DE19547604A1 - Set-top box - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Set-Top-Box nach Patentanspruch 1.The invention relates to a set-top box according to claim 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.To provide interactive services such as B. Near-video-on-demand, video-on-demand or telelearning back-channel capable broadband communication systems needed. The video and audio signals of the interactive services are from a server e.g. B. in the forward channel of a hybrid broadband communication network or via a satellite connection to several participants transfer. Each participant has a set-top box in which the Video and audio signals u. a. decompressed, decoded and be decrypted. To avail the interactive services to be able to take, each participant must have the opportunity request the desired services from the server. This is done via a return channel.
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.One possible implementation for the return channel is from the article "New concept combines TV and telephone" from the magazine Funkschau 19/1989, pages 46 to 51. The interactive Services are provided over the forward channel Broadband communication network to multiple participants. The reverse channel is via an integrated service digital Network, the so-called ISDN. The transfer of the Request signals are sent via an ISDN telephone system in one User information channel, the so-called 8-channel. This has the disadvantage that while using the video-on-demand service, e.g. B. 90 min. per video film, the payload channel is occupied and not, e.g. B. for making calls. Furthermore, for the transmission of the request signals has a low data rate, e.g. B. 10 kbit / s, sufficient. It only becomes a small part the 64 kbit / s of the payload channel is used.
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.Furthermore, from the article "Set-top boxes for digital TV" the magazine Funkschau 23/1995, pages 22 to 29, a Set-top box with u. a., a video decoder, an audio decoder, a processor, a RAM memory, RAM = Random Access Memory, and several interfaces, including an interface to the Connect the set-top box to a telephone line.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels derer ein Teilnehmer Anforderungssignale zu einem Server übertragen kann.It is an object of the invention to provide a device by means of which a subscriber sends request signals to a Server can transfer.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 4 zu entnehmen.This object is achieved by the teaching of claim 1. The dependent patent claims 2 are advantageous embodiments up to 4.
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.A particular advantage of the invention is the possibility of simultaneous use of interactive services and Telephone services for subscribers who only have one Payload channel is available.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die bessere Ausnutzung des Signalisierungskanals im diensteintegrierenden digitalen Netz. Another advantage of the invention is the better use of the Signaling channel in the integrated service digital network.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 erläutert. Es zeigen:The invention is explained below using an exemplary embodiment with the aid of FIGS. 1 and 2. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen rückkanalfähigen Breitbandkommunikationssystems, und Fig. 1 is a schematic representation of a return channel capable broadband communication system according to the invention, and
Fig. 2 ein schematisch dargestellter Aufbau einer erfindungsgemäßen Set-Top-Box. Fig. 2 is a schematically illustrated structure of a set-top box according to the invention.
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.The exemplary embodiment is now first described with reference to FIG. 1. Fig. 1 shows a back-channel capability broadband communication system BK. The return-channel-capable broadband communication system BK serves inter alia for interactive services such as B. video-on-demand or home banking. The basis for the broadband communication system BK is a cable television distribution network CATV and an integrated service digital network ISDN. Television and radio programs are fed into the cable television distribution network CATV by a television and radio station TVR and transmitted to several subscriber facilities. In addition, at the request of a participant, video and audio signals are fed from a server SERVER into the cable television distribution network CATV and transmitted to the participant. The transmission of the request signals of the participant z. B. can also be used for fast forward and rewind activities, still images or booking orders, takes place via the integrated service digital network ISDN. The subscriber device TN of the subscriber includes a television set TV, a set-top box STB and an infrared remote control IR.
Auf dem Bildschirm des Fernsehgerätes TV werden die Fernsehprogramme sowie die Videosignale dargestellt. On the TV screen, the TV programs and the video signals shown.
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.The set-top box STB is used to receive television and radio programs as well as video and audio signals that were transmitted via the CATV cable television network, to receive control signals from the integrated digital network ISDN, to receive infrared signals from the infrared remote control , for the transmission of the received and processed television and radio programs, as well as the received and processed video and audio signals to the television, as well as for the transmission of request signals via the integrated digital network ISDN. The request signals are transmitted via an S O interface using the packet-switched method in a signaling channel of the integrated digital network ISDN. The signaling channel represents the return channel.
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.A switching center of the integrated service digital network ISDN receives the request signals consisting of packet data of several participants and combines them in the multiplex process, so that the request signals of a group of participants, e.g. B. in a payload channel, for example as Leased line is switched by the switching center via the integrated digital network ISDN to server SERVER are transferable.
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.The embodiment will now be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 shows a set-top box STB of a subscriber of the broadband communication system from FIG. 1.
Die Set-Top-Box STB beinhaltet eine Dekodiereinheit DEK, eine Steuereinheit CTRL, eine SO-Schnittstelle SO und eine Infrarotempfangseinheit IR.The set-top box STB contains a decoding unit DEK, a control unit CTRL, an S O interface S O and an infrared receiving unit 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.The decoding unit DEK is with the CATV cable television distribution network, connected to the television set TV and the control unit CTRL. she serves to that from the received video and audio signals Filter out, process and request participants TV to transmit TV. The processing includes u. a. the Decompression, demodulation, decoding and decryption. The video and / or audio signals are e.g. B. after Inter / intra-compressed procedure, according to the Quadrature phase modulation modulated according to the MPEG-2 method encoded and with an asymmetrical encryption method encrypted. The steps of the individual processing stages and the components required for this, as well as their interconnection known to the expert. The decoding unit DEK also has the Interfaces and system properties of the Nokia DVB 9500 S (d-box) from the article "Set-top boxes for digital TV" from Funkschau 23/1995, page 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.The S O interface S O is an interface defined in the integrated digital network ISDN with two useful information channels, the so-called B channels, each with 64 kbit / s transmission capacity and with a signaling channel, the so-called D channel, with 16 kbit / s transmission capacity.
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.The infrared receiving unit IR is used to receive the from the Infrared remote control sent request signals, the Implementation of the request signals in electrical and Forwarding the electrical request signals to the Control unit 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. The control unit CTRL contains a means M for transmitting the request signals via the S O interface S O into the integrated digital network ISDN, a conversion unit U for converting protocols, a multiplexer MUX, a processing unit which is designed as a microprocessor μP, and a memory MEMO, which is implemented as RAM and as EPROM; 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.The electrical request signals are fed to the microprocessor µP. In the microprocessor µP the electrical request signals, the identification number of the set-top box STB, which is stored in the memory MEMO, as well as control and test bits, for. B. Parity bits that are calculated in the microprocessor µP added. The resulting bit sequence is fed to the multiplexer MUX. The bit sequences with the request signals and monitoring signals, which originate from the decoding unit DEK, are transmitted to the conversion unit U via the multiplexer MUX using the time division multiplex method. The monitoring signals contain, for example, information about which video film is currently being transmitted to the television set TV or whether the received signal power is sufficient for a given picture quality. In the conversion unit U there is a protocol conversion of the output signals of the multiplexer MUX into a packet data protocol, which can be transmitted in the packet-switched method in the signaling channel of the integrated service digital network ISDN. The converted bit strings and control signals are passed over the center M and the S o interface to the switching center, where a multiplexing formation. They finally reach the server via the integrated digital network ISDN.
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. The means M is used both for sending signals in the packet data protocol and for receiving signals in the packet data protocol, which are forwarded to the conversion unit U. The agent M includes z. B. a selection device, a D-channel monitoring unit, a receiver for receiving packet data and a transmitter for transmitting the request signals with the added bits and the monitoring signals via the interface S O in the packet-switched method in a signaling channel of the integrated service digital network 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.The means M receives, via the S o interface control signals in the packet data protocol. The control signals received are fed to the conversion unit U for protocol conversion. After the protocol has been implemented, they are transmitted to the decoding unit DEK via the microprocessor µP. The control signals are used e.g. B. to confirm the request signals received on the server SERVER, to decrypt the requested service, to confirm the debit of bank accounts or to display the current account balance. Due to the transmission of the control signals in the integrated digital network ISDN, there is increased security against eavesdropping; compared to the transmission of the control signals via the CATV cable television distribution network. Furthermore, the transmission density in the cable television distribution network is reduced, which reduces the susceptibility to interference and thus improves the signal quality.
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.In the embodiment, the video and audio signals from Server to subscribers via a cable television distribution network transfer. The cable television distribution network is e.g. B. a pure optical, purely electrical or a hybrid. The video and Audio signals can also be connected to the satellite Participants are transmitted what the transmission density in Would reduce cable television distribution network.
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.In the exemplary embodiment, the control signals via the integrated service digital network from the server to the subscribers transfer. Instead of the integrated digital network can the control signals in free channels of the Cable television network or satellite connection will.
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.In the exemplary embodiment, set-top box and television are two separate devices. The set-top box can also be used in the TV set to be integrated, making z. B. the Provision of operating voltage for the set-top box simplified.
Claims (4)
daß die Steuereinheit (CTRL) eine Verarbeitungseinheit (µP) beinhaltet, und
daß die Infrarotempfangseinheit (IR) über die Verarbeitungseinheit (µP) mit der Umsetzeinheit (U) verbunden ist.2. Set-top box (STB) according to claim 1, characterized in that the set-top box (STB) contains an infrared receiving unit (IR) for receiving request signals,
that the control unit (CTRL) contains a processing unit (µP), and
that the infrared receiving unit (IR) is connected to the converting unit (U) via the processing unit (µP).
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