KR100317858B1 - 홈 멀티미디어 네트웍 구조 - Google Patents

Abstract

홈 네트웍 구조는 집안의 내부 디지털 네트웍 상호접속 장치들을 포함한다. 오락용 서비스들이 외부 네트웍 및 내부 네트웍에 연결된 네트웍 인터페이스 유니트들을 통해 네트웍안에 유입된다. 네트웍 인터페이스 유니트들은 외부 및 내부 네트웍들 사이에 필요한 인터페이싱을 수행하고 오락용 서비스들이 내부 네트웍에 연결되어 있는 모든 단말들에서 이용가능하도록 만든다. 네트웍 인터페이스 유니트들을 가지지 않는 다수의 셋톱 전자기기들은 내부 네트웍에 연결되어, 디지털 데이터 스트림의 정보를 가령 텔리비전에 의해 디스플레이되도록 준비한다.

Description

홈 멀티미디어 네트웍 구조{Home multimedia network architecture}

이 출원은 1995년 11월 22일 출원된 미국 출원 일련 번호 08/561,758의 계속 특허 출원(cpa)으로, 현재 특허 허여된, 1997년 6월 17일 출원된 미국 특허 출원 번호 08/876,678호의 분할 특허 출원이다.

본 특허출원은 셋톱 전자기기 및 네트웍 인터페이스 유니트 구성(Set-top electronics and network interface unit arrangement)이라는 제목으로 1995년 11월 22일 출원된 미국 출원 일련 번호 08/561,757; 데이터 스트림 클록 복구 방법 및 장치(Method and apparatus for recovering data stream clock)이라는 제목으로 1995년 11월 22일에 출원된 미국 출원 일련 번호 08/561,535; 멀티미디어 네트웍을 위한 크로스바/허브 구성(Crossbar/Hub arrangement for multimedia network)이라는 제목으로 1995년 11월 22일에 출원된 미국 출원 일련 번호 08/561,534와 관련된 것이다.

본 발명은 디지털 네트웍에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집안에서와 집 밖의 외부 네트웍으로 제품들의 상호접속성을 제공하는 가정용 디지털 네트웍에 관한 것이다.

디지털 기술 및 전기통신의 급속한 증대는 집안의 여러 가전제품들을 서로, 그리고 바깥 세상으로 상호접속시킬 집안의 네트웍을 가지는데 대한 희망을 증가시켰다. 이용가능한 외부 서비스의 범위는 대화형 서비스, 케이블 비디오 및 오디오 서비스, 위성 네트웍, 전화 회사 서비스, 브이오디 서비스(video on demand) 및 그외의 다른 종류의 정보 서비스들을 포함한다. 그러나, 미국내 가정의 개인 컴퓨터 보급률은 약 33%로서, 정부가 보다 확장된 보급률을 희망하여 '원격통신'을 장려하고 통신로의 교통량 및 오염을 줄이고 있더라도 천천히 증가하고 있을 뿐이다. 가정의 컴퓨터 추가 보급률은 분명치않은 사용자 인터페이스에 의해 가려진 내장된 컴퓨터 및 운영 시스템을 포함하는 사용자 오락 및 정보 제품의 구입에서 비롯된다. 그러한 제품이 통상의 셋톱(set-top) 박스이다.

셋톱 박스는 텔리비전의 용도를 증대시킨 멀티미디어 컴퓨터이다. 통상의 셋톱 박스는 셋톱 박스를 외부 네트웍 및 데이터 제공자에게 연결시키는 외부 네트웍 인터페이스 모듈을 구비한다. 네트웍 인터페이스 모듈은 특정 외부 네트웍에 대한 인터페이싱, 튜닝, 복조, 에러 보정, 비디오 디스크램블링, 엠펙 클록의 복구 및 외부 네트웍에 특유한 암호화 및 암호해독과 같은 다수의 복잡한 동작들을 수행해야 한다. 결국 네트웍 인터페이스 모듈은 셋톱 박스중에서 상대적으로 비싼 부품이다. 하나의 텔리비전만이 집안에 존재할 때 조차 이러한 비용은 필요하게 된다. 그러나, 대부분의 가정에서는 여러대의 텔리비전들을 구비하며, 그 각각마다 각자의 셋톱 박스 및 관련 네트웍 인터페이스 모듈을 제공하는 것은 비싼 부품들의 중복이 된다.

집주인들의 다른 관심은 서비스 제공자의 문제이다. 전화 제공자에 의한 것과 같이, 셋톱 박스를 통해 집안으로 유입되는 모든 서비스들에 대해 하나의 서비스 업자로 제한하는 것은 집주인의 선택을 제한하고 집주인을 가장 싸고 경쟁력있는 가격으로 서비스들을 획득하는 것을 방해할 수도 있다. 모든 텔리비젼마다 일군의 여러 셋톱 박스들을 사용하는 여러 서비스 제공자들로 이러한 문제를 극복하려는 시도는 실용적인 것이 아니다.

상대적으로 값싼 방법으로 집안의 제품들과 외부 네트웍에 대해 상호접속성을 제공하고, 또한 집주인에게 여러가지 서로 다른 서비스들로부터 선택할 기회를 제공하는 홈 네트웍이 있을 필요가 있다.

도 1은 본 발명의 전형적 실시예에 따라 구성된 홈 네트웍의 개략적 블록 다이어그램이다.

도 2는 집안에 있는 본 발명의 홈 네트웍의 전형적인 설치를 도시한 것이다.

도 3은 도 1의 홈 네트웍의 논리적 다이어그램이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따라 구성된 네트웍 인터페이스 유니트 및 셋톱 전자회로 유니트의 개략도이다.

도 5는 본 발명의 전형적 실시예에 따라 구성된 셋톱 전자회로의 네트웍 인터페이스에 대한 블록 다이어그램이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 네트웍 인터페이스 유니트의 네트웍 인터페이스에 대한 블록 다이어그램이다.

도 7은 네트웍 인터페이스 유니트 및 셋톱 전자회로 유니트에 연결된, 본 발명의 일실시예에 따라 구성된, 허브 및 직접 회로 크로스바의 블록 다이어그램이다.

도 8은 본 발명의 홈 네트웍을 위한 전형적인 사용자 인터페이스의 논리 다이어그램이다.

상술하거나 다른 필요성들은 다양한 셋톱 박스들 및 이더넷(Ethernet)과 같이 집안에 설치된 상대적으로 값 싼 디지털 네트웍에 의해 서로 연결된 각각의 네트웍 인터페이스 유니트들을 가지는 홈 네트웍을 제공하는 본 발명에 의해 충족된다.

셋톱 전자기기로부터 네트웍 인터페이스 유니트 기능들을 분리하는 것은 단일 네트웍 인터페이스 유니트가 외부 네트웍과 인터페이스하는데 사용될 수 있게 하고 집안의 여러 셋톱 전자기기들 및 텔리비전들에 대해 선택적으로 프로그래밍을 제공할 수 있게 만든다. 이것은 각 텔리비전 또는 단말 제품에서의 네트웍 인터페이스 가능들에 대한 중복의 필요성을 줄여서 홈 네트웍의 가격을 낮출 수 있다. 또, 네트웍에 대한 분리된 네트웍 인터페이스 유니트들을 갖는 것은 소비자로 하여금 이용가능한 서비스들 사이에서 추출 및 선택을 가능하게하며, 단일 서비스 제공자에 대해 부득이하게 되지 않도록 한다. 서비스를 바꾸는 것은 단순히 새로운 외부 네트웍과 인터페이스하도록 구성된 다른 네트웍 인터페이스로 바꾸거나 추가함으로써 이뤄질 수 있다.

어떤 바람직한 실시예들에 있어서 이더넷의 사용은 또한, 트위스트 페어(twisted pair) 와이어링이 집안에서 싼 값으로 설치될 수 있는 것처럼, 상대적으로 낮은 가격으로 네트웍이 구성되게 한다.

본 발명의 상술한, 그리고 그 이외의 특징들, 양상들 및 장점들은 첨부된 도면과 관련하여 취해지는 본 발명의 이하 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 홈 멀티미디어 네트웍(10)의 개략도이다. 이 실시예는 단지 예시적인 것으로, 네트웍(10)은 본 발명의 범주안에서 여러 가지 상이한 방식으로 구현될 수 있으며 네트웍(10)에 연결된 상이한 장치들을 포함할 수 있다. 추가적으로 본 발명은 집안에 위치되는 네트웍에 국한되는 것이 아니라, 사무실, 아파트 빌딩등과 같은 다른 유형의 건물안에 설치된 네트웍에도 적용가능하다. 그러나 예시의 목적을 위해, 전형적 실시예는 홈 설치의 맥락에서 설명될 것이다.

네트웍(10)은 집 밖의 세상에 대해 여러 다른 종류의 장비들의 접속을 제공하는 디지털 네트웍이다. 이 장비는 예를 들어 여러 가지 것들 가운데, 아날로그 텔리비전(12), 디지털 텔리비전(14), 디지털 VCR(16), 디지털 캠코더(18), 개인용 컴퓨터(20), 오디오 장비(22), 프린터(24), 팩시밀리 머신(26) 및 전화기들(28)이 될 수 있다. 이 장비들을 외부 세계로 연결시키는데 추가하여, 네트웍(10)은 디지털 비디오, 디지털 오디오, 컴퓨터 및 전화 장비를 집안에서 내부적으로 상호 연결하기도 한다. 이것은 외부 네트웍 접속들 또는 내부 데이터 소스들의 충분한 전력이 네트웍(10)상의 어떤 단말에라도 사용가능하도록 만들면서, 집안에서 통신과 제어를 단일화시킨다.

외부 세계와의 통신은 다수의 독립된 네트웍 인터페이스 유니트들(NIU's)(32)을 통해 수행되고, 입력 유니트(30)에서 상이한 외부 네트웍과 홈 네트웍(10) 사이의 접속을 허용하는 각 네트웍 인터페이스 유니트(32)와 물리적으로 결합될 것이다. 그 상이한 외부 네트웍들은 상이한 유형의 신호들을 운반한다. 이들은, 가령 하이브리드 광 동축 케이블(coax)이나 광케이블에서 운반되는 방송 신호들(디지털 또는 아날로그/디지털 혼합의)이 될 것이다. 다른 유형의 신호들은 ISDN, 방송/디지털 위성 서비스, FTTC, FTTH, ADSL등이다. 최소한, 압축 비디오, 압축 오디오, 압축 인터넷 WWW 그래픽스 및 데이터, 인터넷 이메일과 기타 데이터, 컴퓨터 파일 데이터 및 제어 메시지 데이터와 같은 데이터 유형들이 운반될 것이다.

논리적으로 홈 네트웍(10)의 모든 단말들은 네트웍 인터페이스 유니트들(32)로의 동일한 억세스를 수신하며 사용자는 그들의 물리적 위치를 인지할 수 없을 것이다. 필요한 네트웍 인터페이스 유니트들(32)의 개수는 가령 집안의 단말 유니트들의 개수에 의해서가 아니라 동시에 요구되는 상이한 프로그램 채널들(즉, 비디오, 오디오등)의 개수에 의해 결정된다.

어느 바람직한 실시예들에 있어서, 케이블 또는 안테나 텔리비전은 표준 가정용 동축 케이블(평범한 구식 텔리비젼, 또는 POTV)에 의한 배포로 변형되지 않은 채 유지되고 있다. POTS(plain old telephone service; 보통의 구식 전화 서비스) 또한 가정용 디지털 네트웍(10)상에서 수행된다.

디지털 신호들은 내부 네트웍(34)을 통해 가정 전체에 배포된다. 어느 바람직한 실시예들에 있어서, 내부 네트웍(34)은 실질적으로 10베이스-T형의 이더넷이거나 100베이스-T 트위스트 페어(twisted pair)이나, 특수 스위치 허브가 사용되어 네트웍으로 하여금, 각각이 높은 비트 레이트 비디오를 수신할 수 있는 몇 개의 단말 유니트들에 대해라도 계측가능하게 한다.

홈 네트웍(10)은 네트웍 대역폭, 프로토콜, 라우팅, 버퍼링 및 어드레싱을 지원할 수 있는, 그러한 컴퓨터들 또는 내장형 컴퓨터들을 갖는 제품들을 연결시킨다. 이런 복합 기능을 지원하지 않는 다른 고대역폭 제품들은 정보 처리 상호 운용성(interoperability)을 달성하기 위해 직접적으로나 지역내 주변 네트웍을 통해 호스트 유니트등에 속해야만 한다. 최종 사용자 장치들로서 기능하는, 홈 네트웍(10)에 위치된 컴퓨터 또는 컴퓨터 내장 제품들의 예들은: 외부 네트웍에서 홈 네트웍으로의 변환 및 조절을 수행하는 네트웍 인터페이스 유니트들의 I/O 컴퓨터들; 셋톱 전자장치들(Set-top electronics;STE)등과 같은 컴퓨터들; PC들; 워크스테이션들; 고 단말 프린터들; 및 게이트웨이/제어 기능들을 제공하는 특수 컴퓨터들을 포함한다. 네트웍(10)에 결합될 수 있는 다른 최종 사용자 장치들은: 디지털 압축(MPEG) 및 압축해제된 비디오 용품; 디지털 비디오 캠코더 제품들; 디지털 비디오 테잎 레코딩 제품들 및 디지털 TV 디스플레이 제품들 및 아날로그 TV 디스플레이 및 레코딩 제품들과 같은 비디오 제품들을 포함한다. 네트웍(10)에 연결될 수 있는 오디오 제품들은: 디지털 압축(MPEG) 및 압축해제된 오디오 용품; 하이파이(HIFI) 스테레오; 디지털 오디오 테잎 레코딩 제품들을 포함한다. 네트웍(10)에 연결할 수 있는 다른 종류의 제품들은 프린터 및 다른 주변기기들과 같은 데이터 제품들이다. 네트웍(10)을 통해 제어될 수 있는 또 다른 제품들은: 중앙 냉난방(heating/AC), 보안 제어기, 전자렌지 오븐 및 다른 주방용품, 조명, 스프링클러 및 그외의 전력 제어와 같은 홈 오토메이션 및 응용기기들을 포함한다.

홈 네트웍(10)의 어떤 실시예들은 미래의 매우 높은 비트 레이트, 모션-JPEG 또는 I-프레임(frame) 뿐인 MPEG 비디오 장치들(I-frame-only-MPEG video devices), 오디오 장치들, 프린터들 및 주변기기들에 대해 국지적 연결을 제공하는 한 개 이상의 주변 네트웍(15)을 포함한다. 이 장치들은 예를 들어 디지털 카메라에서 디지털 VCR까지 데이터 전송이 연속적인, 고대역폭으로의 연속적인 국지적 디지털 접속을 필요로한다. 그러한 장치들을 내부 네트웍(34)상에서 직접적으로 수용하는 것은 전 네트웍(34)에 걸쳐 일반적으로 필요한 것 보다 훨씬 큰 네트웍 대역폭을 필요로 할 것이다. 대신, 국지적 주변 네트웍(15)은 일반적으로 정보 처리 상호 운용성을 위해 게이트웨이에 의해 내부 네트웍(34)으로 연결된다. 그러나, 본 발명의 어느 다른 실시예들에 있어서, 홈 네트웍(10)은 지역 주변 네트웍(15)이 필요치 않도록 고속 장치들을 수용하는 하드웨어 및 소프트웨어와 함께 제공된다.

홈 오토메이션 네트웍(17)은 가정 자동화(home automation)를 위해 제공된다. 이 홈 오토메이션 네트웍(17)은 가정용품들, 가정 보안 시스템들, 조명등을 제어하기 위해 전력 라인이나 다른 낮은 비트 레이트 네트웍 상에서 동작될 수 있다. 이러한 동기는 집안에 위치한 제어 컴퓨터(20)로부터 발생된다.

집(36)안에서의 본 발명의 홈 네트웍(10) 설치에 대한 전형적인 모델이 도 2에 도시된다. 홈 네트웍(10)은 가령, 내부 네트웍(34)의 한 부분을 형성하는 스위칭된 허브(38)에서부터 100m 까지 케이블이 이어질 수 있는 긴 범위의 중추가 된다. 도 2에 묘사된 전형적인 설치에 있어서, 여러개의 네트웍 인터페이스 유니트들(32)을 갖는 입력 유니트(30)가 스위칭된 허브(38)를 따라 집의 사용가능 영역내에 놓여진다.

트위스트 페어 케이블은 집(36)의 각 방까지 이어져서 벽의 소켓에서 끝난다. 예를 들어, 설치를 행할 때, 비용의 대부분이 노임이기 때문에, Cat-5 트위스트 페어(100 Mbits/s에 대한)가 사용될 수 있다. 일시적인 설치복구(retro-installation)시에, 트위스트 페어 케이블은 그것이 카펫 가장자리 아래에 주문 맞춤이 될 수 있을 만큼 충분히 작다. 집안의 사용자는 컴퓨터 제품의 이더넷 포트를 이더넷 벽 소켓에 꽂음으로써 방안의 컴퓨터 제품을 연결할 것이다.

도 2의 실시예에서, 허브(38)는 독립된 장치로서 묘사되고 있지만, 다른 실시예들에서 허브(38)는 한 개 이상의 네트웍 인터페이스 유니트들(32)안으로 통합된다. 허브(38)는 집의 모든 영역 및 한 개 이상의 네트웍 인터페이스 유니트들(32)로의 접속성을 제공한다. 내부 네트웍(34)의 총 대역폭 및 접속성 모두를 업그레이드 및 확장하는 것은, 보다 큰 허브로의 추가 플러깅 또는 변경에 의해 이뤄진다. 허브는 이후에 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 본 발명은, 네트웍 인터페이스 유니트들(32)의 기능을 셋톱 전자기기(40)로부터 분리시킨다. 통상적으로, 셋톱 박스는, 구성 성분들이 버스에 의해 셋톱 전자기기 구성 성분들로 내부적으로 연결된 네트웍 인터페이스 유니트를 포함한다. 그러나, 이와 대조되게 본 발명은, 사이에 놓인 내부 네트웍(34)과 함께, 네트웍 인터페이스 유니트들(32)과 셋톱 전자기기들(40)이 각각 분리되어 있는 것을 제공한다. 이러한 구성은, 네트웍 인터페이스 유니트의 전자기기들이 각 셋톱 전자기기들에 대해 중복될 필요가 없기 때문에, 여러개의 셋톱 전자기기들이 덜 비싸게 집안(36) 전체에 분포될 수 있게 만든다. 추가적으로, 다른 외부 네트웍 및 공통의 내부 네트웍(34)에 연결되는 독립된 네트웍 인터페이스 유니트들(32)을 가지는 것은 집 주인으로 하여금 전화나 케이블 회사와 같은 단일 소스로부터 모든 프로그래밍을 수신하도록 강제하는 것으로부터 벗어나게 한다. 이러한 분리는 또한 집주인으로 하여금, 집안(36) 전체의 모든 셋톱 전자기기들(40)을 대체할 필요없이, 네트웍 인터페이스 유니트들(32) 중 하나를 단순히 바꿈으로써 서비스를 추가, 취소 또는 바꾸게 할 수 있다.

어떤 실시예들에 있어서, '마스터' 셋톱 박스가 여러 네트웍 인터페이스 유니트들에 갖춰진다. 그러나, 이 실시예는 네트웍 인터페이스 유니트들이 이 실시예에서 내부 네트웍으로 연결되고, 버스에 의해 셋톱 전자기기로 연결되는 것은 아니기 때문에 논리적으로 상술한 것과 동일하다.

도 3은 본 발명의 홈 네트웍(10)의 논리도이다. 다이어그램으로부터 명확한 바와 같이, 멀티-포트 스위칭된 허브(38)는 네트웍 접속의 중심을 형성한다. 교차-패킷 지터(jitter)가 적합하게 제어되는 어떤 실시예들에 있어서, 일반적이고, 상용가능한 패킷 스위칭된 허브가 채용된다. 도 3에 도시된 것과 같은, 다른바람직한 실시예들에 있어서, 스위칭된 허브(38)는 네트워킹된 포트들 및 한 세션 기간동안 직접 (회로) 스위칭된 포트들의 조합이다. 직접 연결된 포트들( 및 시스템들)은 네트웍 (코딩된) 클록을 통해 위상 동기될 수 있다. 이 기능을 제공하기 위해, 스위칭된 허브(38)는 상대적으로 간단하고 값 싼 허브(42) 및 직접 회로 크로스바(44)를 구비한다. 어떤 바람직한 실시예들에 있어서 허브(42)는 캘리포니아 서니베일의 어드밴스드 마이크로 디바이스들(AMD)에 의해 제조된 Am79C981과 같은 상용가능한 장치일 수 있다. 직접 회로 크로스바(44)의 세부사항은 도 7과 관련하여 이후에 설명될 것이다.

이더넷 10/100베이스-T에 의해 규정된 바와 같은 위성 지형(star topology)이 스위칭 허브(38)와 관련하여 사용된다. 스위칭 허브(38)는 집안(36)의 대부분의 방들에 팬 아웃(fan out)을 제공한다. 최대의 시스템 대역폭은 다수의 와이어 비트 레이트((비트 레이트 x 포트 개수)/2)이며, 예를 들어, 20 포트와 100 Mbits/s 의 비트 레이트는 총 최대 밴드폭 1 Gb/s이다.

스위칭된 허브(38)는 심각하게 비대칭적인 트래픽, 가령 압축된 디지털 비디오 및 인터넷 데이터등에 대해, 전송기에서 수신기로 이들 경우들을 직접 라우팅함으로써 특수한 조치를 가능하게 한다. 따라서 이러한 트래픽은 내부 네트웍(34)으로부터 분리되고, 비록 브랜치당 10 Mbits/s로 계속 제한될 것이지만 전체 총 대역폭이 허브(38)의 확장성에 의해서만 제한되도록 허용한다. 10베이스-T 기술 대신 100베이스-T 기술의 사용은 필요할 때 네트웍을 업레이트(uprate)할 것이다.

스위칭 허브의 직접 동기(맨체스터 또는 블록 부호화된) 접속은, 연속적이고, 높은 비트 레이트, 긴 지속기간 접속이 요구되는 엠펙 비디오 전송에 대해 주로 사용된다. 압축된 형태의 높은 비트 레이트 비디오는 8 Mbits/sec 만큼 높을 수 있고 생생한 비디오 및 고활동 영화 및 스포츠를 위해 필요로된다. 낮은 비트 레이트 비디오는 1.5 Mbits/sec이다. 본 발명에 따르면, 엠펙 디지털 비디오는 네트웍(10) 전체를 통해 유지된다. 리얼 비디오로의 전환은 디스플레이 장치(가령, 텔리비전(12)) 또는 셋톱 전자기기(40)에서만 일어난다.

두 개의 분리된 직접 회로들이 도 3의 예들과 같이 묘사된다. 예를들어, ISDN 네트웍에 연결된 네트웍 인터페이스 유니트(32)는 직접 회로 크로스바(44)를 통해 국지적 주변 네트웍(15)의 개인 컴퓨터(20)에 직접적으로 연결된다. 다른, 분리된 직접 회로가 다른 네트웍 인터페이스 유니트(32)(가령, 하이브리드 광 동축케이블에 연결된)와 텔리비젼(12)에 결합된 셋톱 전자기기(40) 사이에서 직접 회로 크로스바(44)에 의해 제공된다. 직접 회로 크로스바(44)를 통해 직접적으로 연결되지 않은 장치들은 허브(42)에 속한 채 남아 있으므로 네트웍킹 된다.

직접적인 포인트-투-포인트(point-to-point) 경로가 구현되는, 스위칭 허브 구조와 관련하여, 이 경로를 가로지르는 모든 데이터는 한 개 이상의 다른 단말들에 대해 예정된 것 까지, 경로의 최종 포인트 단말에 직접 제공된다. 따라서, 어떤 바람직한 실시예들에 있어서, 고속 데이터(일반적으로 메시징하는)와 함께 다중화된 데이터는 그러한 패킷들을 허브(38)로 리턴시키는 직접 경로의 최종 포인트에 의해, 네트웍킹된 단말들로 제공되어야 한다는 룰이 따른다. 예를들어, 국부적 주변기기 네트웍(15)상의 장치에 대해 예정되지 않은 ISDN 네트웍을 통해 보내진 메시지들은, 분포되기 위해 국부적 주변기기 네트웍 호스트(20)에 의해 허브(38)로 리턴될 것이다. 이 룰은 중앙이 아닌 최종 포인트(들)에서 분포된 디멀티플렉싱으로, 패킷 라우터 유형의 스위칭된 허브를 가지는데 대한 비용 및 복잡함을 덜어, 스위치들의 계층들에 구애됨이 없이, 비대칭 데이터 흐름 및 국지적 착신지에 대해 잘 작동된다.

직접적으로 스위칭된 경로들의 잇점은, 네트웍(34)으로의 억세스를 획득할 때( 및 어쩌면 엠펙 스트림에 운반된 섬세한 클록 참조 타이밍을 와해할 때)의 잠정적 딜레이들이 모두 회피된다는 것이다.

어떤 바람직한 실시예들에 있어서, 허브(38)는, 곧바로 라우팅된 경로가 전송기 단말 '업(up)' 경로만을 수신 단말 '다운(down)' 경로로 접속시키는 것을 의미하는 '전이중(full-duplex) 알림'이 될 것임을 필요로한다. 이와 대조적으로, 전송기로의 경로 다운 및 수신기로의 경로 업은 직접 회로에 의해 영향받지 않으므로 보통 네트웍에 부속될 것이다, 즉, 함께 연결된 모든 나머지 단말 경로들에 부속될 것이다.

특정한 라우팅이 사용자 서비스 요청들에 응답하여 일어난다. 메시지들은 허브 제어 및 구현된 어떤 직접 라우팅 변화들에 의해 추출된다. 디바이스들은 접속이 유지되고 있는 네트웍으로부터 스위칭되지 않으며 어떤 라우팅도 요구되지 않는다.

엠펙 클록 복구는 이후에 설명되는 것과 같이 네트웍 인터페이스 유니트들(32)에서 수행된다. 네트웍 인터페이스 유니트들(32)에서의 엠펙 클록 복구 및 홈 네트웍 착신지로의 직접 회로 설정과 함께, 착신지(텔리비전(12)과 같은)에서 수신된 신호의 지터(jitter)가 실질적으로 제거된다. 직접 회로 기능은 오락용(비디오) 가정 영화에서 예상되는 심각하게 비대칭적인 포인트 투 포인트 트래픽에 있어서 잘 작동한다.

가령, 과도기적 케이블 TV와 같은 아날로그 유일의 서비스들에 있어서, 이것은 디지털 네트웍에 대해 간주된 부분이 아니다. 하이브리드 광 파이버 동축 케이블(HFC) 및 혼합 케이블 TV의 보다 새로운 형태들과 같은 혼합된 디지털/아날로그 서비스들에 있어서, 이것은 과도기적 상태에 있다고 간주되어 본 발명의 모든 디지털 시스템으로의 일시적 추가 기기로서 다뤄진다. 하이브리드 광 동축 케이블로부터의 신호는 셋톱 전자기기(40)나 네트웍 인터페이스 유니트(32)/셋톱 전자기기(40) 조합으로 직접 제공된다. 두 개의 포트가 홈 네트웍(10)에 연결하기 위해 필요로되며, 하나는 네트웍 인터페이스 유니트(32)를 위한 것이고 하나는 셋톱 전자기기(40)를 위한 것이다. 어떤 바람직한 실시예들에 있어서 셋톱 전자기기들(40)의 오디오/비디오 회로들로 아날로그 신호들을 링크하기 위해 바이패스가 제공된다.

홈 네트웍(10)은 개인용 컴퓨터들(20) 또는 셋톱 전자기기(40)와 같은 로칼 단말들에서 구동하는 소프트웨어에 대한 핸드 헬드 명령기 또는 컴퓨터 키보드를 통해 제어된다. 각 홈 단말에 국지적인 제어 소프트웨어는 소스 이용가능성, 소스 선택, 네트웍 인터페이스 유니트들(32)과의 통신에 의한 경로 관리 및 외부 게이트웨이들을 관리한다. 외부 네트웍 프로토콜들은 네트웍 인터페이스 유니트들(32)에서버퍼링되어 홈 네트웍(10)상의 단말들에 대한 표준 인터페이스를 제공한다. 도 8은 사용자 인터페이스의 일례를 도시한다. 이 실시예에서, 홈 네트웍(10)은 가시적(transparent)이며, 사용자는 연결된 서비스들의 개수로부터 간접적으로 그것을 인식할 뿐이다.

도 4는 내부 네트웍(34)에 의해 단일 셋톱 전자 유니트(40)로 연결된 단일 네트웍 인터페이스 유니트(32)를 도시한 블록도이다. 스위칭 허브(38)를 포함하여 홈 네트웍(10)의 나머지 부분들은 도시 및 설명의 목적을 위해 도 4에는 도시되지 않는다.

네트웍 인터페이스 유니트(32)는 네트웍 인터페이스 유니트(32)를 특정 외부 네트웍에 인터페이스하는 한 개 이상의 네트웍 인터페이스 모듈(50)을 포함하다. 도 4의 예에서, 네트웍 인터페이스 모듈(40)은 엠펙 비디오 데이터를 운반하는 외부 네트웍으로의 인터페이스를 제공한다. 엠펙 비디오 데이터는 내부 네트웍(34)을 통한 전송을 위해 데이터를 준비하는 내부 네트웍 인터페이스 장치(52)로 제공된다. 어떤 바람직한 실시예들에 있어서, 네부 네트웍(34)은 이더넷(Ethernet) 넷트웍이므로, 내부 네트웍 인터페이스 장치(52)는 이더넷 인터페이스 장치이다.

본 발명의 구조는 어떤 네트웍들에 있어서 네트웍 인터페이스 유니트(32)에서 디멀티플렉싱하는 제1단계가, 들어오는 스트림(여러가지 스트림들)의 구조에 의해 정해진 임시적인 대역폭이 아닌 정의 가능한 대역폭 한계(한 개의 스트림)내에서 있을 필요가 있다고 가정한다. 엠펙-2 비디오가 사용되고 있다는 것을 가정하면, 엠펙-2 사양에 정의된 바와 같이, 다수의 프로그램 전송 스트림으로부터 단일 프로그램 전송으로의 디멀티플렉싱이 존재한다. 이것은 C-큐브로부터 상용 가능한 9110B 칩과 같은 엠펙 전송 칩(54)에 의해 수행된다. (비디오, 오디오 및 기타 데이터를 분리하기 위해 디멀티플렉싱하는 제2단계는 여전히 셋톱 전자기기에서 발생하는 한편, 디코딩은 디스플레이 단말 또는 컴퓨터에서만 수행됨이 바람직하다). 이러한 시도시, 집안 전체에 걸쳐 고대역폭 스트림들을 전송할 필요가 없으며, 집(36)안의 단말들은 표준화된 단일 프로그램인터페이스만을 알 필요가 있다. 가령 보안용 현관문 카메라 또는 화상 회의 카메라등 집안에서 발생된 비디오에 대해 압축이 요구된다.

모든 외부 네트웍 인터페이싱, 암호해독, 접근 제어, 단일 프로그램 스트림으로의 디멀티플렉싱등은 네트웍 인터페이스 모듈(50)에 의해 수행된다. 따라서, 네트웍 인터페이스 모듈(50)은 연결된 외부 네트웍의 특색으로부터 홈 네트웍 하드웨어 및 소프트웨어를 버퍼링한다. 여러 가지 서로다른 프로그램들은 한 개의 제공자들로부터인지 다수의 제공자들로부터인지에 따라 다수의 네트웍 인터페이스 크로스바 접속들을 필요로 한다. 어떤 실시예들에서, 동일한 외부 네트웍으로부터 수신된 두 개의 프로그램을 제공하면서, 크로스바로의 두 접속에 듀얼 모듈이 준비된다.

엠펙 전송 칩(54)은 엠펙 클록 복구를 수행하여, 복구된 27MHz 클록 및 내부 네트웍 접속(56)으로 선택된 프로그램을 제공한다. 예를들어, 내부 네트웍(34)이 10베이스-T 이더넷 네트웍일 때, 27MHz 클록은 엠펙에 의해 네트웍 합성기(58)로 수신되고 10MHz클록으로 변환된다. 10MHz 클록은, 선택된 프로그램과 함께, 내부 네트웍(34)에 연결된 통상적인 트랜시버(60)(이더넷 트랜시버와 같은)로 제공된다.합성기(58)는 이더넷 클록을 복구된 엠펙 클록으로 동기시키도록 동작한다. 데이터 패킷이 네트웍 인터페이스 유니트(32)로부터 셋톱 전자기기(40)로 전송될 때, 셋톱 전자기기(40)는 27MHz의 복구된 엠펙 데이터로 동기된다. 셋톱 전자기기(40)에서, 27MHz 클록은 다른 합성기에 의해 이더넷 10MHz 클록으로부터 재생된다.

네트웍 인터페이스(64)를 포함하는 네트웍 인터페이스 장치(62)에 의해 데이터가 셋톱 전자기기(40)에 수신된다. 네트웍(34)을 벗어난 데이터 스트림으로부터 네트웍 인터페이스(64)에 의해 복구된 10MHz 클록은 네트웍에 대한 게이트(66)를 통해 엠펙 합성기(68)로 게이트된다. 게이팅(gating)은, 데이터가 존재하는 패킷이 있을 때에만 동기(locking) 기능이 수행되기 위해 필요로된다. 10MHz 클록은 엠펙 디코더(70) 및 비디오 디코더/인코더(72)로 제공되는 27MHz 클록으로 변환된다. 선택된 프로그램이 네트웍 인터페이스(64)에 의해 엠펙 디코더(70)로 제공되고, 이것은 엠펙 데이터를 디코딩하여 비디오 디코더/인코더(72)로 제공한다. 데이터 스트림은 비디오 인코더(72)에 의해, 텔리비젼과 같이 디스플레이 장치에 의해 사용하기 적합한 포맷(가령, NTSC 또는 SVideo)으로 변환된다. 비디오 디코더는, 디지털화되고 내장 그래픽 하드웨어와 병합하기 위한 NTSC 아날로그 신호가 있을 때의 경우를 위한 것이다.

도 4의 네트웍(34)이 개략적으로 도시되며, 이전의 설명으로부터 비디오 데이터가 허브(42)를 통해 네트웍(34)상에 위치될 수 있다는 점과, 그러나 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및, 네트웍(34)의 직접 회로 크로스바(44)를 통한 셋톱 전자기기(40)의 직접 회로가 지터(jitter) 없는 비디오 데이터의 전송을 제공하는것 보다 선호된다는 것을 이해해야 한다.

도 5는 도 4에 도시된 셋톱 전자기기(40)의 네트웍 인터페이스 장치(62)에 대한 전형적인 실시예의 보다 상세한 다이어그램이다. 네트웍 인터페이스 디바이스(62)는 게이팅 디바이스(66)로서 동작하는 프로그램 로직 디바이스에 연결된 네트웍 합성기(68)를 포함한다. 네트웍 합성기(68)는 모토롤라에서 제조된 MC145151과 같이, 상용가능한 칩에 의해 구현될 수 있다. 프로그램 로직 디바이스(66)는, 역시 모토롤라에서 제조된 MC7958과 같은 상용가능한 칩에 의해 구현될 수 있다. 전압 제어 크리스탈 오실레이터(80)는 27MHz로 동작하며 그 신호를 프로그램 로직 디바이스(62)로 보내고, 이 디바이스는 수신된 데이터 패킷이 존재할 때 10MHz 신호를 합성기(68)로 게이팅한다. 합성기는 10MHz 및 27MHz 주파수를 합성기(68)의 위상 검출기로 주어지는 공통 주파수로 분할한다. 합성기(68)의 위상 검출기의 출력은 제어 신호로서 전압 제어 수정 발진기(80)로 제공되어, 들어오는 이더넷 주파수에 동기하기 위해 로칼 주파수를 높이거나 낮추도록 조정할 수 있게 한다.

프로그램 로직 디바이스(66)에게 데이터 패킷 수신에 대해 알리는 신호, 및 10MHz 클록은, 수신 인에이블로서 쓰이는 직렬 인터페이스 어댑터(82)에 의해 제공된다. 직렬 인터페이스 어댑터에 적합한 상용가능 제품은 AMD(Advanced Micro Devices)에서 제조된 Am7992B이다.

데이터 스트림은, 펄스 엔지니어링의 상용 가능한 제품인 PE68026과 같은 트랜스포머/필터(84)를 통해 수신된다. 충돌 정보 또한 다른 트랜스포머/필터(86)를통해 수신되며, 이것은 트랜스포머/필터(84)와 동일한 종류일 수 있다. 수신된 데이터는 트위스트 페어 이더넷 트랜시버 플러스(Am79C100)와 같은 제1네트웍 트랜시버(88)로 보내진다. 제1네트웍 트랜시버(88)의 출력(수신된 데이터)은 수신 인에이블(82) 및 제어기(90)에 유용하게 된다. 제어기(90)는 단일-칩 이더넷 제어기 Am79C970(AMD 제조의)와 같은 상용가능한 제품이다. 제어기(90)는 네트웍(34)으로부터 수신된 데이터를 셋톱 전자기기(40)의 엠펙 디코더(70)로 보내기 위해, 주변 구성요소 상호접속(peripheral component interconnect;PCI) 버스와 같은 버스(94)에 연결된다.

제2네트웍 트랜시버(92)는 제어기(90)에 연결되며, 제1트랜시버(88)와 동일한 종류에 의해 구현될 수 있다. 제2네트웍 트랜시버(92)는 트랜스포머/필터(84)를 통해 제어기로부터 네트웍(34)까지 데이터를 위한 전송 경로를 제공한다.

충돌 정보는 트랜스포머/필터(86) 및 제2트랜시버(92)를 통해 제어기(90)로 라우팅된다.

도 6은 내부 네트웍 접속(56)의 보다 상세한 다이어그램이며, 이것은 엠펙 전송 칩(54)에 의해 복구된 27MHz 엠펙 클록으로부터 10MHz 클록을 합성하는 엠펙 to 네트웍 합성기(58)를 포함한다. 수정 발진기(96)는 20MHz 발진기이며, 합성기에 의해 발생된 주파수는 20MHz이고, 이것이 수신기(셋톱 전자기기(40))에서 10MHz로 간단하게 나눠진다. 상용 가능한 합성기는 모토롤라 제조의 MC145145-2이다.

10MHz 클록은 마이크로프로세서 인터페이스(98)로 보내지며, 그 인터페이스는 마이크로프로세서(100)에 대한 인터페이스를 담당한다. 마이크로프로세서 인터페이스(98)는 마이크로프로세서(100)와 함께, 트랜스포머/필터(102)를 통해 내부 네트웍(34)으로 연결하는 트랜시버(60)를 형성한다. 마이크로프로세서 인터페이스(98)는, 예를들어, 모토롤라 제조의 MC68160 칩일 수 있고, 마이크로프로세서는 역시 모토롤라 제조의 MC68EN360일 수 있다. 트랜스포머/필터(102)는 도 5의 트랜스포머/필터(84, 86)와 동일한 종류일 수 있다.

셋톱 전자기기(40)로부터의 네트웍 인터페이스의 분리는 앞서 설명되었던 여러 가지 잇점을 제공한다. 일체화된 네트웍 인터페이스를 갖는 통상의 셋톱 박스들의 기능들이 본 발명의 실시예들에 분할되어 있다. 예를들어, 바람직한 실시예들에서, 네트웍 인터페이스 유니트(32)는 외부 네트웍 고유의 인터페이싱, 튜닝 복조 및 에러 보정을 수행할 책임이 있다. 그것은 외부 네트웍 특유의 비디오 디스크램블링(descrambling) 및 암호화/해독화(신용카드 번호, 사용자 암호등)를 제공한다. 네트웍 인터페이스 유니트(32)는 또한 외부 네트웍 고유의 프로그램 가이드를 제공한다. 또, 그것은 단일 스트림 및 엠펙 참조 클록 복구에 대한 엠펙 전송 디멀티플렉싱을 수행한다. 본 발명의 바람직한 실시예들에서, 네트웍 인터페이스 유니트는 홈 네트웍 이더넷 인터페이싱 및 엠펙/이더넷 클록 동기를 제공한다. 그것은 또한 다양한 스트림들 및 다양한 사용자들에 대한 외부 네트웍 및 홈 네트웍 프로토콜들을 지원하기 위한 소프트웨어를 제공한다. 네트웍 인터페이스 유니트는 또한 홈 네트웍을 위한 게이트웨이로서 작용하고 필요할 때 데이터의 버퍼링을 제어하기 위한 소프트웨어도 제공한다.

셋톱 전자기기(40)는 바람직한 실시예들에서, 실질적으로 오디오, 비디오, 그래픽 및 아날로그 텔리비젼 인터페이스를 갖는 어플리케이션 컴퓨터로서 동작한다. 예를 들어 셋톱 전자기기는 홈 네트웍 고유의 인터페이싱 및 필요시 데이터 버퍼링을 제공한다. 그것은 바람직한 실시예들에서 이더넷 클록/엠펙 클록 동기를 제공한다. 셋톱 전자기기(40)는 엠펙 비디오 및 오디오를 복호화하여 디지털 오디오/비디오를 복구시킨다. 그것은 오디오 및 비디오에 대해 디지털/아날로그 변환을 수행하고, 적외선 원격 제어(infrared remote control)로부터의 명령들을 지원한다. 셋톱 전자기기(40)는 아날로그 비디오 입력(NTSC)에 대한 지원을 제공한다. 그것은 프린터, 게임 포트등을 인터페이스하고, 부트(boot) 레벨 운영 시스템을 지원하고 외부 네트웍으로부터 풀 시스템을 다운로드 할 수 있다. 셋톱 전자기기(40)는 네트웍 인터페이스 유니트들을 통해 네트웍 제공자 및 프로그램 비디오 서버로의 통신들과 어플리케이션 프로그램들을 지원한다.

도 7은 본 발명의 허브(42) 및 직접 회로 크로스바(44) 구성 및 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기(40)와의 그 접속에 대한 전형적인 실시예를 보다 상세히 도시한 블록도이다. 직접 회로 크로스바(44 및 42)는 특정 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기(40) 사이에 직접 회로나, 이들 유니트들에 대해 허브(42)를 통한 단순한 네트웍 접속을 선택적으로 제공한다. 도 7에서, 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기(40)의 부분들만이 예시 및 설명의 목적을 위해 도시되고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들에 있어서, 허브(42)는 상대적으로 간단하고 값싼 허브이며, 이는 그것이 어떤 종류의 패킷 라우팅 스위치나 저장 및 전송 스위치도 포함하지 않기 때문이다. 거기에는 트래픽을 검사하고, 패킷 라우팅 스위치들을 가지는 허브들에서와 같이 전송 및 수신 어드레스들에 따라 허브를 동적으로 스위치하는 어떤 지능도 없다.

단 한 개의 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 한 개의 셋톱 전자기기(40)만이 도 7에 보여지지만, 크로스바(44)의 크기에 따라, 직접적으로 연결되어 있는 그 쌍들이 몇 개라도 직접 회로 크로스바(44)에 의해 연결될 수 있다. 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기(40)는 각각 5개의 핀 위치 또는 접속단자와 함께 보여지며, 접속단자들 각각은 한 쌍으로 되어있다. 이것은 통상적인 전화 플러그에 부합하며, 여기서 전화 RJ45는 10개의 핀 위치를 가지고 있다.

내부 네트웍(34)은 네트웍 인터페이스 유니트들(32), 셋톱 전자기기들(40) 및 직접 회로 크로스바(44) 사이에 접속을 제공한다. 바람직한 실시예들에 있어서, 내부 네트웍(34)은 10 또는 100베이스-T 이더넷이다.

네트웍 접속 또는, 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기들(40) 사이의 직접 회로의 선택은 다수의 스위치들(108)에 의해 설정되며, 이 스위치들은 이어지는 설명에서 그들을 서로 구분하기 위해 문자 접미사와 함께 도 7에 도시되고 있다. 도 7의 예에서, 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기들(40)은 서로서로 직접적으로 연결되며, 이때 네트웍 인터페이스 유니트(32)는 셋톱 전자기기들(40)로 데이터를 전송한다. 마이크로프로세서(110)는 직접 회로 크로스바(44)에 대한 제어기로서 동작하고 수행할 직접 회로를 필요로하는 사용자 명령들에 응하여 스위치들(108)의 위치를 제어한다. 예를들어, 사용자가 비디오 온 디맨드(Videoon demand) 서비스로부터 영화 보기를 고를 수 있고 그리고나서 핸드-헬드 무선 제어상에서 이러한 선택을 수행할 수 있다. 이러한 선택에 응하여 마이크로프로세서(110)는 스위치들(108)의 위치를 바꾸어 비디오 온 디맨드 서비스를 전송하는 외부 네트웍에 연결된 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및, 사용자가 영화 보기를 희망하고 있는 텔리비전 수신기에 연결된 셋톱 전자기기(40) 사이에, 직접 회로를 설정한다.

이 경우, 스위치(108a)는 네트웍 인터페이스 유니트(32)의 트랜시버(88)의 전송 라인들을 직접 회로 크로스바(44)의 라인(112)에 연결하기 위해 자신의 예시된 위치로 옮겨진다. 트랜시버(88)의 전송 라인들은 허브(42)의 Tx1 포트에서 더 이상 네트웍에 연결되어 있지 않다. 이와 유사하게, 셋톱 전자기기(40)의 트랜시버(92)의 수신 라인들은 스위치(108g)를 통해 직접 회로 크로스바(44)의 동일한 라인(112)에 연결된다. 막 설정된 이 직접 회로와 함께, 네트웍 인터페이스 유니트(32)를 통해 집으로 들어가는 데이터는 허브(42)를 통해 네트웍으로 브로드캐스트되지 않고, 그 대신 데이터가 사용될 위치에 있는 셋톱 전자기기(40)로 직접 제공된다.

직접 회로 크로스바(44)에 의해 설정된 직접 회로는 네트웍 인터페이스 유니트(32)로부터 셋톱 전자기기(40)까지 데이터를 위한 탁월한 경로를 제공하지만, 네트웍 인터페이스 유니트(32)로 들어오는 데이터 모두가 셋톱 전자기기(40)에 대해 의도된 것이 아닐 수도 있다. 예를 들어, 이 특정한 네트웍 인터페이스 유니트(32)를 통해 이메일이 수신되고, 집주인은 그 이메일을 텔리비전이 아닌, 개인 컴퓨터로 전송되길 바랄 수 있을 것이다. 그러나, 한번 직접 회로가 설정되면 직접 회로로 인해 네트웍(34)으로의 어떤 연결도 존재하지 않는다.

이 문제를 해결하기 위해, 셋톱 전자기기(40)는 자신이 수신한 데이터 패킷들을 검사하여 이 셋톱 전자기기(40)에 대해 의도되지 않은 데이터에 대한 라우팅 기능을 수행한다. 그 데이터는 셋톱 전자기기(40)에 의해 허브(42)를 통해 네트웍(34)상으로 재라우팅된다. 최종 포인트 접속(이 예에서 셋톱 전자기기(40))에 의한 이 재라우팅(re-routing)은 시스템이 비싸고 복잡한 라우터를 사용할 필요성을 피하게한다. 셋톱 전자기기(40)는 마이크로프로세서 및 관련 메모리를 구비하여 데이터 패킷들을 확인하여 네트웍(34)으로 다시 라우팅한다.

네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기(40) 사이의 직접 회로는 비디오 데이터에 있어서 지터 없는 접속을 제공하지만, 허브를 통한 네트웍(34)으로의 다른 데이터의 재라우팅은 한 종류 이상의 데이터가 네트웍 인터페이스 유니트(32)에 의해 집안으로 전송되도록 허용한다. 일단 네트웍 인터페이스 유니트(32) 및 셋톱 전자기기 유니트(40) 사이에 직접 회로가 설정되면, 셋톱 전자기기(40)로 하여금 허브(42)로 전송할 수 있도록 셋톱 전자기기에 의해 충돌 검출이 요구된다. 셋톱 전자기기(40)는 충돌에 대해 알아서 그러한 충돌이 일어날 때 데이터를 네트웍(34)으로 재전송할 필요가 있다. 어떤 실시예들에서는, 충돌이 직접 회로상에서 발생할 수 없기 때문에 네트웍 인터페이스 유니트(32)가 충돌이 불가능하도록 정해질 수 있다. 그러나, 어떤 실시예들에서는, 네트웍 인터페이스 유니트 포트 및 셋톱 전자기기 포트(크로스바(44)를 통한 네트웍(34)으로의) 모두에서, 편의를 위해 동일한 충돌 쌍이 포함된다.

어떤 바람직한 실시예들에서, 5쌍의 와이어들 중 하나가 시스템을 위한 화면내 화면(picture-in-picture) 기능을 제공하는 것이 가능하다. 예를 들어, 네트웍 인터페이스 유니트(32)는 다른 트랜시버(88a)를 지나 전송 와이어들의 두 번째 쌍을 통해 별개의 크로스바 접속 라인(114)상으로 데이터의 제2스트림을 제공할 것이다. 라인(114)에 역시 연결되어 있는 다른 트랜시버(88a)를 가지는 셋톱 전자기기(40)는 직접 회로를 통해 이 데이터의 제2스트림을 수신하여 텔리비전 스크린상에 화면내 화면을 제공한다. 따라서, 두 화면이 분리된 직접 회로들에 의해 지터없이 제공될 것이다.

본 발명의 어떤 바람직한 실시예들에 있어서, 크로스바 스위치들(108)은 제어기(110)로부터의 신호들에 응답하여 제어되는, 아날로그 모스(MOS) 어레이 트랜지스터들에 의해 구현된다. 이것은 다만 전형적인 것일 뿐이며, 이 분야의 당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 다른 실시예들은 그와 다른 구조의 스위치들을 채용할 수 있다.

본 발명의 설명이 다양한 구성요소들의 기능성에 대한 어떤 논리적 특징을 갖는 구조를 묘사하고 있다고 하더라도, 이들 논리적 특징은 다른 실시예들에서 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 허브(42)는 내부 네트웍에 연결된 것으로서 기술된다. 그러나 허브(42)는 최종 단말들을 허브(42)에 연결하기 위한 나머지 와이어링 형성 수단과 함께, 내부 네트웍의 일부 또는 네트웍을 형성하는 부분이라고 논리적으로 간주될 수도 있을 것이다. 따라서, 본 분야의 당업자라면, 본 명세서에 묘사되고설명된 논리적 특징들이 다만 예시적인 것이라는 것을 이해할 것이다.

본 발명에 따른 네트웍 인터페이스 유니트 및 셋톱 전자기기의 분리는, 집안에서, 그리고 외부 세계로 여러 디바이스들을 서로 값싸게 연결할 수 있도록 한다.

본 발명이 상세히 기술되고 도시되었으나, 그것은 다만 도시와 예에 의한 것이므로 한정적인 것으로 받아들여져서는 안되며, 본 발명의 정신과 범주는 다만 첨부된 청구항들에 의해서만 한정된다는 것을 명확하게 이해해야 한다.

본 발명에 의하면, 상대적으로 값싼 방법으로 집안의 제품들과 외부 네트웍에 대해 상호접속성을 제공하고, 또한 집주인에게 여러가지 서로 다른 서비스들로부터 선택할 기회를 제공한다.

Claims (13)

1. 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조에 있어서,

   상기 구조의 외부에 위치된 다수의 외부 네트웍;

   상기 구조내의 내부 디지털 네트웍;

   다수의 외부 네트웍 중 하나와 상기 내부 디지털 네트웍 사이에서 통신하기 위한 수단을 가지는, 상기 구조내의 적어도 한 네트웍 인터페이스 유니트;

   사용자로 하여금 통신을 위해 상기 다수의 외부 네트웍 중 하나를 선택할 수 있게 하고 상기 내부 디지털 네트웍과 분리된 채 상기 내부 디지털 네트웍에 연결되는 적어도 한개의 셋톱 박스; 및

   상기 셋톱 박스와 네트웍 인터페이스 유니트 사이에서 내부 디지털 네트웍을 통한 양방향(two-way) 디지털 통신을 제어하는 컴퓨터를 포함함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
2. 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조에 있어서,

   상기 구조의 외부에 위치된 다수의 외부 네트웍;

   상기 구조안의 내부 디지털 네트웍;

   각각이 다수의 외부 네트웍 중 하나와 내부 디지털 네트웍 사이에서 통신하기 위한 수단을 가지는, 상기 구조안의 다수의 네트웍 인터페이스 유니트;

   사용자로 하여금 통신을 위해 상기 다수의 외부 네트웍으로부터 선택할 수 있게 하고, 상기 내부 디지털 네트웍과 분리된채 내부 디지털 네트웍에 연결되는 적어도 한개의 셋톱 박스;

   상기 셋톱 박스 및 상기 다수의 네트웍 인터페이스 유니트들 중 적어도 두개 사이에서 내부 디지털 네트웍을 통한 양방향 디지털 통신을 제어하는 컴퓨터를 포함함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 내부 디지털 네트웍은 이더넷 네트웍임을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
4. 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조에 있어서,

   상기 구조의 외부에 위치된 다수의 외부 네트웍;

   상기 구조안의 내부 디지털 네트웍;

   상기 다수의 외부 네트웍 중 하나와 내부 디지털 네트웍 사이에서 통신하기 위한 수단을 구비한, 상기 구조내 적어도 한개의 네트웍 인터페이스;

   각각이 사용자로 하여금 통신을 위해 상기 다수의 외부 네트웍으로부터 선택할 수 있게하고, 상기 내부 디지털 네트웍으로부터 분리된 채 내부 디지털 네트웍에 연결되는 다수의 셋톱 박스;

   상기 다수의 셋톱 박스 중 적어도 두개와 상기 네트웍 인터페이스 유니트 사이에서 내부 디지털 네트웍을 통한 양방향 디지털 통신을 제어하는 컴퓨터를 구비함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
5. 제3항에 있어서,

   다수의 프로세서 장치들이 상기 이더넷 네트웍에 연결됨을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
6. 제5항에 있어서,

   다수의 주변 기기들이 상기 이더넷 네트웍에 연결됨을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
7. 제6항에 있어서, 상기 이더넷 네트웍은 10 베이스T(10baseT) 이더넷임을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
8. 제6항에 있어서, 상기 이더넷 네트웍은 100 베이스T(10baseT) 이더넷임을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
9. 제1항에 있어서, 상기 내부 디지털 네트웍은 상기 외부 네트웍에 연결된 허브를 구비함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
10. 제1항에 있어서,

    상기 구조내에 있고, 시청각 정보를 운반하는 상기 구조 외부의 동축 케이블에 연결되는 동축 케이블을 더 포함함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
11. 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조에 있어서,

    상기 구조의 외부에 놓여진 다수의 외부 네트웍;

    상기 구조내의 내부 디지털 네트웍;

    상기 다수의 외부 네트웍 중 한개와 상기 내부 디지털 네트웍 사이에서 통신하기 위한 수단을 포함한, 상기 구조안에 있는 적어도 한개의 네트웍 인터페이스 유니트;

    사용자로 항금, 연결된 외부 네트웍과 통신하기 위한 네트웍 인터페이스 유니트들 중 한개를 선택할 수 있게 하고, 상기 내부 디지털 네트웍과 분리된 채 내부 디지털 네트웍에 연결되는 전자기기 모듈; 및

    상기 전자기기 모듈 및 네트웍 인터페이스 유니트 사이에서 내부 디지털 네트웍을 통한 양방향 디지털 통신을 제어하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
12. 한 구조의 외부에 놓여진 다수의 외부 네트웍과 통신하기 위한, 상기 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조에 있어서,

    상기 구조내의 내부 디지털 네트웍;

    상기 다수의 외부 네트웍들 중 한개와 상기 내부 디지털 네트웍 사이에서 통신하기 위한 수단을 포함하는, 상기 구조내에 있는 적어도 한개의 네트웍 인터페이스 유니트;

    사용자로 하여금, 연결된 외부 네트웍과 통신하기 위해 네트웍 인터페이스 유니트들 중 한개를 선택할 수 있게 하고, 상기 각각의 내부 디지털 네트웍 및 네트웍 인터페이스 유니트로부터 분리된 채 각각의 내부 디지털 네트웍 및 네트웍 인터페이스 유니트에 거기에 연결되는 전자기기 모듈; 및

    상기 전자기기 모듈 및 네트웍 인터페이스 유니트 사이에서 내부 디지털 네트웍을 통한 양방향 디지털 통신을 제어하는 제어기를 포함함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전자기기 모듈은 사용자로 하여금 상기 다수의 외부 네트웍 중 선택된 한가지를 따라 전송된 데이터 스트림 중 원하는 부분을 선택할 수 있도록 함을 특징으로 하는 한 구조에 대한 멀티미디어 네트웍 구조.