KR100199637B1 - 멀티미디어 제어 시스템 및 멀티미디어 프로그램 프리젠테이션을 제어하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
원격 멀티미디어 서버로부터 수신된 압축 디지탈 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 신호들을 로컬에서 수신하고 처리하기 위한 방법과 장치가 개시된다. 멀티미디어 서버는 선택된 멀티미디어 프로그램을 커스터마이즈드 시리즈의 개별 프로그램 세그먼트들로써 로컬의 셋-탑 제어 시스템에 전송한다. 로컬의 셋-탑 제어 시스템은 상기 압축 프로그램 세그먼트들을 로컬의 디스플레이 모니터에 프리젠테이션하기 위해 버퍼링하고 압축을 해제한다. 로컬의 셋-탑 제어 시스템은 직접 액세스 저장 장치를 구비하여 멀티미디어 서버로부터 수신된 기설정된 수의 압축 프로그램 세그먼트들을-일부는 비순차적으로 정렬될 수 있고 다른 일부는 순차적으로 정렬될 수 있다-버퍼링하는데 적용하는 것이 바람직하다. 새로운 포맷팅 방법론에 따라 직접 액세스 저장 장치에 위치한 하나 혹은 그 이상의 데이터 저장 디스크들에 비동기적으로 분배된 프로그램 세그먼트들을 순차적으로 프리젠테이션할 수 있다. 직접 액세스 저장 장치에 버퍼링된 멀티미디어 프로그램 부분에 대해 로컬 VCR 타입의 프리젠테이션 제어 기능을 수행하기 위한 사용자 정의가능한 프리젠테이션 제어 윈도우도 상기 새로운 포맷팅 방법론에 따라 제공된다. 또한 포맷팅 방법론에 의해 선택된 멀티미디어 프로그램의 주문형 시천을 위해 멀티미디어 서버로부터 수신된 프로그램 세그먼들을 동시 발생적으로 버퍼링하고 프리젠테이션할 수 있다.
Description
제1도는 선택된 비디오 프로그램을 다수의 사용자에게로 배급하는 종래의 통신 시스템의 블록도.
제2도는 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 다수의 가입자 셋-탑 제어 시스템에 동시에 멀티미디어 프로그램을 배급하기 위한 새로운 멀티미디어 통신 시스템의 개괄적인 블록도.
제3도는 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 다수의 가입자 셋-탑 제어 시스템에 선택된 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 세그먼트의 동기적, 비동기적 혹은 결합형태의 동기적/비동기적 시리즈를 전송하기 위한 새로운 멀티미디어 통신 시스템의 개괄적인 블록도.
제4도는 새로운 멀티미디어 서버에서 대용량 라이브러리 일부의 개괄적인 블록도.
제5도는 각각의 분리된 프로그램 세그먼트가 멀티미디어 프로그램의 미리 정해진 시간 부분을 나타내는 동기 압축 소오스 프로그램 세그먼트의 부분적인 시리즈(series)를 예시한 예시도.
제6도는 각각의 분리된 프로그램 세그먼트가 멀티미디어 프로그램의 미리 정해진 시간 부분을 나타내는 동기 소오스 프로그램 세그먼트에 뒤따르는 비동기적 소오스 프로그램 세그먼트 시리즈 일부를 포함하는 불연속적인 소오스 프로그램 세그먼트의 커스터마이즈드 시리즈를 예시한 예시도.
제7도는 7,200개의 분리된 1초분의 소오스 프로그램 세그먼트가 60120 매트릭스로서 배열된 두 시간분의 멀티미디어 프로그램의 소오스 프로그램 세그먼트의 처음에 동기적으로 정렬된 시리즈를 예시한 예시도.
제8도는 각 블록이 3,600개의 비동기적인 정렬된 분리된 1초분의 소오스 프로그램 세그먼트들을 포함하는, 2개의 10360 부매트릭스 혹은 블록으로 구성된 20360 커스터마이즈드 매트릭스에서 배열된 두 시간분의 멀티미디어 프로그램을 나타내는 7,200개의 분리된 1초분의 소오스 프로그램 세그먼트를 예시한 예시도.
제9도는 4개 블록 각각이 900개의 비동기적인 정렬된 분리된 2 초분의 압축된 소오스 프로그램 세그먼트들을 포함하는, 4개의 5180 부 매트릭스 혹은 블록으로 구성된 20180 커스터마이즈드 매트릭스에서 배열된 두 시간분의 멀티미디어 프로그램을 나타내는 3,600개의 분리된 2 초분의 소오스 프로그램 세그먼트를 예시한 예시도.
제10도는 연속하는 전송 윈도우 동안에 새로운 멀티미디어 서버에 의해 전송되는 처음의 열두개 세그먼트 패킷에 포함된 비동기적 정렬된 소오스 비디오 세그먼트를 서술한 예시도,
제11도는 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 멀티미디어 서버로부터 수신된 멀티미디어 DASD 상에 소오스 프로그램 세그먼트의 비동기적 포맷팅(formatting)을 용이하게 하기 위해 원격 멀티미디어 서버와 통신하기 위해 적응된 새로운 인텔리전트(intelligent) 셋-탑 제어 시스템의 개괄적인 블록도.
제12도는 빨리 감기(forward), 되감기(reverse) 및 정지(pause) 모드를 포함하는 다수 개의 프리젠테이션 모드에서 멀티미디어 프로그램 프리젠테이션의 일부를 제어하기 위한 새로운 인텔리전트(intelligent) 셋-탑 제어 시스템을 사용하여 달성한 새로운 프리젠테이션 제어 윈도우를 서술한 예시도.
제13도는 선택된 멀티미디어 프로그램의 버퍼된 일부에 대하여 완전한 로컬 VCR 타입 제어를 하기 위해 적어도 멀티미디어 프로그램의 일부를 나타내는 미리 정해진 수의 분리된 소오스 프로그램 세그먼트들을표본을 버퍼링(buffering) 하기 위한 셋-탑 제어 시스템의 새로운 멀티미디어 DASD를 서술한 예시도.
제14도는 적어도 멀티미디어 프로그램의 일부를 나타내는 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 버퍼링하기 위해 적응된 다수 개의 데이터 저장 디스크를 포함하는 새로운 멀티미디어 DASD의 확장된 측면도.
제15도는 데이터 저장 디스크의 상부 표면상에 배열된 외측 방향으로 나선형 데이터 트랙상에 동기적 및 비동기적으로 정렬된 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 버퍼하기 위한 새로운 데이터 저장 구조를 예시한 예시도.
제16도는 데이터 저장 디스크의 하부 표면상에 배열된 내측 방향으로 나선형 데이터 트랙상에 동기적 및 비동기적으로 정렬된 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 버퍼하기 위한 새로운 데이터 저장 구조를 예시한 예시도.
제17도는 각각의 분리된 소오스 프로그램 세그먼트가 멀티미디어 프로그램의 1초분의 시간 부분을 나타내는 데이터 저장 디스크의 하부 및 상부 표면상에 분포되어지는 20초분의 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼를 규정하는 처음 20개의 비동기적으로 정렬된 소오스 프로그램 세그먼트를 예시한 예시도.
제18도는 데이터 저장 디스크의 하부 및 상부 표면상에 분포되어지는 20초분의 프리젠테이션제어 윈도우 버퍼를 규정하는 20개의 데이터 저장 위치와 하부 및 상부 각각의 디스크 표면상에 배열된 열 개의 저장 위치 로/부터 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 기록하거나/판독하는 새로운 방법을 서술한 예시도.
제19도는 새로운 포맷팅(formatting) 방법론에 따라서, 20개의 두 번째 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼로 구성되는, 20개의 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 언제라도 버퍼링하기 위한 하부 및 상부 각각의 디스크 표면상에 배열된 열 개의 저장 위치를 가진, 데이터 처리 디스크의 상부 표면의 면을 따라 포개 놓은 데이터 저장 디스크의 하부 표면을 합성하여 예시한 예시도.
제20도는 40개의 두번째 영상 제어 윈도우을 규정하는 데이터 저장 디스크의 하부 및 상부 표면상에 배치된 마흔개의 데이터 저장 위치와, 하부 및 상부 각각의 디스크 표면상에 배열된 2개의 세그먼트 블록으로 구성된 열 개의 저장 위치로/부터 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 기록/판독하는 새로운 방법을 서술한 예시도.
제21~22도는 가입자의 셋-탑 제어 시스템의 새로운 멀티미디어 DASD상에 제공되는 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼의 구성과 관련있는 구성 파라미터들에 따라서, 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 세그먼트의 주문형전송을 제공하기 위해 가입자의 셋-탑 제어 시스템과 통신할 시, 새로운 멀티미디어 서버에 의해 실행되는 전체적인 처리단계를 서술하는 플로우 차트.
제23도 셋-탑 제어 시스템의 새로운 멀티미디어 DASD상에 제공된 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼의 구성과 관련있는 구성 파라미터들에 따라서, 선택된 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 세그먼트의 주문형 전송을 수신하기 위해 원격 멀티미디어 서버와 통신할 시, 새로운 인텔리전트(intelligent) 셋-탑 제어 시스템에 의해 실행되는 전체적인 처리 단계를 서술하는 플로우 차트.
제24~25도는 선택된 멀티미디어 프로그램 부분을 나타내는 분리된 소오스 프로그램 세그먼트의 커스터마이즈드 시리즈를 새로운 멀티미디어 DASD상에 제공된 프리젠테이션 제어 윈도 버퍼에 기록할 시와, 새로운 장소에 따른 갱신(update-in-place) 포맷팅 방법론을 따라서, DASD로부터 로컬 프로그램 세그먼트의 순서적으로 정렬한 시리즈로서 분리된 소오스 프로그램 세그먼트를 판독할 시, 새로운 인텔리전트(intelligent) 셋-탑 제어 시스템에 의해 실행되는 전체적인 처리 단계를 서술하는 플로우 차트.
제26도는 새로운 멀티미디어 DASD의 나선형 진행-유지(spiral-and-hold) 동작을 달성하는데 관련된 전체적인 처리 단계를 서술하는 플로우 차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 서버 38 : 비디오 파서
14 : 전화 주문 시스템 39 : 아나로그 저장 장치
16 : 공중 전화 교환망 40 : 대용량 저장 라이브러리
18 : 전화선 41 : 스테이징 저장 장치
20 : 사용자 42 : 분배 스위치
24 : 텔레비전 44 : 통신 채널
30 : 멀티미디어 서버 45 : 방송 채널
32 : 코더 48 : 압축 비디오 세그먼트
33 : 인덱스 파서 54 : 비디오 비트스트림
34 : 제어기 62 : 셋-탑 제어기
35 : 디지털 저장 장치 66 : 입력 버퍼
36 : 과금 시스템 68 : 멀티미디어 DASD
37 : DRAM 저장 장치 72 : 출력 버퍼
74 : 디코더 76 : 텔레비전
90 : 프리젠테이션 제어 윈도우 108 : 디스크
110,111 : 나선형 데이터 트랙 112 : 액튜에이터
116 : 변환기/슬라이더 조립부 196 : OSDL
198 : ISDL
본 발명은 일반적으로 통신 시스템(communication systems)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원격 미디어-온-디맨드 통신 시스템 서버(remote media-on-demand communication server)로부터 수신된 멀티미디어 프로그램을 원래대로 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
통신 기술에서의 발달과 점증되는 고객의 다양한 요구에 의하여 멀티미디어 프로그램의 배급업자는 전통적으로 케이블 텔레비전 시스템과 전화 시스템 상에서 사용가능한 서비스보다 더 편리하고 쉽게 접근할 수 있는 오락 서비스를 가입자들에게 제공해야 하는 문제에 직면하게 되었다. 개선된 통신 기반 구조(communications infrastructure)는 거대한 방송 시장의 많은 부분에서 시청시간당 요금지불 매체 서비스(pay-per-view media services)의 확산을 몰고 왔다. 대부분의 시청시간당 요금지불 시스템에서 수요자는 일반적으로 미리 짜여져 있는 시청 시간에만 제공되는, 상대적으로 적은 수의 동영상 프로그램을 가정에서 시청하기 위해 선택할 수 있다.
다수의 주문형(on-demand) 비디오 서비스들은 가입자가 가정에서 시청하기 위해 가구내의 전화선을 통해 원하는 프로그램을 주문을 할 수 있도록 발전되어 왔다. 예컨대, 벨 아틀랜틱 네트워크 서비스(Bell Atlantic Network Services)에 양도된 미국 특허 제5,247,347호에서는 공중 전화 교환망(Public Switched Telephone Network; 이하 PSTN이라 칭함)을 사용하여 다수의 가정에 가입자가 주문한 비디오 프로그램을 제공하는 복잡한 비디오-온-디맨드 서비스에 대해 개시하고 있다. 상기 특허에서는 표준 대역폭의 제한된 아날로그 전화선상에서 영상 및 다른 멀티미디어 신호들을 전송하는데 있어서의 고유한 결함에 대해 폭넓게 논의하고 있다.
상기 특허에서 개시된 주문형 비디오 시스템과 다른 종래의 전화를 기반으로 한 멀티미디어 서비스는 긴 프로그램 시청 기간동안 가정 통신에 악영향을 주는 문제를 충분히 해결하지 못하였다. 예컨대, 전형적인 극장의 동영상을 보기 위해서는 두 시간 이상 가정내 전화선이 통화불능 상태가 되어야 한다. 게다가, 이와 같은 복잡한 전화 기반의 멀티미디어 시비스에 적절한 레벨의 신호 품질과 시스템 신뢰성을 보증하기 위해서 시청시간당 요금지불 서비스 공급자는 고가의 통신 장비와 진단 장비를 갖추어야 하며, 이러한 비용과 다른 관련된 운용 비용은 가입자에게 일방적으로 넘겨지게 된다.
종래의 멀티미디어 서비스는, VCR(Video Cassette Recorder)을 사용하여 수십년 이상 가정 오락을 즐겨온 매우 다양한 요구를 가지고 있는 최근의 가입자들이 기대하는 프리젠테이션 제어 특성(presentation control feature)을 제공하지 못하고 있다는 것이 중요하다. 예컨대, 빨리 감기, 되감기 및 정지 등과 같은 기능은 대부분의 가정용 VCR이 제공하는 표준 프리젠테이션 제어 기능으로, 일반적으로 적외선 원격 제어 핸드세트(infrared remote control handset)를 사용하여 조작된다. 일반 케이블 텔레비전 채널에서와 마찬가지로 가정 전화선의 전송 대역폭이 제한되어 있기 때문에, 많은 수의 가입자에 대해 주문형 서비스를 제공하기 위한 종래의 멀티미디어 통신 시스템을 지원하기 위해 가정 전화선이 사용될 때, 일반적으로 이러한 가정 전화선은 완전한 VCR 타입 제어 기능을 제공하기가 어렵다.
예컨대, 제1도는 공중 전화 교환망 위에서 다수의 가정에 비디오 프로그램을 배급하는 종래의 시청시간당 요금지불 통신 서비스의 개괄적인 블록도를 나타낸다. 일반적으로 영화는 하나 혹은 그 이상의 매체 서버들(10)상에 저장되고, 이들 각각은 PSTN(16)으로 다중화된다(multiplexed). 전화 주문 시스템(14)은 대개 PSTN(16)에 연결되어 전화 상에서 가입자 혹은 사용자(20)로부터 시청시간당 요금지불 주문을 접수하기 위한 수단을 제공한다. 사용자(20)의 거래 상황을 확인한 후, 일반적으로 매체 서버(10)은 주문받은 영화 혹은 프로그램을 가입자의 전화 라인(18)에 연결된 디코더 박스(decoder box; 22)로 전송한다. 전송된 프로그램은 디코더 박스(22)에 의해 계속적으로 디코딩되어, 선택된 프로그램을 가입자의 텔레비전(24)에 계속하여 공급한다. PSTN(16)의 교환 용량에서의 제한과 전화선(18)의 전송 대역폭에서의 제한때문에, 고품질의 완전한 동영상 신호를 완전한 VCR 타입 제어 기능과 함께 제공하지 못하고 있다. 이와 같은 제한들은 케이블 텔레비전 라인을 활용하는 종래의 시청시간당 요금지불 비디오 통신 서비스에도 비슷한 영향을 준다.
미국 특허 제4,949,187호에서 개시된 것과 같은 다른 형태의 비디오 통신 시스템은 중앙 저장 라이브러리(a central archive library)로부터 수신한 디지털화된 멀티미디어 프로그램을 저장하기 위해 지역 디스크 저장 시스템(local disk storage system)을 제공한다. PSTN 전화망 위에서 중앙 서버(10)와 전화 링크(telephonic link)를 확립한 후, 선택된 디지털화된 영화는 '187 특허에서 개시된 단말 유니트가 결합된 지역 디스크 저장 시스템으로 온전히 그대로 전송(download)된다. 선택된 멀티미디어 프로그램을 로컬에서 저장하기 위해 디스크 저장 시스템을 사용하는 상기 및 다른 가정 통신 시스템들에서는 대개 가입자의 텔레비전 상에 프로그램을 제공하기에 앞서 선택한 멀티미디어 프로그램의 전부를 다운로드(downloading)해야 할 필요가 있다.
전화선의 대역폭과 소오스(source) 전송율에 따라, 다운로드 과정은 상당한 시간동안 선택된 영화의 시청을 지연시킬 수 있다. 매우 고용량 데이터 저장 시스템에서는 대개 장편 영화 전체를 로컬에서 저장하도록 요구 된다. 일반적으로 이러한 로컬 데이터 저장 시스템은 영화 한편을 압축 형태로 저장하기 위해 수 기가(giga) 바이트의 메모리를 할당하여 구성해야 하고, 영화 한편을 압축하지 않은 형태로 저장하기 위해 수백 기가 바이트의 메모리를 할당하여 구성해야 한다.
전통적인 매체 통신 방법(media communication methodology)에 따라서, 비디오 프로그램을 저장하기 위해 사용되는 상기 및 다른 전통적인 로컬 데이터 저장 시스템의 상당히 큰 메모리 때문에 서비스이 가격은 보통 수준의 고객들이 엄두도 못낼만큼 비싸진다. 또한 이러한 시스템은 상기 서버(10)로부터 전송된 프로그램 신호를 수신하자마자 즉시 선택된 멀티미디어 프로그램을 가입자에게 제공할 수 없다. 게다가, VCR 타입 제어 기능은 멀티미디어 프로그램 전체를 디스크 저장 시스템상에 다운로드한 후에만 제공될 수 있다.
원격 미디어-온-디맨드 통신 시스템으로부터 전송되는 선택된 멀티미디어 프로그램 프리젠테이션을 수신, 처리 및 로컬에서 제어하기 위한 멀티미디어 제어 시스템 및 방법에 대한 요구가 통신 산업계에서 있어 왔다. 더 나아가 고객에게 최소한의 비용으로 이러한 멀티미디어 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이 더 요구된다. 본 발명은 상기의 요구사항 및 다른 필요성을 이행 한다.
본 발명은 원격 멀티미디어 서버로부터 수신한 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 신호들의 로컬 수신과 처리를 위한 장치 및 방법이다. 로컬의 셋-탑 제어 시스템은 상기 압축 프로그램 세그먼트드들을 로컬의 디스플레이 모니터에 프리젠테이션하기 위해 버퍼링하고 압축을 해제한다. 로컬의 셋-탑 제어 시스템은 직접 액세스 저장 장치를 구비하여 멀티미디어 서버로부터 수신된 기설정된 수의 압축 프로그램 세그먼트들을 버퍼링하는데 적용하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 압축 프로그램 세그먼트의 일부는 비순차적으로 정렬될 수 있고 다른 일부는 순차적으로 정렬될 수 있다. 새로운 포맷팅 방법론에 따라 직접 액세스 저장 장치에 위치한 하나 혹은 그 이상의 데이터 저장 디스크들에 비동기적으로 분배된 프로그램 세그먼트들은 순차적으로 프리젠테이션될 수 있다. 직접 액세스 저장 장치에 버퍼링된 멀티미디어 프로그램 부분에 대해 로컬 VCR 타입의 프리젠테이션 제어 기능을 수행하기 위하여 사용자가 정의가능한 프리젠테이션 제어 윈도우도 상기 새로운 포맷팅 방법론에 따라 제공된다. 또한 포맷팅 방법론에 의해, 선택된 멀티미디어 프로그램의 주문형 시청을 위해 멀티미디어 서버로부터 수신된 프로그램 세그먼들을 동시에 버퍼링하고 프리젠테이션할 수 있다.
앞서 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 원격 멀티미디어 서버로부터 커스터마이즈드 포맷(customized format)으로 수신되는 선택된 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬 VCR 타입으로 제어하는 멀티미디어 셋-탑 제어 시스템에 관한 것이다. 본 출원은 원격 멀티미디어 서버로부터 다수의 로컬 셋-탑 제어 시스템으로 멀티미디어 프로그램을 제공하기 위한 전체 멀티미디어 통신 시스템과 그 처리를 설명한다. 본 출원에서 청구하는 것은 아니지만 멀티미디어 통신 시스템의 다양한 특징 및 기능이 본 출원에서 설명된다. 본 발명의 완전성을 위해 상기 특징 및 기능의 설명은 본 출원내에 포함되고, 여기서 개시되는 멀티미디어 셋-탑 제어 시스템의 이전과 특성에 대해 완전한 이해를 도와준다.
제2도는 통신 채널(44) 상에서 다수의 셋-탑 제어 시스템(62)에 멀티미디어 프로그램을 동시에 전송하도록 구성된 새로운 멀티미디어 서버(30)를 사용하는 멀티미디어 통신 시스템의 시스템 블록도를 보여준다. 한가지 실시예에 있어서, 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 멀티미디어 서버(30)는 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)에 비디오 프로그램 혹은 다른 시각 혹은 청각의 프리젠테이션(presentation)을 일련의 압축된 커스터 마이즈드 디지털 소오스 프로그램 세그먼트로서 전송한다. 프로그램 세그먼트는 비디오, 애니메이션, 사진, 오디오, 텍스트(textual), 그래픽(graphical) 및 또 다른 형태 정보를 나타낼 수 있다. DASD는 멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 멀티미디어 프로그램의 일부 혹은 전부를 버퍼하기 위해 로컬 셋-탑 제어 시스템(62)에 연결된다.
새로운 DASD 포맷팅 방법은 가입자에게 DASD 상에 버퍼링된 멀티미디어 프로그램 일부의 프리젠테이션에 대해 로컬 VCR 타입의 제어, 즉 빨리 감기, 되감기 및 정지와 같은 프리젠테이션 제어 기능을 제공하기 위하여 멀티미디어 프로그램의 일부를 나타내는 압축된 커스터마이즈드 디지탈 소스 프로그램 세그먼트들을 버퍼하기 위해 사용된다. 예컨대, 멀티미디어 프로그램은 표준 가정 통신 라인이나 적외선 송수신기의 쌍을 사용하여, 로컬 셋-탑 제어 시스템(62)으로부터 가입자와 텔레비전(24), 홈 스테레오, 혹은 컴퓨터 시스템으로 전송된다. 한가지 실시예에 있어서, 멀티미디어 서버(30)는 가입자의 특유한 로컬 셋-탑 제어 시스템(62)의 구조(configuration)와 제어 기능에 관련된 포맷팅과 구조 파라미터에 응하여 소오스 프로그램 세그먼트들의 순서를 커스터마이즈(customize)한다.
새로운 포맷팅 방법은 미디어-온-디맨드의 프로그램을 다수의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 분배하는 중앙 멀티미디어 서버 시스템(30)의 운용/유지 비용 및 복잡성 정도를 상당히 감소시켜 준다. 보통 셋-탑 제어 시스템(62)은 가정과, 식당 혹은 바(bar) 혹은 다른 개인 및 공공장소와 같은 업무 장소에 위치할 수 있다. 되감기, 빨리 감기, 정지 또는 다른 프리젠테이션 모드를 포함한 VCR 타입의 프리젠테이션 제어 기능은 셋-탑 제어 시스템(62)에 의해 직접 로컬에서 조정된다. 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션 상에서 로컬 제어를 제공함으로써, 중앙 멀티미디어 서버(30)가, 가입한 고객에 의해 대개 요구되는, VCR 타입 제어 기능을 달성하기 위해 구성될 필요는 없다.
본 발명과 동종의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 실시간으로 요구에 응해 다수의 가입자들에게 사용자들에게 사용자가 선택한 프로그램들을 동시에 전송하는 동안, 중앙 매체 분배기(central media distribution)에서 VCR 타입 프리젠테이션 제어 기능들을 동시에 서비스하는 것은 상당히 어렵다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 셋-탑 제어 시스템(62)을 통해 가입 고객이 매체 프리젠테이션의 로컬 제어를 직접하도록 함으로써 다수의 시청시간당 요금지불 고객으로부터의 VCR 타입 프리젠테이션 제어 기능 요청을 서비스하는데 요구되는 멀티미디어 서버(30)의 처리 오버헤드(overhead)양 그리고 통신 채널(44)의 대역폭을 현저하게 감소시킨다.
셋-탑 제어 시스템(62)의 사용자는 예를 들면, 케이블 텔레비전 접속과 같은 현존하는 통신 채널(44)상에서 멀티미디어 서버(62)와 통신하는 것이 바람직하다. 다수의 가입 고객은 고객의 집이나 업무 시설내에 있는 텔레비전(24) 혹은 오락 센터로부터 근접한 혹은 멀리 떨어져 위치한 셋-탑 제어 시스템(62)을 사용하여 멀티미디어 서버(30)와 동시에 통신할 수 있다. 통신 인터페이스는 셋-탑 제어 시스템(62)을 통신 채널(44)과 인터페이스되어 있는 케이블 라인이나 다른 통신 라인에 접속시킨다. 상기 통신 인터페이스는 통신 채널(44)상에 통신되고 있는 멀티미디어 정보, 제어 및 다른 전기적 신호들을 수신할 수도 있고 송신할 수도 있는 송수신기를 포함한다. 또한 통신 인터페이스는 통신 채널(44)상에서 통신하기 위해서 독립된 수신기와 송신기를 포함할 수도 있다.
멀티미디어 서버(30)로부터 다수의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송되는 멀티미디어 정보는 디지털 압축 포맷으로 전송되는 것이 바람직하다. 새로운 미디어-온-디맨드 통신 시스템에서 사용하기 적절한 압축 알고리즘 표준(compression algorithm standard)은 동영상 전문가 그룹(Moving Pictures Experts Group)에 의해 개발된 것이 있으며, 대개 MPEG 코딩 표준으로 불리어진다. 예컨대, MPEG-1 표준 (ISO/IEC IS 11172-1)은 압축 디지털 비디오를 위한 포맷을 규정한다. 상기 포맷은 대략 초당 1.2~1.5 메가 비트(Mbps)의 데이터율과, 수직으로 약 288 라인이고 수평으로 약 352 픽셀(화소)인 해상도와, 초당 24에서 30 영상의 영상율(picture rates)과, 보통 감기(normal forward), 재생(play), 느린 감기(slow forward), 빨리 감기(fast forward), 빨리 되감기(fast reverse), 일시 정지(freeze)등과 같은 몇 가지의 VCR 타입 시청 기능들을 지원한다. MPEG-1 코딩은 대개 100:1에서 150:1의 수준의 압축율을 제공한다.
당해 분야에서 MPEG-2(ISO/IEC IS 11172-1)로서 불려지는 새로 개발중인 MPEG 표준은 케이블, 위성 및 다른 방송상에서 약 2~15 Mbps의 수준의 데이터율을 지원할 것으로 기대되고 있다. 비디오 신호 스트림와 오디오 신호 스트림에 부가하여, MPEG-2는 비디오 및 오디오 신호 스트림과 함께, 다중화된 프로그램 비트스트림을 포함하는 관련된 데이터 신호 스트림(data signal stream)을 규정한다. MPEG-2는 부가적으로 비비월주사(non-interlace) 및 비월 주사(interlace) 방식 양자에 대해 비디오 신호 포맷을 지원하고, MPEG-1에서 제공된 것보다 증가된 영상 품질, 다수의 영상 종횡비(aspect ratio), 고화질 텔레비전(High Resolution Television)을 지원하는 특성을 포함하는 여러 개의 다른 향상된 특성을 지원한다. MPEG-1 오디오 압축 표준(ISO/IEC IS 11172-3)과 개발중인 MPEG-2 오디오 압축 표준은 멀티미디어 서버(30)에 의해 처리되는 오디오 프로그램을 코딩(coding)하기에 적절한 오디오 압축 규격을 규정한다.
상기 설명된 하나 혹은 그 이상의 MPEG 표준에 따르는 것들과 다른 코딩 표준도 본 발명의 범위와 정신을 벗어나지 않고 멀티미디어 서버(30)와 다수의 셋-탑 제어 시스템(62)간의 비디오, 오디오, 및 다른 멀티미디어 프로그램 신호의 통신을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 통신 채널(44)상에서 전송되는 프로그램 신호는 압축 디지털 포맷과는 다른 포맷이 될 수 있다.
설명의 목적으로, 개시되는 미디어-온-디맨드 통신 방법 및 장치의 이점들과 특성들은 완전 동영상(full-motion video)을 참조로 하여 논의된다. 비디오는 대개 비디오 및 오디오 구성 요소로 구성되는 복합 매체이고, 부제(subtitle) 혹은 청각 장애자를 위한 정보(hearing-impaired information)와 같은 다른 종류의 정보 또한 포함하기 때문에, 완전 동영상은 이러한 목적을 위해 유용하다. 또한, MPEG 규격에 따른 완전 동영상의 코딩은 새로운 미디어-온-디맨드 통신 방법 및 장치의 이점을 설명하기에 적합한 다중화된 프로그램 신호 스트림을 만들어 낸다. 비디오 매체에 대한 참조 사항은 설명만을 하기 위한 목적이지, 멀티미디어 프로그램들과 멀티미디어 서버(30)에 의해 저장되고 처리되는 정보의 형태나 본질에 제한을 의미하는 것은 아니다.
제3도와 제4도에 시청시간당 요금지불 기반으로 요구에 응해, 다양한 멀티미디어 프로그램을 저장 및 처리하고, 다수의 최종 사용자에게 선택된 멀티미디어 프로그램을 동시에 배급하기 위한 새로운 멀티미디어 서버(30)의 실시예를 예시한다. 멀티미디어 프로그램은 하나 혹은 그 이상의 대용량 저장 장치(mass storage devices)로 구성되는 대용량 저장 라이브러리(mass storage library; 40)에 저장된다. 상기 대용량 저장 장치는 개별적으로 혹은 누적하여 대량의 정보를 저장할 수 있는, 대개 테라바이트(terabytes) 수준의 비휘발성 메모리 장치를 포함한다. 멀티미디어 서버(30)는 중앙 매체 분배 장소에 위치한 저장 및 분배 장치를 포함하거나, 혹은 예를 들면 광역 통신망(wide area network; WAN)상의 다수의 지역에 위치한 다수 개의 저장 및 분배 장치를 포함할 수 있다.
멀티미디어 정보는 하나 혹은 그 이상의 디지털 저장 장치들(35)에 압축 디지털 포맷으로 저장되는 것이 바람직하다. 적절한 디지털 저장 장치들(35)로는 디지털 DASD들 및 디지털 오디오 테이프(DAT) 시스템들이 있다. 일실시예로, 다수의 디지털 DASD는 공지의 RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks) 프로토콜(protocol)에 따라 작동하는 DASD들의 어레이로 구성될 수 있다. 멀티미디어 프로그램의 아날로그 버전은, 예를 들어 아날로그 비디오 테이프 시스템과 아날로그 오디오 시스템과 같은 하나 혹은 그 이상의 아날로그 저장 장치(39)에 저장될 수 있다. 더 나아가 대용량 저장 라이브러리(40)는 광학 테이터 저장 시스템들 혹은 CD-ROM 시스템들을 포함할 수 있다. 대용량 저장 라이브러리(40)는 다양한 범위의 기술들을 커버하는 여러 저장 및 처리 장치들로 구성될 수 있으며, 제4도에 서술된 것들로 제한되지 않는다. 예를 들면, 일실시예로 대용량 저장 라이브러리(40)는 2차원적 혹은 3차원적 저장 장치 어레이 구성에서 멀티미디어 정보를 저장하기 위해 사용하는 하나 혹은 그 이상의 DRAM 저장 장치들(37)을 포함한다. 이 실시예에 따르면, 하나 혹은 그 이상의 DRAM 저장 장치들(37)은 다수의 인기 있는 혹은 자주 요청된 멀티미디어 프로그램을 대량으로 저장하기 위해 사용된다. 이하에 개시되는 새로운 매체 서버 포맷팅 구조(architecture) 및 방법론에 의해, DRAM 저장 장치(37)는 다수의 최종 사용자에게 인기 있는 멀티미디어 프로그램에 대해 빠른 액세스(access)와 인기 있는 멀티미디어 프로그램의 고속의 비동기적 전송 모드 분배를 제공한다.
미리 기록되었거나 미리 제작된 멀티미디어 프로그램에 더하여, 대용량 저장 라이브러리(40)는 지역, 국영 및 국제 방송망상에서 사용가능하게 만들어진 프로그램을 나타내는 실시간 방송신호를 수신하기 위해 다수의 외부 통신 채널과 통신을 한다. 따라서, 가입 고객은 미리 제작된 멀티 미디어 프로그램 뿐만 아니라 실시간의 멀티미디어 프로그램도 요청할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 대용량 저장 라이브러리(40)에 저장되어 있는 멀티미디어 프로그램은 먼저 아날로그 포맷에서 디지털 포맷으로 변화되고, 그 후 확정된 코딩 알고리즘에 따라서 압축되고 부호화된다. 압축 디지털 프로그램 세그먼트는 다중화된 프로그램 비트스트림의 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 다중화된 일반적인 프로그램 비트스트림은 비디오 신호 스트림의 일부 및 오디오 신호 스트림의 일부로 구성되고, 더 나아가 다른 정보 신호 스트림의 일부를 포함할 수 있다.
가입 고객이 주문한 멀티미디어 프로그램은 현존하는 텔레비전 채널, 케이블 혹은 광학 텔레비전 채널, 디지털 혹은 광 파이버 전화 라인(fiber optic telephone line), 혹은 위성 통신 채널(44)상에서 상기 선택된 멀티미디어 프로그램을 나타내는 커스터마이즈드(customized) 다중화된 프로그램 비트스트림으로서 고객 위치에 전송되는 것이 바람직하다. 가입자가 선택한 멀티미디어 프로그램의 비트스트림들로 구성되는 각각의 소오스 프로그램 세그먼트(discrete source program segments)는 통신 채널(44)상에서 비동기 형태로 세그먼트들의 패킷들로서 다수 개의 목표 셋-탑 제어 시스템(62)에 전송된다.
제3~5도에 예시된 바와 같이, 하나의 아날로그 비디오 신호는 확정된 코딩 알고리즘에 따라 코더(coder; 32)에 의해 디지털 포맷으로 변환되고 압축된다. 상기 아날로그 비디오 신호는 대개 비디오 신호 일부분과 오디오 신호 일부분으로 구성된다. 그 후, 압축되고 디지탈화된 프로그램 비트스트림은 세그먼트화(segment)되거나, 인데스 파서(index parser; 33)에 의해 다수 개의 분리된 비디오 소오스 프로그램 세그먼트로 분리된다. 각 분리된 압축 디지털 비디오 세그먼트(48)는 미리 정해진 양의 완전 동영상을 나타낸다. 일실시예에서 1초분의 완전 동영상은 각 압축 비디오 세그먼트들(48)에 의해 표현된다. 다른 실시예에서는, 2초분의 완전 동영상이 각 압축 비디오 세그먼트들(48)에 의해 표현된다. 각 압축 비디오 세그먼트들(48)은 1초보다 더 크거나 혹은 더 작은 완전 동영상 부분을 나타낼 수 있다. 선택적으로, 각 압축 비디오 세그먼트들(48)이 서로 다른 시간분(duration)의 완전 동영상을 표현할 수도 있다.
제4도를 참조하여 보다 더 자세히 살펴보면, 각 대용량 저장 장치(35, 37, 39)는 각각에 대응하는 각 인덱스 파서(33)에 연결된다. 각 인덱스 파서(33)는 차례대로 대응하는 각 코더(32)에 연결된다. 제4도에 예시된 코더들(32)은 대용량 저장 라이브러리(40)의 외부에 존재하는 것을 알 수 있다. 그러나 코더들(32)은 대용량 저장 라이브러리(40)내에서 내부의 구성 요소로서 내장될 수도 있다. 바람직한 실시에에 있어서, 대용량 저장 라이브러리(40)에서 이용 가능하게 제작된 멀티미디어 프로그램은 코더(32)와 인덱스 파서(33)를 한 번만 거쳐서 처리되고, 그 후 대용량 저장 장치(35)상에 저장된다. 각각의 멀티미디어 프로그램은 단일 대용량 저장 장치상에 저장되거나 혹은 선택적으로, 다수 개의 대용량 저장 장치에 저장된다. 인덱스 파서(33)에 의해 처리 될 때, 각 압축 디지털 비디오 세그먼트(48)는 구별 가능한 세그먼트 어드레스로 엔코딩(encode)되는 것이 바람직하다. 예컨대, 첫 번째의 비디오 세그먼트(48)는 어드레스 식별자(address identifier)로서 A1으로 태그(tag) 또는 엔코딩될 수 있다. 마찬가지로, 두 번째의 비디오 세그먼트(48)는 A2의 어드레스로 엔코딩될 수 있다. 그와 같이 각 소오스 비디오 세그먼트들(48)은 각자의 고유한 어드레스로 저장 장치 내에 위치될 수 있는 것이 바람직하다. 어드레스 테이블은 특정의 가상 혹은 간접 비디오 세그먼트 어드레스와 관련된 실제의 저장 위치들에 맵핑(mapping)을 제공하는데 사용될 수 있다. 고유한 어드레스를 가진 각 비디오 세그먼트들(48)을 인덱스하고 특정의 비디오 세그먼트(48) 어드레스들을 참조하여 DASD와 같은 대용량 저장 장치상에 비디오 세그먼트를 저장함으로써, 커스터마이즈드 형태로 비디오 세그먼트들(48)을 효과적으로 조직하고 이 비디오 세그먼트들(48)을 목표 셋-탑 제어 시스템(62)으로 효과적으로 전송할 수 있다.
제4도를 보다 더 설명하면, 대용량 저장 라이브러리(40)에서 제공되는 각 대용량 저장 장치들은 하나 혹은 그 이상의 스테이징 저장 장치들(staging storage devices; 41)에 연결되는 것이 바람직하다. 새로운 멀티미디어 서버(30)의 중요한 이점은 특정 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)이 수신하도록 커스터마이즈드 형태로 소오스 비디오 세그먼트들(48)을 조직하는 능력에 관한 것이다. 다수 개의 스테이징 저장 장치(41)는 디지털 저장 장치(35)와 같은 각 저장 장치들이 다수의 고객 요구 사항에 대해 동시에 서비스하고, 요청된 멀티미디어 프로그램을 커스터마이즈드 형태로 조직화할 수 있게 한다. 상기 스테이징 저장 장치(41)는 DRAM 저장 장치들, RAID 시스템으로 작동하도록 구성된 DASD 어레이, 혹은 다른 디지털 저장 시스템으로 구성될 수 있다.
상기에서 미리 언급된 바와 같이, 하나 혹은 그 이상의 아날로그 저장 장치들(39)은 아날로그 멀티미디어 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 소정의 아날로그 멀티미디어 정보는, 가입 고객에 의해 요청될 때, 코더(32)로 전송되고, 코더(32)에 의해 코드화되고, 인덱스 파서(33)에 의해 상기 이전에 논의된 형태로 인덱스되고, 그리고 스테이징 저장 장치(41)로 전송된다. 각 저장 장치(35, 37 및 39)는 상기 저장 장치와 스테이징 저장 장치(41)간에 연결된 대응하는 각각의 비디오 파서(38)를 포함할 수 있다. 상기의 단일 비디오 파서(38) 혹은 단일 인덱스 파서(33)는 오히려 개별적인 파싱 장치(parsing devices)로 사용된다. 스테이징 저장 장치(41)는 모든 대용량 저장 장치를 액세스할 수 있고, 그리고 대용량 저장 라이브러리(40)를 구성하는 구성 요소들간의 작업 부하의 분배는 멀티미디어 서버(30)의 오버헤드를 최적화하도록 다양한 구성 요소들 사이에서 분배될 수 있다. 게다가, 지역, 국영 및 국제 방송 채널(45)상에서 수신되는 아날로그 및 디지털 멀티미디어 프로그램은 실시간 멀티미디어 정보의 처리를 위하여 개별적으로 코더(32)로 보내지거나, 혹은 인덱스 파서(33)로 직접 보내진다.
제5도는 상기 코더(32)의 출력에서 제공되는 순차적으로 정렬된 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)의 부분적인 시리즈(46)를 예시한다. 주목할 것은 순차적으로 정렬된 시퀀스(sequence) 혹은 비디오 세그먼트들(48)의 시리즈는 멀티미디어 프로그램의 대응하는 연속적으로 정렬된 완전 동영상 부분을 나타낸다는 것이다. 반대로, 비순차적으로 정렬된 시퀀스 혹은 비디오 세그먼트들(48)의 시리즈는 멀티미디어 프로그램의 대응하는 비순차적 혹은 비연속적으로 정렬된 완전 동영상 부분을 나타낸다. 멀티미디어 프로그램을 나타내는 비디오 세그먼트의 일부 또는 전부가 비순차적인 비디오 세그먼트로 조직될 수 있다. 미리 정해진 수의 비디오 세그먼트들(48)을 다중화된 신호 비트스트림의 비순차적 비디오 세그먼트(48)의 시리즈로 조직하는 것이 바람직할 수 있다. 순차적인 비디오 세그먼트들(48) 시리즈 부분은 상기 비순차적 세그먼트 부분에 뒤따르거나 혹은 선행한다. 다른 응용에서는 순차적으로 정렬된 압축 비디오 세그먼트들(48)만으로 구성한 다중화된 신호 비트스트림을 만들어내는 것이 바람직할 수 있다.
예컨대, MPEG-1 코더(32)를 사용한 구성에서, 약 100:1 의 비디오 압축율은 대체로 달성 가능하다. 평균적으로, 1분의 완전 동영상은 초당 30개 프레임의 디스플레이율을 따르는 NTSC(National Television Systems Committe) 방식에서 비디오 프레임당 약 5.6Kbytes와 초당 0.167Mbytes의 완전 동영상 프로그램 시간의 평균에 해당하는 약 10Mbytes로 디지탈적으로 압축될 수 있다. 주목할 것은 각각의 1초분의 압축 영화 세그먼트(48)는 대개 바이트의 크기나 혹은 개수가 다르다는 것이다. 평균적으로, MPEG-1 코드의 비디오 프로그램에 있어서, 각각의 1초분의 압축 영화 세그먼트(48)를 저장하기 위해 약 0.167Mbytes의 메모리가 필요한 것으로 파단되어 왔다. 예컨대, 2초분의 압축 영화 세그먼트(48)를 저장하기 위해서는, 일반적으로 0.334Mbytes의 메모리가 필요하다.
일실시예로, 상기 코더(32)는 하나 혹은 그 이상의 MPEG 코딩 표준에 합치하는 형태의 압축 디지털 비디오 비트스트림을 만들어 낸다. 일반적인 비디오 비트스트림은 분리된 비디오 정보 팩(pack)의 시퀀스를 포함하고, 상기 팩은 층 헤더(layer header), 시스템 헤더, 정보 운반 패킷의 시퀀스 및 각 분리된 팩의 끝을 구별하기 위한 종료 코드(end code)를 포함한다. 상기 팩 층 헤더는 대개 팩 시작 코드 혹은 동기 목적으로 사용되는 동기(sync) 코드 및 시스템 클록 값을 포함한다. 상기 시스템 헤더는 대개 비디오 팩 데이터를 다중화된 신호 스트림으로 결합되어 있는 다른 데이터와 구별짓기 위해 사용하는 시스템 스트림 식별 정보와 같은 다양한 정보를 포함한다. 팩안에 규정된 정보 운반 패킷은 대개 엔코딩된 오디오나 비디오의 신호 스트림 데이터를 포함한다. 비디오 정보를 운반하는 패킷은 대개 비디오 패킷 헤더를 포함하고, 반면에 오디오 정보를 포함하는 패킷은 대개 오디오 패킷 헤더를 포함한다. 일반적으로, 다수의 비디오 프레임에 대응하는 비디오 신호 데이터는 각각의 비디오 패킷내에 포함되어 있고, 반면에 대응한 오디오 신호 데이터는 관련된 오디오 패킷내에 포함되어 있다.
일실시예로, 상기 코더(32)는 기설정된 길이의 완전 동영상의 비디오 및 오디오 정보, 예컨대 1초분의 동영상을 각 비디오 및 대응하는 오디오 팩으로 디지털적으로 압축한다. 예컨대, NTSC 비디오 포맷에 따르는 1초분의 완전 동영상은 30개의 동영상 프레임을 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 팩은 6개의 비디오 패킷들을 포함한다. 따라서, 1초분의 동영상은 각각의 팩이 6개의 비디오 패킷들을 포함하고 있는, 5개의 팩들에 의해 표현된다. 다른 코딩 표준과 마찬가지로, MPEG 코딩 표준은 압축 디지털 포맷에서 멀티미디어 정보를 패킷화할 때, 상당한 양의 유연성(flexibility)을 제공한다.
따라서, 상기 코더(32)는 인덱스 파서의 출력단에서 다중화된 신호 비트스트림을 만들기 위해 인덱스 파서(33)와 서로 협력하는 것이 바람직하다. 상기 비트스트림은 각 세그먼트(48)가 기규정된 길이의 완전 동영상을 표현하는 다수 개의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 포함한다. 부가적으로, 상기 코더(32)와 인덱스 파서(33)는 각각의 분리된 비디오 세그먼트(48)에 대해 고유한 인덱스 어드레스를 생성하기 위해 서로 협력한다. 고유한 인덱스 어드레스 정보는 각각의 팩이나 세그먼트의 팩 층 헤더 혹은 시스템 헤더 부분에 결합된다.
상기 언급된 바와 같이, 그 후 압축 비디오 세그먼트들(48)의 인덱스된 순차적인 시리즈는 제4도에 예시된 디지털 저장 장치(35) 혹은 DRAM 저장 장치(37)와 같은 적절한 대용량 저장 장치상에 저장된다. 각각의 분리된 비디오 세그먼트들(48)은 고유한 인덱스 어드레스를 포함하고 있기 때문에, 특정의 비디오 세그먼트들(48)의 고유한 어드레스를 참조함으로써, 비디오 파서(38)는 저장된 압축 비디오 세그먼트들(48)의 순차적 시리즈를 비디오 세그먼트들(48)의 커스터마이즈드 시리즈로 효율적으로 재구성한다.
상기 코더(32)의 출력단에서 제공되는 압축 디지털 비디오 세그먼트(48)의 순차적 시리즈(46)는 제4도에 보여진 바와 같이, 인덱스 파서(33)의 입력단으로 전송된다. 상기 코더(32)와 비디오 파서(38)에 연결되어 있는 제어기(34)는 대용량 저장 라이브러리(40)에서 제공되는 압축 비디오 세그먼트(48)를 코더(32)와 인덱스 파서(33)로부터 대용량 저장 장치(35)로 전송하는 것을 조정한다. 상기 비디오 파서(38)는 대용량 저장 장치(35)상에 저장되어 있는 선택된 멀티미디어 프로그램에 관련된 압축 비디오 세그먼트들(48)의 순차적인 시리즈(46)에서 다양한 재정렬(re-ordering) 기능을 실행하기 위해 사용된다. 상기 비디오 파서(38)는 비디오 세그먼트들(48)의 커스터마이즈드 시리즈(46)를 생성하도록 순차적인 비디오 세그먼트 시리즈(46)중 특정의 분리된 비디오 세그먼트(48)를 전후 위치 관계에 따라 변형하기 위해 작동한다. 예를 들어 제6도에 보여진 상기 커스터마이즈드 비디오 세그먼트 시리즈(46)는 스테이징 저장 장치(41)상에 임시로 저장하기 위해 비디오 파서(38)의 출력단에서 만들어지고 2시간분 영화의 최초 30초분을 나타내는, 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)의 최초 30개의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 도시하고 있다. 이하에서 보다 더 상세히 설명되는 바와 같이, 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)을 생성하기 위해 비디오 파서(38)가 비디오 세그먼트들(48)을 분해하는 방법은 여러 가지 요인들에 의존하는데, 예로써 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)을 수신하고 처리하기 위해 적용된 가입자의 로컬 셋-탑 제어 시스템(62)의 기능성과 저장 용량, 그리고 가입 고객이 요청한 멀티미디어 프로그램에 대한 프리젠테이션을 제어하는 방법을 포함한다.
분배 스위치(distribution switch; 42)전송 하기 전에 임시 저장을 위해서, 제어기(34)는 비디오 파서(38)로부터 스테이징 저장 장치(41)로 커스터마이즈드 비디오 세그먼트 시리즈(54)의 전송을 제어하는 것이 바람직하다. 통신 채널(44)에 연결되어 있는 분배 스위치(42)는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; ATM) 분배 스위치인 것이 바람직하다. 상기 ATM 스위치는 통신 채널(44)상에 하나 혹은 그 이상의 고객 셋-탑 제어 시스템(62)에 동시 발생적으로 비디오 세그먼트들(48)의 패킷들 혹은 MPEG 기술에 따른 팩들을 비동기적으로 분배하기 위해 작동한다. 하나 혹은 그 이상의 버퍼 메모리 장치(미도시)는 비디오 파서(38)와 분배 스위치(42)간에 다중화된 신호 스트림으로 구성되는 비디오 세그먼트들(48)의 전송을 동기화할 때 사용될 수 있으며, 분배 스위치(42)와 통신 채널(44)간에 세그먼트 패킷 전송을 동기화하기 위해 사용될 수 있다.
더 나아가, 멀티미디어 프로그램을 나타내는 커스터마이즈드 비디오 세그먼트 시퀀스(54)는 미리 규정된 저장 용량 및 제어 기능 특성을 가진 가입자 셋-탑 제어 시스템(62)으로 하나 혹은 그 이상의 미리 처리된 표준 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)을 효과적으로 전송하기 위해 대용량 저장 장치(35)상에 선택적으로 저장될 수 있다. 대용량 저장 장치(35)로부터 복원된 이러한 미리 처리된 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)을 사용함으로써 그렇지 않으면 특정의 셋-탑 제어 시스템(62)의 독특한 구성 및 프리젠테이션 제어 기능성을 수용하기 위해 비디오 파서(38)에 의해 실행될 반복적인 분해 동작들을 방지한다. 일반적으로, 멀티미디어 프로그램을 엔코딩하는 과정은 디코딩 동작과 비교할 때 상상히 큰 처리 리소오스(resources) 및 그에 따른 많은 처리 비용을 요구한다. 이러한 표준화된 셋-탑 제어 시스템(62)을 따르는 방식에 있어서 멀티미디어 프로그램의 전처리 혹은 엔코딩은 어울리지 않게도 가입 고객에 분담될 수 있는 부수 처리 비용뿐만 아니라 멀티미디어 서버(30)에 대한 처리 오버헤드를 제거한다. 주목할 것은 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 비디오 프로그램을 전송하기에 앞서, 멀티미디어 서버(30)의 제어기(34)에 연결되어 있는 과금 시스템(36)으로 가입자의 구좌를 조회하는 것이 바람직하다는 것이다. 구좌 조회가 정확하게 확인된 후, 가급적 시청시간당 요금지불의 토대위에서 멀티미디어 서버(30)로부터 멀티미디어 프로그래밍을 수신할 수 있는 인증된 권리가 가입 고객에게 부여된다.
제7도와 제8도는 행열 배열(row-column array) 포맷으로 도시된 분리된 압축 비디오 세그먼트들(48)의 매트릭스들(matrix)을 예시하고 있다. 일실시예로, 예를 들면 장편 영화나 혹은 극장 상연과 같은 전체 비디오 프로그램은 상기 코더(32)와 비디오 파서(38)에 의해 압축 비디오 세그먼트들(48)의 순차적인 시리즈(46)로 처리되고, 제7도와 제8도에 예시한 바와 같이 비디오 파서(38)는 상기 순차적인 시리즈(46)를 행과 열의 매트릭스로 구성한다. 멀티미디어 프로그램의 전부 혹은 일부를 나타내는 비디오 세그먼트들(48)을 정렬하여 재구성할 때, 비디오 파서(38)는 이미 알려진 공지의 다양한 매트릭스 처리 기술을 사용할 수 있다. 매트릭스 처리(matrix manipulation)를 이용하는 상기의 것과 다른 기술 또한 사용될 수 있다. 제7도와 제8도에 예시된 실시예에 따르면, 비디오 파서(38)는 초기에는 분리된 압축 비디오 세그먼트들(48)의 순차적인 시리즈를 60개의 열(row)과 N개의 행(column)의 매트릭스로 구성한다. 여기서 N은 특정 비디오 프로그램에 대한 전체 재생 시간을 분단위로 표시한 것이다.
설명의 명료성과 간편성을 기하기 위해, 제7도에 예시된 매트릭스는 2시간으로 분할된 영화의 모든 개별적인 압축 비디오 세그먼트들(48)을 포함하는 것으로 나타내었다. 여기서 각각의 비디오 세그먼트(48)는 비압축된 완전 동영상의 1초 부분을 나타낸다. 그러므로, 이러한 1초분의 완전 동영상 부분들로 분할된 2시간 영화는 7,200개의 분리된 압축 비디오 세그먼트들(48)로서 표현된다. 상기 7,200개 압축 비디오 세그먼트(48)는 비디오 파서(38)에 의해 60열과 120행의 매트릭스로서 구성된다. 2시간분 영화에 대해 상기 N의 값은 120분과 똑같다. 그 때문에 제7도에 서술된 매트릭스는 120행이 된다. 멀티미디어 프로그램이 비순차적 시리즈 부분이 없이 비디오 세그먼트(48)의 순차적 시리즈로서 독점적으로전송이 되는 일실시예에 있어서, 제7도에 예시된 매트릭스 구조에 의해 보다 더 설명되는 바와 같이, 비디오 파서(38)는 60120매트릭스로 배열된 순차적 압축 비디오 세그먼트들(48)을 행-대-행(column by column) 형식으로 분배 스위치(42)로 전송하는 것이 바람직하다. 그 다음, 2시간분 영화(48)를 표현하는 A1~A7200의 비디오 세그먼트들은 통신 채널(44)상에서 순차적 형식으로 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송된다. 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)은 멀티미디어 서버(30)로부터 전송된 압축 순차적 비디오 신호 스트림(46)을 수신하기 위해 대개 5~10Mbytes 크기의 적당한 로컬 저장 장치를 포함하는 것이 바람직하다. 동적 랜덤 액세스 메모리(Dynamic Random Access Memory; DRAM) 혹은 DASD는 5~10Mbytes 크기의 수신된 압축 순차적인 비디오 신호 스트림(46)을 버퍼하기 위해 사용된다.
이러한 실시예에 따르면, 멀티미디어 서버(30)는 통신 채널(44)상에서 복수의 셋-탑 제어 시스템(62)과 동시 발생적으로 통신한다. 일반적인 동축 케이블 통신 채널(44)은 초당 약 100 Mbytes 수준의 데이터율로 정보 신호들을 송신한다. 예를 들어, 다수의 셋-탑 제어 시스템(62) 각각이 대략 10 Mbytes의 내부 메모리를 포함한다고 가정하면, 멀티미디어 서버(30)의 분배 스위치(42)는 분당 약 10Mbytes의 멀티미디어 프로그램 정보를 약 600여개의 가입 고객의 위치로 비동기적으로 전송한다. 주목할 것은 최소량의 로컬 메모리로 구성된 셋-탑 제어 시스템(62)은 멀티미디어 서버(30)에 의해 전송된 순차적으로 정렬된 압축 비디오 신호 스트림(46)을 수신하고 처리할 수 있지만, 대체로 비디오 프로그램의 프리젠테이션 상에서 가입자에게 VCR 타입 제어기능을 제공하기에 충분한 로컬 메모리가 부족하리라는 것이다.
제8도와 제9도에 예시된 바와 같은 두 가지의 다른 실시예에 따르면, 비디오 파서(38)는 대용량 저장 장치(35)로부터 수신한 순차적 스트림(46)의 압축 비디오 세그먼트(48)를 커스터마이즈드 순서의 압축 비디오 세그먼트(48)로 배열한다. 제8도에는 2시간분 비디오 프로그램에서 7,200개의 개별적인 1초분의 완전 동영상 비디오 부분을 나타내는 7,200개의 압축 비디오 세그먼트들(48)의 커스터마이즈드 매트릭스가 예시되어 있다. 제8도에서 예시한 실시예에서, 비디오 파서(38)는 7,200개의 압축 비디오 세그먼트(48)를 기수 및 우수 어드레스 인덱스를 가지는 2개의 부매트릭스(50,52)로 구성한다. 2개의 부매트릭스(50,52)의 각각은 10열과 360행(10360)으로 구성된 부매트릭스로 배열되는 것이 바람직하다. 이와 같이, 2개의 부매트릭스(50,52)의 각각은 2시간분 비디오 프로그램을 구성하는 전체 7,200개의 세그먼트(48)중 3,600개의 개별적인 비디오 세그먼트(48)를 포함한다. 그 후, 우수 매트릭스(50)와 기수 매트릭스(52)는 첫 번째의 열(row)을 따라 연결되어 20열과 360행(20360)의 단일의 커스터마이즈드 매트릭스(51)를 구성한다. 상기 제어기(34)에 의해 생성된 전송 제어 신호에 답하여, 비디오 파서(38)는 커스터마이즈드 매트릭스(51)에 배열된 압축 비디오 세그먼트(48)를 스테이징 저장 장치(41)로 전송한다. 상기 스테이징 저장 장치(41)는 통신 채널(44)상에 연속하여 전송하기 위해 행-대-행 방식에서 커스터마이즈드 비순차적 비디오 세그먼트(48)를 분배 스위치(42)로 차례대로 전송한다.
이를테면, 비디오 파서(38)는 제8도에서 보여진, A1, A3,..., A19; A2, A4,..., A20; A21, A23,..., A39; A22, A24,..., A40; A41, A43,..., A7200의 커스터마이즈드 순서로 커스터마이즈드 매트릭스(51)중의 비디오 세그먼트(48)를 분배 스위치(42)로 전송한다. 연결된 커스터마이즈드 매트릭스(51)를 규정하는 부매트릭스(50,52)는 이후 각각 블록 50과 블록 52로 불려진다. 블록 50과 블록52는 각기 우수 혹은 기수 어드레스 인덱스를 가지는 비디오 세그먼트를 독점적으로 포함하는 것이 바람직하다. 주목할 것은 새로운 멀티미디어 서버(30)의 이점을 실현하기 위해 이러한 바람직한 블록 구조가 반드시 필요하지는 않다는 것이다. 제8도에 예시된 실시예에서, 비디오 파서(38)에 의해 처리된 비디오 세그먼트들(48)은 2개의 그러한 블록들의 전체에 대해, 하나의 기수 블록인 Block-A(50)와 하나의 우수 블록인 Block-B(52)로 다시 분리된다. 여기에서 비디오 세그먼트(48)들을 구성하는 전체의 블록수는 커스터마이즈드 비디오 세그먼트 매트릭스(51)에 관련된 블록 인덱싱 계수(Block Indexing Coefficient; 이하 BI로 칭함)와 관련되어 언급될 것이다. 제8도의 커스터마이즈드 매트릭스(51)는 기수와 우수 인덱스들의 2개의 블록을 포함하고, 그 자체로는 모듈로-2(modulo-2)의 BI를 가지는 커스터마이즈드 매트릭스(51)를 나타낸다. 압축 비디오 세그먼트(48)는 모듈로-2를 초과하여 BI를 갖는 커스터마이즈드 매트릭스를 규정하는 다수 개의 기수와 우수 블록으로 구성될 수도 있다. 또한, 다수의 블록들의 각각은 기수와 우수 비디오 세그먼트 어드레스 인덱스들의 조합을 포함할 수 있다.
아래에서 자세히 논의되어지는 바와 같이, 비디오 세그먼트(48)에 의하여 측정되는 각 세그먼트 블록(L)의 길이는 중요한 포맷팅 파라미터(formatting parameter)이다. 세그먼트 블록 길이(2)는 멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 비디오 세그먼트(48)의 패킷을 버퍼링하기 위한 목적으로 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)에 제공되는 입력 버퍼 크기의 함수이다. 예를 들어, 제8도에서 보여진 바와 같이 포맷된 블록들(50, 52)의 각각의 구성은 대개 10개의 비디오 세그먼트(48)의 최대의 블록 길이와 개 비디오 세그먼트(48)의 최대 패킷 크기에 대응한다. 이와 같이, 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼는 대개 적어도 10개의 비디오 세그먼트를 저장하기 위해 형성된다. 다른 예에 의하며, 제9도에서 보여진 바와 같이 포맷된 블록들(53, 55, 57, 59)의 각각의 구조는 대개 5개의 비디오 세그먼트(48)의 최대 블록 길이와 5개의 비디오 세그먼트(48)의 최대 패킷 크기에 대응한다. 이와 같이, 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼는 대개 적어도 5개의 비디오 세그먼트를 저장하기 위해 형성된다. 주목할 것은 개별적인 비디오 세그먼트(48)의 평균 크기는 적절한 입력 버퍼(66) 저장 용량을 결정하는 경우 고려되어야 한다는 것이다. 예를 들면, 제8도에 보여진 비디오 세그먼트(48)의 각각은 1초분의 완전 동영상을 나타내는 반면에, 예시를 위해 제9도에 보여진 각각의 비디오 세그먼트(48)는 2초분의 완전 동영상을 나타낸다.
일반적으로, 입력 버퍼(66)는 멀티미디어 서버(30)에 의해 전송되는 가장 큰 비디오 세그먼트 패킷에 포함된 비디오 세그먼트 개수의 적어도 두 배를 저장하도록 구성되어야 있다. 부가적인 입력버퍼(66) 저장 용량은 입력 버퍼를 통해 처리되고 있는 비디오 세그먼트(48)의 동기화를 향상시키며, 비디오 세그먼트 패킷을 다수의 고객 셋-탑 제어 시스템(62)으로 비동기적으로 분배하는 경우 유연성을 제공한다. 예컨대, 멀티미디어 서버(30)는 피크(peak)를 이용하는 기간동안 서버(30)가 처리하는 오버헤드(overhead)를 줄일 수 있도록, 단일 전송 윈도우(window)동안 특정의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 2개의 패킷을 전송하는 것이 효과적일 수 있다.
제9도는 모듈로-4의 BI를 가지고, 기수와 우수 어드레스 인덱스들을 각각 번갈아 가지며 2초분의 압축 비디오 세그먼트(48)의 4개 블록(53, 55, 57, 59)으로 구성된 커스터마이즈드 매트릭스(51)를 예시한 예시도이다. 제9도의 실시예에서, 코더(32)와 인덱스 파서(33)에 의해 분할된 2시간분 비디오 프로그램은 비디오 파서(38)에 의해 4개 블록, 즉 Block-A(53), Block-B(55), Block-C(57), Block-D(59)로 구성된다. 제어기(34)에 의해 만들어진 전송 제어 신호에 응답하여, 4개의 블록(53, 55, 57, 59)에 배열되어 있는 압축 비디오 세그먼트(48)는 행-대-행 방식으로 비디오 파서(38)로부터 판독되고, 분배 스위치(42)에 의해 통신 채널(44) 상에서 연속하여 전송되도록 스테이징 저장 장치(41)로 전송된다. 한 가지의 포맷 구성에 따르면, 비디오 파서(38)는 커스터마이즈드 매트릭스의 비디오 세그먼트(48)를 커스터마이즈드 순서인 A1, A5, A9, A13, A17; A2, A6, A10, A14, A18; A3, A7, A11, A15, A19; A4, A8, A12, A16, A20;.... A3600으로 스테이징 저장 장치(41)에 전송하는 것이 바람직하다. 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)으로 구성되는 비디오 세그먼트(48)의 순서화는 커스터마이즈드 매트릭스의 BI가 증가함에 따라 보다 더 비동기적 혹은 비순차적이 된다는 것을 알 수 있다. 아래에서 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)으로 구성된 비디오 세그먼트(48)의 구조는 본 발명자에 의해 개발된 일반적인 비동기적 포맷팅 식과 지침(asynchronous formatting equations and guidelines)에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 멀티미디어 서버(30)로부터 멀티미디어 프로그램 전송을 수신하도록 적용된 각각의 고유한 셋-탑 제어 시스템(62)의 다양한 성능과 기능적인 특성에 응답하여, 분할된 멀티미디어 프로그램을 최적으로 구성하기 위해 멀티미디어 서버(30)는 상기 포맷팅 식과 지침을 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54)은 동기적 혹은 순차적 비디오 세그먼트(48) 부분을 수반하는 최초의 비동기적 혹은 비순차적 비디오 세그먼트(48) 부부을 포함하는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는, 선택된 멀티미디어 프로그램 신호 스트림의 서두 부분은 다수의 비순차적으로 정렬된 비디오 시스템(48)을 포함하고, 동시에 나머지 부분은 다수의 순차적으로 정렬된 비디오 세그먼트(48)를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 멀티미디어 프로그램 신호 스트림 서두의 비순차적인 부분의 지속기간은 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)상에 버퍼링될 멀티미디어 프로그램의 지속기간에 대응하며, 고객이 완전히 로컬 VCR형으로 프리젠테이션을 제어하는 멀티미디어 프로그램의 부분인 것이 바람직하다. 게다가, 여기 아래에서 상세하게는 논의되는 바와 같이, 부착된 텔레비전(24) 혹은 모니터상에 즉각적으로 디스플레이되도록 처리되는 동안, 동시에 멀티미디어 프로그램의 비동기화 부분은 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)상에서 버퍼링되고, 이에 의하여 가입 고객은 선택된 멀티미디어 프로그램에 대해 충실하게 주문 시청할 수 있다. 또한 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림은 비동기적으로만 정렬된 비디오 세그먼트(48), 동기적 및 비동기적이 결합된 비디오 세그먼트(48) 부분 혹은 동기적으로만 정렬된 비디오 세그먼트(48)를 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
제8도와 제9도에 예시된 실시예에 따라, 멀티미디어 서버(30)로부터 커스터마이즈드 비디오 신호 스트림(54) 전송을 수신할 수 있도록 적용된 셋-탑 제어 시스템(62)은 일반적으로 비디오 신호의 전부 혹은 일부를 버퍼하기 위한 충분한 메모리를 포함해야 하며, 또한 원래의 일시적인 구성에 따른 멀티미디어 프로그램을 적절히 디스플레이하기 위해 비동기적 비디오 스트림 부분을 순차적으로 정렬된 비디오 신호 스트림으로 재구성하기 위한 수단을 포함해야 한다. 주목할 것은 상기 멀티미디어 서버(30)와 하나의 셋-탑 제어 시스템(62)간의 상호 협력적인 동작에 의해 미디어-온-디맨드 통신 시스템은 다수의 가입 고객들에게 동시에 서비스할 수 있으며, 각 고객은 멀티미디어 프로그램의 어떤 일부분 혹은 원한다면 전체를 프리젠테이션하는데 있어 완전히 로컬 VCR형으로 제어를 한다는 것이다. 더욱 주목할 것은 종래의 비디오 통신 시스템과 비교해 볼 때, 상기 비디오 파서(38)에 의해 멀티미디어 프로그램을 새로이 분해하거나 혹은 포맷팅하고 분배 스위치(42)에 의해 하나 혹은 그 이상의 멀티미디어 프로그램들을 동시에 비동기적으로 전송함으로써 통신 채널(44) 대역폭과 멀티미디어 서버(30)의 처리 오버헤드를 극적으로 감소시킨다는 것이다. 대체로 각 상기 압축 비디오 세그먼트들(48)을 한 번만 전송함으로써, 미디어 프리젠테이션을 로컬 VCR형으로 제어하는데 요구되는, 통신 채널(44)상의 비디오 세그먼트들(48)의 반복 전송을 전적으로 회피한다.
분배 스위치(42)는 다수의 선택된 멀티미디어 프로그램을 동시에 다수의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송하는 것이 바람직하다. 고속으로 그리고 높은 볼륨(high volume)으로 멀티미디어 프로그램 전송하기 위해, 상기 분배 스위치(42)는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; 이하 ATM으로 칭함) 스위칭 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로, ATM은 넓은 범위의 통신 서비스에 대해 일반 목적의 접속형(connection-oriented) 전송 모드로 설계된 셀 기반(sell-based)의 스위칭 및 다중화 방법론이다. ATM은 근거리 통신망(Local Area Networks; LAN)과 사설망 위에서 통신을 하기 위해 광범위하게 활용된다.
ATM은 적응 층(adaptation layer)을 사용하여 접속형 트래픽과 비접속형(connectionless) 트래픽 양자를 모두 처리한다. ATM 가상 연결은 하나의 일정 비트율(Constant Bit Rate; 이하 CBR로 칭함)이나 혹은 하나의 가변 비트율(Variable Bit Rate; 이하 VBR로 칭함)로 동작할 수 있다. 통신 채널(44) 상에서 전송된 각 ATM 셀은 기점(origination)으로부터 목적지(destination)까지 가상 연결을 형성하는 어드레싱 정보를 포함한다. 모든 셀들은 그 후 가상 연결 위에서 순서에 의해 전송된다. ATM은 요구에 따른 대역폭(bandwidth-on-demand)을 제공하고, 또한 사용가능한 대역으로의 LAN과 같은 액세스(LAN-like access)를 지원한다. 데이터의 시간대가 공지의 동기 전송 모드(Synchronous Transfer Mode; 이하 STM으로 칭함) 방법론을 따르고 있어 전송된 셀들이 주기적일 필요가 없기 때문에 ATM은 비동기적이다.
주요한 ATM 정보 유니트는 상기 셀이다. ATM 표준은 5-옥테트(octets, 혹은 바이트) 헤더 부분과 48-옥테트 유료 하중(payload) 부분으로 구성된 53-옥테트의 길이를 가진 고정 크기 셀을 정의한다. 상기 셀들에서 비트들은 통신 통로(44) 위에서 연속적인 스트림으로 전송된다. 셀들은 북미 디지털 신호 레벨 1(DS1), DS3, 혹은 소네트(SONET), 국제 통신 연합의 통신 섹터(International Telecommunication Union - Telecommunication Sector; ITU-T)의 STM 표준, 다양한 다른 로컬 화이버 및 전기적인 전송 시스템과 같은 물리적인 전송 통로로 맵핑(map)된다.
모든 정보는 이러한 고정 길이의 셀들을 사용함으로써, 하나의 ATM 분배망에서 스위칭되고 다중화된다. 상기 셀 헤더는 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62), 셀 형태 및 우선권(priority)과 같은 목적지를 식별한다.
셀 헤더의 필드들은 목적지를 식별하는 가상 통로 식별자(Virtual Path Identifier; VPI)와 가상 회로 식별자(Virtual Circuit Identifier; VPI)를 포함한다. 포괄적인 흐름 제어(Generic Flow Control; GFC) 필드는 분배 스위치(42)와 같은 멀티플렉서로 하여금 셀 전송율을 제어할 수 있도록 한다. 유료 하중 형태(Payload Type; PT)는 상기 셀이 사용자 데이터나, 신호 데이터나 혹은 유지 보수 정보를 포함하고 있는 지를 나타낸다. 셀 손실 우선(Cell Loss Priority; CLP) 비트는 상기 셀의 상대적인 우선권을 나타낸다. 주목할 것은 혼잡한 간격들(congested intervals) 동안 더 높은 우선권을 가진 셀은 더 낮은 우선권을 가진 셀들에 대해 더 좋은 처리 상태(preferred processing status)를 부여받는다는 것이다.
대개 각 셀은 헤더내 에러들을 검출하고 정정하는 헤더 에러 체크(Header Error Check; HEC)를 포함한다. 유료 하중 필드는 에러 확인이나 혹은 정정이 되지 않고 그대로 망(network)을 통해 전달된다. ATM은 유료 하중 부분에 에러 확인 및 정정을 수행하기 위해 더 높은 층 프로토콜(higher layer protocol)에 의존한다. 상기 고정 셀 크기는 매우 높은 속도를 제공하면서 ATM 스위치와 멀티플렉서의 실행을 단순하게 한다. ATM을 사용하게 될 때, 긴 패킷들은 여러 개의 셀들로 분할되기 때문에, 다른 스위칭을 실행할 때처럼 더 긴 패킷들이 더 짧은 패킷들을 지연시킬 수 없다. 이러한 것에 의해 ATM은 가변 비트율(Variable Bit Rate; VBR) 데이터 트래픽과 함께 일정 비트율(Constant Bit Rate; CBR) 트래픽을 운송할 수 있다.
당해분야에서 숙련자에 의해 인식되는 바와 같이, 멀티미디어 서버(30)로부터 동시에 다수의 셋-탑 제어 시스템들(62)로 다수의 멀티미디어 프로그램들을 전달하기에 적당한 하나의 ATM 통신망은 개방형 시스템 상호 연결(Open System Interconnection; 이하 OSI로 칭함) 모델에 따른다. OSI 통신망의 기능을 설명하기 위해, 상기 OSI 모델은 어플리케이션층(application layer), 프리젠테이션층(presentation layer), 세션층(session layer), 실행층(transport layer), 네트워크층(network layer), 데이터 링크(link layer), 물리 층(physical layer)을 포함하는 일곱 개의 층을 규정한다. 상기 OSI 모델은 국제 표준 기구(International Organization for Standardization; ISO)에 의해 개발되었고, 모토롤라 코덱스(Motorola Codex)의 OSI와 네트워크 관리의 기초(The Basics of OSI and Network Management) (에디슨-웨슬리 출판사,1993)에 기술되어 있다. 일실시예로, 제3도와 제4도에 예시된 분배 스위치(42)는 개별적인 비디오 세그먼트들(48)을 미리 정해진 전송 윈도우(transmission window)내 목표 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송하는 것이 바람직하다. 이때 상기 전송 윈도우의 지속시간은 특정의 고객 셋-탑 제어 시스템(62)의 구성과 기능상의 속성(functional attribute)에 의해 결정된다. 예컨대, 제6도에 예시된 비디오 세그먼트(48)의 커스터마이즈드 비순차적인 시리즈는 비교적 적절한 정도의 비동기적 구조를 보여주는 비디오 세그먼트 시리즈 일부를 나타낸다. 상기 예에 있어서, 통신 채널(44) 위에서 분배 스위치(42)에 의해 전송되는 각 비디오 세그먼트 패킷은 2개의 비디오 세그먼트들(48)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 2개의 비디오 세그먼트들중 하나는 A1과 같이 기수(odd)의 어드레스 인덱스를 가지고, 다른 하나는 A2와 같이 우수(even)의 어드레스 인덱스를 가진다. 따라서, 고객 셋-탑 제어 시스템(62)에서 준비된 입력 버퍼는 적어도 2개의 비디오 세그먼트를 저장하도록 구성되어야 한다. 상기 입력 버퍼에 버퍼링된 2개 비디오 세그먼트(48) 각각이 1초분의 동영상 부분을 포함하고 있다고 하면, 상기 입력 버퍼는 2개의 1초분의 동영상 부분을 표시하기 위해 필요한 시간에 대응하는 2초 후에 비워질 것이다.
멀티미디어 프로그램을 중단하지 않고 프리젠테이션하기 위하여, 또 다른 2개의 1초분의 비디오 세그먼트(48)를 포함하는 다음 패킷이 분배 스위치(42)에 의해 전송되어야 하고, 2초분의 전송 윈도우 내에서 셋-탑 제어 시스템(62)에 의해 수신되어야 한다. 따라서, 어떤 특정의 비디오 패킷의 2초분의 비디오 세그먼트(48)가 입력 버퍼로부터 판독되고 있는 후, 계속 이어서 수신된 비디오 패킷의 첫 번째 및 두 번째 비디오 세그먼트들은 입력 버퍼로 기록되는 것이 바람직하다. 주목할 것은 입력 버퍼는 멀티미디어 서버(30) 전송 유연성을 증가시키고 입력 버퍼 처리 동기화를 향상시키기 위해 필요한 초소용량을 초과하여 저장하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이 예에서는, 최소로 필요한 2개의 비디오 세그먼트보다는 3개 혹은 4개의 비디오 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성된 입력 버퍼가 오히려 더 바람직하다. 또한, 효과적인 동기화를 용이하게 하기 위해 오버플로우(overflow) 버퍼 혹은 전송 버퍼가 입력 버퍼와 함께 선택적으로 사용될 수 있다.
또 다른 예로서, 제9도에 예시된 커스터마이즈드 매트릭스(51)로부터 판독된 비디오 세그먼트들(48)의 커스터마이즈드 비순차적인 시리즈는 비교적 알맞은 정도의 비동기적 구조를 보여주는 비디오 세그먼트 시리즈 일부를 나타낸다. 상기 예에 대해서는 제10도에 더 구체적으로 예시되어 있는 바, 통신 채널(44) 위에서 분배 스위치(42)에 의해 전송되는 각 비디오 세그먼트 패킷은 적어도 5개의 비디오 세그먼트들(48)을 포함하는 것이 바람직하다. 처음 4개의 패킷들이 전송된 후, 각 패킷들은 단지 4개의 비디오 세그먼트들(48)만 포함할 것이다. 이러한 것처럼, 고객 셋-탑 제어 시스템(62)에 제공된 입력 버퍼는 적어도 5개의 비디오 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성되어야 한다. 상기 입력 버퍼에 버퍼링된 5개의 비디오 세그먼트들(48) 각각이 2초분의 동영상 부분을 나타낸다고 하면, 상기 입력 버퍼는 처음 4개의 패킷 전송에 대한 시청 시간과 동일한 10초 후에 비워지고, 연속적으로 전송된 비디오 세그먼트 패킷들에 대한 시청과 동일한 8초 후에 비워질 것이다.
이 예에 대해 멀티미디어 프로그램을 중단하지 않고 프리젠테이션하기 위하여, 패킷 2~ 패킷 5들은 분배 스위치(42) 의해 전송되어야 하고, 10초 전송 윈도우 내에서 셋-탑 제어 시스템(62)에 의해 수신되어야 할 필요가 있다. 패킷 5에 뒤따른 패킷들의 전송은 분배 스위치(42)에 의해 전송되어야 하고, 8초 전송 윈도우 내에서 셋-탑 제어 시스템(62)에 의해 수신되어야 할 필요가 있다. 단순화를 위해, 각 패킷내에 포함되어 있는 비디오 세그먼트들(48)의 개수는 1초분의 비디오 세그먼트(48)의 정수 배인 것이 바람직한 것으로 고려된다. 또한 순간적인 멀티미디어 프로그램 선택과 관계없는 정보 패킷들도 멀티미디어 서버(30)로부터 고객 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송된다. 비디오 회의 전화(video conference call)가 수신되었음을 나타내는 메시지나 어떤 다른 관련 없는 데이터의 수신을 나타내는 메시지 등과 같이 와 정보를 포함하고 있는 패킷들은 비디오 세그먼트 패킷들에 끼워져 적절한 전송 윈도우 내에서 전송될 수 있다. 게다가, 상기 관련 없는 정보는 하나의 비디오 세그먼트 패킷내에 포함된 분리된 비디오 세그먼트들(48) 사이에 끼워질 수도 있다.
종래의 동축 케이블의 전송 케이블들은 일반적으로 초당 100MB 수준의 버스트 전송율(burst transmission rates)을 지원할 수 있다. 이와 대조적으로, 광 화이버 전송선은 초당 기가 바이트(gigabytes) 수준의 버스트 전송율을 지원하도록 사용될 수 있다. 따라서, 몇 초 정도의 전송 윈도우 지속 시간은 기존의 동축케이블과 광 화이버 통신망을 사용하여 쉽게 수용할 수 있다. 공지된 여러 가지의 비동기 전송 모드 분배 기술은 비교적 높은 버스트율(burst rate)을 가진 통신 채널 상에서 연속적인 전송 윈도우들이나 전송 시간대(time slot) 동안 비디오 세그먼트 패킷들을 비동기적으로 분배하는 것에 대해서는 충분히 적절하다는 것은 당해분야에 숙련된 사람에게는 자명하다.
시청시간당 요금지불을 토대로 주문형 멀티미디어 프로그램들을 수신하는 것에 관련된 서비스 비용은 멀티미디어 서버(30)로부터 전송된 소오스 프로그램 신호 스트림의 포맷팅에 따라 다르게 하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 멀티미디어 서버(30)에 의해 전송된 비디오 세그먼트 패킷 크기가 증가함에 따라, 가입 고객의 서비스 비용은 감소한다. 예를 들면, 2개의 1초분의 비디오 세그먼트들(48)을 포함하는 비디오 세그먼트 패킷들은 약 2초 정도의 비교적 짧은 전송 윈도우 내에서 전송되어야만 한다. 그 때문에, 멀티미디어 서버(30)는 자주 비디오 패킷들을 전송해야 한다. 대조적으로, 4개 혹은 5개 비디오 세그먼트들(48)이 각 비디오 세그먼트 패킷내에 포함되도록 포맷된 소오스 멀티미디어 프로그램에서는 필요한 패킷 전송들이 상당히 적어지고, 패킷 전송은 각각 약 10초와 8초의 상당히 더 긴 전송 윈도우 내에서 실행된다. 비록 입력 버퍼의 크기를 증가시키는 것이 셋-탑 제어 시스템(62)의 비용을 증가시킨다 하더라도, 보다 더 큰 비디오 세그먼트 패킷을 버퍼링하는 능력에 기인하여 시간상으로 주문형 멀티미디어 프로그래밍을 수신하는 할부 상각 비용은 감소된다.
제11도는 상기에 기술된 형태의 바람직한 원격 멀티미디어 서버(30)를 가진 통신에 대해 적용된 새로운 지능형(intelligent) 셋-탑 제어 시스템(62)의 시스템 블록도를 예시한다. 일실시예에 따르면, 비교적 저가(low-cost)의 셋-탑 제어 시스템(62)의 구성은 통신 채널(44) 위에서 멀티미디어 서버(30)로부터 전송되고 순차적으로 정렬된 개별 비디오 세그먼트들(48)로 구성된 코드화된 비디오 신호 스트림((46)을 수신하기 위해서 적절한 양의 로컬 메모리, 바람직하게는 5~10Mbytes 정도를 포함한다. 로컬 모니터나 텔레비전(76)에서 프리젠테이션하기 위해, 셋-탑 제어 시스템(62)은 입력 버퍼(66), 출력 버퍼(72) 및 수신된 코드화된 비디오 신호 스트림의 디코딩을 조정하는 디코더(74)와 통신하는 셋-탑 제어기(64)를 포함하는 것이 바람직하다. 이전에 논의된 바와 같이, 저가의 셋-탑 제어기(62)의 비교적 적은 저장 용량의 입력 버퍼(66)는 일반적으로 멀티미디어 서버(30)에 대해 상대적으로 빈번한 패킷 전송을 필요로 하며, 이로 인해 큰 저장 용량의 입력 버퍼(66)를 사용한 셋-탑 제어기(62)와 비교해 볼 때 더 높은 서비스 비용을 초래한다.
바람직한 실시예로, 셋-탑 제어기(62)는 이하에 개시된 새로운 포맷팅 방법론에 따라서 통신 채널(44)로부터 수신된 멀티미디어 프로그램의 일부 혹은 전부를 나타내는 압축 비디오 세그먼트(48)들을 버퍼링하기 위해 적용된 새로운 DASD(68)를 포함한다. 이실시예에 따른 셋-탑 제어기(62)를 사용할 때, 가입 고객에게 주어지는 중요한 특징은 실시간 기반으로 선택된 멀티미디어 프로그램의 일부를 프리젠테이션하는데 있어 완전히 로컬 VCR형으로 제어하는 능력에 관한 것이다. 만일 DASD(68) 저장 용량중 충분한 양이 상기 목적을 위해 할당된다면, 전체의 멀티미디어 프로그램을 프리젠테이션하는데 있어 완전히 로컬 VCR형으로 제어할 수 있다.
DASD(68) 저장 용량중 사용가능한 양은 가입 고객이 선택된 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션에 대해 VCR타입 제어를 할 수 있는 정도의 영향을 준다. 제12도는 가입자가 가상의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에서 정의된 멀티미디어 프로그램 부분의 프리젠테이션을 제어하는 것을 보여준다. 가상의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 기능성은 멀티미디어 DASD(68)와 관련된 새로운 비동기적 포맷팅 방법론과 저장 구조에 의해 용이하게 된다. 예컨대, 제12도에 예시된 실시예에서 서술된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 2시간분의 영화의 30분 부분을 에워싼 것으로써 나타낸다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에 나타낸 영화의 상기 부분은 가입자에 의해 로컬에서 조작할 수 있다. 예컨대, 가입자는 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에 정의된 상기 부분을 임시로 전방(forward) 및 후방(reverse)으로 진행할 수 있고, 또한 영화 프리젠테이션을 정지시킬 수도 있다.
영화가 프리젠테이션됨에 따라, 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 시간적으로 경과되는 것이 바람직하다. 이것을 고려하면, 가상의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 일시적으로 옮겨질 수 있는 버퍼로서 보여질 수 있다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 현재 시청 시간 기준(current viewing time reference; 95)의 양쪽에 제각기 규정된 전방 윈도우 부분(93)과 후방 윈도우 부분(91)으로 구성된다. 예를 들어, 2시간분의 영화에서 시간 경과가 60분인 현재 시청 시간에서, 30분 길이의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 전방 윈도우 부분(93)은 현재 시청 시간 기준(95)에 대해 60분에서 75분까지의 계속되는 15분간에 걸쳐 제어하고, 반면에 후방 윈도우 부분(91)은 현재 시청 시간 기준(95)에 대해 45분에서 60분까지의 바로 앞의 15분간에 걸쳐 제어한다.
현재의 시청 시간 기준(95)의 전방 및 후방 진행에 따라서, 상기 30분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 전방 시간방향 혹은 후방 시간방향으로 옮겨진다. 이렇게 함으로써, 2시간분의 영화내에서 15분을 초과하고 105분을 넘지 않는 현재 시청 시간 기준(95)에 대해, 시청자는 현재의 시간 기준(95)에 대하여 최대의 값 15분에 걸쳐 전방 및 후방 양쪽 시간방향으로 진행할 수 있다. 전방 및 후방 시간 방향으로의 진행과 관련된 시간 증분(time increments)은 대개 여러 개의 구성 요소들에 의해 결정된다. 즉, DASD의 저장용량(68)과, 디스크면의 개수와, 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지원하기 위해 할당된 디스크면 부분들 혹은 블록들, 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼의 크기(66), 각각 개별적인 비디오 세그먼트의 크기, 각 비디오 세그먼트 패킷의 크기 등이 있다. 시청자가 30분 길이의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)안에서 조정하는 동안, 2시간분의 영화를 구성하는 7,200개의 압축 비디오 세그먼트들(48)의 각각은 멀티미디어 서버(30)로부터 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 단지 한 번만 전송된다. 프리젠테이션 제어 윈도우가 외측으로 이동하는 경우, 일반적으로 이전에 전송된 압축 비디오 세그먼트(48)를 재전송할 필요가 있다. 이러한 재전송에 의해 가입자의 계좌에 비용이 부가 청구된다.
제11도를 더 참조하며, 셋-탑 제어 시스템(62)의 셋-탑 제어기(64)는 통신 채널(44) 위에서 원격 멀티미디어 서버(30)와 통신하고, 셋-탑 제어 시스템의 기능을 조정한다. 미디어-온-디맨드 데이터는 대개 매우 높은 버스트 데이터율, 즉 재래식의 동축 전송 케이블의 경우 초당 100 Mbytes의 정도의 데이터율로 통신 채널(44) 위에서 멀티미디어 서버(30)로부터 셋-탑 제어기(62)로 전송된다. 상기 셋-탑 제어기(64)는 멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 압축 비디오 세그먼트들(48)의 수신, 저장 및 디코딩, 가입자의 텔레비전(76)상에 디코드된 비디오 세그먼트들(48)의 프리젠테이션을 조정하기 위해 셋-탑 제어기(62)의 다른 구성 요소들과 함께 통신하는 것이 바람직하다. 시청시간당 요금지불 멀티미디어 프로그램의 전송을 초기화하고, 입력 버퍼(66)의 오버플로우 상태를 피하기 위해 데이터 채널(75)을 통해 멀티미디어 서버(30)로부터 수신되는 압축 비디오 신호 스트림의 데이터율을 조정하기 위해, 상기 셋-탑 제어기(64)는 서버 제어 라인 혹은 통신 채널(44)의 채널(78)을 통하여 멀티미디어 서버(30)로 제어 신호들을 전송한다.
예를 들어, 멀티미디어 프로그램을 프리젠테이션하는 동안, 시청자는 대개 적외선 원격 제어 핸드세트(25)를 사용하여 정지(pause) 명령을 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전달함으로써 프로그램의 프리젠테이션을 일시적으로 중단할 수 있다. 정지 모드(pause mode) 동안, 셋-탑 제어기(64)는 제어 신호를 서버 제어 라인(78)을 통해 멀티미디어 서버(30)로 보내어 소오스 비디오 스트림 전송을 일시적으로 멈추도록 요청하고, 그리하여 이동가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 일시적으로 정지한 채로 유지하게 한다. 멀티미디어 서버(30)가 소오스 비디오 신호 스트림의 전송을 재개(resume)하도록 요청하는 경우, 셋-탑 제어기(64)는 서버 제어라인(78)을 통해 재개 제어 명령을 내보낸다. 또 다른 예로서, 가입 고객은 적외선 원격 제어 핸드세트(25)상에 배치된 전진 혹은 후진 제어 버튼을 선택적으로 활성화시킴으로서 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 외측의 멀티미디어 프로그램의 부분을 시청할 수 있다. 새로운 멀티미디어 DASD(68) 비디오 신호 스트림 버퍼링 방법론에 따라서, 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에서 한정된 멀티미디어 프로그램의 부분에 대응하는 압축 비디오 세그먼트들(48)만이 DASD(68)상에 로컬(local)적으로 저장된다. 그리하여, 프리젠테이션 제어 윈도우 부분들(91, 93)을 넘어서 이동하게 되면, 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 외측의 영화 부분에 대응하여 비디오 세그먼트들(48)을 재전송할 필요가 있다.
셋-탑 제어 시스템(62)은 적외선 원격 제어 핸드세트(25)로부터 지시된 전진 혹은 후진 제어 요청이 현재 한정된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)안에서는 만족될 수 없다는 상태라는 것을 가입자에게 경고하는 경보기(annunciator)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한 경보기는 요청을 만족시키려면 멀티미디어 프로그램으로부터 비디오 데이터가 추가로 필요하고, 가입자의 구좌에 이와 관련된 요금을 청구하게 된다는 것을 가입자에게 경고하는 것이 바람직하다. 가입자가 추가의 비용 지출을 감수하고자 한다는 것을 보증하기 위해 제어 버튼들의 조합을 활성화함으로써, 가입자는 추가되는 비디오 데이터의 전송을 시작할 수 있다.
셋-탑 제어기(64)가 통신 채널(44)로부터 세그먼트 패킷의 형태로 압축 비디오 세그먼트들(48)을 수신하면, 제어기(64)는 입력 버퍼(66)로 세그먼트들(48)을 전송하는 것을 조정한다. 셋-탑 제어기(64)는 제어 신호들을 각각 제어선(80, 82, 86, 88, 78)을 통해 입력 버퍼(66), DASD(68), 출력 버퍼(72), 디코더(74) 및 멀티미디어 서버(30)로 전송하여 셋-탑 제어 시스템(62)내 타이밍(timing) 및 데이터 전송을 조정한다.
또한 전송 버퍼(70)의 기능은 제어선(84)으로 셋-탑 제어기(64)에 의해 제어된다. 전송 버퍼(70)는 여러 가지 목적을 위해 사용될 수 있다. 즉, 입력 버퍼 오버플로우 상태에 응해 입력 버퍼(66)로부터 비디오 세그먼트들(48)을 수신하는 것과, 동기화를 향상시키고, DASD(68)로부터 판독되거나 DASD(68)에 저장되기에 앞서 비디오 세그먼트 데이터에 관련되지 않는 정보 패킷들 및 다른 데이터를 버퍼링하기 위해 DASD(68)로 그리고 DASD(68)로부터 전송되고 있는 비디오 세그먼트들(48)을 임시적으로 버퍼링하는 것을 포함한다. DASD(68)로 그리고 DASD로부터 이러한 관련없는 데이터를 전송하는 것은 정지 모드와 같이DASD(68)를 거의 사용하지 않는 동안에 이루어지는 것이 바람직하다.
비교적 저가의 셋-탑 제어 시스템(62)에 관련된 하나의 실시예로, 입력 버퍼(66)의 크기는 적어도 2개의 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 수용하기에 충분해야 한다. 위에서 논의된 바와 같이, 1초간의 완전 동영상은 평균적으로 약 0.167MB 크기의 MPEG-1 압축 비디오 세그먼트(48)와 일치한다. 따라서, 2개의 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 수용하기 위해서는 0.333MB의 입력 버퍼(66) 저장 용량이 요구된다. 그 후, 입력 버퍼(66)로부터 데이터는 약 5MB/초의 버스트 데이터율로 DASD(68)로 전송되고, 멀티미디어 프로그램을 프리젠테이션하는데 있어 완전히 로컬 VCR형으로 제어하는 새로운 방식으로 DASD에 저장된다. 입력 버퍼(66)의 크기는 2개의 비디오 세그먼트들(48)을 초과하여 저장하도록 구성되고, 수 Mbytes의 메모리를 포함할 수 있다. 예컨대, 15개의 1초분의 MPEG-1 압축 비디오 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성된 입력 버퍼(66)는 약 2.5MB의 메모리를 필요로 한다.
입력 버퍼(66)로부터 DASD(68)과 출력 버퍼(72) 양쪽으로 비디오 데이터를 동시에 전송함으로써 요청된 멀티미디어 프로그램을 즉각적으로 시청하는 것이 용이하다. DASD(68)로부터 혹은 전송 버퍼(70)로부터 전송된 압축 비디오 세그먼트들(48)은 출력 버퍼(72)에 의해 순차적인 순서로 수신된다. 출력 버퍼(72)는 압축 비디오 세그먼트들(48)은 미리 정해진 수의 압축 비디오 데이터를 저장하고, 디코더(74)로의 규정된 입력 비디오 데이터율이 유지되도록 한다. 그 후, 출력 버퍼(72)에 의해 수신된 각각의 순차적인 압축 비디오 세그먼트들(48)은 디코더(74)에 의해 디코드되고, 요구되는 프레임율로 가입자의 텔레비전이나 비디오 모니터(76)로 전송된다. 상기 프레임율은 NTSC 포맷된 비디오 신호에 대해 대개 초당 30프레임이고, PAL 포맷된 비디오 신호에 대해서는 대개 초당 25프레임이다. 바람직한 실시예로, 상기 디코더(74)는 압축 MPEG 비디오 비트스트림을 디코딩하도록 구성된다. 예컨대, 출력 버퍼(72)는 MPEG-1 디코더(74)의 입력단으로 MPEG-1 비디오 비트스트림을 약 0.2 MB/sec의 속도로 전송하는 것이 바람직하고, 이에 따라 상기 디코더(74)가 가입자의 텔레비전(76)으로 대응되는 디코딩된 비디오 신호를 약 20MB/sec의 속도로 전송하는 것이 보증된다. 출력 버퍼(72)는 적어도 2개의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 버퍼링하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 2개의 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)은 약 0.334 MB의 출력 버퍼(72) 저장 용량을 필요로 하고, 동시에 2개의 3초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)은 약 1.0 MB의 출력 버퍼(72) 메모리를 필요로 한다.
일실시예로, 각 셋-탑 제어 시스템(62)은 고유 일련 번호에 의해 식별된다. 이 일련 번호는 멀티미디어 서버(30)로부터 시청시간당 요금지불을 주문한 가입 고객의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 비디오 데이터를 전송하는 경우, 식별 어드레스로 이용되는 것이 바람직하다. 상기에서 미리 논의된 바와 같이, ATM 정보 셀은 대개 셀의 목적지와 셀에 관계된 정보 유료 하중(payload)을 식별하는 셀 헤더를 포함한다. 고유 일련 번호 혹은 다른 형태의 고유 식별자는 셀들의 적절한 라우팅(routing)을 용이하게 하도록 셀 헤더에 내장될 수 있으며, 이 셀 헤더는 특정 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송된 비디오 세그먼트들(48)의 개별 패킷들을 내장하거나 혹은 이와 동등한 것으로 보여질 수 있다.
제13도와 제14도는 앞서 개시된 바람직한 형태의 셋-탑 제어 시스템(62)에서 이용하는데 적용된 새로운 멀티미디어 DASD(68)을 예시한다. 멀티미디어 DASD(68)은 세로로 나란히 간격을 띠어 동축적으로 쌓여지고, 스핀들 모터(114)의 중심 주의로 회전하는 하나 혹은 그 이상의 강성 데이터 저장 디스크들(108)을 포함하다. 대개 액튜에이터(118)는 하나 혹은 그 이상의 외측으로 연장되는 액튜에이터 아암들(112)을 포함하며, 각 아암들은 데이터 저장 디스크(108)에 정보를 기록하거나 디스크로부터 정보를 판독하기 위해 아암에 장착된 하나 혹은 그 이상의 변환기/슬라이더 조립체(transducer/slider assemblies; 116)를 가진다. 변환기/슬라이더 조립체(116)는 대개 스핀들 모터(114)와 디스크(108) 회전 속도가 증가됨에 따라 변환기를 디스크의 면(108)에서 들어올리는 공기역학적 부양체(aerodynamic lifting body)로서 설계된다. 따라서, 변환기/슬라이더 조립체(116)는 디스크(108) 회전에 의해 발생되는 공기 베어링상에서 디스크(108) 위로 활공하게 된다. 고정 접촉형(constant contact) 변환기/슬라이더 조립체(116) 장치를 사용한 DASD(68) 구성에 있어서, 변환기/슬라이더 조립체(116)와 디스크면(108)간의 정적 및 동적 마찰력을 줄이기 위해 등각 윤활제(conformal lubricant)를 디스크면(108)상에 도포하는 것이 바람직하다.
보통 액튜에이터(118)는 움직이지 않는 액튜에이터 축(122)에 장착되고, 액튜에이터 아암들(112)을 데이터 저장 디스크들(108)의 스택안으로 및 밖으로 이동시키기 위하여 축(122)상에서 회전한다. 액튜에이터(118)에 장착된 코일 조립체(123)는 보통 영구 자석 구조체(120)와 상호 작용하여 액튜에이터 아암들(112)이 데이터 저장 디스크들(108)의 표면위를 차례로 스위프(sweep)하도록 한다. 스핀들 모터(114)는 대개 데이터 저장 디스크들(108)을 회전시키기 위해 적용된 다상(poly-phase) 교류 모터 혹은 선택적으로, 브러쉬리스(brushless) 직류 모터를 포함한다.
코일 조립체(123)와 영구 자석 구조체(120)는 대개 회로 카드(124)상에 장착된 DASD 제어기(67)에 의해 생기는 제어 신호들에 응답하는 액튜에이터 보이스 코일 모터로서 상호 협동하여 동작한다. 또한 멀티미디어 DASD(68)의 동작을 제어하고, 예를 들어 DASD 어레이 제어기 혹은 통신 채널(44) 인터페이스와 같은 다른 장치들과 통신하기 위한 다양한 다른 전자 모듈들도 회로 카드(124)에 장착된다.
영구 자석 구조체(120)에 의해 생성된 자계내에서 방향 및 크기(magnitude)가 변하는 제어 전류가 코일 조립체(123)에 흐를 때, 액튜에이터 보이스 코일 모터는 액튜에이터 코일 조립체(123)상에 토크력을 발생한다. 액튜에이터 코일 조립체(123)상에 가해지는 상기 토크력에 의해 코일 조립체(123)안에 흐르는 제어 전류의 극성에 따른 방향으로 액튜에이터 아암들(112)은 차례로 회전 운동을 한다. DASD 제어기(67)는 데이터 저장 디스크들(108)로 그리고 디스크들로부터 데이터 전송을 조정하는 제어 회로를 포함하며, 또한 디스크들(108)에 데이터를 기록하고 디스크들로부터 데이터를 판독하는 경우, 위한 액튜에이터 음성 코일 모터와 상호 협력하여 액튜에이터 아암들(112)과 변환기/슬라이더 조립체(116)를 디스크(108)상의 지정된 위치로 이동 시킨다.
제15도와 16도에 예시된 실시예를 참조하면, 셋-탑 제어기(64)로부터 멀티미디어 DASD(68)로 전송된 비디오 데이터는 제15도에 보여진 데이터 저장 디스크들(108)의 상부면(102)과 제16도에 보여진 데이터 저장 디스크들(108)의 하부면(104) 모두에 저장되는 것이 바람직하다. 상부 및 하부 변환기/슬라이더 조립체(116, 117)는 각각의 상부 및 하부 디스크면들(102, 104)에 개별적으로 데이터를 기록하고 상기 디스크면들로부터 데이터를 판독하기 위해 제공된다. 주목할 것은 데이터 저장 디스크(108)의 개수는 변경될 수 있고, 일반적으로 비디오 데이터를 저장하기 위한 목적으로 양 디스크면들(102, 104)을 이용하는것은 필수적이 아니라는 것이다. 게다가, 다른 형태의 정보들을 저장하기 위한 데이터 대역의 다른 부분들은 남겨둔 채, 디스크의 데이터 대역의 일부분만이 비디오 세그먼트 정보를 저장하기 위한 목적으로 할당될 수 있다. 또한, 데이터 대역의 여러 비인접 부분들(non-contiguous portions)은 비디오 데이터를 저장하기 위해 사용될 수 있다.
제15도와 제16도에는 상부 및 하부 디스크면들(102, 104)상에 배치된 데이터 트랙들의 바람직한 방위(orientation)가 보다 상세히 나타나 있다. 제15도는 위에서 본 디스크(108)의 상부면(102)을 보여주고, 반면 제16도는 아래에서 본 디스크(108)의 하부면(104)을 보여준다. 제15도와 제16도에 대해 방위를 명료하게 하기 위해, 디스크 회전 방향은 화살표들로 표시되고, 액튜에이터 아암들(112)은 각 디스크면들(102, 104)에 대해 윤곽만을 보여준다. 바람직한 실시예로, 상부 및 하부 디스크면들(102,104) 각각의 데이터 트랙들은 비디오 정보와 다른 데이터를 저장하기 위한 나선형 데이터 트랙들(111, 110)을 포함한다. 위에서 논의한 바와 같이, 여기에 기술된 새로운 미디어-온-디맨드 통신 시스템의 장점들은 한정하기 위한 것이 아니라 설명할 목적으로 비디오 프로그램을 기준으로 하여 다루고 있다. 따라서, 제15도와 제16도에 예시한 바람직한 나선형 데이터 트랙 구성은 오디오, 텍스트(textual), 그래픽(graphical), 이미지(image), 애니메이션 및 이들과 다른 멀티미디어 정보의 조합을 저장하는데 사용될 수 있다.
디스크(108)의 하부면(104)상에 배치된 나선형 데이터 트랙(110)은 디스크(108)의 외측 가장자리(105) 가까이에서 시작되고, 디스크(108)의 내측 가장자리(107)를 향해 내측 방향으로 나선형을 그리는 데이터 저장 블록들의 열을 포함한다. 디스크(108)의 상부면(102)상에 배치된 나선형의 데이터 트랙(111)은 디스크(108)의 내측 가장자리(107) 가까이에서 시작되고, 디스크(108)의 외측 가장자리(105)를 향해 외측 방향으로 나선형을 그리는 데이터 저장 블록들의 열을 포함한다. 데이터 대역의 일부분만이 데이터 트랙들을 포함하도록 포맷될 수 있고, 이러한 나선형의 포맷된 부분은 디스크면상에 어떤 방사상의 위치에 놓이게 된다. 다른 구성에서는 나선형 데이터 트랙에 멀티미디어 데이터를 저장하는데 전체 데이터 대역을 할당하는 것이 유리할 수도 있다. 멀티미디어 데이터를 저장하기 위한 나선형 데이터 트랙을 포함하도록 포맷된 데이트 대역의 부분은 데이터 디스크(108)의 표면상에서 내측 나선형 직경 위치(Inner Spiral Diameter Location; ISDL)와 외측 나선형 직경 위치(Outer Spiral Diameter Location; OSDL) 사이에 배열된 데이터 대역 부분으로서 이후에 정의된다.
데이터 트랙들(110,111)은 DASD 제어기(67)가 트랙 위치를 식별하고 데이터 트랙의 중심선을 따라갈 수 있도록 데이터 저장 블록들 사이에 삽입된 다수의 서보 섹터들(servo sectors)을 추가로 포함한다. 주목할 것은 내장된 서보 섹터들을 사용한 데이터 트랙 추적(data track following)을 하기 위해 알려진 여러 방법들은 당해분야에서 이미 공지라는 것이다. 또한 데이터 트랙들(111, 110)의 일부분만 제15도와 제16도에 예시되었고, 트랙들은 설명할 목적으로 크기와 구성에서 과장되었음을 주목할 필요가 있다. 그리고, 반대편에 나선형 데이터 트랙을 갖는 한 쌍의 기록 데이터 표면들은 반드시 동일 디스크(108)의 반대쪽 측면에 위치해야 할 필요는 없다는 것을 이해해야 한다. 다른 방식의 구성에서 선택적으로, 하나의 디스크의 양쪽 표면들은 내측 방향으로 나선형을 그리는 데이터 트랙들로 포맷되고, 반면 다른 디스크의 양쪽 표면들은 외측 방향으로 나선형을 그리는 데이터 트랙들로 포맷될 수 있다.
비디오 데이터는 주로 긴 나선형의 데이터 트랙들에서 포맷되기 때문에, 제15도와 제16도에 예시된 나선형의 데이터 트랙 구조의 중요한 장점은 고속의 탐색 기능을 수행할 필요를 제거하는 것에 관련이 있다.
새로운 멀티미디어 DASD(68)는 보통 나선형의 트랙들의 미리 규정된 구간을 따라 쫓아가면서 처음부터 끝까지 점진적으로 비디오 데이터를 기록하고 판독함으로서 동작한다. 이와 같이, 액튜에이터 보이스 코일 모터는 종래의 데이터 저장 구조에 따라 다수의 동심 데이터 트랙들로 포맷된 데이터 저장 디스크들(108)에 관련된 고속 탐색 동작을 수행할 필요가 없다. 따라서, 새로운 멀티미디어 DASD(68)의 액튜에이터 보이스 코일 모터는 일반적으로 종래의 DASD의 그것보다 상당히 작고, 이에 따라 멀티미디어 DASD(68)의 비용, 무게, 전력 소비를 감소시켜 준다. 또한 고속 탐색 동작을 제거함으로써 주로 생기는 기계적인 진동과 원하지 않는 공진의 양이 상당히 감소하기 때문에 트랙킹을 향상시킬 수 있다.
게다가, 종래의 DASD는 데이터를 액세스할 때, 대기 시간(latency time)을 최소화하기 위해 고속으로 하나 혹은 그 이상의 데이터 저장 디스크들(108)을 회전하도록 설계된 스핀들 모터(114)를 사용한다. 일반적으로, 대기 시간은 판독/기록 변환기를 가지고 디스크 표면에 근접한 특징의 데이터 저장 영역을 회전하는데 필요한 시간에 관련된 지연 시간으로 이해된다. 예컨대, 3.5인치 데이터 저장 디스크들(108)을 사용하는 종래의 DASD의 스핀들 모터는 일반적으로 약 5,400~7,200 RPM의 속도로 디스크들을 회전시키며, 이는 종래의 DASD의 주된 전력 소비 요소임을 의미한다. 일실시예에 따라서, 멀티미디어 DASD(68)의 스핀들 모터(114)는 3,600RPM 혹은 더 낮은 공칭 회전 속도로 디스크들(108)을 회전시킨다. 따라서, 요청된 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션에 대해 완전하게 VCR타입으로 제어할 수 있도록 적용된 멀티미디어 DASD(68)의 크기, 전력 소모, 비용, 복잡성을 상당한 정도로 줄일 수 있게 된다.
주목할 것은 본 발명자들에 의해 개발되고 이하에 개시되는 포맷팅 식들 및 지침들에 의해 나타나는 것과 같이, 더 긴 지속 시간을 갖는 프리젠테이션 제어 윈도우들(90)은 일반적으로 더 높은 디스크(108) 회전 속도율이 필요 하다는 것이다. 비교적 저가의 DASD(68)에 대해, 스핀들 모터(114)는 예를 들어 3,600 RPM과 같은 고정된 속도로 작동되도록 설계하는 것이 바람직할 수 있다. 변환기/슬라이더 조립체(116)를 지지하는데 공기 베어링을 사용하는 다른 구성에서는, 공칭의 디스크-변환기의 간격 거리가 공기 베어링상에서 유지되는 것을 보증하기에 충분한 회전 속도로 디스크(108)를 회전시키는 것이 바람직할 수 있다. 물론, 변환기/슬라이더 조립체(116)의 특별한 공기역학적 특성은 회전 디스크(108)상의 변환기/슬라이더 조립체(116)의 공칭 부양 높이 및 대응하는 적정한 스핀들 모터(114)의 회전 속도를 결정하는데 있어 중요한 요인이 될 것이다. 디스크면(108)과 고정 접촉형 변환기/슬라이더 조립체(116) 사이의 정적 및 동적 마찰력을 줄이기 위해 윤활제 기반 시스템(lubricant-based system)을 채택한 멀티미디어 DASD(68) 실시예에서는 DASD(68)의 크기, 가격 및 전력 요구들을 감소시켜 주는데 있어 1,200 RPM보다 상당히 작은 디스크 속도들이 유리할 수도 있다. 로드/언로드 램프(load/unload ramp; 117)는 일반적으로 장기간에 걸쳐 사용하지 않는 동안에 윤활제가 도포된 디스크 표면으로부터 접촉형 변환기/슬라이더 조립체(116)를 언로드(unload)하기 위해 사용된다.
예를 들어, 정지(pause) 프리젠테이션 모드동안에는 디스크(108) 회전 속도를 영(zero) 혹은 이에 가까운 속도로 요구할 수 있다. 스핀들 모터(114)와 디스크들(108)의 회전 속도는 DASD(68)에 의해 버퍼링되는 멀티미디어 정보의 형태에 따라 변화될 수 있다. 이러한 경우에는, 공칭 디스크(108) 회전 속도는 DASD 제어기(67) 혹은 셋-탑 제어기(64)에 의해 결정될 수 있다. 주목할 것은 공칭 디스크(108) 회전 속도는 사용된 특징의 변환기/슬라이더 조립체(116)의 부양 특성에 의해 일반적으로 규정된 적절한 회전 속도의 범위로부터 선택될 수 있다는 것이다. 또한, 비디오 데이터를 저장하기 위해 할당되는 디스크 데이터 대역의 최적 부분은 DASD 제어기(67)에 의해 결정될 수 있다. 특징의 변환기/슬라이더 조립체(116)의 부양 특성에 따라, 최적의 데이터 대역 위치는 외측 직경 디스크 위치, 내측 직경 디스크 위치, 혹은 중간 직경 디스크 위치에 놓일 수 있다. 유의할 것은 공칭 디스크(108) 회전 속도는 출력 버퍼(72)와 디코더(74)에 멀티미디어 정보를 중단하지 않고 프리젠테이션하는데 충분한 비디오 데이터 입력 속도를 확실히 제공하도록 알맞게 선택되어야만 한다는 것이다. 이에 더하여, 일반적으로 낮은 디스크(108) 회전 속도는 디스크(108)의 표면상에 있는 정보 저장 섹터들간에 끼워져 있는 서보 정보(servo information)의 낮은 샘플링율에 대응한다는 것을 유의해야 한다. 이렇게 함으로써, 공칭 스핀들 모터(114) 회전 속도는 충분히 높은 서보 정보 샘플링율을 제공하도록 선택되어야 한다.
제15도와 제16도에 예시된 바람직한 나선형의 데이터 트랙 구조의 또 다른 중요한 장점은 데이터 저장 디스크(108)의 선형 비트 밀도가 상당한 증가한다는 것과 관계가 있다. 나선형의 데이터 트랙들(110, 111)은 대개 종래의 동심 데이터 트랙들보다 더 좁게 되어 있고, 그래서 디스크(108)의 각 표면에 대한 트랙 밀도가 상당히 증가한다. 예컨대, 종래의 DASD에 있어서, 데이터 트랙의 폭은 DASD의 탐색 시간에 대한 제한 요인이 된다. 액튜에이터가 새로운 트랙을 알아내기 위해 탐색을 수행하는 경우, 일반적으로 속도를 줄여서 데이터 트랙의 중심선을 따르고 있는 위치에 자리잡아야 한다. 일반적으로, 액튜에이터가 더 좁은 트랙 폭들에 대한 탐색 동작을 끝내고 자리잡는데에는 더 긴 시간 주기가 필요하고, 이에 따라 DASD의 전체적인 탐색 시간이 증가된다. 새로운 멀티미디어 DASD(68)의 바람직한 나선형의 데이터 트랙 구조에 따르면, 이러한 탐색 동작이 수행되지 않고, 그 결과로 액튜에이터가 자리잡는데 필요한 시간은 트랙 폭이 감소될 수 있는 정도를 제한할 수 있는 만큼의 더 이상 중요한 요인이 아니다.
멀티미디어 DASD(68)의 디스크(108)상에 멀티미디어 데이터를 저장하는 것이 종래와 같이 저장된 디지털 데이터와 대비될 때 멀티미디어 데이터에 연관된 비교적 낮은 데이터 에러율과 관련될 때, 또 다른 근거로 데이터 밀도를 증가시킬 수 있다. 소프트 및 하드 판독 에러들로부터 생기는 종래의 디지털 데이터에서의 사소한 변경조차도 엄격함을 변화시키는 반대의 결과들을 가질 수 있다. 그러나, 멀티미디어 데이터의 경우에, 종래의 데이터에서 허용될 수 있는 것보다 높은 여러 크기 정도의 판독 에러율이 일반적으로 용인될 수 있다. 예를 들면 많은 멀티미디어 응용에서, 오디오 및 비디오 정보는 반드시 데이터 저장 디스크(108)로부터 시청자의 텔레비전(24)이나 모니터로 전송되어야 한다. DASD(68)에서 멀티미디어 데이터 저장과 관련된 판독 에러는 대개 영향을 받는 오디오 혹은 비디오 프리젠테이션의 품질에서 단지 작은 저하를 가져온다. 게다가, 다양한 신호 처리와 평활(smoothing) 기술은 하드 판독 에러가 발생하였을 때, 오디오 및 비디오 프리젠테이션을 향상시키기 위해 사용될 수 있고, 그것에 의하여 하드 판독 에러가 시청자 혹은 청취자에게 인지되지 않도록 한다.
따라서 더 높은 판독 에러율을 허용함으로써 멀티미디어 데이터 저장 디스크(108)의 데이터 밀도를 충분히 증가시키는 것은 가능하다. 바람직한 실시예로, 약 165 Kbpi(인치당 킬로비트)의 선형 비트 밀도를 갖는 3.5인치 데이터 저장 디스크(108)가 사용된다. 주목할 것은 증가된 포맷팅 효율성 때문에 종래의 동심 트랙들과 비교해 보면, 더 많은 데이터가 나선형 데이터 트랙에서 트랙 길이의 선형 단위(linear unit)에 의하여 저장될 수 있다는 것이다. 탐색 동작들을 수행할 필요가 없어짐으로써, 데이터 섹터 헤더들과 서보 섹터들내의 일정한 정보는 더 이상 필요치 않다. 특히, 종래의 DASD에서 탐색 동작들을 수행할 때 트랙들을 식별하기 위해 보통 사용되는 각 서보 섹터에 있는 그레이 코드(gray code) 트랙 식별자를 제거하는 것이 가능하다. 또한 데이터 서보 헤더들내의 트랙 식별용 정보를 제거하는 것도 가능하다. 비록 디스크 1회전당 인덱스 마크(index mark per disk revolution)와 같은 트랙 식별용 정보를 포함하는 것이 때때로 여전히 요구된다고 하더라도, 삽입된 서보 섹터 헤더들 각각에 종래의 그레이 코드 트랙 식별자를 포함하는 것과 비교해 볼 때 이 정보는 충분히 적은 저장 공간을 필요로 한다. 증가된 선형 데이터 밀도와 개선된 포맷팅 효율성을 조합한 이득은 종래의 데이터 저장 디스크들과 비교해 볼 때 나선형의 디스크(108) 표면상에 저장될 수 있는 전체 데이터 양이 두 배 이상일 수 있는 것으로 믿어진다.
바람직한 실시예로, 서보 섹터들은 나선형 패턴을 사용하기보다는 종래의 동심 방식으로 디스크(108)에 기록되는 것이 바람직하다. 서보 섹터들의 동심 트랙은 디스크면(108)에 기록되고, 인덱스 위치에서 서보 기록자(servo writer)는 처음 트랙에 대하여 동심인 다음 원형 트랙을 기록하기 위해 한 트랙 폭을 단위로 하여 그 위치를 증가시키다. 디스크면을 완전히 가로지를 때까지 연속적인 트랙들은 이와 같은 방법으로 기록된다. 나선형 트랙 위치 에러 오프셋 신호에 서보 섹터 위치 에러 신호를 추가함으로써 나선형 데이터 트랙을 기록하거나 판독하는 것이 바람직하다. 여기서 나선형 트랙 위치 에러 오프셋 신호의 크기는 인덱스 신호에 대해 서보 섹터의 각위치(angular position)에 좌우된다. 주목할 것은 위치 에러 오프셋 신호는 고유의 디스크(108) 이심율(eccentricity)을 보상하기 위해 액튜에이터 서보 제어에 적용되는 피드포워드 신호(feed forward signal)로 불려진다는 것이다. 서보 기록 절차 동안에, 디스크(108) 이심율은 보통 액튜에이터(118)를 외측 혹은 내측 직경 충돌 정지 위치(crash stop location)에 맞추어 놓고 서보 패턴(servo patterns)들을 판독함으로써 측정된다. 디스크(108)의 중앙 개구부(central aperture)는 제조상의 오차 변동과 디스크가 스핀들 모터(114)의 허브(hub)상에 장착된 후 회전할 때 종종 발생되는 소량의 디스크 미끄러짐(slippage)을 생기게 하는 물리적 중앙 회전축에서 약간 비스듬하게 될 수 있다.
예컨대, 인덱스 위치에서 위치 에러 오프셋 신호는 영(zero)이 될 것이다. 디스크(108)가 인덱스 위치를 넘어서 회전함에 따라, 나선형 트랙 위치 에러 오프셋 신호는 그 크기가 증가되고, 트랙이 내측으로 혹은 외측으로 나선형을 그리는지에 따라 위치 에러 신호에 더해지거나 위치 에러 신호로부터 감산된다. 예를 들면, 인덱스 위치로부터 108도인 위치에서, 오프셋 신호의 크기는 정확하게 1/2의 트랙 폭만큼 액튜에이터를 이동(displacement)시킨다. 동심의 서보 섹터들은 초기에 서보 섹터들을 디스크면(108)에 기록하는 작업을 용이하게 하기 때문에 바람직하다. 디스크면(108)에 동심의 서보 패턴들을 기록함으로써, 나선의 방향에 관계없이 단일 동작으로 모든 디스크면들에 기록하는 것이 가능하다. 그러나 나선형 패턴으로 서보 섹터들을 기록하는 것도 선택적으로 가능할 것이다.
나선형 데이터 트랙들 상에 멀티미디어 데이터를 저장하기 위한 다른 방법뿐만 아니라, 멀티미디어 데이터를 저장하기 위한 나선형 데이터 트랙들을 사용할 때 실현할 수 있는 그 밖의 장점들은 본 발명과 동일하게 관련된 미국 특허 출원 제08/288,525호, 멀티미디어 데이터를 제공하기 위한 장치 및 방법에 보다 더 완전하게 논의되어 있다.
멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 비순차적 그리고 순차적으로 정렬된 비디오 세그먼트들(48)을 버퍼링하고 액세스하는 새로운 멀티미디어 DASD 데이터 저장 구조에 의해 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬에서 커스터마이즈드 제어하는 것이 바람직하다. 설명을 명료하게 하고 단순화할 목적으로 새로운 멀티미디어 DASD 데이터 저장 구조는 이후 몇 개의 가정하에서 논의될 것이다. 그러나, 이러한 가정들은 단지 설명할 목적을 위한 것이지, 개시된 방법 및 장치의 범위에 대한 제한을 의미하는 것은 아니라는 것을 이해해야 할 것이다.
제15 내지 19도를 참조하여 설명하면, 먼저 멀티미디어 DASD(68)은 디스크(108)의 상부 및 하부 디스크면들(102,104)상에 제각기 내측 방향의 나선형 데이터 트랙(110) 및 외측 방향의 나선형 데이터 트랙(111)을 가진 단일 데이터 저장 디스크(108)를 포함한다고 가정한다. 이러한 예에서, 완전한 VCR형 프리젠테이션 제어 기능을 달성하기 위한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 용량은 20초이고, 고객이 선택한 영화는 2시간분의 길이를 가진다. 주목할 것은 예를 들어 실제로 사용할 때 전형적인 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 일반적으로 2시간분의 멀티미디어 프로그램의 20분에서 50분 사이의 분량을 포함한다는 것이다.
또한, 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼(66)는 2개의 개별적인 비디오 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성되어 있다고 가정한다. 따라서, 각각의 전송 윈도우 동안 멀티미디어 서버(30)는 다만 2개의 비디오 세그먼트들(48)을 포함하는 비디오 세그먼트 패킷들을 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송한다. 상기에서 논의된 바와 같이, 단지 2개의 비디오 세그먼트들(48)을 저장할 수 있는 비교적 적은 입력 버퍼(66)를 사용한 셋-탑 제어 시스템(62) 구성은 비교적 저가의 구성을 보여준다. 이러한 저가 구성은 대체로 멀티미디어 서버(30)로부터 빈번한 패킷 전송을 요구하며, 이에 따라, 멀티미디어 서버(30)로부터 멀티미디어 프로그래밍을 수신하는데 관련된 서비스 비용을 증가시키게 된다.
또, MPEG-1 압축 표준은 100:1 정도의 압축율을 얻도록 사용되는 것으로 가정한다. 또한, 2시간분 영화는 인덱스되어 있고, 7,200개의 개별 압축 비디오 세그먼트들(48)로 분해되어 있으며, 상기 각각의 비디오 세그먼트들(48)는 영화의 1초분의 완전 동영상을 나타낸다고 가정한다. 초당 30 프레임으로 가정된 NTSC 비디오 프레임율로, 영화의 1초분의 완전 동영상은 평균적으로 약 0.167 MB(167KB)로 압축된다. 그 결과, 입력 버퍼는 2개의 0.167 MB 비디오 세그먼트들을 저장하기 위하여 적어도 0.334 MB의 메모리를 포함하여야 한다. 디스크(108)는 3.5인치의 직경과 약 165 Kbps의 선형 비트 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 압축 비디오 세그먼트(48)는 일반적으로 2회전(revolution)의 나선형 데이터 트랙(110, 111)내에 저장될 수 있다.
20초분의 전송가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)가 사용된다고 가정하면, 전체 20개의 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)은 한번에 멀티미디어 DASD(68)에 버퍼링된다. 전체 10개의 1초분의 압축 비디오 세그먼트들(48)을 각각 기수 블록인 Block-A(50)와 우수 블록인 Block-B(52)로 정의하면, Block-A(50)와 Block-B(52)에 관련된 비디오 세그먼트들(48)은 상부 및 하부 디스크면들(102,104) 각각에 저장된다. 주목할 것은 전체 40회전분량의 전체 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)에 대해 2개의 블록들, 즉 Block-A(50)와 Block-B(52) 각각은 상부 및 하부 디스크면들(102,104)상에 각각 배치된 나선형 트랙들의 약 20회전분량을 포함한다. 이에 더하여, 액튜에이터(112)가 내측 방향 및 외측 방향의 나선형 데이터 트랙들(110,111) 양쪽을 가로지르는데(traverse) 약 2초가 소요될 것이다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼를 구성하는 내측 방향 및 외측 방향의 나선형 데이터 트랙들을 따라 진행을 한차례 완료하는 것을 이하 런(RUN)이라 명명한다.
모듈로-2 구성(예를 들면 Block-A(50)와 Block-B(52)의 2개의 블록들)에서 단일 디스크(108)를 사용하는 멀티미디어 DASD(68)에 대해 2초내에 하나의 런(RUN)을 완료하기 위해서, 디스크(108)는 전체 40 회전분량(2 회전분량/세그먼트10세그먼트/표면2 표면=40 회전분량)에 대해 회전되어야 한다. 이것은 약 1,200 RPM(40 회전분량/2초60 초/분)의 비교적 낮은 디스크(108) 회전 속도에 상당한다. 상기에 언급한 바와 같이, 등각의 윤활 베어링 보다 공기 베어링을 사용하는 DASD(68) 구성에 대한 일반적인 최소 공칭 디스크(108) 회전 속도는 약 1,600 RPM에서 1,800 RPM의 범위내에 있다.
제17 내지 19도는 비디오 신호 비트스트림으로 구성되는 새로운 비디오 세그먼트들(48)이 데이터 저장 디스크(108)의 상부 및 하부 디스크면들(102,104)상에 각각 배치된 나선형 데이터 트랙들(110, 111)에 비동기적으로 기록되고 상기 트랙들로부터 비동기적으로 판독되는 새로운 DASD 데이터 저장 구조의 일실시예를 예시하고 있다. 제8도에 관하여 상기에 언급된 바와 같이, 기수 어드레스 인덱스들을 가진 비디오 세그먼트들(48)중 하나의 기수 블록인 Block-A(50)와 우수 어드레스 인덱스들을 가진 비디오 세그먼트들(48)중 하나의 우수 블록인 Block-B(52)를 포함하는 20초분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)가 제17 내지 19도에 도시되어 있다. 이 실시예에서, Block-A(50)를 정의하는 비디오 세그먼트들(48)은 데이터 저장 디스크 (108)의 하부면(104) 상에 배치된 내측 방향의 나선형 트랙(110)으로부터 판독되고 상기 내측 방향의 나선형 트랙에 기록되는 것이 바람직하다. Block-B(52)를 정의하는 비디오 세그먼트들(48)은 데이터 저장 디스크(108)의 하부 면(104)상에 배치된 외측 방향의 나선형 트랙(111)으로부터 판독되고 상기 외측 방향의 나선형 트랙에 기록되는 것이 바람직하다. Block-A(50)와 Block-B(52)는 각각 상부 및 하부 디스크면들(102,104)중 하나에 기록될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
제19도의 복합된 예시도에서 보여진 상기 전송가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 전체 20개의 저장 위치들을 포함하는 것으로 보여질 수 있으며, 10개의 인접한 저장 위치들 각각은 상부 및 하부 디스크면들(102,104) 각각에 배치되어 있다. 설명할 목적으로 하부 디스크면(104)상에 배치된 저장 위치들은 제19도에 제공된 복합 예시도에서 디스크(108)의 중심축(200)을 따라 상부면(102)에 포개 놓여진다. 예시된 바와 같이, LOC-1에서 LOC-10은 하부면(104)의 내측 방향의 나선형 트랙(110)상에 배치된 Block-A(50)를 규정한다. 반면에, LOC-11에서 LOC-20은 상부면(102)의 외측 방향의 나선형 트랙(111)상에 배치된 Block-B(52)를 규정한다. 또한, 20초분의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지원하도록 할당된 디스크(108) 면 영역은 외측 나선형 직경 위치(196; 이하 OSDL로 칭함)와 내측 나선형 직역 위치(196; 이하 ISDL로 칭함) 사이의 데이터 대역에서 정의되는 것이 바람직하다. 상기에서 미리 논의된 바와 같이, 예를 들면, 이러한 데이터 대역은 디스크면상의 어떠한 직경에서, 다수개의 디스크를 사용한 DASD(68)의 경우에는 어떠한 디스크상에서, 혹은 변환기/슬라이더 조립체(116)가 적절하게 잘 개발된 공기 베어링에 의해 지지가능한 디스크 위치에 위치할 수 있다.
일반적으로, 하부 변환기(116)는 ISDL(198)을 향해 OSDL(196)로부터 하부면(104)의 내측 나선형 트랙(110)상에 배치된 저장 위치 LOC-1~LOC-10 위를 스위프(sweep)한다. 헤드 교환 기능이 ISDL(198)에서 수행된 후, 상부 변환기(117)는 OSDL(196)이 도달할 때까지 상부 변환기(117)의 외측의 나선형 트랙(111)상에 배치된 저장 위치 LOC 11~LOC 20 위를 스위프한다.
각각 내측 및 외측 나선형 트랙(110, 111)을 따라 멀어지거나 가까워지는 상부 및 하부 변환기(116, 117)의 진행상태는 제19도에서 방향 화살표로서 보여준다. 디스크(108)의 한 표면상에서 스위프하고, 헤드 교환 동작을 실행하고, 그 후 다른 하나의 디스크 표면상에서 스위프하는 이러한 과정은 반복된다. 셋-탑 제어기(64)로부터 수신되어 멀티미디어 DASD(68)로 전송되는 비디오 세그먼트들(48)은 여기 아래에서 개시되는 새로운 포맷팅 방법론에 따라서 저장 위치 LOC-1~LOC-10 및 LOC-11~LOC-20으로 비동기적으로 기록하고 상기 위치들로부터 판독되는 것이 바람직하다.
처음에, 셋-탑 제어기(64)가 비동기적 비디오 비트스트림(54)을 수신하고, 비디오 비트스트림(54)을 구성하는 비디오 세그먼트들(48)중 아무것도 멀티미디어 DASD(68)으로 아직 전송되지 않았다고 가정하자. 저장 위치 1~20은 제18도의 세로로 혹은 Y 축상을 따라서 표시되고, 가로로 혹은 X 축상을 따라서 각 칼럼(column)은 특정의 런(RUN) 번호를 표시한다. 이전에 언급한 바와 같이, 각각의 런(RUN)은 하부 디스크 표면(104)의 내측 방면의 나선형 트랙(110)의 저장 위치들을 통과한 하나의 완전한 진행과 헤드 교환 동작을 수행한 후, 상부 디스크 표면(102)의 내측 방면의 나선형 트랙(111)의 저장 위치들을 통과한 하나의 완전한 진행이다. 비디오 세그먼트(48)를 특정 저장 위치에 기록하는 동작은 제18도에 문자 W로 표시되고, 비디오 세그먼트(48)를 특정 저장 위치로부터 판독하는 동작은 제18도에 문자 R로 표시된다. 이에 더하여, 지정 문자 S는 이들 저장 위치들이 이전에 기록된 비디오 세그먼트(48)를 포함하고, 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 규정하는 내측 방면 및 외측 방면의 나선형 트랙들(110, 111)상을 스위프할 때, 변환기에 의해 스킵(skip)된다. 여기서 스키핑(skipping)이란 특정의 런(RUN) 동안 변환기가 특정 저장 위치로/부터 기록하지도, 판독되지도 않는것을 말한다.
새로운 DASD 데이터 저장 구조의 한가지 중요한 특징은 가입자의 텔레비전(76)상에 사실상 동시 프리젠테이션을 위해 똑같은 비디오 세그먼트(48)를 디코더(74)로 병행적으로 전송하는 동안 비디오 세그먼트(48)를 DASD(68)에 기록하는 것과 관계가 있다. 이같은 병행 전송 동작은 각 디스크면들 상에 규정된 첫 번째의 저장 위치가 적어도 하나의 비디오 세그먼트(48)를 포함하게 되는 그러한 시점까지 계속되는 것이 바람직하다. 그 후에, 빨리 감기 혹은 되감기 동작이 현재 규정된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에서 행해질 수 없고 그래서 멀티미디어 서버(30)로부터 부가적인 비디오 세그먼트(48) 정보의 전송이 요구되는 그런 경우는 제외하고, 비디오 세그먼트들(48)은 오로지 DASD(68)로부터 출력 버퍼(72) 및 디코더(74)로 전송되는 것이 바람직하다.
제18도와 제19도를 조금 더 상세히 참조하며, 분리된 비디오 세그먼트들(48)의 비순차적 시리즈 부분을 포함하는 비디오 비트스트림(54)을 수신하는 것과, 입력 버퍼(66)는 최대 2 개의 1 초분의 비디오 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성되어 있고, 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)의 지속 기간 혹은 용량은 20초라고 규정한다고 가정한다. RUN-1을 시작으로 하여, 셋-탑 제어기(64)는 가입자의 텔레비전(76)상에 처음 세그먼트 A1의 동시 디스플레이를 제공하기 위해 입력버퍼(66)로부터 동시 발생적으로 멀티미디어 DASD(68) 및 디코더(74)로 처음 1 초분의 세그먼트 A1의 전송을 조절하는 것이 바람직하다. 입력버퍼(66)로부터 디코더(74)로 직접 전송되는 비디오 세그먼트들(48)은 입력 버퍼(66)로 전송되고 연이어서 디코더(74)로 전송되기에 앞서 전송 버퍼(70)에서 임시적으로 버퍼링될 수 있다. 이에 더하여 선택된 멀티미디어 프로그램에 관련되지 않는 데이터는 또한 입력 버퍼(66)에 의해 수신될 수 있고, DASD(68)상에 수반하는 저장 혹은 출력 버퍼(72)로의 전송을 위해 전송 버퍼(70)로 전송될 수 있다.
멀티미디어 서버(30) 이외의 소오스로부터 입력되는 통신의 수신에 대해 알려주는 픽쳐-인-픽쳐 타입(picture-in-picture-type) 대화형 메시지를 나타내는 정보는 입력 버퍼(66)에 의해 수신될 수 있고, 디코더(74)에 의한 즉각 디코딩 및 부착된 텔레비전(76)상에 즉각 디스플레이를 위해 전송 버퍼(70) 및/혹은 출력(66)로 전송될 수 있다. 입력 버퍼(66)에 의해 수신되고, 전송 버퍼(70)로 전송되는 이러한 관련 없는 정보는 또한 변환기(116) 혹은 액튜에이터(118)의 지속 기간동안 DASD(70)상에 저장된다. 멀티미디어 프로그램 데이터를 DASD(68)로 기록하고 DASD로부터 판독하는 속도는 비디오 세그먼트 데이터를 DASD(68)로 그리고 DASD로부터 전송하는 것과 관련된 동작과 비디오 세그먼트 데이터에 관련되지 않은 데이터를 DASD(68)로 그리고 DASD로부터 전송하는 것과 관련된 동작 사이에 액튜에이터(118)에 의한 이중 작업(dual tasking)을 또한 허용할 수 있다.
처음의 1초분의 비디오 세그먼트 A1을 저장 위치 LOC-1(202)에 기록하고, RUN-1에 대해 비디오 세그먼트 A1을 디코더(74) 및 디스플레이(76)로 전송하는 병행 작업은 제18도에서 지정 문자 WR로 나타낸다. 비디오 세그먼트 A1을 내측 방면의 나선형 트랙(110)상의 처음 물리적인 저장 위치 LOC-1(202)에 기록한 후, 내측 방면의 나선형 트랙(110)상의 다음의 인접한 저장 위치 LOC-2(204)는 하부 변환기(117)에 근접하여 회전한다. 그후, 비디오 세그먼트 A3은 저장 위치 LOC-2(204)에 실제로 기록된다. 비디오 세그먼트 A3이 저장 위치 LOC-2(204)에 기록된 후, ISDL(198)에 도달할 때까지 하부 변환기(117)는 하부 디스크 표면(104)상에서 내측 방면의 나선형 트랙(110)을 뒤따른다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 OSDL(196)과 ISDL(198)사이에서 내측 및 외측 방면의 나선형 트랙들(110, 111)의 일부로서 규정된다. ISDL(198)에 도달하게 되면, 헤드 교한이 실행되어 하부 변환기(117)를 비활성화시키고, 또한 ISDL(198)에 등록된(registered) 상부 변환기(116)를 활성화시킨다.
상부 표면(102)의 외측 방면의 나선형 트랙(111)의 저장 위치 LOC-11(240)에서, 비디오 세그먼트 A2는 텔레비전(76)상에서의 동시 프리젠테이션을 위해 저장 위치 LOC-11(240) 및 디코더(74)로 동시에 전송된다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)에서 버퍼링된 각 1초분의 비디오 세그먼트들이 중단되지 않고 프리젠테이션되도록 충분하게 미리 규정된 전송율로 출력 버퍼(62)에서 버퍼링된 비디오 세그먼트들(48)이 디코더(74)로 전송되는 것을 보증하기 위해, 셋-탑 제어기(64)가 출력 버퍼(72)와 디코더(74)의 동작을 조정하는 것이 바람직하다. 저장 위치 LOC-12(238)가 상부 변환기(116)에 근접하여 회전할 때, 비디오 세그먼트 A4는 저장 위치 LOC-12(238)에 기록된다. 저장 위치 LOC-12(238)에 비디오 세그먼트 A4가 기록된 후, 또 다른 헤드 교환이 실행되어 하부 디스크 표면(104)에 근접함으로써 하부 변환기(117)를 활성화하는 지점인, OSDL(196)에 도달할 때까지 상부 변환기(116)는 외측 방면의 나선형 트랙(111)을 따라 멀어지거나 가까워지면서 진행한다. 이제 RUN-1이 완료되면, RUN-2에 관련된 동작들이 개시된다.
상부 변환기(116)로부터 하부 변환기(117)로 헤드 교환을 실행한 후, 하부 변환기(117)는 현재 비디오 세그먼트 A1을 포함하고 있는 저장 위치 LOC-1(202)을 스킵한다. 저장 위치 LOC-2(204)에 도달하게 되면, 하부 변환기(117)는 저장 위치 LOC-2(204)로부터 비디오 세그먼트 A3을 판독하고, 그 후 상기 비디오 세그먼트 A3을 디코더(74)와 디스플레이(76)로 전송한다. 이렇게 함으로써, 처음에 비동기적으로 저장된 비디오 세그먼트들 A1, A2, 및 A3은 원래의 순차적인 순서에 따라서 디스플레이된다. 하부 변환기(117)는 내측 방면의 나선형 트랙(110)을 따라 ISDL(198)을 향해 진행함에 따라, 비디오 세그먼트들 A5 와 A7은 각각 저장 위치 LOC-3(206)과 LOC-4(208)에 기록된다. 그 후 상부 변환기(116)는 저장 위치 LOC-11(240)을 스킵하고, 저장 위치 LOC-12(238)로부터 이전에 기록된 비디오 세그먼트 A4를 판독하고, 그리고 그 후 비디오 세그먼트들 A6 과 A8은 제각각 저장 위치 LOC-13(236)과 LOC-14(234)에 기록된다. 저장 위치 LOC-12(238)로부터 판독한 비디오 세그먼트 A4는 출력 버퍼(72)로 전송되고, 그 후 텔레비전(76)상에 바로 이전에 판독된 비디오 세그먼트 A3의 프리젠테이션에 바로 뒤따르는 순차적인 프리젠테이션을 위해 디코더(74)로 전송된다. 상부 변환기(116)는 OSDL(196)에 도달할 때까지 외측 방면의 나선형 트랙(111)을 따라 계속 진행한다.
간단히 말해서, 상부에서 하부로의 변환기 헤드의 교환 완료후, OSDL(196)에서 시작되는 RUN-3에 관련된 작동들은 저장 위치 LOC-1(202)과 LOC-2(204)를 스킵하는 것과, 저장 위치 LOC-3(206)으로부터 비디오 세그먼트 A5를 판독하는 것과, 저장 위치 LOC-4(208)를 스킵하는 것과, 비디오 세그먼트 A9 및 A11을 제각각 저장 위치 LOC-5(210) 및 LOC-6(212)에 기록하는 것을 포함한다. ISDL(198)에서 헤드 교환이 실행된 후, 상부 변환기(116)는 외측 방면의 나선형 트랙(111)을 가로지르고, 저장 위치 LOC-11(240) 및 LOC-12(238)를 스킵하고, 저장 위치 LOC-13(236)으로부터 이전에 기록된 비디오 세그먼트 A6을 판독하고, 저장 위치 LOC-14(234)를 스킵하고, 그리고 비디오 세그먼트 A10 및 A12를 제각각 저장 위치 LOC-15(232) 및 LOC-16(230)에 기록한다. 상부 변환기(116)는 다시 OSDL(196)에 도달할 때까지 외측 방면의 나선형 트랙(111)을 통해 계속 진행한다. RUN-4 및 RUN-5에 관련된 디스크(108)의 저장 위치는 제18도에 서술된 동작에 따라서 비슷한 방법으로 기록되기도 하고 판독되기도 한다.
RUN-5의 끝에서, 비디오 세그먼트 A20은 상부 디스크 표면(102)의 외측 방면의 나선형 트랙(111)상에서 저장 위치 LOC-20(222)에 기록된다. 따라서, 20초 프리젠테이션 제어 윈동우(90)를 구성하는 처음의 20개의 1초분의 비디오 세그먼트들(48)의 전부는 RUN-5의 끝에서 멀티미디어 DASD(68)의 디스크(108)로 기록된다. 또한, RUN-5의 끝에서, 제8도에 예시된 커스터마이즈드 매트릭스(51)의 첫 행 C1은 20초 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 구성하는 데이터 저장 디스크(108)의 내측 및 외측 방면의 나선형 트랙들(110, 111)에서 버퍼링된다.
RUN-5후, 새로운 멀티미디어 DASD(68)은 시간에 따라 전진 방향(forward)으로 혹은 후진 방향(backward)으로 가상의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 효과적으로 옮기거나 일시적으로 변형하기 위해 독특한 장소에 따른 갱신(update-in-place) 포맷팅 구조 및 방법을 사용한다. 일반적으로, 가입자가 2시간분의 영화를 전진 방향으로 진행함에 따라, 멀티미디어 DASD(68)상에 이전에 저장된 비디오 세그먼트들(48)은 통시 채널(44)상에서 전송된 새로이 수신된 비디오 세그먼트들(48)에 의해 대체된다. 이렇게 함으로써, 일시적인 방향으로 영화를 전진 방향으로 진행할 때, 새로운 삽입된 DASD(68) 포맷팅 구조 및 방법은 본질적으로 비동기적 데이터 저장 디스크 피포(First In First Out; FIFO) 버퍼로서 동작된다.
제18도에 예시된 RUN-6을 참조하면, 저장 위치 LOC-1(202)에 이전에 저장된 비디오 세그먼트 A1은 새로이 수신된 비디오 세그먼트 A21로 대체되거나, 혹은 겹쳐져 기록된다. 비디오 세그먼트 A21을 저장 위치 LOC-1(202)에 전송한 후, 하부 변환기(117)는 저장 위치 LOC-2(204)에서 LOC-5(210)까지 스킵하고, 저장 위치 LOC-6(212)로부터 비디오 세그먼트 A11을 판독하고, 그리고 저장 위치 LOC-7(214)에서 LOC-10(230)까지 스킵한다. 헤드 교환이 실행되면, 상부 변환기(116)는 세그먼트 A22를 저장 위치 LOC-11(240)에 기록하고, 그리하여 이전에 저장된 비디오 세그먼트 A2위에 중복하여 기록한다. 상부 변환기(116)는 저장 위치 LOC-12(238)에서 LOC-15(232)까지 스킵하고, 저장 위치 LOC-16(230)로부터 비디오 세그먼트 A12을 판독하고, 그리고 그 후 저장 위치 LOC-17(228)에서 LOC-20(222)까지 스킵하고, 그리하여 RUN-6을 완료한다. 제18도에서 볼 수 있는 바와 같이, 이전에 기록된 비디오 세그먼트들은 결국 각각의 연이은 런(RUN) 동안 새로이 수신된 비디오 세그먼트(48)에 의해 대체된다. 이러한 방식으로, 새로운 포맷팅 방법론은 변형가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 일시적인 진행에 따라서 DASD(68)에 의해 버퍼된 멀티미디어 프로그램 데이터에 대해 동시적 판독 및 업데이팅(updating)을 허용한다.
새로운 장소에 따른 갱신(update-in-place) 포맷팅 구조 및 방법의 중요한 잇점은 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에 저장된 멀티미디어 프로그램의 부분내에서 가입자가 전방 혹은 후방의 시간 방향으로 옮기는 것을 간편하게 하는 것과 관련이 있다. 예컨대 ,RUN-8 동안 저장위치 LOC-8(216)에 저장된 비디오 세그먼트 A15는 내측 방면의 나선형 트랙(110)으로부터 판독되고, 텔레비전(76)상에 프리젠테이션을 위해 디코더(74)로 전송된다. 원할 때는, 가입 시청자는 비디오 세그먼트들 A7, A9, A11, A13, A17, A19, A21, A23 및 A25를 포함하여, 내측 방면의 나선형 트랙(110)상에서 인접하는 비디오 세그먼트들중 어떤 것이라도 또한 선택할 수 있다. 가입자의 관점에서 보면, 이것은 2초의 증분으로 비디오 세그먼트 A15에 대해 선택적으로 전방 혹은 후방의 시간의 방향으로 옮기는 양상을 가지고 있다. 더 나아가, 만일 RUN-8에서 비디오 세그먼트 A21이 선택되고 가입자가 다음의 비디오 세그먼트 A22를 시청하고 싶어한다면, 그 후 비디오 세그먼트 A22는 상부 디스크 표면(102)상의 바깥 방면의 나선형 트랙(111)으로부터 판독되고, 그래서 영화의 6초분이 건너띄어진 것처럼 보인다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)내에서 빨리감기 및 되감기 이동을 하기 위해 가입자는 적외선 원격 제어 핸드세트(25)상에 있는 빨리감기 및 되감기 제어 버튼을 작동할 수 있다.
가입 시청자가 빨리감기, 되감기, 혹은 정지(pause)등의 프리젠테이션 제어 동작을 초기화 했을 때나 혹은 출력 버퍼(66)의 오버플로우 상태가 급박할 때, 멀티미디어 DASD(68)은 새로운 스파이럴-앤드-홀드(spiral-and-hold) 동작을 실행하는 것이 바람직하다. 적외선 원격 제어 핸드세트(25)상의 정지 버튼을 누르는 것은 일반적으로 가입자의 텔레비전(76)상에 표시된 현재 이미지(image)를 정지시키는 결과를 가져온다. 정지 명령이 발동되면, 디코더(74)는 셋-탑 제어기(64)의 제어하에 있는 디코딩 동작을 중지한다.
또한 시청자가 전진 방향(forward) 및 후진 방향(reverse) 탐색을 시작한 경우에, 출력 버퍼(72)가 오버플로우없이 부가적인 비디오 세그먼트(48) 데이터를 받아들이기 전에 하나 혹은 그 이상의 원하는 비디오 세그먼트들의 실제의 나선형 트랙 저장 위치가 변환기에 접근하여 회전하는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 출력 버퍼(72)가 오버플로우하지 않도록 하기 위해서, 새로운 스파이럴-앤드-홀드(spiral-and-hold) 동작을 실행한다.
새로운 스파이럴-앤드-홀드 동작에 따라, DASD(68)의 액튜에이터 서보 제어는 나선형 트랙 추적 모드(following mode)로부터 원통형 트랙 추적 모드로 변환하는 것이 바람직하다. 원통형 트랙 추적 모드는 기준 위치 에러 신호(reference position error signal)를 웨지(wedge) 혹은 램프(ramp) 신호에서 일정한 위치 에러 신호로 변경함으로써 전자적으로 달성된다. 이것은 상기 기준 위치 에러 신호만을 전송함으로써 이룰 수 있고, 또한 바로 전에 논의된 바와 같이, 나선형 트랙 위치 에러 오프셋 신호의 전송이 없는 액튜에이터 서보 제어에서 피드 포워드 신호(feed forward signal)로 불린다. 상기 기준 위치 에러 신호는 액튜에이터 서보 제어를 원통형 트랙 추적 모드로 변환하게 하고, 반면에 양극성 혹은 부극성 램프 신호는 액튜에이터 서보 제어를 내측 방면의 혹은 외측 방면의 나선형 트랙 추적 모드로 변환한다.
DASD 제어기(67)는 출력 버퍼(72)의 상태에 따라 제각각 나선형 및 원통형 트랙 추적 모드를 유효하게 하기 위해 램프 혹은 일정한 위치 에러 신호들 중 하나를 액튜에이터 서보 제어로 전송한다. 예컨대, 만일 출력 버퍼(72)가 오버플로우 상태가 곧 발생될 수 있다는 것을 표시한다면, DASD 제어기(67)은 작동 모드를 나선형 트랙 추적 모드에서 원통형 트랙 추적 모드로 변환하기 위해 일정한 위치 에러 신호를 DASD(68) 액튜에이터 서보 제어로 전송한다. 출력버퍼(72) 오버플로우 상태가 완화되었음이 감지된 후, 혹은 시청자가 정지 명령을 발동한 후 영화의 시청을 재개하고자 할 때, 셋-탑 제어기(64)는 나선형 트랙 추적 모드 동작을 재개하기 위해 멀티미디어 DASD(68)로 양극성 혹은 부극성 램프 위치 에러 신호를 전송한다.
일반적으로, 본 발명자들에 의해 개발된 아래의 포맷팅 파라미터들과 지침들은 새로운 비동기의 포맷팅 구조와 방법론의 여러 가지의 실시예를 실행하는데 적용가능하고, 개시되는 실예는 다음과 같다.
포맷팅 파라미터:
D = 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼를 위해 사용된 디스크 표면의 갯수
M = 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼를 위해 사용된 디스크 표면당 비디오 세그먼 트 블록의 개수
L = 비디오 세그먼트에서 각 블록의 길이
S0 = 각 비디오 세그먼트의 크기(단위: Mbytes)
R0 = 비디오 세그먼트 당 디스크 회전 분량의 개수
T0 = 비디오 세그먼트 당 비압축의 풀모션 프로그램 시간(단위: 초)
P = 셋-탑 제어 시스템에서 가입자의 입력 버퍼 용량에 기반을 둔 몇 개의 비디오 세그먼트들에서 최대 서버 패킷 크기
IBS = 입력 버퍼 크기(단위: Mbytes)
(가급적이면, IBS2PS0)
포맷팅 등식들:
윈도우 저장 용량(SC) = DMLS0 (단위: Mbytes)
윈도우 지속 시간(PTD) = DMLT0 (단위: 초)
스핀들 모터 속도(NV) = 60LR0/T0 (단위: RPM)(동일 디스크 표면상의 기수 및 우수 인덱스된 비디오 세그먼트들)
스핀들 모터 속도(NV) = 60MLR0/T0 (단위: RPM)(다른 디스크 표면상의 기수 및 우수 인덱스된 비디오 세그먼트들)
블록 인덱싱(BI) = 모듈로(DM)
가정들:
Form Factor : DASD의 Form Factor
R0 : 평균 크기의 압축 비디오 세그먼트 S0를 저장하기 위해 필요한 회전 분량
셋-탑 제어 시스템의 입력 버퍼는 비동기적으로 비디오 세그먼트 패킷들을 전송할 때, 서버 유연성을 허용하기 위해서 적어도 2개의 서버 패킷을 저장하도록 구성되는 것이 바람직하다. (즉, IBS2PS0)
[예 1]
제17 내지 19도에 대하여 상기에서 설명된 예에서, 20초분 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)를 지원하는데 사용되는 디스크면의 총 수는 2개로, 즉 D=2이다. 디스크면당 비디오 세그먼트 블록의 수는 1 블록(하부 디스크면의 기수 Block-A(50), 상부 디스크면의 우수 Block-B(52)으로, 즉 M=1이다. 또한 각 블록의 길이는 10 세그먼트로, 즉 L=10 이고, 각 비디오 세그먼트(48)는 압축 해제된 1초분의 완전 동영상 프로그램을 표시하여, 즉 T0=1.0이다. MPEG-1의 압축율이 대략 100:1이라고 할 때, 각 비디오 세그먼트(48)는 대략 0.167 MB로 압축되어 S0=0.167 MB이고, 각 비디오 세그먼트(48)를 저장하는데는 대략 3.5 인치 디스크 두 장이 필요하며 따라서 R0=2 이다.
포맷팅 파라미터들 D=2, M=1, L=10, S0=0.167 MB, R0=2 그리고 T0=1.0을 포맷팅 가이드라인 식에 적용하면, 다음과 같은 DASD(68)의 포맷팅 스펙을 적용할 수 있다.
윈도우 저장 용량(SC)=21100.167=3.34 MB
윈도우 지속 시간(PTD)=21101.0=20초
스핀들 모터의 속도(NV)=601102/1.0=1,200 RPM
블록 인덱싱(BI)=모듈로 (21)
또한 수신 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼(66)는 최대 크기로 2개의 각 비디오 세그먼트(48), 즉 P=2를 갖는 패킷을 저장하도록 구성되는 것으로 가정한다. 따라서 입력 버퍼(66)는 적어도 2PS0 혹은 0.668 MB의 최소 저장 용량을 가지고 있어야 하며, 모듈로-2 구성을 갖는 20 초간 전송가능한 프리젠테이션의 제어 윈도우 버퍼(90)를 수용하는데 필요한 최소 DASD(68) 저장 용량은 대략 3.34 MB이다.
[예 2]
일정한 기록 밀도를 갖는 3.5인치 디스크에 대해, 1 초분의 완전 동영상 비디오를 나타내는 평균 크기의 MPEG-1 압축 비디오 세그먼트(48)를 저장하기 위해 2 트랙(R0=2 회전)이 필요하다. 이는 각 비디오 세그먼트(48)를 저장하는데 필요한 디스크 공간인 0.167 MB에 해당한다. 멀티미디어 서버(30)가 전송한 각 패킷의 최대 크기가 2 세그먼트(P=2)라고 가정하면, 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼(66)의 저장 용량(IBS)은 적어도 220.167 MB, 즉 0.668 MB로 앞에서 설명한 예와 동일하다. 다시 DASD(68)가 단일 데이터 저장 디스크(108)를 포함하는 것으로 혹은 단지 2 개의 디스크면(D=2)이 미디어-온-디맨드 서비스를 지지하는데 주어지는 것으로 가정한다. 각 디스크는 디스크면마다 2 블록을 포함하고(M=2) 블록마다 5 개의 각 비디오 세그먼트들(48)을 포함하도록(L=5) 포맷된다면, 동일한 디스크면에 버퍼링되는 우수 및 기수 인덱스 비디오 세그먼트들(48)에 대해 회전 스핀들 속도는 NV=601R0/T0=6052/1.0=600 RPM으로 계산된다. 우수 및 기수 인덱스 세그먼트(48)가 서로 다른 면들 위에 포맷되는 구성에 대해 스핀들 모터 회전 속도는 NV=60MLR0/T0=60252/1.0=1,200 RPM으로 계산된다. 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 지속 시간은 PTD=DMLT=2251=20초로 계산되고, 저장 용량은 SC=DMLS0=2250.167 MB=3.34 MB로 계산된다.
[예 3]
비디오-온-디맨드에 대해 주어진 2 개의 디스크면을 사용한 상기의 DASD(68)에 관련된 더욱 실제적인 예로써, 30분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)가 요구된다고 가정한다. 이에 대해 30 min60 sec/min=1,800 초 분량(T0=1)의 압축 비디오 세그먼트에 대한 저장 용량이 필요하며, R0=2 라 가정하면 총 21,600=3,600개의 트랙들이나 혹은 2 개의 디스크면(D=2)의 각각에 대해 1,800 트랙들이 30분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지원하도록 제공되어야 한다. 디스크(108)를 사용 가능하게 포맷팅하는 여러 방법 중에서 우수 및 기수 인덱스 비디오 세그먼트들(48)은 각 블록이 30 개의 세그먼트들이 차지하고(L=30), 60 개의 블록이 각 디스크면에 포맷되도록 동일한 디스크 상에 포맷된다고 가정한다. 대응하는 스핀들 속도는 NV=60302/1.0=3,600 RPM으로 계산되며, 이는 일반적으로 DASD(68) 스핀들 모터 속도에 대한 산업 표준으로 인정된다.
디스크면당 4,000 트랙 이상인 3.5인치 디스크에 대한 종래의 트랙 밀도를 가정하면, 이 예에서 서술된 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)는 3.5인치 디스크(108)의 데이터 대역의 절반을 차지할 것이다. 이와 같이 적용하는데 필요한 디스크 저장용량은 거의 300 MB가 될 것이다. 물론, 3.5인치 디스크(108)를 갖는 DASD와는 다른 형상 계수(form factors), 예를 들어 2.5인치나 1.8인치를 디스크(108)를 갖는 DASD(68)에는 다른 포맷팅 구성이 필요하다는 것은 이해될 것이다.
[예 4]
또 다른 예에 의하면, 비디오 세그먼트들(48)이 DASD(68)에서 단일 디스크(108)에 대한 모듈로-4 포맷팅 방법에 따라서 포맷되는 경우 더 높은 정도의 인터리빙(interleaving)을 얻을 수 있다. 가입자가 40 초분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지정하여 제9도에 도시된 커스터마이즈드 매트릭스(51)에 대응하는 비디오 세그먼트들(48)을 수신한다고 가정하고, 그리고 더욱이 각 비디오 세그먼트(48)가 5 개의 비디오 세그먼트(48)를 최대 크기로 갖는 패킷들로 수신되는 2 초분의 압축되지 않은 완전 동영상 비디오를 표시한다고 가정하며, 커스터마이즈드 매트릭스(51), Block-A(53), Block-B(55), Block-C(57) 및 Block-D(59)로 구성된 4 블록을 차지하는 첫 번째의 2초분 비디오 세그먼트(48) 20 개가 DASD(68)에서 다음과 같이 모듈로-4 포맷된다. 즉,
Block-A : A1, A5, A9, A13, A17
Block-B : A2, A6, A10, A14, A18
Block-C : A3, A7, A11, A15, A19
Block-D : A4, A8, A12, A16, A20
Block-A(53)와 Block-B(55)에 관련된 비디오 세그먼트들(48)은, 예를 들어, 디스크(108)의 하부면(104)에 기록되고 판독되는 것이 바람직하며, 반면에 Block-C(57)와 Block-D(59)에 관련된 비디오 세그먼트들(48)은 디스크(108)의 상부면(102)에 기록되고 판독되는 것이 바람직하다. 이러한 모듈로-4 포맷팅 예의 파라미터들(D=2, M=2, L=5, S0=0.334 MB, R0=4, T0=2.0 그리고 P=5)을 일반적인 포맷팅 식에 적용하면, 다음과 같은 DASD(68) 포맷팅 사양이 적용 가능하다.
윈도우 저장용량(SC)=2250.334=6.68 MB
윈도우 지속시간(PTD)=2252.0=40초
스핀들 모터 속도(NV)=60104/2.0=1,200 RPM
블록 인덱싱(BI)=모듈로 22=모듈로-4
따라서, 모듈로-4 구성을 갖는 40 초분의 전송가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 수용하는데 필요한 최소 DASD(68) 저장용량은 거의 6.68MB 이다.
DASD(68)의 저장용량과 프리젠테이션 제어 윈도우(90)에서 버퍼링 가능한 멀티미디어 프로그램의 지속시간을 증가시키기 위해 멀티미디어 DASD(68)가 다수의 데이터 저장 디스크(108)를 포함하도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다. 멀티미디어 프로그램 프리젠테이션을 로컬 VCR 타입으로 제어 하기 위해 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 수용하도록 DASD(68) 디스크 저장면의 모두 혹은 부분들이 할당될 수 있다. DASD(68) 디스크 저장면의 다른 부분들은 테스트 파일, 응용 소프트웨어 및 종래의 DASD의 일반적인 용도에 관련된 다른 데이터를 포함할 수 있다.
DASD(68) 저장면들은 다양한 데이터 저장 요구를 수용하기 위해 동심 데이터 트랙부와 나선형 데이터 트랙을 포함할 수 있다. 따라서, 추가되는 데이터 저장 디스크들(108)은 증가된 DASD(68) 저장 용량을 제공하여 다수의 서로 다른 목적들을 위해 할당될 수 있다.
예를 들어 4 개의 디스크들(108)을 사용하는 DASD(68) 구성에서 변환기들은 상부 및 하부 디스크면의 각각에 배치된 내측 방향 및 외측 방향 나선형 트랙들을 따라 나아갈 것이고, 따라서 디스크들(108)의 스택내외로 오갈 것이다. 상기에 언급된 바와 같이 반대면에 나선형 데이터 트랙을 갖는 한 쌍의 디스크면은 반드시 동일 디스크(108)의 반대면에 위치할 필요는 없다. 예를 들어, 한 디스크의 양면은 내측으로 향하는 나선형 데이터 트랙들로 포맷될 수 있으며, 반면에 다른 디스크의 양면은 외측 향하는 나선형 데이터 트랙들로 포맷될 수 있다.
[예 5]
또 다른 예로써, 2시간 분량의 비디오 프로그램에서 40분 만큼에 대해 완전히 VCR 타입으로 프리젠테이션 제어를 하기 위한 40분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 제공하기에 적절할 멀티미디어 DASD(68)는 모듈로-80으로 포맷된 1초분 압축 비디오 세그먼트들(48)을 버퍼링하기 위한 디스크를 포함한다. 이러한 구성에 따라서, 4 디스크들(D=8)의 각 면은 세그먼트 길이가 30 세그먼트(L=30)인 10개의 세그먼트 블록들(M=10)을 포함하도록 포맷되며, 우수 및 기수 인덱스 비디오 세그먼트들(48)은 동일한 디스크면 위에서 버퍼링 될 것으로 가정한다.
이에 따라, 다음의 파라미터들이 적용되는 것으로 가정한다. 즉, D=8, M=10, L=30, SO=0.167MB, R0=2, T0=1.0 그리고 P=30이다.
이 파라미터들을 포맷팅 가이드라인 식에 적용하며, 다음과 같은 DASD(68) 포맷팅 사양이 적용될 수 있다.
윈도우 저장용량(SC)=810300.167=400 MB
윈도우 지속시간(PTD)=810301.0=2,400 초=40 분
스핀들 모터 속도(NV)=60302/1.0=3,600 RPM
블록 인덱스(BI)=모듈로 810=모듈로-80
따라서, 모듈로-80으로 포맷된 40분 전송가능한 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)를 수용하는데 필요한 최소 DASD(68) 저장용량은 대략 400 MB이다. 이러한 구성에 대해 스핀들 모터(114)의 공칭속도는 거의 3,600 RPM이다.
당해분야의 숙련자라면 2시간 분량의 비디오 프로그램에서 40분 정도에 대해 완전 로컬 VCR 타입으로 프리젠테이션을 제어하는 것에 관련된 실질적인 장점에 비추어 3,600 RPM은 상대적으로 낮은 스핀들 모터속도 조건을 나타낸다는 것을 알 것이다. 주목할 것은 수신 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼(66)는 이 예에서 평균크기가 0.167 MB인 비디오 세그먼트를 적어도 30개 혹은 거의 5 MB를 저장하도록 구성되어야 한다는 것이다.
멀티미디어 서버(30) 비동기 전송의 유연성이 증가함에 따라 입력버퍼는 대략 10MB의 저장용량을 가져야 한다. (IBS2PSO, 여기서 P=30 이고 SO=0.167 MB)
여기에 개시된 비동기 포맷팅 지침과 고려사항에 의해 설계자는 멀티미디어 통신 시스템에 사용되는 멀티미디어 DASD(68)를 설계할 때 상당한 정도의 유연성을 갖는다. 원격 멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 멀티미디어 정보의 포맷팅은 로컬 셋-탑 제어 시스템(62)에 배치된 특정 DASD(68)의 기능적 특징, 사양 그리고 기능에 따라 다양화될 수 있다.
[예 6]
예를 들어, 선택된 멀티미디어 프로그램을 표시하는 비디오 세그먼트를 적절히 포맷팅함으로써 상대적으로 낮은 스핀들 모터(114) 회전율을 얻을 수 있다. 일실시예로 제10도에 도시된 개별 패킷으로 멀티미디어 서버(30)에 의해 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송되고 제20도에 도시된 바와 같이 멀티미디어 DASD(68)에서 포맷된 비디오 세그먼트(48) 정보는 대략 400 RPM 정도의 상대적으로 낮은 스핀들 모터(114) 속도를 제공한다.
이 모듈로-4 예에서, 각 비디오 세그먼트(40)는 멀티미디어 프로그램의 2초(T0=2.0) 분량(SO=20.167MB=0.334MB, 그리고 R0=4 회전)을 나타내고, 적어도 5 개의 비디오 세그먼트들(L=5)은 두 디스크면(D=2)의 각각에 배치된 2 블록(M=2)의 각각에 저장되며, 기수 인덱스 비디오 세그먼트(48)를 포함하는 2 블록(53, 57)은 한 디스크면에 배치되고, 그리고 우수 인덱스 비디오 세그먼트를 포함하는 2 블록(55, 59)은 또 다른 디스크면에 배치된다고 가정한다.
적절한 스핀들 모터 속도식 즉, 60MLR0/T0을 적용하면 이 예에 대한 스핀들 모터의 공칭속도는 60254/2.0=1,200 RPM 임을 알 수 있다.
[예 7]
우수 및 기수 인덱스 비디오 세그먼트(48)를 각각 포함하는 2 블록(53, 55)은 한 디스크면에 배치되고 ,우수 및 기수 인덱스 비디오 세그먼트를 각각 포함하는 다른 2 블록(57, 59)은 또 다른 디스크면에 배치된다고 가정하면, 적절한 스핀들 모터 속도식, 60LR0/T0을 적용함으로써 이 예에 대한 스핀들 모터의 공칭속도가 6054/2.0=600 RPM 임을 알 수 있다.
상기에서 설명된 포맷팅 구성 예는 다른 스핀들 모터(114) 속도도 쉽게 얻을 수 있다는 것을 보여준다. 중요 포맷팅 파라미터, 가령 예를 들어 세그먼트 블록수(M), 각 블록의 블록 길이(L), 같은 디스크면 혹은 다른 디스크면 각각에 기수 및 우수 인덱스 세그먼트 블록의 분포, 사용된 디스크면수(D), 입력버퍼(66)의 크기(IBS) 및 개별 비디오 세그먼트의 크기(SO)를 변경함으로써, 멀티미디어 프로그램 정보는 가입자의 특유한 셋-탑 제어 시스템(62)의 제어 기능성과 시스템 구성에 구체적으로 맞추어진 포맷으로 멀티미디어 서버(30)로부터 효과적으로 전송될 수 있다.
제20도에는 새로운 멀티미디어 DASD 포맷팅 방법을 활성하기 위한 일실시예가 도표 형태로 도시되어 있다. 가입자는 새로운 셋-탑 제어 시스템을 통하여, 바람직하게는 앞에서 상세히 설명된 형태의 셋-탑 제어 시스템을 통하여 원격 멀티미디어 서버(30)와 통신하는 것이 바람직하다. 일실시예로 단계 302에서 새로운 미디어-온-디맨드 통신 시스템의 가입자에게 멀티미디어 프로그램 대상 선택 메뉴, 바람직하게는 시청시간당 요금지불(pay-per-view) 베이스로 선택할 수 있는 메뉴가 주어진다. 이 예에서는 가입자는 여러 가지 비디오 프로그램 중에서, 가령 장편영화를 선택하고 싶어한다고 가정한다. 단계 302에서, 가입자는 선택 메뉴에 표시된 멀티미디어 프로그램중 적어도 하나를 선택한다. 주목할 것은 여러 가지의 알려진 기술을 통하여 하나 혹은 그 이상의 멀티미디어 프로그램들을 선택할 수 있다는 것이다. 즉, IR 원격 컨트롤 핸드세트(25)나 종래에 알려져 있는 형태의 터치스크린 혹은 컴퓨터 시스템과 통신할 때 사용되는 것과 유사한 포인트-클릭 인터페이스(a point-and-click interface)가 사용된다.
단계 304에서, 가입자는 선택된 멀티 미디어 프로그램에 관련된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 지속시간 혹은 용량을 지정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가입자는 일반적으로 2 시간과 4 시간 사이에 프리젠테이션 시간을 갖는 장편영화에 관련된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)에 대해 40분의 지속시간을 지정할 수 있다. 다른 멀티미디어 프로그램, 예를들어 로컬 대학에서 이전에 녹화된 40 분 강의에 대해서, 가입자는 프리젠테이션 제어 윈도우(90)에 대해 40 분의 지속시간을 지정하고 싶어할 수도 있다. 따라서 이전에 전송된 부분을 다시 전송할 필요 없이 전체 강의를 전진 혹은 후진 방향으로 액세스할 수 있고, 재전송된 강의 만큼의 부가 비용의 발생을 피할 수 있다.
지능형 셋-탑 제어 시스템(62)은 단계 306에서 내부 구성을 판단하는 자기진단 루틴을 수행한다. 구성 결정 절차는 셋-탑 제어 시스템(62)의 전원 초기화중에 동적으로 수행되는 것이 바람직하다. 구성파라미터들은 ROM과 같은 메모리에 저장될 수도 있는데, 셋-탑 제어 시스템(62)의 내부구성에 변경이 생겼을 때 갱신된다. 일반적인 구성 파라미터들은 입력 버퍼(66)의 스핀들 모터(114)의 공칭속도, 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼를 유지할 목적으로 할당된 스핀들 모터에 장착되는 데이터 저장 디스크 개수 혹은 디스크면수 그리고 셋-탑 제어 시스템(62)의 고유 어드레스 등을 포함한다.
멀티미디어 서버 메뉴로부터 하나 혹은 그 이상의 원하는 멀티미디어 프로그램을 선택한 후, 단계 308에서 셋-탑 콘트롤러(64)는 가입자가 지정한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지원하는데 필요한 공칭 DASD(68) 저장 용량을 판단하기 위해 여러 가지 내부 계산을 수행한다.
단계 308에서 가입자에 의해 지정된 미리 정해진 프리젠테이션 시간(PTD)을 초 단위로 측정하여 변수 Ut로 나타낸다. 전에 설명된 새로운 비동기 포맷팅 지침 및 식에 따라, 공칭 저장용량(SC)은 가입자가 지정한 시간(Ut)과 개별 프로그램 세그먼트(48)의 각각을 저장하는데 필요한 저장용량(S0)으로부터 구할 수 있다. 예를 들어, MPEG-1 부호와 표준을 사용하는 시스템에서는 S0의 평균치가 약 0.167 MB이다.
단계 310에서, 셋-탑 제어 시스템(62)은 DASD(68)가 가입자가 지정한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 크기를 수용할 수 있는지 여부를 판단한다. 가입자가 지정한 프리젠테이션 제어 윈도우 버퍼(90)의 공칭 크기와 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 지원하는데 할당될 수 있는 DASD(68)의 사용가능한 저장 용량 사이에 비교를 한다.
만일 DASD(68)가 가입자가 지정한 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 지속시간을 수용하기에 충분한 저장용량을 갖지 못했다고 판단되면, 단계 312에서 셋-탑 제어 시스템(62)은 경고신호를 발하여 지정된 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 지속시간을 수용할 수 없다는 것을 가입자에게 알린다. 단계 316에서 경고 메시지가 셋-탑 제어 시스템(62)에 결합된 디스플레이(76)에 전달되어 가입자에게 더 짧은 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 지속시간을 지정시간을 지정하도록 요청한다. 셋-탑 제어 시스템(62)은 최대 할당 가능한 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 지속시간을 계산하여 그 결과를 디스플레이(76)상에 디스플레이시켜 가입자에게 전달한다.
단계 314에서 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 구성과 기능상에 관련된 구성 파라미터들은 멀티미디어 서버(30)에 전송된다. 멀티미디어 서버(30)는 서버 콘트롤러(34)를 포함하며, 단계 316에서 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)으로부터 수신된 구성 파라미터들을 판독한다. 셋-탑 제어 시스템(62) 파라미터들은 디스크면수(D)와 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼를 지원하기 위해 할당된 사용가능한 디스크 저장용량(SC), 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼의 미리 결정된 지속시간(PTD), 입력 버퍼(66)의 크기(IBS) 그리고 스핀들 모터(114)의 속도(NV)를 포함한다. 주목할 것은 단계 310에서 DASD(68)가 가입자가 지정한 프리젠테이션 제어 윈도우(90)를 수용할 수 있는 지의 여부를 판단하기 위해 셋-탑 제어 시스템(62)이 수행하는 계산은 수신된 셋-탑 제어 시스템(62) 구성 파라미터들에 근거하여 서버 콘트롤러(34)에 의해 대신 수행될 수 있다는 것이다.
앞에서 설명된 바와 같이, 선택된 프로그램은 멀티미디어 서버(30)에 아날로그 방식이나 혹은 디지털 방식으로 저장될 수 있다. 아날로그 방식으로 저장된 선택된 멀티미디어 프로그램은 단계 318에서 디지탈화된다. 주목할 것은 멀티미디어 서버(30)는 지역(local), 국영(national), 혹은 국제(international) 네트워크 방송채널(45)상에서 전송된 멀티미디어 프로그램의 실시간 방송을 일반적으로 아날로그 방식으로 수신하며, 단계 318에서 디지탈화될 수 있다는 것이다. 디지탈화된 멀티미디어 프로그램은 일련의 단계 320에서, 코더(32)나 혹은 인덱스 파서(33)에 의해 순차적으로 정렬된 프로그램 세그먼트들(48)로 분할되거나 혹은 세그먼트화된다. 또한 고유 어드레스는 인덱스 파서(33)에 의해 각각 분리된 프로그램 세그먼트로 엔코딩된다. 순차적인 일련의 프로그램 세그먼트내에 포함된 각각의 프로그램 세그먼트(48)는 선택된 멀티미디어 프로그램의 미리 결정된 지속시간을 나타낸다. 일실시예로 각각의 프로그램 세그먼트(48)는 멀티미디어 프로그램의 고정된 지속시간, 가령 멀티미디어 프로그램의 1초분 혹은 2초분을 나타낸다. 주목할 것은 단계 318과 320의 디지탈화 기능과 세그먼트화 기능은 멀티미디어 서버(30)에서 이전에 디지털 방식으로 처리되고 저장된 멀티미디어 프로그램에 적용할 수 없다는 것이다.
이러한 단계들은 멀티미디어 프로그램을 멀티미디어 서버(30)내 디지털 저장 장치(35)에 처음에 저장할 때에만 한 번 수행되는 것이 바람직하다.
제22도에서, 선택된 멀티미디어 프로그램을 포함하는 순차 프로그램 세그먼트들은 단계 330에서 커스터마이즈드 순서로 배열된다. 일실시예로 멀티미디어 서버(30)는 순차적 프로그램 세그먼트들을 커스터마이즈드 프로그램 세그먼트 시리즈로 변환하는 비디오 파서(38)를 포함한다. 커스터마이즈드 시리즈는 비순차적으로 정렬된 프로그램 세그먼트들만으로 구성되거나 혹은 순차적으로 정렬된 프로그램 세그먼트들만으로 구성될 수 있다.
커스터마이즈드 프로그램 세그먼트 시리즈의 정렬은 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)의 구성에 관련된 다수의 고유 파라미터들에 좌우된다. 가입자의 구성 파라미터들에 대응하여, 단계 332에서 멀티미디어 서버(30)의 제어기(34)는 디스크면(D)당 세그먼트 블록들(M)의 수를 결정하고, 이로부터 블록 인덱싱 계수 즉, BI=모듈로 DM을 구한다. 더욱이, 단계 334에서 서버 제어기(34)는 각 세그먼트 블록들(M)의 길이(L)를 결정하는데, 주목할 것은 세그먼트 블록(M)의 길이(L)세그먼트블록(M)을 포함하는 각각의 커스터마이즈드 매트릭스의 수와 일치한다는 것이다. 단계 336에서, 서버 제어기(34)는 프로그램 세그먼트 패킷의 크기를 계산하는데, 이 크기는 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력 버퍼(66)의 크기(IBS)에 좌우된다. 예를 들어, 제1도에 도시된 바와 같이 프로그램 세그먼트 패킷들을 수신하도록 된 셋-탑 제어 시스템(62)의 입력버퍼(66)는 적어도 5 개의 프로그램 세그먼트(48)를 포함하는 패킷을 저장하도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 앞에서 설명한 바와 같이, 입력버퍼(66)를 가장 큰 패킷에 포함된 프로그램 세그먼트들(48)의 적어도 2배를 저장하기에 충분한 메모리를 포함하도록 구성하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 이 예에서는 입력버퍼(66)는 적어도 10 개의 프로그램 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성되는 것이 바람직하다. 단계 338에서, 전송 윈도우의 지속시간내에 각각의 프로그램 세그먼트 패킷들은 특정 셋-탑 제어 시스템(62)으로 전송되는데 전송 윈도우 지속시간은 상기에 기술된 방법으로 서버 제어기(34)에 의해 계산된다. 단계 340에서, 이미 커스터마이즈드 시리즈 배열된 프로그램 세그먼트들(34)은 비디오 파서(38)로부터 얽혀지고 패킷들내에서 배열되어 저장 디바이스(41)에 임시로 저장된 후, 분배 스위치(42)에 의해 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)에 전송된다. 이때 각 패킷은 보통 전송 윈도우 동안 통신 채널(44)로 전송된다.
다시 제10, 20, 30도로 돌아가서, 새로운 비동기 DASD(68) 포맷팅 방법을 달성하기 위한 일실시예의 단계들이 더욱 상세히 도시되어 있다. 단계 350에서, 가입자의 셋-탑 제어 시스템(62)은 멀티미디어 서버(30)에 의해 전송된 셋-탑 제어 시스템(62) 포맷팅 파라미터들을 수신한다. 포맷팅 파라미터들은 통신채널(44)로 수신된 커스터마이즈드 프로그램 세그먼트 패킷들을 적절하게 버퍼링하고 처리하기 위해 셋-탑 제어기(64)에 의해 사용되는 정보를 제공한다. 예를 들어, 단계 332에서 결정된 세그먼트 블록(M) 포맷팅 파라미터는 셋-탑 제어기(64)에 의해 얽혀진다. 셋-탑 제어기(64)는 DASD(68)의 각각의 디스크면(D)에 정의된 미리 결정된 길이(L)에 대응하는 개수(M)의 저장블록으로부터 교대로 판독하고 저장블록에 기록하는 것을 조정한다.
이 예에서는 제20도에 도시된 DASD(68) 디스크 저장 위치에서 제10도의 패킷내에 도시된 각각의 프로그램 세그먼트들(48)은 선택된 멀티미디어 프로그램의 2 초분의 완전 동영상 비디오 부분을 나타낸다고 가정한다.
또한, 셋-탑 제어시스템(62)의 입력버퍼(66)는 이러한 프로그램 세그먼트들(48)을 적어도 5개 저장하도록 구성되며, 프로그램 세그먼트들(48)은 단일 디스크(108)의 2면(D=2)의 각각에 2 블록(M=2)내 모듈로-4로 포맷된 40초분 프리젠테이션 제어 윈도우(90)(PTD=40초)에서 버퍼링되는 것으로 가정한다. 이때 블록 길이는 5개의 프로그램 세그먼트들(L=5)로 한다. 제20도에 도시된 바와 같이, Block-A(53)와 Block-B(55)는 디스크(108)의 한 면에 배치되고 Block-C(57)와 Block-D(59)는 다른 디스크(108)면에 배치되는 것으로 가정한다.
단계 351에서, 가입자의 셋-탑 제어시스템(62)은 통신채널(44)을 통해 패킷형태로 멀티미디어 서버(30)로부터 전송된 커스터마이즈드 프로그램 세그먼트(48) 시리즈를 수신한다.
각 멀티미디어 서버(30)의 전송 윈도우 동안 입력버퍼(66)가 충분히 크다면 다수개의 패킷들이 전송될 수 있다 해도, 일반적으로 이 시간 중에는 하나의 패킷이 수신된다.
제10도에 패킷-1로 도시된 첫 번째 패킷에 포함된 처음의 5개의 비순차 프로그램 세그먼트들은 커스터마이즈드 시리즈, 즉 A1, A5, A2, A6, A3으로 전송되고 수신될 것이다. 이러한 처음의 5개의 세그먼트들(48)은 단계 352에서 입력 버퍼(66)에 전달된다.
상기한 바와 같이 새로운 비동기 포맷팅 방법의 한가지 중요한 특징은 멀티미디어 서버(30)로부터 수신된 프로그램 세그먼트들(48)을 동시에 버퍼링하고 디스플레이함으로써 선택된 멀티미디어 프로그램은 실제적으로 주문과 동시에 시청하기 쉽게 한다는 것이다. 상기한 바와 같이 커스터마이즈드 프로그램 세그먼트 시리즈는 처음에 비순차적으로 정렬된 부분을 포함하며 이어서 순차적으로 정렬된 부분이 뒤따른다. 선택된 멀티미디어 프로그램의 포맷 구성에 따라, 입력버퍼(66)에서 버퍼링된 다양한 비순차 프로그램 세그먼트들(48)은 단계 354에서 DASD(68)로 전송되고 동시에 단계 356과 358에서 출력버퍼(72)로 전송되어 연속적으로 디코딩되고 디스플레이된다.
주목할 것은 통신채널(44)로부터 수신된 다수의 비순차 세그먼트들(48)을 출력버퍼(72)로 전송하기 전에 전송 버퍼(70)로 전송하는 것이 동기화 목적상 유익할 수도 있다는 것이다.
단계 356과 358에 따라서, 그리고 제20도에 RUN-1로 도시된 바와 같이, 비순차 프로그램 세그먼트 A1은 단계 354에서 Block-A(53)의 LOC-1에 저장되도록 DASD(68)에 전송되고 동시에 단계 356에서 출력버퍼(72)에 전송된다.
셋-탑 제어기(64)가 비순차 프로그램 세그먼트 A5를 단계 354에서 LOC-2에 저장하도록 DASD(68)로 전송하는 것을 조정하는 것이 바람직하다. 또한 셋-탑 제어기(64)는 비순차 프로그램 세그먼트 A2를 단계 354에서 Block-B(55)의 LOC-6에 저장하기 위해 DASD(68)로 전송하고 동시에 단계 356에서 출력버퍼(76)로 전송하는 것을 조정한다.
단계 358에서, 처음의 프로그램 세그먼트 A1과 A2는 디코더(74)에 의해 디코딩되고 로컬 디스플레이(76)로 전송된다.
RUN-1과 관련된 기능을 계속 설명하면, 비순차 프로그램 세그먼트 A6은 Block-B(55)의 저장 위치 LOC-7에 기록되고 패킷-1의 마지막 세그먼트 A3은 단계 354에서 Block-C(57)의 LOC-11에 저장하기 위해 DASD(68)로 전송되고 동시에 단계 356에서 출력버퍼(76)로 전송된다.
RUN-1의 절반만이 완료되고 패킷-1에 포함된 5 개의 프로그램 세그먼트들 각각이 DASD(68)로 전송될 때, 단계 352에서 패킷-2가 다음 전송 윈도우 중에 수신되어 입력버퍼(66)로 전송된다.
주목할 점은 이 예에서 DASD 프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 단계 364에서 측정되는 바와 같이 RUN-3이 완료될 때까지 채워지지 않을 것이라는 점이다. 패킷-2는 제10도에서 프로그램 세그먼트들 A7, A4, A8, A9 및 A13을 포함하는 것으로 나타나 있는데, 이 세그먼트들은 RUN-1과 RUN-2를 연결하는 RUN-1.5중에 동작한다. 단계 354에서, 비순차 프로그램 세그먼트 A7은 Block-C(57)의 LOC-12에 저장되도록 DASD(68)에 전송되고 이어서 단계 354에서 세그먼트 A4는 Block-D(59)의 LOC-16에 전송되도록 DASD(68)에 전송되고 동시에 단계 356에서 출력버퍼(72)에 전송된다. RUN-1이 완료될 때, 멀티미디어 프로그램의 첫 번째 4개의 프로그램 세그먼트 즉, 세그먼트 A1, A2, A3 및 A4는 순차적으로 출력버퍼(76)에 전송되었음을 알 수 있다.
상기한 바와 같이, 비순차 프로그램 세그먼트들(48)을 단계 354에서 DASD(68)로 그리고 단계 356에서 출력버퍼로 동시에 전송하는 처리는 수신된 프로그램 세그먼트(48)가 각 세그먼트 블록에 대해 정의된 첫 번째 저장위치로, 가령 제20도에 도시된 바와 같이 프로그램 세그먼트 A1은 Block-A(53)의 LOC-1, 세그먼트 A2는 Block-B(55)의 LOC-6, 세그먼트 A3은 Block-C(57)의 LOC-11, 그리고 세그먼트 A4는 Block-D(59)의 LOC-16으로 전송될 때까지 계속된다.
DASD(68)와 출력버퍼(72)와 디코더(74)로 프로그램 세그먼트들(48)의 동시전송을 잘 배합함으로써 가입자의 텔레비전(76)상에 선택된 멀티미디어 프로그램을 실제적으로 순간적으로 프리젠테이션하게 된다. 연속적으로 수신된 패킷-3과 패킷-4에 포함된 프로그램 세그먼트들(48)은 RUN-2와 RUN-3에서 각각 설명된 방법으로 DASD(68)의 저장위치들로 전송되고, 이에 의해 20개의 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 저장위치를 채우게 된다.
미리 결정된, 이 예에서는 20개의, 초기 비순차 프로그램 세그먼트들(48)을 수신하고 단계 364에서 측정되는 바와 같이 이를 DASD(68)의 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼에 저장한 후, 단계 366에서 새로운 장소에 따른 갱신 절차(update-in-place procedure)가 수행된다.
단계 360에서, 셋-탑 제어기(64)는 입력(66)의 상태를 체크하여 오버플로우 상태가 급박한 경우에는 제어신호를 멀티미디어 서버(30)로 전송하여 단계 362에서 프로그램 세그먼트 패킷의 전송을 일시적으로 멈추도록 요청한다.
입력버퍼(66)의 오버플로우 상태는 정상적으로 프로그램을 시청하는 동안에는 발생하지 않는다. 이는 프로그램 세그먼트 패킷의 전송과 수신이 미리 정해진 전송 윈도우중에 패킷을 전송함으로써 동기화되기 때문이다. 다양한 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 기능 모드, 가령 예를 들어 정지 모드에 의하여 셋-탑 제어 시스템(62)으로부터 서버(30)로 정지 제어 신호를 전송하게 된다. 패킷-1에 포함된 그리고 예를 들어 입력버퍼(66)에 저장된 나머지 프로그램 세그먼트들(48)은 단계 354에서 임박한 오버플로우 상태를 개선하도록 부가적인 패킷 전송을 정지시킨 동안 DASD(68)에 전송된다.
제23도를 참조하며, 새로운 비동기 포맷팅 방법의 중요한 장점은 멀티미디어 DASD(68)로 그리고 멀티미디어 DASD로부터 전송된 프로그램 세그먼트들을 동시에 기록하고 디스플레이한다는 것이다. 단계 356과 358에서, 초기 순차 프로그램 세그먼트들(48), 가령 세그먼트 A1, A2, A3, A4가 디스플레이된 후, 단계 372에서 새로운 포맷팅 방법에 의해 DASD(68)에서 동기적으로 버퍼링된 프로그램 세그먼트들(48)을 순차 프로그램 세그먼트들로 읽는다.
DASD(68)로부터 읽혀진 순차 프로그램 세그먼트들(48)은 단계 374에서 출력버퍼(72)로 전송되고 단계 376에서 디코더(74)에 의해 디코딩된 후 로컬 디스플레이(76)로 전송된다.
제10, 20 그리고 내지 24 내지 26도를 참조하면, 단계 366의 새로운 장소에 따른 갱신 절차를 이루기 위한 단계들이 일실시예로 상세히 설명되어 있다.
프리젠테이션 제어 윈도우(90)는 RUN-3을 완료한 후에 채워진 것으로 가정하고, 마지막 순차 프로그램 세그먼트 A12는 RUN-3동안에 LOC-18로부터 읽혀져서 가입자 텔레비전(74)에 디스플레이된 것으로 가정하며, 또한 제24 내지 26도에 도시된 기능들은 RUN-4로 시작하는 연속 실행과 관련되는 것으로 가정한다.
또한 프로그램 세그먼트들 A21, A22, A23 및 A24를 포함하는 패킷-5는 입력버퍼(66)로 수신되고 전송된다고 가정한다. 제24 내지 26도에 도시된 실시예에서, DASD(68)의 액튜에이터(118)는 단계 400에서 데이터 저장 디스크(108)의 하부 나선형 트랙(110)의 외측 나선형 직경 위치(196; OSDL)로 이동된다.
단계 402에서 하부 변환기는 첫 번째 하부블록(MLN), 즉 Block-A(53) 내측으로 가로지른다. 단계 404에서 다음에 새롭게 수신된 프로그램 세그먼트, 즉 세그먼트 A21은 가장 오래된 프로그램 세그먼트(48)가 저장된 첫 번째 하부 블록, 즉 Block-A(53)의 저장위치에 기록된다. 세그먼트 A21은 LOC-1에 이전에 저장된 세그먼트 A1에 대응한다. 단계 406에서 프로그램 세그먼트 A13에 대응하고 첫 번째 하부블록, 즉 Block-A(53)에 저장된 다음의 순차 프로그램 세그먼트(48)가 LOC-4로부터 읽혀지고, 단계 410에서 디코딩되어 이전에 읽혀지고 디스플레이된 프로그램 세그먼트 A12에 대해 연속하여 가입자의 텔레비전(76)에 디스플레이된다. 단계 408에서 액튜에이터(118)와 하부 변환기(117)는 하부 나선형 데이터트랙(110)의 중심선을 내측으로 계속 가로지른다.
다른 프로그램 세그먼트 저장 블록들이 하부 디스크면(MLN+1)에 제공되는 경우, 오버라이팅 단계(404), 판독 단계(406), 디코딩 및 디스플레이 단계(410)가 다음 하부불록, 가령 Block-B(55)에 대해 반복된다. Block-B(55)의 LOC-6에 이전에 저장된 프로그램 세그먼트 A2를 새로 수신된 세그먼트 A22로 오버라이트하고 Block-B(55)의 LOC-P로부터 다음의 순차 세그먼트 A14를 읽은 후에는 단계 412에서 액튜에이터(118)와 하부 변환기(117)는 내측 나선형 직경위치(198; ISDL)에 도달할 때까지 하부 나선형 트랙(110)을 가로지른다. 단계 416에서 헤드 교환이 ISDL(198)에서 수행되어 상부 변환기(116)가 활성화된다.
제25도의 단계 422를 참고하면, 액튜에이터(118)과 상부 변환기(116)는 첫 번째 상부 프로그램 세그먼트 저장 블록(MUN), 가령 Block-C(57)로 상부 나선형 트랙(111)을 외측으로 가로질러 가기 시작한다. 단계 424에서 다음의 새롭게 수신된 프로그램 세그먼트, 즉 세그먼트 A23은 Block-C(53)에 저장된 가장 오래된 프로그램 세그먼트(48)를 포함하는 Block-C(57)내 저장위치에 기록되며, 이전에 저장된 세그먼트 A3에 대응한다.
단계 426에서, 프로그램 세그먼트 A15에 대응하고 Block-A(53)에 저장된 다음의 순차 프로그램 세그먼트(48)가 LOC-14로부터 읽혀지고, 단계 430에서 디코딩되고 이전에 읽혀진 프로그램 세그먼트 A14에 대해 순차적으로 가입자의 텔레비전(76)에 디스플레이된다. 단계 428에서, 액튜에이터(118)와 상부 변환기(116)는 상부 나선형 데이터 트랙(111)의 중심선을 외측으로 계속 가로 지른다.
다른 프로그램 세그먼트 저장 블록(MUN+1)이 상부 디스크면에 제공되는 경우에는, 오버라이팅 단계(424), 판독 단계(426), 디코딩 및 디스플레이 단계(430)가 다음 상부 블록, 가령 Block-D(59)에 대해 반복된다.
Block-D(59)의 LOC-16에 이전에 저장된 프로그램 세그먼트 A4를 새롭게 수신된 세그먼트 A24로 오버라이트하고, Block-D(59)의 LOC-19로부터 다음의 순차 세그먼트 A16을 읽은 후에, 단계 432에서 액튜에이터(118)와 상부 변환기(116)는 OSDL(196)에 도달할 때까지 상부 나선형 트랙을 가로지른다.
단계 436에서 또 다른 헤드 교환은 OSDL(196)에서 수행되어 하부 변환기(117)가 활성화된다. 이어서 단계 438에서 새로운 장소에 따른 갱신 절차가 연속되는 런에 대해 반복된다.
이러한 갱신 절차에 의하면 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼에 새로운 프로그램 세그먼트들(48)을 기록하고, 순차적인 순서로 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼로부터 이전에 저장된 프로그램 세그먼트들(48)을 읽어서 이전에 저장된 프로그램 세그먼트들(48)을 오버라이트한다는 것을 알 수 있다.
새로운 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 또 다른 특징은 이전에 시청된 시청시간당 요금지불 멀티미디어 프로그램과 관련된 프리젠테이션 제어 윈도우(90)의 내용을 삭제한다는 것이다.
삭제 절차는 또한 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 재구성 절차와 관련하여 수행될 수 있는데 재구성 절차는 현재 시청되고 있는 멀티미디어 프로그램의 전송을 진행하는 동안에 수행되는 것이 바람직할 수 있다. 일반적으로 멀티미디어 프로그램을 시청한 후 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼를 정의하는 저장 위치는 이전에 시청된 프로그램의 프로그램 세그먼트 데이터를 포함할 것이다. 순차적으로 정렬된 멀티미디어 프로그램에 대한 프로그램 세그먼트 데이터를 수신하기 전에 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 저장 위치들의 각각은 변환기가 이 저장 위치상을 통과할 때 변환기의 기록요소에 직류나 단일 주파수 신호를 인가하여 삭제할 수 있다.
선택된 저장위치가 삭제되는 선택된 삭제 절차를 새로이 정렬된 멀티미디어 프로그램과 관련된 새로이 수신된 프로그램 세그먼트들을 사용하여 다른 세그먼트를 오버라이트하는 동안에 대신 사용할 수도 있다. 예를 들어, 제20도에 도시된 20개의 저장 위치들은 이전에 시청된 멀티미디어 프로그램의 프로그램 세그먼트를 포함한다고 가정한다.
더욱이 제10도에 도시된 패킷-1과 패킷-2의 처음 두 패킷들은 적어도 10개의 2초분 압축 프로그램 세그먼트들(48)을 저장하도록 구성된 것으로 가정한 입력 버퍼(66)에 수신되는 것으로 가정한다. RUN-1 동안, 세그먼트 A1과 A5는 처음에 각각 Block-A(53)가 LOC-1과 LOC-2에 저장된다. 주목할 것은 이 예에서 LOC-3, LOC-4와 LOC-5는 이전에 시청된 멀티미디어 프로그램과 관련된 프로그램 세그먼트들을 포함한다는 것이다.
삭제 신호는 LOC-3, LOC-4 그리고 LOC-5가 변환기의 기록요소와 근접하여 있을 때 변환기에 인가되며, 이에 따라 이 저장 위치들은 단순히 건너 뛰지 않고 삭제된다.
이러한 선택적인 삭제 절차는 프리젠테이션 제어 윈도우(90) 버퍼가 새로이 정렬된 멀티미디어 프로그램과 관련된 프로그램 세그먼트들로 채워질 때까지 수행되는 것이 바람직하다.
제26도를 보면, 스파이럴-앤드-홀드 절차(a spiral-and-hold procedure)가 플로우챠트 형태로 도시되어 있다.
단계 472에서, 셋-탑 제어기(64)는 출력버퍼의 상태를 체크한다. 단계 474에서 가입자가 중지명령을 입력하거나 혹은 단계 476에서 출력버퍼(72)가 급박한 오버플로우 상태에 빠질 수 있는 작동을 할 때, 새로운 스파이럴-앤드-홀드 절차가 실행된다. 처음에 단계 478에서 일정한 위치 에러 신호에 부가 되고 나선형 트랙을 추적하도록 액튜에이터 서보 제어에 전송되는 위치 에러 오프셋 램프 신호가 부가된다. 따라서 단계 480에서 일정한 위치 에러 신호만이 액튜에이터 서보 제어에 전송되어 액튜에이터와 변환기를 동심 트랙 추적 모드에 유지시킨다. 동심 트랙 추적 모드는 출력버퍼(72)의 오버플로우 상태가 치유되거나 가입자에 의해 입력된 중지명령이 단계 482에서 종료될 때까지 이어진다. 단계 484에서 위치 에러 오프셋 램프 신호는 일정 위치 에러 신호에 부가되고 나선형 트랙 추적을 다시 시작하도록 액튜에이터 서보 제어에 전송된다. 이어서 단계 486에서 프로그램 세그먼트들이 출력버퍼(72)로 다시 전송되기 시작한다. 단계 488에서 정상 기능이 계속된다.
물론 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않고 상기에 기술된 실시예들에 다양한 변경이나 부가가 가해질 수 있다.
따라서 본 발명의 범위는 상기의 특정 실시예에 한정되지 않으며 청구범위에 의하여서만 정의된다.
Claims (23)
- 디스플레이와 통신 채널에 결합되어, 멀티미디어 프로그램을 나타내는 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 통신 채널을 통해 일련의 커스터마이즈드 소오스 프로그램 세그먼트들로(as a customised series of the source program segments) 전송하기 위한 수단을 갖는 원격 멀티미디어 서버와 통신하기 위한 멀티미디어 제어 시스템에 있어서, 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 버퍼링하기 위한 입력 버퍼와; 상기 입력 버퍼와 결합되고 적어도 하나의 데이터 저장 디스크를 포함하는 직접 액세스 저장 장치와; 상기 입력 버퍼에 버퍼링된 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 데이터 저장 디스크에 기록하는 것을 조정하고, 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로써 판독하도록 조정하기 위한 제어기를 포함하며; 상기 데이터 저장 디스크로부터 판독된 상기 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램은 순차적인 프리젠테이션을 위해 상기 디스플레이로 전송되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 상기 커스터마이즈드 시리즈는 비순차적으로 정렬된 소오스 프로그램 세그먼트들 및 순차적으로 정렬된 소오스 프로그램 세그먼트들을 포함하며; 상기 제어기는 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 비순차적으로 정렬된 소오스 프로그램을 상기 데이터 저장 디스크에 기록하는 것을 조정하고, 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 비순차적으로 정렬된 소오스 프로그램 세그먼트들을 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로서 판독하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 멀티미디어 서버는 패킷들에 배열된 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 통신 채널에 전송하고 상기 패킷들의 각각은 미리 정해진 최대 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들보다 더 많지 않은 세그먼트들을 포함하며; 상기 입력 버퍼는 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 패킷들 각각에 배열된 적어도 상기 미리 정해진 최대수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 버퍼링하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 멀티미디어 서버는 상기 멀티미디어 프로그램을 정의하는 상기 소오스 프로그램 세먼트들을 압축 소오스 프로그램 세그먼트들로 코딩하기 위한 코딩수단을 더 포함하며; 상기 멀티미디어 제어 시스템은 상기 데이터 저장 디스크로부터 판독된 상기 압축되고 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들을 디코딩하기 위한 디코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 멀티미디어 제어 시스템은 상기 직접 액세스 저장 장치 및 상기 입력 버퍼에 결합된 출력 버퍼를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 통신 채널로부터 상기 직접 액세스 저장 장치와 출력 버퍼에 동시에 수신된 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 적어도 일부에 대한 전송을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 데이터 저장 디스크는 상부 나선형 데이터 트랙을 따라 정의된 다수의 상부면 저장 위치들을 갖는 상부 디스크면과; 하부 나선형 데이터 트랙을 따라 정의된 다수의 하부면 저장 위치들을 갖는 하부 디스크면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 데이터 저장 디스크는 첫 번째 다수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 저장하기 위한 상부 데이터 저장 영역을 포함하는 상부 디스크면과; 두 번째 다수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 저장하기 위한 하부 데이터 저장 영역을 포함하는 하부 디스크면을 포함하며; 상기 제어기는 상기 저장 영역들에 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 첫 번째 및 상기 두 번째 다수의 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 상부 및 하부 데이터 저장 영역들에 기록하고 상기 저장 영역들로부터 판독하는 것을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 통신 채널로부터 수신된 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 데이터 저장 디스크에 기록하는 것을 조정하고 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로 판독하는 것을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 데이터 저장 디스크에 기록된 상기 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 포함하는 상기 소오스 프로그램 세그먼트들은 첫 번째-기록-첫 번째-판독 베이스로 연속적으로 수신된 소오스 프로그램 세그먼트들에 의해 오버라이트되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 전진 또는 후진(forward or reverse) 프리젠테이션 제어 신호중 어느 하나에 응답하여 상기 제어기는 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 전진 또는 후진 순차 판독을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 디스플레이와 결합된 디코더와; 상기 직접 액세스 저장 위치 및 상기 디코더와 결합된 출력 버퍼를 더 포함하며; 상기 제어기는 상기 출력 버퍼의 오버플로우 상태를 방지하기 위하여 상기 직적 액세스 저장 장치로부터 상기 순차 로컬 프로그램 세그먼트들의 판독을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기는 상기 입력 버퍼의 오버플로우 상태를 방지하기 위하여 상기 멀티미디어 제어 시스템으로의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 전송을 정지하도록 상기 원격 멀티미디어 서버에 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 디스플레이와 통신 채널에 결합되고, 멀티미디어 프로그램을 나타내는 코딩된 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 통신 채널을 통해 순차적으로 또는 비순차적으로 정렬된 커스터마이즈드 소오스 프로그램 세그먼트들의 시리즈로 전송하기 위한 수단을 갖는 원격 멀티미디어 서버와 통신하기 위한 멀티미디어 제어 시스템에 있어서, 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 커스터마이즈드 시리즈의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 버퍼링하기 위한 입력 버퍼와, 상기 입력 버퍼와 결합되고 적어도 하나의 데이터 저장 디스크를 포함하는 직접 액세스 저장 장치와; 상기 직적 액세스 저장 장치와 결합된 출력 버퍼와; 상기 출력 버퍼 및 상기 디스플레이에 결합된 디코더와; 상기 입력 버퍼에 버퍼링된 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 상기 데이터 저장 디스크에의 기록을 조정하고, 상기 데이터 저장 디스크로부터의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로 판독하도록 조정하기 위한 제어기를 포함하며; 상기 데이터 저장 디스크로부터 판독된 상기 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들은 상기 출력 버퍼로 전송되고 상기 디스플레이상에 연속적인 순차 프리젠테이션을 위해 상기 디코더에 의해 디코딩되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 입력 버퍼, 상기 직접 액세스 저장 장치 및 상기 출력 버퍼에 결합된 전송 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 멀티미디어 서버는 패킷들내에 배열된 상기 커스터마이즈드 시리즈의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 통신 채널에 전송하고, 상기 패킷들의 각각은 미리 정해진 최대수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들보다 크지 않은 수의 세그먼트들을 포함하며; 상기 입력 버퍼는 상기 통신 채널로부터 수신된 상기 패킷들의 각각에 배열된 적어도 상기 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 버퍼링하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 데이터 저장 디스크는 상부 나선형 데이터 트랙을 따라 정의된 다수의 상부면 저장 위치들을 갖는 상부 디스크면과; 하부 나선형 데이터 트랙을 따라 정의된 다수의 하부면 저장 위치들을 갖는 하부 디스크면을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 제어기는 상기 통신 채널로부터 수신된 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 데이터 저장 디스크에 기록하는 것을 조정하고 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 미리 정해진 수의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로 판독하는 것을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 제13항에 있어서, 전진 또는 후진 프리젠테이션 제어 신호중 어느 하나에 응답하여 상기 제어기는 상기 데이터 저장 디스크로부터 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 전진 또는 후진 순차 판독을 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 제어 시스템.
- 각각이 멀티미디어 프로그램의 고유 부분을 나타내는, 패킷들 내에 배열된 커스터마이즈드 시리즈의 코딩된 소오스 프로그램 세그먼트들로서 원격 멀티미디어 서버로부터 수신된 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 포컬로 제어하는 방법에 있어서, 직접 액세스 저장 장치에 배치된 적어도 하나의 데이터 저장 디스크의 한면에 정의된 다수의 데이터 저장 영역을 갖는 상기 직접 액세스 저장 장치를 제공하는 단계와; 상기 소오스 프로그램 세그먼트들의 패킷들을 수신하는 단계와; 상기 다수의 데이터 저장 영역들의 적어도 둘에 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 기록하는 단계와; 상기 다수의 데이터 저장 영역들의 적어도 둘로부터 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들로서 상기 프로그램 세그먼트들을 판독하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬로 제어하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 순차적으로 정렬된 로컬 프로그램 세그먼트들을 디코딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬로 제어하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 수신된 소오스 프로그램 세그먼트들을 순차 프리젠테이션을 위해 디스플레이에 전송하는 단계를 포함하되, 상기 전송 단계는 상기 기록 단계와 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬로 제어하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 다수의 데이터 저장 영역들은 상기 적어도 하나의 데이터 저장 디스크의 상기 면상에 제공된 나선형 데이터 트랙을 따라 정의되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬로 제어하는 방법.
- 제19항에 있어서, 상기 기록 단계는 연속적으로 수신된 패킷들의 상기 소오스 프로그램 세그먼트들을 상기 다수의 데이터 저장 영역들중 적어도 둘에 교대로 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 프로그램의 프리젠테이션을 로컬로 제어하는 방법.
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