JP3919590B2 - 対話型情報サービス制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオ、音声、ライブラリ、対話型ゲーム、等の対話型情報サービスを提供するための制御システムに関する。特定ビデオ応用としては、「ムービーオンデマンド」、オンラインデータ検索、及びホームショッピングがある。発明による情報サービスはすべて、サービス提供者又は別の使用者と顧客のセットトップ端末の間のネットワークによる対話接続の使用を必要とする。さらに詳細には、発明は、顧客のセットトップ端末とサービス提供者又は他の使用者の間のネットワークによる情報セッション接続を確立し、対話型情報サービスを顧客に提供するために必要な双方向ネットワーク通信を管理するための制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタル信号処理技術における最近の発展と、特に、デジタル圧縮技術の進歩は、現電話及び同軸ケーブル線を介して顧客の家庭に新デジタルサービスを提供するために過多な提案につながった。例えば、デジタルビデオを圧縮し、圧縮デジタルビデオを従来の同軸CATVケーブルにより伝送し、顧客のセットトップ端末においてビデオを減圧することにより、数百のCATVチャンネルを顧客に提供することが提案された。この技術の別の提案応用は、「ムービーオンデマンド」ビデオシステムであり、この場合、顧客は、ビデオライブラリから特定ビデオプログラムを要求するために、電話線を介して、ビデオサービス提供者と直接に通信し、要求されたビデオプログラムは、すぐに視聴するために、電話線又は同軸CATVケーブルを介して、発呼者の家庭に経路選択される。
【0003】
例えば、この形式の対話型テレビジョンシステムは、米国特許第5,014,125号においてPocock他によって記載されたが、二方向電話接続を使用して、いろいろなビデオプログラムを選択し、そのようなビデオプログラムの音声部分を中央地点から視聴者に送信するために、視聴者から中央コントローラにコマンド信号を送信する。いったん接続が確立されたならば、視聴者を中央地点に接続する伝送パスが、識別され、そのIDが、視聴者のセットトップ端末から中央コントローラに送信される。この時、この伝送パスは、視聴者の端末へのビデオプログラミングの伝送を制御するために使用され、プログラミングは、格納され、視聴者のテレビジョンへ再伝送される。いったんビデオプログラムの伝送が開始すると、アドレス及びコマンドデータが、ビデオフレームの垂直帰線消去期間においてビデオサービス提供者から視聴者のセットトップ端末へ送信される。しかし、不幸にも、Pocock他によって記載されたシステムは、セットトップ端末から中央コントローラへコマンドを伝送するために電話線の使用を必要とし、こうして、コマンドの伝送のために、電話会社の制御下で、電話標準及びプロトコルの使用を必要とする。さらに、Pocock他のシステムは、単に、視聴者が特定ビデオプログラムを要求するという意味において対話型である。視聴者は、プログラムが視聴者のビデオカセットレコーダー(VCR)を介して局所的に制御される時の如く、再生、休止、高速転送等のコマンドを使用して、伝送中ビデオプログラムと対話する。
【0004】
本出願と同一譲受人に譲渡されたBeyers、II他への米国特許第5,235,619号において、CATV加入者からヘッドエンド制御位置への上流伝送のために確保されたテレビジョン帯域幅チャンネル内に搬送周波数を有する複数の選択可能なデータチャンネルによりデータを伝送するRFリターン方法が、記載される。ここで記載された如く、上流伝送レベルが、周期的ベースで自動的に確立され、伝送回数が、少なくとも一回がランダムに選択される。これらのリターンパスチャンネルは、ビデオ会議、電力計読取り、警報サービス、加入者ポーリング及び投票、加入者視聴統計収集、ホームショッピング、及びインパルス有料視聴サービスに対して使用される。しかし、現在、そのようなRFリターンパスは、周期的ベースにおいて送信される課金情報等に対して使用され、コマンドとデータが実時間で前後に流れるCATV加入者と情報提供者(又は別のCATV加入者)の間の完全な対話型情報セッション接続を提供するために適合されなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
多くの人達は、顧客が、大きな音声、ビデオ又はデータライブラリに選択的にアクセスし、ビデオプログラムが視聴者のVCRを使用して再生される時の如く、実時間ベースにおいて選択情報の提示を制御し、あるいは対話型ビデオゲーム、長距離学習等の場合の如く、一人の顧客が、別の顧客と対話する真の対話型システムが、人々が情報を取得し、歓待を受ける方法を革新すると信じている。不幸にも、本発明の前に、実時間ベースにおいてプログラムの提示を通じて視聴者からのコマンドを受け取る「ムービーオンデマンド」又は他の「対話型」情報サービスを実現させる通信システム及びプロトコルは、確立されていない。これに反して、Beyers,II他によって記載されたものの如く先行技術のシステムは、選択サービスの提示に対話式に影響しない顧客ポーリングシステム、課金システム等のシステムに限定された。
【0006】
現在まで、電話会社は、デジタル情報を顧客へ経路選択するために、ISDNデジタル交換網の使用を促進してきた。不幸にも、電話線は、例えば、デジタルビデオの伝送のために所望の帯域幅を有さないツイストペアとして家庭に入る。他方、ケーブルテレビジョン会社は、デジタルビデオデータと他の情報を視聴者に提供するための現広帯域同軸ケーブルの使用を促進した。不幸にも、CATVシステムは、ユニークなプログラミングを各視聴者に経路選択するために必要な交換機構を欠く。事実、対話型情報システムの実現に対する最大の障害は、ケーブルテレビジョンと電話産業の間の協同と、Federal Communications Commission(FCC)によって承認された共通伝送標準及びプロトコルに関する取決めの欠如であるように思える。出願者はまた、顧客が要求されたプログラミングの伝送を通じて情報サービス提供者と連続的に通信することができる真の対話型デジタル網を実現するために、なんらかのグループによる具体的な提案についてなにも知らない。
【0007】
こうして、対話型情報サービスシステムに対して膨大な市場潜在性があるが、技術におけるものとともに、FCCに受け入れられる従来の通信プロトコルを使用する顧客の必要物と要求条件を満たす対話型情報サービスシステムを提供するための先導はなされていない。こうして、ケーブル及び電話伝送システムの最良の特性を組み合わせる対話型情報サービスシステムを開発し、家庭にデジタル革新を持ち込む独立な対話型情報サービスシステムへそのような特性を取り入れることが、望まれる。また、そのようなシステムが、ホームビデオカセットレコーダーの簡便性により、ネットワークにより大きなライブラリにアクセスする無限のプログラミング柔軟性を提供することが望ましい。本発明は、これらの必要性を満たすように設計された。
【0008】
【課題を解決するための手段】
技術における上記の必要性は、本発明により、電話網及びプロトコルと独立に動作し、標準ネットワークバスと同様な信号要求条件により動作する対話型情報サービスシステムを提供することにより満たされた。発明の対話型情報サービスシステムは、好ましくは、新サービスとして設置されるスタンドアロンシステムとして実現される。しかし、発明の対話型情報サービス網はまた、例えば、発明の対話型情報サービスを伝送するために必要な付加帯域幅に対するファイバーオプティックケーブルを含むように修正された、従来の広帯域ケーブルテレビジョンシステムへ接続される。
【0009】
発明の対話型情報サービス(IIS)システムは、所定のフォーマットにおける制御メッセージを音声及びビデオサービス間のFCC命令サービス境界間で交換させる情報セッション接続を、顧客のセットトップ端末(STT)とサービス提供者(SP)との間に確立及び維持する。発明のこの見地は、ビデオサービスの文脈において、情報セッション接続又は「ビデオセッション接続」(VSC)を提供するとしてここで参照される。発明のIISシステムは、顧客のSTTが、制御システムメッセージの使用によりSPからのサービスを要求し、SPが、STTに接続された広帯域伝送網の帯域幅の部分で要求サービスを伝送することを可能にする。発明はまた、高速転送、巻戻し、休止、順方向走査、逆方向走査、及び他のハイパーメディア航法コマンド等の、航法コマンドが、顧客の家庭への電話接続の使用なしに、STTからSPへ伝送される如く、要求対話型情報サービスの伝送を通してこの通信接続を維持する。
【0010】
発明により、SPは、UNISON−1定義を使用して、伝達機構を通してデジタル網へ対話型情報サービスを提供する。この時、対話型情報サービスは、適切な広帯域チャンネルへ経路選択され、要求する顧客のSTTへ伝送される。ここで記載された如く、UNISON−1は、標準SONET伝達機構の後にモデル化された単向同期光ネットワーク(UNI−directional,Synchronous Optical Network)インターフェースであるが、標準は、MPEG−2システム伝達パケットと、現在のMPEG−2プロトコルにより圧縮及び結合されたデータを搬送する非同期転送モード(ATM)セルの如く、単向非同期パケットデータの伝送を容易にするように修正された。ヘッドエンドにおいて、MPEG−2データは、要求する顧客への伝送のために、8MHzチャンネルにおける64−QAMデータへ変換される。顧客のSTTにおいて、情報サービスデータは、減圧及び復号され、表示のために顧客のテレビジョンの適切なチャンネルへ写像される。
【0011】
発明により、情報セッション接続が、STTとSPの間に確立され、逆方向信号パスを通して通信を可能にする。このパスにより、STTは、サービスを要求し、実時間ベースにおいて対話式に選択サービスを制御することができる。逆方向信号パスは、好ましくは、顧客の家庭に入る伝送媒体の帯域内に設けられる。好ましくは、逆方向信号パスは、幾つかのSTTによって共用され、各STTは、好ましくは、時分割多元接続(TDMA)と、データ衝突を防止するためにスロット化ALOHA技術を使用して、双方向通信パスにアクセスする。この時、双方向通信パスにおけるデータは、QPSK復調され、イーサネット(登録商標)を介して直接に、又はヘッドエンドにおける接続管理コンピュータ(CMC)又は他の中央情報点を介して、SPへ送信される。同様に、SPは、イーサネット(登録商標)を介してヘッドエンド又は他の中央情報点へデータを送信することにより、双方向パスで信号を送信し、この場合、データは、QPSK変調され、適切なアドレスを有するSTTへ送信される。
【0012】
ここで記載されたサービスの形式に対する一つの応用は、STTが映画をSPから伝送要求する「ムービーオンデマンド」サービスの領域である。この時、映画が伝送されている間、STTは、現双方向接続により、再生、休止、高速転送、順方向走査、逆方向走査等のコマンドをSPに送信するための、発明による能力を有する。他の応用としては、オンラインデータ検索サービス、家庭サービスにおけるショッピング、対話型ビデオゲーム(この場合、SPはネットワークの別のメンバーによって置き換えられる)、長距離学習、ケーブル博物館、及び対話型接続の使用を通して改良された他のサービスがある。
【0013】
【発明の実施の形態】
発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面に関連して取られた発明の現在好ましい例示の実施態様の次の詳細な説明からさらに明らかになり、さらに容易に認識されるであろう。
【0014】
発明の好ましい実施態様が、第1〜14図を参照して、以下に記載される。技術における当業者には、図面に関してここで与えられた説明が、単に例示の目的であり、発明の範囲を決して限定するものではないことがわかるであろう。例えば、使用帯域幅及び周波数は、単に、現在好ましいものであり、発明を限定するものではない。発明の範囲に関するすべての質問は、添付のクレイムを参照することにより解決される。
【0015】
A.システム概要
第1図は、発明によるデジタル情報分布システム10の構成要素のブロック図である。第2図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、デジタル情報分布システム10は、サービス提供者(SP)20から圧縮デジタルビデオデータの如くデータが、顧客への提示のために、広帯域伝送網で、顧客のセットトップ端末(STT)30へ伝送される機構を設ける。例えば、ビデオサービスの場合に、受信情報は、顧客のテレビジョンにおいて表示される。発明により、双方向通信パスがまた、接続管理コンピュータ(CMC)40によって、SP20とSTT30の間に確立及び維持される。発明のシステムのこの部分は、SP20とSTT30の間の要求情報サービスデータの通信を可能にする情報セッション接続と呼ばれる。また、第1図において示された如く、デマルチプレクサー/変調器50が、CMC40の制御下で、圧縮された広帯域デジタル情報サービスデータを複数の6MHzテレビジョンチャンネルに変換するために設けられ、顧客のSTT30を介して、顧客のテレビジョンへ提供する。
【0016】
第1図に示された如く、発明のデジタル情報分布システム10は、レベル1サービス(L1)とレベル2サービス(L2)に分割される。レベル1サービスは、好ましい実施態様において、情報セッション接続又は「ビデオセッション接続」(VSC)を提供し、STT30とSP20の間の対話型通信セッションを開設及び維持するために責任を負うシステムの部分である。レベル1サービスは、Federal Communications Commission(FCC)によって規制される。他方、レベル2サービスは、SP20から網のL1部分へ要求サービスを設け、網の使用者端(STT30)においてサービスを終了させるために責任を負うシステムの部分である。レベル2サービスは、高度サービス提供者としてFCCによって定義され、FCCによって規制されない。こうして、本発明は、レベル1及びレベル2サービスの組み合わせを使用し、レベル1及びレベル2サービスの間の複数のインターフェースを必要とする。
【0017】
特に、本発明は、525ラインNTSCカラー又は単色ビデオ信号、関連音声信号、関連同期信号、及びSP20とSTT30の間の関連信号印加のデジタル化表現を搬送するために4つの情報サービスチャンネルを使用する。第1図において示された如く、ヘッドエンド(L1)におけるSP20(L2)とデマルチプレクサー/変調器50の間のインターフェースは、好ましくは、圧縮デジタルビデオ及び音声データと、SP20からデマルチプレクサー/変調器50への他のデジタルサービス情報を含む映画エクスパートグループ(MPEG−2)システム伝達パケットを転送するために使用される155.520Mbps光信号インターフェースであるUNISON−1インターフェースである。ヘッドエンド(L1)におけるデマルチプレクサー/変調器50とSTT(L2)の間のインターフェースは、好ましくは、MPEG−2システム伝達パケットをSTT30に伝達するために、Scientific Atlantaのマルチレート伝達機構(MRT)を使用する64直交振幅変調(64−QAM)である。ヘッドエンド(L1)における顧客のSTT30(L2)とCMC40の間の第3インターフェースは、好ましくは、差動符号化オフセット4相シフトキーイング(O−QPSK)変調を使用する順方向及び逆方向パス信号インターフェースである。最後に、CMC40(L1)とSP20(L2)の間のインターフェースは、好ましくは、イーサネット(登録商標)(IEEE802.3)を使用する順方向及び逆方向パス信号イーサネット(登録商標)である。これらのイーサネット(登録商標)は、以下に詳細に記載される。
【0018】
接続管理コンピュータ(CMC)40は、STT30とSP20の間のセッションを管理する。CMC40は、デマルチプレクサー/変調器50を供与し、STT30を供与し、QPSK復調器120、122(第2図)を供与し、QPSK変調器124(第2図)を供与し、適切な時に、デジタル網128(第2図)に経路選択情報を設け、STT30とSP20の間の情報セッション管理のために責任を負う。以下にさらに十分に記載される如く、STT30又はSP20のいずれかは、情報サービスのための要求をCMC40に送信する。CMC40は、要求サービスを伝達するために利用可能な資源があるか判定し、あるならば、SP20からSTT30へのサービス接続を確立する。それから、CMC40は、サービス情報をSTT30とSP20の両方に送信し、それらを網に接続させ、要求された対話型情報サービスを開始させる。サービスレベルL1とL2の間のメッセージ流れはまた、以下にさらに十分に記載される。
【0019】
B.デジタル情報分布システム10
発明によるデジタル情報分布システム10の好ましい実施態様が、第2図に関して記載される。それから、それぞれのインターフェースが、詳細に記載される。最後に、サンプルシステムコマンドメッセージとサンプルセッションが、発明のシステムの動作をより良く示すために記載される。
【0020】
第2図は、発明のデジタル情報分布システム10を示し、サービス提供者(SP)20は、要求された情報サービスを顧客の家庭100に供給する。図示された如く、セットトップ端末(STT)30は、発明のデジタル情報分布システム10を介してSP20と通信するために顧客の家庭100内に設けられる。STT30は、好ましくは、データ処理能力と、顧客のテレビジョン又は他の情報提示装置への受信データの提示を制御するための局所記憶装置を有する。
【0021】
図示された如く、本発明のデジタル情報分布システム10は、従来の同軸又は光回線により顧客のテレビジョンに付随したケーブル箱102にCATV信号を設ける従来のCATVシステムとは完全に異なる。例えば、発明の一つの実現において、従来のCATVシステムは、伝送媒体により大きな帯域幅を設け、通信ハードウェアをグレードアップすることにより、伝統的なケーブルテレビジョン割り込みのほかに、発明の対話型情報サービスシステム10を組み込むために修正される。他方、発明のシステムは、現存するケーブルテレビジョンシステムから完全に独立であり、現存するCATVシステムと競合して設けられる。後者の場合に、STT30とデジタル情報分布システム10の残部は、ケーブル箱102を介して設けられた従来のCATV割り込みに加えて、顧客に設けられる。
【0022】
第2図に示された如く、幾つかのSTT30は、複数の広帯域増幅器104へ共通双方向通信リンク103により接続される。好ましくは、各通信リンク103は、500個以上のSTT30を取り扱う。換言すれば、各通信リンク103は、発明のデジタル情報分布システム10へ少なくとも500人の局所的な顧客を接続する。こうして、第2図において例として示されたシステムは、少なくとも2000人の顧客をサポートし、付設ハードウェアを設けることにより容易に拡張される。
【0023】
増幅器104はまた、光ループ網108からの光信号を受信する光電気(O/E)コンバータ106によって設けられたアナログサービス情報信号を受信する。光ループ網108は、ヘッドエンド112において設けられた電気光(E/O)コンバータ110から光信号を受信する。光ループ網108は、こうして、ヘッドエンド112から顧客のSTT30の近接にサービス情報信号を設けるために機能する。現在、同軸ケーブル103は、顧客の家庭への最終距離まで、サービス情報信号を搬送する。しかし、すぐに、この目的のために光ファイバーを使用することは、費用効果がある。もちろん、ヘッドエンド112とSTT30の間の光ループ網108は、厳密には必要とされない。十分な広帯域伝送特性を有する同軸システムもまた、発明により使用される。しかし、光ループ網108が、現在好ましい。
【0024】
いったんSTT30のアドレスが、CMC40(D節参照)によって知られ、STT30が、第4図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、SP20への情報セッション接続を確立したならば、STT30は、TDMA上流アプリケーション信号リンクによりSP20と通信する。システム負荷に応じて、一つを超えるTDMAデータストリームがある。CMC40は、これらのTDMAデータストリームを追跡し、広帯域スペクトルにおいてどこで、TDMAチャンネルに対して同調させるかをSTT30に命令し、第4図に関して以下に記載される技術により、そのデータストリームにおいてタイムスロットの分配をSTT30に割り当てる。
【0025】
上記の双方向通信リンク103は、SP20がビデオサービス提供者である、本発明の好ましい実施態様による「ビデオセッション接続」(VSC)を設けるために使用された、SP20とSTT30の間の双方向通信パスの一部である。もちろん、SP20は、音声、テキスト、対話型ビデオゲーム等の他の形式のデジタルサービスも設ける。示された如く、STT30からSP20への上流アプリケーション信号リンクは、(光ループ網108における光ファイバーである)光ファィバー116により、ヘッドエンド112における光電気(O/E)コンバータ118へ伝送される光信号へSTT30からの信号を変換するための電気光(E/O)コンバータ114を含む。好ましい実施態様において、逆方向信号パスは、5MHz〜30MHzのスペクトルにおいて、1.544MHzを占有する。この信号は、イーサネット(登録商標)を介してCMCへの通信のためのQPSK復調器120、又はイーサネット(登録商標)を介してSP20への通信によるパスのための一つ以上のQPSK復調器122へ設けられる。技術における当業者により認められる如く、付設QPSK復調器122が、STT30とSP20の間の通信チャンネルの帯域幅を増大させるために、逆方向信号パスにおいて使用される。例えば、30MHz帯域幅の逆方向信号パスが望まれるならば、約1.544MHzの帯域幅を有する19又は20個の復調器122が、各々、設けられる。
【0026】
同様に第2図において示された如く、SP20とSTT30の間の順方向信号パスは、帯域幅伝送システムの利用チャンネルの一つ以上を介して、QPSK変調器124へイーサネット(登録商標)におけるCMC40を介して設けられる。例えば、順方向パス電気信号のための周波数範囲は、108MHz〜114MHzである。QPSK変調器124によって出力された順方向パス電気信号は、デマルチプレクサー/変調器50によって6MHzチャンネルヘ変調された64QAMビデオ信号とともに、RFコンバイナー126へ設けられる。それから、合成信号は、上記の如く、E/O110によって光信号へ変換され、光ループ網108を介してSTT30へ伝送される。
【0027】
ヘッドエンド112は、デジタル網128を介してSP20と通信する。このデジタル網128は、要求STT30へのデジタル情報サービスの提供を制御する要求データを、SP20からヘッドエンド112に経路選択する。第6〜8図に関して以下にさらに詳細に記載される如く、デジタル網128を介して設けられたデジタルデータは、UNISON−1定義によりフォーマットされ、MPEG−2システム伝達パケットにおいて155.520Mbpsのビデオ、音声とデータをヘッドエンド112に設ける。
【0028】
最後に、SP20は、イーサネット(登録商標)を介してCMC40及び/又はSTT30から受信されたメッセージを解釈し、ビデオプログラム又は他のデータライブラリ(不図示)におけるデータのアクセスを制御するルーターゲートウェイ130を含む。セッション制御ブロック132は、顧客によって要求されたプログラムに対する課金情報等を追跡する。セッション制御132が、顧客の信用が良いことを確定するならば、顧客は、ファイルサーバー134を介して圧縮プログラムデータライブラリへのアクセスを許される。もちろん、幾つかのファイルサーバー134は、一つ以上のSP20の一つ以上のプログラムデータライブラリをアクセスするために設けられる。チャンネルバンク制御ブロック136は、チャンネルバンク/マルチプレクサー138へファイルサーバー134によって設けられたデジタル情報を含むMPEG−2システム伝達パケットへプログラムID及び同等物を付加するために、ルーターゲートウェイブロック130に応答する。チャンネルバンク/マルチプレクサー138は、MPEG−2システム伝達パケットフォーマットを使用して、一つ以上のプログラムデータライブラリからのMPEG−2システム伝達パケットを組み合わせ、さらに、このデータをUNISON−1 STS−3cフレームへフォーマットし、要求STT30のヘッドエンド112へデジタル網128により伝送する。チャンネルバンク/マルチプレクサー138はまた、MPEG−2システム伝達パケットを時間調整し、パケットをタイムスタンプし、必要に応じて、デジタル網128における伝送における遅延を調整する。好ましくは、チャンネルバンク/マルチプレクサー138はまた、データが確実に伝送され、公知の技術により顧客のSTT30において復号される如く、暗号化機構を設ける。
【0029】
好ましい実施態様において、第2図に示されたデジタル情報分布システム10は、少なくとも650MHzの同軸容量を有する同軸ケーブルを介して、顧客の家庭100へ接続される。上記の如く、そのようなシステムの実現は、ローカルケーブルテレビジョン会社により開示された対話型サービスの提供のための同軸ケーブルを含む、従来のCATVハードウェアのグレードアップを必要とし、あるいは他方で、発明のシステムは、ローカルケーブルテレビジョン会社によって提供されたものとは別個のシステムとして設けられる。
【0030】
第3図に示された如く、650MHz同軸ケーブルが、従来のアナログビデオサービスと、発明による情報セッション接続(ISC)を設けるための順方向及び逆方向信号パスを含む、対話型デジタル情報サービスを収容するように割付られる。図示の構成において、最高30MHzの帯域幅が、ここで記載されたTDMA及び/又はスロットALOHA及びQPSK復調(1.544MHz信号チャンネル)技術を使用して、STT30からSP20へのTDMA逆方向パス信号に対して分配される。しかし、5MHz〜30MHzの帯域幅は、好ましくは、ベースバンドCTBとCSO雑音を回避するために使用される。それから、保護周波数帯が、約30MHz〜50Mhzを分配され、逆方向パス(0−30MHz)と順方向パス(50−650MHz)の2次及び3次成分の間のクロストークを最小にする。図示の実施態様において、50MHz〜550MHz帯域は、SP20からSTT30へ設けられた従来のアナログビデオに対して分配される。図示の実施態様において、従来のケーブルレディーチャンネルが、この帯域において伝送されるが、従来のケーブルレディーチャンネルは、一つの伝送媒体で送信され、対話型情報は、分離伝送媒体で設けられても良い。別の構成において、MPEG−2データ圧縮技術が、この帯域において650デジタルプログラム(8プログラム/チャンネルを有する836MHzチャンネル)を伝送するために使用される。これらのデジタルプログラムは、発明による放送サービス又は対話型プログラムである。上記の如く、ヘッドエンド112からSTT30への順方向パス信号は、50MHz〜550MHz(例えば、108〜114MHz)における利用チャンネルの一つにおいて設けられる。最後に、550MHz〜650MHz帯域が、発明による対話型デジタル情報伝送に対する後者の構成において使用される。こうして、約16個の6MHzチャンネルが、対話型デジタル情報プログラム配布のために分配される。8つのビデオプログラムが圧縮され、MPEG−2システム伝達パケットを使用して、6MHzチャンネルで伝送される時、100MHzの帯域幅当たりの約128個の分離対話型デジタルプログラムが、発明により伝送される。
【0031】
もちろん、異なる周波数分配が、ここで開示された技術により使用される。しかし、逆方向信号パスが、クロストークを防止するために、保護周波数帯によって順方向パスから分離されることは重要である。また、発明により使用されたチャンネル数は、顧客の家庭への伝送媒体の帯域幅に従属するために、顧客の家庭への接続は、発明のデジタル情報分布システム10において使用された帯域幅を収容するために十分であることが望ましい。
【0032】
次に、L1及びL2サービスの間のインターフェースの各々が、記載される。
【0033】
C.通信インターフェース
1.STT対SP逆方向パス信号インターフェース
上記の如く、双方向信号パスが、発明により、SP20とSTT30の間に設けられる。この節は、STT30(L2)とヘッドエンド112(L1)の間のインターフェースを記載する。上記の如く、ヘッドエンド112とSP20の間の順方向及び逆方向パス信号は、公知のイーサネット(登録商標)プロトコル(IEEE802.3)を使用し、ここでは詳細には記載されない。
【0034】
技術における当業者には、信号パスインターフェースに対して記載された通信技術は、通過帯域アーキテクチャーに共通であり、ベースバンドアーキテクチャーと異なり、一つの共用媒体での種々の形式の変調スキーム、競合技術及び伝達プロトコルを組み合わせるために変調RF搬送波を利用する。この目的のために、順方向及び逆方向パス信号が使用される。伝統的な通過帯域アーキテクチャーにおいて、RFスペクトルが、2つの分離した異なる指向性通信パスに分割される。逆方向パスは、共用網における顧客からヘッドエンド112の如く集中制御領域への通信のために確保されたスペクトルであるが、順方向パスは、ヘッドエンド112から複数の顧客への網による通信のために確保されたスペクトルである。発明により、2つの通信経路は、好ましくは、干渉を除去するために、通信が行われない保護周波数帯によって分離される。
【0035】
付加的な方法論が、発明の信号網を機能させるために必要とされる。例えば、逆方向パス信号は、同一逆方向パスへ接続されたSTT30の間の競合を防止するために、スロットALOHA及び時分割多元接続(TDMA)技術を含む。メッセージセルが使用され、そして順方向及び逆方向パス通信において1.544Mbpsフレーム化を使用する、差動符号化されたオフセット4相シフトキーイング(O−QPSK)技術もまた、使用される。
【0036】
a.スロットALOHA信号方式
スロットALOHA信号方式は、信号リンク103へアクセスする異なるSTT30の間の競合を管理するために、発明により使用される。特に、スロットALOHAは、信号リンクへの初期アクセスが要求される時、STT30に対して即時チャンネル分配を設けることにより、顧客のSTT30とヘッドエンド112の間のシグナリングのために使用される。スロットALOHA技術は、信号チャンネルへ等しいアクセスを有する複数の顧客に対して使用される。同時伝送が発生することがありうるために、スロットALOHA技術は、同時伝送が発生する時、信号スループットの導出を設ける。
【0037】
STT30とヘッドエンド112に対する信号チャンネルは、伝送のためのアナログ搬送波を使用する。以下でさらに詳細に記載される如く、2つの信号チャンネルが、そのような機能を設けるためにここで記載されるが、技術における当業者は、付加チャンネルが、頻繁なメッセージパケット衝突を生ずる高呼率を収容するために付設されることを認めるであろう。STT30は、そのような衝突を避けるために、各パケット伝送のための分配信号チャンネルの一つをランダムに選択する。
【0038】
発明により、各STT30の伝送開始時間を、共通クロット源へ同期させるタイムスロット技術が、使用される。メッセージパケットが伝送中重ならないために、開始時間の同期化は、信号チャンネルのメッセージスループットを増大させる。順次の開始時間の間の期間は、第4図において示された如く、タイムスロットとして識別される。各タイムスロットは、メッセージパケットが、E/Oコンバータ114を介して信号リンクと光リンク116によりヘッドエンド112へ伝送される時の点である。STT30は、タイムスロット境界においてパケットの伝送を開始する。
【0039】
共通クロック源は、好ましくは、ヘッドエンド112において発生され、ヘッドエンド112へ接続されたすべてのSTT30に同時に伝送された1.544Mbps信号である。すべてのSTT30は同一クロック源を参照するために、スロットタイムが、すべてのSTT30に対して割り当てられる。しかし、伝送網において伝搬遅延があるために、タイムスロットサイズは、伝搬遅延によるそれぞれのSTT30の間の伝送時間のずれを収容するために十分でなければならない。この目的のために、保護周波数帯が、約0.5ミリ秒の持続時間を有するタイムスロットを埋め合わせるために設けられる。1.544Mbpsにおける0.5ミリ秒タイムスロットの使用は、STT30からSP20へのコマンドの伝送に対して2000タイムスロット/秒のレートを設ける。
【0040】
発明によりSTT30から設けられたメッセージパケット構造は、好ましくは、512ビット長であり、88ビットのプリアンブルと424ビットのメッセージセルを含む。プリアンブルは、メッセージセルの開始を識別するために必要なヘッダー情報である。プリアンブルは、STT30へのフレームシーケンスを設けるための一定パターンであり、STTのタイムスロット区間の第1ビット目に挿入される。メッセージセルは、CMC40又はSP20へ設けられる実メッセージのペイロードである。メッセージセルの好ましいフォーマットは、第5図に関して、以下に記載される。
【0041】
好ましくは、例えば168.4ミリ秒の付加保護時間が、広帯域網の伝搬遅延を収容するために、各タイムスロットに割付けられる。伝搬遅延は、STT30が、1.544Mbpsクロック信号と、発明の対話型情報サービスシステム10へのメッセージパケットの戻り伝送時間を受信する時間を説明する。
【0042】
STT30によるメッセージパケットの伝送の後、送信STT30は、信号が、送信STT30へ返信された「エコー」メッセージを有することにより、CMC40又はSP20によって良好に受信されたことを判定する。好ましくは、エコーメッセージは、メッセージセルのみを含み、プリアンブルを含まない。エコーが、200個のメッセージタイムスロット又は約100ミリ秒内に送信STT30によって検出されないならば、信号衝突が、仮定される。換言すれば、2つ以上のSTT30が、同一タイムスロット中、メッセージパケット伝送を試みたことが仮定される。衝突が発生するならば、STT30は、そのメッセージパケットを再伝送する。
【0043】
再伝送に影響を与え、成功の確率を決定する2つのパラメータがある。これらは、再伝送時間(新タイムスロットが再伝送のために選択される)と、付加信号チャンネルの使用である。再伝送を容易にするために、STT30は、エコー信号に対して100ミリ秒の検出時間を超える時間期間において、再伝送のためのタイムスロットをランダムに選択する。再伝送に対する時間期間は、一般に、0−50ミリ秒である。この期間内に、最大100個のタイムスロットが、再伝送のために利用可能であり、そしてSTT30は、信号衝突の確率が最小にされる如く、タイムスロットをランダムに選択する。換言すれば、代替的な信号周波数又はチャンネルが、メッセージパケットの良好な再伝送の確率を増大させるために使用される。このスキームによるメッセージパケットを再伝送する前に、STT30は、再伝送のための信号周波数(チャンネル)を選択する。この選択は、成功の確率がまた増大される如く、同様にランダムな選択である。
【0044】
b.TDMA信号方式
STT30が、上記のスロットALOHA信号技術を使用して、SP20とのセッションを確立した後、STT30は、上記の如く一つ以上のQPSK復調器122を含むTDMA上流アプリケーション信号又は「パススルー」リンクにより、SP20と通信する。パススルーリンクにより送信されたメッセージは、インターネットプロトコル(IP)の如く公知のプロトコルにおいて包含される。システム負荷により、一つを超えるTDMAデータストリームがある。CMC40は、広帯域スペクトルにおいてどこで、そのTDMAチャンネルに対して同調させるかを、STT30に指示し、データストリームにおけるタイムスロットの分配をSTT30に割り当てる。第4図は、同一の上流通信リンクに接続された複数のSTT30が、TDMAタイムスロット分配を使用して、上流のSP20と通信する方法の例を示す。
【0045】
第4図に示された如く、各STT30は、3の長さ(TDMA_LEN)と、12のTDMAタイムスロットグループ間のタィムスロット区間(TDMA_DIST)を有するTDMA分配を割り当てられた。図示の如く、STT Aは、0のTDMA_START値を割り当てられた。STT Bは、3のTDMA_START値を割り当てられた。そしてSTT Cは、6のTDMA_START値を割り当てられた。第4図の例において、STT Aは、時間区間0−2において、D〜D+2、2D〜2D+2、3D〜3D+2等を伝送する。同様に、STTBは、時間区間3−5において、D+3〜D+5、2D+3〜2D+5、3D+3〜3D+5等を伝送するが、STT Cは、時間区間6−8において、D+6〜D+8、2D+6〜2D+8、3D+6〜3D+8等を伝送する。実際の実施態様において、Dは、最大数百のSTT30を収容するために十分に大きい。しかし、Dが、システム柔軟性を維持するために、システム負荷に応じて変化されることが好ましい。例えば、顧客が、特定の逆方向信号パスで通信する500人の顧客の一人である場合に、その顧客は、高速応答に対して100タイムスロット(即ち、D=100)を分配される。他方、逆方向信号パスにおける負荷が大きいならば、ヘッドエンド112へ一つを超えるTDMAデータストリームが設けられる。
【0046】
動作中、すべてのSTT30は、以下に記載される如く、ヘッドエンド112からスロットタイミング情報を獲得する。このタイミング情報は、現タイムスロットの値を決定するために各STT30によって使用される基準フレームカウントと、TDMAチャンネルにおけるタイムスロットの境界を規定する同期化機構とを含む。上記の如く、各STT30の伝送開始時間は、ヘッドエンド112において発生された好ましくは1.544Mbpsである共通クロック源に同期され、ヘッドエンド112に接続されたすべてのSTT30に同時に伝送される。すべてのSTT30は、同一クロック源を参照するために、スロットタイムが、すべてのSTT30に対して割り当てられる。
【0047】
各STT30によって必要とされたタイミング情報は、好ましくは、ヘッドエンド112において発生された共通信号方式インターフェース信号を介して伝送され、そのヘッドエンド112に接続されたすべてのSTT30に同時に伝送される。好ましくは、共通クロック源と共通信号方式インターフェース信号の両方は、以下に記載される順方向パス信号方向インターフェースを用いて、STT30によって回復される。この順方向パス信号リンクは、拡張スーパーフレーム(ESF)フォーマットにおいてフレーム化されたビットストリームを含む。基準フレームカウントは、順方向パス信号インターフェースを介してヘッドエンド112からSTT30によって受信された各拡張スーパーフレームの(データリンクビットとして公知な)Mビットにおいて埋め込まれる。このフレームカウント値は、ゼロ値から999の値まで反復してカウントする。このフレームカウント値は、抽出されたフレームカウント値に6を掛算することにより、順方向パス信号リンクにおいて受信された次の拡張スーパーフレームの最初のMビット(M1)を割り当てられたタイムスロットのタイムスロット番号を算出するために、STT30によって使用される。この算出は、ゼロから5999に値が変化し、3秒期間を含むタイムスロット番号を生ずる。
【0048】
順方向パス信号リンクデータストリームにおいて埋め込まれたESF Mビットがまた、各タイムスロットの開始時間を規定するために、STT30によって使用される。各奇数番号Mビット(M1、M3、M5、M7、M9、M11)の受信は、タイムスロットの開始を意味する。タイムスロット番号が、STTのTDMA_STARTカウントに等しい時、そのSTT30は、メッセージセルを、割り当てTDMAチャンネルにおけるタイムスロットに値するTDMA_CNTへ伝送する。STT30が、TDMA_CNTのタイムスロット幅へ適合するさらに多くのデータを有するならば、STT30は、割り当てTDMAチャンネルにおける伝送を再開することができる前に、タイムスロットに値するTDMA_DISTを待機しなければならない。
【0049】
以下に記載される如く、CMC40からのSTTセッション提供コマンドは、STT30に、TDMA_CHNL、TDMA_START、TDMA_CNT及びTDMA_DISTパラメータを提供する。第4図に示されないが、TDMA_CHNLは、広帯域スペクトルにおいてどこで、TDMAチャンネルに対して同調させるかを決定するために、STT30によって使用される。
【0050】
STT30の網が、大きく変化するならば、CMC40は、負荷を平衡させるために、TDMA_CHNL、TDMA_START、TDMA_CNT及びTDMA_DISTパラメータを再割り当てする。これが発生する時、CMC40は、まず、網におけるSTT30のすべてに、新TDMAパラメータを再提供する。しかし、これらのパラメータは、CMC40が、新パラメータの使用を命令するコマンドを、STT30の全個体数に同報通信するまで、効力を生じない。
【0051】
TDMAは、こうして、SP20への信号チャンネルへの非競合アクセスをSTT30に許容する。技術における当業者には認められる如く、TDMAは、随意的な帯域幅の分配タイムスロットアクセス方法を設けることにより、共用信号チャンネルへ複数のSTT30によるアクセスを分割することに基づく。個別STT30への上記のタイムスロット割り当ては、CMC40からSTT30へのメッセージを通して達成される。以下で、この目的のためのコマンドが、さらに詳細に記載される。TDMA信号チャンネルは、好ましくは、対話型セッションメッセージのためにのみ使用されるために、このリンクを使用する使用者の数は、同時に機能する対話型使用者の数に限定される。
【0052】
第2図に示された如く、網におけるQPSK復調器120は、合成TDMAデータストリームを読み取り、以下にさらに詳細に記載される技術により、CMC40からSP20への伝送のために、TDMAタイムスロットにおけるメッセージセルに含まれた情報を、原インターネットプロトコル(IP)パケットへ再組み立てする。
【0053】
c.QPSK変調
上記の如く、QPSK変調は、発明により、STT30とSP20との伝送のための有線又は光ファイバー伝送リンクでのデジタル情報を符号化する手段として使用される。発明の好ましい実施態様により、オフセット4相シフトキーイング(O−QPSK)が、増大した誤差性能、スペクトル効率、及び平均以上のパワーレベルにおける伝送能力により使用される。具体的に、QPSKは、デジタル位相変調の4レベル使用である。直角位相信号表現は、ゼロ開始位相と余弦波と正弦波の線形結合として、任意の位相正弦波形を表現するものである。QPSKは、直角位相信号の線形結合として位相シフトキーイング(PSK)信号を発生する。実現のために、ベースバンド信号におけるレベルに正比例して搬送波位相シフトを生成する装置が必要とされる。ベースバンド信号は、QPSKを生成するために直接に変調される。同相(I)信号と位相はずれ(Q)信号の2つの多重レベルベースバンド信号が、確立される必要がある。2つのベースバンド信号に対して選ばれたレベルは、I及びQ信号の線形結合として、PSK信号を表現するために必要とされた係数に対応する。QPSK変調器は、ビットが、同相変調器(I)と位相はずれ変調器(Q)に交互に送信される如く、入りビットストリームを分割する。これらの同一ビットストリームは、それらがシリアルビットストリームにインターリーブされる変調器において、それぞれの位相検波器の出力に現れる。
【0054】
QPSKシステムは、差動符号化及び対応差動検波の使用を必要とする。これは、回復された基準が正弦基準又は余弦基準であるかを判定する方法を受信器が有さない結果である。さらに、回復された基準の極性は不確実である。差動符号化は、2つの連続信号の間の符号化位相差分において情報を伝送する。変調器は、差動符号化を達成するためにデジタル2進記号を処理し、絶対位相を伝送する。差動符号化は、デジタルレベルにおいて実現される。
【0055】
オフセットキーイングは、エンベロープ変動を最小にするために、発明によるQPSKシステムにおいて使用される。これは、非線形チャンネル又は復調器における非線形プロセスによって生ずる信号劣化を縮小させる。そのような技術は、技術における当業者によって非常に公知であると考えられる。
【0056】
d.メッセージセル
上記の如く、メッセージセルフォーマットは、STT30からヘッドエンド112への信号方式において使用される。このメッセージセルフォーマットは、第5図において示され、上記のスロットALOHA及びTDMA技術において使用される。好ましくは、各メッセージセルは、40ビットメッセージセルヘッダーと、384ビットメッセージペイロード領域(第5図)を有する。メッセージセルヘッダーは、好ましくは、パスアドレス、チャンネルアドレスとヘッダー誤り制御(HEC)オクテットを含む。HECは、好ましくは、全セルヘッダーを覆う。HEC値は、HECフィールドを除くヘッダーの内容を掛算した、生成多項式x3+x2+x+1によってヘッダーを除算(モジュロ2)した剰余を含む8ビットシーケンスである。この時、8ビット剰余は、ヘッダーのHECフィールドに挿入される前の所定のビットパターンと排他的論理和を取られる。
【0057】
メッセージセルペイロードは、メッセージセルペイロードデータユニット(PDU)の全部又は一部を含む。メッセージセルPDUは、PDUペイロード(IPパケット)と、PDUをメッセージセル境界と位置合わせするために使用されるPADフィールドと、制御フィールド、PDUペイロードにおいてオクテット数を含む長さフィールド及び次数32の標準生成多項式に基づいた32ビットシーケンスであるCRC−32フィールドを含む終端部を含む。各メッセージセルPDUは、同一パス及びチャンネルアドレスを有する一つ以上の順次メッセージセル内に包含される。換言すれば、パスアドレスとチャンネルアドレスは、2つのメッセージセルに特定PDUをセグメント化するために、第5(c)図のメッセージセルにおいて同一でなければならない。メッセージセルPDUは、好ましくは、第5(a)図と第5(b)図において示された如く、単一のインターネットプロトコル(IP)パケットから成る。各STT30は、再アセンブリのために必要な一意的なパス及びチャンネルアドレスを提供される。IPパケットは、節見出し「CMCメッセージフォーマット」の下でさらに詳細に記載される。
【0058】
2.SP対STT順方向パス信号インターフェース
CMC40からQPSK変調器124と特定STT30への順方向パス信号方式は、2つの信号リンクを必要とする。即ち、イーサネット(登録商標)ペイロード領域におけるIPパケットを搬送するイーサネット(登録商標)信号リンクと、拡張スーパーフレーム(ESF)フォーマットにおいてフレーム化されるビットストリームを含むQPSK信号リンクである。ESFフレームのペイロード領域は、Bellcore
Document TR−TSV−000773,Issue 1,1991年6月においてDSIに対して指定された如く、物理層コンバージェンスプロトコル(PLCP)内の53オクテットメッセージセルのストリームを含む。QPSK信号リンクESFフレーム構造は、ビットストリームを、4632ビット拡張スーパーフレームに区分化する。各拡張スーパーフレームは、24,193ビットフレームから成り、この場合、各フレームは、一つのオーバーヘッドビットと、24オクテット(192ビット)のペイロードとから成る。24のフレームオーバーヘッドビットが、ESFにおいて設けられ、拡張スーパーフレームフレームアラインメント信号と、サイクリック冗長性検査と、データリンクビットとに分割される。ESFフレームアラインメント信号は、すべての24フレームとオーバーヘッドビット位置を合わせるために使用される。他方、サイクリック冗長性検査フィールドは、4632ビットの前拡張スーパーフレームメッセージブロックで計算されたCRC−6検査ビットを含む。検査ビットシーケンスは、好ましくは、x6による掛算と、CRCメッセージブロックの生成多項式x6+x+1による除算の後の剰余である。最後に、データリンクビット又はMビットは、QPSK線へのSTT30に対するタイムスロット情報を規定する基準フレームカウント値を表現する。フレームカウント値は、最初の10Mビット(M10−M1、M1は最下位ビット)において含まれ、M11は、最初の10Mビットで計算された奇数パリティービットを含み、M12は1にセットされる。このフレームカウント値は、ゼロ値ないし999値まで反復してカウントする。
【0059】
3.SP対ヘッドエンド網インターフェース
発明による典型的なデジタル情報分布システム10において、サービス提供者(SP)20からヘッドエンド112へ伝達された情報は、一般に、ビデオ、音声、私用データ及び網制御データの組み合わせである。発明によりデジタルデータを伝達するためのSP20とヘッドエンド112の間のインターフェースは、好ましくは、物理層特性と、公知の同期光ネットワーク(SONET)トランスポートに合わせてモデル化された基礎ネットワークトランスポート構造を有する単向同期光ネットワーク(UNISON−1)を使用する。しかし、SONET標準への幾つかの修正が、以下に記載される発明により為された。好ましくは、デジタルデータの形式におけるサービス情報は、圧縮デジタルデータのMPEG−2システムトランスポートパケットのペイロードにおいて搬送される。
【0060】
音声、ビデオ及び他のデータが総合方式で取り扱われる如く情報をデジタル化することが望まれるが、SP20は、データをデジタル化する方法と、特定要求条件に応じて混合呼量を搬送するために選択されたトランスポートレートにおいて広い許容範囲を有する。しかし、本発明により、デジタル化方法は、MPEG−2システムトランスポートパケットにおけるキャリッジに対して互換性がなければならない。
【0061】
発明により、単向同期光ネットワーク(UNISON−1)は、SONET仕様への完全な準拠を必要としないSONETの修正を使用するポイントゥーポイント光ネットワークを設ける。ここで記載されたUNISON−1フォーマットは、総合方式において多様な情報形式を伝達することができるために、望ましい。UNISON−1光信号に対する物理インターフェースは、好ましくは、Bellcore文書TR−NWT−00025,Issue 2,1991年12月,セクション4,テーブル4.11,コラムIR−1において規定された如く、中間範囲であるOC−3光インターフェースに対して記載された仕様を意味するが、物理/光コネクタは、好ましくは、FC/PC機械的コネクタである。他方、UNISON−1インターフェース信号は、好ましくは、RegionalBell Operating Companyから導出されたスペクトル3タイミング源から同期化される。
【0062】
好ましくは、発明によるデジタル網128において使用された基本データレートは、155.52Mbpsの同期トランスポート信号レベル3連接(STS−3c)である。連接は、全同期ペイロードエンベロープ(SPE)が単一エンティティ又は隣接データストリームとして取り扱われるSONETシステムのトランスポート条件を参照する。好ましい実施態様において、MPEG−2システムトランスポートパケットは、SPEへ写像され、その後、単一エンティティとしてデジタル網へ伝えられる。技術における当業者には公知な如く、STS−3cの光対応物は、光搬送波レベル3信号(OC−3)であり、フレーム同期スクランブリングの後のSTS−3cの直接光変換の結果である。
【0063】
第6図に示された如く、発明によるUNISON−1に対するSTS−3cフレームの好ましい実施態様は、合計2430オクテットに対して、270列と9行の8ビットオクテットから成る。125マイクロ秒のフレーム長(8000フレーム/秒)では、STS−3cは、155.52Mbpsのビットレートを有する。好ましい実施態様において、各行における最初の3列は、セクション及びライン層のオーバーヘッドオクテットを含むトランスポートオーバーヘッドである。第7図に示された如く、81オクテットが、こうして分配され、27オクテットが、セクションオーバーヘッドに対して分配され、そして54オクテットが、ラインオーバーヘッドに対して分配される。STS−3cに対するセクションオーバーヘッドは、好ましくは、次のフィールドから成る。則ち、STS−3cフレーム指示(A1とA2)、多重識別(C1)、セクション誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティー(BIP−8)(B1)と、一つの192kbpsメッセージベースチャンネル(D1、D2とD3)を形成するために分配された3オクテットである。E1とF1は、現在、未使用である。他方、STS−3cに対するラインオーバーヘッドは、好ましくは、ポインターフィールド(H1とH2)を含み、ポインターとSTS SPEの第1オクテットの間にオクテットにおけるオフセットを設け、連接が生じた時、ライン誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティーフィールド(B2)と、一つの576kbpsメッセージチャンネル(D4〜D12)を形成するために分配された9オフセットを指示する。H3、K1、K2、Z1、Z2とE2は、現在、未使用である。
【0064】
ペイロードは、第8図において示された如く、125ミリ秒フレーム構造であるSPEにおいて含められる。図示のUNISON−1 STS−3c SPEは、総数2349バイトに対して、261列と9行のバイトから成る。第8図に示された如く、列1は、好ましくは、STSパスオーバーヘッド(POH)として指定された9バイトを含むが、残りの2340バイトは、ペイロードに対して利用される。UNISON−1 STS−3c SPEは、STS−3cフレームの行1、列10において開始する。好ましい実施態様において、MPEG−2システムトランスポートパケットは、第8図に示された如く、UNISON−1STS−3c SPEへ写像される。第8図に示された如く、パスオーバーヘッドは、次のフィールドから成る。B3は、パス誤り監視機能に対するビットインターリーブパリティーオクテット(BIP−8)である。C2は、STS SPEの構成と内容を指示するために分配される。H4は、次のMPEG−2システムトランスポートパケットエンベロープの開始の位置を指示する。そしてPOHオクテットの残部は、現在、未使用である。それから、MPEG−2システムトランスポートパケットは、第8図に示された如く、UNISON−1 STS−3cペイロードへ写像され、この場合、SPEペイロードは、予備(R)オクテット(現在未使用)、いろいろなビデオ、音声及び私用データを格納又は伝送のための単一又は多重ストリームへ組み合わせる188オクテットパケットを具備するMPEG−2システムトランスポートパケット、及び誤り訂正のためのリードソロモンパリティービット(P)から成る。
リードソロモンパリティービットは、好ましくは、先行するMPEG−2システムトランスポートパケット(188オクテット)により計算され、この場合、パリティー計算のために使用されたリードソロモン符号は、256のガロア体を発生するために、8ビットの記号サイズ(M)と多項式p(x)=x8+x7+x2+x+1を使用して実現される符号である。そのような技術は、技術における当業者には公知であると考えられる。
【0065】
SPEにおけるフレームバイトのエミュレーションの発生を防ぐために、スクランブル方式が、使用される。好ましくは、ラインレートにおいて動作するシーケンス長127のフレーム同期スクランブラーが使用される。好ましい実施態様において、生成多項式は、1+x6+x7である。スクランブルされるすべてのビットは、スクランブラーのx7位置からの出力にモジュロ2で加算される。好ましくは、スクランブラーは、第6図において示された完全STS−3cフレームの全体で連続的に走る。しかし、フレームバイトと識別バイトは、好ましくは、スクランブルされない。
【0066】
最後に、連接は、全SPEが単一エンティティ又は隣接データストリームとして取り扱われるSONET OC−Nシステムのトランスポート条件を参照する。連接が実現される時、H1及びH2オクテットは、規定値を割り当てられる。好ましくは、MPEG−2システムトランスポートパケットは、SPEへ写像され、それから、単一隣接エンティティとしてデジタル網128へ伝えられる。
【0067】
4.ヘッドエンド対STTネットワークインターフェース
サービス情報をSTT30に伝達するために必要なヘッドエンド112とSTT30の間のインターフェースは、マルチレート伝達(MRT)フォーマットとともに、同軸ケーブルと通過帯域ネットワークトポロジーを使用する。好ましくは、情報は、直交振幅変調(QAM)技術を使用して、6MHzエンベロープにおいて伝達される。そのようなシステムにおいて、サービス情報は、MPEG−2システムトランスポートパケットを介して、MRT構造のペイロード領域において搬送される。
【0068】
第2図に示された如く、デマルチプレクサー/変調器50は、MPEG−2システムトランスポートパケットを含むUNISON−1デジタル信号を、顧客に伝送されるそれぞれの6MHz直交振幅変調信号へ符号化する。好ましい実施態様において、ヘッドエンド112/STT30インターフェースは、64−QAM技術を使用して、指定6MHzエンベロープにおいてSP20からの情報を伝達するために、MRTフォーマットとともに同軸ケーブルと通過帯域ネットワークトポロジーを使用し、この場合、SP20からのデータは、前節において記載された形式のMPEG−2システムトランスポートパケットを介してMRT構造のペイロード領域において搬送される。
【0069】
a.直交振幅変調(QAM)
一般に、直交振幅変調(QAM)は、有線又はファイバー伝送リンクによりデジタル情報を符号化する手段として使用される。QAMは、振幅及び位相変調技術の組み合わせであり、位相変調の形式であるマルチフェーズ位相シフトキーイングの拡張である。技術における当業者には公知な如く、2つの間の主要差異は、QAMにおける一定エンベロープの欠如と位相シフトキーイング技術における一定エンベロープの存在である。QAMは、スペクトル効率に関するその性能のために、本発明において使用される。
【0070】
QAMは、原非零復帰(NRZ)ベースバンド伝送に密接に関する。すべてのQAMバージョンは、初期NRZシーケンスから2つの多重レベルパルスシーケンスを発生させ、90°の移相だけオフセットされた2つの搬送波にこれらを付与することにより、形成される。この時、各変調搬送波は、抑圧搬送波を有するAM信号を生ずる。時間領域における掛算は、周波数領域におけるシフトに対応するために、変調スペクトルは、両側ベースバンド信号のスペクトル形状を維持する。
【0071】
QAMは、任意の数の離散信号レベルを有する。共通レベルは、4−QAM、16−QAM、64−QAMと256−QAMである。QAMはまた、互いに90°位相はずれの「直交」搬送波の振幅変調に基づく。QAMシステムのスペクトルは、直交チャンネルへ付与されたベースバンド信号のスペクトルによって決定される。これらの信号は、ベースバンドPSK信号と同一基本構造を有するために、QAMスペクトル形状は、等しい数の信号点を有するPSKスペクトル形状と同一である。換言すれば、16−QAMは、16−PSKと同一のスペクトル形状を有し、そして64−QAMは、64−PSKと同一のスペクトル形状を有する。しかし、スペクトル形状は同一であるとしても、2つのシステムの誤り性能は、かなり異なる。PSKシステムにおける信号点の間の距離は、匹敵するQAMシステムにおける点の間の距離よりも小さいために、非常に多数の信号点により、QAMシステムは、常に、PSKシステムをしのぐ。QAM変調に関する付加情報は、”IEEE Communications Magazine”,1986年10月,Vol.24,No.10において見いだされる。
【0072】
本発明により対話型スペクトルの各6MHzエンベロープは、第2図に示された如く、デジタル情報をSTT30に伝達する。64−QAM変調は、好ましい実施態様においてアナログ搬送波によりデジタル信号の伝達のために使用される。幾つかの同時ビデオプログラムは、ビデオ信号のデジタル符号化を使用して、単一6MHzエンベロープにおいて常駐する。発明による64−QAM、6MHzエンベロープの情報レートは、例えば、30Mbpsである。すべての中で、3Mbpsが、リードソロモン誤り訂正信号に対して使用され、その結果、合成正味情報レートは、27Mbpsである。結果として、3Mbpsのデジタル符号化ビデオ、データ及び音声が、対話型情報サービスに対して使用されるならば、9つの同時対話型情報サービスが、単一6MHzエンベロープにより伝達される。
【0073】
b.マルチレートトランスポートフォーマット(MRT)
上記のマルチレートトランスポート(MRT)フォーマットは、応用要求条件に誤り保護を整合させる手段を設けるための多様な伝送システムにおいて作動するように設計される。発明による好ましいフォーマットは、リードソロモン順方向誤り訂正(FEC)と二重オクテットインターリーブの組み合わせを使用し、ランダム及びバースト誤り保護を達成する。第9図に示された如く、MRTフォーマットは、好ましくは、上記の64−QAM変調を使用して、6MHzエンベロープへのFECによるMPEG−2システムトランスポートパケットのマッピングを具備する。
【0074】
第9図に示された如く、MRTフォーマットは、好ましくは、各ラインの開始において同期化オクテットを具備し、MRTトランスポート構造のための同期化を獲得するのを補助するために使用される。高信頼性マーカー(HRM)はまた、MRTトランスポート構造のための同期化を獲得する補助と、インターリーブ機能の境界を規定するために使用される。高信頼性マーカーは、2つのフィールドから成る。即ち、(a)(N+2t)/2オクテット線形帰還シフトレジスター発生パターンと、(b)(N+2t)/2ネットワーク特定フィールドであり、ここで、Nは、MRTデータパケット長であり、そしてtは、リードソロモン符号の誤り訂正項(好ましい実施態様においてt=8)である。ネットワーク特定フィールドに対するデフォルト構成は、線形帰還シフトレジスター発生パターンの継続である。高信頼性マーカーは、高信頼性マーカー区間Lによって規定された一定区間において送信される。Lは、インターリーブ関数の境界を規定し、好ましい実施態様において、205に等しい。
【0075】
好ましい実施態様において、MRTデータパケットは、Nビットデータフィールドと、2tリードソロモンパリティービットを具備する。それから、各パケットのデータフィールドは、線形帰還シフトレジスター発生パターンを使用して、スクランブルされ、結果は、リードソロモンパリティーフィールドを発生するために、リードソロモンアルゴリズムを使用して符号化される。合成MRTデータパケットは、規定インターリーブ深さまで二重オクテットインターリーブされ、MRTペイロードに置かれる。好ましい実施態様において、MRTパケットサイズNは、188オクテットであり、ここで、各MRTパケットは、正確に一つのMPEG−2システムトランスポートパケットを含む。それから、上記のインターリーブは、バースト誤りに対する保護を設けるために、リードソロモン符号と関連して使用される。インターリーブ深さにおける唯一の制約は、高信頼性マーカー区間(L−1)の整数倍でなければならないことである。好ましい実施態様において、インターリーブ深さは204であり、二重オクテットインターリーブが使用される。
【0076】
D.CMCメッセージフォーマット
L1及びL2サービス境界でのSTT30とSP20の間の信号方式は、標準インーネットプロトコル(IP)を使用して、発明により達成される。このプロトコルにより、各STT30とSP20は、CMC40によってSTT30に割り当てられたIPアドレスへ写像された一意的な物理アドレスを有する。STT30は、好ましくは、5つのアドレスに関連する。即ち、物理アドレス(PA)、IPアドレス(IPA)、受信メッセージセルチャンネルID(MCCI)とメッセージセルパスID(MCPI)、送信メッセージセルチャンネルID(MCCI)とメッセージセルパスID(MCPI)、及び放送メッセージセルチャンネルID(MCCI)とメッセージセルパスID(MCPI)である。
【0077】
STT30の物理アドレス(PA)は、好ましくは、製造時にSTT30に割り当てられ、個別STTを識別するためら使用された一意的な4オクテット番号である。IPアドレス(IPA)は、STT30が網に接続された時、CMC40によってSTT30へ割り当てられた網アドレスである。IPAは、供与された後、メッセージをSTTに送信するために、CMC40とSP20によって使用される。受信、送信及び同報通信MCCI/MCPIアドレスは、メッセージセルパケットのセグメント化と再アセンブリを取り扱うために、QPSKトランスポートによって使用される(第5図)。さらに、マスクフィールドは、特定グループへSTT30を割り当てるために、これらのアドレスの各々に対して維持される。
【0078】
STT30が立ちあげられ、発明の網へ接続される時、STT30は、そのIPアドレスを得るために、提供要求をCMC40に送信する。利用可能なSP20のIPアドレスは、同様に、CMC40によってSTT30へ提供される。STT30とSP20を識別するアドレスのほかに、通信パケットはまた、STT30、CMC40及び/又はSP20内の個別サービスに対する特定ポートアドレスを含むユーザーデータグラムプロトコル(UDP)ヘッダーを含む。
【0079】
IPメッセージは、第5図に関して記載された如く、メッセージセルトランスポートパケットに写像され、CMC40とSTT30の間に送信される。そのようなメッセージセルは、好ましくは、IDヘッダー、UDPヘッダー、及びSTT30に対するメッセージペイロードを具備する。STT30メッセージに対するペイロードは、所望に応じて、種々のビット長を有する。合成メッセージは、イーサネット(登録商標)を介してCMC40とSP20間か、又は標準IPフォーマットを使用してCMC40とQPSK変調器間に送信される。
【0080】
理論網アドレス(IPA)へのSTTの物理アドレスの写像とともにSTT30へのMCCI/MCPIアドレスの割り当てを可能にする技術が、本発明により設けられる。技術における当業者には公知な如く、ブート端末プロトコル(BOOTTERM)は、この機能を行い、STT30によって必要とされた付加提供を行う。
【0081】
BOOTTERMは、STT30又はSP20の如く、ネットワーク装置へ立ち上げパラメータを設けるために、CMC40の如くホストに対して共通方法論を設ける。BOOTTERMは、インテーネットRFC951において指定された標準BOOTPプロトコルに基づく。BOOTTERMが本発明により動作するスロットALOHAリンクの帯域幅制限のために、BOOTPフィールドの幾つかは、除去された。BOOTTERMパケットは、2つのメッセージセルにおいて伝えられるように設計され、IPAをSTT30に割り当てるために使用されるSTTのデータベースを維持するために、CMC40におけるBOOTTERMサーバーに頼る。BOOTTERMプロトコルは、BOOTTERM要求を送信するSTT30へIPAを動的に割り当てる。
【0082】
好ましい実施態様において、SP20とSTT30のアドレス分解能及び割り当ては、製造時において32ビット物理アドレスを各STT30に割り当て、初期化時の後、BOOTTERMプロトコルを使用して、STT30要求を提供させることにより、達成される。それから、CMC40は、BOOTTERMを使用して、STT30へIPAとMCCI/MCPIアドレスを割り当て、IPA及びMCCI/MCPIアドレスへPAを写像するデータベースを維持する。BOOTTERMパケットは、好ましくは、用語形式及びバージョンに基づいた、SP特定領域を含む。BOOTTERMメッセージは、好ましくは、メッセージセルに包含されたSTT30へ同報通信される。
【0083】
第10図に示された如く、BOOTTERM IPメッセージパケットは、好ましくは、標準24オクテットIPヘッダー、8オクテットUDPヘッダー、及びBOOTTERMペイロードを具備する。IPヘッダーのあて先アドレスは、メッセージがCMC40からであるならば、すべてのSTT30へ同報通信され、あるいはメッセージがSTT30からであるならば、すべてのCMC40へ同報通信される。ソースアドレスは、STT30がメッセージを起動したならば、ゼロであるが、メッセージがCMC40からの応答であるならば、ソースアドレスは、要求に応答しているCMC40のアドレスを含む。UDPヘッダーは、CMC40におけるBOOTTERMサーバーとSTT30におけるBOOTTERMプロセッサーのソース及びあて先ポートアドレスを含む。
【0084】
BOOTTERMペイロードは、好ましくは、第10図において示された如くフォーマットされる。BOOTTERMペイロードにおけるOP_CODEフィールドは、BOOTTERMパケットが要求であるならば、”1”を含み、BOOTTERMパケットが応答であるならば”0”を含む。TERM_TYPEフィールドは、BOOTTERM要求を送信したCMC40に知られたSTT30の形式を識別するが、REV_LEVELフィールドは、端末ファームウエアの改訂レベルを識別する。PAGE_SELフィールドは、本コマンドがアドレス指定しているSP特定データのページを識別する。好ましくは、SP特定データの各ページに対して9つの4オクテットレジスターが規定されるが、SP特定データの最大256ページが、STT30において規定される。SP特定データのページゼロは、好ましくは、MCCI/MCPIアドレスを含む。HW_ADDRフィールドは、STT30のPAを含み、BOOTTERM要求を送信する時、STT30によって記入される。TRANS_IDフィールドは、STT30によって生成され、各BOOTTERM要求に対して増分されるシリアル化フィールドである。SERVER_ADDRフィールドは、要求に応答するBOOTTERMサーバーによって記入され、STT30がすべての続くIPメッセージに対して使用するアドレスである。CLIENT_ADDRフィールドは、BOOTTERMプロトコルによって割り当てられる。これは、CMC40によって割り当てられたIPAであり、すべての続くIPメッセージに対してSTT30のIPAになる。
【0085】
36オクテットSP特定データフィールドは、STT30にパラメータを提供する。CMC40は、TERM_TYPEとREV_LEVELの両方に基づいて、このデータを割り当てる。36オクテットは、好ましくは、9つの4オクテットレジスターへ分離され、SP特定データのこの領域は、ページと呼ばれる。上記の如く、最大256ページのSP特定データが規定される。ページは、BOOTTERMペイロードにおけるPAGE_SELフィールドを使用して、選択される。
【0086】
技術における当業者は、これらの技術がまた、それぞれのSTTを専用網により相互通信させるために使用され、その結果、例えば、それぞれの使用者は、いったん確立されたならば、遠隔位置から対話型ビデオゲームにおいて相互にプレイすることを可能にする接続を確立する。
【0087】
前節において、STT30とヘッドエンド112の間とヘッドエンド112とSP20の間の信号インターフェースが、詳細に記載された。そのような通信システムは、SP20とSTT30の間のコマンドメッセージの伝送を可能にする情報セッション接続(ISC)を確立するために、本発明により設けられ、情報の提示中、顧客の相互作用を可能にする、ムービーオンデマンド、オンラインデータ検索、ホームショッピング、等の真に対話型情報サービスを提供する。本節は、対話型情報サービスの提供のために、SP20とSTT30の間の対話型情報セッションのための情報セッション接続(ISC)を確立及び維持するために、CMC40とSP20及びSTT30の間に送信されるサンプルコマンドメッセージを記載する。次に、これらのメッセージがビデオセッション接続の確立において使用される方法を記載する例が、以下の節E−Gにおいて記載される。
【0088】
1.CMC<−−>STTコマンド
STTセッション開設コマンドは、指定SP20とのセッションが確立されることを要求する時、STT30によって発行される。SP20によって要求される開設データは、データ長をSP_DATA_LENフィールドに、データをSP_DATAフィールドに入れることにより、このコマンドにおいて渡される。SP_DATAフィールドは、こうして、サービス要求の一部として、付加データをSP20へ渡す。
【0089】
STTセッション開設確認コマンドは、STTセッション開設コマンドに応答して、CMC40からSTT30に送信される。確認は、セッション開設がSP20によって処理された後、発行され、SP20が要求を受け取り、要求を処理するために利用可能な資源があるならば、応答フィールドにおいて肯定応答(ACK)を含む。SP20が要求を拒否するか、又は利用可能な資源が不十分であるならば、否定応答(NAK)が、応答フィールドにおいて返される。このコマンドはまた、CMC40が、すべての未来のメッセージにおいてこのセッションを参照するために使用される、要求セッションへ割り当てられたSESSION_ID識別子を含む。
【0090】
セッション接続要求コマンドは、現在開設されるセッションへ接続するために、STT30によって発行される。これは、STT30が以前に要求したセッションであるか、又はSTT30において予規定され、SP20によって不断に伝送されている「連続送り」セッションである。このコマンドは、単に、STT30が接続を要求しているセッションのIDを指定するSESSION_IDパラメータを参照することを必要とする。このセッションは、電子プログラム案内又は情報チャンネルの如く、STT30又は連続送りセッションによって要求されたものである。電子プログラム案内とテキストチャンネルソースに対するデータコントローラは、実施例として、本出願と同一の譲受人に譲渡された、1993年6月7日に提出された米国特許出願第08/072,911号において記載される。連続送りセッションは、好ましくは、STT30において格納された予規定SESSION_IDを有する。
【0091】
STTセッション提供コマンドは、STT30がセッション接続を要求した後、CMC40によってSTT30へ発行される。このコマンドは、セッションへ接続するために、STT30のために必要な情報を含む。例えば、STTセッション提供コマンドは、情報が属するセッションのIDを識別するためのSESSION_IDパラメータ、セッションが伝送されている帯域幅の部分(即ち、STT30がサービスを受信するために同調しなければならない周波数)を識別するCHANNELパラメータ、第4図に関して記載されたTDMAを設けるためのTDMA_CHNL、TDMA_START、TDMA_CNT、TDMA_DISTパラメータ、及びサービスが伝送されているMPEG−2プログラム番号であるMPEG_PROGパラメータである。
【0092】
STTセッション提供確認コマンドは、STTセッション提供コマンドを使用して、STT30が指示サービスに接続した後、STT30によって使用される。SESSION_IDフィールドは、セッションのIDを含み、応答フィールドは、STT30が提供を受け取ったならばACKを含むが、STT30が提供を拒否したならば、応答フィールドにおいてNAKが返される。
【0093】
STT連続セッション開設コマンドは、電子プログラム案内の如く、連続送りセッションに接続したい時、STT30によって発行される。SP20によって必要とされる開設データは、データ長をSP_DATA_LENフィールドに、データをSP_DATAフィールドに入れることにより、このコマンドにおいて渡される。
【0094】
STTセッション切断コマンドは、セッションを終了させることを指示するために、STT30又はCMC40によって発行される。STT30は、セッションから切断するならば、このコマンドを送信する。CMC40は、STT30をセッションから切断することを命令するためにコマンドを送信する。セッションが、STT30が開設したものであるならば、CMC40は、STTがセッションが切断されたことを確認する時、STTセッション解放コマンド(以下参照)を発行する。
【0095】
STTセッション切断確認コマンドは、CMC40からSTT30へ発行されたSTTセッション切断コマンドに応答して、STT30によって発行される一方、STTセッション切断確認コマンドは、STT30からCMC40へ発行されたSTTセッション切断コマンドに応答して、CMC40によって発行される。SESSION_IDフィールドは、セッションIDを含むが、応答フィールドは、STT30又はCMC40がコマンドを受け取ったならば、ACKを含む。STT30又はCMC40が切断コマンドを拒否するならば、NAKが、応答フィールドにおいて返される。
【0096】
STTセッション解放コマンドは、セッションを閉設し、そのセッションに対して分配されたすべての資源を解放することを指示するために、CMC40からSTT30へ発行される。CMC40は、指示セッションが切断された後、コマンドを送信する。このコマンドは、STT30によって起動されたセッションに対してのみ発行される。「連続送り」セッションは、STT30によって閉設されない。
【0097】
STTセッション解放確認コマンドは、CMC40からSTT30に発行されたSTTセッション解放コマンドに応答して、STT30によって発行される。SESSION_IDフィールドは、セッションIDを含むが、応答セッションは、STT30が解放コマンドを受け取ったならば、ACKを含み、そしてSTT30が解放コマンドを拒否するならば、NAKが、応答フィールドにおいて返される。
【0098】
STTセッション進行中コマンドは、セッションがなおアクティブであることをCMC40に知らせるために、STT30によって周期的に発行される。このメッセージは、STT30とCMC40の間のリンクがアクティブであるかを判定するCMC40によって一種の「ウォッチドッグタイマー」として使用される。このメッセージはまた、性能監視情報とアクティブセッション呼量評価の如く、性能及び課金情報をCMC40に送信する。CMC40は、各アクティブセッションに対する最終接触時間レジスターを維持する。その時間が所定のしきい値に達したならば、STT30が、アウトオブサービスであると仮定され、セッションは閉設される。
【0099】
STT状態要求コマンドは、STT30に状態メッセージを伝送するように命令するために、CMC40によって発行される。CMC40は、診断及び保守目的のためにCMC40において維持されたいろいろな形式の状態情報を要求する。STT状態メッセージは、こうして、STT状態要求コマンドに応答して、又はSTT30が問題を検出したならば無条件に、STT30によって発行される。
【0100】
STT再分配TDMAスロットコマンドは、CMC40によってSTT30へ発行される。このコマンドは、新TDMAタイムスロットコンフィギュレーションをSTT30へ発行する。しかし、STT30は、新分配の使用を必ずしも即座に開始するわけではない。第2コマンド、STTスイッチTDMAスロット割り当ては、新割り当ての使用をすべて同時に開始する如く、ネットワークにおけるすべてのSTT30へ同報通信されなければならない。このコマンドは、こうして、第4図に関して記載されたTDMA_CHNL、TDMA_START、TDMA_CNT及びTDMA_DISTパラメータを必要とする。
【0101】
STT再分配TDMAスロット確認コマンドは、CMC40からSTT30へ発行されたSTT再分配TDMAスロットコマンドに応答して、STT30によって発行される。SESSION_IDフィールドは、セッションIDを含み、そして応答フィールドは、STT30又はCMC40が再分配を受け取ったならばACKを含むが、STT30又はCMC40が再分配を拒否したならば、NAKが応答フィールドにおいて返される。
【0102】
STTスイッチTDMAスロット分配コマンドは、ネットワークにおけるすべてのSTT30へ同報通信される。このコマンドは、個別STT30へ以前に送信された再分配TDMAタイムスロットの使用を開始するようにSTT30に命令する。上記の如く、このコマンドは、新分配の使用を同時に開始するすべてのSTT30への同報通信として送信される。STT30がこのコマンドを受信する時、それは、新分配を使用する前に、TDMAタイムスロットの開始まで待機する。これは、幾つかのSTT30がコマンドを受信し、他のSTT30の前に新分配の使用を開始する「競合」条件に入らないことを保証することである。
【0103】
2.SP<−−>CMCコマンド
SPセッション開設コマンドは、STT30がSP20とのセッションを確立することを要求する時、CMC40からSP20に送信される。SP_DATAパラメータにおいてSTT30からCMC40へ渡された情報は、このコマンドにおいて渡される。
【0104】
SPセッション開設確認コマンドは、SPセッション開設コマンドに応答して、SP20からCMC40に送信される。応答フィールドがACKであるならば、SP20がデータをデジタル網128へ入力するために使用するUNISON−1入力チャンネル(INPUT_CHNL)、サービスに対する必要データレート(DATARATE)、サービスに対するMPEG−2システムトランスポートPIDの必要数(PID_CNT)、TDMAタイムスロットの必要数(TDMA_CNT)が、CMC40へ返され、その結果、CMC40は、必要な資源を分配する。CMC40は、逆方向信号パスにおいてTDMA_CNTパラメータによって少なくとも指定されたタイムスロット数を分配しようと試行する。しかし、全体システム負荷により、必要ならば、より小さな数が分配される。この数がゼロであるならば、CMC40は、現システム負荷に基づいて、TDMAタイムスロット数をサービスに分配する。
【0105】
SPセッション提供コマンドは、指示サービスに対してデマルチプレクサー/変調器50における帯域幅を分配した後、CMC40によって発行される。このコマンドは、SP20がサービスを搬送するために使用する、MPEG−2システムトランスポートPIDとMPEG−2プログラム番号を含む。このコマンドはまた、CMC40がサービスの伝送を予期しているUNISON−1入力チャンネルを指定するINPUT_CHNLパラメータを含む。SP20がこのサービスを伝達するために使用するMPEG−2プログラム番号(MPEG−PROG)、このサービス(PID_CNT)に割り当てられたMPEG−2システムトランスポートPIDの数、及びこのサービスに割り当てられたMPEG−2システムトランスポートPIDのリスト(PID_1〜PID_n)がまた、このコマンドにより渡される。
【0106】
SPセッション提供確認コマンドは、SPセッション提供コマンドに応答して、SP20からCMC40に送信される。応答フィールドは、STT30又はCMC40が提供を受け取ったならばACKを含むが、STT30又はCMC40が提供を拒否したならば、NAKが応答フィールドにおいて返される。ACK応答は、SP20がサービスをセットアップし、回路に接続されたことを意味する。このコマンドの受信により、CMC40は、STT30をサービスに接続させるSTTセットアップ確認コマンドをSTT30へ発行する。
【0107】
SP連続セッション開設コマンドは、データサービス又は電子プログラム案内が使用される時の如く、「連続送り」セッションを開設するために、SP20からCMC40に送信される。これらの形式のセッションは、常に走っており、サービス提供者端においてネットワークに接続される。STT30は、STT連続セッション開設コマンドをCMC40に送信することにより、任意の時点においてこれらのセッションに接続する。このコマンドは、要求UNISON−1入力チャンネル(INPUT_CHNL)、要求データレート(DATARATE)、MPEG_2システムトランスポートPIDの必要数(PID_CNT)、及びTDMAタイムスロットの必要数(TDMA_CNT)を指定しなければならない。
【0108】
SPセッション接続要求コマンドは、STT30がサービスへの接続を要求する時、CMC40からSP20へ送信される。
SPセッション接続確認コマンドは、SPセッション接続要求コマンドに応答して、SP20からCMC40へ送信される。応答フィールドは、SP20が接続を受け取ったならばACKを含むが、SP20が接続を拒否したならば、NAKが応答フィールドにおいて返される。
【0109】
SPセッション切断コマンドは、セッションを終了させることを指示するために、SP20又はCMC40によって発行される。SP20は、セッションから切断されるならば、このコマンドを送信するが、CMC40は、SP20にセッションから切断することを命令するためにこのコマンドを送信する。
【0110】
SPセッション切断確認コマンドは、SPセッション切断コマンドに応答して、送信される。CMC40が要求を発行したならば、肯定応答が、SP20からCMC40に送信される。しかし、SP20が要求を発行したならば、肯定応答が、CMC40からSP20へ送信される。応答フィールドは、STT30又はCMC40が切断要求を受け取ったならば、ACKを含むが、STT30又はCMC40が切断要求を拒否するならば、NAKが、応答フィールドにおいて返される。
【0111】
SPセッション解放コマンドは、セッションを閉設し、そのセッションに対して分配されたすべての資源を解放することを指示するために、CMC40からSP20へ発行される。CMC40は、指示セッションが切断された後、SP20へこのコマンドを送信する。
【0112】
SPセッション解放確認コマンドは、SPセッション解放コマンドに応答して、SP20によってCMC40へ送信される。応答セッションは、SP20が解放要求を受け取ったならば、ACKを含み、そしてSP20が解放要求を拒否するならば、NAKが、応答フィールドにおいて返される。
【0113】
SPセッション進行中コマンドは、セッションがなおアクティブであることをCMC40に知らせるために、SP20によって周期的に発行される。このメッセージは、SP20とSTT30の間のリンクがアクティブであるかを判定するCMC40によって一種の「ウォッチドッグタイマー」として使用される。CMC40は、各アクティブサービスに対する最終接触時間レジスターを維持し、その時間が所定のしきい値に達したならば、SP20は、アウトオブサービスであると仮定され、セッションは閉設される。
【0114】
STT状態要求コマンドは、SP20に状態メッセージを伝送するように命令するために、CMC40によって発行される。CMC40は、診断及び保守目的のためにCMC40において維持されたいろいろな形式の状態情報を要求する。SP状態コマンドは、SP状態要求コマンドに応答して、又はSP20が問題を検出したならば無条件に、SP20によって発行される。
【0115】
3.STT<−−>SPコマンド
STT通過メッセージコマンドは、STT30におけるセッションからSP20に直接にメッセージを送信するために使用される。このコマンドは、メッセージ長パラメータ(MESSAGE_LEN)とメッセージの本体(MESSAGE)を含む。このメッセージは特定セッションに固有である為ために、このメッセージに対して肯定応答はない。
【0116】
SPパススルーメッセージコマンドは、SP20からSTT30におけるセッションへメッセージを送信するために使用される。このコマンドはまた、MESSAGE_LEN及びMESSAGEパラメータを含み、肯定応答を必要としない。
【0117】
STT同報通信メッセージコマンドは、パラメータMESSAGE_LEN及びMESSAGEによりCMC40からSTT30の全個体へ同報通信される。このメッセージに対して肯定応答はない。
【0118】
SP同報通信メッセージコマンドは、SP20からCMC40に送信され、それは、STT同報通信メッセージコマンドを使用して、STT30の全個体へ同報通信される。このメッセージに対しても肯定応答はない。
【0119】
STT手順誤りコマンドは、処理誤りが発生したことを指示するために、STT30とCMC40の間で送信される。手順誤りに対する理由は、状態符号フィールド(STAT_CODE)において返される。
【0120】
SP手順誤りコマンドは、処理誤りが発生したことを指示するために、SP20とCMC40の間で送信され、手順誤りに対する理由は、STAT_CODEフィールドにおいて返される。
【0121】
もちろん、他のコマンド及びメッセージも、ここで与えられた説明に従う方法において技術における当業者によって使用される。
【0122】
E.CMC<−−>STTセッション管理
ビデオセッション接続を確立するために、CMC40とSTT30の間で伝送される上記の形式のセッション管理メッセージは、3つの項類に分かれる。即ち、セッション開設コマンド、セッション閉設コマンド及びセッション状態コマンドである。STT30が、セッションを要求する時、STTセッション開設コマンドが、STT30によって発行される。このコマンドは、サービスが確立され、そのサービスへのパスが分配されることを要求する。サービスが分配された時、STT30は、STTセッション接続要求コマンドをCMC40へ発行し、STT30をセッションへ接続させるセッションパラメータをCMC40から得る。第11図は、そのようなSTT30の起動セッション開設中、発生する事象シーケンスを示す。
【0123】
第11図に示された如く、段階1において、STT30は、STTセッション開設コマンドをCMC40へ送信する。段階2において、CMC40は、SPセッション開設コマンドをSP20へ送信する。段階3において、SP20は、要求が処理されるかを判定し、そして応答がACKであるならば、SP20は、必要なデータレート、MPEG−2システムトランスポートPIDの数、所望のUNISON−1入力チャンネル、及び所望数のTDMAタイムスロットを含むSPセッション開設確認コマンドをCMC40へ返す。他方、応答が、段階3においてNAKであるならば、NAK応答が、STTセッション開設確認コマンドにおいてSTT30へ送信され、開設シーケンスは終了する。
【0124】
段階4において、CMC40は、新サービスに対するデマルチプレクサー/変調器50の出力帯域幅の部分を分配し、MPEG−2システムトランスポートPIDの必要数とMPEG−2プログラム番号をサービスへ割り当てる。それから、セッションのために使用されるMPEG−2プログラム番号とMPEG−2システムトランスポートPIDとともに、CMC40がプログラムの入力を予期しているUNISON−1入力チャンネルを含むSPセッション提供コマンドが、段階4において、SP20へ送信される。それから、段階5において、SP20は、ネットワークに接続され、SP20がネットワークに接続され、サービスがアクティブであることを指示するSPセッション提供確認コマンドを、CMC40へ送信する。段階6において、CMC40は、STTセッション開設確認コマンドをSTT30に送信し、要求サービスが今利用可能であることをSTT30に知らせる。
【0125】
段階7において、STT30は、STTセッション接続要求コマンドを、サービスのセッションIDとともにCMC40へ発行する。段階8において、CMC40は、SPセッション接続要求コマンドをSP20へ送信する。段階9において、SP20は、SPセッション接続確認コマンドをCMC40に返信する。段階10において、CMC40は、逆方向チャンネルにおけるTDMAタイムスロット数をサービスに割り当て、サービスのチャンネル周波数、TDMA分配、及びサービスが伝送されているMPEG−2プログラム番号を含むSTTセッション提供コマンドをSTT30へ発行する。最後に、段階11において、STT30は、提供パラメータを使用して、サービスに接続し、セッションが今確立されたことをCMC40に知らせるために、段階12において、CMC40にSTTセッション提供確認コマンドを送信する。
【0126】
発明によるビデオセッション接続は、今、確立され、顧客は、高速転送、休止、巻戻し、及び他の対話型コマンドを、現在その顧客に提示されているプログラムを提供しているSP20に送信する。
【0127】
セッション(ビデオセッション接続)が確立された後、それは、セッション切断及びセッション閉設コマンドを使用して終了される。セッション閉設は、STT30又はCMC40のいずれかによって起動される。しかし、STT30によって開設されたセッションのみが、閉設される。SP20によって確立された連続送りセッションは、SP20によって閉設されなければならない。第12図は、STT30起動セッション閉設中発生する事象シーケンスを記載する。
【0128】
第12図に示された如く、段階1において、STT30は、STTセッション切断コマンドをCMC40に送信する。段階2において、CMC40は、SPセッション切断コマンドをSP20に送信し、段階3においてSP20は、SPセッション切断確認コマンドをCMC40に返信する。段階4において、CMC40は、STTセッション切断確認コマンドをSTT30に送信する(段階5)。段階4において、CMC40はまた、STTセッション解放コマンドをSTT30に送信し、SPセッション解放コマンドをSP20に送信する。段階6において、STT30は、STTセッション解放確認コマンドをCMC40へ送信し、段階7において、SP20は、SPセッション解放確認コマンドをCMC40へ送信する。この点において、セッションが終了され、従って、段階8において、CMC40は、デマルチプレクサー/変調器50における帯域幅の分配を解除し、逆方向チャンネルにおけるTDMAタイムスロットを解放する。STTセッション解放コマンドは、そのセッションに対して分配されたTDMAタイムスロットを自動的に解放するために、TDMAタイムスロットを解放するための暫定的なTDMAコマンドをSTT30へ送信する必要はない。
【0129】
上記の如く、セッション(及びビデオセッション接続)が確立された後、CMC40は、STT30がそのセッションに対して使用しているTDMAタイムスロットを動的に再分配する。そのような場合に、CMC40は、STT再分配TDMAスロットコマンドをSTT30へ送信する。STT30は、新TDMAタイムスロット割り当てを格納するが、それらを使用することを開始しない。STT30は、STT再割り当てTDMAスロット確認コマンドをCMC40に送信する。TDMAタイムスロットがすべてのSTT30において再割り当てされた後、CMC40は、STTスイッチTDMAスロット分配コマンドを、次のTDMAサイクルの始めにおいて新タイムスロット分配を使用することを開始するSTT30の全個体へ同報通信する。
【0130】
上記のコマンドを使用するCMC40とSTT30の間の他のトランザクションは、技術における当業者には明らかになるであろう。
【0131】
F.CMC<−−>SPセッション管理
CMC40<−−>SP20セッション管理はまた、3つの項類に分かれる。即ち、セッション開設コマンド、セッション閉設コマンド及びセッション状態コマンドである。SP20は、STT30から要求を受信することなく、「連続送り」セッションを開設する。SP20は、任意の数のSTT30を、これらの連続送りセッションと接続させるが、SP20のみが、これらのセッションを閉設させる。第13図は、SP20による連続送りセッションの開設中発生する事象シーケンスを示す。
【0132】
第13図に示された如く、段階1において、SP20は、セッションID(連続送りセッションに対するIDの規定範囲にある)、必要なデータレート、セッションに対して必要とされたMPEG−2システムトランスポートPIDの数、所望のUNISON−1入力チャンネル、及びセッションに接続された各STTに対する所望数のTDMAタイムスロットを含むSP連続セッション開設コマンドをCMC40に送信する。段階2において、CMC40は、新サービスに対するデマルチプレクサー/変調器50の出力帯域幅の部分を分配し、MPEG−2システムトランスポートPIDの必要数とMPEG−2プログラム番号をサービスへ割り当てる。それから、セッションのために使用されるMPEG−2システムトランスポートPID、MPEG−2プログラム番号、及びUNISON−1入力チャンネルを含むSPセッション提供コマンドが、CMC40からSP20へ送信される。しかし、CMC40が、要求UNISON−1入力チャンネルを使用して資源を分配することができないならば、それは、代替的なUNISON−1入力チャンネルを使用して、サービスを分配することを試みる。その時、この分配が良好であるならば、代替的なUNISON−1入力チャンネルが、SPセッション提供コマンドにおいてSP20へ返される。SP20が、この代替的なUNISON−1入力チャンネルを受け取ることができないならば、セッションは、閉設される。段階3において、SP20は、ネットワークに接続し、SP20がネットワークに接続され、サービスが利用可能であることを指示するSPセッション提供確認コマンドをCMC40へ送信する。この時、セッションIDが、サービスに接続することを望む任意の数のSTT30に利用可能である。
【0133】
STT30が、連続送りサービスに接続することを望む時、それは、段階5において、STT連続セッション開設コマンドをCMC40に送信する。段階6において、CMC40は、SPセッション開設コマンドをSP20に送信し、セッションIDはゼロにセットされる。SP20は、段階7において、SPセッション開設確認コマンドをCMC40に返信する。SESSION_ID及び応答フィールドのみは、SP20が、連続送りセッションに対するSTT連続セッション開設コマンドを確認する時、値を有する。段階8において、CMC40は、SP20からの応答を含むSTTセッション開設確認コマンドを、STT30に返信する。応答がACKであるならば、STT30は、接続シーケンスを続けさせられる。しかし、応答がNAKであるならば、要求は、否定され、シーケンスが終了される。
【0134】
段階9において、STT30は、STTセッション接続要求メッセージをCMC40へ送信する。段階10において、CMC40は、SPセッション接続要求コマンドをSP20へ送信する。段階11において、SP20は、SPセッション接続確認コマンドをCMC40に返信する。段階12において、CMC40は、セッションに対するTDMAタイムスロットを分配し、STT30がサービスに接続するために必要とする周波数、TDMA分配及びMPEG−2プログラム番号を含むSTTセッション提供コマンドをSTT30へ送信する。段階13において、STT30は、STTセッション提供確認コマンドをCMC40へ送信する。応答が肯定であるならば、セッションが、段階14において確立され、逆方向信号パスを使用して、すべての一層の通信が、STT30とSP20の間に直接に送信される。連続送りセッションは、STT30によって受信される。
【0135】
連続送りセッションが確立された後、それは、セッション閉設コマンドを使用して終了される。上記の如く、SPセッション切断コマンドは、SP20又はCMC40のいずれかにより起動される。第14図は、SP20起動セッション閉設中発生する事象シーケンスを示す。
【0136】
第14図に示された如く、段階1において、SP20は、SPセッション切断コマンドをCMC40に送信する。段階2において、CMC40は、STTセッション切断コマンドをSTT30に送信する(段階3)。連続送り応用の場合に、STTセッション切断コマンドが、セッションに現在接続されたすべてのSTT30に送信される。それから、各STT30は、段階4において、STTセッション切断確認コマンドをCMC40に返信し、そしてCMC40は、SPセッション切断確認コマンドをSP20に送信する(段階5)。それから、閉設セッションが、段階4において継続する。それから、CMC40は、STTセッション解放コマンドをSTT30に送信し、SPセッション解放コマンドをSP20に送信する。段階6において、STT30は、STTセッション解放確認コマンドをCMC40に送信し、そして段階7において、SP20はまた、SPセッション解放確認コマンドをCMC40に送信する。この点において、セッションが終了された。CMC40は、段階8において、デマルチプレクサー/変調器50における帯域幅の分配を解除し、逆方向パスにおけるTDMAタイムスロットを解放する。
【0137】
G.パススルー及び同報通信メッセージ
セッション(ビデオセッション接続)が確立された後、STT30とSP20は、パススルーメッセージコマンドを使用して、それらの間で通信する。これらのコマンドは、CMC40の介入なしに、コマンドのメッセージ部分をセッションの他端へ伝える。パススルーメッセージは、いずれかの方向において送信される。例えば、STTパススルーメッセージコマンドは、CMC40をバイパスし、SP20へ直接に経路選択され、SESSION_IDによって指示されたサービスへメッセージを経路選択する。他方、SPパススルーメッセージコマンドは、SP20によって起動され、そしてまた、CMC40をバイパスし、STT30へ直接に経路選択される。
【0138】
同報通信メッセージコマンドが、STT30の全個体又は個別STT30への送信のためにSP20によって起動される時、SP20は、SP同報通信メッセージコマンドをCMC40に送信する。それから、CMC40は、STT同報通信メッセージコマンドを使用して、メッセージヘッダーにおけるインターネットプロトコルアドレスによって指示されたSTT30へメッセージを再同報通信する。インターネットプロトコルアドレスは、個別STT30アドレスであるか、又はSTT30の全個体へメッセージを送信させるクラスC同報通信アドレスである。
【0139】
技術における当業者は、発明への多数の修正が、発明の範囲内で可能であることを容易に認めるであろう。例えば、ここで記載された技術は、ビデオサービス情報の提供に限定されない。CD−ROMライブラリ、デジタル音声、対話型ビデオゲーム(使用者対使用者)、長距離学習、等の他の形式のデジタル情報が、ここで記載されたパケットベースデジタル網技術を使用してアクセスされ、この場合、個別プログラムID(PID)を有する様々のサービスが、各個のチャンネルを介して、圧縮ビデオパケット及び同等物を搬送するために適合されたデジタル網へ接続された様々な使用者に送信される。取得データは、テレビジョンにおいて表示され、ステレオシステムで同報通信され、CRTにおいて表示され、又は他の公知な方式で要求者へ提示される。もちろん、従来の意味におけるビデオヘッドエンドは、必要とされない。代わりに、接続管理コントローラ40が、ここで記載された技術による通信を確立するために中央情報点において設けられる。後続の通信は、他の公知の通信プロトコルと種々の変調スキームに準拠する。従って、発明の範囲は、上記の好ましい実施態様によって限定されず、添付のクレイムのみにより限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の技術によるセットトップ端末へのデジタル情報データ流れのための単向パスとともに、セットトップ端末とサービス提供者の間の双方向通信を確立及び維持する対話型デジタル情報サービス網の一般ブロック図
【図2】発明の技術により顧客に対話型デジタル情報サービスを提供するためのデジタル情報分布システムの一般ブロック図
【図3】発明のデジタル情報分布システムに顧客のセットトップ端末を接続する650MHz同軸ケーブルにおいて利用される周波数スペクトルの好ましい分配を示す図
【図4】発明の技術によるTDMAスロット分配を使用して、顧客のセットトップ端末が上流サービス提供者と通信する方法の例を示す図
【図5】発明の順方向及び逆方向パス信号インターフェースによる伝送のためにメッセージセルへインターネットプロトコル(IP)パケットを写像するために使用された方法を示す図
【図6】発明による情報サービスデータの単向伝送のためのUNISON−1同期伝達信号レベル3連接(STS−3c)フレーム構造を示す図
【図7】第6図のUNISON−1 STS−3cフレーム構造において使用された伝達オーバーヘッド構造を示す図
【図8】第6図のUNISON−1 STS−3cフレーム構造により、サービス提供者からヘッドエンドへMPEG−2システム伝達パケットを伝送するために使用された同期ペイロードエンベロープ(SPE)構造を示す図
【図9】ヘッドエンド112からSTT30にMPEG−2システム伝達パケットを伝送するために使用された多重レート伝達(MRT)フレーム構造を示す図
【図10】物理アドレス対IPアドレス(IPA)アドレス導出に対するBOOTTERMメッセージパケットのフォーマットを示す図
【図11】顧客のセットトップ端末によって起動されたセッション開設中発生する事象シーケンスを示す図
【図12】顧客のセットトップ端末によって起動されたセッション閉設中発生する事象シーケンスを示す図
【図13】サービス提供者によって確立された連続送りセッション開設中発生する事象シーケンスを示す図
【図14】サービス提供者によって起動されたセッション閉設中発生する事象シーケンスを示す図
Claims (23)
- データサービス提供者(SP)から顧客によって要求されたビデオ、音声及びデータプログラムの少なくとも一つを提供し、要求プログラムを、所定の帯域幅を有する伝送リンクにより該顧客の情報提示装置に関連した顧客のセットトップ端末(STT)へ経路指定し、該SPによる該顧客のSTTへの該要求プログラムの提示中、該要求プログラムへの実時間対話式アクセスを該顧客に提供するための対話型情報サービスシステムにおいて、
該顧客の情報提示装置を介した該要求プログラムの提示のために、該要求プログラムを該顧客のSTTへ提供するための、該SPから該顧客のSTTを含む複数のSTTへの、該伝送リンクを含む単向通信パスと、
該顧客の情報提示装置への該要求プログラムの提示中、該顧客のSTTと該SPとの間でデータ及び提示制御コマンドを通信するための該顧客のSTTと接続管理コンピュータ(CMC)との間および該CMCと該SPとの間の、該伝送リンクを含む双方向通信パスとを具備し、
該提示制御コマンドは、実時間で、該情報提示装置における該要求プログラムの提示を起動及び制御し、
該双方向通信パスは、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該顧客のSTTから該SPへの通信パスと、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該顧客のSPと該CMCとの間の通信パスと、
該SPから該複数のSTTへの該単向通信パスの一部を含む、該CMCから該顧客のSTTへの通信パスであって、該SPから該複数のSTTへの該単向通信パスを介して該要求プログラムの提示中、該CMCから該STTへ該データ及び提示制御コマンドを通信するための通信パスと
を具備する、対話型情報サービスシステム。 - 該伝送リンクが、光ファイバー、衛星通信リンク、空中通信リンク、及び該SPから該伝送リンクを介して該顧客のSTTへ該要求プログラムを設ける該接続管理コンピュータに該顧客のSTTを接続するケーブルの少なくとも一つを具備する、請求の範囲1に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該SPが、該単向通信パスによる該顧客のSTTへの該要求プログラムの伝送の前に、該要求プログラムを非同期データパケットストリームにデジタル化し、圧縮するための手段を具備する、請求の範囲1に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該単向通信パスが、
所定のフォーマットの同期データペイロードエンベロープに該データパケットストリームを多重化するための手段と、
該同期データペイロードエンベロープから該データパケットストリームを多重分離するデマルチプレクサーと、
該データパケットストリームをアナログビデオ搬送波に変調するための該デマルチプレクサーに応答する変調手段と、
該多重化手段から該デマルチプレクサーに該同期データペイロードエンベロープを伝送するデジタル網とを具備し、
該伝送リンクは、該変調手段から該顧客のSTTへ該アナログビデオ搬送波を伝送する、請求の範囲3に記載の対話型情報サービスシステム。 - 該変調手段が、該データパケットストリームをスクランブルし、誤り訂正アルゴリズムを使用して、該スクランブルされたデータパケットストリームを符号化し、該符号化データパケットストリームのデータパケットをインターリーブし、アナログビデオ搬送波におけるマルチレートトランスポート(MRT)パケットのペイロード領域へ該インターリーブデータパケットを写像する、請求の範囲4に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該双方向通信パスが、
該伝送リンクと、
デジタル通信リンクと
を具備し、
該接続管理コンピュータは、該顧客の情報提示装置への該要求プログラムの提示中、該SPと該顧客のSTTとの間の双方向通信リンクを確立するために、該デジタル通信リンクで受信された該SPからの提示制御コマンドと該伝送リンクで受信された該顧客のSTTからの提示制御コマンドとに応答する、請求の範囲1に記載の対話型情報サービスシステム。 - いったん該双方向通信リンクが確立されたならば、該SPと該顧客のSTTが、該接続管理コンピュータの介入なしに、該双方向通信リンクを介して通信する、請求の範囲6に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該双方向通信パスが、該SPへのデジタル通信リンクと、該SPから受信されたメッセージを該デジタル通信リンクを介してアナログビデオ搬送波へ変調するための手段と、該顧客のSTTへの該伝送リンクとを具備する、該SPから該顧客のSTTへの順方向通信パスと、
該伝送リンクと、該顧客のSTTから受信されたメッセージを該伝送リンクを介して復調するための手段と、該SPへの該デジタル通信リンクとを具備する、該顧客のSTTから該SPへの逆方向通信パスとを具備する、請求の範囲1に記載の対話型情報サービスシステム。 - 該顧客の情報提示装置への該要求プログラムの提示中、該SPと該顧客のSTTとの間の該順方向及び逆方向通信パスを確立し、維持するために、該順方向及び逆方向通信パスにおいて接続管理コンピュータをさらに具備する、請求の範囲8に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該伝送リンクが、所定の周波数帯域を有し、該所定周波数帯域の第1部分が、該要求プログラムを該顧客のSTTに提供し、該SPから該顧客のSTTへの該順方向通信パスを提供するために分配され、該所定周波数帯域の第2部分が、該顧客のSTTから該SPへの該逆方向通信パスを提供するために分配され、該所定周波数帯域の第3部分が、該逆方向通信パスと該順方向通信パスとの間および該逆方向通信パスと該要求プログラムとの間のクロストークを最小にするための保護周波数帯を提供するために、該第1及び第2部分の間に分配される、請求の範囲8に記載の対話型情報サービスシステム。
- STTを有する複数の顧客が、時分割多元接続(TDMA)技術により、該顧客のSTTと該SPとの間の該双方向通信パスに同時にアクセスし、各STTが、該双方向通信パスにおける該接続管理コンピュータ(CMC)によって、該複数のSTTから該SPへのデータストリームにおいて少なくとも一つのタイムスロットを割り当てられ、該要求プログラムの提示中、提示制御コマンド及びデータを該SPへ伝送する、請求の範囲1に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該複数のSTTと該CMCとが複数のメッセージセルを介して通信し、該複数のメッセージセルのそれぞれは、パスアドレスと、チャンネルアドレスと、メッセージセルペイロードデータの全部または一部とを含み、各メッセージセルペイロードデータは、同一のパスアドレスと同一のチャンネルアドレスとを有する1以上の順次メッセージセルに含まれている、請求の範囲11に記載の対話型情報サービスシステム。
- 各STTが、該双方向通信パスにより該接続管理コンピュータからフレームビットストリームを受信し、該フレームビットストリームが、該顧客のSTTから該SPへの該データストリームにおける該少なくとも一つのタイムスロットを計算するために、該顧客のSTTによって使用される該フレームビットストリームの各フレームにおいてフレームカウンター値を含み、該要求プログラムの提示中、該SPへ該提示制御コマンド及びデータを伝送する、請求の範囲11に記載の対話型情報サービスシステム。
- 特定STTへ割り当てられたそれぞれのタイムスロットの間の区間が、該双方向通信パスによる他のSTTからの提示制御コマンド及びデータの容量に応じて、該接続管理コンピュータによって動的に調整される、請求の範囲13に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該複数のSTTの間のデータ競合が、スロットALOHA技術を使用して解消され、これにより、該複数のSTTの各々が、共通クロックに同期され、そして各STTが、それぞれのタイムスロットの間の境界においてのみ提示制御コマンド及びデータの伝送を開始する、請求の範囲11に記載の対話型情報サービスシステム。
- 各STTが、該提示制御コマンド及びデータの伝送の後、所定時間内に、エコー信号を受信しないならば、データ衝突が発生したことを仮定し、該所定時間が経過した後のランダムに選択したタイムスロット中該提示制御コマンド及びデータを再伝送する、請求の範囲15に記載の対話型情報サービスシステム。
- 各STTが、該提示制御コマンド及びデータの伝送の後、所定時間内に、エコー信号を受信しないならば、データ衝突が発生したことを仮定し、該双方向通信パスにおいて交番信号周波数で該提示制御コマンド及びデータを再伝送する、請求の範囲15に記載の対話型情報サービスシステム。
- 該複数のSTTへ割り当てられた各タイムスロットが、該伝送リンクを介して該複数のSTTからの該提示制御コマンド及びデータの伝搬時間差分を説明する保護周波数帯を含む、請求の範囲15に記載の対話型情報サービスシステム。
- データサービス提供者(SP)から顧客によって要求されたビデオ、音声及びデータプログラムの少なくとも一つを提供し、要求プログラムを、所定の帯域幅を有する伝送リンクにより該顧客の情報提示装置に関連した顧客のセットトップ端末(STT)へ経路指定し、該SPによる該顧客のSTTへの該要求プログラムの提示中、該要求プログラムへの実時間対話式アクセスを該顧客に提供する方法において、
顧客の情報提示装置を介した該要求プログラムの提示のために、該要求プログラムを該顧客のSTTへ提供するため、該SPから該顧客のSTTを含む複数のSTTへの、該伝送リンクを含む単向通信パスを確立する段階と、
該顧客の情報提示装置への該要求プログラムの提示中、該顧客のSTTと該SPとの間でデータ及び提示制御コマンドを通信するために該顧客のSTTと接続管理コンピュータ(CMC)との間および該CMCと該SPとの間の、該伝送リンクを含む双方向通信パスを確立する段階と、
該双方向通信パスを介して該顧客のSTTと該SPとの間に通信された該提示制御コマンドに応答して、実時間で該情報提示装置における該要求プログラムの提示を起動及び制御する段階とを含み、
該双方向通信パスを確立する段階は、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該顧客のSTTから該SPへの通信パスを確立する段階と、
該データ及び提示制御コマンドを通信するための、該SPと該CMCとの間の通信パスを確立する段階と、
該SPから該複数のSTTへの該単向通信パスの一部を含む、該CMCから該顧客のSTTへの通信パスであって、該SPから該複数のSTTへの該単向通信パスを介して、該要求プログラムの提示中、該CMCから該顧客のSTTへ該データ及び提示制御コマンドを通信するための通信パスを確立する段階と
を含む、方法。 - 該要求プログラムをデジタル化する段階と、デジタル化プログラムを非同期データパケットストリームに圧縮する段階と、圧縮プログラムを該単向通信パスにより該顧客のSTTへ伝送する段階とをさらに具備する、請求の範囲19に記載の方法。
- 該伝送段階が、
所定のフォーマットの同期データペイロードエンベロープに該データパケットストリームを多重化する段階と、
該同期データペイロードエンベロープをデマルチプレクサーに伝送する段階と、
該同期データペイロードエンベロープから該データパケットストリームを多重分離する段階と、
該データパケットストリームをアナログビデオ搬送波に変調する段階と、
該アナログビデオ搬送波を該顧客のSTTへ伝送する段階と
をさらに具備する、請求の範囲20に記載の方法。 - 該変調段階が、該データパケットストリームをスクランブルする段階と、誤り訂正アルゴリズムを使用して、該スクランブルされたデータパケットストリームを符号化する段階と、該符号化データパケットストリームのデータパケットをインターリーブする段階と、アナログビデオ搬送波におけるマルチレートトランスポート(MRT)パケットのペイロード領域へ該インターリーブデータパケットを写像する段階とを具備する、請求の範囲21に記載の方法。
- 該起動及び制御段階が、該双方向通信パスにより、該SPと該顧客のSTTとの間にパススルー通信を提供する段階を具備する、請求の範囲19に記載の方法。
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