優化使用多媒體通信網絡中技術資源的方法和設備的製作方法

2023-06-29 23:26:46

專利名稱：優化使用多媒體通信網絡中技術資源的方法和設備的製作方法
為了能通過多媒體通信網絡利用寬帶多媒體業務例如數字分布電視，在傳輸技術上將各個要傳送到用戶的節目或點播的數字視頻數據(「視頻點播」、「多媒體點播」)分配到面向ATM(異步傳輸模式)的多媒體通信網絡上的各個虛連接。為了選擇並接收數字視頻數據，每個用戶需要一個與多媒體通信網絡連接的網絡終端單元，在專業領域中稱為「機頂盒」(Set-Top-Box)，通過一個普通的單向接口，例如一個SCART(Syndicatdes Constructions d′Appareils Radio，Recepsteurs et Televiseurs)接口，一臺傳統的電視機或一個多媒體終端設備可以與之相連。通過機頂盒的遙控，實現選擇當前的節目或所希望的數字視頻數據。其中，構造一個指明所挑選的視頻數據的協議消息，並且通過用戶連接單元發送到安排在多媒體通信網絡中的一個網絡控制單元。該單元管理位於用戶連接單元和網絡控制單元間的可供使用的資源或帶寬的分配。為了保證優化的使用可供使用的資源或帶寬，也避免視頻數據傳送時的冗餘信息，只有當前通過機頂盒點播的節目或數字視頻數據由網絡控制單元分配到有關的用戶連接單元。當一個機頂盒點播一個節目或數字視頻數據時，假如被點播的節目或數字視頻數據不是已經傳送到另一個機頂盒，那麼就由網絡控制單元保留或分配用於傳送數字視頻數據所必需的帶寬或空閒的虛連接。當由機頂盒通知結束傳送所點播的視頻數據時，假如不必為另外的機頂盒傳送所涉及的數字視頻數據，那麼通過網絡控制單元重新釋放被分配的位率或資源，即為之保留的虛連接。
當釋放資源即釋放分配給數字視頻數據的帶寬時，這時會出現下面問題如果一個用戶關掉他的與機頂盒相連的電視機-例如通過遙控轉接到備用狀態-沒有通知機頂盒結束傳送所點播的視頻數據，那麼機頂盒可能不通知網絡控制單元結束視頻數據點播。假如沒有另外的機頂盒接收同一個節目或相同數字視頻數據，那麼為從現在起已關斷的電視機仍保持已分配的帶寬的分配，這時，被分配的虛連接保持不被使用。在極端情況下，網絡控制單元和用戶連接單元間的交換技術和傳輸技術資源被已不使用的然而已分配的虛連接阻塞。
本發明基於這一任務，即優化多媒體通信網絡中交換技術和傳輸技術資源的使用。完成此項任務的方法是在具有通過多媒體網絡終端單元連接的多媒體通信終端設備的多媒體通信網絡，檢驗各個多媒體通信終端設備的有效狀態和/或無效狀態，並且在優化使用多媒體通信網絡交換技術和傳輸技術資源的意義上，通知多媒體通信網絡。
本發明的方法基本的方面是檢驗多媒體通信終端設備的有效狀態或無效狀態和在優化多媒體通信網的交換技術和傳輸技術資源的意義上通知多媒體通信網絡。通過這種措施，多媒體通信網絡的傳輸技術容量被優化使用，因為已分配的不再使用的傳輸技術資源，特別在寬帶網的連接範圍內被自動釋放。
優越性是把檢查多媒體通信終端設備有效狀態或無效狀態的結果通知給一個網絡控制單元，該單元藉助於所通知的檢查結果，保持分配或釋放分配給各個多媒體通信終端設備的交換技術和傳輸技術資源，這些資源屬於安排在網絡控制單元和用戶連接單元間的多媒體通信網絡，其中網絡控制單元和一個上級多媒體通信網絡連接，用戶連接單元通過一個多媒體網絡終端單元(Set-Top-Box)至少與一個多媒體通信終端設備連接。利用檢查和通知連接在多媒體通訊網絡上的多媒體通信終端設備的有效狀態或無效狀態，優化使用安排在網絡控制單元和用戶連接單元間的多媒體通信網絡的資源即帶寬，因為已分配的、不使用的帶寬或已分配的、不使用的虛連接通過網絡控制單元被釋放。
通過每次測定向各個多媒體通信終端設備輸入的電功率的總數，並且因此構成表示輸入電功率的功率測量值的總數，可以特別有效和經濟的確定通過多媒體網絡終端單元和多媒體通信網絡連接的多媒體通信終端設備的有效狀態或無效狀態。對這可以用以下方式估算當電功率值超過一個可預先給定值時，確定當時的多媒體通信終端設備的有效狀態；當電功率值低於一個可預先給定值時，確定當時的多媒體通信終端設備的無效狀態；並且有效或無效狀態被通告網絡控制單元。同樣，根據另一個有益的實施例的方案，可以對已構成的功率測量值以下列方式估算；當功率測量值以一個差額上升時，確定當時的多媒體通信終端設備的有效狀態；當功率測量值以一個差額下降時，確定當時的多媒體通信終端設備的無效狀態。每次向多媒體通信終端設備輸入的電功率總數，可以特別簡單地並且以微小的電路技術花費通過對電壓、電流或功率的測量計算出來。
多媒體通信終端設備通過一個多媒體網絡終端單元和一個用戶連接單元與多媒體通信網絡連接，至少檢查一個該設備有效狀態和/或無效狀態的裝置，可以根據經濟花費不同來不同實現。根據第一個實施例的方案，它可以在多媒體網絡終端單元中實現。在第二個實施例方案中，檢查多媒體通信終端設備有效狀態和/或無效狀態的裝置，同樣可以集成在多媒體通信終端設備內部。作為第三個實施例的方案，檢查多媒體通信終端設備有效狀態和/或無效狀態的裝置可以在一個獨立的、安排在多媒體通信終端設備和多媒體網絡終端單元間的測定單元中實現。
本發明還提出其它一些有益的實施例的改進方案。
下面，根據框圖，詳細介紹本發明的方法。
框圖示出了一個安排在網絡控制單元OLT和用戶連接單元ONU間，並根據異步傳輸模式(ATM)設計的多媒體通信網絡BPON。在這裡，用戶連接單元ONU(下行)方向的數據傳輸速率的數額為622Mbit/s，而在網絡控制單元OLT(上行)方向的數據傳輸速率數額為200Mbit/s，網絡控制單元OLT通過光波導LWL連接到上級多媒體通信網絡OKN，並且表示上級多媒體通信網絡OKN的網絡終端。通過使用光波導LWL的帶寬，m個虛似的、傳送數字視頻數據的連接被引導至網絡控制單元OLT。在用戶連接範圍ACCESS中，通過用戶連接單元ONU，多個和網絡電源電壓Uo連接的多媒體網絡終端單元STB1…n，下面稱為「機頂盒」，通過玻璃光纖光纜或銅導線和多媒體通信網絡BPON連接。在一個在機頂盒STB1…n中實現的接口模塊SCART上通過電視電纜FK連接一個傳統的電視機TV1…n。
通過遙控，機頂盒STB1…n-一般為無線-可以點播已提供的、引向網絡控制單元OLT的數字視頻數據-例如商業電視節目，或娛樂影片(「視頻點播」、「付費電視」)。為此，機頂盒STB1…n構造一個相應的，包含點播信息的協議消息pn，並通過用戶連接單元ONU和通過安排在用戶連接範圍ACCESS內的多媒體通信網絡BPON發送到網絡控制單元OLT，該單元管理通過上級多媒體通信網絡OKN延伸到多媒體通信網BPON有限資源的m個虛連接-例如622Mbit/s-即用於數據傳輸的可分配的限制數目為n(n＜m)的虛連接。在寬帶還有窄帶業務中(例如電話和傳真)，通過多媒體通信網絡BPON的實際的突髮式的通信業務(「burstytruffic″)是不可預見的。為了優化使用多媒體通信網絡有限的資源，只有把從機頂盒STB1…n點播的數字視頻數據，經有限數目n(n＜m)個用於可供數據傳輸使用的通過多媒體通信網絡BPON的虛連接傳輸。為了避免冗餘信息，即避免數字視頻數據從網絡控制單元OLT通過多媒體通信網絡BPON到用戶連接單元ONU的多重傳輸，當從不同的機頂盒STB(1…n)多重點播同一數字視頻數據時，僅由網絡控制單元OLT分配一個虛連接；所點播的數據通過用戶連接單元ONU分配到各有關機頂盒STB1…n。當一個機頂盒STB1…n通過一個相應的協議消息pn通知結束數據點播時，假如沒有另外的機頂盒需要通過BPON傳送所涉及的視頻數據，那麼通過網絡控制單元OLT，用於傳送數字視頻數據的已分配的虛連接即被分配的資源或被分配的帶寬被重新釋放。
根據本發明方法的第一個有益的實施例的改進方案，與機頂盒STB1連接的電視機TV1通過一條電源線NL1和安排在機頂盒STB1內部的電源提供單元EV1相連，並且由它提供電壓和電流。因此，藉助電視機TV1的電源供給通過機頂盒STB1實現，可以通過機頂盒STB1測定電視機TV接通無效狀態或者接通備用狀態，這意味著中斷傳輸點播的數字視頻數據。在機頂盒STB1中安排了電源供給單元EV1，它配備了測量裝置SM1，以測量當前輸入到電視機TV1的電流強度。通過測量裝置SM1以定期重複間隔測量電流強度得到的測量值，通過連接線VL輸送給一個同樣安排在機頂盒中的鑑定單元BE1。當電視機TV1關閉或在備用狀態下接通時，回傳由測量裝置SM1測量得到的電流強度。當測量的電流值低於一個任意預先給定的閾值時-通過引入一個閾值可以判斷「備用狀態」-由鑑定單元BE1識別電視機TV1的無效狀態，並且在機頂盒STB1中構成一個相應的協議消息pn。這個消息通過用戶連接單元ONU和多媒體通信網絡BPON發送到網絡控制單元OLT-這通過虛線表示-。在網絡控制單元OLT中分析所通知的協議消息pn後，考慮所述的條件，被分配的資源zr即為傳輸數字視頻數據所分配的虛連接-例如具有傳輸速率5Mbit/s-重新釋放。
根據本發明方法的另一個有益的實施例的改進方案，在機頂盒STBn和通過電視電纜FK與其連接的電視機TVn之間，安排了一個獨立的和網絡供電電壓Uo相連的測定單元EE。和已給提到的實施例的改進方案相反，電視機TVn通過一條電源線Nln由一個安排在測定單元EE中的電能供給單元EVn提供電能或者電壓和電流。為了測定在無效狀態下接通電視機TVn，並且為了因此促使中斷點播的數字視頻數據傳輸，因此為電能供給單元EVn配備了一個測量裝置SMn，用於測量當前向電視機TVn輸送的電流強度，這裡以定期重複間隔測量電流強度所得到的測量值通過一個連接線VL輸送給一個安排在測定單元EE中的鑑定單元BEn。假如電流強度低於一個任意的可預先給定的閾值，那麼由鑑定單元BEn確定電視機TVn的無效狀態並且構造一個無效狀態信號i，它通過測定單元EE的一個輸出端A和一個信令導線SL被引導至機頂盒STBn的一個輸入端SE。在這裡構成一個包括結束數據視頻數據傳輸的協議消息pn，並且通過用戶連接單元ONU和多媒體通信網絡BPON中繼傳輸至網絡控制單元OLT，其中已分配的資源zr以上述方式和方法被釋放。如果電流強度超出任意的可預先給定的閾值，則由鑑定單元BEn確定電視機TVn的有效狀態並且構造一個有效狀態信號a，該信號通過測定單元EE的一個輸出端A和信令導線SL被導向機頂盒STBn的一個輸入端SE。根據本發明的方法，當點播數字視頻數據時，只有當在測定單元EE中產生的有效狀態信號a通過信令導線SL被導向機頂盒STBn的輸入端SE時；在機頂盒STBn內構造一個相對應的包括點播信息的協議消息pn，即只有當接通或有效狀態下接通電視機TVn時，由機頂盒STBn請求用於數據視頻數據傳輸所必需的資源zr。
安排在上述測定單元EE中的測量裝置SMn測量當前向電視機TVn輸送的電流強度，以及安排在上述測定單元中的鑑定單元BEn用於構造一個有效狀態信號a，這兩個裝置根據另外一個沒有示出的實施例的改進方案也可以在有關電視機TV中實現，應能測定電視機有效狀態和/或無效狀態；已構成的有效狀態信號a或無效狀態信號i這時通過一條連接線VL直接導向機頂盒STB的一個輸入端SE。
通過上述根據本發明的實施例，可優化使用安排在網絡控制單元OLT和用戶連接單元ONU間的多媒體通信網絡BPON的傳輸技術和交換技術資源vr，因為已分配的、通過多媒體通信網絡BPON引導的、沒有使用的虛連接不由網絡控制單元OLT激活或者釋放，並且因此保持多媒體設備的寬帶和窄帶業務的可用性。
權利要求
1.優化使用多媒體通信網絡(BPON)的交換技術和傳輸技術資源(vr)的方法，該多媒體通信網絡(BPON)具有通過多媒體網絡終端單元(STB1…n)連接的多媒體通信終端設備(TV1..n)，在這個方法中檢查各個多媒體終端設備(TV1..n)的有效狀態和/或無效狀態，並且在優化使用BPON交換技術和傳輸技術資源(vr)的意義上通知多媒體網絡(BPON)。
2.根據權利要求1的方法，其特徵在於，藉助於所通知的檢查結果，分配給當時的多媒體通信終端設備(TV1…n)的、安排在一個網絡控制單元(OLT)和一個用戶連接單元(ONU)間的多媒體通信網絡(BPON)的交換技術和傳輸技術資源(zr)保持分配或被釋放，其中網絡控制單元(OLT)和一個上級多媒體通信網絡(OKN)連接，並且用戶連接單元(ONU)通過一個多媒體網絡終端單元(STB1…n)至少與一個多媒體通信終端設備(TV1…n)的連接。
3.根據權利要求1或2的方法，其特徵在於，根據所通知的檢查結果，請求交換技術和傳輸技術資源(zr)。
4.根據權利要求2或3的方法，其特徵在於，安排在網絡控制單元(OLT)和用戶連接單元(ONU)間的多媒體通信網絡(BPON)的交換技術和傳輸技術資源(vr)，由根據異步傳輸模式工作的虛連接實現，並且可為每一個在網絡控制單元(OLT)中設置的多媒體數據源分配一個虛連接。
5.根據權利要求2至4中的任一個方法，其特徵在於，每次測定向各個多媒體通信終端設備(TV1…n)輸入的電功率的總數，並且從中構成表示輸入電功率的功率測量值的總數，對此可以用下列方式和辦法估算當電功率值超過一個可預先給定值時，確定當時的多媒體通信終端設備(TV1…n)的有效狀態；當電功率值低於一個可預先給定值時，確定當時的多媒體通信終端設備(TV1…n)的無效狀態；並且有效或無效狀態被通知網絡控制單元(OLT)。
6.根據權利要求2至4中的任一個方法，其特徵在於，每次測定向各個多媒體通信終端設備(TV1…n)輸入的電功率的總數，並且從中構成表示輸入的電功率的功率測量值的總數，對此可以用下列方式和辦法估算當功率測量值以一個可預先給定差額上升時，確定當時的多媒體通信終端設備(TV1…n)的有效狀態；當功率測量值以一個差額下降時，確定當時的多媒體通信終端設備(TV1…n)的無效狀態；並且有效或無效狀態被通知網絡控制單元(OLT)。
7.根據權利要求1至6中的任一個方法，其特徵在於，通過對電壓、電流或功率測量，確定向各個多媒體通信終端設備(TV1…n)輸入電功率的總數。
8.多媒體網絡終端單元(STB1)至少連接一個多媒體通信終端設備(TV1)到多媒體通信網絡(BPON)，具有至少向一個多媒體通信終端設備(TV1)提供電源的裝置(EV1)，具有分配的裝置用於檢驗和通知至少一個被連接的多媒體通信終端設備(TV1)的有效狀態和/或無效狀態。
9.根據權利要求8的多媒體網絡終端單元(STB1)，其特徵在於，檢驗至少一個被連接的多媒體通信終端設備(TV1)的有效狀態和/或無效狀態的裝置由測定輸入到至少一個被連接的多媒體通信終端設備(TV1)的電功率的總數，並構成表示輸入電功率總數的功率測量值的裝置(SM1)來實現，這裡功率測量值被中繼傳輸到一個鑑定單元(BE1)，並且該鑑定單元(BE1)具有在下列條件下構成一個有效狀態信號(a)的裝置—當功率測量值以一個可預先給定的差額上升時，或者—當功率測量值超過一個可預先給定值時和在下列條件下構成無效狀態信號(i)的裝置—當功率測量值以一個可預先給定的差額下降時，或者—當功率測量值低於一個可預先給定值時，這裡，如此構成的有效狀態信號(a)和無效狀態信號(i)被根據協議插入到一條協議消息(pn)中。
10.多媒體通信終端設備(TV)具有某些裝置，這些裝置檢驗有效狀態和/或無效狀態以及構成一個有效狀態信號(a)或無效狀態信號(i)，這裡，如此構成的有效狀態信號(a)或者無效狀態信號(i)被引導至與一個多媒體網絡終端單元(STB)可連接的多媒體通信終端設備(TV)的一個輸出端。
11.根據權利要求10的多媒體通信終端設備(TV)，其特徵在於，檢驗有效狀態和/或無效狀態的裝置由測定輸入電功率的總數，並構成表示輸入電功率總數的功率測量值的裝置來實現，這裡功率測量值被中繼傳輸到一個鑑定單元(BE)，並且該鑑定單元具有在下列條件下構成一個有效狀態信號(a)的裝置—當功率測量值以一個可預先給定的差額上升時，或者—當功率測量值超過一個可預先給定值時和在下列條件下構成無效狀態信號(i)的裝置—當功率測量值以一個可預先給定的差額下降時，或者—當功率測量值低於一個可預先給定值時，這裡，如此構成的有效狀態信號(a)或者無效狀態信號(i)被引導至與一個多媒體網絡終端單元(STB)可連接的一個輸出端。
12.多媒體通信設備具有連接至少一個多媒體通信終端設備(TV)的多媒體網絡終端單元(STB)，該設備-具有在至少一個多媒體通信終端設備(TV)中設置的裝置，用於測定輸入電功率的總數；構成表示輸入功率總數的功率測量值；並且中繼傳輸功率測量值到安排在多媒體網絡終端單元(STB)中的鑑定單元(BE)中，並且-具有在多媒體網絡終端單元(STB)的鑑定單元(BE)中設置的裝置，用於在下列條件下構成有效狀態信號(a)——當功率測量值以一個可預先給定的差額上升時，或者——當功率測量值超過一個可預先給定值時和在下列條件下構成無效狀態信號(i)的裝置——當功率測量值以一個可預先給定的差額下降時，或者——當功率測量值低於一個可預先給定值時，這裡，如此構成的有效狀態信號(a)和無效狀態信號(i)被根據協議插入到一條協議消息(pn)中。
13.測定單元(EE)連接至少一個多媒體通信終端設備(TVn)電源和連接多媒體網絡終端單元(STBn)，該測定單元具有為至少一個多媒體通信終端設備(TVn)提供電源的裝置(EVn)，還具有用於以下目的的裝置，-測定至少一個被連接的多媒體通信終端設備(TVn)的有效狀態和/或無效狀態和-構成一個有效狀態信號(a)或者無效狀態信號(i)，這裡，如此構成的有效狀態信號(a)或者無效狀態信號(i)被引導至一個與多媒體網絡終端單元(STBn)一個輸入端(SE)可連接的測定單元(EE)的輸出端(A)。
14.根據權利要求13的測定單元，其特徵在於測定至少一個被連接的多媒體通信終端設備(TVn)的有效狀態和/或無效狀態的裝置由測定輸入到至少一個多媒體通信終端設備(TVn)的電功率的總數，並構成表示輸入電功率總數的功率測量值的裝置(SMn)來實現，這裡功率測量值被中繼傳輸到一個鑑定單元(BEn)，並且該鑑定單元(BEn)具有在下列條件下構成一個有效狀態信號(a)的裝置—當功率測量值以一個可預先給定的差額上升時，或者—當功率測量值超過一個可預先給定值時和在下列條件下構成無效狀態信號(i)的裝置—當功率測量值以該差額下降時，或者—當功率測量值低於一個可預先給定值時。
15.多媒體通信設備具有一個連接至少一個多媒體通信終端設備(TV)的測定單元(EE)和一個多媒體網絡終端單元(STB)的測定單元(EE)，-具有在測定單元中設置的為至少一個多媒體通信終端設備(TV)供電的裝置(EV)和-具有在測定單元(EE)中設置的裝置，用於測定向至少一個多媒體通信終端設備(TV)輸入電功率的總數，並構成表示輸入電功率總數的功率測量值，這裡功率測量值被中繼傳輸到一個安排在多媒體網絡終端單元(STB)中的鑑定單元(BE)，並且-該鑑定單元(BE)具有在下列條件下構成一個有效狀態信號(a)的裝置——當功率測量值以一個可預先給定的差額上升時，或者——當功率測量值超過一個可預先給定值時和在下列條件下構成無效狀態信號(i)的裝置——當功率測量值以一個可預先給定的差額下降時，或者——當功率測量值低於一個可預先給定值時。這裡，如此構成的有效狀態信號(a)或無效狀態信號(i)被根據協議插入到一條協議消息(pn)中。
全文摘要
通過測定連接到一個多媒體通信網絡(BPON)的多媒體通信終端設備(TV1...n)的有效狀態和/或無效狀態,可以優化使用多媒體通信網絡(BPON)中交換技術和傳輸技術資源(vr),即虛擬ATM連接的位速率。這裡在多媒體通信網絡(BPON)中,依賴於已測定的有效和/或無效狀態,未被使用的、已分配的資源(zr)自動重新被釋放,或者一個資源(zr)請求被抑制。
文檔編號H04L12/54GK1171684SQ9711384
公開日1998年1月28日 申請日期1997年6月27日 優先權日1996年6月27日
發明者R·庫赫勒 申請人:西門子公司