JP2001527708A - 情報サービスをインタラクティブに配信するためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 インタラクティブ情報配信システムは、情報チャンネルに結合され加入者装置に伝送される情報ストリームを生成する、サービス・プロバイダ装置を含む。サービス・プロバイダはまた、コマンド・チャンネルに結合され加入者装置に伝送されるコマンド信号を発生する。サービス・プロバイダはまた、バック・チャンネルを介して加入者から情報操作要求を受信する。情報チャンネル、コマンド・チャンネル及びバック・チャンネルを支持するコミュニケーション・ネットワークはサービス・プロバイダ装置及び加入者装置間で結合される。

Description

【発明の詳細な説明】 情報サービスをインタラクティブに配信するためのシステム 技術分野 この出願は、１９９７年１月１３日に出願された暫定的な米国特許出願第６０ ／０３４，４８９号と、１９９７年１２月３日に出願された米国特許出願（代理 人整理番号５３３／００２）の利益を要求するものであり、これらの文献の開示 を、本願明細書に組み入れる。 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、インタラクティブな情報サービス、例えばビデオ、オーディオ、ラ イブラリー、インタラクティブなゲームなどを一人又はそれ以上の加入者に配信 するためのシステムに関する。より詳細には、本発明は、加入者のセットトップ ターミナルとサービス・プロバイダとのマルチチャンネル・コミュニケーション の接続を確立し、加入者にインタラクティブな情報サービスを配信するために必 要な交信を管理するためのシステムに関する。 ２．背景技術の記載 ディジタル信号プロセッシング技術の中での最近の進歩、特に、ディジタル圧 縮技術の進歩は、既存の電話と同軸ケーブル・ネットワークを通して、加入者の 自宅に対する新しいディジタル・サービスを提供するために、多くの提案がなさ れた。例えば、従来の同軸の有線テレビ・ケーブルの上に圧縮ディジタル・ビデ オを伝送し、次いで、デイジタル・ビデオを加入者のセットトップターミナルで 復調することにより、加人者に何百ものケーブル・テレビチャンネルを提供する ことが提案されてきた。この技術の提案されたもう一つの用途は、加入者がビデ オ・ライブラリーから特別なビデオ・プログラムを要求するために電話線によっ て直接にビデオ・サービス・プロバイダと通信する映画−オンデマンドのビデオ・ システムである。そして、要求されたビデオ・プログラムは、電話線又は同軸の テレビ・ケーブルを通して加入者の自宅に、又は即時に鑑賞するために配信され る。 しかし、これら現在の映画−オンデマンドのビデオ・システムは、真にインタ ラクティブなシステムでない。加入者は選択的に大きいオーディオ、ビデオ又は データ・ライブラリーにアクセスすることができ、ビデオ・プログラムがビデオ・ カセット・レコーダ（VCR）を使って実行される時、リアルタイム基準で選ばれ た情報の表現を制御することができる。大部分の現在有効なシステムは、単純な 制御インタフェースを持ち、情報表現のそれ以上の制御なしででも、単に加入者 は情報を注文すればよい。他のより洗練されたシステムは、情報表現の基礎的な 制御のために、スタート、ストップ、ポーズ、早送り及び巻戻しのようなより複 雑なコマンドを含む制御インタフェースを持つ。しかし、これらのシステムは、 例えば、コマンドに応答するのに比較的時間がかかる従来の信号と情報中継ネッ トワークを使用しており、インタラクティブな機能が要求される瞬間と、その機 能が開始される時間との待ち時間は、非常に長い。さらに、これらのシステムに よって使われるセットトップターミナルは、複雑な指令のプロセッシングを容易 にするために複雑で高価な電子機器を含む。その上、これらのシステムは従来の 有線テレビ・ネットワークアーキテクチャーを使用しており、中心のデータ・サ ーバは、データを複数の先端サブシステムに送り、このサブシステムは、順次個 々の又は複数のセットトップターミナルにデータの種々のサブセットを伝播する 。このようなシステムにおけるサーバは、制御機能の多くを実行し、サーバにヘ ッドエンドを通して制御指令を送り出すことに起因する待ち時間は相当である。 従って、情報の要求が示されている間はいつでも、加人者とサービス・プロバ イダーの間にリアルタイムな相互関係（比較的短い待ち時間で）を提供する、経 済的で、インタラクティブな情報配信システムがが当業界で求められている。 発明の要約 これまでの従来技術と関連する不利益は、本発明によって克服される。本発明 は、情報サービスをインタラクティブに配信するためのシステムである。本発明 によるシステムは、情報サーバ、ビデオ・セッション・マネージャー、双方向ケ ーブル伝送ネットワーク、及び加入者装置（例えばセットトップターミナル、入 力装置及びディスプレイ装置）を含む。 本発明によるシステムは、配信及び情報配信プロセスのインタラクティブ制御 を容易にするため、３つの独立した情報伝達チャンネルを使用する。特に、情報 チャンネルはプログラム情報を伝搬し、指令チャンネルはサーバからの制御情報 を加入者装置に提供し、そして、バックチャンネルは加入者装置からの指令及び 制御情報をサービス・プロバイダまで伝播する。情報チャンネルはまた、加入者 装置に制御情報を伝送するのに利用されてもよい。従って、サービス・プロバイ ダは、指令及び／又は情報チャンネルを通して、加入者が特別なプログラムを選 ぶことができるような選択メニューが加入者装置に送られる。プログラム選択リ クエストは、サービス・プロバイダにバック・チャンネルを通して伝播される。 次いで、サービス・プロバイダは、加入者装置のディスプレイのために、情報チ ャンネルを通してプログラムを送る。加入者は、加入者装置からサービス・プロ バイダに送り出された指令を介して、表示を操作（例えば、早送り、ポーズ、巻 戻しは、コンテクスト・ベースのブランチングなどの実行）をすることができる 。 特に、サーバは、一般にMPEG-2伝送プロトコルに従う複数のプログラム・スト リームを有する、ビデオ・セッション・マネージャーを提供する。プログラム・ ストリームは、共通の、高い精度のクロック信号（同期クロック）を使って生成 され、複数のストリーム中のデータが同期される。ビデオ・セッション・マネー ジャーは、加入者の要求に応じて、特別な情報プログラム・ストリームを要求す るためにサーバと相互に作用する。一旦加入者かサービス・プロバイダ・ナビゲ ーターの使用を要求して見得るプログラミングの選択を容易にするならば、ビデ オ・セッション・マネージャーは、所定の加入者のために「セッション」を開き 、情報チャンネルを通して加入者のセットトップターミナルにケーブル伝送ネッ トワークを介してプログラム・ストリームを送る。 情報表示のリアルタイムインタラクティブ制御を加入者に提供するために、加 入者の入力装置（遠隔制御）を介して、加入者は、スタート、ストップ、早送り 、巻戻し、一時停止を要求してもよく、そして、サーバ・サブシステムのレジデ ントであるどんな情報ストリームから又は情報ストリームに分岐される。このよ う に、本発明のシステムは、従来のビデオ・カセット・レコーダで利用可能である インタラクティブな指令の全てを顧客に提供する。その上、複数の情報ストリー ムがスタートし、ストップし、あるいはいつでもインタラクティブに制御される ように、ユーザーは複数のセッションを開くことができる。このような相互の作 用は、システムが末端と末端をつないで同期されるので、システムによって容易 にされる。すなわち、サーバは、本発明の全てのサブシステムが同期される同期 クロックを提供する。システム同期は、ケーブル伝送ネットワーク及び加入者の セットトップターミナルに及ぶ。 特に、同期クロックは、ビデオ・セッション・マネージャーによって使用され すべてのデータストリームを変調し、各伝送ストリームは他のストリームに同期 される。さらに、セットトップターミナルは、受信したストリームの範囲内にお ける同期データビットから、タイミングを回復する。従って、セットトップター ミナルはまた、同期クロックに同期される。このように、加入者が１つのプログ ラムから他のものまで変更するとき、異なるプログラムがディスプレイに利用で きる前に、再同期遅延は存在しない。従って、指令が入る時とそれが実行される 時との間の待ち時間は、比較的短い。このように、加入者は、各セッション変更 後の実質的な遅延なしに、マルチセッションのオープン及びセッション交互の切 り替えを行うことができる。 各プログラム・ストリームの伝送と提示に関連するコストを下げるために、本 発明のシステムは、セットトップターミナルに送り出される情報の全てを暗号化 することを避けている。暗号化がないシステムのセキュリティは、ランダムに割 り当てられ変更されるプログラム照合番号（PID）によって提供される。特に、 セッションが加入者の要求によって始まるとき、セットトップターミナルは固有 のセッション・ナンバーを割り当てられる。その上、セットトップターミナルは 割り当てられた照合番号（TID）を有する。このTIDは、ユーザー識別を確認され るように、システム内にストアされたTIDと比較される。定期的に、TIDナンバー は、システム・セキュリティを保証するために、ランダムな基準で自動的にアッ プデートされる。 要求された情報は、情報チャンネルの上へ多重送信される。例えば、２.６Mbi t/ 秒データの１０のストリームは、複数のセットトップターミナル（近隣）に、一 つの情報チャンネルによって運ばれる。近隣のセットトップターミナルは、さら に伝送柔軟性を増やすために、１つ以上のチャンネルによってサービスされても よい。たとえば、ターミナルはチャンネルに動的に割り当てられ、１０のターミ ナルは同時に１つのチャンネルを共有することができる、あるいは、３つのター ミナルは５．２Mbit/秒データ、その他を受けることができる。従って、データ 信号速度のどんな組合わせでも許され、特別な加入者のためのデータ信号速度は 要求された情報に依存する。若干のプログラム例えばバスケットボール・ゲーム は、圧縮異常を避けるために、大きい伝送バンド幅を必要とするだろう。本発明 は、加入者に可能な最良の信号品質を提供するために、ダイナミック・データ信 号速度の柔軟性を提供する。 図面の簡単な説明 本発明の教示は、添付図面に関連し以下の詳細な説明を考慮することによって 、容易に理解され得る。 図１は、本発明よるインタラクティブ情報配信システムの高水準ブロック図を 表す。 図２は、ビデオ・セッション・マネージャーのブロック図を表す。 図３は、セッション・セキュリティ・ルーチンのフローチャートを表す。 図４は、ビデオ・セッション・マネージャー・コンピューターのブロック図を 表す。 図５は、セットトップターミナルの詳細なブロック図を表す。 理解するのを容易にするために、図面に共通な全く同じ要素を示すために、全 く同じ参照数字を使用する。 発明を実施するための最良の形態 本発明は、個人又は複数の加入者にマルチメディア・プログラミング、オーデ ィオ、ビデオ、グラフィックス、などのような情報を提供する、経済的でインタ ラクティブな情報配信システムである。この情報は、「オンデマンド」基準で使 用可能である。さらに、システムは加入者に、リアルタイムで情報の提示を制御 するのを可能にする。例えば要求されたストリームは、実質的な待ち時間なしに 、スタート、ストップ、ポーズ、巻き戻し、早送り及び分岐されることができる 。情報は、全ての加入者が同じ情報を受けるブロードキャスト、特定の加入者だ けが特定の情報を受けるポイントキャスト、又は全ての加入者のサブセットが特 別な情報を受けるナローキャストを通して加入者に供給されることができる。 システムは全体として、以下に要約して諭議される。従って、本発明によるシ ステムの各発明要素サブシステムは、個々に詳細に論議される。 Ａ.システム概要 図１は、本発明のインタラクティブ情報配信システム１００の高水準ブロック 図である。このシステムは、情報サーバ１０２、少なくとも１つのビデオ・セッ ション・マネージャ１０６、ネットワーク・マネージャ１１４、バック・オフィ ス・サブシステム１１６、ケーブル伝送ネットワーク１１０、及び複数の加入者 装置１２４を含む。加入者装置１２４は、セットトップターミナル１１８、入力 装置（例えばリモート・コントロール１２０）及びディスプレイ装置１２２を含 む。 情報サーバ１０２は、パス１０４を介して複数のパケット化されたデータスト リームを、パス１０３を介して同期クロック信号を、１又はそれ以上のビデオ・ セッション・マネージャー１０６（その内、一つだけが示されれている）に提供 する。あるいは、複数のデータストリームは光ファイバー（中継線）上へ多重化 され、各々のビデオ・セッション・マネージャーは「ドロップライン」によって 中継線に接続される。ビデオ・セッション・マネージャーの数は、システムによ ってサービスされている加入者の数に比例し、例えば、各々のビデオ・セッショ ン・マネージャーは、一般に２０００人までの加人者にサービスを行える。サー バ１０２は、通信ネットワークを通してサーバに通信されるビデオ・セッション ・マネージャーからの特定の情報要求に答えて、情報（データストリーム）を提 供する。ビデオ・セッション・マネージャーは、種々のシステムコマンドを実行 し、ケーブル・ネットワークに対するデータストリームの通信だけでなく作用を 制御 する。このように、システムは制御と通信操作を実行するために、３つの方向の 通信チャンネルを使用する。ビデオ・セッション・マネージャーは、ブロードキ ャスト、ナローキャスト又はポイントキャスト・モードにおいて加入者に伝播さ れるストリームをアドレス指定してもよい。 特に、ビデオ・セッション・マネージャーは、搬送波信号上のベースバンド・ データストリームの各々を変調し、従来の有線テレビ（ＣＡＴＶ）周波数スペク トルに従う伝送周波数に信号をアップコンバートする。例証として、下流データ 変調は例えば、６４アレイ横軸振幅変調（QAM）であり、伝送周波数は５０ない し７５０ＭＨｚの範囲にある。他の変調タイプ及び周波数帯域が使用されてもよ い。この情報は、パス１０８を経たケーブル・ネットワークに結合され、情報チ ャンネルと呼ばれるケーブル・ネットワーク中を伝達される。 ビデオ・セッション・マネージャー１０６もまた、ケーブル伝送ネットワーク １１０内に含まれるダウンストリーム指令チャンネル（パス１０７）を介して、 制御情報を加入者装置１２４に伝送する。この指令及び制御情報は、１MHzのバ ンド幅を使用している５０ないし７５０MHzの範囲の搬送波上で伝送され、例え ば指令情報は、情報チャンネルで周波数多重化され、ネットワーク１１０を介し て伝送される。さらに、加入者装置１２４は、ケーブル伝送ネットワーク１１０ 及びリバース・チャンネル・パス１０９を通って、リバース（又はバック）チャ ンネルを介してビデオ・セッション・マネージャー１０６に通信する。代表的に は、そのような１６のリバース・チャンネルが各々のビデオ・セッション・マネ ージャーにサポートされている。例えば、各リバース・チャンネルは５−４２メ ガヘルツの搬送波でBPSK変調された信号を伝達する。ここで、チャンネル容量は およそ６４kbpsである。 他の周波数範囲、変調種類又はチャンネル容量を使用してもよい。インタラク ティブに操作される情報に加えて、システムは従来のケーブル・テレビジョン信 号（アナログ信号）の通信のために、加入者装置を提供する。特に、従来のケー ブル信号ソース１２６（例えば従来のケーブルヘッドエンド）は、信号加算器１ ２８の１つの入力に結合される。加算器１２８の他の入力は、ビデオ・セッショ ン・マネージャー１０６からパス１０８まで結合する。このように、従来のケー ブル信号は、サービス・プロバイダによって提供されるインタラクティブ情報を 追加するために、加入者装置に伝搬される。ケーブル伝送ネットワーク１１０は 、こればかりではないが、代表的には従来の双方向ハイブリッドファイバー同軸 ケーブル・ネットワークである。ファイバ・ノード・サイズ依存して、本発明は ２ないし５つの使用可能な従来のケーブルチャンネル（例えば６MHZバンド幅チ ャンネル）を必要とし、これにより、およそ２０００人の加入者に効果的にサー ビスを提供する。下流情報チャンネルに加えて、ネットワークはまた、下流指令 チャンネル及び上流「バック」チャンネルをサポートしなければならない。 加入者装置１２４は、パス１０５（例えば同軸ケーブル）によって、ケーブル 伝送ネットワーク１１０に結合すると共に、セットトップターミナル１１８、入 力装置１２０及びディスプレイ装置１２２を含む。セットトップターミナル１１ ８は、指令チャンネルと情報チャンネルを通して伝播される信号を含む下流信号 を受けて、復調する。セットトップターミナルはまた、選択的にネットワークか ら受け取られる標準ケーブル・テレビ信号を復調する。このように、１つのセッ トトップターミナルが、ネットワークによって提供される全てのケーブル・サー ビスを受けるために使用することができる。セットトップターミナルもまた、情 報表示のインタラクティブ制御を提供する。情報表示は、入力装置１２０、例え ば赤外(IR)、無線周波数（RF）又は他の若干のリモート・コントロール装置を通 して制御される。情報例えば、オーディオ、ビデオ、スチル写真、グラフィック ス、マルチメディア・プログラムなどは、ディスプレイ装置１２２例えば、テレ ビ、ビデオモニター、ステレオシステムなどに描かれる。 ネットワーク・マネージャ１１４は、システム資産を管理し、セキュリティー 対策を提供して、全てのシステムコンポーネントの同期を確実にする。ネットワ ーク・マネージャは、コミュニケーションバス・アーキテクチャ１１２を通して 、全てのシステムコンポーネントと通信する。このバスは、従来のイーサネット （ETHERNET）又は標準の通信手段又は標準ネットワークアーキテクチャを使用し て実行してもよい。ネットワーク・マネージャ１１４もまた、加入者アカウント 管理ソフトウェアを維持するバック・オフィス・サブシステム１１６と通信する 。このソフトウェアは、加入者から要求される情報資源、その情報資源の価 格と共に、加入者照合番号を関連づけて、請求書の発行及びアカウント機能を実 行する。そのようなバック・オフィス・システムは、本発明の一部を形成しない 。従って、このシステムコンポーネントは、それ以上論議されないが、完全のた めにここで言及される。 オペレーションにおいて、各セットトップターミナルは、固有の識別コードを 割り当てられ、各々の加入者は確定暗証番号（PIN）を持つ。例えば、PINは家族 によって又は家族の一員によって割り当てられてもよく、子供たちは両親とは異 なるPINを持つことができる。PINアロケーション及びマネージメントは、共通に 譲渡され１９９６年１０月２５日に出願された米国特許出願第０８／７３８，３ ４３号に開示されており、その内容を本願明細書に組み入れる。 加入者にとって、デフォルトのシステム信号はセットトップターミナルに存在 し、この信号は、出力信号の性質に依存するテレビ又は他の装置のような出力装 置によって処理される。加入者のテレビでは、顧客に使用可能なケーブル・チャ ンネルの複数の中で、所定の１つのチャンネルとして現れてもよい。デフォルト の信号は、「勧誘用のチャンネル」として提示されてもよく、この信号は、視聴 者を加入するように勧誘するか、サービスにアクセスするか、少なくとも、多く の使用可能な情報提供を通して閲覧するよう勧誘する。勧誘用チャンネル又は他 のケーブル・チャンネルの形態であるデフォルトのシステム信号は、連続的に全 ての加入者及び加入者となる可能性のある者へのブロードキャストである。勧誘 用チャンネルは、セットトップターミナルのセットとして、アナログ、ディジタ ル、又はその両方であってもよい。 興味を持っているならば、視聴者はリモート・コントロール１２０のボタン(又 はジョイスティック)を操作することによって、システムへのエントリーを選択 する。選択プロセスの間、視聴者（今や潜在的な加入者）は、スクリーン上のブ ラウザー（一般にナビゲーターとして知られているグラフィックインターフェー ス）を表示される。これにより、視聴者が情報、選択の価格、サーチ援助などを 見つけるのを援助する。種々のメニュー全体を操縦するために使用される指令は 、バック・チャンネルを通してセットトップターミナルからビデオ・セッション ・マネージャーに送られる。ビデオ・セッション・マネージャーは、下流コマン ド 及び情報チャンネルを通して顧客の指令に応答する。加入者がナビゲーターを実 行するとき、ビデオ・セッション・マネージャーはその特定の加入者のためにセ ッションを開く。 一旦プログラム例えば映画が視聴のために選択されると、ビデオ・セッション ・マネージャー１０６はその特定の加入者のために選ばれたプログラムをオープ ンセッションと関連させる。加入者PINが要求され、ネットワーク・マネージャ １１４によって管理されるPINデータベースと照合される。また、セットトップ ターミナルID（TID）は、ターミナルIDSのデータベースと照合され、要求が権限 を与えられたターミナルから発せられていることを確認する。使用可能である各 プログラムは、一組の固有の照合番号又はPIDを持つ。このように、プログラム が要求されるとき、ビデオ・セッション・マネージャー１０６はパス１０３に沿 ってサーバ１０２にPIDを送る。このように、サーバはメモリからプログラムを 呼び戻し、パケット化されたデータストリームとしてビデオ・セッション・マネ ージャーに要求された情報を提供する。データストリーム・パケットは、該当す るTIDにアドレスを指定し、要求されたプログラムのためにPIDを伝達する。ビデ オ・セッション・マネージャーは、ケーブル・ネットワーク上への伝送のために データストリームを処理し、セットトップターミナルはTIDにアドレスを指定し た全てのパケットを検索する。セットトップターミナルは、加入者に表示するデ ータをデコードし復元する。 要求された情報の表示のどんな時でも、加入者は特別な機能が実行されるよう に要求するかもしれない。例えば、加入者は他のセッションを開始し、一時的に 前のセッションを止めることもできる。その上、顧客は情報を停止、一時停止、 巻き戻し、又は早送りをしてもよい。加入者は、システムを去り、後で加入者が プログラムを中断した場所からプログラムを見るために、戻ってもよい。これら の機能の各々は、リモート・コントロールを操作することによって達成される。 セットトップターミナルは、ビデオ・セッションにバック・チャンネルを通して 制御情報を送る。ビデオ・セッション・マネージャーは、提示が適宜変更される ようにコマンドをネットワーク・マネージャーに知らせるのみならず、実施のた めに制御コマンドをサーバに知らせる。このように、加入者はリアルタイムに、 十分な機能の情報をオンデマンドシステムにより提供される。 そのようなシステム自在性を考慮に入れる発明の１つの重要な特徴は、端末相 互間のシステム同期である。端末相互間の同期を容易にするために、サーバは全 てのサーバ・タイミングのために基準信号として高精度（レベル１）クロック信 号を使用する。このように、全てのデータストリームは、基準信号（同期クロッ ク信号）に同期させられる。その上、基準信号はビデオ・セッション・マネージ ャーにデータストリームに沿って供給される(パス１０３)。ビデオ・セッション ・マネージャーは、全てのデータストリームを変調するために基準信号にフェー ズ・ロックされるオシレータ源を使用し、これによりストリームは同期した状態 を維持する。ストリームは、セットトップターミナルに同期されたデータ転移を 通してタイミング・データを伝達し、これにより、各セットトップターミナルは 、受信しているストリームに同期される。全てのストリームが互いに同期される ので、再同期が不必要なタイミング・エラーを受けることなく、セットトップタ ーミナルは１つのストリームから他のストリームにシームレスに切り替えること ができる。 以下に、システムのコンポーネント・サブシステム・ブロックの各々を詳細に 論議する。 Ｂ.サーバ１０２ サーバ１０２は、代表的にはビデオ・セッション・マネージャー１０６から、 情報要求を受け入れることができる平行処理計算機システムであり、その情報を メモリから呼び出し、その情報を含む複数のプログラムストリームを発生する。 そのようなサーバの１つは、プリンストン（ニュージャージー）のSamoff Real Time社によって製造されるSARNOFF SERVER計算機システムである。SARNOFF SERV ERは、Sarnoff Real Time社の商標である。SARNOFF SERVER計算機システムは、 ５．４Gbpsの入力バンド幅を持って、最大容量で、プログラム資源の１０．８Gb psまでを提供する。プログラム情報は、計算機システムのディスク・ドライブ・ アレイ、光ディスク・ライブラリーのようなオフライン記憶装置内に記憶しても よく、及び／又はリアルタイム・プログラム 供給源（ディジタル又はアナログ）から利用できる。 サーバ１０２は、複数、例えば３２の、ビデオ・セッション・マネージャーに よって要求される情報含む時分割多重化データストリームを用意し、複数の加入 者に当該要求を提供する。これらの信号は、MPEG-2規格に従ってもよく、いわゆ る「エレメンタリーストリーム」、「システム」、「システム・ストストリーム」及 び「トランスポートストリーム」である。これらのデータストリームは、一般に 伝送パケットにフォーマットされ、伝送パケットはMPEG-2伝送プロトコル又は類 似した伝送プロトコルに従う。パケット化及び多重化プロセスは、ビデオ・セッ ション・マネージャー内で達成されてもよいが、パケット化はサーバのアウトプ ット・サブシステムによってより能率的に扱われてもよい。あるいは、データは 予めパケット化されサーバと関連するデータ記憶装置内に記憶されてもよい。こ のように、サーバは、多くの加入者によって要求された情報を有する複数の伝送 ストリームにおける要求された情報を、パケット化及び多重化して３２の独立し たストリームを提供する。各パケットは、要求しているセットトップターミナル のTIDを伝達し、特定の出力ポート（例えば３２のポートのうちの１つ）でビデ オ・セッション・マネージャーに提出される。その上、サーバはパス１０３上で 高精度クロック信号（基準信号）を提供する。 あるいは、複数のデータストリームが、光ケーブル上へ多重化され、「分岐」 （multidrop）技術は、ストリームを種々のビデオ・セッション・マネージャー に配信するために使用される。特に、複数の「引込み線（加入者）ライン」（dr oplines）は、ビデオ・セッション・マネージャーを光ケーブル（中継線）に接 続し、ストリームは該当するビデオ・セッション・マネージャーにアドレス指定 される。 タイミング同期を容易にするために、セットトップターミナルにプログラム情 報を伝播するために使用されるパケットは、固定された長さ（すなわち固定され た持続時間）を持つ。本質的に、パケット化プロセスは、時分割多重アクセス（ ＴＤＭＡ）ストリームをパケット分割多重アクセス（PDMA）ストリームに変換す る。従って、パケット持続時間は、システムのために時間の基本単位を定義する 。このように、各パケットの開始又は終了は、同期のためにセットトップター ミナルによって利用され得る正確なタイミング信号を提供する。 Ｃ.ビデオ・セッション・マネージャー１０６ 図２は、ビデオ・セッション・マネージャー１０６のブロヅク図を表す。上述 のように、システムは一般に複数のビデオ・セッション・マネージャーを使用す る。各々のマネージャーは、各々２０００人までの加入者を有する１６までの従 来のケーブル伝送ネットワークノード(「隣接ノード」)に、情報を提供する。各々 のビデオ・セッション・マネージャーは、ノードに３２０までの異なるプログラ ム・ストリームを配信する。 ビデオ・セッション・マネージャー１０６は、ストリーム配信器２００、複数 のＤＶＭ２０３を含むディジタル・ビデオ変調器（ＤＶＭ）モジュール２０２( ＤＶＭシェルフとしても知られている)、コマンド及び制御モジュール２１６、 及び出力モジュール（同軸交差結合２１４）を含む。ビデオ・セッション・マネ ージャー１０６もまた、ＤＶＭ２０５を含む予備のＤＶＭモジュール２０４を含 み、これは、ｎ個のスキームの１つを使用するいずれか１つのＤＶＭ２０３のた めに置き換えることができる。ストリーム配信器２００は、サーバから全ての全 てのＤＶＭへの複数のデータストリームの道順を決める。各ＤＶＭは、２つの出 力ポートを有し、１つ又は２つの近隣にサービスを行う。さらに、各出力ポート は、１つ又は２つの情報チャンネルを伝達してもよい。このように、ＤＶＭモジ ュールは、独立した機敏な振動数である４つのデジタルで変調されたチャンネル を生成する。アウトプット・コンバイナー２０７は、４つのチャンネルを２対の ２つのチャンネルに結合する。 サーバに関して言及されているように、ビデオ・セッション・マネージャー１ ０６の回路カードは、パケッタイザー２０６（破線で示す）を含んでもよい。こ れにより、サーバは、時分割多重アクセス・システム・ストリームを提供し、Ｄ ＶＭは、MPEG-2又は他の伝送プロトコルすなわち、パケット分割多重アクセスデ ータストリームに応じた伝送パケットに情報をパケット化する。しかし、効率的 に情報ストリームを処理するために、ストリーム配信器２００にデータストリー ムを供給する前に、サーバは一般にパケット化されたデータを提供する。こ のように、パケッタイザーは必ずしもＤＶＭの一部に必要であるというわけでは ない。 さらに、各ＤＶＭは、４つの変調器２０８を含み、この変調器は,ブロック・ インタリービングと前進エラー訂正を行うと共に、各伝送ストリームを６４−ア レイQAM信号に変調する。例えば、アップコンバーター２１０は、ケーブル・ネ ットワーク上で伝送するために、QAM信号を特別な振動数、例えば２００ないし ７５０ＭＨｚにアップコンバートする。周波数の選択及び変調処理は、ＤＶＭイ ンターフェース２２２の制御下で作動しているコントローラ２１２により制御さ れる。 ＤＶＭ（一般に、８つのＤＶＭがある）の各々は、４つのデータストリームを 変調する。出力モジュール２１４例えば、同軸交差結合ユニットは、ダウンスト リーム情報チャンネルを、コントローラ・モジュール２１６によって生成される 下流コマンド情報と結合する。 コントローラ・モジュール２１６は、ＤＶＭインターフェース２２２、セッシ ョン制御マネージャー(SCM）２２０、及び少なくとも１つの制御チャンネル・モ デム２１８を含む。制御インタフェース２２４は、サーバとビデオ・セッション ・マネージャーとの間で通信するために、従来のローカル・エリア・ネットワー ク・アーキテクチャを有する。ＤＶＭインターフェース２２２は、各ＤＶＭ２０ ３及びセッション制御マネージャー２２０のためにコントローラ２１２を相互接 続する、従来のRS-482シリアル・バス・アーキテクチャを有する。他の分岐バス ・アーキテクチャ例えば、イーサネットは、RS-482の代用にしてもよい。 制御チャンネルモデムは、上流及び下流制御スリーム制御信号を、セットトッ プターミナルから／へ終結する。通信トラフィックに依存して、一つのコマンド と制御モデムが、各ネットワークノード又は複数のノードのために使用すること ができる。各モデムの範囲内で、上流復調器は、例えば２進フェーズシフト・キ ー（BPSK）復調器２２６であり、一方、下流変調器は、例えば直角位相シフトキ ー（QPSK）変調器２２８である。もちろん、他の変調フォーマットも、使用する ことができる。各下流変調器２２８のために、代表的には４つの上流復調器２３ ０がある。 セッション制御マネージャー２２０は、市販のマイクロプロセッサとオペレー ティング・システムを使って実行される。マイクロプロセッサは、リアル・タイ ムに制御機能を扱うのに十分速くなければならない。 特に、セッション制御マネージャー（SCM）２２０は、セットトップターミナ ルのみならず、ＤＶＭモジュール２０２、２０４及び制御インタフェース（例え ば図１におけるＶＭＥバス１１２）２２４、にインターフェースを形成する。SC Mの応答性は、セットトップターミナル・ログオン及びタイムアウト、確認、構 成、及び制御プロトコル終端、警告管理、周波数割当、セッションセキュリティ 、サービス選択と制御、イベント通知と使用測定、そして、アカウント情報への 加入者のアクセスを含む。セットトップターミナルからのコマンド及び要求は、 SCMによって処理され、適切な要求は、サーバにファイルされ、所定情報ナビゲ ーション及びムービーオンデマンド機能が実行される。 代表的には、９つのDVM(８つの能動変調器２０２及び１つのスペア２０４)が あり、１つのSCMに取り付けられ制御される。物理的には、ＤＶＭモジュールとS CMは、１つのラック内に収容されている。各ＤＶＭモジュールは、そのインター フェースをSCMのRS-482コントローラ（ＤＶＭインターフェース２２２）に接続 し、RS-482コントローラの構成データベースにＤＶＭRS-482アドレスを入れるこ とによって、SCMに割り当てられる。 ＤＶＭモジュール・コンフィギュレーションは、１６の近隣のセットトップタ ーミナルを含み、各ＤＶＭは、各ＤＶＭの出力ポートを使用して２つの近隣セッ トトップターミナルにサービスを行う。しかしながら、１つの近隣セットトップ ターミナルがムビーオンデマンドを１つ以上使用している場合、DVMは１つの近 隣セットトップターミナルから除かれ、より高いデマンドすなわち、DVMが独立 なアジャイルである近隣セットトップターミナルにサービスが移行する。SCMは 、単にＤＶＭの「プール」の数のトラックを維持し、各プールにおけるＤＶＭの アウトプットは結合され、ブロードキャストされる。バンド幅が上流及び下流チ ャンネルで使用可能な限り、ＤＶＭは１つのプールから他のプールへ動的に動い てもよい。 プールは、ＤＶＭのサブセットだけが同時に能動であるのを許すために、付加 的に設定される。能動ＤＶＭのうちの１つが失敗するか除去されるとき、残って いるＤＶＭは予備として利用でき、自動的に割り当てられる。その上、加入者の サービス容量を増やすために、近隣のセットトップターミナルは予備ＤＶＭモジ ュールなしで実行されてもよい。 SCMによって提供されるセッション・セキュリティの１つの例として、SCMは非 加入者が無料サービスを得ることをより難しくするために、ＤＶＭのアウトプッ トの周波数を定期的に変えることができる。図３は、本発明の重要な特徴のフロ ーチャートを表す。セッション・セキュリティ・ルーチン３００は、ステップ３ ０２から始まってステップ３０４まで進む。SCMは、ステップ３０４で能動ＤＶ Ｍを選択し；ステップ３０６でそのアウトプットが予備ＤＶＭと一致し(しかし 、異なる周波数で変調される)；ステップ３０８でプログラムは作用されたセッ トトップターミナルに新たなＤＶＭ位置からデコードされ；次いで、ステップ３ １０で最初のＤＶＭに解放される。セッション・セキュリティ・ルーチンは、ス テップ３１２で終わる。このセキュリティー対策は、一つの自由なＤＶＭ周波数 の入手可能性を必要とする。 図２に戻ると、３２の伝送ストリーム（パス１０４）及び高精度クロック信号 （同期）(パス１０３)を含んでいるバスは、ファイルサーバーから提供される。 同期クロックは、ラック内でＤＶＭを通してデイジーチェーンされる。各ＤＶＭ は、変調のために、３２の伝送ストリームのうちの１つを抽出するように構成さ れる。全てのデータストリームは、同期クロック信号に同期させられる。全ての ＤＶＭのは、同期クロックにフェーズロックされた共通の周波数源から作動され る。このようにして、全てのＤＶＭ出力ストリームは、同期される。ＤＶＭ冗長 度は、予備DVMを構成して平行能動ＤＶＭによって伝達された伝送ストリームを 抽出し、同じ周波数で変調することによって、実行される。 SCMは、複数の制御通信路モデム（ＣＣＭ）２１８を通して、そのセットトッ プターミナルと通信する。近隣のセットトップターミナルは、一つ以上のＣＣＭ によって一般にサービスされる。しかし、所定ＣＣＭと幅広く交信することによ り、複数の近隣セットトップターミナルにサービスを行ってもよく、複数の近隣 セットトップターミナルは所定CCMによってサービスされてもよい。所定の ＣＣＭに接続されるセットトップターミナルは、上流チャンネルに対処しなけれ ばならず、ここで上流チャンネルは、セットトップターミナルからＣＣＭ及びSC Mまで制御信号を伝播するために使用可能である。 ＣＣＭは、下流指令チャンネルへの伝送データ・ブロックを変調し、上流バッ ク・チャンネルから受信したデータ・ブロックを復調する。上流バンド幅は、一 秒につきおよそ６４キロバイトであり、下流バンド幅は、一秒につき約１メガビ ットである。ＣＣＭもまた、強力なエラー検出及び修正プロセスを提供する。 ＣＣＭは、上流及び下流チャンネルのために可変な周波数である。システムの 設置の際に、ケーブル伝送ネットワークは、使用可能な範囲でノイズが最小な場 所に配置されることが検討される。次いで、セットトップターミナルは、ノイズ が最小な選択された周波数を伝送及び受信するように設定される。CCMSは、SCM からのプログラマチックな周波数を使用するために構成される。SCMは、ＶＭＥ バス・アーキテクチャ内の共用メモリ・メールボックス・アプローチを使用して 、SCMシェルフ・バックプレーンを通してCCMSに接続される。単純な信頼できる リンクプロトコルは、データ・パッケージの保証された受け渡しとなる両方向に 適用される。 下流方向のパス毎に伝送する唯一のCCMがあり、かつ、上流及び下流パスは独 立であるため、下流信号の衝突は起こらない。従って、CCMは送り出すデータを 有するときはいつでも、伝送する。同様に、あらゆるセットトップターミナルは 、送り出すデータを有するときはいつでも、単に伝送する。キャリア検知又は衝 突検出実行する必要がない。CCMがメッセージを受信するとき、CCMはセットトッ プターミナルに受信通知を伝送する。伝送されたセットトップターミナルが所定 時間内に受信通知を受信しなかった場合、パケットが伝送され、処理され、承認 され、セットトップターミナルは、メッセージが割り込まれ及び受信されなかっ たと仮定する。この場合、セットトップターミナルはランダムなバックオフを実 行して、それからメッセージを再送信する。セットトップターミナルごとのシー ケンス番号は、重複したメッセージがSCMソフトウェアのより高いレイヤーに通 過するのを妨げるために使用される。衝突検出が実行されないので、最小パケッ トサイズとネットワーク内の２つのノードの最大距離との関係は存在 しない。 ５分毎のオーダで、低周波「キープアライブ(keepalive)」ポールがセットト ップターミナルによって必要とされ、これは、DVMに割り当てられるストリーム が他の加入者によって使用のために解放されてもよいように、電源が切られてい る。ポーリング周波数は、加入者が電源を取りはずしている時、SMCがストリー ムを再割当している時、及び加入者が請求書作成機能を停止している時の最悪の 場合の時間の長さを決定する。 個人セットトップターミナルからのコマンド通信量は、バーストしそうである 。加入者はセットトップターミナルへの指令情報にエンターし、ターミナルで１ 、２分間相互に作用し、次いで、延長した時間の間映画を見る。セットトップタ ーミナルは、メッセージが上流に伝播されて処理されるのに十分な肯定応答を待 ち、かつ下流に肯定応答が伝播されるのを待つように設計されている。セットト ップターミナルは、肯定応答を受信しなかった後、バックオフ及びメッセージの 再送を実行する前に、およそ８０マイクロセカンド待たなければならない。例証 として、バックオフ（待ち時間）は、２つのセットトップターミナルからメッセ ージの間での伝送衝突を解決するのに十分小さい時間で開始し、少なくとも６４ のセットトップターミナルの間で衝突を解決するために指数的に増加する。２つ のセットトップターミナル伝送が衝突した場合、理想的には一方が直ちに再送信 しなければならず、他方は、少なくとも最悪のケースではおよそ３ミリ秒の後、 再送信しなければならない。バックオフ時間は、最大伝送遅延より短く各連続衝 突に２倍である、乱数として選択された最悪のケースの伝送遅延の倍数である。 下流コマンド・チャンネルは衝突を有しないが、ネットワーク・ノイズのため に失われたパケットの影響を受けやすい。従って、CCMからメッセージを受信す るときはいつでも、セットトップターミナルは肯定応答を返す。肯定応答が時間 内に受信されない場合、メッセージは伝送され、受信され、処理され、肯定応答 は順番待ちを行って伝送され、メッセージは再送される。衝突は起こらないので 、バックオフ期間が必要とされないことに注目すべきである。 図４は、SCMハードウエア２２０のブロック図を表す。このハードウエアは、 中央処理装置（CPU）４００、ランダムアクセスメモリー（RAM）４０２、リ ードオンリーメモリ（ROM）４０４、RS-482インタフェース４０６、VMEバックプ レーン・インタフェース４２２及びCPUサポート回路408例えば、クロック、キャ ッシュ、電源などを含む。RAM４０２は、応用プログラム４１０、構成データベ ース４１２、加入者データベース４１４、「ナビゲータ」メニューツリー４１６ 、セッション構成４１８、及びオペレーティングシステムエンティ４２０を含む 。SCMのための全てのプログラミングは、オブジェクト指向のプログラムを使用 して実施される。 加入者データベース４１４は、加入者ごとの情報を提供する。このデータベー スは、構成データベース４１２の一部としてダウンロードされてもよく、又はダ ウンロードされない。加入者データベースは、一つ以上の個人識別番号(PIN)、 ターミナル識別番号(TID)、現在のターミナル状態、などを含む各セットトップ ターミナルに関する情報を含む。加入者は、セットトップターミナルを使用して 、加入者のPINを変更してもよい。従って、例えばPINのような加入者の目的物は 、データベースに戻って書き込まれることができる。実例となるPIN管理方法及 び装置は、共通に譲渡された１９９６年１０月２５日に出願の米国特許出願第０ ８／７３８３４３号に開示されおり、て及び参照によってこの開示を本願明細書 に組み入れる。 セッション・データベース４１８は、実行時にSCMによって構成される。セッ ションは作成され消去されるので、SCMは動的にセッションを管理する。このデ ータベースは、異なるセッション・タイプのために異なるデータベース構造を含 む。例えば視聴者が勧誘用チャンネルに合わせて始まる勧誘セッションは、勧誘 及び状態に合わせられたセットトップターミナルIDを含んでいるデータベースと 関連付けられる。ターミナルの状態は、ターミナルすなわちアナログ・モード、 勧誘表示(ブロードキャスト・モード)、ナビゲーター表示、プログラム表示など ）によって処理されているプログラミングのタイプを記述する。また、映画セッ ションは、映画を見ているターミナルのTID、ターミナル状態、PID、映画が終了 する予定の時間を示す終了タイマー値、セッションの持続時間を示す使用時間値 、会屓ＩＤ（例えばPIN）などを含むセッション・データベースを生成する。さ らに、ナビゲーター・セッションすなわち加入者が使用可能な情報 選択を閲覧しているセッションのために、セッション・データベース４１８は、 ブラウジング機能に関する履歴情報と同様にTID及びその状態を含む。 構成データベース４１２は、ハードウエアがどのように構成されるかについて 記述する。例えば、DVMは能動又は待機状態であるか、使用可能な周波数である か、ターミナル構成情報であるか、DVM情報であるかなどである。データベース は、ダウンロードされるかローカルな不揮発性記憶装置から再生される。 ナビゲーター・メニュー・ツリー４１６は、SCMが起動する時、ファイルサー バーからダウンロードされる。ツリーは、可変長ノードのセット及び所定ノード のオフセットにその識別番号を提供するインデックスから成る。ツリーは、加入 者に使用可能なナビゲーター動作の特定のパターン、及び加入者のPINによって 定義されるような特定の加入者に使用可能なプログラミングを記述する。例えば 、「通常の」表示認可を提供するPINを入れた加入者は、「ナビゲーター・ボタ ン」を使用することかでき、全ての成人向け以外の題材のブラウジング及びプレ ビューを容易にする。このように、加入者によって利用されるメニュー・ツリー 構造は、成人向けの題材に分岐を含まない。これに対して、いわゆる「深夜」プ ログラミングにアクセスを認可するPINを入れる加入者は、通常の表示とは異な るツリー構造を利用する。「深夜」プログラミング・ツリー構造は、成人向けの 題材の表示を許すボタンへのアクセスを含む。このように、各ツリーは、加入者 基準で起動され、ナビゲーターが各加入者のために実行される方法を明示する。 このナビゲーターの詳細な記載は、共通に譲渡された１９９７年１月１３日に出 願された暫定的な米国特許出願の出願番号第６０／０３４，４９０号に現わされ ており、この内容を本願明細書に組み入れる。 ROM４０４は、「電源のセルフテスト」を実行でき、かつネットワークからソ フトウェア・イメージを起動することができるソフトウェアを含む。ROM４０４ は、およそ２５６キロバイトである。不揮発性メモリーは、ネットワークアドレ ス、シリアルナンバー、製造の日付け及びコンポーネント・リビジョンレベルを 記憶するように、プログラムされている。システム・ブートの全体に渡って、他 のどのコンフィグレーション情報も保存する必要はない。 RS-482インタフェースは、RS-482ネットワークバスに接続した１つのポー ト、SCMのための１つのポート及びDVMインタフェース・モジュールのための４つ のポートを備えた少なくとも６つのポートを有する。SCMCPU４００は、モトロー ラから入手可能な６８Ｋファミリーのマイクロプロセッサである。好適には、Ｃ ＰＵ４００の範囲内のマイクロプロセッサは、６８０４０の拡張３２ビット・マ イクロプロセッサであり、８キロバイトのキャッシュ、MMU及びFPU、約２５ない し８３MHzまでのクロックスピードで動作する。このようなマイクロプロセッサ は、ＶＭＥバス・インタフェース、オンボードRAM、SCSIインタフェース、不揮 発性メモリー、通信ポート、種々のクロック及びタイマーを含み、RS-482トラン シーバ・インタフェース及びROMはモトローラの型番MVME１６７として単一ＣＰ Ｕ回路カードで入手可能である。カードは、NEBSに準拠したシャーシ内に取り付 けられる。あるいはまた、モトローラから入手可能なMVME162モデルの回路カー ドも使用できる。これらのカードのどちらでも、製品番号MC1120としてモトロー ラから入手可能な２０スロットのVMEバックプレーンに接続される。 多数のオペレーティングシステム４２０がハードウエアによって使用すること ができ、ハドウエアには、Integrated Systems社から入手可能なpSOS⁺、Wind Ri ver Systems社から入手可能なVx Works、Microtec Research社から入手可能なVR TX、QNX Software Systems社から入手可能なQNX、及びMicroware社から入手可能 なOS/9を含む。 上述のように、例えば、SCMもまた、例えばサーバからセットトップターミナ ルまでの末端部から末端部へのシステム同期を維持する。サーバは、図２に示す ストリーム・ディストリビュータ２００に備えられる、高精度なレベル１のクロ ックを有する。ビデオ・セッションマネージャ１０６内における各クロックは、 上記クロック信号から誘導されている。DVMクロックは、ストリーム・ディスト リビュータ２００からデータを検索するために使用され、変調のためにパケット としてディストリビュータからのデータを記録する。このように、全てのデータ は、同期クロックに同期させられる。アウトプット・ビットレートは、MPEG-2ス トリーム・レートの８倍の３．３７１２５Mbpsである。これは、従来のビデオ信 号の１秒につき２９．９７フレームに正比例する。このように、システムク ロックはビットストリーム内につくられる。同じクロック信号は、全てのデータ ストリームを変調するために基準として使用される。このように、同じクロック 信号は、すべてのセットトップターミナルに送り出される。クロックは、エンド ツーエンドのシステム同期を提供するために、（例えば、周波数及び位相ロック した）セットトップターミナルによって抽出される。このエンドツーエンドの同 期のために、従来のMPEG-2伝送回路は、データをバッファーリングによってジッ ターを除去する必要はない。このように、セットトップターミナルは、より複雑 でなくより費用かかからない。その上、完全に同期されたシステムは、再同期の 必要なしに、ストリームーツーストリームのスイッチングを許容する。 システムは、固定された多重化レートを提供し、すなわち３．３７１２５Mbps の８つのサブレートサーバ・チャンネル、又は３．３７１２５Mbpsの倍数の８つ 未満のスーパーレート・チャンネル）を提供する。優れたバンド幅を必要とする 特別な伝送のために、プログラムは複数のチャンネルを使用して送り出されても よい。例えば、バスケットボール又はフットボール・プログラムを十分に上演す るために必要とされるバンド幅は、おそらく、白黒映画を上演するために必要と されるバンド幅より大きい。 システムは、加入者に情報チャンネル・リソースを動的に割り当てることがで きる。アロケーション決定は、加入者プログラム要求及び加入者リソースの使用 状況に基づく。例えば、記憶又は前伝送動作の間、プログラムは、プログラム内 容に従って特徴づけられてもよい。そのような特徴づけは、必要であるか、望ま しいか又は最適な情報チャンネル・リソース・レベル（すなわちバンド幅）であ るか、の指示を提供する。高い情報チャンネル・リソース・レベル（例えばバス ケットボール・ゲーム）を必要としているプログラムを要求している加入者は、 付加的なサブレートチャンネル又はスーパーレート・チャンネル（入手可能な場 合）が割り当てられる。低い情報チャンネル・リソース・レベル（例えば白黒映 画）を必要としているプログラムを要求している加入者は、数少ない(又は１つ だけ)サブレート・チャンネルが割り当てられる。少なくとも１つのサブレート・ チャンネル又はスーパーレート・チャンネルに割り当てられた加入者がセッショ ンを終了する場合、この加入者によって解放されるバンド幅は、残っている能動 加入者の中で再割り当てされてもよい。理想的には、全ての加入者は、最適の情 報チャンネル・リソース・レベルで、プログラムを受信する。システムは、この 基準に従い、種々のロード・パラメーターをモニターし、資源割振り決定を行う 。セッションが終わるとき、ビデオ・セッションマネージャはセッションを終了 し、その特定のセッション・データベースをクリアする。ポーズが選ばれる場合 、遅延（例えば２分）の後、セッションは終了する。 Ｄ.ケーブル伝送ネットワーク１１０ 図１のケーブル伝送ネットワーク１１０は、従来のハイブリッドファイバー同 軸ケーブルテレビ（CATV）システムであり、フォワード情報チャンネル(インー バンド上流情報チャンネル)を有し、５０ないし７５０メガヘルツで作動する。 このチャンネルは、ブロードバンド情報を加入者のセットトップターミナルへ伝 達する。ネットワークもまた、50-750MHzで作動しているフォワード・コマンド 制御チャンネル(バンド上流チャンネルから)、及び5-42MHzで作動している逆又 はバック・チャンネル（バンド下流チャンネルから）を伝達する。ケーブル伝送 ネットワークは、さらに従来のレシーバ/ブリジャ（bridger）増幅器及びライン 幅器を含み、高品質な信号が、ネットワークに接続される各セットトップターミ ナルによって受信されることが保証される。 このように、ネットワークは３つの単一方向チャンネルをサポートすることが できる。ケーブル伝送ネットワークが例証としてハイブリッドファイバー同軸ネ ットワークとして記載されるが、他のネットワークは、例えば、全てのファイバ 、全ての同軸ケーブル又は３つの単一方向性の通信パスをサポートする他のどの 広帯域通信ネットワークを使用して形成することができる。 Ｅ.セットトップターミナル１１８ 図１のセットトップターミナル１１８は、ケーブル伝送ネットワークからのQA M変調された信号を受信して、信号を復調する。セットトップターミナルは、上 流コントロール信号を復調し下流コントロール信号を変調するのみならず、イン ーバンドQAM信号を復調しデ・パケット化する。用語「セットトップターミ ナル」は、ここでは加入者機器の他の部分から分離した機能を実行する加入者機 器のトランシーバ部分として参照されるが、セットトップターミナルは、機能的 に加入者機器内に一体化され、単一の民生用電子機器製品、例えば本発明のトラ ンシーバ組み込んだテレビを形成することができることを、理解すべきである。 特に、図５はトランシーバ５００、中央処理装置（CPU）５１２及びディスプ レイ・ドライバ５２２を含むセットトップターミナル１１８のブロック図を表す 。CPU５１２は、RAM５２０、ROM５１８及び種々の支持回路５１６、例えばクロ ック、電源、赤外線レシーバなどにより、支持されている。トランシーバ５００ は、ダイプレクサ５０２、バック・チャンネル変調器５０８、情報チャンネル復 調器５０４、コマンドチャンネル復調器５１０、情報デコーダ５０６、従来のテ レビジョン信号復調器５２４及びマルチプレクサ５２６を含む。ダイプレクサ５ ０２は、変調器及び復調器にネットワーク内で信号ケーブルによって伝達される ３つのチャンネルを結合させる。各復調器５０４及び５１０は、従来法によるケ ーブルネットワークからの信号を調整し、ダウンコンバートする。情報チャンネ ル復調器５０４は、Broadcom社によって製造されるモデルBCM3115のような従来 のQAM復調器である。このような復調器は、通信業界において、周知である。し かし、この特定のQAM復調器もまた、フォワードコマンド・チャンネルによって 伝達されるコマンド・チャンネルデータを処理するために、組み込まれた「バン ド外の」QPSK復調器を含む。このように、単一の集積回路は、コマンドデータと 同様に、加入者の要求した情報（オーディオ及びビデオ）を共に処理することが できる。 デコーダ５０６は、QAM復調器によって生じた加入者の要求を伝達するデータ パケットを処理して、エンド・ユーザ・ディスプレイ、例えばテレビ、ホーム・ スタジオ、ビデオレコーダなどのために使用できる信号に変換する。ディスプレ イのためのデータは、従来のテレビ信号と同様に、コンポジット・ビデオを生成 するディスプレイ・ドライバ５２２によって、従来は処理されている。 従来のケーブルテレビ信号復調器５２４は、チューナー及びアナログ（NTSC） 復調器を含む。マルチプレクサ５２６は、復調されたアナログ又はデコードされ たビデオ信号をディスプレイ・ドライブ５２２に結合させる。 復調されたQPSK信号は、テレビスクリーン上に特定のグラフィクス及び制御イ ンターフェース領域を生成するために、CPU 512にコマンド及び制御情報を提供 する。CPUは、例えばモトローラ社によって製造されるモデル６８３０２のプロ セッサである。デコーダ５０６と協働して作動するこのプロセッサは、加入者が 赤外線リモート・コントロール１２０を使用して相互に作用するスクリーン表示 された「ボタン」又は領域を生じる。 特に、リモート・コントロールのジョイスティックは、テレビスクリーン上で 選択可能な領域又はアイコンを目立たせる。特定のアイコンが目立たせられると き、赤外線レシーバに赤外線信号を送り出すリモートコントロール上で、加入者 が「選択」キーを押し下げる(サポート回線５１６)。このレシーバは、解釈のた めにCPUにコマンドを送り出す。コマンドが実行される（例えば音量調節）局所 機能のための要求である場合、CPUは局所的に機能を実行する。しかし、情報を 要求するか、情報の表示を操作することを含む全ての非局所的機能は、サービス 提供者に伝えられる。このように、プロセッサはコマンドをフォーマットして、 そしてビデオ・セッションマネージャに伝送するために、このコマンドをバック ・チャンネル変調器に送り出す。 入手可能な非局所的セッション制御コマンドは、際限なく変化し、情報選択、 プレイ、ストップ、巻戻し、早送り、ポーズなどを含むが、これらに限定される ものではない。制御コマンドは、BPSK変調器５０８及び埋め込まれた伝送器を介 してバックチャンネルを通りCCMに送り出される。CCMは、コマンドを実行するSC Mに復調してコマンドを結合させる。情報を見つけて、伝えて、そして制御する ことを容易にするナビゲーターのオペレーションは、１９９７年１月１３日に出 願され、共通に譲渡された暫定的な米国特許出願第６０／０３４，４９０号に開 示される。 本発明で教示が組み入れた種々の実施形態が示され詳細に記述されたが、これ らの教示を組み入れる多くの他の実施形態も、当業者であれば容易に案出するこ とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヴァンダー スター，ジャック カナダ ブリティッシュ コロンビア ヴ ィエーヴィ ２イー６ オヤマ グリーン ハウ ロード 16026 (72)発明者 ナイト，スタンレイ，ピー. アメリカ合衆国 ニュー ジャージー州 クランベリー ウィンウッド ドライヴ ５ (72)発明者 チン，ダニー アメリカ合衆国 ニュー ジャージー州 プリンストン ジャンクション ストラス モア プレイス ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．インタラクティブ情報配信システムであって、 情報チャンネルに結合する情報ストリームを生成し、コマンド・チャンネルに 結合するコマンド・信号を発生し、そしてバック・チャンネルから結合する情報 操作リクエストを受信するためのサービス・プロバイダ装置と、 前記情報チャンネルから前記情報ストリームを受信し、前記コマンド・チャン ネルから前記コマンド信号を受信し、バック・チャンネルに結合する前記情報操 作要求を生成するための加入者装置と、及び 前記サービス・プロバイダ装置及び前記加入者装置の間に結合され、情報チャ ンネル、コマンド・チャンネル及びバック・チャンネルをサポートするコミュニ ケーション・ネットワークと を備えるシステム。 ２．前記加入者装置及び前記サービス・プロバイダ装置は、共通の時間基準で同 期している請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ３．前記サービス・プロバイダ装置がさらに、情報サーバを含み、前記情報サー バは前記共通の時間基準を含む請求項２に記載のインタラクティブ情報システム 。 ４．前記サービス・プロバイダ装置が複数の多重化されたマルチメデビットスト リームを作成し、前記加入者装置は、さらに独自にアドレス可能である複数の加 入者ターミナルを含み、前記複数の多重化されたマルチメディアのビットストリ ームにおける特定のマルチメディアビットストリームは、特定の加入者ターミナ ルにアドレス指定される、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム 。 ５．前記特定の加入者ターミナルは、バック・チャンネルに結合され、特定のマ ルチメディアビットストリームを操作するために前記サービス・プロバイダ装置 によって使用される、情報操作要求を生成するための手段をさらに含む、請求項 ４に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ６．情報操作要求は、次の機能、すなわち早送り、巻き戻し、速い巻き戻し、ス ローモーション、プレイ、ストップ、ポーズ、コンテクストに基づくブランチン グ、及び新しいマルチメディアのビットストリーム選択の一つ以上を実行する、 請求項５に記載のインタラタティブ情報配信システム。 ７．前記サービス・プロバイダ装置がさらに、 特定の情報操作要求に応じて、情報の少なくとも１つのシーケンスを作成する ための情報サーバと、 前記情報サーバに結台され、コミュニケーション・ネットワークの情報チャン ネルに情報の前記シーケンスを結合させるためのセッションマネージャと を備える請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ８．セッションマネージャは、前記コマンドを、前記コミュニケーション・ネッ トワークの前記コマンド・チャンネルに結合させるためのコマンド・チャンネル ・モデムをさらに含み、前記コマンドは、前記加入者装置に使用され、前記情報 のシーケンスをデコードして提供される、請求項７に記載のインタラクティブ情 報配信システム。 ９．前記セッションマネージャは、さらに、 情報チャンネル変調器と、 コマンド・チャンネル変調器と、及びバックチャンネル復調器と を含む、請求項７に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １０．前記情報のシーケンスは、パケット化されたビデオを含むビットストリー ムである、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １１．前記情報チャンネルは、情報のシーケンスに加えて従来のケーブル・テレ ビ信号を伝達する、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １２．前記サービス・プロバイダ装置は、加入者装置に定期的にポーリング信号 を送り出す、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １３．情報チャンネル、バック・チャンネル及びコマンド・チャンネルは、独立 して作成され、異なったしたコミュニケーションチャンネルを形成するために周 波数が多重化された信号を伝達する、請求項１に記載のインタラクティブ情報配 信システム。 １４．前記情報チャンネルは、情報の多重化されたシーケンスの特定の数を伝達 することができる、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １５．サービス・プロバイダ装置は、情報の多重化されたシーケンスを含む情報 の各シーケンスに応じて、情報の多重化されたシーケンスの特定の数を選択する 、請求項１４に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １６．各情報チャンネルは、情報の８つの多重化されたシーケンスのキャパシテ ィーを有し、情報の各シーケンスは少なくとも３．３Ｍビット／秒のバンド幅を 有する、請求項１４に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １７．前記セッションマネージャは、前記情報チャンネルを通して伝搬するため に、情報の前記シーケンスを変調する複数のビデオ変調器を含む、請求項７に記 載のインタラクティブ情報配信システム。 １８．前記複数のビデオ変調器は、少なくとも１つの予備のビデオ変調器を含む 、請求項１７に記載のインタラクティブ情報配信システム。 １９．前記複数のビデオ変調器は、直交振幅変調（QAM）を使用する、請求項 １７に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ２０．前記セッションマネージャは、さらに、 複数のコマンド・チャンネル・モデムと、 セッション制御マネージャと、及び ビデオ変調器インタフェースと を含む請求項１７に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ２１．前記セッションマネージャは、さらに、 前記複数のビデオ変調器に情報の複数のシーケンスを配信するためのストリー ム・ディストリビュータを含む、請求項１７に記載のインタラクティブ情報配信 システム。 ２２．前記セッションマネージャは、さらに、 前記複数のビデオ変調器から前記通信・ネットワークに変調された出力信号を ルーティングするためのクロス・コネクト・スイッチを含む、請求項１７に記載 のインタラクティブ情報配信システム。 ２３．各ビデオ変調器は、複数の加入者ターミナルに結合し、前記ビデオ変調器 は機敏で必要が生じたときに異なる加入者ターミナルに再割当される、請求項１ ７に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ２４．インタラクティブ情報配信システムであって、 複数のパケット化されたビデオストリームを含んでいるビデオ・サーバと、 前記ビデオ・サーバに接続され、特定のパケット化されたビデオストリームを 要求し、特定の加入者ターミナルに特定のパケット化されたビデオストリームの アドレス指定を行い、通信ネットワークの情報チャンネルを通して伝搬するスト リームを変調するセッションマネージャであって、前記セッションマネージャ及 び前記ビデオ・サーバは、共通の時間基準で同期しているセッションマネージャ と、を含むインタラクティブ情報配信システム。 ２５．請求項２４のインタラクティブの情報配信システムは、さらに、 前記コミュニケーション・ネットワークの前記情報チャンネルに結合し、前記 特定のパケット化されたビデオストリームを復調し、前記セッションマネージャ 及び前記ビデオ・サーバで前記加入者ターミナルに同期させるために前記特定の パケット化されたビデオストリームからタイミング信号を抽出する、加入者ター ミナルを含む、請求項２４に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ２６．情報シーケンスへのアクセスが、PINにより制御される、請求項２４に記 載のインタラクティブ情報配信システム。 ２７．加入者に情報をインタラクティブに配信する装置であって、 情報チャンネルを介して前記加入者に情報ストリームを提供し、バック・チャ ンネルを介して前記加入者から情報リクエスト信号を受信するためのプロバイダ ー装置と、及び 前記情報チャンネルを介して前記プロバイダー装置から前記情報ストリームを 受信し、前記バック・チャンネルを介して前記加入者装置にコマンド信号を伝送 するための加入者装置と、及び前記情報チャンネル及び前記バック・チャンネル をサポートし、前記情報チャンネル及び前記バック・チャンネルは、相互に専用 のスペクトル領域の範囲内で作動している通信ネットワークと を備える装置。 ２８．前記情報チャンネルは、一つ以上のサブレート・サーバ・チャンネルを含 む、請求項１に記載のインタラクテイブ情報配信システム。 ２９．前記プロバイダー装置は、高いバンド幅情報ストリームの加入者要求に応 じて、前記高いバンド幅情報ストリームを伝達する前記情報チャンネルに、付加 的なサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項２８に記載 のインタラクティブ情報配信システム。 ３０．前記プロバイダー装置は、比較的低バンド幅情報ストリームの加入者要求 に応じて、前記比較的低バンド幅情報ストリームを伝達する前記情報チャンネル に、より少ないサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項 ２８に記載のインタラクティブ情報配信システム。 ３１．前記プロバイダー装置は、加入者アクティビティ内の減少に応じて、アク ティブな加入者に、前記加入者アクティビティにより十分に利用されなくなった サブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項２８に記載のイ ンタラクティブ情報配信システム。 ３２．加入者に情報をインタラクティブに配信する方法であって、 バック・チャンネルを介して加入者から情報要求を受信する工程と、 前記情報要求に応じて、情報チャンネルを介して前記加入者に要求された情報 ストリームを提供する工程であって、前記情報ストリームはマスタークロックに 由来するタイミング情報を含み、 前記バック・チャンネルを介して前記加入者から情報操作コマンドを受信する 工程と、及び 前記情報操作コマンドに応じて、一つ以上の変更された情報ストリームを前記 情報チャンネルを介して前記加入者に提供する工程であって、前記変更された情 報ストリームは、前記マスタークロックに由来したタイミング情報を含む、方法 。 ３３．前記情報ストリーム及び前記変更された情報ストリームは、MPEG類似の情 報ストリームであり、前記タイミング情報は、MPEG類似のタイムスタンプ情報を 含む、請求項３２に記載の方法。 ３４．前記バック・チャンネルを介して前記プロバイダーから選択コマンドを受 信する工程と、及び前記選択コマンドに応じて、前記情報チャンネルを介して前 記プロバイダーに選択情報を提供する工程と、をさらに含む請求項３３に記載の 方法。 ３５．前記情報操作コマンドは、スタート、ストップ、スローモション、早送り 、巻戻し、コンテクストに基づくブランチング及びポーズ・コマンドの少なくと も１つを含む、請求項３２に記載の方法。 ３６．前記情報ストリームは最初のストリーム識別番号と関連付けられ、前記変 更された情報ストリームは第二のストリーム識別番号と関連付けられ、前記加入 者は加入者識別番号と関連付けられ、前記最初のストリーム識別番号、前記第二 のストリーム識別番号及び前記加入者識別番号のうちの少なくとも１つは、ラン ダムに変更される、請求項３３に記載の方法。 ３７．前記情報チャンネルは、一つ以上のサブレート・サーバ・チャンネルを含 む、請求項３２に記載のインタラクティブ情報配信方法。 ３８．前記高バンド幅情報ストリームのための加入者要求に応じて、高バンド幅 情報ストリームを伝達する情報チャンネルに、付加的サブレート・サーバ・チャ ンネルを一時的に割り当てる工程をさらに含む、請求項３２に記載のインタラク ティブ情報配信方法。 ３９．前記低バンド幅情報ストリームのための加入者要求に応じて、低バンド幅 情報ストリームを伝達する情報チャンネルに、より少ないサブレート・サーバ・ チャンネルを一時的に割り当てる工程をさらに含む、請求項３２に記載のインタ ラクティブ情報配信方法。 ４０．加入者アクティビティの減少に応じて、付加的なサブレート・サーバ・チ ャンネルをアクティブな加入者に一時的に割り当てる工程をさらに含み、前記サ ブレート・サーバ・チャンネルは、加入者アクティビティの前記減少により十 分に利用されない、請求項３２に記載のインタラクティブ情報配信方法。 ４１．各要求又は前記バック・チャンネルを介して伝送されるコマンドに応じて 、前記加入者に肯定応答信号を伝送する工程をさらに含み、加入者が所定の期間 内に肯定応答を受信しない場合、加入者は要求又はコマンドを再送信する、請求 項３２に記載のインタラクティブ情報配信方法。 ４２．インタラクティブ情報配信システムを介して情報を配信する方法であって 、 セッションマネージャにおいて、セッションのための要求を受信する工程であ って、前記要求は、加入者ターミナルから通信・ネットワークのバック・チャン ネルを介して伝搬され、 前記加入者ターミナルのためにセッションを作成する工程と、 加入者ターミナルが特定の情報シーケンスを要求する前記加入者ターミナルに メニュー構成を伝送する工程と、 前記セッションマネージャにおいて、情報シーケンスのための要求を受信する 工程であって、前記要求は、前記通信・ネットワークの前記バック・チャンネル を介して、前記加入者ターミナルから前記セッションマネージャに伝播され、前 記セッションマネージャに前記要求された情報シーケンスを供給することによっ て、情報サーバに前記要求を実現するように要求する工程と、 前記コミュニケーション・ネットワークを通る情報チャンネルを介して、前記 加入者ターミナルに前記情報シーケンスを伝送する工程と、 前記コミュニケーション・ネットワークを通るコマンド・チャンネルを介して 、前記加入者ターミナルにコマンド信号を伝送する工程と、 前記加入者ターミナル内の前記コマンド信号に応じて前記情報シーケンスをデ コードする工程と、 前記バック・チャンネルを介して、前記加入者ターミナルから前記セッション マネージャに情報操作要求を伝送する工程と、 前記セッションマネージャが前記加入者ターミナルに前記情報シーケンスを伝 送する間、前記情報操作要求に応じて前記情報シーケンスを操作する工程と を含む方法。 ４３．前記加入者ターミナルから第二のセッションのために第二の要求を受信す る工程と、及び前記加入者ターミナルのために第二のセッションを作成する工程 とをさらに含む、請求項４２に記載の方法。 ４４．前記加入者ターミナルからの要求に応じて、前記セッション間をスイッチ ングする工程をさらに含む、請求項４３に記載の方法。 ４５．前記加入者ターミナルに割り当てられるターミナル識別番号（TID）をラ ンダムに指定しかつ変更する工程をさらに含む、請求項４２に記載の方法。 ４６．各情報シーケンスはプログラム識別番号（PID）によって識別され、前記 方法は、前記情報シーケンスのためにPIDをランダムに変更する工程をさらに含 む、請求項４２に記載の方法。 ４７．前記加入者ターミナルは、従来のケーブルテレビ・チャンネルセットの範 囲内で、１つのチャンネルとして勧誘用チャンネルが示され、前記勧誘用チャン ネルを介して前記加入者ターミナルは前記セッションを要求する、請求項４２に 記載の方法。 ４８．情報サーバは、複数のパケットを有する時分割多重化データストリームを 提供し、各パケットは、TID及びPIDを含み、これにより、要求したプログラムは 特定の加入者ターミナルに伝送するために情報サーバによってアドレス指定が行 われる、請求項４３に記載の方法。 ４９．インタラクティブ情報配信システムにおいて、情報加入者で情報を交換す るための、プロバイダー側における方法であって、 通信エレメントの情報チャンネルを介して、該当するターミナル識別子を有す るプロバイダー情報を伝送する工程であって、前記ターミナル識別子は、所定の ターミナル識別子又はコマンド・チャンネルを介して伝送されるターミナル識別 子であり、 前記通信エレメントの制御チャンネルを介して、前記該当するターミナル識別 子を有するコマンド情報を伝送する工程と、 前記通信エレメントのバック・チャンネルを介して、前記情報加入者から情報 変更命令を受信する工程と、及び前記通信エレメントの前記情報チャンネルを介 して、前記該当するターミナル識別子を有する変更されたプロバイダー情報を伝 送する工程と を含む方法。