JP2001028741A - データ配信システム、データ配信方法、及びデータ入出力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワーク上に繋がれた複数の端末から同
時に配信要求があった場合に、データのサーバのオーバ
負担をかけずに、各端末にデータを配信できるようにし
たデータ配信システム、データ配信方法、及びデータ入
出力装置を提供する。 【解決手段】 マスタサーバ２と、ビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... と、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... と、加
入者端末６Ａ、６Ｂ、... とをネットワーク１により接
続する。ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... は、入力デー
タを入力順に書き込み、書き込まれたデータを任意の複
数の位置から読み出せる多点出力メモリにより構成され
る。マスタサーバ１は、加入者端末からの番組の配信要
求を受け取り、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... 及びビデ
オバッファ５Ａ、５へ、... を制御して、ビデオサーバ
４Ａ、４Ｂ、... から直接的に又はビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... からビデオバッファ５Ａ、５へ、... を介し
て、番組の配信を要求している加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に、番組に対応するビデオデータを転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、高速ネットワー
ク回線を使ったビデオオンデマンドシステムに用いて好
適なデータ配信システム、データ配信方法、及びデータ
入出力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速ネットワーク技術の進歩や、画像や
音声の圧縮技術の進歩に伴い、ＣＡＴＶ（Cable Televs
ion ）網や光ファイバ通信網を利用して、対話的に加入
者要求に従って番組の配信を行なうビデオオンデマンド
システムの開発が進んでいる。ビデオオンデマンドシス
テムでは、双方向通信ネットワークが利用され、番組配
信業者の送信側にビデオサーバが用意され、加入者の要
求タイミングに従って、ビデオサーバの記録再生装置に
蓄積されたビデオデータ（動画データや音声データ）が
加入者の端末にリアルタイムで送信され、加入者の端末
で再生される。

【０００３】このようなビデオオンデマンドシステムで
は、ビデオデータのリアルタイム転送が保証されない場
合は、画像のこま落ちや、音切れなどを起こして、品質
を著しく劣化させることになる。このため、ビデオサー
バには、高い転送レートで連続してデータを送信するこ
とを保証させる必要がある。また、通信回線も同様に、
リアルタイム再生を実現することを保証させる必要があ
り、このようなリアルタイム再生は、ＡＴＭ（Asynchro
nous Transfer Mode）に見られるような半導体による高
速のスイッチング装置によって実現されている。

【０００４】図１８は、従来のビデオオンデマンドシス
テムの一例を示すものである。図１８に示すように、ビ
デオオンデマンドシステムは、ネットワーク１０１に接
続された、マスタサーバ１０２と、センターコントロー
ル１０３と、複数のビデオサーバ１０４Ａ、１０４
Ｂ、... と、複数の加入者端末１０６Ａ、１０６
Ｂ、...とから構成される。

【０００５】マスタサーバ１０２には、番組配信のため
の映像ライブラリが置かれている。センタコントロール
１０３は、ビデオオンデマンドシステム全体の制御を行
なっている。ビデオサーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、...
は、加入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... に、映像デー
タを配信するものである。このビデオサーバ１０４Ａ、
１０４Ｂ、... にも、ハードディスク装置等の記録再生
装置が設けられる。

【０００６】センタコントロール１０３は、提供してい
る番組を、電子的な番組表示であるＥＰＧ（Electronic
Program Guide）で送出している。ビデオオンデマンド
システムで提供可能な番組は、マスタサーバ１０２の映
像ライブラリに置かれている番組に基づいて形成され
る。ＥＰＧのデータは、センタコントロール１０３か
ら、ネットワーク１０１を介して、加入者の端末１０６
Ａ、１０６Ｂ、... に送られる。

【０００７】加入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... を見
ているユーザは、このＥＰＧの画面をテレビジョン受像
機に映し出し、自分が見たい番組を探す。ユーザは、Ｅ
ＰＧの画面から、見たい番組があった場合には、その番
組を要求操作を行う。

【０００８】ユーザがＥＰＧ画面を見ながら、番組要求
の操作を行うと、その番組の配信を要求する要求命令が
その加入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... から発生され
る。この要求命令は、ネットワーク１０１を介して、加
入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... からセンタコントロ
ール１０３に送られる。

【０００９】センタコントロール１０３は、加入者端末
１０６Ａ、１０６Ｂ、... から、番組配信の要求命令を
受信すると、システムを構成する複数のビデオサーバ１
０４Ａ、１０４Ｂ、... の中から、要求された番組のデ
ータが記録されており、且つ、空き通信チャンネルを確
保できるビデオサーバを探す。

【００１０】システムを構成するビデオサーバ１０４
Ａ、１０４Ｂ、... の中に、そのようなビデオサーバ１
０４Ａ、１０４Ｂ、... が存在する場合には、センタコ
ントール１０３は、そのビデオサーバ１０４Ａ、１０４
Ｂ、... と番組の配信を要求した加入者端末１０６Ａ、
１０６Ｂ、... に、空いている通信チャンネルの中から
通信チャンネルを割り当てる。そして、センタコントロ
ール１０３は、そのビデオサーバ１０４Ａ、１０４
Ｂ、... から加入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... に、
要求された番組のデータを送信させるように制御を行な
う。

【００１１】システムを構成するビデオサーバ１０４
Ａ、１０４Ｂ、... の中に、要求された番組のデータを
記録したビデオサーバが存在しない場合、又は、要求さ
れた番組のデータを記録しているビデオサーバはある
が、そのビデオサーバでは通信チャンネルが確保できな
い場合には、センターコントロール１０３は、ビデオサ
ーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、... の中から通信チャンネル
が確保できるビデオサーバを探す。そして、マスタサー
バ１０２に指示を与え、マスタサーバ１０２から通信チ
ャンネルが空いているビデオサーバに、要求された番組
に対応するデータを配信させる。これにより、ビデオサ
ーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、... の中で、通信チャンネル
が空いているビデオサーバに、その番組のデータの複製
が作られる。

【００１２】そして、センタコントール１０３は、ビデ
オサーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、...の中の番組のデータ
の複製が作成されたビデオサーバと、番組の配信を要求
している加入者端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... に通信チ
ャンネルを割り当て、複製が作成されたビデオサーバか
ら番組の配信を要求している加入者端末１０６Ａ、１０
６Ｂ、... に、要求された番組のデータを送信させるよ
うに制御を行なう。

【００１３】これにより、システムを構成するビデオサ
ーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、... 中で、要求された番組の
データが記録されているビデオサーバ、又は、要求され
た番組のデータの複製が作成されたビデオサーバから、
番組の配信を要求した加入者端末１０６Ａ、１０６
Ｂ、... に、ネットワーク１０１を介して、要求された
番組のビデオデータが送られる。

【００１４】なお、センタコントロール１０３には、同
一の番組の配信はできる限り、同一のビデオサーバ１０
４Ａ、１０４Ｂ、... から配信されるように、ビデオサ
ーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、... の分配配分を制御して、
マスタサーバ１０２のビデオサーバ１０４Ａ、１０４
Ｂ、... への送信が最小限となるように制御する。ま
た、予め、視聴が予想される番組の場合には、いくつか
のビデオサーバ１０４Ａ、１０４Ｂ、... にマスタサー
バ１０２から映像を複製しておくことで、複製時間を短
縮することができる。一般的に、ビデオサーバ１０４
Ａ、１０４Ｂ、... の数は、加入者端末の数、同時配信
可能な数、供給する番組の数等に基づいて決定される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このようなビデオオン
デマンドシステムのビデオサーバ１０４Ａ、１０４
Ｂ、... において、ビデオデータを蓄積するのに使用さ
れる記録再生装置としては、通常、ＳＣＳＩ（Small Co
mputer System Interface ）インターフェースのハード
ディスク装置が用いられている。ハードディスク装置
は、今日、非常に大容量で安価なものが登場してきてい
る。また、記録密度の向上により、ハードディスク装置
のシーケンシャルアクセスの転送速度は向上されてきて
いる。したがって、ビデオサーバにおいて番組のデータ
を蓄積するためには、ハードディスク装置が最適である
と考えられる。

【００１６】ところが、ハードディスク装置は、可動装
置を含み、ランダムアクセスにはヘッドを移動させるシ
ーク動作が伴う。このため、シーケンシャルアクセスの
転送速度は向上されているが、ランダムアクセスの性能
はあまり向上していない。

【００１７】上述のようなシステムでは、複数の加入者
端末１０６Ａ、１０６Ｂ、... に対して、複数のチャン
ネルを使って、同時に同一の番組の配信が要求される場
合には、ビデオサーバ１０４Ａ、１０４Ｂからは、記録
再生装置の読み出し位置を変えて、複数の加入者端末１
０６Ａ、１０６Ｂ、... に、複数の送信チャンネルを使
って、データを伝送する必要がある。このとき、記録再
生装置に対して、ランダムアクセスが要求される。

【００１８】ところが、上述のように、ハードディスク
装置では、ランダムアクセスの性能はあまり向上してい
ない。このため、ビデオオンデマンドシステムのビデオ
サーバの記録再生装置にハードディスク装置を使用した
場合には、結果として、ビデオサーバの配信能力の著し
い向上は見込めない。

【００１９】例えば、ビデオオンデマンドシステムで
は、１チャンネル当たり毎秒６Ｍビットで圧縮されたビ
デオデータを転送することが要求される。これは、現在
の１台のハードディスク装置では、１０チャンネルぐら
いの転送速度に対応する。このため、従来、ビデオオン
デマンドシステムのビデオサーバは、ＲＡＩＤ（Resund
ant Arreys of Inexpensive Disk）技術により複数台の
ハードディスクを用いたディスクアレイの構成で実現さ
れている。

【００２０】特開平１０−１７７４６０等には、それら
を改良したビデオオンデマンドシステムが提案されてい
る。しかしながら、この場合、配信可能なチャンネルの
数に合わせて記録再生装置を増やす必要があり、それに
伴い、ビデオサーバの規模も大きくなってしまう。ま
た、複数のハードディスクを用いたＲＡＩＤ構造では、
冗長性を持たせることにより信頼性は向上されるが、記
録再生装置が増えることによりシステム全体の故障発生
率は増加する。

【００２１】特開平９−１８５８６４号、特開平９−１
９８１号では、記録媒体へのデータの記録位置を工夫す
ることにより、記録再生装置自体のランダムアクセス時
のデータ転送速度の向上を図り、記録再生装置から配信
できるチャンネル数を多くしようとする試みが行なわれ
ている。ところが、このシステムでは、制御が複雑であ
り、専用的な記録再生装置となるという問題がある。

【００２２】したがって、この発明の目的は、ネットワ
ーク上に繋がれた複数の端末から同時に配信要求があっ
た場合に、データのサーバの負担をかけずに、各端末に
データを配信できるようにしたデータ配信システム、デ
ータ配信方法、及びデータ入出力装置を提供することに
ある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明は、データの配
信の制御を行うデータサーバと、配信するデータが蓄積
される複数のデータサーバと、入力データを入力順に書
き込み、書き込まれたデータを任意の複数の位置から読
み出せる複数のデータバッファと、データの配信の要求
を送信し、要求したデータを受信する複数の端末と、マ
スタサーバと、複数のデータサーバと、複数のデータバ
ッファと、複数の端末とを接続するネットワークとから
なり、マスタサーバは、端末からのデータの配信要求を
受け取り、データサーバ及びデータバッファを制御し
て、データサーバから直接的に又はデータサーバからデ
ータバッファを介して、データの配信を要求している端
末にデータを配信させるようにしたことを特徴とするデ
ータ配信システムである。

【００２４】この発明は、データデータの配信の制御を
行うマスタサーバと、配信するデータが蓄積される複数
のデータサーバと、入力データを入力順に書き込み、書
き込まれたデータを任意の複数の位置から読み出せる複
数のデータバッファと、データの配信の要求を送信し、
要求したデータを受信する複数の端末とを、ネットワー
クを介して接続し、マスタサーバは、端末からのデータ
の配信要求を受け取り、データサーバ及びデータバッフ
ァを制御して、データサーバから直接的に又はデータサ
ーバからデータバッファを介して、データの配信を要求
している端末にデータを配信させるようにしたことを特
徴とするデータ配信方法である。

【００２５】この発明は、データストリームを時系列順
に蓄積すると共に、任意の複数の位置からデータストリ
ームを出力可能なメモリ手段と、複数ポートの夫々通信
を行なう通信手段と、複数のポートを入力ポートと出力
ポートに割り当て、入力ポートでネットワークを介して
受信されたデータストリームをメモリ手段に蓄積し、メ
モリ手段の複数の位置からの出力データを出力ポートで
夫々出力させるように制御する制御手段とを備えてなる
データ入出力装置である。

【００２６】入力データを入力順に書き込み、書き込ま
れたデータを任意の複数の位置から読み出せる多点出力
メモリにより構成される複数のビデオバッファが設けら
れる。マスタサーバは、加入者端末からの番組の配信要
求を受け取り、ビデオサーバ及びビデオバッファを制御
して、ビデオサーバから直接的に又はビデオサーバから
ビデオバッファを介して、番組の配信を要求している加
入者端末に、番組に対応するビデオデータを転送する。

【００２７】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について、
以下の順序で説明する。

【００２８】１．全体構成 ２．ビデオサーバの具体的な構成 ３．ビデオバッファの具体的な構成 ４．ビデオバッファの制御 ５．番組の再生時間とセグメント番号との関係 ６．複数の受信チャンネルを有するビデオバッファにつ
いて ７．システムにおけるビデオバッファの処理の説明 １．全体構成 図１は、この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムの全体構成の一例を示すものである。図１に示すよ
うに、この発明が適用されたビデオオンデマンドシステ
ムは、ネットワーク１に接続された、マスタサーバ２
と、センターコントロール３と、複数のビデオサーバ４
Ａ、４Ｂ、... と、複数のビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... と、複数の加入者端末６Ａ、６Ｂ、... とから
構成される。

【００２９】ネットワーク１は、例えばＡＴＭ（Asynch
ronous Transfer Mode）回線等の高速な双方向ディジタ
ル回線によって構成される。勿論、ＡＴＭ回線以外の他
の回線を用いるようしても良い。ネットワーク１は、光
ファイバやｘＤＳＬやＣａｂｌｅネットワークなどによ
り、マスタサーバ２、センターコントロール３、複数の
ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... 、複数のビデオバッファ
５Ａ、５Ｂ、... 、家庭の加入者端末６Ａ、６Ｂ、...
に接続される。

【００３０】マスタサーバ２には、番組配信のための映
像ライブラリが置かれている。このような映像ライブラ
リを置くために、マスタサーバ２には、大容量の記録再
生装置が設けられている。このような記録再生装置とし
ては、ハードディスク装置、テープ記録／再生装置、光
ディスク記録／再生装置等が考えられる。このような大
容量の記録再生装置に、多数の映画やドラマ等の番組の
コンテンツが記録されている。

【００３１】マスタサーバ２の記録再生装置に保存され
た番組は、アナログの映像信号及び音声信号であって
も、ディジタルのビデオデータ及び音声データであって
も良い。しかしながら、ディジタル回線１を介してデー
タを送れるように、アナログの映像信号及び音声信号の
場合には、ディジタル化して伝送する必要がある。デー
タの転送には、例えば、ＭＰＥＧ２−ＴＳのトランスポ
ートパケットが用いられる。

【００３２】センタコントロール３は、図１に示すビデ
オオンデマンドシステム全体の制御を行なっている。す
なわち、センタコントロール３は、サービスを行なって
いる番組の内容を示すＥＰＧを加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に送ったり、加入者端末６Ａ、６Ｂ、... から
の番組配信要求を受け取ったり、加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... からの配信要求に応じて、ビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... やビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... からの番
組の配信を制御したりする等、システム全体の中心的な
制御を行なっている。また、センタコントロール３は、
加入者端末６Ａ、６Ｂ、... からの要求に応じて、マス
タサーバ２のライブラリに保存されている番組を、ビデ
オサーバ４Ａ、４Ｂ、... に転送する制御を行なってい
る。更に、後に詳述するように、この発明が適用された
システムには、複数のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、...
が設けられており、センタコントロール３は、このビデ
オバッファ５Ａ、５Ｂ、... の動作を制御している。

【００３３】ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... は、ビデオ
バッファ５Ａ、５Ｂ、... を介して又は直接的に、加入
者端末６Ａ、６Ｂ、... に、データを配信するものであ
る。このビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... にも、ハードデ
ィスク装置等の記録再生装置が設けられる。ビデオサー
バ４Ａ、４Ｂ、... の記録再生装置としては、例えば、
ＲＡＩＤ構造の複数のＳＣＳＩインターフェースのハー
ドディスク装置からなるディスクアレイが用いられる。
マスタサーバ２の映像ライブラリにある番組のデータ
は、必要に応じて、マスタサーバ２からビデオサーバ４
Ａ、４Ｂに転送され、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... の
記録再生装置に記録される。

【００３４】ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... は、任意
の複数の位置から読み出しが可能な多点ＦＩＦＯ（Firs
t In First Out）メモリにより構成される。ビデオサー
バ４Ａ、４Ｂ、... から加入者端末６Ａ、６Ｂ、... に
番組の配信を行なう場合、同一の番組の配信要求がある
ときには、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... からのデータ
は、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... に転送されてか
ら、加入者端末６Ａ、６Ｂ、... に送られる。ビデオバ
ッファ５Ａ、５Ｂ、... は、任意の複数の位置から読み
出しが可能な多点ＦＩＦＯメモリにより構成されている
ため、同一の番組のデータを任意の位置から読み出し
て、複数の加入者端末６Ａ、６Ｂ、... に夫々送ること
ができる。

【００３５】加入者端末６Ａ、６Ｂ、... は、ネットワ
ーク１と接続するためのセットトップボックスと、テレ
ビジョン受像機からなる。セットトップボックスは、ネ
ットワーク１を介して送られてきたデータを復号するデ
コーダを備えている。この例では、データは、例えば、
ＭＰＥＧ２−ＴＳのトランスポートストリームで送られ
ており、セットトップボックスには、ＭＰＥＧ２のデコ
ーダが備えられている。また、セットトップボックス
は、加入者端末６Ａ、６Ｂ、... と、センタコントロー
ル３とを双方向に接続できるような通信インターフェー
スが備えられている。

【００３６】次に、このシステムで番組配信を行うとき
の動作の概要について説明する。センタコントロール３
は、サービスを提供している番組を、電子的な番組表示
であるＥＰＧで送出している。ビデオオンデマンドシス
テムで提供可能な番組は、マスタサーバ２の映像ライブ
ラリに置かれているコンテンツに基づいて形成される。
このＥＰＧのデータは、センタコントロール３から、ネ
ットワーク１を介して、加入者の端末６Ａ、６Ｂ、...
に夫々送られる。

【００３７】加入者端末６Ａ、６Ｂ、... のテレビジョ
ン受像機を見ているユーザは、このＥＰＧの画面を見
て、自分が見たい番組を探す。ユーザは、ＥＰＧの画面
から、見たい番組があった場合には、その番組の配信の
要求操作を行う。

【００３８】ユーザがＥＰＧ画面を見ながら、番組の配
信の要求操作を行うと、その番組の配信を要求する要求
命令が、配信を要求した加入者端末６Ａ、６Ｂ、... か
ら発生される。この要求命令は、ネットワーク１を介し
て、加入者端末６Ａ、６Ｂ、... からセンタコントロー
ル３に送られる。

【００３９】センタコントロール３は、加入者端末６
Ａ、６Ｂ、... から、番組配信の要求命令を受け取る
と、システムを構成する複数のビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... 又はビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... の中か
ら、最適なサーバ又はバッファを探し、そのビデオサー
バ４Ａ、４Ｂ、... 又はビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... から、配信を要求している加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に対して、データを配信する。

【００４０】このように、要求された番組のデータは、
ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... から直接的に又はビデオ
サーバ４Ａ、４Ｂ、... からビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... を介して、配信を要求している加入者端末６
Ａ、６Ｂ、... に配信される。ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... は、任意の複数の位置からストリームを読み出
せる多点ＦＩＦＯメモリから構成されているため、複数
の加入者端末６Ａ、６Ｂ、... から、同一の番組の配信
を行なうような場合でも、複数の加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に対して、同時に、同一の番組の配信をするこ
とができる。

【００４１】なお、このように、加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... の配信要求に応じて、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... 、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... を制御する際
の処理については、後に、詳述する。

【００４２】２．ビデオサーバの具体的な構成 図２は、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... の構成を示すも
のである。図２に示すように、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... は、複数のハードディスク装置１１Ａ、１１
Ｂ、... と、この複数のハードディスク装置１１Ａ、１
１Ｂ、... をＲＡＩＤ構造によりハードディスクアレイ
として使用するためのスイッチ回路１２と、通信チャン
ネルに相当する数のＦＩＦＯメモリ１３Ａ、１３
Ｂ、... と、通信チャンネルのインターフェース１４
Ａ、１４Ｂ、... と、全体制御を行なっている制御装置
１５とから構成される。

【００４３】ハードディスク装置１１Ａ、１１Ｂ、...
には、番組のデータが記録される。このデータは、図１
に示すように、マスタサーバ２から、ネットワーク１を
介して送られている。ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
と、ネットワーク１との間では、各通信チャンネルのイ
ンターフェース１４Ａ、１４Ｂ、... 及び１６を介して
通信が行われる。どの通信チャンネルの出力ポートを使
用するかは、センタコントロール３から制御を受けて、
制御装置１５により設定される。また、制御データをや
り取りするためのインターフェース１６が設けられる。
ＦＩＦＯメモリ１３Ａ、１３Ｂ、... は、各通信チャン
ネルでやり取りされるデータをバッファするためのもの
である。ハードディスク装置１１Ａ、１１Ｂ、... は、
ＲＡＩＤ構造となっているため、高速動作が可能であ
る。

【００４４】例えば、ハードディスク装置１１Ａ、１１
Ｂ、... は、ＳＣＳＩ等の高速のものが用いられ、１つ
のハードディスクディスク装置１１Ａ、１１Ｂ、...
は、２０Ｇバイト程度の容量を有する。例えば、６つの
ハードディスク装置を使ったとすると、総容量は、 ６×２０Ｇバイト＝１２０Ｇバイト 程度となるが、ＲＡＩＤ構造では、信頼性を上げるため
に、パリティによって冗長度を持たせているため、実際
の記録容量は、１００Ｇバイト程度となる。

【００４５】ＭＰＥＧ２の規格では、ＮＴＳＣ方式のビ
デオ信号を毎秒４Ｍビットの転送レートに圧縮できる。
したがって、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... の記録再生
装置として、２０Ｇバイト程度の容量のハードディスク
装置１１Ａ、１１Ｂ、... を６つ使った構成とすると、
全体では、約５５時間の番組を記録することが可能であ
る。

【００４６】３．ビデオバッファの具体的な構成 次に、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... の具体的な構成
について説明する。図３は、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... の構成を示すものである。図３に示すように、
ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... は、多点出力ＦＩＦＯ
メモリ２１と、通信チャンネルのインターフェース２２
Ａ、２２Ｂ、... と、全体制御を行なっている制御装置
２４とから構成される。また、制御データをやり取りす
るためのインターフェース２５が設けられる。なお、各
通信チャンネルのインターフェース２２Ａ、２２
Ｂ、... の各ポートには、各通信チャンネルでやり取り
されるデータをバッファするためのＦＩＦＯメモリ２３
Ａ、２３Ｂ... が設けられる。多点ＦＩＦＯメモリ２１
としては、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）
等、ランダムアクセスが容易で、ビット単価の安価な半
導体メモリが使用される。

【００４７】多点ＦＩＦＯメモリ２１は、任意の複数の
位置からデータを出力させることが可能なＦＩＦＯメモ
リである。すなわち、このような多点ＦＩＦＯメモリ
は、一般的なＦＩＦＯメモリと同様に、入力されたスト
リームデータを取り込んだ順に出力する動作をすると共
に、メモリ中に蓄積されたストリームデータの任意の複
数の位置からデータを出力させることが可能である。

【００４８】図４は、このような多点ＦＩＦＯメモリ２
１の概念図を示すものである。多点ＦＩＦＯメモリ２１
は、図４Ａに示すように、通常のＦＩＦＯと同様に、ス
トリームデータを入力された時系列順に取り込み、時系
列順に出力させる動作を行う。この例では、入力点ＴＢ
から取り込まれたデータは、出力点ＴＥから出力され
る。古い時系列データが出力されると、それらのデータ
は消去され、その領域に、新たなデータの入力が可能と
なる。時系列のデータの入力が途絶えるまで、この動作
は継続される。

【００４９】更に、図４Ｂに示すように、メモリ中に蓄
積されたストリームデータの任意の複数の位置からデー
タを出力させることが可能である。図４Ｂの例では、出
力点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から出力を行なっている。但し、
入力点ＴＢへの転送速度にジッタがある場合は、入力点
ＴＢより少しマージンをおいて、点ＴＡから点ＴＥ間か
ら出力点を決定できる。ストリームは任意の転送レート
で出力でき、また、任意の方向に出力点を移動すること
ができる。

【００５０】また、データストリームの最後のデータの
入力が行われた場合には、データストリームの先頭より
データが循環して入力され、出力ポートへのストリーム
の出力は継続される。出力ポートから出力可能なデータ
が多点出力ＦＩＦＯに蓄積されている間は、継続して出
力ポートから出力が行なわれる。

【００５１】このように、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... は、任意の複数の位置から出力可能な多点出力
ＦＩＦＯ２１により構成されている。多点出力ＦＩＦＯ
２１は、ＤＲＡＭにより構成されている。この多点出力
ＦＩＦＯ２１は、図５に示すように、複数のセグメント
ＳＧ０、ＳＧ１、... に分割されて使用される。そし
て、その先頭の領域に、管理情報エリアＭ１が設けら
れ、最後の領域に、ワークエリアＷ１が設けられる。

【００５２】ワークエリアＷ１は、ＲＯＭに格納された
プログラムを動かすスタック、変数領域に使用される。
管理情報エリアＭ１には、メモリが多点出力ＦＩＦＯメ
モリの動作を表現するための情報が記録される。例え
ば、セグメント当たりの時間、受信チャンネルのセグメ
ント番号、受信チャンネルのセグメント数、受信セグメ
ントの時間、各送信チャンネルのセグメント時間、各送
信チャンネルの再生時間等が管理情報として記憶され
る。なお、これらは、ワークエリアＷ１に記録されてい
ても良い。

【００５３】このシステムでは、データは、ＭＰＥＧ２
−ＴＳのトランスポートストリームで伝送される。ＭＰ
ＥＧ２−ＴＳのトランスポートパケットは１８８バイト
である。そこで、多点出力ＦＩＦＯ２１のセグメントＳ
Ｇ０、ＳＧ１、... の大きさを、トランスポートパケッ
トの大きさと合わせて、１８８バイトとすると都合が良
い。

【００５４】今、多点出力ＦＩＦＯ２１を例えば１５０
ＭバイトのＤＲＡＭで構成するとする。そして、各セグ
メントＳＧ０、ＳＧ１、ＳＧ２、... に、１８８バイト
からなるＭＰＥＧ２−ＴＳのトランスポートパケットを
記録していくとする。この場合、メモリ上に構成される
セグメント数は、（１５０Ｍ／１８８＝約８０万）個と
なる。

【００５５】この発明が適用されたビデオオンデマンド
システムでは、ＡＴＭ回線のネットワーク１を用いて、
ＭＰＥＧ２のトランスポートストリームで、データが伝
送される。ＡＴＭ回線の伝送レートは、例えば、毎秒１
５６Ｍビットとされている。これに対して、ＭＰＥＧ２
の伝送レートは、例えば、４Ｍビットである。

【００５６】したがって、ＡＴＭ回線のネットワーク１
でＭＰＥＧ２−ＴＳのビデオデータを時分割で伝送する
と、（１５６Ｍ／４Ｍ＝３９）チャンネルが確保できる
ことになる。

【００５７】このように、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... の通信チャンネル数としては、３９チャンネル
確保される。そして、これら３９チャンネルのうち、例
えば、３チャンネルが制御装置用のチャンネルとされ
る。したがって、図６に示すように、３６チャンネルの
通信チャンネルがタイムスロット＃０から＃３５に割り
当てられる。これらのタイムスロット＃０から＃３５を
使って、毎秒４Ｍビットのレートで、ＭＰＥＧ２−ＴＳ
のデータが通信される。

【００５８】これら３６個の通信チャンネルのうち、例
えば、１個が受信用の通信チャンネルとされ、残りの３
５個が送信用のチャンネルとされる。送信用の通信チャ
ンネルのクロックと受信用の通信チャンネルのクロック
とは同期され、送信用の通信チャンネルと受信用の通信
チャンネルとの転送レートが同一とされている。

【００５９】通信チャンネルとして３６チャンネルが確
保されるので、時分割の単位は、（１／（３６×３６）
＝７７１マイクロ秒）となり、単位時間内（１スロッ
ト）に約１４Ｋバイトが伝送される。これは、ＭＰＥＧ
２−ＴＳのパケット数に換算すると、（１４Ｋバイト／
１８８バイト＝約７６個）分となる。したがって、１ス
ロットで、ＭＰＥＧ２−ＴＳのパケットを約７６個分、
通信インターフェースに送信することになる。通信のジ
ッタおよび制御回路のクロックずれが生じるので、各通
信チャンネルのインターフェース２２Ａ、２２Ｂ、...
（図３）には、約３０ＫバイトのＦＩＦＯメモリ２３
Ａ、２３Ｂ、... をバッファ用に用意すれば良いことに
なる。

【００６０】４．ビデオバッファの制御 このように、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... は、多点
出力ＦＩＦＯメモリ２１を備え、受信チャンネルでビデ
オサーバ４Ａ、４Ｂ、... からのＭＰＥＧ２−ＴＳのパ
ケットを受信し、加入端末６Ａ、６Ｂ、... からの要求
に応じて、送信チャンネルで、加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に送信する処理を行なっている。

【００６１】図７から図９は、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... の処理を示すフローチャートである。図６に示
したように、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... では、通
信チャンネルとして時分割のタイムスロットＳＬ０、Ｓ
Ｌ１、... が割り当てられ、３６個の通信チャンネルが
確保される。そのうち１つは受信チャンネルとして使用
され、他の３５個の通信チャンネルは、送信チャンネル
としてし使用される。通信チャンネルは割込みで処理さ
れ、タイムスロットとは別に、随時、処理が行なわれ
る。

【００６２】図７において、先ず、管理情報のパラメー
タが初期化される（ステップＳ１）。そして、タイムス
ロットに該当するチャンネルの情報が取得され（ステッ
プＳ２）、受信チャンネルか送信チャンネルかが判断さ
れる（ステップＳ３）。受信チャンネルなら、図８に示
す受信チャンネルの処理が行なわれ（ステップＳ４）、
送信チャンネルなら、図９に示す送信チャンネルの処理
が行なわれる（ステップＳ５）。受信チャンネル処理又
は送信チャンネル処理が終わったら、所定のタイムスロ
ットが経過するのが待たれ（ステップＳ６）、次のタイ
ムスロットに変更して（ステップＳ７）、ステップＳ２
にリターンされ、次のタイムスロットの処理が行われ
る。このようにして、各受信チャンネル又は送信チャン
ネルのタイムスロット毎に、受信チャンネル処理又は送
信チャンネル処理が行なわれる。

【００６３】図８は、図７におけるステップＳ４の受信
チャンネルを示すフローチャートである。図８におい
て、受信チャンネル処理が開始されたら、先ず、その通
信チャンネルのＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... （図３参
照）に、ＭＰＥＧ２−ＴＳのトランスポートパケットが
あるか否かが判断される（ステップＳ１１）。トランス
ポートパケットがなければ、受信チャンネルの再生時間
が受信したパケット分だけ進められ（ステップＳ１
２）、受信チャンネルの処理が終了される。

【００６４】ステップＳ１１で、その通信チャンネルの
ＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... に、受信したトランスポ
ートパケットがあると判断されたら、そのＦＩＦＯ２３
Ａ、２３Ｂ... にあるトランスポートパケットのデータ
が多点出力ＦＩＦＯメモリ２１の現在のセグメント番号
のセグメントに保存され、セグメント番号が１つ進めら
れる（ステップＳ１３）。

【００６５】このセグメント番号が最終値を越えたか否
かが判断される（ステップＳ１４）。セグメント番号の
最終値は、例えば８０万である。セグメント番号が最終
値を越えたら、セグメント番号が０とされて（ステップ
Ｓ１５）、ステップＳ１６に進められる。セグメント番
号が最終値を越えていなければ、そのセグメント番号
で、ステップＳ１６に進められる。

【００６６】ステップＳ１６で、受信したセグメント数
が多点出力ＦＩＦＯ２１の総セグメント数（例えば８０
万個）未満か否かが判断される。受信したセグメント数
が多点出力ＦＩＦＯメモリ２１の総セグメント数未満な
ら、受信したセグメント数に「１」が加算され（ステッ
プＳ１７）、ステップＳ１１にリターンされる。

【００６７】このように、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... からのＭＰＥＧ２−ＴＳのトランスポートパケ
ットが受信されると、ステップＳ１１で、通信チャンネ
ルのＦＩＦＯにパケットがあると判断され、そして、ス
テップＳ１３〜Ｓ１５の処理により、受信したチャンネ
ルのセグメント番号が求められ、受信されたパケットが
多点出力ＦＩＦＯメモリ２１のセグメントＳＧ０、ＳＧ
１、... に順に書き込まれていく。ステップＳ１６、Ｓ
１７の処理により、受信チャンネルのセグメント数が求
められる。

【００６８】図９は、送信チャンネルの処理を示すもの
である。図９において、送信が指示されているか否か判
断される（ステップＳ２１）。送信が指示されていなけ
れば、送信チャンネルの処理が終了される。

【００６９】送信が指示されていれば、送信チャンネル
の再生時間の変更があったか否かが判断される（ステッ
プＳ２２）。送信チャンネルの再生時間の変更がなけれ
ば、送信チャンネルのＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ... に空
きがあるか否かが判断される（ステップＳ２３）。

【００７０】ステップＳ２２で、送信チャンネルの再生
時間の変更があったときには、送信チャンネルに指定さ
れた再生チャンネルの再生時間より、転送すべきセグメ
ントの位置が計算され、そのセグメントからパケットが
読み出され、送信チャンネルのセグメントとされて（ス
テップＳ２４）、ステップＳ２３に進められる。

【００７１】なお、送信チャンネルに指定された再生チ
ャンネルの再生時間から、転送すべきセグメントの位置
を求める計算は、 ＳＮ＝（ＲＮ−（（ＲＴ−ＳＴ）／ＴＴ）＋ＭＭ）％Ｍ
Ｍ 但し ％は剰余演算を示し、ＴＴ＊ＲＭ＞ＲＴ−ＳＴ＞
０である。

【００７２】として求められる。

【００７３】ＳＮ：送信チャンネルのセグメント番号 ＳＴ：送信チャンネルの再生時間 ＲＮ：受信チャンネルのセグメント番号 ＲＴ：受信チャンネルの再生時間 ＲＭ：受信チャンネルのセグメント番号 ＭＭ：メモリ中の総セグメント数 ＴＴ：セグメント当たりの時間 この演算については、後に、詳述する。

【００７４】ステップＳ２３で、送信チャンネルのＦＩ
ＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... に空きがあるか否かが判断さ
れ、送信チャンネルのＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... に
空きがあったら、送信チャンネルのセグメント番号のセ
グメントのトランスポートパケットが送信チャンネルの
ＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... に書き込まれ、セグメン
ト番号が「１」進められる（ステップＳ２５）。ステッ
プＳ２３で、送信チャンネルのＦＩＦＯ２３Ａ、２３
Ｂ、... に空きがなければ、送信チャンネルの処理が終
了される。

【００７５】ステップＳ２５で、送信チャンネルのセグ
メント番号のセグメントのトランスポートパケットが送
信チャンネルのＦＩＦＯ２３Ａ、２３Ｂ、... に書き込
まれ、セグメント番号が「１」進められたら、セグメン
ト番号が最終値に越えたか否かが判断される（ステップ
Ｓ２６）。セグメント番号の最終値は、例えば８０万で
ある。セグメント番号が最終値を越えていたら、セグメ
ント番号が０とされる（ステップＳ２７）。

【００７６】セグメント番号が最終値を越えていなけれ
ば、受信チャンネルのセグメント番号と送信チャンネル
のセグメント番号とが比較され、受信チャンネルのセグ
メント番号が送信チャンネルのセグメント番号より大き
いか否かが判断される（ステップＳ２８）。送信チャン
ネルのセグメント番号が受信チャンネルのセグメント番
号を追い越すことはでいないので、受信チャンネルのセ
グメント番号が送信チャンネルのセグメント番号を追い
越すような場合には、送信チャンネル処理が終了され
る。受信チャンネルのセグメント番号が送信チャンネル
のセグメント番号を追い越さなければ、ステップＳ２１
にリターンされる。

【００７７】ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... から加入者
端末６Ａ、６Ｂ、... に、ＭＰＥＧ２−ＴＳのトランス
ポートパケットを送信するときには、ステップＳ２３で
送信チャンネルが確保できるか否かが判断され、送信チ
ャンネルが確保できれば、ステップＳ２５〜Ｓ２８で、
多点出力ＦＩＦＯメモリ２１のセグメントＳＧ０、ＳＧ
１、... のパケットが順に読み出されて、送信チャンネ
ルで送信されていく。そして、一時停止、早送り、巻き
戻し等を行なうために、送信チャンネルで再生時間が指
定されると、ステップＳ２４で、この再生時間に対応す
るセグメントが求められ、このセグメントのパケットか
ら、パケットが順に読み出されていく。

【００７８】５．番組の再生時間とセグメント番号との
関係 上述のステップＳ２４で示してたうに、送信チャンネル
のセグメント番号ＳＮは、 ＳＮ＝（ＲＮ−（（ＲＴ−ＳＴ）／ＴＴ）＋ＭＭ）％Ｍ
Ｍ 但し ＴＴ＊ＲＭ＞ＲＴ−ＳＴ＞０ として求められる。このようにして、セグメント番号が
求められることについて以下に説明する。

【００７９】図１０は、多点出力ＦＩＦＯメモリ２１に
蓄積されるデータを示すものである。図１０において、
受信チャンネルのセグメント番号をＲＮ、送信チャンネ
ルのセグメント番号をＳＮとすると、送信チャンネルの
セグメント番号ＳＮは、受信チャンネルのセグメント番
号をＲＮより、セグメント数ΔＮだけ手前にあり、 ＳＮ＝ＲＮ−ΔＮ である。

【００８０】受信チャンネルの再生時間をＲＴ、指定さ
れた送信チャンネルの再生時間をＳＴとすると、受信チ
ャンネルの再生時間ＲＴと送信チャンネルの再生時間Ｓ
Ｔとの差は（ＲＴ−ＳＴ）である。この受信チャンネル
の再生時間ＲＴと送信チャンネルの再生時間ＳＴとの差
（ＲＴ−ＳＴ）を、セグメント数に換算した値がΔＮに
等しい。

【００８１】ＴＴをセグメント当たりの時間とすると、
この受信チャンネルの再生時間ＲＴと送信チャンネルの
再生時間ＳＴとの差（ＲＴ−ＳＴ）をセグメント数に換
算した値は、 （ＲＴ−ＳＴ）／ＴＴ＝ΔＮ となる。

【００８２】よって、送信セグメント番号ＳＮは、 ＳＮ＝ＲＮ−ΔＮ ＝ＲＮ−（（ＲＴ−ＳＴ）／ＴＴ） となる。

【００８３】但し、これは、受信チャンネルのセグメン
ト番号ＲＮと送信チャンネルのセグメント番号ＳＮとの
間に、セグメント番号「０」を跨いでいない場合であ
る。受信チャンネルのセグメント番号が最大値ＥＮＤに
達すると、受信チャンネルのセグメント番号は「０」に
戻っていく。したがって、多点出力ＦＩＦＯメモリ２１
は、図１１に示すように、リング状のアドレス構造とな
っている。このように、多点出力ＦＩＦＯメモリ２１の
アドレスはリング状となっており、受信セグメントＲＮ
と送信セグメントＳＮとの間に、セグメント番号「０」
を跨ぐ場合があるので、この場合を考慮すると、送信セ
グメント番号ＳＮは、 ＳＮ＝（ＲＮ−（（ＲＴ−ＳＴ）／ＴＴ）＋ＭＭ）％Ｍ
Ｍ 但し ＴＴ＊ＲＭ＞ＲＴ−ＳＴ＞０ として求められる。

【００８４】６．複数の受信チャンネルを有するビデオ
バッファについて 上述の説明では、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... の受
信チャンネルは１つとしているが、複数の受信チャンネ
ルを利用して、予め、決定された再生時間の範囲のスト
リームを蓄積することができる。具体的には、送信チャ
ンネルへ要求された再生時間のストリームを送信しなが
ら、要求に従って、複数の受信チャンネルで受信したデ
ータで再生時間の範囲のストリームを埋めていき、受信
チャンネルに統合することで、最終的には決められた範
囲の再生要求のすべての送信をひとつの受信チャンネル
で実現できる。

【００８５】つまり、図１２Ａに示すように、開始時に
は、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... では、ある加入者
端末６Ａ、６Ｂ、... からの要求に従い、再生時間０分
のストリームをビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、... か
ら受信し（ＲＣＶ１）、若干の遅延を伴い、この再生時
間０分からの番組のデータをその加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に向けて送信する（ＴＲＭ１）。

【００８６】図１２Ｂに示すように、１分後、このビデ
オバッファ５Ａ、５Ｂ、... には、１分間受信したデー
タ（ＳＴＲ１）が蓄積される。このとき、別の加入者端
末６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、... より、再生時間４分からの送
信が要求されたとする。この場合には、既に蓄積された
データの再生時間とは異なるので、ビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、４Ｃ、... から別の通信チャンネルでストリーム
の受信が行なわれ（ＲＣＶ２）、この再生時間４分から
のデータの送信が別のチャンネルで開始される（ＴＲＭ
２）。このように、図１２Ｂに示す状態では、２つのビ
デオサーバ４Ａ、４Ｂ、... からのストリームが同時に
受信され、２つの加入者端末６Ａ、６Ｂ... に同時にス
トリームが送信される。

【００８７】図１２Ｃに示すように、２分後、２つの受
信チャンネルからのデータはさらに蓄積される（ＳＴＲ
１、ＳＴＲ２）。ここで、更に、別の加入者端末６Ａ、
６Ｂ、... により、再生時間０分の配信要求があったと
する。再生時間０分のデータは、このビデオバッファ５
Ａ、５Ｂ、... に既に蓄積済である。したがって、再生
時間０分のデータは、既に蓄積されたデータの再生時間
が０分の位置から読み出される（ＴＲＭ３）。

【００８８】図１２Ｄに示すように、３分後、２つの受
信チャンネルからのビデオストリーム（ＲＣＶ１、ＲＣ
Ｖ２）の蓄積データは合致するので、１つの通信チャン
ネルのみの受信に統合される（ＲＣＶ３）。この間も、
加入者端末６Ａ、６Ｂ、...への送信（ＴＲＭ１、ＴＲ
Ｍ２、ＴＲＭ３）は継続される。このように、２つの受
信チャンネルのストリームは１つの受信チャンネルに統
合され、この間も、加入者端末６Ａ、６Ｂ、... の送信
は継続される。この結果、１つの受信ストリームを再生
時間の異なる３つのビデオストリームに分配することが
可能になる。

【００８９】図１３〜図１５は、図１２に示したよう
に、複数の受信チャンネルのビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... を用いて、同一の番組を配信するときの負荷分
散を図ったときの様子を示すものである。

【００９０】図１３において、今、２つのビデオサーバ
４Ａ、４Ｂには、同一の番組のデータが蓄積されている
とする。そして、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... は、
６分間分のデータを蓄積できるものとする。

【００９１】図１３に示すように、ビデオバッファ５
Ａ、５Ｂ、... は、基本的には、例えば１分の重複期間
を設けて、担当範囲となる時間が決められる。この例で
は、各ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... には６分間のデ
ータが蓄積されるので、ビデオバッファ５Ａが再生時間
０分から６分を担当し、ビデオバッファ５Ｂが再生時間
５分から１１分を担当し、ビデオバッファ５Ｃが再生時
間１０分から１６分を担当し、ビデオバッファ５Ｄが再
生時間１５分から２１分を担当し、ビデオバッファ５Ｅ
が再生時間２０分から２６分を担当し、ビデオバッファ
５Ｆが再生時間２６分から３１分を担当している。

【００９２】再生時間０分から６分を担当しているビデ
オバッファ５Ａには、ビデオサーバ４Ａからのデータが
配信されている。そして、現在、ビデオバッファ５Ａ
は、番組の再生時間０分から４分までのデータをバッフ
ァリングしている。また、ビデオバッファ５Ａは、加入
者端末６Ａ、６Ｂ、６Ｃに、夫々、例えば、再生時間１
分、３分、４分の時点のストリームを配信している。

【００９３】再生時間１５分から２１分を担当している
ビデオバッファ５Ｄには、ビデオサーバ４Ｂからのデー
タが配信されている。そして、現在、ビデオバッファ５
Ｄは、番組の再生時間１５分から１８分までのデータを
バッファリングしていると共に、２０分から２１分まで
のデータをバッファリングしている。また、ビデオバッ
ファ５Ｄは、加入者端末６Ｅに、再生時間１８分の時点
のストリームを配信している。

【００９４】再生時間２５分から３１分を担当している
ビデオバッファ５Ｆには、ビデオサーバ４Ｂからのデー
タが配信されている。そして、現在、ビデオバッファ５
Ｆは、番組の再生時間２５分から３１分までのデータを
全てバッファリングしている。また、ビデオバッファ５
Ｆは、加入者端末６Ｆ、６Ｇ、６Ｈに、再生時間２５
分、２６分、２８分の時点のストリームを配信してい
る。

【００９５】時間の経過に従って、ビデオストリームの
データは移動していく。ビデオバッファ５Ａにおいて
は、１分後には、再生時間１分から５分までのビデオス
トリームのデータをバッファリングしていることにな
り、加入者端末６Ａ、６Ｂ、６Ｃに夫々配信する番組の
再生時間は、夫々、２分、４分、５分の時点のものとな
る。なお、破線矢印で示すように、ビデオサーバ４Ａか
らは、以前は、再生時間３分の所から別の通信チャンネ
ルでビデオサーバ４Ａからから配信を受けこれを端末６
Ｂに配信していたが、２つの受信チャンネルのストリー
ムは１つの受信チャンネルに統合されていることを示し
ている。なお、統合については、図１２で説明した通り
である。

【００９６】加入者端末６Ａ、６Ｂ、... から、早送
り、巻き戻し、一時停止の要求が来たときには、ビデオ
バッファ５Ａ、５Ｂ、... にストリームがバッファリン
グされている範囲であれば、ネットワークの切り替えな
しで、夫々のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... のみで制
御可能である。その範囲を越えたら、他の担当範囲のビ
デオバッファ５Ａ、５Ｂ、... に切り替えて対応する。

【００９７】例えば、加入者端末６Ｅを数分間一時停止
させたとする。この場合には、加入者端末６Ｅにデータ
を送っているビデオバッファ５Ｄの範囲内であれば、ビ
デオバッファ５Ｄの範囲内のデータを転送させるが、ビ
デオバッファ５Ｄの範囲を越えることが考えられる。そ
こで、加入者端末６Ｅを数分間一時停止させたときに
は、図１４に示すように、加入者端末６Ｅに対するビデ
オバッファがビデオバッファ５Ｃに切り換えられる。

【００９８】また、例えば、新たに加入者端末６Ｉ、６
Ｊから再生時間２５分から３１分の間のストリームの配
信要求があったとする。再生時間２５分から３１分の間
のストリームは、ビデバッファ５Ｆが担当しているが、
図１３に示すように、ビデオバッファ５Ｆは、ビデオサ
ーバ４Ｂから配信を受けており、既に、多数の加入者端
末６Ｆ、６Ｇ、６Ｈに、データの配信を行なっており、
それ以上の通信チャンネルを確保できないとする。

【００９９】そこで、この場合には、図１５に示すよう
に、ビデオバッファ５Ｆと同様の担当範囲を受け持つビ
デオバッファ５Ｇが用意される。そして、ビデオバッフ
ァ５Ｆやビデオサーバ４から、ビデオバッファ５Ｇにデ
ータが配信される。このビデオバッファ５Ｇから、例え
ば、加入者端末６Ｉ、６Ｊに、データの配信が行われ
る。

【０１００】なお、加入者端末６Ｉ、６Ｊで、同時にデ
ータの配信が要求されたような場合には、同一のストリ
ームを加入者端末６Ｉ、６Ｊに送れる。この場合には、
ネットワークの分配により、１つのストリームで加入者
端末６Ｉ、６Ｊにデータを送ることができる。

【０１０１】７．システムにおけるビデオバッファの処
理の説明 図１６及び図１７は、このような分散処理を行う場合の
フローチャートを示すものである。図１６及び図１７に
おいて、センタコントロール３では、加入者端末６Ａ、
６Ｂ、... から再生要求があったときには、その加入者
端末６Ａ、６Ｂ、... からの再生要求及び時間が取得さ
れる（ステップＳ５１）。図１３で示したように、ビデ
オバッファ５Ａ、５Ｂ、... には、再生時間の担当範囲
が決められている。この要求された再生時間の範囲を担
当し、且つ、通信チャンネルが空いているビデオバッフ
ァ５Ａ、５Ｂ、... が検索される（ステップＳ５２）。
そして、ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... の中で、配信
可能なビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... があるか否かが
判断される（ステップＳ５３）。

【０１０２】要求された再生時間の範囲を担当し、配信
可能なビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... があれば、その
ビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... が要求された再生時間
のデータを蓄積しているか否かが判断される（ステップ
Ｓ５４）。要求された再生時間の範囲を担当し、そのデ
ータを蓄積しているビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、...が
あれば、そのビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... から、配
信を要求している加入者端末６Ａ、６Ｂ、... に、その
番組のデータを送るように指示が与えられ（ステップＳ
５５）、ステップＳ５２にリターンされる。

【０１０３】ステップＳ５４で、要求された再生時間の
範囲を担当し、配信可能なビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... はあるが、そのビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... は、要求された再生時間のデータを蓄積してい
ないと判断された場合には、要求された番組を蓄積して
おり、且つ、通信チャンネルが空いているビデオサーバ
４Ａ、４Ｂ、... が検索される（ステップＳ５６）。そ
して、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... の中で、配信可能
なビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... があるか否かが判断さ
れる（ステップＳ５７）。

【０１０４】配信可能なビデオサーババッファ４Ａ、４
Ｂ、... があれば、そのビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
から、要求された再生時間の範囲を担当するビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... に、その番組のデータを送るよう
に指示が与えられる（ステップＳ５８）。それから、ス
テップＳ５５に行き、そのビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... から、配信を要求している加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... に、その番組のデータを送るように指示され、
ステップＳ５２にリターンされる。ステップＳ５７で、
配信可能なビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... がない場合に
は、エラーとされる。

【０１０５】ステップＳ５３で、配信可能なビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... がないと判断された場合には、同
一の番組を配信しているビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
が多いか否かが判断される（ステップＳ５９）。同一の
番組を配信しているビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... が多
い場合には、その番組の配信を要求している加入者端末
６Ａ、６Ｂ、... が多いので、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... から配信すると、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... の記録再生装置のオーバヘッドが増大する。こ
のため、同一の番組を配信しているビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... が多い場合には、ビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... を利用してデータを配信することが望まれる。
同一の番組を配信しているビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... が少ない場合には、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... から直接配信しても、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... の記録再生装置のオーバヘッドは増大しないと
考えられる。

【０１０６】ステップＳ５９で、同一の番組を配信して
いるビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...が多くない場合に
は、要求された番組を蓄積し、且つ、通信チャンネルが
空いているビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... が検索される
（ステップＳ６０）。そして、ビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... の中で、配信可能なビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... があるか否かが判断される（ステップＳ６
１）。

【０１０７】配信可能なビデオサーババッファ４Ａ、４
Ｂ、... があれば、そのビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
から、配信を要求している加入者端末６Ａ、６Ｂ、...
に、、その番組のデータを送るように指示が与えられ
（ステップＳ６２）、ステップＳ５２にリターンされ
る。ステップＳ６１で、配信可能なビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... がない場合には、エラーとされる。

【０１０８】ステップＳ５９で、同一の番組を配信して
いるビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、．．．が多い場合には、
未使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、．．． が検索さ
れる（ステップＳ６３）。そして、未使用のビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... があるか否かが判断される（ステ
ップＳ６４）。

【０１０９】未使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、...
がなければ、ステップＳ６０に行き、要求された番組を
蓄積し、且つ、通信チャンネルが空いているビデオサー
バ４Ａ、４Ｂ、... が検索され（ステップＳ６０）、ビ
デオサーバ４Ａ、４Ｂ、...の中で、配信可能なビデオ
サーバ４Ａ、４Ｂ、... があるか否かが判断され（ステ
ップＳ６１）、配信可能なビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... があれば、そのビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
から、配信を要求している加入者端末６Ａ、６Ｂ、...
に、その番組のデータを送るように指示が与えられ（ス
テップＳ６２）、ステップＳ５２にリターンされる。

【０１１０】ステップＳ６４で、未使用のビデオバッフ
ァ５Ａ、５Ｂ、... があると判断された場合には、同じ
若しくは前の担当範囲のビデオバッファで、且つ、要求
された再生時間のデータが分配可能なビデオバッファ５
Ａ、５Ｂ、... が検索される（ステップＳ６５）。そし
て、その番組のデータを分配可能なビデオバッファ５
Ａ、５Ｂ、... があるか否かが判断される（ステップＳ
６６）。

【０１１１】ステップＳ６６で、分配可能なビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... があると判断された場合には、そ
の分配可能なビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... から、未
使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... にデータを配信
するように指示が与えられる（ステップＳ６７）。そし
て、未使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... を使用中
とし、新たに使用中とされたビデオバッファ５Ａ、５
Ｂ、... から分配を要求している加入者端末６Ａ、６
Ｂ、... へのデータの配信が指示され（ステップＳ６
８）、ステップＳ５２にリターンされる。

【０１１２】ステップＳ６６で、分配可能なビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... がないと判断されたら、要求され
た番組を蓄積し、且つ通信チャンネルが空いているビデ
オサーバ４Ａ、４Ｂ、... が検索される（ステップＳ６
９）。そして、配信可能なビデオサーバ４Ａ、４
Ｂ、... があるか否かが判断される（ステップＳ７
０）。

【０１１３】配信可能なビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、...
があれば、そのビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... から、未
使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... に、その番組の
データを送るように指示が与えられ（ステップＳ７
１）、未使用のビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... を使用
中とし、新たに使用中とされたビデオバッファ５１Ａ、
５１Ｂ、... から分配を要求している加入者端末６Ａ、
６Ｂ、... へのデータの配信が指示され（ステップＳ６
８）、ステップＳ５２にリターンされる。ステップＳ７
０で、配信可能なビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... がなけ
れば、エラーとされる。

【０１１４】なお、上述の例では、ビデオサーバ４Ａ、
４Ｂ、... とビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... とを分け
ているが、ビデオサーバ４Ａ、４Ｂ、... にビデオバッ
ファ５Ａ、５Ｂ、... の機能を持たせ、ビデオサーバ４
Ａ、４Ｂ、... とビデオバッファ５Ａ、５Ｂ、... とを
一体化して、互いの通信チャンネルを直結した構成とす
るようにしても良い。

【０１１５】

【発明の効果】この発明によれば、任意の複数の位置か
ら出力可能な多点出力ＦＩＦＯメモリからなるビデオバ
ッファにより、複数の加入者端末に対して、ビデオデー
タを送ることができる。このため、同一番組を複数の加
入者端末に配信する際に負荷分散することができ、コス
ト低減させ、信頼性の向上を図ることができると共に、
小規模な装置で、大規模なビデオオンデマンド装置を実
現することができる。

【０１１６】ビデオバッファは、ビデオサーバからの単
一のストリームを分配するだけでなく、ビデオバッファ
に蓄積されたストリームの任意の位置からのストリーム
を分配することができる。また、要求された再生時間が
蓄積されたデータの範囲内蔵であれば、ビデオサーバに
別のストリームの配信を指示することなく、ヒデオバッ
ファのみで配信可能であるので、ビデオサーバの数を減
らすことができる。

【０１１７】同一の番組のビデオ配信において、担当す
る再生時間の範囲を複数のビデオバッファに適時分担す
ることで、再生時間に偏りがあった場合でも、適切にビ
デオバッファを振り分けて、負荷を分散することができ
る。また、これらは機械的動作を伴う二次記憶装置の制
御を必要としないので、瞬時に行うことができる。

【０１１８】一時的に、ビデオサーバの複数の受信チャ
ンネルから同一番組の異なる再生時間ストリームを同時
にビデオバッファが受信することで、複数の端末への配
信の要求を満たしながら、受信チャンネルを統合し、ビ
デオバッファは１つの受信チャンネルの受信のみで、予
め決められた再生範囲の配信が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムの一例のブロック図である。

【図２】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオサーバの一例のブロック図である。

【図３】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファの一例のブロック図であ
る。

【図４】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファの説明に用いる略線図であ
る。

【図５】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファに記憶されるデータ構成の
説明に用いる略線図である。

【図６】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファのチャンネルの説明に用い
る略線図である。

【図７】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファの説明に用いるフローチャ
ートである。

【図８】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファの説明に用いるフローチャ
ートである。

【図９】この発明が適用されたビデオオンデマンドシス
テムにおけるビデオバッファの説明に用いるフローチャ
ートである。

【図１０】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおけるビデオバッファの説明に用いる略線図で
ある。

【図１１】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおけるビデオバッファの説明に用いる略線図で
ある。

【図１２】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおけるストリームの説明に用いる略線図であ
る。

【図１３】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおける負荷分散の説明に用いる略線図である。

【図１４】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおける負荷分散の説明に用いる略線図である。

【図１５】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおける負荷分散の説明に用いる略線図である。

【図１６】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおける負荷分散の説明に用いるフローチャート
である。

【図１７】この発明が適用されたビデオオンデマンドシ
ステムにおける負荷分散の説明に用いるフローチャート
である。

【図１８】従来のビデオオンデマンドシステムの一例の
ブロック図である。

【符号の説明】

１・・・ネットワーク、２・・・マスタサーバ、３・・
・センタコントロール、４Ａ、４Ｂ、・・・ビデオサー
バ、５Ａ、５Ｂ・・・ビデオバッファ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C064 BA01 BB05 BC18 BC23 BD02 BD07 BD14 5K030 GA01 GA05 GA11 HB02 KA03 KA21 LC18 LD17 LE03 MA13 MB15 9A001 BB03 BB04 CC04 DD10 DD13 FF03 HH23 JJ18 JJ20 JJ27 KK56

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの配信の制御を行うマスタサーバ
   と、 配信するデータが蓄積される複数のデータサーバと、 入力データを入力順に書き込み、上記書き込まれたデー
   タを任意の複数の位置から読み出せる複数のデータバッ
   ファと、 データの配信の要求を送信し、上記要求したデータを受
   信する複数の端末と、 上記マスタサーバと、上記複数のデータサーバと、上記
   複数のデータバッファと、上記複数の端末とを接続する
   ネットワークとからなり、 上記マスタサーバは、上記端末からのデータの配信要求
   を受け取り、上記データサーバ及び上記データバッファ
   を制御して、上記データサーバから直接的に又は上記デ
   ータサーバから上記データバッファを介して、上記デー
   タの配信を要求している上記端末にデータを配信させる
   ようにしたことを特徴とするデータ配信システム。
2. 【請求項２】 配信する上記データは、ビデオデータで
   ある請求項１に記載のデータ配信システム。
3. 【請求項３】 上記端末に要求されたデータを配信する
   際に、配信可能なデータバッファがあれば、上記データ
   サーバから上記データバッファにデータを一旦転送し、
   上記データバッファから上記端末に上記データを転送
   し、上記配信可能なデータバッファがなければ、上記デ
   ータサーバから直接的に上記端末に上記データを転送す
   るようにした請求項１に記載のデータ配信システム。
4. 【請求項４】 複数の端末から同一のデータの配信の要
   求があったときには、上記データバッファにより上記複
   数の端末に対して同時に上記データを転送するようにし
   た請求項１に記載のデータ配信システム。
5. 【請求項５】 上記複数のデータバッファの担当する再
   生時間範囲を予め決めておき、上記端末からのデータの
   配信要求があったら、上記端末の再生時間に対応する再
   生時間範囲を担当するデータバッファから上記端末に、
   上記データを転送するようにした請求項１に記載のデー
   タ配信システム。
6. 【請求項６】 上記データバッファから上記端末にデー
   タを転送している際に、上記データバッファの担当範囲
   から外れる場合には、新たなデータバッファ又はデータ
   サーバに切り替えて、この新たなデータバッファ又はデ
   ータサーバから上記端末にデータを転送するようにした
   請求項１に記載のデータ配信システム。
7. 【請求項７】 上記データバッファから上記端末にデー
   タを転送している際に、更に新たな端末にデータの転送
   が要求された場合には、上記データバッファの回線が確
   保できないときには、上記データバッファと同様の担当
   範囲の新たなデータバッファを設け、上記新たなデータ
   バッファを介して、上記端末にデータを転送するように
   した請求項１に記載のデータ配信システム。
8. 【請求項８】 データの配信の制御を行うマスタサーバ
   と、配信するデータが蓄積される複数のデータサーバ
   と、入力データを入力順に書き込み、上記書き込まれた
   データを任意の複数の位置から読み出せる複数のデータ
   バッファと、データの配信の要求を送信し、上記要求し
   たデータを受信する複数の端末とを、ネットワークを介
   して接続し、 上記マスタサーバは、上記端末からのデータの配信要求
   を受け取り、上記データサーバ及び上記データバッファ
   を制御して、上記データサーバから直接的に又は上記デ
   ータサーバから上記データバッファを介して、上記デー
   タの配信を要求している上記端末にデータを配信させる
   ようにしたことを特徴とするデータ配信方法。
9. 【請求項９】 配信する上記データは、ビデオデータで
   ある請求項８に記載のデータ配信方法。
10. 【請求項１０】 上記端末に要求されたデータを配信す
    る際に、配信可能なデータバッファがあれば、上記デー
    タサーバから上記データバッファにデータを一旦転送
    し、上記データバッファから上記端末に上記データを転
    送し、上記配信可能なデータバッファがなければ、上記
    データサーバから直接的に上記端末に上記データを転送
    するようにした請求項８に記載のデータ配信方法。
11. 【請求項１１】 複数の端末から同一のデータの配信の
    要求があったときには、上記データバッファにより上記
    複数の端末に対して同時に対応するデータを転送するよ
    うにした請求項８に記載のデータ配信方法。
12. 【請求項１２】 上記複数のデータバッファの担当する
    再生時間範囲を予め決めておき、上記端末からのデータ
    の配信要求があったら、上記端末の再生時間に対応する
    再生時間範囲を担当するデータバッファから上記端末に
    データを転送するようにした請求項８に記載のデータ配
    信方法。
13. 【請求項１３】 上記データバッファから上記端末にデ
    ータを転送している際に、上記データバッファの担当範
    囲から外れる場合には、新たなデータバッファ又はデー
    タサーバに切り替えて、この新たなデータバッファ又は
    データサーバから上記端末にデータを転送するようにし
    た請求項８に記載のデータ配信方法。
14. 【請求項１４】 上記データバッファから上記端末にデ
    ータを転送している際に、更に新たな端末にデータの転
    送が要求された場合には、上記データバッファの回線が
    確保できないときには、上記データバッファと同様の担
    当範囲の新たなデータバッファを設け、上記新たなデー
    タバッファを介して、上記端末にデータを転送するよう
    にした請求項８に記載のデータ配信方法。
15. 【請求項１５】 データストリームを時系列順に蓄積す
    ると共に、任意の複数の位置から上記データストリーム
    を出力可能なメモリ手段と、 複数ポートの夫々通信を行なう通信手段と、 上記複数のポートを入力ポートと出力ポートに割り当
    て、上記入力ポートでネットワークを介して受信された
    データストリームを上記メモリ手段に蓄積し、上記メモ
    リ手段の上記複数の位置からの出力データを上記出力ポ
    ートで夫々出力させるように制御する制御手段とを備え
    てなるデータ入出力装置。
16. 【請求項１６】 上記入力ポートを複数設け、上記複数
    の入力ポートの夫々で任意の位置からデータストリーム
    を入力して上記メモリ手段に記憶させ、上記複数の入力
    ポートからの入力により上記メモリ手段に記憶されてい
    るデータの範囲が一致したときには、上記複数の入力ポ
    ートの統合を行なうようにした請求項１５に記載のデー
    タ入出力装置。
17. 【請求項１７】 上記メモリ手段の総量より上記ストリ
    ームの総量が大きくなるような場合には、上記メモリ手
    段に先に入力したストリームデータを破棄し、空いた領
    域に、新たに入力されたストリームデータを蓄積するよ
    うにした請求項１５に記載のデータ入出力装置。
18. 【請求項１８】 上記データストリームの最後のデータ
    の入力が行われた場合には、上記データストリームの先
    頭よりデータを循環して入力し、上記出力ポートへのス
    トリームの出力を継続するようにした請求項１５に記載
    のデータ入出力装置。
19. 【請求項１９】 上記出力ポートから出力可能なデータ
    がメモリ手段に蓄積されている間は、継続して出力ポー
    トから出力を行なうことを特徴とする請求項１５に記載
    のデータ入出力装置。