具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統及方法

2023-10-05 20:59:59

專利名稱：具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統及方法
技術領域：
本發明是有關於隨選視頻系統及方法，尤指 一種至少由多個^某體儲存端、 第一級網絡裝置及視頻幹道整合器所組成的具有故障弱化暨容錯的隨選視頻 系統。
背景技術：
現今的大多數視頻節目呈現在使用者眼前的主要方式有光碟片(CD、 VCD、 LD),錄像帶，有線電視，無線電視，若以視頻節目的傳送方式而言，光碟片 (CD、 VCD、 LD)和錄像帶是機械式，而有線電視和無線電視則是電子式。因此， 在視頻節目的傳送方式上，有線電視和無線電視是比較節省時間，而且較有 效率。在視頻節目的播放期間，光碟片(CD、 VCD、 LD)和錄像帶的播放可以由 使用者動態控制，諸如暫停，迴轉，正轉，定點前往，快轉，慢轉等動態控 制，而有線電視和無線電視則只能單向進行無法由使用者動態控制，使用者 只有選臺權，且在進行的過程中沒有互動的可能性，故，在節目的播放上光 碟片(CD、 VCD、 LD)和錄像帶是比較具有主動控制權力。基於上述原因，近來有業者正積極地朝著隨選視頻(Video On Demand ， 簡稱VOD)系統的目標發展，隨選視頻系統乃是一種由使用者主導的視頻選 擇系統，所謂使用者主導乃指使用者可以隨時隨地主動地選擇需要的視頻節 目，並且可以隨意地控制視頻節目的播放方式，該系統打破了傳統視頻節目 在使用上的被動性，時間上的限制，空間上的局限，以及低度選擇性，換言 之，隨選視頻系統在節目的播放期間使用者可以全方位動態控制播放的進行， 使得使用者能依自己的喜好來調整節目的進度，而隨選視頻系統在傳送視頻 節目方式上則採取高速通訊電子的方式，是以，隨選視頻系統在視頻節目的
傳送方式，比較節省時間，而且較有效率的優點，及在視頻節目的播放期間 可由使用者動態控制。而隨逸視頻系統的媒體儲存端10以及使用者端12是分散在二地，因此， 媒體儲存端10及使用者端12間自然必須要有適當的通訊網絡14，如圖1所 示，而其中媒體儲存端IO主要的作用是負責視頻文件的儲存、播放、用戶管 理、計費、網絡管理，通訊網絡14的作用是將視頻文件由媒體儲存端10傳 送到使用者端12。而使用者端12需要使用相應的終端設備才能收看隨選視頻。 例如在有線電視的V0D系統中，用戶需要電視機和機頂盒(Set Top Box,簡 稱STB)。在網際網絡上應用的系統則會使用計算機或工作站作為終端機。再者，媒體儲存端IO通過至少一個傳輸媒介(如同軸電纜)連接到通訊網 絡，而4吏用者端12則分別利用一個傳輸媒介(如同軸電纜)連接到通訊網絡， 假設一個傳輸媒介的頻寬是800MHz,而該傳輸媒介的每個視頻信道 (frequency channel)的頻寬為8MHz,則每一條傳輸i某介(如同軸電纜)能提供 100個視頻信道，換言之，媒體儲存端10最大可以同時提供100個視頻信道 到使用者端12。由於媒體儲存端10到通訊網絡14間，及通訊網絡14到使用者端12間 都只有一個傳輸媒介，若當中的媒體儲存端IO、通訊網絡14或任一條傳輸媒 介故障損壞，即令i某體儲存端IO無法提供視頻信道到使用者端12，換言之， 使用者端12經通訊網絡14接收到視頻文件，如此，將造使用者端12使用上 的困擾及諸多不便。發明內容有鑑於前述的諸多缺失，發明人經過長久努力研究與實驗，終於開發設 計出本發明的一種具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統及方法，以期藉由本 發明的提出，能夠對社會大眾有所貢獻。本發明的一目的，是提供一種具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統，包
括至少一個第一級網絡裝置、多個i某體儲存端及多個視頻幹道整合器，各該 媒體儲存端提供多個視頻信道，且經該第一級網絡裝置將不同媒體儲存端各自提供視頻信道中的一部分，被分配到到同一個視頻幹道整合器，如此，當 其中一個媒體儲存端發生故障損壞或進行維修時，該視頻幹道整合器損失由該損壞或進行維修的媒體儲存端所提供的視頻信道，換言之，只是該視頻幹 道整合器可以提供的視頻信道數量減少而已，但該視頻幹道整合器仍可提供 與其連接的各個使用者端來自該媒體儲存端所傳來的視頻文件，故，該隨選視頻系統即具有故障弱化(graceful degradation)及容錯(fault tolerance) 的能力。本發明的另一目的，是提供一種隨選視頻系統的故障弱化暨容錯的方法， 包括一第一級網絡裝置、多個媒體儲存端及多個視頻幹道整合器，各該媒體 儲存端經過該第一級網絡裝置，將各該媒體儲存端所提供的多個視頻信道分 別分配到不同的視頻幹道整合器，如此，當其中一個媒體儲存端發生故障損 壞或進行維修時，僅該視頻幹道整合器提供給後端各個使用者端可接收到的 視頻信道數量減少，但使用者端能可接收到來自該媒體儲存端所傳來的視頻 文件，故，該隨選視頻系統具有故障弱化(graceful degradat ion)及容錯的 能力。


圖l是公知隨選視頻系統的架構示意圖； 圖2是本發明的一實際例的架構示意圖； 圖3是本發明的另一實際例的架構示意圖； 圖4是本發明的又另一實際例的架構示意圖； 圖5是36個視頻信道排列成6 x 6的矩形數組的示意圖； 圖6是本發明的又另一實際例的各媒體儲存端所提供的視頻信道編號的 示意圖7是本發明的又另一實際例的第二級網絡裝置所接收的視頻信道編號的示意圖；閨8是本發明的又另一實際例的各視頻幹道整合器所接收的視頻信道編 號的示意圖；圖9是本發明圖6是本發明的又另一實際例的各媒體儲存端、第二級網 絡裝置及視頻幹道整合器的視頻信道編號的示意圖。
具體實施方式
為讓本發明的上述和其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下一個簡化的隨選視頻系統是由至少一個J 某體儲存端(如影訊伺服器)10、 至少一個使用者端12及一通訊網絡14所構成的，亦如先前技術所述該媒體 儲存端10通過至少一個傳輸媒介(如同軸電纜)連接到該通訊網絡14,而使用 者端12則分別利用一個傳輸J!某介(如同軸電纜)連接到該通訊網絡14，如圖1 所示，其中各該媒體儲存端IO是以磁碟陣列技術儲存各個影訊文件，且該媒 體儲存端10並與該通訊網絡14中的至少一個視頻控制器16連接，該使用者 端12由該視頻控制器16進入該通訊網絡14的傳輸路徑，以將該媒體儲存端 10內的一個影訊文件從該通訊網絡14發送到一個使用者端12,是以，該隨 選視頻系統當中的媒體儲存端10、通訊網絡14或任一條傳輸媒介發生故障損 壞時，使用者端12即無法接收到任何的影訊文件，換言之，該通訊網絡14 內部的損壞，或與外部的媒體儲存端IO及使用者端12連接的傳輸^某介損壞， 即令該々某體儲存端10無法經由該通訊網絡14傳送影訊文件到任何一個使用 者端12。基於上述的原因，本發明一種具有故障弱化(graceful degradation)暨 容錯(fault tolerance)的隨選視頻系統，請參閱圖2所示，設有一第一級網 絡裝置2(如交換器(switch)),該第一級網絡裝置2連接多個媒體儲存端 3(如影訊伺服器，video server),該第一級網絡裝置2的另連接到多個視 頻幹道整合器4(trunk combiner),所述視頻千道整合器4則供多個使用者端 5連接，用以經過該第一級網絡裝置2，將至少二個以上的媒體儲存端分別所 提供的至少一個視頻信道(frequency channel)，分別分配到一個視頻幹道 整合器4。易言之，所述視頻幹道整合器4將通過該第一級網絡裝置2，分別接收到 來自不同媒體儲存端3的所有視頻信道中的一部分，使得各該使用者端5從 其所連接的一視頻幹道整合器4可接收到來自不同媒體儲存端3的視頻信道， 如此，當其中一個媒體儲存端3發生故障損壞或進行維修時，該視頻幹道整 合器4的視頻信道的數量，僅減少該發生故障損壞或進行維修的媒體儲存端3 所提供的部分，而該使用者端5仍可通過該視頻幹道整合器4，使用其它未發 生故障損壞或進行維修的媒體儲存端3所提供的視頻信道，使得該隨選視頻 系統具有故障弱化(graceful degradation)及容錯的能力。在本發明的一實施例中，請參閱圖3所示，該第一級網絡裝置2與所述 視頻千道整合器4間尚設有一第二級網絡裝置6(如正交調幅網關器 (quadrature amplitude modulation gateway, 簡稱QAM gateway))， 使 得該第一級網絡裝置2至少兩個媒體儲存端3各自的至少一個視頻信道，先 提供給該第二級網絡裝置6，該第二級網絡裝置6至少兩個媒體儲存端3各自 的至少一個視頻信道，再提供給所述視頻幹道整合器4,令所述視頻幹道整合 器4的所有視頻信道包括不同媒體儲存端3所提供的一個視頻信道，如此， 所述媒體儲存端3所有的視頻信道，經由該第一及二級網絡裝置2、 6分散給 所述視頻幹道整合器4,使得該隨選視頻系統故障弱化(graceful degradation) 及容錯的能力提高。為能更了解本發明的技術特徵，以下乃舉一簡例進行說明，請參閱圖4 所示，假設該隨選視頻系統是具有三個媒體儲存端3、 一個第一級網絡裝置2、 三個第二級網絡裝置6及六個視頻幹道整合器4，且該隨選視頻系統需由該三 個々某體儲存端3提供三十六個視頻信道。在本簡例中，為便於將各該視頻信 道經該第一級網絡裝置2分別分配到各該第二級網絡裝置6及各該視頻千道 整合器4，因此，將所述視頻信道排列成6 x 6的矩形數組(如圖5所示)；而其中第一個媒體儲存端3提供該矩形數組最上兩列編號1 ~ 12的視頻 信道，第二個媒體儲存端3提供該矩形數組中間兩列編號13-24的視頻信道， 第三個Jf某體儲存端3提供該矩形數組最下兩列編號25 ~ 36的視頻信道(如圖6 所示)；而所述視頻信道經該第一級網絡裝置2是分別以該矩形數組從左到右的 每兩行分配到其中一個第二級網絡裝置6(如圖7所示)；且所述第二級網絡裝置6分別以該矩形數組的右上角到左下角的對角線 間的各編號的數個視頻信道分配到其中一個視頻幹道整合器4,並依序將同一 方向相鄰的對角線間的各編號的數個視頻信道分配到其它的視頻幹道整合器 4 (如圖8所示，圖中右半部是虛擬圖5的矩形數組)；故，隨選視頻系統依上述的規則分別將各視頻信道分配到各該第二級網 絡裝置6及各該視頻幹道整合器4後，各該第二級網絡裝置6接收自同一個 媒體儲存端3所提供的四個視頻信道，而各該視頻幹道整合器4則接收自同 一個媒體儲存端3所提供的二個視頻信道(如圖9所示)。在此必須陳明的是，各該第二級網絡裝置6及各該視頻幹道整合器4所 能接收的視頻信道並非只有上述一種方法，上述的方法在隨選視頻系統所提 供的視頻信道數量可用方形矩陣排列，再以前述的規則分別分配到各該第二 級網絡裝置6及各該視頻幹道整合器4，將是最平衡的一種分散方法，但當隨 選視頻系統所提供的視頻信道數量不足以填滿方形矩陣排列的所有位置，仍 然可用上述的規則分別分配到各該第二級網絡裝置6及各該視頻幹道整合器 4，只是各該第二級網絡裝置6及各該視頻幹道整合器4的視頻信道數量並非 是最平衡的。此外，在本發明的各該第二級網絡裝置6及各該視頻幹道整合器4所能 接收的視頻信道數量也並非一定要相同，只要是任一個媒體儲存端3損壞， 使用者端5仍可以從經由該第一級網絡裝置2、第二級網絡裝置6及視頻幹道 整合器4，接收到其它未發生故障損壞或進行維修的i某體儲存端3所提供的視 頻信道，並接收到影訊文件，即是本發明的技術特徵。在本發明的一種故障弱化(graceful degradation)暨容錯(fault tolerance)的方法，該方法應用在一隨選^L頻系統，該隨選i見頻系統提供多 個視頻信道，而將所述視頻信道以一個矩形數組進行排列，使得該隨選視頻 系統是依下列步驟，將所述視頻信道依序被分配到至少一個媒體儲存端3、至 少一個第一級網絡裝置2、多個第二級網絡裝置6及多個視頻信道間所述媒體儲存端3分別被分配到該矩形數組中至少一列的各個視頻信道;該第一級網絡裝置2是分別以該矩形數組中至少一行的各個視頻信道分 配到各該第二級網絡裝置6 (如圖7所示)；所述第二級網絡裝置6分別以該矩形數組的對角線間的各個視頻信道分 配到其中一個視頻幹道整合器4,並依序將同一方向相鄰的對角線間各個視頻 信道，分別分配到其它的視頻幹道整合器4 (如圖8所示)；故，該隨選視頻系統依上述的分配方法，先分別由各該媒體儲存端3提 供一部分的視頻信道，再由該第一級網絡裝置2將不同i某體儲存端3所提供 一部分的視頻信道，再分配到該第二級網絡裝置6，此時，各該第二級網絡裝 置6即分別擁有不同媒體儲存端3所提供的一部分視頻信道，而該視頻幹道 整合器4再從各該第二級網絡裝置6分別收到不同i某體儲存端3所提供的一 部分視頻信道，使得該隨選視頻系統具有故障弱化(graceful degradation) 及容錯的能力。以上所述，僅為本發明的一具體實施例，但本發明的構造特徵並不局限 於此，任何熟悉該項技藝者在本發明領域內，可輕易思及的變化或修飾，皆 可涵蓋在本案的專利範圍。
權利要求
1、一種具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統，包括多個媒體儲存端，各該媒體儲存端分別儲存多個視頻文件，且提供多個視頻信道，所述視頻信道供傳送該視頻文件；一第一級網絡裝置，該第一級網絡裝置接收各該媒體儲存端所提供的各該視頻信道，且將至少二個以上的媒體儲存端分別所提供的至少一個視頻信道連接到外界；及多個視頻幹道整合器，連接到該第一級網絡裝置，並供至少一個使用者端連接，且各該視頻幹道整合器自該第一級網絡裝置接收至少二個以上的媒體儲存端各自提供的至少一個視頻信道。
2、 如權利要求l所述的系統，其中該第一級網絡裝置為一交換器。
3、 如權利要求1所述的系統，其中各該媒體儲存端分別為一視頻伺服器。
4、 一種具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統，包括 多個媒體儲存端，各該媒體儲存端分別儲存多個視頻文件，且提供多個視頻信道，所述視頻信道供傳送該媒體儲存端所輸出的視頻文件；至少一第一級網絡裝置，各該第一級網絡裝置接收各該媒體儲存端所提供的各該視頻信道，且將至少二個以上的媒體儲存端各自提供的至少 一個視頻信道連接到外界；至少一第二級網絡裝置，各該第二級網絡裝置至少連接到兩個以上的第一級網絡裝置，各該第二級網絡裝置自與其連接的各該第一級網絡裝置，分別接收至少二個以上的媒體儲存端各自提供的至少一個視頻信道；及多個視頻幹道整合器，至少連接到兩個以上的第二級網絡裝置，並供至少一個使用者端連接，且各該視頻幹道整合器自與其連接的各該第二級網絡裝置，分別接收至少二個以上的媒體儲存端各自提供的至少一個視頻信道。
5、 如權利要求4所述的系統，其中該第一級網絡裝置為一交換器。
6、 如權利要求4所述的系統，其中各該媒體儲存端分別為一視頻伺服器。
7、 如權利要求4所述的系統，其中各該第二級網絡裝置分別為一正交調 幅網關器。
8、 一種故障弱化暨容錯的方法，應用在一隨選視頻系統，該隨選視頻系 統提供多個視頻信道，而將所述視頻信道以一個矩形數組進行排列，使得該 隨選視頻系統依下列步驟，將所述視頻信道依序被分配到至少 一個媒體儲存 端、至少一個第一級網絡裝置、多個第二級網絡裝置及多個視頻信道間所述媒體儲存端分別被分配到該矩形數組中至少一列的各個視頻信道； 該第 一級網絡裝置系分別以該矩形數組中至少 一行的各個視頻信道分配 到各該第二級網絡裝置；及所述笫二級網絡裝置分別以該矩形數組的對角線間的各個視頻信道分配 到其中 一個視頻幹道整合器，並依序將同 一方向相鄰的對角線間各個視頻信 道，分別分配到其它的視頻幹道整合器。
全文摘要
本發明是一種具有故障弱化暨容錯的隨選視頻系統及方法，是通過一第一級網絡裝置接收到來自不同的媒體儲存端所提供的多個視頻信道，再由多個視頻幹道整合器接收到來自不同第一級網絡裝置所傳來的各該視頻信道，而由各該視頻幹道整合器可供至少一個使用者端連接，並將所述視頻信道提供給各該使用者端使用，如此，其中一個媒體儲存端發生故障損壞或進行維修時，僅該視頻幹道整合器提供的視頻信道數量減少，但各該使用者端仍可從其所連接視頻幹道整合器剩餘所提供的視頻信道，接收到其中一個媒體儲存端所傳來的一影訊文件。
文檔編號H04N7/173GK101166263SQ20061013638
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月17日 優先權日2006年10月17日
發明者王蓬生, 程其敬, 許清山 申請人:盈汛科技股份有限公司