Brevet FR2716764A1 — publié le 19950901

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DISTRIBUTION D'INFORMATIONS "MULTIMEDIA". La présente invention concerne un procédé et un disposi- tif pour la distribution d'informations "multimédia", notamment à bord d'un véhicule tel que par exemple un aéronef. Elle a plus particulièrement pour objet un système de distribution permettant d'obtenir au moins deux types de services, à savoir: - un service de "diffusion vidéo" permettant à un utili- sateur qui dispose d'un périphérique approprié, de sélectionner le programme vidéo qu'il souhaite visuali- ser, parmi un nombre déterminé de programmes proposés, - un service de "distribution vidéo" selon lequel l'utilisateur peut composer son propre programme vidéo, en établissant un "canal virtuel" entre son périphé- rique et un serveur vidéo. L'invention a plus particulièrement pour but de parvenir à ces résultats grâce à un système présentant, entre autres, les caractéristiques suivantes: - 2 - 2716764 - l'utilisation d'une technologie entièrement numérique, - une modularité autorisant, sur une même base de maté- riel, plusieurs configurations de performances diffé- rentes, - une transparence vis-à-vis des technologies de stockage et de génération d'images vidéo, - une aptitude à exécuter et à accueillir de nouveaux services, - une possibilité de connexion vers les autres systèmes de gestion d'information de l'aérodyne (librairie élec- tronique, système de gestion du vol). En vue d'obtenir ces résultats, l'invention propose un procédé mettant en oeuvre un réseau de distribution d'informations entre un serveur vidéo (apte à délivrer une multiplicité de programmes préétablis) et une plura- lité de périphériques de réception et de dialogue à l'usage d'utilisateurs. Ce réseau est basé sur la trans- mission de blocs ou "cellules" de données numériques, par exemple selon le modèle ATM ("Asynchronous Transfer Mode"), et à associer à chaque cellule une liaison virtuelle ou "canal virtuel" entre la source d'information et la destination de l'information. Dans le cas o le service que l'utilisateur désire obte- nir est de type "diffusion vidéo", le procédé selon l'invention comprend la transmission, à destination de tous les périphériques, de tous les canaux virtuels, l'utilisateur ayant alors à indiquer le canal virtuel correspondant au programme préétabli qu'il souhaite obte- nir. Dans le cas o le service est de type "distribution vidéo", le procédé selon l'invention consiste à associer _ 3 - 2716764 à chaque utilisateur un canal virtuel grâce auquel l'utilisateur peut accéder et agir individuellement sur les différentes sources, de manière à composer le programme qu'il souhaite visualiser. Un avantage important du procédé précédemment décrit consiste en ce qu'un même système permet d'assurer un mélange des services de type "diffusion vidéo" et de type "distribution vidéo", et ce grâce à l'utilisation des canaux virtuels de la technique ATM, la seule limitation étant une limitation technologique du support de stockage vidéo. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précédem- ment décrit pourra faire intervenir, dans sa configura- tion la plus simple, un serveur vidéo qui gère les accès à des supports de stockage ou, d'une façon plus générale, à des sources d'informations, qui effectue la mise en cellule des flux de données vidéo, qui reçoit les commandes d'attribution de canaux virtuels, qui affecte les cellules à un canal virtuel et qui multiplexe les canaux virtuels vers une tête de réseau conçue de manière à recevoir les canaux virtuels transportant les données vidéo, à construire le flux de données à transmettre en direction de boîtiers de distribution, à effectuer le routage des canaux virtuels dans le cas o plusieurs têtes de réseau sont présentes, à assurer la gestion et l'attribution des canaux virtuels, et éventuellement à reconfigurer la topologie du réseau global pour passer en mode dégradé. Le boîtier de distribution est conçu de manière à rece- voir les commandes de sélection de canaux virtuels émanant des périphériques auxquels il se trouve rattaché, ainsi que le flux de données vidéo en provenance de la tête de réseau. Il comprend des moyens permettant d'extraire ou de copier les cellules affectées à un canal virtuel lui appartenant, ainsi que de diriger le flux de - 4 - 2716764 données du canal virtuel vers le périphérique destina- taire. En outre, il est conçu de manière à transmettre les commandes effectuées par l'utilisateur à destination de la tête de réseau à laquelle il se trouve rattaché. Les périphériques de réception et de dialogue comprennent quant à eux des moyens de visualisation et de dialogue pouvant être de type classique. Des exemples d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une représentation schématique de l'architecture matérielle d'un dispositif pour la distribution d'informations à bord d'un véhicule tel que, par exemple, un aéronef; Les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques permettant d'illustrer le principe de fonctionnement du dispositif représenté figure 1 en mode diffusion (figure 2) et en mode distribution (figure 3); La figure 4 montre plus en détail l'architecture d'un dispositif (mono-tête de réseau et mono-serveur) configuré en mode diffusion; La figure 5 montre plus en détail l'architecture d'un dispositif selon la figure 1, configuré en mode distribution; La figure 6 est un schéma d'un dispositif à trois têtes de réseau et à trois serveurs configuré en mode distribution. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le système comprend deux dispositifs de structure identique (blocs - 5 - 2716764 I, II en traits interrompus) comprenant chacun un serveur vidéo Si, S2 couplé à une pluralité de supports d'information Il à I5, tels que des mémoires de type CDROM Il, I2, des disques durs I3 ainsi que des sources d'information I4 (Radio Diffusion Satellite, "DATALINK" HF, VHF,. ou même aux différents systèmes de..DTD: l'aérodyne I5 tels que ELS, FMS, CCS). Ce serveur vidéo Si, S2 est relié, par l'intermédiaire d'une première interface A1, A2 à une tête de réseau T1, T2 sur laquelle est connectée, par l'intermédiaire d'une deuxième interface B1, B2, une pluralité de boîtiers de distribution BD montés en série. Chacun de ces boîtiers de distribution BD est relié, par une troisième interface Ci, C2, à au moins un périphé- rique PS, par exemple un périphérique associé à chaque siège de l'aérodyne, ce périphérique comprenant un écran de visualisation associé à des moyens de dialogue tels que clavier, surface tactile, etc... D'une façon générale, le serveur vidéo Sl, S2 gère les accès aux supports et aux sources d'information Il à I5. Il reçoit le flux de données vidéo compressées provenant de ces sources et de ces supports Il à I5 et effectue la mise en cellule de ces données. Comme précédemment mentionné, chaque cellule est associée à une liaison virtuelle entre la source d'information et le destinataire; Il peut s'agir, par exemple de la liai- son en mode connexion du modèle de référence "OPEN SYSTEM INTERCONNECTION" défini par la norme ISO 7498. Dans la description du modèle ATM (Asynchronous Transfer Mode), cette liaison est appelée "Canal Virtuel" ("Virtual Channel"). Les images sont transmises compressées, par exemple suivant le codage MPEG (ISO 11172). - 6 - 2716764 Par ailleurs, le serveur vidéo Sl, S2 reçoit des commandes d'attribution de canaux virtuels émanant des périphériques PS et affecte les cellules à un canal virtuel conformément à ces commandes. Il a en outre la tâche de multiplexer les canaux virtuels vers la première interface A1, A2. Cette dernière définit le format et le protocole des informations transitant entre les serveurs vidéo Sl, S2 et la tête de réseau T1, T2. Typiquement, cette interface A1 peut consister en une liaison à haut débit présentant, par exemple une capacité de l'ordre de cinquante canaux vidéo virtuels (classe 100 Mb/s). La tête de réseau T1, T2 reçoit les canaux virtuels transportant les données vidéo en provenance du serveur vidéo Si, S2. Elle construit le flux de données dirigé vers la deuxième interface B1, B2, elle effectue le routage des canaux virtuels dans le cas o plusieurs têtes de réseau T1, T2 sont présentes, et elle assure la gestion et l'attribution des canaux virtuels. Elle peut également être conçue de manière à reconfigurer la topo- logie du réseau global pour passer en mode dégradé. L'interface Bi, B2 définit le format et le protocole des informations transitant entre la tête de réseau T1, T2 et les boîtiers de distribution BD. Comme pour l'interface Ai, A2, il s'agit d'une liaison haut débit d'une capacité de l'ordre de cinquante canaux vidéo virtuels (classe Mb/s). Cette interface B1, B2 est uni-directionnelle, la trans- mission des données, allant du périphérique vers la tête de réseau T1, T2 ou le serveur vidéo Si, S2, est assurée par le réseau en anneau que constitue l'interconnexion des boitiers de distribution BD et de la tête de réseau T1, T2. - 7 - 2716764 L'interface B1, B2 relie également les têtes de réseau T1, T2 entre elles. Par souci d'homogénéité, les interfaces A1, A2 et B1, B2 ont un même protocole. Toutefois, elles peuvent éventuel- lement différer par le débit des liaisons physiques. Le boitier de distribution BD reçoit les commandes de sélection d'un canal virtuel émises par le périphérique PS, ainsi que le flux de données vidéo provenant de l'interface B1, B2. Il extrait ou copie les cellules affectées à un canal virtuel lui appartenant et dirige le flux de données du canal virtuel vers le périphérique PS destinataire, à travers l'interface C1, C2. Il formate le flux de données de l'interface B1, B2 vers l'interface C1, C2 et transmet les commandes utilisateur émises de l'interface Ci, C2 vers la tête de réseau T1, T2 à laquelle il est rattaché, via l'interface B1, B2. L'interface C1, C2 définit le format et le protocole des informations transitant entre le boîtier de distribution et un périphérique du siège. Il peut s'agir d'une liaison bas débit nécessaire à la transmission d'un seul canal virtuel (classe 2 Mb/s). Cette interface est bidirectionnelle. Le fonctionnement du dispositif précédemment décrit est illustré sur les figures 2 et 3. En mode "diffusion", chaque programme vidéo est associé à un canal. Tous les périphériques PS sont destinataires de tous les canaux virtuels. Il appartient à l'utilisateur de périphérique PS d'indiquer le canal, et par conse- quent, le programme vidéo qu'il souhaite visualiser (comme sur un poste de télévision classique). - 8 - 2716764 Sur la figure 2, le serveur propose trois programmes Pl, P2, P3 accessibles par chacun des périphériques, via les boîtiers de distribution, grâce à trois canaux virtuels CN1, CN2, CN3. Il est clair que l'invention ne se limite pas à un tel nombre de canaux. Ainsi, la capacité de l'interface pourra être de N canaux o N est le nombre de programmes vidéo, le nombre N étant généralement limité à une vingtaine de programmes simultanés. Une seule tête de réseau T1, T2 peut alors assurer la fonction de diffu- sion. En mode "distribution", chaque utilisateur est associé à un canal virtuel personnalisé qu'il établit lors de la composition de son propre programme vidéo pouvant utili- ser les sources disponibles P1 à P5, entre son périphé- rique PS et un serveur vidéo S1. Le déroulement temporel de chaque programme personnalisé est indépendant pour chaque utilisateur ("Video on Demand"). Le nombre de canaux virtuels simultanément ouverts sur un serveur est limité par la technologie de ce serveur et le nombre de canaux virtuels supportés par les interfaces A1, A2 et B1, B2. Sur la figure 3, on a représenté quatre canaux virtuels CN'i à CN'4 reliant respectivement et individuellement les périphériques P'Sl et P'S3 aux sources P'2 et P'i du serveur et les périphériques P'S2 et P'S4 à la source P'3 de ce même serveur Si. Bien entendu, d'une façon plus générale, l'interface B1, B2 pourra être occupée par M canaux virtuels o M repré- sente le nombre de programmes distribués individuellement aux utilisateurs. Ce nombre M pourra éventuellement excéder la capacité physique de l'interface B1, B2. _ 9 - 2716764 Dans ce cas, on devra faire appel à plusieurs têtes de réseau de la façon indiquée sur la figure 1. En configuration "diffusion", le serveur vidéo Sl pourra comprendre, comme représenté sur la figure 4, un multi- plexeur d'insertion M1 (extraction de "cellules"), ainsi qu'une unité de gestion G1 du serveur vidéo S1. Le multiplexeur M1 est connecté par ses entrées aux différentes sources d'information (dont seulement trois d'entre elles ont été représentées Il à I3). Il est connecté par sa sortie à un multiplexeur M2 du même genre faisant partie de la tête de réseau. Ce multi- plexeur M2 est couplé par une liaison bidirectionnelle à une unité de gestion G2 de la tête de réseau Tl. La sortie du multiplexeur M2 est reliée à l'entrée d'un multiplexeur M3 faisant partie d'un premier boîtier de distribution BD1 d'une boucle de boîtiers de distribution BD1 à BD4, présentant chacun une structure identique. Ce multiplexeur M3 est, en outre, connecté, d'une part, par une liaison bidirectionnelle à une unité de gestion G3, elle-même connectée par une liaison bidirectionnelle à une unité de décompression vidéo UD d'un périphérique de siège PS associé au boîtier de distribution BD et, d'autre part, par une liaison unidirectionnelle au multi- plexeur du boîtier de distribution BD suivant. Les connexions entre les autres boîtiers de distribution BD2 à BD4 successifs de la chaîne, s'effectuent de la même façon, au moyen de liaisons unidirectionnelles. Le multiplexeur du dernier boîtier de distribution BD4 est, quant à lui, relié par une liaison unidirectionnelle à un multiplexeur M4 de la tête de réseau Tl couplé par une liaison bidirectionnelle à l'unité de gestion G2. La - 10 - 2716764 sortie de ce multiplexeur M4 est, quant à elle, reliée à l'unité de gestion G1 du serveur vidéo Sl. En configuration distribution vidéo, le dispositif peut présenter une structure du type de celle représentée sur la figure 5 comportant plusieurs ensembles comprenant chacun un serveur vidéo S'i, S'2, une tête de réseau T'i, T'2 et une boucle de boîtiers de distribution BD1 à BD4 - BD'i à BD'4 dans laquelle chaque boîtier est associé à au moins un périphérique PS. Dans cet exemple, chaque serveur vidéo S'i, S'2 comprend, comme précédemment, un multiplexeur d'insertion G'i, G"I (extraction de cellules) connecté aux différentes sources d'information I1 à I3 - I'l à I'3 et une unité de gestion de serveur vidéo G'i, G"i. Les têtes de réseau T'i, T'2 comprennent chacune une matrice de commutation de cellules MC1, MC2 pilotée par une unité de gestion G'2, G"2 via une liaison bidirec- tionnelle. Cette matrice MC1, MC2 est plus particulière- ment concue de manière à: - recevoir les informations transmises par le multi- plexeur M'I, M"i ainsi que les informations émanant de la chaîne de boîtiers de distribution BD1 à BD4, BD'l à BD'3, - transmettre les informations en provenance des chaînes de boîtier de distribution BD1 à BD4 à l'unité de gestion G'i, G"i du serveur vidéo S'i, S'2 qui lui est associé, ainsi qu'à sa propre unité de gestion G'2, G"2, - échanger des informations (grâce à une liaison bidirec- tionnelle) avec la matrice de commutation d'une tête de réseau T'I, T'2 d'un autre ensemble. - il - 2716764 La commande des matrices de commutation MC1, MC2 s'effectue par l'unité de gestion G'2, G"2 qui lui est associé, en fonction des informations reçues par cette dernière. Sur cette figure, on a représenté, par des liaisons C4 et C5, deux canaux virtuels mettant en communication une source d'information de l'un des ensembles avec un péri- phérique appartenant à l'autre ensemble. La figure 6 montre un mode d'exécution d'un réseau comprenant trois ensembles comportant chacun un serveur vidéo (dont seul le multiplexeur MUl à MU3 a été repré- senté) couplé à une pluralité de sources d'informations Il à I3, I'l à I'3, I"' à I"3, une tête de réseau (dont seule la matrice de commutation MC3, MC4, MC5 a été représentée), et une boucle de boîtiers de distribution BD1, BD'1, BD"i (dont un seul a été représenté pour des raisons de simplification). Dans ce cas, les matrices de commutation de cellules MC3, MC4, MC5 ne sont pas connectées entre elles par des liai- sons bidirectionnelles mais par des liaisons uni-direc- tionnelles agencées de manière à constituer une boucle de matrices. Comme précédemment mentionné, l'application de base du système précédemment décrit est la distribution de programmes vidéo à bord d'un véhicule tel qu'un aérodyne. Toutefois, l'invention ne se limite pas à ce type d'application. En effet, ce système permet en outre d'établir des dialogues interactifs entre l'usager d'un périphérique et une multiplicité de sources d'information pouvant être éventuellement gérées par des processeurs. En fait, la structure numérique des informations distri- buées autorise tout type d'extension du système vers des échanges autres que vidéo, tels que par exemple des - 12 - 2716764 transferts de fichiers informatiques, l'envoi de fac- similé, la transmission d'informations diverses pouvant éventuellement concerner le vol de l'aérodyne, la météo, ou même des messages destinés aux passagers. Par ailleurs, la modularité du système permet d'envisager des configurations offrant selon un critère tel que, par exemple la classe du passager, un mode diffusion ou un mode distribution. Ceci est rendu possible notamment du fait que, vu du réseau de distribution (c'est-à-dire des interfaces A et B), il n'y a aucune différence entre les canaux virtuels associés à un programme et ceux associés à un utilisa- teur. Grâce à ces dispositions, ce système possède une très grande souplesse d'utilisation et d'importantes possibi- lités d'évolution, critères très recherchés par les clients de ces systèmes, par exemple les compagnies aériennes. En particulier, la complexité des configurations autori- sées par ces systèmes, peut s'accroître en fonction de la disponibilité des technologies utilisées grâce au décou- page fonctionnel proposé (serveur/tête de réseau/boîtier de distribution), et à la standardisation des interfaces. - 13 - 2716764 Revendications 1. Procédé pour la distribution d'informations pouvant provenir d'une multiplicité de sources (Il à I5), à une multiplicité d'utilisateurs, selon au moins un premier mode permettant à un utilisateur de sélectionner un programme de diffusion parmi un nombre déterminé de programmes proposés, et un second mode permettant aux utilisateurs de composer leurs propres programmes à partir des informations mises à leur disposition par les sources, ce procédé mettant en oeuvre un réseau de trans- mission d'informations entre au moins un serveur (S1) connecté auxdites sources (Il à I5) et une pluralité de périphériques de réception et de dialogue (PS) à l'usage des utilisateurs, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre par ledit réseau, à destination des utilisateurs, les informations émanant desdites sources (Il à I5) sous la forme d'une succession de blocs ou "cellules" de données numériques, à associer à chaque cellule une liaison virtuelle, dite canal virtuel, entre au moins une source d'information (Il à I5) et la destination de l'information, en ce que dans le susdit premier mode, chaque canal virtuel (CN1 à CN3) est associé à un programme respectif, tous les canaux virtuels (CN1 à CN3) étant transmis à destination de tous les utilisateurs, de manière à ce que ce dernier puisse choisir le programme qu'il souhaite obtenir, et en ce que, dans le susdit second mode, un canal virtuel (CN'i à CN'4) est associé à chaque utilisateur, grâce auquel cet utilisateur peut accéder et agir individuelle- ment sur les différentes sources (Il à I5) de manière à composer le programme qu'il souhaite visualiser. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la susdite transmission de cellules de données numériques s'effectue selon le modèle ATM. - 14 - 2716764 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend le mélange des deux susdits modes sur un même réseau. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un réseau comportant: - un serveur vidéo (Si, S2) qui gère les accès à des sources d'information (Il à I5) qui effectue la mise en cellule des flux de données vidéo émanant de ces sources (Il à I5), qui reçoit les commandes d'attribution de canaux virtuels, qui collecte les cellules à un canal virtuel et qui multiplexe les canaux virtuels vers une tête de réseau (T1, T2), - ladite tête de réseau (T1, T2) qui est conçue de manière à recevoir les canaux virtuels transportant les données vidéo, à construire le flux de données à trans- mettre en direction de boîtiers de distribution (BD), à effectuer le routage des canaux virtuels dans le cas ou plusieurs têtes de réseau (T1, T2) sont présentes, à assurer la gestion et l'attribution des canaux virtuels, - lesdits boîtiers de distribution (BD) conçus chacun de manière à recevoir les commandes de sélection de canaux virtuels émanant des périphériques (PS) auxquels ils se trouvent rattachés, ainsi que le flux de données vidéo en provenance de la tête de réseau (T1, T2), ce boîtier (BD) comprenant des moyens permettant d'extraire ou de copier les cellules affectées à un canal virtuel lui appartenant ainsi que de diriger le flux de données du canal virtuel vers le périphérique destinataire (PS), ledit boîtier (BD) comprenant en outre des moyens permettant de transmettre les commandes effectuées par - 15 - 2716764 l'utilisateur à destination de la tête de réseau (T1, T2) à laquelle il se trouve rattaché. - lesdits périphériques (PS) qui comprennent des moyens de visualisation et de dialogue pouvant être de type classique. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le flux de données vidéo provenant des sources (Il à I5) est compressé. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'entre le serveur vidéo (Si, S2) et la tête de réseau (T1, T2), il comprend une première interface (A) définissant le format et le protocole des informations transitant entre le serveur (Sl, S2) et la tête (T1, T2). 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend entre la tête de réseau et les boîtiers de distribution (BD), une deuxième inter- face (B1, B2) qui définit le format et le protocole des informations transitant entre la tête de réseau (T1, T2) et les boîtiers de distribution (BD). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'interconnexion des boîtiers de distribution (BD) et de la tête de réseau (T1, T2) constitue un réseau en anneau. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la deuxième interface (B1, B2) relie également plusieurs têtes de réseau (T1, T2) entre elles. 10. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les premières et deuxièmes interfaces (A1, A2 - B1, B2) ont un même protocole. 11. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les têtes de réseau (T1) comprennent chacune un multiplexeur (M2) piloté par une unité de gestion (G2). 12. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux têtes de réseau (T'1, T'2) comportant chacune une matrice de commutation (MC1, MC2) pilotée par une unité de gestion (G'2, G"2), les deux matrices de commutation (MC1, MC2) échangeant des informations grâce à une liaison bidirectionnelle. 13. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois têtes de réseau comportant chacune une matrice de commutation (MC3, MC4, MC5) pilotée par une unité de gestion, les trois matrices de commutation (MC3, MC4, MC5) étant interconnectées par des liaisons unidirectionnelles de manière à constituer une boucle.