專利名稱：交互式信息服務(wù)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提供交互式信息服務(wù)的控制系統(tǒng)，例如視頻、聲音、圖書館、交互式游戲等。具體的視頻應(yīng)用包括″點播電影″，在線查找數(shù)據(jù)，以及在家購物等。所有根據(jù)本發(fā)明的信息服務(wù)都需要使用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息提供者或其余用戶與顧客的置頂終端(set top terminal，也可譯成置頂匣)之間的交互式連接。更進(jìn)一步說，本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于建立網(wǎng)絡(luò)內(nèi)顧客的置頂終端與信息提供者或其余用戶之間的信息對話連接，并且管理所需的雙向網(wǎng)絡(luò)通訊，用來給顧客提供交互式信息服務(wù)。
數(shù)字信號處理技術(shù)的最新發(fā)展，尤其是數(shù)字信號壓縮技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多建議，即通過現(xiàn)有的電話線路和同軸電纜線路向顧客提供新的數(shù)字服務(wù)。例如，可以把數(shù)字視頻信號進(jìn)行壓縮，然后利用現(xiàn)有的同軸CATV電纜傳送壓縮后的信號，再在顧客的置頂終端里對視頻信號進(jìn)行解壓縮，這樣就可以向顧客提供數(shù)百個CATV(即有線電視)頻道。人們所建議的這種技術(shù)的另外一個應(yīng)用是″點播電影″系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，顧客通過電話線路，直接與視頻服務(wù)提供者進(jìn)行通訊。顧客所點播的視頻節(jié)目由電話線路或者同軸CATV電纜傳送到顧客的家中，顧客可以立即觀看。
例如，Pocock等人在美國專利No.5,014,125中描述了一種這樣類型的交互式電視系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用雙路電話連接，把觀眾的命令信號傳送到中央控制器，用來選擇不同的視頻節(jié)目，以及把視頻節(jié)目中的音頻部分從中央控制地點傳送到觀眾那里。一旦建立好連接，就確立了一個在觀眾和中央控制點之間的傳輸通路，其ID號碼從觀眾的置頂終端傳送到中央控制器中，然后通過這個傳輸通路進(jìn)行控制，把視頻節(jié)目傳送到觀眾的置頂終端里，置定終端把視頻節(jié)目儲存起來，并且再傳送到觀眾的電視機里。一旦開始進(jìn)行視頻節(jié)目的傳送，地址和命令數(shù)據(jù)就可以在視頻禎的垂直消隱時間間隔里從視頻服務(wù)提供者傳送到觀眾的置頂終端。但是遺憾的是，Pocock等人所描述的系統(tǒng)需要使用電話線來從置頂終端向中央控制器傳送命令，因此就需要使用電話公司所控制的電話標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議來傳送命令。更進(jìn)一步，Pocock等人所描述的系統(tǒng)只有在觀眾需要具體的視頻節(jié)目時，才是交互式的。觀眾不能在視頻節(jié)目傳送的過程中進(jìn)行交互式活動，例如放映(Play)，暫停(Pause)，快進(jìn)(Fast Forward)等，因為視頻節(jié)目受觀眾的錄象機(VCR)的控制。
在Beyers二世等人的專利U.S.No.5,235,619中(該專利的受讓人與本專利申請的受讓人相同)，描述了一種RF返回方法。在這種方法中，數(shù)據(jù)通過一組可選擇的數(shù)據(jù)頻道從CATV訂戶向上游傳送到末端控制位置，數(shù)據(jù)頻道的帶寬位于保留的電視頻道的帶寬中，如其在專利中所描述的那樣，向上游的數(shù)據(jù)傳送周期性地自動進(jìn)行，并且選擇至少一個傳輸時間為隨機時間。這些返回通路可用來進(jìn)行可視會議，閱讀功率計，報警服務(wù)，訂戶登記并且投票，收集訂戶所看節(jié)目的統(tǒng)計信息，在家購物，以及提供每看一次節(jié)目就付一次費的服務(wù)(par—per—view service)等。但是，目前這樣的RF返回通路僅被用于傳送帳單數(shù)據(jù)等周期性的數(shù)據(jù)，不適合于提供CATV訂戶與信息提供者之間(或者與其它CATV訂戶之間)的完全交互式的信息對話連接，因為在這種對話連接中，命令和數(shù)據(jù)的前后流動是實時進(jìn)行的。
許多人相信，真正的交互式系統(tǒng)將使人們獲得信息與接受娛樂的方式發(fā)生革命性的變化。在真正的交互式系統(tǒng)中，顧客可以有選擇地訪問大型音頻，視頻或者數(shù)據(jù)圖書館，并且在用錄像機把視頻節(jié)目播放出來時，可以在實時的基礎(chǔ)上控制所選擇的信息的播放過程；網(wǎng)絡(luò)的不同顧客之間也可以進(jìn)行交互式活動，例如交互式視頻游戲，遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)等。遺憾的是，在本發(fā)明之前，并沒有建立起來允許實現(xiàn)″點播式電影″系統(tǒng)或者其它類似的″交互式″信息服務(wù)系統(tǒng)的通訊系統(tǒng)和協(xié)議，因為這樣的信息服務(wù)系統(tǒng)需要在實時的基礎(chǔ)上，在整個播放的過程中，從觀眾那里接收命令。相反，現(xiàn)有的系統(tǒng)，例如Beyer二世等人所描述的系統(tǒng)，僅限于用做顧客登記系統(tǒng)，付賬系統(tǒng)等，并沒有交互式地影響所選擇的服務(wù)的播放過程。
目前，電話公司已經(jīng)擴展了它們的ISDN數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，用來向顧客傳送數(shù)字信息。遺憾的是，進(jìn)入家中的電話線仍使用雙絞線，這種線沒有足夠的帶寬，不能用來進(jìn)行數(shù)字視頻信號等的傳送。另一方面，有線電視公司擴展了現(xiàn)有的寬帶同軸電纜的使用，用來向觀眾提供數(shù)字視頻信號以及其它信息，但CATV系統(tǒng)缺乏向每個觀眾傳送他們各自節(jié)目的開關(guān)機制。實際上，實現(xiàn)交互式系統(tǒng)的最大障礙是有線電視公司與電話公司之間缺乏合作，沒有建立起通用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)以及聯(lián)邦通訊委員會(FCC)同意的協(xié)議。同樣所知的還有，任何一個陣營都沒有一個具體的建議，來實現(xiàn)真正的交互式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，允許顧客在所需節(jié)目的整個傳送過程中，連續(xù)地與信息提供者進(jìn)行通訊。
因此，盡管交互式信息服務(wù)系統(tǒng)有非常大的潛在市場，但是沒有人能夠提供使用現(xiàn)有的、FCC可以接受的通訊協(xié)議的，滿足顧客需求的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，因此需要發(fā)展一種交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，能夠把有線電纜傳送系統(tǒng)和電話線傳送系統(tǒng)的優(yōu)點結(jié)合起來，合并到一個獨立的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)中，這樣的系統(tǒng)將給家庭帶來數(shù)字化革命。同樣還需要這樣的系統(tǒng)，能夠把家庭錄像機的方便性和幾乎無限的節(jié)目源結(jié)合起來，使得家庭錄像機能夠通過網(wǎng)絡(luò)訪問大型(音像)圖書館。
本發(fā)明所提供的一種交互式信息服務(wù)系統(tǒng)能夠滿足上面所述的各種需求，該系統(tǒng)的運行與電話網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議無關(guān)，而是根據(jù)信號的需求來運行，因此本系統(tǒng)更象標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)總線。本發(fā)明的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)最好實現(xiàn)為獨立的系統(tǒng)，作為一個新的服務(wù)來安裝；但是，本發(fā)明的交互式信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)也可以連接到經(jīng)過修改的現(xiàn)有的寬帶有線電視系統(tǒng)中，例如用光纖電纜獲得額外所需的帶寬，來傳送本發(fā)明的交互式信息服務(wù)。
本發(fā)明的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)(IIS)在顧客的置頂終端(STT)與信息提供者(SP)之間建立并且維護了信息的對話連接，允許控制信息以事先確定好的格式，在受FCC托管的服務(wù)邊界與音頻和視頻服務(wù)之間進(jìn)行交換。在后面有關(guān)視頻服務(wù)的上下文中，本發(fā)明的這一點稱作提供一種信息對話連接或者“視頻對話連接”(VSC)。本發(fā)明的IIS系統(tǒng)使顧客的STT，能夠通過使用控制系統(tǒng)的消息，來向SP請求服務(wù)，并且使SP能夠把所請求的服務(wù)，通過與顧客的STT相連接的寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)的某一部分帶寬，傳送到顧客的STT中。本發(fā)明同樣在所需的交互式信息服務(wù)的整個傳送過程中，維護了這種通訊連接，使得導(dǎo)向命令，例如快進(jìn)，倒帶，暫停，向前搜索，向后搜索以及其它超媒體導(dǎo)向命令等，能夠從STT傳向SP，而不必使用顧客家中的電話進(jìn)行連接。
根據(jù)本發(fā)明，SP使用由UNISON—1定義的傳輸機制，向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)提供交互式信息服務(wù)，然后把交互式信息服務(wù)傳送到適當(dāng)?shù)膶拵ьl道，再傳送到訂戶的STT中。正如這里所描述的那樣，UNISON—1是一種單向的同步光纖網(wǎng)絡(luò)接口，該模型由標(biāo)準(zhǔn)SONET傳輸機制而來，但標(biāo)準(zhǔn)SONET傳輸機制被修改成易于傳輸單向、異步、映射了的數(shù)據(jù)，例如MPEG-2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包和異步傳輸模式(ATM)單元，其中包含按MPEG—2協(xié)議壓縮和合并了的數(shù)據(jù)。在頭末端(Head-end，也可譯成末端控制點)，MPEG—2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成6MHz頻道的64QAM數(shù)據(jù)，向訂戶進(jìn)行傳送，在顧客的STT中，信息服務(wù)數(shù)據(jù)經(jīng)過解壓縮和解密過程，送入顧客電視的適當(dāng)頻道，然后播放出來。
根據(jù)本發(fā)明，在STT與SP之間建立起一種信息對話連接，允許STT和SP通過一個反向通路進(jìn)行通訊。該反向通路使得STT能夠向SP請求服務(wù)，并且在實時的基礎(chǔ)上交互式地控制所選擇的服務(wù)。反向信號通路最好位于進(jìn)入用戶家庭的傳輸媒體的頻帶之內(nèi)，并且最好由幾個STT共享，每個STT使用時間分片多訪問(TDMA)來進(jìn)行雙向通訊，并且使用槽式ALOHA技術(shù)防止數(shù)據(jù)沖突。雙向通訊通路中的數(shù)據(jù)然后進(jìn)行QPSK解調(diào)制，并且經(jīng)由以太網(wǎng)(Ethernet)直接進(jìn)行發(fā)送，或者經(jīng)由頭末端的連接管理計算機(CMC)或其它中間信息位置傳送到SP。類似地，SP通過由以太網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)到頭末端，以在雙向通路上傳送數(shù)據(jù)，也可以由其它中間信息位置進(jìn)行QPSK調(diào)制，并且傳送到具有相應(yīng)地址的STT。
這種類型服務(wù)的一個應(yīng)用是″點播電影″服務(wù)，在這種服務(wù)中，STT向SP請求需要傳送的電影節(jié)目，然后，當(dāng)電影節(jié)目開始傳送時，按照本發(fā)明，STT能夠通過雙向連接向SP發(fā)送命令，例如放映，暫停，快進(jìn)，向前搜索，反向搜索等等。其它應(yīng)用包括在線查找數(shù)據(jù)服務(wù)，在家購物服務(wù)，交互式視頻游戲(在這里SP由網(wǎng)絡(luò)的其它成員取代)，遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)，在線音樂會，以及其它通過交互式連接可以得到改進(jìn)的服務(wù)。
通過后面的對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述，以及附圖，可以更清楚，更直觀地了解本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點以及其它目的和優(yōu)點，圖簡述如下

圖1是按照本發(fā)明中的技術(shù)所構(gòu)造的交互式數(shù)字信息服務(wù)的總體方塊圖，其中建立并維護了在置頂終端和信息服務(wù)提供者之間的雙向通訊連接，以及流向置頂終端的數(shù)字信息的單向通路。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)所構(gòu)造的數(shù)字信息分配系統(tǒng)的總體方塊圖，該系統(tǒng)用來向顧客提供交互式的信息服務(wù)。
圖3示出了在本發(fā)明中，連接用戶的置頂終端到數(shù)字信息分配系統(tǒng)的650MHz同軸電纜上的優(yōu)選頻譜分配。
圖4示出了按照本發(fā)明的技術(shù)，用戶的置頂終端如何通過TDMA槽的分配，向上游進(jìn)行通訊，連接到服務(wù)提供者的一個示例。
圖5示出了用來把網(wǎng)際協(xié)議(IP)包封裝成消息單元的方法，消息單元用來在本發(fā)明的前向和反向通路的信號接口中進(jìn)行傳送。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明，UNISON—1同步傳輸信號-3級串聯(lián)(STS—3C)幀的結(jié)構(gòu)，該幀用來單向傳送信息服務(wù)數(shù)據(jù)。
圖7示出了使用圖6中UMSON—1 STS—3C幀結(jié)構(gòu)的傳輸總體結(jié)構(gòu)。
圖8示出了根據(jù)圖6中UNISON—1 STS—3C幀結(jié)構(gòu)的同步實際載荷封裝(SPE)結(jié)構(gòu)，用來從服務(wù)提供者向頭末端傳送MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包。
圖9示出了多速率傳輸(MRT)幀結(jié)構(gòu)，用來從頭末端112向STT30傳輸MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包。
圖10示出了BOOTTERM消息包的格式，用來分辨IP地址(IPA)的物理地址。
圖11示出了在由用戶的置頂終端發(fā)起的對話建立過程中，事件的發(fā)生順序。
圖12示出了在由用戶的置頂終端發(fā)起的對話結(jié)束過程中，事件的發(fā)生順序。
圖13示出了在由服務(wù)提供者建立的連續(xù)對話啟動過程中，事件的發(fā)生順序。
圖14示出了在由服務(wù)提供者發(fā)起的對話結(jié)束過程中，事件的發(fā)生順序。
下面參照圖1—14描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)該了解到這里所給出的附圖只為示范目的，限制本發(fā)明的范圍。例如，這里所描述的帶寬和頻率是優(yōu)選的方案，但并不限定本發(fā)明。有關(guān)本發(fā)明的范圍問題請參見所附的權(quán)利要求。A.系統(tǒng)綜述圖1是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10的組成部分的方塊圖。數(shù)字信息分配系統(tǒng)10提供了一種機制，使壓縮了的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)從服務(wù)提供者(SP)20通過寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到用戶的置頂終端(STT)30，使用戶能夠播放它們。下文參照圖2詳細(xì)地描述了這一點，例如，在進(jìn)行視頻服務(wù)時，接收到的信息顯示在用戶的電視機上。根據(jù)本發(fā)明，通過一種連接管理計算機(CMC)40還建立并維護了SP20與STT30之間的雙向通訊通路。本發(fā)明系統(tǒng)的這一部分被稱作信息對話連接(information session connection)，它允許在SP20與STT30之間對所請求的信息服務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊。圖1還示出了調(diào)制解調(diào)器50在CMC40的控制下，把壓縮后的寬帶數(shù)字信息服務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換進(jìn)入一組6MHz電視頻道，進(jìn)而通過用戶的STT30在其電視機上播放。
如圖1所示，本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10分成1級服務(wù)(L1)和2級服務(wù)(L2)。1級服務(wù)在優(yōu)選實施例中提供信息對話連接或者“視頻對話連接(Video Session conneclion)”(VSC)，是系統(tǒng)中建立并維護STT30和SP20之間的交互式通訊對話的響應(yīng)部分。1級服務(wù)由聯(lián)邦通訊委員會(FCC)管理。另一方面，2級服務(wù)則是系統(tǒng)的響應(yīng)部分，用來提供從SP到網(wǎng)絡(luò)的L1部分的所請求的服務(wù)，并且用于在網(wǎng)絡(luò)的用戶端(STT30)終止服務(wù)。2級服務(wù)由FCC定義成擴展的服務(wù)提供者，它不受FCC管理。因此，本發(fā)明使用1級服務(wù)和2級服務(wù)的結(jié)合，并且需要1級服務(wù)和2級服務(wù)之間的一組接口。
具體地說，本發(fā)明使用4個通用接口，提供電視信息傳輸服務(wù)頻道，傳送數(shù)字化的525—線NTSC彩色或者單色視頻信號，以及相關(guān)的伴音信號，同步信號和SP20與STT30之間的信令操作。如圖1所示，SP20(L2)與調(diào)制解調(diào)器50(位于L1頭末端)之間的接口最好為UNISON—1接口，它是一種155。520Mbps的光纖信號接口，可用來把動態(tài)圖象專家組(MPEG—2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)包從SP20傳到調(diào)制解調(diào)器50，其中包含壓縮了的數(shù)字視頻和音頻數(shù)據(jù)，以及其它數(shù)字服務(wù)信息。位于頭末端(L1)的調(diào)制解調(diào)器與STT30(L2)之間的接口最好為64位-四象限調(diào)制(64—QAM)接口，它使用亞特蘭大科技公司(Scientific Atlantic Inc。)的多速率傳輸機制(MRT)，傳輸MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包到STT30。位于客戶的STT30(L2)與CMC40(位于L1的頭末端)之間的第三個接口最好為前向和反向通路信號接口，它使用差分編碼偏移四進(jìn)制移相鍵控(O—QPSK)調(diào)制。最后，CMC40(L1)與SP20(L2)之間的接口最好為前向和反向通路信號接口，它使用以太網(wǎng)絡(luò)(IEEE802.3)。本文后面將詳細(xì)描述到這些接口。
連接管理計算機(CMC)40管理STT30與SP20之間的對話，CMC40為調(diào)制解調(diào)器，STT30，QPSK解調(diào)器120和122(圖2)，QPSK調(diào)制器124(圖2)作出響應(yīng)并為之提供數(shù)據(jù)，向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128(圖2)提供路由信息，如果正確，則為STT30和SP20提供信息對話管理。正如下面將要詳細(xì)描述到的，或者STT30，或者SP20，都可以向CMC40請求信息服務(wù)。CMC40決定是否還有可用的資源，來傳輸所需的服務(wù)，如果有，就從SP20到STT30建立服務(wù)連接。CMC40然后把服務(wù)信息發(fā)送給STT30和SP20，允許他們連接到網(wǎng)絡(luò)，開始進(jìn)行所請求的交互式信息服務(wù)。1級服務(wù)L1和2級服務(wù)L2之間的消息流動將在下面進(jìn)行詳細(xì)介紹。B.數(shù)字信息分配系統(tǒng)10根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例如圖2所示，這里先對它進(jìn)行描述，然后再描述各自的接口，最后，再描述一下示范性的系統(tǒng)命令消息以及示范性的對話，以更好地示出本發(fā)明的系統(tǒng)的運行情況。
圖2示出了本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10，其中服務(wù)提供者(SP)20可以向顧客家中(100)提供信息服務(wù)。如圖中所示的那樣，顧客家中100放置了置頂終端(STT)30，用來通過本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10來和SP20通訊。STT30最好擁有數(shù)據(jù)處理能力以及本地存儲能力，以便能夠控制所接收到的數(shù)據(jù)在用戶的電視機或者其它信息播放裝置上的播放過程。
如圖中所示，本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10可以完全從現(xiàn)有的CATV系統(tǒng)中分離出來，后者通過常規(guī)同軸電纜或者光纖線路把CATV信號傳送到與顧客電視機相連接的電纜盒102處。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，修改了現(xiàn)有的CATV系統(tǒng)，通過提供具有更高帶寬的傳輸媒體以及升級通訊硬件，來把本發(fā)明的交互式信息服務(wù)并入現(xiàn)有的有線電視中。另一方面，本發(fā)明的系統(tǒng)也可以完全與現(xiàn)有的有線電視系統(tǒng)無關(guān)并與CATV系統(tǒng)展開競爭。在后一種情況下，電纜盒102除了提供現(xiàn)有的CATV連接外，還提供STT30以及數(shù)字信息分配系統(tǒng)10的其它部分。
如圖2中所示，一組STT30通過一個通用雙向通訊線路103連接到一組寬帶放大器104中的一個。優(yōu)選情況下，每個通訊線路103能處理500個或者更多個STT30。換句話說，每個通訊線路103可以把至少500個本地顧客連接到本發(fā)明所說的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10中。這樣，圖2通過示范方式，示出的系統(tǒng)可以支持至少2000個顧客，并且通過增加硬件，還可以增加所支持的顧客數(shù)。
放大器104同樣接收模擬服務(wù)信息信號，該信號由光電轉(zhuǎn)換器(O/E)106提供，106則從光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108中接受光學(xué)信號。光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108從頭末端112提供的電/光(E/O)轉(zhuǎn)換器110處接受光信號。因此，光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108用做從頭末端112向顧客的STT30提供服務(wù)信息信號。目前，在最后距離上由同軸電纜103完成把服務(wù)信息帶入顧客家中(100)的任務(wù)，但是，很快將會改由光纖完成這個任務(wù)。當(dāng)然，位于頭末端112和STT30之間的光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)格來講，也不是非需要不可的。本發(fā)明也可以使用具有足夠?qū)拵鬏斕卣鞯耐S電纜。但是，本發(fā)明優(yōu)選使用光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108。
一旦CMC40知道了STT30的地址(見D節(jié))，并且STT30已經(jīng)建立了與SP20的信息對話連接，如下面將要參照圖4所要描述的那樣，那么STT30通過TDMA上游申請信號線路與SP20通訊。根據(jù)系統(tǒng)的加載情況，可能會有不止一個TDMA數(shù)據(jù)流。CMC40保持這些TDMA數(shù)據(jù)流的軌道，并且告訴STT30，它應(yīng)該調(diào)諧到哪一個寬帶頻率范圍，用做它的TDMA頻道，同時還向STT30分配數(shù)據(jù)流的時間片，后文將結(jié)合圖4詳細(xì)描述這種技術(shù)。
前面所提及的雙向通訊線路103是本發(fā)明優(yōu)選實施例中的SP20和STT30之間的雙向通訊通路的一部分，用來提供″視頻對話連接″(VSC)，其中SP20是視頻服務(wù)提供者。當(dāng)然，SP20也可以提供其它類型的數(shù)字服務(wù)，例如聲音，文本，交互式視頻游戲等。如圖中所示，從STT30到SP20的上游申請信號線路包括有電/光(E/O)轉(zhuǎn)換器114，用做把來自STT30的信號轉(zhuǎn)換成光信號，以便通過光纖116(可為光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108中的光纖)傳送到頭末端112處的光/電轉(zhuǎn)換器(O/E)118。在優(yōu)選實施例中，反向信號通路占用從5MHz到30MHz的1.544MHz帶寬頻率范圍，這個信號或者提供到QPSK解調(diào)器120，通過以太網(wǎng)與CMC40通訊，或者經(jīng)由一個或多個QPSK解調(diào)器122，通過以太網(wǎng)與SP20通訊。精通本領(lǐng)域的人可以認(rèn)識到，附加的QPSK解調(diào)器122可用在反向信號通路中，用來增加STT30和SP20通訊頻道的帶寬。例如，如果需要30MHz帶寬反向信號通路，則可使用19個或者20個QPSK解調(diào)器122，每個的帶寬大致為1.544MHz。
圖2中還示出了SP20與STT30之間的前向信號通路，通過以太網(wǎng)上的CMC40，經(jīng)由寬帶傳輸系統(tǒng)的一個或者多個可用頻道，提供給QPSK解調(diào)器124。例如，前向通路電子信號的頻率范圍可以在108MHz到114MHz之間，由QPSK調(diào)制器124輸出的前向通路電子信號，與由調(diào)制解調(diào)器50所調(diào)制的6MHz頻率64—QAM視頻信號一起，進(jìn)入RF合并器，所得信號由E/O110轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(如上所述)，并且經(jīng)由光循環(huán)網(wǎng)絡(luò)108傳送到STT30。
頭末端112經(jīng)由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128與SP20通訊。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128把所需數(shù)據(jù)從SP20傳送到頭末端112，后者控制提供給發(fā)出請求的STT30的數(shù)字信息服務(wù)，正如下文將要參照圖6—8詳細(xì)描述的那樣，由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128提供的數(shù)據(jù)定義成U-NISON—1格式，并且提供155.520Mbps的視頻，聲音以及MPEG—2系統(tǒng)映射數(shù)據(jù)到頭末端112。
最后，SP20包含路由器網(wǎng)關(guān)(Router Gateway)130，用來解釋經(jīng)由以太網(wǎng)，從CMC40以及/或者STT30接收的消息，并且在視頻節(jié)目或者其它的數(shù)據(jù)圖書館(沒有示出)中控制數(shù)據(jù)的訪問。對話控制方塊132保持顧客請求節(jié)目的賬單信息等。如果對話控制方塊132認(rèn)為顧客的信用是好的，顧客就被允許通過文件服務(wù)器134訪問壓縮的節(jié)目數(shù)據(jù)圖書館。當(dāng)然，可以建立一組這樣的文件服務(wù)器134，用來訪問一個或者多個SP20的一個或者多個節(jié)目數(shù)據(jù)圖書館。頻道單元控制方塊136響應(yīng)路由器網(wǎng)關(guān)方塊130，用來增加節(jié)目的ID等到MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包中，后者包含有由文件服務(wù)器134提供給頻道單元/多路調(diào)制器138的數(shù)字信息。頻道單元/多路調(diào)制器138還調(diào)整MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的時間，給數(shù)據(jù)包打時間戳以及調(diào)整在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128上所必需的傳輸延遲等。頻道單元/多路調(diào)制器138最好還提供加密機制，使得能夠安全地傳輸數(shù)據(jù)，然后在顧客的STT30里用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行解密。
在優(yōu)選實施例中，圖2所示的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10經(jīng)由具有至少650MHz容量的同軸電纜連接到顧客的家中(100)。如上面所注意到的，實現(xiàn)這樣的系統(tǒng)可能需要升級現(xiàn)有的CATV硬件，包括同軸電纜等，這樣當(dāng)?shù)赜芯€電視公司才能提供公開的交互式服務(wù)，或者，另一方面，本發(fā)明的系統(tǒng)也可以與當(dāng)?shù)赜芯€電視公司提供的服務(wù)分開來，成為一個獨立的系統(tǒng)。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明，650MHz同軸電纜可以容納現(xiàn)有的模擬視頻服務(wù)，以及交互式的數(shù)字信息服務(wù)，包括提供信息對話連接(ISC)的前后信號通路等。在所示出的結(jié)構(gòu)中，為從STT30到SP20的TDMA反向通路提供了直到30MHz的帶寬，反向通路使用TDMA以及/或者槽式ALO-HA和QPSK解調(diào)(1.544MHz信號頻道)技術(shù)。但是，最好使用5MHz到30MHz的頻率范圍，以避免基帶CTB和CSO噪音。在30MHz到50MHz頻率范圍內(nèi)分配了保護頻帶，以消除反向通路(0—30MHz)以及前向通路(50—650MHz)的第二級和第三級組成部分之間的交叉連接。在所示出的實施例中，50MHz到550MHz頻帶分配給了從SP20到STT30的現(xiàn)有的模擬視頻服務(wù)。如圖中所示的實施例，現(xiàn)有的電纜準(zhǔn)備頻道在這個頻帶中傳送，盡管現(xiàn)有的電纜準(zhǔn)備頻道可以通過一種傳輸媒體傳送，而交互式信息則由獨立的傳輸媒體來提供。在另外的結(jié)構(gòu)中，可以使用MPEG—2數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，在這個頻帶內(nèi)傳送650路數(shù)字節(jié)目(83個6MHz頻道，每個頻道8個節(jié)目)。根據(jù)本發(fā)明，這些數(shù)字頻道既可以為廣播式服務(wù)，也可以為交互式服務(wù)。如上面所注意到的那樣，把信號從頭末端112傳到STT30的前向通路可以在50MHz到550MHz之內(nèi)的可用頻道中提供(例如108—114MHz)。最后，550MHz到650MHz頻帶用在后面的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行本發(fā)明的交互式數(shù)字信息傳送。因此，有16個6MHz頻道分配給交互式數(shù)字信息節(jié)目的發(fā)送。當(dāng)使用MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包，在每個6MHz頻道內(nèi)壓縮并且傳輸8個視頻節(jié)目時，根據(jù)本發(fā)明，在100MHz的帶寬內(nèi)，可以傳輸128個互相獨立的交互式數(shù)字節(jié)目。
當(dāng)然，使用這里所描述的技術(shù)，也可以進(jìn)行不同的頻率分配；但是，反向信號通路與前向信號通路之間有一個保護頻帶是非常重要的，這樣可以防止交叉連接。同樣，由于根據(jù)本發(fā)明的頻道數(shù)目取決于進(jìn)入顧客家庭的傳輸媒體的帶寬，因此需要使進(jìn)入顧客家中的連接介質(zhì)具有足夠的頻帶，以容納本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10所要求的帶寬。
下面將詳細(xì)描述L1和L2之間的每一個接口。C.通訊接口1.STT到SP的反向信號通路接口正如上面所注意的那樣，根據(jù)本發(fā)明，在SP20與STT30之間提供了雙向信號通路。本節(jié)討論STT30(L2)與頭末端112(L1)之間的接口。如前面注意到的，頭末端112和SP20之間的前向和反向信號通路使用已知的以太網(wǎng)(Ethernet)協(xié)議(IEEE 802.3)，因此這里就不詳細(xì)描述了。
熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，描述信號通路接口所用的通訊技術(shù)，通常是帶通結(jié)構(gòu)，它與基帶結(jié)構(gòu)不同，它采用了調(diào)制的RF載波，把幾種類型調(diào)制機理，競爭技術(shù)，以及傳輸協(xié)議結(jié)合到一個共享的媒體中。為了達(dá)到這個目的，使用了前向和反向信號通路。在現(xiàn)有的帶通結(jié)構(gòu)中，把RF頻譜分解成兩個互相獨立的部分，用它們來區(qū)分通訊方向，反向通路是從共享網(wǎng)絡(luò)上的顧客到中央控制地點例如頭末端112等的通訊用頻率范圍，而前向通路是頭末端112到網(wǎng)絡(luò)上多個顧客的通訊用頻率范圍。根據(jù)本發(fā)明，兩個通訊通路最好由保護頻帶分開，保護頻帶中應(yīng)該沒有載波信號，這樣可以消除互相干擾。
運行本發(fā)明中的信號網(wǎng)絡(luò)還需要其它的技術(shù)，例如，反向信號通路包括槽式ALOHA以及時間分片多訪問(TDMA)技術(shù)，用來防止連接到相同反向通路上的STT30的競爭。使用了消息單元，還使用了差分編碼偏移四進(jìn)制移相鍵控(O-QPSK)，它在前向通路和反向通路通訊中使用1.544Mbps幀。
a.槽式ALOHA信號傳輸本發(fā)明中，使用了槽式ALOHA信號傳輸，用來管理不同STT30之間訪問傳輸線路103的競爭，更具體地說，當(dāng)傳輸線路需要初始訪問時，通過立即向STT30提供頻道，來使用槽式ALOHA在顧客的STT30與頭末端112之間傳輸數(shù)據(jù)。槽式ALOHA技術(shù)用于多個有同等的訪問傳輸頻道權(quán)利的顧客。由于可能發(fā)生同時傳輸，因此發(fā)生這種情況時，槽式ALOHA技術(shù)完成信號分辨任務(wù)。
STT30與頭末端112之間的傳輸頻道使用模擬載波信號進(jìn)行傳輸，如下面將要詳細(xì)描述到的，調(diào)制技術(shù)最好為Offset—QPSK。這里描述了兩個提供這樣功能的傳輸頻道，但是精通本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以認(rèn)識到還可以增加更多的頻道，以容納可能導(dǎo)致消息包沖突的高吞吐率。STT30將為每一個數(shù)據(jù)包傳輸隨機地選擇一個槽式傳輸頻道，以防止這樣的沖突。
根據(jù)本發(fā)明，使用了時間槽技術(shù)，允許每一個STT30的傳輸起始時間與通用時鐘源同步。由于消息包在傳輸過程中互相不覆蓋，因此同步起始時間增加了傳輸頻道中的消息傳輸量。相鄰起始時間的時間差稱作時間槽，如圖4所示，當(dāng)消息包能夠通過傳輸線路，經(jīng)由E/O轉(zhuǎn)換器114和光線路116，傳輸?shù)筋^末端112時，每個時間槽只是時間上的一個點。STT30只能在時間槽的邊界上開始傳輸數(shù)據(jù)包。
通用時鐘源最好為1.544Mbps信號，由頭末端112產(chǎn)生，同時被送到所有的連接到該頭末端112的STT30。由于所有的STT30的時鐘參考源相同，因此時間槽在所有的STT30中都是對齊的。但是，由于在傳輸網(wǎng)絡(luò)中有時間延遲，因此時間槽必須足夠?qū)?，以容納由于時間延遲而導(dǎo)致的各個STT30之間的傳輸時間偏差。為了達(dá)到這個目的，應(yīng)設(shè)置保護頻帶，使時間槽的長度大約為0.5ms。在1.544Mbps下使用0.5ms的時間槽，可以在每秒種里提供2000個時間槽，用來從STT30向SP20傳輸命令。
根據(jù)本發(fā)明，STT30提供的消息包結(jié)構(gòu)最好為512位數(shù)據(jù)長度，其中包括前置的88位數(shù)據(jù)，以及424位的消息單元。前置數(shù)據(jù)是標(biāo)題信息，用來辨識消息單元的開始，它是一種混合類型的數(shù)據(jù)，向STT30提供幀順序，并且被插入到STT時間槽間隔的第一位。消息單元是提供給CMC40或者SP20的實際消息的有效部分，后文將參照圖5描述消息單元的優(yōu)選格式。
優(yōu)選情況下，向每個時間槽間隔分配了保護時間，例如168.4ms，以容納寬帶網(wǎng)絡(luò)中時間延遲的增加。時間延遲增加是由STT30接收其1.544Mbps時鐘信號，以及消息包傳送到本發(fā)明的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)10的返回傳輸時間等引起的。
通過STT30傳送了消息包之后，發(fā)送消息的STT30將通過返回到STT30的″回信″消息，來確定CMC40或者SP20是否成功地接收了信息。優(yōu)選情況下，回信消息只包括消息單元，而不包括前置信號。如果發(fā)送消息的STT30在200個時間槽或者約100ms之內(nèi)沒有檢測到回信，那么就認(rèn)為發(fā)生了信號沖突。換句話說，認(rèn)為兩個或者更多個STT30在同樣的時間槽中試圖傳輸消息數(shù)據(jù)包。如果發(fā)生了沖突，STT30將重新傳輸消息包。
有兩個參數(shù)影響重新傳輸并且確定成功的可能性，它們是重新傳輸時間(即所選擇的用做重新傳輸?shù)臅r間槽)，以及使用的另外的信號頻道。為了便于重新傳輸，當(dāng)超過100ms的″回信″檢測時間后，STT30將隨機地選擇時間槽用做重新傳輸，重新傳輸?shù)臅r間段通常為0—50ms，在這個時間段里面，可以使用大約100個時間槽來重新傳輸，STT30隨機地選擇一個時間槽，因此信號沖突的可能性減至最?。涣硗庖粋€方面，可以使用交替的傳輸頻率或者頻道來增加重新傳輸數(shù)據(jù)包的成功可能性，在這種體系下，重新傳輸消息包之前，STT30選擇一個傳輸頻率(或者頻道)用做重新傳輸，這種選擇與隨機選擇類似，因此增加了成功的可能性。
b.TDMA傳輸在STT30使用前面所描述的槽式ALOHA技術(shù)建立了與SP20的對話后，STT30通過TDMA上游申請傳輸或者″通行″線路，包括一個或者多個QPSK解調(diào)器122(前面已經(jīng)描述過)與SP20進(jìn)行通訊。通過“通行”線路發(fā)送的消息可以封裝在已知的協(xié)議中，例如網(wǎng)際協(xié)議(IP)等。根據(jù)系統(tǒng)加載情況，可以有不止一個的TDMA數(shù)據(jù)上游。CMC40指示STT30，它應(yīng)該調(diào)諧在寬帶頻譜中的什么位置，作為它的TD-MA頻道，并且給STT30分配一個數(shù)據(jù)流的時間槽。圖4示出了一組與相同的上游通訊線路連接的STT30是如何使用所分配的TDMA時間槽與上游的SP20通訊的。
如圖4所示，每一個STT30都被分配了一個TDMA，其長度(TDMA—LEN)為3，各組TDMA時間槽之間的間隔(TDMA—DIST)為12，如圖中所示，STT A的TDMA—START值為0，STT B的TDMA—START值為3，STT C的TDMA—START值為6。在圖4的例子中，STT A在時間間隔0—2，D到D＋2，2D到2D＋2，3D到3D＋2等中傳輸。類似地STT B在時間間隔3—5，D＋3到D＋5，2D＋3到2D＋5，3D＋3到3D＋5等中傳輸，而STT C在時間間隔6—8，D＋6到D＋8，2D＋6到2D＋8，3D＋6到3D＋8等中傳輸。在實際的實施例中，D應(yīng)該足夠大，以容納直到幾百個STT30，但是，D最好根據(jù)系統(tǒng)的加載情況變化，以保持系統(tǒng)更精確。例如，在只有500個顧客通過特定的反向傳輸通路進(jìn)行通訊的情況下，應(yīng)該每100個時間槽分配一個顧客(例如，D＝100)，這樣可以使響應(yīng)速度更快，另一方面，如果反向傳輸通路的負(fù)載很大，那么可以向頭末端112提供不止一個的TD-MA數(shù)據(jù)流。
在運行過程中，所有的STT30都包含有來自頭末端112的時間槽定時信息，下面將要描述到這一點。這個定時信息包括參考幀數(shù)目，由STT30使用來確定當(dāng)前時間槽的值，以及同步機理，它定義TDMA頻道的時間槽的邊界。如上面所注意到的，每個STT30的傳輸開始時間都同步到一個通用時鐘源，后者優(yōu)選為一個1.544Mbps的信號，由頭末端112生成并且被同時傳送到所有的連接到該頭末端的STT30。由于所有的STT30都參考同樣的時鐘源，因此時間槽對于所有的STT30都是對齊的。
每個STT30需要的定時信息最好經(jīng)由通用傳輸接口信號傳送，它由頭末端112產(chǎn)生，并且被同時傳送到所有連接到該頭末端112的STT30上。優(yōu)選情況下，通用時鐘源和通用傳輸接口信號可以通過前向通路傳輸接口由STT恢復(fù)，下面將說明這一點。這個前向通道傳輸線路包括有1位數(shù)據(jù)流，其格式為擴展超幀(Extended Superframe)格式(ESF)。在STT30從頭末端112經(jīng)由前向通道傳輸接口接收的每一個擴展超幀的M位中嵌入?yún)⒖紟瑪?shù)目(M位也叫數(shù)據(jù)線路位)，這個幀內(nèi)的計數(shù)值將從0到999中反復(fù)。，它由STT30使用，用于計算在前向通道傳輸線路中接收到的，在下一個擴展超幀的第一個M位(M1)上對齊的時間槽的數(shù)目，方法是把得到的幀計數(shù)值乘以6。該計算過程可以得到時間槽數(shù)目，其范圍為0到5999，包含3個第二階段。
嵌入到前向通道傳輸線路數(shù)據(jù)流中的ESF M位，同樣還由STT30用來定義每個時間槽的開始時間，接收到的每個奇數(shù)M位(M1，M3，M5，M7，M9，M11)標(biāo)識時間槽的起始時間。當(dāng)時間槽數(shù)目等于STT的TDMA—START數(shù)目時，該STT30可以在分配給它TDMA頻道上，把消息單元傳送到時間槽的TDMA—CNT值上；如果STT30的數(shù)據(jù)寬度大于TDMA—CNT所能容納的寬度，STT則必須等待時間槽的TDMA—DIST值，直到可以繼續(xù)在分配的TDMA頻道上傳送為止。
如下面將要討論到的，來自CMC40的STT對話提供命令給STT30提供TDMA—CHNL，TDMA—START，TDMA—CNT以及TDMA—DIST參數(shù)。圖4中沒有示出TDMA—CHNL，STT30用它來確定它應(yīng)該調(diào)諧到哪一段頻譜范圍上，用做它的TDMA頻道。
如果STT30網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了顯著變化，CMC40可以重新分配TDMA—CHNL，TDMA—START，TDMA—CNT以及TD-MA—DIST參數(shù)，來平衡網(wǎng)絡(luò)加載情況。如果發(fā)生了這樣的情況，CMC40首先給網(wǎng)絡(luò)上所有的STT30重新提供新的TD-MA參數(shù)，但是，這些參數(shù)并不馬上生效，必須等到CMC40向所有的STT30廣播一個命令，告訴它們可以開始用新的參數(shù)時才能生效。
因此TDMA允許STT30不受競爭地訪問到SP20的傳輸頻道中。精通本領(lǐng)域的人可以認(rèn)識到，TDMA基于分片訪問的原理，通過提供協(xié)商好的帶寬分配時間槽訪問的方法，使多個STT30分片訪問到共享的傳輸頻道中。前面所描述的各個STT30的時間槽分配，通過把消息從CMC40傳送到STT30來完成，此操作的命令將在后面詳細(xì)描述。TDMA傳輸頻道優(yōu)選用做幾百個顧客的寬度，但是，由于這個頻道只用做交互式對話消息，因此用戶使用這個線路的數(shù)目受限于同時使用的交互式用戶的數(shù)目。
如圖2中所示，網(wǎng)絡(luò)中的QPSK解調(diào)器120閱讀所得的TDMA數(shù)據(jù)流，并且把TDMA時間槽的消息單元里所包含的信息重新會集成最初的網(wǎng)際協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包，用做從CMC40向SP20傳送，下面將詳細(xì)說明本發(fā)明的這部分技術(shù)。
c.QPSK調(diào)制如上面所注意到的，本發(fā)明中使用了QPSK調(diào)制，用于給數(shù)字信息編碼，使其能夠在電線或者光纖中傳播，以便把數(shù)據(jù)從STT30傳送到SP20，或者反過來傳送。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，使用了偏移四進(jìn)制移相鍵控(O—QPSK)的調(diào)制方法，因為其容錯能力，頻譜效率以及高于電源電壓的傳送能力等都比較強。
從細(xì)節(jié)上說，QPSK是一種四級數(shù)字相位調(diào)制技術(shù)，正交信號代表由0起始相位的正弦波和余弦波線性組合成的任意相位的正弦波形，QPSK生成移相鍵控信號(PSK)，作為正交信號的線性組合。為了實現(xiàn)這一目的，需要一種裝置，產(chǎn)生與基帶信號電平成比例的載波移相，因此直接調(diào)制基帶信號以產(chǎn)生QPSK。需要建立兩個多級基帶信號一個作為入相(I)信號，另一個作為出相信號(Q)。兩個基帶信號的選擇級別應(yīng)符合系數(shù)關(guān)系，使PSK信號能夠代表I和Q信號的線性組合。QPSK調(diào)制器把接收的數(shù)據(jù)流分開，使得各位能夠交替地傳送到入相調(diào)制器(I)以及出相調(diào)制器(Q)。這些相同的數(shù)據(jù)流在調(diào)制器的相應(yīng)的相位檢測器的輸出中出現(xiàn)，在這里它們互相離開，進(jìn)入一系列的數(shù)據(jù)流中。
QPSK系統(tǒng)需要使用差分編碼，以及相應(yīng)的差分檢測，這是因為接收者不具備確定所接收的數(shù)據(jù)到底是正弦參考還是余弦參考的能力。另外，所接收到的數(shù)據(jù)的極性也不確定。差分編碼把信息按照相差進(jìn)行編碼，然后傳送。調(diào)制解調(diào)器處理數(shù)字二進(jìn)制符號，以得到差分編碼，然后把絕對相位傳送出去。差分編碼按數(shù)字級別實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明，在QPSK系統(tǒng)中使用偏移鍵控，用于消除信號偏差。這種技術(shù)減少了由非線性頻道或者解調(diào)器的非線性過程帶來的信號損失。相信熟悉本領(lǐng)域的人應(yīng)該很清楚這種技術(shù)。
d.消息單元正如上面注意到的，在從STT30向頭末端112傳輸數(shù)據(jù)時使用了消息單元格式。圖5示出了這種消息單元格式，上面所述的槽式ALOHA技術(shù)和TDMA技術(shù)都使用了這種格式。優(yōu)選情況下，每個消息單元都有40位消息單元頭以及384位消息實際載荷區(qū)(圖5C)。消息單元頭最好包括一個通路地址，一個頻道地址以及一個消息頭容錯控制8位組(HEC)。HEC最好覆蓋整個單元頭，HEC的值是一個8位序列，其中包含(X3＋X2＋X＋1)乘以消息頭中除了HEC區(qū)域外的部分所得的值，再除以2所得的余數(shù)。8位余數(shù)然后與預(yù)先確定好的位采樣進(jìn)行“或”操作，之后插入到消息頭的HEC域中。
消息單元實際內(nèi)容包含所有或者部分消息單元實際數(shù)據(jù)單元(PDU)，消息單元PDU包括一個PDU實際負(fù)載(IP數(shù)據(jù)包)，一個PAD域，用做把PDU對齊到消息單元邊界，以及一個PDU尾，其中可以包括一個控制域，一個長度域，其中包含PDU實際載荷的8位位組的數(shù)目，以及一個CRC—32域，它是一個基于標(biāo)準(zhǔn)32度多項式生成器的32位序列。每個消息單元PDU包含一個或者多個具有相同路徑和頻道地址的順序消息單元，換句話說，圖5C中的消息單元的通路地址和頻道地址必須相同，以使兩個消息單元位于同一段特定的PDU之內(nèi)。消息單元PDU最好由單個網(wǎng)際協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包組成，如圖5A和圖5B所示。為每一個STT30都提供了唯一的通路和頻道地址，這對重新會集數(shù)據(jù)是必需的。IP數(shù)據(jù)包將在下面的標(biāo)題為″CMC消息格式″的節(jié)中詳細(xì)描述。
2.SP到STT的前向通路傳輸接口從CMC40到QPSK調(diào)制器124，然后到特定的STT30的前向通路需要2條傳輸線路一條以太網(wǎng)傳輸線路，運載以太網(wǎng)實際負(fù)載區(qū)域的IP數(shù)據(jù)包，以及一個QPSK傳輸線路，其中包含擴展超幀結(jié)構(gòu)的位數(shù)據(jù)流。ESF幀的實際負(fù)載區(qū)域中包含帶有物理層轉(zhuǎn)換協(xié)議(PLCP)格式的53個8位位組消息單元數(shù)據(jù)流，PLCP在1991年6月出版的Bellcore文檔TR—TSV—00073的第一版中被稱作DS1。QPSK傳輸線路ESF幀結(jié)構(gòu)把位數(shù)據(jù)流分成4632位擴展超幀。每一個擴展超幀包括24,193位的幀，每一個幀包括一個實際負(fù)載的幀頂(overhead)位，以及24個8位位組(192位)。ESF中提供了24個幀頂位，它們被分成擴展超幀對齊信號，循環(huán)冗余檢查域，以及數(shù)據(jù)線路位。ESF幀對齊信號用做定位所有24個幀以及幀頂位的位置。另一方面，循環(huán)冗余檢查域包含CRC—6檢查位，它計算前面的擴展超幀消息塊的4632位。檢查位序列最好是先乘以X6，再除以CRC消息塊的多項式(X6＋X＋1)值的余數(shù)。最后，數(shù)據(jù)線路位，或者M(jìn)位，代表參考幀計數(shù)值，用來定義STT30到QPSK線路的時間槽信息。在開始的10個M位(M10—M1，M1是最低位)中包含了幀計數(shù)值，M11包含了一個奇數(shù)位，它經(jīng)過計算前10個M位后產(chǎn)生，M12設(shè)置成1，這個幀計數(shù)值將從0到999反復(fù)計數(shù)。
3.SP到頭末端網(wǎng)絡(luò)接口在典型的本發(fā)明的數(shù)字信息分配系統(tǒng)10中，從服務(wù)提供者(SP)20傳送到頭末端112的信息從總體上說是視頻，音頻，個人數(shù)據(jù)以及網(wǎng)絡(luò)控制數(shù)據(jù)的組合。本發(fā)明中用于傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的SP20與頭末端112之間的接口使用單向同步光纖網(wǎng)絡(luò)(UNISON—1)接口，其物理層特征及底層網(wǎng)絡(luò)傳輸結(jié)構(gòu)是從所知的同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SONET)傳輸中修改而來。但是，本發(fā)明中對SONET標(biāo)準(zhǔn)做了幾處修改，下面將討論這個問題。優(yōu)選情況下，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)形式的服務(wù)信息通過MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包以壓縮的形式傳送。
盡管需要將信息數(shù)字化，使得聲音，視頻以及其它數(shù)據(jù)可以按集成的方式處理，然而，根據(jù)特殊需要，SP20在把數(shù)據(jù)信息化的方法以及選擇傳輸速率(以便傳輸混合數(shù)據(jù))上將具有很寬的選擇范圍，但是，根據(jù)本發(fā)明，數(shù)字化方法必須與MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包兼容。
根據(jù)本發(fā)明，單向同步光纖網(wǎng)絡(luò)(UNISON—1)提供了點對點的光纖網(wǎng)絡(luò)，使用修改的SONET標(biāo)準(zhǔn)，不需要完全服從SONET指定的標(biāo)準(zhǔn)。這里所描述的UNISON—1格式是非常需要的，因為它能夠以集成的方式傳輸許多種不同類型的信息。UNISON—1光學(xué)信號的物理接口最好能夠滿足OC—3光學(xué)接口標(biāo)準(zhǔn)，后者在1991年12月的Bellocore文檔TR—NWT—000253第二版中有定義，具體位置是第4節(jié)，表4。11，IR—1列，物理/光學(xué)連接器最好為FC/PC機械連接器；另一方面，UNISON—1接口信號最好與從地區(qū)貝爾操作公司得到的3層時間源同步。
根據(jù)本發(fā)明，在優(yōu)選情況下，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128所使用的基本數(shù)據(jù)速率為同步傳輸信號-3級串聯(lián)速率155.52Mbps。串聯(lián)是相對于SONET系統(tǒng)的傳輸情況而言，它把全部的同步實際負(fù)載外殼(SPE)都當(dāng)做統(tǒng)一的實體或者整個數(shù)據(jù)流對待。在優(yōu)選實施例中，MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包被封裝到SPE中，并且通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，做為整體來傳送。精通本領(lǐng)域的人知道，STS—3C的光學(xué)對應(yīng)物是光學(xué)載波3級信號(OC—3)，它是STS—3C經(jīng)過幀同步量化后的直接光轉(zhuǎn)換結(jié)果。
如圖6所示，本發(fā)明中UNISON—1的STS—3C幀的一個優(yōu)選實施例中包括270列9行的8位位組，總共有2430個8位位組。對于幀長度為125微秒(每秒8000幀)的幀來說，STS—3C的位速率為155.52Mbps。在優(yōu)選實施例中，每一行的開始三列是傳輸頭，其中包括節(jié)(Section)和行(Line)層的開頭的8位位組。如圖7所示，81個8位位組按如下方法分配，其中27個8位位組分配給節(jié)開頭(SectionOverhead)，54個8位位組分配給行(Line Overhead)開頭。STS—3C的節(jié)開頭最好包括下列域STS—3C幀(A1和A2)，多辨識域(C1)，位錯奇偶校驗域(BIP—8)(B1)，用做節(jié)容錯監(jiān)視功能，以及分配的3個8位位組，形成192Kbps消息基頻道(D1，D2和D3)。E1和F1目前沒有使用。另一方面，STS—3C的行開頭最好包括一個指針域(H1和H2)，在指針和STS SPE的第一個8位位組之間提供8位位組的偏移量，并且指示什么時候發(fā)生串聯(lián)；一個位錯奇偶校驗域(BIP—8)(B2)，用做行容錯監(jiān)視功能，以及分配的9個8位位組，形成576Kbps消息頻道(D4到D12)。H3，K1，K2，Z1，Z2和E2目前沒有使用。
在SPE中包含實際載荷，如圖8所示，它是一個125ms的幀結(jié)構(gòu)，所示出的UNISON—1 STS—3C SPE包括261列9行的字節(jié)，總共有2349個字節(jié)，如圖8所示，列1最好包含9個字節(jié)，它們被指定為STS通路頭(POH)，剩下的2340字節(jié)用做實際載荷，UNISON—1 STS—3C SPE開始于STS—3C幀的第1行，第10列。在優(yōu)選實施例中，MPEG—2系統(tǒng)傳輸包被映射入UNISON—1 STS—3C SPE中，如圖8所示。通路頭中包含以下的域B3是位錯奇偶校驗8位位組(BIP—8)，用于通路容錯監(jiān)視功能；C2被分配做指示STS SPE的構(gòu)造和內(nèi)容之用；H4指示下一個MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的起始位置；POH8位位組的余數(shù)目前沒有使用。MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包然后被映射進(jìn)入UNISON—1 STS—3C實際載荷中，如圖8所示，其中SPE實際載荷包含保留(R)的8位位組(目前沒有使用)，MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包包括188個8位位組，它們把視頻，聲音以及個人數(shù)據(jù)結(jié)合到單個或者多個數(shù)據(jù)流中，進(jìn)行存儲或者傳送，簧式所羅門(Solomon)奇偶校驗位(P)用做錯誤糾正?；墒剿_門奇偶校驗位最好MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包(188個8位位組)計算而得，其中用作校驗計算的簧式所羅門碼是使用8位的符號大小(M)和多項式P(X)＝X8＋X7＋X2＋X＋1實現(xiàn)的代碼，以生成256位的高麗碼域。這樣的技術(shù)相信對于精通本領(lǐng)域的人來說是很熟悉的。
為了在SPE中維持幀結(jié)構(gòu)，使用了量化編碼。優(yōu)選情況下，使用了一個序列長度為127的，以行速率進(jìn)行操作的幀同步編碼器。在優(yōu)選實施例中，生成多項式是1＋X6＋X7，所有要編碼的位都被除以2，然后取模，再加入到編碼器的X7位置的輸出端。優(yōu)選情況下，編碼器在整個STS—3C幀中連續(xù)運行，如圖6所示，但是，幀字節(jié)和辨識字節(jié)在優(yōu)選情況下不用編碼。
最后，串聯(lián)涉及到SONET OC—N系統(tǒng)的運行情況，其中整個SPE被當(dāng)做統(tǒng)一或者連續(xù)的數(shù)據(jù)流來對待，當(dāng)實現(xiàn)了串聯(lián)時，H1和H28位位組被分配給預(yù)定的值，優(yōu)選情況下，MPEG-2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包被映射進(jìn)入SPE中，然后作為單一連續(xù)的實體，被傳送到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128中。
4.頭末端到STT的網(wǎng)絡(luò)接口頭末端112和STT30之間的，用做傳輸服務(wù)信息到STT30的接口使用同軸電纜，以及帶多速率傳輸(MRT)格式的帶通網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選情況下，信息將以6MHz的封裝來傳送，這種封裝使用四象限調(diào)制(QAM)技術(shù)。在這樣的系統(tǒng)中，服務(wù)信息經(jīng)由MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包，加載到MRT結(jié)構(gòu)的實際載荷區(qū)中。
如圖2中所示，調(diào)制解調(diào)器50把含有MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的UNISON—1數(shù)字信號編碼成相應(yīng)的6MHz四象限調(diào)制后的信號，傳送到顧客那里。在優(yōu)選實施例中，頭末端112/STT30接口使用同軸電纜，以及帶多速率傳輸(MRT)格式的帶通網(wǎng)絡(luò)，傳送來自SP20的信息，其中，信息要用64—QAM技術(shù)進(jìn)行6MHz的封裝。來自SP20的數(shù)據(jù)經(jīng)由前面已經(jīng)描述過的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包，加載到MRT結(jié)構(gòu)的實際載荷區(qū)中。
a.四象限調(diào)制(QAM)從總體上講，四象限調(diào)制(QAM)是一種給在電纜或者光纖線路上傳輸?shù)臄?shù)字信號進(jìn)行編碼的方法。QAM是象限和相位調(diào)制技術(shù)的組合，是相位調(diào)制類型之一的多相位移相鍵控技術(shù)的延伸。正如精通本領(lǐng)域的人所知道的那樣，二者之間的基本差別在于，QAM技術(shù)中沒有常數(shù)封裝值，而移相鍵控技術(shù)中有常數(shù)封裝值。本發(fā)明中使用了QAM技術(shù)，因為它相對于頻譜效率來說執(zhí)行能力較強。
QAM與最初的不回零(NRZ)基帶傳輸有關(guān)，所有的QAM版本都可以由以下方法實現(xiàn)，從初始NRZ序列中生成兩個多級脈沖序列，然后把它們施加到兩個相位差為90度的載波器中，每一個調(diào)制了的載波器然后產(chǎn)生AM信號，其中含有壓縮了的載波，由于時間域的相乘符合頻率域的相移，因此調(diào)制譜保持了兩側(cè)基帶信號譜的形狀。
QAM可以有許多離散的信號級，通常所用的信號級是4—QAM，16—QAM，64—QAM以及256—QAM。QAM基于四象限調(diào)制，因此四個載波器互相之間差90度相位。QAM系統(tǒng)的頻譜由施加到四個頻道的基帶信號的頻譜來決定。由于這些信號與基帶PSK信號的基本結(jié)構(gòu)相同，因此QAM譜的形狀與有同樣數(shù)目信號點的PSK譜的形狀相同。換句話說，16—QAM的頻譜形狀與16—PSK的頻譜形狀相同，而64—QAM的頻譜形狀與64—PSK的頻譜形狀相同，但是，盡管頻譜形狀相同，兩個系統(tǒng)的容錯能力是有很大差別的，帶有大數(shù)目信號點的QAM系統(tǒng)的容錯能力高于PSK系統(tǒng)的容錯能力，因為PSK系統(tǒng)中信號點之間的距離小于兼容的QAM系統(tǒng)中信號點的距離。有關(guān)QAM調(diào)制技術(shù)的另外信息可以在″IEEE Communications Magazine″，1986年10月，第24卷第10期中找到。
根據(jù)本發(fā)明，每一個交互式頻譜的6MHz封裝將把數(shù)字信息傳輸?shù)絊TT30中，如圖2所示。優(yōu)選實施例中，使用64—QAM調(diào)制，通過模擬載波器傳輸數(shù)字信號。使用視頻信號的數(shù)字編碼，可以把幾路同時的視頻信號放在一個6MHz封裝中，例如，根據(jù)本發(fā)明的64—QAM，6MHz封裝的信息速率為30MHz，其中，使用了3Mbps用做簧式所羅門糾錯信號，使所得到的凈信息速率為27Mbps，因此，如果為交互式服務(wù)使用3Mbps的數(shù)字編碼視頻，聲音以及數(shù)據(jù)，那么單個6MHz封裝中可以同時傳輸9路交互式信息服務(wù)。
b.多速率傳輸格式(MRT)上面提到的多速率傳輸格式(MRT)被設(shè)計用來工作在不同的傳輸系統(tǒng)中，向請求用戶提供匹配錯誤保護。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選格式使用簧式所羅門前向糾錯(FEC)以及雙8位位錯，以完成隨機和突發(fā)錯誤保護。MRT格式，如圖9所示，最好含有MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包，把它和FEC一起，映射到使用上述64—QAM調(diào)制的6MHz封裝中。
如圖9所示，MRT格式在每一行的開始最好包含一個同步8位位組，輔助用做為MRT傳輸結(jié)構(gòu)保持同步。為了使MRT傳輸結(jié)構(gòu)保持同步，并且定義交錯邊界，同樣還使用了高可靠度標(biāo)記(HRM)。高可靠度標(biāo)記包括兩個域(A)一個產(chǎn)生樣板的(N＋2T)/28位位組線性反饋移位寄存器，以及一個(N＋2T)/2網(wǎng)絡(luò)特定域，其中N是MRT數(shù)據(jù)包長度，T是簧式所羅門碼的糾錯源(優(yōu)選實施例中，T＝8)。網(wǎng)絡(luò)特定域的缺省配置是產(chǎn)生樣板的線形反饋移位寄存器的繼續(xù)值。按一定的時間差來發(fā)送高可靠度標(biāo)記，該時間差由高可靠度標(biāo)記時間間隔L來定義，L定義了交錯功能的邊界，在優(yōu)選實施例中，L＝205。
在優(yōu)選實施例中，MRT數(shù)據(jù)包中包含一個N-位數(shù)據(jù)域和2t簧式所羅門奇偶校驗位，每個數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)域使用線性反饋移位寄存器進(jìn)行量化，所得結(jié)果使用簧式所羅門算法進(jìn)行編碼，生成奇偶校驗域，所得的MRT數(shù)據(jù)包與所定義的交錯深度比是雙8位位錯，并被放入到MRT實際載荷中。在優(yōu)選實施例中，MRT數(shù)據(jù)包大小N是188個8位位組，其中每個MRT數(shù)據(jù)包都恰好包含一個MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包。上述的交錯與簧式所羅門編碼一起，產(chǎn)生對突發(fā)錯誤的保護功能。交錯深度的唯一限制是它必須是高可靠度標(biāo)記間隔(L—1)的整數(shù)倍。在優(yōu)選實施例中，交錯深度為204，使用了雙8位位組交錯。D.CMC消息格式根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過L1和L2服務(wù)邊界，在STT30與SP20之間傳輸數(shù)據(jù)，是由標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)際協(xié)議(IP)完成的。根據(jù)這個協(xié)議，每個STT30和SP20都有唯一的物理地址，該地址映射入IP地址中，通過CMC40分配給STT30。STT30最好有相關(guān)的5個地址一個物理地址(PA)和IP地址(IPA)，一個接收消息單元頻道ID(MCCI)和消息單元通路ID(MCPI)，一個傳輸消息單元頻道ID(MCCI)和消息單元通路(MCPI)，以及一個廣播消息單元頻道ID(MCCI)和消息單元通路ID(MCPI)STT30的物理地址最好是唯一的4個8位位組，它在制造的時候分配給STT30，用來標(biāo)識各個STT。IP地址(IPA)是網(wǎng)絡(luò)地址，當(dāng)STT30連接到網(wǎng)絡(luò)時，由CMC40分配給STT30，當(dāng)提供了IP地址后，CMC40和STT30使用IPA，向STT發(fā)送消息，接收，傳輸，以及廣播MCCI/MCPI地址由QP-SK傳輸來使用，用于處理消息包的分段和重新會集(圖5)，另外，可能還需要給這些地址中的每一個地址提供一個掩碼域(mask field)，以允許把某個STT30分配到某特定組中。
當(dāng)STT30上電并連接到本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)中時，STT30向CMC40發(fā)出請求以得到其IP地址。SP20中可以使用的IP地址同樣地由CMC40送到STT30中。除了標(biāo)識STT30和SP20的地址外，通訊數(shù)據(jù)包中還可以包含用戶數(shù)據(jù)協(xié)議(UDP)頭，其中有STT30，CMC40，以及/或者SP20的各個服務(wù)的特定口地址。
IP消息可以被映射到消息單元傳輸包里，并且在CMC40與STT30之間傳送，參照圖5及其相應(yīng)的上述內(nèi)容，這樣的消息單元最好包含STT30的ID頭，UDP頭，以及消息實際載荷。STT30消息的實際載荷可能與所描述的長度不同。所得消息然后可以經(jīng)由以太網(wǎng)絡(luò)在CMC40與SP20之間傳送，或者使用標(biāo)準(zhǔn)IP格式在CMC40與QPSK調(diào)制器124之間傳送。
根據(jù)本發(fā)明，使用了一種允許把STT的物理地址映射入邏輯網(wǎng)絡(luò)地址(IPA)，以及向STT30分配MCCI/MCPI地址的技術(shù)。正如精通本領(lǐng)域的人所知道的那樣，引導(dǎo)終端協(xié)議(BOOTTERM)執(zhí)行此項功能，并且在STT30需要時提供其余所需內(nèi)容。BOOTTERM為主機，例如CMC40，提供了一個通用方法，用來向網(wǎng)絡(luò)裝置提供啟動參數(shù)，例如STT30或者SP20。BOOTTERM基于Internet RFC951指定的標(biāo)準(zhǔn)BOOTP協(xié)議。由于槽式ALOHA相對于本發(fā)明的BOOT-TERM操作的帶寬限制，因此削減了幾個BOOTP域。BOOT-TERM數(shù)據(jù)包設(shè)計用來在兩個消息單元中傳遞，并且依賴CMC40上的BOOTTERM服務(wù)器，以維護STT的數(shù)據(jù)庫，后者用來給STT30分配IPA。BOOTTERM協(xié)議動態(tài)地向所有發(fā)出BOOTTERM請求的STT30分配IPA。
在優(yōu)選實施例中，SP20與STT30的地址分辨與分配，是通過在制造時給每個STT30分配一個32位物理地址，并且在初始化之后，讓STT30使用BOOTTERM協(xié)議請求服務(wù)來完成的。CMC40然后使用BOOTTERM協(xié)議向STT30分配IPA和MCCI/MCPI地址，并且維護一個把PA封裝到IPA和MCCI/MCPI地址中的數(shù)據(jù)庫。BOOTTERM數(shù)據(jù)包中最好包含一個基于啟動參數(shù)的類型和版本的SP特定域，優(yōu)選情況下，BOOTTERM消息封裝在消息單元中，廣播到STT30中。
如圖10所示，BOOTTERM IP消息包最好包含一個標(biāo)準(zhǔn)的含有24個8位位組的IP頭，一個含有8個8位位組的UDP頭，以及一個BOOTTERM實際載荷。IP頭的目的地址指示出，如果消息來自于CMC40，則把這個消息廣播到所有的STT30；如果消息來自于STT30，則把這個消息廣播到所有的CMC40；如果STT30發(fā)起消息，則該消息的源地址為0；但是如果這個消息是從CMC40響應(yīng)回來的，那么源地址中包含響應(yīng)了請求的CMC40的地址。UDP頭包含CMC40中BOOTTERM服務(wù)器的源口地址和目的口地址，以及STT30中的BOOTTERM處理器。
BOOTTERM實際載荷的格式最好如圖10所示。BOOT-TERM實際載荷的OP—CODE域，如果BOOTTERM包是請求，則為1，如果BOOTTERM包是響應(yīng)，則為0。TERM—TYPE域標(biāo)識CMC40已知的發(fā)出BOOTTERM請求的STT30類型，REV—LEVEL域標(biāo)識終端軟硬件的修改情況。PAGE—SEL域標(biāo)識目前的命令正在給SP指定數(shù)據(jù)的哪一頁編址，優(yōu)選情況下，有9組每組4個8位寄存器，為SP指定數(shù)據(jù)的每一頁進(jìn)行定義，因此可以在STT30中定義SP指定數(shù)據(jù)的直到256頁。SP指定數(shù)據(jù)的第0頁最好包含MCCI/MCPI地址，HW—ADDR域包含STT30的PA，并且當(dāng)它發(fā)出BOOTTERM請求時，由STT30充滿HW-ADDR域。TRANS—ID域是一個系列化的域，它由STT30創(chuàng)建，并且由每個BOOTTERM請求來增加其值。SERVER—ADDR域由響應(yīng)請求的BOOTTERM服務(wù)器來填充，并且是STT30用作所有的后續(xù)IP消息的地址。CLIENT—ADDR域由BOOTTERM協(xié)議分配，它是由CMC40分配的IPA，并且對于所有的后續(xù)IP消息來說，它變成STT30的IPA。
36個8位位組的SP指定數(shù)據(jù)域支持向STT30提供參數(shù)。CMC40基于TERM—TYPE和REV—LEVEL分配數(shù)據(jù)。36個8位位組最好分成9組，每組4個8位寄存器，SP指定數(shù)據(jù)的這個區(qū)域被認(rèn)為是一頁。如上面所注意到的，可以定義直到256頁的SP指定數(shù)據(jù)。在BOOTTERM實際載荷中使用PAGE—SEL域來選擇這些頁。
精通本領(lǐng)域的人可以了解到，這些技術(shù)也可以用于允許相應(yīng)的STT之間通過網(wǎng)絡(luò)互相進(jìn)行通訊，例如，相應(yīng)的用戶可以建立起連接，一旦連接建立起來了，將允許用戶在不同的地點玩交互式視頻游戲。
在上面的各節(jié)中，詳細(xì)地描述了STT30與頭末端112之間，以及頭末端112與SP20之間的的傳輸接口。本發(fā)明中提供了這樣的通訊系統(tǒng)，用來建立信息對話連接，允許在SP20與STT30之間傳輸命令消息，以提供真正的交互式信息服務(wù)，如點播電影，在線數(shù)據(jù)查找，在家購物等，這些服務(wù)允許用戶在信息的播放過程中與服務(wù)提供者進(jìn)行交互活動。下面的部分描述了一些示范性的命令，這些命令在CMC40與SP20，CMC40與STT30之間發(fā)送，用來建立并且維護信息對話連接(ISC)，實現(xiàn)SP20與STT30之間的交互式信息對話，從而提供交互式的信息服務(wù)。然后將在E—G各節(jié)中描述示范命令是如何用在建立視頻對話連接中的。
1.CMC<-->STT命令STT Session Set—up(STT對話設(shè)置)命令由STT30在向指定給它的SP20請求建立對話時發(fā)出。SP20所需的任何設(shè)置數(shù)據(jù)都可以用這個命令，通過把數(shù)據(jù)長度放到SP—DATA—LEN域，把數(shù)據(jù)放到SP—DATA域中進(jìn)行傳送，因此SP—DATA域允許把附加的數(shù)據(jù)傳送到SP20中作為服務(wù)請求。
STT Session Set—up Acknowledge(STT對話設(shè)置確認(rèn))命令由CMC40發(fā)給STT30，用來響應(yīng)STT Session Set—up命令。當(dāng)SP20處理完對話設(shè)置后發(fā)出對話設(shè)置確認(rèn)命令，并且如果SP20接受了請求，有可用資源處理這個請求，那么就在RESPONSE域中加入確認(rèn)碼(ACK)；如果SP20拒絕了請求，或者沒有可用資源處理這個請求，那么就在RESPONSE域中加入否認(rèn)碼(NAK)。這個命令還可以包含一個SESSION—ID標(biāo)識符，這個標(biāo)識符由CMC40分配給發(fā)出請求的S對話，用做在將來的消息中參考這個對話。
Session Connect Request(對話連接請求)命令由STT30發(fā)出，目的是連接到已經(jīng)設(shè)置好的對話中。它可以是一個STT30剛剛請求的對話，也可以是一個STT30預(yù)先定義的，由SP20連續(xù)傳送的″連續(xù)進(jìn)行″對話。這個命令很少需要參照指定STT30正在請求連接的對話的ID碼的SESSION—ID參數(shù)，這個對話可以是由STT30發(fā)出的請求，也可以是連續(xù)進(jìn)行的對話，例如電子節(jié)目指南或者信息頻道。電子節(jié)目指南的數(shù)據(jù)控制器以及文本頻道源在1993年6月7日發(fā)行的美國專利申請序列號No.08/072,911中有詳細(xì)描述，該專利與本專利的受讓人相同。連續(xù)進(jìn)行的對話最好有預(yù)先定義好的SESSION—ID存儲在STT30中。
STT Session Provision(STT對話提供)命令在STT30請求了對話連接之后，由CMC40向STT30發(fā)出。這個命令包含STT30連接到對話所需要的信息SESSION—ID參數(shù)，用來標(biāo)識提供信息的對話的ID碼；CHANNEL參數(shù)，用來標(biāo)識將要傳送對話的頻道的帶寬部分(例如，STT30必須調(diào)諧到的用來接收服務(wù)的頻率)；TDMA—CHNL，TDMA—START，TDMA—CNT，TDMA—DIST參數(shù)，用來提供TDMA，請參照圖4和上文；以及一個MPEG—PROG參數(shù)，它是正在傳送的服務(wù)的MPEG節(jié)目號。
STT Session Provision Acknowledge(STT對話提供確認(rèn))命令，在STT使用STT Session Provision命令提供的參數(shù)連接到所指示的服務(wù)后由STT30發(fā)出。SESSION—ID域包含對話的ID碼，RESPONSE域當(dāng)STT接受提供時為ACK，拒絕接受提供時為NAK。
STT Continuous Session Set—up(STT連續(xù)對話設(shè)置)命令在STT30想要連接連續(xù)進(jìn)行的對話，例如電子節(jié)目指南時由STT30發(fā)出。SP20所需的任何設(shè)置數(shù)據(jù)都可以在這個命令中找到，方法是把數(shù)據(jù)長度放到SP—DATA—LEN域中，把數(shù)據(jù)放到SP—DATA域中。
STT Session Disconnect(STT對話撤消)命令可以由STT30或者CMC40發(fā)出，用來指示出某對話需要終止。如果STT30從對話中撤出，則它發(fā)出這個命令。CMC40發(fā)出這個命令用來指示STT30從對話中撤出。如果對話是由STT30設(shè)置的，那么當(dāng)STT確認(rèn)對話已經(jīng)撤消時，CMC40將發(fā)出STT Session Release(STT對話釋放)命令(見下文)。
STT Session Disconnect Acknowledge(STT對話撤消確認(rèn))命令由STT30發(fā)出，用來響應(yīng)從CMC40發(fā)出的，發(fā)給STT的STT對話撤消命令，也可以由CMC40發(fā)出，響應(yīng)從STT30發(fā)出的，發(fā)給CMC40的STT對話撤消命令。SESSION—ID域包含對話的ID，RESPONSE域當(dāng)STT30或者CMC40接受命令時為ACK，當(dāng)STT30或者CMC40拒絕接受命令時為NAK。
STT Session Release(STT對話釋放)命令由CMC40發(fā)給STT30，指示某對話應(yīng)該結(jié)束，所有分配給該對話的資源應(yīng)該釋放。CMC40指示對話應(yīng)該撤消后發(fā)出這個命令，這個命令只發(fā)給由STT30發(fā)起的對話?！斑B續(xù)進(jìn)行”對話不能由STT30結(jié)束。
STT Session Release Acknowledge(STT對話釋放確認(rèn))命令由STT30發(fā)出，響應(yīng)從CMC40發(fā)出的，發(fā)給STT30的STT對話釋放命令。SESSION—ID域包含對話的ID，RE-SPONSE域當(dāng)STT30接受釋放命令時為ACK，當(dāng)STT30拒絕接受釋放命令時為NAK。
STT Session in Progress(STT對話正在進(jìn)行中)命令由STT30周期性地發(fā)出，以通知CMC40對話仍在進(jìn)行中。這個消息被CMC40用做一種″看門狗定時器″，確定STT30與SP20之間的連接是否在進(jìn)行。這個消息同樣還發(fā)送執(zhí)行情況和賬單信息到CMC40中，例如執(zhí)行監(jiān)視信息以及有效對話信息量估計等。如果到達(dá)了預(yù)定的時間后，CMC還沒有收到該信息，就假定STT30已經(jīng)脫離了服務(wù)，并且對話已經(jīng)中斷。
STT Status Request(STT狀態(tài)請求)命令由CMC40發(fā)出，用來指示STT30傳送狀態(tài)消息。CMC40可以請求多種類型的狀態(tài)信息。CMC40維持這些信息用作診斷和維護的目的，因此，STT Status(STT狀態(tài))消息既可以響應(yīng)STT狀態(tài)請求命令，由STT30發(fā)出，也可以在STT檢測到故障時，不必CMC40請求，直接由STT自己發(fā)出。
STT Re—Allocate TDMA Slots(STT重新分配TDMA槽)命令由CMC40發(fā)給STT30。這個命令給STT30發(fā)出新的TD-MA時間槽配置；但是，STT30不必要立即開始使用新的分配結(jié)果。第二個命令，STT Switch TDMA Slot Assignment(STT切換至TDMA槽分配結(jié)果)命令必須廣播到網(wǎng)絡(luò)上所有的STT30，以使他們能夠同時開始使用新的分配值。因此這個命令需要TDMA—CHNL，TDMA—START，TDMA—CNT，以及TDMA—DIST參數(shù)，如圖4及上文所描述的那樣。
STT Re—Allocate TDMA Slots Acknowledge(STT重新分配TDMA槽確認(rèn))命令由STT30發(fā)出，響應(yīng)STT重新分配TDMA槽命令，該命令事先從CMC40發(fā)給STT30。SES-SION—ID域包含對話的ID，RESPONSE域當(dāng)STT30或者CMC40接受重新分配命令時為ACK，當(dāng)STT30或者CMC40拒絕接受重新分配命令時為NAK。
STT Switch TDMA Slot Allocation(STT切換至TDMA槽分配結(jié)果)命令被廣播到網(wǎng)絡(luò)上所有的STT30。這個命令指示STT30開始使用剛剛發(fā)送給它們的重新分配的TDMA時間槽，如上面所注意到的，這個命令作為廣播，發(fā)送給所有的將要同時使用新的分配值的STT30，STT30接收到這個命令時，在使用新的分配值之前，它一直等待，直到TDMA時間槽開始，這是為了確保不會發(fā)生由于一些STT30比另外一些STT30先接到新的分配值而導(dǎo)致STT30進(jìn)入″競爭″這樣的情況。
2.SP<-->CMC命令SP Session Set—up(SP對話設(shè)置)命令在STT30請求與SP20建立對話時，由CMC40發(fā)給SP20。放在SP—DATA參數(shù)中的從STT30到SP20的所有信息都可以放到這個命令中。
SP Session Set—up Acknowledge(SP對話設(shè)置確認(rèn))命令由SP20發(fā)給CMC40，用來響應(yīng)SP Session Set—up命令。如果RESPONSE域為ACK，則SP將要用來把數(shù)據(jù)輸入到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)128的UNISON—1頻道(INPUT—CHNL)，需要的服務(wù)數(shù)據(jù)速率(DATARATE)，需要的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID的數(shù)目(PID—CNT)，以及需要的TDMA時間槽的數(shù)目(TD-MA—CNT)，被返回到CMC40中，使CMC40能夠分配必要的資源。CMC40將試圖在反向傳輸通路中分配由TDMA—CNT參數(shù)指定的時間槽必要數(shù)目，但是，取決于整個系統(tǒng)的加載情況，如果必要的話，也可以分配更少數(shù)目的時間槽。如果這個數(shù)目是0，CMC40將基于目前系統(tǒng)加載情況，為服務(wù)分配一定數(shù)目的TDMA時間槽。
SP Session Provision(SP對話提供)命令在CMC40為指示的服務(wù)給調(diào)制解調(diào)器50分配了帶寬之后，由CMC40發(fā)出。這個命令包含MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID以及MPEG—2節(jié)目號，SP20將使用節(jié)目號加載服務(wù)。這個命令同樣還包括INPUT—CHNL參數(shù)，它指定CMC40希望的用于傳輸?shù)腢NISON—1輸入頻道。指定SP20用來傳輸服務(wù)的MPEG—2節(jié)目號的參數(shù)(MPEG—PROG)，分配給MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的PID(PID—CNT)，以及分配給該服務(wù)的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的列表，也可以通過這個命令傳送。
SP Session Provision Acknowledge(SP對話提供確認(rèn))命令由SP20發(fā)給CMC40以響應(yīng)SP對話提供命令。RE-SPONSE域當(dāng)STT30或者CMC40接受提供時為ACK，拒絕接受提供時為NAK。ACK響應(yīng)表明SP20已經(jīng)設(shè)置了服務(wù)并且連接到了電路中。在這個收據(jù)型命令之上，CMC40還發(fā)出一個STT設(shè)置確認(rèn)命令給STT30，允許STT30連接到服務(wù)中。
SP Continuous Session Set—up(SP連續(xù)對話設(shè)置)命令由SP20發(fā)給CMC40，以設(shè)置一個″連續(xù)進(jìn)行″的對話，例如數(shù)據(jù)服務(wù)或者電子節(jié)目指南。這些類型的服務(wù)始終在運行中并且一直在服務(wù)提供者的末端連接到網(wǎng)絡(luò)上。STT30可以在任何時候通過給CMC40發(fā)出STT連續(xù)對話設(shè)置命令連接到這些對話中。這個命令必須指定所需的UNISON—1輸入頻道(INPUT—CHNL)，所需的數(shù)據(jù)速率(DATARATE)，所需的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID(PID—CNT)數(shù)目，以及所需的TD-MA時間槽數(shù)目(TDMA—CNT)。
SP Session Connect Request(SP對話連接請求)命令在STT30需要連接到服務(wù)時，由CMC40發(fā)送給SP20。
SP Session Connect Acknowledge(SP對話連接確認(rèn))命令由SP20發(fā)送給CMC40，以響應(yīng)SP對話請求命令。RE-SPONSE域當(dāng)SP20接受連接時為ACK，拒絕接受連接時為NAK。
SP Session Disconnect(SP對話撤消)命令可以由SP20或者CMC40發(fā)出，用來指示出某對話需要終止。如果SP20從對話中撤出，則它發(fā)出這個命令，CMC40發(fā)出這個命令用來指示SP20應(yīng)該從對話中撤出。
SP Session Disconnect Acknowledge(SP對話撤消確認(rèn))命令用來響應(yīng)SP對話撤消命令。如果CMC40發(fā)出了對話撤消請求，那么確認(rèn)碼從SP20發(fā)給CMC40；反之，如果SP20發(fā)出了對話撤消請求，那么確認(rèn)碼從CMC40發(fā)給SP20。RE-SPONSE域當(dāng)STT30或者CMC40接受撤消請求時為ACK，當(dāng)STT30或者CMC40拒絕接受撤消請求時為NAK。
SP Session Release(SP對話釋放)命令由CMC40發(fā)給SP20，指示某對話應(yīng)該結(jié)束，所有分配給該對話的資源應(yīng)該釋放。CMC40在指示的對話已經(jīng)撤消后向SP20發(fā)出這個命令。
SP Session Release Acknowledge(SP對話釋放確認(rèn))命令由SP20發(fā)給CMC40，響應(yīng)SP對話釋放命令。RSPONSE域當(dāng)SP20接受釋放請求時為ACK，當(dāng)SP20拒絕接受釋放請求時為NAK。
SP Session in Progress(SP對話正在進(jìn)行中)命令由SP20周期性地發(fā)出，以通知CMC40對話仍在進(jìn)行中。這個消息被CMC40用做一種″看門狗定時器″，確定STT30與SP20之間的連接是否在有效。CMC40為每個有效服務(wù)保持一個最近的接觸時間寄存器，如果到達(dá)了預(yù)定的時間后，CMC還沒有收到該信息，就假定SP20已經(jīng)脫離了服務(wù)，并且對話已經(jīng)中斷。
SP Status Request(SP狀態(tài)請求)命令由CMC40發(fā)出，用來指示SP20傳送狀態(tài)消息。CMC40可以請求多種類型的狀態(tài)信息，CMC40維持這些信息用作診斷和維護的目的，因此，SP20的發(fā)出SP Status(SP狀態(tài))命令，或者響應(yīng)SP狀態(tài)請求命令，或者在SP檢測到故障時，不必CMC40請求，直接由SP發(fā)出。
3.STT<-->SP命令STT Pass Through Message(STT通路消息)命令用于從STT30的對話中直接向SP20發(fā)送消息。這個命令包括消息長度參數(shù)(MESSAGE—LEN)以及消息主體(MESSAGE)。由于這個消息對于具體對話來說是特定的，因此該消息沒有回執(zhí)。
SP Pass Through Message(SP通路消息)命令用于從SP20直接向STT30的對話中發(fā)送消息。這個命令也包括參數(shù)MESSAGE—LEN以及MESSAGE，并且也不需要回執(zhí)。
STT Broadcast Message(STT廣播消息)命令是從CMC40發(fā)出的向所有STT30的廣播，含有參數(shù)MESSAGE—LEN和MESSAGE。這個命令沒有回執(zhí)。
SP Broadcast Message(SP廣播消息)命令從SP20發(fā)送到向所有STT30發(fā)出廣播的CMC40，含有參數(shù)MESSAGE—LEN和MESSAGE。這個命令也沒有回執(zhí)。
STT Procedure Error(STT過程錯誤)命令在STT30與CMC40之間傳送，用來指示發(fā)生了操作錯誤。發(fā)生過程錯誤的原因在狀態(tài)碼域中返回(STAT—CODE)。
SP Procedure Error(SP過程錯誤)命令在SP20與CMC40之間傳送，用來指示發(fā)生了操作錯誤。發(fā)生過程錯誤的原因在狀態(tài)碼域中返回(STAT—CODE)。
當(dāng)然，精通本領(lǐng)域的人也可以使用其它命令和消息，其實質(zhì)與這里所給出的描述是一樣的。E.CMC<-->STT對話管理上面所提類型的在CMC40與STT30之間傳輸?shù)?，用于建立視頻對話連接的對話管理消息有三種對話設(shè)置命令，對話終止命令，以及對話狀態(tài)命令。當(dāng)STT30請求對話時，由STT30發(fā)出STT對話設(shè)置命令，該命令請求建立服務(wù)，并且請求分配給該服務(wù)一個通路，當(dāng)分配了服務(wù)之后，STT30就向CMC40發(fā)出STT對話連接請求命令，以從CMC40那里得到對話參數(shù)，使得STT30能夠連接到該對話。圖11示出了當(dāng)STT30發(fā)起對話設(shè)置后事件的發(fā)生順序。
如圖11所示，在第一階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話設(shè)置命令；在第二階段，CMC40向SP20發(fā)出SP對話設(shè)置命令；第三階段，SP20確定是否可以處理該對話，并且如果響應(yīng)是ACK，SP就向CMC40返回SP對話設(shè)置確認(rèn)命令，其中包含所需的數(shù)據(jù)速率，MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID數(shù)目，所需的UNISON—1輸入頻道，以及所需的TDMA時間槽的數(shù)目。另一方面，如果第三階段的響應(yīng)為NAK，那么就在向STT30發(fā)出的STT對話設(shè)置確認(rèn)命令中加入NAK響應(yīng)，并且設(shè)置序列終止。
在第四階段，CMC40為新服務(wù)分配部分調(diào)制解調(diào)器的輸出帶寬，并且向服務(wù)分配所需數(shù)目的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID，以及MPEG—2節(jié)目號，然后向SP20發(fā)出SP列話提供命令，其中包含將用于服務(wù)中的MPEG—2節(jié)目號，以及MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID，還有CMC40希望輸入節(jié)目的U-NISON—1輸入頻道；SP20然后在第五階段連接到網(wǎng)絡(luò)，并且向CMC40發(fā)出SP對話提供確認(rèn)命令，指示SP已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)，并且服務(wù)正在活動中。在第六階段，CMC40向STT30發(fā)出STT對話設(shè)置確認(rèn)命令，通知STT30所請求的服務(wù)現(xiàn)在已經(jīng)可以使用。
在第七階段，STT30向CMC40發(fā)出帶對話ID的STT對話連接請求命令；第八階段，CMC40向SP20發(fā)出SP對話連接請求命令；第九階段，SP20向CMC40返回SP對話連接確認(rèn)命令；然后在第十階段，CMC40在反向頻道中向服務(wù)分配TDMA時間槽的數(shù)目，并且向STT30發(fā)出STT對話提供命令，其中包含服務(wù)的頻率，TDMA槽分配，以及服務(wù)中將要傳送的MPEG—2節(jié)目的節(jié)目號；最后，在第十一階段，STT30使用提供的參數(shù)連接到服務(wù)中，并且在第十二步向CMC40發(fā)出STE對話提供確認(rèn)命令，通知CMC40已經(jīng)建立起來對話了。
這樣，就建立起來了根據(jù)本發(fā)明的視頻對話連接，顧客可以向目前提供節(jié)目的SP20發(fā)出快進(jìn)，暫停，倒進(jìn)，以及其它交互命令。
在對話(視頻對話連接)建立起來之后，可以使用對話撤消或者對話終止命令來結(jié)束對話。對話終止既可以由STT30發(fā)起，也可以由CMC40發(fā)起，但是，只有由STT30建立的對話才可以被終止，由SP20建立的連續(xù)進(jìn)行對話只能由SP20終止。圖12描述了在由STT30發(fā)起的對話終止過程中事件的發(fā)生順序。
如圖12所示，在第一階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話撤消命令；在第二階段，CMC40向SP2G發(fā)出SP對話撤消命令；SP20隨之在第三階段向CMC40返回SP對話撤消確認(rèn)命令；在第四階段，CMC40向STT30發(fā)出STT對話撤消確認(rèn)命令(第五階段)；在第四階段中，CMC40同樣還向STT30發(fā)出STT對話釋放命令，并且向SP20發(fā)出SP對話釋放命令；在第六階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話釋放確認(rèn)命令；在第七階段，SP20向CMC40發(fā)出SP對話釋放確認(rèn)命令在這一階段，對話已經(jīng)被終止，并且在第八階段中CMC40收回分配給調(diào)制解調(diào)器50的帶寬，以釋放TDMA時間槽，因為STT對話釋放命令自動釋放了分配給該對話的TDMA時間槽。
如上面所注意到的，在對話(以及視頻對話連接)建立起來之后，CMC40可以動態(tài)地重新分配STT30用來對話的TD-MA時間槽，在這樣的情況下，CMC40向STT30發(fā)出STT重新分配TDMA時間槽命令。STT30儲存了新的TDMA時間槽分配情況，但是并不馬上使用。STT30向CMC40發(fā)出STT重新分配TDMA時間槽確認(rèn)命令，當(dāng)已經(jīng)向所有的STT30都重新分配了TDMA時間槽之后，CMC40然后就向所有的STT30廣播一個STT切換TDMA時間槽命令，在下一個TD-MA循環(huán)開始時，啟用新的TDMA時間槽分配結(jié)果。
使用上述命令在CMC40與STT30之間進(jìn)行的其它處理對精通本領(lǐng)域的人來說應(yīng)該非常清楚。F.CMC<-->SP對話管理CMC40<-->SP20之間的對話管理消息同樣也有三種對話設(shè)置命令，對話終止命令，以及對話狀態(tài)命令。SP20可以設(shè)置一些″連續(xù)進(jìn)行″的對話，而不必經(jīng)過STT30請求。SP20應(yīng)該允許任何數(shù)目的STT30連接到這些連續(xù)進(jìn)行的對話中，但是只有SP20才能終止這些對話。圖13示出了當(dāng)SP20建立連續(xù)進(jìn)行的對話設(shè)置時事件的發(fā)生順序。
如圖13所示，在第一階段，SP20向CMC40發(fā)出SP連續(xù)對話設(shè)置命令，其中包含對話ID(在預(yù)先定義好的″連續(xù)進(jìn)行″對話的ID范圍內(nèi))，所需的數(shù)據(jù)速率，MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID數(shù)目，所需的UNISON—1輸入頻道，以及每個連接到該對話的STT所需的TDMA時間槽的數(shù)目；第二階段，CMC40為新服務(wù)分配部分調(diào)制解調(diào)器的輸出帶寬，并且向服務(wù)分配所需數(shù)目的MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID，以及MPEG—2節(jié)目號，然后由CMC40向SP20發(fā)出SP對話提供命令，其中包含MPEG—2系統(tǒng)數(shù)據(jù)包PID，MPEG—2節(jié)目號，以及用于對話的UNISON—1輸入頻道，但是，如果CMC40不能用所請求的UNISON—1輸入頻道分配資源，那么它將試圖向服務(wù)分配另一個UNISON—1輸入頻道，然后，如果分配成功，就在SP對話提供命令中向SP20返回新的U-NISON—1輸入頻道，如果SP20不能接受這個新分配的UNI-SON—1輸入頻道，那么對話就將終止；第三階段，SP20連接到網(wǎng)絡(luò)，并且向CMC40發(fā)出SP對話提供確認(rèn)命令，指示SP20已經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)上，服務(wù)已經(jīng)可以使用了，此時，對話ID對于所有連接到該服務(wù)的STT來說，都是可以使用的。
當(dāng)STT30希望連接到連續(xù)進(jìn)行的服務(wù)中時，它在第五階段向CMC40發(fā)出STT連續(xù)對話設(shè)置命令。在第六階段，CMC40向SP20發(fā)出SP對話設(shè)置命令；其中對話ID設(shè)成0；然后在第七階段，SP20向CMC40返回SP對話設(shè)置確認(rèn)命令，當(dāng)SP20確認(rèn)STT連續(xù)對話設(shè)置命令時，返回的SP對話設(shè)置確認(rèn)命令只有SESSION—ID和RESPONSE域。第八階段，CMC40向STT30返回STT對話設(shè)置確認(rèn)命令，其中包含從SP20得來的響應(yīng)，如果響應(yīng)是ACK，STT30就允許繼續(xù)進(jìn)行下面的連接步驟。但是，如果響應(yīng)是NAK，那么就否認(rèn)了請求，并且終止連接步驟。
第九階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話連接請求命令；第十階段，CMC40向SP20發(fā)出SP對話連接請求命令；第十一階段，SP20向CMC40返回SP對話連接確認(rèn)命令；第十二階段，CMC40為對話分配TDMA時間槽，并且向STT30發(fā)出STT對話提供命令，包含頻率，TDMA分配，以及STT30需要連接的MPEG—2節(jié)目號；第十三階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話提供確認(rèn)命令，如果響應(yīng)是正的，就在第十四階段中建立對話，并且所有進(jìn)一步的通訊都使用反向傳輸通路，在STT30與SP20之間直接進(jìn)行。這樣STT30就可以接收連續(xù)進(jìn)行式的對話了。
在連續(xù)進(jìn)行式的對話建立起來之后，可以使用對話終止命令進(jìn)行終止。如上面所注意到的，既可以由SP20，也可以由CMC40發(fā)出SP對話撤消命令。圖14示出了SP發(fā)起對話終止命令時事件的發(fā)生順序。
如圖14所示，第一階段，SP20向CMC40發(fā)出SP對話撤消命令；第二階段，CMC40向STT30發(fā)出STT對話撤消命令(第三階段)。在連續(xù)進(jìn)行對話的情況下，STT對話撤消命令被發(fā)送給所有連接到對話的STT30。第四階段中，每個STT30向CMC40返回STT對話撤消確認(rèn)命令，CMC40向SP20發(fā)出SP對話撤消確認(rèn)命令(第五階段)。然后在第四階段繼續(xù)進(jìn)行終止對話。CMC40然后向STT30發(fā)出STT對話釋放命令，并且向SP20發(fā)出SP對話釋放命令。第六階段，STT30向CMC40發(fā)出STT對話釋放確認(rèn)命令，并且在第七階段，SP200向CMC40發(fā)出SP對話釋放確認(rèn)命令。在這一階段，終止了對話。CMC40收回分配給調(diào)制解調(diào)器50的帶寬，并且第八階段，在反向通路中釋放TDMA時間槽。G.通路和廣播消息在對話(視頻對話連接)建立起來之后，STT30和SP20可以使用通路消息命令，互相進(jìn)行通訊。這些命令把命令的消息部分帶到對話的另一端，不用打擾CMC40，通路消息既可以正向，也可以反向傳送，例如，STT通路消息命令繞過CMC40，直接導(dǎo)向到由SEESION—ID指示的發(fā)出消息的SP20。另一方面，SP通路消息命令由SP20發(fā)起，同樣繞過CMC40，直接導(dǎo)向到STT30上。
當(dāng)廣播消息命令由SP20發(fā)起，用于向所有的STT或者單個的STT30發(fā)送消息時，SP20向CMC40發(fā)出SP廣播消息命令，CMC40然后用STT廣播消息命令，把消息重新廣播到由消息頭中的網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址指示的STT30中，網(wǎng)際協(xié)議地址可以為單個STT30地址，也可以為D類廣播地址，它將使消息廣播到所有的STT30中。
精通本領(lǐng)域的人可以認(rèn)識到，本發(fā)明在不違背其精神的情況下，可以做許多修改，例如，這里所描述的技術(shù)不限于提供視頻服務(wù)信息，其它類型的數(shù)字信息服務(wù)，例如CD—ROM圖書館，數(shù)字音頻，交互式視頻游戲(用戶對用戶)，遠(yuǎn)距離學(xué)習(xí)等等，都可以使用這里所描述的基于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)包來訪問，其中帶有不同節(jié)目ID(PID)的不同服務(wù)可以經(jīng)由不同的頻道發(fā)送給不同的，連接到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中的，能夠訪問壓縮的視頻數(shù)據(jù)包的用戶。所需的數(shù)據(jù)可以顯示在電視機上，廣播到立體聲系統(tǒng)里，顯示在CRT上，或者用其它的方式給需求者進(jìn)行顯示。當(dāng)然，現(xiàn)有意義上的視頻頭末端并不需要；相反，在中央信息控制點可以提供連接管理控制器40，參照本發(fā)明所描述的技術(shù)，建立通訊連接。子序列通訊可以遵循其它已知的通訊協(xié)議和不同的調(diào)制方案。因此，本發(fā)明的范圍并不限于這里所描述的優(yōu)選實施例。本發(fā)明受后面所附的權(quán)利要求所保護。
權(quán)利要求
1.一種交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，用于從服務(wù)提供者(SP)向顧客提供所需要的視頻，音頻以及數(shù)據(jù)節(jié)目中的至少一種，并且把所請求的節(jié)目，通過具有預(yù)先確定的帶寬的傳輸媒體，傳送到與所說的顧客的信息播放裝置相連的置頂終端(STT)里，并且在所說的所請求的節(jié)目在從所說的SP傳送到所說的STT的過程中，給所說的顧客提供對所說的所請求的節(jié)目的實時的交互式訪問，包括一個從所說的SP到包含所說的STT的一組STT的單方向通訊通路，用于給所說的STT提供所說的所請求的節(jié)目，經(jīng)由所說的顧客的信息播放裝置，進(jìn)行所說的所請求的節(jié)目的播放；以及一個在所說的STT和所說的SP之間的雙向通訊通路，用于在所說的所請求的節(jié)目在所說的顧客的信息播放裝置中進(jìn)行播放的過程中，在所說的STT和所說的SP之間傳送數(shù)據(jù)和播放控制命令；其中所說的播放控制命令以實時的方式，啟動并且控制所說的所請求的節(jié)目在所說的信息播放裝置上的播放，并且所說的傳輸媒體是所說的單向通訊通路以及所說的雙向通訊通路的一部分。
2.一種如權(quán)利要求1所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的傳輸媒體包含光纖，衛(wèi)星通訊線路，空氣通訊線路，以及電纜中的至少一種，連接所說的STT到連接管理計算機，后者從所說的SP處，經(jīng)由傳輸媒體，向所說的顧客的STT提供所說的所請求的節(jié)目。
3.一種如權(quán)利要求1所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的SP包含在經(jīng)過所說的單向通訊通路中向所說的顧客的STT傳送所說的所請求的節(jié)目之前，對所說的所請求的節(jié)目進(jìn)行數(shù)字化和壓縮，使之成為異步數(shù)據(jù)包的裝置。
4.一種如權(quán)利要求3所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的單向通訊通路包括用于把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成具有預(yù)先定義好的格式的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝的裝置；一種用于把所說的數(shù)據(jù)包從所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中解調(diào)制出來的解調(diào)器；用于響應(yīng)所說的解調(diào)器，把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成模擬視頻載波的調(diào)制裝置；一個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，用于從所說的調(diào)制裝置向所說的解調(diào)器傳輸所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝；以及所說的傳輸媒體，把所說的模擬視頻載波從所說的調(diào)制裝置傳輸?shù)剿f的顧客的STT中。
5.一種如權(quán)利要求4所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的調(diào)制裝置把所說的數(shù)據(jù)包量化，使用一種糾錯算法把量化后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，交錯排列所說的編碼后的數(shù)據(jù)包，并且在模擬視頻載波中，把所說的交錯的數(shù)據(jù)包封裝到多速率傳輸數(shù)據(jù)包的實際載荷區(qū)域中。
6.一種如權(quán)利要求1所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的雙向通訊通路包括所說的傳輸媒體；一種數(shù)字通訊線路；以及一個連接管理計算機，響應(yīng)從所說的數(shù)字通訊線路中接收到的來自SP20的播放控制命令，并且響應(yīng)從所說的傳輸媒體中接收到的來自STT的播放控制命令，用于在所說的所請求的節(jié)目在所說的顧客的信息播放裝置中播放的過程中，建立所說的SP和所說的STT之間的雙向通訊線路。
7.一種如權(quán)利要求6所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，當(dāng)建立好所說的雙向通訊線路后，其中所說的SP和所說的STT經(jīng)由所說的雙向通訊線路進(jìn)行通訊，不用打擾所說的連接管理計算機。
8.一種如權(quán)利要求1所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的雙向通訊通路包括從所說的SP到所說的顧客的STT的前向通訊通路，包括連接到所說的SP的數(shù)字通訊線路，把經(jīng)由所說的數(shù)字通訊線路，從所說的SP處接收到的消息調(diào)制成模擬視頻載波的裝置，以及連接到所說的顧客的STT的傳輸媒體；以及從所說的顧客的STT到所說的SP的反向通訊通路，包括所說的傳輸媒體，把經(jīng)由所說的傳輸媒體，從所說的顧客的STT處接收到的消息解調(diào)出來的裝置，以及連接到所說的顧客的SP的數(shù)字通訊線路。
9.一種如權(quán)利要求8所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括在前向通訊通路和反向通訊通路中包含連接管理計算機，用于在所說的所請求的節(jié)目在所說的顧客的信息播放裝置中播放出來的過程中，在所說的SP和所說的STT之間建立并且維護所說的前向和反向通訊通路。
10.一種如權(quán)利要求8所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的傳輸媒體有預(yù)先確定好的帶寬，所說的預(yù)先確定好的帶寬的第一部分分配用于向所說的顧客的STT提供所說的所請求的節(jié)目，以及從所說的SP到所說的STT的前向通訊通路，所說的預(yù)先確定好的帶寬的第二部分分配用于提供從所說的顧客的STT到所說的SP的所說的反向通訊通路，以及所說的預(yù)先確定好的帶寬的第三部分分配于所說的第一部分和第二部分之間，作為它們之間的保護頻帶，用于消除在所說的反向通訊通路和所說的所請求的節(jié)目以及所說的前向通路之間的交叉連接。
11.一種如權(quán)利要求1所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中一組具有STT的顧客，按照時間分片多訪問技術(shù)，同時訪問所說的STT與所說的SP之間的所說的雙向通訊通路，其中每個STT由位于所說的雙向通訊通路中的連接管理計算機(CMC)分配至少一個的從所說的STT到所說的SP的數(shù)據(jù)流的時間槽，用于在播放所請求的節(jié)目時，向所說的SP傳輸播放控制命令以及數(shù)據(jù)。
12.一種如權(quán)利要求11所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中所說的STT和CMC經(jīng)由指定了位于STT和CMC之間的唯一的通訊通路以及頻道地址的消息單元進(jìn)行通訊，其中占用不止一個消息單元的來自CMC的消息，在所說的不止一個的消息單元中，被指定同樣的通訊通路和頻道地址，以便于在所說的STT中重新會集消息。
13.一種如權(quán)利要求11所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中每個STT經(jīng)由所說的雙向通訊通路，從所說的連接管理計算機中接收幀化的位數(shù)據(jù)流，所說的幀化的位數(shù)據(jù)流在所說的數(shù)據(jù)流的每一幀中包含幀計數(shù)值，用于在從所說的STT到所說的SP的數(shù)據(jù)流中，計算所說的至少一個時間槽，以在播放所請求的節(jié)目時，向所說的SP傳輸播放控制命令以及數(shù)據(jù)。
14.一種如權(quán)利要求13所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中分配給具體STT的相應(yīng)時間槽之間的時間間隔，由所說的連接管理計算機，根據(jù)經(jīng)由所說的雙向通訊通路來自于其它STT的播放控制命令以及數(shù)據(jù)的多少動態(tài)地進(jìn)行調(diào)整。
15.一種如權(quán)利要求11所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中STT之間的數(shù)據(jù)競爭由槽式ALOHA技術(shù)解決，這種技術(shù)中，每個所說的STT都與通用時鐘源同步，并且每個STT在相應(yīng)時間槽的邊界內(nèi)，僅能夠同時啟動一個播放控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸過程。
16.一種如權(quán)利要求15所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中每個STT假定，如果在STT傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，沒有在預(yù)訂的時間內(nèi)接收到回聲信號，那么就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突，如果發(fā)生了這種情況，就在所說的預(yù)訂的時間流過后，經(jīng)過隨機地重新選擇時間槽，重新傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)。
17.一種如權(quán)利要求15所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中每個STT假定，如果在STT傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，沒有在預(yù)訂的時間內(nèi)接收到回聲信號，那么就發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突，如果發(fā)生了這種情況，就在所說的預(yù)訂的時間流過后，在所說的雙向通訊通路里，以另外的傳輸頻率重新傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)。
18.一種如權(quán)利要求15所說的交互式信息服務(wù)系統(tǒng)，其中分配給每個STT的時間槽包括保護頻帶，以對付經(jīng)由所說的傳輸媒體從所說的STT接收的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)的增加的時間差。
19.一種用于從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向顧客提供所需要的視頻，音頻以及數(shù)據(jù)節(jié)目中的至少一種，并且把所請求的節(jié)目，通過具有預(yù)先確定的帶寬的傳輸媒體，傳送到與所說的顧客的信息播放裝置相連的置頂終端(STT)里，并且在所說的所請求的節(jié)目在從所說的SP傳送到所說的STT的過程中，給所說的顧客提供對所說的所請求的節(jié)目的實時的交互式訪問的方法，包括建立從所說的SP到包含所說的STT的一組STT的單方向通訊通路，用于給所說的顧客的STT提供所說的所請求的節(jié)目，經(jīng)由所說的顧客的信息播放裝置，進(jìn)行所說的所請求的節(jié)目的播放；建立在所說的STT和所說的SP之間的雙向通訊通路，用于在所說的所請求的節(jié)目在所說的顧客的信息播放裝置中進(jìn)行播放的過程中，在所說的STT和所說的SP之間傳送數(shù)據(jù)和播放控制命令；以及以實時的方式，發(fā)起并且控制所說的所請求的節(jié)目在所說的信息播放裝置上的播放過程，以響應(yīng)經(jīng)由所說的雙向通訊通路，在所說的STT與SP之間傳輸?shù)乃f的播放控制命令。
20.一種如權(quán)利要求19所說的方法，進(jìn)一步包含通過所說的單向通訊通路，對所說的所請求的節(jié)目進(jìn)行數(shù)字化和壓縮，使之成為異步數(shù)據(jù)包，然后傳送所說的所請求的節(jié)目。
21.一種如權(quán)利要求20所說的方法，其中所說的傳輸步驟包括以下子步驟把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成具有預(yù)先定義好的格式的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝；把所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝傳送到解調(diào)制器；把所說的數(shù)據(jù)包從所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中解調(diào)出來；把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成模擬視頻載波；傳輸所說的模擬視頻載波到所說的顧客的STT中。
22.一種如權(quán)利要求21所說的方法，其中所說的調(diào)制步驟包括所說的數(shù)據(jù)包量化，使用一種糾錯算法把量化后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，交錯排列所說的編碼后的數(shù)據(jù)包，并且在模擬視頻載波中，把所說的交錯的數(shù)據(jù)包封裝到多速率傳輸數(shù)據(jù)包的實際載荷區(qū)域中。
23.一種如權(quán)利要求19所說的方法，其中所說的發(fā)起和控制步驟包括經(jīng)由所說的雙向通訊通路，在所說的SP和所說的STT之間提供傳輸通路的步驟。
24.一種在顧客的置頂終端(STT)和數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)之間建立信息對話連接的方法，包括以下步驟在所說的SP和連接管理計算機(CMC)之間建立雙向通訊通路一；在所說的SP和所說的CMC之間建立雙向通訊通路二，所說的雙向通訊通路二包括在所說的STT和所說的CMC之間的信息服務(wù)連接；以及所說的STT發(fā)出請求之后，所說的CMC把所說的雙向通訊通路一和二互相連接起來，建立所說的SP和所說的STT之間的所說的信息對話連接，所說的信息對話連接允許播放控制命令和數(shù)據(jù)，在所說的SP到所說的STT的數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程中，經(jīng)由信息服務(wù)通訊通路，從所說的SP流向所說的STT，以及從所說的STT流向所說的SP，所說的播放控制命令以實時的方式，發(fā)起并且控制所說的數(shù)據(jù)服務(wù)在連接到所說的STT的所說的信息播放裝置中的播放過程。
25.一種用于從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向顧客的置頂終端(STT)提供所需要的視頻，音頻以及數(shù)據(jù)節(jié)目中的至少一種的方法，包括以下步驟經(jīng)由通訊通路一，從所說的SP向所說的顧客的STT提供所說的數(shù)據(jù)服務(wù)；所說的STT，經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的通訊通路二，向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)，所說的雙向通訊通路一和二包括通用通訊線路，連接所說的STT到至少一個頭末端，并且所說的播放控制命令發(fā)起和控制所說的數(shù)據(jù)服務(wù)從所說的SP到所說的STT的播放過程；以及所說的SP以實時的基礎(chǔ)，經(jīng)由所說的通用通訊線路，向所說的STT更新它所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)，以響應(yīng)經(jīng)由所說的通用通訊線路，從所說的STT接收到的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)。
26.一種如權(quán)利要求25所說的方法，其中所說的向SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括在數(shù)據(jù)流中，經(jīng)由所說的從STT到SP的通用通訊線路，根據(jù)時間分片多訪問(TD-MA)技術(shù)給每個STT分配至少一個時間槽的步驟，以及在所說的至少一個時間槽中，插入從所說的STT接收到的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)，用于經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的通用通訊線路，在所說的數(shù)據(jù)流中進(jìn)行傳輸。
27.一種如權(quán)利要求26所說的方法，其中所說的STT和SP經(jīng)由指定了位于STT和SP之間的唯一的通訊通路以及頻道地址的消息單元進(jìn)行通訊，其中占用不止一個消息單元的來自SP的消息，在所說的不止一個的消息單元中，被指定同樣的通訊通路和頻道地址，以便于在所說的STT中重新會集消息。
28.一種如權(quán)利要求26所說的方法，進(jìn)一步包含從位于所說的通訊通路二上的連接管理計算機中傳輸幀化的位數(shù)據(jù)流的步驟，所說的幀化的位數(shù)據(jù)流的每一幀里包含幀計數(shù)值，所說的STT根據(jù)從所說的連接管理計算機中接收到的位數(shù)據(jù)流，計算所說的至少一個時間槽。
29.一種如權(quán)利要求28所說的方法，其中向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括動態(tài)地調(diào)整分配給STT的相應(yīng)時間槽之間的時間間隔的步驟，調(diào)整的依據(jù)是經(jīng)由所說的雙向通訊通路的，來自于其它STT的播放控制命令以及數(shù)據(jù)的多少。
30.一種如權(quán)利要求26所說的方法，其中向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括根據(jù)槽式ALOHA技術(shù)，解決一組經(jīng)由所說的通用通訊線路連接到所說的頭末端的STT之間的數(shù)據(jù)競爭的步驟，所說的一組STT中的每個STT都與通用時鐘源同步，并且每個STT在相應(yīng)時間槽的邊界內(nèi)，僅能夠同時啟動一個播放控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸過程。
31.一種如權(quán)利要求30所說的方法，其中向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通用通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的步驟，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過隨機地重新選擇時間槽，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)。
32.一種如權(quán)利要求30所說的方法，其中向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通用通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的步驟，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過重新選擇傳輸頻率，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)。
33.一種如權(quán)利要求30所說的方法，其中向所說的SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟包括為每個所說的時間槽增加保護頻帶的步驟，以對付經(jīng)由所說的通用傳輸線路，從一組STT那里接收到的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)的增加的時間差。
34.一種用于經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的反向通訊通路，從顧客的置頂終端(STT)向數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)傳輸播放控制命令和數(shù)據(jù)的方法，包括連接STT到至少一個頭末端的通訊線路，所說的播放控制命令發(fā)起和控制從所說的SP到所說的STT的數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程，包括以下步驟在經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的所說的通訊線路里傳送的數(shù)據(jù)流中，為每個連接到所說的通訊線路的STT分配至少一個時間槽；把從STT得來的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)插入到分配給它的時間槽中；以及經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的所說的通訊線路，傳送所說的數(shù)據(jù)流。
35.一種如權(quán)利要求34的方法，其中所說的分配步驟包括經(jīng)由所說的前向通訊通路，從所說的SP到所說的STT傳輸幀化的位數(shù)據(jù)流的步驟，所說的幀化的位數(shù)據(jù)流的每一幀里包含幀計數(shù)值，所說的STT根據(jù)經(jīng)由所說的前向通訊通路接收到的幀計數(shù)值，在位數(shù)據(jù)流里計算所說的至少一個時間槽。
36.一種如權(quán)利要求34的方法，進(jìn)一步包含動態(tài)地調(diào)整分配給STT的相應(yīng)時間槽之間的時間間隔的步驟，調(diào)整的依據(jù)是經(jīng)由所說的通訊線路的來自于每個STT的播放控制命令以及數(shù)據(jù)的多少。
37.一種如權(quán)利要求34所說的方法，進(jìn)一步包含根據(jù)槽式ALOHA技術(shù)，解決經(jīng)由所說的通訊線路連接到所說的頭末端的一組STT之間的數(shù)據(jù)競爭的步驟，所說的一組STT中的每個STT都與通用時鐘源同步，并且每個STT在相應(yīng)時間槽的邊界內(nèi)，僅能夠同時啟動一個播放控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸過程。
38.一種如權(quán)利要求37所說的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的步驟，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過隨機地重新選擇時間槽，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)到所說的頭末端。
39.一種如權(quán)利要求37所說的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的步驟，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過重新選擇傳輸頻率，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)到所說的頭末端。
40.一種如權(quán)利要求37所說的方法，進(jìn)一步包括為每個所說的時間槽增加保護頻帶的步驟，以對付經(jīng)由所說的傳輸線路，從一組STT那里接收到的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)的增加的時間差。
41.一種用于經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的反向通訊通路，從顧客的置頂終端(STT)向數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)傳輸播放控制命令和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括連接STT到至少一個頭末端的通訊線路，所說的播放控制命令發(fā)起和控制從所說的SP到所說的STT的數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程，所說的系統(tǒng)包括以下部分在經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的所說的通訊線路里傳送的數(shù)據(jù)流中，為每個連接到所說的通訊線路的STT分配至少一個時間槽的裝置；把從STT得來的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)插入到分配給它的時間槽中的裝置；以及經(jīng)由從所說的STT到所說的SP的所說的通訊線路，傳送所說的數(shù)據(jù)流的裝置。
42.一種如權(quán)利要求41的系統(tǒng)，其中所說的分配裝置包括經(jīng)由所說的前向通訊通路，從所說的SP到所說的STT傳輸幀化的位數(shù)據(jù)流的裝置，所說的幀化的位數(shù)據(jù)流的每一幀里包含幀計數(shù)值，所說的STT包含根據(jù)經(jīng)由所說的前向通訊通路接收到的幀計數(shù)值，在位數(shù)據(jù)流里計算所說的至少一個時間槽的裝置。
43.一種如權(quán)利要求41的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含動態(tài)地調(diào)整分配給STT的相應(yīng)時間槽之間的時間間隔的裝置，調(diào)整的依據(jù)是經(jīng)由所說的通訊線路的，來自于每個STT的播放控制命令以及數(shù)據(jù)的多少。
44.一種如權(quán)利要求41所說的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含根據(jù)槽式ALOHA技術(shù)，解決經(jīng)由所說的通訊線路連接到所說的頭末端的一組STT之間的數(shù)據(jù)競爭的裝置，所說的一組STT中的每個STT都與通用時鐘源同步，并且每個STT在相應(yīng)時間槽的邊界內(nèi)，僅能夠同時啟動一個播放控制命令和數(shù)據(jù)的傳輸過程。
45.一種如權(quán)利要求44所說的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的裝置，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過隨機地重新選擇時間槽，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)到所說的頭末端。
46.一種如權(quán)利要求44所說的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)經(jīng)由通訊線路傳輸?shù)筋^末端時，從所說的STT發(fā)送回聲信號的裝置，即經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸完播放控制命令和數(shù)據(jù)后，所說的STT在預(yù)訂的時間內(nèi)接收回聲信號，如果在預(yù)訂的時間內(nèi)所說的STT沒有收到回聲信號，那么在所說的預(yù)訂時間流過后，經(jīng)過重新選擇傳輸頻率，重新經(jīng)由所說的通用通訊線路傳輸所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)到所說的頭末端。
47.一種如權(quán)利要求44所說的方法，進(jìn)一步包括為每個所說的時間槽增加保護頻帶的裝置，以對付經(jīng)由所說的傳輸線路，從一組STT那里接收到的所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)的增加的時間差。
48.一種從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向通訊網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字視頻，聲音和信息數(shù)據(jù)中的至少一種，進(jìn)而傳輸?shù)筋櫩偷闹庙斀K端(STT)的方法，包括以下步驟把來自SP的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式化成具有預(yù)訂格式的同步數(shù)據(jù)包；把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成具有預(yù)訂格式的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝；在所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中，用所說的數(shù)據(jù)包交錯排列糾錯數(shù)據(jù)；以及經(jīng)由所說的通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝。
49.一種如權(quán)利要求48所說的方法，進(jìn)一步包含以下步驟在所說的通訊網(wǎng)絡(luò)的頭末端，從所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中解調(diào)，解交錯以及糾錯所說的數(shù)據(jù)包；在所說的頭末端把所說的經(jīng)過解調(diào)，解交錯并且糾錯之后的數(shù)據(jù)包調(diào)制成對應(yīng)于所說的STT的預(yù)訂視頻頻道的模擬視頻載波；從所說的頭末端把所說的模擬視頻載波傳輸?shù)剿f的STT。
50.一種如權(quán)利要求49所說的方法，其中所說的調(diào)制步驟包含把所說的數(shù)據(jù)包量化，使用一種糾錯算法把量化后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，交錯排列所說的編碼后的數(shù)據(jù)包，并且在模擬視頻載波中，把所說的交錯的數(shù)據(jù)包封裝到多速率傳輸數(shù)據(jù)包(MRT)的實際載荷區(qū)域中的步驟。
51.一種如權(quán)利要求50所說的方法，其中所說的封裝步驟包含把所說的交錯數(shù)據(jù)包進(jìn)行四象限調(diào)制(QAM)，形成模擬視頻載波的步驟。
52.一種如權(quán)利要求48所說的方法，進(jìn)一步包括在所說的格式化步驟之前，壓縮從所說的SP得來的所說的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的步驟。
53.一種從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向通訊網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)字視頻，聲音和信息數(shù)據(jù)中的至少一種，進(jìn)而傳輸?shù)筋櫩偷闹庙斀K端(STT)的系統(tǒng)，包括在所說的SP的控制下，把來自于所說的SP的所說的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式化具有預(yù)訂數(shù)據(jù)包格式的異步數(shù)據(jù)包的裝置；把所說的數(shù)據(jù)包調(diào)制成具有預(yù)訂格式的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝的裝置；在所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中，用所說的數(shù)據(jù)包交錯排列糾錯數(shù)據(jù)的裝置；以及經(jīng)由所說的通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝的裝置。
54.一種如權(quán)利要求53所說的系統(tǒng)，所說的頭末端包括從所說的同步數(shù)據(jù)實際載荷封裝中解調(diào)，解交錯以及糾錯所說的數(shù)據(jù)包的裝置；把所說的經(jīng)過解調(diào)，解交錯并且糾錯之后的數(shù)據(jù)包調(diào)制成對應(yīng)于所說的STT的預(yù)訂視頻頻道的模擬視頻載波的裝置；以及從所說的頭末端把所說的模擬視頻載波傳輸?shù)剿f的STT的裝置。
55.一種如權(quán)利要求54所說的系統(tǒng)，其中所說的調(diào)制裝置包含把所說的數(shù)據(jù)包量化，使用一種糾錯算法把量化后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，交錯排列所說的編碼后的數(shù)據(jù)包，并且在模擬視頻載波中，把所說的交錯的數(shù)據(jù)包封裝到多速率傳輸數(shù)據(jù)包(MRT)的實際載荷區(qū)域中的裝置。
56.一種如權(quán)利要求55所說的系統(tǒng)，其中所說的調(diào)制裝置包含把所說的交錯數(shù)據(jù)包進(jìn)行四象限調(diào)制(QAM)，形成模擬視頻載波的裝置。
57.一種如權(quán)利要求53所說的系統(tǒng)，其中所說的格式化裝置包括在格式化從所說的數(shù)據(jù)包中得來的所說的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之前，壓縮從所說的SP得來的所說的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的裝置。
58.一種建立數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)和顧客的置頂終端(STT)之間的雙向連接的方法，用于在所說的數(shù)據(jù)服務(wù)從所說的SP傳送到所說的STT的播放過程中，在所說的SP和所說的STT之間傳送播放控制命令和數(shù)據(jù)，所說的播放控制命令發(fā)起和控制所說的數(shù)據(jù)服務(wù)從所說的SP傳送到所說的STT的播放過程，所說的方法包含以下步驟所說的STT經(jīng)由連接STT和連接管理計算機的信息服務(wù)連接，向連接管理計算機發(fā)送需要連接到SP提供的具體數(shù)據(jù)服務(wù)的請求；所說的CMC經(jīng)由通訊線路，向所說的SP發(fā)出請求，指示SP所說的STT已經(jīng)發(fā)出了需要連接到具體數(shù)據(jù)服務(wù)的請求；如果所說的SP指示所說的STT可以使用所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)，那么所說的CMC分配所說的信息服務(wù)連接的帶寬的一部分，用作傳輸所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)，并且經(jīng)由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，向所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)分配節(jié)目號，向所說的CMC分配一個連接所說的SP的輸入頻道；所說的CMC通知所說的SP，告訴它所說的節(jié)目號以及所說的輸入頻道；所說的SP通過所說的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)由所說的輸入頻道，連接到所說的CMC，并且通知所說的CMC已經(jīng)建立了所說的CMC和SP之間的連接；所說的CMC經(jīng)由所說的信息服務(wù)連接向所說的STT發(fā)出消息，指示所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)已經(jīng)可以使用；所說的STT向所說的CMC發(fā)出請求，請求連接到所說的CMC與SP之間的對話上；如果所說的STT的連接到CMC與SP之間的對話的請求得到允許，那么所說的CMC在所說的STT的可能的在信息服務(wù)對話的反向通訊通路上與所說的SP通訊的過程中，向STT分配時間槽；所說的CMC連接所說的STT到所說的CMC與SP之間的對話上，使所說的STT可以經(jīng)由所說的反向通訊通路，在所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程中，向所說的SP發(fā)出消息。
59.一種如權(quán)利要求58所說的方法，進(jìn)一步包含所說的STT，經(jīng)由所說的反向通訊通路，向所說的SP發(fā)送播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟，其中經(jīng)過的是通路連接，不必打擾CMC。
60.一種如權(quán)利要求58所說的方法，進(jìn)一步包括終止所說的SP與所說的STT之間的所說的雙向連接的步驟，所說的終止步驟包括以下步驟所說的STT經(jīng)由所說的反向通訊通路向所說的CMC發(fā)出請求，告訴CMC所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)的連接需要撤消；所說的CMC經(jīng)由連接SP的所說的通訊線路，向所說的SP發(fā)出請求，指示STT已經(jīng)請求撤消具體數(shù)據(jù)服務(wù)的連接；所說的SP經(jīng)由CMC，向所說的STT發(fā)出所說撤消具體數(shù)據(jù)服務(wù)的請求的確認(rèn)消息；所說的CMC向所說的STT和所說的STT發(fā)出撤消命令；以及所說的CMC通過所說的信息服務(wù)連接，在收到SP和STT的撤消命令的確認(rèn)消息后收回其所分配的反向通訊通路的時間槽。
61.一種建立數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)和顧客的置頂終端(STT)之間的雙向連接的方法，用于在所說的數(shù)據(jù)服務(wù)從所說的SP傳送到所說的STT的連續(xù)傳送過程中，在所說的SP和所說的STT之間傳送播放控制命令和數(shù)據(jù)，所說的播放控制命令發(fā)起和控制所說的連續(xù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)服務(wù)從所說的SP傳送到所說的STT的播放過程，所說的方法包含以下步驟所說的SP經(jīng)由連接SP和連接管理計算機的信息服務(wù)連接，向連接管理計算機(CMC)發(fā)送需要建立連續(xù)對話，用于向顧客連續(xù)播放數(shù)據(jù)服務(wù)的請求；接到所說的請求后，所說的CMC分配所說的信息服務(wù)對話的帶寬的一部分，用于向STT播放所說的連續(xù)進(jìn)行對話，并且所說的CMC向連續(xù)進(jìn)行對話分配一個節(jié)目號；所說的CMC向所說的SP發(fā)出對話提供命令，通知所說的SP，告訴它節(jié)目號以及向所說的CMC提供的連續(xù)進(jìn)行對話所用的通訊線路的輸入頻道；所說的SP連接到通訊線路的所說的輸入頻道，并且向所說的CMC發(fā)出服務(wù)可以使用的消息；所說的STT經(jīng)由所說通訊線路的所說的輸入頻道，向所說的CMC發(fā)出命令，請求連接到位于SP和CMC之間的所說的連續(xù)進(jìn)行對話中；所說的CMC向所說的SP發(fā)出消息，確定是否允許所說的STT連接到所說的連續(xù)進(jìn)行的對話上；如果允許所說的STT連接到所說的連續(xù)進(jìn)行的對話上，那么所說的CMC在所說的STT的可能的在信息服務(wù)對話的反向通訊通路上與所說的SP通訊的過程中，向STT分配時間槽，所說的反向通訊通路包括所說的STT與所說的CMC之間的通路；所說的CMC連接所說的STT到所說的CMC與SP之間的輸入頻道上，使所說的STT可以經(jīng)由所說的反向通訊通路，在所說的連續(xù)進(jìn)行對話的播放過程中，在所說的具體數(shù)據(jù)服務(wù)的時間槽里，向所說的SP發(fā)出消息。
62.一種如權(quán)利要求61所說的方法，進(jìn)一步包含所說的STT，經(jīng)由所說的反向通訊通路，向所說的SP發(fā)送播放控制命令和數(shù)據(jù)的步驟，其中經(jīng)過的是通路連接，不必打擾CMC。
63.一種如權(quán)利要求61所說的方法，進(jìn)一步包括撤消所說的SP與所說的STT之間的所說的連續(xù)進(jìn)行對話的步驟，所說的撤消步驟包括以下步驟所說的SP向所說的CMC發(fā)出對話撤消命令；在收到所說的對話撤消命令后，所說的CMC向所有連接到所說的連續(xù)進(jìn)行對話中的STT發(fā)出撤消命令；以及所說的CMC通過所說的信息服務(wù)連接，在收到所說的所有STT的撤消命令的確認(rèn)消息后收回其所分配的反向通訊通路的時間槽。
64.一種發(fā)起和控制從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向顧客的置頂終端(STT)提供視頻，音頻，以及信息數(shù)據(jù)服務(wù)中的至少一種的數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程的方法，包括以下步驟所說的STT通過向所說的SP發(fā)送數(shù)據(jù)服務(wù)請求命令，向SP請求數(shù)據(jù)服務(wù)；所說的SP向所說的STT提供所請求的數(shù)據(jù)服務(wù)；所說的STT向SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)，所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)包括導(dǎo)向命令，用于在所請求的數(shù)據(jù)服務(wù)所提供的數(shù)據(jù)中進(jìn)行導(dǎo)向；以及所說的SP以實時的基礎(chǔ)更新其向STT提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的內(nèi)容，以響應(yīng)從STT接收到的所說的播放控制命令。
65.一個發(fā)起和控制從數(shù)據(jù)服務(wù)提供者(SP)向顧客的置頂終端(STT)提供視頻，聲音，以及信息數(shù)據(jù)服務(wù)中的至少一種的數(shù)據(jù)服務(wù)的播放過程的系統(tǒng)，所說的STT包含向所說的SP發(fā)送數(shù)據(jù)服務(wù)請求命令和在所請求的服務(wù)的播放過程中向SP提供播放控制命令和數(shù)據(jù)的裝置，所說的播放控制命令和數(shù)據(jù)包括導(dǎo)向命令，用于在所請求的數(shù)據(jù)服務(wù)所提供的數(shù)據(jù)中進(jìn)行導(dǎo)向，所說的SP包含向所說的STT提供所請求的數(shù)據(jù)服務(wù)，以及以實時的基礎(chǔ)更新其向STT提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的內(nèi)容，以響應(yīng)從STT接收到的所說的播放控制命令的裝置。
66.一種如權(quán)利要求65所說的系統(tǒng)，其中所說的導(dǎo)向命令包含快進(jìn)，倒轉(zhuǎn)，暫停，前向搜索，反向搜索，播放以及停止命令中的至少一個命令。
全文摘要
一種數(shù)字式視頻、音頻及數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)(10)，該系統(tǒng)使與用戶電視機或信息顯示器相連的置頂終端(STT)(30)請求交互數(shù)字式視頻、音頻及數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)經(jīng)雙向信道發(fā)送信息。所請求的交互式服務(wù)由服務(wù)提供者(20)占用提供交互數(shù)字服務(wù)的寬帶傳輸網(wǎng)(128)的部分帶寬發(fā)送。一種供設(shè)置和維護交互式對話的視頻對話連接(VSC)(40)在用戶使用交互式程序期間使置頂終端(30)和視頻服務(wù)提供者(20)之間對話。
文檔編號H04Q11/04GK1134771SQ94194104
公開日1996年10月30日 申請日期1994年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月10日
發(fā)明者加里·L·洛根斯坦, 安東尼·約翰·華西賴屋思奇, 替木思·H·俄丁頓, 小威廉姆·埃德加·沃 申請人:科學(xué)-亞特蘭大公司