Inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350 zahrnuje modem RADSL (účastnické linky adaptivní podle sazby) připojený na přenosový kanál 16. Ačkoli je pro ilustraci uvedeno použití modemu RADSL 1351, systém přenosu digitálního obrazového signálu a dat podle tohoto vynálezu může používat jakoukoli technologii přenosu pro spojení mezi objektem zákazníka 1300 a

WO 99/23833 • »· :-:2 • II ·· *· • φ · · · • · · φ φ * · φ · « φφ ··

PCT/US98/23546 ústřední kanceláří 400. K modemu RADSL 1351 je rovněž připojen telefon. Modem RADSL 1351 rovněž podporuje další zařízení normální staré telefonní služby (POTS) přes spoje 1353a a 1353b. která mohou být ve formě digitální služby.

Procesor 1354 připojuje na rozhraní infračerveného dálkového řízení 1358 modem RADSL 1351, framer komunikačního počítače (CP) 1400, čipovou sadu MPEG-2 1356 a grafický procesor 1357. Procesor 1354 řídí provoz inteligentního síťového rozhraní (INI) 1350, aby dodal obrazový a zvukový televizní signál z čipové sady MPEG-2 1356 do televize 1365 a data Ethemetového rozhraní 1352 do počítače 1355 na 10Base-T Ethemetovou přípojku 1359. Procesor 1354 rovněž zajišťuje sériovou datovou přípojku pro ladění a pro údržbu a rovněž může zajišťovat připojení zařízení s nízkou rychlostí dat na příklad, není to však omezeno pouze na uvedené, monitorování pomocných operací nebo výstrah. Procesor 1354 se rovněž připojuje na rozhraní infračerveného dálkového řízení 1358.

Podíváme-li se nyní na obr. 17B, rozhraní infračerveného dálkového řízení 1358 (obsažené v inteligentním síťovém rozhraní (INI) 1350) umožňuje obousměrnou komunikaci vysokofrekvenčních informací přes bytový vysokofrekvenční distribuční systém 1361 s jedním nebo více vzdálenými vysílači s infračervenými přijímači 1362. Vzdálený infračervený vysílač s přijímačem 1362 může být umístěn v každém sledovacím/řídicím místě.

Na obr. 17C je uvedeno schéma znázorňující infračervený vzdálený vysílač s přijímačem z obr. 17B. Přenos vysokofrekvenčních informací je proveden převedením přijatých infračervených přenosů z přenosného dálkového ovládání (není uvedeno), přijatých infračerveným přijímačem 1367b. Infračervený přijímač 1367b by měl být konstruován tak, aby přijímal všechny nosné kmitočty na příklad v rozsahu 32 až 40 Khz a všechny kódy. Obálka přijatého signálu se používá v preferované realizaci k řízení vysílače FSK 1363a se 400 Mhz klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK), který vysílá signál na bytový vysokofrekvenční distribuční systém 1361 na inteligentní síťové rozhraní (INI) 1350 po cestě hlavního vysokofrekvenčního signálu 1374. Vysílač s klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK) 1363a a přijímač s klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK) 1363b (a vysílač s klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK) 1366a z obr. 17D) se připojují na cestu hlavního vysokofrekvenčního signálu 1374 přes spoj 1377, kterým je pro ilustraci jakékoli spojení, které může úspěšně připojit příslušné vysílače a přijímače k cestě hlavního vysokofrekvenčního signálu 1374. Tohoto spojení je možno dosáhnout 75 ohmovým koaxiálním kabelem nebo jinými způsoby, na příklad, aniž by se to však omezovalo pouze na uvedený způsob, bezdrátovým spojením. Zahrnut je rovněž přijímač s

WO 99/23833

PCT/US98/23546 klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK) 1366 a emisor 1367a, který by mel mít dostatečný výkon, aby mohl zařízení řídit pomocí infračerveného signálu.

Na obr. 17Dje uvedeno schéma znázorňující rozhraní infračerveného dálkového řízení 1358 z obr. 17A. Rozhraní infračerveného dálkového řízení 1358 dekóduje informace získané na cestě hlavního vysokofrekvenčního signálu 1374 v řídicí jednotce vysílače s přijímačem 1372 a předává digitální slovo do procesoru 1354 (obr. 17A) přes spoj 1376. Řídicí jednotka vysílače s přijímačem 1372 rovněž přenáší informaci mezi infračerveným přijímačem 1367b a procesorem 1354 (obr. 17A). Tento procesor může rovněž řídit zařízení, která jsou připojena na cestu hlavního vysokofrekvenčního signálu 1374 a vysokofrekvenční distribuční systém 1361 přes 360 Mhz vysílač s klíčováním kmitočtovým posuvem (FSK) 1366a. podobným způsobem, jak bylo popsáno již výše, avšak při frekvenci 360 Mhz.

Vysokofrekvenční modulátor 1368 přijímá zvukový a obrazový vstup z čipové sady MPEG-2 1356 (obr. 17A). Vysokofrekvenční zesilovač 1369 a neodrazivá úzkopásmová zádrž 1371 zajišťují, aby mezi vysokofrekvenčním modulátorem 1368 a hlavní cestou vysokofrekvenčního signálu prošly pouze požadované signály.

Uvedený systém umožňuje současný přenos vysokofrekvenčních televizních signálů a obousměrných řídicích signálů. Do jednoho systému je možno nainstalovat mnohonásobné vzdálené infračerveného vysílače s přijímači 1362. Tento systém nespoléhá na nosnou frekvenci dálkového řízení, ani na implementaci nějakého specifického kódu. Dekódování kódů a řízení infračervených emisorů je softwarově řízeno v procesoru 1354.

Na obr. 18 je uvedeno schéma znázorňující umístění a možnou implementaci frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 a frameru komunikačního počítače (CP) 1400 v systému přenosu digitálního obrazového signálu a dat, který je předmětem tohoto vynálezu. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 je umístěn v ústřední kanceláři 400 a je uložen na propojovacím modulu pro univerzální přístup (UAA) 1000 (není uveden) a přijímá televizní programový obsah.

Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 rovněž přijímá a odesílá datové služby přes Internet 14. Framer ústřední kanceláře (CO) komunikuje s modemem 1351, aby mohl komunikovat s příslušným modemem 1351 umístěným v objektu účastníka 1300 přes přenosový kanál 16. Framer komunikačního počítače (CP) 1400 je umístěn v inteligentním síťovém rozhraní (INI) 1350 a provádí výstup digitálního televizního programu ve formátu MPEG-2 do dekodéru MPEG-2 1356 a komunikuje datové služby počítačem 1355 přes síťové rozhraní 1352.

• · · · · · · • ·· ·· · · · • · · · · · · ·· · ·· ··

WO 99/23833

PCT/US98/23546

Na obr. 19 je uvedeno schéma znázorňující framer ústřední kanceláře (CO)

1100 z obr. 18. Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 přijímá do filtru identifikace paketu (PID) 1110 určitou programovou skupinu ve formě přenosového toku s adaptivním stylem MPEG-2, obsahující větší počet programů přes spoj 1161. Přenosový tok MPEG-2 se skládá ze souvislého toku přenosových paketů. Všechny přenosové pakety mají délku 188 bytů. První byte je nastaven na hodnotu 0 x 47, aby pomohl synchronizaci; tento bitový vzorec není jediný a může se vyskytovat kdekoliv v paketu. Záhlaví přenosového paketu rovněž zahrnuje pole identifikace paketu (PID); tento identifikátor odlišuje užitečný informační obsah přenosového paketu od užitečných informačních obsahů přenosových paketů s jinými hodnotami PID. V souladu s protokolem MPEG-2 může přenosový paket obsahovat užitečný informační obsah, adaptační pole nebo adaptační pole, za kterým následuje užitečný informační obsah. Adaptační pole, je-li přítomno, dodává další informace o datovém toku.

Jednou z těchto zvláštních informací je hodnota hodinové reference programu (PCR). Kodér i dekodér přenosového toku MPEG-2 používají pro svoje operace 27 Mhz hodiny. Tyto hodiny pohánějí čítač systémového času (STC), který dodává neustále narůstající hodnotu časového údaje. Kodér používá svůj vlastní čítač systémového času (STC), aby označil časovým údajem ta data, která jsou do dekodéru odesílána. Dekodér přijímá datový tok z kodéru a používá svůj vlastní čítač systémového času (STC), aby rozhodl, kam odeslat data s označeným časovým údajem do svých vnitřních jednotek. Pro jednoduchost není kodér ani dekodér uveden. Jelikož však čítače systémového času pohánějí dvoje naprosto různé hodiny, mezi oběma budou nevyhnutelně existovat jemné rozdílnosti způsobované odchylkami procesu, podmínkami prostředí atp. Tyto variace by mohly vést při příjmu dat k chybám při dekódování. Vzhledem k tomu je žádoucí, aby existoval nějaký způsob, jak synchronizovat hodiny dekodéru s hodinami kodéru, a to i přes skutečnost, že se oboje mohou nacházet na opačných stranách světa. Zde se popisuje řešení spočívající v použití hodnoty hodinové reference programu (PCR) obsažené v adaptačním poli.

Hodnota hodinové reference programu (PCR) je kopií čítače systémového času (STC) v dekodéru přesně v tom časovém bodě, kdy je hodnota hodinové reference programu (PCR) vložena do přenosového toku, když opouští kodér. Mezinárodní norma 1SO/IEC IS 13818-1 (1994), Systémy MPEG-2, přikazuje, aby přenosové zpoždění od kodéru do dekodéru představovalo konstantní veličinu. Tím, že je to vyžadováno, budou přenosové pakety přicházet do dekodéru včas v přesně stejné kadenci a stejné relativní poloze, jako když opouštěly kodér. Výsledkem toho bude, že dekodér může porovnávat hodnotu hodinové reference programu (PCR), tak jakje přijímána, s vlastním čítačem systémového Času (STC) dekodéru. Jestliže přijatá časová reference programu • 4

4 4 «

WO 99/23833 « 44 : - ss ! * · ··

4«· ·· ·

4 4 · «4

PCT/US98/23546 (PCR) předbíhá před místním čítačem systémového času (STC), potom dekodér může odvodit, že místní 27 Mhz hodiny jsou poněkud pomalejší než vzdálené hodiny. Jestliže se přijatá časová reference programu (PCR) (čítače systémového času (STC)) zpožďuje za místním čítačem systémového času (STC), dekodér může odvodit, že místní 27 Mhz hodiny jsou poněkud rychlejší než vzdálené hodiny. Hodiny dekodéru jsou určeny k tomu, aby umožňovaly jemně měnit přenosovou rychlost a mohou tudíž využívat informací, které jsou dodávány hodnotou časová reference programu (PCR), aby vyrovnaly svůj čítač systémového času (STC) s Čítačem systémového času (STC) na vzdáleném kodéru.

Podíváme-li se zpět na obr. 19, filtr identifikátorů paketu (PID) 1110 (bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 24A a 24B) přijímá vícenásobný přenosový programový tok na spoji 1161 a destiluje vícenásobný programový tok do jednoho programového přenosového toku pro výstup na spoji 1162. Výsledný přenosový tok je odeslán do paměťového zařízení typu nejdříve uložená data jsou nejdříve vybrána (asynchronní vyrovnávací paměť FIFO) k dočasnému uložení.

Vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 (bude podrobně popsáno v souvislosti s obr. 25) monitoruje obsah jedné programové skupiny na spoji 1162 a vyhledává přítomnost pole hodinové reference programu (PCR). Jakmile vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 zjistí pole hodinové reference programu (PCR), vyjme, nebo, lépe řečeno, přesně zkopíruje pole PCR z toku a sejme hodnotu PCR do vzestupného čítače 1140 přes spoj 1164. Vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR) 1140 (bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 26) přijme pole PCR přes spoj 1164 a zvětší jeho hodnotu o jedna na každou 27 Mhz periodu. Filtr identifikátorů paketu (PID), asynchronní vyrovnávací paměť FIFO 1125. vyjímací zařízení 1130 a vzestupný čítač 1140 pracují všechno ze společných 27 Mhz hodin zajištěných konstrukcí propojovací roviny, která dodává přenosový tok s adaptivním stylem (obr. 20A). Je důležité, že výše uvedené komponenty jsou ve frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 časově měřeny stejnými hodinami, jaké jsou použity pro přenosový tok s adaptivním stylem 1161 z obr. 20A, který vstupuje do frameru ústřední kanceláře (CO) 1100, čímž je umožněno, aby se framer ústřední kanceláře (CO) ekonomicky implementoval jako synchronní jednotka.

Jakmile je datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 (jehož provoz bude podrobně popsán v souvislosti s obr. 27A, 27B, 27C a 27D) připraven odeslat paket MPEG-2, zkoumá obsah asynchronního paměťového zařízení FIFO 1125 přes spoj 1166. Jestliže tam je nějaký paket k odeslání, datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) tento paket odešle. Jestliže tento paket obsahuje pole ♦ · ♦ · φ · φ φ • φ φ φ φφ φφ

WO 99/23833 *« v • φφ ··

PCT/US98/23546 hodinové reference programu (PCR), datový muitiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 ví, že z vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) 1140 může získat upravenou verzi pole hodinové reference programu (PCR). V takovém případě datový muitiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 zastaví chod vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) 1140 tím, že nepotvrdí signál chodu hodinové reference programu (PCR) na spoji 1171, takže se výstup vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) 1140 na spoji 1171 stabilizuje. Datový muitiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 přepíše nebo přeznačí hodnotu hodinové reference programu (PCR) nastavenou na původní, jelikož je paket odesílán na modem 1351 (obr. 18). Není-li žádný paket MPEG-2 k odeslání, datový muitiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 odešle namísto toho ze spoje 1169 nějaký paket obsahující datové služby. Časová reference obrazového signálu je pro MPEG-2 zakódovaná pomocí 27 Mhz hodin, je nutno si však povšimnout, že preferovaná realizace je funkční, jsou-li data taktovaná do frameru ústřední kanceláře (CO) taktována stejnou frekvencí, tj. 27 Mhz. Avšak novinka tohoto vynálezu na frameru ústřední kanceláře (CO) spočívající v přeznačení časová reference programu (PCR) může s úspěchem fungovat, kdykoliv framer ústřední kanceláře (CO) taktuje data stejnou rychlostí jako je zakódovaná hodinová reference obrazového signálu. Přesně řečeno, framer ústřední kanceláře (CO) podle tohoto vynálezu jednoduše upravuje pole hodinové reference programu (PCR) o jednu jednotku na každou 27Mhz hodinovou periodu sběrnice s adaptivním stylem obr. 20A dokud není paket připraven k odeslání na modem.

Datový muitiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 rovněž přidává k digitálnímu televiznímu obsahu a internetovým datům řídicí kanál 1174. Řídicí kanál 1174 je zřízen využitím nepoužívaného příznakového bitu přenosové priority (transport^priority), který je přítomen v každém paketu (ať jíž to je digitální televizní obsah, internetová data nebo je prázdný), který je přenášen mezi ústřední kanceláří 400 a objektem zákazníka 1300. Řídicí informace je přenášena řídicím kanálem 1174, což je kanál pomalých řídicích dat v obou směrech proti proudu i po proudu, za použití (nebo přesněji řečeno, přetížení) příznakového bitu přenosové priority (transportjmority), který je přítomen v každém přenosovém paketu přenášeném mezi ústřední kanceláří 400 a objektem zákazníka 1300 . Framer ústřední kanceláře (CO) 1100 a framer komunikačního počítače (CP) 1400 používají tento zvláštní bit, aby se vytvořil sériový tok jak ve směru proti proudu, tak i po proudu, kterým jsou sdělovány řídicí informace, jako jsou požadavky na programy od uživatele v objektu 1300 . Tímto způsobem je možno přenášet pomalé sériové zprávy, aniž by přitom došlo k interferenci s programem MPEG-2 nebo s pravidelnými datovými službami. Univerzální jednotka asynchronního přijímače s vysílačem (UART) ve frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 a framer komunikačního počítače (CP) 1400 generují a přijímají za použití těchto bitů sériové zprávy, • · · ·

WO 99/23833 • - 57 ’ * « ·· * · ·· · •·» ·· ·· · ·· ··

PCT/US98/23546 čímž zajišťují komunikační vazbu mezi hlavními procesory na obou stranách přenosového kanálu 16.

Na obr. 20A je uvedeno schéma znázorňující specifikaci sběrnice přenosového toku s adaptivní rychlostí přenosového toku z obr. 19. Sběrnice přenosového toku s adaptivní rychlostí je taktována konstantní 27 Mhz datovou rychlostí, která je uvedena jako t=l/(27xl0⁶)sec, bez ohledu na to, jaká je rychlost přicházejícího signálu. Použitím zvláštního DVALÍD bitu znázorněného signálem 1176 a rovněž taktovaného na 27 Mhz, který vyjadřuje, zda jeho příslušný byte obsahuje validní data, sběrnice umožňuje přenos přenosového toku jakékoli datové rychlosti (až do 8 x /27 χ 10⁶) b/s, který má být přenášen. Zvláštní synchronizační bit paketu (PSYNC) představovaný signálem 1177 se přidává k označení prvního bytu v každém paketu přenosového toku MPEG-2. Tato konstrukce tomuto vynálezu umožňuje, aby byl velmi univerzální v příjmu vstupních přenosových toků mnoha odlišných telefonních rychlostí. Užitečná data jsou z přenosového toku 1161 vyjímána tím, že se ukládají pouze ty byty, jejichž sdružený DVALÍD signál na vedení 1176 se uplatní jako aktivní. Co se týká vyjímání užitečných dat, přijímací zařízení ví, že signál synchronizačního bitu paketu (PSYNC) na vedení 1177 je uplatněn na prvním bytu každého přenosového paketu.

Na obr. 20B je uvedeno schéma znázorňující formátování používané k přenosu osmi sad přenosových toků s adaptivní rychlostí z obr. 20A optickým spojem. Přenosový tok s adaptivní rychlostí přenosového toku z obr. 20A se skládá z osmi 10-bitových paralelních datových toků. Těchto osm toků je spojeno tak, aby vytvořilo základní 80-bitové slovo. Sériový tok je organizován do rámců, z nichž jeden je pro ilustraci znázorněn jako rámec 1201. Každý rámec obsahuje 80-bitové slovo záhlaví 1201a, 80-bitové slovo k nastavení rychlosti 1201b a třináct 80-bitových slov užitečného informačního obsahu 1201c až 1201n, výsledkem čehož je rámec o délce 1200 bitů.

Přídavné slovo 1201a obsahuje 32 bitů rámcové synchronizace 1202 a čtyřbitový ukazatel užitečného informačního obsahu 1206 se Čtyřiceti čtyřmi nepoužitými bity 1204 mezi nimi. Bity rámcové synchronizace indikují začátek rámce a používají se k synchronizaci sériových dat s výstupními paralelními daty ve vstupním modulu vzdáleného obrazového signálu 825 (probrán v souvislostí s obr. 1 IC). Ukazatel užitečného informačního obsahu 1206 ukazuje, zda data užitečného informačního obsahu začínají ve slově nastavení rychlosti 1201b, v prvním slově užitečného informačního obsahu 1201c nebo ve druhém slově užitečného informačního obsahu 1201 d (není uvedeno). Tímto způsobem tok sériových dat nastavuje rychlost dat, aby odpovídala rychlosti vstupních dat. Povšimněte si, že 80-bitové přídavné slovo 1201a je rozděleno do deseti 8bitových bytů, avšak slovo nastavení rychlosti 1201b a slova užitečného

WO 99/23833 « ’·· :-ss: · • « • · • · ·

ft · • · · « · ft ·· ft · • ft • · • ft

PCT/US98/23546 informačního obsahu 1201 c-l201 n jsou rozdělena do osmi 10-bitových paralelních přenosových toků s adaptivní rychlostí, z nichž každý obsahuje osm datových bitů, bit DVALID 1176 (obr. 20A) a synchronizační bit paketu ÍPSYNC) 1177 (obr. 20A a 21).

Na obr. 21 je uvedeno schéma znázorňující programový tok o libovolné rychlosti, ze kterého je vytvořen přenosový tok s adaptivním stylem o rychlosti 27 Mhz (obr. 20A). Přenosový tok o libovolné rychlosti znázorněný signálem 1161 je převeden selektivním taktováním umožněným bity DVALID a synchronizačními bity paketu (PSYNC) z obr. 20A. Jak je možno pozorovat, interval t=l/a sec, kde 0<ct<27xl0⁶. Tímto způsobem může být jakýkoli přenosový tok adaptivně převeden na přenosový tok 27 Mhz znázorněný na obr. 20A.

Na obr. 22 je uvedena definiční tabulka přenosového toku převzatá z ISO/IEC 113818-1-Tabulka 2-3 a definující přenosový paket na ITU-T REc. H.222.0 definující první tři byty paketu přenosového toku z obr. 20A, 20B a 21. Pro ilustraci postačí první tři byty z každého paketu k určení pole identifikátorů (PID) každého paketu. Povšimněte si, že byte dvě obsahuje 4-0, PID [12:8] paket s vysokým identifikátorem (PIDH), zatímco byte tři obsahuje bity 7-0, určující PID [7:0], paket s nízkým identifikátorem (PIDL). Použití bitů PIDH a PIDL bude podrobně popsáno v souvislosti s obr. 24A-B.

Na obr. 23 je uvedeno schéma znázorňující skupinu digitálních televizních programů obsaženou na spoji 1161 na obr. 19. Programová skupina se skládá z jednoho nebo více programů znázorněných kanály 1178 obsahujícími na příklad kabelovou zpravodajskou síť (CNN) a kanál 1179 obsahující na příklad domácí placenou televizi (HBO - home box-office). Pro zjednodušení jsou uvedeny pouze dva kanály, v každé programové skupině však může být vedeno mnoho kanálů. Tyto programy se odlišují použitím pole identifikátorů paketu (PID). Je uvedena vzorková programová skupina, ve které je několik programů obsažených v programové skupině odfiltrováno do jednoho programu, který si pro ilustraci jeden koncový uživatel objednal, a který je pro ilustraci uveden jako program CNN 1178 vycházející zfunkce filtru identifikátorů paketu (PID) 1110.

Na obr. 24A je uvedeno schéma znázorňující filtr identifikátorů paketu (PID) 1110 z obr. 19. Filtr identifikátorů paketu (PID) 1110 se skládá ze soustavy 8bitových střádačů lllla-111 In, z nichž je každý konfigurován tak, aby přijímal přenosový tok na spoji 1161. Střádače 1111 rovněž obsahují dva přídavné bity, a to synchronizační bit paketu (PSYNC), který je přijímán přes spoj 1177 a bít DVALID, který je přijímán přes spoj 1176. Bit DVALID ana spoji 1176 uvolňovací signál hodin na 8-bitové střadače 1111. Ve spojení s popisem

WO 99/23833

PCT/US98/23546 uvedeným na obr. 20A, 20B a 22, filtr identifikátorů paketu (PID) 1110 nastavuje příznak DVALID na nízkou hodnotu pro všechny pakety, které obsahují nežádoucí hodnoty identifikátorů paketu (PID). Takto se na základě analýzy bitů PIDL na spoji 1116 a bitů PÍDI I na spoj i 1117 vydělí z přenosového toku 1161 obsahujícího danou programovou skupinu pouze požadovaný program. Bity PIDL na spoji 1116 a bity PIDH na spoji 1117 vytvářejí na spoji 1118 identifikační byte aktuálního paketu.

Srovnávací obvod 1121 analyzuje aktuální hodnotu identifikátoru paketu (PID) na spoji 1118 a požadovanou hodnot identifikátoru paketu (PID) na spoji 1119 a pokud se shodují, tzn. současný identifikátor paketu (PID) 1118 ie požadovaným identifikátorem paketu (PID) 1119. srovnávací obvod 1121 zajistí vstup do střadače 1122. Jestliže se na spoji 1177 uplatní signál synchronizačního bitu paketu (PSYNC) a srovnávací obvod uplatní signál na spoji 1191, potom střadač 1122 uplatní signál na spoji 1192 pro vstup do součinového členu 1112. Jestliže součinový člen 1112 přijme vstup ze střadače 1122 a signál DVALID uplatněný na 1176, potom součinový člen způsobí, že signál DVALID přestane být uplatňován přes střadač 1114, zatímco odfiltrovaná programová skupina obsahující požadovaný identifikátor paketu (PID) je dodávána na spoj 1162 na asynchronní vyrovnávací paměť první zařaď, první vyber FIFO 1125 (obr. 19) a vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 (obr. 19).

Na obr. 24B je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující funkci filtru identifikátorů paketu (PID) 1100 z obr. 24A. V bloku 1123 přijímá filtr identifikátorů paketu (PID) nový paket. V bloku 1124 se určí, zda tento paket obsahuje požadovanou hodnotu identifikátoru paketu (PID), Jestliže hodnota identifikátoru paketu (PID) odpovídá požadované hodnotě, potom v bloku 1126 bude filtr identifikátoru paketu (PID) čekat na další paket. Jestliže tato hodnota neodpovídá požadované hodnotě, potom v bloku 1127 označí filtr identifikátorů paketu (PID) tento paket za neplatný a bude čekat na další paket v bloku 1126.

Na obr. 25 je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující funkci vyjímacího zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 z obr. 19. V bloku 1131 přijímá vyjímací zařízení časová reference programu (PCR) 1131 nový paket. V 1132 určí vyjímací zařízení časová reference programu (PCR) 1130, zda tento paket obsahuje hodnotu hodinové reference programu (PCR). Jestliže v tomto novém paketu není obsažena žádná hodnota hodinové reference programu (PCR), potom vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 bude čekat na další paket v bloku 1134. Jestliže tento paket obsahuje hodnotu hodinové reference programu (PCR), vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 přidá tuto hodnotu do vzestupného čítače 1140 v bloku 1136. Potom vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR)

1130 čeká na další paket v bloku 1134.

WO 99/23833

-40: : : ·ρετίβ9β/23546 ·· · ftft «·

Na obr. 26 je uveden podrobný pohled na vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR) 1140 z obr. 19. Na vedení 1164 přijímá multiplexor 1141 novou hodnotu hodinové reference programu (PCR) z vyjímacího zařízení hodinové reference programu (PCR). Jakmile je registr hodinové reference programu (PCR) 1144 instruován, že se uplatnil signál chodu hodinové reference programu (PCR) na spoji 1171, uloží novou hodnotu hodinové reference programu (PCR) přijatou přes multiplexor 1141 na spoj 1147. Registr hodinové reference programu (PCR) 1144 je typicky 43-bitový registr. Buď nová hodnota PCR dodaná na spoj 1164 nebo aktuální hodnota PCR plus jedna dodaná na spoj 1146 ie střádána do registru hodinové reference programu (PCR) 1144 na každý 27 Mhz hodinový cyklus, pokud zůstává uplatněn na spoji 1171 signál chodu časová reference programu (PCR). Aktuální hodnota tohoto registruje dodávána na datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 přes poj 1167, takže datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 může toto pole vložit znovu zpět do toku MPEG-2, když je odesíláno přes spoj 1168 do objektu zákazníka 1300 (viz obr. 19). Tato technika umožňuje, aby bylo pole hodinové reference programu (PCR) upraveno o správnou hodnotu, aby se tak udržela jeho přesnost. Na každý 27 Mhz hodinový cyklus je přenosový paket obashující časovou referenci programu (PCR) zpožděn, pole PCR je za účelem kompenzace zvýšeno o jednu jednotku. Jakmile je multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 připraven odeslat přenosový paket obsahující časovou referenci programu (PCR) do objektu zákazníka 1300 , zastaví chod vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) tím, že zbaví platností signál chodu hodinové reference programu (PCR) na spoji 1171 a vloží aktualizované pole hodinové reference programu (PCR) do jeho původního přenosového paketu (bude to podrobně znázorněno v souvislosti s obr. 28).

Podíváme-li se zpět na obr. 19, použije-li se rozhraní přenosového toku, které řídí hodinovými impulsy data na 27 Mhz, je možno použít ten stejný zdroj hodinových impulsů pro filtr 1110 identifikátorů paketu (PID), vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130, asynchronní vyrovnávací paměť FIFO 1125 a vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR) 1140, jejichž hodnota hodinové reference programu (PCR) je vyjádřená v jednotkách 27 Mhz hodinových cyklů. To umožňuje, aby byly všechny tyto jednotky implementovány jako jednoduchá synchronní hardwarová konstrukce. Je třeba si povšimnout, že 27 Mhz datové hodiny sdružené s přicházejícím přenosovém tokem se mohou dosti lišit od 27 Mhz hodin používaných v kodéru. Je tudíž pravděpodobné, že množství přidané do pole hodinové reference programu (PCR) se může velmi lehce lišit o generovanou hodnotu, jestliže hodiny kodéru byly místně regenerovány. Avšak rozdílnost mezi těmito dvěma hodinami je během té krátké doby, kdy vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR)

WO 99/23833

-41 4 ·· .Φ · • · · «ΦΦ «« : : ·ρετϋ9&23546 «Φ « «φ φφ běží, velice malá. Použitím datových hodin namísto pokusu regenerovat hodiny kodéru snižuje framer ústřední kanceláře (CO) 1100 signifikantně náklady na implementaci. Asynchronní vyrovnávací paměť FIFO 1125 a signál chodu hodinové reference programu (PCR) 1171 zajišťuje vyrovnávací paměť mezi všemi ostatními jednotkami a datovým multiplexorem ústřední kanceláře (CO) 1150, což je další Čistě synchronní konstrukce, kteráje regulovaná tudíž datovými hodinami zajištěnými modemem 1351.

Na obr. 27A je uvedeno blokové schéma znázorňující datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 z obr. 19. Multiplexor 1151 dostává novou hodnotu z vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) 1140 přes spoj 1167, dostává vstup datových služeb přes spoj 1169, přijímá data z asynchronní vyrovnávací pamětí FIFO 1125 v podobě zpožděného programu přes spoj 1166 a přijímá vstup od rozhodovacího subjektu 1152. Rozhodovací subjekt 1152 potvrdí nebo nepotvrdí signál chodu hodinové reference programu (PCR) na spoji 1171, aby zastavil nebo pokračoval provoz vzestupného Čítače hodinové reference programu (PCR) 1140. Multiplexor 1151 vybere, zda odeslat data z asynchronní vyrovnávací paměť FIFO 1125, datové služby 1169 nebo nahradit pole časová reference programu (PCR) paketu nějakou novou hodnotou přes spoj 1167 podle aktuálních požadavků. Multiplexor 1151 zajišťuje konečný přenosový tok přes spoj 1168 do modemu 1351 pro přenos na přenosovém kanálu 16 s nízkou šířkou pásma.

Na obr. 27B je uvedeno schéma znázorňující provoz rozhodovacího subjektu 1152 z obr. 27A. Ve stavech mO, m 1, a m2 se přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 byte obsahující programový televizní obsah a odesílá se přes spoj 1168 do modemu 1351. Ve stavu m3 se zase přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 jeden byte a odesílá se do modemu 1351. Je-li zadán bit 5, jdi do stavu m4, jinak jdi do stavu mčekej. Ve stavu m4 se zase přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 jeden byte a odesílá se do modemu 1351. Je-li nula, jdi do stavu mčekej, jinak jdi do stavu m5. Ve stavu m5 se zase přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 jeden byte a odesílá se do modemu 1351. Je-li zadán bit 4, jdi do stavu m6, jinak jdi do stavu mčekej. Jestliže se stavové zařízení dostane do stavu m6, potom je hodnota hodinové reference programu (PCR) v paketu přítomna a stará hodnota je tudíž nahrazena novou hodnotou následujícím způsobem.

Ve stavech m6, m7, m8, m9, mlO a m 11 se přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 jeden byte a zruší se. Signál pro chod hodinové reference programu (PCR) na vedení 1171 přestane být uplatňován. Během každého z dalších šesti hodinových cyklu je přeneseno šest bytů spojených s novým polem hodinové reference programu (PCR) (spoj 1167) namísto šesti bytů spojených se starým polem hodinové reference programu (PCR).

WO 99/23833

-42• ·· • 9 ·

9 9 ··· ·· : :* ·Ρ3Τ/ίέ9φ23546

99··

Ve stavu mčekej se přečte z asynchronní vyrovnávací paměti FIFO 1125 jeden byte a odesílá se do modemu 1351a čeká se na rozhodnutí týkající se dalšího paketu (1152).

Ve stavu iO se odešle jeden standardní synchronizační byte (0x47) MPEG-2 do modemu 1351. Ve stavu il se byte 0x1 F odešle do modernu 1351. Ve stavu Í2 se byte OxFE odešle do modemu 1351. Ve stavu i3 se byte 0x1 α odešle do modemu 1351, kde α je příslušná hodnota kontinuitního čítače (continuity_counter). Stavy i 1 a i2 přenášejí hodnotu identifikátoru paketu (PID), která má být použita pro internetová data; v této preferované realizaci se použije hodnoty identifikátoru paketu (PID) 0x1 FFE. Je třeba si povšimnout, že může být použita jakákoli libovolná hodnota za předpokladu, zeje slučitelná s celou strukturou a není v rozporu s jakýmkoli jiným používaným identifikátorem paketu (PID). Kontinuitní čítač je standardní 4-bitové pole, které je jednou zvýšeno o konstantu na každý přenosový paket se stejným identifikátorem paketu (PID), jak je v tomto oboru známo. Ve stavu ičekej je odeslán jeden byte internetových dat do modemu 1351 a očekává se rozhodnutí (1152) o dalším paketu.

Ve stavu nO se odešle jeden standardní synchronizační byte (0x47) MPEG-2 do modemu 1351. Ve stavu nl se byte 0x1 F odešle do modemu 1351. Ve stavu n2 se byte OxFF odešle do modemu 1351. Ve stavu n3 se byte 0x1 β odešle do modemu 1351, kde β je příslušná hodnota kontinuitního čítače (continuity_counter). Ve stavu nčekej je odeslán jeden byte OxFF do modemu 1351 a očekává se rozhodnutí (1152) o dalším paketu.

Na obr. 27C je uveden vývojový diagram znázorňující provoz datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1150 z obr. 27A. V bloku 1153 ie datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 připraven odeslat nový paket. V bloku 1154 se rozhodne, zdaje nový programový paket MPEG-2 připraven k odeslání ze spoje 1166 (obr. 19). Jestliže je nějaký programový paket MPEG-2 k dispozici, odešle se přes spoj 1168 na modem 1351 v bloku 1156. Není-li žádný programový paket MPEG-2 připraven, potom musí datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 v bloku 1155 rozhodnout, zda bylo dosaženo datové kvóty. Bylo-li datové kvóty dosaženo, potom v bloku 1157 datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 odešle prázdný paket. Rozhodne-li se v bloku 1155, že datové kvóty dosaženo nebylo, potom datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 odešle paket datových služeb v bloku 1158.

Na obr. 27C je uveden vývojový diagram znázorňující rozhodovací funkci datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1152 z obr. 27A o

WO 99/23833

-43«·· « · «·«· :: : ·: :: *pcws9#23546 ··· ·· ·· fc ·· ·« programovém paketu.. V bloku 1181 byl proveden výběr odeslat jeden programový paket MPEG-2, přičemž blok 1181 se shoduje s blokem 1156 z obr. 27B. V bloku 1182 se rozhodne, zda paket, který má být odeslán, obsahuje nějakou hodnotu hodinové reference programu (PCR). Jestliže paket žádnou hodnotu hodinové reference programu (PCR) neobsahuje, potom je v bloku 1183 programový paket MPEG-2 odeslán. Pokud je bloku 1182 stanoveno, že tento paket hodnotu hodinové reference programu (PCR) obsahuje, potom je v bloku 1184 signál chodu hodinové reference programu (PCR) na spoji 1171 (obr. 19) nepotvrzen a stará hodnota hodinové reference programu (PCR) je nahrazena novou hodnotou hodinové reference programu (PCR), která je k dispozici na spoji 1167.

Na obr. 28 je uvedeno schéma znázorňující provoz frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 z obr. 19 ve směru po proudu (downstream) (z ústřední kanceláře 400 k objektu účastníka 1300 ). Jednotlivé pakety z přenosového proudu 1161 ze zdroje programů jsou selektivně posílány do pomalejšího přenosového toku 1168 určeného pro modem 1351 tím, že se přidá hodnota hodinové reference programu (PCR) vyjmutá na spoji 1164 (obr. 9) do vzestupného čítače hodinové reference programu (PCR) 1140 přes spoj 1172 a nepotvrdí se signál chodu hodinové reference programu (PCR) 1171 do vzestupného čítače 1140 (obr. 19). Nastavení pole hodinové reference programu (PCR) se provádí na paketech, které obsahují pole hodinové reference programu.(PCR) v souladu s popisem uvedeným na obr. 26.

Na obr. 29 je uvedeno schéma znázorňující datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 z obr. 19 ve směru proti proudu (upstream) (od stavby zákazníka 1300 směrem do ústřední kanceláře 400). I když byl pro zjednodušení z obr. 19 vypuštěn, framer 1100 ústřední kanceláře (CO) obsahuje mimo datového multiplexoru ústřední kanceláře (CO) 1150 ještě datový demultiplexor ústřední kanceláře (CO) 1155. Datový demultiplexor ústřední kanceláře (CO) 1155 přijímá obousměrná internetová data z objektu zákazníka 1300 přes spoj 1168 a řídící informace řídicím kanálem 1174. Datový demultiplexor ústřední kanceláře (CO) směruje na příklad internetová data do počítače 1355 (není uveden) přes spoj 1169. Provoz řídicího kanálu 1174 ie stejný jako bylo probráno výše.

Na obr. 30 je uvedeno schéma znázorňující datový demultiplexor komunikačního počítače (CP) z obr. 17A ve směru po proudu (downstream). Obsah televizních programů a data se přijímají na spoji 1456 z modemu digitální účastnické linky (DSL) 1351. Datový demultiplexor komunikačního počítače (CP) 1455 odděluje obsah televizních programů pro vstup do dekodéru MPEG-2 1356 (obr. 18) přes spoj 1457 a dvousměrná internetová data pro vstup do počítače 1355 (obr. 18) přes spoj 1459. Vstup do datového demultiplexoru

WO 99/23833 -44- · j“.’ · · · ·* ^/^9^23546

0·· ·· ·· 0 »0 00 komunikačního počítače (CP) 1455 zajišťuje rovněž řídicí kanál 1174, jehož provoz byl probrán v souvislosti s obr. 19.

Na obr. 31 je uvedeno schéma znázorňující datový multiplexor komunikačního počítače (CP) 1450 frameru komunikačního počítače (CP) 1400 z obr. 17A ve směru proti proudu (upstream). Obousměrná internetová data jsou přijímána na multiplexoru komunikačního počítače (CP) 1450 přes spoj 1459 a dopravována do modemu digitální účastnické linky (DSL) 1351 pro spojení přenosovým kanálem 16. Povšimněte si, že datový demultiplexor 1450 odesílá pouze dvousměmá internetová data a řídicí informaci řídicím kanálem 1174 ve směru proti proudu (upstream).

Na obr. 32 je uveden rozhodovací vývojový diagram znázorňující provoz obou datových demultiplexorů ústřední kanceláře (CO) 1155 a datového demultiplexoru komunikačního počítače (CP) 1455. Blok 1186 naznačí příchod nového paketu. V bloku 1187 se určí, zda tento paket obsahuje datové služby. Pokud tento paket datové služby neobsahuje, potom v bloku 1188 Čeká datový demultiplexor na další paket. Pokud je v bloku 1187 učiněno rozhodnutí, že tento paket datové služby obsahuje, jsou datové služby z bloku 1189 vyjmuty a datový demultiplexor čeká v bloku 1188 na další paket.

Na obr. 33 je uveden vývojový diagram znázorňující provoz datového demultiplexoru komunikačního počítače (CP)J450_ z obr. 17A. V bloku 1401 je datový multiplexor komunikačního počítače (CP) 1450 připraven odeslat nový paket. V bloku 1402 se určí, zda bylo dosaženo datové kvóty. Bylo-li datové kvóty dosaženo, datový demultiplexor 1450 komunikačního počítače (CP) v bloku 1404 odešle prázdný paket. Jestliže se v bloku 1402 určí, že datové kvóty nebylo dosaženo, potom datový multiplexor komunikačního počítače (CP) 450 v bloku 1406 odešle paket datových služeb modemem 1351 přenosovým kanálem J6 do ústřední kanceláře (CO) 400. To dokládá skutečnost, že v přenosových paketech jsou rovněž formátována data proti proudu (upstream). I když není pro návrh tohoto vynálezu nezbytné, aby byl v provozu, podporuje to standardizaci. Datový multiplexor komunikačního počítače (CP) 1450 vytváří pouze pakety datové služby a prázdné pakety.

Na obr. 34 je uvedeno schéma znázorňující alternativní realizaci frameru ústřední kanceláře (CO) 1100 z obr. 19. V této realizaci přidává framer ústřední kanceláře (CO) 1100 nový program do stávajícího přenosového toku. Položky provádějící funkce podobné funkcím popsaným v souvislosti s obr. 19 mají ta stejná referenční čísla a nebudou znovu popisovány. Jak je možno pozorovat, program jenž má být přidán, je dodán přes spoj 1551 do asynchronní vyrovnávací paměti typu F1FO 1125. Vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130 rovněž sleduje přenosový tok na spoji 1551 podobným : : :* 5=^1^93/23546 ··· «· ·· · ♦· »a

WO 99/23833

-45způsobem jako sleduje výstup filtru identifikátorů paketu (PID) 1110 z obr. 19. Vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) 1130. vzestupný čítač hodinové reference programu (PCR) 1140 a asynchronní vyrovnávací paměti typu FIFO 1125 provádějí tu stejnou funkci, jak bylo popsáno výše. Programový multiplexor 1150 nahrazuje datový multiplexor ústřední kanceláře (CO) 1150 a přijímá stávající programové toky přes spoj 1552. Programový multiplexor 1550 nahradí přicházející prázdné pakety spojenými s novým programem a dodá výstup na spoj 1554 obsahující nový tok n+1 programů.

K výše uvedené realizaci (realizacím) je možno vytvořit mnoho variací a modifikací, aniž by došlo k podstatnému odchýlení od rozsahu a principů tohoto vynálezu. Všechny takovéto modifikace a variace by v tomto dokumentu měly být zahrnuty do rozsahu tohoto vynálezu.

Claims (15)

1. Systém k udržování synchronizace Časování v přenosovém systému digitálního obrazu zahrnující:

filtr konfigurovaný tak, aby přijal programovou skupinu obsahující soustavu programů a vydělil nejméně jeden z uvedených programů;

vyrovnávací paměť ve spojení s filtrem;

vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) ve spojení s filtrem;

čítač ve spojení s vyjímacím zařízením hodinové reference programu (PCR); a multiplexor ve spojení s čítačem a konfigurovaný tak, aby přijímal výstup z vyrovnávací paměti a z čítače;

2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že vyjímací zařízení hodinové reference programu (PCR) je konfigurováno pro kopírování referenční hodnoty časování nejméně z jednoho programu do čítače.

3. Systém podle nároku 2, vyznačující sc tím, že čítač je konfigurován pro přepis referenční hodnoty časování nejméně u jednoho programu.

4. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že multiplexor je konfigurován pro přidání nejméně jednoho obousměrného datového kanálu k výstupu z vyrovnávací paměti a k Čítači.

5. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že multiplexor je konfigurován pro přidání nejméně jednoho telefonního kanálu k výstupu z vyrovnávací paměti a k čítači.

6. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že multiplexor je konfigurován pro přidání nejméně jednoho· obousměrného datového kanálu a nejméně jednoho telefonního kanálu k výstupu z vyrovnávací paměti a k čítači.

7. Systém podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje demultiplexor konfigurovaný pro příjem a oddělení nejméně jednoho obousměrného

WO 99/23833

-47: ; -?έτ/μ&9φ23546

- * »4 Η datového kanálu a nejméně jednoho telefonního kanálu.

8. Způsob udržování synchronizace časování v přenosovém systému digitálního obrazu zahrnující následující kroky:

příjem ve filtru přenosového toku digitálního obrazu skládajícího se ze soustavy paketů a obsahujícího soustavu programů s referenční hodnotou časování spojenou s každým z nich;

filtrování přenosového toku pro získání nejméně jednoho požadovaného ze soustavy programů;

dodání požadovaného programu do vyrovnávací paměti a monitorování požadovaného programu pro zjištění přítomnosti referenční hodnoty časování v každém z paketů, který je validní;

kopírování referenční hodnoty časování do Čítače;

inkrementování čítače o hodnotu rovnající se času, po kterou zůstává požadovaný program ve vyrovnávací paměti;

dodání referenční hodnoty časování do multiplexoru; a přepsání referenční hodnoty časování do požadovaného programu poté, co požadovaný program opustí vyrovnávací paměť.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kombinaci požadovaného programu a nejméně jednoho obousměrného datového kanálu v multiplexoru.

10. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kombinaci požadovaného programu a nejméně jednoho telefonního kanálu v multiplexoru.

11. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje kombinaci požadovaného programu a nejméně jednoho obousměrného datového kanálu a nejméně jednoho telefonního kanálu v multiplexoru.

12. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje příjem nejméně jednoho obousměrného datového kanálu a nejméně jednoho telefonního kanálu v demultiplexoru.

WO 99/23833

-48• φ • φ φ ·· φ · φ φφφφ : : ^¢17069323546

ΦΦ Φ Μ ΦΦ □ .Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že dále zahrnuje krok oddělení nejméně jednoho obousměrného datového kanálu a nejméně jednoho telefonního kanálu.

14. Způsob přenosu obrazového signálu, obousměrného datového signálu a telefonního kanálu, zahrnující následující kroky:

příjem ve vysílači s přijímačem signálu obsahujícího obrazový signál, obousměrný datový signál, telefonní kanál a řídicí kanál;

oddělení obrazového signálu, obousměrného datového signálu, telefonního kanálu a řídicího kanálu;

směrování obrazového signálu do dekodéru obrazového signálu;

směrování obousměrného datového signálu do datového rozhraní;

směrování telefonního kanálu do určitého telefonu; a směrování řídicího kanálu do určitého procesoru.

15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že dále zahrnuje následující kroky:

multiplexování obousměrného datového signálu a řídicího kanálu; a dodání multiplexovaných signálů do určitého vysílače s přijímačem.

16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že řídicí kanál je zajištěn použitím nepoužitého bitu v přenosovém toku MPEG-2, aby se uživateli umožnilo sdělovat řídicí informace přes vysílač s přijímačem.