FI101666B

FI101666B - Viivekriittisten palvelujen toteutus kaapelitelevisiojärjestelmässä

Info

Publication number: FI101666B
Application number: FI964795A
Authority: FI
Inventors: Heikki Kokkinen
Original assignee: Nokia Multimedia Network Termi
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 1998-07-31
Also published as: EP0845917B1; DE69737586D1; FI101666B1; EP0845917A3; US7086082B1; DE69737586T2; US6091440A; FI964795A0; EP0845917A2

Description

101666

Viivekriittisten palvelujen toteutus kaapelitelevisiojärjestelmässä - Försenings-kritiska tjänstemas realisering i ett kabeltelevisionsystem 5 Keksintö koskee sellaisten puhelin-, kokous- ja pelipalveluihin liittyvien yhteyksien järjestämistä digitaalisessa kaapelitelevisioverkossa, jotka edellyttävät mahdollisimman lyhyttä tiedonsiirtoviivettä.

Kaapelitelevisiojäijestelmä on muodoltaan tavallisimmin puumainen jakeluverkko, 10 jonka juuressa on verkkoa hallitsevan operaattorin päävahvistin eli ns. head-end.

Päävahvistinta voidaan nimittää yleisemmin keskuslaitteistoksi. Jakelulinjat haarautuvat siitä puumaisesti kohti tilaajien päätelaitteita, joita voi olla yhden keskuslait-teiston alaisuudessa jopa satojatuhansia. Signaalin heikkenemisen kompensoimiseksi ja häiriöiden vähentämiseksi jakelulinjoissa on jako vahvistimia, toistimia ja 15 muita sinänsä tunnettuja laitteita.

Viime aikoina on esitetty suunnitelmia kaapelitelevisiojärjestelmien muuttamiseksi yksisuuntaisista jakeluverkoista kaksisuuntaisiksi tiedonsiirtoverkoiksi. Tiedonsiirron suuntaa keskuslaitteistosta päätelaitteisiin päin nimitetään tällöin yleisesti myö-20 täsuunnaksi (engl. downstream, DS) ja päinvastaista suuntaa paluusuunnaksi (engl. upstream, US). Suurikapasiteettisen myötäsuuntaisen pääkanavan lisäksi järjestelmässä on lisäkanavia, joita ovat ainakin yksi paluusuuntainen kanava, jonka kautta päätelaitteet voivat välittää tietoa keskuslaitteen suuntaan, sekä suhteellisen pienika-pasiteettinen myötäsuuntainen ohjauskanava, jonka välityksellä keskuslaitteisto 25 kontrolloi paluusuuntaisten yhteyksien käyttöä. Ohjauskanava voi muodostua syklisesti toistuvista kentistä, jotka keskuslaitteisto multipleksoi digitaalisen videokuvan tai muun pääkanavalla lähetettävän signaalin yhteyteen käyttämällä hyväksi sen kehysrakennetta. Tällainen ohjauskanava on tyypiltään ns. kaistansisäinen eli in-band-ohjauskanava. Toisessa toteutusvaihtoehdossa ohjauskanava sijaitsee omalla taa-30 juuskaistallaan, jolloin se on ns. kaistan ulkoinen eli out-of-band-ohjauskanava.

Esillä olevaa keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi sinänsä tunnettuihin digitaalisiin videojärjestelmiin, joita ovat DA VIC (Digital Audio Visual Council) ja DVB (Digital Video Broadcasting). Keksinnön kannalta merkittävät järjestelmien määri-35 tykset ovat julkaisuissa "DAVIC 1.0 specification part 08; Lower layer protocols and physical interfaces, December 1995", "DAVIC 1.0 corrigienda part 08; Lower layer protocols and physical interfaces, Edited version after New York meeting,

Rev, 2.1., June 1996", "DAVIC 1.1 specification part 08 Lower Layer Protocols and 2 101666

Physical Interfaces Rev. 3.3" ja "ETSI draft specification prETS 300 800; Digital Video Broadcasting (DVB); DVB interaction channel for Cable TV distribution system (CATV). TM 1640 Rev. 4, June 1996." Julkaisujen esittämä kaapelitelevisiojärjestelmä voi perustua koaksiaalikaapeleihin tai ainakin osittain 5 valokuituihin, jolloin jälkimmäisessä tapauksessa sitä nimitetään myös HFC-ver-koksi (Hybrid Fibre Coax).

Kuva 1 esittää julkaisun prETS 300 800 sisältämää ehdotusta taajuuksien jakamiseksi DVB-jäijestelmässä. Mittasuhteet kuvan vaakasuoralla taajuusakselilla ovat 10 suuntaa-antavia ja pystysuora akseli osoittaa vain, mitkä signaalit suuntautuvat kes-kuslaitteistolta päätelaitteisiin päin (DS, kuvassa ylöspäin) ja mitkä signaalit suuntautuvat päinvastaiseen suuntaan (US, kuvassa alaspäin). Taajuusalue 101 ulottuu noin 50 MHz.stä lähes 900 MHz.iin ja se jakaantuu tyypillisesti 6-8 MHz.n levyisiksi kanaviksi 102, joista kuvassa on esitetty selvyyden vuoksi vain kolme.

15 Kullakin kanavalla kulkee yksi QAM-moduloitu (Quadrature Amplitude

Modulation) signaali, joka voi sisältää esimerkiksi yhden tai useampia digitaalisia videosignaaleja MPEG-TS-formaatissa (Motion Picture Experts Group - Transport Stream) tai muuta tietoa, joka vaatii suurta siirtokapasiteettia. Taajuusalue 103 ulottuu 70:stä 130:een megahertsiin ja se sisältää yhden tai kahden megahertsin le-20 vyisiä kanavia 104, joista kullakin kulkee yksi QPSK-moduloitu (Quadrature Phase Shift Keying) ohjauskanava. Selvyyden vuoksi näistäkin kanavista on kuvassa esitetty vain kolme. Taajuusalue 105 ulottuu 300:sta 862:een megahertsiin ja se vastaa sisällöltään taajuusaluetta 103. Kuvan taajuusalue 106, joka ulottuu 5:stä 65:een megahertsiin, on varattu paluusuuntaisille yhteyksille ja se sisältää kanavia 107, 25 joista on esitetty kuvassa vain kolme ja joiden leveys on 200 kHz, 1 MHz tai 2 MHz. Myös paluusuuntaisissa yhteyksissä on tarkoitus käyttää QPSK-modulointia. Uusissa DAVIC-jäijestelmän määrityksissä on tosin varauduttu myös QAM-modu-loinnin käyttöön pienikapasiteettisilla kanavilla.

30 Lähetys erityisesti DAVIC-järjestelmän mukaisella ohjauskanavalla, joka sisältää yhden tai useamman paluusuuntaisen kanavan käyttöä koskevat tiedot, koostuu kuvan 2 mukaisesti SL-ESF-kehyksistä 108 (Signaling Link Extended Superframe). Yhden SL-ESF:n pituus on 4632 bittiä ja se jakaantuu 24:ksi 193 bitin pituiseksi kehykseksi. Kehykset on numeroitu kuvassa 2 jäijestysnumeroilla l:stä 24:een ja li-35 säksi suurennettuna esitettyä yhtä kehystä on merkitty viitenumerolla 109. Kunkin kehyksen alussa on ns. overhead-bitti 110, jonka jälkeen seuraa 192 bitin pituinen hyötykuormaosuus 111 (engl. payload). Overhead-bitin merkitys riippuu siitä, monettako SL-ESF:n sisältämää kehystä tarkastellaan. SL-ESF:n sisältämissä kehyk- 3 101666 sissä numero 4, 8, 12, 16, 20 ja 24 overhead-bitti on arvoltaan kiinteä kehystahdis-tusbitti eli ns. F-bitti. Vastaavasti kehysten numero 2, 6, 10, 14, 18 ja 22 overhead-bitit ovat ns. C-bittejä, jotka muodostavat peräkkäin asetettuina CRC-tarkistussum-man, joka kuvaa edellisen SL-ESF:n bittisisältöä. Joka toisessa kehyksessä alkaen 5 kehyksestä numero 1 overhead-bitti on M-bitti eli osa ns. M-laskuria, joka ilmaisee tällä ohjauskanavalla kontrolloidun paluusuuntaisen kanavan aikavälien numeroinnin ja ajoituksen.

Liikenne kullakin paluusuuntaisella kanavalla jakaantuu kuvan 3 mukaisesti aikavä-10 leihin (engl. slot) 112. Keskuslaitteisto määrää näiden aikavälien käytöstä siten, että osa aikaväleistä voi olla siirtoviiveiden mittaukseen ja kompensointiin tähtäävässä ranging-käytössä, osa on kilpavaraustyyppisesti päätelaitteiden vapaasti käytettävissä (ns. contention-based slots), osa on määrätty tietyn varausluettelon mukaisesti varauksen tehneiden päätelaitteiden käyttöön (ns. reservation slots) ja osalla on 15 käyttöaikataulu, joka takaa tietyn säännöllisen tiedonsiirtokapasiteetin yhden yhteyden käyttöön (ns. contentionless-based slots). DAVIC-jäijestelmässä keskuslaitteisto lähettää yhdellä myötäsuuntaisella ohjauskanavalla jopa kahdeksan paluusuuntaisen kanavan käyttöä koskevat tiedot.

20 Myötä- ja paluusuuntaisten kanavien liikennöinti on tahdistettu siten, että kussakin myötäsuuntaisessa SL-ESF:ssä M-bitit Ml, M5 ja M9 (SL-ESF:ssä näiden bittien jäijestysnumerot SL-ESF:n alusta lukien ovat 0, 1544 ja 3088) vastaavat ns. aikavä-liposition referenssejä (engl. slot position references). Jos paluusuuntaisen kanavan bittinopeus (engl. bit rate) on 1,544 Mbit/s, kahden peräkkäisen aikaväliposition re-25 ferenssin väliseen ajanjaksoon mahtuu kolme paluusuuntaista aikaväliä eli yhden myötäsuuntaisen SL-ESF:n ajallinen pituus on sama kuin yhdeksän paluusuuntaisen aikavälin yhteenlaskettu ajallinen pituus. Jos paluusuuntaisen kanavan bittinopeus on 256 kbit/s, yksi paluusuuntainen aikaväli on ajallisesti yhtä pitkä kuin aika yhdestä aikaväliposition referenssistä seuraavan yli sitä seuraavaan, jolloin yhden 30 myötäsuuntaisen SL-ESF:n ajallinen pituus on sama kuin 1 Viin paluusuuntaisen ai-.* kavälin yhteenlaskettu ajallinen pituus. Jos paluusuuntaisen kanavan bittinopeus on 3,088 Mbit/s, kahden aikaväliposition referenssin väliseen ajanjaksoon mahtuu kuusi paluusuuntaista aikaväliä eli yhden myötäsuuntaisen SL-ESF:n ajallinen pituus on sama kuin 18:n paluusuuntaisen aikavälin yhteenlaskettu ajallinen pituus.

35

Myötäsuuntaisten SL-ESF:ien ja paluusuuntaisten aikavälien identifioimista varten ne numeroidaan syklisesti. SL-ESF:ien numerointi kulkee 0:sta N:ään, missä N on syklin koko eli suurin käytössä oleva SL-ESF:n järjestysnumero. Syklisyys tarkoit- 4 101666 taa, että SL-ESF:n numero O jälkeen seuraa SL-ESF numero 1, sitä seuraa SL-ESF numero 2 ja niin edelleen, kunnes SL-ESF:ää numero N seuraa taas SL-ESF numero Oja numerointi alkaa alusta. Jos myötäsuuntaisen kanavan bittinopeus on 3,088 Mbps, kaksi peräkkäistä SL-ESF: ää numeroidaan aina samalla järjestysnumerolla eli 5 järjestysnumero vaihtuu vain joka toisen SL-ESF:n kohdalla. Kunkin SL-ESF:n M- bitit M10-M1 muodostavat 10-bittisen rekisterin, jossa M10 on eniten merkitsevä bitti ja Ml on vähiten merkitsevä bitti ja jonka arvo ilmaisee SL-ESF:n järjestysnumeron. Koska rekisterissä on 10 bittiä, luvun N suurin mahdollinen arvo on 210. Päätelaitteet ylläpitävät paluusuuntaisten aikavälien numerointia, joka on synkro-10 noitu SL-ESF:ien numerointiin. Jos esimerkiksi sekä myötä- että paluusuunnassa käytetään 1,544 Mbps.n bittinopeutta, SL-ESF:ää numero 0 vastaavat aikavälit O.sta 8:aan, SL-ESF:ää numero 1 vastaavat aikavälit 9:stä 17:äänja niin edelleen.

Päätelaite, jolle on osoitettu tietty paluusuuntaisen kanavan aikaväli, lähettää kysei-15 sen aikavälin aikana 64 tavun pituisen purskeen. Yksi purske 113 on esitetty yksityiskohtaisemmin kuvassa 3. Purskeen alussa on neljän tavun pituinen synkronointi-jakso 114, jota kutsutaan nimellä Unique Word ja joka vastaa heksalukusekvenssiä CC CC CC 0D. Sen jälkeen on 53 tavun pituinen hyötykuormaosuus 115, joka on tavallisimmin ATM-solu, sekä sen sisällöstä laskettu kuusitavuinen Reed-Solomon-20 koodi 116. Purskeen lopussa on yhden tavun pituinen suojaväli 117.

Paluusuuntaiset aikavälit ryhmitellään kuvan 3 esittämällä tavalla ryhmiksi, joissa on bittinopeudesta (256 kbps, 1,544 Mbps tai 3,088 Mbps) riippuen 3, 9 tai 18 aikaväliä. Kuvan 3 tapauksessa kukin ryhmä sisältää 9 aikaväliä eli kyseessä on 1,544 25 Mbps:n paluusuuntainen kanava. Päätelaite, joka saa käyttöönsä contentionless-pe-riaatteen mukaisesti tietyn säännöllisen tiedonsiirtokapasiteetin, voi saada esimerkiksi yhden aikavälin kustakin ryhmästä. Kuvan 3 tapauksessa tietty päätelaite, jota merkitään Ailia, on saanut käyttöönsä kunkin ryhmän neljännen aikavälin. Päätelaite B:lle riittää puolta pienempi tiedonsiirtokapasiteetti, jolloin se saa yhden aikavälin 30 (kuvassa kuudennen aikavälin) joka toisesta ryhmästä. Päätelaite C:n tiedonsiirto-tarve on edelleen puolet B:n tiedonsiirtotarpeesta, joten se saa käyttöönsä yhden aikavälin joka neljännestä ryhmästä.

Jos päätelaite tarvitsee enemmän tiedonsiirtokapasiteettia kuin kuvan 3 päätelaite A, 35 sille osoitetaan useampia aikavälejä kustakin ryhmästä. DAVIC-järjestelmässä määritellyn aikavälien syklisen osoituksen mukaisesti tietyn päätelaitteen saamat aikavälit määritellään niin, että ne sijaitsevat paluusuuntaisten aikavälien jonossa tasavälein. Jotta tämä edellytys olisi sopusoinnussa sen kanssa, että tietylle päätelait- 5 101666 teelle osoitettujen aikavälien on osoitusjärjestelyjen helpottamiseksi sijaittava peräkkäisissä aikaväliiyhmissä samoilla paikoilla ryhmän alkuun ja loppuun nähden, vain tietyt aikavälien monikerrat ovat mahdollisia suuremman tiedonsiirtokapasiteetin muodostamiseksi. Paluusuuntaisen kanavan bittinopeudesta riippuen sallitut 5 monikerrat ovat 1 ja 3 (nopeudella 256 kbps), 1, 3 ja 9 (nopeudella 1,544 Mbps) tai 1, 3, 9 ja 18 (nopeudella 3,088 Mbps). Contentionless-based-tyyppisten aikavälien osoitus tapahtuu siten, että keskuslaitteiston päätelaitteelle lähettämässä ns. Connect-viestissä on kuuden tavun pituinen ns. Cyclic Assignment-tietue, jossa on kolme kahden tavun pituista kenttää, jotka ovat alku-kenttä, etäisyys-kenttä ja 10 loppu-kenttä. Näillä kentillä keskuslaitteisto ilmoittaa, missä aikavälissä päätelaite voi aloittaa lähetyksen, mikä on sille osoitettujen aikavälien keskinäinen etäisyys ja missä aikavälissä päätelaitteen tulee lopettaa lähetys.

Tiedonsiirtonopeutta, jota vastaa yksi aikaväli kussakin aikaväliryhmässä, voidaan 15 nimittää perusbittinopeudeksi (Root Bit Rate, RBR). Paluukanavan bittinopeuden ollessa 256 kbps perusbittinopeus on 64 kbps. Jos paluukanavan bittinopeus on 1,544 Mbps tai 3,088 Mbps, perusbittinopeus on 128 kbps. Mahdolliset tiedonsiirtonopeudet, jotka vastaavat erilaisia yhdelle päätelaitteelle sallittuja aikavälikokoon-panoja, ovat esimerkiksi 1,544 Mbps:n paluukanavalla 1,152 Mbps, 384 kbps ja 128 20 kbps sekä tästä pienemmät bittinopeudet siten, että seuraava bittinopeus on aina puolet edellisestä.

Kun edellä esitettyä tekniikan tason mukaista järjestelyä kaksisuuntaisen tiedonsiirron järjestämiseksi kaapelitelevisiojärjestelmässä yritetään soveltaa viivekriittisten 25 palvelujen toteuttamiseen, törmätään tiettyihin ongelmiin. Viivekriittisillä palveluilla tarkoitetaan tässä ns. kommunikatiivisia palveluja, joissa lähettäjän ja vastaanottajan välillä vaihdetaan kysymyksen ja vastauksen luonteisia viestejä, jolloin kysymyksen esittäjä haluaa vastauksen mahdollisimman nopeasti. Yleisimpiä vii-vekriittisiä palveluja ovat puhelinyhteydet ja erilaiset telekonferenssipalvelut, mutta 30 myös eräät monen käyttäjän kesken pelattavat pelit (engl. multi-player games) asettavat samanlaisia vaatimuksia viiveiden pienuudelle. Telepalveluiden monipuolistuessa syntyy koko ajan uusia palveluja, joista osa tulee aina olemaan viivekriittisiä. Viive aiheuttaa sekä kommunikoinnin hidastumista että lähetetyn tiedon häiritsevää kaikumista vastaanottajalta takaisin lähettäjälle.

35

Tarkastellaan esimerkkinä julkaisun ITU-T Recommendation G. 711 mukaista digitaalista puhelinyhteyttä, joka välittää 8 kHz.n näytteistystaajuudella ja kahdeksan bitin A/D-muunnoksella tuotettua digitaalista puhesignaalia, jolloin tiedonsiirrossa 6 101666 tarvittava bittinopeus on 64 kbps. On huomattava, että siirrettävää tietoa myös syntyy samalla bittinopeudella. Jos tiedon siirtämiseen käytetään ATM-soluja, joissa on 48 tavun (384 bitin) pituinen hyötykuorma, yhden ATM-solun täyttäminen 64 kbps nopeudella kestää 6 millisekuntia. Jotta kanavan kapasiteetti tulisi optimaalisesti 5 käytettyä, laite ei lähetä ATM-solua eteenpäin ennen kuin se on täysi, jolloin pelkkä ATM-solun täyttäminen aiheuttaa signaaliin 6 ms:n viiveen. Julkaisussa "Lee, Kyoo J.: Signal Delay Requirement for IEEE 802.14 protocol to support voice application, IEEE 802.14, Jan. 10, 1996, IEEE 802.14-96/011" on ehdotettu, että puhelinpalvelun edestakaisen viiveen tulisi olla alle 3,4 ms, joten on selvää, että edellä selostettu, 10 ATM-soluihin pohjautuva tiedonsiirtojäijestelmä ei pysty toteuttamaan viivekriitti-siä palveluja toivotulla tavalla.

Tämän keksinnön tavoitteena on esittää tiedonsiirtomenetelmä ja -laitteisto vii-vekriittisten palvelujen toteuttamiseksi kaapelitelevisiojäjjstelmässä, erityisesti 15 DAVIC-jäqestelmässä.

Keksinnön tavoitteet saavutetaan jakamalla DAVIC-järjestelmän aikavälit vii-vekriittistä palvelua varten lyhyemmiksi miniaikaväleiksi ja jäljestämällä niiden osoitus nykyisen DAVIC-järjestelmän kanssa yhteensopivalla tavalla.

20

Keksinnön mukaiselle menetelmälle digitaalisen tiedon välittämiseksi kaapelitelevi-siojärjestelmän lisäkanavalla, jolla sovelletaan aikajakoista monikäyttöä, jossa tiedonsiirtokapasiteetin jakamiseksi eri laitteille niiden käyttöön osoitetaan aikavälejä ja aikavälien käyttöä ohjataan kaapelitelevisiojäijestelmässä myötäsuuntaan lähetet-*; 25 tävillä käyttöosoituksilla, on tunnusomaista, että siinä aikavälit jaetaan edelleen mi niaikaväleiksi, joiden käyttöä ohjataan myötäsuuntaan lähetettävillä käyttöosoituksilla.

Keksintö kohdistuu myös kaapelitelevisiojärjestelmään, jolle on tunnusomaista, että 30 keskuslaitteisto käsittää välineet ohjauskomentojen uudelleenrytmittämiseksi siten, . * että ne osoittavat yksittäisten päätelaitteiden käyttöön miniaikavälejä, jotka ovat ajallisesti lyhyempiä kuin tekniikan tason mukaiset aikavälit, ja ainakin yksi päätelaite käsittää välineet tiedon lähettämiseksi miniaikavälin kokoisina minipurskeina, jolloin päätelaite on varustettu lähettämään tietoa purskeina tai minipurskeina sen 35 mukaan, minkälaisia ohjauskomentoja se vastaanottaa keskuslaitteistolta.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä pienin yhden päätelaitteen käyttöön annettava yksittäinen tiedonsiirtokapasiteetin yksikkö on miniaikaväli, jonka koko valitaan 7 101666 edullisimmin siten, että kolmen peräkkäisen miniaikavälin yhteenlaskettu ajallinen pituus on oleellisesti sama kuin yhden tekniikan tason mukaisen aikavälin pituus.

Myös muunkokoisen miniaikavälin määrittely on mahdollinen. Miniaikavälien nu-meroimiseksi käytetään tekniikan tason mukaisen syklisen numeroinnin laajennusta 5 ja niiden käyttöä ohjataan myötäsuuntaisen ohjauskanavan SL-ESF:iin sisältyvillä ohjausviesteillä. Keksinnön mukainen miniaikavälijäijestely on yhteensopiva DA VIC 1.0-ja 1.1-spesifikaatioiden kanssa, mutta tuo kaksisuuntaiseen kaapelite-levisioviestintään uudenlaisen, STM-tyyppisen (Synchronous Transfer Mode) liikenteen siirtoon soveltuvan tiedonsiirtomuodon, joka soveltuu erityisesti viivekriit-10 tisten palveluiden toteuttamiseen. Koska miniaikavälissä lähetettävän purskeen hyötykuormaosassa on huomattavasti vähemmän bittejä kuin ATM-solun hyöty-kuormassa, keksinnön mukaisesti lähettävä laite ei aiheuta tekniikan tason mukaista pitkähköä viivettä, jota on selostettu edellä.

15 Seuraavassa selostetaan keksintöä yksityiskohtaisemmin viitaten esimerkkinä esitettyyn edulliseen suoritusmuotoon ja oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää tunnettua ehdotusta taajuuksien jakamiseksi DVB-jäijestelmässä, kuva 2 esittää lähetyksen jakaantumista tunnetulla ohjauskanavalla, 20 kuva 3 esittää lähetyksen jakaantumista tunnetulla paluusuuntaisella kanavalla, kuva 4 esittää keksinnön mukaista aikavälirakennetta, kuva 5 esittää keksinnön mukaisten aikavälien synkronointijärjestelyä ja kuva 6 esittää viestien vaihtoa keskuslaitteiston ja päätelaitteen välillä.

25 Edellä tekniikan tason selostuksen yhteydessä on viitattu kuviin 1-3, joten seuraavassa keksinnön ja sen edullisten suoritusmuotojen selostuksessa viitataan lähinnä kuviin 4-6. Kuvissa käytetään toisiaan vastaavista osista samoja viitenumerolta.

Kuvassa 4 on esitetty keksinnön edullisimmaksi katsotun suoritusmuodon mukainen 30 miniaikavälirakenne, jossa kolmen peräkkäisen miniaikavälin yhteenlaskettu ajallinen pituus on oleellisesti sama kuin yhden tekniikan tason mukaisen paluusuuntai-sen aikavälin pituus. Vertailun vuoksi kuvassa 4 on esitetty myös tunnettu aikaväli 112 ja tunnettu purske 113. Tekniikan tason mukainen lähettävä laite lähettää aikavälissä 112 purskeen 113, jonka osat ovat neljän tavun pituinen synkronointijakso 35 114, 53 tavun pituinen hyötykuormaosuus 115 sekä sen sisällöstä laskettu kuusita- vuinen Reed-Solomon-koodi 116. Purskeen lopussa on yhden tavun pituinen suoja-väli 117. Keksinnön mukaisessa miniaikavälissä 118 lähettävä laite lähettää purskeen 119, jota voidaan nimittää minipurskeeksi ja jonka alussa on samanlainen syn- 8 101666 kronointijakso 120 kuin tekniikan tason mukaisen purskeen alussa. Minipurskeen hyötykuormaosa 121 on vain 14 tavun (112 bitin) pituinen. Virheenkoijausta varten minipurskeessa on kaksitavuinen (16-bittinen) CRC-koodi 122 ja minipurskeen lopussa on yhden tavun pituinen suojaväli 123. Minipurskeen pituus tavuina suojaväli 5 mukaanlukien on 21 tavua, jolloin kolmen peräkkäisen minipurskeen pituus on 63 tavua. Joka kolmannen minipurskeen jälkeen keksinnön mukaisessa aikaväliraken-teessa on ylimääräinen suojaväli 124, jotta rakenteen pituus olisi sama kuin tekniikan tason mukaisen aikavälin 112 pituus (64 tavua).

10 Miniaikavälit synkronoidaan paluusuuntaisessa lähetyksessä kyseistä paluusuuntais- ta kanavaa ohjaavan ohjauskanavan SL-ESF:eihin samaan tapaan kuin tekniikan tason mukaiset isommat aikavälit. Kuvassa 5 oletetaan, että bittinopeus sekä ohjaus-kanavalla että paluusuuntaisella kanavalla on 1,544 Mbps. Rivi 125 kuvaa myötä-suuntaisen ohjauskanavan peräkkäisiä SL-ESF:ejä. Rivi 126 kuvaa keksinnön mu-15 kaisten miniaikavälien ajoittumista suhteessa SL-ESF:eihin ja rivi 127 kuvaa vertailun vuoksi tekniikan tason mukaisten aikavälien vastaavaa ajoittumista. Kun paluu-suuntaisen kanavan bittinopeus on mainittu 1,544 Mbps, kunkin myötäsuuntaisen SL-ESF:n kohdalle ajoittuu tasan 27 peräkkäistä miniaikaväliä. Mustat vinoneliöt rivin 125 alapuolella kuvaavat SL-ESF:ään tunnetulla tavalla sisältyviä aikavälipo-20 sition referenssejä. Koska niitä on kolme kussakin SL-ESF:ssä ja ne muodostavat tasavälisen jonon, kahden peräkkäisen aikaväliposition referenssin väliin ajoittuu tasan yhdeksän miniaikaväliä.

Aiemmin mainituissa DAVIC-järjestelmän spesifikaatioissa on esitetty, miten kes-25 kuslaitteisto määrää, mitkä paluusuuntaisen kanavan aikavälit ovat ranging-, contention-based-, reservation-ja contentionless-based-tyyppisiä. Keksintö ei edellytä muutoksia tähän järjestelyyn, koska keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti ne kolme miniaikaväliä, jotka sijoittuvat tietyn tekniikan tason mukaisen aikavälin "tilalle", ovat keskenään samantyyppisiä. Ohjauskanava ilmoittaa kyseisten miniai-30 kavälien yhteisen tyypin samalla tavalla, jolla se ilmaisisi tekniikan tason mukaisen aikavälin tyypin. Siirtoviiveiden mittaukseen ja kompensointiin tähtäävä ranging-toiminto on määritelty DAVIC-jäijestelmässä niin, että miniaikavälit eivät sovellu siihen, joten miniaikavälit ovat joko contention-based-, reservation- tai contention-less-tyyppisiä. Puheluyhteyksien ja muiden vakiosuuruista tiedonsiirtokapasiteettia 35 edellyttävien palveluiden välittämisessä tulevat kyseeseen lähinnä contentionless-tyyppiset miniaikavälit.

9 101666

Paluusuuntaisen kanavan jakaantumista aikaväleihin tai miniaikaväleihin nimitetään granulariteetiksi. Keskuslaitteisto ilmoittaa tietyn paluusuuntaisen kanavan granu-lariteetin esimerkiksi sisällyttämällä sitä koskevan koodinumeron tiettyyn kaksibitti-seen varauksenohjauskenttään (engl. reservation control field), joka sisältyy ohjaus-5 kanavalla välitetyn SL-ESF:n ns. R-tavuihin. Erään ehdotuksen mukaan varauksen ohjauskentän bittiarvo "10" (vastaa 10-jäijestelmän lukua 2) ilmaisee, että paluusuuntaisen kanavan granulariteetti on tekniikan tason mukaisen aikavälin kokoinen, ja bittiarvo "11" (vastaa 10-jäijestelmän lukua 3) ilmaisee, että paluusuuntaisen kanavan granulariteetti on miniaikavälin kokoinen. Myös jälkimmäisessä tapauksessa 10 kyseisellä paluusuuntaisella kanavalla voidaan lähettää tekniikan tason mukaisia purskeita, kunhan niitä lähettävän päätelaitteen käytössä on kolme peräkkäistä mi-niaikaväliä. Paluusuuntaisella kanavalla, jonka granulariteetti on miniaikavälin kokoinen, mahdolliset ranging-aikavälit ovat tekniikan tason mukaisia ja contention-tyyppiset aikavälit ovat aina miniaikavälejä, koska niitä ei varata minkään tietyn 15 päätelaitteen käyttöön. Reservation- ja contentionless-tyyppiset aikavälit voivat olla joko miniaikavälejä tai niitä voidaan varata tietyn päätelaitteen käyttöön kolme peräkkäin, jolloin päätelaite voi lähettää tekniikan tason mukaisia purskeita.

Seuraavaksi selostetaan keksinnön mukaisten miniaikavälien numerointia suhteessa 20 ohjauskanavan SL-ESF:ien numerointiin. SL-ESF:t sisältävät aikaväliposition referenssejä tunnetulla tavalla. Paluusuuntaisen kanavan miniaikavälien määrä kahden peräkkäisen aikaväliposition referenssien välillä sekä käytössä oleva miniaikavälien kokonaismäärä sekunnissa riippuvat paluusuuntaisen kanavan bittinopeudesta seu-raavan taulukon mukaisesti.

25

Taulukko 1

Paluusuuntaisen kanavan Miniaikavälejä / aikaväli- Miniaikavälejä / sekunti bittinopeus position referenssi _256 kbps__1^5__1500_ _1,544 Mbps__9__9000_ 3,088 Mbps 18 18000

Keksinnön edellyttämät muutokset algoritmiin, joka on esitetty DAVIC-järjestelmän spesifikaatioissa ja jolla päätelaite ylläpitää aikavälien numerointia, rajoittuvat sii-30 hen, että päätelaite asettaa luvun m arvoksi taulukon 1 keskimmäisestä sarakkeesta bittinopeuden mukaan luettavan arvon. Luku m on mainitussa algoritmissa esiintyvä parametri, joka tekniikan tason mukaisessa versiossa määrittää sen, montako aika- 10 101666 väliä mahtuu kahden peräkkäisen aikaväliposition referenssin väliin. Liitteessä 1 on esitetty algoritmi sekä spesifikaation esittämässä muodossa että keksinnön mukaisesti muutetussa muodossa.

5 Kuva 6 esittää keskuslaitteiston (NRC, Network Related Control) ja päätelaitteen (NIU/STB, Network Interface Unit / Set Top Box) välistä MAC-viestien (Media Access Control) vaihtoa yhteyden muodostamiseksi. Viestit 130 ja 131 kuuluvat ns. alustusvaiheeseen (Initialization and Provisioning), viestit 132 - 136 muodostavat ns. kiijoittautumisvaiheen (Sign-On) ja viestit 137 - 139 muodostavat varsinaisen 10 yhteyden muodostusvaiheen (Connection Establishment). Jos paluusuuntaisen kanavan granulariteettia koskeva tieto välitetään edellä ehdotetulla tavalla kyseistä kanavaa ohjaavan ohjauskanavan SL-ESF:ien R-tavuissa eikä siihen viitata kuvan 6 viestien sisällössä, esillä oleva keksintö edellyttää muutoksia vain viestien 137 - 139 muodostamaan yhteyden muodostusvaiheeseen ja siinäkin lähinnä viestiin 137 15 (Connect-viestiin). Liitteessä 2 on esitetty taulukkomuodossa Connect-viesti tekniikan tason mukaisena ja keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisena. Ensimmäinen muutos koskee viestin Connection Control Field-kenttää, joka on tekniikan tason mukaisessa viestissä yhden tavun pituinen. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti kenttä pidennetään kahdeksi tavuksi, jolloin se sisältää viisi myö-20 hempään käyttöön varattavaa bittiä ja kolme uutta merkkibittiä. Ensimmäinen merk-kibitti ilmaisee, sisältyykö Connect-viestiin ns. toinen Cyclic_Assignment-tietue, jonka sisältöön palataan jäljempänä. Toinen ja kolmas merkkibitti ilmaisevat, sisältääkö Connect-viesti myötäsuuntaisen ja paluusuuntaisen STM-tyyppisen yhteysku-vauksen, joita kutsutaan seuraavassa nimillä DS STM CBD ja US STM CBD, 25 missä lyhenne CBD tulee DAVICissa vakiintuneen käytännön mukaisesti sanoista Connection Block Descriptor.

Toinen Cyclic Assignment-tietue on edullisimmin kahdeksan tavun pituinen tietue, jonka keskuslaitteisto voi sisällyttää Connect-viestiin ja joka on esitetty liitteen 2 30 siinä osassa, joka kuvaa keksintöä. Siinä on neljä kahden tavun pituista kenttää, i joista alku-, etäisyys- ja loppu-kentillä on sama merkitys kuin tekniikan tason mu-kaisessa ensimmäisessä CyclicAssignment-tietueessa. Toisella alku-kentällä (Contentionless Start Second) keskuslaitteisto antaa tarvittaessa päätelaitteen käyttöön toisen aloitusaikavälin, josta päätelaite voi jatkaa lähetystä etäisyys-kentän 35 ilmoittaman aikavälimäärän välein. Toisen alku-kentän ei tarvitse määrittää kuin yksi aloitusalikaväli; eräs helppo tapa tähän on määritellä, että jos toisessa Cyclic Assignment-tietueessa toisen alku-kentän arvo on sama kuin loppu-kentän (Contentionless End-kentän) arvo, toisen aloitusaikavälin määrittely ei ole voimas- 101666 11 sa. Connect-viesti voi sisältää joko vain ensimmäisen CyclicAssignment-tietueen, vain toisen Cyclic Assignment-tietueen tai molemmat CyclicAssignment-tietueet, jolloin viimeisimmässä vaihtoehdossa kukin aikaväliryhmä voi sisältää kolme päätelaitteelle erikseen määrättyä aikaväliä sekä niiden sallitut toistumissyklit. Riippuen 5 siitä, mitkä tietueet sisältyvät Connect-viestiin, keskuslaitteista voi antaa yhden päätelaitteen käyttöön seuraavat miniaikavälien monikerrat aikaväliryhmää kohti, kun edellytetään, että päätelaitteelle osoitetun aikavälin tai osoitettujen aikavälien sijainti ryhmän alkuun ja loppuun nähden pysyy samana ryhmästä toiseen: 10 Taulukko 2 ____

Paluukanavan Miniaikavälien Sallitut moni- Sallitut moni- Sallitut moni- bittinopeus lukumäärä ai- kerrat, ensim- kerrat, toinen kerrat, mo- kaväli-ryhmäs- mäinen tietue tietue lemmat sä tietueet 256 kbps 9 1,3,9 1,2,3,6,9 1,2,3,4,5,6, _____7,9 1,544 Mbps 27 1,3,9,27 1,2,3,6,9, 1,2,3,4,5,6, 18,27 7,9,10,11, 12, 15, 18, 19, __.____21,27 3,088 Mbps 54 1,2,3,6,9, 1,2,3,4,6,9, 1,2,3,4,5,6, 18, 27, 54 12, 18, 27, 36, 7, 8, 9, 10, 11, 54 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20,21, 22,24,27,28, 29, 30,31, 33, 36, 37, 38, 39, ____ 42, 45, 54

Miniaikaväleihin jakaantuvan paluukanavan perusbittinopeus on 256 kbps:n kanavalla 16 kbps ja 1,544 Mbps:n ja 3,088 Mbps:n kanavilla 32 kbps. Sallituista moni-kerroista on huomioitava erityisesti se, että 256 kbps:n kanavalla nelinkertainen bit-15 tinopeus perusbittinopeuteen nähden ja muilla kanavilla vastaavasti kaksinkertainen bittinopeus perusbittinopeuteen nähden on 64 kbps, mikä vastaa edellämainitun digitaalisen puhelinjärjestelmän tiedonsiirtotarvetta.

12 101666

Yhteyskuvaukset (CBD:t) ovat tietueita, joilla keskuslaitteisto välittää päätelaitteelle tiedon tietyn yhteyden tunnisteesta, taajuudesta ja tyypistä. DAVIC-jäijestelmän spesifikaatioissa on määritelty yhteyskuvaukset myötäsuuntaiselle ATM-yhteydelle, myötäsuuntaiselle MPEG-ohjelman lähetykselle ja paluusuuntaiselle ATM-yhtey-5 delle. Koska keksintö muodostaa keskuslaitteiston ja päätelaitteen välille STM-tyyppisen yhteyden, joka voi olla kaksisuuntainen, tässä ehdotetaan kahden uuden yhteyskuvauksen määrittämistä. Uudet yhteyskuvaukset on esitetty taulukkomuodossa liitteessä 3. Myötäsuuntaisen STM-yhteyden yhteyskuvaus on keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti seitsemän tavun pituinen tietue, jossa neljä 10 ensimmäistä tavua ilmaisevat myötäsuuntaisen STM-tyyppisen yhteyden taajuuden samalla tavalla kuin tunnetuissa yhteyskuvauksissa. Kaksi seuraavaa tavua ilmaisevat myötäsuuntaisen STM-tyyppisen yhteyden yksikäsitteisen tunnisteen, jota liitteessä 3 on merkitty nimellä Downstream STM ID. Viimeinen tavu on koodinumero, joka ilmaisee yhteydessä käytettävän modulaatiomenetelmän samalla tavalla 15 kuin tekniikan tason mukaisissa yhteyskuvauksissa.

Paluusuuntaisen STM-tyyppisen yhteyden yhteyskuvaus on keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti myös seitsemän tavun pituinen tietue, jossa neljä ensimmäistä tavua ilmaisevat paluusuuntaisen STM-tyyppisen yhteyden taajuuden sa-20 maila tavalla kuin tunnetuissa yhteyskuvauksissa. Kaksi seuraavaa tavua ilmaisevat paluusuuntaisen STM-tyyppisen yhteyden yksikäsitteisen tunnisteen, jota liitteessä 3 on merkitty nimellä Upstream STM ID. Viimeinen tavu on kenttä, joka sisältää samanlaiset tiedot kuin tunnetun, paluusuuntaista ATM-yhteyttä koskevan yhteys-kuvauksen UpstreamParameters-kenttä.

25

Jotta päätelaite voi olla varma paluusuuntaan lähettämänsä purskeen perillemenosta, keskuslaitteiston on lähetettävä jonkinlainen purskekohtainen kuittaus. Tekniikan tason mukaisessa järjestelyssä kuittaus sisältyy tiettyjen indikaattoribittien muodossa ohjauskanavan SL-ESF:ien sisältämiin ns. R-tavuihin. Jos keksinnön mukaisessa 30 jäijestelmässä ohjauskanavien ja niiden ohjaamien paluusuuntaisten kanavien lukumääräsuhteet ja kanavien bittinopeudet määritellään niin, että yksi ohjauskanava pystyy välittämään riittävän määrän R-tavuja suhteessa sen ohjaamien paluusuuntaisten kanavien määrään, samaa järjestelyä voidaan käyttää myös miniaikaväleissä lähetettyjen purskeiden kuittaamiseen. Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa järjes-35 telyssä R-tavujen sisältämiä indikaattoribittejä käytetään kuitenkin vain kolmen peräkkäisen miniaikavälin alueella lähetettyjen tekniikan tason mukaisten purskeiden (ATM-solujen) kuittaamiseen. Minipurskeiden kuittaamiseksi on tällöin edullisinta luoda DAVIC-spesifikaatioissa esitettyihin MAC-viesteihin verrannollinen uusi 13 101666 MAC-viesti (Media Access Control), jota seuraavassa nimitetään miniaikavälien kuittausviestiksi (Mini Slot Reception Indicator Message). Liitteessä 4 on esitetty taulukkomuodossa eräs ehdotus miniaikavälien kuittausviestiksi. Viestin informaatio-osien pituus on 5 tavua, joista kaksi ensimmäistä tavua sisältävät sen miniaika-5 välin numeron, jossa ensimmäinen kuitattava minipurske on lähetetty. Seuraava tavu ilmaisee, montako pursketta ensimmäisestä lähtien kuitataan samalla kuittausviestillä. Kaksi viimeistä tavua sisältävät sen yhteyden tunnusnumeron, johon kuitattavat purskeet liittyvät.

10 Miniaikavälit soveltuvat hyvin niiden varausviestien lähettämiseen, joilla päätelait teet ilmaisevat keskuslaitteistolle haluavansa varata (mini)aikavälejä. Tekniikan tason mukaisen varausviestin pituus on vain 11 tavua, joten se mahtuu osaksi mini-purskeen 14 tavun pituista hyötykuormaa. Kolme tavua voidaan varata jäijestelmän myöhemmille laajennuksille.

15

Edellä on selostettu miniaikavälien käyttöä erityisesti tiedonsiirron toteuttamiseksi paluusuuntaisella kanavalla. Samaa periaatetta on kuitenkin mahdollista soveltaa myös niillä myötäsuuntaisilla kanavilla, joilla on yksittäisiin päätelaiteyhteyksiin liittyvää liikennöintiä, joka jakaantuu aikaväleihin. Vaikka edellä on esitetty, että 20 viivekriittisen palvelun perustana on nimenomaan 64 kbps nopeudella tuotettu digitaalinen puhelinsignaali, keksintö ei mitenkään rajoita välitettävän signaalin synty-mistapaa. Alan ammattimiehelle on selvää, että tunnettuja kaapelitelevisiojärjestel-mien spesifikaatioita voidaan edelleen muokata ilman, että poiketaan tässä patenttihakemuksessa esitetystä keksinnöllisestä ajatuksesta, joka on tarkemmin määritelty ' 25 oheisissa patenttivaatimuksissa. Esimerkiksi MAC-viesteissä käytettyä numerointia- varuutta on mahdollista kasvattaa nykyisestä 213:sta 216:een, jolloin numerointiava-ruuden koko ei rajoittaisi miniaikavälien osoittamista.

Laitteiston osalta keksintö ei edellytä kovin suuria muutoksia tekniikan tason mu-30 kaisiin ratkaisuihin nähden. DAVIC-järjestelmän mukaiset, tunnetut keskuslaitteistot ja päätelaitteet sisältävät tarpeelliset signaalinkäsittelyosat, joilla toteutetaan sinänsä tunnetut SL-ESF:ien ja paluusuuntaisten aikavälien synkronointi sekä lähetyksen muotoileminen myötäsuunnassa kehyksiksi ja paluusuunnassa purskeiksi. Miniaikavälien käyttö paluusuunnassa edellyttää vain näiden osien toiminnan ryt-35 niittämistä uudelleen siten, että toisaalta päätelaite pystyy muotoilemaan lähetyksen lyhyiksi minipurskeiksi ja toisaalta keskuslaitteisto pystyy erottamaan peräkkäiset minipurskeet toisistaan ja käsittelemään ne eri päätelaiteyhteyksiin liittyvinä tieto-yksiköinä. Uudelleenrytmitys on edullisinta toteuttaa ohjelmallisesti tekemällä tar- 14 101666 vittavat muutokset toisaalta keskuslaitteiston ja toisaalta päätelaitteen toimintaa ohjaavan mikroprosessorin suorittamaan ohjelmaan. Samaten edellä ehdotetun uuden miniaikavälien kuittausviestin toteutus keskuslaitteistossa ja tunnistus päätelaitteessa on mahdollista tehdä ohjelmallisesti.

5

Yhteys kaapelitelevisiojäijestelmästä edelleen muihin tiedonsiirtojärjestelmiin eli ns. runkoverkkoihin on mahdollista tehdä monilla tavoilla. DAVIC-järjestelmässä on ehdotettu, että keskuslaitteistosta on ns. A4-tyyppinen rajapinta yleisiin ATM-verkkoihin. Koska keksinnön mukainen järjestely siirtää puheluyhteyksien tapauk-10 sessa samanlaista 64 kbps:n nopeuksista viivekriittistä tietoa kuin tunnetut digitaaliset puhelinjärjestelmät, kaapelitelevisiojäijestelmästä voisi olla edullista jäljestää suora yhteys yleiseen SDH- verkkoon (Synchronous Digital Hierarchy), SONET-verkkoon (Synchronous Optical NET work) tai PDH-verkkoon (Plesiocbronous Digital Hierarchy), jolloin miniaikavälien välittämä puheluyhteyteen liittyvä 64 15 kbpsrn tietovirta olisi sellaisenaan yhteensopiva runkoverkossa käytetyn tiedonsiir-tomuodon kanssa. Jos käytetään DAVIC-spesifikaatioiden mukaista ATM-runko-verkkoliitäntää, miniaikavälien ja runkoverkon ATM-solujen yhteensovittamisessa on ainakin kaksi mahdollisuutta. Ensimmäisen periaatteen mukaisesti yhden miniai-kavälin sisältö asetetaan vastaamaan yhtä runkoverkon ATM-solua, jolloin tiedon-20 siirrossa ei synny ylimääräistä viivettä, mutta suuri osa runkoverkon kapasiteetista menee hukkaan, koska ATM-soluun mahtuisi miniaikaväliin nähden nelinkertainen määrä tietoa. Toinen mahdollisuus on kerätä paluusuuntaisen yhteyden tapauksessa keskuslaitteistossa kulloinkin neljän peräkkäisen paluusuuntaisen miniaikavälin tiedot ja täyttää niillä yksi ATM-solu, joka lähetetään runkoverkkoon. Vastaavasti 25 myötäsuunnassa keskuslaitteisto purkaa runkoverkosta saapuvan ATM-solun ja jakaa sen sisällön neljään peräkkäiseen myötäsuuntaiseen miniaikaväliin. Tällöin ylimääräinen tiedonsiirtoviive on sama, joka aiheutuisi tekniikan tason mukaisesta ATM-solujen muodostamisesta päätelaitteessa. Viiveen edellyttämä kaiunpoisto voidaan kuitenkin tehdä runkoverkossa eikä tekniikan tason mukaisesti käyttäjän 30 päätelaitteessa, mikä on edullista, koska päätelaitteen ei tarvitse sisältää kaiunpoisto-toimintoa, jolloin sen valmistuskustannukset jäävät pienemmiksi.

Miniaikavälien käytön ohjaus ei rajoitu DAVIC-jäijestelmän mukaisen varausjärjes-telyyn vaan niiden osoittamiseksi päätelaitteille voidaan käyttää myös muunlaisia, 35 tehokkaampia varausjäijestelyjä. Lisäksi se, mitä edellä ja jäljempänä esitettävissä patenttivaatimuksissa on sanottu kaapelitelevisiojärjestelmistä, voidaan yleistää koskemaan protokolliltaan ja laitteiden välisiltä toiminnallisilta suhteiltaan kaapelitele-visiojärjestelmien kaltaisia tiedonsiirtojärjestelmiä, joissa kuitenkin tiedonsiirto ta- 15 101666 pahtuu kaapelin asemesta radioaaltojen välityksellä. Esimerkkejä tällaisista järjestelmistä ovat sinänsä tunnetut MMDS- (Microwave Multipoint Distribution Services) ja LMDS-järjestelmät (Local Multipoint Distribution Services).

16 101666

Liite 1

Tekniikan tason mukainen M-bittien laskenta-algoritmi: 5 if (downstream_rate = 3.088 Mbit/s) {n = 1;} else {n = 0;} upstream_slot_position_register = value of M-bits latched at bit_position Ml 1 (Ml0 - Ml) 10 if (upstream_rate=l .544 Mbit/s) { m = 3;} else if (upstream_rate=3.088 Mbit/s) {m = 6;} else {m = 0.5} if ( bit_position=Ml and previous M12 =1) 15 { upstream slot_position_counter = upstream_slot_position_register * 3 * m; } if ( bit_position — M5) if ((n — 0) or (n = 1 and previous Ml 2 — 0) ) { upstream_slot_position_counter = upstream_slot_position_counter+m; } 20 if (bit_position == M9) if ( (n = 0) or (n = 1 and previous M12 == 1)) { upstream_slot_position_counter = upstream_slot_position_counter + m; } 25 if (bit_position = M11) {temp_upstream_slot_position_register = (M10, M9, M8, ...., Ml); } if ((bit_position = M12 ) and (M12 = 1)) {upstream_slot_position_register = temp_upstream_slot_position_register;} 30

Keksinnön mukainen M-bittien laskenta-algoritmi: if (downstreamrate = 3.088 Mbit/s) (n = 1;} else {n = 0;} upstream_slot_positi on_regi ster = value of M-bits latched at bit_position Ml 1 (Ml 0 - Ml) 35 17 101666 if (upstream_rate= 1.544 Mbit/s) { m = 9;} else if (upstream_rate=3.088 Mbit/s) {m = 18,} else {m = 1.5} 5 if (bit_position=M 1 and previous M12 = 1) { upstream_slot_position_counter = upstream_slot_position_register * 3 * m; } if (bit_position = M5) if ((n = 0) or (n = 1 and previous M12 = 0)) 10 { upstream_slot_position_counter = upstream_slot_position_counter+m; } if (bit_position = M9) if ((n = 0) or (n = 1 and previous M12 =1)) { upstream_slot_position_counter = upstream_slot_position_counter + m; } 15 if (bit_position — Ml 1) {temp_upstream_slot_position_register = (M10, M9, M8,...., Ml); } if ((bit_position = M12 ) and ( M12 =1)) 20 {upstream_slot_position_register = temp_upstream_slot_position_register;} 18 101666

Liite 2

Connect-viesti taulukkomuodossa tekniikan tason mukaisena:

Connect Message (){ Bits Bytes Bit

Number / 5 Descrip tion

ConnectionDD 32 4

SessionNumber 32 4

ResourceNumber 16 2 10 ConnectionControlField 1 D SATMCBDIncluded 1 7:{N/Y} DS_MPEG_CBD_Included 1 6: {NAT} U SATMCBDIncluded 1 5: {NAT}

Upstream_Channel_Number 3 4..2 15 SlotListlncluded 1 1: {N/Y}

Cyclic_Assignment 1 0:{NAf}

FrameLength 16 2

Maximum_Contention_Access_ 8 1

MessageLength 20 Maximum_Reservation_Access_ 8 1

Message_Length if (Connection_Control_Field = D S ATM CBD Included) {

Downstream_ATM_CBD() 64 8 .. 25 } if (Connection Control Field = DS MPEG CBD Included) {

Downstream_MPEG_CBD() 48 6 } 30 if (Connection Control Field = [ US ATM CBD Included) {

Upstream_ATM_CBD() 64 8 } if (Connection Control Field = 35 Slot_List_Included) {

NumberSlotsDefined 8 1 for(i=0; i<Number_Slots_Assigned;i-H-){

Slot_Number 13 2 19 101666 } } if (ConnectionControlField =

CyclicAssignment) { 5 Contentionless_Start 16 2

ContentionlessDist 16 2

ContentionlessEnd 16 2 } } 10 Connect-viesti taulukkomuodossa keksinnön mukaisena:

ConnectMessage (){ Bits Bytes Bit

Number / Description 15

Connection_ID 32 4

Session_Number 32 4

ResourceNumber 16 2

ConnectionControlField 2 20 reserved 5 11...15

Second_Cyclic_Assignment_Included 1 10 DSSTMCBDIncluded 1 9 US_STM_CBD_Included 1 8 DSATMCBDIncluded 1 7:{N/Y> 25 D S_MPEG_CBD_Included 1 6:{N/Y} U S_ATM_CBD_Included 1 5:{N/Y}

Upstream_Channel_Number 3 4..2

SlotListlncluded 1 1: {N/Y}

Cyclic_Assignment 1 0:{N/Y} 30 Frame_Length 16 2

Maximum_Contention_Access_ 8 1

MessageLength

Maximum_Reservation_Access_ 8 1

Message_Length 35 if (Connection Control Field == DS_STM_CBD_Included) {

Upstream_STM_CBD() 64 8 } 20 101666 if (ConnectionControlField = US STM CBD Included) {

Downstream_STM_CBD() 64 8 } 5 if (Connection Control Field = DS ATM CBD Included) {

Downstream_ATM_CBD() 64 8 } if (Connection Control Field = 10 DS MPEG CBD Included) {

Downstream_MPEG_CBD() 48 6 } if (Connection Control Field = US_ATM_CBD_Included) { 15 Upstream_ATM_CBD() 64 8 } if (Connection Control Field ==

SlotListlncluded) {

Number_Slots_Defined 8 1 20 for(i=0; i<Number_Slots_Assigned;i++){

SlotNumber 13 2 } } if (Connection Control Field = 25 Cyclic Assignment) {

ContentionlessStart 16 2

ContentionlessDist 16 2

ContentionlessEnd 16 2 } 30 if (Connection Control Field =

Second Cyclic Assignment) {

ContentionlessStart 16 2

Contentionless_Start_Second 16 2

ContentionlessDist 16 2 35 Contentionless_End 16 2 } } 21 101666

Liite 3

Myötäsuuntaisen STM-yhteyden yhteyskuvaus taulukkomuodossa: Downstream_STM_CBD(){ Bits Bytes Bit

Number / 5 Descrip tion

DownstreamFrequency 32 4

DownstreamSTMID 16 2

DownstreamT ype 8 1 {enum} 10 }

Paluusuuntaisen STM-yhteyden yhteyskuvaus taulukkomuodossa: UpstreamSTMCBD () { Bits Bytes Bit

Number / 15 Descrip tion

UpstreamFrequency 32 4

UpstreamSTMDD 16 2

UpstreamParameters 1 20 MACFlagSet 5 7..3

UpstreamRate 3 2..0: {enum} } 22 101666

Liite 4

Miniaikavälien kuittausviesti taulukkomuodossa:

Mini_Slot_Reception_Indicator_Message() { Bits Bytes Bit

Number / 5 Descrip tion

FirstMiniSlot 16 2

Number_of_Mini_Slots 8 1 for(i=0; i<Number_Mini_Slots;i++){ 10 Reservation_ID or STM ID 16 2 } }

Claims

101666

1. Menetelmä digitaalisen tiedon välittämiseksi kaapelitelevisiojärjestelmän lisä-kanavalla, jolla sovelletaan aikajakoista monikäyttöä, jossa tiedonsiirtokapasiteetin jakamiseksi eri laitteille niiden käyttöön osoitetaan aikavälejä ja aikavälien käyttöä 5 ohjataan kaapelitelevisiojärjestelmässä myötäsuuntaan lähetettävillä käyttöosoituk-silla, tunnettu siitä, että siinä aikavälit jaetaan edelleen miniaikaväleiksi, joiden käyttöä ohjataan myötäsuuntaan lähetettävillä käyttöosoituksilla.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att längden av en minilucka väsentligen är en tredjedel av tidsluckans längd. 30 3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att miniluckoma uppdelas i ♦ successiva grupper av miniluckor med regelbunden längd, och för att säkerställa att en given apparat har en given regelbunden dataöverföringskapacitet tilldelas den minst en minilucka i en given grupp av miniluckor, sa att den tilldelade miniluckan upprepas cykliskt med intervaller av ett bestämt antal grupper av miniluckor. 1 35 Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att den cykliskt upprepade miniluckan som tilldelats en given apparat upprepas i varje grupp av miniluckor och 101666 att den alltid befmner sig pä samma ställe i förhällande till början och slutet av gruppen av miniluckor.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että miniaikavälin 10 pituus on oleellisesti yksi kolmasosa aikavälin pituudesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että miniaikavälit jaetaan ajalliselta kestoltaan säännöllisen pituisiksi peräkkäisiksi miniaikaväliryh-miksi ja tietyn säännöllisen tiedonsiirtokapasiteetin takaamiseksi tietylle laitteelle 15 sen käyttöön osoitetaan tietystä miniaikaväliryhmästä ainakin yksi miniaikaväli, jolloin osoitettu miniaikaväli toistuu syklisesti määrätyn miniaikaväliryhmämäärän välein.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syklisesti 20 toistuva tietyn laitteen käyttöön osoitettu miniaikaväli toistuu jokaisessa miniaika- väliryhmässä ja sijaitsee aina samalla paikalla miniaikaväliryhmän alkuun ja loppuun nähden.

5. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att den cykliskt upprepade 5 miniluckan som tilldelats en given apparat upprepas i grupper av miniluckor mellan vilka det firms ett givet antal grupper av miniluckor, i vilka motsvarande minilucka inte har tilldelats berörda apparat.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syklisesti 25 toistuva tietyn laitteen käyttöön osoitettu miniaikaväli toistuu miniaikaväliryhmissä, joiden välillä on määrätty määrä miniaikaväliryhmiä, joissa vastaava miniaikaväli ei ole osoitettu kyseisen laitteen käyttöön.

6. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att för att säkerställa att en 10 given apparat har en given regelbunden dataöverföringskapacitet tilldelas den flera miniluckor i en grupp av miniluckor, sa att da de tilldelade miniluckoma upprepas cyklist med intervaller av ett bestämt antal grupper av miniluckor, befmner de sig alltid pä samma ställe i förhällande till början och slutet av gruppen av miniluckor. 15 7. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda digitala data inne- häller fördröjningskritiska data.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tietyn sään-30 nöllisen tiedonsiirtokapasiteetin takaamiseksi tietylle laitteelle sen käyttöön osoite- : ’ taan tietystä miniaikaväliryhmästä useita miniaikavälejä, jolloin kun osoitetut mini aikavälit toistuvat syklisesti määrätyn miniaikaväliryhmämäärän välein, ne sijaitsevat aina samalla paikalla miniaikaväliryhmän alkuun ja loppuun nähden.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu digtaalinen tieto sisältää viivekriittistä tietoa. 101666

8. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att som förfarande är det kompatibelt med DA VIC 1.0- och 1.1-specifikationer. 20

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se on menetelmänä yhteensopiva DA VIC 1.0-ja 1.1-spesifikaatioiden kanssa.

9. Kaapelitelevisiojärjestelmä, jossa on keskuslaitteisto ja useita sen kanssa kaa-5 pelivälitteisessä tiedonsiirtoyhteydessä olevia päätelaitteita, joka keskuslaitteisto käsittää välineet tiedon vastaanottamiseksi päätelaitteilta aikajakoisen periaatteen mukaisesti aikaväleissä sekä välineet ohjauskomentojen muodostamiseksi mainittujen aikavälien osoittamiseksi yksittäisten päätelaitteiden käyttöön, ja jossa kaapelitelevi-siojärjestelmässä ainakin yksi päätelaite käsittää välineet ohjauskomentojen vastaan- 10 ottamiseksi keskuslaitteistolta sekä välineet digitaalisen tiedon lähettämiseksi purs-kemuodossa keskuslaitteistolle ohjauskomentojen määrittämässä aikavälissä, tunnettu siitä, että keskuslaitteisto käsittää välineet ohjauskomentojen uudelleenrytmit-tämiseksi siten, että ne osoittavat yksittäisten päätelaitteiden käyttöön miniaikaväle-jä, jotka ovat ajallisesti lyhyempiä kuin mainitut aikavälit, ja mainittu päätelaite kä-15 sittää välineet tiedon lähettämiseksi miniaikavälin kokoisina minipurskeina, jolloin päätelaite on varustettu lähettämään tietoa purskeina tai minipurskeina sen mukaan, minkälaisia ohjauskomentoja se vastaanottaa keskuslaitteistolta. 20 1. Förfarande för att sända digitala data pä en tilläggskanal inom ett kabeltelevi- sionssystem som tillämpar tidstilldelning tili flera användare, i vilket tidsluckor till-delas olika apparater för att fördela användningen av dataöverföringskapaciteten pä apparatema, och användningen av tidsluckoma i kabeltelevisionssystemet styrs med användningsindikationer som sänds framät, kännetecknat av att luckoma ytterligare 25 uppdelas i miniluckor, vilkas användning styrs med framätsända indikationer.

9. Kabeltelevisionssystem omfattande en centralanläggning och flera datatermi-nalapparater i dataöverföringsförbindelse via kabel med denna, varvid centralanläggningen omfattar organ för att ta emot data i tidsluckor frän dataterminalappa-ratema i enlighet med tidsfördelningsprincipen, och organ för att generera styrkom- 25 mandon för att tilldela nämnda tidsluckor till skilda dataterminalapparater, och varvid i kabeltelevisionssystemet ätminstone en terminalapparat innefattar organ för att ta emot styrkommandon frän centralanläggningen, och organ för att sända digitala data till centralanläggningen i skurform i en tidslucka bestämd av styrkommando-na, kännetecknat av att centralanläggningen omfattar organ för att omsynkronisera 30 styrkommandona sa att de tilldelar miniluckor till de skilda dataterminalapparatema som är temporärt kortare än nämnda tidsluckor, och att dataterminalapparatema omfattar organ för att sända data som miniskurar med storleken av en minilucka sä att dataterminalapparaten är utrustad att sända data som skurar eller miniskurar i enlighet med de styrkommandon den tar emot frän centralanläggningen.