ES2347769T3 - Metodo y dispositivo para cambiar canales de contenido de flujo continuo recibidos. - Google Patents
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Abstract
Método para transferir una señal de canal de contenido digital, que comprende etapas de: - enviar a una fuente (101) un comando, cuando se sintoniza o se cambia un canal; - recibir, desde la fuente (101), a nivel de una memoria intermedia y con una tasa de transferencia sustancialmente superior a la tasa de reproducción de contenido de flujo continuo del contenido de dicha señal de canal de contenido digital, un primer tren de contenido a través de una primera conexión que es una conexión de punto a punto que transporta dicha señal de canal de contenido digital (201); - determinar por parte de la fuente (101), en qué momento, la memoria intermedia ha recibido una cantidad de datos predefinida procedente de la señal de canal de contenido, correspondiendo dicha cantidad predefinida de datos a una cantidad de datos que reduzca la gravedad de la fluctuación de fase durante la reproducción del contenido de la señal de canal de contenido digital; - conmutar por la fuente (101) desdel primer tren de contenido a través de la primera conexión a un segundo tren de contenido a través de una segunda conexión que transporta dicha señal de canal de contenido digital, una vez que la memoria intermedia ha recibido la cantidad de datos predefinida, pudiendo ser la segunda conexión una conexión de multidifusión, de radiodifusión o una conexión punto a multipunto y con un modo de transferencia asíncrona, que conecta la fuente (101) y la memoria intermedia, en la cual el segundo tren de contenido se transfiere a la memoria intermedia, sustancialmente a la tasa de reproducción de contenido de la señal de canal de contenido digital (202); y - recibir desde la fuente (101), el segundo tren de contenido a través de la segunda conexión.
Description
La presente invención se refiere a la descarga de
contenidos de flujo continuo.
Ya existen en el sector diversos métodos propuestos
para el transporte de programas de vídeo digital desde una
cabecera de red [Head End] (HE) hasta un equipo decodificador
[Set Top Box] (STB), a través de una conexión DSL (Línea de
abonado digital). En muchos casos, el vídeo digital viene en
un formato de vídeo digital comprimido, tal como Grupo de
expertos de imágenes en movimiento (MPEG) 2 o MPEG 4. Muchos
de estos sistemas utilizan la multidifusión de vídeo a través
del equipo del HE para distribuir eficazmente el vídeo hasta
los extremos de la red. Una importante limitación de estos
sistemas es que un enlace DSL tan sólo tiene suficiente ancho
de banda para gestionar simultáneamente uno o dos trenes de
vídeo (programas) simultáneamente.
Debido a la limitación del ancho de banda, uno de los
problemas que experimentan estos sistemas es la llamada
fluctuación de fase (jitter). La fluctuación de fase es una
desviación o desplazamiento del momento de llegada del bit de
una señal digital. Entre las principales causas de la
fluctuación de fase se encuentran, entre otras, las colas en
los conmutadores de red y las colisiones entre paquetes, que
requieren su posterior retransmisión. La fluctuación de fase
también puede añadirse al tren de vídeo como resultado de la
conmutación del modo de transferencia asíncrona (ATM) o del
encaminamiento del Protocolo de Internet (IP). Además, la
fluctuación de fase puede producirse como resultado de añadir
elementos a un tren de video cuando el vídeo se distribuye
dentro del hogar, desde el módem DSL al STB a través, por
ejemplo, de una red Ethernet.
Los métodos propuestos para la corrección de la
fluctuación de fase incluyen, por ejemplo, la utilización de
una memoria intermedia de compensación de fluctuación de gran
tamaño en la entrada del equipo decodificador, en el STB. No
obstante, las memorias intermedias de compensación de
fluctuación añaden a la señal un retardo importante y poco
deseable. Por ejemplo, para una memoria intermedia de
compensación de fluctuación diseñada para la retención de
cinco segundos de vídeo, se produciría una demora de cinco
segundos desde el momento en el que el vídeo se recibe en el
STB hasta el momento en que dicho vídeo se visualiza.
La creación de la memoria intermedia genera problemas
adicionales. Por ejemplo, si un usuario cambia los canales y
el sistema se limita a conectar el STB a un tren de video en
tiempo real, el usuario deberá esperar cinco segundos para
que la memoria intermedia se llene antes de visualizar el
vídeo. Esto arruinaría la experiencia de cambio de canales
que muchas personas esperan. Por ejemplo, a mucha gente le
gusta “zapear” a través de los canales para examinar qué se
está emitiendo en una serie de canales de televisión, antes
de decidirse por un programa. El tener que soportar un
prolongado retardo cada vez que se selecciona un nuevo canal
está reñido con la capacidad de zapear rápidamente por los
distintos canales ofrecidos, y los espectadores considerarían
que dicho retardo resulta especialmente enojoso.
La publicación de DER-JEN LU y otros: “Experience in
designing a TCP/IP based VOD System over a dedicated
network”, Consumer Electronics, 1997, ISCE ’97, Proceedings
of 1997 IEEE Internacional Symposium” 2 de diciembre de 1997,
páginas 262-266, XP 010268658, describe un sistema de vídeo a
la carta con una tasa de transmisión variable de un único
canal de transmisión.
El sistema conocido comprende un servidor que cuenta
con dos memorias intermedias asociadas a él para cada cliente
que se encuentra conectado. Uno de las dos memorias
intermedias de cada cliente se llena desde un disco, mientras
que la otra memoria intermedia correspondiente a dicho
cliente se utiliza para enviar los paquetes de datos
solicitados por el cliente. Las memorias intermedias se
intercambian una vez que se han enviado todos los paquetes de
datos de la memoria intermedia de envío, y la memoria
intermedia vacía se rellena desde el disco, mientras que la
otra memoria intermedia correspondiente a dicho cliente y que
se ha llenado mientras tanto, se dedica a enviar paquetes de
datos. El cliente solicita todos los paquetes de datos que
pueda alojar en una memoria intermedia local habilitada en el
cliente, en función de la cantidad de datos consumidos hasta
el momento. La memoria intermedia del cliente se utiliza para
cargar datos de vídeo previamente a fin de regular la
fluctuación de fase de retardo, lo que puede suponer mayores
tasas de transferencia de datos durante la carga previa.
La publicación de Hari Kalva y Borko Furth: “Techniques
for Improving the Capacity of Video-on-Demand Systems”, IEEE
Proceedings of the 29th Annual Hawai Internacional Conference
on System Sciences, 1996, páginas 308-315, XP-002164945,
describe un sistema de vídeo a la carta en el que un vídeo
solicitado se transmite en segmentos que se proporcionan al
triple de la velocidad de reproducción. Los segmentos se
transmiten a intervalos de tal forma que la tasa de
transferencia de datos equivale media equivale a la tasa
requerida para la reproducción normal. Los clientes pueden
almacenar en la memoria intermedia varios fragmentos para su
reproducción. Cuando una serie de clientes solicita
simultáneamente la reproducción, los segmentos se envían a
los clientes mediante multidifusión a través de un primer
canal. Cuando un cliente adicional solicita el mismo vídeo en
una fase posterior, en función de la capacidad de la memoria
intermedia del cliente, puede recibir los segmentos que
faltan a través de un segundo canal, transmitiéndose de la
misma forma que los segmentos del primer canal, recibiendo al
mismo tiempo los segmentos a través del primer canal. Esto
permite mantenerse actualizados con la transmisión que está
efectuándose a través del primer canal, en caso que la
memoria intermedia pueda albergar un número de segmentos
equivalente al número de segmentos que faltan en el canal de
multidifusión. Si la memoria intermedia es demasiado pequeña
para albergar el número de segmentos necesario, se utilizará
un nuevo canal para ése cliente.
De este modo, la presente invención, según se define en
las reivindicaciones, consiste en un sistema y un método para
ofrecer contenidos de flujo continuo sin fluctuación de fase,
proporcionando al mismo tiempo una experiencia de cambio de
canales sustancialmente instantánea. De acuerdo con los
principios de la presente invención, una memoria intermedia
recibe un primer tren de contenido que transporta una señal
de canal de contenido. El primer tren de contenido transporta
la señal de canal de contenido con una tasa de transferencia
sustancialmente mayor que la tasa de reproducción de
contenido de flujo continuo. Después de llenarse hasta un
nivel predeterminado, la memoria intermedia recibe la señal
de canal de contenido, pasando del primer tren de contenido a
un segundo tren de contenido. El segundo tren de contenido
tiene una tasa de transferencia que es sustancialmente la
misma que la tasa de reproducción de contenido de flujo
continuo. Por lo general, esta conmutación se produce cuando
en la memoria intermedia se introduce un umbral predefinido
de la señal de canal de contenido.
La presente invención se describirá seguidamente en
mayor detalle, haciendo referencia a las figuras adjuntas:
- -
- La figura 1 muestra una red capaz de ofrecer vídeo DSL de acuerdo con los principios de la presente invención;
- -
- La figura 2 muestra un organigrama de un mecanismo de cambio de canal de acuerdo con los principios de la presente invención; y
- -
- La figura 3 muestra una transferencia de datos desde una memoria intermedia de origen a una memoria intermedia de compensación de fluctuación durante el visionado inicial, de acuerdo con los principios de la presente invención.
La presente invención suministra datos de vídeo a un
STB a una velocidad sustancialmente más elevada que la
velocidad de visualización durante un período de tiempo
inicial después de seleccionar un nuevo canal. Durante este
período de tiempo inicial, una memoria intermedia del STB se
carga hasta el nivel deseado. Cuando la memoria intermedia
del STB está cargada, la conexión de vídeo puede conmutarse a
una conexión de vídeo a través de multidifusión, en la que el
decodificador de vídeo del STB recibe el vídeo cargado en la
memoria intermedia desde la memoria intermedia del STB a una
velocidad sustancialmente idéntica a la velocidad de
visualización del vídeo. Adicionalmente, aunque se describe
- en
- términos de vídeo, el concepto y los principios de la
- presente
- invención son de aplicación a cualquier forma de
- flujo continuo digital,
- tanto de vídeo como de audio o de
- datos, o una combinación de los mismos.
Debe entenderse que la presente invención puede
llevarse a cabo mediante diversos tipos de hardware,
software, programación fija de máquina, procesadores
especializados, o una combinación de los mismos. También se
entiende que la presente invención puede llevarse a cabo
mediante software como una aplicación informática incorporada
de forma tangible en un dispositivo de almacenamiento de
programas. La aplicación puede cargarse en, y ser ejecutada
por, una máquina que incluya cualquier arquitectura adecuada.
En un ejemplo de realización, la máquina se implementa en una
plataforma de hardware que dispone de un hardware, como una o
más unidades centrales de procesamiento (CPU), una memoria de
acceso aleatorio (RAM) e interfaces de entrada salida (E/S).
La plataforma informática también incluye un sistema
operativo y un código de microinstrucciones. Los diversos
procesos y funciones descritos en el presente documento
pueden formar parte del código de la microinstrucción o de la
aplicación informática (o una combinación de los mismos) que
se ejecutan mediante el sistema operativo. Además, pueden
conectarse otros dispositivos periféricos a la plataforma
informática, tal como un dispositivo adicional de
almacenamiento de datos y un dispositivo de impresión.
Debe entenderse igualmente que, debido a que algunos de
los componentes y de las etapas del método que integran el
sistema y que se muestran en la descripción y en las figuras
adjuntas pueden llevarse a cabo mediante software, las
conexiones reales entre los componentes del sistema (o las
etapas del proceso) pueden diferir en función de la forma en
la que se programe la presente invención. Teniendo en cuenta
las enseñanzas de la presente invención facilitadas en este
documento, cualquier persona versada en la materia podría
contemplar estas y otras implementaciones o configuraciones
similares de la presente invención.
De acuerdo con una realización de la presente
invención, en aquellos sistemas en los que suele constituir
un problema la cantidad y la gravedad de la fluctuación de
fase, tal como en el caso de la distribución a través de
Internet, pueden instalarse memorias intermedias de
compensación de fluctuación de mayor tamaño a la entrada del
equipo decodificador, lo que disminuiría las instancias y la
gravedad de la fluctuación de fase, al aumentar la cantidad
disponible de vídeo almacenado en memoria intermedia.
Adicionalmente, la presente invención puede ser de
aplicación a cualquier sistema de distribución de vídeo a
través de Internet desde un servidor de vídeo. La
distribución final puede efectuarse mediante DSL, línea
telefónica, módem por cable, Red Digital de Servicios
Integrados (RDSI) o cualquier otro medio de conexión a
Internet. La presente invención también es de aplicación a
los sistemas o conexiones de red que utilizan señales de
multidifusión para conseguir una distribución eficaz, o que
simplemente duplican el tren y envían cadenas individuales.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un
ejemplo ilustrativo de una red para el suministro de vídeos a
través de DSL, que incluye, entre otras cosas, un servidor de
vídeo 101, un conmutador ATM 102 y un Procesador de Control
de Servicio (SCP) 103. La red incluye un Multiplexor de
Acceso DSL (DSLAM) 104, para la conexión de múltiples
usuarios de la DSL a la red. La red incluye adicionalmente un
terminador DSL 105, un encaminador 106, un equipo situado en
las instalaciones del cliente (CPE) 107 y un STB 108. El
servidor de vídeo 101 incluye una memoria intermedia para
cada uno de los canales de vídeo que pueden seleccionarse.
Estos memorias intermedias pueden adaptar sus dimensiones
para hacer frente al peor escenario de fluctuación de fase
posible que pueda visualizarse en el STB 108, incluyendo la
fluctuación de fase provocada por la distribución en modo ATM
y la fluctuación de fase causada por la distribución en el
ámbito de una red de área local, tal como Ethernet.
La fluctuación de fase puede variar entre unos pocos
milisegundos y varios segundos, en función del canal de
distribución utilizado. Existe un canal de comunicación para
los comandos de cambio de canal entre el STB 108 y el equipo
HE 109. Cuando un cliente sintoniza un canal o cambia de
canal, se envía un comando desde el STB 108 al HE 109. El SCP
103 configura una conexión entre el servidor de vídeo 101 y
el STB 108. El servidor de vídeo 101 proporciona vídeo
procedente de una memoria intermedia del HE a la memoria
intermedia STB 108 a una velocidad sustancialmente más
- elevada
- (por ejemplo, a doble velocidad) que la velocidad
- ordinaria
- de visionado (es decir, treinta cuadros por
- segundo).
En un ejemplo de realización de la invención, durante
el período transitorio, la conexión se configura lógicamente
como una conexión punto a punto. Ningún otro STB recibirá el
mismo tren de alta velocidad exactamente en el mismo momento.
El STB recibe el tren de vídeo a alta velocidad y comienza a
visualizar dicho tren inmediatamente. No obstante, el vídeo
se visualiza a la velocidad de visionado normal. De este
modo, el vídeo llega al STB a una velocidad superior a la que
se está visualizando o consumiendo. De este modo, el vídeo se
carga en la memoria intermedia de compensación de fluctuación
situada en la entrada del STB. Una vez que la memoria
intermedia del STB se ha llenado hasta el nivel deseado, el
SCP conmuta la fuente de vídeo a un tren de video que puede
ser compartido entre uno o más STBs (es decir, en
multidifusión).
Haciendo referencia a la figura 2, en el caso de las
retransmisiones en directo, el HE mantendrá una memoria
intermedia que sea al menos tan grande como la memoria
intermedia utilizada para compensación de la fluctuación en
el STB. Por ejemplo, para una memoria intermedia de
compensación de fluctuación del STB de cinco segundos, la
memoria intermedia del HE almacenaría cinco segundos o más de
vídeo. Cuando el cliente cambia de canal, el HE suministrará
vídeo con retardo procedente de la memoria intermedia del HE,
a una tasa de transferencia 201 superior, por ejemplo, de
sesenta cuadros por segundo, a la tasa de transferencia de
vídeo durante el visionado normal 202, es decir, de treinta
cuadros por segundo.
En un ejemplo de realización de la invención, la
memoria intermedia del HE es una memoria intermedia circular
o de cola que mantiene un nivel de información. El transmisor
del HE se limitará tan sólo a extraer los datos desde un
instante progresivamente posterior de la memoria intermedia.
La memoria intermedia permanece llena en todo momento, por lo
que puede gestionar múltiples clientes simultáneamente,
extrayendo de la memoria intermedia datos relativos a
diferentes momentos. Los datos se transmiten al exterior
desde la memoria intermedia a una velocidad de 1X, aunque los
datos se envían a la memoria intermedia del STB a una
velocidad superior, por ejemplo 3X. No obstante, desde la
perspectiva del STB, parece que la memoria intermedia del HE
se vacía.
Dado que el vídeo se visualiza a la velocidad normal,
pero el tren está llegando a una velocidad superior, la
memoria intermedia de compensación de fluctuación situada en
la entrada del equipo decodificador se llenará hasta un nivel
deseable. De acuerdo con el ejemplo, una vez que la memoria
intermedia se ha llenado con cinco segundos de vídeo, el HE
deja de enviar vídeo a los STBs a la velocidad más elevada y
comienza a enviar vídeo a la velocidad de visionado normal.
Esto puede suceder mediante la conmutación de la entrada del
STB a un tren de video transmitido mediante multidifusión o
radiodifusión. El tren de multidifusión se envía en tiempo
real. Durante la fase inicial, el retardo de cinco segundos
se debe a los cinco segundos de datos antiguos que están
enviándose desde la memoria intermedia del HE. Tras la
conmutación a multidifusión, todo el retardo se debe a cinco
segundos de vídeo almacenados en la memoria intermedia del
STB.
La conmutación de la señal de la memoria intermedia del
HE al tren de vídeo puede controlarse desde el HE, ya que el
HE sabe en qué punto ha recibido el STB la totalidad del
vídeo demorado procedente de la memoria intermedia de retardo
del HE, y el único vídeo que queda por enviar es el vídeo en
tiempo real que se está utilizando para llenar la memoria
intermedia de retardo.
Haciendo referencia a la figura 3, durante el período
transitorio de cambio de canal 301 a 303, los datos se
transfieren desde una memoria intermedia HE 304 a 307 a la
memoria intermedia STB 308 a 311 hasta que se establece el
retardo deseado antes de pasar al tren transmitido mediante
radiodifusión y que está almacenado en la memoria intermedia
5 312. Debe observarse que este método puede ser de aplicación
a transmisiones en tiempo real, tales como programas
deportivos, películas, o cualquier otro tipo de programación
de vídeo.
También es posible que algunos datos de vídeo puedan
10 llegar retrasados durante los momentos iniciales, tras el
segundo cambio. Pero se espera que el retardo de los paquetes
asociado a la mayoría de los paquetes de vídeo sea inferior
al retardo máximo, por lo que no es de esperar que puedan
presentarse objeciones. Adicionalmente, la posibilidad de
15 encontrar un paquete retrasado disminuirá a medida que la
memoria intermedia de decodificación se llene.
La lista de referencias citada por el solicitante lo es
solamente para utilidad del lector, no formando parte de
los documentos de patente europeos. Aún cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden
excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda
responsabilidad a este respecto.
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Claims (8)
- Reivindicaciones1. Método para transferir una señal de canal de contenido digital, que comprende etapas de:-enviar a una fuente (101) un comando, cuando se sintoniza o se cambia un canal;-recibir, desde la fuente (101), a nivel de una memoria intermedia y con una tasa de transferencia sustancialmente superior a la tasa de reproducción de contenido de flujo continuo del contenido de dicha señal de canal de contenido digital, un primer tren de contenido a través de una primera conexión que es una conexión de punto a punto que transporta dicha señal de canal de contenido digital (201);-determinar por parte de la fuente (101), en qué momento, la memoria intermedia ha recibido una cantidad de datos predefinida procedente de la señal de canal de contenido, correspondiendo dicha cantidad predefinida de datos a una cantidad de datos que reduzca la gravedad de la fluctuación de fase durante la reproducción del contenido de la señal de canal de contenido digital;-conmutar por la fuente (101) desdel primer tren de contenido a través de la primera conexión a un segundo tren de contenido a través de una segunda conexión que transporta dicha señal de canal de contenido digital, una vez que la memoria intermedia ha recibido la cantidad de datos predefinida, pudiendo ser la segunda conexión una conexión de multidifusión, de radiodifusión o una conexión punto a multipunto y con un modo de transferencia asíncrona, que conecta la fuente (101) y la memoria intermedia, en la cual el segundo tren de contenido se transfiere a la memoriaintermedia, sustancialmente a la tasa de reproducción de contenido de la señal de canal de contenido digital (202); y-recibir desde la fuente (101), el segundo tren de contenido a través de la segunda conexión.
- 2. Método de la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de canal de contenido digital comprende flujos continuos de datos de audio o de video.
- 3. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1o 2, en el que la señal de canal de contenido digital representa una radiodifusión en tiempo real.
- 4. Sistema para la transferencia de una señal de un canal de contenido digital, que comprende:
- -
- medios para enviar un comando a una fuente (101) cuando se sintoniza o se cambia un canal;
- -
- medios para recibir, desde la fuente (101), en una memoria intermedia y con una tasa de transferencia sustancialmente superior a la tasa de reproducción de contenido de flujo continuo del contenido de dicha señal de canal de contenido digital, un primer tren de contenido a través de una primera conexión que es una conexión punto a punto que transporta dicha señal de canal de contenido digital (201); y
-estando la fuente (101) equipada con medios para conmutar desdel primer tren de contenido a un segundo tren de contenido a través de una segunda conexión que transporta dicha señal de canal de contenido digital, una vez que la memoria intermedia ha recibido la cantidad de datos predefinida, siendo la segunda conexión una conexión multidifusión, de radiodifusión o de punto a multipunto y con un modo de transferencia asíncrona, que conecta la fuente y la memoria intermedia, en la cual el segundo tren de contenido se transfiere a la memoria intermedia,sustancialmente a la tasa de reproducción del contenido de la señal de canal de contenido digital (202);-medios para determinar en qué momento la memoria intermedia ha recibido una cantidad predefinida de datos procedentes de dicha señal de canal de contenido digital, correspondiendo la cantidad de datos predefinida a una cantidad de datos que reduzca la gravedad de la fluctuación de fase durante la reproducción del contenido de dicha señal de canal de contenido digital. -
- 5.
- Método de la reivindicación 1, en el que la señal de canal de contenido digital se transfiere desde una memoria intermedia situada en la fuente, que proporciona el primer tren de contenido a través de la primera conexión punto a punto.
-
- 6.
- Método de la reivindicación 5, que incluye adicionalmente una etapa de carga de la memoria intermedia de la fuente mediante la señal de canal de contenido digital, a una tasa aproximada a la tasa de reproducción de contenido de flujos continuos.
-
- 7.
- Método de la reivindicación 1, caracterizado porque la primera y la segunda conexión consisten en una línea digital de abonado, un módem por cable y una red digital de servicios integrados.
-
- 8.
- Dispositivo de almacenamiento de programas legibles mediante máquina, que incorpora de forma tangible un programa de instrucciones ejecutable por la máquina, a fin de ejecutar el método correspondiente a una de las reivindicaciones 1 a 3
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