專利名稱：用于多媒體網(wǎng)絡(luò)的縱橫器/交換中樞裝置的制作方法
相關(guān)的申請(qǐng)本專利申請(qǐng)涉及申請(qǐng)?zhí)枮?8/561,758，申請(qǐng)日為1995年11月22日，發(fā)明題目為“家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”的申請(qǐng)；申請(qǐng)?zhí)枮?8/561,757，申請(qǐng)日為1995年11月22日，發(fā)明題目為“SET-TOP電子設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接口單元裝置”的申請(qǐng)；申請(qǐng)?zhí)枮?8/561,535，申請(qǐng)日為1995年11月22日，發(fā)明題目為“恢復(fù)數(shù)據(jù)流時(shí)鐘的方法和裝置”的申請(qǐng)。
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及多媒體數(shù)字網(wǎng)，特別是涉及一種網(wǎng)絡(luò)的交換中樞，用于經(jīng)該網(wǎng)絡(luò)從和向與該網(wǎng)絡(luò)連接的終端單元或終端接收和重新發(fā)送數(shù)據(jù)。
本發(fā)明背景數(shù)字技術(shù)和遠(yuǎn)程通信的迅速發(fā)展增加了對(duì)具有一種家庭網(wǎng)絡(luò)的需要性，這種家庭網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒓彝ブ斜姸嘣O(shè)備彼此互連并與外界連接起來(lái)?？梢蕴峁┑耐饨鐦I(yè)務(wù)范圍包括交互業(yè)務(wù)，電纜視頻和音頻業(yè)務(wù)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，電話公司業(yè)務(wù)，按需視頻，和其他類型的信息業(yè)務(wù)。然而，個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)入美國(guó)家庭的滲透率約為30％且增長(zhǎng)緩慢，雖然政府打算進(jìn)一步拓展?jié)B透率以鼓勵(lì)“遠(yuǎn)程通信”和降低道路擁擠和污染。家庭中計(jì)算機(jī)的進(jìn)一步滲透將從消費(fèi)者對(duì)娛樂(lè)和信息提供產(chǎn)品的需求產(chǎn)生，這些產(chǎn)品包含有配置的計(jì)算機(jī)和通過(guò)一個(gè)不透明用戶接口隱藏的操作系統(tǒng)。這樣的一種產(chǎn)品為普通的SET-TOP盒。
SET-TOP盒為多媒體計(jì)算機(jī)，它擴(kuò)展了電視機(jī)的使用。普通的SET-TOP盒具有一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)接口模塊，它把SET-TOP盒與外部網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)提供者連接起來(lái)。該外部網(wǎng)絡(luò)接口模塊必須執(zhí)行多種復(fù)雜功能，諸如與一個(gè)特定外部網(wǎng)絡(luò)接口，對(duì)該特定外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)諧，解調(diào)，差錯(cuò)校正，視頻解擾，MPEG時(shí)鐘恢復(fù)，和加密與解密。因此，該外部網(wǎng)絡(luò)接口模塊是SET-TOP盒的一個(gè)相對(duì)昂貴的部件。這種花費(fèi)是必要的，即使在家中只有一臺(tái)電視機(jī)也是如此。然而，多數(shù)家庭擁有多臺(tái)電視機(jī)，如果每臺(tái)電視機(jī)都有其自己的SET-TOP盒和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，則是一種昂貴部件的重復(fù)。
在一網(wǎng)絡(luò)中的通常的交換中樞具有一種信號(hào)再生功能，以便信號(hào)可以從一個(gè)裝置到一交換中樞在網(wǎng)絡(luò)中被傳送一個(gè)最大的距離，和再?gòu)脑摻粨Q中樞到另一個(gè)裝置傳送另一最大距離。在網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)復(fù)雜的交換中樞擁有一個(gè)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)或分組路由選擇方案，當(dāng)數(shù)據(jù)分組被該交換中樞接收時(shí)，用于檢查所述數(shù)據(jù)分組的地址，和執(zhí)行一種交換功能以適當(dāng)?shù)匕阉鰯?shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)送到它們想要的目的地。然而，這種功能帶來(lái)了高昂的價(jià)格，以致于具有這樣一種交換中樞的家庭網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格對(duì)于典型的房主來(lái)說(shuō)可能是高的，他們將會(huì)回避安裝這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明概述以上所述和其他的問(wèn)題將通過(guò)本發(fā)明來(lái)克服。本發(fā)明提供了一種用于把各個(gè)終端與一網(wǎng)絡(luò)連接的方法和設(shè)備。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，提供了一種無(wú)源交換中樞和直接電路縱橫器裝置。該無(wú)源交換中樞并不具有任何分組路由選擇電路，而是僅對(duì)其經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接收和發(fā)送的信號(hào)進(jìn)行再生。一個(gè)直接電路縱橫器為該網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)終端提供了一種選擇交換的直接電路，從而有效地旁路交換中樞和網(wǎng)絡(luò)。
例如，可以在網(wǎng)絡(luò)接口單元中間利用直接電路的建立將視頻數(shù)據(jù)直接地發(fā)送到各SET-TOP電子設(shè)備。這樣就提供了把網(wǎng)絡(luò)接口單元與SET-TOP電子設(shè)備分開(kāi)的多種優(yōu)點(diǎn)，即對(duì)于在每個(gè)SET-TOP電子設(shè)備上的一特定業(yè)務(wù)，以及在競(jìng)爭(zhēng)業(yè)務(wù)提供者之間進(jìn)行選擇的能力等等來(lái)說(shuō)，不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口單元的重復(fù)。然而，如果通過(guò)縱橫器的直接電路不能實(shí)現(xiàn)，則要獲得這些優(yōu)點(diǎn)而不損失圖象質(zhì)量恐怕是不可能的，因?yàn)槔缁谝蕴W(wǎng)的廉價(jià)家庭網(wǎng)絡(luò)將有可能引入不能接受的抖動(dòng)。直接電路縱橫器在網(wǎng)絡(luò)接口單元和SET-TOP電子設(shè)備之間提供直接電路，如同它們被物理地彼此靠近地設(shè)置在一起并通過(guò)一個(gè)總線連接，就象普通的SET-TOP盒一樣。
當(dāng)其他數(shù)據(jù)被送到一個(gè)直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口單元，但其不是為直接連接的SET-TOP電子設(shè)備設(shè)計(jì)的時(shí)，這些數(shù)據(jù)可由該SET-TOP電子設(shè)備重新發(fā)送回網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體通到所述交換中樞。這樣做除了直接把視頻數(shù)據(jù)傳送到SET-TOP電子設(shè)備外，還免除了對(duì)為建立把數(shù)據(jù)引入網(wǎng)絡(luò)的功能的復(fù)雜的交換設(shè)備的需要。
通過(guò)下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他方面，特性和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更清楚。
附圖的簡(jiǎn)要描述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例構(gòu)造的一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的示意框圖。
圖2是在家庭中安裝本發(fā)明的家庭網(wǎng)絡(luò)的示例的描述。
圖3是圖1的家庭網(wǎng)絡(luò)的邏輯圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元和一個(gè)SET-TOP電子設(shè)備單元的示意性描述。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例構(gòu)造的SET-TOP電子設(shè)備的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)接口單元的網(wǎng)絡(luò)接口的框圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的與一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元和一個(gè)SET-TOP電子設(shè)備單元連接的一個(gè)中樞和直接電路縱橫器的框圖。
圖8是一個(gè)用于本發(fā)明的家庭網(wǎng)絡(luò)的示例性用戶接口的邏輯圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例構(gòu)造的一個(gè)家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)10的示意性描述。然而，本實(shí)施例僅是示意性的，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)10可以在本發(fā)明范圍內(nèi)以多種方式配置，且可包括與其連接的不同裝置。此外，本發(fā)明不限于家庭中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)，也可應(yīng)用于在其他類型結(jié)構(gòu)中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)，諸如辦公室，公寓大樓等等。然而，為了說(shuō)明的目的，將以家庭安裝的情況對(duì)該示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。
網(wǎng)絡(luò)10是一個(gè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，它把不同類型的設(shè)備連接到家庭之外。所述設(shè)備例如其中可以是模擬電視12，數(shù)字電視14，數(shù)字VCR16，數(shù)字相機(jī)18，個(gè)人計(jì)算機(jī)20，聲頻設(shè)備22，打印機(jī)24，傳真機(jī)26，和電話28。除了把所述設(shè)備連接到外界之外，網(wǎng)絡(luò)10還把家庭中的數(shù)字視頻，數(shù)字聲頻，計(jì)算機(jī)和電話設(shè)備彼此連接在一起。這樣使得家庭中的通信和控制變?yōu)橐惑w化，使得外部網(wǎng)絡(luò)連接的所有功率或內(nèi)部數(shù)據(jù)資源能為網(wǎng)絡(luò)10上的任何終端使用。
與外界通信通過(guò)多個(gè)分開(kāi)的網(wǎng)絡(luò)接口單元(NIU′s)32進(jìn)行，這些網(wǎng)絡(luò)接口單元可實(shí)際組合在一個(gè)入口單元30中。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32執(zhí)行在不同的外部網(wǎng)絡(luò)和該家庭網(wǎng)絡(luò)10之間的一種連接。所述不同的外部網(wǎng)絡(luò)可以承載不同類型的信號(hào)。例如，這些信號(hào)可以是在混合同軸光纜或電纜上承載的廣播信號(hào)(數(shù)字或混合的模擬/數(shù)字信號(hào))。其他類型的信號(hào)是ISDN，廣播/數(shù)字衛(wèi)星業(yè)務(wù)，F(xiàn)TTC、FTTH、ADSL，和別的信號(hào)等。至少可以承載下列數(shù)據(jù)類型壓縮視頻，壓縮聲頻，壓縮internetWWW圖形和數(shù)據(jù)，internet e-mail和其他數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)文件數(shù)據(jù)和控制消息數(shù)據(jù)。
邏輯上，家庭網(wǎng)絡(luò)10中的所有終端都可同等地接入網(wǎng)絡(luò)接口單元32，而用戶將不會(huì)知道它們的實(shí)際瞄準(zhǔn)方向。所需網(wǎng)絡(luò)接口單元32的數(shù)量由每個(gè)家庭所需的數(shù)據(jù)流的數(shù)量決定，例如同時(shí)所需的不同節(jié)目信道(即視頻，聲頻，等等)的數(shù)量，而不是由家庭中終端單元的數(shù)量來(lái)決定。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，電纜或天線電視被保留未被修改，通過(guò)常規(guī)的室內(nèi)同軸電纜進(jìn)行分布(普通老式電視，即POTV)。POTS(普通老式電視業(yè)務(wù))也在該室內(nèi)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)10中進(jìn)行。
數(shù)字信號(hào)經(jīng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34在整個(gè)家庭中分布。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，該內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34實(shí)際上是以太網(wǎng)類型的10base-T或100base-T的雙絞線對(duì)，但包含有一個(gè)特殊的開(kāi)關(guān)中樞，以使該網(wǎng)絡(luò)能接納任何數(shù)量的終端單元，而每個(gè)終端單元都能接收高比特速率的視頻信號(hào)。
家庭網(wǎng)絡(luò)10連接那些計(jì)算機(jī)或與包含計(jì)算機(jī)在內(nèi)的各種產(chǎn)品，它們能夠支持聯(lián)網(wǎng)帶寬，協(xié)議，路由選擇，緩沖和選址。其他不支持這些復(fù)雜功能的高帶寬產(chǎn)品必須或直接或經(jīng)一本地外圍網(wǎng)絡(luò)連接到這樣一個(gè)主機(jī)單元以實(shí)現(xiàn)相互可操作性。設(shè)置在家庭網(wǎng)絡(luò)10中作為終端用戶設(shè)備的計(jì)算機(jī)或與包含計(jì)算機(jī)在內(nèi)的各種產(chǎn)品的例子包括執(zhí)行外部網(wǎng)絡(luò)到家庭網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換和調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)接口單元的I/O計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)，諸如SET-TOP電子設(shè)備(STE)；個(gè)人計(jì)算機(jī)；工作站；高速終端打印機(jī)；和提供網(wǎng)關(guān)/控制功能的特殊計(jì)算機(jī)。能夠與網(wǎng)絡(luò)10連接的其他終端設(shè)備包括各種視頻產(chǎn)品視頻壓縮(MPEG)和未壓縮視頻設(shè)備；數(shù)字視頻相機(jī)(camcorder)產(chǎn)品；數(shù)字視頻磁帶記錄產(chǎn)品和數(shù)字TV顯示產(chǎn)品以及模擬TV顯示和記錄產(chǎn)品。能夠與網(wǎng)絡(luò)10連接的聲頻設(shè)備包括數(shù)字壓縮(MPEG)和未壓縮聲頻設(shè)備；HIFI立體聲；數(shù)字聲頻磁帶記錄產(chǎn)品。能夠與網(wǎng)絡(luò)10連接的其他產(chǎn)品是諸如打印機(jī)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品和其他外部設(shè)備。此外，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)10控制的產(chǎn)品包括家庭自動(dòng)化和各種電器中央供暖/AC，保安控制器，微波爐和其他廚房設(shè)備，照明，噴淋器和其他電源控制。
家庭網(wǎng)絡(luò)10的某些實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)本地外圍網(wǎng)絡(luò)15，它們?yōu)榛顒?dòng)JPEG或1-幀-MPEG視頻設(shè)備、聲頻設(shè)備、打印機(jī)和所述外部設(shè)備提供更高比特速率的本地連接。這些設(shè)備需要以高帶寬連續(xù)地進(jìn)行本地連接，其中數(shù)據(jù)傳輸連續(xù)地例如從數(shù)字相機(jī)傳送到數(shù)字VCR。把上述設(shè)備直接地容納在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34上將在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)34上需要比正常需求更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。而本地外圍網(wǎng)絡(luò)15正常地通過(guò)網(wǎng)關(guān)連接到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34以便實(shí)現(xiàn)相互可操作性。然而，在本發(fā)明的某些其他實(shí)施例中，家庭網(wǎng)絡(luò)10被提供有適應(yīng)高速設(shè)備的硬件和軟件以便不必使用本地外圍網(wǎng)絡(luò)15。
為了實(shí)現(xiàn)家庭自動(dòng)化提供有一個(gè)家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)17。該家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)17可以靠電源線或其他低速率網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，用于對(duì)電器，家庭保安系統(tǒng)，照明等等進(jìn)行控制。這種激勵(lì)由設(shè)置在家庭中的一個(gè)控制計(jì)算機(jī)20產(chǎn)生。
圖2中描述了一個(gè)在房屋36內(nèi)安裝本發(fā)明的家庭網(wǎng)絡(luò)10的示例性模型。家庭網(wǎng)絡(luò)10是一個(gè)長(zhǎng)距離的構(gòu)架，例如能夠距構(gòu)成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34一部分的交換中心38多至100米電纜長(zhǎng)。在圖2描述的安裝示例中，具有其多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32的入口單元30連同交換中心38一起被設(shè)置在所述房屋的公用設(shè)備區(qū)域內(nèi)。
雙絞線對(duì)電纜通到房屋36的每個(gè)房間，并端接在一個(gè)墻壁插座上。在進(jìn)行安裝時(shí)，例如可以使用Cat-5雙絞線對(duì)(用于100Mbits/s)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)費(fèi)用是人工費(fèi)。為了臨時(shí)拆卸，雙絞線對(duì)電纜尺寸可以足夠的小，以便可以由用戶安裝在地毯邊沿的下方。家庭中的用戶在房間中將通過(guò)把計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的以太網(wǎng)端口插入到以太網(wǎng)墻壁插座中連接該計(jì)算機(jī)產(chǎn)品。
在圖2的實(shí)施例中，交換中心38是被作為分離設(shè)備描述的，但在其他實(shí)施例中，交換中心38被集成一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32中。交換中心38為房屋的所有區(qū)域與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32提供了連接可能性。提高、擴(kuò)展內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34的總帶寬和連接性是通過(guò)另外接到或改變到一個(gè)大的交換中心來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種交換中心將在后面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
如圖1和2所示，本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)接口單元32的功能從SET-TOP電子設(shè)備40中分離出來(lái)。通常，SET-TOP盒包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元，該網(wǎng)絡(luò)接口單元的部件通過(guò)一條總線內(nèi)部連接到各SET-TOP電子設(shè)備部件。然而，相反，本發(fā)明為網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40的分開(kāi)提供了插入其間的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34。這種安排使得多個(gè)SET-TOP電子設(shè)備將能在整個(gè)房屋36中分布而花費(fèi)不多，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)SET-TOP電子設(shè)備來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口單元的電子設(shè)備重復(fù)設(shè)置。此外，由于分離網(wǎng)絡(luò)接口單元32連接到不同的外部網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)公共內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34，使得房主避免了被強(qiáng)迫接收來(lái)自某一單獨(dú)源(諸如電話或電纜電視公司)的所有節(jié)目。這種分離還允許房主簡(jiǎn)單地通過(guò)改變網(wǎng)絡(luò)接口單元32之一對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行增添，去掉或改變，而無(wú)需更換整個(gè)房屋36中的所有SET-TOP電子設(shè)備40。
在某些實(shí)施例中，為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元提供有一個(gè)“主”SET-TOP盒。然而，本實(shí)施例在邏輯上是與以上描述相同的，因?yàn)樵诒緦?shí)施例中網(wǎng)絡(luò)接口單元被連接到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，且不是通過(guò)一條總線與SET-TOP電子設(shè)備連接的。
圖3是本發(fā)明的家庭網(wǎng)絡(luò)10的邏輯圖。如該圖所顯示的，多端口交換中心38構(gòu)成了該網(wǎng)絡(luò)連接的中心。在某些實(shí)施例中(其中對(duì)分組數(shù)據(jù)間的抖動(dòng)進(jìn)行了足夠的控制)，使用了一種傳統(tǒng)的、市場(chǎng)上可買到的分組交換中心。在其他優(yōu)選實(shí)施例中，諸如圖3中所示的，交換中心38是網(wǎng)絡(luò)端口與在一預(yù)定時(shí)間期間被直接(電路)交換的端口的組合。直接連接端口(和系統(tǒng))能夠經(jīng)該網(wǎng)絡(luò)(編碼的)時(shí)鐘相位鎖定。為了提供這種功能，因此交換中心38包括一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的中樞42和一個(gè)直接電路縱橫器44。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，中樞42可以是一個(gè)市售的設(shè)備，諸如Am79c981(由加州Advanced Micro Devices，of Sunnyvale)。直接電路縱橫器44的詳細(xì)構(gòu)造將參考圖7在后面進(jìn)行描述。
一個(gè)根據(jù)以太網(wǎng)10/100base-T定義的星形拓?fù)溥B同交換中心38一起被使用。該交換中心38向房屋36的大多數(shù)房間提供輸出。最大系統(tǒng)帶寬是線路比特率的倍數(shù)((比特率×端口數(shù))/2)，例如，20個(gè)端口和100Mbits/s＝1Gb/s總的最大帶寬。
交換中心38能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)例如壓縮數(shù)字視頻和internet數(shù)據(jù)的極不對(duì)稱業(yè)務(wù)進(jìn)行特殊處理，這是通過(guò)為這些情況選擇從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。于是，所述業(yè)務(wù)被從內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34分離開(kāi)并允許整個(gè)總的帶寬能夠僅受該交換中心38的可擴(kuò)展性限制，雖然其將保持受每個(gè)支路10Mbits/s的限制。如果需要，100base-T技術(shù)而不是10base-T技術(shù)的使用將會(huì)提高網(wǎng)絡(luò)速率。
對(duì)于MPEG視頻傳送，主要使用了交換中心的直接同步(曼徹斯特或分組編碼)連接，其中需要一種連續(xù)的，高比特率，長(zhǎng)持續(xù)連接。以壓縮形式的高比特率視頻可以高達(dá)8Mbits/s，并且為現(xiàn)場(chǎng)直播視頻和高速電影和運(yùn)動(dòng)所需要。低比特速率視頻為1.5Mbits/sec。根據(jù)本發(fā)明，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)10中都維持MPEG數(shù)字視頻。轉(zhuǎn)換成真的視頻僅在顯示設(shè)備(例如電視機(jī)12)或SET-TOP電子設(shè)備40上發(fā)生。
兩個(gè)分離的直接電路被作為例子在圖3中進(jìn)行了描述。例如，與一ISDN網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口單元32通過(guò)直接電路縱橫器44被直接連接到本地外圍網(wǎng)絡(luò)15的個(gè)人計(jì)算機(jī)20。另外，通過(guò)直接電路縱橫器44，分離直接電路被提供在一個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)接口單元32(例如與混合光纖同軸連接)和與電視機(jī)12連接的SET-TOP電子設(shè)備40之間。那些要經(jīng)過(guò)直接連接設(shè)備的不直接連接的設(shè)備保持與中樞42連接并從而連成網(wǎng)絡(luò)。
就交換中心構(gòu)造而言，其中構(gòu)造了一個(gè)直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通路，所有經(jīng)過(guò)該通路的數(shù)據(jù)被直接提供到該通路的端點(diǎn)終端，即使數(shù)據(jù)是為一個(gè)或多個(gè)其他終端設(shè)計(jì)的。于是，在某些優(yōu)選實(shí)施例中，遵循一個(gè)規(guī)則，即與高速率數(shù)據(jù)(典型地為消息傳送)復(fù)用的數(shù)據(jù)必須通過(guò)把所述分組數(shù)據(jù)返回到交換中心38的直接通路的端點(diǎn)發(fā)布到各網(wǎng)絡(luò)終端。例如，經(jīng)并不是為本地外圍網(wǎng)絡(luò)15上的裝置設(shè)計(jì)的ISDN網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的消息將通過(guò)本地外圍網(wǎng)絡(luò)主機(jī)20被返回到用于分布的交換中心38。這一規(guī)則減少了費(fèi)用和消除了擁有一個(gè)分組路由器類型的交換中心的復(fù)雜情況，去復(fù)用被分布在各端點(diǎn)處而不是在中心，且對(duì)于非對(duì)稱數(shù)據(jù)流和本地目標(biāo)工作很好，即不受交換層的影響。
直接交換通路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于完全避免了在獲得接入網(wǎng)絡(luò)34中的潛在延遲(和可能擾亂在MPEG中載有的專用時(shí)鐘基準(zhǔn)定時(shí))。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，要求該交換中心38是“全雙工意識(shí)的”，意味著一個(gè)直接路由選擇的通路僅把一個(gè)發(fā)射機(jī)終端“上行通路連接到一個(gè)接收機(jī)終端“下行”通路。相反，到發(fā)射機(jī)的下行通路和到接收機(jī)的上行通路并不受直接電路的影響，通常將與所述網(wǎng)絡(luò)連接，即與連接到一起的所有剩下的終端通路連接。
響應(yīng)用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求發(fā)生特定路由選擇。由中樞控制和實(shí)施的任何直接路由選擇改變拾取各種消息。不要求根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接對(duì)設(shè)備進(jìn)行交換和路由選擇。
如后面所述，在網(wǎng)絡(luò)接口單元32中執(zhí)行MPEG時(shí)鐘恢復(fù)。通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)接口單元32中執(zhí)行MPEG時(shí)鐘恢復(fù)，和到家庭網(wǎng)絡(luò)目的地的直接電路的建立，在目的地(諸如電視機(jī)12)接收的信號(hào)中的抖動(dòng)被基本消除。對(duì)于在娛樂(lè)(視頻)家庭劇場(chǎng)中期望的極不對(duì)稱點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)，直接電路性能工作的很好。
對(duì)于只有模擬業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，例如瞬時(shí)電纜電視，其并不被認(rèn)為是數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的一部分。對(duì)于諸如混合光纖同軸(EFC)和混合電纜電視的較新形式的混合數(shù)字/模擬業(yè)務(wù)，其被認(rèn)為是一種瞬時(shí)狀態(tài)且被對(duì)待作為到達(dá)本發(fā)明所有數(shù)字系統(tǒng)的一個(gè)臨時(shí)添加。來(lái)自混合光纖同軸的信號(hào)被直接提供到一個(gè)SET-TOP電子設(shè)備40或一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32/SET-TOP電子設(shè)備40的組合。需要兩個(gè)端口與家庭網(wǎng)絡(luò)10連接，一個(gè)用于網(wǎng)絡(luò)接口單元32，一個(gè)用于SET-TOP電子設(shè)備40。在某些優(yōu)選實(shí)施例中提供有一個(gè)支路以把模擬信號(hào)跨越鏈接到SET-TOP電子設(shè)備40的聲頻/視頻電路上。
通過(guò)在本地終端諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)20或SET-TOP電子設(shè)備40中運(yùn)行的軟件，由手持指令器或計(jì)算機(jī)鍵盤對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)10進(jìn)行控制。置于每個(gè)家庭終端的控制軟件通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)接口單元32和外部網(wǎng)關(guān)通信管理資源利用率，資源選擇，路由安排。外部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議被緩存在網(wǎng)絡(luò)接口單元32中，以便向家庭網(wǎng)絡(luò)10上的各終端提供一標(biāo)準(zhǔn)接口。圖8描述了一個(gè)用戶接口的例子。在本實(shí)施例中，家庭網(wǎng)絡(luò)10是透明的，用戶僅從關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)數(shù)量中間接地意識(shí)到。
圖4是描述一單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)接口單元32的框圖，其通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34連接到一個(gè)單獨(dú)SET-TOP電子設(shè)備40。為了說(shuō)明和描述的目的，包括交換中心38的家庭網(wǎng)絡(luò)10的剩余部分在圖4中沒(méi)有示出。
網(wǎng)絡(luò)接口單元32具有一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口模塊50，用于把網(wǎng)絡(luò)接口單元32與一特定外部網(wǎng)絡(luò)接口連接。在圖4的例子中，網(wǎng)絡(luò)接口模塊50為一承載MPEG視頻數(shù)據(jù)的外部網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)接口。該MPEG視頻數(shù)據(jù)被提供給一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備52，其準(zhǔn)備使該數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34傳送。在某些優(yōu)選實(shí)施例中，該內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34是一個(gè)以太網(wǎng)，因此內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接口裝置52是一個(gè)以太網(wǎng)接口設(shè)備。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)假設(shè)，對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)第一級(jí)去復(fù)用處在網(wǎng)絡(luò)接口單元32是必要的，以便保持在一個(gè)有界限的帶寬限制(一個(gè)數(shù)據(jù)流)內(nèi)而不是一個(gè)由進(jìn)入數(shù)據(jù)流(多個(gè)數(shù)據(jù)流)的結(jié)構(gòu)設(shè)定的任意帶寬內(nèi)。假定MPEG-2正被使用，則存在一個(gè)由一多節(jié)目傳送數(shù)據(jù)流變成為一個(gè)單獨(dú)節(jié)目數(shù)據(jù)流的去復(fù)用，如在MPEG-2規(guī)程中定義的。這是通過(guò)一個(gè)MPEG傳送芯片54(例如從C-Cube可買到9110B芯片)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(一個(gè)第二級(jí)去復(fù)用把視頻，聲頻分開(kāi)，其他數(shù)據(jù)仍出現(xiàn)在SET-TOP電子設(shè)備中，而解碼最好僅在顯示終端或計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。)利用這種方法，不必在整個(gè)房屋中發(fā)送高帶寬數(shù)據(jù)流，且房屋36中的各終端僅需要察看一標(biāo)準(zhǔn)化的單獨(dú)編程接口。在房間中例如安全門攝像機(jī)或視頻參考攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻需要被壓縮。
所有的外部網(wǎng)絡(luò)接口、解密、 接入控制、去復(fù)用成一單獨(dú)節(jié)目流等等是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口模塊50來(lái)完成的。于是，網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)制解調(diào)器50根據(jù)所連接的外部網(wǎng)絡(luò)的特性對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件進(jìn)行緩沖。多個(gè)不同的節(jié)目需要多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口縱橫器連接器，無(wú)論是來(lái)自一個(gè)或多個(gè)提供者。在某些實(shí)施例中，假設(shè)從同一外部網(wǎng)絡(luò)中接收到兩個(gè)節(jié)目，則一個(gè)雙工模塊被提供有兩個(gè)連接器到縱橫器。
MPEG傳送芯片54執(zhí)行MPEG時(shí)鐘恢復(fù)和向一內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接器提供恢復(fù)的27MHz時(shí)鐘和所選的節(jié)目。例如，當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34是一個(gè)10base-T以太網(wǎng)時(shí)，該27MHz時(shí)鐘通過(guò)一MPEG接收到網(wǎng)絡(luò)合成器58，并被轉(zhuǎn)換成一個(gè)10MHz時(shí)鐘。該10MHz時(shí)鐘以及所選的節(jié)目被提供到一個(gè)與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34連接的傳統(tǒng)收發(fā)信機(jī)60(例如一個(gè)以太收發(fā)信機(jī))。合成器58起著把以太網(wǎng)時(shí)鐘鎖定到被恢復(fù)MPEG時(shí)鐘的作用。當(dāng)從網(wǎng)絡(luò)接口單元32向SET-TOP電子設(shè)備40發(fā)送分組數(shù)據(jù)時(shí)，該SET-TOP電子設(shè)備40被鎖定到處于27MHz的被恢復(fù)MPEG數(shù)據(jù)上。在SET-TOP電子設(shè)備40處，根據(jù)以太網(wǎng)10MHz時(shí)鐘由另一合成器重新產(chǎn)生該27MHz時(shí)鐘。
數(shù)據(jù)在SET-TOP電子設(shè)備40中通過(guò)一個(gè)包括網(wǎng)絡(luò)接口64的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備62接收。由網(wǎng)絡(luò)接口64根據(jù)離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)34的數(shù)據(jù)流恢復(fù)的10MHz時(shí)鐘通過(guò)門66被選通到MPEG合成器68。需要選通以便僅當(dāng)有一個(gè)數(shù)據(jù)分組存在時(shí)執(zhí)行所述鎖定功能。10MHz時(shí)鐘被轉(zhuǎn)換成27MHz時(shí)鐘，其被提供給一個(gè)MPEG解碼器70和一個(gè)視頻解碼器/編碼器72。所選節(jié)目由網(wǎng)絡(luò)接口64提供到MPEG解碼器70，MPEG解碼器70對(duì)MPEG數(shù)據(jù)解碼并將其提供到視頻解碼器/編碼器72。該數(shù)據(jù)流通過(guò)視頻編碼器72被轉(zhuǎn)換成適于由一顯示裝置諸如電視機(jī)使用的格式(例如，NTSC或SVideo)。該視頻解碼器適于其中可能具有NTSC模擬信號(hào)的情況(HFC)，以便數(shù)字化和與機(jī)載圖形硬件合并。
圖4中示意性地描述了網(wǎng)絡(luò)34，從前面的描述中應(yīng)該明白，視頻數(shù)據(jù)可通過(guò)中樞42被放置在網(wǎng)絡(luò)34上，但是網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40最好是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)34的直接電路縱橫器44提供一個(gè)無(wú)抖動(dòng)視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
圖5是圖4中描述的SET-TOP電子設(shè)備40的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備62的一個(gè)示例性實(shí)施例的更詳細(xì)示圖。網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備62包括網(wǎng)絡(luò)合成器68，其連接到一個(gè)起著選通裝置作用的程序邏輯裝置66。網(wǎng)絡(luò)合成器68可利用市售的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，諸如摩托羅拉公司制造的MC145151。程序邏輯裝置66也可利用市售的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)，諸如摩托羅拉公司制造的MC7958。一個(gè)壓控晶體振蕩器80工作在27MHz并把其信號(hào)提供到程序邏輯裝置66。當(dāng)具有一個(gè)接收的數(shù)據(jù)分組時(shí)，程序邏輯裝置66選通10MHz信號(hào)到合成器68。該合成器把10MHz和27MHz頻率下分頻為一公共頻率，其被饋入合成器68的一個(gè)鑒相器。合成器68的鑒相器輸出被作為控制信號(hào)提供到壓控晶體振蕩器80來(lái)調(diào)整本地頻率的高或低，以便鎖定到進(jìn)入以太網(wǎng)頻率上。
通知程序邏輯裝置66一數(shù)據(jù)分組接收的信號(hào)以及10MHz時(shí)鐘由作為接收啟動(dòng)的一個(gè)串行接口適配器82提供。一個(gè)市售的適于該串行接口適配器的產(chǎn)品是由高級(jí)微設(shè)備公司制造的Am7992。
數(shù)據(jù)流通過(guò)一個(gè)變換器/濾波器84(諸如一種可從Pulse Engineering公司買到的PE68026)接收。沖突信息通過(guò)另一個(gè)與變換器/濾波器84同類型的變換器/濾波器86接收。接收的數(shù)據(jù)被提供到一個(gè)第一網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信機(jī)88，諸如附加的一個(gè)雙絞線對(duì)以太收發(fā)信機(jī)(Am79c100)。該第一網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信機(jī)88的輸出(接收的數(shù)據(jù))被用于接收啟動(dòng)82和控制器90?？刂破?0可以是市售的產(chǎn)品，諸如單獨(dú)芯片以太網(wǎng)控制器AM79c970(由高級(jí)微設(shè)備公司制造)。該控制器90與一總線92(諸如外圍部件互聯(lián)(PCI)總線)連接，以便把來(lái)自網(wǎng)絡(luò)34的接收數(shù)據(jù)提供給SET-TOP電子設(shè)備40的MPEG解碼器70。
一個(gè)第二網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信機(jī)92被連接到控制器90，其可由如同88的同類收發(fā)信機(jī)實(shí)現(xiàn)。該第二網(wǎng)絡(luò)收發(fā)信機(jī)92通過(guò)變換器/濾波器84提供從控制器90到網(wǎng)絡(luò)34的數(shù)據(jù)傳輸通路。
沖突信息通過(guò)變換器/濾波器86和第二收發(fā)信機(jī)92被傳送到控制器90。
圖6是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接器56的更詳細(xì)框圖，其具有一個(gè)MPEG-網(wǎng)絡(luò)合成器58，該合成器58根據(jù)由MPEG傳送芯片54恢復(fù)的27MHz MPEG時(shí)鐘合成10MHz時(shí)鐘(見(jiàn)圖4)。一個(gè)晶體振蕩器96連接到該合成器58以提供一個(gè)10MHz信號(hào)。在某些實(shí)施例中，晶體振蕩器96是一個(gè)20MHz振蕩器，由該合成器產(chǎn)生的頻率是20MHz，然后其在接收機(jī)(SET-TOP電子設(shè)備40)處被簡(jiǎn)單地分頻為10MHz。市場(chǎng)上可買到的合成器是摩托羅拉公司制造的MC145145-2。
10MHz時(shí)鐘被提供到一個(gè)微處理器接口98，其作為微處理器100的接口。具有微處理器100的微處理器接口98構(gòu)成通過(guò)一變換器/濾波器102與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34連接的收發(fā)信機(jī)60。微處理器接口98例如可以是摩托羅拉公司制造的芯片MC68150，而該微處理器可以是由摩托羅拉公司制造的MC68EN360。變換器/濾波器102可以與圖5中的變換器/濾波器84，86的類型相同。
如上所述，將網(wǎng)絡(luò)接口單元32與SET-TOP電子設(shè)備40分開(kāi)具有許多優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，與網(wǎng)絡(luò)接口單元結(jié)合在一起的傳統(tǒng)SET-TOP盒的功能(能力)被劃分開(kāi)。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口單元32負(fù)責(zé)執(zhí)行外部網(wǎng)絡(luò)特定接口連接，調(diào)諧解調(diào)，和差錯(cuò)校正。其提供外部網(wǎng)絡(luò)特定視頻解擾和加密/解密(信用卡號(hào)，用戶密碼等)。網(wǎng)絡(luò)接口單元32還提供一種外部網(wǎng)絡(luò)特定程序引導(dǎo)。此外，其對(duì)一單獨(dú)數(shù)據(jù)流和MPEG參考時(shí)鐘恢復(fù)執(zhí)行MPEG傳輸去復(fù)用。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，該網(wǎng)絡(luò)接口單元提供家庭網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)接口和MPEG/以太網(wǎng)時(shí)鐘鎖定。其還提供軟件以支持用于多數(shù)據(jù)流和多用戶的外部網(wǎng)絡(luò)和家庭網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所述網(wǎng)絡(luò)接口單元還具有起著家庭網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)關(guān)作用和在必要時(shí)控制數(shù)據(jù)緩沖的軟件。
在優(yōu)選實(shí)施例中，SET-TOP電子設(shè)備40基本上起著一個(gè)應(yīng)用計(jì)算機(jī)的作用，其擁有聲頻、視頻、圖形和模擬電視接口。例如，該SET-TOP電子設(shè)備根據(jù)需要提供家庭網(wǎng)絡(luò)特定接口和數(shù)據(jù)緩沖。在各優(yōu)選實(shí)施例中，其提供以太網(wǎng)時(shí)鐘/MPEG時(shí)鐘鎖定。SET-TOP電子設(shè)備40對(duì)MPEG視頻和聲頻進(jìn)行解碼以恢復(fù)數(shù)字聲頻/視頻。其執(zhí)行聲頻和視頻的數(shù)/模轉(zhuǎn)換，并支持來(lái)自一紅外遙控器的命令。SET-TOP電子設(shè)備40提供對(duì)模擬視頻輸入(NTSC)的支持。其與打印機(jī)，游戲機(jī)等接口，并支持引導(dǎo)級(jí)操作系統(tǒng)和能夠從一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)下載一完整系統(tǒng)。SET-TOP電子設(shè)備40支持應(yīng)用程序和通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元與網(wǎng)絡(luò)提供者和節(jié)目視頻經(jīng)營(yíng)者通信。
圖7是更詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明安排的中樞42和直接電路縱橫器44的實(shí)施例的框圖和其與一網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40的連接。直接電路縱橫器44和42可選擇地在一特定網(wǎng)絡(luò)接口單元32和一SET-TOP電子設(shè)備40之間提供一直接電路，或者是通過(guò)中樞42為這些單元提供一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)連接。在圖7中，為了便于說(shuō)明和解釋，僅給出了網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40的一部分。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，中樞42是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單和便宜的中樞，因?yàn)槠洳话ㄈ魏我环N分組路由交換或存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。不具有如在擁有分組路由選擇交換的中樞中的根據(jù)發(fā)送和接收地址檢查業(yè)務(wù)和動(dòng)態(tài)交換該中樞的智能。
雖然在圖7中僅示出了被直接連接的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口單元32和一個(gè)SET-TOP電子設(shè)備40，但任何數(shù)量的直接連接對(duì)都可通過(guò)直接電路縱橫器44連接，這取決于該縱橫器44的大小。網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40，其每一個(gè)都被示出具有五個(gè)插腳位置或連接，每個(gè)連接均為一對(duì)。這與傳統(tǒng)的電話插座(電話RJ45)相一致，其擁有10個(gè)插腳位置。
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34在網(wǎng)絡(luò)接口單元32，SET-TOP電子設(shè)備40和直接電路縱橫器44之間提供連接。在優(yōu)選實(shí)施例，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)34是10或100base-T以太網(wǎng)。
網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40之間一網(wǎng)絡(luò)連接或一直接電路的選擇通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)108建立，這些開(kāi)關(guān)在圖7中用字母尾標(biāo)描述，以便在下面的描述中彼此區(qū)分。在圖7的例子中，網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40互相被直接連接，網(wǎng)絡(luò)接口單元32發(fā)送數(shù)據(jù)到SET-TOP電子設(shè)備40。一個(gè)微處理器110作為直接電路縱橫器44的控制器，響應(yīng)要求一直接電路執(zhí)行的用戶命令控制開(kāi)關(guān)108的位置。例如，一用戶可以從一按要求服務(wù)的視頻中選擇觀看一部電影，因而在手持遙控器上做出這種選擇。響應(yīng)這一選擇，微處理器110隨后將改變開(kāi)關(guān)108的位置以便在與承載按要求服務(wù)的視頻的外部網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口單元32和與用戶想要觀看電影的電視接收機(jī)連接的SET-TOP電子設(shè)備40之間建立一個(gè)直接連接。
在這種情況中，開(kāi)關(guān)108a移動(dòng)到其所示位置以把網(wǎng)絡(luò)接口單元32的收發(fā)信機(jī)88的發(fā)送線路連接到直接電路縱橫器44的線路112。在中樞42的Tx端口處，收發(fā)信機(jī)88的發(fā)送線路不再與該網(wǎng)絡(luò)連接。類似地，SET-TOP電子設(shè)備40的收發(fā)信機(jī)92的接收線路通過(guò)開(kāi)關(guān)108g與直接電路縱橫器44的上述線路112連接。利用此時(shí)建立的直接電路，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元32進(jìn)入該家庭的數(shù)據(jù)并不是經(jīng)中樞42在整個(gè)該網(wǎng)絡(luò)上廣播，而是直接提供給位于將使用該數(shù)據(jù)的位置的SET-TOP電子設(shè)備40。
雖然通過(guò)直接電路縱橫器44建立的直接電路為從網(wǎng)絡(luò)接口單元32向SET-TOP電子設(shè)備40傳送數(shù)據(jù)提供了一個(gè)良好的通路，但有可能發(fā)生這樣的情況，即并不是所有進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)接口單元32的數(shù)據(jù)都被指定給SET-TOP電子設(shè)備40。例如，有可能e-mail經(jīng)該特定網(wǎng)絡(luò)接口單元32接收，而房主想要將e-mail傳送到一個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)，而不是一個(gè)電視機(jī)。然而，一旦建立了一個(gè)直接電路，由于該直接電路將不存在到達(dá)網(wǎng)絡(luò)34的連接。
為了解決這一問(wèn)題，SET-TOP電子設(shè)備40檢查其接收的數(shù)據(jù)分組的地址和為并不指定給該SET-TOP電子設(shè)備40的數(shù)據(jù)執(zhí)行路由選擇功能。該數(shù)據(jù)由SET-TOP電子設(shè)備40通過(guò)中樞42被傳送到網(wǎng)絡(luò)34。這種由端點(diǎn)連接(本例中為SET-TOP電子設(shè)備40)進(jìn)行的重新路由選擇避免了對(duì)使用昂貴且復(fù)雜的路由器的系統(tǒng)的需要。SET-TOP電子設(shè)備40具有一個(gè)微處理器120和相關(guān)的存儲(chǔ)器122，用于對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行識(shí)別和將其回送到網(wǎng)絡(luò)34。
網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40之間的直接電路為視頻數(shù)據(jù)提供了一種消除了抖動(dòng)的連接，但通過(guò)中樞進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)34的其他數(shù)據(jù)的重新路由選擇允許一種以上的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口單元32進(jìn)入家庭。一旦網(wǎng)絡(luò)接口單元32和SET-TOP電子設(shè)備40之間的直接電路被建立，SET-TOP電子設(shè)備40請(qǐng)求進(jìn)行沖突檢測(cè)以允許其發(fā)送到中樞42。如果所述沖突發(fā)生，SET-TOP電子設(shè)備40需要知道各種沖突和重新向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)接口單元32可被設(shè)定以阻止沖突的發(fā)生，因?yàn)樗鼈儾荒艹霈F(xiàn)在直接電路上。然而，在某些實(shí)施例中，為方便起見(jiàn)，在網(wǎng)絡(luò)接口單元端口和SET-TOP電子設(shè)備端口(通過(guò)縱橫器44到達(dá)網(wǎng)絡(luò)34)二者中包括有相同的沖突對(duì)。
在某些優(yōu)選實(shí)施例中，可以使用5對(duì)線路中的一對(duì)為該系統(tǒng)提供畫(huà)中畫(huà)功能。例如，網(wǎng)絡(luò)接口單元32可通過(guò)另一收發(fā)信機(jī)88a經(jīng)第二對(duì)發(fā)送線路將一第二數(shù)據(jù)流提供到一個(gè)分開(kāi)的縱橫器連接線路114上。具有也連接到線路114的另一收發(fā)信機(jī)88a的SET-TOP電子設(shè)備40通過(guò)該直接電路接收所述第二數(shù)據(jù)流以在電視屏幕上提供畫(huà)中畫(huà)。
在本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例中，縱橫開(kāi)關(guān)108是用模擬MOS晶體管矩陣、通過(guò)響應(yīng)來(lái)自控制器110的信號(hào)的控制實(shí)現(xiàn)的。然而，這僅僅是一種示例，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所明白的，其他實(shí)施例可以使用不同設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)。
雖然本發(fā)明的描述對(duì)具有各種元件的功能的某些邏輯特征的設(shè)置進(jìn)行了說(shuō)明，但這些特征在其他實(shí)施例中可以不同。例如，中樞42被描述為與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接。然而，該中樞42也可在邏輯上被看作是該內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的一部分，或甚至形成該網(wǎng)絡(luò)，剩下的連線構(gòu)成將端接終端連接到中樞42的裝置。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白，本說(shuō)明書(shū)中說(shuō)明和描述的邏輯特征僅是示例性的。
根據(jù)本發(fā)明，將網(wǎng)絡(luò)接口單元和SET-TOP電子設(shè)備分開(kāi)為家庭內(nèi)大量設(shè)備彼此連接，以及連接到外部世界提供了相對(duì)廉價(jià)的連接。
雖然已對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明和描述，但很清楚，上述僅是作為說(shuō)明和示例而并不是作為一種限制。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)的直接電路縱橫器和交換中樞裝置，其具有與所述網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)端接終端，該裝置包括一個(gè)與所述網(wǎng)絡(luò)的所述多個(gè)端接終端選擇地連接并與所述網(wǎng)絡(luò)連接的直接電路縱橫器，該直接電路縱橫器在兩個(gè)端接終端之間建立一個(gè)直接電路，并把所述兩個(gè)端接終端作為一對(duì)連接到所述網(wǎng)絡(luò)；和所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)無(wú)源交換中樞，該無(wú)源交換中樞與所述網(wǎng)絡(luò)的沒(méi)有被選擇地與所述直接電路縱橫器連接的端接終端連接，并通過(guò)該直接電路縱橫器還與作為一對(duì)連接到網(wǎng)絡(luò)的端接終端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中該直接電路縱橫器具有直接電路線和用于把所述多個(gè)端接終端連接到該直接電路線的可控開(kāi)關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其中該直接電路縱橫器具有一個(gè)處理器，其響應(yīng)命令信號(hào)控制各開(kāi)關(guān)把端接終端連接到所述直接電路線，其中通過(guò)端接終端與所述同一直接電路線的連接在兩個(gè)端接終端之間建立起一個(gè)直接電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其中所述多個(gè)端接終端具有接收和發(fā)送線，且其中在某兩個(gè)端接終端之間建立的一直接電路使該多個(gè)端接終端中的第一端接終端的發(fā)送線與該所述同一直接電路線連接作為該多個(gè)端接終端中的第二端接終端的接收線，該端接終端中的第一端接終端的接收線和該端接終端中的第二端接終端的發(fā)送線連接到所述交換中樞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其中開(kāi)關(guān)是模擬MOS開(kāi)關(guān)。
6.一種將多個(gè)端接終端與一網(wǎng)絡(luò)連接的方法，包括把一網(wǎng)絡(luò)上的各端接終端的接收和發(fā)送端口連接到一個(gè)無(wú)源交換中樞；通過(guò)一個(gè)直接電路縱橫器有選擇地把該多個(gè)端接終端中的一第一端接終端的至少發(fā)送端口直接連接到該多個(gè)端接終端中的一第二端接終端的接收線以便在該第一和第二端接終端之間建立一直接電路，和把該端接終端中的第一端接終端的發(fā)送端口與所述交換中樞切斷以及把該端接終端中的第二端接終端的接收端口與所述交換中樞切斷。
全文摘要
一種家用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一個(gè)在房屋中的內(nèi)部數(shù)字網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。娛樂(lè)服務(wù)通過(guò)與一外部網(wǎng)絡(luò)和所述內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口單元引入到家庭網(wǎng)絡(luò)中。該網(wǎng)絡(luò)接口單元通過(guò)一個(gè)直接電路縱橫器有選擇地與SET－TOP電子設(shè)備直接連接,以便例如視頻數(shù)據(jù)可以被直接地從一網(wǎng)絡(luò)接口單元提供到SET－TOP電子設(shè)備而不存在抖動(dòng)。隨后,使用一個(gè)不具有分組交換能力的無(wú)源交換中樞提供信號(hào)再生和經(jīng)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行其他數(shù)據(jù)的重新發(fā)送。
文檔編號(hào)H04Q9/00GK1207862SQ96199742
公開(kāi)日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1996年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月22日
發(fā)明者理查德·漢普樂(lè)門 申請(qǐng)人:三星信息系統(tǒng)美國(guó)公司