JP3841115B2 - 双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法 - Google Patents
双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ケーブル・テレビ（ＣＡＴＶ）網等を利用した、ビデオ・オン・デマンドシステムなどの、双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
双方向ケーブル・テレビ網を利用して、通常のアナログ・テレビ放送サービスだけでなく、ビデオ・オン・デマンドやホーム・ショッピング、テレビゲームサービスを行うようにすることが考えられている。
【０００３】
これを実現する一つの方法は、例えば、ケーブル・テレビ網の伝送帯域内に、アナログ・テレビ放送サービス用の帯域とは別に、デジタル情報伝送帯域を設ける方法である。
すなわち、例えばビデオ・オン・デマンドシステムの場合であれば、このデジタル情報伝送帯域の一部を用いて、加入者は、ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号（配信要求信号）を、ビデオ・サーバなどと呼ばれるビデオ番組蓄積送出装置が設置されているケーブル・テレビ局へ送信する。
この加入者からのデマンド信号を受けて、ケーブル・テレビ局は、加入者の要求する番組を、ビデオ・サーバから取り出し、前記デジタル情報伝送帯域の前記デマンド信号用以外の帯域部分を用いて、リアルタイムで、要求加入者に宛てて提供する。
【０００４】
この種のビデオ・オン・デマンドシステムの一つが、雑誌「日経エレクトロニクス １９９４．５−２３」の８２〜８９頁に紹介されている。
【０００５】
この例は、ネットワーク形態が、光ファイバと同軸ケーブルとを組み合わせた、ハイブリッド網の形式であり、ケーブル・テレビ局から光ファイバノードまでを光ファイバで結び、光ファイバノードで光電変換を行って、光ファイバノードから加入者宅に設けられる、いわゆるセットトップ・ボックスと呼ばれる加入者端末までを同軸ケーブルで接続するものである。
１個の光ファイバノードに対して、同軸ケーブルで接続可能な世帯数を最大５００世帯とすると、光ファイバノードが１６個の場合、１つのケーブル・テレビ局で、８０００世帯をカバーすることができる。
【０００６】
そして、このビデオ・オン・デマンドシステムの場合、ケーブル・テレビの伝送帯域の割り当てとして、図１４に示すように、５０ＭＨｚ〜７３２ＭＨｚをケーブル・テレビ局から加入世帯の加入者端末への下りの伝送帯域、９００ＭＨｚ〜１ＧＨｚを加入者端末からケーブル・テレビ局への上りの伝送帯域とすると共に、下りの伝送帯域のうちの５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚは既存のアナログ放送サービスに利用し、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚはデジタル情報伝送帯域として利用するようにしている。４５０ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの帯域は予備である。
【０００７】
この場合、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚのデジタル情報伝送帯域では、帯域幅が１２ＭＨｚのデジタル伝送チャンネルを最大１５チャンネル程度設けることができる。１チャンネル当たりの伝送速度が４５Ｍビット／秒であるとし、また、例えば、ビデオデータの符号化速度が４Ｍビット／秒とすれば、伝送速度４５Ｍビット／秒の１チャンネルで、約１０世帯にビデオデータをリアルタイムで配信することができる。
【０００８】
いわゆるゴールデンタイムでの加入者からのデマンドの発生の割合が、５００世帯のうちの２５％と想定すると、１２５世帯に同時に配信できる必要があるが、１チャンネルで１０世帯に同時に配信できるので、１５チャンネルでは１５０世帯となり、この要求を満足する。
【０００９】
そして、この例の場合には、周波数５００ＭＨｚ付近にコントロール・チャンネルを用意し、このコントロール・チャンネルを使用して、加入者がデマンドした所望のビデオ番組データがどの下りチャンネルで配信されるかをＣＡＴＶ加入者用の受信アダプタ装置（以下セットトップ・ボックスという）に知らせる。セットトップ・ボックスは、このコントロール・チャンネルのデータに基づいて、所望のビデオ番組データのみをケーブル・テレビ局からの下りのデータから取り出して、受像機に映し出すようにする。コントロール・チャンネルの伝送速度は、１．５Ｍビット／秒とされ、上りは４５チャンネル、下りは１チャンネルとされる。
【００１０】
図１５は、この例の場合の下り回線の通信容量が、各加入者に対してどのように分配されるかを示しており、図の左半分は、いわゆるゴールデンタイム、右半分は深夜の時間帯を示している。
【００１１】
図１５において、上側はアナログテレビ放送サービス用の伝送チャンネルの様子を示しており、各長方形は、一つのアナログテレビ番組ＰＧａを示している。この場合、アナログテレビ放送サービス用の伝送チャンネルは、例えば、１チャンネル当たり６ＭＨｚの帯域幅として、５０チャンネルが伝送可能である。各加入者は、このアナログ伝送チャンネルで放送される番組の中から、視聴したい番組を何時でも、選局して視聴することができる。
【００１２】
図１５の下側は、ビデオ・オン・デマンド用のデジタル情報チャンネルの様子を示しており、上向き矢印Ｔdmは、加入者からのデマンド発生時点であり、また、各長方形は、デマンドにより提供される１つのデジタルビデオ番組ＰＧｄを示している。加入者からのデマンドがあれば、その加入者のために、１チャンネル分が提供時間分だけ占有されることになる。
【００１３】
図１５において、ゴールデンタイムには、アナログ放送番組に対する視聴率は高く、デジタルビデオ番組に対するデマンドの発生率も高い。これに対して、深夜においては、アナログテレビ放送番組に対する視聴率は低く、また、デジタルビデオ番組に対するデマンドの発生率も低い。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のビデオ・オン・デマンドシステムにおいては、すべてのデマンドに対してリアルタイムでビデオ番組を配信するようにしている。このため、図１５の左側に示すように、いわゆるゴールデンタイムと呼ばれる時間帯のように視聴者からのデマンドが多数発生するときは、同時に送出しなければならない番組数が非常に多くなる。
【００１５】
ビデオ・オン・デマンドシステムの構築に当たっては、この最もデマンドの多い時間帯においても、できるだけ、早くリアルタイムで加入者宅に番組を配信できるようにネットワーク容量および配信装置を用意しなければならない。
【００１６】
このため、従来のシステムでは、
（１）ネットワーク容量を大きくしなければならない、
（２）ビデオサーバの規模を、同時送出番組数を多くすることができるように大規模化しなければならない（例えば加入者宅数が８０００戸であった場合に、ゴールデンタイムには、その２５％がデマンドをするとしたとき、同時送出ストリーム数は２０００ストリームとなる）
という問題があり、そのため、既存のネットワークを大容量化するための設備投資が必要となる。また、高価な大規模ビデオサーバの導入が必要となり、実質的に採算がとれないという事態が生じるおそれがあった。
【００１７】
また、前述したように、ゴールデンタイムでは、デマンドの発生頻度が非常に高いのに比べて、早朝、深夜などの時間帯には、デマンドの発生が閑散とし、ゴールデンタイムに合わせて設けられる大容量のネットワーク資源が有効に利用されず、効率が悪いという問題もあった。
【００１８】
さらに、リアルタイムで配信するため、所望のビデオ番組の提供時間分だけ、ケーブル・テレビ局と、加入者宅のセットトップ・ボックスとの間の下り回線が占有されてしまい、伝送の効率が良くないという問題もあった。
【００１９】
この発明は、以上のような問題点を解消することができる双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明による双方向情報伝送システムは、
情報配信センターと、この情報配信センターに対して上り回線および下り回線を介して接続される複数の加入者端末装置とを備え、
上記加入者端末から上記上り回線を通じて上記情報配信センターに対して所望情報の配信要求が行われ、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信が行われる双方向情報伝送システムであって、
上記情報配信センターは、
上記加入者端末からの配信要求に基づいて配信すべき情報の配信計画を作成する配信計画手段と、
上記配信計画手段により作成された配信計画に基づいて、前記配信すべき情報の配信を実行する配信実行手段と、
上記配信計画手段で作成された配信計画に関する情報を含む下りの制御データを、上記配信実行手段で配信の実行をする前に、上記情報配信要求を送出した加入者端末に送出する下り制御データ送出手段と
を有し、
上記加入者端末は、
少なくとも当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報とを含む上記配信要求を送出する配信要求送出手段と、
大容量の記憶手段と、
上記情報配信センターからの上記下りの制御データから上記配信計画を知る配信計画受信解析手段と、
上記配信計画受信解析手段で取得した上記配信計画に基づいて、上記情報配信センターから配信される上記所望情報を受信して再生するようにする配信情報受信制御手段と
を有し、
上記情報配信センターの配信計画手段においては、
上記配信すべき情報の伝送帯域を、上記配信の上記遅延許容度が遅延無しを示すもの用の第１の帯域と、上記遅延許容度が遅延を許容するもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定する
ことを特徴とする。
【００２１】
また、この発明による双方向情報伝送方法は、
加入者端末装置から上り回線を通じて情報配信センターに対して所望情報の配信要求を行ない、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信を行なうようにする双方向情報伝送方法であって、
上記加入者端末装置は、当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、配信の遅延許容度に関する情報とを含む情報配信要求を送出し、
上記情報配信センターは、上記所望情報の配信をすべき伝送帯域を、上記配信の遅延許容度の小さいもの用の第１の帯域と、上記配信の遅延許容度の大きいもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定して配信計画を作成し、
上記情報配信センターは、上記配信計画の情報を下りの制御データに含めて、上記配信要求を出した加入者端末装置に、実際の配信に先立ち送信しておくと共に、上記配信計画に従って上記所望の情報の配信を実行し、
上記加入者端末装置は、上記情報配信センターからの上記下りの制御データを受信、解析して、上記配信計画を知り、この知得した配信計画に基づいて上記情報配信センターから配信されてくる上記所望情報を受信して再生する
ことを特徴とする。
【００２２】
上述の構成のこの発明によれば、配信情報の伝送帯域は、配信要求の緊急性を示す遅延許容度に応じて第１の帯域と第２の帯域とに分割され、かつ、それら第１の帯域と第２の帯域とに割り当てる伝送容量が、１日のうちの時間帯の実際的なトラフィックに応じて、ダイナミックに割り当てられる。したがって、配信情報の伝送帯域は、その伝送容量を効率よく利用して、情報の配信をすることができる。
【００２３】
したがって、リアルタイム再生ができない高速のデータ伝送速度（第２のデータ伝送速度）で、ほとんどの配信データが送られてきても、待ち時間がほとんどなく、リアルタイムで配信番組を再生することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図１３を参照しながら、この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態を、ビデオ・オン・デマンドシステムの場合を例に取って説明する。
【００２５】
なお、以下の説明においては、加入者側からケーブル・テレビ局側に向かう方向を上り方向、逆を下り方向とする。
【００２６】
図２は、この実施の形態の双方向情報伝送システムでビデオ・オン・デマンドを実現するために使用するネットワーク構成の概要を示すものである。これは、従来の技術の欄で説明した双方向ケーブル・テレビシステムと同様の構成の例である。
【００２７】
すなわち、ヘッドエンドと呼ばれるケーブル・テレビ局ＨＥは、この例の場合、アナログテレビ放送を、その放送提供時間帯の間、常時、提供すると共に、加入者からのデマンドに応じたビデオ番組、その他の番組を提供するものである。
【００２８】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、前述したように、例えば８０００軒の加入者宅を収容できるもので、８０００戸を１６の地域に分け、１つの地域あたり、５００世帯の加入者宅ＭＳをカバーできるようにしている。そして、各地域に１個の光ファイバノードと呼ばれる中継装置ＩＭ（以下、光ファイバノードＩＭという）を設置する。この光ファイバノードＩＭは、光信号と電気信号との間の相互変換を行うものである。
【００２９】
この例の場合、各地域の光ファイバノードＩＭとケーブル・テレビ局ＨＥとの間は、信号を高品質に長距離、伝送できるように、光ファイバケーブルＦＢで接続される。そして、各地域内においては、１本の同軸ケーブルＣＢが光ファイバノードＩＭに接続されて付設され、この同軸ケーブルＣＢに、同軸分配合流器ＭＰＸにより各加入者宅ＭＳが接続される。前述したように、１本の同軸ケーブルＣＢには、５００世帯までの加入者宅ＭＳが接続可能である。
【００３０】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、ビデオサーバを含む情報ソースを備えるが、自局が備えるデジタル情報ソースからのデジタルデータのほかにも、加入者に提供するデジタル情報を取り込めるように、スーパー・ハイウェイと呼ばれる光ファイバ幹線ＳＨＷに接続されている。また、衛星放送受信用パラボラアンテナＡＴが設けられ、受信したテレビ放送を、各加入者宅にアナログテレビ放送として配信するようにしている。
【００３１】
図３は、ケーブル・テレビ局ＨＥの設備構成の例を示すものであり、この例においては、この図３には図示しないが、前述したアナログテレビ放送設備と、デジタル情報ソース設備としての、例えばビデオサーバ機２１およびテープ情報ライブラリー装置２２と、高速ＡＴＭ（非同期転送モード）交換機２３と、ケーブル・テレビ局ＨＥのシステム全体の制御を行うＨＥコントローラ２４と、１６本の光ファイバケーブルＦＢのそれぞれとＡＴＭ交換機２３との間に設けられる１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐからなる。
【００３２】
ビデオサーバ機２１は、この例の場合、同時送出ビデオ信号のビットストリームとして、例えば４００ストリームが得られるものである。各ビットストリームのデータの符号化レートは、加入者が充分満足できる画質が得られるように、例えば、３Ｍビット／秒とされ、画像データ圧縮方式は、例えばＭＰＥＧ等が用いられる。この場合、このビデオサーバ機２１としては、例えば同時送出ストリーム量が２００ストリームのビデオサーバ機であれば、２台設ければよい。ビデオサーバ機２１からの各ビデオストリームのデータＶＡは、ＡＴＭ交換機２３に供給される。
【００３３】
テープ情報ライブラリー装置２２は、多数のビデオテープがそれぞれ定められた位置に収納された多段棚の収納ラック２２Ｌと、複数個のビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎと、要求されたビデオテープの収納ラック中の位置を水平、垂直方向に検索して、当該ビデオテープを取り出し、ビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎのうちのいずれかに装填して、再生を行わせるようにする検索搬送機構（図示せず）とを備えるもので、いわゆるカートマシーンと呼ばれるものである。この例では、ビデオテープ再生機は１６０台用意される。したがって、同時送出のビデオ信号のビットストリーム数は１６０である。
【００３４】
ビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎのそれぞれからのデジタルビデオデータストリームのデータＶＢは、時間軸圧縮処理によって、例えば、４５Ｍビット／秒の伝送レートを有する。このデータＶＢは、ＡＴＭ交換機２３に供給される。
なお、テープ情報ライブラリー装置２２の方が、ビデオサーバ２１に比べて、多数の番組を容易に提供しやすい。
【００３５】
ＨＥコントローラ２４は、このＨＥコントローラ２４へのオペレータの操作入力と、ＡＴＭ交換機２３を通じて入力される加入者端末からの上りの制御データＵＭ（ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号などのデータ）により、ビデオサーバ機２１の制御、テープ情報ライブラリー装置２２の制御、ＡＴＭ交換機２３の制御等、ケーブル・テレビ局ＨＥの全体の制御を行うと共に、加入者に送る下りの制御データＤＭを生成し、ＡＴＭ交換機２３に供給する。
【００３６】
ＡＴＭ交換機２３には、さらに、光ファイバ幹線ＳＨＷから取得したデジタルデータＶＣも入力される。
【００３７】
ＡＴＭ交換機２３は、前述のデジタルデータＶＡ，ＶＢ，ＶＣおよび下りの制御データＤＭの交換を行い、各配信地域に必要な情報に分割、集合する。また、加入者端末からの上りの制御データＵＭをＨＥコントローラ２４に渡す。
【００３８】
１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐのそれぞれは、アナログテレビ放送信号Ａｖと、ＡＴＭ交換機２３からの下りの情報とを受け、それぞれ前出図１４に示したように、予め割り当てられた周波数帯域の信号とすると共に、電気信号を光信号に変換して、光ファイバＦＢに送出する。また、１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐのそれぞれは、上りの制御データＵＭを光信号から電気信号に変換し、ＡＴＭ交換機２３に渡す。
【００３９】
図４は、ノードコントローラ２５ａ〜２５ｐの一つの構成を示すブロック図である。なお、ノードコントローラ２５ａ〜２５ｐはすべて同一の構成を有する。また、この場合、光ファイバＦＢは３本の光ファイバｆｂ１，ｆｂ２，ｆｂ３からなっている。
【００４０】
アナログテレビ情報Ａｖは、入力端１０１を通じてバンドパスフィルタ１０２に供給されて、周波数５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの帯域の情報とされ、電気→光変換器１０３に供給される。そして、この電気→光変換器１０３により、光信号に変換されて光ファイバｆｂ１に送出される。
【００４１】
この例においては、前出図１４に示したように、１チャンネル当たり４５Ｍビット／秒の下り回線のデジタル配信データ用としては、１５チャンネル分が用意される。このため、ノードコントローラは、１５個のデジタル配信データ入力端１０４1 〜１０４15を備える。ＡＴＭ交換機２３は、テープ情報ライブラリー装置２２からのビデオストリーム等のデジタルデータを、配信先の加入者の地域に対応するノードコントローラの、この１５個の入力端１０４1 〜１０４15のいずれかに直接交換する。
【００４２】
ＡＴＭ交換機２３は、また、ビデオサーバ２１からの３Ｍビット／秒のビットストリームのデジタルデータを、最大で、１５ストリームを１チャンネルに多重化して割り当てるように交換する。
【００４３】
入力端１０４1 〜１０４15を通じた、それぞれ４５Ｍビット／秒のデジタルデータは、それぞれ６４値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）変調回路１０５1 〜１０５15に供給されて、変調される。そして、各６４値ＱＡＭ変調回路１０５1 〜１０５15の出力データは、周波数変換回路１０６1 〜１０６15により、図１４に示すように、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域内において、各チャンネル毎に互いに重なり合わない１５個の周波数帯域の信号である１５チャンネルの信号に変換される。周波数変換回路１０６1 〜１０６15の出力データは、加算回路１０７に供給されて、周波数変換される。
【００４４】
ノードコントローラは、また、１．５Ｍビット／秒の下りの１チャンネルの制御データＤＭの入力端１１０を有する。この入力端１１０を通じた制御データＤＭは、多重化回路１１１を介して、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調回路でＱＰＳＫ変調され、周波数変換回路１１３で、図１４に示した５００ＭＨｚ近傍の下り制御チャンネルの信号に変換される。そして、加算回路１０７に供給され、周波数多重化される。
【００４５】
加算回路１０７からの周波数多重データは、バンドパスフィルタ１０８に供給されて、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域の信号として帯域制限され、電気→光変換器１０９に供給される。そして、この電気→光変換器１０９により、光信号に変換されて、デジタル配信データとして光ファイバｆｂ２に送出される。
【００４６】
光ファイバｆｂ３は、上りの制御チャンネル用であり、ＱＰＳＫ変調され、周波数多重により４５チャンネル分を含む加入者のデマンド等の上りの制御情報が、この光ファイバｆｂ３を通じて光→電気変換器１２１に供給され、光信号から電気信号に変換される。そして、この光→電気変換器１２１の出力信号は、バンドパスフィルタ１２２により帯域制限されて、９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域を占める上りの制御データのみが取り出される。
【００４７】
このバンドパスフィルタ１２２からの制御データは、４５個のチャンネルの各周波数帯域に対応する４５個の周波数変換回路１２３1 〜１２３45に供給されて周波数変換され、各チャンネル毎の変調データとされる。そして、周波数変換回路１２３1 〜１２３45からの各チャンネル毎の変調データは、ＱＰＳＫ復調回路１２４1 〜１２４45において復調されて、それぞれ１．５Ｍビット／秒の制御データとされる。そして、多重化回路１１１により時分割多重されて、上り制御データＵＭとして、出力端１２５を通じてＡＴＭ交換機２３に送られる。
【００４８】
次に、図５を参照して、光ファイバノードＩＭの構成について説明する。
すなわち、光→電気変換器２０１は、アナログテレビ放送回線用である光ファイバｆｂ１を通じたアナログテレビ放送信号を受けて、電気信号に変換した後、バンドパスフィルタ２０２に供給する。バンドパスフィルタ２０２は、その入力信号から５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの周波数帯域のアナログテレビ信号のみを取り出し、加算回路２０３に供給する。
【００４９】
光→電気変換器２０４は、光ファイバｆｂ２を通じた１５チャンネルの下りのデジタル配信データを受けて電気信号に変換した後、バンドパスフィルタ２０５に供給する。バンドパスフィルタ２０５は、その入力信号から５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域のデジタル配信データのみを取り出し、加算回路２０３に供給する。
【００５０】
そして、加算回路２０３は、アナログテレビ放送信号とデジタル配信データとを加算して周波数多重を行い、その周波数多重信号を、増幅回路２０６を介してバンドパスフィルタ２０７に供給する。バンドパスフィルタ２０７は、その入力信号を５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域に帯域制限を行った後、その周波数多重信号を同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５１】
また、同軸ケーブルＣＢを通じて加入者端末から送られてくるデータは、バンドパスフィルタ２０８に供給される。バンドパスフィルタ２０８は、その入力信号を９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上りの制御データを取り出し、増幅回路２０９を介して電気→光変換器２１０に供給する。電気→光変換器２１０は、上りの制御データを光信号に変換し、光ファイバｆｂ３に送出する。
【００５２】
次に、図６を参照して、同軸分配合流器ＭＰＸの構成例を説明する。
すなわち、光ファイバノードＩＭ側の同軸ケーブルＣＢからの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ２１１に供給される。バンドパスフィルタ２１１は、その入力信号を５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚに帯域制限した後、分配器２１２に供給する。
【００５３】
分配器２１２は、下り回線データを当該同軸分配合流器ＭＰＸに接続されている加入者端末に供給する。分配器２１２は、また、下り回線データを、増幅回路２１３を介して、バンドパスフィルタ２１４に供給する。バンドパスフィルタ２１４は、下流の加入者用としての、この下り回線データを、５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚに帯域制限した後、下流側の同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５４】
また、下流側の同軸ケーブルＣＢからのデータは、バンドパスフィルタ２１５に供給される。バンドパスフィルタ２１５は、その入力データを９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上りの制御データのみを通過させ、合成回路２１６に供給する。合成回路２１６は、この下流の加入者からの上りの制御データと、当該同軸分配合流器ＭＰＸが接続される加入者からの上りの制御データとを合成して、増幅回路２０９を介して、バンドパスフィルタ２１８に供給する。バンドパスフィルタ２１８は、その入力データを９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上流側の同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５５】
各加入者の制御データ用の周波数帯域は、予め一つの地域内では重ならないように割り当てられている。
【００５６】
次に、図７および図８を参照しながら、加入者宅ＭＳに設けられる加入者端末ｍｓの構成例を説明する。
【００５７】
すなわち、同軸分配合流器ＭＰＸからの下りチャンネルのデータは入力端３０１に入力される。また、出力端３０２から同軸分配合流器ＭＰＸに向けて、上りの制御データが送られる。同軸入力端子３０１および同軸出力端子３０２は、復調／変調部３０３に接続されている。
【００５８】
復調／変調部３０３は、図８に示す構成とされている。すなわち、同軸入力端３０１からの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ３０４に供給される。バンドパスフィルタ３０４は、５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの周波数帯域のアナログテレビ放送信号を抽出し、周波数変換回路３０５に供給する。
【００５９】
周波数変換回路３０５は、チューナのミキサ回路に相当し、後述する端末コントローラ３２０からの、加入者の選局操作に応じた選局制御信号により、受信したアナログテレビ放送信号のうちの前述加入者が選択した放送番組（放送チャンネル）の信号を、後段のアナログテレビ復調回路３０６で復調可能な周波数の信号に変換し、アナログテレビ復調回路３０６に供給する。この復調回路３０６は、その復調したテレビ信号を図７に示すスイッチ回路３１５およびビデオ出力端子３１６を通じて受像機に供給する。
【００６０】
また、同軸入力端子３０１からの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ３０７にも供給される。このバンドパスフィルタ３０７は、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域の下りのデジタルデータを抽出し、周波数変換回路３０８および周波数変換回路３０９に供給する。
【００６１】
周波数変換回路３０８は、端末コントローラ３２０からのチャンネル選択制御信号により自己のデマンドに対して配信されたビデオ番組が割り付けられたチャンネルの信号のみを所定の復調可能な周波数に変換する。この周波数変換回路３０８からの自己宛てのビデオ番組のデータ等のデジタル配信データは、６４値ＱＡＭ復調回路３１０に供給されて復調される。この復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒のデジタルデータは、デ・マルチプレックス回路３１７に供給される。
【００６２】
また、周波数変換回路３０９は端末コントローラ３２０からのチャンネル選択制御信号により、予め自己に割り当てられた制御チャンネルのデータを復調可能な周波数に周波数変換する。この周波数変換回路３０９からの下りの制御データは、ＱＰＳＫ復調回路３１１に供給されて復調される。この復調回路３１１からの１．５Ｍビット／秒の制御データは、デ・マルチプレックス回路３１７に供給される。
【００６３】
また、復調／変調部３０３のＱＰＳＫ変調回路３１２は、後述する上りの制御データをデ・マルチプレックス回路３１７を通じて受けて、変調し、周波数変換回路３１３に供給する。周波数変換回路３１３は、その入力信号を９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域のうちの自己端末に割り当てられた制御チャンネルの周波数に周波数変換する。この周波数変換回路３１３からの上りの制御データは、９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域制限用のバンドパスフィルタ３１４を通じ、出力端子３０２を通じて同軸ケーブルＣＢに送出される。
【００６４】
この実施の形態では、後述のように、即時配信のデマンドに対して、指定ビデオ番組の始端部が、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートで、また、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分は、時間軸圧縮されて、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、並列に配信される。
【００６５】
デ・マルチプレックス回路３１７は、端末コントローラ３２０からの制御信号により、デジタル配信データが即時配信データであるときには、自己の加入者端末宛ての３Ｍビット／秒のレートのリアルタイム配信データを、６４値ＱＡＭ復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒の出力データから抽出し、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。
【００６６】
ＭＰＥＧデコーダ３１９は、画像圧縮されたデジタルデータをデコードして、アナログテレビ信号に変換する。そして、そのアナログテレビ信号を、スイッチ回路３１５およびビデオ出力端子３１６を通じて、受像機（図示は省略）に供給する。
【００６７】
また、デ・マルチプレックス回路３１７は、上述のようなリアルタイム配信データの再生と同時に、自己の加入者端末宛ての４２Ｍビット／秒のレートの時間軸圧縮された高速配信データを、６４値ＱＡＭ復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒の出力データから抽出して、一時記憶手段３３０に送り、一時記憶する。この場合、３Ｍビット／秒のレートのリアルタイム配信データも一時記憶手段３３０に記憶するようにしてもよい。
【００６８】
一時記憶手段３３０としては、大容量、高速転送レートのデータ記憶装置である半導体メモリ３３１（１Ｇビット程度）、ハードディスク装置３３２（１０Ｇビット程度）、データストリーマ３３３（２００Ｇビット程度）などが用いられる。
【００６９】
更に、デ・マルチプレックス回路３１７は、端末コントローラ３２０からの制御信号により、自己の加入者端末へのデジタル配信データが遅延配信のデータであるときには、それを、一時記憶手段３３０に送り、一時記憶する。
この場合、遅延配信データとしては、後述するように、３Ｍビット／秒のレートの場合と、４５Ｍビット／秒のレートの場合とがある。
【００７０】
これらの一時記憶手段３３０は、端末コントローラ３２０からの記憶指示に従い、デ・マルチプレックス回路３１７からのデジタル配信データを記憶し、また、端末コントローラ３２０からの読み出し指示に従い、記憶したデータを読み出して、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。
【００７１】
端末コントローラ３２０のフレームカウンタ３２０ｃは、即時配信の場合に、ケーブル・テレビ局ＨＥ側で付与されるフレーム番号をカウントするために設けられ、デ・マルチプレックス回路３１７からのデジタル配信データが供給される。
【００７２】
このフレームカウンタ３２０ｃにより、リアルタイム配信のビデオ番組の始端部のフレーム番号が順次カウントされて、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータの再生を開始するタイミングと、スイッチ回路３１８を一時記憶装置３３０側に切り換えるタイミングとが制御される。
【００７３】
そして、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータが時間軸圧縮されている場合は、読み出しに際して、端末コントローラ３２０により、時間圧縮データの解凍処理が行われる。
【００７４】
後述もするように、端末コントローラ３２０は、下り制御データにより指示される、あるいは自己が送出するデマンド時に定まる、取り込むデジタルデータのランダムアクセス性や送信フォーマット（データ伝送レート等）に応じて、一時記憶手段３３０の複数の記憶手段のうちのいずれに、下りのデジタルデータを取り込むかを決定する。
【００７５】
例えば、データ伝送レートが３Ｍビット／秒の場合であって、通常のビデオ番組のようにランダムアクセス性の低いデータであれば、テープを記録媒体として使用するデータストリーマ装置３３３に取り込み、株式市況などのランダムアクセス性の高いデータは、ハードディスク装置３３２に取り込み、また、データ伝送レートが４５Ｍビット／秒で伝送されてくる配信データは高速書き込みの可能な半導体メモリ３３１に書き込む、というように、データを取り込む記憶手段を選択制御する。
【００７６】
なお、後述のように、この実施の形態では、高速配信データをテープメディア（データストリーマ３３３）に蓄積することができるようにしている。
例えば、データ圧縮されたデジタルデータの伝送レートが３Ｍビット／秒で、番組時間が２時間の番組は、その情報量が約２２Ｇビットとなる。
【００７７】
デ・マルチプレックス回路３１７は、さらに、端末コントローラ３２０の制御により、ＱＰＳＫ復調回路３１１からの下りの制御データを端末コントローラ３２０に供給する。
【００７８】
端末コントローラ３２０は、デ・マルチプレックス回路３１７を通じてこの端末コントローラ３２０に入力される下りの制御データを解析し、それが自己の加入者端末宛てであれば、この制御データに基づいて、前述したような種々の制御信号を発生する。例えば、端末コントローラ３２０は、受信した下りの制御データにより、自分がデマンドしたビデオデータが、何時、下りの１５チャンネルのうちのどのチャンネルで、どのような送信フォーマットで配信されるか等を知り、その受信準備などを行う。前述の周波数変換回路３０８へのチャンネル選択制御信号やデ・マルチプレックス回路３１７へのデ・マルチプレックスのための制御信号、さらには一時記憶装置３３０でいずれの装置を使用するかの選択制御信号は、この下りの制御データから生成される。
【００７９】
また、端末コントローラ３２０は、リモートコントロール装置やキー操作部などからなるユーザインターフェース３２１を通じた加入者の操作入力を受付け、上りの制御データ、すなわち、ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号などを生成し、デ・マルチプレックス回路３１７に出力する。端末コントローラ３２０は、この加入者端末ｍｓの全体を制御するものである。
【００８０】
そして、この端末コントローラ３２０からデ・マルチプレックス回路３１７に送出されたビデオ番組のデマンドなどの上りの制御データは、復調／変調部３０３のＱＰＳＫ変調回路３１２、周波数変換回路３１３、バンドパスフィルタ３１４に順次に供給されて、前述したように変調され、自己の端末に割り当てられた制御チャンネルの信号に周波数変換され、ケーブル・テレビ局ＨＥに対して送出される。
【００８１】
また、デ・マルチプレックス回路３１７は、端子３４１および３４２を介してＣＡＴＶ電話端末（図示せず）と接続されており、加入者は、ケーブル・テレビ局ＨＥのオペレータと、通話が可能である。
【００８２】
次に、図１、図９〜図１３をも参照しながら、上述のようなシステム構成の双方向ＣＡＴＶシステムにおける情報の伝送形態と、信号の送受について説明する。
【００８３】
＜アナログテレビ放送＞
アナログテレビ放送は、従来通りに、加入者からのデマンドによらず、ケーブル・テレビ局ＨＥから加入者端末ｍｓに向けて、一方的な伝送を行う。
【００８４】
加入者は、ケーブル・テレビ局ＨＥからのアナログテレビ放送を視聴したい場合には、加入者端末ｍｓのユーザインターフェース３２１を通じて、ケーブル・テレビ局ＨＥのアナログテレビ放送の選局操作を行う。すると、加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０は、復調／変調部３０３の周波数変換回路３０５に、加入者の選局操作に応じた選局制御信号を供給し、また、スイッチ回路３１５を、復調／変調部３０３のアナログテレビ復調回路３０６からのアナログテレビ信号を選択する状態に切り替え、ビデオ出力端子３１６よりテレビ受像機にアナログテレビ信号を供給する状態になる。したがって、加入者は自分が選局したケーブル・テレビ局ＨＥからのアナログテレビ放送番組を視聴できる。
【００８５】
＜デジタル情報伝送＞
図１は、上述した、ケーブル・テレビ局ＨＥと、加入者端末ｍｓとが光ファイバケーブルおよび同軸ケーブルからなる上りおよび下りの回線で接続された、この実施の形態のシステムにおいて、デジタル情報伝送を行なうために、ケーブル・テレビ局ＨＥのＨＥコントローラ２４および加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０で実行される機能を、中心に説明するためのブロック図である。
【００８６】
図１に示すように、情報配信センターとしてのケーブル・テレビ局ＨＥは、このケーブル・テレビ局ＨＥの方向を上りとする上り回線Ｃｕと下り回線Ｃｄとを介して、複数の加入者端末ｍｓと接続される。
【００８７】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、機能的には、ビデオサーバ２１やテープ情報ライブラリー装置２２などからなるデジタル情報ソース１と、ＡＴＭ交換機２３やノードコントローラ２５ａ〜２５ｐからなる下り情報信号発生部２と、デジタル情報ソース１を制御すると共に、下り情報信号発生部２を制御して下りのデジタル情報の配信を制御する情報配信制御手段３と、配信計画手段４と、配信要求（デマンド）受信解析手段５とからなる。情報配信制御手段３と、配信計画手段４と、デマンド受信解析手段５の解析部とは、ＨＥコントローラ２４の機能（ソフトウエアにより実現される）として実現される。
【００８８】
加入者端末ｍｓのそれぞれは、上り回線Ｃｕにデマンド（配信要求）を送出するデマンド送出手段１１と、大容量の一時記憶手段１２と、下り回線Ｃｄから自分宛ての下りの制御データを受信し、それに含まれる配信計画情報を解析する配信計画受信解析手段１３と、下り回線Ｃｄから自分宛てのデジタル配信データを受け取って復調し、リアルタイムで再生する必要があるときには、復調出力を図示しない受像機に、そのまま供給し、リアルタイムで再生する必要のないときには、受け取った自分宛ての配信情報を前述一時記憶手段１２に保存するようにする配信情報受信制御手段１４とを備える。
【００８９】
デマンド送出手段１１は、リモートコントロール装置やキーボードなどのユーザインターフェースを通じた加入者の指示を受けて、配信要求信号を生成し、上り回線Ｃｕに送出する。
【００９０】
デマンド信号には、各加入者の識別コードである加入者ＩＤと、配信要求するビデオ番組を指定する配信番組指定情報（番組識別データ）と、配信してもらいたい時間あるいは加入者が視聴したい時間等、要求する情報の緊急性に関する情報である要求時間情報と、３Ｍビット／秒でデジタル情報を配信してもらいたいのか、４５Ｍビット／秒でデジタル情報を配信してもらいたいのかの送信フォーマットの指定情報とを含む。
【００９１】
この場合、要求時間情報は、時刻の情報をそのまま用いてもよいが、この実施の形態においては、要求の緊急度（遅延許容度）に応じていくつかのクラスを設定しておき、そのクラスを指定する。すなわち、
☆すぐ見たい番組は、緊急度はＡクラスとしてデマンド
☆番組視聴は少し後でよい番組は、緊急度はＢクラスとしてデマンド
☆番組視聴は半日〜１日後でもよい番組は、緊急度はＣクラスとしてデマンドする。
【００９２】
なお、この実施の形態の場合、下りのデジタル情報伝送チャンネルには、デジタルテレビ放送チャンネルが含まれ、加入者が特にデマンドしなくても、このデジタルテレビ放送チャンネルの番組をすぐに視聴することができるようにしている。このデジタルテレビ放送チャンネルのクラスを、以下Ｄクラスと呼ぶことにする。
【００９３】
そして、この実施の形態の場合には、４５Ｍビット／秒×１５チャンネルの下りのデジタル配信データの伝送帯域は、その伝送容量を効率よく利用するために、上述のようなデマンドの緊急性の各クラスに割り当てる伝送容量を、１日のうちの時間帯の実際的なトラフィックに応じて、ダイナミックに割り当てる。
【００９４】
例えば、いわゆるゴールデンタイムでは、割り当てを、
Ａクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×５チャンネル
Ｂクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×８チャンネル
Ｃクラスのデマンドに対する配信；なし
Ｄクラスに対する配信 ；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
とする。
【００９５】
また、デマンドの発生が少ないと考えられる深夜の時間帯では、各クラスへの割り当てを、
Ａクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
Ｂクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
Ｃクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×１０チャンネル
Ｄクラスに対する配信 ；４５Ｍビット／秒×１チャンネル
とする。
【００９６】
すなわち、ゴールデンタイムでは、ビデオ番組に対するデマンドの発生率が高いと考えられ、できるだけ時間待ちを少なくして配信できるようにするため、上述のように、Ｃクラスのデマンドに対する配信は行わず、ＡクラスおよびＢクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を比較的多くするようにしている。
【００９７】
また、ゴールデンタイムでは、デジタルテレビ放送番組も多くの番組が提供できるように、配信のためのチャンネル数は、２チャンネルとしている。
【００９８】
一方、深夜の時間帯では、デジタルテレビ放送番組に対する視聴率は減少することが予想され、放送番組数も少なくてよいと考えられるので、ゴールデンタイムに比較して、デジタルテレビ放送のための伝送チャンネル数を１チャンネル分、少なくする。また、ビデオ番組に対するデマンドの発生率もゴールデンタイムに比べて深夜は、低くなると考えられるので、ＡクラスやＢクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を少なくし、それより以前に受け付けていたＣクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を多くするように伝送容量を割り当てる。
【００９９】
図９および図１０に、上述のようにして割り当てられる下りのデジタル配信データの伝送容量の使用状態の例を示す。
【０１００】
図９および図１０において、横軸は、時間の経過を示し、縦軸はデジタル配信データの１５チャンネルの容量の割り当てを示している。また、前出図１５と同様に、上向き矢印は、デマンドの発生時点であり、各長方形は一つの番組を示している。
【０１０１】
そして、［Ｂｒｏａｄｃａｓｔ用］とあるのは、デジタルテレビ放送用の伝送容量、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ａクラスのデマンドに対するリアルタイム配信用の伝送容量、［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ｂクラスのデマンドに対するデジタル情報配信用の伝送容量、［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ｃクラスのデマンドに対するデジタル情報配信用の伝送容量である。
【０１０２】
図９に示すように、ゴールデンタイムには、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］の割り当てチャンネルでは、Ａクラスのデマンドに対して即時の配信が行われ、［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］の割り当てチャンネルでは、Ｂクラスのデマンドから若干の遅延をもって、空きチャンネルを見付けながらの配信が実行される。
【０１０３】
前述のように、ゴールデンタイムには、Ｃクラスのデマンド用の配信のための伝送容量は割り当てられない。
【０１０４】
そして、図１０に示すように、深夜の時間帯では、［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］のチャンネルが多く割り当てられて、予め出されていた、大きな配信の遅延を許容するＣクラスのデマンドに対する配信が実行される。したがって、あまり利用されない深夜の時間帯を有効に利用して、効率の良い配信が行われる。
【０１０５】
図９および図１０では、ＢクラスおよびＣクラスのデマンドに対する、遅延配信が、４５Ｍビット／秒の伝送レートで行われるように描いてあり、この場合、１番組当たりの配信時間はリアルタイム再生が可能な伝送レートでの配信時間よりも短くなる。
なお、遅延配信の場合、前述のように、リアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートでの配信も可能である。
【０１０６】
そして、この実施の形態では、図９および図１０に示すように、即時配信を要求する、Ａクラスのデマンドに対して、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］チャンネルを通じて、指定ビデオ番組の始端部を、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートでリアルタイム配信すると共に、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分を、時間軸圧縮して、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、並列に高速配信する。
【０１０７】
図９および図１０から明らかなように、平行斜線を施さず縦方向に狭い長方形で示した、リアルタイム配信データは、平行斜線を施した縦方向に広い長方形で示した、高速配信データよりも、配信時間が長くなっているが、これは、高速配信データを、テープメディア（前出図７のデータストリーマ３３３）に一時記憶した場合、巻き戻しのための時間を考慮したことによる。
【０１０８】
例えば、データ圧縮されたビデオデータの伝送レートが３Ｍビット／秒で、番組時間が２時間の番組は、その情報量が約２２Ｇビットとなり、４５Ｍビット／秒のレートに時間軸圧縮して配信すると、約８分で配信が終了する。つまり、８分間かけて、ビデオデータがデータストリーマに蓄積されることになる。
【０１０９】
高速配信のみの場合、デマンド後、データストリーマに蓄積されるまでの、例えば、少なくとも８分間は待ち時間となり、その間、加入者側では画像を再生することができないという問題が生ずる。
【０１１０】
そこで、この実施の形態では、例えば、２時間番組の場合、テープメディアの巻き戻しのための時間分の、例えば、３０秒のマージンを設定して、番組の開始時刻からの３Ｍビット／秒のリアルタイムデータの伝送と、番組開始時刻の８分３０秒後からの４２Ｍビット／秒の時間圧縮データとを並列に行う。
なお、この並列伝送の伝送レートは、合計で４５Ｍビット／秒となり、容量一杯の高速配信の場合と同じになる。
【０１１１】
［配信要求信号の生成、送出］
図１１は、加入者端末におけるビデオ・オン・デマンドのデマンド信号の生成および送出ルーチンの流れ図である。
【０１１２】
加入者端末ｍｓにおいて、ユーザインターフェース３２１を通じて加入者からの配信要求送出の指示入力が有ると、この図１１の処理ルーチンが開始する。すなわち、ステップＳ１において、加入者の操作入力を受付け、次のステップＳ２において、要求時間情報としてはどのクラスが指定されたかを判別する。要求時間情報がＡクラスであれば、ステップＳ３に進み、Ａクラスのデマンド信号を生成し、ステップＳ６で上り回線Ｃｕに、そのデマンド信号を送出する。
【０１１３】
また、要求時間情報がＢクラスまたはＣクラスであれば、ステップＳ４に進み、配信データの伝送レートが３Ｍビット／秒か、４５Ｍビット／秒かの送信フォーマットの指定を判別し、また、ランダムアクセス性の指定の判定をする。そして、次のステップＳ５に進み、判定した送信フォーマットおよびランダムアクセス性および緊急度のクラスを内容とするデマンド信号を生成し、ステップＳ６で上り回線Ｃｕに、そのデマンド信号を送出する。
【０１１４】
なお、配信要求のデマンド信号には、加入者端末を識別するための加入者ＩＤと、配信したもらいたいビデオ番組を識別するための番組識別データとが含まれるのは前述した通りである。
【０１１５】
［オンデマンド配信処理］
図１２は、ケーブル・テレビ局ＨＥのＨＥコントローラ２４において、加入者端末からのデマンド信号を受け取ったときの処理ルーチンの流れ図である。
【０１１６】
ケーブル・テレビ局ＨＥの配信要求受信解析手段５は、上り回線Ｃｕを通じて送られてくる加入者端末からのデマンド信号を受けて、それに含まれる要求時間情報は配信計画手段４に渡し、加入者ＩＤと番組識別データとは情報配信制御手段３に渡す（ステップＳ１１）。
【０１１７】
配信計画手段４は、要求時間情報を解析し、デマンド信号に含まれる要求時間情報が示すデマンドのクラスがＡクラス、Ｂクラス、Ｃクラスのうちのいずれであるかを判別する（ステップＳ１２）。
【０１１８】
要求時間情報がＡクラスであり、即時のリアルタイム配信を要求するものであるときには、配信計画手段４は、図９の［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］として割り当てられる下り回線の伝送チャンネルの空きを探し、空きチャンネルが見付かれば、その空きのチャンネルを、リアルタイム配信チャンネルと決定する（ステップＳ１３）。
【０１１９】
情報配信制御手段３は、この決定を受けて、そのリアルタイム配信チャンネルを、デマンドしてきた加入者に対して、通知した後（ステップＳ１４）、番組識別データで指定されるビデオ番組をデジタルソース１から抽出し、指定ビデオ番組の始端部のリアルタイム配信と、指定ビデオ番組の始端部を除いた大部分の高速配信とを並列に実行する（ステップＳ１５）。
【０１２０】
この実施の形態では、即時配信を要求する、Ａクラスのデマンドに対して、指定ビデオ番組の始端部は、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートで、また、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分は、時間軸圧縮されて、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、いずれも、前述の［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］チャンネルを通じて、並列に配信される。
【０１２１】
また、配信計画手段４は、ステップＳ１２で判別された要求時間情報がＢクラスであり、少しの遅延を許容する配信要求であると判別したときには、Ｂクラス用の下り回線チャンネル（図９の［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］）から空きチャンネルを見付け、その空きチャンネルで配信を行うように配信時刻を決定する（ステップＳ１６）。
【０１２２】
そして、配信計画手段４は、その配信を行う空きチャンネルと、配信時刻と、前述の解析結果とを情報配信制御手段３に伝える。また、配信計画手段４は、デマンド信号に含まれる送信フォーマットの情報やランダムアクセス性の情報を解析し、その解析結果を情報配信制御手段３に与える。
【０１２３】
情報配信制御手段３は、その空きチャンネルと、配信時刻（開始時刻と終了時刻）と、送信フォーマット（３Ｍビット／秒か４５Ｍビット／秒かの伝送レート）と、ランダムアクセス性の情報を、加入者ＩＤをヘッダ情報として備える下りの制御データとして、加入者ＩＤにより特定される、デマンドしてきた加入者に送信しておき（ステップＳ１８）、配信開始時刻になったら（ステップＳ１９）、配信要求デマンドに含まれていた番組識別データと、送信フォーマットとに基づいて、伝送レートが３Ｍビット／秒の時にはビデオサーバ２１から、４５Ｍビット／秒の時には、テープ情報ライブラリー装置２２から、指定されたビデオ番組を抽出し、配信を実行する（ステップＳ２０）。
【０１２４】
配信計画手段４は、ステップＳ１２で要求時間の情報がＣクラスであり、半日あるいは１日程度の大きい遅延を許容する配信要求であると判別したときには、深夜の時間帯に割り付けられたＣクラス用の下り回線チャンネル（図９の［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］）の配信計画から、空きチャンネルを見付け、その空きチャンネルで配信を行うように配信時刻を決定する（ステップＳ１７）。
【０１２５】
そして、配信計画手段４は、その配信を行う空きチャンネルと、配信時刻と、前述の解析結果とを情報配信制御手段３に伝える。また、配信計画手段４は、デマンド信号に含まれる送信フォーマットの情報やランダムアクセス性の情報を解析し、その解析結果を情報配信制御手段３に与える。
【０１２６】
情報配信制御手段３は、その空きチャンネルと、配信時刻（開始時刻と終了時刻）と、送信フォーマット（３Ｍビット／秒か４５Ｍビット／秒かの伝送レート）と、ランダムアクセス性の情報を、加入者ＩＤをヘッダ情報として備える下りの制御データとして、加入者ＩＤにより特定されるデマンドしてきた加入者に送信しておき（ステップＳ１８）、配信開始時刻になったら（ステップＳ１９）、配信要求デマンドに含まれていた番組識別データと、送信フォーマットとに基づいて、伝送レートが３Ｍビット／秒の時にはビデオサーバ２１から、４５Ｍビット／秒の時には、テープ情報ライブラリー装置２２から、指定されたビデオ番組を抽出し、配信を実行する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
上述のような即時配信のために、ケーブル・テレビ局側では、ビデオ番組の始端部の、３Ｍビット／秒での伝送用のリアルタイムデータと、始端部を除いたビデオ番組の大部分の、４２Ｍビット／秒での伝送用の時間軸圧縮解凍後のデータとを、並列に蓄積する記億フォーマットの設定によって、ビデオサーバは送信データの並列送信するための処理が必要なくなる。また、送信データの取り込みを容易にし、サーバからの送信時の処理を簡単化することができる。
【０１２８】
［加入者端末での下りの制御データおよび配信データの受信処理］
図１２は、加入者端末の端末コントローラ３２０で、下りの制御データを受け取った時、および配信デジタルデータを受け取った時の処理ルーチンの流れ図である。
【０１２９】
加入者端末は、下りの制御データ中の加入者ＩＤにより自分宛ての配信計画の制御データを下りの回線Ｃｄから受信し、それを解析して（ステップＳ２１）、その解析の結果で即時配信か否かを判別する（ステップＳ２２）。この判別は、例えば、下り制御データに配信時間のデータが無いことで行うことができる。なお、遅延許容度のクラスを示す情報や、即時配信か否かのフラグを下りの制御データに含まれておき、それに基づいて判別するようにしてもよい。
【０１３０】
解析結果の判別結果が、即時配信であるときには、その配信チャンネルの情報を取得して、端末コントローラ３２０より、周波数変換回路３０８に、その配信チャンネルの下りデジタル配信データを復調可能な周波数帯域に変換するための選択信号を供給し、また、スイッチ回路３１８はデ・マルチプレックス回路３１７からの３Ｍビット／秒のデータを選択する状態に切り換え、さらに、スイッチ回路３１５は、ＭＰＥＧデコーダ３１９からのテレビジョン信号を選択する状態に切り換え、出力端子３１６を通じて受像機に供給するようにする（ステップＳ２３）。
【０１３１】
そして、リアルタイムで配信された所望ビデオ番組の始端部が再生される（ステップＳ２４）。この始端部の再生と並列に、始端部を除いて高速配信された、所望ビデオ番組の大部分の情報は、一時記憶装置３３０に記憶される（ステップＳ２５）。
【０１３２】
例えば、所望ビデオ番組の長さが２時間の場合、番組の始端部の長さは、前述のように、８分３０秒間となる。また、この間に、所望ビデオ番組の大部分の情報は、４２Ｍビット／秒のレートで、データストリーマ３３０に記録され、８分弱で、記録が完了してから、テープメディアが巻き戻され、所望ビデオ番組の始端部の再生が終了した時点では、テープメディアの巻き戻しも終わっている。
【０１３３】
所望ビデオ番組の始端部の再生が終了すると（ステップＳ２６）、一時記憶装置３３０に記憶されている時間軸圧縮ビデオデータが再生される（ステップＳ２７）。
【０１３４】
このとき、端末コントローラ３２０により、一時記憶装置３３０のデータストリーマ３３０からの読み出しに際して、圧縮が解凍される。また、フレームカウンタ３２０ｃにより、リアルタイム配信のビデオ番組の始端部のフレーム番号が順次カウントされて、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータの再生を開始するタイミングと、スイッチ回路３１８を一時記憶装置３３０側に切り換えるタイミングとが制御される。
【０１３５】
これにより、３Ｍビット／秒の画像データが、切れ目なく、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給され、ＭＰＥＧデコーダ３１９からのテレビジョン信号が、出力端子３１６を通じて、受像機に供給される。
【０１３６】
上述のようにして、この実施の形態では、システムディレイを無視すると、即時配信の場合、デマンド後、直ちに所望ビデオ番組の始端部のリアルタイムデータが配信されるため、加入者は、待ち時間なしで、画像の再生を行うことができる。
【０１３７】
また、始端部を除く、所望ビデオ番組の大部分の情報が高速配信されるので、リアルタイム配信の場合に比べて、一つの番組の配信に要する時間を格段に短縮することができて、伝送容量を効率よく利用することができる。
【０１３８】
一方、ステップＳ２２での判別結果が、即時のリアルタイム配信ではないときには、送信時刻、送信チャンネルおよび送信フォーマット、ランダムアクセス性の情報を前述の下り制御データの解析結果から知り、受信の準備を行なって（ステップＳ２８）、配信情報の配信時刻まで待つ（ステップＳ２９）。
【０１３９】
配信時刻になると、端末コントローラ３２０より、周波数変換回路３０８にその送信チャンネルの下りのデジタル配信データを復調可能な周波数帯域に変換するための選択信号を供給し、送信フォーマットにしたがって受信を開始する（ステップＳ３０）。
【０１４０】
そして、下りの制御データに含まれる送信フォーマットと、ランダムアクセス性の情報にしたがって、一時記憶装置３２０の半導体メモリ、ハードディスク装置、データストリーマ、デジタルＶＴＲのうちのいずれにより、配信情報を記憶するメディアを選択して、その選択した一時記憶装置に受信した配信情報を記憶する（ステップＳ３１）。
【０１４１】
この場合、送信フォーマットが高速配信を指定してした場合には、配信情報は４５Ｍビット／秒の伝送レートで、高速で送られてくるので、例えば半導体メモリ３３１が一時記憶手段として選択され、配信データは、その高速の伝送レートのまま、高速にこの一時記憶手段としての半導体メモリ３３１に記憶される。
【０１４２】
また、送信フォーマットにより配信のデータレートが３Ｍビット／秒である場合には、ランダムアクセス性を考慮して、ランダムアクセス性が高い時にはハードディスク装置を、ランダムアクセス性が低いときにはデータストリーマ装置３３３を、一時記憶手段として選択する。
【０１４３】
なお、この実施の形態では、前述のように、データストリーマ３３３に高速配信データを記録することができる。
また、送信フォーマットが、リアルタイム受信の可能な低レートでの送信を要求しているときには、料金を高くし、高速レートでの送信を指定しているときには、配信時間が短いので料金を低く設定するようにすることもできる。
【０１４４】
上述のような遅延配信処理のステップＳ３１で、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータは、加入者のユーザインターフェース３２１を介しての再生要求により、任意の時間に再生されて、加入者に提供される。すなわち、加入者がユーザインターフェース３２１を通じて、遅延配信された番組の再生要求を入力すると、それを受けた端末コントローラ３２０は、そのビデオ番組が記憶されている一時記憶装置に再生指令を送る（ステップＳ３２）。
【０１４５】
この再生指令を受けた一時記憶装置は、対応する番組のデジタルビデオデータを読み出し（ステップＳ２７）、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。この場合、読み出されたデジタルデータのレートは、３Ｍビット／秒である。そして、このＭＰＥＧデコーダ３１９からのビデオ信号が出力端子３１６を通じて受像機に供給されて、加入者の視聴に供される。
【０１４６】
なお、複数のデマンドを行なって、一時記憶装置に複数個のビデオ番組が登録されている場合を考慮して、加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０は、蓄積ビデオ番組のメニューを受像機に表示できる機能を備え、加入者はこの番組メニューから選択した番組を視聴できるようにすることができる。
【０１４７】
なお、この実施の形態の場合、一時記憶装置３３０に記憶された番組は、加入者により再生要求がなされて、一度、再生されると、端末コントローラ３２０からの消去命令により、対応する一時記憶装置から消去される。これは、不法に、番組情報がコピーされるのを防止するためである。
【０１４８】
以上説明した実施の形態においては、加入者は、即時配信のデマンドだけでなく、後の時点での配信をデマンドすることができるので、いわゆるゴールデンタイムに視聴したい番組であっても、その番組を深夜のうちに配信してもらい、一時記憶装置に取り込んでおくことにより、好みの時間に、そのデマンドした番組を楽しむことができる。
【０１４９】
そのため、ゴールデンタイムでの即時のリアルタイム配信のデマンドの発生率が低くなることを期待できる。そして、デマンドの種類を緊急性を示すクラスにより多種に分類しているため、例えば、デマンドに対する課金を、遅延を許容するデマンドに対しては、即時のリアルタイム配信のデマンドの場合よりも低く設定することも可能であり、その場合には、ゴールデンタイムでのデマンドをより少なくすることが期待できる。
【０１５０】
そして、ケーブル・テレビ局は、このようにゴールデンタイムでの即時のリアルタイム配信のデマンドの発生率が低くなるため、局側の設備は、従来の即時のリアルタイム配信のみしか行わない場合に比べて、小規模で済む。
【０１５１】
また、下りのデジタル配信データの伝送容量を、デマンド中の緊急性を示すクラスに関する情報に応じた独立した複数種の配信チャンネルに分けると共に、その複数種の配信チャンネルのチャンネル数を、ゴールデンタイムでは即時のリアルタイム配信のためのチャンネル数を多く、深夜では遅延配信のためのチャンネル数を多くというように、時間帯に応じて変更するようにしたので、効率のよい伝送容量の利用を図ることができる。
【０１５２】
また、上述の実施の形態においては、遅延配信の場合に、リアルタイム配信の場合に比べて、高速の配信が可能であるので、一つの番組の配信に要する時間を、従来よりも短縮することができ、その点でも、伝送容量の効率のよい利用が促進される。
【０１５３】
［変形例］
前述の実施の形態では、Ｂクラスのデマンドの場合には、加入者側で、必ず一時記憶手段に記憶するようにしたが、局側から送られてくる配信時間を加入者端末で表示するなどして、加入者に知らせることが可能であるので、Ｂクラスのデマンドの場合においても、前述のような、指定ビデオ番組の始端部のリアルタイム配信と、指定ビデオ番組の始端部を除いた大部分の高速配信とを並列に行なうようにしてもよい。
【０１５４】
なお、以上は、ビデオ・オン・デマンドシステムに、この発明を適用した場合であるが、この発明は、ビデオに限らず、種々の情報をデマンドに応じて配信するようにする双方向情報伝送システムのすべてに適用可能である。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、加入者は、待ち時間なしで画像の再生を行うことができると共に、一つの番組の配信に要する時間を格段に短縮することができて、双方向情報伝送システムの伝送効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態の要部の機能ブロック図である。
【図２】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態のネットワーク構成例を示す図である。
【図３】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における情報配信センターとしてのケーブル・テレビ局の構成例を示す図である。
【図４】図３のケーブル・テレビ局の設備の一部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における中継用機器の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における中継用機器の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の加入者端末の一部の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における下りのデジタル配信チャンネルの使用状態の例の要部を示す概念図である。
【図１０】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における下りのデジタル配信チャンネルの使用状態の例の他の要部を示す概念図である。
【図１１】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末からのデマンド送出処理の例を示す流れ図である。
【図１２】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態におけるケーブル・テレビ局でのデマンド受信処理の例を示す流れ図である。
【図１３】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末での下りのデジタル配信データの受信処理の例を示す流れ図である。
【図１４】双方向情報伝送システムにおける伝送周波数帯域の割り当て例を説明するためのスペクトル図である。
【図１５】従来のビデオ・オン・デマンドシステムにおける下りの情報配信チャンネルの使用状態の例を示す概念図である。
【符号の説明】
ＨＥ…ケーブル・テレビ局、１…デジタル情報ソース、２…下り情報信号発生部、３…情報配信制御手段、４…配信計画手段、５…デマンド受信解析手段、２１…ビデオサーバ、２２…テープ情報ライブラリー装置、２３…ＡＴＭ交換機、２４…ＨＥコントローラ、２５ａ〜２５ｐ…ノードコントローラ、ｍｓ…加入者端末、１１…デマンド送出手段、１２…一時記憶手段、１３…配信計画受信解析手段、１４…配信情報受信制御手段、３０３…復調／変調部、３１７…デ・マルチプレックス回路、３１９…ＭＰＥＧデコーダ、３２０…端末コントローラ、３２０ｃ…フレームカウンタ、３２１…ユーザインターフェース、３３０…一時記憶装置、３３１…半導体メモリ、３３２…ハードディスク装置、３３３…データストリーマ装置、ＦＢ…光ファイバケーブル、ＣＢ…同軸ケーブル
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ケーブル・テレビ（ＣＡＴＶ）網等を利用した、ビデオ・オン・デマンドシステムなどの、双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
双方向ケーブル・テレビ網を利用して、通常のアナログ・テレビ放送サービスだけでなく、ビデオ・オン・デマンドやホーム・ショッピング、テレビゲームサービスを行うようにすることが考えられている。
【０００３】
これを実現する一つの方法は、例えば、ケーブル・テレビ網の伝送帯域内に、アナログ・テレビ放送サービス用の帯域とは別に、デジタル情報伝送帯域を設ける方法である。
すなわち、例えばビデオ・オン・デマンドシステムの場合であれば、このデジタル情報伝送帯域の一部を用いて、加入者は、ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号（配信要求信号）を、ビデオ・サーバなどと呼ばれるビデオ番組蓄積送出装置が設置されているケーブル・テレビ局へ送信する。
この加入者からのデマンド信号を受けて、ケーブル・テレビ局は、加入者の要求する番組を、ビデオ・サーバから取り出し、前記デジタル情報伝送帯域の前記デマンド信号用以外の帯域部分を用いて、リアルタイムで、要求加入者に宛てて提供する。
【０００４】
この種のビデオ・オン・デマンドシステムの一つが、雑誌「日経エレクトロニクス １９９４．５−２３」の８２〜８９頁に紹介されている。
【０００５】
この例は、ネットワーク形態が、光ファイバと同軸ケーブルとを組み合わせた、ハイブリッド網の形式であり、ケーブル・テレビ局から光ファイバノードまでを光ファイバで結び、光ファイバノードで光電変換を行って、光ファイバノードから加入者宅に設けられる、いわゆるセットトップ・ボックスと呼ばれる加入者端末までを同軸ケーブルで接続するものである。
１個の光ファイバノードに対して、同軸ケーブルで接続可能な世帯数を最大５００世帯とすると、光ファイバノードが１６個の場合、１つのケーブル・テレビ局で、８０００世帯をカバーすることができる。
【０００６】
そして、このビデオ・オン・デマンドシステムの場合、ケーブル・テレビの伝送帯域の割り当てとして、図１４に示すように、５０ＭＨｚ〜７３２ＭＨｚをケーブル・テレビ局から加入世帯の加入者端末への下りの伝送帯域、９００ＭＨｚ〜１ＧＨｚを加入者端末からケーブル・テレビ局への上りの伝送帯域とすると共に、下りの伝送帯域のうちの５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚは既存のアナログ放送サービスに利用し、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚはデジタル情報伝送帯域として利用するようにしている。４５０ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの帯域は予備である。
【０００７】
この場合、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚのデジタル情報伝送帯域では、帯域幅が１２ＭＨｚのデジタル伝送チャンネルを最大１５チャンネル程度設けることができる。１チャンネル当たりの伝送速度が４５Ｍビット／秒であるとし、また、例えば、ビデオデータの符号化速度が４Ｍビット／秒とすれば、伝送速度４５Ｍビット／秒の１チャンネルで、約１０世帯にビデオデータをリアルタイムで配信することができる。
【０００８】
いわゆるゴールデンタイムでの加入者からのデマンドの発生の割合が、５００世帯のうちの２５％と想定すると、１２５世帯に同時に配信できる必要があるが、１チャンネルで１０世帯に同時に配信できるので、１５チャンネルでは１５０世帯となり、この要求を満足する。
【０００９】
そして、この例の場合には、周波数５００ＭＨｚ付近にコントロール・チャンネルを用意し、このコントロール・チャンネルを使用して、加入者がデマンドした所望のビデオ番組データがどの下りチャンネルで配信されるかをＣＡＴＶ加入者用の受信アダプタ装置（以下セットトップ・ボックスという）に知らせる。セットトップ・ボックスは、このコントロール・チャンネルのデータに基づいて、所望のビデオ番組データのみをケーブル・テレビ局からの下りのデータから取り出して、受像機に映し出すようにする。コントロール・チャンネルの伝送速度は、１．５Ｍビット／秒とされ、上りは４５チャンネル、下りは１チャンネルとされる。
【００１０】
図１５は、この例の場合の下り回線の通信容量が、各加入者に対してどのように分配されるかを示しており、図の左半分は、いわゆるゴールデンタイム、右半分は深夜の時間帯を示している。
【００１１】
図１５において、上側はアナログテレビ放送サービス用の伝送チャンネルの様子を示しており、各長方形は、一つのアナログテレビ番組ＰＧａを示している。この場合、アナログテレビ放送サービス用の伝送チャンネルは、例えば、１チャンネル当たり６ＭＨｚの帯域幅として、５０チャンネルが伝送可能である。各加入者は、このアナログ伝送チャンネルで放送される番組の中から、視聴したい番組を何時でも、選局して視聴することができる。
【００１２】
図１５の下側は、ビデオ・オン・デマンド用のデジタル情報チャンネルの様子を示しており、上向き矢印Ｔdmは、加入者からのデマンド発生時点であり、また、各長方形は、デマンドにより提供される１つのデジタルビデオ番組ＰＧｄを示している。加入者からのデマンドがあれば、その加入者のために、１チャンネル分が提供時間分だけ占有されることになる。
【００１３】
図１５において、ゴールデンタイムには、アナログ放送番組に対する視聴率は高く、デジタルビデオ番組に対するデマンドの発生率も高い。これに対して、深夜においては、アナログテレビ放送番組に対する視聴率は低く、また、デジタルビデオ番組に対するデマンドの発生率も低い。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のビデオ・オン・デマンドシステムにおいては、すべてのデマンドに対してリアルタイムでビデオ番組を配信するようにしている。このため、図１５の左側に示すように、いわゆるゴールデンタイムと呼ばれる時間帯のように視聴者からのデマンドが多数発生するときは、同時に送出しなければならない番組数が非常に多くなる。
【００１５】
ビデオ・オン・デマンドシステムの構築に当たっては、この最もデマンドの多い時間帯においても、できるだけ、早くリアルタイムで加入者宅に番組を配信できるようにネットワーク容量および配信装置を用意しなければならない。
【００１６】
このため、従来のシステムでは、
（１）ネットワーク容量を大きくしなければならない、
（２）ビデオサーバの規模を、同時送出番組数を多くすることができるように大規模化しなければならない（例えば加入者宅数が８０００戸であった場合に、ゴールデンタイムには、その２５％がデマンドをするとしたとき、同時送出ストリーム数は２０００ストリームとなる）
という問題があり、そのため、既存のネットワークを大容量化するための設備投資が必要となる。また、高価な大規模ビデオサーバの導入が必要となり、実質的に採算がとれないという事態が生じるおそれがあった。
【００１７】
また、前述したように、ゴールデンタイムでは、デマンドの発生頻度が非常に高いのに比べて、早朝、深夜などの時間帯には、デマンドの発生が閑散とし、ゴールデンタイムに合わせて設けられる大容量のネットワーク資源が有効に利用されず、効率が悪いという問題もあった。
【００１８】
さらに、リアルタイムで配信するため、所望のビデオ番組の提供時間分だけ、ケーブル・テレビ局と、加入者宅のセットトップ・ボックスとの間の下り回線が占有されてしまい、伝送の効率が良くないという問題もあった。
【００１９】
この発明は、以上のような問題点を解消することができる双方向情報伝送システムおよび双方向情報伝送方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明による双方向情報伝送システムは、
情報配信センターと、この情報配信センターに対して上り回線および下り回線を介して接続される複数の加入者端末装置とを備え、
上記加入者端末から上記上り回線を通じて上記情報配信センターに対して所望情報の配信要求が行われ、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信が行われる双方向情報伝送システムであって、
上記情報配信センターは、
上記加入者端末からの配信要求に基づいて配信すべき情報の配信計画を作成する配信計画手段と、
上記配信計画手段により作成された配信計画に基づいて、前記配信すべき情報の配信を実行する配信実行手段と、
上記配信計画手段で作成された配信計画に関する情報を含む下りの制御データを、上記配信実行手段で配信の実行をする前に、上記情報配信要求を送出した加入者端末に送出する下り制御データ送出手段と
を有し、
上記加入者端末は、
少なくとも当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報とを含む上記配信要求を送出する配信要求送出手段と、
大容量の記憶手段と、
上記情報配信センターからの上記下りの制御データから上記配信計画を知る配信計画受信解析手段と、
上記配信計画受信解析手段で取得した上記配信計画に基づいて、上記情報配信センターから配信される上記所望情報を受信して再生するようにする配信情報受信制御手段と
を有し、
上記情報配信センターの配信計画手段においては、
上記配信すべき情報の伝送帯域を、上記配信の上記遅延許容度が遅延無しを示すもの用の第１の帯域と、上記遅延許容度が遅延を許容するもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定する
ことを特徴とする。
【００２１】
また、この発明による双方向情報伝送方法は、
加入者端末装置から上り回線を通じて情報配信センターに対して所望情報の配信要求を行ない、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信を行なうようにする双方向情報伝送方法であって、
上記加入者端末装置は、当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、配信の遅延許容度に関する情報とを含む情報配信要求を送出し、
上記情報配信センターは、上記所望情報の配信をすべき伝送帯域を、上記配信の遅延許容度の小さいもの用の第１の帯域と、上記配信の遅延許容度の大きいもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定して配信計画を作成し、
上記情報配信センターは、上記配信計画の情報を下りの制御データに含めて、上記配信要求を出した加入者端末装置に、実際の配信に先立ち送信しておくと共に、上記配信計画に従って上記所望の情報の配信を実行し、
上記加入者端末装置は、上記情報配信センターからの上記下りの制御データを受信、解析して、上記配信計画を知り、この知得した配信計画に基づいて上記情報配信センターから配信されてくる上記所望情報を受信して再生する
ことを特徴とする。
【００２２】
上述の構成のこの発明によれば、配信情報の伝送帯域は、配信要求の緊急性を示す遅延許容度に応じて第１の帯域と第２の帯域とに分割され、かつ、それら第１の帯域と第２の帯域とに割り当てる伝送容量が、１日のうちの時間帯の実際的なトラフィックに応じて、ダイナミックに割り当てられる。したがって、配信情報の伝送帯域は、その伝送容量を効率よく利用して、情報の配信をすることができる。
【００２３】
したがって、リアルタイム再生ができない高速のデータ伝送速度（第２のデータ伝送速度）で、ほとんどの配信データが送られてきても、待ち時間がほとんどなく、リアルタイムで配信番組を再生することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、図１〜図１３を参照しながら、この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態を、ビデオ・オン・デマンドシステムの場合を例に取って説明する。
【００２５】
なお、以下の説明においては、加入者側からケーブル・テレビ局側に向かう方向を上り方向、逆を下り方向とする。
【００２６】
図２は、この実施の形態の双方向情報伝送システムでビデオ・オン・デマンドを実現するために使用するネットワーク構成の概要を示すものである。これは、従来の技術の欄で説明した双方向ケーブル・テレビシステムと同様の構成の例である。
【００２７】
すなわち、ヘッドエンドと呼ばれるケーブル・テレビ局ＨＥは、この例の場合、アナログテレビ放送を、その放送提供時間帯の間、常時、提供すると共に、加入者からのデマンドに応じたビデオ番組、その他の番組を提供するものである。
【００２８】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、前述したように、例えば８０００軒の加入者宅を収容できるもので、８０００戸を１６の地域に分け、１つの地域あたり、５００世帯の加入者宅ＭＳをカバーできるようにしている。そして、各地域に１個の光ファイバノードと呼ばれる中継装置ＩＭ（以下、光ファイバノードＩＭという）を設置する。この光ファイバノードＩＭは、光信号と電気信号との間の相互変換を行うものである。
【００２９】
この例の場合、各地域の光ファイバノードＩＭとケーブル・テレビ局ＨＥとの間は、信号を高品質に長距離、伝送できるように、光ファイバケーブルＦＢで接続される。そして、各地域内においては、１本の同軸ケーブルＣＢが光ファイバノードＩＭに接続されて付設され、この同軸ケーブルＣＢに、同軸分配合流器ＭＰＸにより各加入者宅ＭＳが接続される。前述したように、１本の同軸ケーブルＣＢには、５００世帯までの加入者宅ＭＳが接続可能である。
【００３０】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、ビデオサーバを含む情報ソースを備えるが、自局が備えるデジタル情報ソースからのデジタルデータのほかにも、加入者に提供するデジタル情報を取り込めるように、スーパー・ハイウェイと呼ばれる光ファイバ幹線ＳＨＷに接続されている。また、衛星放送受信用パラボラアンテナＡＴが設けられ、受信したテレビ放送を、各加入者宅にアナログテレビ放送として配信するようにしている。
【００３１】
図３は、ケーブル・テレビ局ＨＥの設備構成の例を示すものであり、この例においては、この図３には図示しないが、前述したアナログテレビ放送設備と、デジタル情報ソース設備としての、例えばビデオサーバ機２１およびテープ情報ライブラリー装置２２と、高速ＡＴＭ（非同期転送モード）交換機２３と、ケーブル・テレビ局ＨＥのシステム全体の制御を行うＨＥコントローラ２４と、１６本の光ファイバケーブルＦＢのそれぞれとＡＴＭ交換機２３との間に設けられる１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐからなる。
【００３２】
ビデオサーバ機２１は、この例の場合、同時送出ビデオ信号のビットストリームとして、例えば４００ストリームが得られるものである。各ビットストリームのデータの符号化レートは、加入者が充分満足できる画質が得られるように、例えば、３Ｍビット／秒とされ、画像データ圧縮方式は、例えばＭＰＥＧ等が用いられる。この場合、このビデオサーバ機２１としては、例えば同時送出ストリーム量が２００ストリームのビデオサーバ機であれば、２台設ければよい。ビデオサーバ機２１からの各ビデオストリームのデータＶＡは、ＡＴＭ交換機２３に供給される。
【００３３】
テープ情報ライブラリー装置２２は、多数のビデオテープがそれぞれ定められた位置に収納された多段棚の収納ラック２２Ｌと、複数個のビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎと、要求されたビデオテープの収納ラック中の位置を水平、垂直方向に検索して、当該ビデオテープを取り出し、ビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎのうちのいずれかに装填して、再生を行わせるようにする検索搬送機構（図示せず）とを備えるもので、いわゆるカートマシーンと呼ばれるものである。この例では、ビデオテープ再生機は１６０台用意される。したがって、同時送出のビデオ信号のビットストリーム数は１６０である。
【００３４】
ビデオテープ再生機ＶＴＲ１〜ＶＴＲｎのそれぞれからのデジタルビデオデータストリームのデータＶＢは、時間軸圧縮処理によって、例えば、４５Ｍビット／秒の伝送レートを有する。このデータＶＢは、ＡＴＭ交換機２３に供給される。
なお、テープ情報ライブラリー装置２２の方が、ビデオサーバ２１に比べて、多数の番組を容易に提供しやすい。
【００３５】
ＨＥコントローラ２４は、このＨＥコントローラ２４へのオペレータの操作入力と、ＡＴＭ交換機２３を通じて入力される加入者端末からの上りの制御データＵＭ（ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号などのデータ）により、ビデオサーバ機２１の制御、テープ情報ライブラリー装置２２の制御、ＡＴＭ交換機２３の制御等、ケーブル・テレビ局ＨＥの全体の制御を行うと共に、加入者に送る下りの制御データＤＭを生成し、ＡＴＭ交換機２３に供給する。
【００３６】
ＡＴＭ交換機２３には、さらに、光ファイバ幹線ＳＨＷから取得したデジタルデータＶＣも入力される。
【００３７】
ＡＴＭ交換機２３は、前述のデジタルデータＶＡ，ＶＢ，ＶＣおよび下りの制御データＤＭの交換を行い、各配信地域に必要な情報に分割、集合する。また、加入者端末からの上りの制御データＵＭをＨＥコントローラ２４に渡す。
【００３８】
１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐのそれぞれは、アナログテレビ放送信号Ａｖと、ＡＴＭ交換機２３からの下りの情報とを受け、それぞれ前出図１４に示したように、予め割り当てられた周波数帯域の信号とすると共に、電気信号を光信号に変換して、光ファイバＦＢに送出する。また、１６個のノードコントローラ２５ａ〜２５ｐのそれぞれは、上りの制御データＵＭを光信号から電気信号に変換し、ＡＴＭ交換機２３に渡す。
【００３９】
図４は、ノードコントローラ２５ａ〜２５ｐの一つの構成を示すブロック図である。なお、ノードコントローラ２５ａ〜２５ｐはすべて同一の構成を有する。また、この場合、光ファイバＦＢは３本の光ファイバｆｂ１，ｆｂ２，ｆｂ３からなっている。
【００４０】
アナログテレビ情報Ａｖは、入力端１０１を通じてバンドパスフィルタ１０２に供給されて、周波数５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの帯域の情報とされ、電気→光変換器１０３に供給される。そして、この電気→光変換器１０３により、光信号に変換されて光ファイバｆｂ１に送出される。
【００４１】
この例においては、前出図１４に示したように、１チャンネル当たり４５Ｍビット／秒の下り回線のデジタル配信データ用としては、１５チャンネル分が用意される。このため、ノードコントローラは、１５個のデジタル配信データ入力端１０４1 〜１０４15を備える。ＡＴＭ交換機２３は、テープ情報ライブラリー装置２２からのビデオストリーム等のデジタルデータを、配信先の加入者の地域に対応するノードコントローラの、この１５個の入力端１０４1 〜１０４15のいずれかに直接交換する。
【００４２】
ＡＴＭ交換機２３は、また、ビデオサーバ２１からの３Ｍビット／秒のビットストリームのデジタルデータを、最大で、１５ストリームを１チャンネルに多重化して割り当てるように交換する。
【００４３】
入力端１０４1 〜１０４15を通じた、それぞれ４５Ｍビット／秒のデジタルデータは、それぞれ６４値ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：直交振幅変調）変調回路１０５1 〜１０５15に供給されて、変調される。そして、各６４値ＱＡＭ変調回路１０５1 〜１０５15の出力データは、周波数変換回路１０６1 〜１０６15により、図１４に示すように、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域内において、各チャンネル毎に互いに重なり合わない１５個の周波数帯域の信号である１５チャンネルの信号に変換される。周波数変換回路１０６1 〜１０６15の出力データは、加算回路１０７に供給されて、周波数変換される。
【００４４】
ノードコントローラは、また、１．５Ｍビット／秒の下りの１チャンネルの制御データＤＭの入力端１１０を有する。この入力端１１０を通じた制御データＤＭは、多重化回路１１１を介して、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調回路でＱＰＳＫ変調され、周波数変換回路１１３で、図１４に示した５００ＭＨｚ近傍の下り制御チャンネルの信号に変換される。そして、加算回路１０７に供給され、周波数多重化される。
【００４５】
加算回路１０７からの周波数多重データは、バンドパスフィルタ１０８に供給されて、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域の信号として帯域制限され、電気→光変換器１０９に供給される。そして、この電気→光変換器１０９により、光信号に変換されて、デジタル配信データとして光ファイバｆｂ２に送出される。
【００４６】
光ファイバｆｂ３は、上りの制御チャンネル用であり、ＱＰＳＫ変調され、周波数多重により４５チャンネル分を含む加入者のデマンド等の上りの制御情報が、この光ファイバｆｂ３を通じて光→電気変換器１２１に供給され、光信号から電気信号に変換される。そして、この光→電気変換器１２１の出力信号は、バンドパスフィルタ１２２により帯域制限されて、９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域を占める上りの制御データのみが取り出される。
【００４７】
このバンドパスフィルタ１２２からの制御データは、４５個のチャンネルの各周波数帯域に対応する４５個の周波数変換回路１２３1 〜１２３45に供給されて周波数変換され、各チャンネル毎の変調データとされる。そして、周波数変換回路１２３1 〜１２３45からの各チャンネル毎の変調データは、ＱＰＳＫ復調回路１２４1 〜１２４45において復調されて、それぞれ１．５Ｍビット／秒の制御データとされる。そして、多重化回路１１１により時分割多重されて、上り制御データＵＭとして、出力端１２５を通じてＡＴＭ交換機２３に送られる。
【００４８】
次に、図５を参照して、光ファイバノードＩＭの構成について説明する。
すなわち、光→電気変換器２０１は、アナログテレビ放送回線用である光ファイバｆｂ１を通じたアナログテレビ放送信号を受けて、電気信号に変換した後、バンドパスフィルタ２０２に供給する。バンドパスフィルタ２０２は、その入力信号から５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの周波数帯域のアナログテレビ信号のみを取り出し、加算回路２０３に供給する。
【００４９】
光→電気変換器２０４は、光ファイバｆｂ２を通じた１５チャンネルの下りのデジタル配信データを受けて電気信号に変換した後、バンドパスフィルタ２０５に供給する。バンドパスフィルタ２０５は、その入力信号から５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域のデジタル配信データのみを取り出し、加算回路２０３に供給する。
【００５０】
そして、加算回路２０３は、アナログテレビ放送信号とデジタル配信データとを加算して周波数多重を行い、その周波数多重信号を、増幅回路２０６を介してバンドパスフィルタ２０７に供給する。バンドパスフィルタ２０７は、その入力信号を５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域に帯域制限を行った後、その周波数多重信号を同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５１】
また、同軸ケーブルＣＢを通じて加入者端末から送られてくるデータは、バンドパスフィルタ２０８に供給される。バンドパスフィルタ２０８は、その入力信号を９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上りの制御データを取り出し、増幅回路２０９を介して電気→光変換器２１０に供給する。電気→光変換器２１０は、上りの制御データを光信号に変換し、光ファイバｆｂ３に送出する。
【００５２】
次に、図６を参照して、同軸分配合流器ＭＰＸの構成例を説明する。
すなわち、光ファイバノードＩＭ側の同軸ケーブルＣＢからの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ２１１に供給される。バンドパスフィルタ２１１は、その入力信号を５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚに帯域制限した後、分配器２１２に供給する。
【００５３】
分配器２１２は、下り回線データを当該同軸分配合流器ＭＰＸに接続されている加入者端末に供給する。分配器２１２は、また、下り回線データを、増幅回路２１３を介して、バンドパスフィルタ２１４に供給する。バンドパスフィルタ２１４は、下流の加入者用としての、この下り回線データを、５０ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚに帯域制限した後、下流側の同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５４】
また、下流側の同軸ケーブルＣＢからのデータは、バンドパスフィルタ２１５に供給される。バンドパスフィルタ２１５は、その入力データを９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上りの制御データのみを通過させ、合成回路２１６に供給する。合成回路２１６は、この下流の加入者からの上りの制御データと、当該同軸分配合流器ＭＰＸが接続される加入者からの上りの制御データとを合成して、増幅回路２０９を介して、バンドパスフィルタ２１８に供給する。バンドパスフィルタ２１８は、その入力データを９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚに帯域制限して上流側の同軸ケーブルＣＢに送出する。
【００５５】
各加入者の制御データ用の周波数帯域は、予め一つの地域内では重ならないように割り当てられている。
【００５６】
次に、図７および図８を参照しながら、加入者宅ＭＳに設けられる加入者端末ｍｓの構成例を説明する。
【００５７】
すなわち、同軸分配合流器ＭＰＸからの下りチャンネルのデータは入力端３０１に入力される。また、出力端３０２から同軸分配合流器ＭＰＸに向けて、上りの制御データが送られる。同軸入力端子３０１および同軸出力端子３０２は、復調／変調部３０３に接続されている。
【００５８】
復調／変調部３０３は、図８に示す構成とされている。すなわち、同軸入力端３０１からの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ３０４に供給される。バンドパスフィルタ３０４は、５０ＭＨｚ〜４５０ＭＨｚの周波数帯域のアナログテレビ放送信号を抽出し、周波数変換回路３０５に供給する。
【００５９】
周波数変換回路３０５は、チューナのミキサ回路に相当し、後述する端末コントローラ３２０からの、加入者の選局操作に応じた選局制御信号により、受信したアナログテレビ放送信号のうちの前述加入者が選択した放送番組（放送チャンネル）の信号を、後段のアナログテレビ復調回路３０６で復調可能な周波数の信号に変換し、アナログテレビ復調回路３０６に供給する。この復調回路３０６は、その復調したテレビ信号を図７に示すスイッチ回路３１５およびビデオ出力端子３１６を通じて受像機に供給する。
【００６０】
また、同軸入力端子３０１からの下り回線のデータは、バンドパスフィルタ３０７にも供給される。このバンドパスフィルタ３０７は、５００ＭＨｚ〜７０８ＭＨｚの周波数帯域の下りのデジタルデータを抽出し、周波数変換回路３０８および周波数変換回路３０９に供給する。
【００６１】
周波数変換回路３０８は、端末コントローラ３２０からのチャンネル選択制御信号により自己のデマンドに対して配信されたビデオ番組が割り付けられたチャンネルの信号のみを所定の復調可能な周波数に変換する。この周波数変換回路３０８からの自己宛てのビデオ番組のデータ等のデジタル配信データは、６４値ＱＡＭ復調回路３１０に供給されて復調される。この復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒のデジタルデータは、デ・マルチプレックス回路３１７に供給される。
【００６２】
また、周波数変換回路３０９は端末コントローラ３２０からのチャンネル選択制御信号により、予め自己に割り当てられた制御チャンネルのデータを復調可能な周波数に周波数変換する。この周波数変換回路３０９からの下りの制御データは、ＱＰＳＫ復調回路３１１に供給されて復調される。この復調回路３１１からの１．５Ｍビット／秒の制御データは、デ・マルチプレックス回路３１７に供給される。
【００６３】
また、復調／変調部３０３のＱＰＳＫ変調回路３１２は、後述する上りの制御データをデ・マルチプレックス回路３１７を通じて受けて、変調し、周波数変換回路３１３に供給する。周波数変換回路３１３は、その入力信号を９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域のうちの自己端末に割り当てられた制御チャンネルの周波数に周波数変換する。この周波数変換回路３１３からの上りの制御データは、９００ＭＨｚ〜９７２ＭＨｚの帯域制限用のバンドパスフィルタ３１４を通じ、出力端子３０２を通じて同軸ケーブルＣＢに送出される。
【００６４】
この実施の形態では、後述のように、即時配信のデマンドに対して、指定ビデオ番組の始端部が、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートで、また、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分は、時間軸圧縮されて、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、並列に配信される。
【００６５】
デ・マルチプレックス回路３１７は、端末コントローラ３２０からの制御信号により、デジタル配信データが即時配信データであるときには、自己の加入者端末宛ての３Ｍビット／秒のレートのリアルタイム配信データを、６４値ＱＡＭ復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒の出力データから抽出し、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。
【００６６】
ＭＰＥＧデコーダ３１９は、画像圧縮されたデジタルデータをデコードして、アナログテレビ信号に変換する。そして、そのアナログテレビ信号を、スイッチ回路３１５およびビデオ出力端子３１６を通じて、受像機（図示は省略）に供給する。
【００６７】
また、デ・マルチプレックス回路３１７は、上述のようなリアルタイム配信データの再生と同時に、自己の加入者端末宛ての４２Ｍビット／秒のレートの時間軸圧縮された高速配信データを、６４値ＱＡＭ復調回路３１０からの４５Ｍビット／秒の出力データから抽出して、一時記憶手段３３０に送り、一時記憶する。この場合、３Ｍビット／秒のレートのリアルタイム配信データも一時記憶手段３３０に記憶するようにしてもよい。
【００６８】
一時記憶手段３３０としては、大容量、高速転送レートのデータ記憶装置である半導体メモリ３３１（１Ｇビット程度）、ハードディスク装置３３２（１０Ｇビット程度）、データストリーマ３３３（２００Ｇビット程度）などが用いられる。
【００６９】
更に、デ・マルチプレックス回路３１７は、端末コントローラ３２０からの制御信号により、自己の加入者端末へのデジタル配信データが遅延配信のデータであるときには、それを、一時記憶手段３３０に送り、一時記憶する。
この場合、遅延配信データとしては、後述するように、３Ｍビット／秒のレートの場合と、４５Ｍビット／秒のレートの場合とがある。
【００７０】
これらの一時記憶手段３３０は、端末コントローラ３２０からの記憶指示に従い、デ・マルチプレックス回路３１７からのデジタル配信データを記憶し、また、端末コントローラ３２０からの読み出し指示に従い、記憶したデータを読み出して、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。
【００７１】
端末コントローラ３２０のフレームカウンタ３２０ｃは、即時配信の場合に、ケーブル・テレビ局ＨＥ側で付与されるフレーム番号をカウントするために設けられ、デ・マルチプレックス回路３１７からのデジタル配信データが供給される。
【００７２】
このフレームカウンタ３２０ｃにより、リアルタイム配信のビデオ番組の始端部のフレーム番号が順次カウントされて、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータの再生を開始するタイミングと、スイッチ回路３１８を一時記憶装置３３０側に切り換えるタイミングとが制御される。
【００７３】
そして、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータが時間軸圧縮されている場合は、読み出しに際して、端末コントローラ３２０により、時間圧縮データの解凍処理が行われる。
【００７４】
後述もするように、端末コントローラ３２０は、下り制御データにより指示される、あるいは自己が送出するデマンド時に定まる、取り込むデジタルデータのランダムアクセス性や送信フォーマット（データ伝送レート等）に応じて、一時記憶手段３３０の複数の記憶手段のうちのいずれに、下りのデジタルデータを取り込むかを決定する。
【００７５】
例えば、データ伝送レートが３Ｍビット／秒の場合であって、通常のビデオ番組のようにランダムアクセス性の低いデータであれば、テープを記録媒体として使用するデータストリーマ装置３３３に取り込み、株式市況などのランダムアクセス性の高いデータは、ハードディスク装置３３２に取り込み、また、データ伝送レートが４５Ｍビット／秒で伝送されてくる配信データは高速書き込みの可能な半導体メモリ３３１に書き込む、というように、データを取り込む記憶手段を選択制御する。
【００７６】
なお、後述のように、この実施の形態では、高速配信データをテープメディア（データストリーマ３３３）に蓄積することができるようにしている。
例えば、データ圧縮されたデジタルデータの伝送レートが３Ｍビット／秒で、番組時間が２時間の番組は、その情報量が約２２Ｇビットとなる。
【００７７】
デ・マルチプレックス回路３１７は、さらに、端末コントローラ３２０の制御により、ＱＰＳＫ復調回路３１１からの下りの制御データを端末コントローラ３２０に供給する。
【００７８】
端末コントローラ３２０は、デ・マルチプレックス回路３１７を通じてこの端末コントローラ３２０に入力される下りの制御データを解析し、それが自己の加入者端末宛てであれば、この制御データに基づいて、前述したような種々の制御信号を発生する。例えば、端末コントローラ３２０は、受信した下りの制御データにより、自分がデマンドしたビデオデータが、何時、下りの１５チャンネルのうちのどのチャンネルで、どのような送信フォーマットで配信されるか等を知り、その受信準備などを行う。前述の周波数変換回路３０８へのチャンネル選択制御信号やデ・マルチプレックス回路３１７へのデ・マルチプレックスのための制御信号、さらには一時記憶装置３３０でいずれの装置を使用するかの選択制御信号は、この下りの制御データから生成される。
【００７９】
また、端末コントローラ３２０は、リモートコントロール装置やキー操作部などからなるユーザインターフェース３２１を通じた加入者の操作入力を受付け、上りの制御データ、すなわち、ビデオ・オン・デマンドのデマンド信号などを生成し、デ・マルチプレックス回路３１７に出力する。端末コントローラ３２０は、この加入者端末ｍｓの全体を制御するものである。
【００８０】
そして、この端末コントローラ３２０からデ・マルチプレックス回路３１７に送出されたビデオ番組のデマンドなどの上りの制御データは、復調／変調部３０３のＱＰＳＫ変調回路３１２、周波数変換回路３１３、バンドパスフィルタ３１４に順次に供給されて、前述したように変調され、自己の端末に割り当てられた制御チャンネルの信号に周波数変換され、ケーブル・テレビ局ＨＥに対して送出される。
【００８１】
また、デ・マルチプレックス回路３１７は、端子３４１および３４２を介してＣＡＴＶ電話端末（図示せず）と接続されており、加入者は、ケーブル・テレビ局ＨＥのオペレータと、通話が可能である。
【００８２】
次に、図１、図９〜図１３をも参照しながら、上述のようなシステム構成の双方向ＣＡＴＶシステムにおける情報の伝送形態と、信号の送受について説明する。
【００８３】
＜アナログテレビ放送＞
アナログテレビ放送は、従来通りに、加入者からのデマンドによらず、ケーブル・テレビ局ＨＥから加入者端末ｍｓに向けて、一方的な伝送を行う。
【００８４】
加入者は、ケーブル・テレビ局ＨＥからのアナログテレビ放送を視聴したい場合には、加入者端末ｍｓのユーザインターフェース３２１を通じて、ケーブル・テレビ局ＨＥのアナログテレビ放送の選局操作を行う。すると、加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０は、復調／変調部３０３の周波数変換回路３０５に、加入者の選局操作に応じた選局制御信号を供給し、また、スイッチ回路３１５を、復調／変調部３０３のアナログテレビ復調回路３０６からのアナログテレビ信号を選択する状態に切り替え、ビデオ出力端子３１６よりテレビ受像機にアナログテレビ信号を供給する状態になる。したがって、加入者は自分が選局したケーブル・テレビ局ＨＥからのアナログテレビ放送番組を視聴できる。
【００８５】
＜デジタル情報伝送＞
図１は、上述した、ケーブル・テレビ局ＨＥと、加入者端末ｍｓとが光ファイバケーブルおよび同軸ケーブルからなる上りおよび下りの回線で接続された、この実施の形態のシステムにおいて、デジタル情報伝送を行なうために、ケーブル・テレビ局ＨＥのＨＥコントローラ２４および加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０で実行される機能を、中心に説明するためのブロック図である。
【００８６】
図１に示すように、情報配信センターとしてのケーブル・テレビ局ＨＥは、このケーブル・テレビ局ＨＥの方向を上りとする上り回線Ｃｕと下り回線Ｃｄとを介して、複数の加入者端末ｍｓと接続される。
【００８７】
ケーブル・テレビ局ＨＥは、機能的には、ビデオサーバ２１やテープ情報ライブラリー装置２２などからなるデジタル情報ソース１と、ＡＴＭ交換機２３やノードコントローラ２５ａ〜２５ｐからなる下り情報信号発生部２と、デジタル情報ソース１を制御すると共に、下り情報信号発生部２を制御して下りのデジタル情報の配信を制御する情報配信制御手段３と、配信計画手段４と、配信要求（デマンド）受信解析手段５とからなる。情報配信制御手段３と、配信計画手段４と、デマンド受信解析手段５の解析部とは、ＨＥコントローラ２４の機能（ソフトウエアにより実現される）として実現される。
【００８８】
加入者端末ｍｓのそれぞれは、上り回線Ｃｕにデマンド（配信要求）を送出するデマンド送出手段１１と、大容量の一時記憶手段１２と、下り回線Ｃｄから自分宛ての下りの制御データを受信し、それに含まれる配信計画情報を解析する配信計画受信解析手段１３と、下り回線Ｃｄから自分宛てのデジタル配信データを受け取って復調し、リアルタイムで再生する必要があるときには、復調出力を図示しない受像機に、そのまま供給し、リアルタイムで再生する必要のないときには、受け取った自分宛ての配信情報を前述一時記憶手段１２に保存するようにする配信情報受信制御手段１４とを備える。
【００８９】
デマンド送出手段１１は、リモートコントロール装置やキーボードなどのユーザインターフェースを通じた加入者の指示を受けて、配信要求信号を生成し、上り回線Ｃｕに送出する。
【００９０】
デマンド信号には、各加入者の識別コードである加入者ＩＤと、配信要求するビデオ番組を指定する配信番組指定情報（番組識別データ）と、配信してもらいたい時間あるいは加入者が視聴したい時間等、要求する情報の緊急性に関する情報である要求時間情報と、３Ｍビット／秒でデジタル情報を配信してもらいたいのか、４５Ｍビット／秒でデジタル情報を配信してもらいたいのかの送信フォーマットの指定情報とを含む。
【００９１】
この場合、要求時間情報は、時刻の情報をそのまま用いてもよいが、この実施の形態においては、要求の緊急度（遅延許容度）に応じていくつかのクラスを設定しておき、そのクラスを指定する。すなわち、
☆すぐ見たい番組は、緊急度はＡクラスとしてデマンド
☆番組視聴は少し後でよい番組は、緊急度はＢクラスとしてデマンド
☆番組視聴は半日〜１日後でもよい番組は、緊急度はＣクラスとしてデマンドする。
【００９２】
なお、この実施の形態の場合、下りのデジタル情報伝送チャンネルには、デジタルテレビ放送チャンネルが含まれ、加入者が特にデマンドしなくても、このデジタルテレビ放送チャンネルの番組をすぐに視聴することができるようにしている。このデジタルテレビ放送チャンネルのクラスを、以下Ｄクラスと呼ぶことにする。
【００９３】
そして、この実施の形態の場合には、４５Ｍビット／秒×１５チャンネルの下りのデジタル配信データの伝送帯域は、その伝送容量を効率よく利用するために、上述のようなデマンドの緊急性の各クラスに割り当てる伝送容量を、１日のうちの時間帯の実際的なトラフィックに応じて、ダイナミックに割り当てる。
【００９４】
例えば、いわゆるゴールデンタイムでは、割り当てを、
Ａクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×５チャンネル
Ｂクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×８チャンネル
Ｃクラスのデマンドに対する配信；なし
Ｄクラスに対する配信 ；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
とする。
【００９５】
また、デマンドの発生が少ないと考えられる深夜の時間帯では、各クラスへの割り当てを、
Ａクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
Ｂクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×２チャンネル
Ｃクラスのデマンドに対する配信；４５Ｍビット／秒×１０チャンネル
Ｄクラスに対する配信 ；４５Ｍビット／秒×１チャンネル
とする。
【００９６】
すなわち、ゴールデンタイムでは、ビデオ番組に対するデマンドの発生率が高いと考えられ、できるだけ時間待ちを少なくして配信できるようにするため、上述のように、Ｃクラスのデマンドに対する配信は行わず、ＡクラスおよびＢクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を比較的多くするようにしている。
【００９７】
また、ゴールデンタイムでは、デジタルテレビ放送番組も多くの番組が提供できるように、配信のためのチャンネル数は、２チャンネルとしている。
【００９８】
一方、深夜の時間帯では、デジタルテレビ放送番組に対する視聴率は減少することが予想され、放送番組数も少なくてよいと考えられるので、ゴールデンタイムに比較して、デジタルテレビ放送のための伝送チャンネル数を１チャンネル分、少なくする。また、ビデオ番組に対するデマンドの発生率もゴールデンタイムに比べて深夜は、低くなると考えられるので、ＡクラスやＢクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を少なくし、それより以前に受け付けていたＣクラスのデマンドに対する配信のためのチャンネル数を多くするように伝送容量を割り当てる。
【００９９】
図９および図１０に、上述のようにして割り当てられる下りのデジタル配信データの伝送容量の使用状態の例を示す。
【０１００】
図９および図１０において、横軸は、時間の経過を示し、縦軸はデジタル配信データの１５チャンネルの容量の割り当てを示している。また、前出図１５と同様に、上向き矢印は、デマンドの発生時点であり、各長方形は一つの番組を示している。
【０１０１】
そして、［Ｂｒｏａｄｃａｓｔ用］とあるのは、デジタルテレビ放送用の伝送容量、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ａクラスのデマンドに対するリアルタイム配信用の伝送容量、［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ｂクラスのデマンドに対するデジタル情報配信用の伝送容量、［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］とあるのは、Ｃクラスのデマンドに対するデジタル情報配信用の伝送容量である。
【０１０２】
図９に示すように、ゴールデンタイムには、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］の割り当てチャンネルでは、Ａクラスのデマンドに対して即時の配信が行われ、［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］の割り当てチャンネルでは、Ｂクラスのデマンドから若干の遅延をもって、空きチャンネルを見付けながらの配信が実行される。
【０１０３】
前述のように、ゴールデンタイムには、Ｃクラスのデマンド用の配信のための伝送容量は割り当てられない。
【０１０４】
そして、図１０に示すように、深夜の時間帯では、［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］のチャンネルが多く割り当てられて、予め出されていた、大きな配信の遅延を許容するＣクラスのデマンドに対する配信が実行される。したがって、あまり利用されない深夜の時間帯を有効に利用して、効率の良い配信が行われる。
【０１０５】
図９および図１０では、ＢクラスおよびＣクラスのデマンドに対する、遅延配信が、４５Ｍビット／秒の伝送レートで行われるように描いてあり、この場合、１番組当たりの配信時間はリアルタイム再生が可能な伝送レートでの配信時間よりも短くなる。
なお、遅延配信の場合、前述のように、リアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートでの配信も可能である。
【０１０６】
そして、この実施の形態では、図９および図１０に示すように、即時配信を要求する、Ａクラスのデマンドに対して、［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］チャンネルを通じて、指定ビデオ番組の始端部を、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートでリアルタイム配信すると共に、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分を、時間軸圧縮して、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、並列に高速配信する。
【０１０７】
図９および図１０から明らかなように、平行斜線を施さず縦方向に狭い長方形で示した、リアルタイム配信データは、平行斜線を施した縦方向に広い長方形で示した、高速配信データよりも、配信時間が長くなっているが、これは、高速配信データを、テープメディア（前出図７のデータストリーマ３３３）に一時記憶した場合、巻き戻しのための時間を考慮したことによる。
【０１０８】
例えば、データ圧縮されたビデオデータの伝送レートが３Ｍビット／秒で、番組時間が２時間の番組は、その情報量が約２２Ｇビットとなり、４５Ｍビット／秒のレートに時間軸圧縮して配信すると、約８分で配信が終了する。つまり、８分間かけて、ビデオデータがデータストリーマに蓄積されることになる。
【０１０９】
高速配信のみの場合、デマンド後、データストリーマに蓄積されるまでの、例えば、少なくとも８分間は待ち時間となり、その間、加入者側では画像を再生することができないという問題が生ずる。
【０１１０】
そこで、この実施の形態では、例えば、２時間番組の場合、テープメディアの巻き戻しのための時間分の、例えば、３０秒のマージンを設定して、番組の開始時刻からの３Ｍビット／秒のリアルタイムデータの伝送と、番組開始時刻の８分３０秒後からの４２Ｍビット／秒の時間圧縮データとを並列に行う。
なお、この並列伝送の伝送レートは、合計で４５Ｍビット／秒となり、容量一杯の高速配信の場合と同じになる。
【０１１１】
［配信要求信号の生成、送出］
図１１は、加入者端末におけるビデオ・オン・デマンドのデマンド信号の生成および送出ルーチンの流れ図である。
【０１１２】
加入者端末ｍｓにおいて、ユーザインターフェース３２１を通じて加入者からの配信要求送出の指示入力が有ると、この図１１の処理ルーチンが開始する。すなわち、ステップＳ１において、加入者の操作入力を受付け、次のステップＳ２において、要求時間情報としてはどのクラスが指定されたかを判別する。要求時間情報がＡクラスであれば、ステップＳ３に進み、Ａクラスのデマンド信号を生成し、ステップＳ６で上り回線Ｃｕに、そのデマンド信号を送出する。
【０１１３】
また、要求時間情報がＢクラスまたはＣクラスであれば、ステップＳ４に進み、配信データの伝送レートが３Ｍビット／秒か、４５Ｍビット／秒かの送信フォーマットの指定を判別し、また、ランダムアクセス性の指定の判定をする。そして、次のステップＳ５に進み、判定した送信フォーマットおよびランダムアクセス性および緊急度のクラスを内容とするデマンド信号を生成し、ステップＳ６で上り回線Ｃｕに、そのデマンド信号を送出する。
【０１１４】
なお、配信要求のデマンド信号には、加入者端末を識別するための加入者ＩＤと、配信したもらいたいビデオ番組を識別するための番組識別データとが含まれるのは前述した通りである。
【０１１５】
［オンデマンド配信処理］
図１２は、ケーブル・テレビ局ＨＥのＨＥコントローラ２４において、加入者端末からのデマンド信号を受け取ったときの処理ルーチンの流れ図である。
【０１１６】
ケーブル・テレビ局ＨＥの配信要求受信解析手段５は、上り回線Ｃｕを通じて送られてくる加入者端末からのデマンド信号を受けて、それに含まれる要求時間情報は配信計画手段４に渡し、加入者ＩＤと番組識別データとは情報配信制御手段３に渡す（ステップＳ１１）。
【０１１７】
配信計画手段４は、要求時間情報を解析し、デマンド信号に含まれる要求時間情報が示すデマンドのクラスがＡクラス、Ｂクラス、Ｃクラスのうちのいずれであるかを判別する（ステップＳ１２）。
【０１１８】
要求時間情報がＡクラスであり、即時のリアルタイム配信を要求するものであるときには、配信計画手段４は、図９の［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］として割り当てられる下り回線の伝送チャンネルの空きを探し、空きチャンネルが見付かれば、その空きのチャンネルを、リアルタイム配信チャンネルと決定する（ステップＳ１３）。
【０１１９】
情報配信制御手段３は、この決定を受けて、そのリアルタイム配信チャンネルを、デマンドしてきた加入者に対して、通知した後（ステップＳ１４）、番組識別データで指定されるビデオ番組をデジタルソース１から抽出し、指定ビデオ番組の始端部のリアルタイム配信と、指定ビデオ番組の始端部を除いた大部分の高速配信とを並列に実行する（ステップＳ１５）。
【０１２０】
この実施の形態では、即時配信を要求する、Ａクラスのデマンドに対して、指定ビデオ番組の始端部は、加入者側でのリアルタイム再生が可能な、３Ｍビット／秒の伝送レートで、また、始端部を除いた指定ビデオ番組の大部分は、時間軸圧縮されて、４２Ｍビット／秒の伝送レートで、いずれも、前述の［Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］チャンネルを通じて、並列に配信される。
【０１２１】
また、配信計画手段４は、ステップＳ１２で判別された要求時間情報がＢクラスであり、少しの遅延を許容する配信要求であると判別したときには、Ｂクラス用の下り回線チャンネル（図９の［Ｌｉｔｔｌｅ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］）から空きチャンネルを見付け、その空きチャンネルで配信を行うように配信時刻を決定する（ステップＳ１６）。
【０１２２】
そして、配信計画手段４は、その配信を行う空きチャンネルと、配信時刻と、前述の解析結果とを情報配信制御手段３に伝える。また、配信計画手段４は、デマンド信号に含まれる送信フォーマットの情報やランダムアクセス性の情報を解析し、その解析結果を情報配信制御手段３に与える。
【０１２３】
情報配信制御手段３は、その空きチャンネルと、配信時刻（開始時刻と終了時刻）と、送信フォーマット（３Ｍビット／秒か４５Ｍビット／秒かの伝送レート）と、ランダムアクセス性の情報を、加入者ＩＤをヘッダ情報として備える下りの制御データとして、加入者ＩＤにより特定される、デマンドしてきた加入者に送信しておき（ステップＳ１８）、配信開始時刻になったら（ステップＳ１９）、配信要求デマンドに含まれていた番組識別データと、送信フォーマットとに基づいて、伝送レートが３Ｍビット／秒の時にはビデオサーバ２１から、４５Ｍビット／秒の時には、テープ情報ライブラリー装置２２から、指定されたビデオ番組を抽出し、配信を実行する（ステップＳ２０）。
【０１２４】
配信計画手段４は、ステップＳ１２で要求時間の情報がＣクラスであり、半日あるいは１日程度の大きい遅延を許容する配信要求であると判別したときには、深夜の時間帯に割り付けられたＣクラス用の下り回線チャンネル（図９の［Ｍｕｃｈ Ｄｅｌａｙ Ｖ．Ｏ．Ｄ用］）の配信計画から、空きチャンネルを見付け、その空きチャンネルで配信を行うように配信時刻を決定する（ステップＳ１７）。
【０１２５】
そして、配信計画手段４は、その配信を行う空きチャンネルと、配信時刻と、前述の解析結果とを情報配信制御手段３に伝える。また、配信計画手段４は、デマンド信号に含まれる送信フォーマットの情報やランダムアクセス性の情報を解析し、その解析結果を情報配信制御手段３に与える。
【０１２６】
情報配信制御手段３は、その空きチャンネルと、配信時刻（開始時刻と終了時刻）と、送信フォーマット（３Ｍビット／秒か４５Ｍビット／秒かの伝送レート）と、ランダムアクセス性の情報を、加入者ＩＤをヘッダ情報として備える下りの制御データとして、加入者ＩＤにより特定されるデマンドしてきた加入者に送信しておき（ステップＳ１８）、配信開始時刻になったら（ステップＳ１９）、配信要求デマンドに含まれていた番組識別データと、送信フォーマットとに基づいて、伝送レートが３Ｍビット／秒の時にはビデオサーバ２１から、４５Ｍビット／秒の時には、テープ情報ライブラリー装置２２から、指定されたビデオ番組を抽出し、配信を実行する（ステップＳ２０）。
【０１２７】
上述のような即時配信のために、ケーブル・テレビ局側では、ビデオ番組の始端部の、３Ｍビット／秒での伝送用のリアルタイムデータと、始端部を除いたビデオ番組の大部分の、４２Ｍビット／秒での伝送用の時間軸圧縮解凍後のデータとを、並列に蓄積する記億フォーマットの設定によって、ビデオサーバは送信データの並列送信するための処理が必要なくなる。また、送信データの取り込みを容易にし、サーバからの送信時の処理を簡単化することができる。
【０１２８】
［加入者端末での下りの制御データおよび配信データの受信処理］
図１２は、加入者端末の端末コントローラ３２０で、下りの制御データを受け取った時、および配信デジタルデータを受け取った時の処理ルーチンの流れ図である。
【０１２９】
加入者端末は、下りの制御データ中の加入者ＩＤにより自分宛ての配信計画の制御データを下りの回線Ｃｄから受信し、それを解析して（ステップＳ２１）、その解析の結果で即時配信か否かを判別する（ステップＳ２２）。この判別は、例えば、下り制御データに配信時間のデータが無いことで行うことができる。なお、遅延許容度のクラスを示す情報や、即時配信か否かのフラグを下りの制御データに含まれておき、それに基づいて判別するようにしてもよい。
【０１３０】
解析結果の判別結果が、即時配信であるときには、その配信チャンネルの情報を取得して、端末コントローラ３２０より、周波数変換回路３０８に、その配信チャンネルの下りデジタル配信データを復調可能な周波数帯域に変換するための選択信号を供給し、また、スイッチ回路３１８はデ・マルチプレックス回路３１７からの３Ｍビット／秒のデータを選択する状態に切り換え、さらに、スイッチ回路３１５は、ＭＰＥＧデコーダ３１９からのテレビジョン信号を選択する状態に切り換え、出力端子３１６を通じて受像機に供給するようにする（ステップＳ２３）。
【０１３１】
そして、リアルタイムで配信された所望ビデオ番組の始端部が再生される（ステップＳ２４）。この始端部の再生と並列に、始端部を除いて高速配信された、所望ビデオ番組の大部分の情報は、一時記憶装置３３０に記憶される（ステップＳ２５）。
【０１３２】
例えば、所望ビデオ番組の長さが２時間の場合、番組の始端部の長さは、前述のように、８分３０秒間となる。また、この間に、所望ビデオ番組の大部分の情報は、４２Ｍビット／秒のレートで、データストリーマ３３０に記録され、８分弱で、記録が完了してから、テープメディアが巻き戻され、所望ビデオ番組の始端部の再生が終了した時点では、テープメディアの巻き戻しも終わっている。
【０１３３】
所望ビデオ番組の始端部の再生が終了すると（ステップＳ２６）、一時記憶装置３３０に記憶されている時間軸圧縮ビデオデータが再生される（ステップＳ２７）。
【０１３４】
このとき、端末コントローラ３２０により、一時記憶装置３３０のデータストリーマ３３０からの読み出しに際して、圧縮が解凍される。また、フレームカウンタ３２０ｃにより、リアルタイム配信のビデオ番組の始端部のフレーム番号が順次カウントされて、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータの再生を開始するタイミングと、スイッチ回路３１８を一時記憶装置３３０側に切り換えるタイミングとが制御される。
【０１３５】
これにより、３Ｍビット／秒の画像データが、切れ目なく、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給され、ＭＰＥＧデコーダ３１９からのテレビジョン信号が、出力端子３１６を通じて、受像機に供給される。
【０１３６】
上述のようにして、この実施の形態では、システムディレイを無視すると、即時配信の場合、デマンド後、直ちに所望ビデオ番組の始端部のリアルタイムデータが配信されるため、加入者は、待ち時間なしで、画像の再生を行うことができる。
【０１３７】
また、始端部を除く、所望ビデオ番組の大部分の情報が高速配信されるので、リアルタイム配信の場合に比べて、一つの番組の配信に要する時間を格段に短縮することができて、伝送容量を効率よく利用することができる。
【０１３８】
一方、ステップＳ２２での判別結果が、即時のリアルタイム配信ではないときには、送信時刻、送信チャンネルおよび送信フォーマット、ランダムアクセス性の情報を前述の下り制御データの解析結果から知り、受信の準備を行なって（ステップＳ２８）、配信情報の配信時刻まで待つ（ステップＳ２９）。
【０１３９】
配信時刻になると、端末コントローラ３２０より、周波数変換回路３０８にその送信チャンネルの下りのデジタル配信データを復調可能な周波数帯域に変換するための選択信号を供給し、送信フォーマットにしたがって受信を開始する（ステップＳ３０）。
【０１４０】
そして、下りの制御データに含まれる送信フォーマットと、ランダムアクセス性の情報にしたがって、一時記憶装置３２０の半導体メモリ、ハードディスク装置、データストリーマ、デジタルＶＴＲのうちのいずれにより、配信情報を記憶するメディアを選択して、その選択した一時記憶装置に受信した配信情報を記憶する（ステップＳ３１）。
【０１４１】
この場合、送信フォーマットが高速配信を指定してした場合には、配信情報は４５Ｍビット／秒の伝送レートで、高速で送られてくるので、例えば半導体メモリ３３１が一時記憶手段として選択され、配信データは、その高速の伝送レートのまま、高速にこの一時記憶手段としての半導体メモリ３３１に記憶される。
【０１４２】
また、送信フォーマットにより配信のデータレートが３Ｍビット／秒である場合には、ランダムアクセス性を考慮して、ランダムアクセス性が高い時にはハードディスク装置を、ランダムアクセス性が低いときにはデータストリーマ装置３３３を、一時記憶手段として選択する。
【０１４３】
なお、この実施の形態では、前述のように、データストリーマ３３３に高速配信データを記録することができる。
また、送信フォーマットが、リアルタイム受信の可能な低レートでの送信を要求しているときには、料金を高くし、高速レートでの送信を指定しているときには、配信時間が短いので料金を低く設定するようにすることもできる。
【０１４４】
上述のような遅延配信処理のステップＳ３１で、一時記憶装置３３０に記憶されたビデオデータは、加入者のユーザインターフェース３２１を介しての再生要求により、任意の時間に再生されて、加入者に提供される。すなわち、加入者がユーザインターフェース３２１を通じて、遅延配信された番組の再生要求を入力すると、それを受けた端末コントローラ３２０は、そのビデオ番組が記憶されている一時記憶装置に再生指令を送る（ステップＳ３２）。
【０１４５】
この再生指令を受けた一時記憶装置は、対応する番組のデジタルビデオデータを読み出し（ステップＳ２７）、スイッチ回路３１８を通じて、ＭＰＥＧデコーダ３１９に供給する。この場合、読み出されたデジタルデータのレートは、３Ｍビット／秒である。そして、このＭＰＥＧデコーダ３１９からのビデオ信号が出力端子３１６を通じて受像機に供給されて、加入者の視聴に供される。
【０１４６】
なお、複数のデマンドを行なって、一時記憶装置に複数個のビデオ番組が登録されている場合を考慮して、加入者端末ｍｓの端末コントローラ３２０は、蓄積ビデオ番組のメニューを受像機に表示できる機能を備え、加入者はこの番組メニューから選択した番組を視聴できるようにすることができる。
【０１４７】
なお、この実施の形態の場合、一時記憶装置３３０に記憶された番組は、加入者により再生要求がなされて、一度、再生されると、端末コントローラ３２０からの消去命令により、対応する一時記憶装置から消去される。これは、不法に、番組情報がコピーされるのを防止するためである。
【０１４８】
以上説明した実施の形態においては、加入者は、即時配信のデマンドだけでなく、後の時点での配信をデマンドすることができるので、いわゆるゴールデンタイムに視聴したい番組であっても、その番組を深夜のうちに配信してもらい、一時記憶装置に取り込んでおくことにより、好みの時間に、そのデマンドした番組を楽しむことができる。
【０１４９】
そのため、ゴールデンタイムでの即時のリアルタイム配信のデマンドの発生率が低くなることを期待できる。そして、デマンドの種類を緊急性を示すクラスにより多種に分類しているため、例えば、デマンドに対する課金を、遅延を許容するデマンドに対しては、即時のリアルタイム配信のデマンドの場合よりも低く設定することも可能であり、その場合には、ゴールデンタイムでのデマンドをより少なくすることが期待できる。
【０１５０】
そして、ケーブル・テレビ局は、このようにゴールデンタイムでの即時のリアルタイム配信のデマンドの発生率が低くなるため、局側の設備は、従来の即時のリアルタイム配信のみしか行わない場合に比べて、小規模で済む。
【０１５１】
また、下りのデジタル配信データの伝送容量を、デマンド中の緊急性を示すクラスに関する情報に応じた独立した複数種の配信チャンネルに分けると共に、その複数種の配信チャンネルのチャンネル数を、ゴールデンタイムでは即時のリアルタイム配信のためのチャンネル数を多く、深夜では遅延配信のためのチャンネル数を多くというように、時間帯に応じて変更するようにしたので、効率のよい伝送容量の利用を図ることができる。
【０１５２】
また、上述の実施の形態においては、遅延配信の場合に、リアルタイム配信の場合に比べて、高速の配信が可能であるので、一つの番組の配信に要する時間を、従来よりも短縮することができ、その点でも、伝送容量の効率のよい利用が促進される。
【０１５３】
［変形例］
前述の実施の形態では、Ｂクラスのデマンドの場合には、加入者側で、必ず一時記憶手段に記憶するようにしたが、局側から送られてくる配信時間を加入者端末で表示するなどして、加入者に知らせることが可能であるので、Ｂクラスのデマンドの場合においても、前述のような、指定ビデオ番組の始端部のリアルタイム配信と、指定ビデオ番組の始端部を除いた大部分の高速配信とを並列に行なうようにしてもよい。
【０１５４】
なお、以上は、ビデオ・オン・デマンドシステムに、この発明を適用した場合であるが、この発明は、ビデオに限らず、種々の情報をデマンドに応じて配信するようにする双方向情報伝送システムのすべてに適用可能である。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、加入者は、待ち時間なしで画像の再生を行うことができると共に、一つの番組の配信に要する時間を格段に短縮することができて、双方向情報伝送システムの伝送効率を更に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態の要部の機能ブロック図である。
【図２】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態のネットワーク構成例を示す図である。
【図３】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における情報配信センターとしてのケーブル・テレビ局の構成例を示す図である。
【図４】図３のケーブル・テレビ局の設備の一部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における中継用機器の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における中継用機器の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末の構成例を示すブロック図である。
【図８】図７の加入者端末の一部の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における下りのデジタル配信チャンネルの使用状態の例の要部を示す概念図である。
【図１０】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における下りのデジタル配信チャンネルの使用状態の例の他の要部を示す概念図である。
【図１１】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末からのデマンド送出処理の例を示す流れ図である。
【図１２】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態におけるケーブル・テレビ局でのデマンド受信処理の例を示す流れ図である。
【図１３】この発明による双方向情報伝送システムの実施の形態における加入者端末での下りのデジタル配信データの受信処理の例を示す流れ図である。
【図１４】双方向情報伝送システムにおける伝送周波数帯域の割り当て例を説明するためのスペクトル図である。
【図１５】従来のビデオ・オン・デマンドシステムにおける下りの情報配信チャンネルの使用状態の例を示す概念図である。
【符号の説明】
ＨＥ…ケーブル・テレビ局、１…デジタル情報ソース、２…下り情報信号発生部、３…情報配信制御手段、４…配信計画手段、５…デマンド受信解析手段、２１…ビデオサーバ、２２…テープ情報ライブラリー装置、２３…ＡＴＭ交換機、２４…ＨＥコントローラ、２５ａ〜２５ｐ…ノードコントローラ、ｍｓ…加入者端末、１１…デマンド送出手段、１２…一時記憶手段、１３…配信計画受信解析手段、１４…配信情報受信制御手段、３０３…復調／変調部、３１７…デ・マルチプレックス回路、３１９…ＭＰＥＧデコーダ、３２０…端末コントローラ、３２０ｃ…フレームカウンタ、３２１…ユーザインターフェース、３３０…一時記憶装置、３３１…半導体メモリ、３３２…ハードディスク装置、３３３…データストリーマ装置、ＦＢ…光ファイバケーブル、ＣＢ…同軸ケーブル
Claims (7)
- 情報配信センターと、この情報配信センターに対して上り回線および下り回線を介して接続される複数の加入者端末装置とを備え、
上記加入者端末から上記上り回線を通じて上記情報配信センターに対して所望情報の配信要求が行われ、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信が行われる双方向情報伝送システムであって、
上記情報配信センターは、
上記加入者端末からの配信要求に基づいて配信すべき情報の配信計画を作成する配信計画手段と、
上記配信計画手段により作成された配信計画に基づいて、前記配信すべき情報の配信を実行する配信実行手段と、
上記配信計画手段で作成された配信計画に関する情報を含む下りの制御データを、上記配信実行手段で配信の実行をする前に、上記情報配信要求を送出した加入者端末に送出する下り制御データ送出手段と
を有し、
上記加入者端末は、
少なくとも当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報とを含む上記配信要求を送出する配信要求送出手段と、
大容量の記憶手段と、
上記情報配信センターからの上記下りの制御データから上記配信計画を知る配信計画受信解析手段と、
上記配信計画受信解析手段で取得した上記配信計画に基づいて、上記情報配信センターから配信される上記所望情報を受信して再生するようにする配信情報受信制御手段と
を有し、
上記情報配信センターの配信計画手段においては、
上記配信すべき情報の伝送帯域を、上記配信の上記遅延許容度が遅延無しを示すもの用の第１の帯域と、上記遅延許容度が遅延を許容するもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定する
ことを特徴とする双方向情報伝送システム。 - 請求項１に記載の双方向情報伝送システムにおいて、
上記情報配信センターの上記配信実行手段は、上記配信計画手段により作成された配信計画に基づいて、上記加入者端末装置においてリアルタイムの再生が可能な第１のデータ伝送速度での上記所望情報の始端部の配信と、上記第１のデータ伝送速度より早い第２のデータ伝送速度での上記所望情報を時間圧縮した情報の配信とを並列に、上記第１の帯域を用いて実行し、
上記加入者端末の配信情報受信制御手段は、上記配信計画受信解析手段で取得して上記配信計画に基づいて、上記情報配信センターから上記第１の帯域において上記第１のデータ伝送速度で配信される上記所望情報の始端部をリアルタイムで再生し、上記情報配信センターから上記第２のデータ伝送速度で配信される上記所望情報を上記記憶手段に書き込んで記憶すると共に、書き込み終了後に、上記記憶手段から上記所望情報の始端部に続く上記所望情報の残部を上記第１のデータ伝送速度で読み出して上記リアルタイムの再生に 続いて上記所望情報の再生をするようにする
ことを特徴とする双方向情報伝送システム。 - 上記第１のデータ伝送速度で配信される上記所望情報の始端部の情報は、上記加入者端末装置の上記記憶手段への上記第２のデータ伝送速度で配信される上記所望情報の書き込みが終了するまでの時間分以上の情報であることを特徴とする請求項２に記載の双方向情報伝送システム。
- 上記第２の伝送速度で配信される所望情報は、上記第１のデータ伝送速度で配信される上記所望情報の上記始端部を除く残部の情報であることを特徴とする請求項３に記載の双方向情報伝送システム。
- 加入者端末装置から上り回線を通じて情報配信センターに対して所望情報の配信要求を行ない、この配信要求に対して上記情報配信センターから上記所望情報の配信を行なうようにする双方向情報伝送方法であって、
上記加入者端末装置は、当該加入者端末自体の識別情報と、上記所望情報の識別情報と、配信の遅延許容度に関する情報とを含む情報配信要求を送出し、
上記情報配信センターは、上記所望情報の配信をすべき伝送帯域を、上記配信の遅延許容度の小さいもの用の第１の帯域と、上記配信の遅延許容度の大きいもの用の第２の帯域とに、分けておくと共に、上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時間帯が、上記配信要求の発生が多い時間帯では上記第１の帯域を広くし、上記配信要求の発生が少ない時間帯では上記第２の帯域を広くするように定めておき、
上記加入者端末からの上記配信要求を受け取った時刻に応じて上記第１の帯域と第２の帯域の広さを決定すると共に、上記配信要求に含まれる上記所望情報の配信の遅延許容度に関する情報に応じて、上記配信すべき情報を上記第１の帯域で配信するか、上記第２の帯域で配信するかを決定して配信計画を作成し、
上記情報配信センターは、上記配信計画の情報を下りの制御データに含めて、上記配信要求を出した加入者端末装置に、実際の配信に先立ち送信しておくと共に、上記配信計画に従って上記所望の情報の配信を実行し、
上記加入者端末装置は、上記情報配信センターからの上記下りの制御データを受信、解析して、上記配信計画を知り、この知得した配信計画に基づいて上記情報配信センターから配信されてくる上記所望情報を受信して再生する
ことを特徴とする双方向情報伝送方法。 - 請求項５に記載の双方向情報伝送方法において、
上記情報配信センターは、上記配信計画にしたがって上記加入者端末装置においてリアルタイムの再生が可能な第１のデータ伝送速度での上記所望情報の始端部の配信と、上記第１のデータ伝送速度より早い第２のデータ伝送速度での上記所望情報を時間圧縮した情報の配信とを並列に実行するようにし、
上記加入者端末装置は、上記情報配信センターからの上記下りの制御データを受信、解析して、上記配信計画を知り、この知得した配信計画に基づいて上記情報配信センターから上記第１のデータ伝送速度で配信される上記所望情報の始端部をリアルタイムで再生し、上記情報配信センターから上記第２のデータ伝送速度で配信される上記所望情報を、書き込みと読み出しとが同時にはできない記憶手段に記憶すると共に、書き込み終了後に、上記記憶手段から上記所望情報の始端部に続く上記所望情報の残部を上記第１のデータ伝送速度で読み出して上記リアルタイムの再生に続いて上記所望情報の再生をするようにする
ことを特徴とする双方向情報伝送方法。 - 上記第１のデータ伝送速度と上記第２のデータ伝送速度との和が上記下り回線の１チャンネルの最大データ伝送速度に等しくなるように設定される
請求項５に記載の双方向情報伝送方法。
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