DE60032054T2 - Erfassung von geographischen Daten - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Erfindung steht in Zusammenhang mit der US-Anmeldung Nr. 09/140899, eingereicht am 25. August 1998, mit dem Titel „Bitmap Transfer in Plug and Play Network", der US-Anmeldung Nr. 09/144678, eingereicht am 31. August 1999, mit dem Titel „Home Digital Network Interface", und der US-Anmeldung Nr. [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts („attorney docket") 235/124), mit dem Titel „Home Gateway", [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts 235/125), mit dem Titel „Adress Mapping", [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts 235/126), mit dem Titel „Remote Monitoring and Control", [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts 235/128), mit dem Titel „Command and Control Transfer", und [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts 236/259), mit dem Titel „Bitmap Transfer", alle hiermit zum selben Tag eingereicht.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet Home Entertainment Systeme und bezieht sich im Speziellen auf Kommunikations- und Steuertechnologien in Home Entertainment Systemen.
  • Hintergrund
  • In der Vergangenheit bestand ein Home Entertainment System häufig aus einem einfachen Fernseher (TV) und einem Videorekorder (VCR). Ein oder zwei koaxiale oder gemischtadrige Kabel verbanden den Fernseher und den Videorekorder von Eingang zum Ausgang bzw. von Ausgang zu Eingang. Allerdings sind in den letzten Jahren Home Entertainment Systeme immer komplexer geworden.
  • Fortschritte bei den elektronischen Unterhaltungsgeräten, wie der Kompaktdiskspieler (CD), Digital-Video(DVD)-Spieler, Spielkonsolen, Surround-Sound Audiosysteme, tragbare Videokameras usw. zwangen verständlicherweise die Verbraucher dazu, diese zusätzlichen Geräte mit ihrem Home Entertainment System zu verbinden. Jedes neue Gerät fügte jeweils mindestens zwei weitere Kabel (üblicherweise Strom, Ausgang und Eingang) zum komplizierten Gespinst aus Kabeln hinzu, welche sich in die verschiedenen Geräte hinein und aus den verschiedenen Geräten hinaus wanden.
  • Ursprünglich wurden Schalterkästen eingesetzt, um die Komplexität der verschiedenen Verbindungen zwischen den unterschiedlichen Geräten zu reduzieren. Beispielsweise erlaubte ein einfacher „A/B"-Schalterkasten dem Benutzer, selektiv den einen oder den anderen Eingang zu wählen, ohne dass dieser die Koaxialkabel zwischen den Geräten trennen oder wieder verbinden musste. Als allerdings die Anzahl der Geräte für Home Entertainment Systeme ständig stieg, wurde die Verwendung von A/B Schalterkästen zum Verbinden der Geräte mühsam und ineffizient.
  • Vor allem wünschen die Verbraucher im Allgemeinen weniger Kabel, einfachere Verbindungssysteme und möchten, da die Funktionalität und die Komplexität von Home Entertainment Systemen laufend steigt, die unzähligen Fernbedienungen loswerden, die für die Steuerung der entsprechenden Geräte benötigt werden. In der Tat werden die meisten Funktionen einer Fernbedienung niemals verwendet (siehe zum Beispiel „The Complexity Problem: Industrial Design" Atlantic Monthly, Vol. 271, Nr. 3, März 1993, Seite 96); dies beruht, wenn aus keinem anderen Grund, auf den unterschiedlichen Sequenzen und/oder Schritten, welche mit der Steuerung und Bedienung von den jeweiligen Geräten verbunden sind.
  • Eine Lösung für das zuvor erwähnte Steuer/Bedienungsproblem ist in dem US-Patent 5 675 390 (das „390-Patent") von Schindler et al. vorgeschlagen. Wie in der 1 des „390-Patent" gezeigt, wird ein Home Entertainment System zentral von einem PC (Personal Computer) gesteuert. Gemäß des Systems von Schindler et al. ist die Steuerung im PC zusammengeführt, wobei eine „Hub and Spoke" oder sternartige Kommunikationstopologie/-architektur eingesetzt wird, d.h., alle Kommunikationsverbindungen laufen über den PC (oder den Hub). Mit dieser Konfiguration benötigt jedes Gerät seine eigene zugewiesene Verbindung zu dem Rechner. Solch eine Lösung mag gut funktionieren für räumlich eng zusammenliegende Unterhaltungselektronikausrüstung und einen fortgeschrittenen Computerbenutzer. Allerdings ist es in diesem Falle sogar eine größere Anzahl an Verbindungskabeln notwendig, als wie zuvor eingesetzt worden sind (Es wird hier auf die Anzahl von I/O(„Input-Output")-Plugs hingewiesen, welche in der 7 des „390-Patent" gezeigt werden). Des Weiteren ist solch ein System nicht skalierbar.
  • Das bedeutet, wenn neue Geräte an das System angeschlossen werden sollen, müssen zusätzliche dazu korrespondierende Adapter/Controller dem PC hinzugefügt werden.
  • Eine ähnliche Lösung wird in dem US-Patent 5 722 041 (das „041-Patent") von Freadman vorgeschlagen. Die 2 von dem 041-Patent zeigt am besten das Home Entertainment System von Freadman. Wie bei Schindler et al. ist die Steuerung zentral in einem PC lokalisiert. Die Medieneinspeisung führt über ein kombiniertes Mehrkanal-Modem und einen analogen Mixer im Radiofrequenzbereich, der über ein Koaxialkabel mit einer bestimmten Anzahl von Endgeräten verbunden ist. Obwohl eine Reduzierung der Anzahl der Kabel erreicht wird, ist die miteinander geteilte Funktionalität zwischen den Geräten minimal, zum Beispiel kann ein Gerät ein anderes nicht kontrollieren, und umgekehrt.
  • Insbesondere reduziert es an sich nicht die Komplexität, wenn ein Benutzer – gesteuerter PC hinzugenommen wird, um ein Home Entertainment System zu steuern. Tatsächlich kann es sogar die Komplexität erhöhen. Es ist oft schwierig, wenn nicht mühsam, einen Computer zu bedienen. Hardware- und Softwarekomponenten müssen in der Regel konfiguriert werden, um kommunizieren zu können, und die Geräte müssen geeignet initialisiert werden. Upgrades entweder der peripheren Geräten (zum Beispiel VCRs, TVs, etc.) oder des Computers selbst können eine vollständige Überholung der Software zur Steuerung des System notwendig machen, und in diesem Zuge Inkompatibilitäten und Unsicherheiten in die Perfomance des Systems einführen.
  • Im Hinblick auf die unzähligen Verbindungskabel in komplexeren Home Entertainment Systemen ist eine Lösung der IEEE 1394-1995 Standard und seine Erweiterungen IEEE 1394a und 1394b, welche hier zusammen als „IEEE 1394" bezeichnet werden. In einer Ausführungsform ist ein IEEE 1394-Kabel ein sechsadriges Kabel: Eine Ader für die Versorgung, eine Ader für Erde, zwei Adern für Daten, und zwei Adern für Abtastimpulse, welche dafür verwendet werden, die Adern für die Daten zu synchronisieren. In einer alternativen Ausführungsform kann ein Kabel mit vier Adern verwendet werden, wobei die Ader für die Versorgung und die Ader für die Erde weggelassen sind. Der IEEE 1394 enthält ebenfalls eine Abschirmung, welche elektromagnetische Interferenz verhindert. Im Kern ist ein IEEE 1394 Kabel im Wesentlichen ein serieller Hochleistungsbus, der zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Textes Datenraten bis hoch zu 400 Megabits pro Sekunde aufweist.
  • Vorteilhafterweise reduziert der IEEE 1394 Bus in einem Home Entertainment System den Bedarf an unzähligen Kabeln, da die einzelnen elektronischen Geräte derart aufgebaut werden können, dass sie Versorgung und Kommunikation über das IEEE 1394 Kabel erhalten, wodurch die Verbindungen, die für die meisten Geräte notwendig sind, bis auf ein einzelnes Kabel in einer Backplane-Bus Umgebung reduziert werden. Der IEEE 1394-1995 Standard stellt eine Spezifikation für Aspekte der physikalischen Schicht („physical layer"), der Verbindungsschicht („link layer") und der Transaktionsschicht („transaction layer") zur Verfügung, um den IEEE 1394 Bus zu implementieren, einschließlich Vorkehrungen für solche Funktionen wie das Zurücksetzen des Bus, welches Gerät auf den Bus zugreifen soll, die Konfiguration von Knoten, den Aufbau von Standardpaketen, die Initialisierung der Übersendung von Paketen, das Senden und Empfangen von asynchronen Paketen, das Senden und Empfangen von isochronen Paketen, die Transaktionskontrolle und die Fehleraufzeichnung und -Korrektur.
  • Die Kommunikation über einen IEEE 1394 Bus unterscheidet sich von vielen vorherigen Technologien darin, dass die Kommunikation rein digital ist. Insbesondere sind Daten, die über einen IEEE 1394 Bus transportiert werden, entweder schon ursprünglich digital (beispielsweise eine CD-ROM), oder müssen von einem Analog-Digital-Konverter konvertiert werden, bevor sie in den IEEE 1394 Bus geleitet werden. Des Weiteren ist die Kommunikation in einem IEEE 1394 basierten System „Peer-to-Peer", dass heißt, jedes Gerät (auch bekannt unter dem Begriff „Knoten") auf dem IEEE 1394 Bus kann mit jedem anderen Knoten kommunizieren, ohne Kommunikations-/Kontrollabfragen zu benötigen, welche durch ein zentrales Gerät/Knoten (zum Beispiel wie es in einer Klient-Server-Konfiguration notwendig ist) verarbeitet werden. In einem IEEE 1394 basierten System kann sich der Controller in jedem Knoten befinden, in diesem Sinne wird der IEEE Bus an sich der Controller. Die Herausforderungen für die Befürworter des IEEE 1394 lagen nicht so sehr im Bereich der unteren Funktionsschichten, dass heißt, in der physikalischen Schicht, der Verbindungsschicht und der Transaktionsschicht (obwohl Brücken(„bridge") zwischen Protokollen und Datenpaketaufbau weiterhin Gebiete sind, auf denen einen Auseinandersetzung stattfindet), sondern eher in den oberen Schichten von dem Netzwerkprotokollstapel („network protocol stack"), wie die Applikationsschicht.
  • Kürzlich zurückliegende Entwicklungen in der Fernsehübertragungs- und Kabelfernsehindustrie, so wie HDTV (High Definition Television), und der Ausbau der Industrie für Kabelfernsehübertragung erhöhen exponentiell die Anzahl von Diensten und Inhalt, welche den Kunden zur Verfügung stehen. Zu diesem Zweck ist Interoperabilität zwischen elektronischen Unterhaltungsgeräten stark erwünscht, wie beispielsweise eine übliche und/oder standardisierte Funktionalität, einfache Benutzung und Skalierbarkeit. Ebenso gibt es ein Bedürfnis für ein System, das die sich vergrößernde Menge an Geräten und Diensten, die in einem IEEE 1394 basierten Home Entertainment System verbunden beziehungsweise unterstützt werden können, steuert und verwaltet.
  • Die US-A-5 872 588 offenbart ein System, dass von einer Vielzahl von Home Stationen Daten bezüglich des Verhaltens von Teilnehmer aufnimmt. Die Home Stationen sind über ein lokales Verteilernetzwerk und einen Verteilungsknoten mit einem zentralen Server auf der Providerseite verbunden. Für die bereitgestellten AVM („Audio-Visual Materials") werden AVI („Audio-Visual Identifiers") verwendet, die zum Beispiel einen Zeitindex und einen Zip-Code von dem lokalen Verteilungsknoten enthalten. Für jeden Teil des AVM, der dem Teilnehmer angeboten wird, werden in einer BCT („Behavior Collection Table" – Verhaltenserfassungstabelle) Einträge gemacht. Mit der Hilfe einer Stelle für die Verhaltenserfassung auf der Provider Seite können statistische Informationen bezüglich des Verhaltens der Teilnehmer erlangt werden. Ebenso ist eine Auswertung bezüglich des geographischen Ortes möglich. Die WO-A-99/19743 offenbart ein Mobiltelefon-Netzwerk. Die Mobiltelefone enthalten einen funktional eingeschränkten GPS-Empfänger. Zusätzliche Information, die notwendig ist, um die Position des Mobiltelefons zu bestimmen, wird dem funktional begrenzten GPS-Empfänger 150 von einer wechselnden Quelle zur Verfügung gestellt. Diese wechselnde Quelle kann in der Basisstation lokalisiert sein.
  • Die US-A-5883621 offenbart ein System, mit dem eine Topologiekarte für ein Home Entertainment system erstellt werden kann. Diese Karte kann mit einer Anzeigevorrichtung dargestellt werden, um die Komponenten des Home Entertainment Systems aufzuzeigen. Der Standard des Netzwerks ist der IEEE 1394 Bus Standard. Für sich im Betrieb befindenden Geräte kann das Bild der Icons geändert werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Gatewayvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 4 zur Verfügung. Weitere Verbesserungen der Gatewayvorrichtung und der Methode werden in den entsprechenden abhängigen Ansprüchen gegeben.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Gatewayvorrichtung eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine Schnittstelle für ein externes Netzwerk, eine Schnittstelle für ein internes Netzwerk, und eine Positionierungseinheit, die jeweils mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt sind. Die Gatewayvorrichtung weist des Weiteren einen Beharrungsspeicher auf, der ebenfalls mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt ist, wobei der Beharrungsspeicher so konfiguriert ist, dass er statistische Daten betreffend des Inhalts, welcher über die Schnittstelle des externen Netzwerks empfangen wurde, als auch geographische Ortsinformationen speichert.
  • Gemäß eines Aspektes der Erfindung werden Verfahren für die Erfassung von statistischen geographischen Ortsinformationen offenbart. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren: Speichern von geographischen Ortsinformationen in einem Beharrungsspeicher, der einer Positionierungseinheit zugeordnet ist; Abtasten von eintreffenden Daten, die zwischen einer Schnittstelle des externen Netzwerks und der Schnittstelle des internen Netzwerks der Gatewayvorrichtung hindurchgehen; Aufzeichnen der abgetasteten eintreffenden Daten in einer Beharrungsdatentabelle; Empfangen einer Anfrage, wobei die Anfrage eine Anforderung von Informationen, die in der dauerhaften Datentabelle, dass heißt, der Beharrungsdatentabelle, enthalten sind, umfasst; und, in Antwort auf die Anfrage, Übertragen von Information, die in der Beharrungsdatentabelle enthalten ist, zusammen mit geographischer Ortsinformation.
  • Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren für die Erfassung von statistischer geographischer Information von einer Netzwerkumgebung durch einen zentralen Server bereit gestellt, wobei das Verfahren enthält: Initialisierung der Kommunikation mit einem entfernten Gerät; Anfordern einer Datentabelle von dem entfernten Gerät; Erhalten der Datentabelle von dem entfernten Gerät; Analysieren der statistischen geographischen Daten; und, in Antwort auf das Analysieren, gezieltes Auswählen von Inhalt, welcher an das entfernte Gerät weitergegeben wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die bevorzugten Ausführungsformen werden in Rahmen von Beispielen, wobei diese die Erfindung nicht begrenzen, in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in welchen sich gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten beziehen, und in welchen:
  • 1 eine exemplarische IEEE 1394 Modularchitektur zeigt;
  • 2 eine exemplarische IEEE 1394 Netzwerktopologie zeigt;
  • 3 eine exemplarische, auf Kabeln basierte IEEE 1394 Topologie zeigt;
  • 4 einen exemplarischen IEEE 1394 Knotenprotokollstapel zeigt;
  • 5 einen Home Gateway zeigt, welcher mehrere externe Service-Provider mit einem 1394-basierten Netzwerk koppelt;
  • 6 ein funktionales Blockdiagramm des Home Gateway aus 5 ist;
  • 7 eine andere Darstellung des Blockdiagramms des Home Gateways ist, in der Hardwarekomponenten dargestellt werden;
  • 8 ein Blockdiagramm ist, dass einen Firmware-Stapel für den Home Gateway zeigt;
  • 9 einen Protokollstapel für den Transport von MPEG über das IEEE 1394-basierte Home Entertainment Netzwerk System von 5 darstellt;
  • 10 einen Protokollstapel für IP-Routing über das Home Entertainment Netzwerk System von 5 darstellt;
  • 11 einen Protokollstapel für IP Plug-and-Play and DNS/DHCP-Routing über das Home Entertainment Netzwerk System von 5 darstellt;
  • 12 einen Protokollstapel für Bitmapanzeigendatentransfer zwischen Geräten des Home Entertainment Netzwerk Systems von 5 darstellt;
  • 16 eine Adresskartierungstabelle darstellt;
  • 17 eine Flussdiagramm ist, das ein bevorzugtes Kommando- und Steuertransferprotokoll zeigt;
  • 18 eine Flussdiagramm zeigt, das eine Datenpaketmaschine darstellt;
  • 19A–B einen Knotennavigationsbaum gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 19C einen Knotenfunktionsliste gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 20 eine bevorzugte Knoten-Icon-Tabelle zeigt;
  • 21 eine Knotenfunktionstabelle zeigt;
  • 26 eine Flussdiagramm ist, in dem Handlungen von Fernaufzeichnung und Fernbedienung dargestellt werden;
  • 27 ein Blockdiagramm von einem Home Gateway ist, der eine Positionierungseinheit und einen zentralen Server umfasst;
  • 28 eine Flussdiagramm ist, das ein Verfahren für die Erfassung von statischen geographischen Ortsinformationen in einer Netzwerkumgebung darstellt, wie es von einem Home Gateway ausgeführt wird;
  • 29 eine Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Erfassung von statistischen geographischen Ortsinformationen in einer Netzwerkumgebung zeigt, wie es von einem zentralen Server ausgeführt wird; und
  • 30 ein Diagramm einer beispielhaften statistischen Datentabelle zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Der IEEE 1394-1995 Standard, auf welchen sich hiermit bezogen wird, einschließlich allem was dieser beschreibt und lehrt, stellt Hintergrundinformationen für die folgende Beschreibung und die folgenden Figuren in den beigefügten Zeichnungen zur Verfügung. Insbesondere werden ausgewählte Teile des IEEE 1394-1995 Standards im Zusammenhang mit den 1 bis 4 beschrieben.
  • IEEE 1394 im Überblick
  • 1 zeigt ein exemplarisches IEEE 1394 Modul 100, welches eine Mehrzahl von adressierbaren Knoten 104 umfasst. Jeder Knoten 104 kann eine Prozessoreinheit 108 und eine I/O(„Input/Output" = Eingang/Ausgang)-Einheit 112 aufweisen, die miteinander über einen lokalen Bus 128 verbunden sind. Wahlweise kann ein Knotenpunkt 104 eine Speichereinheit 116 aufweisen. Jeder Knoten 1004 ist mit einem IEEE 1394-Träger 120 über einen entsprechenden Busanschluss 124 verbunden.
  • 2 zeigt eine exemplarische IEEE 1394 physikalische Netzwerktopologie 200, die zwei IEEE 1394 „Backplane-Umgebungen" 216 aufweist, die jeweils an eine IEEE 1394 „Kabelumgebung" 212 über eine Brücke gekoppelt sind.
  • In einer Backplane-Umgebung 216 ist die physikalische Topologie ein Multidrop-Bus 215. Das physikalische Medium umfasst zwei einpolig geerdete („single ended") Leiter, die sich über die Länge der Backplane erstrecken und auf dieser Anschlüsse verteilt haben, um eine Mehrzahl von IEEE 1394 Knoten anzuschließen.
  • In einer Kabelumgebung 212 ist die physikalische Topologie ein „nichtzyklisches" Netzwerk (was bedeutet, dass geschlossene Schleifen („closed loops") nicht unterstützt werden) mit begrenzten Verzweigungen und begrenzter Ausdehnung. Betreffende IEEE 1394 Kabel 220 verbinden miteinander die Ports 208 von verschiedenen Knoten 104. Typischerweise umfasst jeder Port 208 Abschlüsse, Sende-/Empfangsgeräte und logische Schaltkreise (nicht gezeigt) für Arbitration. Die Kabel 220 und die Ports 208 funktionieren zum Teil als Kabel-Repeater, welche eingehende Signale zu einem benachbarten Knoten 104 hin weiterleiten. Diese Repeater-Funktion erlaubt es den Knoten 104, in der Kabelumgebung 212 einen einzelnen logischen Bus zu simulieren. Wenn zwei unterschiedliche IEEE 1394-Bussysteme zusammengeschlossen werden, beispielsweise in einer Backplane-Umgebung 216 oder einer Kabelumgebung 212, wird eine Brücke 204 eingesetzt, um die Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Netzwerkumgebungen zu konvertieren.
  • In Übereinstimmung mit dem IEEE 1394 Standard wird von dem IEEE 1394 Netzwerk 200 ein 64 Bit Adresssystem verwendet. Die oberen 16 Bit von jeder Adresse repräsentieren die „node_ID". Die höchstwertigen zehn Bits von der node_ID repräsentieren den jeweiligen logischen Bus oder „bus_ID" (zum Beispiel Bus 215) in dem gesamten IEEE 1394 Netzwerk 200. Auf diese Weise können bis zu 1023 Bussysteme in dem IEEE 1394 Netzwerk 200 verwendet werden. Die nächsten höchstwertigen sechs Bits der node_ID repräsentieren die physikalische Adresse oder „physical_ID" des jeweiligen Knotens. Sechsunddreißig unabhängig adressierbare Knoten (zum Beispiel Knoten 104) haben auf einem jeweiligen IEEE 1394 Bus (zum Beispiel Bus 215) Platz. Verschiedene Teile der übrigen 48 Bits des Adressraumes sind reserviert für unterschiedliche Ressourcen, entweder für einen bestimmten Bus, oder einem bestimmten Knoten.
  • 3 zeigt eine exemplarische IEEE 1394-Kabeltopologie 300. In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration sind eine Anzahl von Knoten 104 zwischen den Ports 208 durch entsprechende IEEE 1394 Kabel 304 miteinander verkettet („daisy-chained"). Jeder Knoten agiert als ein Repeater, wobei Signale von einem Port 208 zu dem nächsten Port weitergeleitet werden, so dass diese über die Kabel 304 zwischen den entsprechenden Knoten 104 übertragen werden.
  • 4 zeigt einen Protokollstapel 400, der die Beziehungen zwischen den Hardware- und Softwarekomponenten innerhalb eines exemplarischen IEEE 1394 Knotens 104 darstellt. Insbesondere werden im Protokollstapel 400 vier Schichten dargestellt: Die Transaktionsschicht 404, die Verbindungsschicht 408, die physikalische Schicht 412, und die serielle Busmanagementschicht 416. Zusätzliche Schichten (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine Applikationsschicht, können ebenfalls im Protokollstapel 400 enthalten sein.
  • Insbesondere definiert die Transaktionsschicht 404 ein vollständiges Anforderung/Antwort („request/response")-Protokoll, um Bustransaktionen zur Unterstützung von Lese-, Schreib- und Sperroperationen auszuführen. Die Transaktionsschicht 404 stellt ebenfalls einen Pfad für den Transport von isochronen Managementdaten zur seriellen Busmanagementschicht 416 zur Verfügung.
  • Die Verbindungsschicht 408 gewährleistet einen Einweg-Datentransfer mit einem Dienst für die Bestätigung der Anfrage (dass heißt, mit einem „Quittierungsdatagramm") an die Transaktionsschicht 404. Im Speziellen sorgt die Verbindungsschicht 408 für Adressierung, Datenüberprüfung und Datenaufteilung („framing") für die Übertragung und den Empfang von Datenpaketen, und stellt des Weiteren einen Dienst für die isochrone Übertragung von Daten zu der Anwendung zur Verfügung. Dies umfasst die Erzeugung von Takt- und Synchronisierungssignalen (zum Beispiel ein Zyklussignal).
  • Die physikalische Schicht 412 übersetzt logische Symbole, die von der Verbindungsschicht 408 verwendet werden, in elektrische Signale zur Ausgabe an ein IEEE 1394 Kabel. Die physikalische Schicht stellt des Weiteren einen Arbitrationsdienst zur Verfügung um zu gewährleisten, dass zu einem Zeitpunkt nur ein Knoten Daten sendet. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die physikalische Schicht einen Dienst zur Datenresynchronisation und einen Repeater-Dienst, sowie eine automatische Businitialisierung zur Verfügung.
  • Die Managementschicht 416 für den seriellen Bus stellt Busmanagement, isochrones Ressourcenmanagement und Knotensteuerung bereit. Zum Beispiel gewährleistet in der Kabelumgebung 212, die in 2 gezeigt ist, der isochrone Ressourcenmanager 420 der Managementschicht für den seriellen Bus die Ressourcen, die für die betreffenden Knoten 104 notwendig sind, um die isochronen Ressourcen, die Kanäle und die Bandbreite, die für effiziente und geordnete isochrone Abläufe notwendig sind, zusammenwirkend zu reservieren und freizugeben.
  • Ein Busmanager 424 stellt Dienste wie Performanceoptimierung, Leistungs- und Geschwindigkeitsmanagement und Topologiemanagement für andere Knoten 104 auf dem Bus bereit. Schließlich sei noch ergänzt, dass ein Knotencontroller 428 alle Steuerungs- und Statusregister verwaltet, die von den Knoten 104 auf dem Bus benötigt werden, und mit der physikalischen Schicht 412, der Verbindungsschicht 408, der Transaktionsschicht 404 und ein oder mehreren Applikationsschichten (nicht gezeigt) kommuniziert.
  • Home Entertainment und Home Office System
  • Die 5 stellt einen Home Gateway 504 dar, der mehrere externe Service-Provider über eine Brücke („bridge") mit einem Home Entertainment und einem Home Office-Netzwerk verbindet, was im Folgenden als „Home Entertainment System Netzwerk" 500 bezeichnet wird. Das Home Entertainment System Netzwerk 500 ist mit einem IEEE 1394-Bus 568 angeschlossen, der bevorzugt in einer Kabelumgebung konfiguriert ist (zuvor im Zusammenhang mit den 2 bis 3 beschrieben). Insbesondere sind eine Reihe von „daisy chain"-verketteter IEEE 1394-Kabel 502 zwischen den Ports von verschiedenen elektronischen Komponenten des Home Entertainment Systems 500 zusammengeschaltet, um den IEEE 1394-Bus 568 zu bilden. Zum Beispiel sind ein TV 508, eine Stereoanlage 512, ein VCR 516 und eine DVD 520 in einer Kette 560 angeschlossen. In einer anderen Kette 564 sind ein PC 524, ein Drucker 528 und eine digitale Kamera 534 angeschlossen.
  • Jede der betreffenden Ketten 560 und 564 von elektronischen Komponenten ist mit dem Home Gateway 504 verbunden, welches als eine Brücke zwischen ein oder mehreren externen Netzwerken und den betreffenden internen Netzwerkketten 560 und 564 agiert (dass heißt, im Gegensatz zu einer Brücke zwischen zwei verschiedenen Netzwerkumgebungen). Zum Beispiel ist der Home Gateway 504 in der Lage, Medieneinspeisungen von einem Satteliten 582 über einen Sattelitenempfänger 540 zu empfangen, von einem Sendemast 568 über eine Antenne 544 zu empfangen, genauso wie Einspeisungen von örtlichen Überlandleitungen 592 (wie beispielsweise ein kupfernes Twisted-Pair-, ein Koaxial- oder ein optisches Galsfaserkabel) über einen Koaxialkabelempfänger 548, einen Glasfaserkabelempfänger 552, beziehungsweise einen Telefonkabelempfänger 556 zu empfangen (Anmerkung: Obwohl die verschiedenen Empfänger außerhalb des Home Gateway 504 gezeigt werden, können die tatsächlichen Empfänger oder Anschlüsse ebenfalls innerhalb des Home Gateway 504 enthalten sein. Sie werden lediglich zu Anschauungszwecken außerhalb des Home Gateway 504 gezeigt).
  • Der Fernseher 508 enthält bevorzugt einen internen Adapter, der die Daten von dem IEEE 1394-Bus 502 zu NTSC (National Television Standards Committee) und/oder ATSC (Advanced Television Systems Committee) Videosignalen konvertiert, um diese auf dem Bildschirm des Fernsehers darzustellen. In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der Fernsehadapter ein externes Gerät, welches zwischen dem Fernseher 508 und dem IEEE 1394-Kabel 502 angeschlossen ist. In jeder der beiden Ausführungsformen enthält bevorzugterweise der Adapter für den Fernseher einen Off-Screen-Puffer für Bilddaten, die gegenwärtig nicht, aber in Zukunft gezeigt werden sollen, und einen On-Screen-Puffer für die Bilddaten, die gegenwärtig auf dem Bildschirm des Fernsehers dargestellt sind. Des Weiteren kann der Adapter für den Fernseher in ein Zusatzgerät integriert sind, welches mit dem Fernseher verbunden ist, beispielsweise einem VCR, einem DVD-Spieler oder einer digitalen Kamera.
  • Home Gateway
  • Die 6 stellt ein funktionales Blockdiagramm für den Home Gateway 504 und genauso wie für die Komponenten dar, die mit dem Home Gateway 504 kommunikativ gekoppelt sind.
  • Der Gateway 504 weist ein oder mehrere Schnittstellen auf, die über ein Zugangsnetzwerk 644, das bestimmte Dienste zur Verfügung stellt, kommunizieren können. Zum Beispiel können Dienste von einem IAP („Internet Access Provider"), einem ISP („Internet Service Provider") 640, oder von einem VSP („Video Service Provider") 648 bereit gestellt werden, in dem die entsprechende Schnittstelle des Home Gateways, zum Beispiel die drahtlose Schnittstelle „Terrestrischer Rundfunk I/F („Interface")" 650, „Satellit I/F" 652, die asynchrone digitale Teilnehmerleitungsschnittstelle „ADSL I/F" 656, die asynchrone Transfermodusschnittstelle „ATM I/F" 660, oder die hybride Faserkoaxialschnittstelle „HFC I/F" 664, mit dem Zugangsnetzwerk 664 über eine geeignete Netzwerkverbindung (zum Beispiel ein terrestrische Verbindung 618, eine Satellitenverbindung 620, eine Telefonverbindung 624, eine Faserverbindung 628, beziehungsweise eine koaxiale Verbindung 632) verbunden wird. Ein derartige Ausführungsform gewährleistet eine flexible Rekonfiguration, wenn neue oder mit einem Upgrade versehene Kommunikationstechnologien oder -Hardware mit dem Home Entertainment System 500 verbunden werden.
  • Eine Vielzahl von Anwendungen sind über ein Zugangsnetzwerk 644 möglich, sei es über den IAP/ISP 640 und/oder den VSP 648, wie beispielsweise Surfen im Internet, MPEG Videodatenströme (Standard und High-Definition Fernsehen), Netzwerkspiele, ein elektronischer Programmführer „EPG" und Home-Netzwerksteuerung.
  • Dementsprechend enthält der Home Gateway 504 Hardware und Software, um Home-User IP-Routing 668, MPEG2 Datenstrom-Handling (einschließlich On-Screen Darstellung OSD und EPG Verarbeitung).
  • Zugangsnetzwerkkommunikationssteuerung 676, Home Netzwerksteuerung bzw. -Management und andere schon vorhandene oder downloadbare Funktionen 682, solche wie Spiele, Home Automatisierung und Adressbuch- oder Telefonbuchdienste, zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird weiter unten der Firmware-Stapel für den Home Gateway 504 mit Bezug auf 8 beschrieben. Die Protokollstapel für die Implementierung der oben angegebenen Funktionen werden weiter unten mit Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben.
  • Die 1394-Schnittstelle ist eine notwendige Komponente des Home Gateway 504 und sie wird in Verbindung mit den Netzwerkprotokollen, die in Zusammenhang mit den 9 bis 12 beschrieben werden, verwendet. Die 1394-Schnittstelle fungiert als eine Brücke zwischen den externen Netzwerkprotokollen und den IEEE 1394 konformen Bus, der das interne Netzwerk bildet. Zum Beispiel unterstützt das 1394-I/F 684 einen IP über den 1394-Link 612 und eine MPEG über den 1394-Link 616, zwischen einem PC 524 und einem TV-Adapter 604 (der in einer Ausführungsform IEEE 1394-Daten in ein analoges oder digitales Signal für ein Fernseher 608 konvertiert).
  • Wie in 7 dargestellt wird, enthält eine Ausführungsform des Home Gateway 504 einen Versorgungsstromkreis 748, einen Rücksetz(„Reset")kreis 752, einen Taktsignalkreis 756, einen zentrale Verarbeitungseinheit „CPU" 704, einen lokalen Bus 706, einen PCI Brücken&Peripherie-Controller 708, einen permanenten Speicher (zum Beispiel ein ROM 712 und FLASH 716), einen selbstlöschenden/flüchtigen Speicher (zum Beispiel einen DRAM), eine RS232 Schnittstelle und einen PCI-Bus 724. Mit dem PCI-Bus 724 verbunden sind eine ATM LSI Schnittstelle 728, welche dem Home Gateway eine ATM – Brücke und andere Funktionalitäten zur Verfügung stellt, eine synchrone optische Netzwerk-(„SONET") Schnittstelle 732, welche mit einem optischen Träger 3 („OC-3") Levelport verbunden ist, einen 1394 LINK LSI 736, einen 1394 PHY LSI mit drei IEEE 1394 Ports, und ein Register, eine LED und einer Dip-Schaltereinheit 744.
  • Standard Hardwarekomponenten werden für den Home Gateway 504 bevorzugt eingesetzt. Eine bevorzugte Spezifikation von Hardwarekomponenten wird zum Beispiel in Tabelle 1 aufgelistet. Wo das Produkt eines bestimmten Herstellers bevorzugt ist, ist dies näher bestimmt. Tabelle 1
    CPU NR4650 133 MHz (NKK Micro Devices)
    DRAM 8 MB
    ROM 128 kB
    FLASH 4 MB
    PCI Bridge&Peripherie-Controller NR4650-PSC (NKK Micro Devices)
    1394 LINK LSI MD8411(Fuji Film Micro Device)
    1394 PHY LSI MD8401(Fuji Film Micro Device)
    ATM LSI LASAR-155 (PMC-Sierra)
    Interner Bus PCI
  • Die CPU 704, ROM 712, FLASH 716, RS232 724 und DRAM 720 sind miteinander unter Ermöglichung einer Kommunikation über den PCI Bridge&Peripherie-Controller 708 und den lokalen Bus 706 gekoppelt. Der PCI Bridge&Peripherie-Controller 708 ist auch mit dem PCI-Bus 724 verbunden. Der PCI-Bus 724 ist seinerseits mit dem ATM LSI 728, dem 1394 LINK LSI 736 und dem Register, der LED und der Dip-Schaltereinheit 744 verbunden.
  • Die 8 zeigt einen Firmware-Stapel 800, der von den Home Gateway 504 verwendet wird. Ein Betriebssystem (OS) Kernel 804 befindet sich im Kern des Firmware-Stapel 800 und kommuniziert mit einem Service-Controller 808, System-Management 812, ATM-Treiber 816 und 1394-Treiber 820. Der ATM Treiber 806 kommuniziert mit dem Service-Controller 808, dem 1394-Treiber 820 und verschiedenen Hardwarekomponenten 824 (dass heißt, physikalische elektronische Komponenten in dem Home Entertainment System 500). In ähnlicher Weise kommuniziert der 1394-Treiber 820 mit dem Service-Controller 808, dem ATM-Treiber 816 und der Hardware 824.
  • Das Systemmanagement enthält Funktionen für die Initialisierung, Selbstdiagnose, für die Prüfung des Zustands des Systems und Debugging. Der Service-Controller 808 enthält Funktionen für MPEG TS und EPG Filterung und für Multicasting, IP-Routing und Terminalfunktionen, MPEG über den 1394-Bus und MPEG über ATM, genauso wie IP über den 1394-Bus und IP über ATM, Adresskartierung, Home Netzwerk Bedienung und Steuerung (zum Beispiel MPEG-Service Steuerung, Fernsehbildsteuerung, Fernbedienung und Kamerasteuerung), und andere Funktionen (zum Beispiel Spiele, Heim-Automatisierung und Verzeichnisdienste). Der 1394 Treiber 820 realisiert asynchrone Datentransmission, isochrone Datentransmission, die Kontrollpaketübertragung der physikalischen Schicht, Bus-Reset und -Kontrolle, Root und Cycle Master Processing, das Handling vom Konfigurationsstatusregister und Konfigurations-ROM, Bus-Management und Updates von Adresskartierungstabellen, wobei der ATM-Treiber 816 ATM Paketübertragung und den Aufbau und Freigabe einer ATM permanenten virtuellen Verbindung („PVC") realisiert.
  • Der OS-Kernel 804 sorgt für die Umschaltung von Tasks, das Queuing und die Übersendung von Mitteilungen, Interrupt Handling, Timer-Management und Speichermanagement. Ebenfalls stellt der OS-Kernel 804 die Interoperabilitätsfunktionen für die elektronischen Geräte zur Verfügung, die für die Steuerung des Home Gateway 504 verwendet werden.
  • Die Hardware 824 stellt die physikalische Schicht, oder die unterste Schicht, des Firmware Stapels 800 dar.
  • In einer momentan bevorzugten Ausführungsform fungiert der Home Gateway 504 als eine Brücke/ein Router zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 (im Detail im Zusammenhang mit den 9 bis 12 weiter unten beschrieben). Deshalb weist der Home Gateway 504 eine mittlere Schicht zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 auf, die für die Formatierungstransformation von Protokoll und Daten verwendet wird, genauso wie eine Funktion für die Adresskartierung (weiter unten beschrieben). Insbesondere ist der Home Gateway 504 ein bevorzugter „Managing-Knoten" für die Pflege der Adresskartierungstabelle (weiter unten beschrieben), wobei der Home Gateway 504 in einem Speicher Knotenadressinformationen speichert, die Knotenadressinformationen regelmäßig aktualisiert, die IEEE 1394-Knoten (im Rahmen dieser Erfindung beziehen sich die „IEEE 1394-Knoten" auf ein oder mehrere Knoten, die sich auf dem IEEE 1394-Bus 568 befinden und mit den Knoten 104 übereinstimmen, die in Zusammenhang mit den 1 bis 4 weiter oben beschrieben wurden) auf dem internen Netzwerk 912 pollt und die Knotenattribute von den gepollten IEEE 1394-Knoten für die Adresskartierungstabelle 1600 sammelt. Nähere Details von der Adresskartierung 1600 und dem Adresskartierungsdienst werden weiter unten im Zusammenhang mit der 16 beschrieben.
  • Protokollstapel
  • Die 9 bis 12 zeigen verschiedene Aspekte des Protokollstapels, der zwischen den entsprechenden externen Netzwerken, dem Home Gateway und dem internen Netzwerk(en) eingesetzt wird, welche zu dem Home Entertainment Netzwerk System gehören. Die 9 bis 11 betreffen den Home Gateway 504. Die 12 betrifft den Protokollstapel zwischen den elektronischen Home Geräten, die sich auf dem Home Entertainment System-Netzwerk befinden.
  • In den 9 bis 12 ist für alle Figuren gemeinsam ein externes Netzwerk 904, eine Brücke 908 und ein internes Netzwerk (das heißt, ein IEEE 1394-Bus) 912 gezeigt. Das externe Netzwerk 904 kann ein MPEG Netzwerk 916 (zum Beispiel einen Serviceprovider für digitales Video) und ein IP Netzwerk 920 (zum Beispiel das „Internet") umfassen. Ein Zugangsnetzwerk 924 ist sowohl mit dem MPEG Netzwerk 916 als auch mit dem IP Netzwerk 920 verbunden. Gemäß einer Ausführungsform ist das Zugangsnetzwerk 924 ein Internet Zugangsprovider („IAP"), wie zum Beispiel America Online oder @Home. Das externe Netzwerk 904 ist mit dem internen Netzwerk 912 über eine Brücke 908 verbunden. Die Brücke 908 ist bevorzugt ein Home Gateway 504. Der Home Gateway 504 konvertiert Daten und Signale von dem externen Netzwerk 924 von ATM Paketen in ein IEEE 1394 Format, das zu dem internen Netzwerk 912 weitergeleitet werden kann. Das interne Netzwerk umfasst einen Fernsehadapter 932 und ein Standard oder HD („High-Definition")-Fernseher (oder alternativ ein einzelnes Gerät, das einen 1394 Knoten und einen Fernseher aufweist) und einen PC 946. Die Protokollstapel werden in den 9 bis 12 in den Teilbereichen des Gesamtsystems, zu dem sie korrespondieren, dargestellt. 9 zeigt einen Protokollstapel 900 entsprechend einer ATM Datenübertragung von einem MPEG Netzwerk 916 an einen Fernsehadapter 932.
  • MPEG Daten werden in dem MPEG Netzwerk 916 von MPEG TS („Transport Stream") Protokoll oder CTRL COM („Control Command") 956 zu ATM Adaptionsschicht 5 („AAL5") 952 formatiert. Von AAL5 werden die Daten in ATM Daten 948 konvertiert, und von ATM 948 werden die Daten in ein synchrones optisches Netzwerkprotokoll („SONET") 944 konveriert. Ein ATM Netzwerk wird für die unterste Schicht wegen der hohen Zuverlässigkeit bevorzugt, aber in alternativen Ausführungsformen kann auch ein anderer Träger eingesetzt werden (zum Beispiel durch Ersetzen der ATM Schichten).
  • Von dem Zugangsnetzwerk 924 werden die Daten von dem Home Gateway 504 empfangen. Am Home Gateway 504 werden die Datenübertragungen von dem externen Netzwerk von einem ATM Protokoll in ein IEEE Protokoll-1394 konvertiert (oder „bridged"). Zusätzliche Protokollschichtkonversionen werden in 9 gezeigt, einschließlich IEC-61883 964, das MPEG Daten für IEEE 1394-Kommunikation formatiert und näher beschrieben ist im International Electrotechnical Commission Standard 61883 mit dem Titel „Digital Interface for Consumer Audio/Visual Equipment" und welche öffentlich von der IEC (www.iec.org) erhältlich ist. Das IEEE 1394-Protokoll 968 wird in den IEEE 1394-1995 Standard beschrieben.
  • Von dem Gateway 908 werden Daten über das IEEE 1394-Protokoll an das interne Netzwerk 912 gesendet, wo diese im Anschluss in einen MPEG Transportstrom für die Darstellung/Wiedergabe durch eine Videoanzeigeneinheit zurück konvertiert werden. Es ist des Weiteren möglich, mit einem TV Adapter 932 die Daten für ein analoges Signalkabel zu konvertieren, um audio/visuelle Daten für einen Standard oder HD Fernseher zur Verfügung zu stellen. Wie auch immer, es ist bevorzugt, dass der Fernseher 936 in der Lage ist, MPEG Daten zu unterstützen.
  • Die 10 zeigt einen Protokollstapel 1000 entsprechend einer IP Datenübertragung vom IP Netzwerk 920 an den PC 946. Das Übertragungskontrollprotokoll („TCP") oder Userdatagramprotokoll („UDP") 1008, die in öffentlich erhältlichen Druckschriften Internet RFC 793 beziehungsweise Internet RFC 768 beschrieben werden, sind über dem Internetprotokoll („IP") 1004 geschichtet, das in Internet RFC 791 beschrieben ist. Dies unterstützt die Übertragung von Paketdaten von einem Internet (zum Beispiel das Internet World Wide Web). Am Home Gateway 504 und am PC 946 wird ein IP über 1394 Protokoll 1012, beschrieben im der Internet Engineering Task Force („IETF") Druckschrift „IPv4 over IEEE 1394" von Peter Johansson, erhältlich unter <http://www.ietf.org>, eingesetzt. Der Protokollstapel 1000 ist besonders vorteilhaft, um Inhalt im World Wide Web oder im Internet zu finden oder zu erkunden.
  • Die 11 stellt einen Protokollstapel 1100 für TCP/IP Datenübertragung vom IP Netzwerk 920 an den PC 946 dar. Um ein automatisches Setup und IP Adresskartierungen zu ermöglichen, unterstützt der Protokollstapel 1100 ein Domainnamensystem („DNS"), wie in den Internet RFCs 1034 und 1035 beschrieben wird, und ein dynamisches Host-Konfigurationsprotokoll („DHCP").
  • Die 12 stellt einen Protokollstapel 1200 für den Bitmap-Transfer zwischen Geräten (zum Beispiel von dem Home Gateway 504 oder PC 946 oder Fernsehadapter 932) über das interne Netzwerk 912 dar. Der Protokollstapel 1200 benutzt ein zusätzliches und bisher noch nicht beschriebenes Protokoll „DD-Connect AsyBmp" 1024. Das „Bitmap-Transfer"-Protokoll wird weiter unten näher beschrieben. Das „AP"-Protokoll 1208 ist einfach das bestimmte Protokoll, das an der Applikationsschicht verwendet wird (zum Beispiel ein Anzeigeprotokoll oder ein Mausprotokoll).
  • Adresskartierung
  • Die 16 zeigt eine exemplarische Adresskartierungstabelle 1600. Die Adresskartierungstabelle 1600 weist vorzugsweise mindestens vier Spalten und so viele Zeilen, wie es Geräte im Home Entertainment Netzwerk 500 gibt, auf. Die Adresskartierungstabelle ist vorzugsweise in drei verschiedenen Sektionen unterteilt. Die erste Sektion 1620 enthält IEEE 1394 Service-Daten, die zweite Sektion 1624 enthält MPEG Service-Daten, und eine dritte Sektion 1628 enthält IP Service-Daten. Jede Sektion hat ihre eigene „Minitabelle" für Informationen, obwohl die Adresskartierungstabelle physikalisch eine einzige Tabelle ist.
  • In der IEEE 1394 Sektion 1620 ist die erste Spalte die Unique-Knoten ID Spalte 1604, wobei die Unique-Knoten ID dauerhaft in die Hardware oder ROM des Knotens 104 kodiert ist. Die nächste Gruppe von Spalten sind die Knotenattributsspalten 1602. Die Knotenattributsspalten umfassen eine allgemeiner Namen-Spalte 1608, die einen bestimmten Knoten durch einen vom Benutzer gewählten oder programmierten Namen identifiziert, der in dem Knoten gespeichert ist, eine node_ID Spalte 1612, die eine dynamisch zugewiesene 16-Bit node_ID enthält, eine Knotentypspalte 1616, und eine IP-Adressspalte 1618.
  • In der MPEG Service-Sektion 1624 ist die erste Spalte die ATM VPI/VCI Spalte 1632, die nächste Spalte ist die Programminformationsspalte 1636, die dritte Spalte ist die IEEE 1394 isochrone Kanalspalte 1640 und die letzte Spalte ist die Unique-Knoten ID Spalte 1604.
  • In der IP Service-Sektion 1628 ist die erste Spalte die ATM VPI/VCI Spalte 1632, die nächste Spalte ist die IP Adressspalte 1618, die dritte Spalte ist die node_ID-Spalte 1612, und die letzte Spalte ist die Unique-Knoten ID Spalte 1604.
  • Die Adresskartierungstabelle 1600 wird durch den IEEE 1394 Treiber (zum Beispiel den IEEE 1394 Treiber 816, der in 8 gezeigt ist) erzeugt, wenn ein Zurücksetzung des Bus auftritt. Der IEEE 1394 Treiber erhält eine Antwort von jedem Knoten in dem IEEE 1394 Bus (zum Beispiel IEEE 1394 Bus 568, der in 5 gezeigt ist), die die Unique-Knoten-ID des Knotens und weitere Informationen enthält. Basierend auf den Informationen, die von dem Knoten empfangen wurden, fügt der IEEE 1394 Treiber die Unique-Knoten-ID der Adresskartierungstabelle 1600 hinzu und befragt dann den bestimmten Knoten nach zusätzlichen Informationen (zum Beispiels nach dem allgemeinen Namen, den Eigenschaften des Knotens und der IP-Adresse). Der IEEE 1394 Treiber ordnet für den Knoten der Node_ID-Spalte 1612 ein Schaltventil („Valve") zu.
  • Kommando- und Kontrolltransfer
  • Die 17 bis 20 zeigen Aspekte des Kommando- und Kontrolltransfers gemäß einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Zu dem sind 17 und 18 Flussdiagramme, die die Schritte für den Kommando und Kontroll-Transfer beziehungsweise das Handling von Paketdaten darstellt, wobei die 19A bis 19C eine Ausführungsform der Anzeigeninformation darstellen, die auf einer Videoanzeigeneinheit als ein Ergebnis der Schritte, die in den 17 und 18 dargestellt sind, erzeugt wird. Die 20 stellt eine Knotenicontabelle dar.
  • Ein Trigger wird empfangen, um den Kommando und Kontroll-Tranferprozess zu starten. Zum Beispiel kann ein Trigger eine „Menu"-Taste auf einer Fernbedienung einschließen, die den Kommando und Kontrolltransferprozess startet, oder eine in einem Gerät gespeicherte Prozedur, wobei das Gerät ein Teil des Home Entertainment Netzwerks 500 ist. Wie in 17 gezeigt wird, kann die Ausgabe einer Paket-Engine vom Prozess 1804 (weiter unten im Zusammenhang mit 18 beschrieben) den Vorgang für den Kommando und Kontroll-Transfer auslösen.
  • Vorgang 1704 umfasst das Auslesen der Adresskartierungstabelle 1600. Sobald die Adresskartierungstabelle 1600 gelesen ist, wird eine Knotenicontabelle in einem Vorgang 1708 gelesen.
  • Die Knotenicontabelle hat nicht weniger als zwei Spalten und identifiziert ein Bild für jedes Gerät in dem Home Entertainment Netzwerk 500. Die erste Spalte repräsentiert ein Knoten (zum Beispiel entweder eine Unique-Knoten – ID oder einen Knotentyp), und die zweite Spalte repräsentiert das Icon des Knotens. Allerdings ist es möglich, mehrere Spalten in der Tabelle zu haben, wie beispielsweise einen Knotentyp oder eine Unique-Knoten ID. Demnach wird, wenn das Icon eines bestimmten Knoten angefordert wird, zuerst die Knotenicontabelle nach der Unique-Knoten ID abgetastet, und dann, wenn die Unique-Knoten ID nicht gefunden wird, die Knotenicontabelle nach dem angeforderten Knotentype abgetastet (zum Beispiel kann der Knoten mit einem bestimmten Gerätestandard konform sein). Wenn eine übereinstimmende Unique-Knoten ID, oder alternativ ein übereinstimmender Knotentyp gefunden wird, wird das Icon für den angeforderten Knoten im Vorgang 1716 empfangen.
  • Eine Ausführungsform einer Knotenicontabelle wird in 20 gezeigt. Die Knotenicontabelle 2000 enthält die Unique-Knoten ID-Spalte 1604, einen Knotentypspalte 1608, und einen Bitmapdatenspalte 2004. Die Bitmapdatenspalte umfasst ungefähr 4 kB Daten für das Knotenicon. In einer Ausführungsform sind Daten für ein einzelnes Icon in der Knotenicontabelle 2000 enthalten, wie auch immer, in einer alternativen Ausführungsform sind Daten für zwei Icons in der Knotenicontabelle 2000 enthalten: Ein Icon ist ein „inaktives" Icon, dass heißt, das Icon wird dargestellt, wenn der Knoten nicht ausgewählt ist, und das zweite Icon ist ein aktives Icon, dass heißt, das Icon wird dargestellt, wenn der Knoten ausgewählt wird.
  • In einem Vorgang 1720 wird ein vollständiger Knotennavigationsbaum generiert. Der Knotennavigationsbaum wird in den 19A bis 19C dargestellt. Wie 19A zeigt, umfasst der Knotennavigationsbaum 1900 ein Kontrollknoten, der durch das Icon 1904 repräsentiert wird. Der Kontrollknoten ist der Knoten, über den ein Benutzer kommuniziert. Zielknoten werden durch Icons 1908, 1912 und 1916 dargestellt. Wie in 19A dargestellt, ist das Icon 1904 des Kontrollknotens in einem aktiven Zustand, wohingegen die Icons der Zielknoten 1908, 1912 und 1916 in einem inaktiven Zustand sind. Wenn zusätzliche Knoten dem Home Entertainment System 500 zugefügt werden, steigt die Anzahl der Icons der Zielknoten. Auf ähnliche Weise wird der Anzahl der Icons der Zielknoten entsprechend reduziert, falls vorhandene Knoten aus dem Home Entertainment System 500 entfernt werden.
  • Der Knotennavigationsbaum 1900 im Vorgang 1724 an die Videoanzeigeeinheit übertragen. Gemäß einer Ausführungsform wird der Knotennavigationsbaum 1900 an eine Paket-Engine 1800 ausgegeben, wo dieser zu einem Input für den Prozess 1808 (weiter unten im Zusammenhang mit 18 beschrieben) weiterverarbeitet wird.
  • In Vorgang 1728 wird ein Navigations-Input erhalten. Der Navigations-Input kann wieder von einem Input-Gerät innerhalb des internen Netzwerks 912 (9) empfangen werden, oder vom externen Netzwerk 904, so wie über den Paket-Engine-Prozess 1804. Basierend auf dem Input, der im Vorgang 1728 empfangen wurde, wird ein bestimmter Zielknoten identifiziert. Der Kontrollknoten empfängt die Icon-Information (zum Beispiel die Grafik des aktiven Zustands) aus der Knotennavigationstabelle 1600, und, im Vorgang 1732, modifiziert eine Untermenge des Navigationsbaums 1900. In einer alternativen Ausführungsform werden standardmäßige Daten für aktive Moden, wie ein hervorgehobener Ring oder Rand, zu dem Teil des Navigationsbaums 1900, der den ausgewählten Zielknoten repräsentiert, hinzugefügt, wodurch auf diese Weise Daten für das Icon im aktiven Zustand aus der Adresskartierungstabelle 1600 nicht benötigt werden. Basierend auf den Daten für den aktiven Zustand wird ein Teil oder eine Untermenge des Knotennavigationsbaums 1900 geändert. Der geänderte Teil des Knotennavigationsbaums 1900 kann geänderte Daten enthalten, die zu dem „neu" gewählten aktiven Knoten korrespondieren, oder er kann zusätzlich geänderte Daten enthalten, die zu dem Knoten korrespondieren, der aus einem aktiven Zustand in einen inaktiven Zustand umgeschaltet wurde. Gemäß einer zur Zeit bevorzugten Ausführungsform werden beide Datensätze, die des Icons des neuen aktiven Knoten und des Icons des alten aktiven Knoten betreffen, modifiziert.
  • Die 19B zeigt den Knotennavigationsbaum 1900, nachdem der Zielknoten, der mit dem Icon 1916 korrespondiert, als der aktive Knoten ausgewählt wurde. Der Teil des Knotennavigationsbaums, der geändert wurde, ist die Untermenge der Daten, die mit den Icons 1904 und 1916 korrespondiert. Im Vorgang 1736 wird die geänderte Untermenge des Knotennavigationsbaums 1900 an die Videoanzeigeeinheit übertragen. In einer alternativen Ausführungsform wird die geänderte Untermenge des Knotennavigationsbaums 1900 an die Paket-Engine 1800 weitergeleitet und durch den Prozess 1808 zu dem externen Netzwerk 904 geroutet.
  • Ein optionaler Zwischenvorgang kann zwischen den Vorgängen 1736 und 1749 stattfinden. Der optionale Schritt bestätigt über den Benutzer, dass der Zielknoten, zu dem hin im Vorgang 1728 navigiert wurde, tatsächlich der gewünschte Zielknoten ist. Dieser Vorgang empfängt einfach einen weiteren Input, wie einen „Enter"-Befehl, nachdem zu dem gewünschten Zielicon navigiert worden ist.
  • Im Vorgang 1740 wird die Knotenfunktionstabelle ausgelesen. Die 21 zeigt eine Knotenfunktionstabelle 2100. Die Knotenfunktionstabelle enthält bevorzugt zwei Spalten, einen Knotentypspalte 1616 und einen Funktionslistenspalte 2104. Die Funktionslistenspalte 2104 enthält eine Vielzahl von Einträgen, wobei jeder Eintrag 2108 eine Zuweisung von alphanumerischen Einzelbuchstabeneinträgen, einen korrespondieren Funktionsnamen und einen Operationscode enthält. Wenn der Controller die Knotenfunktionstabelle 2100 ausliest, wird die Knotenfunktionstabelle 2100 nach dem bestimmten aktiven Zielknotentyp und den korrespondierenden Einträgen 2108, die die gültigen Befehle/Kommandos für den aktiven Zielknoten enthalten, abgetastet. Die gültigen Befehle werden in dem Vorgang 1740 empfangen.
  • Im Vorgang 1744 wird, basierend auf den Daten, die aus dem Vorgang 1740 empfangen wurden, eine Knotenfunktionsliste 1744 erzeugt. Die Knotenfunktionsliste wird dann im Vorgang 1748 an die Videoanzeigeeinheit übermittelt. Die Übertragung an die Videoanzeigeneinheit kann wiederum das Senden der ausgehenden Knotenfunktionsliste an die Paket-Engine für die Weiterverarbeitung und das Routen über Prozess 1808 beinhalten.
  • Die 19C zeigt eine Knotenfunktionsliste 1928, wie sie auf der Videoanzeigeneinheit dargestellt wird. Die erste Spalte der Knotenfunktionsliste 1928 stellt eine Eingabewertspalte 1920 dar. Die zweite Spalte, die Textspalte 1924, steht für den Text zur Verfügung, der zum benachbarten Eingabewert korrespondiert, wobei der Text die Funktion beschreibt, die sich ergibt, wenn der benachbarte Eingabewert in Spalte 1920 von dem Controller empfangen wird.
  • Im Vorgang 1752 wird ein Knotenfunktionsinput vom Controller empfangen. Der Input kann über den IEEE 1394 Bus 568, oder er kann von dem externen Netzwerk 904 kommen, wobei in diesem Fall der Knotenfunktionsinput durch die Paket-Engine 1800 zu dem Controller geleitet wird. Der Knotenfunktionsinput wird mit gültigen Inputwerten 1920 im Vorgang 1756 verglichen, und, wenn der Knotenfunktionsinput mit einem gültigen Eingabewert übereinstimmt, geht der Controller zum Vorgang 1764 über. Wenn, wie auch immer, der Knotenfunktionsinput nicht mit einem gültigen Eingabewert 1920 übereinstimmt, fährt der Controller mit Vorgang 1760 fort, bei dem eine Fehlermitteilung (zum Beispiel „Ungültiger Befehl, bitte erneut eingeben") an die Videoausgabeeinheit (oder Paket-Engine 1800) übermittelt wird. Nach dem Vorgang 1760 fährt der Prozess mit Vorgang 1752 fort. Alternativ kann der Prozess mit Schritt 1748 fortfahren, derart, dass die Videoausgabeeinheit aktualisiert werden kann.
  • Schließlich wird der Eingabewert 1920, der vom Controller empfangen wird, einer Funktion in der Knotenfunktionsliste 1928 zugeordnet. Ein Befehl wird in ein geeigneten OP-Code formatiert und in Vorgang 1764 an den Zielknoten übertragen. Nach dem Vorgang 1764 ist das Kommando- und Kontrolltransferverfahren abgeschlossen.
  • Paket-Engine
  • Die 18 zeigt die Paket-Engine 1800. Gemäß einer Ausführungsform ist die Paket-Engine 1800 eine Software-Brücke/Router, die Daten für und von dem internen Netzwerk 912 und dem externen Netzwerk 904 empfängt und formatiert. Allerdings kann die Paket-Engine 1800 auch ausschließlich in Hardware allein implementiert sein, oder aber auch in einer Kombination von Hardware und Software. Die Schritte, um ein Datenpaket von dem externen Netzwerk 904 an das interne Netzwerk 912 weiterzugeben, sind im Prozess 1804 dargestellt, wohingegen die Schritte, um Daten von dem internen Netzwerk 912 an das externen Netzwerk 904 weiterzugeben, in Prozess 1808 dargestellt sind.
  • Im Prozess 1804 wird im Vorgang 1810 ein Datenpaket vom externen Netzwerk 904 empfangen. Im Vorgang 1812 wird das Datenpaket in eine Eingabeanforderung – zum Beispiel in ein Knotenfunktionsinput – und eine Output-Routinginformation – zum Beispiel in eine Information, die notwendig ist, eine Antwort zurück an den Sender des Pakets zu schickten, geparst. In Vorgang 1816 wird die Eingabeaufforderung formatiert und an den Controller geschickt.
  • Im Prozess 1808 empfängt die Paket-Engine 1800 im Vorgang 1824 einen Daten-Output (zum Beispiel der Knotennavigationsbaum 1900) von dem internen Netzwerk 912. Im Vorgang 1828 werden Daten, die von dem internen Netzwerk empfangen wurden, in ein akzeptierbares Datenpaket formatiert, um es über das externen Netzwerk zu routen. Die Output-Routinginformation, die im Schritt 1812 des Prozess 1804 geparst wurde, wird für diesen Zweck verwendet. Gemäß einer Ausführungsform ist ein akzeptierbares Datenpaket ein IP-Paket, gemäß einer anderen Ausführungsform ist ein ATM-Paket akzeptierbar.
  • Fernüberwachung und -Bedienung
  • In dem Home Entertainment System 500, das den Home Gateway 504 umfasst, ist es möglich, die Knoten des internen Netzwerks 912 vom externen Netzwerk 904 aus zu überwachen und zu bedienen/zu steuern. In derartigen Ausführungsformen ermöglicht die Adresskartierungstabelle 1600 die Kommunikation zwischen einem Gerät, dass sich in dem externen Netzwerk 904 befindet, und einem Knoten im Netzwerk 912.
  • Der Home Gateway 504 (oben beschrieben) pflegt vorzugsweise die Adresskartierungstabelle 1600 und fungiert als ein „Torwächter" für eingehende und ausgehende Daten des bzw. zum externen Netzwerk 904. Des Weiteren fungiert der Home Gateway 504 als eine Ablage für Information, die zu dem Home Entertainment System 500 gehört, wobei dieser in einem Speicher (zum Beispiel Flash-Memory 716 oder DRAM-Speicher 720) Knotenattributinformation speichert, wie beispielsweise Knotentyp, Kompatibilität, und zusätzliche ATM, MPEG, IEEE 1394 und IP-Sevice-Information. Der Service-Controller 808 kümmert sich um einen Großteil dieser Funktionalität, wie weiter unten beschrieben.
  • In einer Ausführungsform enthält der Home Gateway 504 in dem Firmware-Stapel 800 einen SNMP („Simple Network Management Protocol") Manager und Agenten. Der SNMP-Agent antwortet auf Abfragen, die die IEEE 1394 Knoten in dem Home Entertainment Netzwerk System 500 betreffen, und gibt dem Home Gateway effektiv die Möglichkeit, auf Abfragen von anderen SNMP-Managern zu antworten. Die Information, die von dem SNMP-Managern abgefragt wird, ist in einer Managementinformationsbasis („MIB") enthalten, die in dem Home Gateway 504 gespeichert ist. Eine Ausführungsform einer MIB ist die Adresskartierungstabelle 1600, wie auch andere Tabellen wie zum Beispiel die Knotenfunktionstabelle 2100. In einer alternativen Ausführungsform wird eine andere MIB, wie eine, die durch RFC 1213 definiert wird, verwendet. Das SNMP wird genauer im Internet Platinen-Architektur Schriftstück RFC 1157 beschrieben, die zum Zeitpunkt des Schreibens öffentlich unter http://sunsite.cnlab-switch.ch/ erhältlich sind.
  • Des Weiteren ist der SNMP-Agent fähig, Tasks zu initiieren, die von bestimmten IEEE 1394 Knoten des Systems 500 angefragt wurden. Zum Beispiel könnte der SNMP-Manager eine Anfrage für einen Bus-Reset empfangen. Die Anfrage für den Bus-Reset wird an den SNMP-Agenten weitergeleitet, und der SNMP-Agent bewirkt dann, dass der 1394-Treiber 820 den Bus-Reset triggert. Ein weiteres Beispiel ist, dass ein Befehl empfangen wird, der über einen entfernten SNMP-Manager weitergeleitet wurde. Der Befehl, ähnlich wie die oben beschriebene Anfrage, wird an den SNMP-Agenten übergeben, und der SNMP-Agent bearbeitet den Befehl und formatiert diesen zur Übertragung an die nachfolgende Schicht – zum Beispiel den 1394 Treiber 820 oder den OS-Kernel 804.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst der Home Gateway 504 eine Web-Server-Funktionalität. Genauer, der Home Gateway 504 bedient Anfragen von äußeren Klienten, zum Beispiel von einem Web-Browser, und gibt Informationen über IEEE 1394-Knoten in dem Home Entertainment Netzwerk System 500 zurück. Zum Beispiel werden in einer Ausführungsform Anfragen nach dem Knotennavigationsbaum 1900 und Antworten, die den Knotennavigationsbaum zurückgeben, von dem Web-Server gehandhabt. Auf diese Weise umfasst der Web-Server eine Funktionalität, solch eine, wie die Paket-Engine 1800, die oben im Zusammenhang mit 18 beschrieben wurde. Die Web-Server Funktionalität ist grundsätzlich ähnlich zu der SNMP Funktionalität, aber im Falle des Web-Servers wird die Überwachung und die Bedienung vorzugsweise über einen entfernten Klienten kontrolliert, solch einen wie ein Web-Browser. Die Befehle von einem äußeren Klienten können auch ein Bus-Reset, einen Trigger für die Auslösung eines VCRs, um die Aufnahme zu starten, oder einen Auslöser für einen Schalter, um eine Tür zu verschließen oder ein Licht auszuschalten, umfassen.
  • In den Ausführungsformen entweder des Web-Servers oder des SNMP-Managers ist ein zentrales Office oder ein Überwachungsstandort, zum Beispiel der VSP 648 oder IAP/ISP 640 (oben im Zusammenhang mit 6 beschrieben) in der Lage, Geräte innerhalb des Home Entertainment Netzwerk Systems 500 zu überwachen.
  • Die Vorgänge im Zusammenhang mit der entfernten Überwachung und Bedienung sind in 26 dargestellt. Die Vorgänge werden von dem Home Gateway 504 ausgeführt, können insbesondere von dem SMNP-Manager und -Agenten oder der Web-Server-Komponente des Home Gateways 504 durchgeführt werden.
  • Im Vorgang 2604 wird ein Output-Datenpaket vom Home Gateway 504 empfangen. Im Vorgang 2608 wird das Output-Datenpaket geparst. Zum Beispiel wird ein Input-Datenpaket von anderen Header- oder Meta-Daten separiert, die den entfernten Klienten beschreiben und Informationen über das Input-Datenpaket enthalten (zum Beispiel Sicherheitsinformation, die IP-Adresse des entfernten Klienten, etc.). Das Input-Datenpaket wird im Vorgang 2612 vom Home-Gateway 504 an den Zielknoten übermittelt.
  • Im Vorgang 2616 wird einen Antwort auf das Input-Datenpaket, das im Vorgang 2612 übertragen wird, von dem Home Gateway 504 empfangen. Ein Output-Datenpaket wird im Vorgang 2620 generiert, und im Vorgang 2624 wird das Output-Datenpaket an den entfernten Klienten zurückgegeben, der diese Information angefordert hat.
  • Die Adresskartierungstabelle 1600 ist äußerst nützlich für die entfernte Überwachung und Kontrollaspekte der Erfindung. Zum Beispiel wird die Adresskartierungstabelle 1600 im Vorgang 2612 dafür benutzt, die Adressierung des Ziel-IEEE 1394-Knotens in dem Home Entertainment Netzwerk System 500 zu unterstützen, an den die Anfrage oder der Befehl gerichtet ist. In ähnlicher Weise kann die Adresskartierungstabelle 1600 auch dafür benutzt werden, Anfragen nach Daten oder Befehle von dem entfernten Klienten zu authentifizieren, in dem die IP-Adresse oder andere Adressinformation (zum Beispiel die Unique-ID) hinzugefügt wird, um die Autorität des entfernten Klienten zu verifizieren, ob dieser nach solchen Daten oder Befehlen anfragen kann. Des Weiteren ist die IP-Service-Beschreibung in der US-Anmeldung Ser. Nr. [noch nicht zugewiesen] (Aktenzeichen des Anwalts 235/126) ebenfalls nützlich, das mehr allgemeine Prinzip von entfernter Überwachung und Bedienung, wie oben dargelegt, zu verstehen.
  • Geographische Datenerfassung
  • Die 27 zeigt ein Blockdiagramm einer Hardwarearchitektur eines IEEE 1394 Home Gateway Knotens 2700, der konfiguriert ist, statistische geographische Daten zu erfassen, zusammen mit einem zentralen Server 2750 (zum Beispiel einem zentralen Büro/Office-Server oder einem Head-End Server). In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Home Gateway 2700 ähnlich dem Home Gateway 504, wobei der Einfachheit halber nur ausgewählte Komponenten des Home Gateway 2700 gezeigt sind. Der Home Gateway 2700 enthält eine zentrale Prozessoreinheit 704, einen Beharrungsspeicher, wie einen permanenten Speicher 2712, eine externe Netzwerkschnittstelle 2704, wie ein ATM LSI (nicht in der 27 gezeigt – gezeigt in der 7), eine interne Netzwerkschnittstelle 2708, wie ein LINK LSI 736 (nicht in der 27 gezeigt – gezeigt in der 7), und eine Positionierungseinheit 2716. Der permanente Speicher 2712 ist kommunikativ mit der CPU 704 über einen lokalen Bus 706 gekoppelt, wobei die CPU 704, die Schnittstelle 2704 des externen Netzwerks und die Schnittstelle 2708 des internen Netzwerks und die Positionierungseinheit 2716 kommunikativ über einen PCI-Bus 724 miteinander verbunden sind.
  • Der zentrale Server ist bevorzugt ein Markenqualitäts-Server, wie ein SunTM EnterpriseTM 250 System, welches von Sun Microsystems in Mountain View, Kalifornien, http://www.sun.com, beziehbar ist, auf dem ein Klient-Server Software-System läuft, wie eine Oracle 8TM Datenbank, die von Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien, http://www.oracle.com, beziehbar ist. Der zentrale Server 2750 wird von einem Service-Provider gesteuert, wie beispielsweise einen Kabel- oder Video-Service-Provider, und befindet sich in einer relativ zum Home Gateway 2700 entfernten Position.
  • Der zentrale Server 2750 wird in Form eines Blockdiagramms dargestellt mit einer CPU 2754, einem permanenten (NV-„non volatile") Speicher 2758 (beispielsweise einer Festplatte), und einer externen Netzwerkschnittstelle 2762. Die CPU 2754, der dauerhafte Speicher 2758 und die Schnittstelle des externen Netzwerks 2762 sind über einen lokalen Bus 2756 miteinander kommunikativ gekoppelt. Der zentrale Server 2750 und der Home Gateway 2700 sind über ein physikalisches Medium zwischen den externen Netzwerkschnittstellen 2704 und 2762 miteinander gekoppelt, wie beispielsweise über ein Glasfaserkabel 2702. Andere Kopplungsmedien können Kupferverbindungen (Twisted-Pair oder Koaxial) oder drahtlose Schnittstellen umfassen.
  • Die Positionierungseinheit 2716, dargestellt im Home Gateway 2700, kann verschiedene Ausführungsformen besitzen. Zum Beispiel umfasst die Positionierungseinheit 2716 in einer bevorzugten Ausführungsform ein globales Positionsbestimmungsmodul, wie beispielsweise ein ACE II GPSTM-Modul, das von Trimble Navigation in Sunnyvale, Kalifornien, http://www.Trimble.com, beziehbar ist. Allerdings wird ein bestimmtes oder hoch genaues globales Positionsbestimmungsmodul nicht notwendigerweise benötigt, da die geographische Auflösung der Einheit nicht kritisch ist. In einem weiteren Beispiel sollen die Daten über den geographischen Ort von einem zentralen Server 2750 angefordert werden – zum Beispiel von einem Kabel-Provider – wobei dadurch das globale Positionsbestimmungsmodul getriggert wird, die Ortsinformation für den Home Gateway 2700 zu aktualisieren. Die Positionierungseinheit 2716 stellt dann die aktualisierte Ortsinformation dem zentralen Server 2750 zur Verfügung – zum Beispiel direkt von der Positionierungseinheit 2716 oder über die CPU 704.
  • In einer alternativen und mehr kostensparenden Ausführungsform kann ein Beharrungsspeicher, wie ein permanenter RAM, in der Positionierungseinheit 2716 verwendet werden, zusammen mit einer Software-basierten Benutzer-Eingabenaufforderung („prompt"), die während des Hochfahrens des Home Gateway 2700 oder auf Anforderung des Benutzers initialisiert wird. Die Benutzer-Eingabeaufforderung fordert den Benutzer auf, manuell einen geographischen Ortsidentifizierer, wie einen ZIP-Code, einzugeben, und die Antwort des Benutzers wird dann in dem permanenten RAM gespeichert. Wenn eine nachfolgende Anforderung nach geographischer Ortsinformation für das Home Entertainment Netzwerk System 500 erfolgt, kann der Home Gateway 2700 dadurch antworten, dass er den Ortsidentifizierer, der in dem Beharrungsspeicher gespeichert ist, zurückgibt.
  • Die 28 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, statistische geographische Ortsinformation in einer Netzwerkumgebung, solch einer wie das Home Entertainment Netzwerk System 500, zu erfassen. Das Verfahren wird bevorzugt über eine Sequenz von Anweisungen – zum Beispiel einer Firmware-Routine – durchgeführt, die im Home Gateway 2700 ausgeführt wird.
  • Bezug nehmend auf den ersten Vorgang, der in der 28 dargestellt ist, wird in einem Vorgang 2804 durch den Home Gateway 2700 ein Test durchgeführt, um festzustellen, ob die Ortsinformation, die in der Positionierungseinheit 2716 gespeichert ist, aktuell ist. Unter normalen Verhältnissen wird der Test in regelmäßigen Abständen durchgeführt, beispielsweise alle zwei Wochen, so dass ein Zähler/Zeitmesser verwendet werden kann um festzustellen, ob die geographische Ortsinformation aktuell ist. Vorzugsweise ist der Zähler/Zeitmesser derart eingestellt, dass er eine ungültige Zeit wiedergibt, wann immer die Versorgung abgeschaltet oder unterbrochen wird, wodurch eine Aktualisierung der geographischen Ortsinformation erzwungen wird. Wenn der Zähler/Zeitmesser aktuell ist, fährt das Verfahren mit Vorgang 2816 fort, andernfalls geht das Verfahren zum Vorgang 2808 über.
  • Im Vorgang 2808 erfasst die Prozessoreinheit 2716 geographische Ortsinformation entweder automatisch (zum Beispiel über ein globales Positionsbestimmungsmodul) oder manuell (zum Beispiel durch eine Benutzereingabeaufforderung und eine Antwort). Im Vorgang 2812 wird die geographische Ortsinformation in einem Beharrungsspeicher im Home Gateway 2700 gespeichert – beispielsweise im NV-Speicher 2712, oder in einem hierfür zugewiesenen Beharrungsspeicher (nicht gezeigt), der Teil der Positionierungseinheit 2716 ist.
  • Im Vorgang 2816 werden eintreffende Inhaltsinformationen von dem externen Netzwerk 904, die die externe Netzwerkstelle 2704 passieren, abgetastet. Die abgetasteten eintreffenden Daten enthalten einen Kanalidentifikator und können ebenfalls auch eine Sendezeit und Datumsstempel beinhalten. Im Vorgang 2820 werden die abgetasteten Daten in der statistischen Datentabelle 3000 aufgezeichnet (in Detail im Zusammenhang mit der 30 beschrieben), die sich in einem Beharrungsspeicher befindet, zum Beispiel einem NV-Speicher 2712. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Home Gateway 2700 jedes mal, wenn ein Kanal auf einem IEEE 1394 Knoten in dem IEEE 1394 Bus 468 über einen Zeitraum geändert ist, der länger als eine vorgegebene Zeit ist, zum Beispiel fünf Minuten, eine entsprechende Aufzeichnung in der statistischen Datentabelle 3000 vornehmen.
  • Im Vorgang 2824 wird ein Test durchgeführt um festzustellen, ob eine Anforderung statistischer geographischer Daten erhalten wurde. Üblicherweise wird die Anforderung statistischer Daten von dem zentralen Server 2750 einer Rundfunk- oder Fernsehanstalt („broadcaster-facility") über das externe Netzwerk 904 erfolgen. Allerdings kann die Anforderung statistischer Daten auch von innerhalb des Home Entertainment Netzwerksystems 500 kommen, wie zum Beispiel von einem Elternteil, das die Fernsehgewohnheiten eines Kindes überprüfen möchte.
  • Wenn eine Anforderung statistischer Daten nicht erhalten wurde, endet die momentane Iteration des Verfahrens und der Home Gateway 2700 kehrt zum Vorgang 2804 zurück. Wenn allerdings eine Anforderung statistischer Daten von dem Home Gateway 2700 empfangen wurde, fährt das Verfahren mit Vorgang 2828 fort, gemäß dem die abgetasteten Daten, die in der statistischen Datentabelle 300 enthalten sind, entschlüsselt werden. Gemäß einer Ausführungsform wird ein öffentlicher Schlüssel/privater Schlüssel – Entschlüsselungspaar für den Entschlüsselungs- und Verschlüsselungsmechanismus verwendet, wie der „Message Digest 5" (MD5)-Algorithmus. Der MD5-Algorithmus wird in dem öffentlich erhältlichen Internet RFC 1321 unter dem Titel „The MD5 Message Digest Algorithm", R. Rivest, 1992, http://sunsite.cnlabswitch beschrieben.
  • Nachdem die Information aus der statistischen Datentabelle entschlüsselt ist, wird diese zusammen mit dem Ortsindentifizierer (falls benötigt), über die externe Netzwerkschnittstelle 2704 an den zentralen Server 2750 im Vorgang 2832 übertragen. Insbesondere muss es nicht notwendig sein, den Ortsidentifikator mit aufzunehmen, falls nur bestimmte Home Gateways 2700, die einen bestimmten Ortsindentifizierer aufweisen, zu irgend einer gegebenen Zeit gepollt werden. Wenn allerdings periodische Aktualisierungen von dem Home Gateway 2700 an den zentralen Server 2750 durchgeführt werden, ist in diesen Falle der Ortsidentifikator notwendig. Danach endet die momentane Iteration des Verfahrens und es kann wieder einer neuer Zyklus mit dem Vorgang 2804 beginnen.
  • Die 29 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zeigt, um statistische geographische Information einer Netzwerkumgebung durch einen zentralen Server 2750 zu erfassen. Das Verfahren wird vorzugsweise über eine Sequenz von Anweisungen durchgeführt – zum Beispiel einer Anwendung – die auf dem zentralen Server 2750 läuft. Beginnend mit dem Vorgang 2904 initialisiert der zentrale Server 2750 die Kommunikation mit dem Home Gateway 2700.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Initialisierungssequenz die Authentifizierung der Identität sowohl des zentralen Servers 2750 gegenüber dem Home Gateway 2700 als auch des Home Gateways 2700 gegenüber dem zentralen Server 2750. In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Authentifizierungsprozess des Weiteren die Registrierung zusätzlicher IEEE 1394 Knoten, die sich in dem Home Entertainment Netzwerksystem 500 befinden. Dies kann dadurch ausgeführt werden, dass ausgewählte Daten wie die unique-Knoten-ID aus der Adresskartierungstabelle 1600 (im Detail im Zusammenhang mit den 16 und 22 beschrieben), mit einbezogen werden.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform wird der Ortsidentifizierer, wenn die geographische Ortsinformation/der geographische Ortsidentifizierer in dem Home Gateway 2700 im Vorgang 2808 (28) aufgezeichnet wird, sowohl in der Adresskartierungstabelle 1600 als auch an einer reservierten Stelle eines Beharrungsspeichers eines jeden IEEE 1394-Knotens, der sich auf dem IEEE 1394 Bus 568 befindet (falls Schreiberechte zugelassen werden), gespeichert. Falls ein Bus-Reset auftritt, triggern Diskrepanzen zwischen den Ortsidentifizierern, zum Beispiel zwischen einem IEEE 1394 Knoten und dem Home Gateway 2700, die von dem Home Gateway 2700 oder den zentralen Server 2750 detektiert werden, den Authentifizierungs-/Registrierungsprozess mit dem zentralen Server 2750. Alternativ kann der Home Gateway 2700 auch periodisch einen Teil seine Adresskartierungstabelle 1600 mit dem zentralen Server 2750 synchronisieren. Die Unique-Knoten ID des bestimmten IEEE 1394 Knotens (der einen unterschiedlichen Ortsidentifikator besitzt) und die Unique-Knoten ID des Home Gateway 2700 werden dann durch den zentralen Server 2750 abgeglichen. Wenn aus irgend einem Grund diese Diskrepanz nicht abgeglichen werden kann, kann dann geeignetes Service-Personal entweder wegen eines potentiellen Benutzerfehlers oder eines gestohlenen Geräts benachrichtigt werden.
  • Nach dem Vorgang 2904 fordert der zentrale Server 2750 vom Home Gateway 2700 in Vorgang 2908 abgetastete statistische Daten an, zum Beispiel den gesamten oder einen Teil der statistischen Datentabelle 3000. Nachdem die abgetasteten statistischen Daten angefordert wurden, wartet der zentrale Server 2750 in Vorgang 2912 eine Zeitspanne auf die abgetasteten statistischen Daten. Wenn keine abgetasteten Daten empfangen wurden, fährt der Prozess mit Vorgang 2904 fort. Wenn allerdings abgetastete statistische Daten empfangen werden, geht der Prozess zum Vorgang 2916 über.
  • Im Vorgang 2916 werden die abgetasteten statistischen Daten, die von dem Home Gateway 2700 empfangen wurden, entschlüsselt. Gemäß einer Ausführungsform ist der Entschlüsselungs-/Verschlüsselungsalgorithmus wiederum die MD5-Funktion, die hierin mit Bezug auf Internet RFC 1321 beschrieben ist.
  • Im Vorgang 2920 werden die entschlüsselten abgetasteten statistischen Daten auf Sehgewohnheiten und -Verhalten und Präferenzen des Benutzers analysiert. Basierend auf den abgetasteten statistischen Daten kann ein bestimmter Inhalt, wie bestimmte Typen der Werbung oder bestimmte Programmlisten, selektiv zu einem Benutzer gesendet werden, der sich einen über den Home Gateway 2700 laufenden Inhalt ansieht. Wenn zum Beispiel ein Benutzer ständig ein bestimmtes Programm oder einen bestimmten Kanal sieht, könnte dann danach das Programm oder der Kanal als ein „bevorzugter" Kanal in einem elektronischen Programmheft gekennzeichnet werden. Auf ähnliche Weise können ebenfalls auch demographische Daten, zum Beispiel Geschlecht, Alter, ZIP-Code eines bestimmten Benutzers oder einer Gruppe von Benutzern, die ein bestimmtes Programm sehen, aufgezeichnet werden. Basierend auf den demographischen Daten für ein bestimmtes Programm kann Werbung, die auf den bestimmten Benutzer oder auf die Gruppe von Benutzern zugeschnitten ist, mit dem Programm übertragen werden, ebenso wie erweiterte Informationen zum gesehenen Programm, die in Bezug zu dem Programm und den Vorlieben des Benutzers stehen, wie URLs („Uniform Resource Locators").
  • Die 30 zeigt ein Diagramm von einer exemplarischen statistischen Datentabelle 3000. Die statistische Datentabelle besitzt 5 Spalten, obwohl es in anderen Ausführungen auch mehr oder weniger Spalten haben könnte. Die Unique-Knoten ID-Spalte 3004 speichert einen eindeutigen Identifikator für jedes IEEE 1394 Gerät, das zu einem bestimmten Zeitpunkt Inhalt über den Home Gateway 2700 empfängt. Die Kanal-Spalte 3008 speichert einen Identifikator für den speziellen Kanal, der durch den Home Gateway 2700 geleitet wird. Ein Zeitmarkierungs/Zählerfeld 3012, zum Beispiel eine 16 Bit Zeit- und Datumsmarkierung, für die eindeutige Identifikation eines bestimmten Datums und einer bestimmten Zeit von jeder Aufzeichnung speichert den Zeitpunkt, an dem das Anschauen für einen bestimmten Benutzer und Kanal beginnt. Auf ähnliche Weise wird das Zeitmarkierungs/Zählerfeld 3012 dazu verwendet, aufzuzeichnen, wenn das Anschauen für den bestimmten Benutzer und Kanal endet. Die Zeitmarkierungs/Zählerdaten für die Felder 3008 und 3012 werden vorzugsweise durch den zentralen Server 2750 generiert und übertragen, sowie ein Standard-Bezugssystem verwendet wird, wenn die statistischen Daten analysiert werden. In einer alternativen Ausführungsform kann die Zeitmarkierung/der Zähler durch den Home Gateway 2700 generiert werden, allerdings sollte dieser immer noch periodisch mit dem zentralen Server 2750 synchronisiert werden. Ein Benutzer-Feld 3020 zeichnet einen Benutzer-Identifikator für die Aufzeichnung von bestimmten statistischen Daten auf. Zum Beispiel können Benutzern, die ein Passwort für die Deaktivierung der Kindersicherung kennen, ein vorher festgelegter Benutzer-Identifaktor zugewiesen werden.
  • Drei Spalten 3024, 3028 und 3032 sind in der statistischen Datentabelle 3000 gezeigt. Zum Beispiel gibt die Information, die in den Zeilen 3024 und 3028 gespeichert ist, wenn diese durch den zentralen Server 2750 analysiert wird, an, dass der Benutzer A den Kanal „2" auf einem Mitsubishi TV für 6 Minuten an einem bestimmten Datum und zu einer bestimmten Zeit gesehen hat. Des Weiteren zeigen die Aufzeichnungen, dass der Benutzer A danach zum Kanal „4" gewechselt ist, auf dem er zusätzliche 9 Minuten geblieben ist. Die Zeile 3032 gibt dem zentralen Server 2750 an, dass, während der Benutzer A den Kanal „4" gesehen hat, ein Benutzer B sich auf einem anderen IEEE 1394 Knoten auf den Kanal „2" für 26 Minuten eingeschaltet hat (hier auf einem ACME PC). Die Information, die in der statistischen Datentabelle 3000 enthalten ist, kann mit der Adresskartierungstabelle 1000 (hierin beschrieben) erhöht werden, um den abgetasteten Daten mehr Tiefe zu geben.
  • Die Verfahren und Prozesse, die hier beschrieben sind, werden vorzugsweise eher von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt, die eine oder mehrere Abfolgen von Anweisungen, die auf einem von einem Computer lesbaren Medium, wie eine Festplatte, eine CD-ROM, eine Floppy-Disk, einen flüchtigen Speicher (zum Beispiel einen RAM („Random Access Memory")) oder einem permanenten Speicher (wie einen Flash-Speicher oder einem ROM („Read Only Memory")) gespeichert sind, abarbeiten, als in einer bestimmten Hardware-Anordnung. Allerdings können viele Aspekte der Verfahren und Prozesse, die hier beschrieben sind, mittels Hardware-Komponenten, wie einen TTL-Logik oder Gate-Arrays, implementiert werden. Des Weiteren wird, wenn ein Firmware-Level, zum Beispiel eine auf einem unteren Level liegende Programmimplementierung einer Software-Komponente, die üblicherweise auf einer ROM gespeichert ist, oder eine Applikationslevel-Software-Komponente, zum Beispiel eine auf einem höheren Level liegende Programmimplementierung einer Software-Komponente, die über Firmware, einen Betriebssytem-Kernel und/oder Server-Prozesse läuft, bevorzugt wird, diese Präferenz angegeben. Wenn keine Präferenz angegeben ist, sind beide Implementierungslevel akzeptierbar. Demfolgend sind die Beschreibung und die zugehörigen Figuren, die hierin enthalten sind, eher im Sinne einer Veranschaulichung zu betrachten und nicht in einem einschränkendem Sinn.

Claims (17)

  1. Gatewayvorrichtung (2700), welche aufweist: eine Zentralverarbeitungseinheit (704); eine Schnittstelle (2704) für ein externes Netzwerk, die kommunikativ mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt ist; eine Schnittstelle (2708) für ein internes Netzwerk, die kommunikativ mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt ist; eine Positionierungseinheit (2716), die kommunikativ mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt ist, welche Positionierungseinheit zum Aufzeichnen geographischer Ortsinformationen ausgebildet ist; einen ersten Beharrungsspeicher (2712), der kommunikativ mit der zentralen Verarbeitungseinheit gekoppelt ist; und eine Datentabelle (3000), die in dem ersten Beharrungsspeicher gespeichert ist, welche Datentabelle ausgebildet ist zum Speichern statistischer Daten betreffend den durch die Schnittstelle für das externe Netzwerk empfangenen Inhalt und geographischer Daten betreffend Knoten, die kommunikativ mit der Schnittstelle für das interne Netzwerk gekoppelt sind.
  2. Gatewayvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Positionierungseinheit (2716) einen Sender/Empfänger für ein globales Positionierungssystem aufweist.
  3. Gatewayvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Positionierungseinheit (2716) einen zweiten Beharrungsspeicher aufweist, der ausgebildet ist, um manuell aktualisiert zu werden, so dass er einen geographischen Ortsidentifizierer speichert.
  4. Verfahren zum Sammeln statistischer geographischer Ortsinformationen von einer Netzwerkumgebung durch einen zentralen Server (2750), bei dem: der zentrale Server (2750) eine Kommunikation mit einer Gatewayvorrichtung (2700) initialisiert (2904), wobei der zentrale Server sich an einem entfernten Ort relativ zu der Gatewayvorrichtung befindet, der zentrale Server in einer Datentabelle (3000) enthaltene Informationen von der Gatewayvorrichtung anfordert (2908, 2824), als Antwort auf die Anforderung die Gatewayvorrichtung diese in der Datentabelle (3000) enthaltenen Informationen zusammen mit geographischen Ortsinformationen zu dem zentralen Server überträgt, welche geographischen Ortsinformationen geographische Daten betreffend einen oder mehr Knoten (104), die in der Netzwerkumgebung enthalten sind und kommunikativ mit einer Schnittstelle (2708) für das interne Netzwerk der Gatewayvorrichtung (2700) gekoppelt sind, aufweisen, und der zentrale Server die von der Gatewayvorrichtung empfangenen (2912) geographischen Ortsinformationen analysiert (2920).
  5. Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin aufweist: Speichern (2812) der geographischen Ortsinforma tionen an einer Stelle eines zweiten Beharrungsspeichers, die einer Positionierungseinheit (2716) der Gatewayvorrichtung (2700) zugeordnet ist, und an Beharrungsspeicherstellen des einen oder der mehr Knoten (104), Abtasten (2816) in der Gatewayvorrichtung (2700) von eintreffenden Daten die zwischen einer Schnittstelle (2704) für ein externes Netzwerk der Gatewayvorrichtung (2700) und der Schnittstelle (2708) für das interne Netzwerk hindurchgehen, und Aufzeichnen (2820) in der Gatewayvorrichtung (2700) der abgetasteten eintreffenden Daten in der Datentabelle (3000), die eine Beharrungsdatentabelle ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin aufweisend die Erfassung von Diskrepanzen in den geographischen Ortsinformationen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Diskrepanzen zwischen den geographischen Ortinformationen der Knoten und der Gatewayvorrichtung (2700) erfasst werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend das Verschlüsseln (2828) in der Gatewayvorrichtung (2700) der in der Beharrungsdatentabelle (3000) enthaltenen Informationen und der geographischen Ortsinformationen.
  9. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die abgetasteten eintreffenden Daten Inhaltsinformationen aufweisen und bei dem die Beharrungsdatentabelle (3000) die abgetasteten eintreffenden Daten sowie Leitweginformationen für das interne Netzwerk aufweisen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Inhaltsinformationen einen Programmidentifizierer und einen Zeitstempel aufweisen.
  11. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die geographischen Ortsinformationen an der Stelle des zweiten Beharrungsspeichers und den Beharrungspeicherstellen der Knoten (104) durch manuelle Eingabe eines Ortsidentifizierers zu der Stelle des zweiten Beharrungsspeichers gespeichert werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die geographischen Ortsinformationen an der Stelle des zweiten Beharrungsspeichers und in den Beharrungsspeicherstellen der Knoten (104) gespeichert werden durch: Senden und Empfangen von Signalen zu und von einem globalen Positionierungsmodul; Triangulieren eines Ortes für die Positionierungseinheit auf der Grundlage von Signalen von dem globalen Positionierungsmodul; und Aufzeichnen der triangulierten Position an der Stelle des zweiten Beharrungsspeichers.
  13. Verfahren nach Anspruch 5, welches weiterhin aufweist: Registrieren von mehreren Knoten (104), die in der Netzwerkumgebung enthalten sind, in einer Adressenkartierungstabelle (1600) der Gatewayvorrichtung (2700), und periodisches Synchronisieren von zumindest einem Teil der Adressenkartierungstabelle (1600) mit dem zentralen Server (2750).
  14. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der zentrale Server (2750) die Datentabelle (3000) anfordert und die Datentabelle (3000) die geographischen Ortsinformationen aufweist, der zentrale Server die Datentabelle (3000) von der Gatewayvorrichtung (2700) empfängt (2912) und der zentrale Server die in der Datentabelle (3000) gespeicherten geographischen Ortsinformationen analysiert (2920) und als Antwort auf diese Analyse selektiv den zu der Gatewayvorrichtung (2700) auszugebenden Inhalt auswählt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin aufweisend das Verschlüsseln der Datentabelle (3000) in der Gatewayvorrichtung (2700) und das Entschlüsseln (2916) der von der Gatewayvorrichtung empfangenen Datentabelle in dem zentralen Server (2750).
  16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die geographischen Ortsinformationen analysiert werden durch: Aufzeichnen von Informationen von einer Adressenkartierungstabelle in dem zentralen Server (2750); und Aufzeichnen statistischer Informationen betreffend eintreffende, von der Gatewayvorrichtung (2700) empfangene Daten in dem zentralen Server (2750).
  17. Computerlesbares Medium, auf dem eine oder mehr Frequenzen von Befehlen zum Bewirken, dass ein oder mehr Prozessoren mehrere Verfahrensschritte durchführen, gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Folgen von Befehlen Befehle zum Durchführen der Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 4 bis 16 aufweisen.
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