JP2003530637A - ソフトウェアによって定義されるケーブル・ネットワークのシステム及び方法 - Google Patents

ソフトウェアによって定義されるケーブル・ネットワークのシステム及び方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ソフトウェアによって定義されたケーブル・ネットワークのシステム及び方法を提供する。プログラム可能なチップは、顧客側の端末で採用され、チップの再プログラミングを実現し、それによって、ケーブル・ネットワーク・システムの機能を修正するためにチップは前記ヘッド‐エンドサーバ装置からプログラムをダウンロード、あるいは記憶媒体から前記顧客側の端末にプログラムを読み取ることによって新しいプロトコルを実行することができる。一旦、ヘッド‐エンドサーバ装置が更新、もしくはアップグレードされると、顧客側の端末の更新あるいはアップグレードなしで、前記顧客側の端末によって機能するプロトコルは前記チップの再プログラミングの過程を通して、ヘッド‐エンドサーバーによって機能するプロトコルと一致して維持することができ、従って、ケーブル・ネットワーク・システムはアップグレードされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明はソフトウェアによって定義されるケーブル・ネットワークのシステム
及び方法、より明確にはネットワーク経由による顧客側の装置の再プログラミン
グによって顧客側の端末及びケーブルの機能のアップグレード及び／又は修正を
行うことが可能なケーブル・ネットワークに関する。
【０００２】 （発明の背景） ケーブル・ネットワーク、例えば、ハイブリッド・ファイバー同軸（ＨＦＣ）
ネットワークがマルチメディア通信ネットワークとして急速に発展している。図
１において示されるように、そのような種類のネットワークは通常、あるポイン
トから様々なポイントを結ぶネットワーク構造を持っている、すなわち、ヘッド
‐エンドサーバ装置（１）、サービス供給端末および顧客の端末に設置される、
複数の顧客のユーザー端末（２）に設置される。これらはケーブル・ネットワー
ク（３）を介して結ばれている。ケーブル・ネットワーク（３）が一方通行のネ
ットワークである情況において、ヘッド‐エンドサーバ装置（１）は、例えばデ
ジタルテレビ・ケーブル放送の放送方法でデータを顧客側の端末（２）に送る。
ケーブル・ネットワーク（３）が双方向のネットワークである情況において、顧
客側の端末（２）もまたヘッド‐エンドサーバ装置（１）に、データを送ること
ができ、それによって、双方向の通信は成し遂げられる。一方通行のケーブル・
ネットワーク（３）であっても、顧客側の端末（２）は、両方がつながっている
ため外部ネットワーク（５）を介してヘッド‐エンドサーバ装置（１）と通信す
ることができる。例えば、外部ネットワーク（５）がＰＳＴＮであるとき、顧客
側の端末（２）は、モデムを介してＰＳＴＮ（５）につながり、そして、同様に
他のモデムによって同じＰＳＴＮ（５）につながるヘッド‐エンドサーバ装置（
１）と通信することができる。外部ネットワーク（５）によって確立された通信
リンクは双方向であることができるが、地上へのデータ送信は通常、外部ネット
ワーク（５）が低い転送率のためケーブル・ネットワーク（３）によって転送さ
れ、従ってハイブリッド通信リンクが構成される。
【０００３】 顧客側の端末（２）は通常、テレビセット（６）、及び、パーソナルコンピュ
ータ（９）とつながっている、一方、ＬＡＮ（４）における様々な装置がヘッド
‐エンドサーバ装置（１）と通信することができるように、ＬＡＮ（４）のゲー
トウェーとも、つなげることができる。ネットワーク管理およびサービス・デー
タの直接転送を供給することに加え（例えば、マルチメディア・プログラム・デ
ータ）、関連のあるＬＡＮ（４）と同様に、ヘッド‐エンドサーバ装置（１）は
サービスを適切な顧客側の端末（２）全てに行う全体のケーブル・ネットワーク
・システムのゲートウェーとして貢献するためＷＡＮ（６）と同じくつなげるこ
とができる。時おり、ネットワークに対するコントロールを成し遂げるため、ネ
ットワーク管理を更に効果的で、柔軟にするために、ネットワーク管理機能のあ
る部分は、ヘッド‐エンドサーバ装置（１）から引き出され、そして、ＷＡＮ（
６）を経て全体のケーブル・ネットワーク・システムにつながるネットワーク・
サーバ（７）に提供されることもある。
【０００４】 現在、既に上記システムの実例は、実行されており、例えば現在、北アメリカ
及びヨーロッパで開発されたケーブル・モデム・システムは、代表的な例である
。 多くの顧客側の端末が一般にネットワークにおいて要求されるので、様々なメ
ーカーによってこれらの装置のコストを下げるために目指されるゴールである。
大量生産された電子装置のため、経費削減のために通常採用された効果的なアプ
ローチは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）チップを使うことである。例えば
、多数のデジタル信号、そして、信号を送る処理を完了するために、ＡＳＩＣチ
ップは、市場に出ている、技術の進んだセット・トップ・ボックス及びケーブル
・モデムに広く使われる。例えば、物理層における信号の受信、伝送信号、メデ
ィア・アクセス制御（ＭＡＣ）層における信号制御及びデジタル・ビデオ解読等
は、ＡＳＩＣチップによって達成される。
【０００５】 ＡＳＩＣチップが信号を処理するために使われる解決方法の主な欠点は、柔軟
性の欠如及び資源を再使用することが不可能なことである。 今日では、通信技術の開発は非常に速く、新しい理論、新しい技術及び新しい
標準の更新が出現するスピードは、過去と比較することができない。十分な柔軟
性を欠くハードウェア企画に基づく製品は、すぐに廃棄されるであろう。例えば
、現在北アメリカで普及が促進されている標準のＤＯＣＳＩＳケーブル・モデム
は、バージョン１．０からわずか１年位の内にバージョン１．１までアップグレ
ードされた。チップメーカーは、ＭＡＣ層プロトコルになされた変更のために新
しいチップを絶え間なく市場に出していかなければならない。更に、端末の装置
メーカー及びサービス供給者は、装置の更新に莫大な金を使った。現在は、ハー
ドウェアの改良の新しい課題は、提案されたバージョン１．２における物理層プ
ロトコルの重大な変更のため避けられない。同じ様な情況は、ビデオの符号化/
解読、演算および標準の連続的な更新において同様に発生する。ＭＰＥＧ２ビデ
オの符号化/解読の標準は、広く利用されている、しかしながら、ＭＰＥＧ４は
標準化され、一方、より新しいＭＰＥＧの標準が、検討中である。現存するハー
ドウェアの企画は、これらの新しい標準への革新を行うという、重大な問題に直
面している。
【０００６】 様々な標準が共存する状況に適応するために、ハードウェアメーカーの中には
、１つのチップにおいて様々な標準に適応できるモジュールを作った。例えば、
受信チップの中にはデジタルＴＶ信号、ケーブル放送信号、地上波信号を同時に
受信する衛星放送であることもある。しかしながら、部分的な回路のみが特別な
時に機能し、資源の浪費を引き起こす。
【０００７】 一方、もしＡＳＩＣチップを利用している顧客側の端末が、異なるネットワー
クにアクセスしようと試みる場合、インターフェース回路が、ある環境のために
前もって設計されるので、予定されたネットワークだけがアクセスできる。これ
は、顧客側の端末に大きな制限を引き起こす。 本発明の対象は、顧客側の端末はアップグレードすることが可能であり、ケー
ブル・ネットワークの機能は、ネットワークを介した顧客側の端末の装置によっ
て単に再プログラミングによって変えることができるソフトウェアによって定義
されるケーブル・ネットワーク・システム及び方法を提供することによって上記
ＡＳＩＣチップ・ベースの企画に存在する問題を解決することである。更に、一
旦ヘッド‐エンドサーバ装置が更新、もしくはアップグレードされれば、顧客側
の端末の機能は、交換することなくアップグレードすることができる。
【０００８】 本発明の他の目的は、顧客側の端末がネットワーク・アクセス装置として様々
な種類のネットワークにアクセスすることができる、ソフトウェアによって定義
されるケーブル・ネットワーク・システムを提供することである。
【０００９】 （発明の開示） プログラム可能なチップ、例えば一般的に提案される、あるいは特別に提案さ
れるデジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）チップ、ＦＰＧＡチップ及び一般的に
提供される、あるいは特別に提案されるＣＰＵは本発明の顧客側の端末に採用さ
れ、従って信号及び上部層のプログラム同様デジタル信号処理機能は前記チップ
のプログラミング及び/又は再プログラミングによって修正される。一旦内部の
チップによって行われて、前記プログラムがケーブル・ネットワーク、又は外部
ネットワークを介し、もしくは、サービス供給者、または、装置メーカーによっ
てエンドユーザーに支給された新しいソフトウェアで一杯になった記憶媒体（例
えば、フロッピー（登録商標）・ディスク、光学ディスクあるいはＩＣカード等
）によるヘッド‐エンドサーバ装置からダウンロードされるチップ内部へのプロ
グラミング及び／又は再プログラミングの過程は自動プログラムの読み込みによ
って同様に実行されることもできる。エンドユーザーは、手動でソフトウェアを
端末の装置にインストールすることができる。
【００１０】 同様に、ヘッド‐エンドサーバ装置のための前記プログラミング、及び/又は
、再プログラミング・プロセスは、サービス・サプライヤによって適用されたソ
フトウェア・インストール・プロセス又は装置メーカーのどちらか、もしくは、
装置メーカー、または、他のネットワーク（例えば、インターネット）を介した
第三者によってダウンロードの開始によるソフトウェアを通じて実行されること
もある。 本発明はヘッド‐エンドサーバ装置、ケーブル・ネットワーク、顧客側の端末
等、すなわち前記顧客側の端末の機能およびケーブル・ネットワーク・システム
が前記顧客側の端末に用いられる再プログラミングによって修正することができ
ることからなるソフトウェアによって定義されるケーブル・ネットワーク・シス
テムの方法の技術計画を通して実現することができる。
【００１１】 チップ再プログラミングの前記の方法は前記ヘッド‐エンドサーバー装置から
のプログラムのダウンロード、あるいは前記顧客側の端末への記憶媒体から、プ
ログラムの読み込みをすることによって実現することができ、それによって、前
記チップがネットワークを介してダウンロードするソフトウェアをサポートする
新しいプロトコルを遂行することができる。 ヘッド‐エンドサーバ装置からプログラムをダウンロードする前記方法は、ア
プリケーション層を経て物理層のプロトコルを具体化するプログラムを蓄積する
ことによって実現することができる。すなわち、前記顧客側の端末に、通信プロ
トコルは、ケーブル・ネットワーク、または、外部ネットワークによって通信し
ていた。前記ヘッド‐エンドサーバ装置が更新、もしくはアップグレードされる
とき、前記チップは顧客側の端末の装置を更新することなく再プログラミングの
前記チップによって、ヘッド‐エンドサーバ装置によって実行されたものとして
同じ通信プロトコルを維持できる。従って、ケーブル・ネットワーク・システム
はアップグレードすることができる。
【００１２】 前記顧客側の端末によって所有される機能は、ケーブルの直角の変調トランシ
ーバの機能を持つと言われる。 本発明の再定義できるネットワーク端末の装置は第１アナログ・インターフェ
ース、第１Ｄ／Ａ変換器、第１Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ、第２Ｄ／Ａ変換器及び第
２アナログ・インターフェース回路からなる。
【００１３】 第１アナログ・インターフェースが少なくとも１つのネットワークのアナログ
信号を受信し、そして、アナログ信号を前記第１Ｄ／Ａに送信し、前記第１Ｄ／
Ａ変換器から来るアナログ信号を前記ネットワークに送信するために使われる。 第１Ａ／Ｄ変換器は前記第１アナログ・インターフェースからデジタル信号に
来るアナログ信号を変換し、変換されたデジタル信号を前記ＤＳＰに送信するた
めに使われる。
【００１４】 第１Ｄ／Ａ変換器は前記第１ＤＳＰから来るデジタル信号をアナログ信号に変
換し、変換したアナログ信号を前記第１アナログ・インターフェースに送信する
ために使われる。 前記ＤＳＰはＩＳＯ推奨モデル開示システム（すなわちＯＳＩＲＭ）及びアプ
リケーション層における符号化／解読の様々な情報源で示された物理層およびデ
ータリンク層の機能を少なくとも実行し、前記第１Ｄ／Ａ変換器の少なくとも１
つのネットワークへ送られる出力信号を転送し、前記第２Ｄ／Ａ変換器の少なく
とも１つのネットワーク・アプリケーション端末装置へ送られるデジタル信号を
転送するために使われる。
【００１５】 前記第２Ａ／Ｄ変換器回路は前記第２アナログ・インターフェース回路から来
るアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を前記ＤＳＰ
に転送するため使用される。
【００１６】 前記第２Ｄ／Ａ変換器は前記ＤＳＰから来るデジタル信号をアナログ信号に変
換し、変換されたアナログ信号を前記第２アナログ・インターフェース回路へ送
信するために使われる。 前記第２アナログ・インターフェース回路は前記ネットワーク・アプリケーシ
ョン端末装置から発生するアナログ信号を受け取り、アナログ信号を前記第２Ａ
／Ｄ変換器に送信し、前記第２Ｄ／Ａ変換器から来るアナログ信号をネットワー
ク・アプリケーション端末装置に送信するために使われる。
【００１７】 本発明の再定義できるネットワーク端末の装置は送受切換器、ケーブル・チュ
ーナー、ＲＦ伝送フロントエンド、ＰＳＴＮインターフェース、Ａ／Ｄ変換器、
第１Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ、第２Ｄ／Ａ変換器、アナログ・インターフェース回
路、万能の連続したインターフェースから成る。 前記送受切換器は外部のケーブル・ネットワークから発生した信号を受信し、
受信した信号を前記ケーブル・チューナーに送信し、前記ＲＦ伝送フロントエン
ドから来る信号を受信するために使われる。
【００１８】 前記ケーブル・チューナーは前記送受切換器から来る信号を調整し、そして、
得られた調製された信号を前記２Ａ／Ｄ変換器へ送信するために使われる。 前記ＰＳＴＮインターフェースは外部のＰＳＴＮネットワークから発生した信
号を受信し、信号を前Ａ／Ｄ変換器に送信するために使われる。
【００１９】 前記Ａ／Ｄ変換器は前記ケーブル・チューナー及び前記ＰＳＴＮインターフェ
ースから来るアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を
前記ＤＳＰに送信するために使われる。 前記ＤＳＰは少なくともＯＳＩＲＭにおける物理層およびデータリンク層、ア
プリケーション層における符号化／解読の様々な情報源の機能の１つを実行し、
前記ケーブル・ネットワークへ送られる出力信号を転送し、前記第１Ｄ／Ａ変換
器に対し送られる出力信号を前記外部のネットワークへ転送し、ネットワーク・
デジタル・アプリケーション端末に送られる出力信号を前記第２Ｄ／Ａ変換器に
転送し、そして、ネットワーク・アナログ・アプリケーション端末に送られる出
力信号を前記万能の連続した信号に転送するために使われ、前記第１Ｄ／Ａ変換
器は前記ＤＳＰから来る出力デジタル信号をアナログ信号に変換し、変換された
アナログ信号における前記ケーブル・ネットワークを介して送られる信号をＲＦ
伝送フロント‐エンドへ転送し、前記外部ネットワークを介して送られる信号を
前記ＰＳＴＮインターフェースへ転送するために使われる。
【００２０】 前記第２Ｄ／Ａ変換器は前記ＤＳＰから来る前記ネットワーク・アナログ・ア
プリケーションへ送られる出力信号をアナログ信号へ変換し、変換されたアナロ
グ信号を前記アナログ・インターフェースへ送信するために使われる。 前記アナログ・インターフェースは前記第２Ｄ／Ａ変換器から来るアナログ信
号を前記ネットワーク・アナログ端末へ送信するため使われる。
【００２１】 前記万能の連続したインターフェースは前記ＤＳＰから来る前記デジタル信号
を前記ネットワーク・デジタル・アプリケーション端末装置へ送信するため使わ
れる。
【００２２】 （実施例の説明） 本発明の実施例は、照合ための数字が相当する部品を参照する付随の図を参考
にして以下に詳細に示される。実施例は単に考えられる数多くの実施の例であり
、これら実施例の理解を通じて、発明の範囲から外れずに、これら技術が他の実
施例を作り出すこともある。従って、発明の有効範囲は、実施例によって制限さ
れないが、しかし添付の請求項によって制限される。
【００２３】 （実施例１） 図２は、物理層フロント‐エンド（１０）のアナログ・インターフェース回路
はケーブル・ネットワーク（３）とつながっていて、外部ネットワーク（５）と
も接続することができる、本発明のケーブル・ネットワーク・システムにおける
顧客側の端末のソフトウェアに定義された機能に関係した機能モジュールを示す
。図２は典型的に受信部分および送信部分を含む。インターフェース回路は、ま
た、２つ以上の受信および送信部分からなる（どちらにもＤ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器
が必要とされる）。受信部分はケーブル・ネットワーク（３）及び外部ネットワ
ーク（５）から発生するアナログ信号を受信し、Ａ／Ｄ変換回路（１１）によっ
て処理をすることができる前記信号をアナログ信号へ転送し、転送部分はＤ／Ａ
変換回路（１２）から来るアナログ信号を受信し、ケーブル・ネットワーク（３
）及び外部ネットワーク（５）を介して転送するのに適しているアナログ信号へ
変換する。ケーブル・ネットワークがＨＦＣネットワークの時、アナログ信号は
エンドユーザーに送られるとき多重通信方式（ＦＤＭ）モードに転送され、それ
ゆえインターフェース回路の受信部分は通常全てのチャンネルから１つもしくは
多数の違ったチャンネルを選択するチューナーであり、信号を下へ変換し、Ａ／
Ｄ変換回路（１１）に適している周波数および振幅に増幅する。転送部分は、し
たがってＤ／Ａ変換回路（１２）によって転送されたアナログ信号を受信し、調
整されたチャンネルの周波数の上へ変換し、増幅し、送る。もしケーブル・ネッ
トワークがファイバーで構成されるならば、光電子スイッチも必要である。物理
層フロント‐エンド・アナログ・インターフェース回路（１０）のこのタイプは
よく知られ存在している技術であり、したがって詳述しない。
【００２４】 アナログ信号がＡ／Ｄ変換回路（１１）によってデジタル信号に変換された後
、ＤＳＰ（１３）へ変換され、一方、Ｄ／Ａ変換回路（１２）は、ＤＳＰ（１３
）から転送されたデジタル信号を受信し、それをアナログ信号に変換する。ここ
で参照するＤＳＰ（１３）は、ＤＳＰチップを一般的に提案し、ＣＰＵ、ＦＰＧ
Ａチップ、またはそれらのチップ、モジュールの結合を一般的に提案する、広い
観念でのプログラム可能なチップである。Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器及びＤＳＰはし
ばしば同じチップの中に組立てられる。
【００２５】 Ａ／Ｄ変換回路（１４）、Ｄ／Ａ変換回路（１５）及び他のインターフェース
回路（１６）はＤＳＰ（１３）と特定の周辺装置の間のインターフェースとして
主に機能する。 ＤＳＰ（１３）はＡ／Ｄ変換回路（１１）から転送されたデジタル信号を受信
、もしくはデジタル信号をＤ／Ａ変換回路（１２）に転送する。ＤＳＰ（１３）
はＯＳＩＲＭ、特に物理層に一致する機能、データリンク層およびアプリケーシ
ョン層（例えば、ビデオの符号化/解読、オーディオの符号化/解読）の符号化/
解読の様々な動作で定義されるそれぞれの層に一致する全ての機能を実行する。
現在入手可能な製品のこれらの機能は特別に適供されたハードウェア・チップに
よって通常実行される。
【００２６】 デジタル信号処理能力は、物理層と一致する機能によって非常に必要とされ、
一方様々な上部層プロトコルは柔軟（例えば、マルチ比較、ブランチ）に動く多
くのプログラムを必要とするので、従って、現在入手可能な技術によると、ＤＳ
Ｐ（１３）はＦＰＧＡ部分が主に物理層における変調、復調、フィルタリング等
のようなアルゴリズム及びＭＡＣ層へのインターフェースを実行するＦＰＧＡ機
能モジュール、ＤＳＰ機能モジュール、一般的に提供されるＣＰＵ機能モジュー
ル、様々なインターフェース、貯蔵機能モジュールによって合成されるチップ（
あるいはチップセット）である。ＤＳＰ部分は、様々な物理層においてチャンネ
ルの符号化／解読、アプリケーション層における符号化／解読の情報源およびＭ
ＡＣ層の機能の部分を主として実行し、一方、ＣＰＵは残りの機能を実行する。
ＤＳＰ及びＣＰＵの間の境界は、比較的長い指示語（ＶＬＩＷ）アーキテクチャ
に基づくＤＳＰチップ（あるいは、機能モジュール）において薄れてきた。現在
ではまだ試用期間だがＶＬＩＷが一般的に提供されるＤＳＰチップは伝統的にＦ
ＰＧＡ、ＤＳＰ及びＣＰＵによって行われていた仕事を完遂することができ、従
って、多重の機能モジュールで構成されるチップより低いコストというだけでな
く、さらに柔軟性およびさらに高いハードウェアー資源の再使用率を持つ。現在
のところ、物理層および情報源の符号化／解読を成し遂げることができるハード
ウェア・チップはハードウェア構造で適切なデジタル信号処理アルゴリズムを得
ることによって実際に実行される。例えば、図２における機能を持つ顧客側の端
末は、複数の専門のモジュールを採用することによって実現することになってい
る。本発明では、これら専門のモジュールの機能は、データプロセッサ及び、Ａ
／Ｄ、Ｄ／Ａ変換回路によって実現することができる。
【００２７】 今日では、物理層において、ハードウェアの構造を使用して通常実現する、上
記したいくつかの機能はソフトウェア（例えば、電話モデムアルゴリズム）によ
って実現し、また同時に既知のＦＰＧＡにおけるアルゴリズムあるいはプログラ
ムを行うことが可能なＤＳＰチップを実現するのに発明の中の技術で十分である
。一般的に使用されるＤＳＰあるいはＣＰＵチップを使用したさらに上部層の機
能を成し遂げることも開示されている技術なので、これ以上詳述はしない。
【００２８】 （実施例２） 図２における端末の回路部分の機能は、テレビセット、または、 ＰＣをネッ
トワークにつなぐことであり、従って、セット・トップ・ボックスと考えること
ができる。本発明のセット・トップ・ボックスの実施例は図３で示される。セッ
ト・トップ・ボックスは双方向のネットワークを介して高速双方向の受信／転送
機能を実現することができ、電話のモデムを使用する外部のネットワーク（ＰＳ
ＴＮ）を介して低い速度での双方向通信を実現するかもしれない。フロント・エ
ンド・アナログ・インターフェース回路（１０）を構成する、物理層におけるケ
ーブル・ネットワーク（３）へインターフェース機能を果たす送受切換器（１７
）、ケーブル・チューナー（１８）、ＲＦ転送フロントエンド（１９）、外部ネ
ットワーク（５）（ＰＳＴＮ）へのＰＳＴＮインターフェース回路（２０）は全
て従来技術で開示されているので、詳述はしない。セット・トップ・ボックスは
２つのＡ／Ｄ変換回路（１１）及び２つのＤ／Ａ変換回路（１２）（しかしなが
ら、違った変換率である）を含む。他のインターフェース回路（１６）はテレビ
セット（８）とＰＣ（９）へそれぞれ接続されるアナログＴＶインターフェース
回路（２１）及び万能な連続したインターフェース（２２）からなる。
【００２９】 ヘッド‐エンドサーバー装置において、ソフトウェア定義機能および多くの部
品によって果たされる動作の原理と関係のある部品の機能的なモジュールは顧客
側端末における一致する部品と似ているが、通常同時に多重チャンネルをサポー
トすることが必要とされるので、従って、より多くのフロント‐エンド・トラン
シーバー、ＤＳＰ及びＤ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器が必要とされる。 図２、図３同様、現在のセット・トップ・ボックスにおける様々な特別に提供
されたモジュールの機能はデータ演算処理装置およびＤ／Ａ、Ａ／Ｄ回路等を介
して実現することができる。
【００３０】 （実施例３） 実施例において、図４に示される通り複数の違ったネットワークのインターフ
ェースは例えば、電話線インターフェース、ケーブル・モデム・インターフェー
ス、ワイヤレス・インターフェース等、Ａ／Ｄ変換器（５）の左側にインストー
ルされる。信号セレクター（１）は実施例１、２における信号の下方へ加えられ
る。すなわち、上のネットワークの入力エンドで、図４におけるＡ／Ｄ変換回路
において、他の信号セレクター（１）は、また信号の上方の端、すなわちＤ／Ａ
変換回路（６）の隣へ加えられる。これらの信号セレクターは、ＤＳＰの制御に
基づいた様々なネットワーク・ポートにつなげることができる。従って、実施例
の顧客側端末は多重のネットワーク（セット・トップ・ボックス）へアクセスす
る装置を構成し、ネットワーク・アクセスへ必要とされる変調、復調および通信
プロトコル等の機能はＤＳＰにおけるソフトウェアの作動機能によって実行され
る。異なるアクセス能力は、一致するソフトウェアを動かすことによって成し遂
げられることができ、一致するアクセス信号インターフェースに直接信号を送る
。
【００３１】 ＡＳＩＣチップ等のようなハードウェアー・ストラクチャーによって構成され
る現在の顧客側の端末において、ＭＡＣ層インターフェース及び物理層の機能は
ハードウェア・チップによって実行される。ＭＡＣ層および物理層を作る変化に
一致して、顧客側端末は違ったネットワークのタイプに一致して関係のある、異
なったインターフェースをインストールするため必要とされ、従って前記顧客側
端末の柔軟性が制限される。一方、本発明において、データ・インタフェースに
関連した物理層の計算は、ソフトウェアによって計算される方法におけるＤＳＰ
によって十分に実行され、従って、異なるインターフェース機能は、異なるタイ
プの信号セレクターの選択を介してアクセスされたネットワークに従って実現す
ることができ、顧客側端末が異なるネットワークにアクセスしているとき、異な
るネットワーク・アクセス機能は、異なるソフトウェアを呼びだすことによるプ
ロセッサーによって成し遂げることができ、従って、本発明の顧客側端末は様々
なネットワークへの多様なアクセスに適応することができる。
【００３２】 本発明の顧客側端末は、ケーブル・モデム、ＸＤＳＬ、イーサネット（登録商
標）等の場合に適用されることもある。 上記１から３の実施例において、ソフトウェア定義ケーブル・ネットワーク、
ヘッド‐エンドサーバ装置および様々なモジュールの機能における顧客側の端末
の構造が記載されている。この装置の機能を定義するための過程および方法は以
下に示されている。
【００３３】 顧客側端末は、通常、非揮発性の記憶部品に格納される常駐のプログラムを含
む。さらに、ヘッド‐エンドサーバー装置は一致するプログラムを含む。この一
対の一致するプログラムはあらかじめ定義されたダウンロード・プログラムによ
って必要とされるケーブル・ネットワークあるいは外部ネットワークを介し通信
しあうため、全てのプロトコルを実行することができる。すなわち、この一対の
一致するプログラムはアプリケーション層を通して物理層からのプロトコルから
なる。しかしながら、通常の状況下では、このプロトコルは両端で使用される通
常の作業のための通信プロトコルより、より単純である（時として、ＯＳＩＲＭ
によって定義される７つの全ての層を全てのプロトコルに含む必要はない）。
【００３４】 技術および経済の状態の発展と共に、顧客側端末及びヘッドエンド装置は、絶
え間なくアップグレードされることになっており、特に、一致する物理層プロト
コルは、同じく修正された上で一致している常駐のプログラムが同じくアップグ
レードされることになっており（すなわち、さらに進んだ通信プロトコルが、採
用されることもある）、従って、ヘッド‐エンドサーバ装置における適切なプロ
グラムは、後の方で互換性があることになっており、新しい顧客側の端末とただ
通信することができないだけでなく、以前の顧客側の端末とも通信することがで
きない。
【００３５】 顧客側の端末に常駐するこのソフトウェアは、主に２つの情況において機能す
る。まず、最初の顧客側の端末があらかじめルーチン機能で読み込みをされてい
ない時であり、常駐プログラムはヘッド‐エンドサーバー装置で通信を行い、ル
ーチン機能をダウンロードする。２番目は、顧客側の端末が内部のルーチン機能
を介してヘッド‐エンドサーバ装置と通信することができない時であり、顧客側
の端末は、常駐のプログラムを実行することによってヘッド‐エンドサーバ装置
と通信し、新しいルーチン機能をダウンロードする。この２つの状況について以
下記述する。
【００３６】 最初の顧客側端末の内部のルーチン機能は、予め読み込みがされることもあり
（すなわち、様々な層のプロトコル及び正常な動作のために必要とされる他の管
理およびアプリケーション・プログラムと一致するプログラムを含む）、また、
同時に前記した常駐のプログラムを介してヘッド‐エンドサーバー装置からダウ
ンロードすることもできる。プログラムのダウンロードのスピードを増加し、常
駐のプログラムの長さを減少させるため、このプログラムのダウンロードの過程
は、段階ごとに実行することもできる。例えば、常駐のプログラムは、単純で、
比較的固定した通信プロトコル（ネットワーク内では比較的長期間変わらず、ア
ップグレード及びアップデートの必要がないことを意味する）をサポートし、こ
のプロトコルを介してヘッド‐エンドサーバから、より新しいダウンロードのた
めのソフトウェアをダウンロードする。
【００３７】 より新しいダウンロードのためのソフトウェアは、顧客側の端末（物理層を含
む）を再定義することができ、そのことは、より確実でより高いスピードの新し
いプロトコルを持つヘッド‐エンドサーバ装置から大規模なルーチン機能をダウ
ンロードすることを可能にする。例えば、ＰＳＴＮを介してヘッドエンドサーバ
からのより新しいダウンロードのためのプログラムをダウンロードするために、
常駐のプログラムは、電話モデムのプロトコルをサポートする。より新しいダウ
ンロードのためのプログラムは、顧客側の端末を再定義することが可能で、ケー
ブル・ネットワークを介した高いスピードで現在必要とされているルーチン機能
をダウンロードすることができることを可能にする。他のほぼ確実な方法は、ケ
ーブル・ネットワークにおいて比較的固定したチャンネル（狭い周波数のチャン
ネルでもよい）のいくつかにあり、サーバ・フロントエンド装置は、定期的にダ
ウンロード・プログラムを送信することができ、同時に顧客側の端末において常
駐のプログラムが端末を自動的に定義し、より新しいダウンロードのためのプロ
グラムを受け取ることができる。以前同様、より新しいプログラムをダウンロー
ドすることは、より新しいプロトコルによってルーチン機能をダウンロードする
。
【００３８】 もう一つの状況は、予期しない理由によりルーチン機能が読み込みされた顧客
側の端末ヘッド‐エンドサーバと通信できず、例えば顧客側の端末の内部プログ
ラムがダメージを受けたり或いは失われてしまい、その顧客側の端末が長い間作
業停止となって、ネットワーク全体その他の通信プロトコルの更新プロセスを逸
する場合である。この状況下では、顧客側の端末は、常駐のプログラムを始動し
、初期化に似たプロセスによってヘッド‐エンドサーバと通信し、そこからダウ
ンロード・プログラムを取得し、更に前述のプログラムにより新しいルーチン機
能を得るであろう。ルーチン機能に似ている上記常駐のプログラムは、自ら若し
くは読み込みをされたルーチン機能によって新しい常駐のプログラムをダウンロ
ードし、これにより自己改良及び自己更新を実現する。 上記のダウンロードの概念は、以下の実施例と合同して示される。実行計画で
は、ダウンロードによってサポートされたプロトコルが図５にプロトコル・スタ
ックが示されているＤＯＣＳＩＳ１．１プロトコルであり、一方、顧客側の端末
は、図４に示されるように、常駐のプログラムを利用するヘッド‐エンドサーバ
に対応するプロトコル・スタックにより初期のダウンロードを行う。
【００３９】 図４に示されるように、初期のダウンロード・プロセスにおける物理層は、ｖ
．３４電話モデム標準であり、それは初期のダウンロードプロセスが外部ネット
ワーク（ＰＳＴＮ）によって実行されるであろうことを示しており、すなわち、
顧客側の端末の内部の常駐プログラムが、対応する電話モデム機能を提供する。
特定のダウンロード・プロセスは、下側の幾つかの層によるＴＦＴＰによって実
行されるであろう。
【００４０】 初期のダウンロード・プロセスが実行された後、そのダウンロード・プロセス
は、図５に示されるように定義された全てのＤＯＣＳＩＳ１．１プロトコルを実
行し、その時点において、ケーブル・ネットワークに接続されている物理層プロ
トコルの一部が、その物理層トランシーバーを直角の振幅変調（ＡＭ）ケーブル
に変え、符号化或いは解読するのに必要なチャンネルを供給するであろう。 その様々な上部層プロトコルは、また実行プログラムによって実現され、それ
によって顧客側の端末は、互換性のあるケーブル・モデムＤＯＣＳＩＳ１．１に
なり、標準詳細によれば、それは様々なソフトウェアをダウンロードするかもし
れず、例えばＴＦＴＰによる様々な下段層によって様々なソフトウェア機能をダ
ウンロードするであろう。 このソフトウェア機能のダウンロード・プロセスは、ヘッド‐エンドサーバ装
置によって活動的に開始されることができ、また顧客側の端末のグラフィック・
インターフェースからユーザによって開始されることができ、予めセットされた
プログラムの要件に基づいて顧客側の端末から自動的に開始されることができる
。ファイルのダウンロードの実行に加え、上記した３つの方法がまた好適にファ
イルの削除を実行することができ、例えばサービスアイテムを減らすことをユー
ザが要求するときに、ヘッド‐エンドサーバ装置が、顧客側の端末に内部ソフト
ウェアの一部、例えば高品位テレビ・ソフトウェア、ケーブル・モデム・ソフト
ウェア等を削除するように自動的に指示を出す。
【００４１】 上述の遠隔ダウンロードの方法によって明示されることに加え、顧客側の端末
はまた、内部の起動ソフトウェア若しくはソフトウェア機能によって制御された
短距離の通信インターフェース（パラレルインターフェース、シリアルインター
フェース等）を通じてローカルな装置が例えば装置の中に直接ソフトウェアを入
力するにより、明示されることができ、そして光学ディスク、フロッピー（登録
商標）・ディスク、ＩＣカード等のような持ち運びに便利な記憶メディアを使用
する読み書き装置により、装置の中にソフトウェアを入力することができる。こ
のタイプのダウンロード・プロセス及び実施の詳細は現在の成熟した技術であり
、より詳細には述べない。
【００４２】 （産業上の適用） 再プログラミングを介した本発明によってチップ内部の機能の構成を修正する
ためにもたらされた利点は明白である。まず、新しい標準に適応あるいは新しい
技術（新しいモデム技術及びコード化／解読技術等）を採用するため、柔軟に装
置をアップグレードすることができ、２番目にハードウェア・チップ資源を再使
用することができ、同じハードウェア・チップ（ＤＳＰチップあるいはＦＰＧＡ
等）は違ったソフトウェアを読み込みあるいは機能させることにより違った機能
を持つこともでき、例えば、高品位テレビを瞬間的に解読することができるかも
しれず、そして低い解像度で次の瞬間テレビ電話システムになることができるか
もしれない。３番目に、サービス供給者のコストを低減する。サービス・プロバ
イダは、必要とされるサポートのためのサービスに沿って適切な構成ソフトウェ
アを徐々に買うことができるので、将来ほぼ確実に要求される多重サービスをサ
ポートするためのハードウェア装置を一度に購入する必要はない。従って、他の
解決法におけるハードウェアの避けられないアップグレードの問題は回避される
。 さらなる特性として、本発明の実施例の以下の詳細な記述および付随する図か
ら対象及び利点が明白となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術における、あるポイントから様々なポイントを結ぶネットワーク構造
を持つネットワークを示す。
【図２】 本発明のソフトウェアによって定義されるケーブル・ネットワーク・システム
における顧客側の端末のソフトウェア定義機能部分に関係した機能モジュールを
示す。
【図３】 発明に沿ったセット・トップ・ボックスの実施例の機能モジュールを示す。
【図４】 本発明に沿ったセット・トップ・ボックスの他の実施例の機能モジュールを示
す。
【図５】 本発明の実施例において最初のダウンロードを行う際に一致するプロトコル・
スタックを示す。
【図６】 図４でダウンロードされたプログラムによってサポートされたプロトコル・ス
タックを示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5B076 BB06 EB02

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プログラム可能なチップが顧客側の端末において採用され、
    顧客側の端末及びケーブル・ネットワーク・システムが前記チップに再プログラ
    ミングすることによって修正されることができる、ヘッド‐エンドサーバ装置、
    ケーブル・ネットワーク、顧客側の端末等からなるケーブル・ネットワーク・シ
    ステムをソフトウェアによって特徴付ける方法。
  2. 【請求項２】 再プログラミングを実行するため、前記チップを再プログラ
    ミングする方法が、ヘッド‐エンドサーバ装置からプログラムをダウンロードす
    ること若しくは顧客側のサーバの記憶媒体に格納されたプログラムを読み書きす
    ることにより新しいプロトコルを実行することを可能にする、請求項１に記載の
    ケーブル・ネットワーク・システムをソフトウェアで特徴付ける方法。
  3. 【請求項３】 前記ダウンロード・プロセスを実行するために、ヘッド‐エ
    ンドサーバ装置からプログラムをダウンロードする前記方法が、アプリケーショ
    ン・ソフト層を通じて物理層のプロトコルからなるプログラム、すなわちケーブ
    ル・ネットワーク若しくは顧客側の端末に格納された他の外部ネットワークによ
    り相互通信を実行するプロトコルからなるプログラムである、請求項２に記載の
    ケーブル・ネットワークをソフトウェアによって特徴付ける方法。
  4. 【請求項４】 一旦ヘッド‐エンドサーバ装置が更新及び／又はバージョン
    アップされると、顧客側の端末を更新しない状況下で、前記チップを再プログラ
    ミングすることにより、チップにより実行される通信プロトコルが前記ヘッド‐
    エンドサーバ装置によって実行される通信プロトコルとの一致を維持し、これに
    よりケーブル・ネットワーク・システムのバージョンアップがなされる、請求項
    １又は２に記載のケーブル・ネットワークをソフトウェアによって特徴付ける方
    法。
  5. 【請求項５】 顧客側の端末に所有された前記機能が、直角の変調トランシ
    ーバー・ケーブルに供給される機能に関係している、請求項１に記載のケーブル
    ・ネットワークをソフトウェアによって特徴付ける方法。
  6. 【請求項６】 前記記憶媒体が、光ディスク、フロッピー（登録商標）・デ
    ィスク、及びスマートカードを含む、請求項２に記載のケーブル・ネットワーク
    をソフトウェアによって特徴付ける方法。
  7. 【請求項７】 第１アナログ・インターフェース、第１Ｄ／Ａ変換器、第１
    Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ、変更可能なネットワーク端末装置、第２Ｄ／Ａ変換器、
    第２Ａ／Ｄ変換器、及び第２アナログ・インターフェース回路を含む変更可能な
    ネットワーク端末装置であり、 前記第１アナログ・インターフェース装置が少なくとも一つのネットワークの
    アナログ信号を受け取り、アナログ信号を前記第１Ｄ／Ａ変換器に転送し、及び
    アナログ信号を前記第１Ｄ／Ａ変換器から前記ネットワークへ送ることに使用さ
    れ、 前記第１Ａ／Ｄ変換器が前記第１アナログ・インターフェースから来たアナロ
    グ信号をデジタル信号に変換すると共に変換されたデジタル信号をＤＳＰに送る
    ことに使用され、 前記第１Ｄ／Ａ変換器が前記ＤＳＰから来たデジタル信号をアナログ信号に変
    換すると共にその変換されたアナログ信号を前記第１アナログ・インターフェー
    スへ送ることに使用され、 前記ＤＳＰが少なくともＯＳＩＲＭの物理層及びデータリンク層及びアプリケ
    ーション層の様々な情報源の符号化／復号化の機能を果たし、少なくとも一つの
    ネットワークの出力信号を前記第１Ｄ／Ａ変換器へ送り、そしてネットワーク・
    アプリケーション端末へ送られたデジタル信号を第２Ｄ／Ａ変換器へ転送するこ
    とに使用され、 前記第２Ｄ／Ａ変換回路が前記第２アナログ・インターフェースから来たアナ
    ログ信号をデジタル信号に変換しその変換されたデジタル信号を前記ＤＳＰへ送
    ることに使用され、 前記第２Ｄ／Ａ変換器が前記ＤＳＰから来たデジタル信号をアナログ信号に変
    換しその変換されたアナログ信号を前記第２アナログ・インターフェース回路へ
    送ることに使用され、 前記第２アナログ・インターフェース回路が前記ネットワーク端末アプリケー
    ション装置から発したアナログ信号を受け取ると共にそのアナログ信号を前記第
    ２Ａ／Ｄ変換器へ転送し前記第２Ｄ／Ａ変換回路から来たアナログ信号を前記ネ
    ットワーク・アプリケーション端末装置へ送ることに使用される、ネットワーク
    端末装置。
  8. 【請求項８】 前記第１アナログ・インターフェース回路が物理層フロント
    ‐エンド・アナログ・インターフェース回路である、請求項７に記載のネットワ
    ーク端末装置。
  9. 【請求項９】 前記ネットワーク端末装置がテレビセット及び／又はコンピ
    ュータである、請求項７に記載のネットワーク端末装置。
  10. 【請求項１０】 送受切換器、ケーブル・チューナー、ＲＦ転送フロント‐
    エンド、ＰＳＴＮインターフェース、Ｄ／Ａ変換器、第１Ａ／Ｄ変換器、ＤＳＰ
    、第２Ｄ／Ａ変換器、アナログ・インターフェース回路、万能の連続したインタ
    ーフェースを含む変更可能なネットワーク端末装置であり、 前記送受切換器が外部ケーブル・ネットワークから生じる信号を受け取り、そ
    の受け取った信号を前記ケーブル・チューナーへ送り、及び前記ＲＦ転送フロン
    ト‐エンドから来た信号を受け取ることに使用され、 前記ケーブル・チューナーは、前記送受切換器から来た信号を同調させると共
    に同調を達成した信号を前記Ａ／Ｄ変換器へ送ることに使用され、 前記ＰＳＴＮインターフェースは、外部ネットワークから発生した信号を受け
    取ると共にその信号を前記Ａ／Ｄ変換器へ送ることに使用され、 前記Ａ／Ｄ変換器は、前記ケーブル・チューナー及び前記ＰＳＴＮインターフ
    ェースから来た信号をデジタル信号に変換すると共に変換した信号をＤＳＰへ送
    ることに使用され、 前記ＤＳＰは、少なくとも物理層及びＯＳＩＲＭの中のデータリンク層、及び
    アプリケーション層の様々な情報源の符号化／解読の機能を果たすことに、 前記ケーブル・ネットワーク及び前記外部ネットワーク及び第１Ｄ／Ａ変換器
    へ送られた出力信号を転送しネットワーク・デジタル・アプリケーション端末装
    置へ送られた出力信号を前記第２Ｄ／Ａ変換器へ転送しネットワーク・アナログ
    ・アプリケーション端末装置へ送られた出力信号を万能な連続したインターフェ
    ースへ転送することに使用され、 前記第１Ｄ／Ａ変換器は、前記ＤＳＰから来た出力デジタル信号をアナログ信
    号に変換し、前記ケーブル・ネットワークへ送られたその信号を変換されたアナ
    ログ信号として前記ＲＦ転送フロント‐エンドへ転送し、前記外部ネットワーク
    へ送られた信号をアナログ信号として前記ＰＳＴＮインターフェースへ転送する
    ことに使用され、 前記第２Ｄ／Ａ変換器は、前記ＤＳＰから前記アナログ・アプリケーション端
    末へ送られた出力信号をアナログ信号に変換しその変換されたアナログ信号を前
    記アナログ・インターフェースへ送ることに使用され、 前記アナログ・インターフェースは、前記第２Ｄ／Ａ変換器から来たアナログ
    信号を前記ネットワーク・アナログ端末装置へ送ることに使用され、 前記万能な連続したインターフェースは、前記ＤＳＰから来た前記デジタル信
    号を前記ネットワーク・デジタル・アプリケーション端末装置へ送ることに使用
    される、ネットワーク端末装置。
  11. 【請求項１１】 ネットワーク・インターフェースの大多数と、 前記並列ネットワーク・インターフェースと前記第１Ａ／Ｄ変換器の間に接続
    され、前記ネットワーク・インターフェースに選択的にアクセスするために使用
    される第１信号セレクターと、 前記並列インターフェースと前記第１Ｄ／Ａ変換器の間に接続され、前記ネッ
    トワーク・インターフェースに選択的にアクセスするために使用される第２信号
    セレクターとを更に含む、請求項７に記載のネットワーク端末装置。
  12. 【請求項１２】 前記ネットワーク・インターフェースが、ケーブル・モデ
    ム・インターフェース、ＸＤＳＬインターフェース、イーサネット（登録商標）
    ・インターフェース、若しくはワイヤレス・インターフェースであることもでき
    る、請求項１１に記載のネットワーク・インターフェース。
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