DE19547604A1 - Set-Top-Box - Google Patents

Set-Top-Box

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DE19547604A1 DE19547604A DE19547604A DE19547604A1 DE 19547604 A1 DE19547604 A1 DE 19547604A1 DE 19547604 A DE19547604 A DE 19547604A DE 19547604 A DE19547604 A DE 19547604A DE 19547604 A1 DE19547604 A1 DE 19547604A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Set-Top-Box nach Patentanspruch 1.
Zur Bereitstellung von interaktiven Diensten, wie z. B. Near-Video-on-demand, Video-on-demand oder Telelearning, werden rückkanalfähige Breitbandkommunikationssysteme benötigt. Die Video- und Audiosignale der interaktiven Dienste werden von einem Server z. B. im Vorwärtskanal eines hybriden Breitbandkommunikationsnetzes oder über eine Satellitenverbindung zu mehreren Teilnehmern übertragen. Jeder Teilnehmer hat eine Set-Top-Box, in der die Video- und Audiosignale u. a. dekomprimiert, dekodiert und entschlüsselt werden. Um die interaktiven Dienste in Anspruch nehmen zu können, muß jeder Teilnehmer die Möglichkeit haben die gewünschten Dienste beim Server anzufordern. Dies erfolgt über einen Rückkanal.
Eine Realisierungsmöglichkeit für den Rückkanal ist aus dem Artikel "Neues Konzept verbindet TV und Telefon" aus der Zeitschrift Funkschau 19/1989, Seiten 46 bis 51, bekannt. Die interaktiven Dienste werden über den Vorwärtskanal eines Breitbandkommunikationsnetzes zu mehreren Teilnehmern übertragen. Der Rückwärtskanal ist über ein diensteintegrierendes digitales Netz, das sog. ISDN, realisiert. Die Übertragung der Anforderungssignale erfolgt über eine ISDN-Telefonanlage in einem Nutzinformationskanal, dem sog. 8-Kanal. Dies hat den Nachteil, daß während der Inanspruchnahme des Video-on-demand Dienstes, z. B. 90 min. je Videofilm, der Nutzinformationskanal belegt ist und nicht, z. B. zum Telefonieren, genutzt werden kann. Ferner ist für die Übertragung der Anforderungssignale eine geringe Datenrate, z. B. 10 kbit/s, ausreichend. Es wird somit nur ein geringer Teil der 64 kbit/s des Nutzinformationskanals genutzt.
Des weiteren ist aus dem Artikel "Set-Top-Boxen für Digital-TV" aus der Zeitschrift Funkschau 23/1995, Seiten 22 bis 29, eine Set-Top-Box mit, u. a., einem Video-Decoder, einem Audio-Decoder, einen Prozessor, einem RAM-Speicher, RAM = Random Access Memory, und mehreren Schnittstellen, darunter eine Schnittstelle zum Verbinden der Set-Top-Box mit einer Telefonleitung.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein Teilnehmer Anforderungssignale zu einem Server übertragen kann.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit der gleichzeitigen Nutzung von interaktiven Diensten und Fernsprechdiensten für Teilnehmer, denen nur ein Nutzinformationskanal zur Verfügung steht.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die bessere Ausnutzung des Signalisierungskanals im diensteintegrierenden digitalen Netz.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen rückkanalfähigen Breitbandkommunikationssystems, und
Fig. 2 ein schematisch dargestellter Aufbau einer erfindungsgemäßen Set-Top-Box.
Das Ausführungsbeispiel wird nun zunächst anhand der Fig. 1 beschrieben. Fig. 1 zeigt ein rückkanalfähiges Breitbandkommunikationssystem BK. Das rückkanalfähige Breitbandkommunikationssystem BK dient u. a. dazu interaktive Dienste, wie z. B. Video-on-demand oder Homebanking, zur Verfügung zu stellen. Grundlage für das Breitbandkommunikationssystem BK ist ein Kabelfernsehverteilnetz CATV und ein diensteintegrierendes digitales Netz ISDN. Fernseh- und Radioprogramme werden von einer Fernseh- und Radiostation TVR in das Kabelfernsehverteilnetz CATV eingespeist und zu mehreren Teilnehmereinrichtungen übertragen. Zusätzlich werden auf Anforderung eines Teilnehmers Video- und Audiosignale von einem Server SERVER aus in das Kabelfernsehverteilnetz CATV eingespeist und zum Teilnehmer übertragen. Die Übertragung der Anforderungssignale des Teilnehmers die z. B. auch für Vor- und Rückspulaktivitäten, Standbilder oder Buchungsaufträge genutzt werden können, erfolgt über das diensteintegrierende digitale Netz ISDN. Die Teilnehmereinrichtung TN des Teilnehmers beinhaltet dazu ein Fernsehgerät TV, eine Set-Top-Box STB und eine Infrarot-Fernbedienung IR.
Auf dem Bildschirm des Fernsehgerätes TV werden die Fernsehprogramme sowie die Videosignale dargestellt.
Die Set-Top-Box STB dient zum Empfang von Fernseh- und Radioprogrammen sowie von Video- und Audiosignalen, die über das Kabelfernsehverteilnetz CATV übertragen wurden, zum Empfang von Steuersignalen aus dem diensteintegrierenden digitalen Netz ISDN, zum Empfang von Infrarotsignalen von der Infrarot-Fernbedienung, zur Übertragung der empfangenen und verarbeiteten Fernseh- und Radioprogramme, sowie der empfangenen und verarbeiteten Video- und Audiosignale an das Fernsehgerät, sowie zur Übertragung von Anforderungssignalen über das diensteintegrierende digitale Netz ISDN. Die Anforderungssignale werden über eine SO-Schnittstelle im paketvermittelten Verfahren in einem Signalisierungskanal des diensteintegrierenden digitalen Netzes ISDN übertragen. Der Signalisierungskanal stellt den Rückkanal dar.
Eine Vermittlungsstelle des diensteintegrierenden digitalen Netzes ISDN empfängt die aus Paketdaten bestehenden Anforderungssignale mehrerer Teilnehmer und faßt diese im Multiplexverfahren zusammen, so daß die Anforderungssignale einer Gruppe von Teilnehmern, z. B. in einem Nutzinformationskanal, der beispielsweise als Festverbindung geschaltet ist, von der Vermittlungsstelle über das diensteintegrierende digitale Netz ISDN zum Server SERVER übertragbar sind.
Das Ausführungsbeispiel wird nun weiter anhand der Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt eine Set-Top-Box STB eines Teilnehmers des Breitbandkommunikationssystems aus Fig. 1.
Die Set-Top-Box STB beinhaltet eine Dekodiereinheit DEK, eine Steuereinheit CTRL, eine SO-Schnittstelle SO und eine Infrarotempfangseinheit IR.
Die Dekodiereinheit DEK ist mit dem Kabelfernsehverteilnetz CATV, dem Fernsehgerät TV und der Steuereinheit CTRL verbunden. Sie dient dazu, aus den empfangenen Video- und Audiosignalen diejenigen von Teilnehmer angeforderten herauszufiltern, zu verarbeiten und zum Fernsehgerät TV zu übertragen. Die Verarbeitung umfaßt u. a. die Dekomprimierung, Demodulierung, Dekodierung und Entschlüsselung. Die Video- und/oder Audiosignale sind z. B. nach dem Inter/intra-Verfahren komprimiert, nach der Quadraturphasenmodulation moduliert, nach dem MPEG-2-Verfahren kodiert und mit einem asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren verschlüsselt. Die Schritte der einzelnen Verarbeitungsstufen und die dazu erforderlichen Bauelemente, sowie deren Verschaltung sind dem Fachmann bekannt. Die Dekodiereinheit DEK hat ferner die Schnittstellen und Systemeigenschaften der Nokia DVB 9500 S (d-box) aus dem Artikel "Set-Top-Boxen für Digital-TV" aus Funkschau 23/1995, Seite 23.
Die SO-Schnittstelle SO ist eine im diensteintegrierenden digitalen Netz ISDN definierte Schnittstelle mit zwei Nutzinformationskanälen, den sog. B-Kanälen, mit je 64 kbit/s Übertragungskapazität und mit einem Signalisierungskanal, dem sog. D-Kanal, mit 16 kbit/s Übertragungskapazität.
Die Infrarotempfangseinheit IR dient zum Empfang der von der Infrarot-Fernbedienung ausgesendeten Anforderungssignale, der Umsetzung der Anforderungssignale in elektrische und der Weiterleitung der elektrischen Anforderungssignale an die Steuereinheit CTRL.
Die Steuereinheit CTRL beinhaltet ein Mittel M zur Übertragung der Anforderungssignale über die SO-Schnittstelle SO ins diensteintegrierende digitale Netz ISDN, eine Umsetzeinheit U zur Umsetzung von Protokollen, einen Multiplexer MUX, eine Verarbeitungseinheit, die als Mikroprozessor µP ausgeführt ist, und einen Speicher MEMO, der als RAM und als EPROM ausgeführt ist; EPROM = Erasable Programmable Read Only Memory.
Die elektrischen Anforderungssignale werden dem Mikroprozessor µP zugeführt. Im Mikroprozessor µP werden den elektrischen Anforderungssignalen die Kennummer der Set-Top-Box STB, die im Speicher MEMO abgespeichert ist, sowie Kontroll- und Prüfbits, z. B. Parity-Bits, die im Mikroprozessor µP berechnet werden hinzugefügt. Die so entstandene Bitfolge wird dem Multiplexer MUX zugeführt. Über den Multiplexer MUX werden im Zeitmultiplexverfahren die Bitfolgen mit den Anforderungssignalen und Überwachungssignale, die von der Dekodiereinheit DEK stammen zur Umsetzeinheit U übertragen. Die Überwachungssignale enthalten beispielsweise Informationen darüber, welcher Videofilm zur Zeit zum Fernsehgerät TV übertragen wird oder ob die empfangene Signalleistung für eine vorgegebene Bildqualität ausreichend ist. In der Umsetzeinheit U findet eine Protokollumsetzung der Ausgangssignale des Multiplexers MUX in ein Paketdatenprotokoll statt, das im paketvermittelten Verfahren im Signalisierungskanal des diensteintegrierenden digitalen Netzes ISDN übertragbar ist. Die umgesetzten Bitfolgen und Überwachungssignale werden über das Mittel M und die SO-Schnittstelle zur Vermittlungsstelle geleitet, wo eine Multiplexbildung erfolgt. Über das diensteintegrierende digitale Netz ISDN gelangen sie schließlich zum Server.
Das Mittel M dient sowohl zum Senden von Signalen im Paketdatenprotokoll, als auch zum Empfang von Signalen im Paketdatenprotokoll, die zur Umsetzeinheit U weitergeleitet werden. Das Mittel M beinhaltet dazu z. B. eine Wähleinrichtung, eine D-Kanal-Überwachungseinheit, einen Empfänger zum Empfang von Paketdaten und einen Sender zur Übertragung der Anforderungssignale mit den zugefügten Bits und der Überwachungssignale über die Schnittstelle SO im paketvermittelten Verfahren in einem Signalisierungskanal des diensteintegrierenden digitalen Netzes ISDN.
Das Mittel M empfängt über die SO-Schnittstelle Steuersignale im Paketdatenprotokoll. Die empfangenen Steuersignale werden der Umsetzeinheit U zur Protokollumsetzung zugeführt. Nach erfolgter Protokollumsetzung werden sie über den Mikroprozessor µP zur Dekodiereinheit DEK übertragen. Die Steuersignale dienen z. B. dazu die am Server SERVER empfangenen Anforderungssignale zu bestätigen, die Entschlüsselung des angeforderten Dienstes zu vollziehen, als Abbuchungsbestätigungen von Bankkonten oder zur Anzeige des aktuellen Kontostandes. Aufgrund der Übertragung der Steuersignale im diensteintegrierenden digitalen Netz ISDN ist eine erhöhte Sicherheit gegen Abhören gegeben; im Vergleich zur Übertragung der Steuersignale über das Kabelfernsehverteilnetz CATV. Des weiteren wird dadurch die Übertragungsdichte im Kabelfernsehverteilnetz reduziert, was die Störanfälligkeit reduziert und damit die Signalqualität verbessert.
Beim Ausführungsbeispiel werden die Video- und Audiosignale vom Server zu den Teilnehmern über ein Kabelfernsehverteilnetz übertragen. Das Kabelfernsehverteilnetz ist z. B. ein rein optisches, rein elektrisches oder ein hybrides. Die Video- und Audiosignale können auch über eine Satellitenverbindung zu den Teilnehmern übertragen werden, was die Übertragungsdichte im Kabelfernsehverteilnetz reduzieren würde.
Im Ausführungsbeispiel werden die Steuersignale über das diensteintegrierende digitale Netz vom Server zu den Teilnehmern übertragen. Anstelle über das diensteintegrierende digitale Netz können die Steuersignale auch in freien Kanälen des Kabelfernsehverteilnetzes oder der Satellitenverbindung übertragen werden.
Beim Ausführungsbeispiel sind Set-Top-Box und Fernsehgerät zwei voneinander getrennte Geräte. Die Set-Top-Box kann auch im Fernsehgerät integriert sein, wodurch sich z. B. die Betriebsspannungsbereitstellung für die Set-Top-Box vereinfacht.

Claims (4)

1. Set-Top-Box (STB) mit einer Dekodiereinheit (DEK) zur Dekodierung von Video- und Audiosignalen, einer Steuereinheit (CTRL) zur Übertragung von Anforderungssignalen und einer Schnittstelle (SO) zu einem diensteintegrierenden digitalen Netz (ISDN), bei der die Steuereinheit (CTRL) mit der Dekodiereinheit (DEK) und der Schnittstelle (SO) verbunden ist, bei der die Steuereinheit (CTRL) eine Umsetzeinheit (U) zur Umsetzung von Protokollen beinhaltet, in der das Protokoll der Anforderungssignale in ein Paketdatenprotokoll umsetzbar ist, und bei der die Steuereinheit (CTRL) ein Mittel (M) zur Übertragung der Anforderungssignale über die Schnittstelle (SO) im paketvermittelten Verfahren in einem Signalisierungskanal des diensteintegrierenden digitalen Netzes (ISDN) beinhaltet.
2. Set-Top-Box (STB) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Set-Top-Box (STB) eine Infrarotempfangseinheit (IR) zum Empfang von Anforderungssignalen beinhaltet,
daß die Steuereinheit (CTRL) eine Verarbeitungseinheit (µP) beinhaltet, und
daß die Infrarotempfangseinheit (IR) über die Verarbeitungseinheit (µP) mit der Umsetzeinheit (U) verbunden ist.
3. Set-Top-Box (STB) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (CTRL) einen Multiplexer (MUX) beinhaltet, der der Umsetzeinheit (U) vorgeschaltet ist und über den Überwachungssignale der Dekodiereinheit (DEK) und die Anforderungssignale im Multiplexverfahren übertragbar sind.
4. Set-Top-Box (STB) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (M) einen Empfänger zum Empfang von Paketdaten beinhaltet, daß die empfangenen Paketdaten der Umsetzeinheit (U) zur Protokollumsetzung und anschließend der Dekodiereinheit (DEK) als Steuersignale zuführbar sind.
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