KR100387709B1 - 가정용멀티미디어네트워크아키텍쳐 - Google Patents

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Abstract

가정용 네트워크 아키텍처는 가정내에 내부 디지털 네트워크 상호접속 장치를 가지고 있다. 외부 네트워크와 내부 네트워크에 연결된 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 오락 서비스가 네트워크에 유입된다. 네트워크 인터페이스 유닛은 외부와 내부 네트워크 사이의 필요한 인터페이싱을 수행하고, 내부 네트워크에 접속된 모든 단말기에서 오락 서비스를 이용할 수 있게 한다. 네트워크 인터페이스 유닛을 가지고 있지 않은 복수의 셋-톱 전자장비는 내부 네트워크에 접속시키고, 예를 들어 텔레비전에 디스플레이하기 위해 디지털 데이터 스트림으로 정보를 준비한다.

Description

가정용 멀티미디어 네트워크 아키텍처{Home multimedia network architecture}
통신 및 디지털 기술의 빠른 진보는 가정에서 복수의 제품을 서로 상호 접속하기 위해 가정에서 그리고 외부 세계로 네트워크를 갖춘다는 기대감을 증가시키고 있다. 응용 가능한 외부 서비스의 범위는 대화형 서비스, 유선 비디오 및 오디오 서비스, 위성 네트워크, 전화회사서비스, 주문형 비디오 그리고 다른 형태의 정보서비스를 포함한다. 하지만, 미국에서 개인용 컴퓨터의 가정에의 보급율은 약 33%이고 그리고 "통신"을 장려하고 도로교통 및 공해를 줄이기 위해서 정부가 더욱 집중적인 보급을 바라고 있지만, 단지 서서히 증가하고 있다. 더욱이, 가정의 컴퓨터 보급율은 분명치 않은 사용자 인터페이스에 의해 작동 시스템 및 내장형 컴퓨터를 포함한 소비자 오락 및 정보제품의 구매를 숨김으로서 비롯될 것이다. 이러한 제품이 종래의 셋-톱 박스이다.
셋-톱 박스는 텔레비전의 이용을 증가시키는 멀티-미디어 컴퓨터이다. 종래의 셋-톱 박스는 셋-톱 박스를 외부 네트워크에 그리고 데이터 제공자에 연결하는 외부 네트워크 인터페이스 모듈을 갖추고 있다. 네트워크 인터페이스 모듈은 특정 외부 네트워크로의 인터페이스, 동조, 복조, 에러 수정, 비디오 디스크램블링, MPEG 클록의 복구 그리고 외부 네트워크에 특정한 암호화 및 해독과 같은 여러 가지 복잡한 기능을 수행한다. 결과적으로 네트워크 인터페이스 모듈은 셋-톱 박스의 비교적 고가의 부품이다. 이러한 비용은 가정에서 단지 한 대의 텔레비전이 존재할지라도 필수적이다. 하지만, 대부분의 가정은 다수의 텔레비전을 갖추고 있고, 그리고 각각은 자체의 셋-톱 박스를 갖추고 있으며 관련된 네트워크 인터페이스 모듈은 고가의 부품을 복제한 것이다.
주택소유자의 다른 관심거리는 서비스 제공자의 문제이다. 전화 제공자와 같이, 셋-톱 박스를 통해 가정내로 들어오는 모든 서비스를 하나의 서비스 제공자로 제한하는 것은 주택 소유자의 선택을 제한하는 것이고, 그리고 주택 소유자가 최저 경쟁가격으로 서비스를 공급받는 것을 방해할 가능성이 있다. 다수의 서비스 제공자가 가정에서 모든 텔레비전에 다수의 셋-톱 박스의 스택을 사용함으로써 이러한문제를 극복하려는 시도는 실행 가능한 해결책이 아니다.
PCT 출원 WO 95/19070은 집 전체에 비디오 신호와 같은 정보신호를 제공하기 위해 현재 라인, 예를 들면 AC 전력 라인을 이용하는 통신 네트워크를 개시한다. 이러한 통신 네트워크는 모뎀을 이용하여 현재 라인을 통해 전송될 제한된 갯수의 채널을 제공한다. 각각의 텔레비전에는 외부 네트워크로부터 비디오 신호를 선택하기 위해, 전용 비디오 신호 튜너(예, 네트워크 인터페이스 유닛)와 전용 모뎀이 요구된다. 비디오 신호를 수신하고 디스플레이하기 위해, 각각의 텔레비전(또는 셋-톱 박스)은 전용 모뎀과 비디오 신호 튜너를 구비할 필요가 있다. 따라서, PCT 출원 WO 95/19070의 통신 네트워크는 기능(capabilities)을 제한했을 뿐만 아니라 고가의 장비 및 고가 부품(예를 들면, 네트워크 인터페이스 유닛, 모뎀, 및 튜너)을 이중화할 필요가 있다.
이더넷 네트워크와 같은 디지털 네트워크는 홈 네트워크로서 사용하는 것으로 생각되었고, 예를 들어, 1995판 IEEE 에 공개된 슈앙 뎅(Shuang Deng)의 "상주(residential) 이더넷 LAN의 캡쳐효과"에 나타나 있다(공개번호 0-7803-2509-5/95). 이것은 상주 이더넷 지역 네트워크(LAN, local area network)는 외부 네트워크로부터 수신된 신호에 대해 루터(router)로서 작용하기 위해 게이트웨이 또는 개인용 컴퓨터를 필요로 함을 제안하고 있다. 게이트웨이 또는 개인용 컴퓨터는 유입 데이터 패킷을 검사하여 적절한 수신 노드(node), 예를 들어 텔레비전에 접속된 셋-톱 박스에 전송한다. 내용이 설명하고 제목이 암시하는 바와같이, 상주 이더넷 LAN을 통한 디지털 통신에 관련된 캡쳐효과로 인하여 비디오 신호에서 지터가 유도될 가능성이 있다. 한가지 가능한 해결책은 지터를 억제하는 추가 버퍼링 능력을 포함시키는 것을 제안한다.
여기서 상주 이더넷 네트워크 모델은 한번에 작용하는 오직 하나의 데이터 스트림이 있다고 가정하고, 따라서 다른 데이터 흐름 사이에서 어떠한 잠재적인 선택/경합의 문제도 신호가 상주 이더넷 네트워크로 전달되기 전에 해결되어야 한다. 그래서, 예를 들면, 채널 선택은 집 밖에서 또는 셋-톱 박스/텔레비전에서 이루어진다. 그러므로, "상주 이더넷 LAN에서의 캡쳐효과"에서 기술된 상주 이더넷 네트워크는 추가 서비스를 필요로 하고/하거나 이중화 부품들이 각각 별개로 제어되는 텔레비전에 공급되어야 하며, 캡쳐 효과에 의해 유도되는 지터를 방지하기 위해 버퍼링 능력을 필요로 할 수 있다.
본 특허출원은, 발명의 명칭이 "셋-톱 전자장치 및 네트워크 인터페이스 유닛"인 1995년 11월 22일 출원한 미국출원번호 제 08/561,757호; 발명의 명칭이 "데이터 스트림 클록을 복구하는 장치 및 방법"인 1995년 11월 22일 출원한 미국출원 번호 제 08/561,535호; 및 발명의 명칭이 "멀티미디어 네트워크를 위한 크로스바/허브 배열"인 1995년 11월 22일 출원한 미국출원번호 제 08/561,534호에 관련된 것이다.
본 발명은 디지털 네트워크에 관한 것으로, 더 상세하게는, 가정내 제품과 가정밖의 외부 네트워크와의 상호연결을 제공하는 가정용 디지털 네트워크에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 홈 네트워크의 개략블록도,
도 2는 가정내에 본 발명의 홈 네트워크를 설치한 예시적인 도면,
도 3은 도 1의 홈 네트워크에 관한 논리구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 네트워크 인터페이스 유닛과 셋-톱 전자장비유닛의 블록도,
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 구성된 셋-톱 전자장비의 네트워크 인터페이스 블록도,
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 구성된 네트워크 인터페이스 유닛의 네트워크 인터페이스 블록도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 구성되어 네트워크 인터페이스 유닛과 셋-톱 전자장비 유닛에 연결된 허브 및 직통회선 크로스바의 블록도,
도 8은 본 발명의 홈 네트워크용 예시적인 사용자 인터페이스의 논리도,
발명의 개요
가정용 네트워크는 가정내 제품과 외부 네트워크에 비교적 값싼 방식으로 상호연결 및 주택소유자에게 다수의 상이한 서비스로부터 선택할 수 있는 기회를 제공할 필요가 있다.
본발명은 이더넷과 같은, 가정내 설치된 비교적 값싼 디지털 네트워크에 의해 다중 셋-톱 박스와 별개의 네트워크 인터페이스 유닛을 서로 연결하는 가정용 네트워크를 제공함으로써 상기 및 다른 필요성이 충족된다.
셋-톱 전장장비로부터 네트워크 인터페이스 유닛 기능을 분리함으로서 단일 네트워크 인터페이스 유닛이 외부 네트워크와 인터페이스 되어 가정에 있는 다수의셋-톱 전자장비 및 텔레비전을 선택적으로 프로그래밍 하는데 사용되도록 한다. 이것은 각각의 텔레비전 또는 다른 단말제품에서 네트워크 인터페이스 기능을 이중화할 필요를 감소시켜, 가정용 네트워크 비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 네트워크상에서 별개의 네트워크 인터페이스 유닛을 구비함으로써 고객이 이용가능한 서비스를 선택하게 하여 단일 서비스 제공자에게 구속되지 않게 한다. 새로운 외부 네트워크와 인터페이스 하도록 구성된 서로 다른 네트워크 인터페이스 유닛을 교체 또는 부가함으로써 간단히 서비스를 변경할 수 있다.
어떤 바람직한 실시예에서 이더넷의 이용은 또한, 트위스트 페어선은 가정에서 낮은 비용으로 설치될 수 있기 때문에, 네트워크를 상대적으로 낮은 비용이 들 도록 한다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 홈 멀티미디어 네트워크(10)의 개략적인 서술이다. 그러나, 본 실시예는 네트워크(10)가 본 발명의 범주내에서 많은 다양한 방법으로 구성될 수 있고 네트워크(10)와 연결된 다른 장치를 포함할 수 있는 바와 같이 예시적인 것일 뿐이다. 부가적으로, 본 발명은 가정에 장치된 네트워크에 한정되지 않으며, 사무실, 아파트형 빌딩 등과 같은 다른 형태의 구조물에 설치된 네트워크에 적용 가능하다. 그러나, 설명을 위해 본 실시예는 가정에 설치된 제품으로 설명될 것이다.
네트워크(10)는 서로 다른 형태의 장치를 가정 밖의 세상과 접속시키는 디지털 네트워크이다. 예를 들어 상기 장치는 아날로그 텔레비전(12), 디지털 텔레비전(14), 디지털 VCR(16), 디지털 캠코더(18), 개인용 컴퓨터(20), 오디오 장치(22), 프린터(24), 팩시밀리(26), 및 전화(28) 등일 수 있다. 이 장치를 외부세계와 연결함과 동시에 네트워크(10)는 디지털 비디오, 디지털 오디오, 컴퓨터 및 전화장치를 가정에서 내부적으로 서로 연결시킨다. 이것은 가정내의 통신과 제어를 통합함으로써, 외부 네트워크를 연결하는 충분한 전력이나 네트워크(10)상의 임의의 단말기에서도 이용 가능한 내부 데이터 소오스를 만들어 낸다.
외부세계와의 통신은 복수의 분리된 네트워크 인터페이스 유닛(NIU, network interface unit) (32)을 통해 이루어지며, 각각의 네트워크 인터페이스 유닛(32)이 다른 외부 네트워크와 홈 네트워크(10) 사이를 연결시키면서 입구유닛(30)에서 물리적으로 결합될 수 있다. 다른 외부 네트워크는 서로 다른 형태의 신호를 전송한다. 예를 들어, 이것은 하이브리드 섬유 동축케이블 또는 유선상으로 전송되는 방송신호(디지털 또는 혼합 아날로그/디지털)일 수 있다. 다른 형태의 신호로는 ISDN, 방송/디지털 위성서비스, FTTC, FTTH, ADSL 등이 있다. 적어도 다음 데이터형태들이 전송될 수 있는데, 이 형태들은 압축비디오, 압축오디오, 압축인터넷 WWW 그래픽과 데이터, 인터넷 전자메일과 기타 다른 데이터, 컴퓨터 파일 데이터 및 제어메시지 데이터이다.
논리적으로 홈 네트워크(10)의 모든 단말기들은 네트워크 인터페이스 유닛(32)으로 동등한 액세스를 수용하며 사용자는 이들의 물리적인 현상을 의식하지 못한다. 요구되는 네트워크 인터페이스 유닛(32)의 갯수는, 가정내의 단말기 유닛의 갯수에 의하여 결정되는 것이 아니라, 예컨대 동시에 요구되는 서로 다른 프로그램 채널(즉, 비디오, 오디오 등)의 갯수와 같은, 한 가정에 요구되는 스트림의 갯수에 의하여 결정된다.
바람직한 실시예에서, 유선 또는 안테나 텔레비전은 가정내 정규 동축케이블(평범한 구식 텔레비전(plain old television) 또는 POTV)에 의한 분배를 변경하지 않고도 유지된다. POTS(평범한 구식 전화 서비스(plain old telephoneservice))도 가정내 디지털 네트워크(10) 상에서 수행된다.
디지털 신호는 내부 네트워크(34) 상으로 가정을 통하여 분배된다. 바람직한 실시예에서, 내부 네트워크(34)는 본질적으로 10 base-T 또는 100 base-T 트위스트 페어의 이더넷(Ethernet)이지만 특별한 스위치 허브(Hub)는 높은 비트율의 비디오신호를 각각 수신할 수 있는 일정수 이상의 단말기 유닛으로 증가시킬 수 있는 네트워크를 만드는데 사용된다.
홈 네트워크(10)는 컴퓨터에 접속되거나, 또는 네트워크 대역폭, 프로토콜, 루팅(routing), 버퍼링 및 어드레싱을 지원할 수 있는 내장형 컴퓨터 제품과 접속된다. 이러한 복잡한 기능을 지원하지 않는 또 다른 높은 대역폭의 제품들은 직접적으로 또는 로컬 주변 네트워크를 경유하여 호스트 유닛과 접촉해야만 서로 이용가능하다. 엔드 유저(end user) 장치로서 기능하는, 홈 네트워크(10)에 연결된 내장형 컴퓨터를 포함한 제품 또는 컴퓨터의 예로서: 외부 네트워크를 홈 네트워크 변환하고 조절하는 네트워크 인터페이스 유닛의 I/O 컴퓨터; 셋-톱 전자장비(STE, set-top electronics)와 같은 컴퓨터; 개인용 컴퓨터; 워크스테이션; 고성능 프린터; 및 게이트웨이/컨트롤 기능을 제공하는 특별한 컴퓨터를 포함하고 있다. 네트워크(10)에 결합될 수 있는 또 다른 엔드 유저 장치는, 비디오 제품 즉, 디지털 압축(MPEG) 및 비압축(uncompressed) 비디오 장치; 디지털 비디오 캠코더 제품; 디지털 비디오 테이프 레코딩 제품 및 디지털 TV 디스플레이 제품 및 아날로그 TV 디스플레이 및 레코딩 제품을 포함하고 있다. 네트워크(10)에 연결될 수 있는 오디오 제품은, 디지털 압축(MPEG) 및 비압축 오디오 장치; HIFI 스테레오; 디지털 오디오테이프 레코딩 제품을 포함하고 있다. 네트워크(10)에 접속될 수 있는 또 다른 형태의 제품은 프린터 및 다른 주변장치와 같은 데이터 제품들이다. 네트워크(10)를 통하여 제어될 수 있는 또 다른 제품은, 홈 오토메이션 및 응용제품: 즉 중앙 난방/AC, 보안 컨트롤러, 전자렌지 및 기타 주방용 장치, 조명제품, 스프링클러 및 다른 전력 제어를 포함하고 있다.
홈 네트워크(10)의 어떤 실시예는 미래형 초고속 비트율, 동화상 JPEG 또는 I-frame-only-MPEG 비디오 장치, 오디오 장치, 프린터 및 주변장치들을 로컬 접속시키는 하나 이상의 로컬 주변 네트워크(15)를 포함하고 있다. 이들 장치들은 데이터 전송이, 예컨대 디지털 카메라로부터 디지털 VCR로 연속되는, 높은 대역폭에서 연속적인 로컬 디지털 접속을 필요로 한다. 내부 네트워크(34) 상에서 직접 그러한 장치를 조정하는 것은 통상 요구되는 것보다 전체 네트워크(34) 이상의 더 큰 네트워크 대역폭을 필요로 한다. 그 대신에, 로컬 주변 네트워크(15)는 게이트웨이에 의하여 내부 네트워크(34)에 통상 접속되어 있어 서로 운영할 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 홈 네트워크(10)는 고속 장치를 조정하는 하드웨어 및 소프트웨어를 구비하여 로컬 주변 네트워크(15)가 필요 없다.
홈오토메이션 네트워크(17)는 홈오토메이션용으로 제공된다. 이 홈오토메이션 네트워크(17)는 전원선 또는 가전제품, 가정용 보안시스템, 조명장치 등을 제어하는 다른 낮은 비트율 네트워크에서도 실행될 수 있다. 이것은 가정에 있는 제어컴퓨터(20)로부터 시작된다.
집(36)안에 본 발명의 홈네트워크(10)를 설치하는 전형적인 모델이 도 2에도시되어 있다. 홈네트워크(10)는 예컨대 내부 네트워크(34)의 부분을 형성하는 스위치 허브(38)로부터 100m까지 케이블을 깔수 있는 긴 범위의 백본(back bone)이다. 도 2에 도시된 설치예에 있어서, 여러 개의 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 구비한 입구유닛(30)은 스위치허브(38)를 따라 집의 유틸리티 영역(utility area)에 위치된다.
트위스트 페어선은 집(36)의 각 방으로 연결되어 벽소켓에서 종단된다. 예를들어 Cat-5 트위스트 페어선(100Mbits/s)은 대부분의 비용이 노동비용이므로 가설 중에 사용될 수 있다. 임시로 가설시 트위스트 페이선은 통상 카페트 모서리 밑으로 깔수 있을 정도로 작다. 집에서 사용자는 컴퓨터 제품의 이더넷 포트를 이더넷 벽소켓에 플러그를 끼움으로써 방에서 컴퓨터 제품을 연결할 수 있다.
도 2의 실시예에 있어서, 허브(38)는 분리된 장치처럼 도시되었지만, 다른 실시예에서는 허브(38)가 하나 이상의 네트워크 인터페이스 유닛(32)으로 합체된다. 허브(38)는 집안의 모든 곳과 하나 이상의 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 연결시킨다. 내부 네트워크(34)의 종합적인 밴드폭과 연결성을 증가 및 팽창시키려면 더 큰 허브로 교체하거나 플러그를 더 사용해야 한다. 허브는 나중에 더 자세히 설명되어질 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 네트워크 인터페이스 유닛(32)의 기능을 셋-톱 전자장비(40)로부터 분리한다. 종래, 셋-톱 박스는 버스에 의해서 셋-톱 전자장비부품에 내부로 연결되는 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하고 있다. 이에 반하여, 본 발명은 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)를 분리시켜 그들 사이에 내부 네트워크(34)가 형성된다. 이러한 배열은 각 셋-톱 전자장비에 대해 네트워크 인터페이스 유닛 전자장비를 이중화할 필요가 없으므로 다수의 셋-톱 전자장비를 집(36) 전체에 저가로 분배할 수 있게 한다. 부가적으로, 서로 다른 외부 네트워크 및 공통의 내부 네트워크(34)에 연결된 분리된 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 갖기 때문에, 집주인은 전화 또는 유선망 회사와 같은 단일 공급처로부터 모든 프로그래밍을 수신하도록 강제되는 것에서 자유로워진다. 또한 이 분리는 집주인이 집(36) 전체에 걸쳐 셋-톱 전자장비(40)를 모두 교체시킬 필요 없이 네트워크 인터페이스 유닛(32)중 하나를 변경시킴으로써 서비스를 간단히 부가, 감소 및 변경할 수 있게 한다.
어떤 실시예에서는 "마스터" 셋-톱 박스에 다수의 네트워크 인터페이스 유닛이 구비된다. 그러나, 이 실시예에서는 네트워크 인터페이스 유닛이 내부 네트워크에 접속되고 버스에 의해 셋-톱 전자장비에는 접속되지 않기 때문에 이 실시예는 상기한 것과 논리적으로 동일하다.
도 3은 본 발명의 홈 네트워크(10)의 논리도이다. 이 도면으로부터 명백한 바와 같이 멀티-포트 스위치 허브(38)가 네트워크 접속부의 중심부를 형성한다. 패킷간 지터(jitter)를 적절히 제어하는 어떤 실시예에서는, 전통적이고 시중에서 입수가능한 패킷 스위치 허브를 사용한다. 도 3에 도시된 것과 같은 다른 바람직한 실시예에서, 스위치 허브(38)는 망접속 포트와, 세션 기간동안 스위치되는 직접(회로)인 포트를 결합한 것이다. 직접 접속 포트(및 시스템)는 네트워크(코드화) 클록을 통해 위상 동조될(phase locked) 수 있다. 따라서 이러한 기능을 제공하기 위해스위치 허브(38)는 비교적 간단하고 값싼 허브(42) 및 직통회선 크로스바(44)(direct circuit crossbar)로 이루어진다. 어떤 바람직한 실시예에서는 허브(42)가 캘리포니아주 서니베일의 Advanced Micro Devices 사에서 제조된 Am79C981과 같은 시중에서 입수가능한 장치일 수도 있다. 직통회선 크로스바(44)의 설명을 도 7과 관련하여 후기할 것이다.
이더넷 10/100 base-T로 규정된 스타 토폴로지(star topology)는 스위칭 허브(38)와 결합되어 사용되고 있다. 스위칭 허브(38)는 집(36)안의 대부분의 방으로 팬 아웃(fan out)을 제공한다. 최대 시스템 밴드폭은 도선 비트율의 배수((비트율×포트수)/2), 예를 들면 20개 포트와 100 Mbit/s 비트율=1Gb/s 인 집합 최대 밴드폭이다.
스위칭 허브(38)는, 이러한 경우들을 송신기에서 수신기로 직접 루팅함으로써 매우 비대칭인 트래픽, 예를 들면 압축 디지털 비디오 및 인터넷 데이터에 대하여 특별한 취급을 할 수 있다. 따라서 이 트래픽은 내부 네트워크(34)에서 분리되고 총집합 밴드폭이 허브(38)의 확장성에 의해서만 제한되도록 하지만, 분기(branch)당 10 Mbit/s 로 제한될 것이다. 10 base-T 기술대신에 사용하는 100 base-T 기술은 필요할 경우 네트워크를 향상시킬 것이다.
스위칭 허브의 직접 동기성(맨체스터(Manchester) 또는 블록 코드화) 접속은, 연속적이며, 고비트율, 장시간 접속이 요구되는 MPEG 비디오의 전송에 주로 사용된다. 고 비트율 비디오는 압축된 형태로 8 Mbit/sec 만큼 높을 수 있고 생활 비디오 및 고도의 액션영화 및 스포츠에 필요하다. 저 비트율 비디오는 1.5 Mbit/sec이다. 본 발명에 따르면, MPEG 디지털 비디오는 네트워크(10)를 통해 유지되고 있다. 디스플레이 장치(예, 텔레비전(12)) 또는 셋-톱 전자 장비(40)에서만 리얼 비디오로 변환된다.
두 별개의 직통회선은 도 3에서 실례로서 도시되어 있다. 예를 들면 ISDN 네트워크에 연결된 네트워크 인터페이스 유닛(32)은 로컬 주변 네트워크(15)의 개인용 컴퓨터(20)에 직통회선 크로스바(44)를 통해 직접 접속되어있다. 또 다른, 별도의 직통회선은 다른 네트워크 인터페이스유닛(32)(예를 들면, 하이브리드 섬유 동축케이블에 연결됨)과 텔레비전(12)에 연결된 셋-톱 전자장비(40) 사이의 직통회선 크로스바(44)에 의해 제공된다. 직통회선 크로스바(44)를 통해 직접 연결되지 않는 이들 장치는 허브(42)에 부착되어있고 따라서 망연결되어 있다.
스위칭 히브 구성(architecture)에 관하여, 직접 포인트-투-포인트(point-to-point) 경로가 구성되는 경우에, 이 경로를 가로지르는 모든 데이터는 하나 이상의 다른 단말기에 사용될 데이터라도 경로의 말단지점 단말기로 직접 제공된다. 따라서, 어떤 바람직한 실시예에서는, 고속 데이터로 다중화된 데이터(전형적으로 메시지 송신)는 이러한 패킷이 허브(38)로 복귀하는 직접경로의 말단지점을 지나 망연결된 단말기로 출력되어야 한다. 예를 들면, 로컬 주변 네트워크(15)상에서 장치로 송신되지 않는 ISDN 네트워크를 통해 송신된 메시지는 로컬 주변 네트워크 호스트(20)에 의해 분배용 허브(38)로 복귀될 것이다. 이 규칙은 중앙에서 보다는 말단지점에서 분배된 역다중화(demultiplexing)로 인하여 패킷 루터(router) 형태의 스위칭 허브를 갖는 비용과 복잡함을 덜어주며, 스위치의 계층에 좌우되지 않아 비대칭 데이터흐름 및 로컬 수신국에 잘 작용한다.
직접 스위칭된 경로의 이점은, 네트워크(34)로 액세스되는 (그리고 가능하게는 MPEG 스트림으로 반송된 정밀한 클록 기준 타이밍을 반전시키는)데 있어서 잠재적인 지연이 모두 회피된다는 것이다.
어떤 바람직한 실시예에서는, 허브(38)는, 직접 루팅된 경로가 단지 송신 단말기 "상향(up)" 경로만을 단지 수신 단말기 "하향(down)" 경로에 연결하는 것을 의미하는 "전이중 어웨어(full-duplex aware)"인 것이 요구된다. 반대로, 송신기로의 하향경로와 수신기로의 상향경로는 직통회선에 의해 영향받지 않고 보통은 네트워크에 부착, 즉, 함께 연결된 나머지 단말기 경로 모두에 부착될 수 있다.
특수 루팅은 사용자 서비스 요청에 응하여 일어난다. 메시지는 허브 제어와 이행되는 어떤 직접적인 루팅 변화에 의해 입수된다. 네트워크로부터 스위치되지 않은 장치가 연결되며, 루팅이 필요하지 않다.
MPEG 클록 복구는 하기에 기술되는 바와 같이, 네트워크 인터페이스 유닛(32)에서 행해진다. 네트워크 인터페이스 유닛(32)에서의 MPEG 클록복구와, 홈 네트워크 수신지까지 직통회선의 설정에 따라, 수신지(텔레비전(12)과 같은)에서 수신되는 신호에서의 지터는 충분히 제거된다. 직통회선능력은 엔트테인먼트(비디오)홈 시나리오에서 예상되는 아주 비대칭적인 포인트 투 포인트 트래픽에 대하여 잘 작동한다.
아날로그만의 서비스, 예를 들면 과도기의 케이블 텔레비전에 대하여, 이것은 디지털 네트워크의 일부로 고려되지 않는다. 하이브리드 섬유 동축 케이블(HFC,hybrid fiber coax)과 같은 혼합 디지털/아날로그 서비스와 혼합 케이블 텔레비전의 새로운 형태들에 대하여는, 이것은 과도기적인 상태로 고려되며, 본 발명의 모든 디지털 시스템에 대하여는 잠정적인 추가 장치로 다루어진다. 하이브리드 섬유 동축케이블로부터의 신호는 셋-톱 전자장비(40) 또는 네트워크 인터페이스 유닛(32)/ 셋-톱 전자장비(40) 결합에 직접 공급된다. 2개의 포트가 홈 네트워크(10)에 연결되기 위하여 필요한데, 하나는 네트워크 인터페이스 유닛(32)에, 다른 하나는 셋-톱 전자장비(40)에 연결된다. 바이패스(bypass)가 아날로그 신호를 셋-톱 전자장비(40)의 오디오/비디오 회로에 연결하기 위하여 어떤 바람직한 실시예에서 제공된다.
홈 네트워크(10)는 개인용 컴퓨터(20) 또는 셋-톱 전자장비(40)와 같은 로컬 단말기에서 소프트웨어 가동을 위해 휴대용 커맨더 또는 컴퓨터 키보드를 통하여 제어된다. 각 가정용 단말기에 한정된 제어 소프트웨어는, 네트워크 인터페이스 유닛(32) 및 외부 게이트웨이와의 통신에 의해 소스 이용가능성, 소스선택, 경로관리를 관리한다. 외부 네트워크 프로토콜은 네트워크 인터페이스 유닛(32)에 버퍼되어 홈 네트워크(10)상의 단말기들에 표준 인터페이스를 제공한다. 도 8은 사용자 인터페이스의 일실시예를 보인다. 이 실시예에서, 홈 네트워크(10)는 투명(transparent)하여 사용자는 단지 접속된 서비스의 번호를 통해서 간접적으로 알게된다.
도 4는 내부 네트워크(34)에 의해 단일 셋-톱 전자장비 유닛(40)에 연결된 단일 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 도시하는 블록도이다. 스위칭 허브(38)를 포함하는, 홈 네트워크(10)의 나머지 부분들은 예시 및 설명의 목적을 위해 도 4에는 도시되지 않는다.
네트워크 인터페이스 유닛(32)은, 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 특정한 외부 네트워크에 인터페이스 하는 하나 이상의 네트워크 인터페이스 모듈(50)을 갖는다. 도 4의 실시예에서, 네트워크 인터페이스 모듈(50)은, MPEG 비디오 데이터를 전송하는 외부 네트워크로 인터페이스 된다. MPEG 비디오 데이터는, 내부 네트워크(34)를 통해 전송할 데이터를 준비하는 내부 네트워크 인터페이스 장치(52)로 공급된다. 어떤 바람직한 실시예에서는, 내부 네트워크(34)는 이더넷 네트워크이므로 내부 네트워크 인터페이스 장치(52)가 이더넷 인터페이스 장치이다.
본 발명의 구성은 몇몇 네트워크에 대해 네트워크 인터페이스 유닛(32)에서 역다중화하는 첫 단계는, 입수 스트림(복수의 스트림)으로 구성되어 정해지는 임의의 대역폭보다는 한정가능한 대역폭 한계(한개의 스트림)내에 머무를 필요가 있다고 가정한다. MPEG-2 비디오가 사용되고 있다고 가정하여, MPEG-2 사양에서 규정한 것과 같이, 복수의 프로그램 전송 스트림에서 단일 프로그램 전송으로 역다중화 된다. 이것은, 상업적으로 입수가능한 C-Cube 제 9110B 칩과 같은 MPEG 전송 칩(54)에 의해 수행된다(비디오, 오디오 및 그외 데이터를 분리하는 두번째 단계 역다중화는 여전히 셋-톱 전자장비에서 일어나지만 디스플레이 단말기 또는 컴퓨터에서는 단지 해독만 되는 것이 바람직하다). 이러한 접근으로, 고 대역폭 스트림을 집 도처에 송신할 필요는 없고 집(36)안의 단말기는 단지 표준화된 단일 프로그램 인터페이스만을 볼 필요가 있다. 집안에서 발생되는 비디오, 예를 들면 현관 입구의 방범카메라 또는 영상 회의 카메라에는 압축이 필요하다.
모든 외부 네트워크 인터페이싱, 해독, 액세스 제어, 단일 프로그램 스트림으로 역다중화 등은 네트워크 인터페이스 모듈(50)에 의해 수행된다. 그래서, 네트워크 인터페이스 모듈(50)은 접속된 외부 네트워크의 특성에 따라 홈 네트워크 하드웨어 및 소프트웨어를 버퍼링한다. 서로 다른 여러가지 프로그램은 한명의 제공자이든 또는 다수의 제공자이든지 다중 네트워크 인터페이스 크로스바 접속부를 필요로 한다. 어떤 실시예에서, 2중 모듈이 크로스바에 두개의 접속부가 제공되어 두가지 프로그램이 동일한 외부 네트워크로부터 수신된다.
MPEG 전송 칩(54)이 MPEG 클록을 복구시키고 복구된 27MHz 클록과 선택된 프로그램을 내부 네트워크 접속부(56)에 제공한다. 27 MHz 클록은, 예를들어 내부 네트워크(34)가 10 base-T 이더넷 네트워크인 경우, MPEG에 의해 네트워크 신시사이저(58)(synthesizer)로 수신되고 10MHz 클록으로 변환된다. 10 MHz 클록 뿐만아니라 선택된 프로그램은 내부 네트워크(34)에 접속된 (이더넷 송수신기와 같은) 종래의 송수신기(60)에 제공된다. 신시사이저(58)는 이더넷 클록을 복구된 MPEG 클록으로 고정시키는 작용을 한다. 데이터의 패킷이 네트워크 인터페이스 유닛(32)으로부터 셋-톱 전자장비(40)로 전송될 때 셋-톱 전자장비(40)는 27MHz에서 복구된 MPEG 데이터로 고정된다. 셋-톱 전자 장비(40)에서 27MHz 클록이 또 다른 신시사이저에 의해 이더넷 10MHz 클록으로부터 재생된다.
데이터는 네트워크 인터페이스(64)를 포함하는 네트워크 인터페이스장치(62)에 의해 셋-톱 전자장비(40)에 수신된다. 데이터 스트림이 끊어진 네트워크(34)로부터 네트워크 인터페이스(64)에 의해 복구된 10MHz 클록은 게이트(66)를 통해 MPEG 신시사이저(68)와 연결된 네트워크로 게이트된다. 게이팅(gating)은 단지 데이터의 패킷이 존재할 때만 잠금(locking) 기능을 실행하기 위해 필요하다. 10MHz 클록은 MPEG 디코더(70)와 비디오 디코더/인코더(72)로 공급되는 27MHz 클록으로 변환된다. 선택된 프로그램은 네트워크 인터페이스(64)에 의해 MPEG 디코더(70)로 공급되어 MPEG 데이터를 디코드하고 그것을 비디오 디코더/인코더(72)로 공급한다. 데이터 스트림은 텔레비전과 같은 디스플레이 장치에 의해 사용에 적합한 포맷(예를 들어, NTSC 또는 SVideo)으로 비디오 인코더(72)에 의해 변환된다. 비디오 디코더는 디지털화하고 내장 그래픽 하드웨어에 들어있는 NTSC 아날로그 신호가 존재할 수 있는 경우(HFC)에 적합하다.
도 4에서 네트워크(34)는 도식적으로 묘사되고 상기한 서술로부터 비디오 데이터가 허브(42)를 통해 네트워크(34)에 위치할 수 있지만 네트워크 인터페이스 유닛(32)의 직통회선과 네트워크(34)의 직통회선 크로스바(44)를 통한 셋-톱 전자장비(40)가 비디오 데이터의 지터(jitter)없는 전송을 제공하는 것이 바람직하다는 것은 이해할 수 있다.
도 5는 도 4에 묘사된 셋-톱 전자장비(40)의 네트워크 인터페이스 장치(62)의 예시적인 실시예에 관한 더 상세한 도면이다. 네트워크 인터페이스 장치(62)는 게이팅 장치(66)로서 작동하는 프로그램 로직 장치에 연결된 네트워크 신시사이저(68)를 포함한다. 네트워크 신시사이저(68)는 모토롤라에 의해 제조된MC145151과 같은 시중에서 구입가능한 칩에 의해 구현될 수 있다. 이 프로그램 로직 장치(66)는 역시 모토롤라제인 MC7958과 같이 시중에서 구입가능한 칩으로 구현될 수 있다. 전압제어형 크리스탈 발진기(80)는 27MHz에서 작동하고 그 신호를 프로그램 로직장치(62)로 제공하며, 이 프로그램 로직 장치는 수신된 데이터 패킷이 있을 경우 10MHz 신호를 신시사이저(68)로 게이트시킨다. 신시사이저는 10MHz와 27MHz주파수를 신시사이저(68)의 위상검출기로 이송되는 통상의 주파수로 하향 분할한다. 신시사이저(68)의 위상검출기의 출력은 제어신호로서 전압제어형 크리스탈 발진기(80)로 공급되어 입수 이더넷 주파수로 고정하기 위해 로컬 주파수를 상향 또는 하향으로 조절한다.
프로그램 로직 장치(66)에 데이터 패킷의 수신을 알리는 신호와 10MHz 클록은 수신 인에이블로서 기능하는 직렬 인터페이스 어댑터(82)에 의해 제공된다. 직렬 인터페이스 어댑터에 적절한 시중구입 가능한 제품은 Advanced Micro Devices제 Am7992B이다.
데이터 스트림은 시중구입 가능한 Pulse Engineering제 PE68026와 같은 변환기/필터(84)를 통해 수신된다. 충돌정보는 또한 다른 변환기/필터(86)를 통해 수신되며, 이것은 84와 동일한 유형의 변환기/필터일 수 있다. 수신된 데이터는 트위스트 페어 이더넷 송수신기 플러스(Am79C100)와 같은 제 1 네트워크 송수신기(88)로 제공된다. 제 1 네트워크 송수신기(88)의 출력(수신 데이터)은 수신 인에이블(82)과 제어기(90)에 유용하도록 만들어진다. 제어기(90)는 싱글 칩 이더넷 제어기 Am79C970(Advanced Micro Devices제)와 같은 시중구입 가능한 제품일 수 있다. 제어기(90)는 네트워크(34)로부터 수신된 데이터를 셋-톱 전자장비(40)의 MPEC 디코더(70)로 제공하기 위한 주변요소 상호접속(PCI, peripheral component interconnect) 버스와 같은 버스(92)에 연결된다.
제2 네트워크 송수신기(92)가 제어기(90)에 연결되어 있고, 88과 같은 유형의 송수신기로 실행될 수 있다. 제2 네트워크 송수신기(92)는 변환기/필터(84)를 통하여 제어기(90)로부터 네트워크(34)로의 데이터를 위한 전송경로를 제공한다.
충돌 정보는 변환기/필터(86) 및 제2 송수신기(92)를 통하여 제어기(90)로 루팅된다.
도 6은 내부 네트워크 접속(56)의 더욱 상세한 도면인데, 이것은 MPEG 전송칩(54)에 의해 복구된 27MHz MPEG 클록으로부터 10MHz 클록을 합성하는 네트워크 신시사이저(58)에 대한 MPEG를 가지고 있다(도 4 참조). 크리스탈 발진기(96)는 신시사이저(58)에 결합되어 10MHz 신호를 공급한다. 어떤 실시예에서, 크리스탈 발진기(96)는 20MHz 발진기이며, 신시사이저에 의해 발생되는 주파수는 20MHz이고, 이것은 그후 수신기(셋-톱 전자장비(40))에서 10MHz로 간단히 분할된다. 시판용 신시사이저로는 Motorola제의 MC145145-2가 있다.
10MHz 클록은 마이크로프로세서(100)용 인터페이스로서의 역할을 하는 마이크로프로세서 인터페이스(98)에 공급된다. 마이크로프로세서(100)와 함께 마이크로프로세서 인터페이스(98)는 변환기/필터(102)를 통하여 내부 네트워크(34)에 접속되는 송수신기(60)를 형성한다. 마이크로프로세서 인터페이스(98)는, 예를 들면, Motorola제의 MC68160 칩일 수 있으며, 마이크로프로세서도 Motorola제의MC68EN360일 수 있다. 변환기/필터(102)는 도 5의 변환기/필터(84, 86)와 같은 유형일 수 있다.
셋-톱 전자장비(40)로부터 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 분리하는 것은 상기한 바와 같이 많은 이점을 제공한다. 집적 네트워크 인터페이스 유닛을 구비한 종래 셋-톱 박스의 기능(책임(responsibilities))이 본 발명의 실시예에서는 분리되어 있다. 예를 들면, 바람직한 실시예에서, 네트워크 인터페이스 유닛(32)은 외부의 네트워크 고유 인터페이싱, 동조 복조 및 에러 정정을 수행할 책임을 진다. 상기 유닛은 외부의 네트워크 고유 비디오 디스크램블링(descrambling) 및 인코딩/디코딩(신용카드의 숫자, 사용자 암호 등의)을 제공한다. 네트워크 인터페이스 유닛(32)은 외부의 네트워크 고유 프로그램 가이드를 또한 제공한다. 또한, 상기 유닛은 단일 스트림으로 MPEG 전송 역다중화와 MPEG 기준 클록 복구를 수행한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 네트워크 인터페이스 유닛은 홈 네트워크 이더넷을 인터페이스하고 및 MPEG/이더넷 클록을 고정시킨다. 여러 스트림과 다수의 사용자를 위한 외부의 네트워크 및 홈 네트워크 프로토콜을 지원하는 소프트웨어를 제공한다. 네트워크 인터페이스 유닛은 홈 네트워크용 게이트웨이로 작용하며 필요하다면 데이터의 버퍼링을 제어하는 소프트웨어를 구비한다.
셋-톱 전자장비(40)는 바람직한 실시예에서, 오디오, 비디오, 그래픽 및 아날로그 텔레비전과 인터페이스 되는 응용 컴퓨터로서 본질적으로 작용한다. 예를들면, 셋-톱 전자장비(40)는 필요하다면 홈 네트워크 고유 인터페이싱 및 데이터 버퍼링을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 이더넷 클록/MPEG 클록을 고정시킨다. 셋-톱 전자장비(40)는 디지털 오디오/비디오를 복구시키기 위하여 MPEG 비디오 및 오디오를 디코딩 한다. 셋-톱(set-top) 전자장비(40)는 오디오 및 비디오를 위하여 디지털을 아날로그로 변환하며 적외선 리모콘으로부터의 명령을 지원한다. 셋-톱 전자장비(40)는 아날로그 비디오 입력(NTSC)을 지원한다. 셋-톱 전자장비(40)는 프린터들, 게임 포트들 등과 인터페이싱 하며, 부트 레벨 작동 시스템을 지원하고 외부의 네트워크로부터 전체 시스템을 다운로드 할 수 있다. 셋-톱 전자장비(40)는 네트워크 인터페이스 유닛을 통하여 네트워크 제공자와 프로그램 비디오 서버에 응용프로그램과 통신을 지원한다.
도 7은 본 발명의 허브(42)와 직통회선 크로스바(44)의 배치 및 네트워크 인 티페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)와의 연결에 대한 예시적인 실시예를 상세히 도시한 블록도이다. 직통회선 크로스바(44, 42)는 특정 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)들 사이의 직통회선을 또는 이들 유닛용 허브(42)를 통한 간단한 네트워크 접속을 선택적으로 제공한다. 도 7에서, 도시 및 설명을 위하여 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)들의 일부만이 도시된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 허브(42)는 비교적 간단하고 값이 싼데, 이는 패킷 루팅 스위치 또는 저장 및 송신(forward) 스위치와 같은 것을 포함하지 않기 때문이다. 트래픽을 검사하고 패킷 루팅 스위치들은 구비한 허브에서와 같이 송수신 어드레스들에 따라 허브를 역동적으로 스위칭하는 지능(intelligence)이 없다.
도 7에는 단지 하나의 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 하나의 셋-톱 전자장비(40)만이 직접 연결된 것으로 도시되었지만, 임의의 갯수의 직접 연결쌍들이 크로스바(44)의 크기에 따라 직통회선 크로스바(44)에 의해 연결될 수 있다. 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)는 각각 5개의 핀위치 또는 접속부를 구비하며, 각 접속부는 쌍으로 되어 있다. 이것은 10개의 핀위치를 구비하는 종래의 전화플러그, 전화 RJ45와 일치한다.
내부 네트워크(34)는 네트워크 인터페이스 유닛(32), 셋-톱 전자장비(40) 및 직통회선 크로스바(44) 사이를 연결시킨다. 바람직한 실시예에서, 내부 네트워크(34)는 10 또는 100 base-T 이더넷이다.
네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40) 사이의 직통회선 또는 네트워크 접속의 선택은, 다음의 설명에서 상호 구분을 위해 도 7에서 접미사(suffix)가 부가되어 표시된 다수의 스위치(108)에 의해 설정된다. 도 7의 실시예에서, 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40)는 서로 직접 접속되고, 네트워크 인터페이스 유닛(32)은 셋-톱 전자장비(40)로 데이터를 전송한다. 마이크로 프로세서(110)는 직통회선 크로스라(44)의 제어기로서 작용하고, 직통회선 실행에 필요한 사용자 명령에 응답하여 스위치(108)의 위치를 제어한다. 예를 들어, 사용자는 주문형 비디오 서비스로부터 영화를 감상하는 것을 선택할 수 있고, 휴대용 리모콘으로 이것을 선택할 수 있다. 마이크로 프로세서(110)는 이 선택에 응답하여, 주문형 비디오 서비스를 전달하는 외부 네트워크에 접속하는 네트워크 인터페이스 유닛(32)과, 사용자가 영화를 보기 원하는 텔레비전 수신기에 연결된 셋-톱 전자장비(40)와의 사이에 직통회선을 구축하기 위해 스위치(108)들의위치를 변경할 것이다.
이러한 경우, 스위치(108a)는 네트워크 인터페이스 유닛(32)의 송수신기(88)의 전송라인을 직통회선 크로스바(44)의 라인(112)에 접속하도록 표시된 위치로 이동된다. 송수신기(88)의 전송라인은 더 이상 허브(42)의 Tx1 포트에서 네트워크로 접속되지 않는다. 유사하게, 셋-톱 전자장비(40)의 송수신기(92) 수신라인은 스위치(108g)를 통해 직통회선 크로스바(44)의 같은 라인(112)으로 연결된다. 이 직통회선이 구축되면, 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 통해 가정에 들어오는 데이터는 허브(42)를 거쳐 네트워크 전체에 전파되지 않고, 그 대신 데이터가 사용될 위치에서 셋-톱 전자장비(40)로 직접 공급된다.
비록 직통회선 크로스바(44)에 의해 구축된 직통회선이 네트워크 인터페이스 유닛(32)으로부터 셋-톱 전자장비(40)로의 데이터에 뛰어난 경로를 제공하더라도 네트워크 인터페이스 유닛(32)으로 들어오는 모든 데이터가 셋-톱 전자장비(40)를 위한 것은 아니다. 예를 들면, E-메일이 이 특별한 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 통하여 수신되고, 집주인이 E-메일을 개인용 컴퓨터로 송신하도록 하는 것은 가능하지만, TV로 송신하는 것은 불가능하다. 그러나, 일단 직통회선이 구성되면 이 직통회선에 의해 네트워크(34)로 접속되지 않는다.
이 문제점을 해결하기 위하여, 셋-톱 전자장비(40)는 이 셋-톱 전자장비(40)를 위한 것이 아닌 데이터용 루팅기능(routing function)을 수신하고 수행하는 데이터 팩킷의 주소를 검사한다. 이 데이터는 셋-톱 전자장비(40)에 의해 허브(42)를 통하여 네트워크(34)로 재루팅된다. 엔드 포인트 연결(이 예에서 셋-톱전자장비(40))에 의한 재루팅은 비싸고 복잡한 루터(router)를 사용하는 시스템의 필요성을 없애준다. 셋-톱 전자장비(40)는 데이터 패킷을 확인하고 네트워크(34)로 루팅하는 마이크로프로세서(120) 및 관련 메모리(122)를 구비한다.
네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40) 사이의 직통회선은 비디오 데이터를 위한 지터-프리(jitter-free) 연결을 제공하나, 허브를 통하여 다른 데이터를 네트워크(23)로 재루팅하는 것은 하나 이상의 유형의 데이터가 네트워크 인터페이스 유닛(32)에 의해 가정으로 전송되게 한다. 네트워크 인터페이스 유닛(32)과 셋-톱 전자장비(40) 사이의 직통회선이 일단 구성되면, 셋-톱 전자장비(40)에 의해 허브(40)로 전송되도록 충돌 검출이 요구된다. 이 셋-톱 전자장비(40)는 충돌을 감지할 필요가 있고 만약 그러한 충돌이 일어난다면 그 데이터를 네트워크(34)로 재전송할 필요가 있다. 이 네트워크 인터페이스 유닛(32)은 어떤 실시예에서는 충돌하지 않도록 장착할 수 있다. 왜냐하면 충돌은 직통회선상에서는 일어날 수 없기 때문이다. 그러나, 어떤 실시예에서는, 네트워크 인터페이스 유닛 포트 및 셋-톱 전자 장비 포트 양쪽(크로스바(44)를 통하여 네트워크(34)로)에서 동일한 두 개의 충돌이 용이하게 발생된다.
어떤 바람직한 실시예에서는, 5쌍의 도선 중 하나는 시스템에 화상내부-화상(picture-in-picture) 표시능력을 제공하는데 사용된다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스 유닛(32)은, 분리된 크로스바 연결라인(114) 상으로 전송도선의 두 번째 쌍 위의 또 다른 송수신기(882)를 통하여 데이터의 제2 스트림을 공급할 수 있다. 라인(114)으로 연결된 또다른 송수신기(88a)를 구비한 셋-톱전자장비(40)는 직통 회선을 통해 데이터의 제2 스트림을 수신하여 텔레비전 화면에 화상내부-화상을 공급한다. 따라서 두 개의 화상은 분리된 직통회선에 의해 지터없이 제공될 수 있다.
본 발명의 어떤 바람직한 실시예에서는, 크로스바 스위치(108)가 트랜지스터의 아날로그 MOS 어레이에 의해 작동되며, 제어기(110)로부터 신호에 응답하여 제어된다. 그러나, 이것은 단지 다른 실시예들이 서로 다른 디자인의 스위치를 이용하는 것처럼, 당업자에 의해 고려될 수 있는 예에 불과하다.
본 발명의 상세한 설명은, 여러 요소의 기능에 대한 어떤 논리적 차이로 구성을 기술하고 있지만, 이러한 논리적 차이가 다른 실시예들에서는 상이할 수 있다. 예를 들어, 허브(42)는 내부 네트워크에 연결되는 것으로 묘사된다. 그러나 허브(42)는 또한 논리적으로 내부 네트워크의 일부분으로서 생각되어지거나 혹은 허브(42)에 단말기를 부착하는 나머지 도선 형성 수단과 함께 네트워크를 형성할 수 있다. 그러므로 당업자는 본 명세서에 도시되고 설명된 논리적 차이가 단지 예일 뿐이라는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 네트워크 인터페이스 유닛과 셋-톱 전자장비를 분리함으로써 가정내에서 서로 및 외부 세계에 다수 장치를 상대적으로 값싸게 연결할 수 있다.
본 발명이 상세하게 묘사되고 설명되었지만, 이것은 서술적, 예시적으로 이해되어야 하며, 한정하려는 것이 아니며 본 발명의 개념과 범위는 단지 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (9)

  1. 구조를 위한 멀티미디어 네트워크 아키텍처로서, 상기 구조의 외부에 위치한 복수의 외부 네트워크들과 통신하기 위한 멀티미티어 네트워크 아키텍처에 있어서,
    상기 구조 내에 있는 내부 디지털 네트워크;
    상기 구조내에 있는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 유닛으로서, 상기 네트워크 인터페이스 유닛은 상기 복수의 외부 네트워크들 중의 하나와 상기 내부 디지털 네트워크간의 통신을 위한 수단을 포함하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 유닛;
    상기 내부 디지털 네트워크 및 네트워크 인터페이스 유닛 각각으로부터 분리되어 각각에 연결되는 전자 모듈로서, 상기 모듈은 사용자로 하여금 외부 네트워크와 연결되어 상기 외부 네트워크와 통신하기 위한 네트워크 인터페이스 유닛들 중의 하나를 선택할 수 있게 하는 전자모듈; 및
    상기 전자 모듈 및 상기 네트워크 인터페이스 유닛간의 상기 내부 디지털 네트워크 상에서 양방향 디지털 통신을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조를 위한 멀티미디어 네트워크 아키텍처.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 네트워크 포트(30)는 서로 다른 외부 네트워크에 각각 연결되는 다수의 네트워크 인터페이스 유닛(32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 내부 네트워크(34)는 이더넷 네트워크인 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  4. 제 2 항에 있어서, 다수의 셋-톱 박스(40)는 상기 내부 네트워크(34)에 연결되는 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  5. 제 3 항에 있어서, 다수의 처리 장치(20)중 적어도 하나는 상기 이더넷 네트워크에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  6. 제 5 항에 있어서, 다수의 주변장치(12, 14, 16, 18, 22 및 24)중 적어도 하나는 상기 이더넷 네트워크에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 이더넷 네트워크는 10baseT 이더넷인 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 이더넷 네트워크는 100baseT 이더넷인 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 구조내에 동축 케이블을 더 구비하고 음성영상 정보를 전송하는 상기 구조 외부의 동축 케이블에 연결된 것을 특징으로 하는 아키텍처(10).
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