JP2001516184A - スイッチド・デジタル・ビデオシステムで使用するためのチャンネル変換器 - Google Patents

スイッチド・デジタル・ビデオシステムで使用するためのチャンネル変換器

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JP2001516184A JP2000510275A JP2000510275A JP2001516184A JP 2001516184 A JP2001516184 A JP 2001516184A JP 2000510275 A JP2000510275 A JP 2000510275A JP 2000510275 A JP2000510275 A JP 2000510275A JP 2001516184 A JP2001516184 A JP 2001516184A
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Abstract

(57)【要約】 デジタル広帯域アクセスシステムで使用する高速チャンネル変換器である。本発明の高速チャンネル変換器は、ビデオデータを記憶するためのキャッシュバッファ（５０）と、同期フレームを検出し、ポインティングするためのプロセッサ（５５）とを備えている。プロセッサ（５５）が、次の同期フレームを待つことなくビデオデータと同調することができるため、処理ユニットが利用者のチャンネル変更の要求を受信すると、関連するビデオ信号が迅速にアクセスされて下流の利用者へと送信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 [技術分野] 本発明は一般に、デジタルシステムでのビデオの分配および伝達するための装
置に関するものであり、特に、このようなシステムにおいて迅速にチャンネルを
換えるための方法および装置に関するものである。
【０００２】 [背景技術] 一般的なアナログケーブルシステムにおいて、利用者が注文した全てのチャン
ネルまたはサービスが各利用者の家庭に送信される。各々の利用者が購入したチ
ャンネルのみを受信できるようにするために、ケーブルテレビプロバイダはプレ
ミアチャンネル（ＨＢＯ、ＣＩＮＥＭＡＸ、ＤＩＳＮＥＹ等）を符号化するか、
または「スクランブル」をかける。ケーブルテレビプロバイダは、多くの「ベー
シック」チャンネル（ローカル局、ＥＳＰＮ、ＭＴＶ、ＶＨ１、ＴＮＴ、ＤＩＳ
ＣＯＶＥＲＹ等）にもスクランブルをかけることがある。従って、現在販売され
ているテレビの実質的に全てがケーブルテレビを見ることができるものではある
が、それでもやはりほとんどの利用者は信号を解読するためにセットトップユニ
ット（ケーブルテレビ業界では時にケーブルボックスと呼ばれる）を設ける必要
がある。このセットトップユニットはテレビの近くに配置され、テレビに映され
るチャンネルを変更するためにも使用される。
【０００３】 利用者、特に居住利用者は、自宅で多くの情報と、さらに広いサービスの選択
を得ることを要求している。利用者のテレビに映されるスイッチド・ビデオと、
高速インターネットアクセスが、利用者が最も要求する２つのサービスである。
この要求を満たすために、また、最近承認されたハイビジョン（ＨＤＴＶ）基準
に適応するために、新しいサービスはデジタル信号を扱うことができる必要があ
るようである。
【０００４】 どんどん現れる新しい技術に加えて、Regional Bell Operating Companies ( ＲＢＯＣｓ)の参入によってデジタル伝送システムシステムが経済的に実現可能 なものとなった。一般的なデジタルビデオシステムには、様々な放送源からのビ
デオ信号を受信する手段、複数の利用者へ信号を伝送する手段、受信手段と伝送
手段との間で信号を伝送する手段が含まれる。ビデオ信号を受信する手段は中央
オフィスに位置する広帯域デジタルターミナル（ＢＤＴ）を含む。伝送手段は、
電柱付近か、またはその他の、多数の利用者に近い都合のよい場所に設置した広
帯域ネットワークユニット（ＢＮＵ）であってよい。ケーブルまたは光ファイバ
がＢＤＴをＢＮＵに接続する。第２ケーブル（または１対のより線）がセットト
ップユニット（また、必要であれば、利用者の家屋内にある様々な他のユニット
）をＢＮＵと接続する。
【０００５】 一般的なデジタルビデオシステムにおいて、ビデオサービス会社が提供する全
てのビデオサービスが、セットトップユニットへと伝送される。新しいチャンネ
ルを選択する際に、このセットトップユニットが実際の変換を実行し、またデジ
タル信号を解読する。
【０００６】 プレミアムチャンネルにはスクランブルがかけてあるが、全てのビデオ信号を
利用者の家庭に伝送することでビデオサービスに盗難の余地を与えてしまう。従
って、ビデオサービスの伝送と伝播をさらに安全なものにするには、より複雑で
―そしてより高額な―段階をとる必要がある。
【０００７】 盗難問題の解決法は、利用者からみて「上流」にあるビデオプロバイダ（例え
ばＢＤＴのデジタルシステムにおいて）が制御する設備においてチャンネル切換
えを行い、また、利用者のセットトップユニットへは１度に１つのチャンネルし
か伝播しないようにすることである。切換えを上流に移すことの別の利点は、ビ
デオ伝送システム全体の帯域の必要性が大幅に減少することである。しかしなが
ら、このシステムの欠点は、利用者がチャンネルを選択してその新しく選択した
チャンネルがテレビに映るまでにかかる時間の間に利用者が時間の遅れを感じる
ことである。
【０００８】 この時間の遅れが生じる理由は、まず最初に利用者の要求が上流のＢＤＴへと
移動し、次にＢＤＴがこの要求を承認し、所望のビデオサービスと同期して「ロ
ックオン」し、最後にＢＤＴが所望のビデオサービスを下流の利用者へ送信され
なければならないためである。各チャンネル変更の間の全体の遅れは１秒以上に
なる。
【０００９】 この遅れの大部分は、ビデオ信号が同期するためにかかる時間によって起こる
。この部分は遅れの約半分（すなわち約０．５秒）を占める。新しいチャンネル
を選んだ直後に放送を観ることに慣れているため、多くの利用者が、こうしたビ
デオ伝送システムにおける遅れを不快に感じている。ほとんどの利用者が１秒の
遅れは許容範囲外であるとしているため、このようなシステム
【００１０】 [発明の開示] 本発明は、デジタルビデオ伝送システムにおいてチャンネルを迅速に変更する
ための方法および装置に関するものである。
【００１１】 迅速なチャンネル変換器は、広帯域デジタルターミナル（ＢＤＴ）と共に中央
オフィスに配置され、ＢＤＴで受信した各ビデオチャンネルの「開始」または同
期フレームを索引付けすることが好ましい。
【００１２】 各々のデジタルビデオ信号は同期フレームを含んでいる。本発明のチャンネル
変換器は複数の圧縮ビデオ信号をキャプチャし、核信号をキャッシュバッファ内
に記憶する。バッファされた信号の各々について、それぞれ対応する同期フレー
ムを索引付けまたは「ポイント・ツー」するためにプロセッサが使用される。
【００１３】 利用者が特定のチャンネルまたはビデオサービスを要求すると、プロセッサは
同期フレームにおいてその要求されたビデオ信号に瞬時にアクセスすることがで
き、また、利用者にそのビデオストリームを送信することができる。これは、プ
ロセッサが既に、各ビデオ信号の同期フレームの位置を備えているためである。
従って、これまで利用者が待たなければならなかった時間が削除される。
【００１４】 本発明のこれらの、およびその他の特徴と目的は、添付の図面を考慮しながら
読まれるべきである以下の好ましい実施例の詳細な説明からより完全に理解され
るであろう。
【００１５】 本明細書に採用され、本明細書の１部分を形成する添付の図面は、本発明の実
施例を図示し、その記述と共に本発明の原理を説明するものである。
【００１６】 図面に図示された本発明の好ましい実施例の説明を説明するにおいて、明瞭性
のために特定的な専門用語を使用する。しかしながら、本発明はこのように選択
した特定の用語に限定されるものではなく、また、特定の用語の各々には、類似
した目的を達成するために類似した方法で働く全ての技術的な同等性が包含され
ることを理解するべきである。
【００１７】 特に図１〜図８の図面を参照しながら本発明の装置を開示していく。
【００１８】 図１に、ビデオ、データ（コンピュータ・ネットワーク・インターフェース用
）、そして電話通信サービスを伝搬するための広帯域アクセスシステムを示す。
ここで開示する技術をその他のサービス／技術と共に使用することができるが、
好ましい実施例ではデジタルビデオ信号の伝搬および分配に関連して説明する。
その他のサービスに使用しているコンポーネントでは本発明を理解する必要はな
く、また、これらのサービスはその存在が本発明の理解に関係しているために説
明しているにすぎない。
【００１９】 本発明は、図中に参照符号１０で示した、デジタル広帯域アクセスシステムで
使用するための迅速なチャンネル変換器に関するものである。一般に、デジタル
広帯域アクセスシステムは、広帯域ネットワークユニット（ＢＮＵ）１４に接続
した広帯域デジタルターミナル（ＢＤＴ）１２を含む。
【００２０】 ＢＤＴ１２は要素管理システム（ＥＭＳ）１３を備えている。この要素管理シ
ステム（ＥＭＳ）１３は、サービスと装置を備え、デジタル広帯域アクセスシス
テム上で特定のビデオ信号制御を行うためのものである。ＥＭＳ１３は、通常は
ソフトウェアに基づいており、パーソナルコンピュータまたはワークステーショ
ンのいずれにおいても実現可能である。パーソナルコンピュータベースのＥＭＳ
は、１つのＢＤＴ１２と、これに関連する広帯域アクセスネットワーク装置をサ
ポートすることができる。他方で、ワークステーションは複数のＢＤＴ１２と、
これに関連するアクセスネットワーク装置をサポートすることができる。
【００２１】 好ましい実施例において、ビデオのプログラミングが、ＢＤＴ１２に接続して
いる非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワーク２６を介して、最初に広帯域アク
セスシステムに入力される。ＢＤＴ１２は、チャンネルバンク（ＣＢ）３０との
通信を介して、プライベートネットワークから、または非スイッチドパブリック
ネットワーク３２から、特別ネットワーク−ＣＢインターフェース３４との接続
を介した広帯域アクセスシステムを使って伝送するための特別のサービス信号を
受信することもできる。ＣＢ３０はＢＤＴ１２に接続されるので顧客は特別なプ
ライベート又は公のネットワークからプログラミングを注文することが出来る。
【００２２】 ＡＴＭネットワーク-ＢＤＴインターフェース３９へのインターフェースは、 ＯＣ−３またはＯＣ−１２光インターフェースキャリングＡＴＭセルを使って実
現することができる。好ましい実施例で、ＢＤＴ１２は、ＡＴＭセルを伝送する
信号のみを受信するＯＣ−１２ｃブロードキャスト・ポートを２つと、信号の送
受信が行えるＯＣ−１２ｃインタラクティブ・ポートを１つとを備えている。
【００２３】 図示の目的のために、ＢＤＴ１２はまた、公衆電話網（ＰＳＴＮ）７０に接続
することもできる。ＰＳＴＮへの物理的なインターフェースは、ＤＳ−１信号の
伝送を支持する１対のより線、または、ＯＣ−３光信号の伝送を支持する光ファ
イバである。
【００２４】 一般に、ＢＤＴ１２は、例えばRegional Bell Operating Companyの中央オフ ィスといった、ビデオ／データサービスプロバイダが所有する施設内に配置され
ている。ＢＮＵ１４が、サービングエリア、通常は利用者の自宅２９付近の電柱
（すなわち、「道路わきのヘリ石」）に配置されている。ＢＤＴ１２とＢＮＵ１
４の間の好ましい接続は光ファイバケーブル１６で行われ、これはしばしばファ
イバ・トゥ・ザ・カーブ（ＦＴＴＣ）構築と呼ばれている。
【００２５】 ＦＴＴＣ構築は、１９７０年始めに、電話会社の中央オフィスから離れた地区
に電話サービスを提供するために開発されたデジタル・ループ・キャリヤ（ＤＬ
Ｃ）技術から派生したものである。デジタルスイッチングの利用が可能であるた
め、ＦＴＴＣ構築は当時性の電話ネットワークとパケット／セルに基づくネット
ワークの両方と互換性があるという利点を持ち、これによりインターネットアク
セスとスイッチド・デジタル・ビデオ（ＳＤＶ)に非常に適している。
【００２６】 好ましい実施例において、光ファイバ１６はシングル・モード・ファイバであ
り、ＢＤＴ１２とＢＮＵ１４間で信号を伝送するためにデュアル波長伝送スキー
ムを使用している。デジタル信号は、同期デジタル階層構造（ＳＤＨ）を利用し
て、ＢＤＴ１２とＢＮＵ１４の間を１５５Ｍｂ／ｓで往来する。
【００２７】 ＢＤＴ１２はＢＮＵのスコアに接続することができるが、実際の数は提供され
るサービスと、サービスの提供を受けている利用者の数に依存する。好ましい実
施例では、各ＢＤＴ１２に最高６４個のＢＮＵが接続している。
【００２８】 各ＢＮＵ１４は、複数の利用者に対応する複数のドロップを備えている。一般
に、各ＢＮＵ１４は１６戸の利用者宅２９に対応することができる。ビデオサー
ビスを伝搬するためのドロップは同軸ケーブル１７であることが好ましい。（Ｂ
ＩＵ１５から各利用者宅２９へビデオ信号を伝搬するには光ファイバを使用する
こともできる。経済的な理由から、同軸ケーブル１７での接続が好ましい。）
【００２９】 現在、利用者に広く使用されている装置はアナログ信号しか受信できないため
、光ファイバケーブル１６でＢＮＵ１４に伝送されたデジタル信号をアナログ信
号に変換するための広帯域インターフェースユニット（ＢＩＵ）１５が必要とな
る。広帯域インターフェースユニット１５はＢＮＵ１４内に設置されており、ビ
デオ、データ、音声情報を含んだ広帯域信号を発信する。ＢＩＵ１５は、利用者
の家屋２９の内部にある様々な装置と通信する。これらの装置には、敷地内イン
ターフェース装置９６、ネットワーク・インターフェース・カード９１、テレビ
ジョン・セットトップ・ユニット１９が含まれる。ＢＩＵ１５はデータをＲＦキ
ャリヤに変調し、このデータを同軸ドロップケーブル１７へと伝送する。
【００３０】 ＢＩＵ１５は、直接、または図１に示すようにスプリッタ２７を介して、セッ
トトップ・ユニット１９に接続している。スプリッタ２７は、ビデオに加え、そ
の他のサービス（例えば高速インターネットアクセスおよび／または電話通信）
を利用者に伝達するため、またはマルチプル・セットトップ・ユニットに信号を
供給するために、広帯域アクセスシステムが使用されている際に用いられる。ス
プリッタ２７と利用者の家屋２９内の多くの装置との間の接続は、室内用の同軸
ワイヤ３３によって行うことが好ましい。別の実施例では、利用者の家屋２９内
に様々なサービスを導き、制御するために、また、ＢＩＵ１５から受信した信号
を各装置が要求する適切なフォーマットに変換するために、時に「レジデンシャ
ルゲートウェイ」（受動スプリッタ２７と対称的）と呼ばれる能動装置を含むイ
ンターフェースサブシステムが使用される。
【００３１】 室内用の同軸ワイヤ３３は、セットトップ・ユニット１９とスプリッタ２７を
接続する。セットトップ・ユニット１９は、通常の方法でテレビ３９と接続して
いる。ＢＩＵ１５によって発信された信号が、まだ特定のテレビユニット３９と
互換性を有していない場合、ＢＩＵからのビデオ信号を家屋２９内にあるあらゆ
るテレビと互換性を持つ信号に変換する回路をセットトップ１９に追加すること
もできる。
【００３２】 ＢＮＵ１４に、アナログのプレイン・オールド・テレフォニー（ＰＯＴ）信号
を発信する電話インターフェースユニット（ＴＩＵ）７５を備えることもできる
。図１には、全ての利用者に従来の狭帯域のプレイン・オールド・テレフォニー
（ＰＯＴ）サービスを伝達するための、１対のより線ドロップ１８が図示されて
いる。利用者の電話７９は、ネットワーク・インターフェース装置７８を介して
ＴＩＵ７５と接続していることが好ましい。デプロイメントシナリオが、構成的
な考慮によって同軸ケーブルドロップ１７のインストールが妨げられてしまう場
合には、比較的最近の伝送路技術（例えば、ｘＤＳＬ技術と呼ばれる高速デジタ
ルサブスクライバライン、非同期デジタルサブスクライバライン、超高速デジタ
ルサブスクライバライン）の開発によって、１対のより線１８に高速のサービス
を伝送することができる。ほとんどのビデオアクセスシステム（特に、現在一般
に使用されているアナログのシステム）において、利用者が要求した全てのチャ
ンネルとサービスがケーブルボックス（すなわち、ケーブルテレビサービスプロ
バイダが使用しているセットトップ・ユニットのタイプのもの）へと同時に伝送
される。テレビ３９のチャンネルを変えたい場合には、利用者はケーブルボック
ス／セットトップ・ユニットにアクセスする。ケーブルボックスが実際にチャン
ネルを変更し、入ってくるビデオ信号を解読する。
【００３３】 依然としてほとんどのビデオアクセスシステム（より最近に開発され、出回っ
ている新しいデジタルシステムを含む）は、利用者の家屋内のセットトップ・ユ
ニットに全ての、またはほとんどのチャンネルを伝送する。一般的に、これらの
より新しいセットトップ・ユニットは、古いケーブルボックスのものよりもさら
に複雑な回路を必要とする。その理由の１つとして、新しいシステムは、さらに
多くのチャンネルを扱い、盗難減らすために、信号のより複雑な解読を行うよう
に設計されていることが挙げられる。
【００３４】 本発明では、チャンネルの実際の変更はＢＤＴ１２またはＢＮＵ１４内の回路
１０によって行われ、利用者のセットトップ・ユニット１９に同時に伝送される
ビデオチャンネルは１つまたは２つのだけになっている。これにより、複雑性が
減じられ、利用者のセットトップ・ユニットの価格を低下させることができる。
さらに重要なことは、ビデオサービスプロバイダが、利用者から見て上流地点に
おいてビデオ信号の伝送を制御するため、利用者がシステムをいじってしまう可
能性が減り、サービスの盗難が減ることである。これにより、ビデオ信号の符号
化の必要がなくなり、さらに、セットトップ・ユニットの複雑性を緩和すること
ができる。
【００３５】 利用者のテレビから離れた場所にチャンネル変更回路が配置されていると、利
用者はチャンネルを変更する度に時間の遅れを感じてしまう。以下の例が示すよ
うに、利用者がテレビ３９に映っているチャンネルをチャンネルＸに変える場合
に望ましくない遅れが生じる。
【００３６】 次に、図２の信号制御プレーンを参照する。この制御プレーンは、利用者がチ
ャンネルをチャンネルＸに変更する要求を出した際の、セットアップ・ユニット
１９とＢＤＴ１２の間の制御信号の第１伝送を図示したものである。図２に示す
ように、セットトップ・ユニット１９は、広帯域アクセスシステムを介して、チ
ャンネルＸへのチャンネル変更の要求をＢＤＴ１２へと送る。セットトップ・ユ
ニット１９からの要求を受信すると、ＢＤＴ１２はこれが適切な要求であるかど
うかを決定し、適切なものであれば、セットトップ・ユニット１９にアクセスシ
ステムを介して確認信号を送り承認しなければならない。（再び図２参照。）Ｂ
ＤＴがチャネルＸと同期である場合、図３のユーザ／サービスプレーンで示すよ
うに、下流にある適切なセットトップ・ユニット１９に対して関連するビデオデ
ータを送らなければならない。
【００３７】 図２と図３の、広帯域アクセスシステムを介した信号送信の図は、信号セット
トップ・ユニットとＢＤＴ１２の間で伝送された信号の関連する移動と、信号の
数を示しているが、図１に戻り、「典型的な」チャンネル変更要求が招く時間の
遅れを完全に理解しなければならない。まず利用者は、チャンネルＸに変更した
いという要求をセットトップ・ユニット１９に通信しなければならない。通常、
これは共通赤外線遠隔制御を用いて行う。チャンネルＸへの変更の要求は、セッ
トトップ・ユニット１９から上流のＢＩＵ１５へと送られなければならない。こ
の制御信号はＢＩＵによって受信され、ＢＮＵ１４へと送信されなければならな
い。ＢＮＵ１４は複数のセットトップ・ユニットから受信した全ての制御信号を
まとめ、これをＢＤＴ１２へと送信する役目をする。ＢＤＴ１２は、ＥＭＳ１３
の制御下において、チャンネル変更要求が有効なものかどうか、また、その特定
の利用者が要求したサービスに対して料金を支払っているかどうかを決定しなく
てはならない。
【００３８】 これら最初の２つの基準が満たされると、ＢＤＴはチャンネル変更の要求の受
領を承認する。これは、ＥＭＳ１３の制御下で、ＢＤＴ１２を介し、再び光ファ
イバケーブルを通りＢＮＵ１４に対してチャンネルＸへの変更の確認信号を発生
することにより行われる。次に、ＢＮＵ１４はこの確認信号を適切なセットトッ
プユニットへと送信する。その一方で、ＢＤＴ１２は、ＡＴＭネットワークから
受信したチャネルＸと同期しなくてはならない。チャンネルＸは減圧され、次に
、その他の多くの利用者が要求したチャネルに関連する他のビデオ信号と共に多
重化される。ＢＮＵ１４が多重化された信号を受信すると、この信号は分離され
、要求を出した適切な利用者のセットトップ・ユニットへと送られる。
【００３９】 チャネルの変更は簡単であるが、少なからぬ遅れが生じるため、利用者は要求
したチャンネルが実際にテレビに映るまで待たなければならない。この遅れは、
ＢＤＴが各利用者からずっと離れた場所に設置されているという事実のために起
こる。利用者のセットトップ・ユニットに全てのチャネルが同時に伝送されない
ため、制御信号と情報がセットトップとＢＤＴ１２の間の距離を横断するのに時
間がかかる。
【００４０】 遅れの別の部分は、ＢＤＴ１２によって利用される、ＡＴＭネットワーク２６
から受信した信号と同期するための同期方法によるものである。非同期伝送モー
ド（ＡＴＭ）ネットワークは、多くのタイプのユーザデータの要求１つのフォー
マットで満たすことができるように、柔軟性をもって設計されている。ＡＴＭシ
ステムを介して伝送されるデータは、デジタルビデオ、デジタル化した音声、コ
ンピュータデータ、ローカルおよびワイドエリアネットワークの両方にかけての
トランザクション情報（自動化された銀行マシンと中央コンピュータの間のもの
等）を含むことができる。
【００４１】 ＡＴＭフォーマットはデータ値または物理的なチャンネルを指定しないが、比
較的短いビットセグメントを呼出す。具体的には、ＡＴＭフォーマットは、図４
に示すように５３バイトのセルフォーマットを呼出す。このセルフォーマットは
、５バイトをオーバヘッドに、４８バイトを実データに割当てる。データ信号の
混合がコンピュータデータを含んでいる場合、短いビットセグメントの使用が重
要になる。コンピュータデータを扱うシステム用のセルフォーマットは比較的長
い。これは、ビデオおよび音声といった「リアルタイム」の信号を送信する「混
合した」システムにとっては望ましくない。ＡＴＭシステムの短いセルフォーマ
ットにより、リアルタイム・ソースからのトラフィックがコンピュータデータセ
ルの間に送られるまで非常に長い時間待つ必要がなくなった。
【００４２】 ＡＴＭセルの５バイトのヘッダは、予め確立されたルートを介して、あるノー
ドから次のノードへとセルを中継するために必要な情報を全て含んでいる。ビデ
オデータは４８バイト情報フィールドの中に含まれている。
【００４３】 各情報フィールドにさらにビデオデータをパックするために、圧縮スキームを
使用することが好ましい。実質的に全ての圧縮スキームにおいて、通常グループ
・オブ・ピクチャー（ＧＯＰ）スタートポイントと呼ばれる開始または同期フレ
ームが必要とされる。ほとんどの圧縮スキームにおいて、ＧＯＰスタートポイン
トは、図４に示すように、情報フィールドの開始付近で見られる。
【００４４】 利用者から新しいチャンネルへの変更の要求を受信すると、ＢＤＴ１２は要求
されたチャンネルのグループ・オブ・ピクチャー（ＧＯＰ）スタートポイントを
待たなければならない。ＡＴＭシステムがビデオ専門のものであっても、ＧＯＰ
スタートポイントの間の時間は長い。図５に示すように、ＧＯＰB1とＧＯＰB2の
間の時間の遅れは２／２秒であり、または、圧縮スキームやその他の要因によっ
てはこれ以上である。
【００４５】 ＢＤＴ１２が適切なＧＯＰスタートポイントと同期したら、次に、ＢＤＴ１２
は要求された信号を減圧し、その要求を出した利用者（単数または複数）へとこ
の信号を送信する。要求されたチャンネルに関連する信号は、次に、そのＢＤＴ
１２が扱っているその他の利用者から要求されたチャンネルに関連する信号と共
に多重化される。次に、多重化された信号が下流のＢＮＵ１４へと伝送される。
ここで、信号がdemuxされ、適切なセットトップ・ユニット１９へと送信される 。
【００４６】 好ましい実施例において、ビデオデータを符号化するために使用されている圧
縮されたフォーマットは、ＭＰＥＧ−２として知られているMoving Pictures Ex
perts Group２フォーマットである。図６に示すように、データは３つのベーシ ックフレームの１つとして伝送される。ＧＯＰスタートポイントは“Ｉ”または
intracodedフレーム内に符号化される。Ｉフレームに加えて、predictedフレー ムとbidirectionalフレーム(それぞれＰフレーム、Ｂフレーム)がある。通常、 ＰフレームとＢフレームはビデオおよび音声コンテンツを含んでいる。同期フレ
ームの各々は、所定の他のフレームの数において離間している。この所定の数は
、１つの特定な要求に対応するために設定できるが、ある好ましい実施例では１
５フレームの間隔をあけている。
【００４７】 次に図７を参照すると、ＭＲＥＧ−２（“ＭＰＥＧ−２”の間違い）セルは、
同期またはＩフレーム間のＰまたはＢフレーム内にビデオデータを設けている。
特定のビデオチャンネルのＭＰＥＧ−２セルを、個々のＡＴＭセル内に伝送する
ことができ、または複数のビデオチャンネルのＭＰＥＧ−２セルを１つまたは複
数のＡＴＭセルに多重化することができる。ＭＰＥＧ−２を使用している実施例
において、Ｉフレーム間の次間は約１／２秒である。従って、ＢＤＴがチャンネ
ル変更要求をいつ受取るかによって、ＢＤＴがＩフレームと同期するためだけで
も最高１／２秒の遅れが生じる可能性がある。要求がセットトップからＢＤＴへ
届くまで、要求の承認まで、そして要求されたビデオ信号の伝送が最終的に要求
を出した利用者のセットトップへと戻るまでのためにさらに時間的余裕をとる必
要がある。ＢＤＴがセットトップから離れている物理的な距離が時間の遅れにあ
る程度は影響しているが、信号は光速で移動しているため、これ以上速くするこ
とは不可能である。各利用者のより近くにより多くのＢＤＴを設置することは、
経済的に不可能であり実用的でない。従って、チャンネル変更の間に利用者が待
たなければならない時間の全体量を減じるためには、入ってくるＡＴＭ信号をよ
り速くおよび／または効果的に扱う方法または装置が必要である。
【００４８】 次に図８を参照すると、ＢＤＴ１２が、複数の圧縮されたビデオ信号を供給す
るビデオソース（ＡＴＭネットワーク２６またはスペシャルネットワーク３４）
に接続している。好ましい実施例において、圧縮されたビデオ信号は、intracod
edまたは“Ｉ”フレームと呼ばれる同期フレームを用いたＭＰＥＧ−２フォーマ
ットを使って伝送される。（すでに説明したように、デジタルビデオ伝送システ
ムは、アナログシステムとは対称的に、同期またはスタートフレームを必要とす
る。）
【００４９】 ＩフレームはＭＰＥＧ−２内で約１／２秒毎に伝送される。従って、利用者が
あるチャンネルを要求し、要求したチャンネルが実際にテレビ３９に写されるま
での間には１秒以上の時間がかかる。１秒の遅れの大部分は、ＢＤＴ内のビデオ
プロセッサが次の使用可能なＩフレームと同期するのを待つことにより生じる。
本発明の高速チャンネル変換器１０は、利用者のテレビチャンネルの変更の要求
を出し、所望のチャンネルに関する信号が実際に伝送されるまでの間の遅れを最
小限に留めるように設計されている。
【００５０】 さらに図８を参照すると、本発明１０は、各ビデオチャンネルの圧縮されたビ
デオデータを記憶するための先入れ先だし方式（ＦＩＦＯ）バッファ５０と、同
期フレームを索引付けするためのプロセッサ５５とを備えている。（受信するは
ずの各チャンネル用にビデオデータを記憶するためにＢＤＴ１２が既にバッファ
とプロセッサを使用している場合には、本発明を現存のハードウェアで実現する
ことが可能である。これにより追加費用を最小限にすることができる。）プロセ
ッサ５５は、受信した各チャンネルについてＧＯＰスタートフレーム（または、
好ましい実施例ではＩフレーム）を検出し、各ＧＯＰスタートフレームにポイン
ター確立する。次に、プロセッサ５５は、第２バッファ５７内の各チャンネルに
ついて、Ｉフレームポインタロケーションを記憶する。
【００５１】 再び図６を参照すると、新規のビデオ情報がＦＩＦＯバッファ５０内で受信さ
れると、古い情報が外に出される。ＦＩＦＯバッファ５０は、圧縮フレーム内に
少なくとも最小限のフレームの数を維持するため、各ビデオチャンネルにつき少
なくとも１つのＧＯＰフレームがバッファ内に常に記憶される。従って、チャン
ネルＸについてＩフレームが１つＦＩＦＯバッファを離れる度に、新しいＩフレ
ームが入ってこなければならない（図６参照）。次に、プロセッサが新規のＩフ
レームを検出し、将来の参照のために新規のポインタロケーションを記憶する。
【００５２】 好ましい実施例において、高速チャンネル変換器１０のＦＩＦＯバッファ５０
は、ＢＤＴによって受信された各チャンネルについて、少なくとも１５フレーム
（すなわち、１つのＩフレームと１４のＰまたはＢフレーム）を記憶する。ある
いは、例えば各ビデオチャンネルにつき１つで、複数のバッファメモリユニット
を使用することができる。プロセッサは、Ｉフレームがバッファに入ってくると
それぞれのＩフレームを検出し、バッファの全長にかけて移動するその位置を追
跡する（すなわち、Ｉフレームを索引付けする）。プロセッサ５５が各チャンネ
ルについて１つのＩフレームを常に「ポインティング」しているため、ＢＤＴが
利用者のチャンネル変更の要求を受取ると、要求された信号を下流の利用者へと
即時に伝送することができる。従って、チャンネル変更の遅れの大部分 − プロ
セッサが次の同期フレームのために待たなければならなかった最高１／２秒 −
が除去される。
【００５３】 再び図８を参照すると、チャンネル変更の要求がＢＤＴ１２に届くと、プロセ
ッサが、ポインタロケーションバッファ５７からＩフレームの位置を即時に調べ
、適切なビデオデータへ即時にアクセスする。次に、ＢＮＵ１４への伝送のため
に多重化した信号を発生するべく、ＢＤＴが、連続するデータをＦＩＦＯバッフ
ァ５０からマルチプレクサ４４へと送信。
【００５４】 各々の圧縮したビデオ信号につき１つのＦＩＦＯバッファ５０が望ましい。一
般的な例では、利用者は４０チャンネルの中から選択することができるため、４
０チャンネルがＡＴＭネットワーク２６からＢＤＴ１２へと送信される。従って
、高速チャンネル変換器１０のこの例では、４０個のＦＩＦＯバッファ５０が使
用される。
【００５５】 必要なポインタバッファ５７の数は、４０個のＧＯＰフレームのポインタロケ
ーションを記憶するだけなので１つだけである。１つのプロセッサで、４０個の
バッファロケーションを容易に追跡することができ、また実際、このプロセッサ
はさらに多くのＩフレームを索引付けすることができる。従って、ＦＩＦＯバッ
ファが、ビデオ信号１つにつき２つまたはこれ以上の同情フレームを記憶するこ
とが望ましいかもしれない（すなわち、各バッファが、各セル内の１５個のフレ
ームを用いて、前述のＭＰＥＧ−２形態内に少なくとも３０フレームを記憶する
）。この方法では、ＢＤＴ１２は、あらゆるブロードキャストビデオ信号上の同
期フレームの実際の位置に関係なく、異なるチャンネルの要求を何千もの利用者
に対して送ることができる。
【００５６】 利用者がテレビのチャンネルを変えようと決めると、セットトップユニット１
９に信号が送信され、この信号がＢＮＵ１４を介して上流のＢＤＴ１２へと移動
する。例えば、もしこの利用者がテレビのチャンネルをビデオチャンネルＸに相
当するものに変えたい場合、マイクロプロセッサ５５によってバッファ５０のＩ
フレームが関連付けされる。図６に示す時間ｔ1において、プロセッサ５５はint
racodedフレームＩxに関連する情報を記憶する。これよりも後の時間ｔ2におい て、プロセッサ５５は次のintracodedフレームＩx+1の位置を記憶する。Ｉx+1が
バッファ内で移動するに従い、プロセッサ５５がＩフレームの連続するトラック
を維持する。従って、プロセッサ５５は、ＦＩＦＯバッファ５０内に記憶された
ビデオ信号と瞬時にして同期することができる。プロセッサ５５は、ビデオ信号
と瞬時に同期することができるため、起こり得る利用者への伝送のために、所望
のビデオデータを、ＦＩＦＯバッファ５０からマルチプレクサ４４へ実質的に同
時に送信することができる。
【００５７】 好ましい実施例において、ＢＤＴはさらに、要求されたチャンネルが要求のＢ
ＮＵに既に伝送されているかどうかを確認することもできる。既に伝送されてい
る場合には、同一のビデオチャンネル情報に伴う追加の信号を送信する必要はな
いかもしれない。ＢＮＵは信号を反復し、要求を出した第２の利用者へと送信す
る。
【００５８】 特定の実施例を参照することにより本発明を説明したが、明らかに本発明の範
囲内にある様々な変更および改良を加えることができることが当業者には理解で
きるであろう。例えば、別の実施例において、所望であればビデオチャンネルバ
ッファとプロセッサをＢＮＵ１４内に配置することができる。本発明は、添付の
請求項の精神および範囲内において広く保護されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ビデオ、データ、音声情報を伝播することが可能な広帯域アクセ
スシステムを示す。
【図２】 信号制御プレーンを示す。
【図３】 ユーザ／サーバ制御プレーンを示す。
【図４】 ＡＴＭセルの２つの主なフィールドを示す。
【図５】 ＡＴＭセルのストリームと、複数のビデオチャンネルのシーケン
シングと、その各々のＧＯＰフレームの関連位置とを示す。
【図６】 １つのチャンネルＸについて、同期またはＩフレームがＦＩＦＯ
バッファの長さにかけて移動する際の、その関連する位置を示す。
【図７】 複数のビデオチャンネルの一連のＭＰＥＧ−２セルを示す。
【図８】 本発明によるチャンネル変換器の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ， ＶＮ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スイッチド・デジタル・ビデオシステムにおいて、利用者が
    要求したビデオチャンネルへの変換を行う方法であって、前記方法が、 複数のビデオチャンネルに関連するビデオデータを第１メモリ手段に入力する
    段階と、 各入力ビデオチャンネルについて同期スタートポイントを検出する段階と、 検出した同期スタートポイントの位置を第２記憶手段に記憶する段階と、 利用者からのビデオチャンネルの要求を受信する段階と、 前記第２メモリ手段内に記憶された同期スタートポイント位置において、要求
    されたビデオチャンネルに関連する連続するビデオデータにアクセスする段階と
    、 前記要求されたチャンネルに関連する、前記アクセスした連続するビデオデー
    タを要求を出した前記利用者に送信する段階と、 を有することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記第１メモリ手段が「先入れ先出し」タイプのキャッシュ
    バッファであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ビデオデータがＭＰＥＧ−２フォーマットであることを
    特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記アクセスした連続するビデオデータが、複数の利用者へ
    の送信のために、他のビデオストリームと多重化されることを特徴とする請求項
    １に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ビデオチャンネルの要求を受信した後、前記方法が前記
    要求を承認する段階をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 【請求項６】 ビデオデータを受信するスイッチド・デジタル・ビデオシス
    テムで使用するためのチャンネル変換器であって、前記チャンネル変換器が、 前記ビデオデータを記憶する手段を有し、前記ビデオデータが同期フレームを
    有し、 前記記憶された同期フレームを索引付けするための手段を有し、 前記同期フレームにおいて前記ビデオデータにアクセスするための手段を有し
    、 前記アクセスしたビデオデータを要求を出した利用者に伝送する手段と、 を有することを特徴とするチャンネル変換器。
  7. 【請求項７】 前記受信したビデオデータが圧縮されたフォーマットである
    ことを特徴とする請求項６に記載のチャンネル変換器。
  8. 【請求項８】 前記受信したビデオデータがＭＰＥＧ２フォーマットであり
    、前記同期フレームがintracodedフレームであることを特徴とする請求項６に記
    載のチャンネル変換器。
  9. 【請求項９】 前記記憶手段がバッファメモリであることを特徴とする請求
    項６に記載のチャンネル変換器。
  10. 【請求項１０】 前記バッファメモリが「先入れ先出し」タイプのバッファ
    メモリであることを特徴とする請求項９に記載のチャンネル変換器。
  11. 【請求項１１】 前記索引付け手段が、前記同期フレームの最新の位置を記
    憶するためのプロセッサ手段とバッファ手段であることを特徴とする請求項６に
    記載のチャンネル変換器。
  12. 【請求項１２】 前記利用者からのビデオデータの要求を受信するための手
    段と、 前記要求を承認するための手段と、 をさらに有することを特徴とする請求項６に記載のチャンネル変換器。
  13. 【請求項１３】 前記デジタルビデオシステムが、前記ビデオデータを受信
    するたの広帯域デジタルターミナル（ＢＤＴ）を有することを特徴とする請求項
    ６に記載のチャンネル変換器。
  14. 【請求項１４】 前記デジタルビデオシステムが、前記ビデオデータを複数
    の利用者に対して伝送するための広帯域ネットワークユニット（ＢＮＵ）を有す
    ることを特徴とする請求項６に記載のチャンネル変換器。
  15. 【請求項１５】 デジタルビデオデータを受信するための、また、利用者の
    ビデオチャンネルに関するビデオデータの要求を検出するための広帯域デジタル
    ターミナル（ＢＤＴ）を有するスイッチド・デジタル・ビデオシステムにおいて
    、前記ビデオデータが、各ビデオチャンネルのための同期フレームを有し、広帯
    域ネットワークユニット（ＢＮＵ）がＢＤＴとリンクしており、複数の利用者へ
    の電話通信リンクを有し、チャンネル変換器が、 前記ビデオデータを記憶するための手段を有し、 前記同期フレームを索引付けするための手段を有し、 前記索引付けされた同期フレームを使って、前記ビデオデータを同期するため
    の手段を有し、 特定の利用者の要求に関する前記ビデオデータを、前記ＢＮＵを介して前記要
    求を出した利用者に対して伝送するための手段を有する、 ことを特徴とするチャンネル変換器。
  16. 【請求項１６】 前記受信したビデオデータが圧縮フォーマットであること
    を特徴とする請求項１５に記載のチャンネル変換器。
  17. 【請求項１７】 前記受信したビデオデータがＭＰＥＧ−２フォーマットで
    あり、前記同期フレームがintracodedフレームであることを特徴とする請求項１
    ５に記載のチャンネル変換器。
  18. 【請求項１８】 前記記憶手段がバッファメモリであることを特徴とする請
    求項１５に記載のチャンネル変換器。
  19. 【請求項１９】 前記バッファメモリが「先入れ先出し」タイプのバッファ
    メモリであることを特徴とする請求項１８に記載のチャンネル変換器。
  20. 【請求項２０】 前記索引付け手段がプロセッサ手段と、前記バッファメモ
    リ内に前記同期フレームの最新の位置を記憶するための手段とであることを特徴
    とする請求項１８に記載のチャンネル変換器。
  21. 【請求項２１】 前記同期手段がプロセッサ手段であることを特徴とする請
    求項２０に記載のチャンネル変換器。
  22. 【請求項２２】 前記ＢＤＴが、前記ビデオデータを記憶するための「先入
    れ先出し」タイプのバッファメモリ手段と、前記同期フレームを索引付けするた
    めの手段とを利用することを特徴とする請求項１８に記載のチャンネル変換器。
  23. 【請求項２３】 光ファイバを有する電話通信リンクによって、前記ＢＤＴ
    がＢＮＵにリンクされてることを特徴とする請求項１５に記載のチャンネル変換
    器。
  24. 【請求項２４】 前記デジタルビデオシステムが複数のＢＮＵを有すること
    を特徴とする請求項２３に記載のチャンネル変換器。
  25. 【請求項２５】 圧縮されたビデオを受信するスイッチド・ビデオシステム
    においいてチャンネルを変更するための方法であって、前記方法が、 少なくとも１つの同期フレームと、複数のビデオチャンネルに関連したビデオ
    データとを記憶する段階と、 記憶された同期フレームの各々を索引付けする段階と、 ビデオチャンネルについて利用者の要求を検出する段階と、 前記要求をビデオチャンネルに確認する段階と、 前記関連する索引付けされた同期フレームにおいて、前記記憶されたビデオデ
    ータにアクセスする段階と、 前記アクセスしたビデオデータを前記要求を出した利用者に対して送信する段
    階と、 を有することを特徴とする方法。
  26. 【請求項２６】 前記受信したビデオデータがＭＰＥＧ−２フォーマットで
    あり、前記同期フレームが前記intracodedフレームであることを特徴とする請求
    項２５に記載のチャンネル変換器。
JP2000510275A 1997-08-20 1998-06-30 スイッチド・デジタル・ビデオシステムで使用するためのチャンネル変換器 Pending JP2001516184A (ja)

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