專利名稱：用于在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法
本申請(qǐng)以名稱為“數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)系統(tǒng)(DIGITAL VIDEO ANDDATA SYSTEM)”的在先專利申請(qǐng)的申請(qǐng)日為基礎(chǔ)要求優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該在先申請(qǐng)的指定序列號(hào)為60/064,153，申請(qǐng)日為1997年11月4日，把該在先申請(qǐng)的內(nèi)容包括在這里以供參考；本申請(qǐng)與下列普通轉(zhuǎn)讓的在審美國(guó)專利申請(qǐng)有關(guān)“在通訊信道傳送數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法(SYSTEM AND METHOD FOR THE DELIVERY OFDIGITAL VIDEO AND DATA OVER A COMMUNICATIONCHANNEL)”，申請(qǐng)日與本申請(qǐng)相同(代理檔案號(hào)62002-1990)；“在通訊信道提供數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和方法(COMPUTER SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDINGDIGITAL VIDEO AND DATA OVER A COMMUNICATIONCHANNEL)”，申請(qǐng)日與本申請(qǐng)相同(代理檔案號(hào)62004-1040)；“傳送紅外和射頻信號(hào)的裝置和方法(APPARATUS AND METHODFOR TRANSPORTING INFRARED AND RADIO FREQUENCYSIGNALS)”，申請(qǐng)日與本申請(qǐng)相同(代理檔案號(hào)62004-1060)；這些專利申請(qǐng)都包括在這里以供參考。
本申請(qǐng)一般涉及傳送數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)，具體地說，涉及在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法。
已經(jīng)用許多方法實(shí)現(xiàn)向用戶傳送數(shù)字視頻信號(hào)。例如，利用移動(dòng)圖象專家組(MPEG-2)壓縮/解壓方法壓縮的數(shù)字視頻可以利用許多媒介傳送，包括同軸電纜、光纜、和衛(wèi)星。這些傳送系統(tǒng)中有一些被認(rèn)為是“視訊點(diǎn)播系統(tǒng)”或“近似視訊點(diǎn)播系統(tǒng)”，因?yàn)槭褂谜呋蛴脩艨梢愿鶕?jù)需要不時(shí)地從提供的許多視頻節(jié)目中選擇并觀看特定的節(jié)目。在視訊點(diǎn)播系統(tǒng)中，用戶在任意時(shí)間都可以選擇節(jié)目來觀看。在近似視訊點(diǎn)播系統(tǒng)中，通常允許用戶在指定的重復(fù)次數(shù)內(nèi)選擇可以觀看的節(jié)目。而且，廣播視頻應(yīng)用于具有日或周時(shí)間表并同時(shí)傳送給許多用戶的廣播節(jié)目。
這些系統(tǒng)通常使用戶可以觀看所有節(jié)目頻道，用戶從所有節(jié)目頻道中選擇需要的節(jié)目，通常通過使用某種位于電視機(jī)附近的轉(zhuǎn)換器或解碼器盒。例如，在典型的有線電視系統(tǒng)中，所有可以觀看的節(jié)目被通過同軸電纜傳送給用戶，所述同軸電纜在用戶的房屋附近終接。使得每個(gè)特定用戶可以觀看的節(jié)目通過在傳送電纜和用戶的房屋之間插入濾波器或擾頻器確定。以這種方法控制用戶可以進(jìn)行的選擇。在這些有線電視系統(tǒng)中，通過使用轉(zhuǎn)換器盒也可以實(shí)現(xiàn)按觀看次數(shù)收費(fèi)的系統(tǒng)。如果用戶需要特定的節(jié)目，用戶提前與有限電視服務(wù)提供商聯(lián)系，以便購買所述特定的節(jié)目。
在衛(wèi)星數(shù)字視頻傳送系統(tǒng)中，使用者或用戶在房屋上安裝小型拋物面反射鏡或特殊電子器件。這些系統(tǒng)利用直播衛(wèi)星“DBS”頻譜向用戶傳送數(shù)字視頻信號(hào)。在這些系統(tǒng)中，所有可以觀看的節(jié)目?jī)?nèi)容從地球同步軌道上的專用衛(wèi)星直接傳送給所有用戶。地球同步軌道是指這樣的軌道，即衛(wèi)星在該軌道上環(huán)繞地球，相對(duì)于地球上的一點(diǎn)保持在固定位置上。位于用戶房屋上的接收器單元解碼數(shù)據(jù)流以便提取出需要的節(jié)目。
前述數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中的每一種都具有缺點(diǎn)。例如，在有線電視系統(tǒng)中，很容易從用戶房屋附近的電纜竊取或非法復(fù)制信號(hào)。這樣使得非授權(quán)用戶能夠觀看電纜上可以獲得的所有節(jié)目。而且，在歷史上有線電視系統(tǒng)受到可靠性問題的困擾。
衛(wèi)星傳送系統(tǒng)也有缺點(diǎn)。由于所有可以觀看的節(jié)目被同時(shí)發(fā)送給所有用戶，帶寬分配進(jìn)而頻道容量變得很嚴(yán)峻。例如，在同時(shí)播放包括快速動(dòng)作的許多體育比賽或激烈動(dòng)作節(jié)目期間，例如在足球賽季的星期天下午，對(duì)于某些頻道必須使用附加帶寬。由于可以使用的帶寬數(shù)量是固定的，這樣必須減小其他頻道的可用帶寬。此外，衛(wèi)星傳送系統(tǒng)依賴于正確地安裝拋物面反射鏡，該反射鏡相對(duì)于傳輸衛(wèi)星視線不被遮擋，而且在天氣不好時(shí)受信號(hào)下降的困擾。而且，如同有線電視系統(tǒng)或把所有頻道傳送給所有用戶的任何系統(tǒng)一樣，能夠獲得非授權(quán)頻道。
其他可以使用的系統(tǒng)利用異步傳輸網(wǎng)(ATM)使得終端用戶可以看到許多視頻節(jié)目，通過該網(wǎng)絡(luò)可以把特定的節(jié)目傳送給終端用戶。不幸的是，ATM系統(tǒng)實(shí)施成本高，因?yàn)檫@些系統(tǒng)利用ATM轉(zhuǎn)換光纖，它們很容易超載，例如如果大量用戶選擇觀看許多種類的節(jié)目。
因此，產(chǎn)業(yè)上有一種新的需求，即解決上述的缺點(diǎn)和不足。
本發(fā)明提供了一種在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法。
簡(jiǎn)要地說，在結(jié)構(gòu)上該系統(tǒng)可以按如下所述實(shí)現(xiàn)。一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)，包括濾波器，設(shè)計(jì)成接收包括多個(gè)節(jié)目的節(jié)目組并隔離至少一個(gè)節(jié)目；緩沖器，與所述濾波器通信；節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)提取器，與所述濾波器通信；計(jì)數(shù)器，與所述PCR提取器通信；多路復(fù)用器，與所述計(jì)數(shù)器通信，并設(shè)計(jì)成接收緩沖器和計(jì)數(shù)器的輸出。
本發(fā)明也可以看作提供一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中保持時(shí)序同步的方法。關(guān)于這方面，該方法可以概括為下列步驟在濾波器中接收數(shù)字視頻傳輸流，該傳輸流具有時(shí)間基準(zhǔn)值，由多個(gè)包構(gòu)成，并含有多個(gè)節(jié)目；濾波傳輸流以便獲得多個(gè)節(jié)目中的至少一個(gè)需要的節(jié)目；把需要的節(jié)目提供給緩沖器并監(jiān)視所述需要的節(jié)目，以便檢測(cè)任何有效包中所存在的時(shí)間基準(zhǔn)值。還進(jìn)行下列步驟把時(shí)間基準(zhǔn)值拷貝到計(jì)數(shù)器，把計(jì)數(shù)器的值增加一個(gè)等于所需要的節(jié)目存在于緩沖器中的時(shí)間的量，把時(shí)間基準(zhǔn)值提供給多路復(fù)用器，以及在所需要的節(jié)目離開緩沖器后把時(shí)間基準(zhǔn)值改寫到所需要的節(jié)目中。
參考下面的附圖可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的元件不必按比例繪制，而是把重點(diǎn)放在清楚地描述本發(fā)明的原理上。而且，在附圖中，類似的參考標(biāo)號(hào)表示幾幅圖中的對(duì)應(yīng)部件。
圖lA是描述整個(gè)布局的高層系統(tǒng)圖，其中存在本發(fā)明的在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法；

圖1B是流程圖，描述用戶通過圖1A中的系統(tǒng)布局點(diǎn)播節(jié)目所使用的方法；圖2是示意圖，描述從內(nèi)容提供商11向電話公司(telco)節(jié)目和控制中心100傳送數(shù)字視頻；圖3是示意圖，描述把電話公司節(jié)目和控制中心100連接到中心站400的結(jié)構(gòu)；圖4是方框圖，描述存在于電話公司節(jié)目和控制中心100中的本發(fā)明的元件；圖5是方框圖，描述圖4中的視頻控制架200；圖6是方框圖，描述圖5中的視頻控制模塊250；圖7是示意圖，描述圖5中的架處理器模塊300；
圖8是流程圖，描述圖4中的系統(tǒng)管理工作站325的可能實(shí)施例結(jié)構(gòu)、功能和操作；圖9是示意圖，描述中心站400的結(jié)構(gòu)；圖10A是示意圖，描述圖9中的視頻網(wǎng)接口架450；圖10B是方框圖，描述圖10A中的視頻網(wǎng)接口模塊700；圖11A是示意圖，描述圖9中的視頻分配架500；圖11B是方框圖，描述圖11A中的視頻輸入模塊800；圖11C是示意圖，描述圖11B的視頻輸入模塊的替代分配方案；圖11D是方框圖，描述圖11A中的多個(gè)視頻輸出模塊850；圖11E是示意圖，描述圖11A中的遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊；圖12是示意圖，描述圖9中的接入架550和低通濾波器模塊600；圖13是示意圖，描述圖9中的接入架550的附加細(xì)節(jié)；圖14是示意圖，描述圖12和13中的通用接入適配器模塊1000；圖15是圖9中的中心站主機(jī)工作站650的流程圖；圖16是描述用戶房屋1300的方框圖；；圖17A是示意圖，描述圖16中的智能網(wǎng)絡(luò)接口(INI)1350；圖17B是示意圖，描述安裝圖17A所示的IR遙控接口的系統(tǒng)；圖17C是示意圖，描述圖17B中的IR遙控收發(fā)機(jī)；圖17D是示意圖，描述圖17A中的IR遙控接口1358；圖18是示意圖，描述本發(fā)明的數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)中的CO幀調(diào)節(jié)器1100和CP幀調(diào)節(jié)器1400的位置、和可能實(shí)施例；圖19是描述圖18所示的CO幀調(diào)節(jié)器1100的示意圖；圖20A是示意圖，描述圖19中的傳輸流的自適應(yīng)速率傳輸流總線特性；圖20B是示意圖，描述在光學(xué)鏈上傳輸圖20A中的自適應(yīng)速率傳輸流的傳輸8位的格式；圖21是示意圖，描述在從圖20中的自適用速率傳輸流中除去數(shù)據(jù)內(nèi)容時(shí)，剩余的是固定速率傳輸流總線；圖22是定義圖20和21中的傳輸流包的前三個(gè)字節(jié)的MPEG-2傳輸流說明的摘錄；圖23是示意圖，描述圖19中連接1161中含有的傳輸流；圖24A是描述圖19中的PID濾波器1110的示意圖24B是描述圖24A中的PID濾波器110的操作的判斷流程圖；圖25是描述圖19中的PCR提取裝置1130的操作的判斷流程圖；圖26是圖19中的PCR增值器1140的詳細(xì)圖；圖27A是描述圖19的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150的方框圖；圖27B是描述圖19的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150的操作的狀態(tài)圖；圖27C是描述圖27A的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150的操作流程圖；圖27D是描述圖27A中的CO數(shù)據(jù)程序塊判斷功能的流程圖；圖28是示意圖，描述圖19中的CO幀調(diào)節(jié)器1100的操作的下行流程(從中心站到用戶房屋)；圖29是示意圖，描述圖19中的CO幀調(diào)節(jié)器1100的在上行方向(從用戶房屋到中心站)的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用；圖30是示意圖，描述在下行方向圖17A中的CP數(shù)據(jù)解復(fù)用器；圖31是示意圖，描述在上行方向圖17A中的CP調(diào)制器1400的數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450；圖32是判斷流程圖，描述CO數(shù)據(jù)1155和CP數(shù)據(jù)1455二者操作的流程圖；圖33是描述17A的CP數(shù)據(jù)1450的操作的流程圖；圖34是示意圖，描述圖19的CO幀調(diào)節(jié)器1100的替代實(shí)施例。
本發(fā)明的在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法可以用硬件、軟件、固件或它們的結(jié)合實(shí)現(xiàn)。在最佳實(shí)施例中，在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法是用軟件或固件管理的硬件實(shí)現(xiàn)的，所述軟件或固件存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并由適當(dāng)?shù)闹噶顖?zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行。
圖8和15中的流程圖示出了圖4中的系統(tǒng)管理工作站和圖9中的中心站主機(jī)工作站的可能實(shí)施例的結(jié)構(gòu)、功能和操作。關(guān)于這方面，每個(gè)方塊表示一個(gè)模塊、段或部分代碼，包括一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。還應(yīng)該注意在一些替代實(shí)施例中，方塊中的功能出現(xiàn)的順序可能與圖8和15中的順序不同。例如，圖8和圖15中順序示出的兩個(gè)方塊根據(jù)所涉及的功能，事實(shí)上可能基本上同時(shí)執(zhí)行，或者有時(shí)這些方塊按照相反順序執(zhí)行，如同下面將詳細(xì)描述的一樣。
在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)和方法程序，包括用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的順序列表，可以裝載在任何計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)上，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或與之相聯(lián)系，例如利用計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)、或者其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備和裝置取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng)。在本文件的上下文中，“計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)”可以是能夠包含、存儲(chǔ)、通信、傳播、或傳輸程序給指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或與它們連接的任何裝置。例如，計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)可以是電、磁、光、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備、裝置或傳播媒質(zhì)，但是并不限于這些。計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)的更具體的例子(非窮盡例舉)將包括如下具有一根或多根導(dǎo)線的電連接(電的)、小型計(jì)算機(jī)磁盤(磁的)、隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器(RAM)(磁的)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)(磁的)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM或閃耀存儲(chǔ)器)(磁的)、光纖(光的)、和CDROM(光的)。注意計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)甚至可以是紙或適合在上面打印程序的其他媒質(zhì)，因?yàn)橥ㄟ^例如光學(xué)掃描紙張或其他媒質(zhì)，可以用電子方法讀出程序，然后如果需要以適當(dāng)?shù)姆绞骄幾g、解釋或其他處理，然后存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
圖1A是高層系統(tǒng)圖，描述其中存在本發(fā)明的在數(shù)字視頻網(wǎng)中保持時(shí)間同步的系統(tǒng)和方法的整體布局。系統(tǒng)布局10中包括電話公司規(guī)劃和控制中心(TPCC)100、中心站400、和用戶房屋1300。TPCC100接收來自本地廣播電臺(tái)12、內(nèi)容提供商11的輸入，以及來自互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商(ISP)14的數(shù)據(jù)，所述本地廣播電臺(tái)12提供廣播視頻信號(hào)，內(nèi)容提供商11提供MPEG-2編碼視頻形式的數(shù)字視頻信號(hào)。雖然這里描述為傳輸互聯(lián)數(shù)據(jù)，但是事實(shí)上任何數(shù)據(jù)諸如局域網(wǎng)(LAN)或任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行傳輸，只是舉例但是并不限于這些。TPCC100通過SONET網(wǎng)(同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò))150與中心站400通信。雖然為了簡(jiǎn)明只示出一個(gè)中心站，TPCC100可以通過SONET網(wǎng)150與許多中心站400通信。SONET網(wǎng)150表示TPCC可以與中心站通信的一種方式，而且通常是內(nèi)部電話公司網(wǎng)把多個(gè)中心站與每個(gè)TPCC連接。SONET網(wǎng)150只是用于說明的目的。其他內(nèi)部網(wǎng)，諸如SDH(同步數(shù)字分級(jí)系統(tǒng))網(wǎng)絡(luò)或者TPCC100與中心站400之間通信的任何方法可以用于在TPCC100與中心站400之間通信，只是舉例，并不限于這些。中心站400與用戶房屋1300之間通過通信信道16通信。通信信道16可以是能夠支持壓縮數(shù)字視頻、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS通信的任何通信信道，并圖示為通過一對(duì)銅線傳輸，傳統(tǒng)的電話信號(hào)就是通過它通信的。其他的通信信道，只是舉例但并不限于無線通信信道，諸如LMDS(局部多點(diǎn)分布系統(tǒng))可以用于在中心站400與用戶房屋1300之間通信。智能網(wǎng)絡(luò)接口(INI)1350位于用戶房屋1300)上，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1355、電話1360、傳真機(jī)(未示出)和電視機(jī)1365連接到智能網(wǎng)絡(luò)接口(INI)1350上。還可以提供額外的數(shù)字電話通信線，傳真機(jī)可以連接在上面。本發(fā)明的數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法能允許通過通信信道16從TPCC100向中心站400發(fā)送、從中心站400向用戶房屋1300發(fā)送壓縮數(shù)字廣播節(jié)目、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS。
圖1B是流程圖，描述用戶通過圖1A中的系統(tǒng)布局點(diǎn)播節(jié)目的方法。在方塊51，用戶向中心站400發(fā)送請(qǐng)求以便觀看特定節(jié)目。該請(qǐng)求通過通信信道16上方的控制信道(下面將詳細(xì)描述)發(fā)送。在方塊52中心站400接收到所述請(qǐng)求。在方塊54中心站通用接入適配器(UAA)處理所述請(qǐng)求，所述UUA利用中心站主機(jī)工作站提供給它的表處理所述請(qǐng)求，所述表通知UAA什么是授權(quán)觀看的，在方塊56，如果用戶被授權(quán)接收所請(qǐng)求的節(jié)目，通過通信信道16把所述節(jié)目從中心站400發(fā)送給所述用戶。
圖2是示意圖，描述從內(nèi)容提供商11向TPCC100發(fā)送視頻內(nèi)容。說明性地，內(nèi)容提供商11通過衛(wèi)星17接收模擬視頻信號(hào)，或者說明性地，內(nèi)容提供商11通過衛(wèi)星17接收數(shù)字編碼視頻信號(hào)。應(yīng)該理解這里是指音頻內(nèi)容伴隨著視頻信號(hào)，當(dāng)說到視頻或壓縮數(shù)字視頻時(shí)，應(yīng)該理解其中包括音頻信號(hào)。內(nèi)容提供商11通過網(wǎng)絡(luò)13把模擬(或數(shù)字)視頻信號(hào)傳輸給多個(gè)TPCC100。網(wǎng)絡(luò)13可以是例如衛(wèi)星傳輸網(wǎng)或可以是與圖1中的SONET網(wǎng)類似于SONET網(wǎng)，但是并不限于這些。TPCC100從本地廣播站12接收本地廣播視頻節(jié)目。
圖3是示意圖，描述連接TPCC100與中心站400的結(jié)構(gòu)。如上所述，TPCC100從內(nèi)容提供商11接收模擬或數(shù)字信號(hào)形式的視頻，從本地廣播站12接收本地廣播視頻，以及從ISP14接收互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。TPC100把上述內(nèi)容綜合，并把它通過電話公司SONET網(wǎng)150或者用于在TPCC100與中心站400之間通信的任何網(wǎng)絡(luò)提供給中心站400。
圖4是方框圖，描述存在于TPCC100中的本發(fā)明的元件。在TPCC100中，來自ISP14的雙向數(shù)據(jù)、來自內(nèi)容提供商11(圖1和2中)的視頻內(nèi)容和來自本地廣播站12的本地廣播節(jié)目被合并。雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)由ISP14通過連接128提供給路由器101。路由器101通過連接112與ATM開關(guān)102通信，ATM開關(guān)102通過連接114與SONET加載-卸載多路復(fù)用器106通信。示出SONET加載-卸載多路復(fù)用器106只是為了說明的目的，如果利用SDH網(wǎng)絡(luò)代替SONET網(wǎng)絡(luò)105，那么將使用SDH多路復(fù)用器。以這種方式，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)由TPC100處理并通過SONET網(wǎng)絡(luò)105傳輸?shù)街行恼?00。通過連接114通信的還有來自系統(tǒng)管理工作站325的管理和控制數(shù)據(jù)，下面將詳細(xì)描述系統(tǒng)管理工作站325。視頻內(nèi)容由內(nèi)容提供商11通過連接126提供給衛(wèi)星接收器104。如果內(nèi)容提供商11提供的視頻內(nèi)容是模擬信號(hào)形式，那么通過連接115把它提供給MPEG-2解碼器109以便轉(zhuǎn)換為MPEG-2形式。雖然在最佳實(shí)施例中使用MPEG-2格式，可以使用任何數(shù)字壓縮技術(shù)產(chǎn)生壓縮的數(shù)字視頻信號(hào)。如果內(nèi)容提供商11提供的視頻內(nèi)容是數(shù)字信號(hào)形式，那么通過連接118直接把它提供給視頻控制架200。連接118表示為多個(gè)DS-3連接，在最佳實(shí)施例中總共有7個(gè)DS-3連接。DS-3連接提供大約45兆比特/秒(Mb/s)的數(shù)據(jù)傳輸，這里是說明性使用。
事實(shí)上，連接118可以由多個(gè)任何高容量信道構(gòu)成，例如OC-3連接，但是并不限于此，所述高容量信道提供大約155兆比特的容量。來自本地廣播站12的廣播節(jié)目通過連接124提供給非空氣(off-air)解調(diào)器108，它通過連接123與MPEG-2解碼器109通信。MPEG-2解碼器109接收非空氣廣播信號(hào)，并根據(jù)最佳實(shí)施例的MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)把它轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻形式。雖然描述為信號(hào)形式，實(shí)際中使用多個(gè)非空氣解調(diào)器和MPEG-2解碼器。MPEG-2信號(hào)通過連接122提供給MPEG-2多路復(fù)用器111。MPEG-2多路復(fù)用器111通過連接121把已經(jīng)MPEG-2編碼的非空氣視頻信號(hào)提供給視頻控制架200。連接121表示為另一種能夠傳輸MPEG-2數(shù)字視頻信號(hào)的連接，并表示為DS-3連接。
也通過連接117與視頻控制架200連接的是系統(tǒng)管理工作站(SMW)325。SMW325為TPCC100提供監(jiān)督管理和控制功能，將參考附圖8詳細(xì)描述。SMW325還通過連接116與ATM開關(guān)102連接，從而管理和控制信息通過ATM開關(guān)102，并通過連接14到達(dá)SONET加載-卸載多路復(fù)用器106，以便到達(dá)網(wǎng)絡(luò)150。以這種方式，管理和控制信息傳送到中心站400和從中心站接收管理和控制信息。
通過代替不用于傳輸視頻數(shù)據(jù)的空MPEG-2包，視頻控制架200把本地節(jié)目向?qū)Ш涂刂菩畔⒉迦霐?shù)字視頻節(jié)目。所述本地節(jié)目向?qū)畔碜許MW325，工作站負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。節(jié)目向?qū)?shù)據(jù)庫從中央提供商接收或可以本地生成。通過代替不用于傳輸視頻數(shù)據(jù)的空MPEG-2包，視頻控制架200也可以用于為用戶房屋信息插入軟件更新數(shù)據(jù)。那么具有新插入數(shù)據(jù)的視頻節(jié)目通過SONET加載-卸載多路復(fù)用器106進(jìn)入電話公司(電話公司)專用SONET網(wǎng)絡(luò)。路由器101隔離內(nèi)部電話公司數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)，只把適當(dāng)?shù)陌酚傻絀SP14。ATM開關(guān)102與各個(gè)中心站400中的開關(guān)牢固互連接以便把互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)提供給系統(tǒng)。而且，路由器101和ATM開關(guān)102在上行(從用戶房屋通過中心站到達(dá)TPCC)和下行(從TPCC到中心站再到用戶房屋)兩個(gè)方向上交換互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。
圖5是描述圖4中的視頻控制架200的方框圖。視頻控制架200包括多個(gè)視頻控制模塊對(duì)250和架處理器模塊對(duì)300。在后面的討論和附圖中將參考模塊對(duì)。術(shù)語“模塊對(duì)”是指現(xiàn)用和備用模塊，每個(gè)設(shè)計(jì)成完成所述功能。為所述對(duì)的每個(gè)模塊提供輸入信號(hào)，而且每個(gè)模塊能夠提供輸出信號(hào)。如果現(xiàn)用模塊發(fā)生故障，備用模塊將完成所述功能。而且，在下面的描述中，術(shù)語“熱切換”是指能夠替換系統(tǒng)中模塊而不去掉系統(tǒng)的電源，所述模塊安裝在所述系統(tǒng)中。
衛(wèi)星接收器104包括多個(gè)MPEG-2多路復(fù)用器111，通過連接126從內(nèi)容提供商11接收網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。MPEG-2多路復(fù)用器111接口多個(gè)DS-3連接118a至118n與視頻控制架200，每個(gè)DS-3具有備用連接。每個(gè)DS-3連接118連接到視頻控制模塊250，使得每個(gè)DS-3備用連接與備用視頻控制模塊250連接。視頻控制模塊對(duì)250包括現(xiàn)用視頻控制模塊和備用視頻控制模塊，備用DS-3連接到備用視頻控制模塊上。MPEG-2多路復(fù)用器111還通過DS-3連接與視頻控制模塊對(duì)250連接。
每個(gè)視頻控制模塊對(duì)250的輸出通過DS-3連接119提供到SONET加載-卸載多路復(fù)用器106。視頻控制架200中還包括架處理器模塊對(duì)300。視頻控制模塊250的操作將參考圖6詳細(xì)描述，架處理器模塊300的操作將參考圖7詳細(xì)描述。本發(fā)明的數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)目前支持多達(dá)8個(gè)數(shù)字視頻節(jié)目組，然而，可以預(yù)見將來可以支持更多節(jié)目組。一個(gè)節(jié)目組定義為單個(gè)MPEG-2傳輸流，包含由單個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接所傳播的多個(gè)頻道，諸如DS-3或OC-3連接。這樣，視頻控制架200支持多達(dá)八個(gè)節(jié)目組。這意味著每個(gè)DS-3連接例如118和119傳輸一個(gè)節(jié)目組。
通過DS-3傳輸?shù)墓?jié)目組可以包含大約10個(gè)頻道，而通過OC-3傳輸?shù)墓?jié)目組可以包含大約35個(gè)頻道。這表明用DS-3實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的頻道容量為80個(gè)頻道，用OC-3連接實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的最大頻道容量為大約280個(gè)頻道。至少一組(也可能更多)包含本地頻道，如同通過包含視頻控制模塊對(duì)8#到SONET加載-卸載多路復(fù)用器106的DS-3連接121和DS-3連接123所示的。對(duì)于該最佳實(shí)施例，包括七個(gè)節(jié)目組的其余連接包含來自其他源的視頻節(jié)目，如同所示通過DS-3連接118和119。視頻節(jié)目可以多路復(fù)用在一起以便增加整個(gè)信道容量。例如，兩個(gè)半滿的DS-3節(jié)目組可以組合在一起，空出一個(gè)整DS-3用于其他節(jié)目。
圖6是方框圖，描述圖5中的視頻控制模塊250。視頻控制模塊對(duì)250接收線路118a和118b上的DS3數(shù)據(jù)流，線路118a上的輸入是主要的，線路118b上的輸入是輔助的或備用的視頻信息，對(duì)應(yīng)于圖5所示。這些數(shù)據(jù)流包含編碼MPEG-2視頻流。視頻控制模塊250用控制和軟件更新數(shù)據(jù)替代每個(gè)節(jié)目組中的空MPEG-2包。然后包括諸如節(jié)目向?qū)Ш蛙浖聰?shù)據(jù)的附加數(shù)據(jù)的節(jié)目組通過兩個(gè)DS-3鏈路119a和119b發(fā)送至視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450。每個(gè)視頻控制模塊對(duì)250包含現(xiàn)用DS3線路終端和接收器251a及備用DS3線路終端和接收器251b。DS3線路接收器從進(jìn)入的比特流中提取出有效載荷數(shù)據(jù)和準(zhǔn)備用于傳輸至控制數(shù)據(jù)插入模塊256的信息。兩個(gè)接收器251a和251b總是有效的，允許輸入鏈路備用。自主監(jiān)控模塊252通過連接259a和259b監(jiān)視接收器的狀態(tài)并確定將使用哪一路接收器信號(hào)驅(qū)動(dòng)串行饋送通過連接到達(dá)控制數(shù)據(jù)插入模塊256。監(jiān)控模塊252分別通過連接259a和259b把控制信號(hào)發(fā)送至主要DS3線路終端和接收器251a及備用DS3線路終端和接收器251b?？刂茢?shù)據(jù)插入模塊256負(fù)責(zé)把本地控制數(shù)據(jù)插入到來自內(nèi)容提供商的輸入MPEG-2流中。通過用必要的數(shù)據(jù)替換空包插入節(jié)目向?qū)?shù)據(jù)和INI1350的可能軟件更新數(shù)據(jù)。自控制數(shù)據(jù)插入模塊256接收的串行數(shù)據(jù)包含MPEG-2視頻數(shù)據(jù)和附加控制數(shù)據(jù)?？刂茢?shù)據(jù)、軟件更新數(shù)據(jù)和節(jié)目向?qū)?shù)據(jù)都以相同方式插入節(jié)目組。新的數(shù)據(jù)流用作輸入通過連接262a和262b到達(dá)節(jié)目輸出塊261，它包含主要DS3線路發(fā)射器257a及備用DS3線路發(fā)射器257b，這樣形成到達(dá)視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450的備用鏈路。如果監(jiān)控模塊252已經(jīng)認(rèn)定輸出啟動(dòng)線路263，就啟動(dòng)主要DS3線路發(fā)射器257a及備用DS3線路發(fā)射器257b。主要視頻信號(hào)在線路119a輸出，備用視頻信號(hào)在線路119b輸出。
監(jiān)控模塊252負(fù)責(zé)視頻控制模塊250的正確操作。監(jiān)控模塊252完成視頻控制模塊250中的所有其他功能塊的設(shè)置和初始化，并監(jiān)視每個(gè)功能的狀態(tài)。監(jiān)控模塊252保持與架處理模塊300通信并負(fù)責(zé)現(xiàn)用/輔助備用控制。如果視頻控制模塊250遇到嚴(yán)重故障，監(jiān)控模塊252將模式改變?yōu)榉乾F(xiàn)用狀態(tài)并通過連接269通知架處理器300它查詢狀態(tài)信息的下一個(gè)時(shí)間。因?yàn)橐曨l控制模塊250設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，因此希望成對(duì)安裝它們。每個(gè)通過連接271監(jiān)視它的備用鄰居的故障指示器，而且在現(xiàn)用模式發(fā)生故障時(shí)立即變?yōu)楝F(xiàn)用。電壓調(diào)節(jié)模塊254負(fù)責(zé)熱切換能力和功率調(diào)節(jié)。熱切換能力是指這樣一種能力，即除去一對(duì)發(fā)生故障的視頻控制模塊之一，而不去掉它們所在的視頻控制架的電源的能力。
圖7是圖5中的架處理器模塊300的示意圖。架處理器模塊300提供備用控制和監(jiān)視它們所在的架。架處理器模塊具有多種應(yīng)用并包括固件，對(duì)于每一種應(yīng)用啟動(dòng)它所安裝在其中的架處理器模塊的操作。例如，雖然同樣的架處理器模塊存在于視頻控制架200和視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450(將參考圖10描述)二者之中，根據(jù)所安裝的架處理器模塊完成不同的功能。這些不同的操作由安裝在架處理器模塊中的固件確定，并根據(jù)模塊安裝在什么應(yīng)用模式。每個(gè)架處理器模塊將包括對(duì)于所有可能應(yīng)用的固件。安裝在每個(gè)架處理器模塊中的固件確定模塊安裝所在的架并執(zhí)行適當(dāng)段的固件代碼。架處理器模塊300把設(shè)置信息傳遞給中心站主機(jī)(COM)工作站650并從此通過連接303到達(dá)安裝在同一架上的任何電路板，并采集有關(guān)所有安裝板的狀態(tài)以便傳輸回COM650。架處理器模塊300自動(dòng)存儲(chǔ)每個(gè)板的設(shè)置數(shù)據(jù)，檢測(cè)板的安裝和替換，設(shè)置新板，而不需要COM650介入。架處理器模塊300用于許多應(yīng)用中，用于所有數(shù)字視頻架和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，并包含適當(dāng)?shù)能浖凸碳员愀鶕?jù)它安裝的地方執(zhí)行不同的功能。架處理器模塊300在上電期間根據(jù)從系統(tǒng)底板上讀出的架類型和/或架地址正確地地設(shè)置自身。架地址可能是中心站主機(jī)工作站(將參考圖9描述)指定的值或者可能是利用開關(guān)人工選擇的。在每個(gè)架中將安裝兩個(gè)架處理器模塊。一次只有一個(gè)現(xiàn)用，另一個(gè)保持為備用模式。備用架處理器可以得到所述架的所有狀態(tài)和設(shè)置信息，而且如果現(xiàn)用架處理器發(fā)生故障它將準(zhǔn)備好自動(dòng)接替現(xiàn)用架處理器。架處理器包括4個(gè)主功能模塊，監(jiān)控模塊301，從屬接口模塊302，以太網(wǎng)絡(luò)模塊304，和電壓調(diào)節(jié)模塊306。監(jiān)控模塊301是具有相關(guān)存儲(chǔ)器和支持邏輯的嵌入式微處理機(jī)。監(jiān)控模塊301利用連接到它的備用架處理器中的幾個(gè)鏈路支持備用，所述備用架處理器包括硬件指示器，用于指示存在不同故障和板。監(jiān)控模塊301中還包括一排雙端口寄存器，用于通信狀態(tài)、自測(cè)試結(jié)果、輔助板復(fù)位狀態(tài)和其他狀態(tài)信息。它能夠通過它的輔助架處理器模塊300復(fù)位或被復(fù)位。它利用雙向串行總線與架上的輔助板進(jìn)行命令和狀態(tài)通信。
輔助接口模塊302檢測(cè)架上每個(gè)輔助板的存在，和一個(gè)板是否被去掉和重新安裝。輔助板是位于這里描述的任何架中的任何板。輔助接口模塊302對(duì)于每個(gè)輔助板具有復(fù)位線，該復(fù)位線可以用脈沖復(fù)位所述板或保持為完全禁用它。以太網(wǎng)絡(luò)模塊304提供架處理器模塊300經(jīng)10base T以太網(wǎng)絡(luò)端口通過連接303與COM工作站650通信的裝置。電壓調(diào)節(jié)器模塊306允許帶電插入和去掉架處理器模塊300。它提供高達(dá)+5VCD和+3.3VCD的受控斜坡電壓。它還提供輸出以便禁用底板輸入/輸出，直到電源已經(jīng)穩(wěn)定。當(dāng)它檢測(cè)到超載電流情況時(shí)它還自動(dòng)關(guān)閉通向所述板的電源并指示故障。當(dāng)復(fù)位線307被確認(rèn)之后電壓調(diào)節(jié)模塊306還中斷板電源。
圖8是流程圖，描述圖4中的系統(tǒng)管理工作站(SMW325)功能的可能實(shí)施例的結(jié)構(gòu)、功能和操作。關(guān)于此，每個(gè)方塊表示模塊、段、或部分代碼，包括一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)指定邏輯功能的可執(zhí)行指令。還應(yīng)該注意在一些替代實(shí)施例中，方塊中所表示的功能的順序可能與圖8不同。例如，根據(jù)所涉及的功能，圖8中連續(xù)表示的兩個(gè)模塊事實(shí)上可能基本上同時(shí)執(zhí)行或者這些方塊有時(shí)可能以相反順序執(zhí)行，如同下面將詳細(xì)描述的一樣。在方塊326用戶接口允許獲得SMW用戶數(shù)據(jù)庫視圖334、中心站(COM)主機(jī)狀態(tài)、或節(jié)目向?qū)С绦?。用戶接口提供增加和管理用戶的接口，提供用于觀看分配的COM和監(jiān)視中心站設(shè)備的接口，提供信道圖和節(jié)目向?qū)У慕涌冢约巴ㄟ^例如Java和超文本mark-up語言(HTML)提供圖形用戶接口。可以使用其他編程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)圖形用戶接口，最佳實(shí)施例選擇Java和HTML是由于如下優(yōu)點(diǎn)，即對(duì)于可用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理工作站和中心站主機(jī)工作站的許多不同硬件平臺(tái)具有可移植性。中心站主機(jī)或者COM工作站是存在于每個(gè)電話公司中心站400中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將在下面詳細(xì)描述。
在方塊327，用戶設(shè)置和控制模塊保存主機(jī)數(shù)據(jù)庫中的用戶信息，包括如下視頻頻道接入許可、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)許可、記帳活動(dòng)(節(jié)目收費(fèi)(PPV)信息)和服務(wù)啟動(dòng)和停止。對(duì)于通用接入適配器(UAA)結(jié)構(gòu)和PPV信息，用戶設(shè)置和控制方塊327還分配和調(diào)整局部數(shù)據(jù)庫拷貝到相關(guān)的COM。也與用戶接口326和用戶設(shè)置和控制模塊327聯(lián)系的是COM狀態(tài)顯示模塊328。COM狀態(tài)顯示模塊328提供COM的整體狀態(tài)并允許分別詳細(xì)查看各個(gè)COM狀態(tài)。
模塊329包括信道映射和節(jié)目向?qū)畔ⅲa(chǎn)生基本信道映射信息用于分配給每個(gè)COM，并產(chǎn)生節(jié)目向?qū)畔⒂糜诜峙浣o每個(gè)COM。用戶設(shè)置和控制模塊327還與SMW數(shù)據(jù)庫視圖334聯(lián)系，它依次與電話公司用戶數(shù)據(jù)庫331和SMW數(shù)據(jù)庫332聯(lián)系。SMW數(shù)據(jù)庫視圖334還與用戶數(shù)據(jù)庫監(jiān)控模塊337聯(lián)系。電話公司用戶數(shù)據(jù)庫331包含包括用戶名字和地址的用戶信息，SMW數(shù)據(jù)庫信息包含關(guān)于用戶服務(wù)、節(jié)目收費(fèi)信息、和頻道觀看信息的用戶確認(rèn)信息，用戶數(shù)據(jù)庫接口337把用戶數(shù)據(jù)庫和記帳信息轉(zhuǎn)換為電話公司本地記帳系統(tǒng)可讀的格式。分級(jí)COM管理模塊333與用戶調(diào)整和控制模塊327、COM狀態(tài)顯示模塊328及信道圖形和節(jié)目向?qū)畔⒛K329通信。分級(jí)COM管理模塊333管理到分配的COM的雙向信息傳輸并表示為與遠(yuǎn)距離的COM336、338和339通信。SMW也從中心站主機(jī)工作站收集關(guān)于用戶頻道觀看選擇的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。
現(xiàn)在參考圖9，圖9是中心站400的結(jié)構(gòu)的示意圖。中心站400接收通過SONET網(wǎng)絡(luò)150進(jìn)入SONET加載-卸載多路復(fù)用器401的組合數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)。SONET加載-卸載多路復(fù)用器401通過連接408與PSTN(公共交換電話網(wǎng))音控開關(guān)409交換普通老式電話業(yè)務(wù)(POTS)信息。SONET加載-卸載多路復(fù)用器401還通過連接407與開關(guān)406交換數(shù)據(jù)信息。SONET加載-卸載多路復(fù)用器401通過連接402與視頻網(wǎng)絡(luò)接口架(VNIS)450通信視頻數(shù)據(jù)信息。圖示中連接402表示為單個(gè)連接，然而連接402實(shí)際上是多個(gè)DS-3通信信道，每個(gè)傳輸上述壓縮數(shù)字視頻內(nèi)容的一個(gè)節(jié)目組。VNIS450進(jìn)行協(xié)議變換以便把接收的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的壓縮數(shù)字視頻傳輸格式，例如數(shù)字視頻廣播-異步串行接口(DVB-ASI)，但是并不限于此。VNIS450由多個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊構(gòu)成，將參考圖10A和10B詳細(xì)描述。
VNIS450的輸出在連接404上通信到視頻分配架500，連接404也表示多個(gè)信道，每個(gè)包含一個(gè)視頻節(jié)目組。視頻分配架500負(fù)責(zé)把數(shù)字視頻節(jié)目組備用分配到所有的接入架550。視頻分配架500將參考圖11A-11E詳細(xì)描述，接入架550參考圖12詳細(xì)描述。視頻分配架500通過連接417向接入架550提供8個(gè)現(xiàn)用節(jié)目組和8個(gè)備用連接。連接417可以是提供傳輸現(xiàn)用和備用節(jié)目組所需要容量的任何連接。
接入架550通過連接419與低通濾波器架600系統(tǒng)通信，它的操作將參考圖12詳細(xì)描述。低通濾波器架600通過通信信道16與用戶房屋1300通信。說明性的，通信信道16可以是數(shù)字用戶線路(DSL)通信信道，除了傳輸?shù)接脩舴课?300的數(shù)字視頻信號(hào)外，它還包括雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)(或任何數(shù)據(jù))，并且包括POTS服務(wù)以便支持在用戶房屋1300與中心站400之間電話通信。很重要的是要注意雖然描述為利用DSL通信道，信道16可以是支持壓縮數(shù)字視頻、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS通信的任何通信信道。其他通信信道例如無線通信信道，諸如LMDS(本地多點(diǎn)分配系統(tǒng))，但是并不限于這些，可以用于在中心站400與用戶房屋1300之間通信。
低通濾波器架600通過連接420把POTS信息通信給PSTN語音開關(guān)409，它依次通過連接408經(jīng)加載-卸載多路復(fù)用器401把電話服務(wù)通信到電話公司SONET網(wǎng)絡(luò)150。
中心站400中還包括中心站主機(jī)(COM)工作站650。COM工作站650通過連接411把控制信息通信到開關(guān)406，并通過連接414通信到VNIS450，以便通信關(guān)于網(wǎng)絡(luò)操作的控制數(shù)據(jù)信息。COM工作站650還通過連接418與視頻分配架500通信，通過連接416與接入架550通信。COM工作站650表示為管理工作站，運(yùn)行控制位于中心站400中的裝置操作的軟件，并使得本發(fā)明工作。COM工作站650的操作將參考圖15詳細(xì)描述。
圖10A是描述圖9中的視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450的示意圖。中心站400包括SONET加載-卸載多路復(fù)用器401，它從SONET網(wǎng)絡(luò)150接收組合視頻和數(shù)據(jù)信號(hào)。中心站400包括視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450，視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450包括視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊對(duì)700、視頻輸出模塊對(duì)750、和架處理器模塊對(duì)300。每個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊對(duì)包括現(xiàn)用視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700和備用視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700。每個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊(VNIM)700接收DS3線路402上的視頻節(jié)目組。每個(gè)節(jié)目組同時(shí)提供給現(xiàn)用VNIM和備用VNIM。說明性地，每個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450包括8對(duì)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700，每個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊對(duì)通過DS3連接接收全部節(jié)目組。每個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊對(duì)700把全部節(jié)目組提供給廣播底板1200。廣播底板1200的操作將參考圖13詳細(xì)描述，它與視頻輸出模塊對(duì)750通信。視頻輸出模塊對(duì)750在連接404上把節(jié)目數(shù)據(jù)提供給圖9中的視頻分配架500。在連接404上提供的內(nèi)容可以是DVB-ASI內(nèi)容形式。
視頻網(wǎng)絡(luò)接口架450還包括架處理器模塊對(duì)300，它的操作與上面所述的類似。8對(duì)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700接收DS3格式的視頻信號(hào)并把8個(gè)節(jié)目組作為并行數(shù)據(jù)驅(qū)入廣播底板1200。
圖10B是描述圖10A中的視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700的方塊圖。視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700通過備用DS-3鏈路402a和402b接收數(shù)字視頻節(jié)目的一個(gè)節(jié)目組。把DS-3有效載荷(MPEG-2)數(shù)據(jù)從進(jìn)入的信號(hào)中提取出來并插入到廣播底板1200中以便傳輸給視頻輸出模塊750。視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700是為現(xiàn)用/輔助備用設(shè)計(jì)的，包含允許熱切換的電路，并與視頻網(wǎng)絡(luò)接口架處理器模塊300通信，達(dá)到不同的控制目的。雙DS-3信號(hào)在輸入端被傳送給每個(gè)模塊以便鏈路備用。視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700包括主要DS-3線路終端和接收器701a及備用DS-3線路終端和接收器701b。DS-3線路接收器從進(jìn)入的比特流中提取出有效載荷數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備內(nèi)容以便發(fā)送至并行視頻總線趨動(dòng)器706。接收器701a和701b二者總是有效的，允許輸入鏈路備用。監(jiān)控模塊704通過分別連接708a和708b監(jiān)視接收器701a和701b的狀態(tài)，并確定將使用哪路接收器信號(hào)把串行信號(hào)驅(qū)動(dòng)到并行視頻總線驅(qū)動(dòng)器706。監(jiān)控模塊704通過連接714a把控制信息通信到DS-3線路終端和接收器701a，并通過連接714b把控制信息通信到DS-3線路終端和接收器701b。并行視頻總線驅(qū)動(dòng)器706通過連接709a或709b從DS-3線路接收器701a或701b之一接收串行數(shù)據(jù)，根據(jù)哪個(gè)DS-3線路終端和接收器裝置是有效的，如同由自主監(jiān)控模塊704所確定的一樣。所述串行數(shù)據(jù)被重組成原始的8位字節(jié)格式，其中兩個(gè)控制數(shù)據(jù)位與原始字節(jié)組合在一起。如果監(jiān)控模塊704允許啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器，那么并行視頻總線驅(qū)動(dòng)器706中的微分信號(hào)(在最佳實(shí)施例中是低壓微分信號(hào)(LVDS))線路驅(qū)動(dòng)器(未示出)把該10位“字”發(fā)送至并行視頻總線驅(qū)動(dòng)器706上的20個(gè)微分輸出線路。
監(jiān)控模塊704負(fù)責(zé)視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700正確操作。它完成模塊上所有功能的設(shè)置和初始化。監(jiān)控模塊704還監(jiān)視每個(gè)功能的狀態(tài)。監(jiān)控模塊704保持與架處理器300通信，并負(fù)責(zé)現(xiàn)用/輔助備用控制。如果視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700發(fā)生故障，監(jiān)控模塊704通知架處理器模塊300并使得視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊700變?yōu)闊o效。因?yàn)橐曨l網(wǎng)絡(luò)接口模塊設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，它們通常成對(duì)安裝，每個(gè)通過連接711監(jiān)視它的備用鄰居的故障指示器，這樣使得它在現(xiàn)用模塊發(fā)生故障時(shí)立即變成有效。類似地，監(jiān)控模塊704通過連接712把它的故障狀態(tài)提供給它的鄰居視頻網(wǎng)絡(luò)接口模塊中的對(duì)應(yīng)監(jiān)控模塊。根據(jù)上述，電壓調(diào)節(jié)模塊702負(fù)責(zé)熱切換能力和電壓調(diào)節(jié)。
圖11A是描述圖9中的視頻分配架500的示意圖。中心站400包括視頻分配架500，它包括視頻輸入模塊對(duì)800，多個(gè)視頻輸出模塊對(duì)850，遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊對(duì)900，以及架處理器模塊對(duì)300。視頻輸入模塊對(duì)800通過連接404接收DVB-ASI格式視頻信號(hào)作為輸入。雖然描述為一對(duì)，在最佳實(shí)施例中事實(shí)上有8個(gè)視頻輸入模塊對(duì)，對(duì)應(yīng)于8個(gè)DVB-ASI輸入信號(hào)404，和8個(gè)DVB-ASI備用輸入信號(hào)。每個(gè)有效視頻輸入模塊800接收有效的節(jié)目組，而備用視頻輸入模塊接收DVB-ASI備用連接上的節(jié)目組。每個(gè)視頻輸入模塊800向廣播底板1200提供節(jié)目組。多個(gè)視頻輸出模塊對(duì)850從廣播底板1200接收節(jié)目組內(nèi)容，并提供每個(gè)節(jié)目組的兩個(gè)拷貝作為輸出。這樣，每個(gè)多視頻輸出模塊850驅(qū)動(dòng)16預(yù)估DVB-ASI輸出501。備用模塊總是驅(qū)動(dòng)備用輸出。遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊對(duì)900可以用于代替多視頻輸出模塊850，以便連接到數(shù)字循環(huán)載波(DLC)。通過以大約2.488千兆赫(GHz)的頻率把8個(gè)節(jié)目組多路復(fù)用在串行比特流中，遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊900把節(jié)目組的一個(gè)多路復(fù)用拷貝輸出到一個(gè)光纜上。備用模塊總是把備用輸出驅(qū)動(dòng)到備用光纜上。
架處理器模塊對(duì)300也包括在視頻分配架500中，它的操作在上面已經(jīng)描述過。每個(gè)輸入模塊對(duì)800接收多達(dá)8個(gè)DVB-ASI格式的視頻節(jié)目組。多視頻輸出模塊850驅(qū)動(dòng)向多個(gè)接入架550(將參考圖12討論)提供視頻數(shù)據(jù)的備用視頻輸出。如果使用的話，遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊對(duì)900通過光纖鏈路把所有的數(shù)字視頻節(jié)目組多路復(fù)用和傳輸?shù)浇尤爰?50。架處理器模塊300備用控制和監(jiān)視所述架。
圖11B是描述圖11A中的視頻輸入模塊800的方框圖。視頻輸入模塊800通過連接404接收所有8個(gè)DVB-ASI形式的節(jié)目組。該數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)VDS并行形式(增加了額外控制位)，并使得其他所有連接到廣播底板1200上的模塊通過特定的架底板可以獲得。視頻輸入模塊800設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，包含特殊電路以便允許熱切換，并與架處理器模塊300通信以達(dá)控制目的。DVB-ASI接收器801從8個(gè)專用信道404接收輸入。每個(gè)輸入線路404服從DVB-ASI。線路404上的視頻數(shù)據(jù)通過連接807從DVB-ASI接收器801到達(dá)LVDS驅(qū)動(dòng)器模塊802。LVDS驅(qū)動(dòng)器模塊802把從DVB-ASI接收器801接收的串行數(shù)據(jù)變換為并行形式。特殊的控制位被附加在每個(gè)字節(jié)上，而且所述數(shù)據(jù)是字節(jié)對(duì)齊的(將參考圖20描述)。
當(dāng)監(jiān)控模塊806認(rèn)定線路808上的輸出啟動(dòng)信號(hào)時(shí)，所有160個(gè)線路的LVDS驅(qū)動(dòng)器被啟動(dòng)，而且所有8個(gè)節(jié)目組被驅(qū)動(dòng)到廣播底板1200上，在那里使得廣播底板1200上的所有其他模塊可以同步獲得它們。
監(jiān)控模塊806還負(fù)責(zé)視頻輸入模塊800的正確操作。監(jiān)控模塊806監(jiān)視視頻輸入模塊800上進(jìn)行的所有功能的設(shè)置初始化，并監(jiān)視每個(gè)功能的狀態(tài)。監(jiān)控模塊806保持與架處理器模塊300通信并負(fù)責(zé)現(xiàn)用輔助備用控制。如果視頻輸入模塊800發(fā)生故障，監(jiān)控模塊806通知架處理器模塊300并使得視頻輸入模塊800立即變成無效。因?yàn)橐曨l輸入模塊800設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，因此希望成對(duì)安裝。每個(gè)通過連接809監(jiān)視它的備用鄰居的故障指示器，并通過連接811提供它自己的故障信息，現(xiàn)用模塊發(fā)生故障時(shí)立即變成有效。根據(jù)上述，電壓調(diào)節(jié)模塊804負(fù)責(zé)熱切換能力和電壓調(diào)節(jié)。
圖11C是描述圖11B的視頻輸入模塊的另一分布方案的示意圖。遠(yuǎn)距離視頻輸入模塊825可以用作視頻輸入模塊800的替代物。遠(yuǎn)距離視頻輸入模塊825從單個(gè)光纖連接836接收8個(gè)10位并行視頻節(jié)目組的單個(gè)多路復(fù)用的拷貝以及成幀位和附加字。檢測(cè)出成幀位并把數(shù)據(jù)多路解復(fù)用為8個(gè)10位并行視頻節(jié)目組。備用模塊總是多路解復(fù)用備用光纖輸入。兩個(gè)模塊之一將把節(jié)目組驅(qū)動(dòng)到廣播底板1200上。
光學(xué)接收器826把連接836上的光學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為連接842上的包含視頻節(jié)目的電子數(shù)據(jù)流。時(shí)鐘再生和數(shù)據(jù)同步827由串行數(shù)據(jù)流再生串行時(shí)鐘并使得數(shù)據(jù)與所述時(shí)鐘同步。2.488GHz時(shí)鐘信號(hào)在連接844上提供，視頻節(jié)目在連接843上提供。1∶16多路解復(fù)用器/接收器和幀檢測(cè)器828檢測(cè)幀位的開始并把數(shù)據(jù)多路解復(fù)用為16位字。155.5MHz時(shí)鐘信號(hào)通過連接845提供，視頻節(jié)目通過連接846提供，在連接847上幀控制信息與有效載荷提取裝置829交換。有效載荷提取裝置829在連接837使得成幀位和附加位離開視頻節(jié)目組。傳輸先進(jìn)先出(FIFO)緩沖區(qū)831在連接837上按照先進(jìn)先出排列緩沖8個(gè)節(jié)目組，以便使得并行傳輸數(shù)據(jù)速率再次同步。LVDS視頻驅(qū)動(dòng)器832通過連接838把8個(gè)節(jié)目組驅(qū)動(dòng)到廣播底板1200上。說明性地，多路復(fù)用節(jié)目組傳輸所經(jīng)過的光學(xué)連接應(yīng)該有傳播數(shù)據(jù)的足夠容量，以便能夠傳輸節(jié)目組而沒有任何信息損失。
監(jiān)控模塊834通過連接833a與架處理器模塊300通信以便設(shè)置故障位，并通過連接833b讀鄰居故障位。監(jiān)控模塊834還在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過連接839啟動(dòng)LVDS視頻驅(qū)動(dòng)器832。根據(jù)上述電壓調(diào)節(jié)模塊841負(fù)責(zé)熱切換能力和電壓調(diào)節(jié)。
圖11D是描述圖11A中的多視頻輸出模塊850的方框圖。多視頻輸出模塊850通過廣播底板1200從視頻輸入模塊800接收所有8個(gè)節(jié)目組。8個(gè)節(jié)目組被復(fù)制n次并在線路501以DVB-ASI格式發(fā)送出視頻分配架500。多視頻輸出模塊850設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，含有特殊電路以便允許熱切換，并與視頻分配架處理器模塊300通信，得到不同的控制目的。
并行視頻總線接收器851含有用于160個(gè)信號(hào)的LVDS接收器，8個(gè)節(jié)目組，每個(gè)節(jié)目組包括20個(gè)信號(hào)。它通過廣播底板1200從視頻輸入模塊800接收視頻數(shù)據(jù)。DVB-ASI驅(qū)動(dòng)器856a-856n負(fù)責(zé)對(duì)于每個(gè)節(jié)目組在線路501上建立服從DVB-ASI的輸出。每個(gè)連接857a至857n包括含有節(jié)目組的串行數(shù)據(jù)流。每個(gè)節(jié)目組在一個(gè)輸出連接上傳播，因此每個(gè)輸出模塊含有8個(gè)輸出。多視頻輸出模塊850上可以存在任意數(shù)量的DVB-ASI驅(qū)動(dòng)器856，允許縮放整個(gè)系統(tǒng)。
多視頻輸出模塊850設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用。監(jiān)控模塊854負(fù)責(zé)多視頻輸出模塊850的正確操作。監(jiān)控模塊854完成模塊上所有其他功能的設(shè)置和初始化，并監(jiān)視每個(gè)功能的狀態(tài)。監(jiān)控模塊854保持與架處理器模塊300通信并負(fù)責(zé)現(xiàn)用/輔助備用控制。如果多視頻輸出模塊850發(fā)生故障，監(jiān)控模塊854通過連接858通知架處理器模塊300并使得它立即變成無效。類似地，如果監(jiān)控模塊854通過連接859檢測(cè)到它的對(duì)應(yīng)多視頻輸出模塊發(fā)生故障，它立即變成有效。因?yàn)槎嘁曨l輸出模塊850設(shè)計(jì)成現(xiàn)用/輔助備用，任意對(duì)的兩個(gè)插件板將總是啟動(dòng)一系列備用輸出信號(hào)。根據(jù)上述，電壓調(diào)節(jié)模塊852負(fù)責(zé)熱切換能力和電壓調(diào)節(jié)。
圖11E是描述圖11A的遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊的示意圖。遠(yuǎn)距離視頻輸出模塊900把8個(gè)10位并行視頻節(jié)目組的單個(gè)多路復(fù)用的拷貝以及成幀和附加位輸出到單個(gè)光纖鏈路上，以便傳輸給數(shù)字環(huán)路載波(DLC)。備用模塊總是把備用輸出驅(qū)動(dòng)到備用光纖鏈路上。LVDS視頻接收器901將接收8個(gè)節(jié)目組并通過連接914把視頻信號(hào)輸出到接收FIFO緩沖區(qū)904。因?yàn)榇邪l(fā)射速率與并行接收數(shù)據(jù)速率不相等，8個(gè)節(jié)目組并行數(shù)據(jù)在接收FIFO緩沖區(qū)904中緩沖以便再次與串行數(shù)據(jù)速率同步。接收FIFO緩沖區(qū)904通過連接916提供視頻節(jié)目，通過連接918提供FIFO標(biāo)志位，并通過連接917從調(diào)幀器906接收FIFO控制信號(hào)。
調(diào)幀器906把輸入數(shù)據(jù)組織成幀，并在幀的開始增加成幀位。如果需要額外的數(shù)據(jù)字節(jié)，將附加在幀上以便使得數(shù)據(jù)速率同步。數(shù)據(jù)通過連接919以16位字的形式從調(diào)幀器906發(fā)射出去。來自調(diào)幀器906的16位并行數(shù)據(jù)流被多路復(fù)用成串行數(shù)據(jù)流，以便由16∶1多路復(fù)用器/發(fā)射器907通過連接911發(fā)送至光學(xué)發(fā)射器908。光學(xué)發(fā)射器908接收連接911上的串行數(shù)據(jù)流，并把它轉(zhuǎn)換為光學(xué)流以便通過連接912發(fā)射至光纖上。監(jiān)控模塊909和電壓調(diào)節(jié)裝置902的作用如上所述。
圖12是描述圖9中的接入架550和低通濾波器模塊600的示意圖。再參考圖11A，連接501上每個(gè)多視頻輸出模塊850的輸出通過圖12中的連接501提供給視頻輸入模塊950，在最佳實(shí)施例中也是成對(duì)進(jìn)行的。連接501上的內(nèi)容是DVB-ASI視頻格式?？偣?6個(gè)DVB-ASI視頻信號(hào)被提供給8個(gè)視頻輸入模塊對(duì)950。視頻輸入模塊對(duì)950確定哪個(gè)輸入信號(hào)(主要或備用)有效并把節(jié)目組驅(qū)動(dòng)到廣播底板1200上。接入架550還包括通用接入適配器模塊(UAA)1000。每個(gè)UAA模塊1000從廣播底板1200接收所有可以獲得的節(jié)目?jī)?nèi)容。UAA模塊1000還包括中心站(CO)調(diào)幀器1100，將參考圖19詳細(xì)描述它的操作。
廣播底板有效地提高了數(shù)字視頻內(nèi)容在通信信道的可獲得性，所述通信信道連接中心站400和用戶房屋1300。所有可獲得的節(jié)目?jī)?nèi)容總是可以在廣播底板1200上獲得。廣播底板1200同時(shí)使得所有用戶能夠獲得所有數(shù)字視頻內(nèi)容。以這種方式，本發(fā)明允許例如系統(tǒng)的所有用戶同時(shí)接收相同的視頻節(jié)目?jī)?nèi)容，而實(shí)際上不影響信號(hào)質(zhì)量，并且中心站的交換能力不超載。以這種方式它允許所有用戶觀看不同的視頻節(jié)目?jī)?nèi)容而且系統(tǒng)不超載。廣播底板有效地提高了數(shù)字視頻內(nèi)容在通信信道上的可獲得性，所述通信信道連接中心站400和用戶房屋1300。它有效地把所有頻道轉(zhuǎn)播到接入架550中進(jìn)行頻道選擇處理的物理點(diǎn)。因此，不需要把所有的頻道轉(zhuǎn)播到用戶房屋。
UAA模塊1000向多個(gè)用戶提供視頻和數(shù)據(jù)服務(wù)。當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，增加附加接入架和UAA以便為新的用戶服務(wù)。在接入架550中，利用備用視頻輸入模塊接收DVB-ASI格式的8個(gè)視頻節(jié)目組。通過廣播底板1200使得每個(gè)UAA模塊1000能夠獲得視頻節(jié)目。這是一個(gè)獨(dú)特的特征，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)通用接入適配器模塊1000，廣播底板1200上有數(shù)百個(gè)可以獲得的視頻節(jié)目頻道。以這種方式，用戶房屋1300處的終端用戶可以選擇接收任何可以獲得的節(jié)目?jī)?nèi)容，主要用戶被授權(quán)觀看點(diǎn)播頻道。以這種方式，終端用戶能夠觀看任何可以獲得的節(jié)目?jī)?nèi)容，而不需要把整個(gè)節(jié)目數(shù)據(jù)發(fā)送至每個(gè)用戶的位置。本發(fā)明的這一獨(dú)特的特征允許使用傳統(tǒng)的銅線對(duì)，或能夠支持壓縮數(shù)字視頻、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS在中心站400和用戶房屋1300之間傳輸?shù)娜魏瓮ㄐ琶劫|(zhì)或方法，以便即期把數(shù)字視頻節(jié)目提供給每個(gè)用戶。數(shù)字視頻信道在接入架內(nèi)有效地轉(zhuǎn)播到所有UAA模塊1000。
而且，連同把數(shù)字視頻傳輸給每個(gè)用戶，同一頻道上也可以同時(shí)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換(即互聯(lián)網(wǎng)連接)和POTS。
UAA模塊1000通過連接419向低通濾波器架600提供視頻節(jié)目?jī)?nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。低通濾波器架600包含多個(gè)低通濾波器模塊1050，每個(gè)設(shè)計(jì)成接收通用接入適配器模塊的輸出。每個(gè)低通濾波器模塊1050組合視頻節(jié)目?jī)?nèi)容和數(shù)據(jù)與POTS信息，并提供通信道16把它傳播到用戶房屋。如同目前所設(shè)計(jì)的一樣，每個(gè)UAA模塊1000可以為四個(gè)用戶接口線服務(wù)，然而可以預(yù)見技術(shù)的發(fā)展將使得能夠增加容量，而不脫離本發(fā)明的范圍。
UAA模塊1000從廣播底板1200接收數(shù)字視頻內(nèi)容并按照要求把視頻節(jié)目傳輸?shù)接脩?。所有四個(gè)用戶的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過接入架550上的10Base T連接器進(jìn)入，UAA模塊1000裝在所述接入架550內(nèi)。
圖13是描述圖9中的接入架550的附加細(xì)節(jié)的示意圖。圖13特別描述了廣播底板1200，它含有8個(gè)節(jié)目組的視頻內(nèi)容，從視頻輸入模塊950分配到每個(gè)通用接入適配器模塊1000。廣播底板1200通過設(shè)置8個(gè)數(shù)字視頻節(jié)目組形成。在最佳實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)目組以并行格式傳輸MPEG-2數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。廣播底板1200連接到每個(gè)通用接入適配器模塊1000，以便允許所有的終端用戶接入所有可以獲得的視頻節(jié)目。所有可以獲得的節(jié)目?jī)?nèi)容總是可以在廣播底板1200上獲得。廣播底板1200同時(shí)使得所有用戶可以獲得所有數(shù)字視頻內(nèi)容。以這種方式，本發(fā)明允許例如系統(tǒng)的所有用戶同時(shí)接收同一節(jié)目?jī)?nèi)容，并允許大量的用戶觀看各種節(jié)目，而實(shí)際上不影響信號(hào)質(zhì)量，并且中心站的交換能力不超載。
圖14是描述圖12和13中的通用接入適配器模塊1000的示意圖。通用接入適配器(UAA)模塊1000向n個(gè)用戶提供數(shù)字視頻內(nèi)容和以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)，在最佳實(shí)施例中利用異步數(shù)字用戶線路(ADSL)技術(shù)。該技術(shù)包括速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線路(RADSL)技術(shù)及任何和所有的xDSL技術(shù)的變型。而且，應(yīng)該理解可以通過例如銅線對(duì)(只是舉例并不限于此)實(shí)現(xiàn)的任何數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)，或能夠支持壓縮數(shù)字視頻信號(hào)、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS傳輸?shù)娜魏瓮ㄐ琶劫|(zhì)，都可以使用而不脫離本發(fā)明的范圍。這里使用xDSL技術(shù)只是為了說明的目的。說明一下，該最佳實(shí)施例假設(shè)一個(gè)UAA模塊1000可以服務(wù)四個(gè)用戶房屋位置。應(yīng)該理解將來實(shí)施中可以增加或減少每個(gè)UAA模塊1000所服務(wù)的用戶房屋位置的數(shù)量。在最佳實(shí)施例中，UAA模塊1000接收8個(gè)數(shù)字視頻節(jié)目組，然而，可以預(yù)見將來可以支持附加節(jié)目組。UAA模塊1000允許每個(gè)用戶從這些節(jié)目組選擇特定的節(jié)目觀看。選擇節(jié)目觀看利用xDSL鏈路中的控制信道實(shí)現(xiàn)，這里表示為控制信道1011。利用該控制信道用戶通過通信信道16向中心站400表示接收特定節(jié)目的愿望。注意用戶不需要知道他們選擇的是哪個(gè)節(jié)目組或節(jié)目ID。節(jié)目組或節(jié)目ID由UAA1000映射為頻道號(hào)。此外，控制信道1011允許用戶選擇使用以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)。以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以用于代替數(shù)字視頻節(jié)目，或與數(shù)字視頻節(jié)目一起使用。以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)頻道設(shè)計(jì)成通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商14簡(jiǎn)化高帶寬雙向進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。
LVDS視頻總線接收器1009從廣播底板1200接收數(shù)字視頻節(jié)目組并把微分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)。然后通過連接1012把單端信號(hào)發(fā)送至多路復(fù)用器1008。多路復(fù)用器1008接收8個(gè)節(jié)目組，并把單個(gè)節(jié)目組從連接1014輸出給每個(gè)用戶的CO調(diào)幀器1100。多路復(fù)用器1008允許監(jiān)控模塊1007選擇包含用戶所選擇的頻道的節(jié)目組，并把該節(jié)目組發(fā)送至用戶CO調(diào)幀器1100。CO調(diào)幀器1100的操作將參考圖19信息描述。多路復(fù)用器1008可以同時(shí)分別為多達(dá)n個(gè)CO調(diào)幀器服務(wù)。監(jiān)控模塊1007把將要選擇的期望節(jié)目組寫在CO調(diào)幀器1100中的寄存器中。然后CO調(diào)幀器命令多路復(fù)用器1008從連接1012上的輸入中選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)目組。然后CO調(diào)幀器1100從該節(jié)目組中選擇單個(gè)節(jié)目并傳輸?shù)紻SL發(fā)送接收器1001，以便通過通信信道16發(fā)射到用戶房屋1300。CO調(diào)幀器1100提供與多路復(fù)用器1008的接口?；蛘撸嗦窂?fù)用器1008可以提供與監(jiān)控模塊1007的接口，然而，對(duì)于最佳實(shí)施例，CO調(diào)幀器1100可以更方便地提供與監(jiān)控模塊1007的接口。多路復(fù)用器1008從連接1012上的8個(gè)節(jié)目組中選擇一個(gè)節(jié)目組并把所選擇的節(jié)目組理由到適當(dāng)?shù)腃O調(diào)幀器1100。然后CO調(diào)幀器1100從節(jié)目組中濾出所希望的節(jié)目，并把它與來自橋1004的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)組合，并把組合信號(hào)通過通信道16傳輸給用戶。本質(zhì)上，當(dāng)用戶選擇特定的頻道觀看時(shí)，監(jiān)控模塊1007確定將提取出選擇頻道的節(jié)目組和節(jié)目組中的包標(biāo)識(shí)(PID)。監(jiān)控模塊1007經(jīng)CO調(diào)幀器1100命令多路復(fù)用器1008選擇適當(dāng)?shù)墓?jié)目組，并命令CO調(diào)幀器1100濾波某些PID。以這種方式把選擇的節(jié)目傳輸給用戶。
為了獲得互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，在該最佳實(shí)施例中，集線器模塊1006在一個(gè)端口以10Mb/s速率接收10baseT以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并把該數(shù)據(jù)重復(fù)給其他每個(gè)端口。橋1004在集線器模塊1006處的10baseT(局域網(wǎng))連接與TTL電平(廣域網(wǎng)絡(luò))數(shù)據(jù)之間提供接口。橋1004識(shí)別連接到橋1004用戶房屋一邊的設(shè)備的地址(即以太網(wǎng)絡(luò)或媒質(zhì)存取控制(MAC)地址)并濾除與這些地址不相關(guān)的數(shù)據(jù)。在廣域網(wǎng)絡(luò)一邊，它通過連接1016與CO調(diào)幀器1100聯(lián)系每個(gè)用戶有一個(gè)橋和CO調(diào)幀器。CO調(diào)幀器1100通過連接1016向橋1004發(fā)送和從此接收以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，并通過連接1011向監(jiān)控模塊1007發(fā)送和從此接收控制信道數(shù)據(jù)。應(yīng)該注意以太網(wǎng)絡(luò)和10base T連接只是在中心站和用戶房屋之間實(shí)現(xiàn)雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目赡軐?shí)施方式。任何數(shù)據(jù)都可以利用本發(fā)明的原理傳輸。CO調(diào)幀器1100還通過連接1014從多路復(fù)用器1008接收數(shù)字視頻節(jié)目組。CO調(diào)幀器1100向xDSL發(fā)射接收器1001輸出數(shù)據(jù)，并以對(duì)應(yīng)于xDSL操作模式的速率從DSL發(fā)射接收器1001接收數(shù)據(jù)，xDSL操作模式是已經(jīng)(由監(jiān)控模塊1007)選擇的。如上所述，CO調(diào)幀器1100的操作的詳細(xì)描述將參考圖19進(jìn)行。xDSL發(fā)射接收器1001向調(diào)幀器1100發(fā)送和從此接收TTL數(shù)據(jù)。xDSL發(fā)射接收器1001也通過連接16向每個(gè)用戶發(fā)送和從那里接收xDSL數(shù)據(jù)。
監(jiān)控模塊1007包含微處理器，用于實(shí)現(xiàn)到達(dá)用戶和來自用戶的控制信道，以便通過局部總線1017與架處理器模塊300通信，和控制UAA模塊1000和讀取它的狀態(tài)。監(jiān)控模塊1007的典型功能包括(但是并不限于這些)通過CO調(diào)幀器1100實(shí)現(xiàn)到達(dá)和來自每個(gè)用戶的控制信道(串行數(shù)據(jù)端口)、確定對(duì)應(yīng)于用戶所選擇的頻道的節(jié)目標(biāo)識(shí)和節(jié)目組，和把選擇的節(jié)目組和節(jié)目ID發(fā)送給CO調(diào)幀器1100。其他功能包括配置xDSL發(fā)射接收器1001、實(shí)現(xiàn)測(cè)試xDSL發(fā)射接收器的測(cè)試端口、讀插件地址、實(shí)現(xiàn)與架處理器300通信的串行數(shù)據(jù)端口、監(jiān)視xDSL發(fā)射接收器1001和橋1004的狀態(tài)、以及復(fù)位UAA1000上的模塊。
電壓調(diào)節(jié)模塊1002允許帶電把UAA模塊1000插入底板上，而不會(huì)導(dǎo)致底板總線有任何錯(cuò)誤，不會(huì)損壞UAA模塊1000上的任何器件、也不會(huì)損壞插在同一底板上的其他部件上的任何器件。熱切換控制器集成電路用于完成這一功能，而且集成電路為微處理器系統(tǒng)提供復(fù)位電源。
圖15是中心站主機(jī)工作站650的流程圖。中心站主機(jī)工作站650的功能如下。方塊651提供用戶接口，它提供與用戶數(shù)據(jù)庫的接口用于UAA1000的設(shè)置。用戶接口651還提供用于設(shè)置和監(jiān)視中心站400設(shè)備的接口，和通過例如Java和HTML提供用戶圖形接口。用戶數(shù)據(jù)庫和控制方塊652保持系統(tǒng)管理工作站325數(shù)據(jù)庫相對(duì)于用戶信息的內(nèi)容的局部鏡象，包括如下視頻信道授權(quán)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)授權(quán)、記帳活動(dòng)(節(jié)目收費(fèi)(PPV)信息)、服務(wù)啟動(dòng)和停止、以及頻道觀看統(tǒng)計(jì)。用戶數(shù)據(jù)庫和控制方塊652也允許上載記費(fèi)信息和下載用戶信息。用戶數(shù)據(jù)庫和控制方塊652也設(shè)置UAA1000以便服務(wù)，包括初始設(shè)置和服務(wù)中的任何變化。硬件設(shè)置和狀態(tài)顯示方塊654提供下列功能初始化中心站400設(shè)備、監(jiān)視中心站400設(shè)備的狀態(tài)、包括管理架處理器模塊300查詢狀態(tài)信息和管理UUA查詢節(jié)目收費(fèi)情況。硬件設(shè)置和狀態(tài)顯示模塊654也提供插件結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的入口，以便在同時(shí)替換大量模塊的情況下快速設(shè)置。
嵌入控制網(wǎng)絡(luò)模塊656完成在COM650與中心站400設(shè)備之間通信信息的功能。嵌入控制網(wǎng)絡(luò)656還允許應(yīng)用程序接口(API)定義系統(tǒng)支持的信息/命令類型。系統(tǒng)管理工作站接口模塊657在中心站主機(jī)工作站650與位于TPCC100內(nèi)的系統(tǒng)管理工作站325之間提供雙向通信。COM650還提供下列各項(xiàng)必須的邏輯，即處理用戶關(guān)于希望觀看節(jié)目的請(qǐng)求、收集用戶頻道觀看習(xí)慣的統(tǒng)計(jì)(即觀看哪些頻道超過了特定時(shí)間段)、和分配UAA模塊1000上的通信端口，數(shù)字視頻內(nèi)容、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS通過上述通信端口提供。
圖16是描述用戶房屋1300的方框圖。數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)提供通信信道16從中心站400進(jìn)入用戶房屋1300。在最佳實(shí)施例中，通信信道16表示為也支持POTS通信的數(shù)字用戶線路通信信道?；蛘?，通信信道16可以是能夠支持壓縮數(shù)字視頻、雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS通信的任何通信信道，包括無線通信信道，但是并不限于此。而且，INI1350與計(jì)算機(jī)1355、視頻機(jī)1365、和電話機(jī)1360之間的連接也可以利用不同的連接方法實(shí)現(xiàn)。包括例如無線技術(shù)，但是并不限于此。
通信信道16連接到智能網(wǎng)絡(luò)接口(INI)1350。計(jì)算機(jī)1355、視頻機(jī)1365、和電話機(jī)1360表示為連接到INI1350。INI1350也可以支持附加端口通信線路，1353a和1353b，它們也可以是數(shù)字信號(hào)形式。INI1350的結(jié)構(gòu)和操作將在下面描述。
圖17A是描述圖16中的智能網(wǎng)絡(luò)接口(INI)1350的示意圖。INI1350包括連接到通信信道16上的RADSL(速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線)調(diào)制解調(diào)器1351。雖然表示為使用RADSL調(diào)制解調(diào)器1351，本發(fā)明的數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以使用任何傳輸技術(shù)，用于在用戶房屋1300與中心站400之間通信。電話機(jī)1360也連接到RADSL調(diào)制解調(diào)器1351上。RADSL調(diào)制解調(diào)器1351還通過連接1353a和1353b支持附加POTS裝置，它們可以是數(shù)字服務(wù)形式。
處理器1354連接到IR遙控接口1358、RADSL調(diào)制解調(diào)器1351、CP調(diào)幀器1400、MPEG-2芯片1356、和圖形處理器1357。處理器1354控制INI1350的操作以便從MPEG-2芯片1356向視頻機(jī)1365提供視頻和音頻視頻信號(hào)，提供10base-T以太網(wǎng)絡(luò)連接1359從以太網(wǎng)絡(luò)接口1352向計(jì)算機(jī)1355提供數(shù)據(jù)。處理器1354還提供用于調(diào)試和維護(hù)的串行數(shù)據(jù)連接，也可以為低數(shù)據(jù)速率裝置提供連接，例如設(shè)備或警告監(jiān)視，但是并不限于此。處理器1354還連接到IR遙控接口1358。
現(xiàn)在參考圖17B，IR遙控接口1358(包含在INI1350中)允許通過具有一個(gè)或多個(gè)IR遠(yuǎn)距離發(fā)射接收器1362的閉鎖(dwelling)RF分配系統(tǒng)1361進(jìn)行RF信息的雙向通信。IR遠(yuǎn)距離發(fā)射接收器1362可以位于每個(gè)觀看/控制位置。
圖17C是描述圖17B中的IR遙控收發(fā)器1362的示意圖。RF信息的通信是通過變換IR接收器1367b從手持遙控器(未示出)接收到的IR通信實(shí)現(xiàn)。IR接收器1367b應(yīng)該構(gòu)造成接收例如40KHz范圍內(nèi)的所有已知載頻和所有代碼。在最佳實(shí)施例中接收信號(hào)的包絡(luò)用于控制400MHz移頻鍵控(FSK)發(fā)射器1363a，它通過閉鎖RF分配系統(tǒng)1361經(jīng)主RF信號(hào)通道1374向INI1350發(fā)射信號(hào)。FSK發(fā)射器1363a和FSK接收器1366b(以及圖17D中FSK接收器1363b和FSK發(fā)射器1366a)通過連接1377連接到主RF信號(hào)通道1374，該連接描述為可以成功地把各個(gè)發(fā)射器和接收器連接到主RF信號(hào)通道1374的任何連接。該鏈路可以通過75歐姆同軸電纜或其他方式實(shí)現(xiàn)，例如無線連接，但是并不限于此。還包括360MHz FSK接收器1366b和IR發(fā)射器1367a，它們應(yīng)該有足夠大的功率以便通過IR信號(hào)控制裝置。
圖17D是描述圖17A中的IR遙控接口1358的示意圖。IR遙控接口1358在收發(fā)器控制器1372中解碼通過主RF信號(hào)通道1374接收的信息并通過連接1376把數(shù)字字傳輸給處理器1354(圖17A)。收發(fā)器控制器1372還在IR接收器1367b與處理器1354(圖17A)之間傳遞消息。處理器還可以通過360MHz FSK發(fā)射器1366a控制連接到主RF信號(hào)通道1374和RF分配系統(tǒng)1361上的裝置，以上述方式類似，但是在頻率360MHz。
RF調(diào)制器1368從MPEG-2芯片1356接收音頻和視頻輸入(圖17A)。RF放大器1369和非反射開槽光纖1371確保只有希望的信號(hào)在RF調(diào)制器1368和主RF信號(hào)通道1374之間傳遞。
該系統(tǒng)允許同時(shí)發(fā)射RF視頻信號(hào)和雙向控制信號(hào)。多個(gè)IR遙控收發(fā)器1362可以安裝在一個(gè)系統(tǒng)中。該系統(tǒng)不依賴于遙控器載頻和特定的代碼實(shí)現(xiàn)方式。代碼的解碼和IR發(fā)射器的控制由處理器1354中的軟件控制。
圖18是示意圖，描述本發(fā)明的數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的CO調(diào)幀器1100和CP調(diào)幀器1400的位置和可能實(shí)施方式。CO調(diào)幀器1100位于中心站400中，存在于UAA模塊1000上(未示出)，接收視頻節(jié)目?jī)?nèi)容。CO調(diào)幀器1100還通過互聯(lián)網(wǎng)14發(fā)射和接收數(shù)據(jù)服務(wù)。CO調(diào)幀器1100與調(diào)制解調(diào)器1351通信以便通過通信道16與位于用戶房屋1300處的相應(yīng)調(diào)制解調(diào)器1351通信。CP調(diào)幀器1400位于INI1350內(nèi)，向MPEG-2解碼器1356輸出兩個(gè)MPEG-2格式的數(shù)字視頻節(jié)目，并通過網(wǎng)絡(luò)接口1352與計(jì)算機(jī)1355通信數(shù)據(jù)服務(wù)。
圖19是描述圖18中的CO調(diào)幀器1100的示意圖。CO調(diào)幀器1100通過連接1161接收一個(gè)自適應(yīng)型MPEG-2傳輸流形式的節(jié)目組到包標(biāo)識(shí)(PID)濾波器，包含多個(gè)節(jié)目。MPEG-2傳輸流包括傳輸包的連續(xù)流。所有傳輸包的長(zhǎng)度為188字節(jié)。第一字節(jié)設(shè)置成數(shù)值0×47以便幫助同步，該位形式不是唯一的并可以出現(xiàn)在包中的其他位置。傳輸包頭中還包括包標(biāo)識(shí)(PID)域，該標(biāo)識(shí)把傳輸包中的有效載荷與具有其他PID數(shù)值的傳輸包的有效載荷區(qū)別開來。根據(jù)MPEG-2協(xié)議，傳輸包可以含有有效載荷、自適應(yīng)域，或者自適應(yīng)域后面是有效載荷。當(dāng)存在自適應(yīng)域時(shí)，自適應(yīng)域提供關(guān)于數(shù)據(jù)流的附加信息。
這些附加信息條之一是節(jié)目時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)(PCR)值。MPEG-2傳輸流的編碼和解碼都使用27MHz時(shí)鐘進(jìn)行處理。這些時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)計(jì)數(shù)器(STC)，它提供連續(xù)增加的時(shí)間標(biāo)記值。編碼器利用它自身的STC標(biāo)記數(shù)據(jù)被傳送到解碼器的時(shí)間。解碼器從編碼器接收數(shù)據(jù)流，并利用它自身的STC確定何時(shí)把標(biāo)記時(shí)間的數(shù)據(jù)傳送到它的內(nèi)部單元。為簡(jiǎn)單起見沒有示出編碼器和解碼器。然而，因?yàn)閮蓚€(gè)完全不同的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)STC計(jì)數(shù)器，因此由于過程變化、環(huán)境條件等，兩者之間將不可避免地存在敏感變化。當(dāng)接收數(shù)據(jù)時(shí)這些變化將導(dǎo)致解碼錯(cuò)誤。因此，希望有一種方法保持解碼器時(shí)鐘與編碼器時(shí)鐘同步，雖然事實(shí)上兩者可能完全不同。這里描述的方法是使用包含在自適應(yīng)域中的PCR值。
PCR值是當(dāng)STC離開編碼器時(shí)正好在PCR值被插入傳輸流中的時(shí)間點(diǎn)上解碼器中STC的拷貝。ISO/IEC IS 13818-1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(1994)MPEG-2系統(tǒng)要求從編碼器到解碼器的傳輸延遲必須是常量。通過這樣要求，到達(dá)解碼器的傳輸包恰為相同的節(jié)拍，且當(dāng)它們離開編碼器時(shí)在時(shí)間上相對(duì)定位。結(jié)果，當(dāng)接收到PCR值時(shí)，解碼器可以將它與解碼器自身的本地STC進(jìn)行比較。如果接收到的PCR(STC)比本地STC超前，那么解碼器可以推斷出本地27MHz時(shí)鐘比遠(yuǎn)處的時(shí)鐘稍慢。如果接收到的PCR(STC)比本地STC落后，那么解碼器可以推斷出本地27MHz時(shí)鐘比遠(yuǎn)處的時(shí)鐘稍快。解碼器時(shí)鐘設(shè)置成允許它的速率敏銳變化，因此它可以利用PCR值提供的信息使得STC與遠(yuǎn)處編碼器的STC一致。
再參考圖19，包標(biāo)識(shí)(PID)濾波器1110(將參考圖24A和24B詳細(xì)描述)接收連接1161上的多個(gè)節(jié)目傳輸流，并把多個(gè)節(jié)目傳輸流提取成單個(gè)節(jié)目傳輸流在連接1162上輸出。產(chǎn)生的傳輸流被傳送到異步先進(jìn)先出存儲(chǔ)裝置(異步FIFO)進(jìn)行暫存。
PCR提取裝置1130(將參考圖25詳細(xì)描述)監(jiān)視連接1162上單個(gè)節(jié)目組的內(nèi)容，并尋找是否存在PCR域。當(dāng)PCR提取裝置1130檢測(cè)到PCR域時(shí)，它從所述流中提取出或更準(zhǔn)確地說是拷貝PCR域并通過連接1164把PCR值發(fā)送至PCR增值器1140。PCR增值器1140(將參考圖26詳細(xì)描述)在每個(gè)27MHz周期通過連接1164接收PCR域并把它的數(shù)值加1。PID濾波器1110、異步FIFO 1125、PCR提取裝置1130和PCR增值器1140都通過底板設(shè)計(jì)提供的通用27MHz時(shí)鐘工作，所述底板設(shè)計(jì)傳輸自適應(yīng)型傳輸流(圖20A)。重要的是，上述包含在CO調(diào)幀器1100中的元件由圖21A中用于輸入到CO調(diào)幀器1100中的自適應(yīng)型傳輸流1161的同一時(shí)鐘計(jì)時(shí)，因此使得CO調(diào)幀器能夠經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)為同步單元。
當(dāng)CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150(它的操作將參考圖27A、27B、27C和27D詳細(xì)描述)準(zhǔn)備好發(fā)送MPEG-2包時(shí)，它通過連接1166檢查異步FIFO裝置1125的內(nèi)容。如果有要發(fā)送的包，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器就發(fā)送該包。如果所述包包含PCR域，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150知道可以從PCR增值器1140獲得調(diào)整型的PCR域。在這種情況下，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150通過不認(rèn)定連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)使得PCR增值器1140停止運(yùn)行，使得PCR增值器1140的輸出穩(wěn)定。當(dāng)把包發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351(圖18)時(shí)CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150把初始PCR值改寫或重新標(biāo)記為調(diào)整的PCR值。如果沒有要發(fā)送的MPEG-2包，相反CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150就發(fā)送包含來自連接1169的數(shù)據(jù)服務(wù)的包。因?yàn)镸PEG-2的視頻時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)用27MHz時(shí)鐘編碼，應(yīng)該注意當(dāng)用CO調(diào)幀器時(shí)鐘計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)以同一速率例如27MHz計(jì)時(shí)時(shí)，最佳實(shí)施例中是有益的。然而，只要CO調(diào)幀器數(shù)據(jù)計(jì)時(shí)與編碼視頻時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)是同一速率，本發(fā)明的CO調(diào)幀器的PCR重新標(biāo)記調(diào)整可以成功地工作。具體地說，本發(fā)明的CO調(diào)幀器在自適應(yīng)型總線(圖20A)的每個(gè)27MHz時(shí)鐘周期簡(jiǎn)單地把PCR域調(diào)整一個(gè)單位，直到該包準(zhǔn)備好發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器。
CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150也可以向數(shù)字視頻內(nèi)容和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)增加控制信道1174?？刂菩诺?174通過利用存在于每個(gè)包內(nèi)(或者是數(shù)字視頻內(nèi)容、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、或空位)的未使用的優(yōu)先傳輸標(biāo)志位建立，所述包在中心站400與用戶房屋1300之間傳輸?？刂菩畔⑼ㄟ^連接1174傳輸，利用(或者更準(zhǔn)確地說是超載)存在于每個(gè)在中心站400與用戶房屋1300之間通信的傳輸包內(nèi)的優(yōu)先傳輸標(biāo)志位，所述連接1174是在上行和下行兩個(gè)方向上的低速率控制數(shù)據(jù)信道。CO調(diào)幀器1100和CP調(diào)幀器1400利用這一附加位在上行和下行兩個(gè)方向上形成串行流，通過所述串行流通信控制信息，例如來自位于用戶房屋1300處的用戶的節(jié)目點(diǎn)播。以這種方式，能夠傳輸?shù)退俾蚀行畔⒍挥绊慚PEG-2節(jié)目或通常的數(shù)據(jù)服務(wù)。CO調(diào)幀器1100和CP調(diào)幀器1400中的通用異步接收器發(fā)射器(UART)單元利用這些位產(chǎn)生和接收串行信息，從而在通信道16兩端的主處理器之間提供通信鏈路。
圖20A是描述圖19中的傳輸流的自適應(yīng)速率傳輸流總線特性的示意圖。自適應(yīng)型傳輸流總線以恒定的27MHz數(shù)據(jù)速率計(jì)時(shí)，表示為t-1/(27×106)sec，與輸入信號(hào)的速率無關(guān)。雖然使用額外的DVALID位，由信號(hào)1176表示，也用27MHz計(jì)時(shí)，它表示它的相應(yīng)位是否含有有效數(shù)據(jù)，總線允許傳輸任意數(shù)據(jù)速率(高達(dá)8×(27×106)b/s)的傳輸流。增加額外的包由信號(hào)1177表示的同步位(PSYNC)以便標(biāo)識(shí)每個(gè)MPEG-2傳輸流包中的第一字節(jié)。這種設(shè)計(jì)使得本發(fā)明在接收許多不同電話速率的輸入傳輸流方面特別通用。通過只存儲(chǔ)連接1176上它們的相關(guān)DVALID信號(hào)被認(rèn)定為有效的字節(jié)，把有用數(shù)據(jù)從傳輸流1161中提取出來。在該被提取出的有用數(shù)據(jù)中，接收裝置知道連接1177上的PSYNC信號(hào)被認(rèn)定在每個(gè)傳輸包的第一字節(jié)上。
圖20B是示意圖，描述用于通過光學(xué)鏈路傳輸8個(gè)圖20A中的自適應(yīng)速率傳輸流的格式。圖20A中的自適應(yīng)速率傳輸流包括8個(gè)10位并行數(shù)據(jù)流。8個(gè)數(shù)據(jù)流組合形成基本80位字。串行數(shù)據(jù)流被組織成幀，一個(gè)說明性的這樣的幀表示為幀1201。每個(gè)幀1201包括80位附加字1201a、80位速率調(diào)整字1201b和13個(gè)80位有效載荷字1201c至1201n，產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度為1200位的幀。
附加字1201a包括32個(gè)成幀位1202和四位有效載荷指針1206，在它們之間有44位未使用的位1204。成幀位表示一幀的開始，用于使得串行數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)距離視頻輸入模塊對(duì)826(包括圖11C進(jìn)行了討論)的輸出并行數(shù)據(jù)同步。有效載荷指針1206表示有效載荷數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)調(diào)整字1201b、第一有效載荷字1201c、或第二有效載荷字1201d開始(未示出)的。以這種方式，串行數(shù)據(jù)流調(diào)整數(shù)據(jù)速率以便與輸入數(shù)據(jù)速率匹配。注意80位附加字1201a被分成10個(gè)8位字節(jié)，而速率調(diào)整字1201b和有效載荷字1201c-1201n被分成8個(gè)10位并行自適應(yīng)速率傳輸流，每個(gè)包括8個(gè)數(shù)據(jù)位，DVALID位1176(圖20A)和PSYNC位1177(圖20A和21)。
圖21是描述任意速率節(jié)目流的示意圖，由它建立速率為27MHz(圖20A)的自適應(yīng)型傳輸流。由信號(hào)1161表示的任意速率傳輸流通過使用由圖20A中的DVALID和PSYNC啟動(dòng)的選擇計(jì)時(shí)變換。可以看到時(shí)間間隔t=1/α秒，其中0＜α＜27×106。以這種方式，任意傳輸流可以適應(yīng)地變換為圖20A所示的27MHz傳輸流。
圖22是取自ISO/IEC 113818-1-表2-3的傳輸流定義表，它定義了每ITU-TRec.H.222.0的傳輸包，它定義圖20A、20B和21中的傳輸包的前三個(gè)字節(jié)。說明性地，每個(gè)傳輸包的前三個(gè)字節(jié)足以確定每個(gè)包的PID域。注意字節(jié)2包含位4-0，PID[12∶8]，包PID高位(PIDH)，而字節(jié)3包含位7-0，PID[7∶0]，表示包PID低位(PIDL)。PIDH和PIDL位的使用將參考圖24A-B詳細(xì)描述。
圖23是描述圖19中的連接1161上的數(shù)字視頻節(jié)目組的示意圖。節(jié)目組包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)目，用信道1178和信道1179表示，前者包含例如有線新聞網(wǎng)(CNN)，后者包含例如家庭票房(HBO)。雖然為了簡(jiǎn)單起見示出了兩個(gè)信道，每個(gè)節(jié)目組中可以同時(shí)傳播多個(gè)頻道。這些節(jié)目利用包ID(PID)標(biāo)識(shí)域區(qū)別。示出的是樣本節(jié)目組，其中包含在一個(gè)節(jié)目組中的幾個(gè)節(jié)目被濾波成單個(gè)節(jié)目，說明為由終端用戶指示，表示為產(chǎn)生于包PID濾波操作的CNN節(jié)目1178。
圖24A是描述圖19中的PID濾波器1110的示意圖。PID濾波器1110包括多個(gè)8位鎖存器1111a-1111n，每個(gè)設(shè)計(jì)成接收連接1161上的8位傳輸流。鎖存器1111還包括兩個(gè)附加位，在連接1177上接收的PSYNC位和在連接1176上接收的DVALID位。連接1176上的DVALID位給8位鎖存器1111提供時(shí)鐘啟動(dòng)信號(hào)。結(jié)合圖20A、20B和22中所描述的，PID濾波器1110把所有包含不希望的PID值的包的DVALID標(biāo)志設(shè)置為低值。以這種方式，通過分析連接1161上的PIDL位和連接1117上的PIDH位，只有希望的節(jié)目被從傳輸流1161中提取出來，所述傳輸流包含所述節(jié)目組。連接1116的PIDL位和連接1117上的PIDH位形成連接1118上的當(dāng)前包標(biāo)識(shí)字節(jié)。
比較器1121分析連接1118上的當(dāng)前PID值和連接1119上的希望PID值，如果它們匹配，即當(dāng)前PID值是希望的PID值1119，那么比較器1121給鎖存器提供一個(gè)輸入。如果PSYNC信號(hào)認(rèn)定為在連接1177上，而且比較器認(rèn)定連接1191上的信號(hào)，那么鎖存器1122認(rèn)定連接1192上的信號(hào)以便輸入到與門1112。如果與門1112接收來自鎖存器1122的輸入和在1176上認(rèn)定的DVALID信號(hào)，那么與門通過鎖存器1114使得DVALID信號(hào)不被認(rèn)定，而包含希望包ID的濾波節(jié)目組在連接1162上提供給異步FIFO緩沖區(qū)1125(圖19)和PCR提取裝置1130(圖19)。
圖24B是描述圖24A中的PID濾波器1110的操作的流程圖。在方塊1123PID濾波器接收新的包。在方塊1124它判斷該包是否包含希望的PID值。如果PID值和希望的一樣，那么在方塊1126中包ID濾波器將等待下一個(gè)包。如果PID值和希望的不一樣，那么在方塊1127中PID濾波器1110將把該包標(biāo)記為無效，然后在方塊1126等待下一個(gè)包。
圖25是描述圖19中的PCR提取裝置1130的操作的判斷流程圖。在方塊1131，PCR提取裝置接收新的包。在1132，PCR提取裝置1130判斷該包是否包含PCR值。如果新包中不包含PCR值，那么在方塊1134PCR提取裝置1130將等待下一個(gè)包。如果所述包中包含PCR值，那么在方塊1136PCR提取裝置1130將把該值鎖存在PCR增值器1140中。然后在方塊1134PCR提取裝置1130等待下一個(gè)包。
圖26是圖19中的PCR增值器1140的詳細(xì)圖。在線路1164，多路復(fù)用器1141從PCR提取裝置1130接收新PCR值。當(dāng)受連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)認(rèn)定所命令時(shí)，PCR寄存器1144將存儲(chǔ)在連接1147上通過多路復(fù)用器1141所接收的新PCR值。PCR寄存器1144通常是43位寄存器，只要連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)被認(rèn)定，在每個(gè)27MHz時(shí)鐘周期，連接1164上提供的新PCR值或者連接1146上提供的當(dāng)前PCR值加1被鎖存在PCR寄存器1144。寄存器的當(dāng)前值提供連接1167被提供給CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150，使得當(dāng)通過連接1168把MPEG-2流傳送至用戶房屋1300時(shí)(見圖10)，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150能夠把該域再插回MPEG-2流中。該技術(shù)允許PCR域調(diào)整正確的量以便保持其精確性。對(duì)于每個(gè)27MHz時(shí)鐘周期，PCR滿載傳輸包被延遲，PCR域被增加一個(gè)單位以便補(bǔ)償。當(dāng)CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150準(zhǔn)備好把PCR滿載傳輸包發(fā)送到用戶房屋1300時(shí)，它通過不認(rèn)定連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)停止PCR增值器的運(yùn)行，并把更新的PCR域加載回它的初始傳輸包(將參考圖28詳細(xì)描述)。
再參考圖19，通過使用以27MHz對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)時(shí)的傳輸流接口，同一時(shí)鐘源可以用于PID濾波器1110、PCR提取裝置1130、異步FIFO緩沖區(qū)1125、和PCR增值器1140，它的PCR值用27MHz時(shí)鐘周期的單位表示。這樣使得所有這些單元實(shí)現(xiàn)為簡(jiǎn)單同步硬件設(shè)計(jì)。應(yīng)該注意與輸入傳輸流相關(guān)的27MHz數(shù)據(jù)時(shí)鐘可能與編碼器中使用的27MHz時(shí)鐘很不相同。因此似乎加到PCR域上的量與編碼器時(shí)鐘本地再次產(chǎn)生的設(shè)置稍微不同。然而，PCR增值器1140運(yùn)行的短暫時(shí)間內(nèi)兩個(gè)時(shí)鐘之間的差異非常小。通過利用數(shù)據(jù)時(shí)鐘來再次產(chǎn)生編碼器時(shí)鐘，CO調(diào)幀器1100的實(shí)現(xiàn)成本大大降低。異步FIFO緩沖區(qū)1125和PCR運(yùn)行信號(hào)1171在所有其他單元和CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150之間提供緩沖，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150是另一個(gè)純同步設(shè)計(jì)，從而由調(diào)制解調(diào)器1351提供的數(shù)據(jù)時(shí)鐘所調(diào)整。
圖27A是描述圖19中的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150的方框圖。多路復(fù)用器1151通過連接1167從PCR增值器1140接收新值，通過連接1169接收數(shù)據(jù)服務(wù)輸入，通過連接1166從異步FIFO緩沖區(qū)1125接收延遲節(jié)目形式的數(shù)據(jù)，和從判斷器1152接收輸入。判斷器1152認(rèn)定或不認(rèn)定連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)以便停止或繼續(xù)PCR增值器1140的操作。多路復(fù)用器1151根據(jù)當(dāng)前要求選擇從FIFO緩沖區(qū)1125、數(shù)據(jù)服務(wù)1169發(fā)送數(shù)據(jù)，或者通過連接1167用新值代替包的PCR域。多路復(fù)用器1151通過連接1168向調(diào)制解調(diào)器1351提供最最終傳輸流，用于通過低帶寬通信信道16傳輸。
圖27B是描述圖27A中的判斷器1152的操作的狀態(tài)圖。在狀態(tài)m0、m1和m2，包含視頻節(jié)目?jī)?nèi)容的字節(jié)被從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出，并通過連接1168發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)m3，再次從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出一個(gè)字節(jié)并發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。如果設(shè)置了位5，那么進(jìn)入狀態(tài)m4，否則進(jìn)入狀態(tài)mwait。在狀態(tài)m4，再次從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出一個(gè)字節(jié)并發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。如果為零，進(jìn)入狀態(tài)mwait，否則進(jìn)入狀態(tài)m5。在狀態(tài)m5，再次從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出一個(gè)字節(jié)并發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。如果設(shè)置了位4，那么進(jìn)入狀態(tài)m6，否則進(jìn)入狀態(tài)mwait。如果狀態(tài)計(jì)算機(jī)到達(dá)狀態(tài)m6，那么PCR值被置于包，從而如下所述舊值被新值代替。
在狀態(tài)m6、m7、m8、m9、m10和m11，從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出一個(gè)字節(jié)并清除。不認(rèn)定線路1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)。在后面六個(gè)時(shí)鐘周期中的每一個(gè)期間，發(fā)送與新PCR域相關(guān)的六個(gè)字節(jié)(連接1167)，代替與舊PCR域相關(guān)的六個(gè)字節(jié)。
在mwait狀態(tài)，從異步FIFO緩沖區(qū)1125中讀出一個(gè)字節(jié)并發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351，等待下一個(gè)包判斷(1152)。
在狀態(tài)i0，標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2同步字節(jié)(0×47)被發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)i1，字節(jié)0×1F被發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)i2，字節(jié)0×FE被發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)i3，字節(jié)0×1α被發(fā)送至調(diào)制解調(diào)器1351，其中α是適當(dāng)?shù)倪B續(xù)計(jì)數(shù)值。狀態(tài)i1和i2發(fā)射將用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的PID值，在該最佳實(shí)施例中使用PID值0×1FFE。應(yīng)該注意任意數(shù)值都可以使用，只要它在整個(gè)設(shè)計(jì)中是一致的并不與所使用的任何其他PID矛盾。連續(xù)計(jì)數(shù)器是標(biāo)準(zhǔn)4位域，如同本領(lǐng)域所公知的一樣，它每傳輸一個(gè)相同PID的包就增值一次。在iwait狀態(tài)，一個(gè)字節(jié)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351，并等待下一個(gè)包判斷(1152)。
在狀態(tài)n0，標(biāo)準(zhǔn)MPEG-2同步字節(jié)(0×47)被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)n1，字節(jié)0×1F被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)n2，字節(jié)0×FF被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351。在狀態(tài)n3，字節(jié)0×1β被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351，其中β是適當(dāng)?shù)倪B續(xù)計(jì)數(shù)器值。在iwait狀態(tài)，字節(jié)0×FF被傳送到調(diào)制解調(diào)器1351，并等待下一個(gè)包判斷(1152)。
圖27C是描述圖27A中的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150的操作流程圖。在方塊1153，CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150準(zhǔn)備好發(fā)送新包。在方塊1154，它確定是否有MPEG-2節(jié)目包準(zhǔn)備好從連接1166(圖19)發(fā)送。如果有MPEG-2節(jié)目包，那么在方塊1156通過連接1168把它發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器1351。如果沒有準(zhǔn)備好的MPEG-2節(jié)目包，那么在方塊1155CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150將確定是否已經(jīng)達(dá)到了數(shù)據(jù)量。如果已經(jīng)達(dá)到了數(shù)據(jù)量，那么在方塊1157CO數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器1150將發(fā)送空包。如果在方塊1155確定還沒有達(dá)到數(shù)據(jù)量，那么在方塊1158CO數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器1150將發(fā)送數(shù)據(jù)服務(wù)包。
圖27C是描述圖27A中的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器節(jié)目包判斷功能的流程圖。在方塊1181，必須選擇發(fā)送MPEG-2節(jié)目包，方塊1181對(duì)應(yīng)于圖17B中的方塊1156。在方塊1182，確定將要發(fā)送的包是否含有PCR值。如果該包不含有PCR值，那么在方塊1183，發(fā)送MPEG-2節(jié)目包。如果在方塊1182，它確定所述包含有PCR值，那么在方塊1184，連接1171上的PCR運(yùn)行信號(hào)(圖19)不被認(rèn)定，而且舊PCR值被可以在連接1167上獲得的新PCR值代替。
圖28是描述圖19中的CO調(diào)幀器1100的下行(從中心站400到用戶房屋1300)的操作的示意圖。來自多個(gè)節(jié)目源傳輸流1161的各個(gè)包被選擇向前傳輸?shù)捷^慢傳輸流1168最后到達(dá)調(diào)制解調(diào)器1351，通過把在連接1164(圖19中)上提取出的PCR值通過連接1172發(fā)送到PCR增值器1140內(nèi)和不向PCR增值器1140認(rèn)定PCR運(yùn)行信號(hào)(圖19)。PCR域調(diào)整對(duì)包含根據(jù)圖26描述的PCR域的包進(jìn)行。
圖29是描述在上行(從用戶房屋1300到中心站400)方向圖19中的CO調(diào)幀器1100的CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器的示意圖。雖然為簡(jiǎn)單比圖19簡(jiǎn)化了，除了CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150外，CO調(diào)幀器1100包括CO數(shù)據(jù)解復(fù)用器1155。CO數(shù)據(jù)解復(fù)用器1155通過連接1168從用戶房屋1300接收雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和通過連接1174接收控制信息。CO數(shù)據(jù)解復(fù)用器路由互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，例如通過連接1169至計(jì)算機(jī)1355(未示出)。控制頻道1174的操作如上所述。
圖30是描述在下行方向上CP數(shù)據(jù)解復(fù)用器1455的示意圖。視頻節(jié)目?jī)?nèi)容和數(shù)據(jù)在連接1456上從DSL調(diào)制解調(diào)器1351接收。CP數(shù)據(jù)解復(fù)用器1455分離視頻節(jié)目?jī)?nèi)容和雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，以便前者用于在連接1457輸入到MPEG-2解碼器1356(圖18)，后者用于在連接1459輸入到計(jì)算機(jī)1355(圖18)。向CP數(shù)據(jù)解復(fù)用器1455提供輸入的還有控制信道1174，它的操作參考圖19進(jìn)行了描述。
圖31是描述上行方向上圖17A中的CP調(diào)幀器1400的CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450的示意圖。雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過連接1459接收到CP多路復(fù)用器1450并傳輸?shù)紻SL調(diào)制解調(diào)器1351以便通過通信信道16通信。注意CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450只在上行方向上通過控制信道1174發(fā)送雙向互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和控制信息。
圖32是描述CO數(shù)據(jù)解復(fù)用器1155和CP數(shù)據(jù)解復(fù)用器1455二者的操作的判斷流程圖。方塊1186表示新包到達(dá)。在方塊1187，確定所述包是否包含數(shù)據(jù)服務(wù)。如果所述包不包含數(shù)據(jù)服務(wù)，那么在方塊1188數(shù)據(jù)解復(fù)用器等待下一個(gè)包。如果在方塊1187確定所述包包含數(shù)據(jù)服務(wù)，那么在方塊1189提取出數(shù)據(jù)服務(wù)，而且在方塊1188數(shù)據(jù)解復(fù)用器等待下一個(gè)包。
圖33是描述圖17A中的CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450的操作的流程圖。在方塊1401，CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450準(zhǔn)備好發(fā)送新包。在方塊1402，確定是否已經(jīng)達(dá)到數(shù)據(jù)量。如果已經(jīng)達(dá)到數(shù)據(jù)量，那么在方塊1404CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450發(fā)送空包。如果在方塊1402，確定還沒有達(dá)到數(shù)據(jù)量，那么在方塊1406，CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450將經(jīng)調(diào)制解調(diào)器1351通過通信信道16把數(shù)據(jù)服務(wù)包發(fā)送到到中心站400。這說明上行數(shù)據(jù)也格式化為傳輸包。雖然本發(fā)明的設(shè)計(jì)不必起作用，但是它促進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)化。CP數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1450只產(chǎn)生數(shù)據(jù)服務(wù)和空包。
圖34是描述圖19中的CO調(diào)幀器的另一實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，CO調(diào)幀器1100向已經(jīng)存在的傳輸流中增加新的節(jié)目。與參考圖19所描述的元件完成相似功能的元件使用相同的參考標(biāo)號(hào)，而且不再詳細(xì)描述。如圖所示，將要增加的節(jié)目通過連接1551提供到異步FIFO緩沖區(qū)1125。PCR提取器1130還以類似于監(jiān)視圖19中的PID濾波器1110的輸出的方式監(jiān)視連接1551上的傳輸流。PCR提取器1130，PCR增值器1140和異步FIFO緩沖區(qū)1125都完成與上述一樣的功能。節(jié)目多路復(fù)用器1550代替CO數(shù)據(jù)多路復(fù)用器1150，并通過連接1552接收已經(jīng)存在的節(jié)目流。節(jié)目多路復(fù)用器1551用與新節(jié)目相關(guān)的包代替輸入的空包，并在連接1554上提供包括新的n+1個(gè)節(jié)目流的輸出。
可以對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施例進(jìn)行各種變型和改進(jìn)，而實(shí)質(zhì)上并不脫離本發(fā)明的范圍和原理。所有這些改進(jìn)和變型意欲包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中保持時(shí)序同步的系統(tǒng)，包括濾波器，設(shè)計(jì)成接收包括多個(gè)節(jié)目的節(jié)目組并隔離至少一個(gè)所述節(jié)目；緩沖區(qū)，與所述濾波器通信；節(jié)目時(shí)鐘基準(zhǔn)(PCR)提取器，與所述濾波器通信；計(jì)數(shù)器，與所述PCR提取器通信；以及多路復(fù)用器，與所述計(jì)數(shù)器通信，并設(shè)計(jì)成接收所述緩沖區(qū)和所述計(jì)數(shù)器的輸出。
2．如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述PCR提取器設(shè)計(jì)成把提取出的時(shí)序基準(zhǔn)值從所述至少一個(gè)節(jié)目中拷貝到所述計(jì)數(shù)器。
3．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)成把所述時(shí)序基準(zhǔn)值改寫到所述至少一個(gè)節(jié)目中。
4．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述多路復(fù)用器設(shè)計(jì)成將至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道加入所述緩沖區(qū)和所述計(jì)數(shù)器的輸出。
5．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述多路復(fù)用器設(shè)計(jì)成將至少一個(gè)電話信道加入所述緩沖區(qū)和所述計(jì)數(shù)器的輸出。
6．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述多路復(fù)用器設(shè)計(jì)成將至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道和至少一個(gè)電話信道加入所述緩沖區(qū)和所述計(jì)數(shù)器的輸出。
7．如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)計(jì)成接收和分離至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)頻道和至少一個(gè)電話頻道的多路解復(fù)用器。
8．一種在數(shù)字視頻傳輸系統(tǒng)中保持時(shí)序同步的方法，包括下列步驟在濾波器中接收數(shù)字視頻傳輸流，該傳輸流由多個(gè)包構(gòu)成，并含有多個(gè)節(jié)目，具有與每個(gè)節(jié)目相關(guān)的時(shí)序基準(zhǔn)值，濾波所述傳輸流以便獲得所述多個(gè)節(jié)目中的至少一個(gè)需要的節(jié)目；把所述需要的節(jié)目提供給緩沖區(qū)并監(jiān)視所述需要的節(jié)目，以便檢測(cè)任何所述有效包中所述時(shí)序基準(zhǔn)值的存在；把所述時(shí)序基準(zhǔn)值拷貝到計(jì)數(shù)器；把所述計(jì)數(shù)器的值增加一個(gè)等于所述需要節(jié)目存在于所述緩沖區(qū)中的時(shí)間的量；把所述時(shí)序基準(zhǔn)值提供給多路復(fù)用器；以及在所述需要節(jié)目離開所述緩沖區(qū)后把所述時(shí)序基準(zhǔn)值改寫到所述需更的節(jié)目中。
9．如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述多路復(fù)用器中組合所述需要的節(jié)目和至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道的步驟。
10．如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述多路復(fù)用器中組合所述需要的節(jié)目和至少一個(gè)電話信道的步驟。
11．如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述多路復(fù)用器中組合所述需要的節(jié)目和至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道及至少一個(gè)電話信道的步驟。
12．如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在多路復(fù)用器中接收至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道和至少一個(gè)電話信道的步驟。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，進(jìn)一步包括分離所述至少一個(gè)雙向數(shù)據(jù)信道和所述至少一個(gè)電話信道的步驟。
14．一種用于傳輸視頻信號(hào)、雙向數(shù)據(jù)信號(hào)、和電話信道的方法，包括下列步驟在收發(fā)器中接收包括視頻信號(hào)、雙向數(shù)據(jù)信號(hào)、電話信號(hào)和控制信道的信號(hào)；分離所述視頻信號(hào)、所述雙向數(shù)據(jù)信號(hào)、所述電話信道和所述控制信道；把所述視頻信號(hào)路由到視頻解碼器；把所述雙向數(shù)據(jù)信號(hào)路由到數(shù)據(jù)接口；把所述電話信號(hào)路由到電話；以及把所述控制信道理由到處理器。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括下列步驟多路復(fù)用所述雙向數(shù)據(jù)信號(hào)和所述控制信道；以及把所述多路復(fù)用信號(hào)發(fā)送至收發(fā)器。
16．如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述控制信道利用MPEG-2傳輸流中的未用位提供，以便用戶通過所述收發(fā)器通信控制信息。
全文摘要
一種新型系統(tǒng)和方法,用于在數(shù)字視頻網(wǎng)以及數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中保持時(shí)序同步,使得能夠通過通信信道向終端用戶傳輸諸如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)(14)、普通老式電話業(yè)務(wù)(POTS)的數(shù)字視頻內(nèi)容、雙向數(shù)據(jù)服務(wù)。信道通常是在電話公司中心站(100)與用戶房屋(1300)之間延伸的銅線對(duì),但是可以是支持壓縮數(shù)字視頻、雙向數(shù)據(jù),諸如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和POTS通信的任何任何通信媒質(zhì),事實(shí)上可以是無線連接。數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用總線或廣播底板,由包含在中心站內(nèi)的電路形成。廣播底板使得每個(gè)終端用戶可以獲得多個(gè)視頻節(jié)目數(shù)據(jù),并允許多個(gè)終端用戶獲得多個(gè)視頻節(jié)目?jī)?nèi)容,而不需要把整個(gè)節(jié)目?jī)?nèi)容傳輸給每個(gè)用戶。數(shù)字視頻和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用新型結(jié)構(gòu)使得數(shù)字視頻信號(hào)時(shí)序同步,以便確保所接收的數(shù)字視頻節(jié)目質(zhì)量高,并符合MPEG－2標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)H04L7/10GK1285117SQ98812921
公開日2001年2月21日 申請(qǐng)日期1998年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月4日
發(fā)明者P·H·勞倫斯, B·W·敦, M·A·埃斯勒曼 申請(qǐng)人:佐治亞科技研究公司