CN1463122A - 提供多媒体服务的家庭集成网络及其系统的集成终端设备 - Google Patents

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千敬俊
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Abstract

用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统通过将一条外线只连接一个终端设备能够使每个用户收看高清晰度电视(HDTV)广播以及使用高速因特网，并且提供用于集成家庭网络系统的集成终端设备。集成家庭网络系统包括：用来提供HDTV广播的服务提供系统；对应网络中的相应用户的多个集成终端设备，集成终端设备通过用户线向相应用户提供因特网接入，通过用户线接收HDTV广播，并且为每个用户的HDTV提供HDTV广播；以及连接在服务提供系统和集成终端设备之间的接入网络，接入网络提供服务提供系统和集成终端设备之间的通信路径使得用户可以通过用户线接收HDTV广播，以及接入因特网。

Description

提供多媒体服务的家庭集 成网络及其系统的集成终端设备
技术领域
本发明涉及集成家庭网络，特别是用来向用户提供多媒体服务的集成家庭网络系统以及用于集成家庭网络系统的终端设备。
背景技术
通常，家庭中使用诸如信息设备(例如，个人计算机(PC))，通信设备(例如，电话)，广播设备(例如，电视机)，音像(AV)设备(例如，数字视盘(DVD)播放器和数码相机)，家用电器等各种装置。已经建议了多种形式的家庭网络技术将这些设备相互连接以形成网络，并且使网络能够与各种外围网络进行交互以便于用户使用，但是，预计各种家庭网络形式会根据它们的需要慢慢地普及。
作为在家里接收高清晰度电视(HDTV)广播的例子，可以包括利用地面波、利用有线电视(CATV)、利用卫星广播等方法。通过这些方法收看HDTV广播需要一个分离的机顶盒(STB)。在利用地面波的情况下，覆盖区域比模拟广播情况下的要宽。利用CATV或卫星广播的方法成本较高，特别是利用卫星广播的情况下，环境是一个重要因素。另一方面，为了使用因特网，还必须安装诸如不对称数字用户线(ADSL)调制解调器(modem)，电缆调制解调器，用于公用电话交换网(PSTN)的调制解调器等特殊的调制解调器。因此，用户必须安装在家收看HDTV广播和使用因特网的各种装置。同样地，其它多媒体服务，如高清晰度电视视频点播(HDTV VOD)业务也有上述同样的问题。另外，为了控制家庭设备，还必须安装一个独立的家庭自动化系统。
为了将家中使用的各种设备连接到卫星广播接收天线、有线电视(CATV)网络、公用电话交换网(PSTN)、不对称数字用户线(ADSL)等，需要向家中引入各种线路。另外，为了将这些线路连接到各种设备，需要许多分接头。而且，为了将这些设备彼此互连，还需要复杂的线路接线系统。由于这些原因，很难进行网络管理，产生了高额的维护成本，并且不易适应新服务。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种集成家庭网络系统，通过将一条外部线路只连接一个终端设备来提供使每个用户能够使用各种多媒体服务的多媒体服务，以及提供用于集成家庭网络系统的集成终端设备。
本发明的另一个目的是提供一种集成家庭网络系统，通过将一条外部线路只连接到一个终端设备来提供使每个用户能够收看高清晰度电视(HDTV)广播或使用高速因特网的多媒体，以及提供用于集成家庭网络系统的集成终端设备。
本发明的另一个目的是提供一种集成家庭网络系统，通过将一条外部线路只连接一个终端设备来提供使每个用户能够收看高清晰度电视(HDTV)广播或使用视频点播(VOD)服务中的任何一项，和使用高速因特网的多媒体服务，以及提供用于集成家庭网络系统的集成终端设备。
本发明还有一个目的是提供一种集成家庭网络系统，通过将一条外部线路只连接一个终端设备来提供使每个用户能够收看高清晰度电视(HDTV)广播或使用视频点播(VOD)服务中的任何一项，使用高速因特网，和遥控家用电器的多媒体服务，以及提供用于集成家庭网络系统的集成终端设备。
根据本发明，提供多媒体服务的集成家庭网络系统的措施可以实现上述和其它目的，该系统包括：为家庭网络用户提供高清晰度电视(HDTV)广播，视频点播(VOD)服务和因特网接入服务的服务提供系统；对应网络中各个用户的多个集成终端设备，集成终端设备通过用户线为各个用户提供因特网接入，通过用户线接收HDTV广播或VOD内容，并且为每个用户的HDTV提供HDTV广播或VOD内容；以及连接在服务提供系统和集成终端设备之间的接入网络，接入网络提供服务提供系统和集成终端设备之间的通信路径，以便用户可以通过用户线接收HDTV广播或VOD内容以及接入因特网。
服务提供系统最好包括：用来存储VOD内容并且为响应来自每个集成终端设备的VOD服务请求输出VOD内容的运动图象专家组传输流(MPEG TS)的视频点播(VOD)服务器；用来接收HDTV广播信号并且将HDTV广播信号转换为MPEG TS的高清晰度电视(HDTV)广播编码设备；以及为响应来自相应的集成终端设备的VOD服务请求用来将相应的集成终端设备连接到因特网的远程接入服务器(RAS)。
根据本发明的一个方面，用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统中使用的集成终端设备可以实现上述和其它目的，集成家庭网络系统包括：向家庭网络中的用户提供高清晰度电视(HDTV)广播，视频点播(VOD)服务和因特网接入服务的服务提供系统，以及多个与网络中的各个用户对应的集成终端设备，集成终端设备与甚高速数据数字用户线(VDSL)相连，集成终端设备包括：从通过以太网连接到个人计算机(PC)的以太网接口部分，通过用户电话线连接到具有另一个HPNA接口部分的家用电话线组网联盟(HPNA)接口部分，以及通过无线连接到具有另一个WLAN接口部分的设备的无线局域网(WLAN)接口部分中选择的至少一个接口部分；用来解调通过VDSL接收的VDSL帧，将解调后的VDSL帧转换为异步传输模式(ATM)信元，将要发送到VDSL的ATM信元调制为VDSL帧，并且将调制后的VDSL帧发送到VDSL的VDSL接口部分；用来将与通过VDSL接口部分接收的HDTV广播或VOD内容的运动图象专家组传输流(MPEG TS)有关的ATM信元转换为MPEGTS的运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分；用来从MPEG TS解码音频和视频数据的MPEG-2解码器；与HDTV连接的HDTV编码器，HDTV编码器将MPEG-2解码器解码的音频和视频数据编码为HDTV信号并且向HDTV发送HDTV信号；用来将从每个以太网接口部分、HPNA接口部分和WLAN接口部分发送到因特网的网际协议(IP)分组转换为ATM信元并且向VDSL接口部分发送该ATM信元，将从VDSL接口部分接收的ATM信元转换为网际协议分组并且向以太网接口部分、家用电话线联盟(HPNA)接口部分和无线局域网(WLAN)接口部分的其中一个发送网际协议分组，以及为响应ATM信元操作运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分的微处理器单元；以及用来存储操作程序和微处理器单元的数据的存储器。
集成终端设备最好包括：用来生成高清晰度电视(HDTV)控制命令的红外信号来控制HDTV的遥控器；用来从遥控器接收红外信号并且输出HDTV控制命令的红外接收器；响应从红外接收器接收的HDTV控制命令来控制运动图象专家组(MPEG)解码器的微处理器单元。
集成终端设备还可以包括：通过用户家用电力线与具有PLC控制器的家用电器相连的电力线通信(PLC)控制器；以及用来生成家用电器控制命令的红外信号以控制家用电器的遥控器；将要从PLC控制器发送到因特网的网际协议分组转换为ATM信元，以便将异步传输模式(ATM)信元发送到甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分，将从VDSL接口部分接收的ATM信元转换为网际协议分组，以便将网际协议分组发送到家用电器的PLC控制器，并且通过PLC控制器将从红外接收器接收的家用电器控制命令发送到家用电器的微处理器单元。
集成终端设备还可以包括：用来生成因特网接入控制命令的红外信号以控制因特网的遥控器；以及用来从遥控器接收红外信号并且输出因特网接入控制命令的红外接收器；具有Web浏览器，响应从红外接收器接收的因特网接入控制命令驱动Web浏览器，将要发送到因特网的网际协议(IP)分组转换为异步传输模式(ATM)信元，以便将ATM信元发送到甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分，并且利用MPEG-2解码器对包括在从VDSL接口部分接收的ATM信元中的数据进行图形化解码，以便将解码后的数据发送到高清晰度电视(HDTV)编码器的微处理器单元。
集成终端设备还可以包括用来将运动图象专家组传输流(MPEG-TS)转换为IEEE标准1394的格式，并且将具有IEEE标准1394格式的MPEG TS发送到IEEE标准1394电缆的电气和电子工程师学会(IEEE)标准1394接口部分。简化的集成设备可以连接到IEEE标准1394电缆。
简化的集成设备可以包括：连接到IEEE标准1394电缆并且提供IEEE标准1394接口的IEEE标准1394接口部分；用来从IEEE标准1394接口部分接收的运动图象专家组传输流(MPEG-TS)中解码音频和视频数据的MPEG-2解码器；与HDTV连接的高清晰度电视(HDTV)编码器，HDTV编码器将MPEG-2解码器解码的音频和视频数据编码为HDTV信号，以便将HDTV信号发送到HDTV；响应来自IEEE标准1394接口部分的运动图象专家组传输流(MPEG-TS)用来控制MPEG-2解码器的微处理器单元；用来存储操作程序和微处理器单元的数据的存储器。
附图说明
对本发明更完整的理解以及其附带的许多优点将结合附图通过参考下面的详细描述变得更易理解，相同或相似部件用相同的参考标号表示，其中：
图1是表示根据本发明的优选实施例用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统结构的方框图；
图2是表示图1中所示的集成终端设备结构的方框图；
图3是表示根据本发明的优选实施例的简易集成设备结构的方框图；
图4是表示根据本发明的优选实施例用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统的协议栈的示意图；以及
图5是表示图2所示的根据本发明的优选实施例的微处理器单元任务流程的示意图。
具体实施方式
下面，参考附图更详细地解释本发明的优选实施例。在下面的描述中，已知的功能或结构将不作具体描述以避免它们不必要的详细描述造成本发明的模糊。
图1是表示根据本发明的优选实施例用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统结构的方框图。参见图1，根据本发明的用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统包括服务提供系统100，接入网络102，以及安装在每个用户住宅104的多个集成终端设备200。实际上，许多家庭网络用户可以通过接入网络102连接到服务提供系统100，但是为了方便起见，图1所示为一个用户住宅104和安装在用户住宅104的一个集成终端设备。
服务提供系统100包括高清晰度电视(HDTV)广播编码设备108，视频点播(VOD)服务器110和远程接入服务器(RAS)112。服务提供系统100向家庭网络用户提供HDTV广播，VOD服务和因特网接入服务。HDTV广播编码设备108接收地面波HDTV广播信号或有线HDTV广播信号，将接收到的信号转换为运动图象专家组传输流(MPEG TS)，并且输出MPEG TS。VOD服务器110存储HDTV VOD内容，并且响应来自集成终端设备200的VOD服务请求输出VOD内容的MPEG TS。RAS 112通常被称作“远程接入服务器”。响应来自集成终端设备200的因特网接入请求，RAS 112提供用于连接相应集成终端设备的网际协议地址分配和认证服务。
安装在用户住宅104的集成终端设备200对应各自的家庭网络用户。集成终端设备200通过甚高速数据数字用户线(VDSL)120连接到接入网络102，并且通过接入网络102连接到服务提供系统100，以便可以通过VSDL向每个用户提供因特网接入，另外通过VDSL 120将接收的高清晰度电视(HDTV)广播或视频点播(VOD)内容提供给安装在用户住宅104的HDTV 212。集成终端设备200包括无线局域网(WLAN)接口部分204，家用电话线组网联盟(HPNA)接口部分206，电力线通信(PLC)控制器部分208和IEEE标准1394接口部分210。集成终端设备200通过WLAN与多个包括各自WLAN接口部分的设备214相连。集成终端设备200通过用户住宅104中的电话线216与多个包括各自HPNA接口部分的设备216相连。集成终端设备200通过用户住宅104中的电力线220与多个包括各自PLC控制器的家用电器222相连。如图1所示，集成终端设备200与多个具有包括IEEE标准1394接口部分的简易集成设备的HDTV 226相连。在图1中，将WLAN接口部分204，HPNA接口部分206，PLC控制器208和IEEE 1394接口部分210分别简称为“WLAN”、“HPNA”、“PLC”和“IEEE 1394”。个人计算机可以作为包括相应的WLAN接口部分和HPNA接口部分的设备214和216的例子。家用电器222可以包括用户住宅104中的，例如，监测煤气泄漏的煤气传感器，阻断煤气供应的煤气阀门等。
接入网络102安排在服务提供系统100和集成终端设备200之间。接入网络102通过光线路连接到服务提供系统100，并且通过甚高速数据数字用户线(VDSL)120连接到集成终端设备200。接入网络102提供服务提供系统100和集成终端设备200之间的通信路径，以使用户能够通过VDSL 120接收高清晰度电视(HDTV)广播和视频点播(VOD)内容以及接入因特网。作为利用异步传输模式-无源光网络(ATM-PON)的例子，接入网络102包括异步传输模式(ATM)交换机114，多个作为光用户单元的光线路终端(OLT)116，以及多个光网络单元(ONU)118。光网络单元118通过各自的光线路连接到光线路终端116，并且通过VDSL120连接到集成终端设备200，以提供光线路和VDSL 120之间的接口。光线路终端116通过各自的光线路分别连接到ATM交换机114和光网络单元118。光线路终端116多路复用将要通过光网络单元118从集成终端设备200发送到服务提供系统100的上游信号，并且多路分解将要通过光网络单元118从服务提供系统100发送到集成终端设备200的下游信号。ATM交换机114通过光线路与HDTV广播编码设备108、VOD服务器110、远程接入服务器(RAS)112和光线路终端116相连，通过光线路终端116向集成终端设备200发送HDTV广播和VOD内容的MPEGTS，并且响应相应的集成终端设备200的因特网接入，提供相应的集成终端设备200和RAS 112之间的通信。
当用户住宅104为私人住宅时，光网络单元(ONU)118与用户住宅104分离。而当用户住宅104为医院、饭店、公司、电视台等时，光网络单元118与用户住宅104位于一处。光线路终端(OLT)116和光网络单元118之间的距离，例如通过2.5Gbps光线路可以达到数公里长。光网络单元118和集成终端设备200之间的距离，例如通过具有36Mbps下游数据速率和3.6Mbps上游数据速率的VDSL 120可以相距300米。
图2是表示集成终端设备200结构的方框图。参见图2，甚高速数据数字用户线(VDSL)120连接到包含用于ATM的通用测试与运行PHY接口(UTOPIA)的接口部分250，VDSL处理部分252和线路接口部分254的VDSL接口部分202。VDSL接口部分202解调通过VDSL 120接收的VDSL帧，将解调后的VDSL帧转换为异步传输模式(ATM)信元，并且将ATM信元输出到与微处理器单元228和运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分234相连的UTOPIA总线256。由于同时发送到微处理器单元228和MPEG TS部分234的ATM信元可以分别通过虚拟路径标识符(VPI)值和虚拟频道标识符(VCI)值提取不同的数据，因此可以在微处理器单元228中处理与网际协议有关的ATM信元，并可以在微处理器单元228的控制下，在MPEG-TS部分234中处理与HDTV广播或VOD内容有关的ATM信元。此时，输入到微处理器单元228的ATM信元在微处理器单元228中被转换为网际协议分组，并且网际协议分组被发送到与以太网接口部分244、WLAN接口部分204、家用电话线网络联盟(HPNA)接口部分206、PLC控制器208以及IEEE标准1394接口部分210连接的设备中的相应设备。VDSL接口部分202还将要发送到VDSL 120的ATM信元调制成VDSL帧，并且将VDSL帧发送到VDSL120。因此，输入到微处理器单元228的用户数据被转换为ATM信元并且被发送到VDSL接口部分202的UTOPIA接口部分250。所发送的ATM信元在VDSL处理部分252被处理成VDSL帧，接受正交调幅(QAM)，并且通过线路接口(AFE)部分254经由模拟前端发送到VDSL 120。
连接到用于ATM的通用测试和运行PHY接口(UTOPIA)总线256的运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分234根据通过甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分202接收的高清晰度电视(HDTV)广播或视频点播(VOD)内容将与MPEG TS有关的异步传输模式(ATM)信元转换为MPEG TS，并且将MPEG TS输出到MPEG-2解码器236。MPEG-2解码器236搜索用户利用遥控器246通过输入MPEG TS所选择的频道或(对应VOD内容的)视频标识符(ID)和音频标识符，从MPEG TS解码视频数据和音频数据，并且将解码后的视频数据和音频数据输出到HDTV编码器238。连接到HDTV 212的HDTV编码器238把由MPEG-2解码器236解码的音频数据和视频数据编码为HDTV信号，并且将HDTV信号发送到HDTV 212。因此，用户可以收看通过接入网络102和VDSL 120从服务提供系统100接收的HDTV广播或VOD内容。
微处理器单元228连接到显示单元240、串行接口部分242、以太网接口部分244和红外接收器248，以及用于ATM的通用测试和运行PHY接口(UTOPIA)总线256。微处理器单元228还通过系统总线230连接到无线局域网(WLAN)接口部分204、家用电话线组网联盟(HPNA)接口部分206、电力线通信(PLC)控制器208、存储器232和IEEE标准1394接口部分210，还连接到运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分234和MPEG-2解码器236。存储器232存储操作程序和微处理器单元228的数据。微处理器单元228是具有PHY/MAC(物理层设备/媒体接入控制)的微处理器单元，而以太网接口部分244连接到微处理器单元228的PHY/MAC端口。微处理器单元228把要从以太网接口部分244、WLAN接口部分204、HPNA接口部分206、PLC控制器208和IEEE标准1394接口部分210中的每一个发送到因特网106的网际协议分组转换为ATM信元，以便将ATM信元发送到甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分202，并且将与通过VDSL接口部分202接收的网际协议有关的ATM信元转换为用来发送以太网接口部分244、WLAN接口部分204、HPNA接口部分206、PLC控制器208和IEEE标准1394接口部分210之一的网际协议分组。因此，连接到以太网接口部分244的个人计算机(PC)、含有WLAN接口部分204的PC 214、含有HPNA接口部分206的PC 216、或连接到IEEE标准1394电缆224的个人计算机可以接入因特网106。用户通过因特网106连接到VOD服务器，并且通过接入网络102和VDSL 120请求接收VOD内容的VOD服务。在WLAN接口部分204，遵照802.11B的形式调制由微处理器单元228发送的网际协议数据，调制后的数据通过WLAN发送到用户住宅104。HPNA接口部分206压缩由微处理器单元228发送的网际协议数据，压缩后的数据被转换为电话线组网联盟(PNA)的形式，并且通过电话线216将该形式发送到用户住宅104。另外，家用电器222可以通过因特网106遥控。此时，电力线通信(PLC)控制器208遵照Lonworks标准调制由微处理器单元228发送的网际协议数据，然后将调制后的数据发送到电力线，以控制家用电器222。
微处理器单元228根据高清晰度电视(HDTV)广播或视频点播(VOD)内容，响应与MPEG TS有关的异步传输模式(ATM)信元，通过VDSL接口部分202操作运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分234。另外，由于微处理器单元228与显示单元240，例如发光二极管(LED)或液晶显示器(LCD)相连，因此微处理器单元228能够显示集成终端设备200的当前状态。此外，由于微处理器单元228与串行接口部分242，例如RS-232C或通用串行总线(USB)相连，因此用户可以监视并通过串行接口部分242改变集成终端设备200的当前状态。
另一方面，当用户想控制高清晰度电视(HDTV)212或家用电器222，以及在收看HDTV 212时不用个人计算机接入因特网106时，可以使用遥控器246。遥控器246包括输入用来控制HDTV 212的HDTV控制命令、用来控制家用电器222的家用电器控制命令，以及因特网接入控制命令的按键。遥控器246根据用户操作产生对应于该命令的红外信号。HDTV控制命令包括选择HDTV 212的频道的命令，控制音量的命令等，而家用电器控制命令包括打开或关闭煤气阀门等的命令，因特网接入命令包括驱动安装在微处理器单元228中的web浏览器的命令。微处理器单元228从红外接收器248接收这些控制命令，控制运动图象专家组(MPEG)解码器236选择频道和控制音量，以及通过电力线通信(PLC)控制器208向相应的家用电器发送家用电器控制命令。微处理器单元228响应因特网接入控制命令来驱动web浏览器，将要发送给因特网106的网际协议分组转换为异步传输模式(ATM)信元，通过甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分202发送转换后的ATM信元，并且根据与网际协议有关的ATM信元利用MPEG-2解码器236图形化解码数据，以便向HDTV编码器238发送解码后的数据。因此，当用户收看HDTV212时可以接入因特网。
IEEE标准1394接口部分210将由MPEG-TS部分234转换的运动图象专家组传输流(MPEG TS)转换为IEEE标准1394格式，然后将它输出到IEEE标准1394电缆224。连接到IEEE标准1394电缆224的多个高清晰度电视(HDTV)226包括用户可以收看电视广播的简易集成设备。简易集成设备是通过解码从MPEG-TS部分234输出的MPEG-TS使用户能够收看到高清晰度HDTV广播的设备。
如图3所示，简易集成设备包括微处理器单元300、存储器302、IEEE标准1394接口部分304、MPEG-2解码器306、高清晰度电视(HDTV)编码器308和以太网接口部分310。IEEE标准1394接口部分304连接到IEEE标准1394电缆224，以便提供IEEE标准1394接口。MPEG-2解码器306从自IEEE标准1394接口部分304接收的运动图象专家组传输流(MPEG TS)中解码音频数据和视频数据，并且将解码后的数据输出到HDTV编码器308。HDTV编码器308连接到HDTV 226，并且对由MPEG-2解码器306解码的音频数据和视频数据编码，以形成要发送到HDTV 226的HDTV信号。微处理器单元228响应通过IEEE标准1394接口部分304接收的MPEG-TS控制MPEG-TS解码器306。存储器302存储操作程序和微处理器单元300的数据。因此，用户可以通过连接到IEEE标准1394电缆224的其它HDTV 226，也可以通过直接连接到集成终端设备200的HDTV 212来收看HDTV广播或视频点播(VOD)内容。由于简易集成设备包括连接到微处理器单元300的以太网接口部分310，因此个人计算机可以连接到以太网接口部分310。
图4是表示根据本发明的优选实施例用来提供多媒体服务的集成家庭网络系统协议栈的示意图。参见图4，协议栈服务提供系统100和集成终端设备200之间接收和发送数据。参考编号400代表远程接入服务器(RAS)112的协议栈，参考编号402代表高清晰度电视(HDTV)广播编码设备108的协议栈，参考编号404代表视频点播(VOD)服务器110的协议栈，参考编号406代表异步传输模式(ATM)交换机114的协议栈，参考编号408代表光网络单元(ONU)118的协议栈，以及参考编号410代表集成终端设备200的协议栈。
甚高速数据数字用户线(VDSL)栈和异步传输模式(ATM)栈在集成终端设备200的VDSL接口部分202中处理，而ATM自适应层(AAL)5栈、以太网MAC栈、以太网上点到点协议(PPPoE)客户栈、点到点协议(PPP)栈、网际协议栈、传输控制协议(TCP)栈和应用程序栈在集成终端设备200的微处理器单元228中处理。光网络单元(ONU)118与集成终端设备200互锁，以处理VDSL栈和ATM栈，并且利用ATM连接到RAS 112。PPPoE连接到远程接入服务器(RAS)112中的集成终端设备200。此时，RAS 112通过PPPoE服务器端到端连接，并且所有在集成终端设备200中产生的信号(例如，点击浏览器连接到因特网时产生的信号)在PPPoE中操作。运动图象专家组传输流(MPEG TS)实际上在ATM层处理。因此，对应HDTV广播或VOD内容的MPEG TS进入集成终端设备200的ATM层，以便向MPEG-2解码器236发送MPEGTS。此时，微处理器单元228与运动图象专家组(MPEG)数据无关。当在与集成终端设备200连接的个人计算机上点击因特网浏览器时，信号转换为PPPoE上的网际协议分组并且被发送到RAS 112。此时，RAS 112将网际协议分组发送到想要到达的位置。
图5是表示根据本发明的优选实施例中图2所示微处理器单元228的任务流程图。参见图5，如果在运行状态500不产生任何事件，那么微处理器单元228处于空闲状态。响应通过红外接收器248接收的命令，微处理器单元228从高清晰度电视(HDTV)任务502、视频点播(VOD)任务504、无线局域网(WLAN)任务506、家用电话线组网联盟(HPNA)任务508、因特网任务510、电力线通信(PLC)任务512和IEEE标准1394任务514中，或从连接到以太网接口部分244的个人计算机、连接到WLAN的PC 214、通过家用电话线组网联盟(HPNA)连接到电话线216的个人计算机216、连接到IEEE标准1394电缆224的个人计算机和连接到电力线220的家用电器222产生的事件中执行一个或多个任务。因此，执行步骤516到528中相应的任务运行。当完成任务后，微处理器单元228再次返回到空闲状态以等待下一事件。WLAN任务506、HPNA任务508、以太网任务510、PLC任务512和IEEE标准1394任务514可以互相调用并且将数据传递到WLAN接口部分204、电话线组网联盟(PNA)接口部分206、PLC控制器208、IEEE标准1394接口部分210和以太网接口部分244。
在本发明的集成家庭网络系统中，当用户想通过HDTV 212收看高清晰度电视(HDTV)广播时，可以利用遥控器246选择频道或控制音量。当用户想接收HDTV视频点播(VOD)内容时，他可以利用连接到集成终端设备200的以太网接口部分244的个人计算机、连接到WLAN的个人计算机、或连接到家用电话线组网联盟(HPNA)等的个人计算机，通过因特网106连接到VOD服务器110，并且请求想要的VOD内容。然后，VOD服务器110输出对应所请求的VOD内容的运动图象专家组传输流(MPEG TS)。经由接入网络102和VDSL 120从甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分202接收对应HDTV广播或VOD内容的MPEGTS。与从VDSL接口部分202输出的HDTV广播或VOD内容对应的MPEGTS有关的ATM信元在MPEG-TS部分234被转换为MPEG TS，并且将MPEG TS输出到MPEG-2解码器236。MPEG-2解码器236搜索用户利用遥控器246选择的频道或(对应VOD内容的)视频标识符和音频标识符，从MPEG TS中解码视频数据和音频数据，并且将解码后的视频数据和音频数据输出到将HDTV信号发送到HDTV 212的HDTV编码器238。因此，用户可以收看从服务提供系统100经由接入网络102通过VDSL接收的HDTV广播或VOD内容。
为了利用连接到集成终端设备200的以太网接口部分244的个人计算机、连接到无线局域网(WLAN)的个人计算机、连接到家庭电话线组网联盟(HPNA)等的个人计算机接入因特网106，从以太网上点到点协议(PPPoE)的IPOA、桥接模式等选择网际协议分组。将网际协议分组转换为异步传输模式(ATM)信元。ATM信元经由接口部分202、甚高速数据数字用户线(VDSL)120和接入网络102输入到远程接入服务器(RAS)112，以便完成ATM。ATM信元再次被转换为网际协议分组，以便连接到因特网106。
当同时执行收看高清晰度电视(HDTV)广播和因特网接入时，从以太网上的点到点协议(PPPoE)的多种模式中选择网际协议分组并且将它转换为异步传输模式(ATM)信元。由于此处使用的虚拟路径标识符(VPI)值和虚拟频道标识符(VCI)值与HDTV广播中使用的那些值不同，因此不会发生冲突。
下面将描述控制家用电器222的例子。一旦连接到电力线通信(PLC)控制器的煤气传感器检测出煤气泄漏，煤气检测器通过PLC控制器208将检测信号发送到电力线220。集成终端设备200的微处理器单元228接收信号，将信号转换为传输控制协议/网际协议(TCP/IP)分组，并且通过甚高速数据数字用户线(VDSL)120连接到因特网106，以便通知无线应用协议(WAP)服务器。然后，WAP服务器通过蜂窝电话作为短消息服务(SMS)信息通知煤气泄漏的用户。通常，用户可以连接到由WAP服务器驱动的PLC服务器来检查煤气阀门的状态。如果煤气阀门是打开的，用户可以通过WAP服务器关闭煤气阀门。特定地，关闭煤气阀门的命令是利用TCP/IP分组从WAP服务器发送到集成终端设备200的。然后，通过电力线220由微处理器单元228的PLC控制器208发送相应的命令。
根据本发明，利用遥控器246由一个集成终端设备200提供多媒体服务、因特网接入、家用电器控制等。因此，遍布全国的网络可以使用户在医院、饭店、公司、电视台以及家里收看高清晰度电视(HDTV)广播。另外，能够减小覆盖区域，用户可以用低花费享受高质量的文化生活，并且用户可以使用诸如HD视频点播(VOD)服务的多媒体服务。由于只需在用户住宅104引入一条甚高速数据数字用户线(VDSL)120电缆，因此安装十分方便，费用也降低了，并且HDTV广播收看费、VOD服务费、因特网接入费等都可以集中采集处理。根据本发明，利用一个集成终端设备200在用户住宅104中组网可以为用户住宅104提供多种服务。
结合当前被认为是最实以和优选的实施例描述本发明。但是，其目的在于在不脱离所附权利要求的精神和范围的前提下覆盖各种修改。特别是本发明的实施例中提出以甚高速数据数字用户线(VDSL)作为用户线。然而，如果需要，可以使用其它线路(例如光线路)代替VDSL。如果使用光线路，在集成终端设备200中使用光接口部分(代替VDSL接口部分202)，以便直接连接到光线路终端(OLT)116的光线路。另外，在本发明的实施例中还提到了一个提供HDTV广播、因特网接入、视频点播(VOD)服务和家用电器控制的实例。然而，如果需要，可以根据实际应用来选择使用它们。此外，还描述了包括以太网接口部分、家用电话线组网联(HPNA)接口部分、无线局域网(WLAN)接口部分和IEEE标准1394接口部分的集成终端设备。然而，如果需要，这些接口部分可以有选择地包括在集成终端设备中。通过在集成终端设备200中包含相应的接口部分还可以实现与其它接口的连接，例如，蓝牙、家庭RF、osgi、UPnP、网络电话(VoIP)等。因此，本发明的范围由所附权利要求和权利要求的等同物、而不是由上述实施例来指定。

Claims (14)

1.一种提供多媒体服务的集成家庭网络系统，包括：
向家庭网络的用户提供高清晰度电视(HDTV)广播、视频点播(VOD)服务和因特网接入服务中的至少一种的服务提供系统；
与该网络的相应用户对应的多个集成终端设备，该集成终端设备通过用户线向各自的用户提供因特网接入，通过用户线接收HDTV广播内容和VOD内容中的至少一种，并且向每个用户的HDTV提供HDTV广播内容和VOD内容中所述的至少一种；以及
连接在服务提供系统和多个集成终端设备之间的接入网络，接入网络提供服务提供系统和多个集成终端设备之间的通信路径，以使用户通过用户线接收HDTV广播内容和VOD内容中的所述至少一种，以及接入因特网。
2.根据权利要求1所述的集成家庭网络系统，其特征在于服务提供系统包括：
用来存储VOD内容，并且响应来自至少一个集成终端设备的VOD服务请求，输出VOD内容的运动图象专家组传输流(MPEG TS)的视频点播(VOD)服务器；
用来接收高清晰度电视(HDTV)广播信号并且将HDTV广播信号转换为MPEG TS的HDTV广播编码设备；以及
响应来自多个集成终端设备中相应的一个设备的VOD服务请求，将该多个集成终端设备中相应的一种设备连接到因特网的远程接入服务器(RAS)。
3.根据权利要求2所述的集成家庭网络系统，其特征在于用户线包括甚高速数据数字用户线(VDSL)。
4.根据权利要求3所述的集成家庭网络系统，其特征在于接入网络包括：
通过甚高速数据数字用户线(VDSL)连接到多个集成终端设备中相应集成终端设备的多个光网络单元(ONU)，ONU提供光线路和VDSL之间的接口；
至少一个连接到ONU的光线路终端(OLT)，OLT多路复用通过ONU从集成终端设备中相应的集成终端设备发送到服务提供系统的上游信号，多路分解从服务提供系统发送到集成终端设备的下游信号，并且将多路分解后的下游信号发送到ONU；以及
通过光路径连接到高清晰度电视(HDTV)广播编码设备，视频点播(VOD)服务器，远程接入服务器(RAS)和OLT的异步传输模式(ATM)交换机，响应来自集成终端设备中对应的集成终端设备的VOD服务请求，ATM交换机通过OLT将视频点播(VOD)内容的运动图象专家组传输流(MPEG TS)发送到集成终端设备中相应的一个集成终端设备，以及响应相应的一个集成终端设备的因特网接入，提供相应的一个集成终端设备和RAS之间的通信路径。
5.用于提供多媒体服务的集成家庭网络系统的集成终端设备，集成家庭网络系统包括用来向家庭网络的用户提供高清晰度电视(HDTV)广播，视频点播(VOD)服务和因特网接入服务的服务提供系统，以及对应网络中相应的一个用户的至少一个所述集成终端设备，每个所述集成终端设备与甚高速数据数字用户线(VDSL)连接，并且包括：
包含通过以太网连接到个人计算机的以太网接口部分，通过用户电话线连接到具有另一个HPNA接口部分的家用电话线组网联盟(HPNA)接口部分，以及通过无线连接到具有另一个WLAN接口部分的设备的无线局域网(WLAN)接口部分中的一个的至少一个接口部分；
用来解调通过VDSL接收的VDSL帧，将解调后的VDSL帧转换为异步传输模式(ATM)信元，将ATM信元调制成发送到VDSL的VDSL帧，并且将调制后的VDSL帧发送到VDSL的VDSL接口部分；
用来将与通过VDSL接口部分接收的HDTV广播和视频点播(VOD)内容的MPEG TS的内容之一有关的ATM信元转换为MPEG TS的运动图象专家组传输流(MPEG TS)部分；
用来从MPEG TS解码音频和视频数据的MPEG-2解码器；
连接到HDTV的HDTV编码器，HDTV编码器对由MPEG-2解码器解码的音频和视频数据编码以形成HDTV信号，并且将HDTV信号发送到HDTV；以及
用来把要从每个所述以太网接口部分、家用电话线组网联盟(HPNA)接口部分和无线局域网(WLAN)接口部分发送到因特网的网际协议分组转换为ATM信元，以便向VDSL接口部分发送ATM信元，将从VDSL接口部分接收的ATM信元转换为网际协议分组，以便将网际协议分组发送到所述以太网接口部分，所述HPNA接口部分和所述WLAN接口部分中的一个，并且响应ATM信元操作MPEG TS部分的微处理器单元。
6.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
用于产生对应高清晰度电视(HDTV)控制命令的红外信号以便控制HDTV的遥控器；以及
用于从遥控器接收红外信号并且输出HDTV控制命令的红外接收器；
响应从红外接收器接收的HDTV控制命令来控制运动图象专家组(MPEG)解码器的微处理器单元。
7.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
通过用户家用电力线连接到具有电力线通信(PLC)控制器的家用电器的电力线通信(PLC)控制器；以及
用来产生对应家用电器控制命令的红外信号以便控制家用电器的遥控器；
用于把要从PLC控制器发送到因特网的网际协议分组转换为异步传输模式(ATM)信元以便将ATM信元发送到VDSL接口部分，将从甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分接收的ATM信元转换为网际协议分组以便将网际协议分组发送到家用电器的PLC控制器，并且将从红外接收器接收到的家用电器控制命令通过PLC控制器发送到家用电器的微处理器单元。
8.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
用来产生对应因特网接入控制命令的红外信号以便控制因特网的遥控器；以及
用来从遥控器接收红外信号并且输出因特网接入控制命令的红外接收器；
具有Web浏览器，响应从红外接收器接收的因特网接入控制命令来驱动Web浏览器，把要发送到因特网的网际协议分组转换为异步传输模式(ATM)信元以便将ATM信元发送到甚高速数据数字用户线(VDSL)接口部分，并且利用MPEG-2解码器图形化解码包含在从VDSL接口部分接收的ATM信元中的数据以便将解码后的数据发送到高清晰度电视(HDTV)编码器的微处理器单元。
9.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
用来将运动图象专家组传输流(MPEG TS)转换为IEEE标准1394格式，并且将转换为IEEE标准1394格式的MPEG TS发送到IEEE标准1394电缆的IEEE标准1394接口部分。
10.根据权利要求9所述的集成终端设备，还包括简易集成设备，它包括：
连接到IEEE标准1394电缆，用于由此接收MPEG TS并且提供IEEE标准1394接口的附加IEEE标准1394接口部分；
用于从由附加IEEE标准1394接口部分接收的运动图象专家组传输流(MPEG TS)中解码音频和视频数据的MPEG-2解码器；
连接到高清晰度电视(HDTV)的HDTV编码器，HDTV编码器对由MPEG-2解码器解码的音频和视频数据编码，形成HDTV信号以便向HDTV发送HDTV信号；
响应由附加IEEE标准1394接口部分接收的MPEG TS用来控制MPEG-2解码器的附加微处理器单元；以及
用来存储操作程序和附加微处理器单元的数据的存储器。
11.根据权利要求10所述的集成终端设备，其特征在于简易集成设备还包括连接到附加微处理器单元的以太网接口部分。
12.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
连接到微处理器单元的串行接口部分，该串行接口部分远程监视集成终端设备的当前状态并且改变集成终端设备的环境。
13.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
用来通过微处理器单元显示集成终端设备的当前状态的显示单元。
14.根据权利要求5所述的集成终端设备，还包括：
用来存储操作程序和微处理器单元的数据的存储器。
CN03102937A 2002-05-31 2003-01-24 提供多媒体服务的家庭集成网络及其系统的集成终端设备 Pending CN1463122A (zh)

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