DE60103881T2

DE60103881T2 - Steuerung von zugriff auf daten über ein multibandnetzwerk

Info

Publication number: DE60103881T2
Application number: DE60103881T
Authority: DE
Inventors: Pallavi Shah; Keith Deutsch; Gerard Fernando
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: AU2001259101A1; WO2001097588A2; EP1275248B1; WO2001097588A3; EP1275248A2; DE60103881D1; US8069468B1

Description

Hintergrund
Diese Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Informationsnetzwerke, und insbesondere darauf, den Zugang zu Informationen über ein Netzwerk zu kontrollieren.
Teile der Offenbarung dieses Patentdokuments enthält Material, welches urheberrechtlichen Schutz genießt. Der Inhaber des Urheberrechtsschutzes erhebt keine Einwände gegen die originalgetreue Reproduktion des Patentdokuments oder der Offenbarung des Patentes durch Dritte, so wie sie in der Akte oder den Aufzeichnungen des Patent- und Markenamtes erscheint, behält sich darüber hinaus jedoch alle Vervielfältigungsrechte vor. Sun, Sun Microsystems, das Logo der Firma Sun, Java, JavaBeans, Java TV API, und alle Java-basierten Marken und Logos sind Marken oder eingetragene Handelsmarken von Sun Microsystems Inc., in den USA und in anderen Staaten. Alle SPARC-Marken sind lizenziert, und sind Marken von SPARC International Inc., in den USA und in anderen Staaten. Produkte, welche mit SPARC-Marken versehen, sind basieren auf einer Architektur, welche von Sun Microsystems Inc. entwickelt wurde.
Stand der Technik
Cable T.V. ist ein verbreiteter Mechanismus, der benutzt wird, um Fernsehkanäle und Programme aufzuteilen. Kabelgesellschaften verlangen vom Teilnehmer bzw. Abonnenten eine Gebühr für den Zugang zu verschiedenen Kanälen und zu zur Verfügung gestellten Programmen (nachfolgend als „Basis"-Kabel bezeichnet). Solch ein Basiskanal kann mit einem kabeltauglichen Fernseher empfangen werden. Mit zusätzlichem Geld kann ein Abonnent Zusatzkanäle wie z. B. HBO, Showtime, und den Movie Channel, oder spezielle Programme (z. B. Spielfilme) bezahlen, und zwar nach einem System, bei dem der Zuschauer nur für diejenigen Sendungen bezahlt, die er auch tatsächlich gesehen hat (Pay-per-View Filme). Um den Zugang zu unberechtigt angesehenen Zusatzkanälen (und Pay-per-View Filmen) zu beschränken, verschlüsseln Kabelgesellschaften die Fernsehsignale und stellen eine Set-top Box, auch als Kabelbox bezeichnet, zur Verfügung, welche die Fähigkeit hat, die Informationen wieder zu entschlüsseln. Es werden jedoch oftmals Kabelboxen (nachfolgend als „illegale" Boxen bezeichnet) verkauft, und im hinteren Teil technischer Magazine oder im Internet zum Verkauf angeboten, welche ohne Autorisierung verschlüsselte Fernsehsignale wieder entschlüsseln oder „klären". Dies führt zu einem "Datendiebstahl", weil Daten, für welche bezahlt werden muss, umsonst erlangt werden.
Ein weiteres Gebiet, welches unter dem Datendiebstahl leidet, ist das Internet. Wie beim Fernsehen basieren einige über das Internet und das WWW zugängliche Informationen auf Abonnements. Um einen unberechtigten Zugang zu den Informationen zu verhindern, wird ein Benutzernamen und ein Passwort benötigt. Allerdings können Benutzernamen und Passwörter und anderer Autorisierungstechniken von Hackern und andere nicht autorisierten Benutzern umgangen werden.
Die Eigentümer der Informationen, einschließlich der Kabelgesellschaften und Fernsehstationen, wünschen einen Weg, um sicherzustellen, dass nicht autorisierte Benutzer keinen Zugang zu Informationen und gesendeten Signalen erhalten, ohne dazu autorisiert sein. Ebenfalls ist ein Verfahren wünschenswert, welches nicht leicht umgangen werden kann, oder um das man sich nicht leicht seinen Weg bahnen kann, wenn man illegale Boxen oder Hacken einsetzt.
Um Kabel- und Informations-/Fernsehsignalverteilung besser zu verstehen, wird nun eine Beschreibung bzgl. der Art der Informationsübertragung und der Übertragungsmedien diskutiert. Gegenwärtig können Informationen von bzw. zwischen verschiedenen Vorrichtungen (einschließlich Computer- und Kabelsysteme) gemeinsam genutzt und zur Verfügung gestellt werden, welche zu einem Netzwerk verknüpft werden (einschließlich eines weltweiten Netzwerks so wie das Internet). Ein Netzwerk kann ein kleines System sein, das physikalisch durch Kabel (ein local area network oder „LAN") verbunden ist, oder es können verschiedene separate Netzwerke zu einem größeren Netzwerk (ein wide area network oder „WAN") verbunden sein. Andere Arten von Netzwerken sind das Internet, tel-com Netzwerke, das World Wide Web, Intranets, Extranets, kabellose Netzwerke und anderer Netzwerke, mit welchen elektronische, digitale und/oder analoge Daten übertragen werden können. Das World Wide Web (WWW) wurde entwickelt, um ein einfacheres und einheitlicheres Mittel zur Verfügung zu stellen, um auf Informationen über das Internet zuzugreifen. Das WWW ist eine Anwendung des Internets die üblicherweise benutzt wird, um Informationen anzusehen (durch einen Mechanismus der als Webbrowser bezeichnet wird), und um Informationen wieder zu bekommen (in der Form von Web-Seiten).
Ein Netzwerk ist nicht darauf beschränkt Computer zu verbinden, und kann die Verbindung von jeder Art von Gerät wie einem Fernseher oder einem Radio (zum Beispiel ein Kabelbereich) einschließen. Es ist wünschenswert, die Informationen zu den verschiedenen Vorrichtungen eines Netzwerkes auf der Grundlage zu übermitteln, dass diese Vorrichtung eine geeignete Autorisierung besitzt (z. B. die Zurverfügungstellung von Fernsehkanälen für Kabelabonnenten und ein beschränkter Zugang für Nicht-Abonnenten).
Wie oben beschrieben, verschlüsseln Mechanismen des Standes der Technik lediglich die Informationen vor ihrer Übertragung, und entschlüsseln die Informationen, damit sie vom jeweiligen Benutzer angeschaut werden können (einschließlich einer Kabelbox), um den unberechtigten Zugang zu verhindern. Vorschriften, welche in naher Zukunft in Kraft treten werden, beschränken jedoch die Möglichkeit, die Informationen unter Einsatz der gegenwärtig vorhandenen Mechanismen zu verschlüsseln/entschlüsseln.
Die Vorrichtungen eines Netzwerkes können mit einer Vielzahl von Mitteln miteinander verbunden werden. Beispielsweise können Fernsehsignale, und andere Informationen über Kabel, Telefonkabel oder über Satelliten übertragen werden. Verschiedene Einrichtungen können das Signal oder die Informationen übertragen. Zum Beispiel kann die übertragende Einrichtung einen Softwareentwickler, eine lokale Kabelgesellschaft, eine lokale Telefongesellschaft, eine Fernsehstation oder einen Motel-/Hotel-Operator etc. einschließen, ist darauf aber nicht beschränkt.
Die über Netzwerke übertragenen Informationen können vertrauliches Material umfassen oder ein Material, welches urheberrechtlichen Schutz genießt, und für welches der Eigentümer (oder Vorrichtung/Einrichtung, welche die Informationen überträgt) den Zugang beschränken will. Z. B. mag der Eigentümer von Computersoftware (z. B. Sun Microsystems Inc.^TM) oder von Filmrechten die Übertragung von Computersoftware oder Filmen auf besonders autorisierte Personen beschränken wollen. Ähnlich kann eine Kabelgesellschaft gewisse Kanäle kostenlos übertragen und eine Bezahlung für andere Kanäle oder Programme fordern.
Wie oben beschrieben, bezahlt bei einigen Kabelnetzwerken ein Zuschauer oder Abonnent für den Umfang des gewünschten Service bzw. der gewünschten Übertragung. Z. B. bezahlt ein Abonnent einen Geldbetrag für mehrere Basiskanäle (ein Basis-Abonnent), und zahlt zusätzlich für Zusatz- oder Premiumkanäle (ein Premium-Abonnent). Der Abonnent kann auch auswählen, ob er weiteres Geld für ein besonderes Programm ausgeben will, das als „Pay-per-View" Programm oder als „Video-on-Demand" Programm bezeichnet wird. Um zu verhindern, dass ein Abonnent eine nicht autorisierte Übertragung anschaut, wurden verschiedene Vorgehensweisen entwickelt.
Informationen werden mit einer Vielzahl von Übertragungsmitteln in analoger Form übertragen (z. B. Kabel, Satellit, etc.). Die meisten Mittel haben ein Spektrum (einen vorgegebenen Bereich von Übertragungsfrequenzen), über welches die Informationen übertragen werden können. Z. B. kann ein Fernsehsignal mit einer Ultrahochfrequenz (UHF), oder einer sehr hohen Frequenz (VHF) übertragen werden, und Radiostationen können Informationen über einen bestimmten Frequenzbereich übertragen (z. B. 89–108 MHz (Megahertz)). Ein bestimmter Kanal wird über eine bestimmte Frequenz übertragen und verbleibt bei dieser Frequenz. Z. B. kann dem Kanal 2 110 MHz zugeordnet werden, und wird er stets auf der Frequenz 110 MHz übertragen. Daher erfordert der Stand der Technik die manuelle Zuweisung eines bestimmten Kanals (Informationsstrom) zu einer bestimmten Frequenz. Daher kann dem Kanal 2 110 MHz zugeordnet werden, und dem Kanal 4 kann 145 MHz zugeordnet werden, etc. Mit Bezug auf den Radiobereich kann einer bestimmten Radiostation die Frequenz 106,7 MHz zugeordnet werden, und einer anderen Station 98,7 MHz und einer weiteren 97,1 MHz, etc. Der Stand der Technik stellt daher die manuelle Zuweisung und das Einrichten der Übertragung für einen gegebenen Strom an Informationen bereit. Die manuelle Zuweisung ist notwendig, weil der Empfänger keinen Mechanismus hat um die Übertragungsfrequenz eines bestimmten Kanals auf andere Weise als durch eine passive vorbestimmte Anordnung zu bestimmen. Zu sätzlich zur Übertragung von Fernseh- oder anderen Signalen in analoger Form können auch digitale Signale über ähnlich zugeordnete Frequenzen übertragen werden.
1 veranschaulicht ein bekanntes Schema nach dem Stand der Technik, um den nicht autorisierten Zugang zu verhindern. Der Sender 100 kann eine Seite im Internet (nachfolgend als Webseite bezeichnet), eine lokale Kabelgesellschaft, eine Videoquelle, oder ein anderer Sender von Informationen sein. Der Sender 100 überträgt die Informationen zur Verschlüsselungseinheit 102 (nachfolgend auch als „Kopfende" bezeichnet), wo die Informationen (z. B. Fernsehsignale) verschlüsselt werden, sodass die Informationen nicht angeschaut werden können, wenn sie nicht entschlüsselt werden. Die verschlüsselten Informationen werden dann per Satellit, Kabel, oder ein anderes Kommunikationsmittel 104 übertragen. Die Informationen werden dann von einer Set-top (Kabel-) Box 106 empfangen. Set-top Boxen können zum Beispiel durch eine Kabelgesellschaft an Teilnehmer bzw. Abonnenten verteilt werden. Innerhalb der Set-top Box stellt ein Entschlüsselungsmechanismus 180 die Fähigkeit bereit, die Informationen zu entschlüsseln, sodass sie angeschaut werden können. Die Set-top Box 106 kann an einen Fernseher 110 angeschlossen werden, um die entschlüsselten Informationen anzuschauen. Durch Benutzung des Schemas von 1 können nur Endbenutzer mit richtig konfigurierten Set-top Boxen die vom Sender 100 übertragenen Informationen entschlüsseln und anschauen.
Die Entschlüsselungseinheit 108 kann ausgelegt werden, dass sie die Informationen in einer Vielzahl von Arten entschlüsselt. Z. B. kann von der Verschlüsselungseinheit 102 ein Schlüssel benutzt werden, um die Informationen zu verschlüsseln, welche von der Verschlüsselungseinheit 108 benutzt wird, um die Informationen zu entschlüsseln. Der Schlüssel kann von Zeit zu Zeit geändert werden, zur Set-top Box übertragen werden (oder zu einem Decoder innerhalb der Set-top Box), und von der Entschlüsselungseinheit der Set-top Box (oder dem Decoder) benutzt werden. Der Schlüssel kann als ein Datensignal während der normalen Fernsehübertragung übertragen werden. Normale Femsehsignale haben innerhalb jedes Feldes in jeder Zeile zwischen den Chrominanz- und den Luminanzsignalen ein vertikales Austastintervall (VBI) und ein horizontales Austastintervall (HBI). Der Schlüssel kann entweder innerhalb des VBI oder des HBI übertragen werden.
Pay-per-View Programme stellen dem Benutzer die Möglichkeit zur Verfügung, für ein spezielles Programm oder einen speziellen Kanal für einen bestimmten Zeitraum zu bezahlen. Damit die Entschlüsselungseinheit 108 ein spezielles Programm entschlüsseln kann, kann jede Set-top Box 106 oder Entschlüsselungseinheit 108 eine eindeutige Adresse haben die es dem Sender 100 ermöglicht, selektiv mit diesem zu kommunizieren. Ein Programm-Tag kann mit dem Fernsehsignal übertragen werden, welches z. B. eine bestimmte Stelle im Speicher der Entschlüsselungseinheit 108 identifiziert. Die Speicherposition der Entschlüsselungseinheit 108 speichert eine Information betreffend des Umstandes, ob der jeweilige Benutzer autorisiert ist oder nicht, das jeweilige Programm zu empfangen. Die Set-top Box 106 oder die Entschlüsselungseinheit 108 kann mit dem Sender 100 kommunizieren, und die Speicherposition kann aktualisiert werden, um den Empfang des jeweiligen Programms zu ermöglichen. Auf diese Weise können Programme auf einer individuellen Basis angesehen werden.
Die übertragenen Informationen können auf eine Vielzahl von Arten übertragen werden. Z. B. können die Informationen übertragen werden (1) in einem geradlinigen, unverschlüsselten Modus (z. B. muss die Verschlüsselungseinheit 102 das Signal nicht modifizieren), (2) in einem ersten verschlüsselten Modus, bei dem der Inhalt aller ungeradzahligen Anzeigezeilen in einem Einzelbild invertiert wird, wohingegen der Inhalt aller geradzahligen Anzeigezeilen nicht invertiert wird, (3) in einem zweiten verschlüsselten Modus, bei dem der Inhalt aller ungeradzahligen Anzeigezeilen in jedem Einzelbild invertiert wird, wobei die verbleibenden Anzeigezeilen nicht invertiert werden. Darüber hinaus kann diese Verschlüsselung auf einer Programm-zu-Programm-, oder einer Kanal-zu-Kanal Basis erfolgen. Es ist jedoch bei jedem dieser Übertragungsbeispiele für jemanden einfach, die ungeradzahligen Anzeigezeilen und die geradzahligen Anzeigezeilen zu untersuchen, und unberechtigterweise eine Entschlüsselungsvorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, alle Kanäle anzuschauen. Ein Verfahren zum Verhindern eines unberechtigten Zuganges oder Anschauens von Informationen, welche über ein Netzwerk übertragen werden, und welches nicht leicht umgangen werden kann, ist wünschenswert.
Die US 5,937,002 beschreibt ein Verfahren, mit dem ein orthogonales Frequenzsprung-Verfahren zwischen einer mobilen Station und einer Basisstation in einem Radiokommunikationssystem bewirkt werden kann. Kanalsprungsequenzen werden zugeteilt, sodass, je besser die Verbindung in Bezug auf Dämpfung ist, desto schlechter die Kanäle, welche dieser Verbindung zugeteilt sind, in Bezug auf Interferenz sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Übertragung von Informationen über ein Netzwerk werden zur Verfügung gestellt, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt sind. Datenströme (welche Medienströme, wie z.B. Fernsehsignale, und Informationsströme, wie z.B. Web-Seiten) werden über ein Netzwerk mit einem Kopfende (z. B. einer lokalen Kabelgesellschaft) übertragen, und von einem Mitglieds-Speichermanager oder einer Set-top Box (auch als Kabelbox bezeichnet) empfangen, welches es ermöglicht, die Informationen zu benutzen, oder sie mit einem Fernseher anzusehen. Datenströme können über eine Vielzahl von Frequenzen über Kabel (oder andere Übertragungsmittel wie einen Satelliten) übertragen werden. Verfahren des Standes der Technik beschränken die Übertragung auf einem bestimmten Kanal zu einer festgelegten Frequenz (z. B. 110 MHz). Auf diese Weise wird Kanal 2 immer mittels einer bestimmten Frequenz übertragen, Kanal 4 auf einer anderen bestimmten Frequenz, Kanal 7 auf einer anderen bestimmten Frequenz, etc. Um ein nicht autorisiertes Anschauen zu verhindern, verschlüsselt der Stand der Technik das übertrage ne Signal. Eine illegale Kabelbox muss jedoch nur die Informationen auf einer bestimmten Frequenz entschlüsseln, um den gegebenen Kanal bzw. das gegebene Programm zu sehen.
Ein oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung sorgen für ein Rotieren oder Umschalten der Frequenz, mit der ein gegebener Datenstrom übertragen wird, basierend auf einem Umschaltalgorithmus. Z. B. kann ein gegebener Datenstrom (z. B. ein Film auf einer Pay-per-View Station) für ein gegebenes Zeitintervall (z. B. 1/10 s, 10 Sekunden, 25 Sekunden, eine Minute, etc.) auf einer Frequenz übertragen werden, wird dann für ein vorgegebenes Zeitintervall (z. B. 1/10 s, 10 Sekunden, 25 Sekunden, eine Minute, etc.) zu einer anderen Frequenz umgeschaltet, dann für ein vorgegebenes Zeitintervall zu einer weiteren Frequenz umgeschaltet, etc. Zusätzlich kann der Umschaltalgorithmus willkürlich geändert werden. Durch das Umschalten der Frequenz muss eine illegale Kabelbox die Reihenfolge der Frequenzen, (welche jederzeit geändert werden kann) kennen, auf welchem ein Kanal übertragen wird, wodurch es schwieriger gemacht wird, ein kontinuierliches Programm anzusehen.
Um es dem Speichermanager des Mitglieds zu ermöglichen die Frequenz zu bestimmen, auf der ein vorgegebener Strom an Informationen zu einem gegebenen Zeitpunkt übertragen wird, kann eine Schaltsoftware in Form eines ausführbaren Programmcodes vom Kopfende-Server an den Speichermanager des Mitglieds (oder Set-top Box) bereitgestellt werden. Die Schaltsoftware kann sich auf einen bestimmten Datenstrom beschränken und kann spezifizieren, welche Frequenz der vorgegebene Strom zu einem bestimmten Zeitpunkt besitzt. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Schaltsoftware vor der Übertragung an den Mitglieds-Speichermanager verschlüsselt werden, und bei seiner Ankunft entschlüsselt werden. Weiterhin ist in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung die Schaltsoftware ein objektorientiertes Objekt, welches dynamisch durch den Mitglieds-Speichermanager erzeugt wird (mit Informationen vom Kopfende-Server), und welches die Fähigkeit bereitstellt mit dem Kopfende zu kommunizieren, beispielsweise über einen Fernprozeduraufruf- (RPC-) Mechanismus wie den entfernten Prozedurenaufruf, wie z.B. das Java Remote Method Invocation (RMI) System.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung wird ein Mapping bestimmt, welches die Frequenz festlegt, die einem bestimmten Strom zugeordnet wird bzw. zu diesem korrespondiert, wobei dem Speichermanagerglied das Mapping übertragen wird, wenn dieses installiert und ausgeführt wird, wobei der Datenstrom auf verschiedenen Frequenzen zum Speichermanager des Teilnehmers übertragen wird, und wobei der Mitglieds-Speichermanager die geeignete Frequenz einstellt, um einen kontinuierlichen Strom an Informationen zu erhalten und zu benutzen. Durch Übertragung von Informationen auf diese Art und Weise sind alle Verschlüsselungs-, Frequenz-/Kanalumschalt- und Konfigurationsangelegenheiten für den Endbenutzer transparent, welcher lediglich einen virtuellen Kanal auswählen muss (z. B. NBC, ABC, CBS, etc.), um fern zu sehen. Weiterhin ist ein illegales Sehen eines bestimmten Kanals schwieriger, weil nach der Einstellung einer Frequenz, 1/10 s oder 10 Sekunden später, der ausgewählte Kanal auf einer anderen Frequenz übertragen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht ein bekanntes Schema nach dem Stand der Technik, um einen nicht autorisierten Zugang zu verhindern.
2 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems, welches im Stande ist, eine geeignete Ausführungsumgebung bereitzustellen, in Übereinstimmung mit einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
3 veranschaulicht einen Kommunikationsmechanismus zwischen einem Kopfende und einem Abonnenten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
4 veranschaulicht die Elemente eines Mechanismus für die Kontrolle eines Zugang zu Informationen über ein Netzwerk gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
5 zeigt den Informationsfluss zu einem Abonnenten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
6 veranschaulicht ein Verfahren, mit der die Entschlüsselung eines Umschaltalgorithmus ermöglicht wird, und welches einen konstanten Datenstrom zu einem Endbenutzer bereitstellt, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle des Zugangs zu Informationen über ein Netzwerk. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezielle Details dargelegt, um eine gründlichere Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung bereitzustellen. Es wird für den Fachmann jedoch offensichtlich werden, dass die Erfindung ohne diese speziellen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Merkmale nicht im Detail beschrieben, um nicht die Erfindung unklarer werden zu lassen.
Die folgende Beschreibung offenbart Ausführungsformen eines Verfahrens zur Kontrolle des Zugangs zu Informationen über ein Netzwerk. Zuerst jedoch wird nachfolgend eine Beschreibung einer Ausführungsform für eine Computervorrichtung gegeben, die geeignet ist, eine Ausführungsumgebung für die Softwarevorrichtung der Erfindung bereitzustellen.
Ausführungsform einer Computerausführungsumgebung (Hardware)
Eine Ausführungsform der Erfindung kann als eine Computersoftware in Form eines computerlesbaren Codes implementiert werden, welcher auf einer Vorrichtung wie eine Vorrichtung/ein Computer 200, der in 2 dargestellt ist, ausgeführt wird, oder in der Form von Byte-Code Klassendateien bzw. bytecode class files, welcher in einer Java^TM-Laufzeitumgebung läuft, welche auf einer Vorrichtung/einem Computer läuft, oder in der Form eines Byte-Codes, welcher auf einem Prozessor läuft (oder Vorrichtungen die Byte-Codes verarbeiten können (so wie eine Set-top Box oder ein Fernseher)), welche in einer verteilten Umgebung (z. B. einem oder mehreren Prozessoren in einem Netzwerk) existieren. Eine Tastatur 210 und eine Maus 211 sind an einen Systembus 218 gekoppelt. Die Tastatur und die Maus sind für die Eingabe von Benutzereingaben in das Computersystem und übertragen diese Benutzereingaben zu dem Prozessor 213. Andere geeignete Eingabegeräte können zusätzlich oder anstelle der Maus 211 und der Tastatur 210 benutzt werden. E/A- (Eingabe-/Ausgabe-) Einheit 219, welche an den Systembus 218 gekoppelt ist, repräsentiert derartige E/A-Elemente, wie beispielsweise einen Drucker, A/V- (Audio-/Video-) E/A, etc.
Die Vorrichtung 200 beinhaltet einen Videospeicher 214, einen Hauptspeicher 215 und einen Massenspeicher 212, die alle wie die Tastatur 210, die Maus 211 und der Prozessor 213 an den Systembus 218 angekoppelt sind. Der Massenspeicher 212 kann sowohl fest eingebaute, als auch auswechselbare Medien beinhalten, so wie magnetische, optische oder magnetooptische Speichersysteme, oder jede andere vorhandene Massenspeichertechnologie. Der Bus 218 kann zum Beispiel 32 Adressleitungen für das Adressieren des Videospeichers 214 oder des Hauptspeichers 215 besitzen. Der Systembus 218 beinhaltet zum Beispiel auch einen 64-Bit-Datenbus zum Datenaustausch zwischen und unter den Komponenten, wie den Prozessor 213, den Hauptspeicher 215, den Videospeicher 214, und den Massenspeicher 212. Alternativ können Multiplex- Daten-/Adressleitungen anstelle separater Daten- und Adressleitungen benutzt werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Prozessor 213 ein von Sun Microsystems Inc. hergestellter Mikroprozessor, wie z.B. ein SPARC^TM-Mikroprozessor oder ein von Motorola hergestellter Mikroprozessor, wie beispielsweise der 680X0-Prozessor, oder ein von Intel hergestellter Mikroprozessor, so wie der 80X86, oder ein Pentium-Prozessor. Es kann jedoch jeder geeignete Mikroprozessor oder Mikrocomputer benutzt werden. Der Hauptspeicher 215 umfasst ein dynamisches RAM (DRAM). Der Videospeicher 214 ist ein Video-RAM mit zwei Ports. Ein Port des Videospeichers 214 ist an den Videoverstärker 216 gekoppelt. Der Videoverstärker 216 wird benutzt, um den Kathodenstrahlrohr- (CRT-) Rastermonitor 217 anzusteuern. Der Videoverstärker 216 ist allgemein bekannt und kann durch jede beliebige Vorrichtung implementiert werden. Dieser Schaltkreis konvertiert im Videospeicher 214 gespeicherte Pixeldaten in ein Rastersignal, welches vom Monitor 217 genutzt werden kann. Monitor 217 ist ein Monitortyp, welcher zur Anzeige grafischer Bilder geeignet ist. Die Vorrichtung 200 kann aber muss nicht alle konstituierenden Teile 210–220 besitzen, und muss auch kein Computer sein, sondern ein Mechanismus für die Übertragung von Informationen, so wie eine Fernsehstation oder eine Kabelgesellschaft.
Die Vorrichtung 200 kann auch eine Kommunikationsschnittstelle 220 besitzen, welche an den Bus 218 gekoppelt ist. Die Kommunikationsschnittstelle 220 stellt eine wechselseitige Datenkommunikation bereit und ist über eine Netzwerkverbindung 221 mit einem lokalen Netzwerk 222 oder mit einer lokalen Kabelgesellschaft 227 verbunden. Wenn z. B. die Kommunikationsschnittstelle 220 eine Dienste integrierende digitale Nachrichtennetz- (ISDN) Karte oder ein Modem ist, stellt die Kommunikationsschnittstelle 220 eine Datenkommunikationsverbindung zum korrespondierenden Typ einer Telefonleitung bereit, welcher einen Teil des Netzwerklinks 221 umfasst. Wenn die Kommunikationsschnittstelle 220 ein lokales Netzwerk (LAN) ist, stellt die Kommunikationsschnittstelle 220 eine Datenkommunikationsverbindung über den Netzwerklink 221 zu einem kompatiblen LAN bereit. Kabellose Links sind auch möglich. In jeder derartigen Implementierung sendet und empfängt die Kommunikationsschnittstelle 220 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, welche digitale Datenströme tragen, welche verschiedene Arten von Informationen (z. B. Fernseh- oder Video-/Audio-Ströme) repräsentieren.
Der Netzwerklink 221 bzw. die Netzwerkverbindung 221 stellt typischerweise eine Datenkommunikation durch ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Datenvorrichtungen bereit. Zum Beispiel kann der Netzwerklink 221 eine Verbindung über ein lokales Netzwerk 222 zu einem lokalen Server-Computer 223, oder zu einer Datenausrüstung bereitstellen, welche von einem Internet-Service-Provider (ISP) 224 betrieben wird. Der ISP 224 stellt seinerseits Datenkommunikationsdienste für das weltweite Datenpaket-Kommunikationsnetzwerk bereit, welches heutzutage als das „Internet" 225 bezeichnet wird. Das lokale Netzwerk 222 und das Internet 225 benutzen jeweils elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, welche digitale Datenströme tragen. Alternativ kann der Netzwerklink 221 eine Verbindung zu einer lokalen Kabelgesellschaft 227 bereitstellen, welche Informationen über ein lokales Netzwerk 228 an den Abonnenten 229 überträgt. Die Signale durch die verschiedenen Netzwerke und die Signale durch den Netzwerklink 221 und durch die Kommunikationsschnittstelle 220, welche die digitalen Daten zum und von der Vorrichtung 200 befördern, sind exemplarische Formen von Trägerwellen, welche Informationen transportieren.
Die Vorrichtung 200 kann Nachrichten versenden und Daten, einschließlich Programmcode durch das oder die Netzwerke, den Netzwerklink 221 und die Kommunikationsschnittstelle 220 empfangen. Im Fall des Internets kann der entfernt aufgestellte Server-Computer 226 einen angeforderten Code für ein Anwenderprogramm durch das Internet 225, den ISP 224, das lokale Netzwerk 222 und die Kommunikationsschnittstelle 220 übertragen. Im Fall des Kabelfernsehens überträgt die lokale Kabelgesellschaft 227 Video/Audio in der Form von Kanälen oder Strömen von Informationen durch ein lokales Netzwerk 228 zum End-Abonnenten 229, welcher die Informationen auf einem Fernseher darstellen kann.
Der empfangende Code kann vom Prozessor 213 ausgeführt werden, wenn er empfangen wird, und/oder kann in einem Massenspeicher 212 oder in anderem nicht flüchtigen Speicher für die spätere Ausführung gespeichert werden. Auf dieser Art kann die Vorrichtung 200 einen Anwendungscode in der Form einer Trägerwelle empfangen.
Der Anwendungscode kann in jeder Art eines Computerprogrammprodukts verkörpert sein. Ein Computerprogrammprodukt umfasst ein Medium, welches konfiguriert ist, einen computerlesbaren Code zu speichern oder zu transportieren, oder in welches ein computerlesbarer Code eingebettet sein kann. Einige Beispiele von Computerprogrammprodukten sind CD-ROMs, Disketten, Magnetbänder, Computerlaufwerke, Server in einem Netzwerk, und Trägerwellen.
Die oben beschriebenen Systeme dienen nur als Beispiele. Eine Ausführungsform der Erfindung kann durch jede Art von System, Computersystem oder eine Programmier- und Prozessumgebung implementiert werden.
Ausführungsform einer Softwarevorrichtung für einen kontrollierten Zugang zu Informationen
Eine Ausführungsform der Erfindung beinhaltet eine Softwarevorrichtung, welche ein Verfahren für den kontrollierten Zugang zu Informationen über ein Netzwerk umfasst. Die Zugangskontrolle kann durch die Benutzung von Instanzen von Objektklassen in Übereinstimmung mit bekannten objektorientierten Programmierverfahren implementiert werden. Ein Überblick über objektorientierte Programmierung wird nachfolgend gegeben.
Obiektorientierte Programmierung
Objektorientierte Programmierung ist eine Methode zum Entwickeln von Computerprogrammen durch die Kombination gewisser fundamentaler Bausteine, und durch die Schaffung von Beziehungen zwischen und unter den Bausteinen. Die Bausteine werden in den objektorientierten Programmiersystemen "Objekte" genannt. Ein Objekt ist eine Programmiereinheit, die eine Datenstruktur (ein oder mehrere Instanzvariablen), und die Operationen (Verfahren), welche die Daten benutzen oder sie beeinflussen können, gruppiert. Daher besteht ein Objekt aus Daten und einer oder mehrerer Operationen oder Prozeduren, welche auf die Daten angewandt werden können. Das Verknüpfen von Daten und Operationen zu einem einheitlichen Baustein nennt man "Verkapselung".
Ein Objekt kann angewiesen werden, eines seiner Verfahren anzuwenden, wenn es eine "Meldung" erhält. Eine Meldung ist ein Befehl oder eine Anweisung, welche an das Objekt gesendet wird, um ein gewisses Verfahren auszuführen. Eine Meldung besteht aus einer Verfahrenswahl (z. B. den Namen eines Verfahrens) und eine Vielzahl von Argumenten. Eine Meldung teilt dem empfangenden Objekt mit, welche Operationen es ausführen soll.
Ein Vorteil von objektorientierter Programmierung ist die Art wie Verfahren aufgerufen werden. Wenn eine Meldung an ein Objekt gesendet wird, ist es nicht notwendig, dass die Meldung das Objekt anweist, wie es ein gewisses Verfahren ausführen soll. Es ist lediglich notwendig zu fordern, dass das Objekt das Verfahren ausführt. Dies vereinfacht die Programmentwicklung erheblich.
Objektorientierte Programmiersprachen basieren in erster Linie auf einem "Klassenschema". Das klassenbasierte, objektorientierte Programmierschema wird allgemein in Liebermann, "Using Prototypical Objects to Implement Shared Behavior in Object-Oriented Systems, OOPSLA Proceedings, September 1986, S. 214–223, beschrieben.
Eine Klasse definiert einen Objekttyp, welcher typischerweise sowohl Variablen als auch Verfahren für die Klasse definiert. Eine Objektklasse wird benutzt, um eine bestimmte Instanz eines Objekts zu erzeugen. Eine Instanz einer Objektklasse beinhaltet die Variablen und die für die Klasse definierten Verfahren. Mehrere Instanzen derselben Klasse können von einer Objektklasse erzeugt werden. Man sagt, dass jede von einer Objektklasse erzeugte Instanz vom selben Typ oder derselben Klasse sei.
Zur Veranschaulichung kann eine Arbeitnehmer-Objektklasse "Name" und "Gehalt" als Instanzvariablen besitzen, und ein "Lege_Gehalt_fest"-Verfahren. Instanzen der Arbeitnehmer-Objektklasse können erzeugt werden, oder für jeden Beschäftigten in einem Unternehmen instanziiert werden. Man sagt, dass jede Objektinstanz vom Typ „Arbeitnehmer" ist. Jede Arbeitnehmer-Objektinstanz besitzt die Instanzvariablen "Name" und "Gehalt" und das "Lege_Gehalt_fest"-Verfahren. Der Wert, welcher den Variablen "Name" und "Gehalt" in jeder Arbeitnehmer-Objektinstanz zugeordnet ist, beinhaltet den Namen und das Gehalt eines Arbeitnehmers im Unternehmen. Eine Meldung kann an die Arbeitnehmer-Objektinstanz des Arbeitnehmers gesendet werden, um das "Lege_Gehalt_fest"-Verfahren aufzurufen, um das Gehalt des Arbeitnehmers zu modifizieren (das heißt den Wert, welcher der Variablen "Gehalt" in dem Arbeitnehmer-Objekt des Arbeitnehmers zugeordnet ist).
Eine Hierarchie von Klassen kann definiert werden, sodass eine Objektklassendefinition eine oder mehrere Unterklassen hat. Eine Unterklasse erbt die Definition seiner Eltern (und die der Großeltern etc.). Jede Unterklasse in der Hierarchie kann dem Verhalten, welches durch die Klasse der Eltern spezifiziert ist, etwas hinzufügen oder es verändern. Einige objektorientierte Programmiersprachen unterstützen die mehrfache Vererbung, bei der eine Unterklasse eine Klassendefinition von einer oder mehreren Elternklassen erbt. Andere Programmiersprachen unterstützen nur die einfache Vererbung, bei der die Unterklasse darauf beschränkt ist, die Klassendefinition von nur einer Elternklasse zu erben. Die Programmiersprache Java stellt auch einen Mechanismus bereit, als" Schnittstelle" bekannt, welche einen Satz von konstanten und von Abstraktverfahren- Deklarationen umfasst. Eine Objektklasse kann die in einer Schnittstelle definierten Abstraktverfahren implementieren. Für eine Schnittstelle stehen sowohl die einfache als auch die mehrfache Vererbung zur Verfügung. Dies bedeutet, dass eine Schnittstelle die Schnittstellendefinitionen von mehr als einer Elternschnittstelle erben kann.
Ein Objekt ist ein generischer Begriff, welcher in der objektorientierten Programmierumgebung benutzt wird, um sich auf ein Modul zu beziehen, das verwandten Code und Variablen enthält. Eine Softwareanwendung kann geschrieben werden, indem man eine objektorientierte Programmiersprache benutzt, und wobei die Funktionalität des Programms durch den Gebrauch von Objekten implementiert wird. Die durch Objekte in einer objektorientierten Programmierumgebung bereitgestellte Verkapselung kann auf das Konzept von Kanälen oder Video/Audioströmen erweitert werden.
Implementierung in der Programmiersprache Java
Ausführungsformen der Erfindung können mit jeder Art von Programmiersprache (objektorientiert oder nicht) implementiert werden, einschließlich aber nicht beschränkt auf Programmiersprachen wie Java, FORTRAN, Assembler, C, C++, Small Talk, ADA, LISP oder Visual Basic. Die nachfolgend beschriebene Beschreibung, Beispiele und Implementierungen können sich auf die Programmiersprache Java oder auf die Java TV^TM Anwendungs-Programmierschnittstelle (API) beziehen oder sie benutzen, aber die Erfindung ist nicht auf den Gebrauch der Programmiersprache Java oder Java TV API beschränkt und kann mit jeder Art von Programmiersprache implementiert werden. Ausführungsformen der Erfindung können implementiert werden, indem man Java TV API benutzt, was es einer Set-top Box oder digitalen Fernsehern ermöglicht, interaktive Fernsehinhalte zu empfangen, wie z. B. erweitertes Fernsehen, Video-on-Demand, elektronische Programmieranleitungen, und interaktive Sportereignisse mit Betrachtung aus einer Multikamera-Perspektive. Java TV API ist eine Erweiterung der Java-Plattform und der Standardoptionen, die in der Programmiersprache Java verfügbar sind.
Die Programmiersprache Java ist eine objektorientierte Programmiersprache, bei der jedes Programm eine oder mehrerer Objektklassen umfasst. Im Unterschied zu vielen anderen Programmiersprachen, in welchen ein Programm in einen maschinenabhängigen, ausführbaren Programmcode kompiliert wird, werden Java-Klassen in maschinenunabhängige Klassendateien aus Bytecodes kompiliert. Jede Klasse enthält Code und Daten in einem plattformunabhängigen Format, welches als Klassendatei-Format bezeichnet wird. Das Computersystem, welches als Ausführungsvehikel agiert, unterstützt die Java-Laufzeitumgebung. Die Laufzeitumgebung enthält ein Programm, welches als virtuelle Maschine bezeichnet wird, und welches dafür verantwortlich ist, den Java-Klassencode auszuführen.
Anwendungen können als selbsttätig lauffähige Java-Anwendungen konzipiert sein, so wie Java-Applets, die durch ein Applet-Tag in einem HTML-Dokument identifiziert werden, und von einer Browser-Anwendung geladen werden. Die Klassendateien, die der Anwendung oder dem Applet zugeordnet sind, können auf einem lokalen Computersystem gespeichert werden, oder auf einem über ein Netzwerk zugänglichen Server. Jede Klasse wird bei Bedarf durch einen „Klassen-Lader" in die Java-Laufzeitumgebung geladen.
Java-Klassen werden bei Bedarf vom Netzwerk (auf einem Server gespeichert) geladen, oder von einem lokalen Dateisystem, und zwar wenn sie das erste Mal während einer Anwendung oder der Ausführung eines Applets referenziert werden. Die Laufzeitumgebung lokalisiert und lädt jede Klassendatei, analysiert das Format der Klassendateien, weist Speicher für die verschiedenen Komponenten der Klasse zu, und verknüpft die Klasse mit anderen bereits geladen Klassen. Dieser Prozess führt dazu, dass der Code in einer Klasse schneller durch die virtuelle Maschine ausführbar wird.
Ausführungsformen der Softwarevorrichtung können unter Einsatz jeder Programmiersprache implementiert werden die Standard-OOP-Objektklassen verwendet. Für die Zwecke der nachfolgenden Beschreibung sollen Bezüge auf Software, Softwareobjekte und Kanalkontroll-Software sich auf Instanzen von OOP-Objektklassen beziehen.
Implementierung einer Softwarevorrichtung für den kontrollierten Zugang zu Informationen über ein Netzwerk
Wie vorstehend beschrieben, kann die Erfindung in jeder Programmiersprache implementiert werden, und Beispiele und Beschreibungen, welche die Programmiersprache Java benutzen, sind Beispiele von einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung.
Umschalten von Datenströmen
Ein Strom von Daten oder Informationen kann aus einem bestimmten Kanal (z. B. CNN, ESPN, NBC etc.) oder einem bestimmten Programm oder Programmen (z. B. ein Pay-per-View Programm, ein Wochenendzugang für einen Kanal, etc.) bestehen. Ein oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung sorgen für ein Alternieren oder Umschalten der Informationen für einen bestimmten Strom von Daten über ein oder mehrere Frequenzbänder/Kommunikationspfade. Ein Kommunikationspfad schließt Frequenzbänder und andere Mechanismen ein, durch welche Informationen übertragen/kommuniziert werden. 3 veranschaulicht einen Kommunikationsmechanismus zwischen einem Kopfende und einem Abonnenten gemäß einem oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung. Das Kabel oder Kommunikationsmittel 300 kann aus einer Vielzahl von Frequenzbändern A–E (302–310) bestehen. Das Kopfende 312 überträgt Informationen, wie beispielsweise einen Datenstrom über das Kommunikationsmittel 300, wo es letztlich den Abonnenten 314 erreichen wird. Der Strom kann auf einem Frequenzband, wie z.B. dem Band B 310, übertragen werden. Alternativ kann der Strom über wechselnde Bänder übertragen werden. Beispielsweise kann ein Strom für ein vorgegebenes Zeitintervall (zum Beispiel eine Minute, 1/10 s, etc.) auf einem Band A 302 übertragen werden, dann für ein vorgegebenes Zeitintervall auf einem Band E 304 (z. B. 30 Sekunden, zwei Sekunden, etc.), dann für ein vorgegebenes Zeitintervall (zum Beispiel eine Minute, 20 Sekunden, etc.) auf einem Band B 304, etc. Durch das Wechseln der Frequenzbänder, auf welchen der Strom übertragen wird, kann der Abonnent 314 den Strom nicht anschauen, ohne zu wissen, auf welchem Band der Strom übertragen wird (wodurch ein nicht berechtigter Zugang verhindert wird). Der Strom kann über zahlreiche wechselnde Frequenzbänder in einer Vielzahl von Arten übertragen werden, solange ein Abonnent 314 weiß, auf welchem Band der Strom übertragen wird. Auf diese Weise kann ein Strom (Teil eines Mediums) zu verschiedenen Zeiten auf einer Vielzahl von Frequenzen sein in Übereinstimmung mit einer gegebenen Sequenz/einem gegebenen Muster von Frequenzen/Kommunikationspfaden.
Verarbeitung der Datenströme durch den Abonnenten
4 veranschaulicht die Elemente eines Mechanismus, um den Zugang zu Informationen über ein Netzwerk gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung zu kontrollieren. Die Videoquelle 400 stellt den Video-/Audio-/Informationsinhalt bereit, welcher verteilt werden muss. Zum Beispiel kann die Videoquelle 400 eine Fernsehstation sein, oder ein Web-Host, welcher die Fernsehshow- bzw. HTML/Grafiken bereitstellt. Der Kopfende-Server 402 hat eine kontrollierende Beziehung zum Kopfende 404 und ist für eine Vielzahl von Funktionen (der Kopfende-Server 402 und das Kopfende 404 können durchgehend in der Beschreibung von einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung austauschbar verwendet werden) verantwortlich. Zum Beispiel kann der Kopfende-Server 402 Mittel bereitstellen, um einer externen Anwendung Daten hinzuzufügen, sie wegzunehmen, zu aktualisieren und von dieser zu erhalten.
Zusätzlich können der Kopfende-Server 402 oder das Kopfende 404 Mittel bereitstellen, um Kanal-Frequenzbindungen zu steuern. Mit anderen Worten können der Kopfende-Server 402 oder das Kopfende 404 einen bestimmten Kanal oder Strom an ein bestimmtes Frequenzband (z. B. stellt der Kopfende-Server 402 oder das Kopfende 404, ein Mapping zwischen einem Strom und einem bestimmten physikalischen Kanal (Band) bereit) binden. Der Kopfende-Server 402 kann auch sicherstellen, dass die verschiedenen Abonnenten mit dem Kopfende-Server verbunden sind, und dass die übertragenen Informationen unter allen Abonnenten gleichzeitig vorliegen. Zusätzlich können der Kopfende-Server 402 und das Kopfende 404 einen externen Internetzugang und höhere Netzwerkdienste bereitstellen, und können die Schnittstelle bereitstellen, durch welche Web-Anwendungen Zugang zu verschiedenen Kontrollmechanismen wie beispielsweise Kanal-Frequenzbindungen, automatische Umschaltfunktionen, Benutzungsdaten sowie vorbeugende und situationsabhängige Diagnoseroutinen erhalten.
Der Kopfende-Server 402 und das Kopfende 404 kommunizieren mit einem oder mehreren Quell-Speichermanagern 414 und mit einem oder mehreren Mitglieds-Speichermanagern 418. Jeder Quell-Speichermanager 414 ist verbunden mit und verantwortlich für einen einzigen optischen Knoten 416 des Kopfendes und stellt den Anwendungs-Server für den Versorgungsbereich zur Verfügung, welcher mit dem Knoten 416 verknüpft ist. Damit ist für einen Versorgungsbereich (nachfol gend als Mitgliedsspeicher bezeichnet) mit einem definierten Satz an Abonnenten oder Mitgliedern, der Quell-Speichermanager 414 verantwortlich für (1) ein Modem und einen optischen Knoten 416 (dies stellt die Fähigkeit bereit, über ein Netzwerk zu kommunizieren) und (2) einen Server, der die Konfigurationen für alle Mitglieder im vorbestimmten Mitgliedsspeicher (z. B. bestimmt der Quell-Speichermanager 414 die Hardware- und Softwarekonfiguration für jedes Mitglied, und kann eine Datenbank mit solchen Konfigurationsinformationen betreiben) bereitstellt. Der Quell-Speichermanager 414 kann auch sicherstellen, dass benötigte Aktualisierungen für jede Software von oder für seine Mitglieds-Speichermanager 418 richtig und rechtzeitig vorgenommen werden. Der Kopfende-Server 402 und der Quell-Speichermanager 414 können als logisch unterschiedliche Funktionen behandelt werden und können in unterschiedlichen Maschinen implementiert sein. In einer oder mehreren Ausführungsformen können jedoch der Kopfende-Server 402 und der Quell-Speichermanager 414 innerhalb eines gemeinsamen Codes einer einzigen Maschine implementiert sein.
Jeder Mitglieds-Speichermanager 418 ist mit einer Set-top Plattform 420 verknüpft, welche mit dem Fernseher eines Mitglieds/Abonnenten verbunden ist. Der Mitglieds-Speichermanager 418 und die Set-top Plattform 420 können austauschbar miteinander mit Bezug auf eine oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung diskutiert werden. Der Mitglieds-Speichermanager 418 ist derart konfiguriert, dass er unabhängig davon, auf welchem Frequenzband der Strom empfangen wird, einen Strom von Informationen zum Abonnenten/Mitglied liefert. Folglich besitzt der Mitglieds-Speichermanager 418 das vom Kopfende-Server 402 und vom Quell-Speichermanager 414 bereitgestellte Wissen betreffend des Mappings bzw. des Abbildens zwischen Strömen/Kanälen und Frequenzbändern zu einem bestimmten Zeitpunkt. Wenn zum Beispiel der Abonnent ESPN als gewünschten Kanal auswählt, legt der Mitglieds-Speichermanager 418 fest, welches Frequenzband zu welchem Zeitpunkt gelesen wird, um den gesamten ESPN-Strom zu empfangen. Im Wesentlichen hebt der Mitglieds-Speichermanager 418 das Umschalten der Datenströme von den variierenden Frequenzbändern, auf welchen der Kopfende-Server 402 den Strom überträgt, auf.
Die Datenströme können mit einem speziellen Internetprotokoll- (IP-) Kommunikationssystem über ein Internetgateway 406 übertragen werden. Ein Protokoll ist ein Satz standardisierter Regeln für den Austausch von Informationen zwischen Computern. Protokolle spezifizieren allgemein das Datenformat, die zeitliche Abfolge, die Sequenzialisierung und die Fehlerüberprüfung von Datenübertragungen. In einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung wird ein IP-Kommunikationssystem (ein IP-Kanal) mit einer Vielzahl von Video-/Audiokanälen (z. B. das traditionelle Kabelsystem) kombiniert, um einen Kontrollkanal zu erschaffen. Ein Kontrollkanal kann benutzt werden, um traditionelle Medien und Internetinformationen (und Dateien) auszustrahlen. Folglich kann durch den Kontrollkanal Software übertragen werden und auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt werden, welchem bzw. welcher es ermöglicht wurde, die Software auszuführen. Durch die Kontrolle der Übertragung aller Informationen über einen Kontrollkanal kann sich eine gegebene Information/ein gegebenes Medium zu verschiedenen Zeiten auf verschiedenen Kanälen befinden.
Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten können ein Betriebsmanager 408, ein Speichermanager 410, und ein Business-Manager 412 benutzt werden. Zum Beispiel kann der Betriebsmanager 408 einen Zugang zu Diensten betreffend die Kommunikation und den Status einer Kommunikation bereitstellen, beispielsweise vorbeugende oder situationsabhängige Diagnoseroutinen, die Qualität der Dienstüberwachung, automatische Warnsignaldienste, Strategien eines Leistungsabfalls ohne üble Folgen und Bandbreitenzuordnung. Der Speichermanager 410 kann die Mittel bereitstellen, um beliebige zusätzliche Anwendungen in dem Netzwerk zu überwachen und zu aktualisieren, beispielsweise eine Anwendung, bei der komplexe Sätze digitaler Medien und Grafiken, Intelligenz und Interaktivität basierend auf der Programmiersprache Java und fortgeschrittene Vernetzung in einen dreidimensionalen Raumkontext (nachfolgend als "MediaSpaces^TM Java Framework" bezeichnet) integriert, und darin verteilt werden. Der Business-Manager 412 kann einen Zugang zu Geschäfts- und Marketingangelegenheiten bereitstellen, welche sich auf anwendungsbasierte Dienste wie das Erstellen von Benutzungsstatistiken beziehen.
5 veranschaulicht den Informationsfluss zum Mitgliedsabonnenten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung. Bei Schritt 500 wird dem Kopfende 402 der Informationsstrom zur Verfügung gestellt. Das Kopfende 402 benutzt ein Umschaltschema und bestimmt das geeignete Kanal-Mapping bei Schritt 502. Bei Schritt 504 wird der Strom gemäß dem Umschaltschema auf mehreren Frequenzbändern übertragen. Bei Schritt 506 empfängt der Mitglieds-Speichermanager 418 die Übertragung und entschlüsselt das Umschaltschema, um zu bestimmen, wie der Strom von Informationen erhalten und benutzt werden soll. Bei Schritt 508 wird der Informationsstrom benutzt. Die Benutzung des Stroms kann beispielsweise in der Anzeige des Video-/Audiostroms auf einem Fernseher oder in der Anzeige von Web-Seiten auf einem Computer bestehen. Der Informationsstrom kann somit über ein Netzwerk verteilt werden, und vom Endbenutzer, wie beispielsweise einem Kabelabonnenten oder Computerbenutzer, benutzt werden.
Die Fähigkeit des Mitglieds-Speichermanagers 418, das Umschaltschema zu entschlüsseln, kann in einer Vielzahl von Arten erreicht werden. 6 veranschaulicht ein Verfahren, welches es gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung dem Mitglieds-Speichermanager 418 ermöglicht, einen Umschaltalgorithmus zu entschlüsseln und dem Zuschauer/Endbenutzer einen kontinuierlichen Datenstrom bereitzustellen. Bei Schritt 600 legt der Kopfende-Server 402 fest, wie ein bestimmter Strom über verschiedene Bandbreiten übertragen wird (z. B. auf welchen Bändern ein bestimmter Strom zu einem gegebenen Zeitpunkt übertragen wird (z. B. der zu benutzende Umschaltalgorithmus)). Bei Schritt 602 wird der Umschaltalgorithmus oder Anweisungen betreffend des Kanals, der zu einer bestimmten Zeit für einen bestimmten Strom einzustellen ist, in die Software integriert (nachfolgend als "Schaltsoftware" bezeichnet). Zum Beispiel kann die Schaltsoftware in der Form eines objektorientierten Objekts vorliegen, das sich selbst initialisieren kann und Verfahren enthält, um die Set-top Plattform 420 zu instruieren, welches Frequenzband einzustellen ist, um den jeweiligen Strom zu erhalten. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann ein separates und unterschiedliches Schaltsoftware-Objekt für jeden Strom erzeugt werden (z. B. ein Kanal oder ein Programm). Die Schaltsoftware kann in jeder beliebigen Programmiersprache geschrieben sein. In einer oder mehreren Ausführungen kann die Schaltsoftware in einer objektorientierten oder einer Skriptsprache geschrieben sein, einschließlich aber nicht beschränkt auf die Programmiersprachen Java, C++, oder Smalltalk. In einer Implementierung in der Programmiersprache Java kann es dem Mitglieds-Speichermanager 418, oder einem Fernseher, mit welcher die Set-top Plattform 420 verbunden ist, ermöglicht werden, Programme, die in der Programmiersprache Java geschrieben sind, auszuführen.
Bei Schritt 604 wird die Schaltsoftware zum Mitglieds-Speichermanager 418 übertragen. In einer oder mehreren Ausführungsformen wird die Schaltsoftware vor der Übertragung verschlüsselt. Verschlüsselung (nachfolgend als Kryptografie bezeichnet) umfasst ein System für das Senden von Informationen von einem Sender zu einem Empfänger über ein Medium, sodass die Information "sicher" ist, das heißt, dass nur der geplante Empfänger die Informationen gewinnen kann. Während der Verschlüsselung wird die Information konvertiert, und zwar von einem Format, in welchem sie ohne zusätzliche Anstrengungen angeschaut werden kann, in ein verschlüsseltes Format, in welchem die Informationen nur nach einer Entschlüsselung angesehen werden kann. Die Schaltsoftware kann mit einer beliebigen Art von Verschlüsselungsalgorithmus verschlüsselt sein, einschließlich aber nicht beschränkt auf Kryptografie mit einem öffentlichen oder einem geheimen Schlüssel, bei der ein "Schlüssel" benutzt wird, um die Software zu verschlüsseln, und der gleiche oder ein unterschiedlicher "Schlüssel" benutzt wird, um die Software zu entschlüsseln. Weiterhin kann in einer oder mehreren Ausführungsformen der Verschlüsselungsmechanismus, sofern gewünscht, geändert werden.
Durch Verschlüsselung der Schaltsoftware können nur Einzelpersonen/Einheiten mit der Entschlüsselungssoftware (und dem geeigneten "Schlüssel") die Schaltsoftware benutzen. Folglich werden nicht berechtigte Benutzer daran gehindert die Schaltsoftware, welche das Frequenz-Kanal-Mapping bereitstellt, zu installieren und zu benutzen, und werden extreme Schwierigkeiten haben, einen kontinuierlichen Strom an Informationen zu erhalten (durch die Bestimmung derjeniger Bänder, welche einen Kanal zu einem gegebenen Zeitpunkt beinhalten). Bei Schritt 606 entschlüsselt der Mitglieds-Speichermanager 418 die Schaltsoftware und installiert die Schaltsoftware, um das Anschauen/die Benutzung eines kontinuierlichen Stroms zu ermöglichen. In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Installationsprozess das Laden eines übertragenen Schaltsoftware-Objekts bei der Set-top Plattform 420 beinhalten. Weiterhin kann das Schaltsoftware-Objekt durch den Mitglieds-Speichermanager 418 dynamisch erzeugt werden.
In einer oder mehreren Ausführungsformen sichert der Mitglieds-Speichermanager 418 die Möglichkeit, mit dem Kopfende-Server 402 zu kommunizieren. In einer derartigen Ausführungsform kommuniziert der Kopfende-Server 402 mit einem Mitglieds-Speichermanager 418 um den Mitglieds-Speichermanager 418 richtig zu konfigurieren, sodass dieser einen bestimmten Strom kontinuierlich empfängt und ihn einstellt. Zum Beispiel kann der Mitglieds-Speichermanager 418 vom Kopfende-Server 402 einen bestimmten Strom anfordern. In Antwort darauf kann der Kopfende-Server 402 den Mitglieds-Speichermanager 418 auffordern, sich zu identifizieren, indem er für eine gegebene Set-top Plattform 420 einen Hardware-Identifikator bereitstellt. Nach dem Erhalt eines richtig autorisierten Hardware-Identifikators kann der Kopfende-Server 402 die Schaltsoftware verschlüsseln und dem Mitglieds-Speichermanager 418 die Schaltsoftware übertragen. Der Mitglieds-Speichermanager 418 kann die Schaltsoftware entschlüsseln, die Schaltsoftware installieren, und den gewünschten Strom einstellen. Folglich verhindert die Kommunikation zwischen dem Mitglieds-Speichermanager 418 und dem Kopfende-Server 402 nicht berechtigte Benutzer an der Benutzung der übertragenen Informationen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann der Mitglieds-Speichermanager 418 einen bestimmten Strom mittels dynamischer Signalisierung einstellen. Bei der dynamischen Signalisierung besitzt der Mitglieds-Speichermanager 418 das Wissen betreffend des Umstandes, welcher gegebene Strom mit einer Kommunikation verknüpft ist. Darüber hinaus kann jede Kommunikation ein besonderes Verschlüsselungsschema verwenden. Deshalb besitzt der Mitglieds-Speichermanager 418 das Wissen darüber, was der Verschlüsselung-/Entschlüsselungsschlüssel für eine bestimmte Kommunikation mit dem Kopfende-Server 402 ist. Zum Beispiel kann der Kopfende-Server 402 in einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung Objekte für einen bestimmten Strom bereitstellen, und besitzt das Softwareobjekt des Mitglieds-Speichermanagers das Wissen darüber, mit welchem Objekt im Kopfende-Server 402 das Objekt des Mitglieds-Speichermanagers kommuniziert. Das Objekt des Mitglieds-Speichermanagers kann auch das Wissen dazu bereithalten, welcher Schlüssel zum Verschlüsseln/Entschlüsseln für eine bestimmte Kommunikation mit dem Kopfende-Server 402 bestimmt ist. In einer solchen Ausführungsform ist der unberechtigte Zugang schwieriger, weil ein unberechtigter Benutzer zu bestimmen hat, mit welchem Objekt im Kopfende-Server 402 der unberechtigte Benutzer kommuniziert, und weil er auch bestimmen muss, welchen Schlüssel für die Verschlüsselung der jeweiligen Kommunikation bestimmt ist.
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen kann die Schaltsoftware in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen übertragen werden. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn ein unberechtigter Benutzer es geschafft hat, den Umschaltalgorithmus/das Umschaltmuster für einen bestimmten Strom herauszufinden, das neue Umschaltmuster den unberechtigten Benutzer zwingen wird den Versuch zu unternehmen, das neue Umschaltmuster zu bestimmen.
Wie oben beschrieben, stellt die Set-top Plattform 420 und der Mitglieds-Speichermanager 418 die Fähigkeit bereit, zu einer gegebenen Zeit in einen bestimmten Kanal oder Informationsstrom hineinzuwechseln oder diesen einzustellen. Folglich gibt es für einen gegebenen Strom keine spezielle zugewiesene Frequenz. In einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung können jedoch gewisse Ströme oder Kanäle auf eine spezielle Frequenz festgelegt sein, und stehen die verbleibenden Frequenzen des Spektrums für das Umschalten zur Verfügung. Zum Beispiel mag eine Kabelgesellschaft allen Nutzern in seinem Gebiet eine gewisse Teilmenge von Kanälen gratis bereitstellen (z. B. NBC, ABC, CBS und FOX). Folglich können diese bestimmten Kanäle mit einer speziellen Frequenz verknüpft werden. Zusätzliche Kanäle oder zusätzliche Programme der Kabelgesellschaft können dann, wie oben beschrieben, die Schaltsoftware benutzen, indem die verbleibenden Frequenzen, welche beim Kommunikationsmedium verfügbar sind, benutzt werden. Um einen gewünschten Kanal oder Informationsstrom auszuwählen, kann der Endbenutzer anstelle einer Zahl, welche zu einer bestimmten Frequenz korrespondiert, einen virtuellen Kanal auswählen. Das heißt, der Endbenutzer wählt lediglich NBC, ESPN oder PAY-PER-VIEW 1 anstelle von Kanal 4, 28, oder 75 aus. Alle anderen Transaktionen, einschließlich der Frequenzumschaltung und der Kommunikation mit dem Kopfende-Server 402 sind für den Benutzer transparent.
In Übereinstimmung mit einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen kann anstelle einer Verschlüsselung oder Chiffrierung von Informationen ein Informationsstrom auf verschiedenen Frequenzbändern übertragen werden. Daher wird die Information darüber, wo im Spektrum übertragener Signale ein Strom auftritt, verschlüsselt, anstelle einer Verschlüsselung des Stromes selbst. Dies bedeutet, dass das Verfahren und die Vorrichtung für den kontrollierten Zugang zu Informationen über ein Netzwerk, welches für einen Endbenutzer transparent ist, im Zusammenspiel mit einem oder mehreren Ausführungsformen beschrieben wurde. Die Erfindung wird durch die Ansprüche und ihren vollen Äquivalenzbereich definiert.

Claims

System zum Übertragen von Informationen, das aufweist: einen Teilnehmer (314, 418 oder 420); eine Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416), die mit dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) verbunden sind, wobei das System derart angeordnet ist, daß es eine erste Information überträgt, die ausführbaren Programmcode aufweist für das Bestimmen einer Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416), und um eine zweite Information zu übertragen, die einen Videostrom aufweist, wobei das System weiterhin aufweist ein Kopfende (312, 402 oder 404), das mit der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) verbunden ist, wobei das Kopfende (312, 402 oder 404) derart konfiguriert ist, daß es die erste und die zweite Information zu dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) über die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 306–310, 406, 414 oder 416) überträgt und die zweite Information zu dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) entsprechend der Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) überträgt.
System nach Anspruch 1, wobei die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) einen Quellraumverwalter (414) aufweist.
System nach Anspruch 2, wobei der Teilnehmer (314, 418 oder 420) eine Mehrzahl von Mitgliedern (418 oder 420) aufweist und wobei der Quellraumverwalter (414) derart konfiguriert ist, daß er mit der Mehrzahl von Mitgliedern (418 oder 420) kommuniziert.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) eine Mehrzahl von Quellraumverwaltern (414) aufweist und wobei das Kopfende (313, 402 oder 404) derart konfiguriert ist, daß es mit der Mehrzahl von Quellraumverwaltern (414) kommuniziert.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Kommunikationspfaden ein Modem und optischen Knoten (416) aufweist,
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Teilnehmer (314, 418 oder 420) einen Mitgliedsraumverwalter (418) aufweist, der derart konfiguriert ist, daß er die erste Information entschlüsselt.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Teilnehmer (314, 418 oder 420) eine Plattform (420) aufweist, die derart konfiguriert ist, daß sie den Videostrom der zweiten Information darstellt durch Schalten von Kommunikationspfaden in Übereinstimmung mit der ersten Information.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) ein Internetgateway (406) aufweist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) ein Kabel (300) aufweist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, das weiterhin eine Mehrzahl von Videoquellen (400) aufweist für das zur Verfügung stellen der zweiten Information zu dem Kopfende (312, 402 oder 404).
System nach einem der vorherigen Ansprüche, das weiterhin einen Computerprozessor (213) aufweist, der mit dem Kopfende (312, 403 oder 404) verbunden ist, wobei der Prozessor (213) derart konfiguriert ist, daß er die Software der ersten Information verarbeitet.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Information ein individuelles Fernsehprogramm aufweist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zweite Information eine Webseite aufweist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Teilnehmer (314, 418 oder 420) derart konfiguriert ist, daß er es einem Endbenutzer erlaubt, einen virtuellen Kanal auszuwählen, wobei die zweite Information mit dem virtuellen Kanal verknüpft ist, und wobei die zweite Information nur dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) mit Auswahl des virtuellen Kanals von dem Endbenutzer angezeigt wird.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Information verschlüsselt ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Information ein objektorientiertes Objekt ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Teilnehmer (314, 418 oder 420), die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) und das Kopfende (313, 402 oder 404) unter Verwendung von Computersoftware konfiguriert ist.
Verfahren zum Steuern des Zugriffs auf Informationen, das aufweist: Bereitstellen einer Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416), Übertragen einer ersten Information, die ausführbaren Programmcode aufweist für das Bestimmen einer Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) von einem Kopfende (312, 402 oder 404) zu einem Teilnehmer (314, 418 oder 420) über die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416), Installieren des ausführbaren Programmcodes der ersten Information auf dem Teilnehmer (314, 418 oder 420), Bereitstellen einer zweiten Information von einer Mehrzahl von Videoquellen (400) zu dem Kopfende (312, 402 oder 404), Übertragen der zweiten Information von dem Kopfende (312, 402 oder 404) zu dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) über die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) und in Übereinstimmung mit der Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) und Erlangen der zweiten Information durch den Teilnehmer (314, 418 oder 420) über die Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416) in Übereinstimmung mit der Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406, 414 oder 416).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Installieren des ausführbaren Programmcodes der ersten Information das Entschlüsseln der ersten Information bei dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Erlangen der ersten Information durch den Teilnehmer (314, 418 oder 420) das Schalten der Kommunikationspfade in Übereinstimmung mit der Sequenz der Mehrzahl von Kommunikationspfaden (300, 302–310, 406 oder 416) aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erlangen der zweiten Information durch den Teilnehmer (314, 418 oder 420) das Auswählen eines virtuellen Kanals aufweist, der mit der zweiten Information verbunden ist, durch einen Endbenutzer auf dem Teilnehmer (314, 418 oder 420).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erlangen der zweiten Information durch den Teilnehmer (314, 418 oder 420) das Auswählen eines individuellen Fernsehprogramms durch einen Endbenutzer auf dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Erlangen der zweiten Information durch den Teilnehmer (314, 418 oder 420) das Auswählen einer Webseite durch einen Endbenutzer auf dem Teilnehmer (314, 418 oder 420) aufweist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der ausführbare Programmcode der ersten Information eine Schaltsoftware ist, die in einer objektorientierten Sprache geschrieben ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Information nur für die Übertragung der zweiten Information erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Information ein spezifisches Internetprotokoll aufweist und wobei die zweite Information einen Videostrom aufweist.