CN1171684A - 优化使用多媒体通信网络中技术资源的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

通过测定连接到一个多媒体通信网络(BPON)的多媒体通信终端设备(TV1...n)的有效状态和/或无效状态,可以优化使用多媒体通信网络(BPON)中交换技术和传输技术资源(vr),即虚拟ATM连接的位速率。这里在多媒体通信网络(BPON)中,依赖于已测定的有效和/或无效状态,未被使用的、已分配的资源(zr)自动重新被释放,或者一个资源(zr)请求被抑制。

Description

优化使用多媒体通信网络中技术资源的方法和设备
为了能通过多媒体通信网络利用宽带多媒体业务例如数字分布电视，在传输技术上将各个要传送到用户的节目或点播的数字视频数据(“视频点播”、“多媒体点播”)分配到面向ATM(异步传输模式)的多媒体通信网络上的各个虚连接。为了选择并接收数字视频数据，每个用户需要一个与多媒体通信网络连接的网络终端单元，在专业领域中称为“机顶盒”(Set-Top-Box)，通过一个普通的单向接口，例如一个SCART(Syndicatdes Constructions d′Appareils Radio，Recepsteurs et Televiseurs)接口，一台传统的电视机或一个多媒体终端设备可以与之相连。通过机顶盒的遥控，实现选择当前的节目或所希望的数字视频数据。其中，构造一个指明所挑选的视频数据的协议消息，并且通过用户连接单元发送到安排在多媒体通信网络中的一个网络控制单元。该单元管理位于用户连接单元和网络控制单元间的可供使用的资源或带宽的分配。为了保证优化的使用可供使用的资源或带宽，也避免视频数据传送时的冗余信息，只有当前通过机顶盒点播的节目或数字视频数据由网络控制单元分配到有关的用户连接单元。当一个机顶盒点播一个节目或数字视频数据时，假如被点播的节目或数字视频数据不是已经传送到另一个机顶盒，那么就由网络控制单元保留或分配用于传送数字视频数据所必需的带宽或空闲的虚连接。当由机顶盒通知结束传送所点播的视频数据时，假如不必为另外的机顶盒传送所涉及的数字视频数据，那么通过网络控制单元重新释放被分配的位率或资源，即为之保留的虚连接。
当释放资源即释放分配给数字视频数据的带宽时，这时会出现下面问题：如果一个用户关掉他的与机顶盒相连的电视机-例如通过遥控转接到备用状态-没有通知机顶盒结束传送所点播的视频数据，那么机顶盒可能不通知网络控制单元结束视频数据点播。假如没有另外的机顶盒接收同一个节目或相同数字视频数据，那么为从现在起已关断的电视机仍保持已分配的带宽的分配，这时，被分配的虚连接保持不被使用。在极端情况下，网络控制单元和用户连接单元间的交换技术和传输技术资源被已不使用的然而已分配的虚连接阻塞。
本发明基于这一任务，即优化多媒体通信网络中交换技术和传输技术资源的使用。完成此项任务的方法是在具有通过多媒体网络终端单元连接的多媒体通信终端设备的多媒体通信网络，检验各个多媒体通信终端设备的有效状态和/或无效状态，并且在优化使用多媒体通信网络交换技术和传输技术资源的意义上，通知多媒体通信网络。
本发明的方法基本的方面是检验多媒体通信终端设备的有效状态或无效状态和在优化多媒体通信网的交换技术和传输技术资源的意义上通知多媒体通信网络。通过这种措施，多媒体通信网络的传输技术容量被优化使用，因为已分配的不再使用的传输技术资源，特别在宽带网的连接范围内被自动释放。
优越性是把检查多媒体通信终端设备有效状态或无效状态的结果通知给一个网络控制单元，该单元借助于所通知的检查结果，保持分配或释放分配给各个多媒体通信终端设备的交换技术和传输技术资源，这些资源属于安排在网络控制单元和用户连接单元间的多媒体通信网络，其中网络控制单元和一个上级多媒体通信网络连接，用户连接单元通过一个多媒体网络终端单元(Set-Top-Box)至少与一个多媒体通信终端设备连接。利用检查和通知连接在多媒体通讯网络上的多媒体通信终端设备的有效状态或无效状态，优化使用安排在网络控制单元和用户连接单元间的多媒体通信网络的资源即带宽，因为已分配的、不使用的带宽或已分配的、不使用的虚连接通过网络控制单元被释放。
通过每次测定向各个多媒体通信终端设备输入的电功率的总数，并且因此构成表示输入电功率的功率测量值的总数，可以特别有效和经济的确定通过多媒体网络终端单元和多媒体通信网络连接的多媒体通信终端设备的有效状态或无效状态。对这可以用以下方式估算：当电功率值超过一个可预先给定值时，确定当时的多媒体通信终端设备的有效状态；当电功率值低于一个可预先给定值时，确定当时的多媒体通信终端设备的无效状态；并且有效或无效状态被通告网络控制单元。同样，根据另一个有益的实施例的方案，可以对已构成的功率测量值以下列方式估算；当功率测量值以一个差额上升时，确定当时的多媒体通信终端设备的有效状态；当功率测量值以一个差额下降时，确定当时的多媒体通信终端设备的无效状态。每次向多媒体通信终端设备输入的电功率总数，可以特别简单地并且以微小的电路技术花费通过对电压、电流或功率的测量计算出来。
多媒体通信终端设备通过一个多媒体网络终端单元和一个用户连接单元与多媒体通信网络连接，至少检查一个该设备有效状态和/或无效状态的装置，可以根据经济花费不同来不同实现。根据第一个实施例的方案，它可以在多媒体网络终端单元中实现。在第二个实施例方案中，检查多媒体通信终端设备有效状态和/或无效状态的装置，同样可以集成在多媒体通信终端设备内部。作为第三个实施例的方案，检查多媒体通信终端设备有效状态和/或无效状态的装置可以在一个独立的、安排在多媒体通信终端设备和多媒体网络终端单元间的测定单元中实现。
本发明还提出其它一些有益的实施例的改进方案。
下面，根据框图，详细介绍本发明的方法。
框图示出了一个安排在网络控制单元OLT和用户连接单元ONU间，并根据异步传输模式(ATM)设计的多媒体通信网络BPON。在这里，用户连接单元ONU(下行)方向的数据传输速率的数额为622Mbit/s，而在网络控制单元OLT(上行)方向的数据传输速率数额为200Mbit/s，网络控制单元OLT通过光波导LWL连接到上级多媒体通信网络OKN，并且表示上级多媒体通信网络OKN的网络终端。通过使用光波导LWL的带宽，m个虚似的、传送数字视频数据的连接被引导至网络控制单元OLT。在用户连接范围ACCESS中，通过用户连接单元ONU，多个和网络电源电压Uo连接的多媒体网络终端单元STB1…n，下面称为“机顶盒”，通过玻璃光纤光缆或铜导线和多媒体通信网络BPON连接。在一个在机顶盒STB1…n中实现的接口模块SCART上通过电视电缆FK连接一个传统的电视机TV1…n。
通过遥控，机顶盒STB1…n-一般为无线-可以点播已提供的、引向网络控制单元OLT的数字视频数据-例如商业电视节目，或娱乐影片(“视频点播”、“付费电视”)。为此，机顶盒STB1…n构造一个相应的，包含点播信息的协议消息pn，并通过用户连接单元ONU和通过安排在用户连接范围ACCESS内的多媒体通信网络BPON发送到网络控制单元OLT，该单元管理通过上级多媒体通信网络OKN延伸到多媒体通信网BPON有限资源的m个虚连接-例如622Mbit/s-即用于数据传输的可分配的限制数目为n(n＜m)的虚连接。在宽带还有窄带业务中(例如电话和传真)，通过多媒体通信网络BPON的实际的突发式的通信业务(“burstytruffic″)是不可预见的。为了优化使用多媒体通信网络有限的资源，只有把从机顶盒STB1…n点播的数字视频数据，经有限数目n(n＜m)个用于可供数据传输使用的通过多媒体通信网络BPON的虚连接传输。为了避免冗余信息，即避免数字视频数据从网络控制单元OLT通过多媒体通信网络BPON到用户连接单元ONU的多重传输，当从不同的机顶盒STB(1…n)多重点播同一数字视频数据时，仅由网络控制单元OLT分配一个虚连接；所点播的数据通过用户连接单元ONU分配到各有关机顶盒STB1…n。当一个机顶盒STB1…n通过一个相应的协议消息pn通知结束数据点播时，假如没有另外的机顶盒需要通过BPON传送所涉及的视频数据，那么通过网络控制单元OLT，用于传送数字视频数据的已分配的虚连接即被分配的资源或被分配的带宽被重新释放。
根据本发明方法的第一个有益的实施例的改进方案，与机顶盒STB1连接的电视机TV1通过一条电源线NL1和安排在机顶盒STB1内部的电源提供单元EV1相连，并且由它提供电压和电流。因此，借助电视机TV1的电源供给通过机顶盒STB1实现，可以通过机顶盒STB1测定电视机TV接通无效状态或者接通备用状态，这意味着中断传输点播的数字视频数据。在机顶盒STB1中安排了电源供给单元EV1，它配备了测量装置SM1，以测量当前输入到电视机TV1的电流强度。通过测量装置SM1以定期重复间隔测量电流强度得到的测量值，通过连接线VL输送给一个同样安排在机顶盒中的鉴定单元BE1。当电视机TV1关闭或在备用状态下接通时，回传由测量装置SM1测量得到的电流强度。当测量的电流值低于一个任意预先给定的阈值时-通过引入一个阈值可以判断“备用状态”-由鉴定单元BE1识别电视机TV1的无效状态，并且在机顶盒STB1中构成一个相应的协议消息pn。这个消息通过用户连接单元ONU和多媒体通信网络BPON发送到网络控制单元OLT-这通过虚线表示-。在网络控制单元OLT中分析所通知的协议消息pn后，考虑所述的条件，被分配的资源zr即为传输数字视频数据所分配的虚连接-例如具有传输速率5Mbit/s-重新释放。
根据本发明方法的另一个有益的实施例的改进方案，在机顶盒STBn和通过电视电缆FK与其连接的电视机TVn之间，安排了一个独立的和网络供电电压Uo相连的测定单元EE。和已给提到的实施例的改进方案相反，电视机TVn通过一条电源线Nln由一个安排在测定单元EE中的电能供给单元EVn提供电能或者电压和电流。为了测定在无效状态下接通电视机TVn，并且为了因此促使中断点播的数字视频数据传输，因此为电能供给单元EVn配备了一个测量装置SMn，用于测量当前向电视机TVn输送的电流强度，这里以定期重复间隔测量电流强度所得到的测量值通过一个连接线VL输送给一个安排在测定单元EE中的鉴定单元BEn。假如电流强度低于一个任意的可预先给定的阈值，那么由鉴定单元BEn确定电视机TVn的无效状态并且构造一个无效状态信号i，它通过测定单元EE的一个输出端A和一个信令导线SL被引导至机顶盒STBn的一个输入端SE。在这里构成一个包括结束数据视频数据传输的协议消息pn，并且通过用户连接单元ONU和多媒体通信网络BPON中继传输至网络控制单元OLT，其中已分配的资源zr以上述方式和方法被释放。如果电流强度超出任意的可预先给定的阈值，则由鉴定单元BEn确定电视机TVn的有效状态并且构造一个有效状态信号a，该信号通过测定单元EE的一个输出端A和信令导线SL被导向机顶盒STBn的一个输入端SE。根据本发明的方法，当点播数字视频数据时，只有当在测定单元EE中产生的有效状态信号a通过信令导线SL被导向机顶盒STBn的输入端SE时；在机顶盒STBn内构造一个相对应的包括点播信息的协议消息pn，即只有当接通或有效状态下接通电视机TVn时，由机顶盒STBn请求用于数据视频数据传输所必需的资源zr。
安排在上述测定单元EE中的测量装置SMn测量当前向电视机TVn输送的电流强度，以及安排在上述测定单元中的鉴定单元BEn用于构造一个有效状态信号a，这两个装置根据另外一个没有示出的实施例的改进方案也可以在有关电视机TV中实现，应能测定电视机有效状态和/或无效状态；已构成的有效状态信号a或无效状态信号i这时通过一条连接线VL直接导向机顶盒STB的一个输入端SE。
通过上述根据本发明的实施例，可优化使用安排在网络控制单元OLT和用户连接单元ONU间的多媒体通信网络BPON的传输技术和交换技术资源vr，因为已分配的、通过多媒体通信网络BPON引导的、没有使用的虚连接不由网络控制单元OLT激活或者释放，并且因此保持多媒体设备的宽带和窄带业务的可用性。

Claims (15)

1、优化使用多媒体通信网络(BPON)的交换技术和传输技术资源(vr)的方法，该多媒体通信网络(BPON)具有通过多媒体网络终端单元(STB1…n)连接的多媒体通信终端设备(TV1..n)，在这个方法中检查各个多媒体终端设备(TV1..n)的有效状态和/或无效状态，并且在优化使用BPON交换技术和传输技术资源(vr)的意义上通知多媒体网络(BPON)。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，借助于所通知的检查结果，分配给当时的多媒体通信终端设备(TV1…n)的、安排在一个网络控制单元(OLT)和一个用户连接单元(ONU)间的多媒体通信网络(BPON)的交换技术和传输技术资源(zr)保持分配或被释放，其中网络控制单元(OLT)和一个上级多媒体通信网络(OKN)连接，并且用户连接单元(ONU)通过一个多媒体网络终端单元(STB1…n)至少与一个多媒体通信终端设备(TV1…n)的连接。
3、根据权利要求1或2的方法，其特征在于，根据所通知的检查结果，请求交换技术和传输技术资源(zr)。
4、根据权利要求2或3的方法，其特征在于，安排在网络控制单元(OLT)和用户连接单元(ONU)间的多媒体通信网络(BPON)的交换技术和传输技术资源(vr)，由根据异步传输模式工作的虚连接实现，并且可为每一个在网络控制单元(OLT)中设置的多媒体数据源分配一个虚连接。
5、根据权利要求2至4中的任一个方法，其特征在于，每次测定向各个多媒体通信终端设备(TV1…n)输入的电功率的总数，并且从中构成表示输入电功率的功率测量值的总数，对此可以用下列方式和办法估算：当电功率值超过一个可预先给定值时，确定当时的多媒体通信终端设备(TV1…n)的有效状态；当电功率值低于一个可预先给定值时，确定当时的多媒体通信终端设备(TV1…n)的无效状态；并且有效或无效状态被通知网络控制单元(OLT)。
6、根据权利要求2至4中的任一个方法，其特征在于，每次测定向各个多媒体通信终端设备(TV1…n)输入的电功率的总数，并且从中构成表示输入的电功率的功率测量值的总数，对此可以用下列方式和办法估算：当功率测量值以一个可预先给定差额上升时，确定当时的多媒体通信终端设备(TV1…n)的有效状态；当功率测量值以一个差额下降时，确定当时的多媒体通信终端设备(TV1…n)的无效状态；并且有效或无效状态被通知网络控制单元(OLT)。
7、根据权利要求1至6中的任一个方法，其特征在于，通过对电压、电流或功率测量，确定向各个多媒体通信终端设备(TV1…n)输入电功率的总数。
8、多媒体网络终端单元(STB1)至少连接一个多媒体通信终端设备(TV1)到多媒体通信网络(BPON)，具有至少向一个多媒体通信终端设备(TV1)提供电源的装置(EV1)，具有分配的装置用于检验和通知至少一个被连接的多媒体通信终端设备(TV1)的有效状态和/或无效状态。
9、根据权利要求8的多媒体网络终端单元(STB1)，其特征在于，检验至少一个被连接的多媒体通信终端设备(TV1)的有效状态和/或无效状态的装置由测定输入到至少一个被连接的多媒体通信终端设备(TV1)的电功率的总数，并构成表示输入电功率总数的功率测量值的装置(SM1)来实现，这里功率测量值被中继传输到一个鉴定单元(BE1)，并且该鉴定单元(BE1)具有在下列条件下构成一个有效状态信号(a)的装置：
—当功率测量值以一个可预先给定的差额上升时，或者
—当功率测量值超过一个可预先给定值时
和在下列条件下构成无效状态信号(i)的装置：
—当功率测量值以一个可预先给定的差额下降时，或者
—当功率测量值低于一个可预先给定值时，
这里，如此构成的有效状态信号(a)和无效状态信号(i)被根据协议插入到一条协议消息(pn)中。
10、多媒体通信终端设备(TV)具有某些装置，这些装置检验有效状态和/或无效状态以及构成一个有效状态信号(a)或无效状态信号(i)，这里，如此构成的有效状态信号(a)或者无效状态信号(i)被引导至与一个多媒体网络终端单元(STB)可连接的多媒体通信终端设备(TV)的一个输出端。
11、根据权利要求10的多媒体通信终端设备(TV)，其特征在于，检验有效状态和/或无效状态的装置由测定输入电功率的总数，并构成表示输入电功率总数的功率测量值的装置来实现，这里功率测量值被中继传输到一个鉴定单元(BE)，并且该鉴定单元具有在下列条件下构成一个有效状态信号(a)的装置：
—当功率测量值以一个可预先给定的差额上升时，或者
—当功率测量值超过一个可预先给定值时
和在下列条件下构成无效状态信号(i)的装置：
—当功率测量值以一个可预先给定的差额下降时，或者
—当功率测量值低于一个可预先给定值时，
这里，如此构成的有效状态信号(a)或者无效状态信号(i)被引导至与一个多媒体网络终端单元(STB)可连接的一个输出端。
12、多媒体通信设备具有连接至少一个多媒体通信终端设备(TV)的多媒体网络终端单元(STB)，该设备
-具有在至少一个多媒体通信终端设备(TV)中设置的装置，用于测定输入电功率的总数；构成表示输入功率总数的功率测量值；并且中继传输功率测量值到安排在多媒体网络终端单元(STB)中的鉴定单元(BE)中，并且
-具有在多媒体网络终端单元(STB)的鉴定单元(BE)中设置的装置，用于在下列条件下构成有效状态信号(a)
——当功率测量值以一个可预先给定的差额上升时，或者
——当功率测量值超过一个可预先给定值时
和在下列条件下构成无效状态信号(i)的装置
——当功率测量值以一个可预先给定的差额下降时，或者
——当功率测量值低于一个可预先给定值时，
这里，如此构成的有效状态信号(a)和无效状态信号(i)被根据协议插入到一条协议消息(pn)中。
13、测定单元(EE)连接至少一个多媒体通信终端设备(TVn)电源和连接多媒体网络终端单元(STBn)，该测定单元具有为至少一个多媒体通信终端设备(TVn)提供电源的装置(EVn)，还具有用于以下目的的装置，
-测定至少一个被连接的多媒体通信终端设备(TVn)的有效状态和/或无效状态和
-构成一个有效状态信号(a)或者无效状态信号(i)，
这里，如此构成的有效状态信号(a)或者无效状态信号(i)被引导至一个与多媒体网络终端单元(STBn)一个输入端(SE)可连接的测定单元(EE)的输出端(A)。
14、根据权利要求13的测定单元，其特征在于测定至少一个被连接的多媒体通信终端设备(TVn)的有效状态和/或无效状态的装置由测定输入到至少一个多媒体通信终端设备(TVn)的电功率的总数，并构成表示输入电功率总数的功率测量值的装置(SMn)来实现，这里功率测量值被中继传输到一个鉴定单元(BEn)，并且该鉴定单元(BEn)具有在下列条件下构成一个有效状态信号(a)的装置：
—当功率测量值以一个可预先给定的差额上升时，或者
—当功率测量值超过一个可预先给定值时
和在下列条件下构成无效状态信号(i)的装置：
—当功率测量值以该差额下降时，或者
—当功率测量值低于一个可预先给定值时。
15、多媒体通信设备具有一个连接至少一个多媒体通信终端设备(TV)的测定单元(EE)和一个多媒体网络终端单元(STB)的测定单元(EE)，
-具有在测定单元中设置的为至少一个多媒体通信终端设备(TV)供电的装置(EV)和
-具有在测定单元(EE)中设置的装置，用于测定向至少一个多媒体通信终端设备(TV)输入电功率的总数，并构成表示输入电功率总数的功率测量值，这里功率测量值被中继传输到一个安排在多媒体网络终端单元(STB)中的鉴定单元(BE)，并且
-该鉴定单元(BE)具有在下列条件下构成一个有效状态信号(a)的装置：
——当功率测量值以一个可预先给定的差额上升时，或者
——当功率测量值超过一个可预先给定值时
和在下列条件下构成无效状态信号(i)的装置：
——当功率测量值以一个可预先给定的差额下降时，或者
——当功率测量值低于一个可预先给定值时。
这里，如此构成的有效状态信号(a)或无效状态信号(i)被根据协议插入到一条协议消息(pn)中。
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