KR100345497B1

KR100345497B1 - 동기화 그룹을 사용하는 멀티-캐스트 디지탈 비디오 데이터서버

Info

Publication number: KR100345497B1
Application number: KR1019960706906A
Authority: KR
Inventors: 돈 브루케 베이커; 데이비드 알. 존슨; 랄프 이. 시플
Original assignee: 유니시스 코포레이션
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2002-10-04
Also published as: KR970703677A

Abstract

디지탈 비디오 데이터 서버(12)를 통해 다중 대형 저장 장치로 구성된 비디오 라이브러리로 부터 분배 네트워크(20)를 경유해 다수의 시청자에게 압축된 디지탈 비디오 데이터를 실시간으로 분배하는 시스템 및 방법이 제시된다. 서버는 버퍼링 스킴을 사용하여 고속 메모리로 부터 시청자가 요구한 프로그램에 대한 선택된 비디오 데이터의 프레임을 입수하며 그 데이터를 할당된 동기화 그룹에 열거된 각 시청자를 위해 멀티-캐스트 기술을 통해 복제하여 TV모니터(24)나 컴퓨터 디스플레이(26)상에 디스플레이 하기 위해서 압축해제되고 해독되며 전환되는 각 시청자의 사이트에 전달한다. 각 시청자는 디지탈 비디오 데이터의 전송에 대해 대화식 제어를 할 수 있다.

Description

동기화 그룹을 사용한 멀티-캐스트 디지탈 비디오 데이터서버

시청자의 요구를 충족시키고 기술변화에 대응하기 위해 TV방송 초창기에 풀모션 비디오 데이터의 분배가 이루어졌다. 초창기 TV전시에서 비디오데이타 분배의 초기 방법은 카메라와 비디오 모니터간에 2지점간 배선을 사용했다. 이 방법은 카메라 작동자에 의해 전적으로 제어되는 단일 프로그램을 사용한다. 바로 직후에 극초단파(UHF)와 초단파(VHF)TV채널을 통해 대중에게 고정된 프로그램 스케쥴을 전송하는 방송국이 뒤따른다. 그러나, 정부의 규제와 공중파 방송기술의 한계 때문에 방송 채널의 수는 제한된다. 조만간 나온 케이블 TV산업은 전용 지상 통신선이나 마이크로파 위성상의 더 많은 채널에 수많은 프로그램을 시청자에게 분배한다. 시청 가능한 프로그램의 수는 늘어났으나 프로그램 시간과 내용의 제어는 시청자가 아니라 케이블 TV회사에 의해 이루어진다. 최근 15년간 비디오 카세트레코더(VCR)의 광범위한 사용은 시청자의 시청습관과 제어능력을 변화시켰다. VCR을 사용하여 시청자는 시청하는 것의 내용 및 시간을 완전히 제어한다. 그러나 프로그램 시청을 제어하기 위해서 VCR을 사용하는 것은 고유한 문제가 있다. 시청자는 나중 시청을 위해 방송 프로그램을 녹음하거나 원하는 프로그램 카세트를 선택하기 위해서 비디오 가게에 가야한다. 후자는 프로그램 시청후 카세트를 돌려주기 위해서 비디오 가게에 다시 갈 것을 필요로 한다. 모든 프로그램 복사본이 이미 대여되었거나 프로그램이 가게에 없거나 가계가 닫혀있기 때문에 원하는 프로그램을 얻을수 없다면 시청자는 좌절할 것이다.

케이블 및 비디오 카세트 대여기술과 관련된 일부 문제를 해결하기 위해서 다양한 비디오 즉시 응답(VOD)이나 프로그램 즉시 응답 시스템이 케이블 시스템의 편리함과 결합된 VCR의 시간 및 내용 제어를 시청자에게 제공하도록 제안되었다. 미국특허 제 4,506,387호(Walter)에서 시청자가 프로그램 라이브러리에서 시청할 프로그램을 선택할 수 있는 프로그램 즉시 응답 케이블 시스템이 발표된다. 선택된 프로그램은 전용 광섬유 라인상에 높은 비실시간 속도로 시청자 지역에 있는 수신국에 전송된다. 이 시스템은 선택된 프로그램이 수신된 이후에 시청자가 임의의 시간에 선택된 프로그램에 대한 개시시간을 선택할 수 있게 하지만 일시정지, 되감기, 빨리감기, 정지와 같은 VCR형 제어능력을 제공하지는 못한다. 선택된 프로그램을 시청자에게 비실시간으로 전송하기 위해서 전송국이 설비되어야 한다.

미국특허 제 4,995,078호(Monslow)에서 시청자가 예정된 시간에 관람할 프로그램을 선택할 수 있는 TV방송 시스템이 발표된다. 이 시스템은 각 시청자가 독립적으로 시청시간을 선택할 수 있게 하기보다는 다중 위치에 있는 다중 시청자가 프로그램이 방송될 때 프로그램을 시청할 것을 필요로 하는 점에서 제한적이다. Monslow시스템은 지상 통신선을 사용한 케이블 TV기술에 기초하기 때문에 제한적이며 프로그램을 방송할 채널의 수가 제한적이므로 여러 시청자에 의해 동시에 시청될 상이한 프로그램의 수가 제한적이다 즉, 자신이 선택한 프로그램만을 시청할 수 있는 시청자의 수는 이 시스템에서 이용 가능한 채널의 수에 달려있다. 이 시스템에서 시청자는 방송에 대해서 VCR형 제어를 하지 못한다.

미국특허 제 4,381,522호(Lamber)는 시청자가 케이블 TV회사에 전화함으로써 방송 채널의 내용을 제어할 수 있는 선택적 시청 시스템을 발표한다. 선택된 프로그램이 계획되고 계획된 시간에 방송된다. 시청자는 요청된 프로그램이 케이블 채널상에 방송 가능할때를 결정하기 위해서 디렉토리 채널을 모니터하고 시청자가 선택한 시간이라기 보다는 계획된 시간에 그 프로그램을 시청한다. 이 시스템은 역시 케이블 채널의 수에 의해 제한되며 VCR형 제어를 시청자가 할 수 없다.

위에서 기술된 시스템은 단지 아날로그 비디오 신호만을 통신한다. 미국특허 제 4,829,372호 (Mc Calley)는 시청자에게 디지탈 비디오 데이터를 전송하는 대화식 통신 시스템을 발표한다. 그러나, 이 시스템은 케이블 네트워크상에 정적인 프레임 TV데이타를 전송하도록 설계되어 있으며 풀 모션 비디오로 VCR형 제어를 하지 못한다. 미국 특허 제 5,014,125호 (Pocock)는 케이블 네트워크상에 정적인 프레임 이미지를 전송하는 대화식 TV시스템을 발표한다. 전화 네트워크가 시청자와 중앙지대간에 시청자 요구 및 비디오 데이터를 전송하는데 사용된다. McCalley와 Pocock시스템은 풀 모션 비디오 즉시 응답을 지원하지 못한다는 점에서 제한적이다.

제한된 수의 케이블 채널과 관련된 문제를 줄이기 위해서 전화선이 비디오 데이터 분배 수단으로 제안되었다. 미국특허 제 5,247,347호(Litteral)는 비디오 즉시 응답 시스템에서 디지탈 비디오 신호 분배 네트워크로서 사용되는 공중 교환 전화망을 발표한다. 분배 네트워크가 상세히 기술되지만 네트워크를 통해 시청자에게 디지탈 비디오 데이터를 효과적으로 제공하는 메카니즘에 대한 발표는 거의 없다. 또한, Litteral 시스템은 전화회사의 중앙 교환설비에 의해 전화선이 존재하며 단지 ISDN패킷으로만 작동되도록 설계되기 때문에 제한적이다.

미국특허 제 5,253,275호(Yurt)에서 완전 디지탈 비디오 데이터 전송시스템이 발표된다. Yurt시스템은 표준 전화선, 케이블선, 또는 위성 방송채널상에 압축된 디지탈 비디오 데이터 즉시 응답을 이후의 플레이백이나 녹음을 위해 실시간 보다는 못하게 시청자에게 송신한다. 이 데이터는 이후에 압축해제되어 TV모니터상에 표시된다. 이 시스템은 위해서 기술된 시스템의 문제 및 한계의 일부를 해결한 것으로 여겨지지만 제어 컴퓨터의 대역 폭만큼 서비스할 수 있는 시청자의 수가 제한된다. 소수의 시청자 이상으로 서비스를 제공할 때 전체 시스템 처리양과 관련된 문제를 다루지 않는다.

또다른 디지탈 비디오 데이터 파일 서버 시스템이 미국특허 제 5,262,875호(Mincer)에 발표된다. 이 시스템은 디지탈 비디오 데이터 분배를 제공하지만 Yurt처럼 소수의 시청자 이상이 지원받아야 할 때 시스템 처리양 문제를다루지 않는다. Mincer시스템은 프로그램 라이브러리로 부터 압축된 디지탈 비디오 데이터를 검색하기 위한 파일서버와 비디오 데이터를 압축해제하여 시청자에게 전송하기 위한 다수의 플레이백 유니트를 제공한다. 이 시스템은 프로그램 라이브러리에 저장을 위해 실시간보다 못하게 비디오 데이터를 받아들이며 이후에 시청자의 플레이백 지점에 실시간으로 데이터 즉시 응답을 전송한다. 비디오 데이터 압축을 사용하여 단위 시간당 전송된 비디오 데이터 양을 증가시킨다. Mincer시스템은 서비스 할 수 있는 시청자의 수가 비디오 데이터 저장에 사용되는 자기 디스크 드라이브의 전송률에 달려있기 때문에 제한적이다. 이 시스템에 의해 동시에 지원받는 시청자의 수는 10명 정도이다.

위에서 기술된바대로 디지탈 비디오 데이터를 시청자가 VCR형 제어하게 하는 공지 시스템이 존재한다. 그러나, 이들 시스템은 지원할 수 있는 시청자의 수가 크게 제한된다는 점에서 제한적이다. 대량 저장장치로 부터 풀 모션 디지탈 비디오 데이터의 많은 요구를 검색하고 그 데이터를 많은 시청자에게 전송할 분배 네트워크에 보내는 것은 I/O접근 시간, 채널속도 및 전체 시스템 처리양 측면에서 광대한 자원을 요구한다. 많은 시청자에게 성공적으로 서비스를 제공하는데 병목현상은 분배네트워크에 없지만 압축되든 안되든 디지탈 비디오 데이터를 선택적으로 접근하는데 사용되는 파일 서버에는 병목현상이 있다. 따라서, 많은 시청자에게 동시에 디지탈 비디오 즉시 응답을 효과적으로 제공할 새로운 기술 및 시스템이 필요하다.

본 발명은 비디오 데이터 전송시스템, 특히 시청자에 의해 실시간으로 제어되는 비디오 즉시 응답 시스템에 관계한다. 더욱 특별히, 본 발명은 시청자에 의해 제어되는 다중 디스플레이 시스템에 실시간 분배를 위해 디지탈 비디오 데이터 서버에 의해 참조되는 비디오 라이브러리로 부터 디지탈 비디오 즉시 응답의 대화식 전달에 관계한다.

도 1은 본 발명의 비디오 서버 시스템의 구조를 보여주는 다이아그램이다.

도 2는 비디오 서버와 네트워크 인터페이스의 블록선도이다.

도 3은 콘트롤 서버에 연결된 다중 비디오 서버를 보여주는 다이아그램이다.

도 4는 비디오 서버와 네트워크 인터 페이스에서 실행하는 소프트웨어 및 하드웨어 성분의 기능적 블록선도이다.

도 5는 다중 비디오 데이터열의 개념을 보여준다.

도 6A 및 6B는 동기화 그룹에 무작위로 도달하는 시청자 요구를 조합하는 개념을 보여주는 다이아그램이다.

도 7은 멀티-캐스트 인터페이스의 블록선도이다.

도 8은 시청자 요구가 동기화 그룹에 관련되는 방법을 보여주는 순서도이다.

* 부호설명

10.........비디오 라이브러리12..........비디오 서버

14.........전화기16..........전화응답시설

18.........네트워크 인터페이스20..........분배네트워크

22.........해독기24..........TV세트

26.........컴퓨터 디스플레이28,48,78....I/O프로세서

30.........I/O채널32..........I/O 버스

34.........I/O브리지

36..........제 2 단계 캐시 및 저장 콘트롤러

38.........메인저장유니트40.........명령어 프로세서

42.........제 1 단계 캐시44.........전원

46.........시스템 제어 시설

50.........멀티-캐스트 인터페이스 52,82.......ATM인터페이스

54.........콘트롤 서버56..........응용소프트웨어

58.........공개비디오 응용프로그램인터페이스

60.........비디오 서버 소프트웨어62...........통신 소프트웨어

64.........데이터 베이스 인터페이스66..........디스크I/O소프트웨어

68.........IOP하드웨어70..........채널어뎁터하드웨어

71.........하위비디오데이타 인터페이스

80.........멀티-캐스트 인터페이스 펌웨어

84,86,88...스트림90,92.......프레임 버퍼

94,98......수신지 리스트96..........콘트롤 로직

본 발명의 목적은 각 시청자의 사이트에 위치된 디스플레이 시스템상에서 시청하기 위해 중앙으로 부터 풀모션 디지탈 비디오 데이터에 선택적으로 즉시 응답 접근을 할 능력을 많은 시청자에게 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 비디오 라이브러리를 포함하는 중앙으로 부터 각 시청자 사이트에 풀모션디지탈 비디오 데이터 즉시 응답의 검색 및 분배를 제어하는데에 플레이, 일시정지,되감기 및 정지와 같은 VCR형 제어를 많은수의 시청자에게 제공하는 것이다.

각 시청자의 독립적인 제어하에서 각 프로그램의 시작부 시청 및 각 시청자의 사이트에 있는 디스플레이 시스템에서 시청을 위해 많은 시청자가 대화식으로 프로그램을 선택할 수 있게 하는 것도 본 발명의 목적이다.

디지탈 비디오 데이터 서버에 의해 동시에 서비스될 수 있고 분배 네트워크와 조합될 수 있는 시청자의 수를 증가시키는 것도 본 발명의 목적이다.

본 발명의 또다른 목적은 중앙 위치로 부터 원격 위치된 많은 수의 시청자에게 디지탈 비디오 데이터 즉시 응답의 선택적인 검색 및 분배를 하는데에 시청자 일인당 서비스 비용을 낮추는 것이다.

디지탈 비디오 데이터 서버와 관련된 분배 네트워크에 의해 서비스받는 시청자의 수를 증가시키기 위해서 시청자를 동기화 그룹으로 그룹을 짜고 멀티-캐스팅하는 기술을 사용하는 것이 본 발명의 또다른 목적이다.

본 발명의 또다른 목적은 몇 개의 기존 공중 대용량 통신망중 하나 상에 풀모션 디지탈 비디오 데이터를 많은수의 사용자에게 분배하는 디지탈 비디오 데이터서버를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 여러 독립적인 시청자가 동일 디지탈 비디오 데이터를 시청하는 네트워크상에 디지탈 비디오를 송신하는데 시청자 1인당 비용을 개선시키는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 기업형 서버 컴퓨터 시스템에 연결된 대량 저장 장치로 부터 실시간으로 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터를 분배 네트워크를 통한 고속 입/출력 채널에 의해 많은수의 원격 위치된 시청자 사이트에 선택적으로 분배하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터를 공중 교환 집적 서비스 네트워크상에 실시간으로 다수의 원격 위치된 시청자 사이트에 선택적으로 분배하기 위해서 고성능 기업형 서버 컴퓨터 시스템과 비동기 전달 모드 통신 장치를 활용하는 것이다.

본 발명에 따라서 앞선 목적 및 장점이 많은수의 시청자에 의한 요구시 비디오 라이브러리로 부터 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터를 선택적으로 검색할 수 있는 멀티-캐스트 디지탈 비디오 데이터 서버에 의해 달성된다. 멀티-캐스팅 기술과 동기화 그룹은 비디오 라이브러리로 부터 검색된 데이터에 접근을 위해 비디오 데이터 서버가 전체 처리양을 증가시킬 수 있어서 시스템에 의해 서비스받을 수 있는 시청자의 수를 증가시킨다.

선호되는 구체예에서, 멀티-캐스트 디지탈 비디오 데이터 서버의 역할은 다중 처리 유니트,고성능 내부 시스템 버스, 1내지 16기가 바이트의 메인메모리, 여러 고속 대량 저장장치 및 다중 고속 I/O채널을 가지는 대형 서버 컴퓨터 시스템에 의해 최상으로 성취된다. 본 발명은 동시에 지원받는 시청자의 수를 증가시키고 비디오 분배 서비스의 시청자 일인당 비용을 감소시키기 위해서 이러한 대형 컴퓨터 시스템의 특성을 사용한다. 공지 시스템은 이러한 시스템에서 사용된 저장 장치의 불충분한 시스템 처리양과 프로세서의 부적절한 처리 파워 때문에 지원받는 시청자의 수에서 크게 제한된다. 본 발명은 풀모션 디지탈 비디오 데이터 즉시 응답을 더 많은 시청자에게 선택적으로 분배하기 위해서 유니시스 코포레이션(Unisys Corporation)사로 부터 구매가능한 2200 시리즈와 같은 대형 서버의 향상된 능력을 충분히 활용함으로써 공지 시스템을 능가한다.

본 발명의 한 측면에 따르면 다른 지역에 거주하고 있는 시청자의 하나 이상의 디스플레이 시스템에 실시간으로 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터 즉시 응답을 선택적으로 분배시키는 시스템이 제공된다. 이 시스템은 각 시청자에게 비디오 데이터 디스플레이에 대한 VCR형 제어를 할 수 있게 한다. 이 시스템은 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터를 저장하기 위한 저장능력을 가지며 데이터는 구별되는 프로그램으로 그룹이 짜여지며 각 프로그램은 다중 프레임, 주어진 프로그램내의 상이한 프레임에 다중, 동시적 접근을 허용하는 저장 메카니즘으로 구성된다. 고속 서버는 저장 메카니즘으로 부터 시청자가 요구한 프로그램의 프레임을 선택적으로 제공한다. 하나 이상의 네트워크 인터페이스는 서버로 부터 프레임을 받아들이고 선택된 횟수로 프레임을 복제하고 하나의 복사본은 다른 시청자의 예정된 시간내에서 특정 프로그램의 전송을 선택하는 각 시청자에 대한 것이며 시청자들에게 분배를 위한 전송 패킷으로 프레임을 포맷한다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면 다른 지역에 거주하고 있는 시청자들의 하나이상의 디스 플레이 시스템에 실시간으로 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 즉시 응답을 선택적으로 분배 시키는 방법이 기술된다. 이 방법은 다중 데이터 프레임으로 구성된 다중 프로그램을 나타내는 압축되고 부호화된 디지탈 비디오 데이터를 포함하는 비디오 라이브러리를 제공하는 단계를 포함한다. 서비스 요구는 시청자로 부터 디지탈 비디오 데이터 서버에 의해 수신되고, 요구는 선택된 프로그램을 플레이, 일시정지, 되감기, 진행, 또는 정지하라는 지령이다. 시청자의 요구가 플레이일 때 시청자에게 동기화 그룹 세트중 하나가 할당되며 각 그룹은 각자의 예정된 시간내에 동일 프로그램의 분배를 요구하는 여러 다른 시청자로 이루어진다. 시청자의 요구가 선택된 프로그램의 일시 정지나 정지일 때 할당된 시청자 그룹에서 시청자가 제거된다. 시청자의 요구가 선택된 프로그램 분배의 되감기나 진행일 때 또다른 동기화 그룹이 시청자에게 재할당된다. 디지탈 비디오 데이터 서버는 임시 명령으로 선택된 프로그램의 프레임을 연속으로 검색하고 프로그램 시작부를 개시한다. 선택된 프로그램에 대한 현재 프레임의 복사본이 각 동기화 그룹에 있는 모든 시청자에게 실시간으로 송신된다. 서비스와 프레임의 검색 및 분배를 위한 시청자의 요구에 반응하는 과정은 영속적이다.

본 발명은 최종 사용자가 사용할 비디오 "사건"을 공급할 컴퓨터 기초 시스템을 제공한다. 사건은 비디오 서버에 의해 종래의 자기 디스크, 광디스크, 자기 테이프 또는 메인메모리로 부터 시청자에게 전달되는 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터열이다. 사건은 비디오 서버로 부터의 서비스 요구와 요구의 결과 전달된 관련 데이터로 간주될 수도 있다. 사건은 한 시청자나 여러 시청자에게 서비스를 제공할 수 있다. 사건에 의해 서비스 받는 시청자의 수는 진보된 시청료(APPV)나 오락 비디오 즉시 응답(EVOD)과 같은 사건이 관련된 서비스등급에 달려있다. APPV서비스는 시청료를 기초로 다중 채널에 오락프로그램을 제공한다. 시청자는 요금에 대한 프로그램 분배를 요구한다. 프로그램은 오락 프로그램, 뮤직 비디오, 음정학습, 운동등으로 구성될 수 있다. 서비스 제공자는 요구하는 시청자에 의해 수신될 수 있는 예정된 채널에 프로그램을 전송한다. 단일한 사건은 많은 APPV시청자에게 서비스할 수 있다. 대조적으로, EVOD는 개개의 시청자가 오락 프로그램에 선택적 접근을 할 수 있게 지원한다. EVOD는 시청자가 서비스를 요구한 이후에 개개의 시청자에게 비디오 데이터를 직접 전송함으로써 시청자가 비디오 자료 라이브러리에 순간적으로 접근할 수 있게 한다. 그러나, EVOD서비스는 여러 시청자에게 서비스하기 위해서 다중 사건을 필요로 한다. 본 발명은 APPV 및 EVOD사건을 지원한다. 상이한 시청자의 요구를 위해 사용된 사건은 상이한 특성을 가질수 있으며 주어진 비디오 서버가 지원하는 사건의 수는 요구의 성질에 따라 달라질수 있다.

도 1은 본 발명의 비디오 서버 시스템 구조를 보여주는 다이아그램이다. 비디오 라이브러리(10)를 구성하는 자기 또는 광디스크 그룹을 포함할 수 있는 대형 저장 시스템은 시스템에서 디지탈 비디오 데이터에 대한 주 대형 저장능력의 기초가 된다. 디스크와 비디오간에 연결은 신속한 접근을 위해 신속한 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스-2(SCSI-2)로서 구현될수 있다. 지원받는 데이터베이스의 전체 크기는 다중 테라바이트(TB)비디오 데이터로 측정될 수 있다. 이러한 대형저장 요구 사항을 만족시키는 디스크 배열의 한 구체예는 4000개 까지의 디스크로 구성될 수 있으며 각 디스크는 2내지 9기가 바이트(GB)의 비디오 데이터를 포함한다. 디스크 기술의 저장 용량에서의 진보가 이루어지기 때문에 주어진 양의 비디오 데이터를 지원하는데 필요한 디스크의 수는 감소할 것이다. 혹은, 더 높은 용량의 디스크를 사용하여 시스템 사용자에게 이용 가능한 비디오 데이터 파일의 수는 증가할 수 있다. 물론, 시스템에 연결된 디스크의 수는 경제적 고려와 이용 가능한 I/O연결장치 때문에 제한될 수 있다. 만약 비디오 서버가 2200/900기업 서버라면 최대 I/O연결의 수는 384이다. 부호화되고 압축된 풀모션 디지탈 비디오 데이터가 디스크에 파일로 저장된다. 각 파일은 하나의 비디오 프로그램을 포함한다. 디지탈 비디오 데이터는 비디오 카메라, 비디오 카세트 레코더(VCR)등과 같은 아날로그 소스로 부터 디지탈로 부호화되며 저장 요구사항 및 전송 대역폭을 최소화 하기 위해서 압축된다. 여기서 사용되는 "비디오 데이터"라는 용어는 비디오와 관련되어 수반하는 오디오 신호를 포함한다. 적당한 비디오 코드 알고리즘은 모션 보상예측(MCP) 및 모션 보상 보간법(MCI)에 기초한다. 이들 기술은 이 분야에 공지이다. 이들은 코드화된 비트열을 생성하기 위해 비디오 정보를 압축시킨다. 비트열은 초당 24 또는 30 프레임으로 데이터 시이퀀스를 나타내며 한 프레임은 한 번에 디스플레이에 보여지는 데이터의 양이다. 초당 24 또는 30 프레임은 대표적인 전송률이며 본 발명을 제한시킬 의도는 없다. 120분용 프로그램은 약 4GB 또는 두 개의 저장 디스크를 필요로 한다. 국제 표준 기구(ISO)의 표준 동화상 압축 알고리즘(MPEG) I 또는 Ⅱ, 국제 전신 전화 자문위원회(CCITT)의P x 64K비트/초 비디오 코드화 표준, 또는 아직 개발되지 않은 다른 표준(미래형 고화질 TV(HDTV)표준을 포함하는)과 같은 다른 기술이 사용될 수도 있다. 비디오 코드화 표준은 다음에 기술된다: "Image and Video Coding Standards", on pp.67-89 of the January-February 1993 issue of the ATT Technical Journal, Vol. 72, No. 1, by Aravind. 비록 선호되는 구체예가 대역폭 보존을 위해 압축된 데이터를 활용할지라도 본 발명이 압축데이타 사용에 국한되지는 않는다. 아래에서 기술된 시스템 및 기술은 비디오 라이브러리에 저장된 압축안된 디지탈 비디오 데이터로도 작동하나 지원되는 시청자 및 타이틀의 수는 감소할 것이다.

비디오 서버(12)는 Unisys Corporation사에서 구매가능한 2200시리즈 기업 서버 컴퓨터 시스템이다. 이 비디오 서버는 매우 큰 온라인 데이터 베이스에 신속한 접근 필요성, 대형 저장 서브시스템으로 부터의 데이터를 고속 통신 링크(즉, 초 I/O 성능)에 전달할 능력, 시스템 지원의 높은 이용 가능성, 및 사용 통계, 지불 정보, 및 시청자 선호 프로파일과 같은 기록 유지 능력을 특징으로 한다. 비디오 서버(12)는 시청자의 접촉을 전화기(14)로 부터 발생되며 공지의 전화 응답 시설(16)을 통해 수신되는 서비스 요구에 반응한다. 혹은, 시청자가 모뎀을 통해 개인용 컴퓨터, 컴퓨터 터미날, 또는 다른 장치로 부터 비디오 서버에 서비스 요구를 통신할 수 있다. 특수용 하드웨어가 시청자에게 VCR원격 제어 유니트를 사용하는 것과 유사한 방식으로 분배서비스를 제어할 능력을 제공하기 위해서 시청자 사이트에서 사용될 수 있다. 비디오 서버(12)에서 운영 시스템의 제어하에 실행되는 비디오 라이브러리 응용 소프트웨어는 다중 시청자로 부터의 다양한 서비스 요구를 조정하고 비디오 라이브러리(10)로 부터 적절한 비디오 데이터를 검색하고 그것을 네트워크 인터페이스에 전달하며 시청자 지불정보를 기록한다. 최소한 비디오 서버는 질적 비디오 출력을 제공하기 위해서 네트워크 인터페이스상에 초당 0.5 메가바이트(MB/s)를 전송할 수 있어야 한다. 비디오 서버 운영의 세부 사항은 아래에 기술된다.

네트워크 인터페이스(18)는 비디오 서버(12)로 부터 분배 네트워크(20)로의 비디오 데이터 전달을 촉진하는 하드웨어, 펌웨어 및 소프트웨어 모듈의 집합체이다(도2에 도시됨). 네트워크 인터페이스는 분배 네트워크(20)에 의해 인식 가능한 데이터 패킷에 비디오 서버(12)의 처리 엔진으로 부터의 비디오 데이터를 전달한다. 선호된 구체예에서 네트워크 인터페이스는 비동기 전달 모드(ATM)채널 어뎁터(CA)를 통해 분배 네트워크(20)에 연결된다. ATM CA는 공지의 ATM 프로토콜에 따라 데이터를 패킷으로 포맷하는 통신 장치이다.

분배 네트워크(20)는 동축 케이블, 광섬유 링크, 및/또는 비대칭 디지탈 가입자 라인(ADSL)장치(미국특허 제 5,247,347호(Litteral)에 기술된)를 통해 구현된 집적 서비스 디지탈 네트워크(ISDN)통신 기술(미국특허 제 4,763,317호(Lehman)에 기술된)을 사용하여 공중 교환 전화망(PSTN)일 수 있다. 혹은, 분배 네트워크는 케이블 TV회사에서 사용되거나 다른 공지의 네트워크 구조와 유사한 공중 동축 유선 TV(CATV)케이블로 구성될 수 있다. 분배네트워크(200는 등시성 통신량을 지원하는 메트로 폴리탄 네트워크를 위해 광분산 데이터 인터페이스(FDDI)Ⅱ,미국 표준 기구(ANSI)표준에 기초할 수도 있다. 분배 네트워크(20)는 상기 네트워크의 조합일수도 있다. 선호적으로 분배 네트워크는 ATM장치를 포함한다.

많은 시청자가 분배 네트워크(20)로 부터 데이터를 수신할 수 있다. 각 시청자 사이드에 디스플레이 장치와 해독기(22)가 있다. 해독기(22)는 분배 네트워크(20)에서 수신된 디지탈 비디오 데이터를 해독하고 압축해제하여 그것을 종래의 TV세트(24)나 컴퓨터 디스플레이(26)에 보낸다. 해독기(22)는 또한 압축된 비디오 신호에 포함된 계수화된 오디오 데이터를 해독하여 계수화된 오디오 신호를 아날로그 신호로 전환시킨다. TV세트(24)에 보내진 데이터에 대해 해독기(22)는 수신한 디지탈 비디오 데이터를 아날로그 국가 TV표준 위원회(NTSC), 팔(PAL), 또는 다른 적용 가능한 비디오 포맷으로 전환시킨다. 컴퓨터 디스플레이(26)에 보내진 데이터에 대해서 해독기(22)는 디인터레이스 하거나 적용 가능한 고화질 TV포맷으로 전환시킨다. 미국 전신전화(ATT)회사에 의해 제조된 비디오 부호기/해독기 장치가 다음에 기술된다:"A Video-Codec Chip Set for Multimedia Applications", at pp. 50-66 of the January-February 1993 issue of the ATT Technical Journal, Vo. 72, No. 1., by Ackland. 다른 해독기는 C-Cube Microsystems, Inc.와 LSI Logic, Inc.에 의해 제조된다.

도 2는 비디오 서버와 네트워크 인터페이스의 블록선도이다. 선호된 구체예에서 비디오 서버는 하나 이상의 명령어 프로세서(IPs), 메인메모리 더하기 확장 메모리, 채널 인터페이스를 갖는 I/O 프로세서(IOPs), 및 하나 이상의 시스템 버스를 갖는 2200 시리즈 컴퓨터(Unisys Corporation에서 구매가능)로 구성된다. 혹은, 본 발명은 다중 처리 유니트와 고속 저장 장치를 갖는 다른 고성능 컴퓨터 시스템에서 구현될 수 있다. 하나 이상의 시스템이 비디오 데이터 베이스의 크기와 서비스 받는데 필요한 동시 사건의 수에 따라 조합될 수 있다. 계수화된 비디오 데이터는 도1의 디스크 N을 통해 디스크1에 저장된다. 비디오 데이터는 I/O채널(CH)(30)과 I/O버스(32)를 통해 하나 이상의 IOPs(28)에 의해 디스크로 부터 검색된다. 각 IOP(28)는 다중 I/O채널(30)에 연결된다. 하나의 IOP만이 도2에 도시될지라도 IOPs의 최대 숫자는 하나는 아니다. 다중 IOPs는 시스템의 대용량 장치를 접근하는데 사용될 수 있다.

IOPs는 I/O 버스를 통해 채널(30)을 I/O브리지(34)에 접속시킨다. I/O브리지는 메인 저장 유니트(38)를 접근하는 제 2 단계 캐시 및 저장 콘트롤러(36)에 연결된다. 제 2 단계 캐시 및 저장 콘트롤러(36)는 디스크(10)로 부터 메인 저장 유니트(38)로의 비디오 데이터 전송을 제어한다. IOP(28)는 데이터가 체류하는 메인 저장 유니트(38)에 있는 지정 메모리 위치(즉, 버퍼)에 소프트웨어 포인터를 포함한다. 각 비디오 사건 또는 스트림은 자신의 메모리 버퍼 세트를 비디오 데이터 일시저장 및 동기화를 위해 대표적으로 3이 할당된다. IOP(28)는 내부 제어를 위해 사용되는 전달길이 및 몇 개의 제어 "플래그"에 관한 정보를 포함한다. IOP(28), I/O버스(32), 및 채널(30)간의 상대적 속도 차이 때문에 하나의 IOP는 다중 채널, 대표적으로 IOP하나당 8개 또는 16개의 채널을 서비스한다. 각 채널(30)은 각 채널에 대한 인터페이스 회로와 디스크(10)로의 채널 케이블을 위해 필요한 연결장치(도시안된)를 포함한다.

각 채널(30)에 부착된 디스크(10)의 수는 디스크를 어드레스하는 채널의 능력, 채널의 전기적 특성, 및 채널의 데이터 활용에 의해 제한된다. 선호된 구체예에서 채널의 어드레스 및 전기적 특성은 채널 하나당 최대 8개의 디스크를 제공한다. 그러나, 채널의 데이터 활용은 활성 디스크의 수를 더 낮은수로, 대표적으로 4로 한정시킨다.

이들 제한이 주어질 경우 주어진 시스템에서 지원받을 수 있는 채널의 수가 많을수록 그 시스템에서 지원 받을 수 있는 비디오 사건 또는 스트림의 수는 많아진다. 또한, 비디오 데이터의 디스크 저장은 비용, 저장량, 및 데이터 접근 시간간에 최상의 트레이드 오프를 제공한다. 디스크는 유사한 양의 시스템(또는 메인)메모리 비용의내지로 저장을 시킨다. 자기 디스크 접근보다 천배 정도로 시스템(또는 메인) 메모리로 부터 더 신속한 접근의 장점은 데이터가 오랜기간 동안 접근될 수 없는 비디오 데이터 응용에서 활용되지 않는다. 비디오 데이터의 "로딩" 복사본은 자기 디스크상에 존재한다. 그러나, 많은양의 비디오 데이터가 시스템 메모리에 적재된 후 신속한 접근이 중요한 응용 분야를 위해 시청자에게 분배된다.

명령어 프로세서(40)는 검색을 제어하는데 사용되는 컴퓨터 프로그램을 실행하고 비디오 데이터를 진행시킨다. 제 1 단계 캐시(42)는 명령어 프로세서(40)를 위해 데이터 및 명령어 인출을 가속시킨다. 단지 명령어 프로세서와 제1 단계 캐시가 도시될지라도 2개의 명령어 프로세서와 관련 제 1단계 캐시가 구성되는 것이 좋다. 메인 저장 유니트(38)는 운영 시스템 및 응용 프로그램의 저장을 위해서뿐만 아니라 I/O버스(32) 상에 수신된 비디오 데이터의 순간적 저장을 위해 사용된다. 명령어 프로세서(40)는 시청자의 요구에 따라 디스크(10)로 부터 비디오 데이터의 검색을 지령한다. 전원(44)은 시스템에 전기를 공급한다. 시스템 제어시설(SCF)(46)은 시스템 초기화 및 폴트조건의 보고를 위한 유지 보수 및 시스템 제어 유니트이다.

디스크(10)로 부터 인출된 비디오 데이터는 이후의 분배 네트워크(20)의 분배를 위해 네트워크 인터페이스(18)중 하나에 진행되기 이전에 메인 저장 유니트(38)에 일시 저장된다. 각 네트워크 인터페이스(18)는 3성분으로 구성된다. I/O프로세서(IOP)(48)는 비디오 데이터가 체류하는 특정 메모리 위치에 소프트웨어 포인터를 포함한다. IOP는 또한 내부 제어에 사용되는 전송길이 및 몇 개의 제어 플래그에 관한 정보를 포함한다. 각 사건에 대해서 IOP는 제 2 단계 캐시 및 저장 콘트롤러(36) 와 I/O브리지(34)를 통해 포인터와 내장된 제어 플래그의 제어하에서 메인 저장 유니트(38)로 부터 비디오 데이터를 얻는다. 멀티-캐스트 인터페이스(멀티-캐스트I/F)(50)는 분배 네트워크(20)로의 비디오 데이터열 멀티-캐스트를 지원한다. 멀티-캐스트 인터페이스는 필요에 따라 사건을 복제한다. ATM인터페이스(ATM I/F)(52)는 멀티-캐스트I/F(50)로 부터 수신된 각 비디오 데이터열 부분을 분배 네트워크(20)에 의한 최종 사용자로의 전송을 위한 패킷으로 포맷한다.

비디오 서버(12)로서 도2에 도시된 성분은 하나의 특정 구성의 2200 시리즈 컴퓨터 시스템이다. 혹은 또다른 제 2 단계 캐시 및 저장 콘트롤러(36), 메인 저장 유니트(38), I/O브리지(34), I/O버스(32), 추가 명령어 프로세서 및 제 1 단계 캐시, 및 전원(44)이 제공될 수 있다. 이러한 시스템에서 더 많은 IOPs(28) 및 네트워크 인터페이스(18)가 지원될 수 있다.

다중 사건을 지원하기 위해서 비디오 데이터의 디스크 카피에 동시 접근을 허용하는 기술은 증가된 시스템 처리양을 제공한다. 디스크 접근과 네트워크 전달간에 동일하지 않은 데이터 속도를 일치시키기 위해서 모든 데이터는 도 7의 다중 버퍼 스킴에서 비디오 서버의 메인 저장 유니트(38)를 통해 실현된다. 이것은 더큰 데이터 블록이 디스크로 부터 판독될 수 있게 하여 디스크 및 디스크 채널의 효과적인 활용을 허용한다. 공용 비디오 데이터열을 다중 시청자에게 "멀티-캐스트"하는 방법은 시청자에 의한 독립적인 제어를 허용하면서 이들 시스템의 시청료를 감소시킨다. 비디오 데이터의 멀티-캐스팅은 기업형 서버구조에 기초한 비디오 서버가 더 많은수의 시청자를 지원할 수 있게 한다.

데이터베이스 제어 및 관리, 고객지불, 시청률, 및 시청자의 선호 프로파일과 같은 응용 지원 기능은 작은 시스템에서 비디오 서버 프로세스를 전체적으로 제어하는 동일 컴퓨터 시스템에서 행해질수 있다. 더 큰 시스템에서 온라인 거래처리(OLTP)모드에서 실행하는 콘트롤러 컴퓨터 시스템은 몇 개의 비디오 서버를 제어하여 동시에 지원받는 시청자의 수를 증가시킬수 있다.

도 3은 콘트롤 서버에 연결된 비디오 서버를 보여주는 다이아그램이다. 전체 시스템 처리양을 증가시켜서 시청자 및 사건의 수를 증가시키기 위해서 다중 비디오 서버(12)가 네트워크 구성에 함께 연결된다. 각 비디오 서버(12)는 네트워크 인터페이스(18)와 분배 네트워크(20)를 통해 비디오 데이터를 시청자에게 전달한다. 각 비디오 서버(12)는 시스템의 비디오 라이브러리 부분을 저장하기 위해서 자신의 대형 저장 장치(도시안된)를 가질수 있다. 혹은, 공용 대형 저장장치(도시안된)가 비디오 라이브러리를 저장할 수 있고 모든 비디오 서버는 필요에 따라 비디오 라이브러리를 접근할 수 있다. 또한, 콘트롤 서버(54)는 서비스 요구의 선택적 분배와 더 높은 수준의 부가 제어 서비스를 통해서 비디오 서버간에 적재 균형을 맞출 응용 프로그램을 실행한다. 콘트롤 서버(54)를 사용함으로써 각 비디오 서버(12)는 관리 오버헤드상에서 처리시간을 늘릴 필요없이 최대의 사건을 지원할 수 있다. 대신에, 콘트롤 서버(54)는 전화응답 시설(도시안된)로 부터 시청자의 서비스 요구를 수신하고 비디오 라이브러리(도시안된)로의 다중 비디오 서버의 접근을 조정하며 지불 정보를 축적할 수 있다. 혹은, 시청자 요구는 분배 네트워크(20)와 네트워크 인터페이스(18)에 있는 "백채널" 상에서 비디오 서버(12)에 의해 수신될 수 있다.

도 4는 비디오서버와 네트워크 인터페이스에서 실행하는 소프트웨어 및 하드웨어 성분의 기능도이다. 응용 소프트웨어(S/W)(56)는 시청자의 서비스요구, 디스트로부터 비디오 데이터 스케쥴 검색 및 제어 시스템 지원을 수신한다. 응용 소프트웨어는 비디오 서버 소프트웨어(S/W)(60)를 쉽게 활용하도록 공개 비디오 응용 프로그램 인터페이스(API)를 활성화시킨다. "공개" 란 용어는 비독점적임을 의미한다; 인터페이스는 산업 표준을 활용한다. 응용 소프트웨어(56)는 내부 통신 소프트웨어(62)와 접속하기 위해서 공개 API를 활성화 시킨다. 이 인터페이스는 응용 소프트웨어와 통신 소프트웨어 프로세스간에 정규 통신을 위해 사용된다. 비디오 서버 소프트웨어(60)는 비디오 API와 비디오 데이터를 위한 비트 스트리머를 제공한다. 이 소프트웨어는 발생된 공개 비디오 API요구를 비디오 라이브러리 서비스 요구로 번역하고 적절한 데이터를 적재하고 통신 소프트웨어(62)를 통해 분배 네트워크(20)로의 데이터 전달을 제어한다. 이 소프트웨어는 응용 소프트웨어에 표준화된 인터페이스를 제공한다.(예, PLAY(사용자 수신지, 타이틀, 출발점)) 비디오 서버 소프트웨어(60)는 요구된 비디오 데이터를 얻기 위해서 디스크 I/O소프트웨어(66)를 지령할 데이터 베이스 인터페이스(64)를 사용한다. 디스크I/O소프트웨어(66)는 IOP하드웨어(68)와 채널 어뎁터 하드웨어(70)를 통해 비디오 라이브러리(10)로 부터 비디오 데이터를 검색하라는 명령을 보낸다.

비디오 서버 소프트웨어(60)는 검색된 비디오 데이터를 포함한 통신 요구를 하위 비디오 데이터 인터페이스(71) ("비트 스트리머"로도 알려진)를 경유하여 통신 소프트웨어(62)에 포맷한다. 통신 소프트웨어(62)는 IOP(78)로의 데이터 전송이전에 비디오 데이터를 버퍼링한다. IOP(78)는 그 데이터를 멀티-캐스트 인터페이스 펌웨어(80)로 진행시킨다. 멀티-캐스트 인터페이스 펌웨어는 현재 처리중인 사건의 제어 변수에 따라 각 비디오 데이터 블록을 ATM인터페이스(82)에 여러번 통과시킴으로써 비디오 데이터를 복제한다. 멀티-캐스트 인터페이스의 기능은 소프트웨어나 하드웨어로 구현될 수 있다. 각 비디오 데이터의 복사본은 여러 수신지에 보내진다. ATM 인터페이스 소프트웨어(82)는 비디오 데이터를 전송 패킷으로 포맷하여 그들을 분배 네트워크(20)를 통해 요구하는 시청자에게 보낸다.

도 2에 도시된 2200 시리즈 비디오 서버 구성은 2가지 운영 모델-디스크 기초 모델 또는 메모리 기초 모델을 지원한다. 디스크 기초 모델은 다중 디스크 드라이브에 저장된 비디오 데이터를 포함한다. 다중 프로그램은 각 타이틀의 다중 복사본으로서 유지된다. 프로그램은 영화, 프로그램, 스포츠 사건, 운동일 수 있다. 프로그램을 작동시킬려는 각 시청자의 요구는 디스크로 부터 메인 메모리에 있는 버퍼에 적절한 비디오 데이터를 큰 블록으로 판독하고 비디오 데이터를 더 작은 프레임크기 블록으로 시청자의 디스플레이 시스템에 실시간으로 전송함으로써 만족된다. 다중 시청자는 동일 디스크 드라이브상에 저장된 동일 프로그램의 상이한 영역을 동시에 접근할 수 있다. 사용되는 디스크 드라이브의 저장 용량, 타이틀의 길이에 따라 하나 이상의 디스크 드라이브가 단일 프로그램에 필요한 모든 데이터를 저장하는데 필요할 수 있다. 디스크 기초 비디오 서버는 메모리 기초 구성보다 더 적은수의 이산사건을 갖는 단일 시스템으로 부터 더 많은 수의 프로그램을 지원한다.

메모리 기초 비디오 서버 모델은 메인메모리에 비디오 데이터를 포함한다. 메모리는 디스크나 테이프 매체로 부터 서비스 시작에 앞서 비실시간으로 비디오 데이터가 적재된다. 물론, 저장될 수 있는 비디오 데이터의 양은 이용 가능한 메인 메모리에 비례한다. 각 작동 요구는 필요에 따라 데이터를 작은 프레임 크기의 블록으로 시청자에게 전송함으로써 만족된다. 메모리 기초 비디오 서버는 많은 시청자에게 상대적으로 적은양의 데이터를 지원한다. 더 많은 타이틀을 지원하기 위해서 도3에 도시된바대로 더 많은 시스템이 함께 네트워크화 되어야 한다.일반용으로 메모리 기초 모델은 부적합할 수 있다. 두 방법간에 트레이드 오프는 타이틀당 활성 사용자의 수에 대한 지원되는 타이틀의 수이다. 메모리 기초 시스템은 더 다수의 시청자를 지원하지만 한 번에 더 적은수의 타이틀이 지원된다. 역으로, 디스크 기초 시스템은 더 많은 타이틀을 더 소수의 시청자에게 지원한다.

많은 시청자가 동일 프로그램을 시청할 수 있는 환경에서 비디오 데이터의 시청자에게 제시하는데 대한 독립적인 제어를 위해서 각 시청자에게 공통 소스로 부터 분리된 데이터열이 주어져야 한다. 이후에 시청자는 그들이 요구하는 비디오 데이터열을 시작, 중지, 일시정지, 또는 되감기를 할수 있다. 이들 작용은 다른 시청자에게 운반되는 데이터에 영향을 미치지 않는다. 응용 소프트웨어(56)로 부터 비디오 서버 소프트웨어(60)로의 명령은 비디오 데이터열 운반시작, 비디오 데이터열 운반 종료, 비디오 데이터열 운반 일시정지, 비디오 데이터열 되감기 또는 재설정을 포함한다. 이들 시청자 요구의 구현은 검색과 디스크 I/O소프트웨어(64), IOP(68), 및 채널 어뎁터(70)에 의해 비디오 라이브러리(10)로 부터 판독되는 데이터의 전송을 제어한다. 선호된 구체예에서 이들 요구는 도1에 도시된바대로 시청자의 전화기 및 전화 응답 시설을 통해 비디오 서버에 입력된다. 혹은 다른 비디오 서버와 시청자의 대화 방법이 시청자 요구를 전달하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 시청자 요구는 부채널을 통해 비디오 서버에 입력된다.

사용되는 기본 구성에 관계없이, 풀 서비스 비디오 서버 시스템의 사건당 비용은 큰 블록 판독, 멀티-캐스팅, 및 동기화 그룹을 갖는 멀티플렉싱된 디스크 접근의 사용을 통해 크게 감소될 수 있다.

디스크 기초 비디오 서버 시스템의 제한 인자는 비디오 데이터가 저장되는 디스크와 관련 I/O채널의 처리양이다. 메인 저장 유니트(38)인터페이스로의 I/O채널(30)(도2에 도시된)은 만약 판독되는 디스크당 하나 이상의 비디오 데이터 통신열이 있다면 비디오 서버 시스템에 주요한 병목이다. (즉, 멀티-캐스트 EVOD또는 APPV). 그러나 고성능 디스크,채널, 메모리 버퍼, 및 큰 블록 판독을 사용함으로써 다중 개개의 시청자는 디스크상에 저장된 비디오 데이터의 단일 복사본으로 부터 서비스 받을 수 있다. 만약 2200/900 컴퓨터 시스템과 같은 큰 기업 서버가 비디오 서버로서 사용된다면 많은 I/O채널이 대형 저장장치로 부터 분배 네트워크로의 비디오 데이터 전송에 이용 가능하므로 전체 시스템의 처리양을 증가시킨다. 디스크의 동시접근은 멀티 플렉싱에 의해 달성된다; 다중 시청자는 동일 디스크상에 저장된 타이틀로 부터 디지탈 비디오 데이터를 요구할 수 있다. 이 기술은 비디오 데이터 저장에 필요한 디스크수를 크게 격감시킬 수 있다. 일시 저장 버퍼가 메인 메모리에 설정되고 바라는 디스플레이 속도로 일정양의 (예, 1초이상) 비디오 데이터를 포함되도록 하는 크기이다. 각 시청자는 최소한 2개의 버퍼를 수신하나 디스크 처리양 향상을 위해 더 많은 수의 버퍼가 사용 가능하다. 이들 버퍼는 탐색 및 호출시간에 비해서 더 많은 시간을 데이터 전송에 디스크와 관련채널이 사용될 수 있게 한다. 512 바이트의 디스크 전송에는 약 17밀리초가 필요하다. 이 시간의 대부분은 접근 및 호출시간이다. 따라서, 데이터 판독에 많은 부분의 시간이 실제 데이터 전송에 사용되지 않는다. 양질의 비디오는 최소한 초당 0.5 메가바이트의 데이터가 전송될 것을 필요로 한다. 만약 이 정도의 (즉, 1초) 데이터가 디스크로 부터 인출된다면 종래의 자기 디스크상의 데이터 검색에 걸리는 시간은 대략 28밀리초이다. 이 데이터는 메인 메모리에 버퍼링되고 디스크로 부터 인출되는 속도와는 다른 속도로 네트워크 인터페이스를 통해 전송된다. 초당 30 프레임 전송률로 비디오 프레임당 10-30KB로 데이터가 전송된다. 데이터가 제 1 버퍼로부터 사용자에게 전송되는 동안 제 2 버퍼에 디스크로 부터 판독된 데이터가 적재된다. 제 1 버퍼에 포함된 모든 데이터가 네트워크 인터페이스상에 전송될 때 버퍼는 스왑되고 프로세스가 계속된다.

자기 디스크 기술에서 최근의 진보는 시스템 처리양을 향상시키며 큰 블록 판독을 향상시켰다. 예컨대 2.1 GB용 Barracuda ST12550(Seagate Technology, Inc.로 부터 구매가능한)는 단지 8.0 밀리초의 탐지 시간으로 7.0 MB/s까지의 지속된 전송률로 데이터를 전송할 수 있다. 디스크 기술에서 이러한 향상은 비디오 서버가 훨씬 더 많은수의 시청자에게 서비스를 제공할 수 있게 한다.

멀티 플렉싱된 디스크와 큰 블록 디스크 판독을 사용하는 방법은 디스크와 I/O채널의 피크 속도를 최대한 사용하게 한다. 탐지 및 호출시간은 비디오 서버에서 덜 제한인자가 되어서 더 많은수의 시청자를 지원할 수 있다. 이 버퍼링 기술이 없다면 디스크당 지원되는 동시 사건의 수는 하나이다. 이 기술을 써서 디스크당 지원되는 동시 사건의 수는 4내지 8로 증가한다.

멀티-캐스팅과 동기화 그룹 개념의 조합 기술은 두가지 장점이 있다. 첫째 꽤 많은수의 시청자가 꽤 작은 데이터 베이스를 접근할 때 일부 시청자는 동시에 데이터 베이스의 동일한 일반 부분에 접근할 것이다. 둘째 많은 시청자는 거의동일 시간에 전체 데이터베이스를 접근한다. 예컨대, 케이블 TV산업은 10개의 가장 인기있는 타이틀로 구성된 오락 프로그램으로 부터 수입의 80%까지를 끌어낼 것이라고 추정한다. 또한, 대개의 시청자의 작업 패턴은 오후 7시에서 11시 사이에 서비스 요구가 가장 높다는 것을 나타낸다.

동기화 그룹 기술의 사용은 비디오 데이터 베이스의 동일한 일반영역상에 작동하는 별도의 사건의 멀티-캐스팅을 통해 비디오 데이터의 재사용을 허용한다. 시간대가 서로 가까운 사건의 비디오 데이터열은 동시에 동일 데이터를 사용하도록 조정된다. 이 기술은 단일한 디스크 I/O작동으로 나온 데이터가 동시에 다중 시청자에게 보내질수 있게 함으로써 그 프로그램을 동일한 수의 사용자에게 서비스하는데 필요한 디스크 접근의 수를 감소시킨다. 이 기술은 APPV의 다중 시청자 효율의 잇점과 EVOD의 개별 제어의 잇점을 조합한다. 게다가, 멀티-캐스트 전송을 수행하는 메카니즘이 네트워크 인터페이스(18)라 불리는 I/O서브시스템의 일부이기 때문에 비디오 서버(12)의 데이터 대역이 더 많은 사건을 지원하는데 사용된다. 동시성 정도에 따라 멀티-캐스팅은 30배까지 사건에 대한 비용을 향상시킨다. 상한은 통신 인터페이스(즉, ATM연결)의 대역의 함수이다.

선호된 구체예에서, 각 프로그램에 대한 비디오 데이터의 다중 스트림은 약간 상이한 시간에 개시되며 작동에서 완료까지 허용하며 필요에 따라 전체 스트림을 반복한다. 예컨대, 120분 프로그램용 비디오 데이터 스트림은 매분마다 시작되며 120개의 다른 스트림을 제공한다. 각 비디오 데이터 스트림은 디스크상의 비디오 데이터 복사본에서 나오며 그 프로그램의 모든 다른 스트림과 내용이 동일하다. 완료될 때 그 스트림의 디스플레이를 필요로 하는 위치에 시청자가 없지 않는한 각 비디오 데이터 스트림은 반복된다. 시작부간의 시간은 변화될 수 있다. 이 시간은 시스템 용량, 지원되는 타이틀의 수, 서비스 받는 시청자의 수, 및 주어진 타이틀에 대한 요구에 따라서 5분 또는 10분까지 증가되거나 30초 또는 10초로 감소될 수 있다. 시작부간의 시간은 서비스요구와 비디오 데이터 전달간의 허용 가능한 지연 시간으로 표시될 수도 있다.

도 5는 다중 비디오 데이터 스트림의 개념을 보여준다. 이 예에서 스트림간의 기간은 1분이다. 시작부간의 이 시간은 단지 예시적인 것이다. 각 스트림은 n분일 수 있다. 따라서 스트림#1(84)는 시간(T0)에서 시작하고 (Tn)에서 끝난다. 스트림#2(86)는 시간(T1)에서 시작하고 시간 T(n+1)에서 끝난다. 도시된 스트림#n(88)까지 다른 스트림도 유사하다. 물론, 독립적인 스트림의 수는 스트림간의 선택된 기간에 종속적이다. 시작, 중지 및 비디오 데이터 스트림의 분배에 대한 제어는 도4에 도시된 비디오 서버 소프트웨어(60)에 의해 이루어진다.

특정 타이틀의 초반부 서비스에 대한 시청자의 요구가 비디오 서버(12)에 의해 수신될 때 다음 "동기화 순간", 즉, 요구된 프로그램에 대한 다음 비디오 데이터 스트림의 시작때까지 응답 서비스는 지연된다. 주어진 비디오 데이터 스트림이나 스트림내의 포인트에 동기화된 시청자는 그룹이 짜여진 것으로 간주된다. 다중 그룹이 일련의 스트림내의 주어진 동기화 포인트 동안 존재할 수 있다. 도 6A 및 도6B는 무작위로 도달하는 시청자를 동기화 그룹으로 조합하는 개념을 보여준다. 이들 요구는 R1, R2,....R12로 도시된다. 도6A에서 요구(R1,R2,R3,R4,R5) 및 (R8)가 시간 T0이후 시간 T1이전에 비디오 서버에 의해 모두 수신된다. 이들 요구는 도6B에 도시된 대로 시간 T1에서 전송을 시작하는 동기화 그룹으로 된다. 유사하게, 요구(R6, R7)는 시간 T2에서 전송을 시작하는 동기화 그룹으로 된다.

개별적인 비디오 데이터 스트림 디스플레이의 시청자에 의한 의사-독립적인 제어는 시청자의 요구에 따라 한 비디오 데이터 스트림에서 다음 비디오 데이터 스트림으로 시청자를 "슬리핑(Slipping)"시킴으로써 이루어진다. 예컨대, 만약 시청자가 현재의 스트림 전송을 일시정지 또는 중지하라고 요구하면 시청자는 현재 할당된 동기화 그룹에서 제거된다. 비디오 서버 소프트웨어(60)는 시청자가 어느 동기화 그룹에서 떠났으며 스트림 서비스의 어느 포인트에서 중단되었는지에 대한 트랙을 유지하여 시청자가 미래에 종료 순간 부터 비디오 데이터 스트림의 전송을 재개시 할 수 있게 한다. 일시 정지후 전송을 계속하면 시청자로 부터의 작동요구는 일시정지 또는 중지요구가 수신되는 포인트(즉, 종료 포인트)를 나타내는 비디오 데이터 스트림으로 시청자의 새로운 비디오 데이터 스트림 전송이 재동기화되게 한다. 동기화 그룹의 시간입도 때문에 일부 데이터가 시청자에게 재전송될 수 있다.; 포텐션 오버랩은 비디오 데이터 스트림 전송간에 시간 단위일 것이다. 타임아웃특징은 시청자의 일시정지요구, 시청자의 일시정지 요구와 작동요구가 그 시청자를 위해 수신되지 않는지 예정된 기간이 경과한 후에 일시정지에서 중지로 전환하라는 요구에도 적용될 수 있다. 도 5에서, 만약 시청자가 현재 스트림 #2(86)으로 동기화 되었고 시간 T4에서 일시정지 요구가 발생되었다면 시청자는스트림#2의 동기화 그룹에서 비디오 서버 소프트웨어(60)에 의해 제거된다. 만약 시간 TN에서 시청자가 선택된 프로그램의 디스플레이를 계속하라는 작동요구를 내리면 시간T(n-3)에서 시작된 비디오 데이터 스트림에 대한 동기화 그룹에 시청자가 첨가될 것이다. 스트림#2가 T1에서 시작되었고 시청자가 시간 T4에서 일시정지 시켰으므로 올바른 데이터를 전송하기 위해서 시청자에게 전송될 필요가 있는 비디오 데이터 스트림인 3시간 단위 차이는 선택된 재시작 시간 Tn이전에 3시간 단위를 시작한 스트림이어야 한다. 되감기 및 전진 요구의 구현은 요구하는 시청자의 할당된 동기화 그룹에서의 변화를 사져온다.

시청자 요구를 그룹으로 동기화 하는 것은 단일한 비디오 데이터 복사본이 비디오 라이브러리(10)에서 판독되어 모든 그룹 구성원에게 보내지는 것을 허용하므로 디스크 채널 및 I/O대역을 보존시킨다. 단지 비디오 데이터 스트림의 복제가 네트워크 인터페이스와 같은 비디오 라이브러리로의 시스템 I/O시설을 넘어선 순간에 수행된다면 동기화 그룹은 비디오 서버 시스템의 처리양을 증가시키는데 효과적이다. 단일한 데이터 복사본을 네트워크 인터페이스에 전송하고 특정 동기화 그룹에 있는 각 시청자에게 복사본을 보내는 것을 필요로 함으로써 비디오 서버 I/O대역의 활용에 상당한 감소가 이루어진다.

동기화 그룹으로 멀티-캐스트 능력은 다중 버퍼링 스킴에 의해 구현될 수 있다. 도 7은 멀티-캐스트 인터페이스의 블록 선도를 보여준다. NIOP(78)는 동기화 그룹에 있는 시청자에 대한 네트워크 수신지 식별자(IDs)목록과 특정 비디오 데이터 스트림에 대한 비디오 데이터 블록을 보낸다. 멀티-캐스트 I/F(80)는 임시비디오 데이터 저장을 위해 적어도 2개의 프레임 버퍼(90,92)를 할당한다. 프레임 버퍼A(90)에 비디오 데이터 블록이 적재된다. 대응하는 수신지 목록 A(94)에 현재 서비스 받는 동기화 그룹에 있는 시청자에 대한 네트워크 수신지 IDs가 적재된다. 비디오 데이터가 그룹 구성원에게 보내질 필요가 있을 때 데이터 전송은 개시된다. 콘트롤 로직(96)은 수신지 목록 A(94)로 부터의 제 1 네트워크 수신지 ID와 프레임 버퍼A(90)로 부터 ATM I/F(82)로의 비디오 데이터를 통과시킨다. 프레임 버퍼가 제 1 시청자에게 전송될 때 수신지 목록 A(94)에서 다음 네트워크 ID가 선택되고 프레임 버퍼 A(90)의 내용과 함께 ATM I/F(82)로 통과된다. 이 과정은 수신지 목록A에 있는 각 수신지에 대해 반복됨으로써 비디오 데이터 스트림을 복제한다.

활성 프레임 버퍼의 데이터가 수신지 목록A에 있는 수신지에 보내지고 있을 때 다른 비어있는 프레임 버퍼 B(92)와 해당 수신지 목록B(98)이 현재의 비디오 데이터 스트림에서 다음 기간 동안 비디오 데이터와 네트워크 IDs가 적재된다.

도 8은 시청자 요구가 동기화 그룹에 관련되는 방법을 보여주는 순서도이다. 단계(100)에서 시작하고 단계(102)에서 비디오 라이브러리(10)가 발생된다. 시청자의 서비스 요구는 단계(104)에서 수신된다. 단계(106)는 시청자에 의해 어떠한 요구가 되었는지를 판정한다. 만약 요구가 서비스 개시라면(즉, 프로그램 작동)작동단계(108)가 수행된다. 시청자에게 요구된 프로그램에 해당하는 동기화 그룹과 그 프로그램에 대한 다음 개시시간이 할당된다(단계110). 요구된 프로그램의 프레임이 동기화 그룹에 대한 시작 시간에 비디오 라이브러리에서입수된다(단계112). 프레임의 복사본이 이 동기화 그룹에 있는 모든 시청자에게 보내진다(단계114). 만약 이 프레임이 마지막 프레임이면(테스트116) 예 경로(118)를 따라 이 시청자에 대해 종료된다(단계120). 만약 마지막 프레임이 아니면 아니오 경로(122)를 따라 요구된 프로그램의 다음 프레임을 입수한다.

만약 시청자의 요구가 일시 정지이면(124) 할당된 동기화 그룹에서 시청자를 제거하는 단계(126)가 수행된다. 이 시청자에 대해서는 단지 새로운 서비스 요구가 수신될 때 이 과정이 계속된다. 만약 시청자의 요구가 중지(128)라면, 할당된 동기화 그룹에서 시청자를 제거하는 단계(130)가 수행된다. 이 시청자에 대해서는 종료(120)된다. 만약 시청자의 요구가 되감기나 전진(132)이라면 단계(134)가 수행되어 시청자를 다른 동기화 그룹으로 이동시킨다. 이 시청자에 대해서는 새로운 시청자 요구의 수신시 과정이 계속된다.

비디오 서버 시스템 및 관련된 시스템의 처리양 향상 기술이 기술되었다. 다중 시청자에 대해 단일한 디지탈 비디오 데이터 소스의 멀티 플렉싱 사용은 필요한 대형 저장 장치의 수를 크게 감소시키면서 사용자에 의해 데이터를 독립적으로 제어할 수 있는 능력을 유지시킨다. 무작위로 도달하는 시청자의 서비스 요구를 단일한 비디오 데이터 복사본으로 공급될 수 있는 그룹으로 동기화 하는 것은 주어진 수의 시청자에 대해 더 적은 시스템 대역을 필요로 하면서 독립적인 제어를 유지시킨다. 동기화 그룹간의 임시적 거리는 전체 비디오 서버 시스템의 성능을 조정하도록 변화될 수 있다. 멀티-캐스팅 디지탈 비디오 데이터는 비디오 서버로 부터 제공될 수 있는 비디오 데이터 스트림의 수를 증가시킨다. 이들 기술의 조합은 30배 정도까지 최종 사용자에게 사건을 운반하는 비용을 감소시킨다.

Claims

디지탈 비디오 데이터 신호 저장수단, 디지탈 비디오 신호는 구별되며 개별적으로 선택가능한 프로그램이며, 상기 프로그램은 다중 데이터 신호 프레임으로 분할되며, 상기 저장 수단은 상기 프로그램에 다중 동시 접근을 허용한다;

상기 저장수단으로 부터 시청자에 의해 대화식으로 선택된 프로그램의 프레임을 검색하기 위해 상기 저장 수단에 연결된 서버 수단;

상기 서버수단으로 부터 상기 프레임을 받아들이고 상기 프레임은 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 하나이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위해 상기 서버 수단에 연결되는 네트워크 인터페이스 수단, 상기 전송 패킷은 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 대해서 식별된다;

상기 네트워크 인터페이스 수단으로 부터 상기 전송 패킷을 받아들이고 상기 전송 패킷을 적어도 하나의 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 분배하기 위해 상기 네트워크 인터페이스 수단에 연결된 분배 네트워크 수단;

상기 전송 패킷으로 부터 상기 프레임을 추출하고 적어도 하나의 선택된 시청자의 디스플레이 시스템상에 실시간 디스플레이를 위한 상기프레임을 표현하기 위해 상기 분배네트워크 수단과 적어도 하나의 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 연결된 해독기 수단;

시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 대화식으로 상기 서버수단에 통신하기 위해 상기 서버 수단에 연결된 시청자 선택 수단을 포함하는 선택된실시간 디지탈 비디오 데이터 신호 즉시 응답을 하나 이상의 시청용 디스플레이 시스템에 분배시키며 디스플레이 시스템상의 디지탈 비디오 데이터 신호의 디스플레이를 각 시청자가 대화식으로 제어하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 서버 수단으로 부터 상기 프레임을 받아들이며 상기 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 선택된 시청자 사이트에 대해 식별되는 하나이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위한 분배 네트워크 수단과 서버수단에 연결된 다수의 네트워크 인터페이스를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단으로 부터 시청자에 의해 대화식으로 선택된 프로그램의 프레임을 검색하기 위해 상기 저장수단에 연결된 다수의 서버수단, 연결된 서버수단으로 부터 상기 프레임을 받아들이며 상기 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 선택된 시청자 사이트에 대해 식별되는 하나 이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위해 상기 서버 수단에 연결되는 다수의 네트워크 인터페이스 수단, 및 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 대화식으로 통신하기 위해 서버수단에 연결된 다수의 시청자 선택 수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 3 항에 있어서, 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 선택된 서버수단에 재분배시키기 위해 다수의 서버 수단에 연결된 제어수단을 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 4 항에 있어서, 상기 제어수단이 시청자 지불 정보를 발생하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 서버수단이 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스를 시작, 일시정지, 중지시키며 상기 프로그램에서 각 요구하는 시청자의 임시 위치를 변경하기 위해 시청자 요구를 실시간으로 처리할 수 있음을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 전송 패킷으로 부터 프레임을 추출하며 각 시청자의 디스플레이 시스템에 실시간 디스플레이를 위해 상기 프레임을 제시하기 위해 상이한 시청자의 디스플레이 시스템에 연결되며 분배 네트워크 수단에 연결되는 다수의 해독기를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단에 저장된 상기 디지탈 비디오 데이터 신호가 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터 신호임을 특징으로 하는 시스템.
제 8 항에 있어서, 상기 해독기 수단이 프레임을 시청자의 디스플레이 시스템에 표시하기에 앞서서 상기 프레임을 해독 및 압축해제하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 시청자 선택 수단이 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 서버수단에 대화식으로 통신하기 위해 공중 교환전화망을 통해 서버수단 및 시청자 사이트에 있는 전화에 연결되는 자동화된 전화응답 장치임을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단이 광디스크 드라이브를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 11 항에 있어서, 상기 저장 수단이 다수의 광디스크 드라이브를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단이 자기 디스크 드라이브를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 저장 수단이 다수의 자기 디스크 드라이브를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단이 무작위 접근 반도체 메모리를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 15 항에 있어서, 상기 저장 수단이 다수의 무작위 접근 반도체 메모리를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단이 자기 테이프 드라이브를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 17 항에 있어서, 상기 저장수단이 다수의 자기 테이프 드라이브를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 저장 수단이 0개 이상의 광 디스크 드라이브, 하나 이상의 자기 디스크 드라이브, 0개 이상의 무작위 접근 반도체 메모리, 및 0개 이상의 자기 테이프 드라이브의 조합임을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 서버수단이 다음을 포함함을 특징으로 하는 시스템:

명령어 처리수단;

명령어와 프레임을 저장하기 위해 상기 명령어 처리 수단에 연결된 메인 메모리 수단;

상기 저장 수단으로 부터 상기 명령어와 프레임을 접근하기 위해 상기 저장 수단에 연결되는 입/출력 채널;

상기 저장 수단으로 부터 상기 입/출력 채널 수단상에 상기 명령어와 프레임을 검색하기 위한 입/출력 처리수단;

입/출력 처리수단, 명령어 처리수단, 및 상기 입/출력 처리수단으로 부터 메인 메모리 수단에 상기 명령어와 프레임을 전송하기 위한 메인 메모리 수단에 연결되는 입/출력 버스수단.
제 20 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스 수단이 다음을 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템:

상기 입/출력 버스 수단으로 부터 프레임을 받아들이기 위해 상기 입/출력 버스 수단에 연결된 네트워크 입/출력 처리수단;

상기 네트워크 입/출력 처리수단으로 부터 수신된 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하기 위해 상기 네트워크 입/출력 처리 수단에 연결된 멀티-캐스트 인터페이스 수단;

분배 네트워크 수단상에서 해독기로의 전송을 위한 상기 프레임을 하나 이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위해 상기 멀티-캐스트 인터페이스 수단과 분배 네트워크 수단에 연결된 비동기 전송 모드 인터페이스 수단.
제 1 항에 있어서, 상기 분배 네트워크 수단이 공중 교환 집적 서비스 디지탈 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 22 항에 있어서, 상기 공중 교환 집적 서비스 디지탈 네트워크가 비동기 전송 모드 인터레이스를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 분배 네트워크 수단이 섬유 분배 인터페이스 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 해독기 수단이 시청자의 디스플레이 시스템상에 표시하기 위해서 상기 분배 네트워크 수단으로 부터 수시된 프레임을 선택된 포맷으로 전환시키는 전환수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 25 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 고화질 TV용 임을 특징으로 하는 시스템.
제 25 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 동화상 전문가 그룹 레벨 Ⅰ 또는 Ⅱ 표준임을 특징으로 하는 시스템.
제 25 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 시청자의 디스플레이 시스템과 호환 가능한 아날로그 신호 시스템임을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 아날로그 신호 시스템이 국가 TV표준 위원회 포맷임을 특징으로 하는 시스템.
제 28 항에 있어서, 상기 아날로그 신호시스템이 위상 교대라인 포맷임을 특징으로 하는 시스템.
디지탈 비디오 데이터 신호를 저장할 비디오 라이브러리, 디지탈 비디오 신호는 구별되며 개별적으로 선택가능한 프로그램이며, 상기 프로그램은 다중 데이터 신호 프레임으로 분할되며, 상기 비디오 라이브러리는 상기 프로그램에 다중 동시 접근을 허용한다;

시청자에 의해 대화식으로 선택된 프로그램의 프레임을 검색하기 위해 상기 비디오 라이브러리에 연결된 디지탈 비디오 데이터 서버;

상기 디지탈 비디오 데이터 서버로 부터 상기 프레임을 받아들이고 상기 프레임은 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 하나 이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위해 상기 디지탈 비디오 데이터 서버에 연결되는 네트워크 인터페이스, 상기 전송 패킷은 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 대해서 식별된다;

상기 네트워크 인터페이스로 부터 상기 전송 패킷을 받아들이고 상기 전송 패킷을 적어도 하나의 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 분배하기 위해 상기 네트워크 인터페이스에 연결된 분배 네트워크;

상기 전송 패킷으로 부터 상기 프레임을 추출하고 시청자의 디스플레이 시스템상에 실시간 디스플레이를 위해 프레임을 제시하기 위해 상기 분배 네트워크 수단과 관련된 디스플레이 시스템에 연결된 해독기;

시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 대화식으로 상기 디지탈 비디오 데이터 서버에 통신하기 위해 상기 디지탈 비디오 데이터 서버에 연결된 시청자 선택 장치를 포함하는 선택된 실시간 디지탈 비디오 데이터 신호 즉시 응답을 하나 이상의 시청용 디스플레이 시스템에 분배시키며 디스플레이 시스템상의 디지탈 비디오 데이터 신호의 디스플레이를 각 시청자가 대화식으로 제어하는 멀티-캐스트 디지탈 데이터 서버 시스템.
제 31 항에 있어서, 디지탈 비디오 데이터 서버로 부터 상기 프레임을 받아들이며 상기 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 대해 식별되는 하나이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위한 분배 네트워크와 디지탈 비디오 데이터 서버에 연결된 다수의 네트워크 인터페이스를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 비디오 라이브러리로 부터 시청자에 의해 대화식으로 선택된 프로그램의 프레임을 검색하기 위해 상기 비디오 라이브러리에 연결된 다수의 디지탈 비디오 데이터 서버, 상기 프레임을 받아들이며 상기 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하고 상기 프레임을 선택된 시청자의 디스플레이 시스템에 대해 식별되는 하나 이상의 전송 패킷으로 포맷하기 위해 상기 디지탈 비디오 데이터 서버에 연결되는 다수의 네트워크 인터페이스 , 및 시청자의 디지탈 비디오 데이터분배 서비스 요구를 대화식으로 통신하기 위해 디지탈 비디오 데이터 서버에 연결된 다수의 시청자 선택 장치를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 33 항에 있어서, 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 선택된 디지탈 비디오 데이터 서버에 재분배시키기 위해 다수의 디지탈 비디오 데이터 서버에 콘트롤 서버를 연결된 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 콘트롤 서버가 시청자 지불 정보를 발생하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 디지탈 비디오 데이터 서버가 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스를 시작, 일시정지, 중지시키며 상기 프로그램에서 각 요구하는 시청자의 임시 위치를 변경하기 위해 시청자 요구를 실시간으로 처리할 수 있음을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 전송 패킷으로 부터 프레임을 추출하며 각 시청자의 디스플레이 시스템에 실시간 디스플레이를 위해 상기 프레임을 제시하기 위해 상이한 시청자의 디스플레이 시스템에 연결되며 분배 네트워크 수단에 연결되는 다수의 해독기를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 비디오 라이브러리에 저장된 상기 디지탈 비디오 데이터 신호가 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터 신호임을 특징으로 하는 시스템.
제 38 항에 있어서, 상기 해독기가 이 프레임을 시청자의 디스플레이 시스템에 표시하기에 앞서서 상기 프레임을 해독 및 압축해제하는 비디오 신호 프로세서를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 시청자 선택 장치가 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 디지탈 비디오 데이터 서버에 대화식으로 통신하기 위해 공중 교환전화망을 통해 상기 디지탈 비디오 데이터 서버 및 시청자 사이트에 있는 전화에 연결되는 자동화된 전화응답 장치임을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 어드레스가능한 대형 저장장치가 다수의 광디스크 드라이브를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 어드레스 가능한 대형 저장 장치가 다수의 자기디스크 드라이브를 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 어드레스 가능한 대형 저장 장치가 다수의 무작위접근 반도체 메모리를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 어드레스 가능한 대형 저장장치가 다수의 자기 테이프 드라이브를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 어드레스 가능한 대형 저장장치가 0개 이상의 광 디스크 드라이브, 하나 이상의 자기 디스크 드라이브, 0개 이상의 무작위 접근 반도체 메모리, 및 0개 이상의 자기 테이프 드라이브의 조합임을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 디지탈 비디오 데이터 서버가 다음을 포함함을 특징으로 하는 시스템:

명령어 프로세서;

명령어와 프레임을 저장하는 메인 메모리 모듈;

메인 메모리 모듈로의 접근을 제어하기 위해 명령어 프로세서와 메인 메모리에 연결되는 저장 콘트롤러;

저장 콘트롤러에 연결된 입/출력 버스;

어드레스 가능한 대형 저장 장치에 연결된 하나 이상의 입/출력 채널;

상기 어드레스 가능한 대형 저장 장치로 부터 상기 명령어와 상기 프레임을 검색하고 상기 명령어와 상기 프레임을 상기 저장 콘트롤러의 제어하에 상기 입/출력 버스상의 상기 메인 메모리 모듈에 전송하기 위해서 상기 입/출력 버스와 상기 하나 이상의 입/출력 채널에 연결된 입/출력 프로세서
제 46 항에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스가 다음을 더욱 포함함을 특징으로 하는 시스템:

상기 입/출력 버스로 부터 프레임을 받아들이기 위해 상기 입/출력 버스에 연결된 네트워크 입/출력 프로세서;

상기 네트워크 입/출력 프로세서로 부터 수신된 프레임을 선택된 횟수만큼 복제하기 위해 상기 네트워크 입/출력 프로세서에 연결된 멀티-캐스트 인터페이스 ;

분배 네트워크상에서 해독기로의 전송을 위해서 상기 프레임을 하나 이상의 전송 패킷으로 포맷하도록 상기 멀티-캐스트 인터페이스와 분배 네트워크에 연결된 비동기 전송 모드 인터페이스 .
제 31 항에 있어서, 상기 분배 네트워크가 공중 교환 집적 서비스 디지탈 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 48 항에 있어서, 상기 공중 교환 집적 서비스 디지탈 네트워크가 비동기 전송 모드 인터레이스를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 분배 네트워크가 섬유 분배 인터페이스 네트워크를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 31 항에 있어서, 상기 해독기가 시청자의 디스플레이 시스템상에 표시하기 위해서 상기 분배 네트워크로 부터 수시된 프레임을 선택된 포맷으로 전환시키는 전환수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
제 51 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 고화질 TV용 임을 특징으로 하는 시스템.
제 51 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 동화상 전문가 그룹 레벨 Ⅰ 또는 Ⅱ 표준임을 특징으로 하는 시스템.
제 51 항에 있어서, 상기 선택된 포맷이 시청자의 디스플레이 시스템과 호환 가능한 아날로그 신호 시스템임을 특징으로 하는 시스템.
제 54 항에 있어서, 상기 아날로그 신호 시스템이 국가 TV표준 위원회 포맷임을 특징으로 하는 시스템.
제 54 항에 있어서, 상기 아날로그 신호시스템이 위상 교대라인 포맷임을 특징으로 하는 시스템.
(a) 부호화되고 압축된 디지탈 비디오 데이터 신호로된 비디오 라이브러리를 제공하고 디지탈 비디오 데이터 신호는 구별되는 선택가능한 프로그램으로 그룹이 짜여지며 상기 프로그램은 다중 데이터 신호 프레임으로 분할되고;

(b) 상기 선택된 프로그램에 접근하도록 시청자의 디지탈 비디오 데이터 분배 서비스 요구를 수신하고;

(c) 예정된 시간내에서 상기 선택된 프로그램을 요구하는 다른 시청자로 구성된 다수의 동기화 그룹중 한 그룹에 시청자를 할당하고;

(d) 상기 비디오 라이브러리로 부터 상기 선택된 프로그램의 프레임을 검색하고 상기 선택된 프로그램의 예정된 프로그램을 개시하고;

(e) 상기 비디오 라이브러리로 부터 검색된 상기 프레임의 복사본을 상기 할당된 동기화 그룹에 속하는 모든 시청자에게 실시간으로 각 시청자의 디스플레이 시스템에 보내고;

(f)시청자가 요구할 때 단계(b)-(e)를 반복하는 단계를 포함하며 임시 디지탈 비디오 데이터를 저장하는 다중 버퍼를 가지는 디지탈 비디오 데이터 서버에 의해 선택된 실시간 디지탈 비디오 데이터 신호 즉시 응답을 하나 이상의 시청용 디스플레이 시스템에 분배하는 방법.
제 57 항에 있어서, 선택된 프로그램으로의 접근 요구가 상기 프로그램의 요구하는 시청자로의 분배를 중단, 진행, 되감기, 일시정지, 또는 작동을 위해서 시청자에 의해 비동기식으로 제공되는 요구에 응답하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 58 항에 있어서, 상기 시청자의 요구가 상기 선택된 프로그램 시청을 일시정지 또는 중지하는 것일 때 시청자를 상기 할당된 동기화 그룹에서 제거하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 58 항에 있어서, 상기 시청자의 요구가 되감기 또는 진행 요구에 의해서 시청자의 현재 위치를 상기 선택된 프로그램의 프레임 분배에서 변화시키는 것일 때 시청자를 상기 할당된 동기화 그룹에서 제거하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 57 항에 있어서,

(a)상기 비디오 라이브러리로 부터 상기 각 프레임의 복사본을 분배 네트워크로 수신하고;

(b) 상기 프레임을 압축해제하고;

(c) 상기 프레임을 해독하고;

(d) 상기 프레임을 시청자의 디스플레이 시스템에 표시하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 61 항에 있어서, (e)시청자의 디스플레이 시스템에 표시하기 위해 상기 압축해제되고 해독된 프레임에 포함된 디지탈 비디오 데이터 신호를 아날로그 신호로 전환하는 단계를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 57 항에 있어서, 상기 선택된 프로그램의 프레임의 시간 순서로 검색하는 단계가 선택된 프로그램이 상기 비디오 라이브러리로 부터 검색되는 속도를 증가 시키기 위해 상기 프레임을 다중 버퍼에 임시 저장하는 것을 포함함을 특징으로 하는 방법.