CN1091881A - 用于视频请求式业务的公共交换电话网结构 - Google Patents

Abstract

公共交换电话网PSTN向用户住所提供来自视 频信息供应者的数字视频信号。用户通过PSTN用 标准电话装置或通过ISDN分组网络用专用控制设 备指定视频节目。该请求被传送到指定视频信息供 应者并建立视频信息供应者和中央局之间的数字传 输连通性。不对称数字用户线路接口单元通过本地 回路提供中央局和用户间的连通，用送往用户的话音 信息来频分多路调制数字视频信息，并支持用户至中 央局的反向控制信道传输。

Description

本发明涉及公共交换电话网（PSTN）的结构，更具体地说，涉及组合的声音和数据的交换结构和用于提供由远程或局内的视频供应者经PSTN至市内用户的连通性的方法。

整个移动的视频数据的分配从早期的电视广播就已开展，以满足观众要求。最早的视频分配是靠摄像机和视频监视器之间的点对点布线实现的。以后不久，以上所述继之以经过无线电波传输定时节目的电视台的迅速增加。在六十年代，建立了共用天线电视（CATV）系统，开始在广播接收边缘地区向观众提供停播（off-air）电视信号。遵照FCC（美国联邦通信委员会）规章，要求CATV工业除了提供所需要的停播广播信号分配之外，还要提供局部通道和原始广播节目。随着人们对更多电视广播节目的需求，建立了一些有线网络广播节目源。由于有线电视系统可得到宽阔的带宽，所以可为新的广播节目附加可用频道。然而，广播节目通常是预先安排的，而让观众在指定时间调谐到为收看某一特定节目的指定频道。

为了增加收益，有线电视系统开始分配只是备有适当的破密器的用户才能收看的保险费频道。破密装置将接收保险费频道并破译视频和音频信息以便提供标准电视接收机能够接收的输出信号。按观看次数计费收视节目的费用过后才支付。这些节目包括最近放映的电影、实况音乐会和大众体育节目。希望收看按画面计费的用户应向有线操作员发出指令，于是，在规定时间，用户的破密器会被启动，以允许收看按次计费节目。可是，用户被限制在预定时间收看该节目，而没有考虑在用户所指定的时间和日期向用户提供节目。

例如，属于贝斯勒（Bessler）等人的美国专利4755872描述了供装有单向可寻址变频器的有线系统使用的脉冲式按次计费系统。大城市区的一些中央局各自提供代表有线用户的电话号码的自动号码标识（ANI）信息和代表电缆被收看或被取消事件的代码。该数据被异步地传送到设置在中央局的电话通信单位（TCU）。TCU把数据异步地送到设置在电缆分线台的电话通信控制器（TCC）。系统控制器在该电缆接头处接收来自各用户的数据，确定相应家用终端部件的地址位置，并进行其他的内务处理活动。然后控制器授权家用终端部件接收并破译所要求的节目。

在八十年代初期，技术上的进步导致盒式磁带录像机（VCR）的迅速激增，由此建立了用于视频节目分配的第二频道。预先录下的现成的视频节目可以出售和出租给VCR拥有者。有VCR的观众能从许多适于出售和出租的标题中选择节目并在方便时收看。此外VCR所有者还可利用VCR的特殊功能有选择地收看节目。这样，观众能随意暂停、快进、倒带和重播部分节目。可是，为这方便所付出的代价是：到本地的录像带销售和/或出租商店、等待流行的视频节目变为可供销售和/或出租用的录像带、回家观看盒式录像带，以及还要返回视频商店归还租用的磁带等等一系列的麻烦。

为了将有线和盒式录像带二者分配节目的优点结合起来，一些有线操作人员已推荐节目请求式有线系统。例如，Walter的美国专利4506387描述了一种节目请求式有线系统，该系统允许用户从节目库中选择一个视频节目。用户通过专用光纤控制缆把该节目请求传送给中央数据站，然后以高的、非实时速率通过光导纤维通信网络把该视频节目传送给在用户所在地的数据接收站。然后数据接收站把所接收的光数据转回为电数据，并为后来的实时传输将其储存到用户的电视机中。

博德克（Podock）等人的美国专利5014125描述了用于通过电视系统（例如电缆网）传送停帧视频图像和伴音的交互式电视系统。电话网被用来建立观众单元（Viewer′s    location）和中央单元（central    location）之间的双向通信路径。属于观众的信息以及与观众选择有关用于显示的指令和其他数据，借助于电话连接从处在观众位置的终端被传送到中央单元。同样的电话连接被用来将来自中央单元的音频信息传输到观众的终端。用户终端把音频信息和通过别的媒体（例如专用配线电缆）传输的视频信息结合起来。

克拉克（Clark）等人的美国专利4761684描述了一个电话存取显示系统，该系统采用节目数据处理机操作一个有线电视系统，其中，用户选择将在公用有线信道上显示的视频信息。用户使用电话机访问数据处理机并且通过使用按键式电话机的键盘输入一个数字代码来选择要通过有线系统播出的视频信息。该数据处理机处理产生的信号，检索来自存储器的视频信息并将其安排在一个行列中以便同时向所有用户广播。

戈登（Gordon）等人的美国专利4763191描述了用于请求识别的选择的拨号（dial-up）电话网设备。主叫用户通过电话网拨通用于为特定选择发出指令的拨号观看号码“800”。市内和长途交换局访问集中式数据库以便为网络服务设备提供路由指令，该设备确认该请求并为有线电视配线设备提供该请求。把ANI和该请求一起转到节目自动供应（vendor）设备。该供应设备经由在呼叫用户电视机上的可寻址破密器通过市内有线电话公司向呼叫用户提供所请求的节目。

蒙斯罗（Monslow）等人的美国专利4995078描述了使用专用电缆的电视广播系统，该电缆用于在观众所请求的时间向请求观众的电视接收机实时传送观众所选的节目。观众打电话给中央单元点播某一特定节目和观看时间。有关的用户服务代表回答来话呼叫并把该信息送进调度计算机。另一方面，“自动拨号”装置可用来请求节目，该请求直接被转到语音应答系统。如果在要求的时间尚未排定所选择的电影，该系统就选择一个适当的有线信道，操作人员启动相应的VCR以便在要求的时间传送节目。

兰伯特（Lambert）的美国专利4381522揭示一种系统，其中观从可打电话给有线电话公司中央单元，并选择经过有线电视系统的其中一个频道播出的视频节目。计算机编制所选择节目的时间表，在排定的时间传送该节目，并在专用目录信道上传送所有排定的节目的目录。观众监视该目录信道，以确定何时所要求的录像节目预定在何时经过电缆播出，然后在规定时间调谐到所指定的频道以便观看该节目。

节目请求或有线系统的缺点是由于适用于分配视频节目的未用的有线频道的数量少，导致可同时供给观众收看的不同节目的数量有限。随着适用于有线系统操作员的保险费和按次计费视频节目的增加，几乎没有仍然空着可供选择节目的观众使用的频道。此外，用户必须放弃包括暂停、快进和倒带等理想的视频节目的VCR式控制功能。

已有人建议将电话线路作为视频分配的补充方式。古德曼（Goodman）等人的美国专利5010399描述的视频传输系统，是利用现有电话线路在住所范围内分配视频和控制信号。借助于滤波，在没有干扰电话通信的情况下，经过当前有效的电话线路同时传输视频和控制信号是可能的。该专利包括了关于经过普通电话线路传输视频信号的问题的广泛讨论。

克莱呢曼（Kleinerman）的美国专利4849811描述了利用二进制频移键控（BFSK）通过标准电话线路同时传送音频和视频的数字化单帧。使用帧接收器（frame    grabber）把图像变换成标准的NTSC信号供监视器显示之用。

因此，当经过现有的有线电视系统可获得同时实时分配数量较少的视频节目时，系统的容量受到该系统可得到的空闲频道数量的限制。此外，有线分配技术提供了有限的节目选择，因为许多用户必须监视某一特定选择以证明在视频节目持续时间内使用专用频道是合算的。再者，有线系统分配视频节目在用户方面只提供极小的节目灵活性，而且视频道可用性而定。最后，没有为实时控制视频作好准备。因此，该用户处在没有对节目内容进行标准的VCR式控制的情况下。

与有线分配相反，若只要静止帧即电视会议功能的话使用PSTN的系统往往带宽受限制。因为该系统只为用户之间和/或用户与视频信息提供者（VIPS）之间的连通性而使用PSTN，所以在不需要专门租用的宽频带电路情况下，不存在用于数字化电视的动态路由选择的能力。该系统也未能提供节目的VCR式功能控制。

因此，本发明的一个目的是使用PSTN的部件提供请求式视频节目。

本发明的另一个目的是经由PSTN向多个视频节目源提供用户通路。

本发明的又一个目的是对视频节目的传送提供用户实时控制。

本发明的更进一步目的是在开始请求以后的预定短暂处理间隔时间内为用户提供一个选出的视频节目。

根据本发明的一个方面，公共交换电话网（PSTN）向众多的用户住所中的一个提供来自视频信息供应者（VIP）的视频信号。VIP把视频数据的压缩数字格式与相关的压缩数字音频数据以组合在一起的方式储存并传送给PSTN。（除非另有说明本文所用的，词组“视频信号”和“视频数据”包括组合的数字视频和音频数据信号）。

用户配有一个用户接口单元，它包括用于接收来自用户本地回路的多路复用信号的本地回路输入节点。分离器把多路复用信号分隔成视频输出信号和用户电话装置信号，这些输出信号在各自的输出节点产生。相应中央局（CO）的接口设备被设置在各用户回路节点的CO端。CO接口包括用于接收视频信号和一个电话装置信号的输入电路。视频和电话装置信号经由CO接口复合，并作为多路复用信号传送给各自的用户回路。

话音转换开关从CO接口接收电话装置信号并响应由电话装置信号传来的电话号码数据。为响应电话号码，该转换开关为将音频信号从用户电话本地回路连通到视频入口（gateway）提供了保证。话音转换开关也在用于常规电话通信的网络上为其他用户提供带内电话连通性。

视频入口对从用户电话装置接收的控制信号作出响应以便为VIP提供视频调度数据。同样数字交叉连接系统（DCS）对视频入口作出反应，接收来自视频供应者的视频数据并把视频数据供给所选择的CO接口。于是，经由DCSCO接口和用户电话本地回路至用户接口单元把来自视频供应者的视频信号供给用户。

把来自用户接口的输出供给译码器，该译码器完成数字化视频信号的减压和数字至模拟的转换。该译码器还译出包含有压缩后视频信号的数字化音频信号，把数字化音频信号转换成模拟信号，并给用户提供该输出。

该用户接口还包括用于将数字指令信号（通过各自的用户回路传送到CO接口的电路。这些数字指令信号包括要提供给视频入口的视频调度数据。从用户到CO接口的这一数据键，也支持对经过CO所供给的视频数据的用户控制。也可以把控制数据提供给一个用于传送到VIP的数据网络以支持交互视频信号传输。

根据本发明的另一个方面，视频存储设备提供对来自VIP经由DCS所接收的视频数据的中间转换。视频存储设备是可控的以便在用户控制下为响应来自用户接口的数字指令信号而提供VCR式功能，即包括：暂停、慢转、前进和反向搜索、快进和倒退等。这些功能可借助在用户接口的人工输入或遥控使用常规的红外遥控设备而得到的。

本发明的另一个特征包括呼叫者标识信息从话音转换开关到视频入口的传输。视频入口把呼叫者标识信息变换成网络地址，并把该地址信息传到PSTN以便为计费目的建立请求呼叫者与数字信号间的连通。呼叫者标识信息也被输送到VIP供用户识别之用。VIP设备利用用户的数据地址为交互视频控制建立与用户连接的数据链路。

本发明的又一特征包括用户的存储器通过视频调度单元来存取数据。存取数据连同用户标识信息被用来定义和限定按日计时的系统、VIP和视频节目名称的存取。预编程序的个人标识号码（PINS）被用户用来最优先或重新定义系统存取。

根据本发明的另一个目的，提供用户住所和中央局之间的连通性的本地回路可以是标准塞尖（tip）和环形电话线对、同轴电缆或光导纤维缆。

根据本发明的另一个方面，PSTN为用户住所提供来自VIP的视频数据。VIP提供数字化压缩视频/音频数据节目的可选择的输出，这些节目包括：故事片、音乐电视、医学和商业图像、电视电话、电视会议，法庭审讯、远距学习、监视电视、电视游戏、家庭购物和高分辨率电视（HDTV）。

用户回路传输设备把来自CO单元的视频数据供给用户住所，并且把来自用户住所的用户指示数据供给CO单元。用户回路传输设备也在用户住所和CO之间传送电话服务信号。CO转换开关接收来自用户回路的用户指示数据，并把指示数据供给视频入口。接着，视频入口把视频路由选择数据供给DCS，接着，DCS把来自VIP的视频数据供给用户回路传输设备。

根据本发明的另一个特征，设置了数据传输装置用于将用户指令数据传送至VIP。该数据传输装置可包括分组数据网络。

用户回路包括用于提供CO和用户住所之间的连通性的本地回路。中央局接口在本地回路上传送视频数据至用户住所，并且将包括指令数据的用户控制数据从本地回路传送至视频入口。用户接口经由本地回路传送用户指令数据至CO接口，并把来自本地回路的视频数据供给视频输出节点。本地回路可包括标准塞尖和环形电话线对，纤维光缆或同轴电缆。

根据本发明的另一特征，CO转换开关包括话音转换开关同时在CO和用户住所之间经过本地回路所设置的该开关与电话装置的连通性。分组数据网络被用来向VIP提供来自用户本地回路的视频控制数据供控制视频数据之用。该系统还可包括一个视频缓冲器，该缓冲器接收来自DCS的视频数据并响应视频控制信号而将视数据供给用户回路传输装置。

经由用户回路传输装置把视频控制数据从用户住所提供给视频缓冲器以控制供给用户的视频数据。

根据本发明的另一特征，为响应用户指令数据，视频指南为用户提供从VIP可得到的视频数据的视频选择单。为了提供另一个视频节目排序方法，某一入口接收来自CO转换开关的指令数据，并且随之提供（ⅰ）话音应答信号给话音转换开关和（ⅱ）视频路由选择数据给DCS。语音应答单元也与视频入口连接，以便向VIP提供调度信息。

用户回路传输设备包括频分多路复用（frequency    muitiplexor）器和多路分路器，用于合并和分隔（ⅰ）数字视频和音频数据和（ⅱ）电话业务信号和混合音频信号。电话业务信号在电话装置和CO话音转换开关之间交换以便除了将数字视频/音频数据转移至用户之外，还通过回路提供标准拨号电话业务。在用户住所设置视频数据扩展器，用于把压缩的数字化视频和音频数据转换成模拟输出信号。

本发明的上述以及其他目的、特征和优点将由于以下结合附图的说明而变得更明显。

图1是显示由视频信息源至用户的总的视频数据流程图;

图2是根据本发明的视频请求式系统的方框图;

图3是用户接口单元的功能图;

图4是显示本地回路多路化的频谱图;

图5显示典型的内部（in-the-home）结构，提供经过与发出的标准电话业务信号重叠的1.544MBPS信道传送的视频;

图6是提供单工高比特率存取和在公用铜回路上的POTS（简易老式电话业务）的不对称数字用户线路系统的方框图;

图7是用于接收用户视频指令的一个入口的逻辑图;

图8是使用分开的T1和POTS回路的视频请求式系统的一个可供选择的实施例的方框图。

图1所示的视频请求式操作台采用公共交换电话网（PSTN）的现有部件。该系统使用压缩技术储存用于后来的经由局间设备传送的视频信息。开关设备位于中央局（CO）内为居住的顾客即用户服务。回路电子设备改善了本地铜回路的传输特性以便为PSTN提供所需的增强的功能并允许输送全动视频信息。（full    motion    video    information）。

使用与现有减压算法兼容的编码技术先把模拟视频信息转换为数字格式，并将由国际标准化组织（ISO_S）电影专家小组（MPEG）加以发展和统一标准。各名称包括视频信息，该信息作为可寻址的数据文件储存于起视频程序库作用的一般数据处理设备中。

建立和监视通信连接的功能它把传送精选的信息的视频程序库端口和接收信息的用户末端端口连接起来由诸如网络控制系统的管理控制器执行，例如，FLEXCOM软件，用来控制PSTN的电子数字交叉连接开关（DCS）。也用于开关双向DS-1速率传输的DCS适于另外提供分路即为一些用户提供视频信息的广播。在视频程序库端口和为视频请求式设备提供出入口的端口之间的正常“数据对话”控制是由视频程序库的中央处理单元所执行的一个功能。该网络控制软件和附属处理机控制在视频请求式出入端口和用户端口之间的“网络对话”。附属处理机也保存关于转到用户计费系统的每次对话的相关数据的记录。

装备有不对称数字用户线路（ADSL）设备的用户本地回路被接到DCS。视频请求式系统保证同时经由相同的扭绞线对（传送话音消息至住宅用户）传递单向1.544兆位/秒（MBPS）信号。传递信号的ADSL被多路分路（demultiplex），然后使用MPEG标准技术把1.544部分译出以便传送全动视频信号。在PSTN中，光导纤维技术将用相应增加的设备开关和路由选择的功能来代替现有的同轴电缆和扭绞线对之间的连通性。

参照图2，视频请求系统包括属于PSTN的一部分的CO设备10，CO    10提供由VIP140和160有选择地通过系统至用户100和120的视频/音频连通性。

CO    10包括一般的话音转换开关12，该开关包括为检测摘机、请求通话、呼叫接通（即截铃）的装置、DTMF译码器14和拨号脉冲检测器。话音转换开关12还包括一个有效的用于选择各种端口当中的话音电路路由的电话呼叫连接开关。

ADSL设备16和18被接到话音开关12用于多路复用（ⅰ）来自话音转换开关12的话音和信号信息和（ⅱ）从数字交叉连接系统（DCS）24到各自的用户本地回路20和22上的数字视频/音频信息。向DCS节点26提供来自VIPs140和160的数字压缩视频和音频数据。在网络管理系统28的控制下，在DCS节点26和DCS节点24之间建立起连通性。DCS24的输出节点向所选出的ADSL16和18提供数字视频/音频数据用于传输到用户住所100和120。

ADSLs16和18使用频分多路调制技术对用户回路20和22上的数据进行多路调制，把可得到的回路带宽分成如图3和4所示的三个分段。低于4千赫（KHz）的基带音频和信号提供用于可在“简易老式电话系统”（POTS）中得到的一般电话业务的连通性。另一方面，ISDN信道需要使用底为80KHz的[bottom    80    KHz    of）回路带宽。反向信道数字分组信息定位于80和90KHz之间，经由D信道接口提供大约16千位/秒（KbPS）从用户住所至分组交换网络（例如ISDN网络）的连通性。压缩数字视频信息包含在100和400KHZ之间以便提供1.6MBPS信道，用于将视频/音频数据（经过各自传送到用户住所100和120回路20和22）。

ADSL多路调制器的功能示于图3。与ADSL线路202结合的多路调制器200支持与POTS或基本费率ISDN信号一道的单向1544MBPS数字信号经过单独的空载铜端对的传输。这种结构通过长度等于18000英尺的铜回路为用户提供服务，因而与载波服务区（CSA）和电阻设计规则一致。唯一进一步的限制是回路必须空载。

参照图4，ADSL的传输系统在频分多路复用的基础上提供三个传输窗口。由区域302表示的窗口提供一个双向信道，用于经由ADSL线路提供标准POTS业务和ISDN（2B+D）业务。窗口304是一个只向上行（用户至CO）的低速数据信道。该信道具有32KBPS的带宽。这个窗口的16KBPS用于传输操作、管理、维修和提供（OAM&P）用于ADSL单元的数据。剩下与ISDN-BRI的D信道接口兼容的16KBPS被用来和ISDM分组转换开关面接，使用户可以与网络和/或1.544MBPS信号供应者互相连系。

窗口306是一个只向下行（CO至用户）的数字信号，为传送数字化压缩视频信号提供1.544MBPS传送率（用架空线路是1.6MBPS）。合并的数字下行信号使用由ANSIT1.403-1989规定的DS1位表。

由于数据信道304和306是单向的，该系统没有受到自串音（近端串音NEXT）。这就允许在接口方面的集中和来自脉冲噪声的干扰，因为ADSL系统是损耗限制而不是NEXT限制。由于脉冲噪声影响在40KHz以下时最大所以与基带方法相反，通过使用通带技术可以降低脉冲噪声暴露。因此，采用基带正交调幅（QAM）系统优于用IBlQ基带系统。

参照图4，窗口306的低部边缘设在100KHz。选择这一边缘是为使信道损耗减至最低程度并且让基带信道302和反向信道304能得到适当带宽，并为将来自脉冲噪声的干扰减至最小。在振铃电压出现在线路上时接口的设计保证了无差错操作。该系统还设计成能免受挂机和摘机瞬态及拨号脉冲激励的影响。除基带POTS业务外，ADSL系统还能与其他传输系统（例如高速数字用户线路<HDSL>D1，T1和数据电路）同时存在。

图5显示典型的，区内结构，它提供经过1.544MBPS信道传送的视频。由ADSL系统运送的单向1.544MBPS信号不是具有超帧格式（SF）就是具有扩充的超帧格式（ESF）。超帧格式包括24个连续的8比特字，在其前面是每帧总数为193比特叫做成帧比特（F-比特）的一个比特。F-比特是分时的以便使ADSL接口设备同步并识别信号成帧（signaling    framing）。12个连续的帧形成一个超帧。和超帧格式一起使用的线路码是双级型归零制，也通称为传号交替反转（AMI）。

ESF格式由24个连续的帧组成，每帧总数为193个比特，每帧包括由一个F-比特领先的192个信息比特。F-比特用于基本帧同步、循环冗余校验和数据链路。24帧组成一个超帧。和ESF一起使用的线路码不是8零置换双极性（B8ZS）的AMI就是零字节时隙交换（ZBTSI）的AMI。

用户和Co的ADSL接口单元被同步以确保两个单元都从一个主时钟导出定时，以免丢失数据。独立单元从进来1.544MBPS信号导出定时。用户和ADSL设备由用户住所就地供给电力。安装在CO中的ADSL设备靠-42.5和-55伏直流（VDC）之间的直流（DC）输入电压供电。

图6是ADSL系统的方框图，该系统提供单工高比特率视频数据和通过公共铜回路的POTS至用户的连通性。ADSL系统具有靠基带被多路调制的POTS或ISDN基本通路输送单向高比特率数据流的传输能力。

图2示出两个用户住所结构100和120。在用户住所100中，使用装备有通过用户ADSL接口104与话音转换开关12对接的电话装置102的标准POTS业务发出视频指令。在住所100的用户借助于拨号视频入口32的语音应答单元（VRU）34接通话音转换开关12使用电话装置102请求传送视频数据。图7是显示用于编排视频信息次序的VRU34的操作流程图。

参照图7，话音转换开关12建立了与应答输入呼叫的VRU34的连通性。VRU提示符合用户ID的用户，该用户ID是经由电话装置102的DTMF键盘输入的。用户ID被检验，若有效，VRU就提示视频选择。然后使用电话装置102的DTMF键盘输入视频选择，而且经由视频入口32和分组数据网络40把选择信息送到视频信息供应者（VIP）。VIP识别所请求的题目并确定该题目是否可得到。

若找到了该题目，而且先前未被排入传输队列，则相应的数据文件被打开，并且为传输视频数据至DCS节点26给备用的空闲通信端口做出标记。为响应首先请求的视频选择，数据的传输被推迟预定的若干分钟，以便同时将该视频数据文件传送到在延迟期间内发出同样题目的指令的后来一些用户。后来请求的指令也排入队列中，并且使有关的通信端口ID与用户的网络地址相配。

预定的延迟期满以后，也就是说，如流程图中所示的当前时间等于指定的启动时间时，把视频数据文件从VIP140或160（当合适时）通过DCS节点24和26输送到指定的ADSL接口16和18供传送到用户住所100和120之用。在节目的末尾，把消息传送到网络管理系统28以便通过终止DCS节点24和26之间的连通性把系统拆卸。

在视频请求式系统的增强型模式中，为接收来自遥控器132的数据指令，用户住所120（图2）装备有控制单元130。遥控器132可以是一般的用于和控制单元130互相作用的红外线遥控器。为将指令数据传送至ISDND-信道接口38，把来自控制单元130的数据供给用户ADSL接口124。ISDND-信道接口代替使用话音应答单元34，能直接给视频入口30提供用户指令信息。一旦视频入口32确定一用户请求建立VIP140或160之间的连通性，则控制单元130的地址便被供给所选的VIP。当通过控制单元130接收相应的VIP网络地址时，就建立起控制单元和VIP140或160之间经过分组数据网络40的直接连通性。这种连通性准许用户住所和有关的VIP之间的直接数据转移，以支持使用于互相作用的教育节目和互相作用的视频显示（例如电视游戏）中所用的互相作用的视频控制。

控制单元130通过规定缓冲视频数据的交互作用控制提供更多的功能度。如图2所示，暂存设备42可通过分组数据网络40加以控制。在储存于缓冲器中的数据极限范围之内，用户能使经由DCS24提供给用户住所的视频/音频数据快、倒带、向前、反向搜索和暂停。如果所请求的功能超出暂存器以缓冲由VID提供的信息的容量，用户便有选择取消该请求或重新列入稍后传送的视频节目中的自由。例如，如果经由控制单元130启动的暂停请求导致暂存器42的溢出，对用户住所的视频传输不是带着消息继续下去就是（在用户指示下）不再继续并将该传输重新安排在稍后的传送中。

VIPs140和160包括用于访问视频存储单元144和164的各自的控制单元142和162。如以上所讨论的，VIP以编码或压缩的数字格式储存所请求的节目内容以便将存储要求和传输带宽减至最低程度。适当的视频编码算法依靠运动补偿预测（MCP）和运动补偿内插（MCI）。在1990年十一月出版的IEEE通信杂志上刊登的王（wong）等人所著题为“MCPIc传输和存储应用方面的视频编码算法”的文章中描述了运动补偿预测/内插编码（MCPIC）。MCPIC为采用对视频源信息进行预处理和编码以获得编码比特流的VCR重放质量提供视频信息的压缩。该比特流代表每秒30帧的递进格式，每一帧含有用于亮度（Y）的352×240个样值和用于两个色度信道（U和V）各有176×120个的样值。MCPIC算法支持从慢速运动到快速运动范围具有相当于消费者等级（Consumer-grade）VCR的分辨率的视频资料。

国际标准化组织（ISO）电影专家小组（MPEG）支持使用运动预算、运动补偿预测编码和自适应离散余弦变换（DCT）量化的另一种压缩技术。MPEG-1规定了一种具有1.2MBPS数据速率的视频编码算法。这种数字视频和数字音频压缩标准能被T-1线路或D-1信道容纳以便在ADSL所提供的1.544MBPS数据信道之内向用户住所提供全动视频。MPEG可编程序译码器/处理机（能实时减去数字视频的压缩）已由这样一些公司诸如美国加利福尼亚州圣胡安市的C-Cube微系统和LSI公司）生产。这些或类似的设备被装入图2所示的译码器106和126，以产生NTSC标准模拟视频和模拟音频信号。

如图2所示的基本视频请求式体系结构之外，在软件控制下，其他特征也可以纳入PSTN。例如，用户可以通过转换开关12选择实施呼叫阻塞以避免在视频节目持续期间由于进来呼叫而引起中断。进来的呼叫则被送到用户的话音信箱（Voice    mail    box）。

VRU34可另包括话音识别能力以支持话音识别安全功能和视频节目的话音选择。

本发明的另一个可供选择的实施例示于图8，其中：中央局10a和用户住所100a和120a之间的连通性由各自的高比特率数字用户线路（HDSL）和独立的POTS线路提供。HDSL使用双向四线T1线路48和50（包括中继器52和54）把局中继器架（ORB）44和46接到用户服务单元（CSU）和位于各用户住所100a和120a的数字服务单元（DSU）110和134。HDSL需要两个线对，并以DS1速率提供全双工传输供被限制在CSA标准范围的回路之用。因为HDSL不提供低比特率数据信道，从用户住所至CO的数据是利用全双工双向T1业务传送的。在线路56和58上设有独立的POTS业务。用户回路也可以包括铜数字回路载波（DLC），其中模拟数据被转换为数字格式，并经过T1铜用户线电路被传送。另外，图8所示视频请求式系统的其余结构和操作一般与所讨论的关于图2所示实施例一样。

尽管现已对本发明进行了详细描述和举例说明，不用说，以上所述只是为了说明问题的一个例子而不是当作条件来限制，本发明的精神和范围仅由所附权利要求书的条款来限定。

Claims (50)

1、用于向许多用户住所之中的任何一个提供来自视频信息供应者的视频信号的公共交换电话网，包括：

位于相应的每一个所述用户住所的许多用户接口装置，各包括：

(i)用于接收多路复用信号的本地回路输入节点；

(ii)用于把所述多路复用信号分离成视频输出信号和用户电话装置信号的分离器装置，及

(iii)用于供应所述分离的(a)视频输出信号和所述(b)用户电话装置信号的输出节点；提供从相应的一个所述用户接口装置到中央局的相应用户回路节点之间的通信连通性的许多用户本地回路；

位于中央局的许多中央局接口装置，各包括：

(i)用于接收视频信号的用户视频输入节点和用于接收电话装置信号的用户电话装置节点，

(ii)用于把所述视频信号和所述用户电话装置信号组合成复合信号的组合器装置，及

(iii)用于向相应的一个所述用户回路节点提供所述多路复用信号的本地回路输出节点，

接收来自所述电话装置节点的电话装置信号并根据所述电话装置信号所传送的电话号码数据用于提供从用户电话本地回路至视频入口之间的音频信号连通性的话音转换开关；

响应从用户电话装置所接收的控制信号用于向所述视频信息供应者提供视频调度数据的所述视频入口；及

接收来自所述视频供应者的视频数据再响应所述视频调度数据用于向所选择的每一个所述中央局接口装置提供所述视频数据的交叉连接系统。

2、根据权利要求1的公共交换电话网还包括译码器装置，该装置接收来自相应的一个所述用户接口装置的相应输出节点视频输出信号并随之提供模拟视频输出信号。

3、根据权利要求2的公共交换电话网，其特征在于：所述译码器装置包括接收所述视频输出信号并随之提供所述模拟视频信号和相关的模拟音频信号的减压器。

4、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：

每一个所述用户接口装置还包括用于在相应的每一个所述用户本地回路上传输数字指令信号的装置，及

相应的所述中央局接口装置各包括用于提供所述数字指令信号的数字控制链路输出节点，

所述视频入口响应所述数字指令信号用于提供所述视频调度数据;

5、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：

每一个所述用户接口装置还包括用于在相应的每一个所述用户本地回路上传输数字指令信号的装置及

相应的每一个所述中央局接口装置包括用于提供所述数字指令信号的数字控制链路输出节点，

所述公共交换电话网还包括：

用于向所述视频信息供应者传送所述数字指令信号的数据网络装置。

6、根据权利要求1的公共交换电话网还包括：

位于远离所述用户住所的视频存储器装置，所述视频存储器装置缓冲来自所述交叉连接系统的所述视频数据并向所述选出的一个所述中央局接口装置提供缓冲数据。

7、根据权利要求1的公共交换电话网，还包括：

位于远离所述用户住所的视频存储器装置，所述视频存储器装置响应数字指令信号用于缓冲来自所述交叉连接系统的所述视频数据，并向所述选出的一个所述中央局接口提供所述缓冲数据，其中：

每一个所述用户接口装置还包括用于在相应的每一个所述用户本地回路上传送所述数字指令信号的装置，及

相应的每一个所述中央局接口装置，包括用于向所述视频存储器装置提供所述数字指令信号的数字控制链路输出节点。

8、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述话音转换开关还向所述视频入口提供呼叫者标识信息以便向所述交叉连接系统提供网络地址信息，所述交叉连接系统响应所述网路地址数据用于向所述选出的一个所述中央局接口装置提供所述视频数据。

9、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述视频入口还包括储存用户存取数据的存储器，和响应用户标识信息和所述被存储的存取数据，所述视频入口向所述视频信息供应者提供所述视频调度数据。

10、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括相应的塞尖和环形电话线对。

11、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括相应的光导纤维缆。

12、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括相应的同轴电缆。

13、根据权利要求1的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括铜数字回路载波。

14、用于有选择地向用户住所提供来自视频信息供应者的视频数据的公共交换电话网，包括：

用户回路传输装置：用于向所述用户住所提供来自中央局单元的所述视频数据，向所述中央局单元提供来自所述用户住所的用户指令数据以及用于在所述用户住所和所述中央局之间传递电话业务信号;

在所述中央单元的转换开关装置：用于从所述用户回路传输装置接收所述用户指令数据;

视频入口装置：响应来自所述转换开关装置的所述用户指令数据，用于提供视频路由数据;及

交叉连接装置：响应所述视频路由数据，用于向所述用户回路传输装置提供来自所述视频信息供应者的所述视频数据。

15、根据权利要求14的公共交换电话网，还包括用于向所述视频信息供应者传送所述用户指令数据的数据传输装置。

16、根据权利要求15的公共交换电话网，其中：所述数据传输装置包括分组数据网络。

17、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述用户回路传输装置还包括：

本地回路：用于提供所述中央局和所述用户住所之间的连通性;

中央局接口装置：用于在所述本地回路上向所述用户住所传送所述视频数据，并向所述视频入口传送来自所述本地回路的所述用户指令数据;及

用户接口装置：用于在所述本地回路上向所述中央局接口装置传送所述用户指令数据，并用于向视频输出节点提供来自所述本地回路的所述视频数据。

18、根据权利要求17的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括塞尖和环形电话线对。

19、根据权利要求17的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括光导纤维缆。

20、根据权利要求17的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括同轴电缆。

21、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述转换开关装置包括话音转换开关以及所述用户回路传输装置，进一步包括：

本地回路：用于提供所述中央局和所述用户住所之间的连通性;

中央局接口装置包括：

（ⅰ）用于在所述本地回路上向所述用户住所传送所述视频数据的第一装置;

（ⅱ）用于使所述话音转换开关与所述本地回路面接用于在其间传递数据的第二装置;及

用户接口装置包括：

（ⅰ）用于接收由所述第一装置传输的所述视频数据和在输出节点提供所述视频数据的第三装置，及

（ⅱ）用于使电话装置与所述本地回路面接的第四装置，从而使所述电话装置被接到所述话音转换开关用于通过所述第二装置在它们之间转移数据。

22、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述用户指令数据是作为数字信号被传送的而且所述转换开关装置包括用于向所述视频入口传送所述数字信号的数字接口。

23、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述用户指令数据是作为模拟信号被传送的，所述转换开关装置包括用于向所述视频入口传送所述模拟信号的模拟接口。

24、根据权利要求14的公共交换电话网，还包括：

分组数据网路，其中：

所述用户回路传输装置包括用于向所述分组数据网络提供来自所述用户住所的视频控制数据的装置，所述分组数据网络向所述视频信息供应者提供所述视频控制用于控制所述视频数据。

25、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述视频入口装置还响应来自所述转换开关装置的用户标识数据，用于向所述交叉连接系统提供所述视频路由数据。

26、根据权利要求14的公共交换电话网，另外包括：

接收来自所述交叉连接系统的所述视频数据和响应视频控制信号用于向所述用户回路传输装置提供所述视频数据的视频缓冲器装置。

27、根据权利要求26的公共交换电话网，其中：所述用户回路传输装置包括用于向所述视频缓冲器提供来自所述用户住所的所述视频控制数据的装置，供控制加到所述用户回路传输装置的所述视频数据之用。

28、根据权利要求14的公共交换电话网，另外包括：

响应所述用户指令数据用于在所述用户回路传输装置上向所述用户住所提供从所述视频信息供应者可得到的视频数据的视频目录的视频查号（directory）装置。

29、根据权利要求14的公共交换电话网，另外包括：

接收来自所述转换开关装置的所述指令数据，用于随之提供语音应答信号给转换开关装置和所述视频路由选择数据给所述交叉连接系统的语音应答装置。

30、根据权利要求14的公共交换电话网，其中：所述用户回路传输装置包括多路复用器和多路分路器。

31、根据权利要求14的公共交换电话网，另外包括：接收来自所述用户回路传输装置的所述视频信号用于提供模拟视频输出信号和模拟音频输出信号的视频数据译码器装置。

32、用于有选择地向用户住所提供来自视频/音频信息供应者的视频/音频数据的公共交换电话网，包括：

用于在中央局和各用户住所之间提供连接的许多本地回路;用于（ⅰ）向所选的每一个所述本地回路传送数字视频/音频数据以及（ⅱ）向、和从相应的每一个所述本地回路提供电话装置信号数据和话音信号的中央局接口装置;

用于（ⅰ）向视频/音频输出节点提供来自相应的每一个所述本地回路的所述数字视频/音频数据以及（ⅱ）使相应的电话装置与所述本地回路面接以在它们之间转移电话装置信号数据和话音信号的用户接口装置;

接收所述数字视频/音频数据用于提供模拟视频和音频信号的视频/音频译码器装置;

在所述中央局的话音转换开关装置，用于接收来自所述中央局接口装置的所述电话装置信号数据和话音信号以及响应所述电话装置信号数据提供用户指令数据;

响应来自所述转换开关装置的所述用户指令数据用于提供视频/音频路由选择数据和调度数据的视频/音频入口装置;

响应所述视频/音频路由选择数据用于向所述用户接口装置提供来自所述视频/音频信息供应者的所述视频/音频数据的交叉连接装置;

用于向所述视频/音频供应者提供所述视频/音频调度数据的数字数据网络装置。

33、根据权利要求32的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括各自的塞尖和环形电话线对。

34、根据权利要求32的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括各自的光导纤维缆。

35、根据权利要求32的公共交换电话网，其中：所述本地回路包括各自的同轴电缆。

36、根据权利要求32的公共交换电话网，其中：所述中央局和用户接口装置多路复用和多路分路（ⅰ）所述电话装置信号数据和话音信号以及（ⅱ）指向和来自相应的每一个所述本地回路的所述视频/音频数据。

37、根据权利要求32的公共交换电话网，另外包括：

在所述用户住所用于提供视频控制数据的视频控制装置，

其中：所述用户接口装置另外包括用于向所述中央局传送来自所述用户住所作为数字信号的所述视频控制数据的装置，供控制所述数字视频/模拟数据之用。

38、根据权利要求32的公共交换电话网，另外包括：

设置在所述用户住所之外用于接收所述数字视频/音频数据以及用于向所述用户接口装置提供缓冲数字视频/音频数据的视频/音频缓冲装置。

39、用于通过用户回路传输装置有选择地向用户住所提供来自视频信息供应者的视频数据的中央局转换开关，所述用户回路传输装置向所述用户住所提供来自所述中央局单元的所述视频数据、向所述中央局单元提供来自所述用户住所的用户指令数据以及在所述用户住所和所述中央局之间传递电话业务信号，所述中央局转换开关包括：

用于接收来自所述用户回路传输装置的所述用户指令数据的转换开关装置;

对来自所述转换开关装置的所述用户指令数据作出响应，用于提供视频路由选择数据的视频入口装置;及

对所述视频路由数据作出响应用于向所述用户回路传输装置提供来自所述视频信息供应者的所述视频数据的交叉连接装置。

40、根据权利要求39的中央局转换开关，还包括用于向所述视频信息供应者传送所述用户指令数据的数据传输装置。

41、根据权利要求39的中央局转换开关，其中：所述数据传输装置包括分组数据网络。

42、根据权利要求39的中央局转换开关，其中：所述转换开关装置包括话音转换开关。

43、根据权利要求39的中央局转换开关，其中：所述用户指令数据作为数字信号被传送，而且所述转换开关装置包括用于向所述视频入口传送所述数字信号的数字接口。

44、根据权利要求39的中央局转换开关，还包括：

分组数据网络，其中：

所述用户回路传输装置包括用于向所述分组数据网络提供来自所述用户住所的视频控制数据的装置，所述分组数据网络向所述视频信息供应者提供所述视频控制以控制所述视频数据。

45、根据权利要求39的中央局转换开关，其中：所述视频入口装置还响应来自所述转换开关装置的用户标识数据用于向所述交叉连接系统提供所述视频路由选择数据。

46、根据权利要求39的中央局转换开关，另外包括：

接收来自所述交叉连接系统的所述视频数据和响应视频控制信号用于向所述用户回路传输装置提供所述视频数据的视频缓冲器装置。

47、根据权利要求46的中央局转换开关，其中：所述用户回路传输装置包括用于向所述视频缓冲器装置提供来自所述用户住所的所述视频控制数据以控制加到所述用户回路传输装置的所述视频数据的装置。

48、根据权利要求39的中央局转换开关，另外包括：

接收来自所述转换开关装置的所述指令数据，用于接着给转换开关装置提供话音应答信号和给所述交叉连接系统提供所述视频路由选择数据的语音应答装置。

49、根据权利要求39的中央局转换开关，另外包括用于向所述用户回路提供来自所述交叉连接装置的所述视频数据、接收来自所述用户回路的所述指令数据以及用于向和从所述用户回路提供所述电话业务信号的多路复用器和多路分路器。

50、通过公共交换电话网（PSTN）向用户住所提供来自视频信息供应者的拨号视频指令业务的方法，该方法包括以下步骤：

经过所述PSTN接收电子用户指令数据;

给所选的视频信息供应者传送视频请求数据;

建立由所述视频供应者至中央局的数字连接，为所述用户住所服务;

使经由所述数字连接提供的来自所述视频信息供应者的视频信息与电话业务信号组合起来以形成多路复用信号;

经过由所述中央局至所述用户住所的用户回路向所述用户住所传送所述多路复用信号;及

把所述多路复用信号分隔为输出数字视频信号和电话业务信号。

Images