ES2275558T3 - Sistema con ancho de banda adaptativo y metodo de retransmision de datos. - Google Patents

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Abstract

Método para distribuir ancho de banda de forma dinámica entre uno o más servicios al cliente que permite ofrecer una red de datos conmutados para la retransmisión de datos, comprendiendo: uno o más servicios al cliente suministrados por uno o más proveedores de servicio al cliente que suministran datos a una pluralidad de nodos de servicio (20), cada pluralidad de nodos de servicio (20) suministra datos a una pluralidad de instalaciones del cliente (18) y cada nodo de servicio (20) recibe un único múltiplex de datos digitales para sus clientes (24), comprendiendo: la asignación de ancho de banda del sistema a uno o más proveedores de servicio al cliente basada en la utilización de los servicios por los clientes y en las peticiones de ancho de banda de cada uno de los proveedores de servicio para uno o más nodos de servicio, en el que el ancho de banda asignado a cada proveedor de servicio al cliente para cada nodo de servicio (20) se ajusta dinámicamente en función de la utilización que realizan los clientes de los servicios del nodo de servicio indicada por la información de sintonización de canal en tiempo real; comprendiendo además dicho método: la asignación de una calidad de servicio a uno o más de los servicios al cliente, incluyendo la asignación de una calidad de servicio a al menos un servicio al cliente mediante la asignación de un nivel base como nivel mínimo de ancho de banda que se asigna a ese servicio al cliente que ha sido degradado por el múltiplex, en el que el ancho de banda asignado a los servicios al cliente no protegidos por el mencionado nivel base se asigna de manera que se garantice que el ancho de banda acumulado medio que consumen no sobrepasa la cantidad igual al ancho de banda total disponible menos dicho nivel base, y caracterizado porque se utilizan técnicas de reducción de la velocidad binaria digital durante la multiplexación para imponer este procedimiento.

Description

Sistema con ancho de banda adaptativo y método de retransmisión de datos.
Antecedentes del invento
El presente invento hace referencia en términos generales a un sistema y método consistentes en un sistema de ancho de banda adaptativo y un método para un sistema de retransmisión y, en particular, un sistema y un método para asignar ancho de banda a un tipo de sistema de retransmisión respondiendo al comportamiento del usuario final receptor.
Los sistemas de retransmisión típicos, como los sistemas de televisión y los sistemas por cable, emiten la misma señal para todos los nodos de servicio y/o abonados. Estos sistemas típicos se conocen como sistemas de retransmisión porque siempre se transmite una sola señal idéntica, independientemente de si está siendo utilizada por algún usuario final. Conviene que los sistemas de retransmisión, como los sistemas de televisión por cable, puedan tener un sistema conmutado de paquete digital a fin de que el ancho de banda del sistema se utilice exclusivamente para los servicios que realmente están usando los usuarios finales.
Existen varios sistemas diferentes que tratan de ofrecer algunas características de un sistema conmutado a los sistemas de retransmisión. Por ejemplo, una patente concedida a Stanford University, describe un método de seguimiento y focalización de una audiencia definida demográficamente para un sistema de cable en que uno o más canales diferentes que contienen anuncios publicitarios pueden dirigir sus anuncios a un grupo de clientes concreto. Sin embargo, la patente no describe un sistema conmutado de datos digitales para un sistema de retransmisión. Otra patente, concedida a Zenith, revela un método para multiplexar vídeo comprimido y datos auxiliares en el mismo sistema de transmisión de TV. El sistema cuenta con un mecanismo de retroalimentación que permite al multiplexor cambiar las velocidades de almacenamiento de los componentes de la señal con el fin de mantener determinados niveles de calidad. Por otro lado, este sistema no es una red conmutada de datos digitales. Otra patente más, concedida a Lucent, describe un método para multiplexar servicios de datos por múltiples canales de transmisión de TV. En este método, se fijan los niveles máximos de datos en cada canal, pero un administrador de ancho de banda sigue de forma dinámica la utilización de ancho de banda de los canales y tiene la capacidad de determinar en qué canal(es) se situará cualquier tráfico adicional.
Una red conmutada de datos digitales puede ofrecer un sistema de retransmisión con muchas ventajas y capacidades no disponibles en la actualidad con un sistema de retransmisión. Por ejemplo, las señales, entre ellas las señales de programación y las de publicidad que se envían a cada abonado o nodo de servicio, se pueden dirigir más específicamente a cada abonado o nodo de servicio. Además, permite aumentar, disminuir o reducir a cero durante un periodo de tiempo el ancho de banda que se está asignando a cualquier servicio. El sistema conmutado digital permite asimismo enviar multiplexos de señales individuales a cada nodo de servicio. Así pues, resulta conveniente ofrecer una red conmutada de datos digitales para sistemas de retransmisión típicos y es éste el objeto del presente invento.
Resumen del invento
El presente invento se define en la reivindicación 3 independiente. Las reivindicaciones subordinadas definen formas concretas de realización del invento.
Se ofrece un sistema adaptativo de ancho de banda y un método para un sistema de retransmisión de datos. El sistema permite que un sistema de retransmisión, como el cable, cambie el ancho de banda de cualquier servicio que esté ofreciendo a un nodo de servicio o a un abonado, basándose en la información procedente del nodo de servicio o del abonado. El sistema puede permitir asimismo suspender un servicio concreto durante un periodo de tiempo predeterminado para que ese ancho de banda se pueda utilizar en otro servicio. En general, el sistema permite convertir un sistema de televisión de emisión digital típico, como por ejemplo el cable, en un sistema de red conmutada de datos digitales.
Más detalladamente, el sistema puede incluir un remultiplexor que redistribuye el ancho de banda del sistema, basándose en la información de los abonados o de los nodos de servicio receptores. La información procedente de los abonados o de los nodos de servicio se puede generar basándose en el comportamiento del usuario final receptor. Por ejemplo, si ninguno de los abonados a un nodo de servicio concreto está utilizando en ese momento un servicio concreto, se puede reducir el ancho de banda asignado a ese servicio no utilizado del nodo de servicio concreto, y así se puede distribuir a otros servicios el ancho de banda liberado. El sistema también permite añadir o suspender un servicio con una latencia mínima y generar distintos multiplexados de señales para cada nodo de servicio, dependiendo de las necesidades actuales del nodo de servicio. Para añadir/suspender un servicio, el sistema puede utilizar un novedoso mecanismo de búfer de anillo que se describirá más adelante con mayor detalle.
De acuerdo con un aspecto del invento, se presenta un método para optimizar las eficiencias de ancho de banda en la distribución de vídeo, audio y datos digitales a través de un sistema de televisión por cable. En particular, se pueden personalizar dinámicamente distintos canales de transmisión o porciones de los mismos para que contengan sólo los componentes de vídeo, audio y datos digitales de valor en ese momento para los clientes de esos canales. Esta personalización se pueden conseguir con un componente/mecanismo de administración de ancho de banda dinámico que tiene la capacidad de controlar y reaccionar a los cambios de pautas de utilización del cliente y de indicar a un módulo remultiplexor que asigne ancho de banda de los servicios digitales que requieren menos ancho de banda en un momento determinado a los servicios que requieren más ancho de banda. A continuación, se describen uno o más mecanismos de control de flujo diferentes de acuerdo con el invento que permiten conseguir este objetivo. Además, las eficiencias de ancho de banda descritas se pueden obtener sin ocasionar una degradación del servicio para los clientes del sistema, gracias a varias técnicas que se describen en este documento. El sistema que se describe aquí requiere la creación y distribución de multiplexados especiales para cada canal portador digital de cada nodo óptico de un sistema de televisión por cable.
De acuerdo con otro aspecto del invento, el sistema puede incluir un receptor de datos que recibe datos de la televisión de emisión digital, como los datos necesarios para los servicios de televisión de la CNN o EPSN, y datos IP, y un sistema de multiplexación y asignación de ancho de banda que asigna dinámicamente el ancho de banda del sistema a uno o más nodos de servicios. La asignación dinámica puede producirse gracias a la información relativa al comportamiento del abonado que se introduce en sistema de multiplexación y asignación de ancho de banda. Más detalladamente, el sistema de multiplexación y asignación de ancho de banda puede constar de un remultiplexor, un administrador de ancho de banda y un servidor de servicios de televisión de emisión digital conectados entre sí. El servidor recibe la información relativa al comportamiento del abonado y la envía al administrador de ancho de banda. Basándose en el comportamiento del abonado, el administrador de ancho de banda puede decidir cómo asignar el ancho de banda del sistema. El remultiplexor puede asignar el ancho de banda del sistema basándose en las instrucciones del administrador de ancho de banda. Con este sistema, se suministra una red de datos digitales conmutados para los datos del tipo de retransmisión.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un diagrama de bloques que ilustra un sistema de retransmisión que incorpora el sistema de asignación de ancho de banda de acuerdo con el invento;
La figura 2 muestra un diagrama que ilustra una forma de realización del método de asignación de ancho de banda de acuerdo con el invento; y
La figura 3 muestra un diagrama que ilustra otra forma de realización del método de asignación de ancho de banda de acuerdo con el invento.
Descripción detallada de una forma de realización preferente del invento
El invento es aplicable en particular a la asignación dinámica de ancho de banda basada en el comportamiento del abonado de un sistema de retransmisión de televisión digital por cable y es en este contexto en el que se describirá el invento. Como se apreciará, sin embargo, el sistema y método de acuerdo con el invento tiene una utilidad mayor, como por ejemplo, para otros tipos de sistemas de retransmisión en que se desea una asignación dinámica de ancho de banda. En la forma de realización preferente del invento, éste puede ponerse en práctica por medio de uno o más elementos de hardware, como los servidores, el remultiplexor y los nodos de servicio, y uno o más elementos de software, como el administrador de ancho de banda y el software de los nodos de servicio y el remultiplexor, que se ejecutan por medio de uno o más elementos de hardware. El hardware y el software implementan conjuntamente el sistema de asignación de ancho de banda. A continuación se describirá en más detalle el sistema de asignación de ancho de banda para datos de retransmisión de acuerdo con el invento.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques que ilustra un sistema de retransmisión 10 que incorpora el sistema de asignación de ancho de banda de acuerdo con el invento. En este ejemplo se muestra un sistema de transmisión de televisión por cable que puede utilizar técnicas de multiplexación por división de frecuencia para distribuir datos ("datos de servicio") a los clientes del sistema para diversos servicios de vídeo, audio y datos digitales (los "servicios al cliente") por múltiples canales portadores. El sistema puede utilizar varias técnicas de multiplexación para distribuir múltiples servicios al cliente dentro de cada canal portador. Los servicios al cliente de vídeo digital pueden incluir servicios de televisión de emisión digital, como por ejemplo una red de televisión por cable, o servicios específicos, como vídeo a la carta, que pueden ser flujos de vídeo de velocidad binaria constante (CBR) o de velocidad binaria variable (VBR), y se pueden enviar codificados o sin codificar. Cada programa de vídeo digital discreto, incluidos todos sus datos de audio, vídeo y datos afines, se considerará un único servicio al cliente. El sistema de transmisión consta de nodos de servicio 20 desde los que se envía un conjunto común de canales portadores a todos los clientes atendidos por ese nodo, sintonizándose cada cliente con el canal portador y los flujos de datos de ese canal que necesita para recibir un servicio al cliente concreto.
Más detalladamente, el sistema 10 puede constar de una porción de servidor del servicio 12, un sistema de multiplexión y de asignación de ancho de banda 14, un sistema de transmisión 16 y uno o más equipos en las instalaciones del cliente (consumer premises equipment, CPE) 18. En funcionamiento, los servidores del servicio pueden recibir datos de entrada que se transmitirán a través del sistema de retransmisión y recibir información relativa al comportamiento del abonado que se utiliza para controlar la asignación de ancho de banda; el sistema de multiplexación y de asignación de ancho de banda 14 puede asignar el ancho de banda dinámicamente basándose en el comportamiento del abonado y generar un múltiplex de señales posiblemente único para cada nodo de servicio; el sistema de transmisión puede conectar los servidores del servicio y los sistemas de multiplexación y de asignación de ancho de banda a los CPE y comunicar los múltiplex a cada nodo de servicio, y los CPE pueden comunicar las señales a cada uno de los abonados. En una forma de realización preferente del invento, el sistema de transmisión 16 puede ser un cable terrestre, un cable de fibra óptica, un cable inalámbrico o un sistema de satélite, y los CPE pueden ser equipos ópticos o eléctricos. Cada CPE 18 puede constar de un nodo de servicio 20, que puede ser un nodo óptico en una forma de realización preferente del invento, y de un cable coaxial 22 abastecido por dicho nodo óptico, conectando el cable coaxial a uno o más clientes 24 con el nodo de servicio. El nodo de servicio 20 puede recibir un múltiplex de señales del sistema 10 y distribuir después los servicios a cada casa. Además, el nodo de servicio puede generar información relativa al comportamiento del abonado, como por ejemplo, la información relativa a la sintonización de canal en tiempo real que puede utilizar el sistema de multiplexión y de asignación de ancho de banda para distribuir el ancho de banda entre los servicios del cliente.
Los servidores de servicio 12 de cada servicio al cliente pueden constar de un servidor de servicio de vídeo a la carta (video on demand, VOD), un router de datos IP 32 y un servidor de servicio de televisión de emisión digital 34. El servidor de servicio de VOD 30 puede generar datos de servicio de VOD que pasan a un remultiplexor 38 del sistema de multiplexión y de asignación de ancho de banda 14 basados en el ancho de banda asignado al servicio de VOD; puede generar peticiones de ancho de banda que se pasan a un administrador de ancho de banda 40, y puede recibir una respuesta de asignación de ancho de banda procedente del administrador de ancho de banda. El router IP 32 puede recibir datos IP que se comunicarán por el sistema 10, puede generar datos de servicio IP para su retransmisión por el remultiplexor 38 basados en el ancho de banda asignado al servicio IP, puede generar peticiones de ancho de banda que se enviarán al administrador de ancho de banda 40 y puede recibir respuestas de asignación de ancho de banda procedentes del administrador de ancho de banda. Además de los datos de VOD e IP, el remultiplexor también puede recibir flujos de televisión de emisión digital. El servidor de servicio de televisión de emisión digital 34 puede recibir información del comportamiento del abonado, como por ejemplo información de sintonización de canal en tiempo real, de cada nodo de servicio 20 por el sistema de transmisión 16. Los datos de comportamiento del abonado se pueden procesar para generar información relativa a las demandas de ancho de banda actuales de cada nodo de servicio 20, y después se pueden enviar al administrador de ancho de banda 40 que puede utilizar la información para asignar dinámicamente el ancho de banda del sistema entre los distintos servicios.
El sistema de multiplexación y de asignación de ancho de banda 14 puede incluir el remultiplexor 38 y el administrador de ancho de banda 40. El administrador de ancho de banda 40 puede asignar dinámicamente, en tiempo real, el ancho de banda del sistema a los diversos servicios, basándose en los datos de la información y en las peticiones de ancho de banda de los servidores de servicio y después, enviar instrucciones de ancho de banda al remultiplexor. El remultiplexor 38 puede generar, gracias a las instrucciones del administrador de ancho de banda, un múltiplex de señales para cada nodo de servicio 20. Por ejemplo, si se está suspendiendo el servicio de un nodo de servicio concreto durante un periodo de tiempo predeterminado, ese múltiplex de señales del nodo de servicio no incluirá en tal caso el servicio suspendido. La capacidad del remultiplexor para asegurar que todos los servicios de ancho de banda asignados a los servicios al cliente se suministran a los servicios a través de diversas técnicas, entre ellas el abandono de paquetes de datos y diversas técnicas de multiplexación estadística.
El administrador de ancho de banda 40 puede seguir de manera dinámica las peticiones de servicios de ancho de banda que realizan los servicios al cliente en el sistema de transmisión, y puede distribuir dinámicamente servicios de ancho de banda entre y dentro de los canales portadores de cada servicio al cliente, basándose en las peticiones especificadas por el servicio al cliente, y basándose en un árbol gráfico de decisiones del administrador de ancho de banda regulado. El árbol de decisiones del administrador de ancho de banda aplicará normas como las siguientes: 1) reservar ancho de banda permanentemente para un servicio al Cliente especial; 2) reservar ancho de banda para un servicio al cliente especial durante un periodo de tiempo concreto; 3) reservar ancho de banda para un servicio al cliente especial hasta que se apague el decodificador que solicita el ancho de banda; 4) reducir el ancho de banda destinado a servicios IP del cliente si algunos servicios de vídeo digital, como el VOD o los servicios de emisión digital, solicitan la utilización del ancho de banda; 5) aplicar un sistema de evaluación a cada tipo de servicio al cliente, y asignar ancho de banda de acuerdo con el sistema de evaluación para que un servicio que tenga una calificación superior reciba el ancho de banda solicitado, si no hay ningún servicio con una calificación superior que haya solicitado el ancho de anda para el mismo segmento de tiempo.
Los servicios de ancho de banda también se pueden especificar para que cuenten con un régimen binario máximo y/o medio. El árbol de decisiones puede incluir asimismo una norma que establezca que si no hay ningún cliente de un nodo de servicio específico (nodo óptico) sintonizado a un servicio al cliente de vídeo digital específico, como por ejemplo, a las redes de televisión digital por cable, dicho servicio al cliente se puede degradar significativamente en tal caso, -o incluso eliminar temporalmente del múltiplex de datos enviados a través de ese canal- a fin de reducir la cantidad de ancho de banda que consume ese servicio al cliente.
Más concretamente, el administrador de ancho de banda 40 es el responsable de facilitar a los servidores de servicio 12 la información relativa a los canales portadores a los que puede llegar cada nodo de servicio. El administrador de ancho de banda también ofrece a los servidores de servicio diversos parámetros de ancho de banda para cada canal, como la velocidad binaria media máxima que se puede garantizar al servicio al cliente y el periodo de tiempo durante el que se puede ofrecer el ancho de banda garantizado. La información del canal portador y esos parámetros definen los servicios de ancho de banda disponibles.
Para obtener un ancho de banda durante un periodo de tiempo, cada servidor de servicio puede efectuar una petición de ancho de banda al administrador de ancho de banda. A continuación, el administrador de ancho de banda envía un mensaje de aceptación o de denegación de la petición del servidor. Si se acepta la petición, el administrador de ancho de banda también envía un aviso al remultiplexor, con descriptores relativos a los servicios de ancho de banda asignados a ese servicio al cliente en concreto. El remultiplexor utiliza estos descriptores y un árbol de decisiones del remultiplexor basado en las reglas para ofrecer servicios de ancho de banda a todos los servicios al cliente de cada múltiplex.
Cualquier servicio al cliente puede ser o bien un modo unicast, o bien un modo multicast del remultiplexor. En modo unicast, se introduce en el remultiplexor un único flujo de paquetes de datos que contiene los datos de servicio al cliente para un servicio al cliente concreto, y después se multiplexa en un solo canal portador de salida para un nodo de servicio 20 concreto. En modo multicast, se introduce en el remultiplexor un único flujo de paquetes de datos que contiene los datos de servicio para un servicio al cliente concreto, y después se multiplexa en más de un canal portador de salida. Por ejemplo, se podría introducir en el remultiplexor un solo flujo de datos para un programa de televisión digital por cable y después multiplexarlo en un canal portador para cada nodo de servicio al cliente 20 que atienda dicho remultiplexor.
El canal portador del sistema puede utilizar protocolos de compresión y esquemas de modulación diferentes. En una forma de realización preferente del invento, se puede utilizar un flujo de transporte multiprograma, tal como lo define el protocolo de flujo de transporte MPEG-2, y cada canal portador puede ser modulado para la transmisión utilizando la modulación de amplitud de cuadratura (Quadrature Amplitude Modulation, QAM). Los servicios al cliente suministrados con este sistema pueden incluir los paquetes del protocolo de internet (IP) que se están suministrado a los módem de cable del abonado que cumplen las normas de módem de cable MCNS/DOCSIS o DVB-DAVIC, y el router IP 32 puede incluir un sistema de terminación de módem por cable que cumpla con estas normas. A continuación, se describirá en más detalle una técnica para suministrar una capacidad de calidad de servicio (quality of service, QoS) al sistema de retransmisión.
El sistema 10 que se muestra en la figura 1 se puede mejorar aún más suministrando capacidades de calidad de servicio (QoS) adicionales a los servicios de ancho de banda por medio de las técnicas siguientes utilizadas por el administrador de ancho de banda que se describirán en relación con las figuras 2 y 3. En particular, se puede reservar de manera permanente un nivel mínimo de ancho de banda (un "nivel base"), o durante un periodo de tiempo concreto, en cada canal portador para un tipo específico de servicios al cliente, como por ejemplo, servicios al cliente de protocolo de Internet (IP), servicios de televisión de emisión digital, o para el servicio al cliente de una determinada designación, como servicios al cliente marcados como servicios que requieren QoS.
Con el árbol gráfico de decisiones del administrador de ancho de banda, el administrador de ancho de banda puede asignar ancho de banda a servicios al cliente no protegidos por un nivel base de una manera que asegure que el ancho de banda acumulado medio que consumen no sobrepasa una cantidad igual al ancho de banda total disponible en el canal portador menos el nivel base y, si es necesario, el remultiplexor puede utilizar diversas técnicas de reducción de la velocidad binaria digital para imponer este procedimiento.
La figura 2 ilustra un ejemplo de un canal portador 60 que puede incluir un primer canal de servicio de nivel base 62 para que los datos destinados a ese servicio tengan garantizado ese ancho de banda, independientemente de lo que le pase al resto del canal portador. De este modo, el resto del canal 64 puede transmitir datos no protegidos acumulados de diversas clases (por ej., vídeo comprimido 1, vídeo comprimido 2 y vídeo comprimido 3 en este ejemplo) en el canal no protegido 64. En el ejemplo que se muestra en la figura 2, el servicio mínimo protegido sobrepasa varias veces el nivel base, pero siempre se garantiza al menos el nivel base de ancho de banda. Los requisitos de ancho de banda del canal de datos no protegidos acumulados 64 pueden fluctuar por varias razones. En primer lugar, los servicios al cliente que conforman los datos del canal no protegido pueden estar compuestos por flujos de vídeo digital con una velocidad binaria variable que se traducen en requisitos de ancho de banda variables. En segundo lugar, el remultiplexor puede degradar uno o más flujos de datos del canal no protegido 64, basándose en las instrucciones del administrador de ancho de banda si en ese momento no hay ningún abonado utilizando el servicio al cliente concreto.
La figura 3 ilustra un ejemplo de canal portador 70 que puede constar de un primer nivel base 72 (para datos IP en este ejemplo), un segundo nivel base 76 (para vídeo y audio digitales en este ejemplo) y un canal no protegido 74 que está disponible para los servicios al cliente transportados tanto en el primer nivel base 72 como en el segundo nivel base 76. Así pues, de acuerdo con el invento, el administrador de ancho de banda puede crear y administrar uno o más niveles base adicionales en un canal portador determinado. Utilizando una herramienta de configuración del administrador de ancho de banda, se puede configurar uno o más nivel(es) base para que asciendan o bajen a niveles diferentes, según la hora del día o los niveles de utilización actuales o pasados.
De acuerdo con el invento, el sistema puede ofrecer calidad de servicio (QoS) a los servicios al cliente de vídeo digital que han sido degradados o eliminados de un múltiplex cuando no hay ningún CPE del cliente sintonizado a ese servicio al cliente empleando varias técnicas que utiliza el administrador de ancho de banda. Entre estas técnicas figuran: 1) el búfer de anillo; 2) el carrusel de fotogramas-I; 3) el sistema de protección del nivel base; y 4) corte y empalme de MPEG basado en la cabecera de la red.
Técnica de búfer de anillo. En particular, para los servicios al cliente de televisión de emisión digital MPEG-2 que han sido eliminados íntegramente del múltiplex, se crea en el remultiplexor un búfer de anillo de tales datos de servicio al cliente.
Más detalladamente, el búfer de anillo es un flujo continuo de todos los datos que necesita un servicio al cliente de vídeo digital en tiempo real, almacenándose dichos datos en la memoria de acceso aleatorio (RAM) del remultiplexor, que es el anfitrión físico del búfer. Los datos de vídeo digital de este flujo almacenado se componen de un solo "grupo de imágenes" (GdI), tal como se define en la especificación de MPEG-2. Cada GdI comienza con un fotograma-I. Para mantener en el búfer los datos vigentes para el flujo en tiempo real, el fotograma-I borra el GdI almacenado y lo sustituye por el siguiente GdI, en cuanto ese fotograma-I ha entrado en el remultiplexor. El remultiplexor continúa llenando el búfer de anillo de ese GdI con otros fotogramas a medida que los va recibiendo el remultiplexor, hasta que todo el GdI es sustituido por el siguiente fotograma-I. El búfer está compuesto, por lo tanto, en cualquier momento dado, por un GdI parcial o completo.
Después, el administrador de ancho de banda dinámico puede o bien mantener siempre este búfer de anillo para cada servicio al cliente de televisión de emisión digital, o bien crearlo y mantenerlo sólo en el momento en que determina que no hay ningún dispositivo CEP del cliente sintonizado a ese servicio al cliente. Cuando el administrador de ancho de banda determina que se ha sintonizado un dispositivo CPE del cliente a un servicio al cliente de televisión de emisión digital que ha sido eliminado de su múltiplex de transmisión, localiza en el búfer el GdI parcial o completo, lo añade al múltiplex, y después incluye en el múltiplex todos los GdI posteriores para ese servicio al cliente, mientras permanezca sintonizado al servicio al cliente al menos un CPE del cliente. Este método minimiza la demora o "latencia" que sufren los clientes que sintonizan un servicio al cliente que no está incluido en su múltiplex de transmisión debido a la naturaleza del estándar de compresión MPEG-2. De acuerdo con este estándar, el dispositivo receptor, es decir, el decodificador de MPEG-2, sólo puede empezar a descodificar un flujo utilizando un fotograma-I. Para iniciar el proceso de descodificación, no se pueden utilizar otros tipos de fotogramas de un GdI, como los fotogramas-B y los fotogramas-P. Por lo tanto, si en el momento en que un decodificar intenta empezar a descodificar un flujo el primer fotograma que recibe no es un fotograma-I, tiene que esperar hasta recibir un fotograma-I para empezar a descodificar el vídeo. La mayoría de los codificadores de MPEG-2 que se utilizan en la actualidad sólo generan un fotograma-I cada 0,5 segundos. Así pues, si no se utiliza el búfer de anillo tal como se describe aquí, un decodificador que trate de descodificar un flujo de vídeo MPEG-2 que ha sido añadido a un múltiplex podría tener que esperar hasta 0,5 segundos después haber encontrado el flujo para poder empezar la descodificación. El búfer de anillo elimina este retraso ya que suministra el fotograma-I al decodificador de MPEG-2 inmediatamente.
Este método será viable en situaciones en que la latencia de la vía de retorno del CPE del cliente al administrador de ancho de banda es relativamente baja. En estas situaciones, el mensaje para añadir el servicio al cliente de vuelta a su múltiplex se recibirá lo bastante rápido para permitir una demora total aceptable entre la hora en que se solicita el servicio al cliente y la hora en que se ofrece en pantalla.
Carrusel de fotogramas-I. Con respecto a un servicio al cliente de televisión de emisión digital MPEG-2 que ha sido degradado pero no eliminado íntegramente del múltiplex, el administrador de ancho de banda puede garantizar que siempre se retienen datos suficientes en el múltiplex que posibilitan una entrega rápida de al menos el primer fotograma de vídeo como "imagen fija" cuando un cliente sintoniza el servicio al cliente. El decodificador de MPEG-2 del CPE del cliente puede mantener la imagen fija en la pantalla de televisión mientras se añaden al múltiplex los datos adicionales necesarios para suministrar el servicio de vídeo completo. Si el sistema de transmisión emplea el estándar de codificación de vídeo MPEG-2, esta técnica que se acaba de describir se puede llevar a cabo incluyendo al menos un fotograma-I por segundo para cada flujo de vídeo digital de cada múltiplex del canal portador. Este método será viable en situaciones en que la latencia de la vía de retorno del CPE del cliente al administrador de ancho de banda es relativamente alta. En estas situaciones, la imagen fija indica que pronto estará disponible el servicio al cliente de vídeo digital solicitado.
Sistema de protección de nivel base. El sistema de acuerdo con el invento se puede mejorar más para permitir la distribución del vídeo, audio y datos digitales del servicio al cliente que suministra el sistema de transmisión entre los canales portadores de una forma que permita mantener el nivel base (véase las figuras 2 y 3) con un impacto mínimo en la QoS de los otros servicios al cliente no protegidos por el nivel base. Este objetivo se consigue asignando a los distintos canales portadores los servicios al cliente de vídeo y audio digitales no protegidos por el nivel base de una manera que asegure que su velocidad binaria acumulada media dentro de cada canal no sobrepasa la capacidad de ancho de banda total del canal menos el nivel base (por ej., para garantizar que el vídeo y audio digitales tienen suficiente ancho de banda aunque no esté protegido).
PMT específico para el CPE y suministro de Unicast. En un sistema de vídeo digital MPEG-2, cada múltiplex de flujo de transporte multiprograma (Múltiple Program Transport Stream, MPTS) contiene múltiples flujos de programas, y toda esta superficie de flujos está disponible para todos los CPE autorizados para recibirlos. El multiplexor comunica la identidad y los componentes elementales constitutivos de estos flujos mediante la utilización de las tablas de MPEG-2 denominadas PAT (tablas de asociación de programas) y PMT (tablas de mapas de programas). El multiplexor crea las PAT y las PMT para cada múltiplex y después las introduce en el flujo de paquetes MPTS. El CPE utiliza las PAT y las MPT y su mapa de canal virtual (Virtual Channel Map, VCM) para localizar los datos que se necesitan para un flujo de programa concreto. Por lo general, cuando se añade un nuevo flujo de programa a un múltiplex, o cuando se borra del múltiplex un flujo que ya existe, el multiplexor debe crear nuevas PAT y PMT para reflejar la nueva información. El tiempo y la necesidad de crear nuevas PAT y PMT se suman a la latencia que sufre el usuario final. El sistema de acuerdo con el invento se puede mejorar dedicando una PMT de un múltiplex determinado a un CPE concreto, en lugar de a un servicio de programa concreto. Cuando el CPE solicita un nuevo servicio de programa, el multiplexor 38, o el servidor de servicio de televisión de emisión digital 34, sustituye los datos del servicio de programa que se están enviando al CPE por los datos del servicio de programa solicitado, incluso mediante el uso de la técnica de búfer de anillo descrita anteriormente. El número de identidad del servicio de programa de la PAT, y las identidades sus "flujos elementales" de vídeo, audio y datos digitales no cambian, con lo que se evita la latencia inducida por la creación de nuevas PAT y PMT.
Si bien lo anterior ha hecho referencia a una forma de realización del invento concreta, quienes estén especializados en la técnica apreciarán que se pueden llevar a cabo cambios en esta forma de realización del invento sin apartarse del mismo tal como se define en las reivindicaciones que se adjuntan.

Claims (9)

1. Método para distribuir ancho de banda de forma dinámica entre uno o más servicios al cliente que permite ofrecer una red de datos conmutados para la retransmisión de datos, comprendiendo: uno o más servicios al cliente suministrados por uno o más proveedores de servicio al cliente que suministran datos a una pluralidad de nodos de servicio (20), cada pluralidad de nodos de servicio (20) suministra datos a una pluralidad de instalaciones del cliente (18) y cada nodo de servicio (20) recibe un único múltiplex de datos digitales para sus clientes (24), comprendiendo: la asignación de ancho de banda del sistema a uno o más proveedores de servicio al cliente basada en la utilización de los servicios por los clientes y en las peticiones de ancho de banda de cada uno de los proveedores de servicio para uno o más nodos de servicio, en el que el ancho de banda asignado a cada proveedor de servicio al cliente para cada nodo de servicio (20) se ajusta dinámicamente en función de la utilización que realizan los clientes de los servicios del nodo de servicio indicada por la información de sintonización de canal en tiempo real; comprendiendo además dicho método: la asignación de una calidad de servicio a uno o más de los servicios al cliente, incluyendo la asignación de una calidad de servicio a al menos un servicio al cliente mediante la asignación de un nivel base como nivel mínimo de ancho de banda que se asigna a ese servicio al cliente que ha sido degradado por el múltiplex, en el que el ancho de banda asignado a los servicios al cliente no protegidos por el mencionado nivel base se asigna de manera que se garantice que el ancho de banda acumulado medio que consumen no sobrepasa la cantidad igual al ancho de banda total disponible menos dicho nivel base, y caracterizado porque se utilizan técnicas de reducción de la velocidad binaria digital durante la multiplexación para imponer este procedimiento.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el almacenamiento de datos en un búfer de anillo para recuperar los datos del búfer de anillo al reintroducir en el múltiplex el servicio al cliente suspendido, quedando reducida de este modo la latencia.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, comprendiendo los datos almacenados en el búfer de anillo un grupo de imágenes (GdI) parcial o completo.
4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo además el almacenamiento de un fotograma de datos en un carrusel de fotogramas para recuperar el fotograma de datos del carrusel de datos al reintroducir en el múltiplex el servicio al cliente suspendido, mostrándose de este modo al menos una imagen fija mientras se espera la reanudación del servicio al cliente.
5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, comprendiendo el fotograma de datos un fotograma-I.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la generación de multiplexos comprende además la asignación de una tabla de mapas de programas a un equipo concreto de las instalaciones del cliente.
7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, comprendiendo además la sustitución de datos de un primer servicio por datos de un segundo servicio sin cambiar ninguna identidad de servicio en la tabla de mapas de programas para uno de los equipos de las instalaciones del cliente.
8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, comprendiendo además el almacenamiento de datos para el segundo servicio en un búfer de anillo a fin de recuperar los datos del búfer de anillo al introducir en el múltiplex el segundo servicio, quedando reducida de este modo la latencia.
9. Método de acuerdo con la reivindicación 8, comprendiendo los datos almacenados en el búfer de anillo un grupo de imágenes (GdI) parcial o completo.
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