(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステーションと、ビデオオンデマンドシステムと前記ステーションとの間に配置される対応する複数のノードの一つとの間の、スペクトル再利用が可能なネットワーク上で、複数のセッション制御マネージャーの一つにより、前記リクエストしているステーションへ、リクエストプログラムを送信させるためのビデオオンデマンドシステムであって：
前記ノードの各々と前記セッション制御マネージャーの対応する一つとの対応を識別するために、前記ノードの各々へ論理的識別子を割当てる論理型ノード割当て器を備え、
前記複数のセッション制御マネージャーのうちの少なくとも一つは、前記複数のノードの何れが前記リクエストしているステーションに対応しているかに関する事前情報がない状態で前記リクエストしているステーションに前記論理的識別子を送信するように構成されている、
ビデオオンデマンドシステム。
【請求項２】
複数のハブの対応する一つにより、ネットワークへ接続されるステーションからのビデオプログラムのリクエストに答えて、前記ネットワーク上に前記ビデオプログラムを送信させる装置であって：
各々の制御モジュールが、前記複数のステーションへの前記リクエストプログラムの送信を制御する前記複数の制御モジュール；および、
前記ハブと前記制御モジュールの対応する一つとの間の対応を示すノード識別値を前記ハブへ割当てるためのノード識別子生成器；を備え、
前記複数の制御モジュールのうちの少なくとも一つは、前記ネットワークに結合された前記ステーションに、前記ステーションが前記複数のハブのうちの対応する一つによって前記ネットワークに結合しているという事前情報がない状態で、前記ノード識別値を送信するように構成されている、
装置。
【請求項３】
前記ノード識別子生成器は、前記ネットワークの前記ハブの各々へ定期的に前記ノード識別値を送信することにより前記ノード識別値を割当てる、請求項２の装置。
【請求項４】
前記制御モジュールを前記ハブの少なくとも第１の対応する一つへ割当てるためのマスター制御モジュールを更に備える、請求項２の装置。
【請求項５】
前記マスター制御モジュールは、前記リクエストしているステーションへ前記制御モジュールの対応する一つを識別することにより前記ステーションの任意の一つからのリクエストに答える、請求項４の装置。
【請求項６】
前記ノード識別値は全てのハブに対する単一パケットを含む、請求項５の装置。
【請求項７】
第１のステーションは、前記マスター制御モジュールへ前記ノード識別値を送信する、請求項３の装置。
【請求項８】
前記マスター制御モジュールは、前記制御モジュールの対応する一つに、前記第１のステーションにより前記マスター制御モジュールへ送信される前記ノード識別値を用いて、前記第１のステーションへ前記リクエストプログラムを送信させる、請求項７の装置。
【請求項９】
前記マスター制御モジュールは、前記第１のステーションにより前記マスター制御モジュールへ送信される前記ノード識別値を用いて、前記第１のステーションへ前記リクエストプログラムを送信するためにＤＶＭとチャネルを選択する、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記リクエストしているステーションは、前記リクエストしているステーションが属しており対応するノードの論理的識別子を前記セッション制御マネージャーの対応する一つに送信する、
請求項１記載のビデオオンデマンドシステム。
【請求項１１】
前記論理型ノード割当て器は、前記ノードの各々へ定期的に論理的識別子を割り当てるように構成されている、請求項１記載のビデオオンデマンドシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は一般には、情報送信ネットワークの分野に関し、特に、かかるネットワークの論理型ノード識別に関する。更に詳細には、本発明は、非均質ネットワークにおける情報フローのセッション方式ルーティング／スイッチングをサポートするかかるネットワークの論理型ノード識別に関する。
２．背景技術の説明
情報送信の分野において、宛先ノードへの情報のルーティングとスイッチングは、最も普通には２つの方法のどちらかで達成される。すなわち、（１）対称にスイッチされる仮想パス／回路（すなわちＡＴＭ）、または（２）パケット方式のルーティングネットワーク（すなわちインターネット）である。情報をルーティング／スイッチングするネットワークの第３の種類には多くの形式があり、非対称にスイッチされる仮想パス／回路、または非対称パケット方式のルーティングを有する２つの方法の変形によって良好にサポートされる。
【０００２】
この第３の領域は２つのカテゴリに分類できる。すなわち、第１は、非対称にスイッチされるネットワークと緊密に接続されるパケットルーティングのネットワークの組み合わせを必要とする情報送信ネットワークのセット（すなわち、ビデオとオーディオ用のストリーミングネットワークフローと、通常は、発信元と宛先間を双方向に取り扱うためのアウトオブバンドＩＰネットワークとを必要とするビデオオンデマンド等の双方向マルチメディアコンテンツ配送）であり、第２は、パケット方式ネットワーク内のアクセスポイントの知識を利用することによってネットワークの待ち時間を改善できる情報送信ネットワークのセット（すなわち、特定の移動して回るラップトップコンピュータをサポートする必要がある動的ルーティング変更）である。本出願はこの第１の場合に取り組む。
【０００３】
情報送信ネットワークの前者のカテゴリは、本発明が詳細に取り組むものである。特に、光ファイバーと同軸のハイブリッド（ＨＦＣ）のネットワーク上のビデオオンデマンドの双方向マルチメディアサービスが最近ではケーブルサービス用に存在している。この場合、一方向コンテンツストリーミング（コンテンツをＱＡＭ変調した家庭用デジタルセットトップボックスへのビデオとオーディオストリーミング）、およびＩＰ方式の双方向性（アウトオブバンドを経由する家庭への下りストリーム、および加入者のセットトップボックスからケーブルヘッドエンド装置への様々な戻りパスのパケット転送接続）が存在する。これと同一の解決策が、地上のブロードキャスト（例えば、ＭＭＤＳ、ＬＭＤＳ）についてと同様に、双方向にするために無線（携帯電話）または電話モデムを使用する衛星のブロードキャスト（コンテンツ配送）に対して用いることができる。アウトオブバンドを経由する制御セッションをインバンドにおけるストリーミングリンクへ多重化することもできるということが注目される。
【０００４】
同時送信するビデオオンデマンドのプログラム数を増加させる技法はチャネルの再利用による。その場合、プログラムは中間ノード（普通、「リモートヘッドエンド」または「ハブ」と呼ばれる）でチャネルへ割当てられ、中間ノードでは個々の加入者ステーションからの回線がメインのＣＡＴＶネットワークへ接続される。本発明の目的に対して、用語「ヘッドエンド」は、物理的サイトとして定義され、そこには、変調、復調、および（制御、モニター等の）処理をする装置が取り付けられ、オペレータ付きか、または、ケーブルやＭＭＤＳ等の他の送信手段に対して規定通り動作しているかどうかを遠隔モニターされるオペレータなしのサイトで動作している。この技法は、同一チャネルを別のノードで別のプログラムへ割当てることができる（物理的メディアパーティションによるスペクトル再利用として周知である）。こうして、専用のビデオオンデマンドチャネルは、第１ハブへ接続される一組の加入者ステーションへプログラムを送信でき、一方、同じチャネルを用いて第２ハブへ接続される別の組の加入者ステーションへ異なる組のプログラムを送信できる。
【０００５】
普通、ビデオオンデマンドサービスの提供は、セッション制御マネージャー（ＳＣＭ）を一つかそれ以上のハブへ割当てることにより実行する。ＳＣＭは、担当ハブでセットトップボックスからのリクエストを受信し、リクエストされたサービスを提供する責任を持つ。従って各ＳＣＭは、割当てられたハブに対応する加入者ステーションを知らされなければならない。このトポロジー情報に基づいて、ＳＣＭは、ビデオサーバーからＱＡＭ変調器までの仮想回路創出のための情報を提供し、こうして、セットトップボックスからのビデオとオーディオストリームへのアクセスメカニズムを提供する。ＳＣＭはまた、セットトップボックスに、復調器をどの周波数に同調すべきか、およびどのパケット識別番号（ＰＩＤ）でビデオとオーディオストリームをフィルタリングするかを通知する。
【０００６】
加入者ステーションが追加や削除される場合は、新規加入または加入キャンセルと同様に、ＳＣＭ、ハブ、およびセットトップボックス間のマッピングが変更されなければならない。例えば、一組のＱＡＭチャネルは、加入者ステーションの特定の番号を受け入れることができるのみである。ハブ上の加入者ステーションの番号が、割当てられたストリームの容量を越える場合には、更に論理型ノードのパーティション化がハブ上に起きる。かかる変更はヘッドエンド内のマッピング情報に対して手動でできるが、ノード使用のためにチャネルを再割当てする更に効率のよい自動的な方法が望まれている。
発明の概要
主たる態様においては、本発明は、対応するセッション制御マネージャーについての情報を加入者ステーションへ自動的に送信すること、およびノードとして定義されるチャネルグループの接続を提供する。
【０００７】
本発明の原理に従って、ビデオオンデマンド（ＶＯＤ）システムは複数のセッション制御マネージャーを含み、リクエストされたプログラムを加入者ステーションへ送信する。ビデオオンデマンドシステムは、加入者ステーションと対応する複数ノードの一つとの間のスペクトル再利用可能なネットワークで、複数の加入者ステーションへ接続され、ここでノードはビデオオンデマンドシステムと加入者ステーションの間に配置されている。ビデオオンデマンドシステムは、ノード毎に論理型識別を割当て、各ノードと、対応するセッション制御マネージャーの一つとの間の対応を識別する論理型ノード割当て器を備える。例えば、ＨＦＣ用の論理型ノードは、同じＱＡＭ変調スペクトル（すなわち、ＶＯＤチャネル内の同じストリーム）を共有するファイバーノードのグループとして定義される。
【０００８】
本発明の更なる態様に従うと、論理型ノード割当て器は、定期的にネットワーク上の各ノードに対してノード割当て情報を送信して論理型ノードを一意に識別し、またノード毎の対応するセッション制御マネージャーを識別する。これは加入者ステーションが任意の時間にこのデジタルチャネルへ同調し、必要な時にこの情報を得ることを可能にする。かかる技法は、セッション制御マネージャー、論理型ノード、および加入者ステーション間のマッピングに関する自動的な情報配布を可能にするという点で有利である。その結果はビデオオンデマンドシステムを管理する複雑さと間接費を減少させ、それにより全体コストを減少させる。
【０００９】
本発明の原理は特に、ビデオプログラムの送信のために用いられる光ファイバーと同軸のハイブリッド（ＨＦＣ）システムにおいて有利である。しかし、ここで説明する原理は、直接放送衛星（ＤＢＳ）システム、ローカル多点分配サービス（ＬＭＤＳ）、およびマルチチャネルマルチユニット分配システム（ＭＭＤＳ）において用いることもできる。
【００１０】
本発明の一つの特別な利点は、各加入者ステーションが関連付けられている論理型ノードの自動識別により、本発明は、加入者ステーションによる受信のために論理型ノードへ向けて、ユニキャストのＶＯＤストリームを、変調を行う適正なＱＡＭ変調器へスイッチングすることを可能にする。これは、新しい論理型ノードが創出され、あるいは加入とサービスのための要求が増大するので現在のノードが分割されて特に利点となる。
【００１１】
本発明のこれらの、およびその他の特徴と利点は、本発明の好ましい実施についての以下の詳細説明を考慮することによって更に理解されるであろう。この説明において付帯図面がしばしば参照される。
好ましい実施の形態の詳細な説明
図１を参照して、本発明に従って構成されるシステム１００ａの好ましい実施の形態を示す。システム１００ａは、論理型ノード識別（ＩＤ）生成器１０２、信号源１０４、結合器１０６、情報送信ネットワーク１０８、および情報分配器１１０を備えることが好ましい。本発明は、論理型ノード識別信号をデータストリームへ挿入するので特に大きな利点を有する。論理型ノード識別信号はネットワーク１０８を介して送信され、次いで、システム１００ａの正確な構成を決定するためにＳＣＭ２２４（図２Ｂ参照）へ送り返される。
【００１２】
この最初の実施の形態は、本発明の最も一般的な実施を示し、従って一般的な項についてのみここで説明する。図２Ａと図２Ｂは、特定の送信ネットワークについて本発明のより特別な実施の形態を示し、更に詳細に説明する。
【００１３】
論理型ノードＩＤ生成器１０２は、少なくとも一つの一意の論理型ノード識別番号を生成し、論理型ノードＩＤ生成器１０２の出力に信号としてこの一意の識別番号を送信する。論理型ノードＩＤ生成器１０２は、複数の一意の識別番号を生成することが好ましく、その識別番号は結合器１０６へ送られ、情報が送信されているノードまたは配置に従って他の情報と結合される。論理型ノードＩＤ生成器１０２の出力は、結合器１０６の入力へ接続される。ビデオ、音、または、デジタルビデオ信号におけるようなデータ信号を提供する信号源１０４が、信号源１０４の出力に提供され、結合器１０６にも提供される。信号源１０４の出力は結合器１０６の第２入力へ接続されている。
【００１４】
結合器１０６は、結合信号を送信するための情報送信ネットワーク１０８へ接続される一つ以上の出力を有し、この結合信号は、情報用のアドレス、信号源１０４、および、論理型ノードＩＤ信号を含み、この論理型ノードＩＤ信号は、論理型ノードＩＤ生成器１０２から送信ネットワーク１０８のリモートエンドに接続される情報分配器１１０へ送られる。好ましい実施の形態においては、送信ネットワーク１０８は、結合器１０６から情報送信ネットワーク１０８のリモートエンド上の下流装置へ情報を送信するための一つかそれ以上のストリームチャネル２０２を含む。情報送信ネットワーク１０８はまた、情報分配器１１０と結合器１０６との間の逆方向のパスに沿って信号を送るための、構成と制御チャネル２０４を含む。
【００１５】
情報分配器１１０が接続されて、情報送信ネットワーク１０８上の信号を送受信する。情報分配器１１０はまた、複数の信号回線１２０〜１３２によるセットトップボックス等の複数の機器（不図示）へ接続される。情報分配器１１０は、ストリームチャネルを受信し、ソース信号と論理型ノードＩＤをノードＩＤ番号に従って、対応する一つかそれ以上の信号回線１２０〜１３２を介して送信する。例えば、ビデオコンテンツと論理型ノードＩＤ番号１を有し、情報送信ネットワーク１０８上に送られ、情報分配器１１０によって受信される信号グループは、信号回線１２０を介してのみ送信されるだろう。かかるビデオコンテンツと論理型ノードＩＤは、他のノード２〜ｎの信号回線１２２〜１３２を介しては送信されない。他の結合信号は同様にして、それらの論理型ノードＩＤ識別番号に対応するそれぞれの信号回線１２２から１３２を介して送信されるだろう。図示のように、論理型ノード４等のように個々の論理型ノード識別番号が、信号回線１２６、１２８、１３０等の複数の信号回線に対応することもある。一実施の形態では、信号回線１２２〜１３２は光ファイバーと同軸のハイブリッドを構成することもある。こうして、情報分配器１１０は、ストリームチャネル２０２上を流れるデータを、個々の信号回線を介して、またはチャネルの再利用と呼応する信号回線のグループを介して分配するために効果的に分離する。
【００１６】
情報分配器１１０はまた、装置（不図示）により情報分配器１１０へと上り方向へ送られる複数の信号を受信する。情報分配器１１０は次に、この信号を、構成と制御チャネル２０４を介して結合器１０６へ送る。この方法で、特定のセットトップボックス（図２ＢのＳＴＢ２２０参照）または加入者ステーションは、論理型ノードＩＤを含む信号を受信でき、加入者ステーションを識別する番号に加えて論理型ノードＩＤを組み込むことができ、そして情報分配器１１０および、構成と制御チャネル２０４を介して結合器１０６へと上り方向へ、組み込まれた信号を送ることができる。この情報を使用して、ＳＣＭ２２４は、ネットワークとノードの正しい構成を判定し、ネットワークの帯域幅の使用を最大化するよう必要な変更（例えば、新規ノードを創出する、ノードを除去する、またはノードを組み合わせる）を行う。
【００１７】
次いで図２Ａを参照して、本発明に従って構成されるシステムの第２の実施の形態１００ｂを示す。第２の実施の形態１００ｂでは、同じ機能を有する類似の構成要素は、理解しやすくまた便利なように類似の参照番号を付けてある。第２の実施の形態１００ｂは、論理型ノード識別（ＩＤ）生成器１０２、信号源１０４、結合器１０６、およびストリームチャネル２０２ａと戻りチャネル２０４ａの形の送信ネットワークを含む。情報分配器は、受信器とデスクランブラ２１０ａ、および電話機２１４ａの形をとる。
【００１８】
論理型ノード識別（ＩＤ）生成器１０２、信号源１０４、結合器１０６は、図１を参照して先に説明した場合と同一である。しかし、この実施の形態においては、結合器１０６は結合信号を、衛星へアップロードするために一つかそれ以上の基地を持つ衛星ステーションへ送信する。次いで衛星は、論理型ノードＩＤを含む結合信号を受信し、受信器とデスクランブラ２１０ａへ送信する。一つの衛星について受信器とデスクランブラ２１０ａは一つだけが示されているが、この分野に習熟した者には、各衛星について多数の受信器とデスクランブラ２１０ａがあるのが好ましいと分かるであろう。
【００１９】
受信器とデスクランブラ２１０ａは、衛星から結合信号を受信し、信号をデスクランブルして、結合信号を受信器とデスクランブラ２１０ａへ接続されている一つかそれ以上の装置２１２ａへ送る。受信器とデスクランブラ２１０ａにはまた、電話機２１４ａ〜２１４ｎが接続され、電話回線２０４ａ〜２０４ｎが結合器１０６へ接続される。電話を通じてのパスおよび公衆交換回線網が戻りのパスを提供する。従来技術で周知のこれらは、電話機２１４ａ〜２１４ｎと電話回線２０４ａ〜２０４ｎが、携帯電話または無線電話であってもよいということを認識させるだろう。このように、受信器とデスクランブラ２１０ａは、チャネル選択とノードＩＤを判定するために装置２１２ａと通信して、電話回線２０４ａ〜２０４ｎを介して結合器１０６へその情報を送り返すことができる。この方法で、システム１００ｂは、結合器１０６により挿入され、そして装置２１２ａ〜２１２ｎおよび受信器とデスクランブラ２１０ａ〜２１０ｎにより戻される論理型ノードＩＤ信号の使用を介して、複数の論理型ノードを定義し、望むようにノードを変更または修正し、ネットワーク構成を確認することができる。
【００２０】
次いで図２Ｂを参照して、本発明に従って構成される第３のかつ好ましいシステムの実施の形態１００ｃを示す。第３の実施の形態１００ｃは、ストリームチャネル２０２ｂを提供するために従来のケーブルシステムの能力を利用し、戻りのパスとしてビデオオンデマンドシステムにより提供される戻りチャネルを利用する。第３の実施の形態１００ｃは、論理型ノード識別（ＩＤ）生成器１０２ｂ、信号源としてのビデオサーバー１０４ｂ、デジタルビデオ変調器（ＤＶＭ）モジュール１０６ｂ、送信ネットワークとしての光ファイバー２０２ｂ、戻りパス２０４ｂを提供する制御チャネルモデム（ＣＣＭ）２２２とセッション制御マネージャー（ＳＣＭ）２２４、および情報分配器１１０ｂを備えることが好ましい。システム１００ｃは、複数のＤＶＭ１０６ｂを使用し、その各々は複数のチャネルを有するという点に利点がある。各ＤＶＭ１０６ｂは様々な論理型ノードへビデオストリームを提供するのが好ましい。こうして、戻りチャネルにおける論理型ノードの自動識別は、どのＤＶＭが特定のセットトップボックス２２０に対応し、それによって提供されるのはどのビデオストリームとチャネルかをＳＣＭ２２４に判定させる。これは特に有利な点となる。何故なら、通常、論理型ノードとＤＶＭチャネル間にセットトップボックス２２０を配置する必要があるからである。
【００２１】
ＤＶＭモジュール１０６ｂは、ビデオサーバー１０４ｂからビデオ信号を、論理型ノード識別（ＩＤ）生成器１０２ｂからノードＩＤ信号を受信する。ＤＶＭモジュール１０６ｂは、これらの信号を結合し、送信チャネル２０２ｂを介して情報分配器１１０ｂへ送信する。ＳＣＭ２２４は、ビデオサーバー１０４ｂにより提供されるコンテンツの混合を制御し、ＣＣＭ２２２を経由する逆のつまり戻りのパス２０４ｂ上の通信を受信する。例えば、これらの構成要素のいくつかは、普通のオンデマンドケーブルシステムにおけるヘッドエンドに見出すことができる。情報分配器１１０ｂは、ＤＶＭモジュール１０６ｂから受信した信号を分割し、各信号に割当てられた論理型ノードＩＤに従ってそれぞれの信号回線１２０〜１３２に載せて出力する。例えば、複数のセットトップボックス２２０ａ〜２２０ｎは、回線１２０へ接続され論理型ノード１を形成する。他の信号回線１２２〜１３２の各々、または信号回線のグループは、同様に接続されてネットワークの論理型ノードを形成する。かかる例示システムの全ては、１９９７年１２月４日出願の米国特許出願第０８／９８４，７１０号の名称「双方向に分配される情報サービスのためのシステム」に詳細に記載され、引用によって本明細に組み込む。
【００２２】
この第３の実施の形態１００ｃにおいては、論理型ノード生成器は、トランスポート処理モジュール１０２ｂの一部であることが好ましい。トランスポート処理モジュール（ＴＰＭ）１０２ｂは、制御信号とデータをＤＶＭ１０６ｂにより生成されるストリームへ加算する。ＴＰＭ１０２ｂは、ＶＭＥバスアーキテクチャを通じてセッション制御マネージャー２２４およびＣＣＭ２２２へ接続されるのが好ましい。更に詳細には、ＴＰＭ１０２ｂはまた、プログラム固有情報（ＰＳＩ）やパケット識別情報等の識別情報を、サーバー１０４ｂにより提供されるビデオとオーディオコンテンツに加算する。
【００２３】
図３において、複数の加入者ステーション３０５〜３０８が、ビデオプログラムサービスを受信するために情報送信ネットワーク３０２によりケーブルヘッドエンド３０４へ接続される。加入者ステーション３０５〜３０８は、ヘッドエンド３０４からのビデオプログラムをリクエストすることが可能なデジタルセットトップボックスの形をとることが好ましい。しかし、加入者ステーション３０５〜３０８は、他の形をとって例えば、パーソナルコンピュータを伴なうケーブルモデムや、セットトップボックスを伴なうＡＤＳＬモデム等の別の種類の出力装置へ、ネットワーク３０２からの情報を提供してもよい。加入者ステーション３０５〜３０８は概略が示され、各々は複数の加入者ステーションを表す加入者ステーション３０５〜３０８を示す。
【００２４】
非常に概略として示されているだけだが、ヘッドエンド３０４は、必要な装置および、例えば、ビデオオンデマンドサービス等のオンデマンドサービスを有する加入者ステーション３０５〜３０８を提供する能力を含む。ビデオオンデマンドサービスでは、ユーザーは加入者ステーションを介して特定の映画をリクエストし、ヘッドエンド３０４は、リクエストしている加入者ステーションへ、ユーザーが鑑賞するよう映画を表すデータを送信して答える。複数のセッション制御マネージャー（ＳＣＭ）３１４、３１５、３１６および３１７がヘッドエンド３０４の内部に含まれる。ＳＣＭは、データストリームの形でリクエストされたプログラムを送信ネットワーク３０２へ通信するのと同時に、様々なシステムコマンドを実行し、機能を制御する。ＳＣＭ３１４、３１５、３１６および３１７は、加入者へ向けて伝播されるべきストリームを、ブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストモードで発信する能力を持っている。ここで用いたように、用語「ブロードキャスト」は、ネットワーク上の全加入者ステーションによる受信のためのデータの送信を意味する。「ユニキャスト」は、ネットワーク上の単一加入者ステーションのみによる受信のためのデータの送信を意味し、「マルチキャスト」は、ネットワーク上の一つを超え全部未満の加入者ステーションによる受信のための情報の送信を意味する。
【００２５】
特に、各ＳＣＭ３１４〜３１７は、ネットワーク３０２の情報チャネルを介して加入者ステーションへ、ベースバンドデータストリームをキャリア信号に載せて変調し、その信号を従来のＣＡＴＶ周波数スペクトルに適合させる送信周波数へアップコンバートしたビデオ信号を送信する。一例として、ＳＣＭにより実行される下り方向ストリームのデータ変調は６４値直交振幅変調（ＱＡＭ）で、送信周波数は、５４〜８６０ＭＨｚの範囲にある。これらの技法は、代表的な送信メカニズムの単なる例示であり、他の変調方式と周波数帯域が用いられてもよい。
【００２６】
ＳＣＭ３１４〜３１７は、送信ネットワーク３０２の下り方向ストリームコマンドチャネルを経由して加入者ステーション３０５〜３０８へ制御情報を送信する。一例として、かかる制御情報は、帯域幅１ＭＨｚを用いる５４〜８６０ＭＨｚの範囲のキャリア上で送信を達成するために情報チャネルと周波数多重化される。加入者ステーション３０５〜３０８は、逆方向（後方向、または上り方向ストリーム）チャネルを経由して対応するＳＣＭ３１４〜３１７と通信する。実施例においては、各ＳＣＭ３１４〜３１７は、１６本のかかる逆方向チャネルをサポートする。各逆方向チャネルは、例えば、５〜４２ＭＨｚの範囲のキャリアに載せたＢＰＳＫ変調信号を搬送する。この場合、チャネル容量はほぼ６４Ｋｂｐｓである。正確な周波数、変調形式、またはチャネル容量は重要ではなく変更してもよい。ＳＣＭ３１４〜３１７、およびＶＯＤサービスを提供するヘッドエンド３０４の他の構成要素の動作についての更なる詳細は、本出願の譲受人に譲渡された１９９７年１２月４日出願の米国特許出願第０８／９８４，７１０号の名称「双方向に分配される情報サービスのためのシステム」に記載されている。この開示はすべてにわたって本明細に引例によって組み込む。
【００２７】
送信ネットワーク３０２は、光ファイバーと同軸のハイブリッド（ＨＦＣ）の形式をとることが好ましく、その場合には、ヘッドエンド３０４は光ファイバーケーブルによりハブ３０９〜３１２へ接続される。ハブ３０９〜３１２は、同軸ケーブルにより対応する加入者ステーションへ接続される。各ハブ３０９〜３１２は、数百から数千の加入者ステーションをサポートする容量を有するのが普通である。ハブ３０９〜３１２は従来の種類であるのが好ましい。
【００２８】
ＶＯＤサービスは、情報チャネルに多数の既定のチャネルを使用して、リクエストされたビデオプログラムを送信する。一例として、ＶＯＤサービスにより用いられる利用可能なチャネルの数は、２、４または８本のアナログチャネルである。ネットワーク３０２とヘッドエンド３０４は、ハブ３０９〜３１２でスペクトル再利用を実行して、ＶＯＤサービスのための利用できるチャネル数を増大させる。
【００２９】
各々の論理型ノード（ハブ３０９〜３１２あたりのＶＯＤチャネル）は、限られた数の加入者ステーションをサービスする能力を有する。従って、必要な論理型ノードの数は、システム１００ｃによりサービスされる加入者の数へ略比例する。一例をあげると、各６４ＱＡＭチャネルは普通、８０までの加入者にサービスできる。特定のハブ３０９〜３１２へ接続される加入者ステーションの数に応じて、特定の論理型ノードは、一つのハブ上の加入者ステーションの一部のみにサービスできるか、一つのハブだけに限って上の加入者ステーションの全部にサービスできるか、あるいは一つを超えるハブ上の加入者ステーションにサービスできる。これらの筋書きの各々を図３に示す。例えば、ＳＣＭ３１４はハブ３０９と３１０の加入者ステーションにサービスする。これは普通は、ハブ３０９と３１０が加入者ステーション３０５、３０６によって完全には居住されていない状況、または当初のサービスがあまり浸透していない状況で起きる。ＳＣＭ３１５はハブ３１２上の加入者ステーション３０８のみにサービスする。ハブ３１１は、加入者ステーション３０７にサービスするためにＳＣＭ３１６と３１７に関連している。この状況は、ハブが特定ＳＣＭの容量を超える数の加入者ステーションに接続されている場合に起き、多くの論理型ノードを必要とする。加入者ステーションの数は特定のハブに対して増減するので、ＳＣＭ論理型ノードと加入者ステーションとの間のマッピングを変更する必要がある。これは例えば、新規に家が建てられたり、現在の加入者がヘッドエンド３０４によって提供されるサービスへの加入をキャンセルする場合、または新規の加入者が追加される場合に起きる。
【００３０】
本発明の原理によれば、ＳＣＭ３１４〜３１７は、ネットワーク３０２のトポロジー変更に基づいて加入者ステーション３０５〜３０８へ自動的に配置できる。これは、各ハブに接続される加入者ステーションの数の判定により、そして各加入者ステーションへ論理型ノード識別子（ＩＤ）を送信することにより実行されるという点で有利である。論理型ノードＩＤは、ＳＣＭと対応加入者ステーションとの間の対応を提供する。例えば、図４において、加入者ステーション３０５と３０６はノード１〜４からの第１の論理型ノードに対応し、加入者ステーション３０７はノード１１〜２０からと、他のノード２１〜ｎからの少なくとも２つの（第３と第４の）論理型ノードに対応し、そして加入者ステーション３１２はノード５〜１０からの第２の論理型ノードへ対応する。
【００３１】
ネットワーク３０２上の加入者ステーションに対する論理型ノードＩＤは、定期的に判定し、加入者ステーションへ定期的に送信することが好ましい。論理型ノードＩＤは、論理型ノードＩＤを有する適当なヘッダー情報を含むＭＰＥＧ−II（モーションピクチャーエキスパートグループ、タイプII）パケットとして送信されることが好ましい。ＭＰＥＧタイプの符号化は、符号化ビデオデータ用の共通プロトコルであり、従って論理型ノードＩＤの符号化にとって便利なプロトコルである。しかし、論理型ノードＩＤが送信のために符号化される正確な方法はそれ程重要ではなく、本発明の原理の範囲で他の符号化技法が用いられてもよい。
【００３２】
図面の図４は、図３に示す一例として、論理型ノードＩＤが送信される方法を示す。図４において、加入者ステーション３０５と３０６は第１の論理型ノードの一部である。この情報は、ヘッドエンド３０４から加入者ステーション３０５〜３０６へ論理型ノードＩＤ１を送信することによって加入者ステーション３０５〜３０６に提供される。加入者ステーション３０８は第２の論理型ノードの一部である。この情報は、ヘッドエンド３０４から加入者ステーション３０８へ第２の論理型ノードについての論理型ノードＩＤを送信することによって加入者ステーション３０８に提供される。加入者ステーション３０７は、第３の論理型ノードまたは第４の論理型ノードのどちらかの一部である。対応ノード情報（第３の論理型ノードＩＤか第４の論理型ノードＩＤ）は、該当する加入者ステーション３０７へ送信される。
【００３３】
ビデオストリームへの論理型ノードＩＤの導入と、特定加入者ステーションをサービスするチャネルを識別するためにそれを用いることは、特に大きな利点となる。ビデオストリーム内の論理型ノードＩＤ信号の提供は、加入者ステーションがネットワーク内の任意の場所に移動して、新しい論理型ノードＩＤに基づく加入者ステーションへ切り換えられたビデオストリームを得ることが可能になる。例えば、特定加入者ステーションは、初期にネットワークへ接続され、論理型ノードＩＤ１を割当てられてもよい。加入者ステーション特有の情報を含む加入者のためのすべての情報が提供される。しかし、ユーザーが地理的に移動して、別の論理型ノードによるサービスを受ける新しい場所から加入者ステーションを取り、アクセスするかもしれない。異なる論理型ノードのＩＤはストリームの一部であるので、それが一旦再配置された加入者ステーションへ提供されると、ヘッドエンド３０４は、どのチャネルがユーザーに対して意図される信号を提供するかを認識する。これは、従来の技術で必要であった手動によるネットワーク認識を不要とする。むしろ、本発明によってサービスは、ＳＣＭで簡単に更新されるチャネルとＤＶＭ情報によって更新できる、と言える。論理型ノードＩＤの提供が特に利点を持つ他の例は、特定チャネルにおける加入者数の変更によって新規ノードが創出されるか削除される場合である。論理型ノードＩＤの使用は手動での構成の変更を不要とする。
【００３４】
次いで、図５乃至図７を参照して、ストリームデータの一部として論理型ノードＩＤ信号を送信し使用するための本発明の方法を更に詳細に説明する。最初に図５を参照して一般的な方法を説明する。次いで、図６と図７を参照して、論理型ノードＩＤを使用してリクエストされたプログラムを送信する該当チャネルを判定する方法を、２つの実施の形態において説明する。
【００３５】
図５に示すように、本発明に従って論理型ノードＩＤを挿入し、送信し、そして使用するための方法が示される。プロセスは、ノード毎に一意の論理型ノードＩＤを生成し、データストリームへかかる論理型ノードＩＤを挿入するステップ５０２から始まる。次いで、ステップ５０４で、論理型ノードＩＤ信号は情報ネットワーク１０８を介してデータストリームの一部として送信される。次いで、ステップ５０６で、論理型ノードＩＤを含むデータストリームが加入者ステーションで受信される。次いで、ステップ５０８で、加入者ステーションが、受信した論理型ノードＩＤを用いて論理型ノードＩＤを含む新しいメッセージを創出する。ステップ５０８で創出されたメッセージは、次いで、ステップ５１０でヘッドエンドへ送られる。結合器またはヘッドエンドは、ステップ５１２でこのメッセージを用いて論理型ノードメンバーシップを設定し、こうしてネットワークトポロジーはシステム１００ｃによって認識される。システム１００ｃは次いで、ヘッドエンドに格納された情報を用いて、ＴＰＭ１０２ｂとＤＶＭモジュール１０６ｂによりデータストリームをスイッチし、それにより、手動または自動的にネットワークに変更が成されてもプログラムは正しくルーティングされる。言いかえると、論理型ノードＩＤを用いて、ＴＰＭ１０２ｂとＤＶＭモジュール１０６ｂは、該当する加入者ステーションへデータを確実に送ることができる。
【００３６】
図６は、加入者ステーションと対応するＳＣＭを識別する場合のマスターＳＣＭの役割、および加入者ステーションへチャネル配置情報を提供する場合のハブの役割が除去される実施の形態を示すフローチャートである。かかる動作の除去は、ＶＯＤサービスを初期化するために必要な時間量を減少させるという長所がある。これらのステップは、加入者ステーションにおけるチャネル配置情報と対応ＳＣＭのアドレスを格納することにより削除される。これらの情報は、加入者ステーションの、デジタルセットトップボックス等の加入者ステーションに普通に見られるフラッシュメモリー等の不揮発性メモリーに格納できる。
【００３７】
図６に戻って、ステップ６０２では、ユーザーは対応する加入者ステーションの方法によりＶＯＤをリクエストする。ステップ６０４では、加入者ステーションはプログラムマップテーブル（ＰＭＴ）を読み取り、ステップ６０６で論理型ノードＩＤの定期的な送信を受信する。ステップ６０８では、加入者ステーションに格納されているＳＣＭのＩＰアドレス、およびそのリスナーポート番号は、ＳＣＭと加入者ステーションとの間のユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰまたはＴＣＰ−伝送制御プロトコル）接続をするために使用される。ステップ６１０では、プログラム送信がステップ６１２で終了するまで行われる。
【００３８】
図７は、セットトップボックス（加入者ステーションの部分）とヘッドエンド３０４の間の、映画や他のビデオプログラムの送信などのビデオオンデマンド（ＶＯＤ）サービスをリクエストし受信するための通信を示すフローチャートである。ステップ７０２で、ユーザーは、セットトップボックスへの適切な入力によりＶＯＤサービスをリクエストする。ステップ７０４では、対応するハブが、マスターＳＣＭとして機能しているＳＣＭをハブ格納情報から識別することにより、ＶＯＤに対するリクエストへ答える。ステップ７０８では、加入者ステーションは、マスターＳＣＭと加入者ステーションとの間の接続を確立するためにマスターＳＣＭと通信を開始する。接続は、プロトコルの一揃いであるＴＣＰ／ＩＰのユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）に従って確立されることが好ましい。ステップ７１０で、ハブは、加入者ステーションに対応するハブからリクエストされたビデオプログラムの送信用チャネルを配置する。ステップ７１０でも、マスターＳＣＭは、プログラム識別子（ＰＩＤ）を配置してリクエストされたプログラムを一意に識別する。ステップ７１２で論理型ノードＩＤの送信は、例えば１０分の１秒毎のように定期的に実行され、従って論理型ノードＩＤは加入者ステーションに受信されることが期待できる。図７の破線で示す代替の実施の形態においては、加入者ステーションへ対応するハブからのリクエストされたビデオプログラムの送信用のチャネル、およびプログラム識別子（ＰＩＤ）は予め定義される（ステップ７３０）。例えば、所定のチャネルとＰＩＤを有する配送パケットのコピーが、双方向のセッションを開始する待ち時間を減少させるようローカルメモリーを用いて加入者ステーションに格納されてもよく、その場合、配送パケットに含まれる情報の一時的なコピーをコンテンツが提供する。その場合にはステップ７００〜７１０は、所定のチャネルとＰＩＤを識別する単一のステップ７３０で置き換えてもよく、その後、ステップ７１４においてその情報を用いてその方法を継続する。
【００３９】
一旦加入者ステーションが論理型ノードＩＤを受信すると、それは、対応するＳＣＭと通信するために必要な情報を持ち、ステップ７１４でマスターＳＣＭと加入者ステーションの間のＵＤＰ接続は終了する。ステップ７１６では、ＵＤＰ接続は識別されたＳＣＭと加入者ステーションとの間で確立される。ステップ７１６で一旦確立されると、リクエストしている加入者ステーションへの、ＳＣＭによるリクエストプログラムの送信が、ステップ７２０で送信が終了するまで、ステップ７１８で実行される。
【００４０】
説明された特定のメカニズムと技法が単に本発明の原理の一つの応用を説明しているにすぎないということが分かるであろう。数多くの追加の改変が、本発明の真の精神から逸脱することなく説明された方法と装置に対して成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の原理を使用するシステムの実施の形態の概略ブロックダイヤグラムである。
【図２】  図２Ａは、本発明の原理を使用するシステムの第１の実施の形態のブロックダイヤグラムであり、一部の送信ネットワークに放送衛星が用いられている。
図２Ｂは、本発明の原理を使用するシステムの、第２の、かつ好ましい実施の形態のブロックダイヤグラムであり、送信ネットワークにビデオオンデマンドネットワークが用いられている。
【図３】  図３は、第２の実施の形態のセッション制御マネージャー、ハブおよび加入者ステーションを含むヘッドエンドをより詳細に示す高レベルのブロックダイヤグラムである。
【図４】  図４は、図３のセッション制御マネージャー、ハブおよび加入者ステーション、およびそれらが分割される論理型ノードをより詳細に示す高レベルのブロックダイヤグラムである。
【図５】  図５は、論理型ノード識別信号を送信し、システムを構成しデータ信号を送信するのにそれらを用いるための概略の方法を示すフローチャートである。
【図６】  図６は、本発明の原理に基づくシステムの動作を示すフローチャートである。
【図７】  図７は、本発明の原理に基づくシステムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ａ、１００ｂ、１００ｃシステム
１０２、１０２ｂ論理ノードＩＤ生成器
１０４ｂサーバー
１０４信号源
１０６ｂデジタルビデオ変調器（ＤＶＭ）モジュール
１０６結合器
１０８、３０２情報送信ネットワーク
１１０、１１０ｂ情報分配器
１２０〜１３２信号回線
２０２、２０２ａ、２０２ｂ、ストリームチャネル
２０４制御チャネル
２０４ａ、２０４ｂ戻りチャネル
２０４ａ〜２０４ｎ電話回線
２１０ａ〜２１０ｎデスクランブラ
２１２ａ〜２１２ｎ装置
２１４ａ〜２１４ｎ電話機
２２０、２２０ａ〜２２０ｎセットトップボックス
２２２制御チャネルモデム（ＣＣＭ）
２２４、３１４、３１５、３１６、３１７セッション制御マネージャー（ＳＣＭ）
３０４ケーブルヘッドエンド
３０５〜３０８、３１２加入者ステーション
３０９〜３１２ハブ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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