DE69922037T2

DE69922037T2 - Verbessertes kommunikationssicherheitssystem

Info

Publication number: DE69922037T2
Application number: DE69922037T
Authority: DE
Inventors: Ganesh Basawapatna; Varalakshmi Basawapatna
Original assignee: Asvan Technology Greenwood Village LLC; Asvan Tech LLC
Current assignee: S Aqua Semiconductor LLC
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: EP1121804A4; DE69922037D1; ES2234331T3; WO2000014962A1; EP1121804B1; CN1325591A; BR9913500A; ATE282928T1; JP2003520460A; CA2342335A1; AU6032299A; EP1121804A1; US20040163124A1; AU768012B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kommunikationssystem zur Erfassung und Distribution ausgewählter Formen von Kommunikationssignalen und insbesondere auf ein neuartiges Kommunikationssystem zur Erfassung und Distribution von Fernseh-, Telefon- und Datensignalen zu und von einer Endanwenderstelle.
Es sind Mechanismen zur direkten Einkoppelung von Kommunikationssignalen in Lichtwellenleiter- oder Koaxialkabel zu einem Fernsehempfänger oder durch eine Schnittstellenbox an den Fernsehempfänger bekannt. Diese Signale sind jedoch äußerst anfällig für Diebstahl oder Umleitung zu jemand anderen als den abonnierenden Anwender. Eine Person, die das Signal stehlen möchte, kann die Kabelleitung eines vorgesehenen Anwenders anzapfen oder Hardware und/oder Software anwenden, die den Empfang und die Auswertung von nichtberechtigten Signalen oder Kanälen ermöglicht.
Bekannte teilsichere Kommunikationssysteme verwenden komplexe Set-Top-Boxen und Empfängerschnittstellen. Solche Systeme sind teuer und haben häufig mehr Leistungsmerkmale als die Anwender verlangen oder benötigen, wodurch die Kosten der Schnittstelle erhöht werden. Des Weiteren ist die Bandbreite für Kommunikationssysteme in vielen Gebieten und Ländern begrenzt, normalerweise auf 300 MHz, wie auch die Anzahl an Kanälen bei den meisten Fernsehempfängern begrenzt ist.
Ein typisches Kopfende eines Kommunikationsdistributionssystems empfängt analoge und digital komprimierte Signale, moduliert die Signale auf verschiedene Trä gerfrequenzen, fasst die Signale zusammen und sie durch Lichtwellenleiter- oder Koaxialkabel an verschiedene elektronische Knoten, von denen jeder typischerweise eine große Anzahl an Anwendern bedient, häufig bis zu 300 oder mehr. Am Knoten kann das Signal entweder direkt verteilt werden oder in diejenigen Frequenzen umgesetzt werden, die kompatibel mit Geräten an der Anwenderstelle sind. Zwischen dem Kopfende und den Distributionsknoten wird der Pfad überwacht und ist gesichert, und somit ist es schwer, sich am Signal zu schaffen zu machen. Zwischen den Knoten und einem abonnierenden Anwender können jedoch viele größere Probleme auftreten. Das Signal kann durch Anzapfen des Kabels gestohlen werden, Kanäle können durch Verwendung unerlaubter Entwürfelungsgeräte entwürtelt werden, und der Empfang von Störsignalen kann dazu führen, dass die Qualität eines Signalempfangs an der Anwenderstelle schlecht ist. Schließlich gibt es bei vielen Geräten nach dem Stand der Technik keinen Rückpfad, der es einem abonnierenden Anwender ermöglicht, mit dem Signallieferanten auf andere Weise zu kommunizieren, als durch die Verwendung von Standardtelefongeräten und Verfahren. Hierdurch wird die Bereitstellung von Mehrwertdiensten, wie zum Beispiel Telefon- und Computerdiensten, von der Telefongesellschaft für die Rückpfadkommunikationen abhängig gemacht.
Es wird ein Weg zur Abwicklung einer großen Anzahl an Kommunikationskanälen und verschiedener Arten von Kommunikationsmedien (z.B. Sprache, Video, Daten etc.) ohne zusätzliche Kosten benötigt.
US-Patentschrift Nr. 5 899 983 an Hussmann offenbart ein System zur Sicherstellung der Anonymität eines Dienstanwenders gegenüber einem Dienstbetreiber in einem interaktiven Videosystem. Die Kommunikationsterminalvorrichtung eines Anwenders ist über ein Kommunikationsnetzwerk mit einem Informationsserver verbunden. Die Kommunikationsterminalvorrichtung des Anwenders ist ebenfalls über ein Kommunikationsnetzwerk mit einem Autorisierungsserver verbunden. Identifizierungsinformationen werden vom Terminal des Anwenders an den Autorisierungsserver geleitet, der Anwender-Berechtigungsinformationen zurücksendet, die das Terminal des Anwenders dann zurück an den Informationsserver sendet. Der Informationsserver liefert dann Informationsdienste ohne Kenntnis der Identität des Anwenders.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Erfindung umfasst ein Telekommunikationssystem zur Bereitstellung von Telekommunikationsdiensten an eine Vielzahl von Anwendern ein Signalerfassungs- und Übertragungssystem (auch Kopfendesystem genannt) zur Erfassung und Übertragung von Telekommunikationssignalen, wobei zumindest ein Signaldistributionssystem funktionsmäßig mit dem Signalerfassungs- und Übertragungssystem verbunden ist, das die Telekommunikationssignale vom Signalerfassungs- und Übertragungssystem empfängt, und die Telekommunikationssignale über Servicemodule gemäß der Erfindung an eine Vielzahl von Anwendern, die mit Kundenschnittstellenboxen („CIB") kommunizieren, die sowohl Signale empfangen als auch Anforderungen für Telekommunikationsdienste an das Signaldistributionssystem senden, empfängt oder verteilt.
Das Signaldistributionssystem umfasst vorzugsweise einen oder mehrere Knoten, von denen jeder eine oder mehrere Kommunikationsleitungen für die Anbindung an Servicemodule hat. Die Servicemodule sind vorzugsweise mit dem CIB verbunden, das dafür konfiguriert ist, Telekommunikationsdienstanforderungen von den Kundenkommunikationsgeräten zu steuern und die Berechtigung dafür zu erteilen.
Man kann ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung durch Bezugnahme auf die ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und Patentansprüche erlangen, wenn diese in Verbindung mit den Figuren betrachtet werden, in denen sich gleiche Referenznummern in den Figuren durchwegs auf ähnliche Elemente beziehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Telekommunikationssystems;
2 ist eine schematische Darstellung einer Anwender- oder Kundenschnittstellenbox, die einen Teil eines Telekommunikationssystems bildet;
3 ist eine schematische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Anwender- oder Kundenschnittstellenbox, die einen Teil eines Telekommunikationssystems bildet;
4 ist eine schematische Darstellung eines Servicemoduls, das einen Teil eines Telekommunikationssystems bildet;
5 ist eine schematische Darstellung eines Servicemoduls, in dem der Prozessor mit den IRDs mit einem Infrarot-Transceiver kommuniziert;
6 ist eine schematische Darstellung eines Signaldistributionssystems, das zur Anwendung in Wohnungen oder Mehrfamilienhäusern konzipiert ist;
7 ist eine schematische Darstellung eines Signaldistributionssystems, das für durchgeschleifte Kabelsysteme konzipiert ist;
8 ist eine schematische Darstellung einer Kundenschnittstellenbox, die mit dem Signaldistributionssystem aus 7 verwendet werden kann;
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Verwendung der Telekommunikationsschaltung bzw. des -systems veranschaulicht;
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Kundentelefonkommunikation mit dem Telekommunikationssystem veranschaulicht; und
11 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Kundendaten- oder Computerkommunikation mit einem Telekommunikationssystem veranschaulicht.
Beschreibung der spezifischen Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird in einem Telekommunikationssystem 10 wie in 1 gezeigt verkörpert, gebildet aus einem Signalerfassungs- und Übertragungssystem bzw. -schaltung 11, manchmal Kopfendesystem genannt, und aus einem Signaldistributionssystem bzw. -schaltung 12, die sich beide vorzugsweise in einer gesicherten Stelle bzw. Stellen befinden. Eine Kundenschnittstellenbox („CIB") 14, die sich in einer Anwender- oder Abonnentenstelle 15 befindet, ist mit dem Signaldistributionssystem 12 durch ein geeignetes Verbindungskabel 16, beispielsweise ein Koaxialkabel, ein Lichtwellenleiterkabel, ein Kabel mit verdrillten Adernpaaren oder ein anderes geeignetes breitbandiges Verbindungsmittel funktionsmäßig verbunden. In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Anwenderstelle eine Wohnstätte, ein Büro, ein Betrieb o.ä. sein. Eine solche Stelle ist typischerweise keine gesicherte Stelle, also können vom Telekommunikationssystemkopfende empfangene Signale anfällig für Diebstahl oder Unterschlagung sein. Durch Verwendung des einzigartigen Signaldistributionssystems, das die vorliegende Erfindung verkörpert und das sich an einer gesicherten Stelle befindet, sind die Signale zu und von der Anwenderstelle begrenzt auf diejenigen, die spezifisch vom Anwender angefordert wurden, und somit wird eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit des Systems erreicht. Außerdem, wie unten ausführlicher erläutert wird, kann der Signalkanal von der gesicherten Stelle an die Endanwenderstelle für zusätzliche Sicherheit auch verwürfelt werden.
Beim Signalerfassungs- oder Kopfendesystem 11 können Signale, wie zum Beispiel Kabel-, Rundfunk-, Pay-per-View-, Video-on-Demand- und Internetsignale von einer Vielzahl von Quellen empfangen werden, wie zum Beispiel einer oder mehrerer Satellitenschüsselantennen 18, einer oder mehrerer Antennen für Signale aus der Luft 19 und/oder einer breitbandigen Kabelquelle 20, die ein Signal von einem Hauptkopfendesystem (nicht abgebildet) überträgt. Zusätzlich enthält die Signalerfassungs- oder Kopfendeschaltung 11 wünschenswerter Weise eine oder mehrere Verbindungen 21 mit einem Telefonnetzwerk und eine oder mehrere Verbindungen 22 mit einem Computersystemserver, wie zum Beispiel einer Internetverbindung o.ä.
Wie ein Fachmann verstehen wird, kann eine Internetverbindung durch das Kopfendesystem 11 auf verschiedene Arten hergestellt werden. Das Kopfendesystem 11 kann zum Beispiel mit einem Internetdienstanbieter (ISP) über eine Standardtelefonleitung, eine Hochgeschwindigkeits-DSL-Leitung, ein Koaxialkabel, eine Lichtwellenleiterverbindung oder ein anderes geeignetes Kommunikationsmittel verbunden werden. In Anbetracht der Datenmenge, die zwischen dem Kopfendesystem 11 und dem ISP fließt, ist die Verbindung 22 zwischen dem Kopfendesystem 11 und dem ISP jedoch eine breitbandige Verbindung wie beispielsweise eine Koaxial- oder Lichtwellenleiterverbindung. In Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform kann das Kopfendesystem 11 über eine Kabelverbindung mit einem ISP verbunden werden, zum Beispiel ein Dienstanbieter verbunden mit Kopfendesystem 11 über eine breitbandige Kabelquelle 20, oder das Kopfendesystem 11 kann selbst einen Netzwerkserver (nicht gezeigt) für eine eigenständige Bereitstellung der Internetanschlussmöglichkeit durch Kabelverbindungen enthalten.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert das Signalerfassungs- oder Kopfendesystem 11 ein Ausgangssignal durch eine Kommunikationsverbindung 24 an das Signaldistributionssystem bzw. die Signaldistributionsschaltung 12. Die Kommunikationsverbindung 24 kann jede geeignete Hochgeschwindigkeits- oder breitbandige Verbindung umfassen, aber in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Kommunikationsverbindung 24 eine Koaxialkabelverbindung oder eine Lichtwellenleiterkabelverbindung. Das Ausgangssignal vom Signalerfassungs- oder Kopfendesystem 11, das durch Verbindung 24 an das Signaldistributionssystem 12 gesendet wird, umfasst vorzugsweise eine Kombination aus Video- und/oder Fernsehsignalen für eine Vielzahl von Kanälen sowie Telefon-, Computerdaten- und Systeminformationssignale, die das Signalerfassungs- oder Kopfendesystem 11 erzeugt oder von dessen verschiedenen Quellen empfängt. Das/die Signal/e, die zwischen dem Signalerfassungs- oder Kopfendesystem 11 und dem Signaldistributionssystem 12 laufen, können analog, digital oder eine Kombination aus analog und digital sein.
Immer noch unter Bezugnahme auf 1 kann die Satellitenschüsselantenne 18 analoge oder digital komprimierte Videokanäle von verschiedenen Satelliten empfangen. In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die durch Satellitenantenne 18 empfangenen Signale vorzugsweise analog. Die analogen Signale werden vom Satelliten insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen ca. 3,7 und ca. 4,2 GHz empfangen. Das analoge Signal wird dann an einen rauscharmen Umsetzerblock (LNB) (nicht gezeigt) geleitet, der das Signal in L-Band Frequenzen umsetzt (ca. 950 bis 1450 MHz oder höher). Als Nächstes wird das Signal an einen oder mehrere analoge integrierte Empfänger-Decodierer („IRDs") 25 geleitet, die jeden in der L-Band Frequenz vorhandenen Kanal in eine Basisbandfrequenz umsetzen. Folglich ist es vorzuziehen, wie ein Fachmann verstehen wird, einen IRD für jeden im Signal vorhanden Kanal zu haben. Von den IRDs 25 werden die einzelnen Basisbandkanäle auf einen Kanal moduliert (d.h. Trägerfrequenz), der vom Betreiber des Kabelsystems durch den Modulator-Videoprozessor 30 gewählt wurde. Außerdem kann der Modulator-Videoprozessor so konfiguriert sein, dass er die Signale verschlüsselt oder anderweitig verwürfelt, so dass nur die zahlenden Abonnenten in der Lage sind, die Signale zu entwürfeln oder zu entschlüsseln.
Wie oben kurz erwähnt, können die Satellitenantennen 18 auch digital komprimierte Signale von den Satelliten empfangen. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung können die Signale auf zwei verschiedene Arten bearbeitet werden, eine Art für ein rein analoges Kabelsystem und eine Art für ein digitales oder ana loges und digitales Kabelsystem. Wenn das Kabelsystem ein rein analoges System ist oder wenn der Kabelbetreiber entscheidet, bestimmte digitale Kanäle auf eine analoge Kanalanordnung zu verteilen, werden die digital komprimierten Signale auf dieselbe Weise verarbeitet, wie oben in Bezug auf die analogen Signale erläutert, mit der Ausnahme, dass an Stelle eines analogen IRDs ein digitaler IRD 25 verwendet wird. Wenn das Kabelsystem jedoch digitaltauglich ist und der Kabelbetreiber es wünscht, die digitalen Kanäle in digitaler Form zu verteilen, wird ein integrierter Empfänger-Transcoder („IRT") verwendet, um die digitale Modulation zu ändern und das Fehlerkorrekturprotokoll von QPSK-Modulation auf QAM-Modulation zu ändern, die für Kabelübertragung geeignet ist. Dann moduliert der Modulator-Videoprozessor 30 das digital modulierte HF-Signal auf eine gewünschte RF-Kanalposition.
Typischerweise sind die von der Antenne 19 aus der Luft empfangenen Signale nicht verwürfelt. Somit werden die Signale in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung vorzugsweise an eine Demodulator/Modulatoreinheit 28 geleitet, die die empfangenen Signale auf Basisband demoduliert und dann die Signalkanäle auf die entsprechende vom Kabelbetreiber ausgewählte Kabelsystem-Kanalfrequenz neu moduliert. Außerdem, wie ein Fachmann verstehen wird, demoduliert der Demodulator/Modulator 28 das Signal nicht und moduliert es nicht neu, sondern leitet es lediglich weiter, wenn das aus der Luft empfangene Signal bereits die Frequenz hat, die an den Anwender gesendet wird.
Schließlich werden über die breitbandige Verbindung 20 empfangene Signale auf dieselbe Weise verarbeitet, wie durch die Satellitenantennen 18 empfangene Signale. Das heißt, die Signale werden decodiert und dann demoduliert und auf eine gewünschte Kanalfrequenz neu moduliert. Falls die breitbandige Verbindung 20 auch eine breitbandige Internetanbindung, zum Beispiel eine Kabelsystem-Internetanbindung unter Verwendung von „Data-Over-Cable Service Interface Specification" (DOCSIS), oder eine auf anderen Standards basierende Anbindung bereitstellt, kann mit dem Modulator 29 ein Kabelmodem-Übertragungssystem (CMTS) verwendet werden. Das heißt, der Modulator 29 könnte auch nach einem CMTS in einem DOCSIS-konformen System oder einem anderen geeigneten Datenübertragungssystem für Kabelanbindung konfiguriert sein.
Die Signale vom Modulator-Videoprozessor 30 und den anderen Video-Modulatoren/Demodulatoren 28 und 29 werden dann verknüpft und durch eine Summierschaltung 31 zu einem einzelnen Videosignal zusammengefasst. Das einzelne Videosignal umfasst vorzugsweise alle Kanäle, die ein Kunde oder Anwender des Systems sich wünschen oder zu empfangen vermag. Das Signal von der Summierschaltung 31 umfasst zum Beispiel Lokalrundfunk-Fernsehkanäle, Kabelfernsehkanäle, Pay-per-View-Kanäle und Video-on-Demand-Kanäle.
Ein Videoausgangssignal von der Summierschaltung 31 wird dann an ein Zugangssteuersystem 32 und einen Datenpfadmodulator 34 übertragen. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung überwacht das Zugangssteuersystem 32 die Anwenderberechtigung für jeden Kanal. Wenn ein Anwender zum Beispiel Rechte zum Empfang bestimmter Kabelkanäle, wie zum Beispiel HBO, Showtime, Pay-per-View-Kanäle o.ä., erwirbt, überwacht das Zugangssteuersystem 32 die Berechtigung von Anwendern, diese Kanäle zu empfangen. Die Berechtigungsinformationen für jeden Anwender werden dann typischerweise an die Servicemodule 40 in einem separaten Kanalbandbreiten-Frequenzbereich gesendet. Wie unten ausführlicher erläutert, werden die Berechtigungsinformationen dann von den Servicemodulen dafür verwendet, festzustellen, ob ein angeforderter Kanal an einen bestimmten Anwender gesendet wird. Wie ein Fachmann verstehen wird, kann das Zugangssteuersystem 32 eine geeignete Computerdatenbank bzw. -system zur Pflege von Anwenderberechtigungsinformationen umfassen.
Der Datenpfadmodulator 34 ist vorzugsweise eine handelsübliche Hardwareeinheit, die typischerweise dafür konfiguriert ist, Anwenderberechtigungsnachweisdaten sowie andere Daten, wie zum Beispiel Systemnachrichten u.ä., zu empfangen und diese Daten auf eine bestimmte Kanalfrequenz zu modulieren. Wie ein Fachmann verstehen wird, wird, da das Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung wahrscheinlich eine große Anzahl an Anwendern haben wird, eine große Menge von Anwenderberechtigungsnachweisdaten an die Servicemodule 40 übertragen werden. Daher ist es in einem Ausführungsbeispiel vorzuziehen, die Informationen durch das System mit einer oder mehreren separaten Kanalträgerfrequenzen zu senden und nicht den einzelnen Videokanälen die Kanalberechtigungsinformationen beizufügen.
Nachdem die Daten auf die entsprechende Frequenz moduliert wurden, wird das Video- und Datensignal dann durch eine Hochgeschwindigkeits- oder breitbandige Verbindung 35, wie zum Beispiel eine Lichtwellenleiter- oder Koaxialkabelverbindung, an einen Signalseparator 36 gesendet. Die Telefon- und Computerverbindungen 21 und 22 werden ebenfalls an den Signalseparator 36 gesendet. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt der Signalseparator 36 vorzugsweise ein Vorwärtspfadsignal, das Video-, Systemdaten-, Telefon- und Computersignale enthalten kann, und sendet das Vorwärtspfadsignal an Distributionssysteme oder Schaltungen 12 durch breitbandige Kommunikationsverbindungen 24. Außerdem extrahiert der Signalseparator 36 vorzugsweise Telefon- und/oder Computersignale vom Rückwärts- bzw. Rückpfadsignal der Kommunikationsverbindung 24 und sendet die Telefonstimmen- und/oder Computerdatensignale über die Telefonverbindung 21 bzw. die Computerverbindung 22. Die Telefonverbindung 21 kann mit einem Ortsnetzbetreiber oder einem Fernnetzbetreiber verbunden sein, je nach dem, was geeignet ist. Die Computerverbindung 22 kann auch jede geeignete Kommunikationsverbindung sein, wie zum Beispiel Standardtelefon, Hochgeschwindigkeitstelefon (z.B. DSL, ISDN), Koaxialkabel, Lichtwellenleiter o.ä.
Wie in 1 dargestellt, wird das Ausgangssignal vom Kopfendesystem 11, dessen Informationen in analoger Form, in digitaler Form oder in einer Kombination dieser Formen vorliegen können, durch die Kommunikationsverbindung 24 an das Signaldistributionssystem 12 übertragen, das vorzugsweise einen oder mehrere Kabelknoten 38 und eine Vielzahl von Servicemodulen 40 umfasst. Die Knoten 38 sind typischerweise Lichtwellenleiter- oder Koaxialkabelsysteme oder eine Kombination dieser beiden, und sie sind so gestaltet, dass sie die Bandbreitenanforderungen des Systems erfüllen. In herkömmlichen Kabelsystemen bedienen solche Knoten typischerweise ca. 50 bis 500 Kunden und noch bevorzugter ca. 100 Kunden. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bedient jeder Knoten 38 typischerweise ca. 10 bis ca. 40 Servicemodule, und jedes Servicemodul wiederum bedient zwischen ca. 10 und ca. 40 Anwenderstellen.
Am Knoten 38 wird das Signal typischerweise unter Verwendung einer optoelektronischen (O/E) Wandlerschaltung von Lichtwellenleiter- auf Koaxialform (d.h. optisch auf HF) umgewandelt und dann an die Servicemodule 40 übertragen. Wie ein Fachmann verstehen wird, können die Signale auf ihrem Weg zu den Servicemodulen 40 eine Reihe von Signalsplittern oder Kopplern und Verstärkern durchlaufen. Da die Signale zwischen den Knoten 38 und den Servicemodulen 40 sowohl Vorwärts- als auch Rückpfade haben, sind die Splitter und Verstärker vorzugsweise dafür konfiguriert, den Doppelpfad abwickeln zu können.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung finden Vorwärtspfadkommunikationen (d.h. Video und Vorwärtspfadtelefon und Daten) zwischen den Servicemodulen 40 und den Kundenschnittstellenboxen („CIBs") 14 an den Anwenderstellen 15 vorzugsweise entweder mit Basisbandfrequenz oder auf einem Kanal mit sehr niedriger Frequenz, wie zum Beispiel Kanäle 2, 3, 4 oder 5, über Verbindung 16 statt. Ebenso, wie ein Fachmann verstehen wird, können an Endanwender übertragene Daten auf einem separaten Datenkanal übertragen werden, der typischerweise durch das Kabelsystem und das CMTS bestimmt wird. Die Verbindung 16 kann eine beliebige geeignete Verbindung umfassen, wie zum Beispiel Lichtwellenleiter, Koaxialkabel, Telefonkabel mit verdrillten Adernpaaren, POTS-Telefonkabel oder jede beliebige andere geeignete Kommunikationsverbindung. Außerdem kann mehr als eine Kommunikationsverbindung 16 zwischen der Stelle 15 und dem Servicemodul 40 bestehen. Das Signal vom Servicemodul 40 an die CIB 14 ist vorzugsweise in analoger HF-Form; das Signal kann aber auch in digitaler Form übertragen werden. Ein digitales Signal kann zum Beispiel durch eine Koaxialverbindung an die CIB 14 geleitet werden, oder eine xDSL-Leitung kann zur Übertragung der digitalen Informationen verwendet werden.
Die Rückpfad- oder Rückwärtspfadkommunikation von der CIB 14 zum Servicemodul 40 umfasst vorzugsweise Telefon-, Computer- und Anwenderanforderungsdaten vom Modem 66 (siehe 2) und wird vorzugsweise auf eine Trägerfrequenz zwischen 5 und 50 MHz moduliert. In einem typischen DOCSIS-konformen System informiert das CMTS den mit einem Computer verbundene Kabelmodem über die Frequenz für die Rückübertragung. Wie unten ausführlicher erläutert, erfordern die CIBs 14 nur eine geringe eingebaute Intelligenz, aber sie können bei Bedarf auf eine höhere Datenverarbeitungsebene aufgerüstet werden. Außerdem kann in Übereinstimmung mit alternativen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung an Stelle der Übertragung von Telefon-, Daten- und Anwenderanforderungsdaten von der CIB 14 an das Servicemodul 40 über den Rückpfad der Verbindung 16 auch eine separate Kommunikationsleitung verwendet werden; zum Beispiel eine bestehende Telefonleitung des Anwenders.
Unter Bezugnahme auf 2 wird nun eine ausführlichere Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Kundenschnittstellenbox („CIB") 14 gezeigt. Insbesondere umfasst die CIB 14 einen Schnittstellenmultiplexer (MUX) 58, einen Modem 66, einen Empfänger 68, einen Prozessor 70 und eine Anzeigeeinheit 71. In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Signal vom Servicemodul 40 durch den Schnittstellen-MUX 58 über die Verbindung 16 an die CIB 14 empfangen. Die CIB 14 und insbesondere der Schnittstellen-MUX 58 sind wiederum durch eine Verbindung 59 mit einem oder mehreren Fernsehgeräten 60 verbunden. Außerdem ist der Schnittstellen-MUX 58 mit einem oder mehreren Telefonapparaten 62 und einem oder mehreren Computern 64 durch Verbindungen 61 bzw. 63 verbunden.
Der Schnittstellen-MUX 58 filtert vorzugsweise das/die Videosignal/e vom Vorwärtspfad und sendet es/sie an einen oder mehrere Fernsehgeräte 60 über Verbindungen) 59. Auf ähnliche Weise filtert der Schnittstellen-MUX 58 die Vorwärtspfad-Telefon-, Computerdaten- und Systemnachrichtensignale heraus und sendet diese an den Modem 66. Schließlich empfängt der Schnittstellen-MUX 58 Rückpfadinformationen vom Modem 66, die auf einen Träger zwischen 5 und 50 MHz moduliert ist, und sendet den Träger mit den Rückpfaddaten zurück an das Servicemodul 40. Der Modem 66 kann ein beliebiger geeigneter Modem sein, wie zum Beispiel ein Standardtelefonleitungsmodem, ein xDSL-kompatibler Modem, ein DOCSIS-konformer Kabelmodem oder ein beliebiger anderer geeigneter Kommunikationsmodem.
In Übereinstimmung mit der dargestellten Ausführungsform werden Informationen vom Telefonapparat 62, dem Computer 64 und dem Empfänger 68 vorzugsweise durch den Modem 66 geleitet, der die Computerdaten-, Telefonsprach- und Anwenderanforderungsinformationen in die richtige Form (d.h. analog oder digital) umwandelt und die Informationen auf die Rückpfadfrequenz (z.B. 5 bis 50 MHz) moduliert. Wenn zum Beispiel die zwischen dem Servicemodul 40 und der CIB 14 weitergeleiteten Signale in analoger Form sind, müssen die digitalen Computersignale von Computer 64 vom Modem 66 vorzugsweise auf die richtige Rückpfadfrequenz moduliert werden, bevor sie über die Kommunikationsverbindung 16 an das Servicemodul 40 geleitet werden. Auf ähnliche Weise müssen von der CIB 14 empfangene Computersignale in eine digitale Form umgewandelt werden, bevor sie an den Computer 64 oder den Prozessor 70 geleitet werden. Ebenso wird, wie ein Fachmann verstehen wird, selbst wenn die Signale zwischen dem Servicemodul 40 und der CIB 14 digitale Signale sind, der Modem 66 eventuell immer noch benötigt, um die Rückpfadinformationen auf die richtige Frequenz zu modulieren, und der Modem wird eventuell zur Ermöglichung des Rückpfadkommunikationsprotokolls benötigt; zum Beispiel, wenn xDSL oder ein anderes geeignetes digitales Kommunikationsmittel verwendet wird.
Wie in 2 dargestellt umfasst die CIB 14 ferner den Empfänger 68 zum Empfang von Anwenderanforderungssignalen. Der Empfänger 68 kann zum Beispiel so konfiguriert sein, dass er Anwenderanforderungs- und Nachrichteninformationen von einem Fernbedienungsgerät, wie zum Beispiel einem Laserdioden-, Infrarot- oder HF-Fernbedienungsgerät empfangen kann, oder Empfänger 68 kann eine Kabelverbindung mit einer Signalquelle (nicht gezeigt) haben. Somit ist die CIB 14 mit Hilfe eines herkömmlichen Handfernbedienungsgeräts oder eines ähnlichen Steuergeräts adressierbar.
Der Betrieb der CIB 14 in diesem bestimmten Ausführungsbeispiel wird durch einen internen Prozessor 70 gesteuert. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ermöglicht der Prozessor 70 zum Beispiel die Übertragung des Fernseh- oder Videosignals vom Schnittstellen-MUX 58 an den Fernseher 60. Zusätzlich hat der Prozessor 70 vorzugsweise eine Schnittstelle zum Modem 66 und gibt dem Modem vor, wie er Stimmen- und Computerdateninformationen verarbeiten soll. Schließlich koordiniert der Prozessor 70 vorzugsweise das Senden von vom Empfänger 68 empfangenen Anwenderanforderungs- und Nachrichteninformationen zurück an das Servicemodul 40 (über den Modem 66) und ermöglicht die Anzeige von Kanal- und Systemnachrichteninformationen auf der Anzeige 71. Systemnachrichteninformationen können Datenverarbeitungsinformationen sowie Berechtigungs- oder Systemnachrichten vom Kopfende oder vom Dienstanbieter über Servicemodul 40 enthalten.
In Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung könnte eine billigere CIB 14 mit weniger Intelligenz verwendet werden. Zum Beispiel kann die CIB 14 wie in 3 dargestellt mit einem Schnittstellen-MUX 58 und einem Fernempfänger 68 zum Empfang von Signalen von einem Fernbedienungsgerät konfiguriert sein. Der Schnittstellen-MUX 58 ist so konfiguriert, dass er die Sprach-, Daten- und Videosignale vom Servicemodul 40 über die Verbindung 16 empfängt und die entsprechenden Signale aufteilt und an die richti gen Stellen weiterleitet. Die Sprach- und Datensignale werden zum Beispiel an den Kommunikationsmodem/Multiplexer 66 geleitet, und die Videosignale werden an ein Fernsehgerät zur Bildausgabe geleitet. Wie im Falle der in 2 dargestellten und oben erläuterten CIB 14 wandelt der Kommunikationsmodem/Multiplexer 66 vorzugsweise das Signal in die entsprechende analoge oder digitale Form um und leitet dann die Sprachsignale zum Telefon 62 und die Datensignale zum Computer 64. Der Schnittstellen-MUX 58 kann auch eine Entschlüsselungs- oder Entwürtelungsschaltung zur Entschlüsselung oder Entwürfelung des Signals vom Servicemodul 40 umfassen, falls das Signal vor der Übertragung an die CIB 14 verschlüsselt oder verwürfelt war.
3 zeigt zwar die separaten Video-, Sprach- und Datensignale, wie sie an das Fernsehgerät 60, das Telefon 62 bzw. den Computer 64 geleitet werden, ein Fachmann wird jedoch verstehen, dass alle Signale auch an ein einziges Gerät geleitet werden können, das als Fernsehgerät, Computer und/oder Telefon betrieben werden kann.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Video- und Audioanteile des Videosignals zusammen auf einen HF-Träger moduliert, zum Beispiel Kanal 2, 3, 4 o.ä., und vom Servicemodul 40 an die CIB 14 über eine Kommunikationsverbindung übertragen. In einem Aspekt der Erfindung ist der Videoanteil des Signals in zusammengesetztem Videoformat und der Audioanteil des Signals ist in einem Einzelkanal-Audiosignal, das ein auf einen einzelnen Kanal moduliertes Zweikanal-Stereosignal sein könnte. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die CIB 14 die zusammengesetzten Video- und Audiosignale an das Fernsehgerät oder an ein Heimkino- oder Stereosystem über eine geeignete Kommunikationsverbindung, wie zum Beispiel ein Koaxialkabel oder ein anderes geeignetes Kommunikationskabel, leiten. Alternativ kann die CIB 14 mit einem S-Video- (auch bekannt als Y/C-Video-) Generator und/oder einem Stereo- oder Raumklanggenerator konfiguriert sein. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein geeignetes S- Video oder Y/C-Videokabel und geeignete Stereoverbindungskabel dazu verwendet, das Fernsehgerät oder das Heimkinosystem mit der CIB 14 zu verbinden.
Wie ein Fachmann verstehen wird, umfasst ein S-Video- oder Y/C-Videogenerator vorzugsweise einen geeigneten Kammfiltermechanismus, der so ausgelegt ist, dass die Y- und C-Komponenten des Videosignals vom zusammengesetzten Videosignal getrennt werden. Der Stereo- oder Raumklanggenerator kann ein beliebiges geeignetes Klangmischsystem umfassen, das aus einem einzelnen Audiosignal ein 2-Kanal- oder 6-Kanal-Signal erzeugen kann. Das Raumklangsignal kann Dolby AC-3, Sony Dynamic Digital Sound, Digital Theater Systems oder ein beliebiges anderes Signal sein.
In Übereinstimmung mit einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Servicemodul 40 die Umwandlung des Signals in S-Video und/oder Stereo-Audio durchführen und nicht die CIB 14. Diese bestimmte Ausführungsform wird unten ausführlicher erläutert.
Unter Bezugnahme auf 4 wird nun eine ausführlichere Darstellung des Distributionssystems 12 und insbesondere das Servicemoduls 40 gezeigt. Wie oben erwähnt umfasst das Distributionssystem 12 vorzugsweise einen oder mehrere Knoten 38, die mit einer Vielzahl von Servicemodulen 40 verbunden sind.
In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Servicemodule 40 vorzugsweise so konfiguriert, dass sie Signale vom Kopfendesystem 11 empfangen und diese an berechtigte, Dienste anfordernde Anwender an Anwenderstellen 15 über die CIB 14 verteilen. Die Servicemodule 40 können auch Telefon- und Computerverkehr in beide Richtungen für jeden Anwender abwickeln. Jedes Servicemodul 40 ist darauf ausgelegt, eine Anzahl an Anwendern gleichzeitig zu bedienen, wie zum Beispiel zwischen ca. 5 und ca. 50 Anwender, und noch bevorzugter ca. 20 Anwender.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Voraussetzung, dass sämtliche Videokommunikationen zwischen den Servicemodulen 40 und den CIBs 14 über einen oder mehrere Kanäle mit Fernsehbandbreite stattfinden, typischerweise ein Kanal für jedes Fernsehgerät mit eigener CIB 14. Die Kanäle werden entweder als Basisbandaudio- und -vdeosignal übertragen oder als Niederfrequenzkanal, wie zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5. Als Folge dessen, dass nur einer oder wenige Kanäle an jede Anwenderstelle 15 gesendet werden, wird das Stehlen von Signalen verringert, da nur wenige Kanäle gleichzeitig gestohlen werden können und da die Partei, die das Signal stiehlt, darauf beschränkt ist, den Kanal bzw. die Kanäle anzusehen, die vom zulässigen Anwender ausgewählt werden. Außerdem kann kein Signal gestohlen werden, wenn der zulässige Anwender sein Fernsehgerät ausschaltet, da kein Signal an die CIB übertragen wird. Diese Voraussetzung bedingt natürlich, dass alle Kabelverbindungen und Hardwareeinheiten zwischen dem Kopfendesystem 11 und den Servicemodulen 40 sicher sind. Eine solche Sicherheit kann erreicht werden, indem sichere Gebäude und Anordnungen für sämtliche Kopfende-, Knoten- und Servicemodulausstattung bereitgestellt werden, sowie durch Verwendung von hoch entwickelten Störalgorithmen und anderen Arten von Verwürfelung und Verschlüsselung. Ein Fachmann wird verstehen, dass das durch die Servicemodule 40 empfangene und verarbeitete Videosignal analoge Signale, digital komprimierte Signale oder eine Kombination aus beiden sein kann. Daher gibt die Art des Signals (d.h. analog oder digital) die Art der angewendeten Verwürfelungs-, Stör- und/oder Verschlüsselungstechniken vor. Außerdem kann, wenn zusätzliche Sicherheit benötigt wird, das Signal zwischen Servicemodul 40 und der Anwenderstelle 15 auch verwürfelt, gestört und/oder verschlüsselt werden.
Das Servicemodul 40 ist vorzugsweise ein adressierbares oder programmierbares Modul, das ein verschlüsseltes, verwürfeltes, gestörtes und/oder frequenzverschobenes Signal empfängt, in dem eine Vielzahl von Kanälen moduliert ist. Das Servicemodul 40 setzt dann einen vom Anwender angeforderten Videokanal von dessen modulierter Frequenz im Signal auf Basisband um, und danach vielleicht auf einen Niederfrequenzkanal, und überträgt ihn an den anfordernden Anwender.
Somit wird in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein erheblicher Teil der Aspekte, die Intelligenz und Entscheidungstreffung des Systems betreffen, innerhalb des Servicemoduls 40 bereitgestellt, wie schematisch in 4 gezeigt. Insbesondere enthält das Servicemodul 40 vorzugsweise einen Signalleistungssplitter 41, der über eine breitbandige Kommunikationsleitung 39, wie zum Beispiel ein Koaxialkabel, ein Lichtwellenleiterkabel o.ä., Signale vom Kabelknoten 38 empfängt und an diesen sendet. Außerdem verstärkt und verteilt der Signalleistungssplitter 41 vorzugsweise Signale an einzelne Anwenderschaltungen 42 im Servicemodul 40 durch die Splitterverbindungen 44.
Einzelne Anwendersegmente oder -schaltungen 42 des Servicemoduls 40 kommunizieren vorzugsweise mit den einzelnen CIBs 14 jedes Anwenders. Jede Anwenderschaltung 42 umfasst vorzugsweise einen Serviceschnittstellenmultiplexer (MUX) 45, einen Ausgangsschnittstellenmultiplexer (MUX) 46, ein Kommunikationsservicemodul 49, einen Empfänger-Decodierer 54 und einen Modulator 59. Außerdem enthält jede Anwenderschaltung 42, wenn das Signal vom Servicemodul 40 an die CIB 14 verwürfelt oder verschlüsselt ist, eine Verwürfelungs- oder Verschlüsselungsschaltung. Die Verwürfelungs- oder Verschlüsselungsschaltung kann eine separate Schaltung oder eine separates Einheit innerhalb der Anwenderschaltung 42 sein, oder die Verwürfelungs- oder Verschlüsselungsschaltung kann als Teil einer der anderen Komponenten konfiguriert sein, wie zum Beispiel der Empfänger-Decodierer 54, der Modulator 59, der Ausgangsschnittstellen-MUX 42, der Prozessor 58 o.ä. Der Serviceschnittstellen-MUX 45 des Servicemoduls 40 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass er ein Kommunikationssignal vom Knoten 38 über den Splitter 41 und die Splitterverbindung 44 empfängt. Der Serviceschnittstellen-MUX 45 wiederum sendet das Signal an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 entweder durch das Kommunikationsservicemodul 49, das Telefon- und Computerverkehr für den Anwender abwickelt, oder durch den Empfänger-Decodierer 54, der Videosignale verarbeitet.
In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung leitet der Serviceschnittstellen-MUX 45, wenn das Signal Fernsprech- oder Computersignale enthält, die Fernsprech- und/oder Computerbestandteile des Signals vorzugsweise an das Kommunikationsservicemodul 49 über die Verbindung 48. Wenn der Anwender berechtigt ist, das/die Fernsprech- und/oder Computersignale) zu empfangen, leitet das Kommunikationsservicemodul 49 das Signal an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 über die Verbindung 50. Somit arbeitet das Kommunikationsservicemodul 49 im Wesentlichen als Kommunikationsschalter, der es gestattet, dass die Fernsprech- und/oder Computersignale durchgelassen werden, wenn der Anwender für solche Dienste berechtigt ist. Andernfalls, wenn der Anwender nicht berechtigt ist, verhindert das Kommunikationsservicemodul 49 die Kommunikation.
Wie oben erwähnt, kann das Signal vom Kopfendesystem 11 analog, digital oder eine Kombination aus beiden sein. Wenn die Fernsprech- und/oder Computerdaten auf einen analogen Kanal moduliert sind, leitet das Kommunikationsservicemodul 49 vorzugsweise das Signal unabhängig von seiner Form an CIB 14 weiter, wenn der Anwender für den Empfang dieses Dienstes berechtigt ist.
Der Videoanteil des Signals, das analog, analog verwürfelt oder digital komprimiert und codiert sein kann, wird vorzugsweise an den Empfänger-Decodierer 54 über die Verbindung 52 weitergeleitet. Bei Empfang des Videosignals entwürfelt oder entschlüsselt der Empfänger-Decodierer 54 das Signal und setzt den bestimmten von einem Anwender angeforderten Videokanal von dessen modulierter oder komprimierter Signalform auf Basisbandfrequenz um. Sobald das Signal auf Basisband vorliegt, kann der Empfänger-Decodierer 54 das Signal im Basisband an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 über die Verbindung 55 leiten, oder der Empfänger-Decodierer 54 kann das Signal auf einen vorbestimmten Niederfrequenzkanal neu modulieren, wie zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5, und das Signal mit dieser Frequenz aussenden. Wie unten ausführlicher erläutert, benutzt der Empfänger-Decodierer 54 vorzugsweise den Modulator 59, um den ausgewählten Kanal von dessen modulierter Frequenz auf Basisbandfrequenz umzusetzen, und danach gegebenenfalls in die Niederfrequenzkanalausgabe. Auch kann, wenn eine Verwürfelung oder Verschlüsselung gewünscht ist, dies an diesem Punkt durchgeführt werden. Die Verwürfelung kann eine Spektralinversion sein (durchgeführt mit dem lokalen Oszillator und/oder Modulator), eine Synchronisierungsunterdrückung, wodurch das Signal an einem nichtberechtigten Empfänger nicht angesehen werden kann, oder eine Kombination aus beiden Techniken. Außerdem können digitale Verschlüsselungstechniken verwendet werden, wenn das Signal vom Servicemodul 40 an die CIB 14 ein digitales Signal ist.
Sobald der Ausgangsschnittstellen-MUX 46 die Video-, Sprach- und/oder Computersignale vom Empfänger-Decodierer 54 und vom Kommunikationsservicemodul 49 empfangen hat, sendet er wiederum das Signal durch die Kommunikationsverbindung 16 an die Kundenschnittstellenbox (CIB) 14 des Abonnenten oder Anwenders. Außerdem hat das Servicemodul 40 vorzugsweise einen Empfänger-Decodierer 54 pro Fernsehgerät, wenn sich in den Räumlichkeiten des Abonnenten oder Anwenderstelle mehr als einen Fernseher befindet, der unabhängig eingestellt ist (d.h., seine eigene CIB hat). Jeder Empfänger-Decodierer 54 moduliert jedes von jedem Fernseher angeforderte Programm auf einen anderen Kanal, zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5. Die Kanäle werden dann von demselben Ausgangsschnittstellen-MUX 46 zusammengefasst.
Der Serviceschnittstellen-MUX 45, der Ausgangsschnittstellen-MUX 46, der Empfänger-Decodierer 54, das Kommunikationsservicemadul 49 und der Modulator 59 jeder Anwenderschaltung 42 werden vorzugsweise von einem gemeinsamen Prozessor 58 gesteuert. Wie ein Fachmann verstehen wird, kann der Prozessor 58 jeden geeigneten Computerprozessor umfassen und ferner je nach Bedarf mit Arbeitsspeicher, Speicher und Kommunikationsbussen und Schnittstellen konfiguriert sein.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steuert der Prozessor 58 vorzugsweise alle Funktionen für jeden Anwender eines bestimmten Servicemoduls 40. Der Prozessor 58 kann zum Beispiel so programmiert oder konfiguriert sein, dass er alle Datenverarbeitungsinformationen pflegt, Routineuntersuchungen durchführt, um zu überprüfen, ob das Signal nicht gestohlen wird, Anwenderanforderungen abwickeln, die Zuordnung von Systemverwaltungsdaten und Abonnentennachrichten steuern, digitale Verschlüsselungsverfahren ausführen und Fernseh- und Abo-Kanalprogramminformationen auf die CIBs 14 herunterladen. Außerdem kann der Prozessor 58 so konfiguriert werden, dass er Sicherheitsinformationen über jeden Haushalt empfängt und Funktionen durchführt, wie zum Beispiel Zählerablesung durch Kommunikation mit Zählerablesungsschaltungen, die mit einer Datenschnittstelle der CIB 14 oder mit einem Computer verbunden sind, der mit einer CIB-Datenschnittstelle verbunden ist.
Der Prozessor 58 liefert vorzugsweise Steuersignale an die verschiedenen Komponenten des Servicemoduls 40, um den Betrieb des Servicemoduls und des Systems zu steuern. Wenn zum Beispiel ein Anwender eine Anforderung für einen bestimmten Videokanal sendet, trifft diese Anforderung vorzugsweise beim Ausgangsschnittstellen-MUX 46 ein, wo sie als eine Serviceanforderung erkannt wird und an den Modulsteuerprozessor 58 gesendet wird. Die Anforderungsnachricht bzw. der Anforderungscode enthält vorzugsweise die Kanalanforderung sowie verschiedene Kundeninformationen, wie zum Beispiel Identifikationsnummer und den geheimen Code oder das Passwort des Kunden. Außerdem kann der Prozessor 58 so programmiert sein, dass er bei Bedarf zusätzliche Identifizierungsinformationen vom Anwender abfragt.
Bei Empfang der Kanalanforderung und der Kundeninformationen überprüft der Prozessor 58, ob der Kunde oder Anwender ein zulässiger Kunde ist, und er überprüft auch, ob der Kunde berechtigt ist, den angeforderten Kanal zu empfangen. Wenn der Kunde die Berechtigungsüberprüfungen besteht, sendet der Prozessor 58 das entsprechende abgestimmte Signal an den Modulator 59 und den entspre chenden Entwürfelungs- oder Decodierungsbefehl an den Empfänger-Decodierer 54.
Wie ein Fachmann verstehen wird, kann das durch das Servicemodul 40 vom Kopfendesystem 11 empfangene Video- oder Fernsehsignal gemäß einer oder mehrerer Verwürfelungstechniken verwürfelt oder verschlüsselt sein. Es können zum Beispiel Verschlüsselung, Synchronisierungsunterdrückung, Spektralinversion, Störung, nichtstandardisierte Frequenzmodulation oder eine Kombination dieser Verfahren verwendet werden. Außerdem können einige der im Signal modulierten Kanäle analog und andere digital sein. Folglich sind die Anwenderschaltungen 42 vorzugsweise so konfiguriert, dass sie das Signal decodieren oder entschlüsseln und sowohl analoge als auch digitale Kanäle gleichzeitig bearbeiten. Die Anwenderschaltungen 42 können zum Beispiel analoge Empfänger-Decodierer 54 zur Bearbeitung des analogen Anteils des Signals und einen digitalen Empfänger-Decodierer (oder Transcoder) zur Bearbeitung des digitalen Anteils des Signals haben. Vorzugsweise enthält der Prozessor 58 die Entwürfelungs- oder Decodierungsintelligenz und weist den Empfänger-Decodierer 54 (und den digitalen Transcoder) an, wie die Decodierung in Übereinstimmung mit dem richtigen Decodierungsschema abzuwickeln ist. Ebenso gibt der Prozessor 58 für den Fall, dass das Signal vom Servicemodul 40 an die CIB 14 verwürfelt werden soll, die Verwürfelungstechnik vor und steuert das Verwürfelungsverfahren.
Für digital komprimierte Videosignale werden typischerweise ca. sechs (6) bis zehn (10) Kanäle zusammen in ca. 6 MHz eines HF-Signals komprimiert. Somit wählt der digitale Empfänger-Decodierer 54 in der Anwenderschaltung 42, wenn er die digital komprimierten Signale empfängt, die Gruppe digital komprimierter Signale, die den angeforderten Kanal übertragen, aus. Der Empfänger-Decodierer 54 demoduliert dann vorzugsweise unter Verwendung des Modulators 59 die Gruppe von Kanälen von deren modulierter Frequenz auf Basisband und dekomprimiert die komprimierten Kanäle. Dann entschlüsselt der Empfänger-Decodierer 54 vorzugsweise die Kanäle, wenn diese vom Kopfende verschlüsselt wurden, und wählt den einen Kanal, den der Anwender angefordert hat, aus. Der Empfänger-Decodierer 54 überträgt dann den sauberen Kanal an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 auf Basisband, oder der Empfänger-Decodierer 54 moduliert das Signal nach Wunsch auf einen Niederfrequenzkanal neu, wie zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5, vorzugsweise unter Verwendung des Modulators 59. Der Ausgangsschnittstellen-MUX 46 überträgt dann das Signal an die CIB 14. Wie ein Fachmann verstehen wird, ist der digitale Empfänger-Decodierer vorzugsweise so ausgelegt, dass er jede digitale Verschlüsselungstechnik, einschließlich asynchroner Verschlüsselung oder synchroner Verschlüsselung, wie DES, abwickeln kann.
Für analoge Videosignale wird typischerweise ein Kanal in ein ca. 6 MHz-Band eines HF-Signals moduliert. Somit setzt ein analoger Empfänger-Decodierer 54 in der Anwenderschaltung 42, wenn er das analoge Signal empfängt, dieses von dessen modulierter Frequenz auf Basisband um, vorzugsweise unter Verwendung des Modulators 59. Dann entwürfelt der Empfänger-Decodierer 54 vorzugsweise die Kanäle, wenn am Kopfendesystem eine Basisbandverwürfelung oder -störung verwendet wurde, und überträgt den sauberen Kanal im Basisband an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46. Alternativ kann der Empfänger-Decodierer 54 auch das Signal nach Wunsch auf einen Niederfrequenzkanal, wie zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5, vorzugsweise unter Verwendung des Modulators 59 neumodulieren, und dann den Niederfrequenzkanal an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 übertragen. Der Ausgangsschnittstellen-MUX 46 überträgt dann das Signal weiter an die CIB 14. Wie ein Fachmann verstehen wird, ist der analoge Empfänger-Decodierer 54 vorzugsweise so ausgelegt, dass er jede Art Verwürfelungstechnik, die im Kopfendesystem verwendet wurde, abwickeln kann, einschließlich HF- oder „Baseboard"-Verwürfelung oder -störung. Wie ein Fachmann verstehen wird, entwürfelt der Empfänger-Decodierer 54 das Signal, wenn HF-Verwürfelung oder – Störung verwendet wurde, bevor der Kanal auf Basisband oder in den Niederfrequenzkanal (2, 3, 4 etc.) umgesetzt wird. Ebenso kann der Modulator 59, anstatt den gewünschten Kanal vor der Umsetzung in den Niederfrequenzkanal auf Basisband umzusetzen, auch so konfiguriert werden, dass er den Kanal direkt aus dessen wellenförmiger Frequenz auf den Niederfrequenzkanal umsetzt, ohne ihn erst auf Basisband umzusetzen.
Während des Berechtigungsverfahrens sendet der Prozessor 58 für den Fall, dass der Kunde unzulässig oder nicht berechtigt ist, einen Alarm an das Kopfendesystem 11 durch den Systemverwaltungs-Datenbus, um es davon in Kenntnis zu setzen, dass ein unzulässiger Kunde am Anschluss ist. Der Prozessor 58 schaltet dann auch den Modulator 59 für diesen bestimmten Anwenderanschluss 42 aus, wodurch der Anschluss tatsächlich abgeschaltet wird, bis das Kopfendesystem 11 das unzulässige Anforderungsproblem gelöst hat. Sobald das Problem gelöst wurde, kann das Kopfendesystem 11 den Anschluss entweder lokal oder entfernt vom Kopfendesystem neu aktivieren.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sendet der Prozessor 58 im Falle, dass ein Kunde oder Anwender einen Kanal anfordert, für dessen Empfang er nicht berechtigt ist, vorzugsweise eine Systemnachricht an die CIB 14 für diesen Anwender, die den Anwender darüber informiert, dass er einen unzulässigen oder nichtberechtigten Kanal angefordert hat. Vorzugsweise wird die Nachricht auf der Anzeige 71 der CIB 14 (siehe 2) oder auf dem Fernsehschirm angezeigt.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung überprüft der Prozessor 58, wenn der Anwender einen Pay-per-View- oder Video-on-Demand-Film bzw. -Merkmal anfordert, ob das Guthaben des Anwenders für diesen Zweck ausreicht. Dies kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Der Prozessor 58 kann zum Beispiel eine Kreditauskunft für diesen Anwender oder die sein Zahlungsverhalten in der Vergangenheit überprüfen. Wenn der Anwender eine ausreichende Bonität oder sein Zahlungsverhalten annehmbar ist, erlaubt der Prozessor 58 die Anfrage und berechnet diese dem Anwender; andernfalls weist der Prozessor 58 die Anfrage ab und sendet eine Nachricht an den Anwender, die den Grund für das Abweisen nennt. Außerdem kann das System so eingerichtet sein, dass der Anwender für jede Anforderung eines Abo-Kanals vorher bezahlen muss. Auf diese Art hat der Anwender vorzugsweise ein Konto mit Zahlungsgutschriften. Wenn der Anwender ausreichend Guthaben hat, erlaubt der Prozessor 58 die Anforderung des Abo-Kanals und belastet das Guthabenkonto des Anwenders; andernfalls weist der Prozessor 58 die Anforderung ab und sendet dem Anwender eine Nachricht, die den Grund nennt.
Wie bei den anderen Videokanälen weist der Prozessor 58 im Falle, dass die Anforderung des Abo-Kanals erlaubt wird, den Empfänger-Decodierer 54 an, den kostenpflichtigen Kanal aus dem Videosignalstrom auszuwählen, und der Modulator 59 setzt den kostenpflichtigen Kanal von dessen modulierter Frequenz auf Basisband um und dann auf die entsprechende Frequenz zur Übertragung an die CIB 14 des Anwenders (z.B. Basisband oder Kanäle 2, 3, 4, 5 o.ä.).
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Prozessor 58 vorzugsweise auch eine elterliche Kontrolle und andere Filtermöglichkeiten enthalten. Der Prozessor 58 kann zum Beispiel so programmiert werden, dass er Kinder vom Empfang bestimmter ausgewählter Videokanäle ausschließt. Somit gibt ein Elternteil, das einen ausgeschlossenen Kanal sehen möchte, vorzugsweise einen geheimen Code ein, der es dem Elternteil gestattet, den Kanal zu empfangen.
In Übereinstimmung mit noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung empfängt der Prozessor 58, wenn die Kundenschnittstellenbox 14 oder das Fernsehgerät des Anwenders ausgeschaltet ist, diese Information vorzugsweise über die Verbindung 16, und der Ausgangsschnittstellen-MUX 46 schaltet das Signal zur CIB 14 ab. Hierdurch wird das System wirksam davor geschützt, dass jemand das Kabel anzapft und einen Videokanal ansieht, wenn der berechtigte Abonnent keine Sendung ansieht.
Wenn ein Anwender oder Kunde versucht, ein Telefongespräch zu führen, formatiert die CIB 14 den Rückpfad des Signals vorzugsweise mit einer Telefonanforderungsnachricht und der Telefonnummer, auf die zugegriffen werden soll. Der Prozessor 58 empfängt dann die Telefonanforderung und überprüft, ob der Anwender berechtigt ist, den Telefondienst zu empfangen. Falls ja, sendet der Prozessor 58 einen Befehl an das Kommunikationsservicemodul 49, die Telefonverbindung des Kunden mit dem Kopfendesystem 11 zu verbinden oder direkt mit einer öffentlichen Telefonvermittlungsstelle (PBX) oder einem Fernnetzbetreiber über eine geeignete Kommunikationsverbindung, wie zum Beispiel ein Lichtwellenleiterkabel, Koaxialkabel, Telefonkabel mit verdrillten Adernpaaren oder eine Satelliten- oder Mobilfunkverbindung. Wie oben erwähnt, wird der Telefonanruf, wenn er mit dem Kopfendesystem 11 verbunden ist, vorzugsweise an das Kopfendesystem über den Rückpfad der Verbindung 39 an den Knoten 38 übertragen und vom Knoten 38 über die Verbindung 24 an das Kopfendesystem (siehe 1).
Auf ähnliche Weise empfängt der Prozessor 58, wenn ein Anwender Daten- oder Internetzugangsdienste anfordert, die Dienstanforderung und Anwenderinformationen von der CIB 14 über den Rückpfad der Kommunikationsverbindung 16. Wiederum überprüft der Prozessor 58, ob der Kunde für solche Dienste berechtigt ist, und weist dann, wenn er berechtigt ist, das Kommunikationsservicemodul 49 an, die Kommunikationseinheit 14, und insbesondere Computer 64, mit dem Rückpfad zurück zu einer Computer- oder Internetverbindung am Kopfendesystem zu verbinden, zum Beispiel über die Verbindung 22 oder breitbandige Verbindung 20. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Serviceschnittstellen-MUX 45 für jede Anwenderschaltung 42 im Servicemodul 40 vorzugsweise so konfiguriert, dass sie Vorwärts- und Rückwärtssignale zu und vom Kopfendesystem 11 trennen. Signale vom Kopfendesystem 11 umfassen typischerweise verschiedene verschlüsselte Fernsehübertragungen, Kabel- und Abo-Kanäle, die in analoger Form, in digital komprimierter Form oder in einer Kombination aus beiden vorliegen können. Signale vom Kopfendesystem 11 können auch Vorwärtspfaddaten für den Computer und/oder Telefonübertragungen des Kunden sowie allgemeine und/oder individuelle Nachrichten oder Anweisungen für die verschienen Servicemodule oder einzelnen Abonnenten enthalten. Diese Vorwärtspfadsignale werden typischerweise auf Frequenzen über 50 MHz moduliert.
Rückwärts- oder Rückpfadsignale von den Servicemodulen an das Kopfendesystem umfassen typischerweise Telefon- und Computerkommunikationen von den Anwendern sowie Dienstanforderungen von Kunden, Pay-per-View-Programmanforderungen und Systemverwaltungsdaten, wie zum Beispiel Reparatur-, Pflege- und Statusinformationsnachrichten von den Anwendern der Servicemodule. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Rückpfadsignale typischerweise mit Frequenzen unter 40 MHz übertragen, und insbesondere zwischen ca. 4 MHz und ca. 40 MHz. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung haben die Serviceschnittstellen-MUX 45 vorzugsweise ein 50 MHz Hochpassfilter im Vorwärtspfad und ein 50 MHz Niedrigpassfilter im Rückpfad, wodurch Vorwärts- und Rückpfad des Signals getrennt werden. Außerdem können die Serviceschnittstellen-MUX 45 so konfiguriert sein, dass sie das Rückpfadsignal erzeugen oder formatieren, indem sie die abgehenden Telefon- und/oder Computerkommunikationssignale und die Systemverwaltungsdaten in einen Block von Rückpfaddaten zusammenfassen und sicherstellen, dass die Rückpfadinformationen oder -daten auf die entsprechenden Rückpfadfrequenzen formatiert oder moduliert sind. Während jedoch in Übereinstimmung mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Serviceschnittstellen-MUX 45 so konfiguriert sind, dass sie den Rückpfad zum Kopfendesystem 11 formatieren, wird ein Fachmann verstehen, dass auch andere Module oder Bauelemente des Servicemoduls 40 dafür konfiguriert sein können, die Rückpfaddaten zu formatieren. Der Prozessor 58 und/oder der Empfänger-Decodierer 54 können zum Beispiel dafür verwendet werden, die Rückpfaddaten zusammenzufassen und zu formatieren. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt.
Die Ausgangsschnittstellen-MUX 46 sind im Wesentlichen ähnlich wie die Serviceschnittstellen-MUX 45 und umfassen vorzugsweise ähnliche Tiefpass- und Hochpassfilter. Wie oben erläutert, weist der Prozessor 58, wenn der Kunde einen bestimmten Video- oder Fernsehkanal anfordert, den Empfänger-Decodierer 54 (und Modulator 59) an, den Videokanal von dessen modulierter Frequenz auf die Basisbandfrequenz des Signals umzusetzen, das Signal zu entschlüsseln oder zu entwürfeln, und dann das Signal im Basisband oder mit einer niedrigen Kanalfrequenz zu übertragen, vorzugsweise Kanal 2, 3, 4 oder 5. Somit umfasst der Videoanteil des Vorwärtspfadsignals vom Servicemodul 40 an die Anwenderstelle vorzugsweise nur einen Kanal für jede Kundenschnittstellenbox 14. Außerdem können die Telefon- und Computerinformationsanteile des Vorwärtspfadsignals an die CIB 14 in der Bildaustastlücke (VBI) eines oder mehrerer Vorwärtspfadkanälen übertragen werden, oder die Telefon- und Computerinformationen können in einen oder mehrere Vorwärtspfadkanäle formatiert werden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Videoanteil des vom Servicemodul 40 an die CIB 14 übertragenen Signals in zusammengesetzter Videoform vor, und der Audioanteil des Signals ist ein einzelnes Audiokanalsignal, die beide zusammen im selben HF-Frequenzband moduliert sind. In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann jedoch das Servicemodul 40, und insbesondere die Anwenderschaltung 42 so ausgelegt werden, dass S-Video- (auch Y/C-Video)-Signale und/oder 2-Kanal-Stereo- oder 6-Kanal-Raumklangsignale an die CIB 14 übertragen werden. In Übereinstimmung mit diesem bestimmten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Servicemodul 40 Schaltungen zur Umwandlung der zusammengesetzten Videosignale in ein S-Video- (Y/C-Video-)Signal enthalten. Es kann zum Beispiel ein geeignetes Kammfilter dafür verwendet werden, die Y- und C-Bestandteile vom zusammengesetzten Videosignal zu extrahieren. Da ein S-Video-Signal jedoch an Stelle eines einzelnen zusammengesetzten Signals zwei separate Videosignalbestandteile umfasst, sollten die beiden Signale (Y- und C-Bestandteile) nicht in eine einzelne Modulationsfrequenz moduliert werden. Somit kann in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedes der Y- und C-Videosignalbestandteile in separate Modulationsfrequenzbänder moduliert und an die CIB 14 als separate Kanäle übertragen werden.
Auf ähnliche Weise enthält das Servicemodul 40 zur Weiterleitung des Audioanteils des Videosignals in Stereomodus (2 Kanäle) oder Raumklangmodus (6 Kanäle) eine Stereo oder Raumklang generierende Schaltung, die die 2 Audiokanäle für Stereo- oder die 6 Audiokanäle für Raumklang erzeugt. Wie beim S-Videosignal ist es vorzuziehen, die mehreren Audiokanäle an die CIB 14 in separat modulierten Frequenzbändern zu übertragen. Auf diese Art wird die Stereo- oder Raumklang-Audiokanaltrennung nicht durch eine Zusammenfassung der separaten Kanäle in dasselbe Modulationsband verloren.
In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die CIB 14 vorzugsweise einen Demodulator für jeden Video- und/oder Audiobestandteil des Videosignals, der in einem separaten Frequenzband übertragen wird. Wenn zum Beispiel das Videosignal vom Servicemodul 40 als ein S-Videosignal und ein 2-Kanal-Stereo-Audiosignal übertragen wird, wird das Videosignal in 4 separate Frequenzbänder moduliert; eins für den Y-Videobestandteil, eins für den C-Videobestandteil, eins für den rechten Stereoaudiokanal und eins für den linken Stereoaudiokanal. Auf diese Art enthält die CIB 14 mindestens 4 Demodulatoren zur Demodulation jedes Bestandteils. Nachdem jeder Bestandteil auf Basisband demoduliert wurde, überträgt die CIB 14 das Signal an ein Fernsehgerät und/oder ein Heimkinosystem unter Verwendung geeigneter Verbindungen. Das S-Videosignal wird zum Beispiel an das Fernsehgerät vorzugsweise unter Verwendung eines S-Videokabels übertragen, und die Stereokanäle werden an das Fernsehgerät oder das Stereosystem unter Verwendung geeigneter Audioverbindungen, wie zum Beispiel Kabel mit Cinchsteckern o.ä., übertragen.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Anwenderstelle mehr als eine CIB 14 haben, wenn diese Stelle mehr als einen Fernseher aufweist; eine für jedes Fernsehgerät. Da die Anwenderstelle typischerweise nur eine Kommunikationsverbindung mit einem Servicemodul 40 hat, sollten mehrere Videokanäle an die Anwenderstelle übertragen werden, damit jedes Fernsehgerät ein unterschiedliches Videosignal als das andere Fernsehgerät an der Anwenderstelle anzeigen kann. Vorzugsweise wird ein Kanal für jedes Fernsehgerät und jede zugeordnete CIB 14 an die Anwenderstelle über die Kommunikationsverbindung 16 übertragen. Somit ist, um eine solche Konfiguration zu ermöglichen, jede solche jedem Fernsehgerät zugeordnete CIB 14 vorzugsweise auf einen unterschiedlichen Kanal, zum Beispiel 2, 3, 4, 5 etc., eingestellt, und das Vorwärtspfadsignal an die Anwenderstelle enthält ein Mehrfachkanalsignal, einen Kanal für jedes Gerät. Wenn die Signale vom Servicemodul 40 in S-Video- und/oder Stereo-Audioform vorliegen, empfängt jedes Fernsehgerät in der Wohnstätte vorzugsweise eine Vielzahl von Frequenzbändern, eins für jeden Bestandteil des Videosignals für dieses Fernsehgerät.
In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine einzelne CIB 14 für den Empfang mehrerer Signale konfiguriert werden, anstatt dass jedes Fernsehgerät in der Wohnstätte eine separate CIB 14 hat; vorzugsweise ein Signal für jedes Fernsehgerät in der Wohnstätte. Da der Schnittstellen-MUX 58 in der CIB 14 typischerweise so konfiguriert ist, dass er alle angeforderten Kanäle für jedes Fernsehgerät in der Wohnstätte vom Servicemodul 40 empfängt, werden in Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform keine zusätzlichen CIBs benötigt, außer für die Verarbeitung einzelner Kanalanforderungen für die einzelnen Fernsehgeräte. Auf diese Weise ist es möglich, die CIB 14 für den Empfang von HF- oder anderen Übertragungen von mehreren Fernsteuergeräten zu konfigurieren, wodurch es möglich ist, dass Fernsteuergeräte, die jedem einzelnen Fernseher zugeordnet sind, den Kanaleingang für den Fernseher steuern, dem die Fernbedienung zugeordnet ist, ohne dass zusätzliche CIBs in der Wohnstätte benötigt werden.
Wie oben erwähnt, überträgt die CIB 14 vorzugsweise Serviceanforderungsinformationen und gegebenenfalls Computer- und Fernsprechinformationen an das Servicemodul 40 über den Rückpfad der Verbindung 16. Der typische Rückpfad einer Standardkoaxialkabel-Kommunikationsverbindung ist der Frequenzbereich zwischen ca. 4 MHz und ca. 40 MHz. In Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Rückpfad jedoch mit höheren Frequenzbereichen konfiguriert werden, wie zum Beispiel einem der Kanalfrequenzbereiche zwischen ca. 50 MHz und ca. 500 MHz. Falls die Kommunikationsverbindung 16 zwischen dem Servicemodul 40 und der CIB 14 eine xDSL-Verbindung umfasst, können die Video- und Audiosignale vom Servicemodul 40 an die CIB 14 im Basisband gesendet werden. In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform der Erfindung ist der Rückpfad der CIB 14 an das Servicemodul 40 zwischen ca. DC und ca. 128 kHz.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die CIB 14 mit dem Servicemodul 40 über eine separate Kommunikationsverbindung kommunizieren, anstatt dass die CIB 14 mit dem Servicemodul 40 über den Rückpfad der Kommunikationsverbindung 16 kommuniziert. Serviceanforderungen, Daten- und Fernsprechsignale von der CIB 14 an das Servicemodul 40 können zum Beispiel über eine Standardtelefonleitung oder über andere Kommunikationsverbindungen wie PCS, Mobilfunk, Local Multipoint Distribution System (LMDS) o.ä. stattfinden. Ebenso kann das Servicemodul 40 mit dem Kopfendesystem 11 auf ähnliche Weise kommunizieren. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, den Rückpfad von Standardkoaxialkabel- oder Lichtwellenleiterverbindungen zu verwenden.
Wie oben erläutert, ist der Rückpfad von der CIB 14 zum Servicemodul 40 vorzugsweise dafür konfiguriert, Daten von einem Computer eines Anwenders, abgehende Fernsprechsignale und Anwenderdienstanforderungen zu übertragen. In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er findung kann im Falle, dass der Computer eines Kunden dafür konfiguriert ist, Informationen im Basisband zu empfangen, eine separate Verbindung vom Servicemodul 40 mit der Anwenderstelle bereitgestellt werden, um die separate Basisbandausgabe vom Servicemodul 40 an den Computer zu übertragen. Eine solche Verbindung kann eine separate Lichtwellenleiterkabel- oder Kupferdrahtverbindung sein, damit sie andere Daten- und Fernsehsignale zwischen der Anwenderstelle und dem Servicemodul nicht stören. Der Computer könnte direkt an diese Verbindung über einen Modem o.ä. angeschlossen sein, ohne dass er mit der CIB zu verbunden ist.
Die Hauptfunktion des wie in 4 gezeigten Kommunikationsservicemoduls 49 ist es, alle Sprach- und Datenkommunikationen gemäß dem Bedarf des Anwenders abzuwickeln. Wie oben erwähnt, enthält die CIB 14 des Anwenders entweder einen Modem oder ist an einen angeschlossen, so dass dem Servicemodul 40 Daten im richtigen Format präsentiert werden. Somit agiert, wenn der Prozessor 58 einer Telefon- und/oder Computerdienstanforderung Berechtigung erteilt, das Kommunikationsservicemodul 49 als ein Schalter, der es zulässt, dass die Telefon- und/oder Computerkommunikation an den Serviceschnittstellen-MUX 45 und letztendlich an das Kopfendesystem übertragen werden.
Wie oben erwähnt, können Computer- und Fernsprechinformationen im Vorwärtspfad vom Servicemodul 40 an die CIB 14 in einem speziell dafür vorgesehenen Hochfrequenzkanal (d.h. >50MHz) oder im 4- bis 40-MHz-Band übertragen werden, oder die Informationen können in der Bildaustastlücke (VBI) eines oder mehrerer Videokanäle codiert sein.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Vorwärtspfaddaten vom Kopfende an das Servicemodul 49 übertragen und danach weiter an die CIB 14 unter Verwendung eines Systems mit „Data-Over-Cable Service Interface Specification" (DOCSIS) oder eines anderen geeigneten „Data-Over-Cable"-Systems. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Kopfende ein Kabelmodem-Abschlusssystem (cable modem termination system – CMTS), das einen Modulator und Demodulator zur Modulation der Vorwärtspfaddaten (d.h. vom Kopfende zur CIB des Endanwenders über ein Servicemodul) auf eine bestimmte Frequenz und zur Demodulation der Rückpfaddaten (d.h. vom Computer eines Anwenders über eine CIB zu einem Servicemodul). Das CMTS bietet auch eine Schnittstelle zwischen dem Kabelsystem und der Internet-Haupttrasse, entweder lokal oder durch Erreichen eines entfernten Internet-Haupttrassen-Übergabepunkts über ein weiträumiges Netz. Das CMTS moduliert typischerweise die Daten auf eine Frequenz über 50 MHz und teilt dann dem Kabelmodem mit, welche Frequenz es für den Rückpfad verwenden soll (typischerweise zwischen 4 und 40 MHz).
Wenn die Daten das Servicemodul 40 erreichen, leitet das Kommunikationsservicemodul 49 das Datensignal an jede CIB 14, die mit dem Servicemodul 40 verbunden ist, weiter. Der DOCSIS-konforme Kabelmodem in der CIB 14 oder verbunden mit der CIB 14 extrahiert dann den Anteil des Datensignals, der für diesen bestimmten Anwender bestimmt ist. Wie ein Fachmann verstehen wird, empfängt jede CIB und jeder Kabelmodem, der mit dem Servicemodul 40 verbunden ist, das komplette Datensignal (d.h. Daten für alle mit dem Servicemodul verbundenen Anwender) und nicht nur die Daten dieses bestimmten Endanwenders. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Kabelmodem dafür konfiguriert, die Daten für dessen bestimmten Endanwender aus dem zusammengesetzten Datensignal zu extrahieren.
Für den Rückpfad moduliert der Kabelmodem die Rückdaten auf eine durch das CMTS bestimmte Frequenz (typischerweise unter 40 MHz). Die Rückpfaddaten werden von der CIB 14 an das Servicemodul 40 geleitet. Am Servicemodul 40 leitet das Kommunikationsservicemodul 40 die Rückpfaddaten an das CMTS am Kopfende.
Kabelfernsprechtechnik wird auf ähnliche Weise abgewickelt. Das Kommunikationsservicemodul 49 im Servicemodul 40 leitet die Fernsprechkommunikation zwischen dem Kopfende und jeder CIB 14 weiter. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung kann die CIB 14 mit einer Kabelfernsprechtechnik-Netzwerkschnittstelleneinheit (NID) zur Abwicklung der Kabelfernsprechtechnikfunktionalität ausgestattet sein.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Daten- und Fernsprechkommunikation zwischen dem Servicemodul 40 und dem Anwendermodem 66 der CIB 14 auf einer separaten bidirektionalen Kommunikationsleitung stattfinden, wie zum Beispiel einer Telefonleitung o.ä. In diesem Fall wickelt das Kommunikationsservicemodul 49 sowohl Vorwärts- als auch Rückdaten auf dieselbe Weise ab, wie oben erläutert. Auf ähnliche Weise kann das System so konfiguriert sein, dass die Vorwärtspfadkommunikation zwischen dem Servicemodul 40 und der CIB 14 über die Kommunikationsleitung 16 und die Rückpfadkommunikation von der CIB 14 zum Servicemodul 40 über eine separate Leitung, zum Beispiel einem Telefonkabel mit verdrillten Adernpaaren (POTS, xDSL etc.) o.ä., stattfindet.
Unter Bezugnahme nun auf 5 wird eine andere Ausführungsform eines Servicemoduls 40 dargestellt. In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Servicemodul 40 vorzugsweise dafür konfiguriert, dem Endanwender nur Videodienste zu liefern. Auf diese Art enthält das Servicemodul 40 einen integrierten Empfänger-Decodierer (IRD) 54 für jeden an Servicemodul 40 angeschlossenen Endanwender-Fernseher. Das Servicemodul 40 dieser bestimmten Ausführungsform kann aus einer Vielzahl von handelsüblichen IRDs konfiguriert sein. Viele handelsübliche IRDs empfangen jedoch Befehle von Infrarot-Fernbedienungsgeräten. Daher werden vorzugsweise Infrarotsender 86 verwendet, damit der Prozessor 58 mit den IRDs 54 kommunizieren kann. Der Prozessor 58 sendet Befehle an die Infrarotsender 86 über Kommunikationsverbindung 88, und die Sender 86 übertragen die Befehle an die IRDs 54 unter Ver wendung einer Infrarotübertragung. Wenn die IRDs 54 vom Prozessor 58 den Befehl empfangen, einen bestimmten Videokanal auszuwählen und zu übertragen, wählen die IRDs 54 den ausgewählten Kanal aus, entschlüsseln oder entwürfeln ihn, setzen ihn auf Basisband oder einen Niederfrequenzkanal um und senden dann den Kanal an den Ausgangsschnittstellen-MUX 80 zur Übertragung an die zugeordnete CIB 14. Das Servicemodul 40 kann einen einzelnen Ausgangsschnittstellen-MUX 80 für alle IRDs 54 umfassen, wie in 5 dargestellt, oder jedem IRD 54 kann ein eigener Schnittstellen-MUX 80 zugewiesen sein. Hierdurch wird es möglich, handelsübliche IRDs zum Erreichen desselben Ziels der Verwendung bestehender Verkabelung zu verwenden.
Unter Bezugnahme nun auf 6 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform ist ein Telekommunikationssystem 100 dafür konfiguriert, eine Vielzahl von Telekommunikationsdiensten an Kunden oder Anwender zu liefern, die in Mehrfamilienhäusern (MDUs) oder Gebäudekomplexen mit gemeinsam benutzter Antenne (SAC) wohnen, wie zum Beispiel Appartementhäuser, Stadtwohnungen, eine Gruppe von Einfamilienhäusern, Bürogebäude, Campusse oder jede andere Gruppe von Anwendern, die eine einzelne Antenne oder eine gemeinsame Antennengruppe benutzen.
Wie ein Fachmann verstehen wird, ist die Lieferung von Satellitenübertragungen direkt nach Hause für Bewohner in MDU-Komplexen oder SACs schwierig, da es schwierig oder unmöglich ist, einzelne Satellitenantennen für jede Einheit hinzuzufügen. Folglich platzieren einige SACs zur Bewältigung dieses Problems eine einzelne Antenne oder eine Antennengruppe auf dem Dach oder an einer anderen Stelle auf dem SAC-Grundstück und übertragen das Signal an die einzelnen Wohnstätten. Die Antennen sind typischerweise 18-Zoll-Ku-Band Antennen, 30-Zoll-Antennen mit mittlerer Leistung oder die größeren C-Band „TV receive only" (TVRO) Antennen. Das Problem mit diesen Antennen ist, dass sie separate, teure Empfänger-Decodierer für jede Wohneinheit erfordern, wodurch die Kosten des Systems erhöht werden und es somit schwer machen, mit herkömmlichen Kabelfernsehsystemen zu konkurrieren. Außerdem haben die aktuellen Systeme keine Mittel zur Lieferung zusätzlicher Telefon- und Computerzugangsdienste. Daher ist es wünschenswert, ein System zu haben, das Satellitenfernsehen, Lokalfernsehen, Telefon- und Computerdienste an Kunden in SACs bei angemessenem finanziellem Aufwand liefern kann.
Das in 6 dargestellte Telekommunikationssystem 100 ist dafür konfiguriert, solche Dienste zu liefern. Insbesondere umfasst das Telekommunikationssystem 100 eine oder mehrere Hauptantennen 102, einen rauscharmen Verstärkerblock (LNB) 104, einen Multiplexer (MUX) 106, eine Leistungsteilerschaltung 108, eine Vielzahl von Signalverstärkern 110 und ein oder mehrere Servicemodule 112.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Hauptantenne 102 dafür konfiguriert, eine Vielzahl von Fernsehprogrammkanälen von einem Direkt-Rundstrahlsatellit (DBS) Videodienstanbieter zu empfangen. Die Videokanäle können eine Vielzahl von Kabelkanälen sowie Pay-per-View- und Video-on-Demand-Dienste umfassen. Vorzugsweise ist das von Antenne 102 empfangene Videosignal ein Signal im Ku-Frequenzband mit einer Bandbreite von 500 MHz oder 1000 MHz. Der LNB 104 empfängt das Signal und setzt es in den L-Band-Frequenzbereich um, ca. 950 bis 1450 MHz und 1450 bis 2050 MHz. Dieses Signal mit einer Bandbreite von 500 bis 1000 MHz kann in ca. 20 bis ca. 40 Transponder-Sendeplätze aufgeteilt sein, von denen jeder einen analogen Videokanal oder ca. 1 bis 20 digital komprimierte Videokanäle übertragen kann. Jeder Transponder-Sendeplatz umfasst ein Frequenzband von zwischen ca. 25 MHz bis ca. 50 MHz, und bevorzugter ca. 36 MHz.
Vom LNB 104 wird das analoge und/oder digital komprimierte Videosignal an den MUX 106 weitergeleitet, der, wie oben ausführlicher erläutert, die Empfangssignale von den Rückpfadsignalen trennt. Vom MUX 106 wird das Signal durch die Leistungsteilerschaltung 108 geleitet, die das Signal in eine Vielzahl von Signalen auf teilt und verstärkt, vorzugsweise ein Signal für jedes oder jedes zweite Stockwerk, jede Stadthausgruppe oder Appartementgruppe, wie zum Beispiel Wohnanlagen, Garten-Appartements etc. Die Ausgabe jeder einzelnen Leitung wird dann an ein oder mehrere Servicemodule 112 für das bestimmte Stockwerk oder die bestimmte Gruppe übertragen. Wie ein Fachmann verstehen wird, kann es, da die Signale an die verschiedenen Servicemodule 112 in den verschiedenen Stockwerken oder Eigenheimgruppen übertragen werden, wünschenswert sein, die Signale bei ihrer Übertragung zu verstärken. Somit können die Signale, wie in 6 dargestellt, durch einen oder mehrere Signalverstärker 110 geleitet werden. Die Anzahl und die Lage der Signalverstärker 110 hängen von der jeweiligen Konfiguration des SAC ab.
In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Signal von Antenne 102 und LNB 104 unter Verwendung eines elektro-optischen Wandlers (nicht gezeigt) in ein optisches Signal umgewandelt werden und über ein Lichtwellenleiterkabel an die Servicemodule 112 auf den verschiedenen Stockwerken oder an anderen relativ sicheren Stellen übertragen werden. Die Servicemodule 112 sind dann vorzugsweise dafür konfiguriert, das optische Signal zurück in ein elektrisches umzuwandeln und dann das Signal entsprechend zu verarbeiten.
In Übereinstimmung mit dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Servicemodule 112 ähnlich wie die oben unter Bezugnahme auf 4 erläuterten Servicemodule. Daher können die Servicemodule 112 dafür konfiguriert sein, die Videosignale in analoger Form, in digital komprimierter Form oder in beiden Formen zu empfangen. Bei der Bearbeitung digital komprimierter Signale, die die Signale vom Satelliten typischerweise sind, enthalten die Servicemodule 112 Schaltungen zur Dekomprimierung digital komprimierter Videosignale. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung umfassen die Servicemodule 112 vorzugsweise ca. 10 bis ca. 20 integrierte Empfänger-Decodierer oder IRD-Chip-Sätze (hierin austauschbar als IRDs bezeichnet) (einen für jeden an das Servicemodul 112 ange schlossenen Anwenderfernseher). Die IRDs extrahieren vorzugsweise das Transponderfrequenzband aus dem komprimierten Videosignal, das den angeforderten Kanal für den jeweiligen Anwender enthält, und demodulieren es auf Basisbandfrequenz. Der IRD dekomprimiert dann das Frequenzband in die 10 bis 20 einzelnen Kanäle, die in dieses Band digital komprimiert wurden. Wenn das Signal verschlüsselt gesendet wurde, entschlüsselt der IRD oder der Prozessor dann das Signal. Schließlich extrahiert das Servicemodul 112 den angeforderten Videokanal und überträgt ihn im Basisband an den Anwender, oder er moduliert das Signal auf eine Kanalfrequenz neu, wie zum Beispiel Kanal 2, 3, 4 oder 5. Wenn das Servicemodul 112 analoge Videosignale empfängt, verarbeitet es vorzugsweise diese Signale auf dieselbe Weise wie die Servicemodule 40 in 4.
In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das System 100 ferner eine Antenne 114 zum Empfang lokaler Rundfunkfernsehsignale und/oder eine Kabelverbindung (nicht gezeigt) zum Empfang von Kanälen von einer Kabelgesellschaft umfassen. Wie ein Fachmann verstehen wird, sind lokale Rundfunkkanäle typischerweise analog, unverschlüsselt und liegen in der Bandbreite zwischen 50 bis 850 MHz vor. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Signal von Antenne 114 vorzugsweise an einen Frequenzumsetzer 116 weitergeleitet, der die empfangenen lokalen Rundfunksignale gegebenenfalls in verschiedene Frequenzen umsetzt. Vom Frequenzumsetzer 116 wird das Signal an eine Summierschaltung 118 weitergeleitet. Auf ähnliche Weise können Kanäle vom Kabelsystem direkt an die Summierschaltung 118 geleitet werden, oder sie können erst in verschiedene Frequenzen umgesetzt werden, bevor sie an die Summierschaltung 118 geleitet werden.
Die Summierschaltung 118 kann die lokalen Rundfunksignale, die Kabelsignale und die von der Satellitenantenne 102 empfangenen Signale zusammenfassen, und sie leitet die Signale an den Leistungsteiler 108 weiter. Auf diese Weise kann das System 100 den Anwendern Satellitenkanäle, lokale Rundfunkkanäle und Ka näle von einer Kabelgesellschaft liefern, eine Lösung, die die meisten Satellitendienstanbieter derzeit nicht bereitstellen können, nicht einmal für freistehende Wohnstätten. Ebenso fasst, wie ein Fachmann verstehen wird, die Summierschaltung 118, wenn die lokalen Rundfunk- und Kabelsignale analog sind und die Satellitensignale digital, die analogen Signale und die digitalen Signale zusammen und leitet all diese Signale an das Servicemodul 112 weiter. Das Servicemodul 112 ist dann dafür konfiguriert, sowohl analoge als auch digitale Signale zu verarbeiten. Außerdem können in Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an Stelle einer Zusammenfassung der analogen und digitalen Signale die analogen Signale auf einer Kommunikationsverbindung an das Servicemodul 112 geleitet werden, und die digitalen Signale können an das Servicemodul 112 auf einer separaten Kommunikationsverbindung geleitet werden.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die lokalen Rundfunkkanäle vom Servicemodul 140 empfangen und an einen Endanwender geleitet, ohne vom Servicemodul 112 verarbeitet zu werden. Die lokalen Rundfunksignale werden zum Beispiel vom Knoten 38 direkt an den Ausgangsschnittstellen-MUX 46 über einen Kommunikationspfad 122 (siehe 4) geleitet und dann an den Endanwender über Kommunikationsverbindung 16. Auf diese Art können Endanwender lokale Rundfunkstationen über die Verbindung 16 empfangen, ohne eine CIB 14 zu besitzen und ohne ein Abonnement bei Kabel- oder DBS-Diensten zu haben.
Das System 100 kann auch dafür konfiguriert werden, Telefon- und Computerdienste an die in den MDUs und/oder SACs wohnenden Kunden zu liefern. Wie beim in 1 dargestellten und oben beschriebenen System gehen Dienstanforderungen vom Kunden sowie Telefon- und Computerzugang vorzugsweise von einer Kundenschnittstellenbox (CIB) aus, die sich an der Anwenderstelle befindet. Von der CIB werden die Dienstanforderungen und Telefon- und Computersignale an die Servicemodule 112 übertragen. Die Servicemodule 112 verarbeiten die Dienstanforderungen und leiten die Telefon- und Computersignale an ein Telefonsystem bzw. eine Computer- oder Internetzugangseinrichtung weiter. In Übereinstimmung mit diesem Aspekt der Erfindung werden die Telefon- und Computersignale von den Servicemodulen 112 vorzugsweise durch den MUX 106 zurückgeleitet, der die Vorwärts- und Rückpfadsignale trennt. Die Rückpfadsignale (d.h. Telefon- und Computersignale) werden dann vom MUX 106 über eine geeignete Verbindung 120, wie zum Beispiel einer Telefonleitung, einer Kabelleitung, einer Mobilfunkverbindung, einer Mikrowellenübertragung o.ä., mit der entsprechenden Stelle verbunden. Ein Telefonanruf kann zum Beispiel mit einer örtlichen Telefonvermittlungsstelle (PBX) verbunden sein oder der Telefonanruf kann direkt mit einem Fernnetzbetreiber verbunden sein. Auf ähnliche Weise können die Computersignale mit einem oder mehreren Internet- oder Computernetzwerkzugangsdiensten verbunden sein, wie oben erläutert.
Unter Bezugnahme nun auf 7 wird noch ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Servicemodul 152 dafür konfiguriert, Anwendern, die zusammen seriell in einem durchgeschleiften System verkabelt sind, Telekommunikationsdienste zu liefern. In vielen älteren Appartementgebäuden verläuft zum Beispiel ein einzelnes Kabel seriell von einem Appartement zum nächsten und so weiter. Typischerweise verbindet eine Schleifenschaltung Appartements auf demselben Stockwerk, obwohl dies nicht so konfiguriert sein muss. In Übereinstimmung mit diesen durchgeschleiften Systemen umfasst jedes Appartement typischerweise einen Koppler, der das Signal aufteilt, so dass ein oder mehrere Fernseher in diesem Appartement mit dem durchgeschleiften System verbunden werden können. Eine Aufrüstung von Gebäuden mit durchgeschleifter Verkabelung, um gebührenpflichtige Kanäle, Pay-per-View-Kanäle oder sogar zusätzliche Kabelkanäle bereitzustellen, ist auf herkömmliche Weise sehr schwierig. Außerdem ist es äußerst schwierig, eine bidirektionale Kommunikation bereitzustellen, wie zum Beispiel Telefon- und Computerdienste über das Kabel mit den herkömmlichen durchgeschleiften Systemen zu liefern. Das Servicemodul 152 ist jedoch dafür angepasst, Anwendern, die mit durchgeschleiften Systemen verbunden sind, solche Dienste zu liefern.
In Übereinstimmung mit dieser bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Servicemodul 152 vorzugsweise einen Splitter 154, eine Vielzahl von Anwendersteuerkreisen (UCCs) 156, eine Summierschaltung 158, einen Multiplexer (MUX) 160 und einen Steuerprozessor 162. Wie bei dem in 4 dargestellten Servicemodul 40 ist der Splitter 154 dafür konfiguriert, Signale von einem Kopfendesystem, das Video-, Telefon- und/oder Computerdienste liefert, zu empfangen und an dieses zu übertragen. Außerdem verstärkt und verteilt der Splitter 154 Signale an einzelne UCCs 156 im Servicemodul 152 durch Splitterverbindungen 155.
Wie bei den Anwendersteuerkreisen 42 des Servicemoduls 40 sind die Anwendersteuerkreise 156 dafür konfiguriert, mit den einzelnen Appartements in der durchgeschleiften Schaltung zu kommunizieren, und sie umfassen einen Serviceschnittstellen-MUX, einen integrierten Empfänger-Decodierer, ein Kommunikationsservicemodul und einen Modulator. Der Serviceschnittstellen-MUX, der integrierte Empfänger-Decodierer, das Kommunikationsservicemodul und der Modulator funktionieren alle auf dieselbe Weise wie die entsprechenden Bauelemente im oben erläuterten Servicemodul 40, außer, dass im durchgeschleiften System an Stelle der Übertragung von Videokanälen auf Basisband oder auf Niederfrequenzkanälen, wie zum Beispiel 2, 3, 4 oder 5, durch jeden IRD im UCC 156 das Videosignal, das an das sich am weitesten entfernt vom Servicemodul 152 befindliche Appartement zu senden ist, vorzugsweise auf Kanal 2 moduliert wird, das Signal für das nächstnähere Appartement vorzugsweise auf Kanal 3 moduliert wird und so weiter, wobei das Signal für das sich am nächsten bei Servicemodul 152 befindliche Appartement auf den Kanal mit höchster Nummer moduliert wird. Bei dieser bestimmten Konfiguration gibt es, wenn es insgesamt „N" Appartements in der durchgeschleiften Schaltung gibt, vorzugsweise mindestens „N" UCCs 156 im Servicemodul 152, und der IRD im UCC „N" moduliert dessen angefordertes Videosignal vorzugswei se auf die dem Kanal M zugeordnete Frequenz, wobei M = N + 1. Somit wird zum Beispiel, wenn ein durchgeschleiftes System in einem bestimmten Stockwerk eines Appartementgebäudes zehn (10) Appartements bedient, das Videosignal für das sich am nächsten am Servicemodul befindliche Appartement vorzugsweise auf Kanal 11 moduliert. Diese bestimmte Konfiguration minimiert den Verlust bei den am weitesten entfernten Appartements.
Nachdem die IRDs in den UCCs 156 die Signale auf die entsprechenden Kanalfrequenzen moduliert haben, wird die modulierte Ausgabe von den UCCs 156 an eine Kombinationsschaltung 158 über Verbindung 157 geleitet und zu einem einzelnen Signal zusammengefasst. Das Signal wird dann durch einen Ausgangs-MUX 160 an Kabel 164 übertragen, das alle Appartements in der durchgeschleiften Schaltung versorgt. Das Durchschleifkabel 164 wird in jedem Appartement durch einen Koppler 168 geleitet, wodurch jedes Appartement an die durchgeschleifte Schaltung angebunden wird. Das heißt, dass mindestens eine Kundenschnittstellenbox (CIB) in jedem Appartement mit der durchgeschleiften Schaltung durch einen Koppler 168 verbunden ist.
Zur Extrahierung des richtigen Kanals für jedes Appartement enthält Koppler 168 CIB 172 vorzugsweise ein Bandpassfilter (BPF), das es ermöglicht, dass nur der Kanal bzw. die Kanäle des bestimmten Appartements auf dem Fernsehgerät bzw. den Fernsehgeräten in diesem Appartement zur Verfügung gestellt werden. Für Appartement 1 enthält der Koppler 168 oder die CIB 172 zum Beispiel ein BPF, das es den Anwendern in Appartement 1 gestattet, nur Kanal 2 und keine anderen Kanäle zu sehen. Auf ähnliche Weise enthält der Koppler 168 oder die CIB 172 in Appartement „N" ein BPF, das es den Anwendern in Appartement „N" gestattet, den Kanal „M" zu sehen. Auf diese Weise kann das Servicemodul 152 die gebührenpflichtigen und Pay-per-View-Kanäle den Anwendern liefern, die für diesen Dienst zahlen. Wie ein Fachmann verstehen wird, wird nur ein einzelner Kanal an die CIB 172 übertragen, wenn das BPF mit Koppler 168 konfiguriert ist. Wenn das BPF jedoch in CIB 172 konfiguriert ist, werden alle Kanäle 2-M an CIB 172 in je dem Appartement geleitet, und der richtige Kanal für ein bestimmtes Appartement wird von CIB 172 extrahiert. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Koppler 168 und das BPF vorzugsweise zusammen konfiguriert und getrennt von CIB 172 (siehe 8), um zu vermeiden, dass Anwender in Appartements Signale, die an die anderen Appartements gerichtet sind, stehlen.
Unter Bezugnahme nun auf 8 ist ein ausführlicheres Schaubild einer Kopplerbox 166 und einer CIB 172 dargestellt. Insbesondere enthält die Kopplerbox 166 einen Splitter oder Koppler 168 und ein Bandpassfilter (BPF) 170. Die CIB 172 enthält einen Schnittstellenmultiplexer 174, einen Entwürfler 176, einen Kommunikationsmultiplexer 178, ein Autorisierungsmodul 180 und einen Fernempfänger 182.
In der in 8 dargestellten Ausführungsform sind der Splitter oder Koppler 168 und das BPF 170 getrennt von der CIB 172 konfiguriert. In Übereinstimmung mit einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der Splitter oder Koppler 168 und BPF 170 jedoch auch in der CIB 172 konfiguriert sein.
Jede Kombination aus Koppler 168 und BPF 170 gestattet nur die Weiterleitung des Kanals bzw. der Kanäle, die einem bestimmten Appartement zugeordnet sind. Das Signal wird vom Koppler 168 an das BPF 170 geleitet und danach an den Schnittstellenmultiplexer 174, der die Videokanäle, die Rückwärtspfaddaten und die Vorwärtspfaddaten trennt. Die Videokanäle werden vom Schnittstellenmultiplexer 174 an den Entwürfler 176 geleitet. Wenn ein oder mehrere Fernsehgeräte in diesem Appartement autorisiert sind, gebührenpflichtige oder Abo-Kanäle zu empfangen, entwürfelt der Entwürfler die gebührenpflichtigen oder Abo-Kanäle und stellt sie für die Fernsehgeräte im Appartement zur Verfügung. Wie ein Fachmann verstehen wird, kann ein Appartement mehrere Videokanäle empfangen, wenn es mehr als ein Fernsehgerät hat; vorzugsweise einen für jedes Fernsehgerät.
Die Vorwärtspfaddaten-, Sprach- und Berechtigungsinformationen werden vom Schnittstellenmultiplexer 174 aufgegliedert und an den Kommunikationsmultiplexer 178 geleitet. Typischerweise werden die Dateninformationen, die Sprachinformationen und die Berechtigungsanweisungsinformationen an die einzelnen Kunden auf speziell dafür vorgesehenen Kanälen gesendet, die vom Kabelsystem bestimmt werden bzw. im Servicemodul zugeordnet sind. Diese Frequenzen sind für alle Abonnenten gleich, wobei die Daten-, Sprach- und Berechtigungsanweisungsinformationen zusätzliche Adressinformationen haben, so dass die CIB 172 die Daten-, Sprach- und Berechtigungsinformationen empfängt und verarbeitet, die an diese CIB für dieses Appartement gerichtet sind. Wenn der Kommunikationsmultiplexer 178 die Daten-, Sprach- und Berechtigungsanweisungsinformationen empfängt, trennt er die Informationen und leitet die Daten- und Sprachinformationen an einen Modem weiter und die Berechtigungsinformationen an das Berechtigungsmodul 180. Der Modem verarbeitet die Sprach- und Dateninformationen auf eine ähnliche Weise wie die in 2 und 3 dargestellten und oben beschriebenen Modems. Das Berechtigungsmodul 180 empfängt die Berechtigungsinformationen, verarbeitet sie und sendet Entwürfelungsbefehle an den Entwürfler 176. Das heißt, dass das Berechtigungsmodul 180, wenn der Anwender in dem bestimmten Appartement berechtigt ist, einen gebührenpflichtigen oder Pay-per-View-Kanal zu sehen, die Autorisierungsinformationen überprüft und dann einen Entwürfelungsbefehl an den Entwürfler 176 sendet. Nach Empfang des Entwürfelungsbefehls muss der Entwürfler 176 das verwürfelte Signal entwürfeln. Wie oben kurz erläutert, kann der Entwürfler 176 eine Diodenschaltung haben, die auf Befehl den Synchronisationsimpuls wiederherstellt, wodurch eine horizontale Synchronisation des Bildes ermöglicht wird. Außerdem kann der Entwürfler 176 andere Entwürfelungs- oder Entschlüsselungstechniken umfassen.
Wie oben erläutert, kann ein Anwender der CIB 172 in einem Appartement den Kanal, den er anschauen möchte, durch Verwendung eines Fernsteuergeräts auswählen. Der ferne Empfänger 182 empfängt das Signal vom Fernsteuergerät und leitet es an den Kommunikationsmultiplexer 178 weiter. Außerdem werden auch die Sprach- bzw. Computerdaten von einem Modem oder direkt von einem Telefon oder einem PC in den Kommunikationsmultiplexer 178 geleitet. Der Kommunikationsmultiplexer 178 formatiert diese Informationen in das 1- bis 40-MHz-Bandbreitenspektrum. Der Kommunikationsmultiplexer 178 leitet dann die Rückwärtspfadinformationen durch einen Rückwärtspfadverstärker 184 in den Schnittstellenmultiplexer 174. Der Rückwärtspfadverstärker 184 verstärkt das Signal, so dass die vom Splitter im Rückübertragungspfad verursachten Verluste kompensiert werden. Der Schnittstellenmultiplexer 174 leitet dann die Informationen zurück durch den Koppler 168 und dann zurück an das Servicemodul 152. Wie ein Fachmann verstehen wird, kann sich, obwohl der Verstärker 184 zwischen Kommunikations-MUX 178 und Schnittstellen-MUX 174 positioniert ist, der Verstärker irgendwo in der Schaltung befinden, einschließlich innerhalb des Kommunikations-MUX 178 bzw. des Schnittstellen-MUX 174.
Am Servicemodul 152 werden die Rückpfaddaten auf ähnliche Weise wie am Servicemodul 40 bearbeitet, wie oben erläutert. Das heißt, die Rückpfaddaten, einschließlich Dienstanforderungen und Telefon- und Computerinformationen, werden vorzugsweise zurück an den MUX 160 durch den Rückpfad des Durchschleifkabels 164 übertragen. Der MUX 160 leitet Dienstanforderungen an den Steuerprozessor 162 und die Computer- und Sprachinformationen für jedes Appartement über die Verbindungen 159 zurück an den dem Appartement zugeordneten UCC 156. Für die Dienstanforderungen überprüft der Steuerprozessor 162, ob der Kunde berechtigt ist, den angeforderten Kanal zu empfangen. Wenn dies der Fall ist, sendet der Steuerprozessor 162 eine Nachricht an den IRD, der diesem Anwender zugeordnet ist, diesen Kanal zu demodulieren und zu entwürfeln und ihn dem anfordernden Anwender zur Verfügung zu stellen. Das Protokoll ändert sich nicht, obwohl sich die CIBs auf einem seriellen Bus und nicht auf einem parallelen Bus befinden, da jede CIB 172 sich gegenüber dem Mikroprozessor identifizieren muss. Wenn jedoch mehr als ein Anwender eine Anforderung senden, wird vorzugsweise ein Warteschlangensystem verwendet. Auf diese Weise bearbeitet der Steuerprozessor 162 die Dienstanforderungen vorzugsweise auf der Basis „den ersten zuerst bedienen".
Obwohl hierin nicht ausführlich erläutert, bearbeiten das Servicemodul 152 und insbesondere die UCCs 156 die Telefon- und Computerdienste auf ähnliche Weise wie die Servicemodule 40, wie oben erläutert. Ebenso wird ein Fachmann verstehen, dass, obwohl dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hierin unter Bezugnahme auf Appartements in durchgeschleifter Konfiguration beschrieben wird, die vorliegende Erfindung auch mit anderen durchgeschleiften Anordnungen verwendet werden kann. Ländliche Kabelsysteme, bei denen einzelne Bauernhäuser mit einem einzelnen Kabel mit Kopplern und Splittern verbunden sind, können zum Beispiel die vorliegende Erfindung auch nutzen.
Wie oben beschrieben bietet die vorliegende Erfindung ein einfaches, leistungsfähiges Verfahren dafür, dass ein Anwender oder Abonnent einen gewünschten Dienst auswählen kann und dass ein System bestimmen kann, ob ein Kunde oder Anwender für diesen Dienst zulässig ist, und, falls ja, den gewählten Dienst bereitstellt. Unter Bezugnahme nun auf 9, 10 und 11 wird ein Flussdiagramm 200 eines Verfahrens zur Lieferung von Telekommunikationsdiensten an Kunden oder Anwender dargestellt. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten Verfahren wählt der Kunde oder Anwender vorzugsweise einen Telekommunikationsdienst, wie zum Beispiel Video-, Telefon- oder Computerdienste aus. Der Ablauf für Telefondienste wird in 10 gezeigt, während der Ablauf für Computerdienste in 11 gezeigt wird.
Unter Bezugnahme nun auf 9 wird das Verfahren zur Lieferung von Videodiensten erläutert. Wenn ein Kunde einen Videokanal zum Ansehen auswählt (Schritt 202), stellt das Kundenkommunikationsgerät oder die Set-Top-Box insbesondere fest, dass ein Videodienst angefordert wurde (Schritt 204) und überträgt den ausgewählten Kanal und andere Anwenderinformationen vorzugsweise an das Servicemodul (Schritt 206). Das Servicemodul empfängt die Anforderung und der Prozessor des Servicemoduls überprüft dann die Berechtigung des Kunden (Schritt 208) und stellt fest, ob der Kunde ein zulässiger Kunde ist (Schritt 210). Wenn nicht, sendet das Servicemodul eine Nachricht „Kunde unzulässig" an die Kundenkommunikationseinheit und verweigert den Dienst (Schritt 212). Wenn der Kunde ein gültiges Konto hat, wird der Kabel- oder gezahlte Fernsehkanal ausgewählt und entsprechend verarbeitet (Schritt 214). Wenn ein Kabelkanal ausgewählt wurde, überprüft das Servicemodul, ob der Kunde berechtigt ist, den ausgewählten Kanal zu empfangen (Schritt 216 und 218). Wenn nicht, wird eine Nachricht „Kanal unzulässig" an den Kunden gesendet (Schritt 220). Wenn der Kunde berechtigt ist, den ausgewählten Kabelkanal zu empfangen, wird das Signal decodiert und auf die entsprechende Frequenz umgesetzt (Schritt 222). Sobald es umgesetzt wurde, wird das Signal an den anfordernden Anwender gesendet (Schritt 224).
Wenn der Kunde eine Pay-per-View-Auswahl auswählt, überprüft das Servicemodul das Guthaben des Kunden (Schritte 226 und 228) und wenn es gültig ist, belastet es das Kundenkonto oder berechnet dem Kunden den Dienst (Schritt 230). Das Servicemodul decodiert dann den ausgewählten Kanal (Schritt 222) und sendet ihn mit der entsprechenden Frequenz an die Kommunikationseinheit des Kunden (Schritt 224). Falls kein Kredit gewährt wird, wird der Kunde entsprechend informiert (Schritt 232).
Telefon- und Computerauswahlen werden auf ähnliche Weise abgewickelt, wie in 10 und 11 gezeigt. Wenn der Kunde Telefondienste auswählt (10), sendet die Kundenkommunikationseinheit eine Telefonanforderung und die angeforderte Telefonnummer an das Servicemodul (Schritt 234). Das Servicemodul überprüft die Kundenberechtigung (Schritt 236) und stellt fest, ob der Anforderer ein berechtigter Kunde ist (Schritt 238). Wenn nicht, sendet das Servicemodul eine Nachricht „Kunde unzulässig" an das anfordernde Kundenkommunikationseinheit (Schritt 240). Wenn der Kunde ein zulässiger Kunde ist, stellt das Servicemodul eine Telefonverbindung zwischen dem Kundentelefon und dem Kopfendesystem, einem PBX oder Fernnetzbetreiber her (Schritt 246). Andernfalls sendet das Servi cemodul eine Nachricht „nichtberechtigter Dienst" an das anfordernde Kundenkommunikationsgerät (Schritt 248).
Wenn der Kunde Computerkommunikation auswählt (11), werden diese Informationen auf gleiche Weise von der Kundenschnittstelle an das Servicemodul gesendet (Schritt 250), wobei das Servicemodul wiederum die Berechtigung des Kunden für diesen Dienst überprüft (Schritte 252-258), und der Kunde empfängt bei Berechtigung den gewünschten Computerdienst, und das Servicemodul stellt eine Computerverbindung mit dem Kopfendesystem (z.B. unter Verwendung eines CMTS) oder einem Internetdienstanbieter (Schritt 260) her. Andernfalls werden dem Anwender Ausnahmemeldungen gesendet (Schritte 254 und 262).
Im Falle eines eingehenden Telefonanrufs an den Kunden überprüft das Servicemodul vorzugsweise, ob es sich hierbei um einen zulässigen Kunden mit Telefondiensten handelt, stellt eine MUX-Verbindung mit der Set-Top-Schnittstelle des Kunden her, stellt den Anruf an den Kunden durch, und das Telefon des Kunden klingelt. Telefondienste, die vom Telefonanbieter angeboten werden, können an den Kunden auf die übliche Weise zur Verwendung auf die übliche Art weitergeleitet werden.
Zusammenfassend gesagt stellt die vorliegende Erfindung ein neuartiges Telekommunikationssystem zur Bereitstellung einer Vielzahl von Telekommunikationsdiensten an eine Vielzahl von Kunden auf eine sichere, kostengünstige Weise bereit. Während oben eine ausführliche Beschreibung von derzeitig bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung geliefert wurde, werden den Fachleuten diverse Alternativen, Modifikationen und Entsprechungen offenkundig sein. Obwohl zum Beispiel verschiedene Bauelemente oder Schaltungen des Servicemoduls der vorliegenden Erfindung hierin beschrieben werden, die bestimmte spezifische Funktionen ausführen, wird ein Fachmann verstehen, dass andere Bauelemente oder Schaltungen in den Servicemodulen einige oder alle der Funktionen des Servicemoduls ausführen können. Daher sollte obige Beschreibung nicht als den Umfang der Erfindung, die durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird, beschränkend aufgefasst werden.

Claims

Kabeldistributionssystem (10) mit einem Kopfende (11), das Signale von einer Vielzahl von Videoquellen (18, 19, 20) empfängt, von denen ausgewählte zusammen gemultiplexed werden zur Erzeugung eines oder mehrerer Multiplex- Kanalsignale, einer Vielzahl von dem Kopfende (11) zugeordneten Servicemodulen (40, 152), von denen jedes Servicemodul (40,152) eines oder mehr der Multiplex- Kanalsignale empfängt, und einer Vielzahl von jedem Servicemodul (40, 152) zugeordneten Schnittstelleneinheiten (14, 172), von denen jede Schnittstelleneinheit (14, 172) an einer Kundenstelle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Servicemodul (40,152) eines oder mehr der Multiplex- Kanalsignale jedem der Mehrzahl von Empfängern/Decodierern (54) innerhalb jedes Servicemoduls (40, 152) liefert, die jeweils einen ausgewählten Videokanal empfangen/dekodieren und den Videokanal mit einer ausgewählten Ausgangsfrequenz beliefern, wobei jeder von einem gegebenen Servicemodul (40, 152) empfangene/dekodierte Videokanal zu der Schnittstelleneinheit (14, 172) gesandt wird, die diesem Empfänger/Dekodierer (54) entspricht; und dass jede Schnittstelleneinheit (14, 172) den Videokanal empfängt und diesen einer Videoanzeigevorrichtung (60) übergibt.
Kabeldistributionssystem nach Anspruch 1, bei dem die Schnittstelleneinheiten (14, 172) in einer Anordnung entsprechend einem Homerun im Hinblick auf ihre jeweiligen Servicemodule (40, 152) angeordnet sind.
Kabeldistributionssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schnittstelleneinheiten (14, 172) in einer durchgeschleiften Anordnung gegenüber ihren jeweiligen Servicemodulen (40,152) angeordnet sind, und bei dem die ausgewählte Ausgangsfrequenz jedes Empfängers/Dekodierers (54) in einem gegebenen Servicemodul (40, 152) von jedem anderen verschieden ist, jeder der von einem gegebenen Servicemodul (40, 152) empfangenen/dekodierten Videokanäle in ein einziges Signal kombiniert wird und weiterhin jede Schnittstelleneinheit (17, 172) das einzige Signal von dem Servicemodul (40,152) empfängt, und die Schnittstelleneinheit (17, 172) nur einen der Videokanäle in dem einzigen Signal der Videoanzeigevorrichtung (60) übergibt.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kopfende (11) ein lokales Kopfende ist, das in einem Gebäude oder einen Gebäudekomplex angeordnet ist, wo die Kundenstellen sind.
Kabeldistributionssystem nach Anspruch 4, weiterhin enthaltend ein regionales Kopfende, das an einer Stelle angeordnet ist, die von dem Gebäude oder dem Gebäudekomplex entfernt angeordnet ist, wobei das regionale Kopfende Videokanäle mit ausgewählten Frequenzen an das lokale Kopfende liefert.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin enthaltend eine Verkabelung, die zwischen jedem Servicemodul (40, 152) und der Vielzahl von diesem zugeordneten Schnittstellenmodulen (17, 172) verläuft, wobei die Verkabelung in ihrer Bandbreite begrenzt ist, um nicht Signale deutlich oberhalb von 350 MHz wirksam zu tragen.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin enthaltend eine Verkabelung, die zwischen dem Kopfende (11) und jedem der zugeordneten Vielzahl von Servicemodulen (40, 152) verläuft, wobei die Verkabelung ausreichende Bandbreitenkapazität aufweist, um in der Lage zu sein, Signale bis zu 750 MHz wirksam zu tragen.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem jede Schnittstelleneinheit (17, 172) keinen Frequenzkonverter enthält.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem jedes Servicemodul (40,152) die gleichen vorbestimmten Frequenzen wie jedes andere Servicemodul (40,152) verwendet.
Kabeldistributionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem jede Schnittstelleneinheit (17,172) Informationen zu ihrem zugeordneten Servicemodul (40, 152) zurückliefert, die Informationen über die Kanalauswahl enthalten.