(57)【要約】      （修正有）【課題】加入者に最良な信号品質を提供するために、信号速度を柔軟に制御する。【解決手段】インタラクティブ情報配信システムは、情報チャンネルに結合され加入者装置に伝送される情報ストリームを生成する、サービス・プロバイダ装置を含む。サービス・プロバイダはまた、コマンド・チャンネルに結合され加入者装置に伝送されるコマンド信号を発生する。サービス・プロバイダはまた、バック・チャンネルを介して加入者から情報操作要求を受信する。情報チャンネル、コマンド・チャンネル及びバック・チャンネルを支持するコミュニケーション・ネットワークはサービス・プロバイダ装置及び加入者装置間で結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタラクティブ情報配信システムであって、
特定の数の多重化された情報シーケンスを伝達することができる情報チャンネルに結合する情報ストリームを生成し、コマンド・チャンネルに結合するコマンド・信号を発生し、そして、バック・チャンネルから結合する情報操作リクエストを受信するためのサービス・プロバイダ装置であって、前記特定の数の多重化された情報シーケンスを、該多重化された情報シーケンスを含む各情報シーケンスの内容に応じて、選択する当該サービス・プロバイダ装置と、
前記情報チャンネルから前記情報ストリームを受信し、前記コマンド・チャンネルから前記コマンド信号を受信し、バック・チャンネルに結合する前記情報操作要求を生成するための加入者装置と、
前記サービス・プロバイダ装置と前記加入者装置との間に結合され、情報チャンネル、コマンド・チャンネル及びバック・チャンネルをサポートするコミュニケーション・ネットワークと、
を備えるインタラクティブ情報配信システム。
【請求項２】
各情報チャンネルは、情報の８つの多重化されたシーケンスのキャパシティを有し、情報の各シーケンスは少なくとも３．３Ｍビット／秒のバンド幅を有する、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項３】
前記サービス・プロバイダ装置が、
特定の情報操作要求に応じて、少なくとも１つの情報シーケンスを生成するための情報サーバと、
前記情報サーバに結合され、コミュニケーション・ネットワークの特定の情報チャンネルに前記情報シーケンスを結合させるためのセッションマネージャであって、前記情報チャンネルを通して伝搬するために、前記情報シーケンスを変調する複数のビデオ変調器を含む当該セッションマネージャと、
をさらに備える請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項４】
各ビデオ変調器は複数の加入者端末に結合し、前記ビデオ変調器は、機敏で、情報チャンネル・バンド幅の要求に応じて異なる加入者ターミナルに再割当される、請求項３に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項５】
前記情報チャンネルは、一つ以上のサブレート・サーバ・チャンネルを含む、請求項１に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項６】
前記プロバイダ装置は、高バンド幅の情報ストリームに対する加入者要求に応じて、前記高バンド幅の情報ストリームを伝達する前記情報チャンネルに、付加的なサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項５に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項７】
前記プロバイダ装置は、比較的低バンド幅の情報ストリームに対する加入者要求に応じて、前記比較的低バンド幅の情報ストリームを伝達する前記情報チャンネルに、より少ないサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項５に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項８】
前記プロバイダ装置は、加入者アクティビティにおける減少に応じて、アクティブな加入者に、前記加入者アクティビティにおける減少によって十分に利用されなくなったサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる、請求項５に記載のインタラクティブ情報配信システム。
【請求項９】
加入者に情報をインタラクティブに配信する方法であって、
バック・チャンネルを介して加入者から情報要求を受信する工程と、
前記情報要求に応じて、一つ以上のサブレート・サーバ・チャンネルを含む情報チャンネルを介して前記加入者に、要求された情報ストリームを提供する工程であって、当該情報ストリームはパケット化され、マスタークロックに由来するタイミング情報を含む、当該工程と、
前記バック・チャンネルを介して前記加入者から情報操作コマンドを受信する工程と、
前記情報操作コマンドに応じて、一つ以上の変更された情報ストリームを前記情報チャンネル経由で前記加入者に提供する工程であって、前記変更された情報ストリームは、前記マスタークロックに由来したタイミング情報を含む、方法。
【請求項１０】
前記情報ストリームを第１のストリーム識別番号と関連付ける工程と、
前記変更された情報ストリームを第２のストリーム識別番号と関連付ける工程と、
前記加入者を加入者識別番号と関連付ける工程と、
前記第１のストリーム識別番号、前記第２のストリーム識別番号及び前記加入者識別番号のうちの少なくとも１つをランダムに変更する工程と、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
高バンド幅の情報ストリームに対する加入者要求に応じて、前記高バンド幅の情報ストリームを伝達する情報チャンネルに、付加的なサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる工程をさらに含む、請求項９に記載のインタラクティブ情報配信方法。
【請求項１２】
低バンド幅の情報ストリームに対する加入者要求に応じて、前記低バンド幅の情報ストリームを伝達する情報チャンネルに、より少ないサブレート・サーバ・チャンネルを一時的に割り当てる工程をさらに含む、請求項９に記載のインタラクティブ情報配信方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、１９９７年１月１３日に出願された暫定的な米国特許出願第６０／０３４，４８９号と、１９９７年１２月３日に出願された米国特許出願（代理人整理番号５３３／００２）の利益を要求するものであり、これらの文献の開示を、本願明細書に組み入れる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、インタラクティブな情報サービス、例えばビデオ、オーディオ、ライブラリー、インタラクティブなゲームなどを一人又はそれ以上の加入者に配信するためのシステムに関する。より詳細には、本発明は、加入者のセットトップターミナルとサービス・プロバイダとのマルチチャンネル・コミュニケーションの接続を確立し、加入者にインタラクティブな情報サービスを配信するために必要な交信を管理するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ディジタル信号プロセッシング技術の中での最近の進歩、特に、ディジタル圧縮技術の進歩は、既存の電話と同軸ケーブル・ネットワークを通して、加入者の自宅に対する新しいディジタル・サービスを提供するために、多くの提案がなされた。例えば、従来の同軸の有線テレビ・ケーブルの上に圧縮ディジタル・ビデオを伝送し、次いで、ディジタル・ビデオを加入者のセットトップターミナルで復調することにより、加人者に何百ものケーブル・テレビチャンネルを提供することが提案されてきた。この技術の提案されたもう一つの用途は、加入者がビデオ・ライブラリーから特別なビデオ・プログラムを要求するために電話線によって直接にビデオ・サービス・プロバイダと通信する映画−オンデマンドのビデオ・システムである。そして、要求されたビデオ・プログラムは、電話線又は同軸のテレビ・ケーブルを通して加入者の自宅に、又は即時に鑑賞するために配信される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これら現在の映画−オンデマンドのビデオ・システムは、真にインタラクティブなシステムでない。加入者は選択的に大きいオーディオ、ビデオ又はデータ・ライブラリーにアクセスすることができ、ビデオ・プログラムがビデオ・カセット・レコーダ（VCR）を使って実行される時、リアルタイム基準で選ばれた情報の表現を制御することができる。大部分の現在有効なシステムは、単純な制御インタフェースを持ち、情報表現のそれ以上の制御なしででも、単に加入者は情報を注文すればよい。他のより洗練されたシステムは、情報表現の基礎的な制御のために、スタート、ストップ、ポーズ、早送り及び巻戻しのようなより複雑なコマンドを含む制御インタフェースを持つ。しかし、これらのシステムは、例えば、コマンドに応答するのに比較的時間がかかる従来の信号と情報中継ネットワークを使用しており、インタラクティブな機能が要求される瞬間と、その機能が開始される時間との待ち時間は、非常に長い。さらに、これらのシステムによって使われるセットトップターミナルは、複雑な指令のプロセッシングを容易にするために複雑で高価な電子機器を含む。その上、これらのシステムは従来の有線テレビ・ネットワークアーキテクチャーを使用しており、中心のデータ・サーバは、データを複数の先端サブシステムに送り、このサブシステムは、順次個々の又は複数のセットトップターミナルにデータの種々のサブセットを伝播する。このようなシステムにおけるサーバは、制御機能の多くを実行し、サーバにヘッドエンドを通して制御指令を送り出すことに起因する待ち時間は相当である。
【０００５】
従って、情報の要求が示されている間はいつでも、加人者とサービス・プロバイダーの間にリアルタイムな相互関係（比較的短い待ち時間で）を提供する、経済的で、インタラクティブな情報配信システムが当業界で求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これまでの従来技術と関連する不利益は、本発明によって克服される。本発明は、情報サービスをインタラクティブに配信するためのシステムである。本発明によるシステムは、情報サーバ、ビデオ・セッション・マネージャー、双方向ケーブル伝送ネットワーク、及び加入者装置（例えばセットトップターミナル、入力装置及びディスプレイ装置）を含む。
【０００７】
本発明によるシステムは、配信及び情報配信プロセスのインタラクティブ制御を容易にするため、３つの独立した情報伝達チャンネルを使用する。特に、情報チャンネルはプログラム情報を伝搬し、指令チャンネルはサーバからの制御情報を加入者装置に提供し、そして、バックチャンネルは加入者装置からの指令及び制御情報をサービス・プロバイダまで伝播する。情報チャンネルはまた、加入者装置に制御情報を伝送するのに利用されてもよい。従って、サービス・プロバイダは、指令及び／又は情報チャンネルを通して、加入者が特別なプログラムを選ぶことができるような選択メニューが加入者装置に送られる。プログラム選択リクエストは、サービス・プロバイダにバック・チャンネルを通して伝播される。次いで、サービス・プロバイダは、加入者装置のディスプレイのために、情報チャンネルを通してプログラムを送る。加入者は、加入者装置からサービス・プロバイダに送り出された指令を介して、表示を操作（例えば、早送り、ポーズ、巻戻しは、コンテクスト・ベースのブランチングなどの実行）をすることができる。
【０００８】
特に、サーバは、一般にMPEG-2伝送プロトコルに従う複数のプログラム・ストリームを有する、ビデオ・セッション・マネージャーを提供する。プログラム・ストリームは、共通の、高い精度のクロック信号（同期クロック）を使って生成され、複数のストリーム中のデータが同期される。ビデオ・セッション・マネージャーは、加入者の要求に応じて、特別な情報プログラム・ストリームを要求するためにサーバと相互に作用する。一旦加入者かサービス・プロバイダ・ナビゲーターの使用を要求して見得るプログラミングの選択を容易にするならば、ビデオ・セッション・マネージャーは、所定の加入者のために「セッション」を開き、情報チャンネルを通して加入者のセットトップターミナルにケーブル伝送ネットワークを介してプログラム・ストリームを送る。
【０００９】
情報表示のリアルタイムインタラクティブ制御を加入者に提供するために、加入者の入力装置（遠隔制御）を介して、加入者は、スタート、ストップ、早送り、巻戻し、一時停止を要求してもよく、そして、サーバ・サブシステムのレジデントであるどんな情報ストリームから又は情報ストリームに分岐される。このように、本発明のシステムは、従来のビデオ・カセット・レコーダで利用可能であるインタラクティブな指令の全てを顧客に提供する。その上、複数の情報ストリームがスタートし、ストップし、あるいはいつでもインタラクティブに制御されるように、ユーザーは複数のセッションを開くことができる。このような相互の作用は、システムが末端と末端をつないで同期されるので、システムによって容易にされる。すなわち、サーバは、本発明の全てのサブシステムが同期される同期クロックを提供する。システム同期は、ケーブル伝送ネットワーク及び加入者のセットトップターミナルに及ぶ。
【００１０】
特に、同期クロックは、ビデオ・セッション・マネージャーによって使用されすべてのデータストリームを変調し、各伝送ストリームは他のストリームに同期される。さらに、セットトップターミナルは、受信したストリームの範囲内における同期データビットから、タイミングを回復する。従って、セットトップターミナルはまた、同期クロックに同期される。このように、加入者が１つのプログラムから他のものまで変更するとき、異なるプログラムがディスプレイに利用できる前に、再同期遅延は存在しない。従って、指令が入る時とそれが実行される時との間の待ち時間は、比較的短い。このように、加入者は、各セッション変更後の実質的な遅延なしに、マルチセッションのオープン及びセッション交互の切り替えを行うことができる。
【００１１】
各プログラム・ストリームの伝送と提示に関連するコストを下げるために、本発明のシステムは、セットトップターミナルに送り出される情報の全てを暗号化することを避けている。暗号化がないシステムのセキュリティは、ランダムに割り当てられ変更されるプログラム照合番号（PID）によって提供される。特に、セッションが加入者の要求によって始まるとき、セットトップターミナルは固有のセッション・ナンバーを割り当てられる。その上、セットトップターミナルは割り当てられた照合番号（TID）を有する。このTIDは、ユーザー識別を確認されるように、システム内にストアされたTIDと比較される。定期的に、TIDナンバーは、システム・セキュリティを保証するために、ランダムな基準で自動的にアップデートされる。
【００１２】
要求された情報は、情報チャンネルの上へ多重送信される。例えば、２.６Mbit/秒データの１０のストリームは、複数のセットトップターミナル（近隣）に、一つの情報チャンネルによって運ばれる。近隣のセットトップターミナルは、さらに伝送柔軟性を増やすために、１つ以上のチャンネルによってサービスされてもよい。たとえば、ターミナルはチャンネルに動的に割り当てられ、１０のターミナルは同時に１つのチャンネルを共有することができる、あるいは、３つのターミナルは５．２Mbit/秒データ、その他を受けることができる。従って、データ信号速度のどんな組合わせでも許され、特別な加入者のためのデータ信号速度は要求された情報に依存する。若干のプログラム例えばバスケットボール・ゲームは、圧縮異常を避けるために、大きい伝送バンド幅を必要とするだろう。本発明は、加入者に可能な最良の信号品質を提供するために、ダイナミック・データ信号速度の柔軟性を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の教示は、添付図面に関連し以下の詳細な説明を考慮することによって、容易に理解され得る。
【００１４】
理解するのを容易にするために、図面に共通な全く同じ要素を示すために、全く同じ参照数字を使用する。
【００１５】
個人又は複数の加入者にマルチメディア・プログラミング、オーディオ、ビデオ、グラフィックス、などのような情報を提供する、経済的でインタラクティブな情報配信システムである。この情報は、「オンデマンド」基準で使用可能である。さらに、システムは加入者に、リアルタイムで情報の提示を制御するのを可能にする。例えば要求されたストリームは、実質的な待ち時間なしに、スタート、ストップ、ポーズ、巻き戻し、早送り及び分岐されることができる。情報は、全ての加入者が同じ情報を受けるブロードキャスト、特定の加入者だけが特定の情報を受けるポイントキャスト、又は全ての加入者のサブセットが特別な情報を受けるナローキャストを通して加入者に供給されることができる。
【００１６】
システムは全体として、以下に要約して諭議される。従って、本発明によるシステムの各発明要素サブシステムは、個々に詳細に論議される。
【００１７】
Ａ.システム概要
【００１８】
図１は、本発明のインタラクティブ情報配信システム１００の高水準ブロック図である。このシステムは、情報サーバ１０２、少なくとも１つのビデオ・セッション・マネージャ１０６、ネットワーク・マネージャ１１４、バック・オフィス・サブシステム１１６、ケーブル伝送ネットワーク１１０、及び複数の加入者装置１２４を含む。加入者装置１２４は、セットトップターミナル１１８、入力装置（例えばリモート・コントロール１２０）及びディスプレイ装置１２２を含む。
【００１９】
情報サーバ１０２は、パス１０４を介して複数のパケット化されたデータストリームを、パス１０３を介して同期クロック信号を、１又はそれ以上のビデオ・セッション・マネージャー１０６（その内、一つだけが示されれている）に提供する。あるいは、複数のデータストリームは光ファイバー（中継線）上へ多重化され、各々のビデオ・セッション・マネージャーは「ドロップライン」によって中継線に接続される。ビデオ・セッション・マネージャーの数は、システムによってサービスされている加入者の数に比例し、例えば、各々のビデオ・セッション・マネージャーは、一般に２０００人までの加人者にサービスを行える。サーバ１０２は、通信ネットワークを通してサーバに通信されるビデオ・セッション・マネージャーからの特定の情報要求に答えて、情報（データストリーム）を提供する。ビデオ・セッション・マネージャーは、種々のシステムコマンドを実行し、ケーブル・ネットワークに対するデータストリームの通信だけでなく作用を制御する。このように、システムは制御と通信操作を実行するために、３つの方向の通信チャンネルを使用する。ビデオ・セッション・マネージャーは、ブロードキャスト、ナローキャスト又はポイントキャスト・モードにおいて加入者に伝播されるストリームをアドレス指定してもよい。
【００２０】
特に、ビデオ・セッション・マネージャーは、搬送波信号上のベースバンド・データストリームの各々を変調し、従来の有線テレビ（ＣＡＴＶ）周波数スペクトルに従う伝送周波数に信号をアップコンバートする。例証として、下流データ変調は例えば、６４アレイ横軸振幅変調（QAM）であり、伝送周波数は５０ないし７５０ＭＨｚの範囲にある。他の変調タイプ及び周波数帯域が使用されてもよい。この情報は、パス１０８を経たケーブル・ネットワークに結合され、情報チャンネルと呼ばれるケーブル・ネットワーク中を伝達される。
【００２１】
ビデオ・セッション・マネージャー１０６もまた、ケーブル伝送ネットワーク１１０内に含まれるダウンストリーム指令チャンネル（パス１０７）を介して、制御情報を加入者装置１２４に伝送する。この指令及び制御情報は、１MHzのバンド幅を使用している５０ないし７５０MHzの範囲の搬送波上で伝送され、例えば指令情報は、情報チャンネルで周波数多重化され、ネットワーク１１０を介して伝送される。さらに、加入者装置１２４は、ケーブル伝送ネットワーク１１０及びリバース・チャンネル・パス１０９を通って、リバース（又はバック）チャンネルを介してビデオ・セッション・マネージャー１０６に通信する。代表的には、そのような１６のリバース・チャンネルが各々のビデオ・セッション・マネージャーにサポートされている。例えば、各リバース・チャンネルは５−４２メガヘルツの搬送波でBPSK変調された信号を伝達する。ここで、チャンネル容量はおよそ６４kbpsである。他の周波数範囲、変調種類又はチャンネル容量を使用してもよい。
【００２２】
インタラクティブに操作される情報に加えて、システムは従来のケーブル・テレビジョン信号（アナログ信号）の通信のために、加入者装置を提供する。特に、従来のケーブル信号ソース１２６（例えば従来のケーブルヘッドエンド）は、信号加算器１２８の１つの入力に結合される。加算器１２８の他の入力は、ビデオ・セッション・マネージャー１０６からパス１０８まで結合する。このように、従来のケーブル信号は、サービス・プロバイダによって提供されるインタラクティブ情報を追加するために、加入者装置に伝搬される。
【００２３】
ケーブル伝送ネットワーク１１０は、こればかりではないが、代表的には従来の双方向ハイブリッドファイバー同軸ケーブル・ネットワークである。ファイバ・ノード・サイズに依存して、本発明は２ないし５つの使用可能な従来のケーブルチャンネル（例えば６MHzバンド幅チャンネル）を必要とし、これにより、およそ２０００人の加入者に効果的にサービスを提供する。下流情報チャンネルに加えて、ネットワークはまた、下流指令チャンネル及び上流「バック」チャンネルをサポートしなければならない。
【００２４】
加入者装置１２４は、パス１０５（例えば同軸ケーブル）によって、ケーブル伝送ネットワーク１１０に結合すると共に、セットトップターミナル１１８、入力装置１２０及びディスプレイ装置１２２を含む。セットトップターミナル１１８は、指令チャンネルと情報チャンネルを通して伝播される信号を含む下流信号を受けて、復調する。セットトップターミナルはまた、選択的にネットワークから受け取られる標準ケーブル・テレビ信号を復調する。このように、１つのセットトップターミナルが、ネットワークによって提供される全てのケーブル・サービスを受けるために使用することができる。セットトップターミナルもまた、情報表示のインタラクティブ制御を提供する。情報表示は、入力装置１２０、例えば赤外(IR)、無線周波数（RF）又は他の若干のリモート・コントロール装置を通して制御される。情報例えば、オーディオ、ビデオ、スチル写真、グラフィックス、マルチメディア・プログラムなどは、ディスプレイ装置１２２例えば、テレビ、ビデオモニター、ステレオシステムなどに描かれる。
【００２５】
ネットワーク・マネージャ１１４は、システム資産を管理し、セキュリティー対策を提供して、全てのシステムコンポーネントの同期を確実にする。ネットワーク・マネージャは、コミュニケーションバス・アーキテクチャ１１２を通して、全てのシステムコンポーネントと通信する。このバスは、従来のイーサネット（ETHERNET。いずれも登録商標）又は標準の通信手段又は標準ネットワークアーキテクチャを使用して実行してもよい。ネットワーク・マネージャ１１４もまた、加入者アカウント管理ソフトウェアを維持するバック・オフィス・サブシステム１１６と通信する。このソフトウェアは、加入者から要求される情報資源、その情報資源の価格と共に、加入者照合番号を関連づけて、請求書の発行及びアカウント機能を実行する。そのようなバック・オフィス・システムは、本発明の一部を形成しない。従って、このシステムコンポーネントは、それ以上論議されないが、完全のためにここで言及される。
【００２６】
オペレーションにおいて、各セットトップターミナルは、固有の識別コードを割り当てられ、各々の加入者は確定暗証番号（PIN）を持つ。例えば、PINは家族によって又は家族の一員によって割り当てられてもよく、子供たちは両親とは異なるPINを持つことができる。PINアロケーション及びマネージメントは、共通に譲渡され１９９６年１０月２５日に出願された米国特許出願第０８／７３８，３４３号に開示されており、その内容を本願明細書に組み入れる。
【００２７】
加入者にとって、デフォルトのシステム信号はセットトップターミナルに存在し、この信号は、出力信号の性質に依存するテレビ又は他の装置のような出力装置によって処理される。加入者のテレビでは、顧客に使用可能なケーブル・チャンネルの複数の中で、所定の１つのチャンネルとして現れてもよい。デフォルトの信号は、「勧誘用のチャンネル」として提示されてもよく、この信号は、視聴者を加入するように勧誘するか、サービスにアクセスするか、少なくとも、多くの使用可能な情報提供を通して閲覧するよう勧誘する。勧誘用チャンネル又は他のケーブル・チャンネルの形態であるデフォルトのシステム信号は、連続的に全ての加入者及び加入者となる可能性のある者へのブロードキャストである。勧誘用チャンネルは、セットトップターミナルのセットとして、アナログ、ディジタル、又はその両方であってもよい。
【００２８】
興味を持っているならば、視聴者はリモート・コントロール１２０のボタン(又はジョイスティック)を操作することによって、システムへのエントリーを選択する。選択プロセスの間、視聴者（今や潜在的な加入者）は、スクリーン上のブラウザー（一般にナビゲーターとして知られているグラフィックインターフェース）を表示される。これにより、視聴者が情報、選択の価格、サーチ援助などを見つけるのを援助する。種々のメニュー全体を操縦するために使用される指令は、バック・チャンネルを通してセットトップターミナルからビデオ・セッション・マネージャーに送られる。ビデオ・セッション・マネージャーは、下流コマンド及び情報チャンネルを通して顧客の指令に応答する。加入者がナビゲーターを実行するとき、ビデオ・セッション・マネージャーはその特定の加入者のためにセッションを開く。
【００２９】
一旦プログラム、例えば映画が視聴のために選択されると、ビデオ・セッション・マネージャー１０６はその特定の加入者のために選ばれたプログラムをオープンセッションと関連させる。加入者PINが要求され、ネットワーク・マネージャ１１４によって管理されるPINデータベースと照合される。また、セットトップターミナルID（TID）は、ターミナルIDSのデータベースと照合され、要求が権限を与えられたターミナルから発せられていることを確認する。使用可能である各プログラムは、一組の固有の照合番号又はPIDを持つ。このように、プログラムが要求されるとき、ビデオ・セッション・マネージャー１０６はパス１０３に沿ってサーバ１０２にPIDを送る。このように、サーバはメモリからプログラムを呼び戻し、パケット化されたデータストリームとしてビデオ・セッション・マネージャーに要求された情報を提供する。データストリーム・パケットは、該当するTIDにアドレスを指定し、要求されたプログラムのためにPIDを伝達する。ビデオ・セッション・マネージャーは、ケーブル・ネットワーク上への伝送のためにデータストリームを処理し、セットトップターミナルはTIDにアドレスを指定した全てのパケットを検索する。セットトップターミナルは、加入者に表示するデータをデコードし復元する。
【００３０】
要求された情報の表示のどんな時でも、加入者は特別な機能が実行されるように要求するかもしれない。例えば、加入者は他のセッションを開始し、一時的に前のセッションを止めることもできる。その上、顧客は情報を停止、一時停止、巻き戻し、又は早送りをしてもよい。加入者は、システムを去り、後で加入者がプログラムを中断した場所からプログラムを見るために、戻ってもよい。これらの機能の各々は、リモート・コントロールを操作することによって達成される。セットトップターミナルは、ビデオ・セッションにバック・チャンネルを通して制御情報を送る。ビデオ・セッション・マネージャーは、提示が適宜変更されるようにコマンドをネットワーク・マネージャーに知らせるのみならず、実施のために制御コマンドをサーバに知らせる。このように、加入者はリアルタイムに、十分な機能の情報をオンデマンドシステムにより提供される。
【００３１】
そのようなシステム自在性を考慮に入れる発明の１つの重要な特徴は、端末相互間のシステム同期である。端末相互間の同期を容易にするために、サーバは全てのサーバ・タイミングのために基準信号として高精度（レベル１）クロック信号を使用する。このように、全てのデータストリームは、基準信号（同期クロック信号）に同期させられる。その上、基準信号はビデオ・セッション・マネージャーにデータストリームに沿って供給される(パス１０３)。ビデオ・セッション・マネージャーは、全てのデータストリームを変調するために基準信号にフェーズ・ロックされるオシレータ源を使用し、これによりストリームは同期した状態を維持する。ストリームは、セットトップターミナルに同期されたデータ転移を通してタイミング・データを伝達し、これにより、各セットトップターミナルは、受信しているストリームに同期される。全てのストリームが互いに同期されるので、再同期が不必要なタイミング・エラーを受けることなく、セットトップターミナルは１つのストリームから他のストリームにシームレスに切り替えることができる。
【００３２】
以下に、システムのコンポーネント・サブシステム・ブロックの各々を詳細に論議する。
【００３３】
Ｂ.サーバ１０２
【００３４】
サーバ１０２は、代表的にはビデオ・セッション・マネージャー１０６から、情報要求を受け入れることができる平行処理計算機システムであり、その情報をメモリから呼び出し、その情報を含む複数のプログラムストリームを発生する。そのようなサーバの１つは、プリンストン（ニュージャージー）のSarnoff  Real  Time社によって製造されるSARNOFF  SERVER計算機システムである。SARNOFF  SERVERは、Sarnoff  Real  Time社の商標である。SARNOFF  SERVER計算機システムは、５．４Gbpsの入力バンド幅を持って、最大容量で、プログラム資源の１０．８Gbpsまでを提供する。プログラム情報は、計算機システムのディスク・ドライブ・アレイ、光ディスク・ライブラリーのようなオフライン記憶装置内に記憶してもよく、及び／又はリアルタイム・プログラム供給源（ディジタル又はアナログ）から利用できる。
【００３５】
サーバ１０２は、複数、例えば３２の、ビデオ・セッション・マネージャーによって要求される情報含む時分割多重化データストリームを用意し、複数の加入者に当該要求を提供する。これらの信号は、MPEG-2規格に従ってもよく、いわゆる「エレメンタリーストリーム」、「システム」、「システム・ストストリーム」及び「トランスポートストリーム」である。これらのデータストリームは、一般に伝送パケットにフォーマットされ、伝送パケットはMPEG-2伝送プロトコル又は類似した伝送プロトコルに従う。パケット化及び多重化プロセスは、ビデオ・セッション・マネージャー内で達成されてもよいが、パケット化はサーバのアウトプット・サブシステムによってより能率的に扱われてもよい。あるいは、データは予めパケット化されサーバと関連するデータ記憶装置内に記憶されてもよい。このように、サーバは、多くの加入者によって要求された情報を有する複数の伝送ストリームにおける要求された情報を、パケット化及び多重化して３２の独立したストリームを提供する。各パケットは、要求しているセットトップターミナルのTIDを伝達し、特定の出力ポート（例えば３２のポートのうちの１つ）でビデオ・セッション・マネージャーに提出される。その上、サーバはパス１０３上で高精度クロック信号（基準信号）を提供する。
【００３６】
あるいは、複数のデータストリームが、光ケーブル上へ多重化され、「分岐」（multidrop）技術は、ストリームを種々のビデオ・セッション・マネージャーに配信するために使用される。特に、複数の「引込み線（加入者）ライン」（droplines）は、ビデオ・セッション・マネージャーを光ケーブル（中継線）に接続し、ストリームは該当するビデオ・セッション・マネージャーにアドレス指定される。
【００３７】
タイミング同期を容易にするために、セットトップターミナルにプログラム情報を伝播するために使用されるパケットは、固定された長さ（すなわち固定された持続時間）を持つ。本質的に、パケット化プロセスは、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）ストリームをパケット分割多重アクセス（PDMA）ストリームに変換する。従って、パケット持続時間は、システムのために時間の基本単位を定義する。このように、各パケットの開始又は終了は、同期のためにセットトップターミナルによって利用され得る正確なタイミング信号を提供する。
【００３８】
Ｃ.ビデオ・セッション・マネージャー１０６
【００３９】
図２は、ビデオ・セッション・マネージャー１０６のブロヅク図を表す。上述のように、システムは一般に複数のビデオ・セッション・マネージャーを使用する。各々のマネージャーは、各々２０００人までの加入者を有する１６までの従来のケーブル伝送ネットワークノード(「隣接ノード」)に、情報を提供する。各々のビデオ・セッション・マネージャーは、ノードに３２０までの異なるプログラム・ストリームを配信する。
【００４０】
ビデオ・セッション・マネージャー１０６は、ストリーム配信器２００、複数のＤＶＭ２０３を含むディジタル・ビデオ変調器（ＤＶＭ）モジュール２０２(ＤＶＭシェルフとしても知られている)、コマンド及び制御モジュール２１６、及び出力モジュール（同軸交差結合２１４）を含む。ビデオ・セッション・マネージャー１０６もまた、ＤＶＭ２０５を含む予備のＤＶＭモジュール２０４を含み、これは、ｎ個のスキームの１つを使用するいずれか１つのＤＶＭ２０３のために置き換えることができる。ストリーム配信器２００は、サーバから全ての全てのＤＶＭへの複数のデータストリームの道順を決める。各ＤＶＭは、２つの出力ポートを有し、１つ又は２つの近隣にサービスを行う。さらに、各出力ポートは、１つ又は２つの情報チャンネルを伝達してもよい。このように、ＤＶＭモジュールは、独立した機敏な振動数である４つのデジタルで変調されたチャンネルを生成する。アウトプット・コンバイナー２０７は、４つのチャンネルを２対の２つのチャンネルに結合する。
【００４１】
サーバに関して言及されているように、ビデオ・セッション・マネージャー１０６の回路カードは、パケッタイザー２０６（破線で示す）を含んでもよい。これにより、サーバは、時分割多重アクセス・システム・ストリームを提供し、ＤＶＭは、MPEG-2又は他の伝送プロトコルすなわち、パケット分割多重アクセスデータストリームに応じた伝送パケットに情報をパケット化する。しかし、効率的に情報ストリームを処理するために、ストリーム配信器２００にデータストリームを供給する前に、サーバは一般にパケット化されたデータを提供する。このように、パケッタイザーは必ずしもＤＶＭの一部に必要であるというわけではない。
【００４２】
さらに、各ＤＶＭは、４つの変調器２０８を含み、この変調器は,ブロック・インタリービングと前進エラー訂正を行うと共に、各伝送ストリームを６４−アレイQAM信号に変調する。例えば、アップコンバーター２１０は、ケーブル・ネットワーク上で伝送するために、QAM信号を特別な振動数、例えば２００ないし７５０ＭＨｚにアップコンバートする。周波数の選択及び変調処理は、ＤＶＭインターフェース２２２の制御下で作動しているコントローラ２１２により制御される。
【００４３】
ＤＶＭ（一般に、８つのＤＶＭがある）の各々は、４つのデータストリームを変調する。出力モジュール２１４例えば、同軸交差結合ユニットは、ダウンストリーム情報チャンネルを、コントローラ・モジュール２１６によって生成される下流コマンド情報と結合する。
【００４４】
コントローラ・モジュール２１６は、ＤＶＭインターフェース２２２、セッション制御マネージャー(SCM）２２０、及び少なくとも１つの制御チャンネル・モデム２１８を含む。制御インタフェース２２４は、サーバとビデオ・セッション・マネージャーとの間で通信するために、従来のローカル・エリア・ネットワーク・アーキテクチャを有する。ＤＶＭインターフェース２２２は、各ＤＶＭ２０３及びセッション制御マネージャー２２０のためにコントローラ２１２を相互接続する、従来のRS-482シリアル・バス・アーキテクチャを有する。他の分岐バス・アーキテクチャ例えば、イーサネットは、RS-482の代用にしてもよい。
【００４５】
制御チャンネルモデムは、上流及び下流制御スリーム制御信号を、セットトップターミナルから／へ終結する。通信トラフィックに依存して、一つのコマンドと制御モデムが、各ネットワークノード又は複数のノードのために使用することができる。各モデムの範囲内で、上流復調器は、例えば２進フェーズシフト・キー（BPSK）復調器２２６であり、一方、下流変調器は、例えば直角位相シフトキー（QPSK）変調器２２８である。もちろん、他の変調フォーマットも、使用することができる。各下流変調器２２８のために、代表的には４つの上流復調器２３０がある。
【００４６】
セッション制御マネージャー２２０は、市販のマイクロプロセッサとオペレーティング・システムを使って実行される。マイクロプロセッサは、リアル・タイムに制御機能を扱うのに十分速くなければならない。
【００４７】
特に、セッション制御マネージャー（SCM）２２０は、セットトップターミナルのみならず、ＤＶＭモジュール２０２、２０４及び制御インタフェース（例えば図１におけるＶＭＥバス１１２）２２４、にインターフェースを形成する。SCMの応答性は、セットトップターミナル・ログオン及びタイムアウト、確認、構成、及び制御プロトコル終端、警告管理、周波数割当、セッションセキュリティ、サービス選択と制御、イベント通知と使用測定、そして、アカウント情報への加入者のアクセスを含む。セットトップターミナルからのコマンド及び要求は、SCMによって処理され、適切な要求は、サーバにファイルされ、所定情報ナビゲーション及びムービーオンデマンド機能が実行される。
【００４８】
代表的には、９つのDVM(８つの能動変調器２０２及び１つのスペア２０４)があり、１つのSCMに取り付けられ制御される。物理的には、ＤＶＭモジュールとSCMは、１つのラック内に収容されている。各ＤＶＭモジュールは、そのインターフェースをSCMのRS-482コントローラ（ＤＶＭインターフェース２２２）に接続し、RS-482コントローラの構成データベースにＤＶＭRS-482アドレスを入れることによって、SCMに割り当てられる。
【００４９】
ＤＶＭモジュール・コンフィギュレーションは、１６の近隣のセットトップターミナルを含み、各ＤＶＭは、各ＤＶＭの出力ポートを使用して２つの近隣セットトップターミナルにサービスを行う。しかしながら、１つの近隣セットトップターミナルがムビーオンデマンドを１つ以上使用している場合、DVMは１つの近隣セットトップターミナルから除かれ、より高いデマンドすなわち、DVMが独立なアジャイルである近隣セットトップターミナルにサービスが移行する。SCMは、単にＤＶＭの「プール」の数のトラックを維持し、各プールにおけるＤＶＭのアウトプットは結合され、ブロードキャストされる。バンド幅が上流及び下流チャンネルで使用可能な限り、ＤＶＭは１つのプールから他のプールへ動的に動いてもよい。
【００５０】
プールは、ＤＶＭのサブセットだけが同時に能動であるのを許すために、付加的に設定される。能動ＤＶＭのうちの１つが失敗するか除去されるとき、残っているＤＶＭは予備として利用でき、自動的に割り当てられる。その上、加入者のサービス容量を増やすために、近隣のセットトップターミナルは予備ＤＶＭモジュールなしで実行されてもよい。
【００５１】
SCMによって提供されるセッション・セキュリティの１つの例として、SCMは非加入者が無料サービスを得ることをより難しくするために、ＤＶＭのアウトプットの周波数を定期的に変えることができる。図３は、本発明の重要な特徴のフローチャートを表す。セッション・セキュリティ・ルーチン３００は、ステップ３０２から始まってステップ３０４まで進む。SCMは、ステップ３０４で能動ＤＶＭを選択し、ステップ３０６でそのアウトプットが予備ＤＶＭと一致し(しかし、異なる周波数で変調される)、ステップ３０８でプログラムは作用されたセットトップターミナルに新たなＤＶＭ位置からデコードされ、次いで、ステップ３１０で最初のＤＶＭに解放される。セッション・セキュリティ・ルーチンは、ステップ３１２で終わる。このセキュリティー対策は、一つの自由なＤＶＭ周波数の入手可能性を必要とする。
【００５２】
図２に戻ると、３２の伝送ストリーム（パス１０４）及び高精度クロック信号（同期）(パス１０３)を含んでいるバスは、ファイルサーバーから提供される。同期クロックは、ラック内でＤＶＭを通してデイジーチェーンされる。各ＤＶＭは、変調のために、３２の伝送ストリームのうちの１つを抽出するように構成される。全てのデータストリームは、同期クロック信号に同期させられる。全てのＤＶＭのは、同期クロックにフェーズロックされた共通の周波数源から作動される。このようにして、全てのＤＶＭ出力ストリームは、同期される。ＤＶＭ冗長度は、予備DVMを構成して平行能動ＤＶＭによって伝達された伝送ストリームを抽出し、同じ周波数で変調することによって、実行される。
【００５３】
SCMは、複数の制御通信路モデム（ＣＣＭ）２１８を通して、そのセットトップターミナルと通信する。近隣のセットトップターミナルは、一つ以上のＣＣＭによって一般にサービスされる。しかし、所定ＣＣＭと幅広く交信することにより、複数の近隣セットトップターミナルにサービスを行ってもよく、複数の近隣セットトップターミナルは所定CCMによってサービスされてもよい。所定のＣＣＭに接続されるセットトップターミナルは、上流チャンネルに対処しなければならず、ここで上流チャンネルは、セットトップターミナルからＣＣＭ及びSCMまで制御信号を伝播するために使用可能である。
【００５４】
ＣＣＭは、下流指令チャンネルへの伝送データ・ブロックを変調し、上流バック・チャンネルから受信したデータ・ブロックを復調する。上流バンド幅は、一秒につきおよそ６４キロバイトであり、下流バンド幅は、一秒につき約１メガビットである。ＣＣＭもまた、強力なエラー検出及び修正プロセスを提供する。
【００５５】
ＣＣＭは、上流及び下流チャンネルのために可変な周波数である。システムの設置の際に、ケーブル伝送ネットワークは、使用可能な範囲でノイズが最小な場所に配置されることが検討される。次いで、セットトップターミナルは、ノイズが最小な選択された周波数を伝送及び受信するように設定される。CCMSは、SCMからのプログラマチックな周波数を使用するために構成される。SCMは、ＶＭＥバス・アーキテクチャ内の共用メモリ・メールボックス・アプローチを使用して、SCMシェルフ・バックプレーンを通してCCMSに接続される。単純な信頼できるリンクプロトコルは、データ・パッケージの保証された受け渡しとなる両方向に適用される。
【００５６】
下流方向のパス毎に伝送する唯一のCCMがあり、かつ、上流及び下流パスは独立であるため、下流信号の衝突は起こらない。従って、CCMは送り出すデータを有するときはいつでも、伝送する。同様に、あらゆるセットトップターミナルは、送り出すデータを有するときはいつでも、単に伝送する。キャリア検知又は衝突検出実行する必要がない。CCMがメッセージを受信するとき、CCMはセットトップターミナルに受信通知を伝送する。伝送されたセットトップターミナルが所定時間内に受信通知を受信しなかった場合、パケットが伝送され、処理され、承認され、セットトップターミナルは、メッセージが割り込まれ及び受信されなかったと仮定する。この場合、セットトップターミナルはランダムなバックオフを実行して、それからメッセージを再送信する。セットトップターミナルごとのシーケンス番号は、重複したメッセージがSCMソフトウェアのより高いレイヤーに通過するのを妨げるために使用される。衝突検出が実行されないので、最小パケットサイズとネットワーク内の２つのノードの最大距離との関係は存在しない。
【００５７】
５分毎のオーダで、低周波「キープアライブ(keepalive)」ポールがセットトップターミナルによって必要とされ、これは、DVMに割り当てられるストリームが他の加入者によって使用のために解放されてもよいように、電源が切られている。ポーリング周波数は、加入者が電源を取りはずしている時、SMCがストリームを再割当している時、及び加入者が請求書作成機能を停止している時の最悪の場合の時間の長さを決定する。
【００５８】
個人セットトップターミナルからのコマンド通信量は、バーストしそうである。加入者はセットトップターミナルへの指令情報にエンターし、ターミナルで１、２分間相互に作用し、次いで、延長した時間の間映画を見る。セットトップターミナルは、メッセージが上流に伝播されて処理されるのに十分な肯定応答を待ち、かつ下流に肯定応答が伝播されるのを待つように設計されている。セットトップターミナルは、肯定応答を受信しなかった後、バックオフ及びメッセージの再送を実行する前に、およそ８０マイクロセカンド待たなければならない。例証として、バックオフ（待ち時間）は、２つのセットトップターミナルからメッセージの間での伝送衝突を解決するのに十分小さい時間で開始し、少なくとも６４のセットトップターミナルの間で衝突を解決するために指数的に増加する。２つのセットトップターミナル伝送が衝突した場合、理想的には一方が直ちに再送信しなければならず、他方は、少なくとも最悪のケースではおよそ３ミリ秒の後、再送信しなければならない。バックオフ時間は、最大伝送遅延より短く各連続衝突に２倍である、乱数として選択された最悪のケースの伝送遅延の倍数である。
【００５９】
下流コマンド・チャンネルは衝突を有しないが、ネットワーク・ノイズのために失われたパケットの影響を受けやすい。従って、CCMからメッセージを受信するときはいつでも、セットトップターミナルは肯定応答を返す。肯定応答が時間内に受信されない場合、メッセージは伝送され、受信され、処理され、肯定応答は順番待ちを行って伝送され、メッセージは再送される。衝突は起こらないので、バックオフ期間が必要とされないことに注目すべきである。
【００６０】
図４は、SCMハードウエア２２０のブロック図を表す。このハードウエアは、中央処理装置（CPU）４００、ランダムアクセスメモリー（RAM）４０２、リードオンリーメモリ（ROM）４０４、RS-482インタフェース４０６、VMEバックプレーン・インタフェース４２２及びCPUサポート回路408例えば、クロック、キャッシュ、電源などを含む。RAM４０２は、応用プログラム４１０、構成データベース４１２、加入者データベース４１４、「ナビゲータ」メニューツリー４１６、セッション構成４１８、及びオペレーティングシステムエンティ４２０を含む。SCMのための全てのプログラミングは、オブジェクト指向のプログラムを使用して実施される。
【００６１】
加入者データベース４１４は、加入者ごとの情報を提供する。このデータベースは、構成データベース４１２の一部としてダウンロードされてもよく、又はダウンロードされない。加入者データベースは、一つ以上の個人識別番号(PIN)、ターミナル識別番号(TID)、現在のターミナル状態、などを含む各セットトップターミナルに関する情報を含む。加入者は、セットトップターミナルを使用して、加入者のPINを変更してもよい。従って、例えばPINのような加入者の目的物は、データベースに戻って書き込まれることができる。実例となるPIN管理方法及び装置は、共通に譲渡された１９９６年１０月２５日に出願の米国特許出願第０８／７３８３４３号に開示されおり、及び参照によってこの開示を本願明細書に組み入れる。
【００６２】
セッション・データベース４１８は、実行時にSCMによって構成される。セッションは作成され消去されるので、SCMは動的にセッションを管理する。このデータベースは、異なるセッション・タイプのために異なるデータベース構造を含む。例えば視聴者が勧誘用チャンネルに合わせて始まる勧誘セッションは、勧誘及び状態に合わせられたセットトップターミナルIDを含んでいるデータベースと関連付けられる。ターミナルの状態は、ターミナルすなわちアナログ・モード、勧誘表示(ブロードキャスト・モード)、ナビゲーター表示、プログラム表示など）によって処理されているプログラミングのタイプを記述する。また、映画セッションは、映画を見ているターミナルのTID、ターミナル状態、PID、映画が終了する予定の時間を示す終了タイマー値、セッションの持続時間を示す使用時間値、会屓ＩＤ（例えばPIN）などを含むセッション・データベースを生成する。さらに、ナビゲーター・セッションすなわち加入者が使用可能な情報選択を閲覧しているセッションのために、セッション・データベース４１８は、ブラウジング機能に関する履歴情報と同様にTID及びその状態を含む。
【００６３】
構成データベース４１２は、ハードウエアがどのように構成されるかについて記述する。例えば、DVMは能動又は待機状態であるか、使用可能な周波数であるか、ターミナル構成情報であるか、DVM情報であるかなどである。データベースは、ダウンロードされるかローカルな不揮発性記憶装置から再生される。
【００６４】
ナビゲーター・メニュー・ツリー４１６は、SCMが起動する時、ファイルサーバーからダウンロードされる。ツリーは、可変長ノードのセット及び所定ノードのオフセットにその識別番号を提供するインデックスから成る。ツリーは、加入者に使用可能なナビゲーター動作の特定のパターン、及び加入者のPINによって定義されるような特定の加入者に使用可能なプログラミングを記述する。例えば、「通常の」表示認可を提供するPINを入れた加入者は、「ナビゲーター・ボタン」を使用することかでき、全ての成人向け以外の題材のブラウジング及びプレビューを容易にする。このように、加入者によって利用されるメニュー・ツリー構造は、成人向けの題材に分岐を含まない。これに対して、いわゆる「深夜」プログラミングにアクセスを認可するPINを入れる加入者は、通常の表示とは異なるツリー構造を利用する。「深夜」プログラミング・ツリー構造は、成人向けの題材の表示を許すボタンへのアクセスを含む。このように、各ツリーは、加入者基準で起動され、ナビゲーターが各加入者のために実行される方法を明示する。このナビゲーターの詳細な記載は、共通に譲渡された１９９７年１月１３日に出願された暫定的な米国特許出願の出願番号第６０／０３４，４９０号に現わされており、この内容を本願明細書に組み入れる。
【００６５】
ROM４０４は、「電源のセルフテスト」を実行でき、かつネットワークからソフトウェア・イメージを起動することができるソフトウェアを含む。ROM４０４は、およそ２５６キロバイトである。不揮発性メモリーは、ネットワークアドレス、シリアルナンバー、製造の日付け及びコンポーネント・リビジョンレベルを記憶するように、プログラムされている。システム・ブートの全体に渡って、他のどのコンフィグレーション情報も保存する必要はない。
【００６６】
RS-482インタフェースは、RS-482ネットワークバスに接続した１つのポート、SCMのための１つのポート及びDVMインタフェース・モジュールのための４つのポートを備えた少なくとも６つのポートを有する。SCMCPU４００は、モトローラから入手可能な６８Ｋファミリーのマイクロプロセッサである。好適には、ＣＰＵ４００の範囲内のマイクロプロセッサは、６８０４０の拡張３２ビット・マイクロプロセッサであり、８キロバイトのキャッシュ、MMU及びFPU、約２５ないし８３MHzまでのクロックスピードで動作する。このようなマイクロプロセッサは、ＶＭＥバス・インタフェース、オンボードRAM、SCSIインタフェース、不揮発性メモリー、通信ポート、種々のクロック及びタイマーを含み、RS-482トランシーバ・インタフェース及びROMはモトローラの型番MVME１６７として単一ＣＰＵ回路カードで入手可能である。カードは、NEBSに準拠したシャーシ内に取り付けられる。あるいはまた、モトローラから入手可能なMVME162モデルの回路カードも使用できる。これらのカードのどちらでも、製品番号MC1120としてモトローラから入手可能な２０スロットのVMEバックプレーンに接続される。
【００６７】
多数のオペレーティングシステム４２０がハードウエアによって使用することができ、ハドウエアには、Integrated  Systems社から入手可能なpSOS+、Wind  River  Systems社から入手可能なVx  Works、Microtec  Research社から入手可能なVRTX、QNX  Software  Systems社から入手可能なQNX、及びMicroware社から入手可能なOS/9を含む。
【００６８】
上述のように、例えば、SCMもまた、例えばサーバからセットトップターミナルまでの末端部から末端部へのシステム同期を維持する。サーバは、図２に示すストリーム・ディストリビュータ２００に備えられる、高精度なレベル１のクロックを有する。ビデオ・セッションマネージャ１０６内における各クロックは、上記クロック信号から誘導されている。DVMクロックは、ストリーム・ディストリビュータ２００からデータを検索するために使用され、変調のためにパケットとしてディストリビュータからのデータを記録する。このように、全てのデータは、同期クロックに同期させられる。アウトプット・ビットレートは、MPEG-2ストリーム・レートの８倍の３．３７１２５Mbpsである。これは、従来のビデオ信号の１秒につき２９．９７フレームに正比例する。このように、システムクロックはビットストリーム内につくられる。同じクロック信号は、全てのデータストリームを変調するために基準として使用される。このように、同じクロック信号は、すべてのセットトップターミナルに送り出される。クロックは、エンドツーエンドのシステム同期を提供するために、（例えば、周波数及び位相ロックした）セットトップターミナルによって抽出される。このエンドツーエンドの同期のために、従来のMPEG-2伝送回路は、データをバッファーリングによってジッターを除去する必要はない。このように、セットトップターミナルは、より複雑でなくより費用かかからない。その上、完全に同期されたシステムは、再同期の必要なしに、ストリームーツーストリームのスイッチングを許容する。
【００６９】
システムは、固定された多重化レートを提供し、すなわち３．３７１２５Mbpsの８つのサブレートサーバ・チャンネル、又は３．３７１２５Mbpsの倍数の８つ未満のスーパーレート・チャンネル）を提供する。優れたバンド幅を必要とする特別な伝送のために、プログラムは複数のチャンネルを使用して送り出されてもよい。例えば、バスケットボール又はフットボール・プログラムを十分に上演するために必要とされるバンド幅は、おそらく、白黒映画を上演するために必要とされるバンド幅より大きい。
【００７０】
システムは、加入者に情報チャンネル・リソースを動的に割り当てることができる。アロケーション決定は、加入者プログラム要求及び加入者リソースの使用状況に基づく。例えば、記憶又は前伝送動作の間、プログラムは、プログラム内容に従って特徴づけられてもよい。そのような特徴づけは、必要であるか、望ましいか又は最適な情報チャンネル・リソース・レベル（すなわちバンド幅）であるか、の指示を提供する。高い情報チャンネル・リソース・レベル（例えばバスケットボール・ゲーム）を必要としているプログラムを要求している加入者は、付加的なサブレートチャンネル又はスーパーレート・チャンネル（入手可能な場合）が割り当てられる。低い情報チャンネル・リソース・レベル（例えば白黒映画）を必要としているプログラムを要求している加入者は、数少ない(又は１つだけ)サブレート・チャンネルが割り当てられる。少なくとも１つのサブレート・チャンネル又はスーパーレート・チャンネルに割り当てられた加入者がセッションを終了する場合、この加入者によって解放されるバンド幅は、残っている能動加入者の中で再割り当てされてもよい。理想的には、全ての加入者は、最適の情報チャンネル・リソース・レベルで、プログラムを受信する。システムは、この基準に従い、種々のロード・パラメーターをモニターし、資源割振り決定を行う。セッションが終わるとき、ビデオ・セッションマネージャはセッションを終了し、その特定のセッション・データベースをクリアする。ポーズが選ばれる場合、遅延（例えば２分）の後、セッションは終了する。
【００７１】
Ｄ.ケーブル伝送ネットワーク１１０
【００７２】
図１のケーブル伝送ネットワーク１１０は、従来のハイブリッドファイバー同軸ケーブルテレビ（CATV）システムであり、フォワード情報チャンネル(インーバンド上流情報チャンネル)を有し、５０ないし７５０メガヘルツで作動する。このチャンネルは、ブロードバンド情報を加入者のセットトップターミナルへ伝達する。ネットワークもまた、50-750MHzで作動しているフォワード・コマンド制御チャンネル(バンド上流チャンネルから)、及び5-42MHzで作動している逆又はバック・チャンネル（バンド下流チャンネルから）を伝達する。ケーブル伝送ネットワークは、さらに従来のレシーバ/ブリジャ（bridger）増幅器及びライン幅器を含み、高品質な信号が、ネットワークに接続される各セットトップターミナルによって受信されることが保証される。このように、ネットワークは３つの単一方向チャンネルをサポートすることができる。
【００７３】
ケーブル伝送ネットワークが例証としてハイブリッドファイバー同軸ネットワークとして記載されるが、他のネットワークは、例えば、全てのファイバ、全ての同軸ケーブル又は３つの単一方向性の通信パスをサポートする他のどの広帯域通信ネットワークを使用して形成することができる。
【００７４】
Ｅ.セットトップターミナル１１８
【００７５】
図１のセットトップターミナル１１８は、ケーブル伝送ネットワークからのQAM変調された信号を受信して、信号を復調する。セットトップターミナルは、上流コントロール信号を復調し下流コントロール信号を変調するのみならず、インーバンドQAM信号を復調しデ・パケット化する。用語「セットトップターミナル」は、ここでは加入者機器の他の部分から分離した機能を実行する加入者機器のトランシーバ部分として参照されるが、セットトップターミナルは、機能的に加入者機器内に一体化され、単一の民生用電子機器製品、例えば本発明のトランシーバ組み込んだテレビを形成することができることを、理解すべきである。
【００７６】
特に、図５はトランシーバ５００、中央処理装置（CPU）５１２及びディスプレイ・ドライバ５２２を含むセットトップターミナル１１８のブロック図を表す。CPU５１２は、RAM５２０、ROM５１８及び種々の支持回路５１６、例えばクロック、電源、赤外線レシーバなどにより、支持されている。トランシーバ５００は、ダイプレクサ５０２、バック・チャンネル変調器５０８、情報チャンネル復調器５０４、コマンドチャンネル復調器５１０、情報デコーダ５０６、従来のテレビジョン信号復調器５２４及びマルチプレクサ５２６を含む。ダイプレクサ５０２は、変調器及び復調器にネットワーク内で信号ケーブルによって伝達される３つのチャンネルを結合させる。各復調器５０４及び５１０は、従来法によるケーブルネットワークからの信号を調整し、ダウンコンバートする。情報チャンネル復調器５０４は、Broadcom社によって製造されるモデルBCM3115のような従来のQAM復調器である。このような復調器は、通信業界において、周知である。しかし、この特定のQAM復調器もまた、フォワードコマンド・チャンネルによって伝達されるコマンド・チャンネルデータを処理するために、組み込まれた「バンド外の」QPSK復調器を含む。このように、単一の集積回路は、コマンドデータと同様に、加入者の要求した情報（オーディオ及びビデオ）を共に処理することができる。
【００７７】
デコーダ５０６は、QAM復調器によって生じた加入者の要求を伝達するデータパケットを処理して、エンド・ユーザ・ディスプレイ、例えばテレビ、ホーム・スタジオ、ビデオレコーダなどのために使用できる信号に変換する。ディスプレイのためのデータは、従来のテレビ信号と同様に、コンポジット・ビデオを生成するディスプレイ・ドライバ５２２によって、従来は処理されている。
【００７８】
従来のケーブルテレビ信号復調器５２４は、チューナー及びアナログ（NTSC）復調器を含む。マルチプレクサ５２６は、復調されたアナログ又はデコードされたビデオ信号をディスプレイ・ドライブ５２２に結合させる。
【００７９】
復調されたQPSK信号は、テレビスクリーン上に特定のグラフィクス及び制御インターフェース領域を生成するために、CPU512にコマンド及び制御情報を提供する。CPUは、例えばモトローラ社によって製造されるモデル６８３０２のプロセッサである。デコーダ５０６と協働して作動するこのプロセッサは、加入者が赤外線リモート・コントロール１２０を使用して相互に作用するスクリーン表示された「ボタン」又は領域を生じる。
【００８０】
特に、リモート・コントロールのジョイスティックは、テレビスクリーン上で選択可能な領域又はアイコンを目立たせる。特定のアイコンが目立たせられるとき、赤外線レシーバに赤外線信号を送り出すリモートコントロール上で、加入者が「選択」キーを押し下げる(サポート回線５１６)。このレシーバは、解釈のためにCPUにコマンドを送り出す。コマンドが実行される（例えば音量調節）局所機能のための要求である場合、CPUは局所的に機能を実行する。しかし、情報を要求するか、情報の表示を操作することを含む全ての非局所的機能は、サービス提供者に伝えられる。このように、プロセッサはコマンドをフォーマットして、そしてビデオ・セッションマネージャに伝送するために、このコマンドをバック・チャンネル変調器に送り出す。
【００８１】
入手可能な非局所的セッション制御コマンドは、際限なく変化し、情報選択、プレイ、ストップ、巻戻し、早送り、ポーズなどを含むが、これらに限定されるものではない。制御コマンドは、BPSK変調器５０８及び埋め込まれた伝送器を介してバックチャンネルを通りCCMに送り出される。CCMは、コマンドを実行するSCMに復調してコマンドを結合させる。情報を見つけて、伝えて、そして制御することを容易にするナビゲーターのオペレーションは、１９９７年１月１３日に出願され、共通に譲渡された暫定的な米国特許出願第６０／０３４，４９０号に開示される。
【００８２】
本発明で教示が組み入れた種々の実施形態が示され詳細に記述されたが、これらの教示を組み入れる多くの他の実施形態も、当業者であれば容易に案出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明よるインタラクティブ情報配信システムの高水準ブロック図を表す。
【図２】ビデオ・セッション・マネージャーのブロック図を表す。
【図３】セッション・セキュリティ・ルーチンのフローチャートを表す。
【図４】ビデオ・セッション・マネージャー・コンピューターのブロック図を表す。
【図５】セットトップターミナルの詳細なブロック図を表す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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