DE69631502T2

DE69631502T2 - Verteiltes interaktives Multimediadienstesystem

Info

Publication number: DE69631502T2
Application number: DE69631502T
Authority: DE
Inventors: Donald F. Hooper; David M. Tongel; Michael B. Evans
Original assignee: Compaq Computer Corp
Current assignee: Compaq Computer Corp
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: EP0762704A3; AU698617B2; AU6195496A; US5671225A; EP0762704B1; CN1155122A; EP0762704A2; JP3532358B2; JPH09205633A; CN1151645C; DE69631502D1; KR100309915B1; KR970016991A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein verteilte, interaktive Computerumgebungen; genauer gesagt, bezieht sie sich auf die Bereitstellung von interaktiven Multimediadiensten unter Einsatz von verteilten Computerumgebungen.
Hintergrund der Erfindung
Verteilte Computerumgebungen (DÜE = Datenübertragungseinrichtungen) sind nach dem Stand der Technik allgemein gekannt. Bei einer typischen Datenübertragungseinrichtung kommunizieren ein oder mehrere Client-Prozessoren (Clients) mit Server-Prozessoren (Servern) über ein Kommunikationsnetzwerk. Die Nutzer führen Client-Anwendungen aus, die von Zeit zu Zeit Client-Dienste anfordern.
Die Architekturen der verteilten Computerumgebungen nach dem Stand der Technik sind normalerweise so konfiguriert, um einen relativ kleinen Populationsbestand zu bedienen, vielleicht hundert Nutzer, die auf eine bekannte Anzahl von Client-Arbeitsstationen oder PCs Zugriff haben. Die Kommunikationsnetzwerke würden dabei zum Beispiel als Token-Ring oder Basisbandnetz lokalisiert und bestimmt werden. Lokale Netzwerke (LAN) weisen in der Regel bezüglich physikalischer Medien, Bandbreiten und Datenübertragungs protokollen vorbestimmbare Dimensionen auf. Die Kommunikations-Verbindungswege von dem Client zum Server und von dem Server zum Client neigen dazu, singulär und symmetrisch zu sein.
Die Nutzer- und Client-Anwendungen sollen leistungsstark sein, wie zum Beispiel bei Tabellenkalkulationen und Textverarbeitung. Die Dienste neigen dazu, in Bezug auf Vielfalt, Komplexität und Ressourcenanforderungen beschränkt zu sein, wenn man beispielsweise die überall zu findenden Datenbank- und Druckserver hernimmt, die in vielen, auf LAN basierenden, verteilten Computersystemen eingerichtet sind.
Es besteht ein Problem bei der Skalierung der Architektur in den verteilten Computerumgebungen, um interaktive Multimediadienste durchführen zu können. Die Probleme sind vielseitig. Die Anzahl der Nutzer von interaktiven Diensten soll künftig in die Millionen gehen, wobei ein einzelner Nutzer gleichzeitig vielerlei interaktive Sitzungen laufen haben kann. Die Dienste können mehrere Tausend sein. Die Zustellung der Dienste stellt Anforderungen an das Zusammenwirken von einer Reihe von Einheitselementen. Die Video-Informations-Provider (VIP) liefern die Multimediabestände, die Service-Provider (SP) bzw. Dienstanbieter besitzen und bedienen die Dienstsysteme, und Netzadministratoren stellen den Übertragungsweg zur Verfügung. Die Hersteller von Kunden-Endgeräten (CPE) liefern die TV-Geräte und die Set-Top-Boxen.
Die Client-Anwendungen scheinen jedoch relativ einfach zu sein. Im Wesentlichen kann ein nicht so technisch begabter Nutzer, beispielsweise ein Kind, mit einer Handfernbedienung 64-Bit-Hochleistungsserver nach dem aktuellen Stand der Technik und viele Daten-Gigabytes einstellen. Die Dienste können komplex und vielfältig sein, wie zum Bei spiel Abrufvideo, Spiele, Katalog-Kundendienst, Home-Shopping, Tele-Medizin, Fernunterricht, Restaurant-Lieferservice, Finanzdienstleistungen etc. enthalten. Die Multimediabestände können aus verschiedenen Formaten bestehen, welche Dateien, relationale Datenbanken und kodierte Videoprogramme einschließen.
Die Server-Standorte können genauso weit verstreut wie die Nutzer sein, und das Netzwerk, das die Server und Clients verbindet, ist in Wirklichkeit ein sich kreuzendes Netz, das aus Millionen physikalischer und virtueller Leitungen besteht. Die Kommunikations-Charakteristiken jeder zugeteilten Leitung, die in der Regel asymmetrisch sind, sei es via Satelliten-, Kabel- oder Lichtwellenleitung, müssen solange unerkannt bleiben, bis ein Nutzer Zugriff auf einen Dienst anfordert. Die Anschluss-Konfigurationen können Sendungsübertragung (broadcasting), Informationsübertragung (Multicasting), Punkt-zu-Punkt-Betrieb, Mehrpunkt-zu-Punktbetrieb und Mehrpunkt-zu-Mehrpunktbetrieb umfassen.
Einfach gesagt, die gewünschte Architektur muss skalierbar sein, um den Dienstbedarf von vielen Teilnehmern zufriedenstellend abwickeln zu können, die das Downloaden von Millionen von Datenbits pro Sekunde mit einem entfernten Knopfdruck anfordern. Insbesondere in Reaktion auf einfache Client-Anwendungen, die eine kleine Anzahl von Signalen generieren, müssen komplexe Computer-Ressourcen während einer sich kontinuierlich ändernden Betriebslastbeanspruchung zugeteilt und gehandhabt werden. Für diese Probleme stellt die Erfindung Lösungen bereit, für die spezifische Ausführungsformen nachstehend beschrieben werden.
Die US-Patentanmeldung 5195092 beschreibt eine Multimediapräsentation und ein Kommunikationssystem, wobei ein Teilnehmer ein Tastwahltelefon zur Kommunikation mit einem lokalen Betriebszentrum verwendet, damit die Präsentationszustellung von Datenobjekten erfolgt. Nach erfolgter Verbindung eines Teilnehmers mit einem lokalen Betriebszentrum überprüft das System verfügbare Ressourcen, um zu gewährleisten, dass es den Teilnehmer beliefern kann und teilt die notwendigen Ressourcen zu, wie beispielsweise einen Session-Server und einen Kanal-Server. Der Kanal-Server befördert die Datenobjekte an einen Präsentations-Abspielrecorder, der auf Anforderung dem Teilnehmer zugeteilt wird.
Die EP-Anmeldung 0625856 beschreibt ein Videoabrufnetz für die Übertragung von Videosignalen an Nutzer-Standorte nach dem Empfang von Steuersignalen, die von diesen Nutzer-Standorten ausgegeben worden sind. Um die Datenabrufkosten zu optimieren, werden lokal populäre Videosignale in einer Vielzahl von lokal verteilten Videoservern für die Übertragung an lokale Nutzer-Standorte gespeichert. Nach erfolgter Anforderung eines speziellen Videosignals durch den Nutzer versucht ein lokaler Server die Anforderung selbst zu bedienen. Falls das Signal lokal nicht zur Verfügung steht, erhält der lokale Server entweder eine Kopie des angeforderten Videosignals von einem zentralen Server, oder er fordert den zentralen Server auf, die Nutzer-Anforderung direkt durchzuführen.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem verteilten interaktiven Multimediadienstesystem generiert eine Client-Anwendung von einer Set-Top-Box, die mit einem Fernseher am Nutzer-Standort verbunden ist, eine Verbindungsanforderung. Die Verbindungsanforde rungen können in Reaktion auf Nutzerbefehle generiert werden, die von einem Handfernbedienungsgerät [einer tragbaren Fernsteuerungsvorrichtung] herstammen. Nach einem Aspekt der Erfindung generiert ein in einem Gateway-Router operierender Sessionmanager in Reaktion auf den Empfang einer Verbindungsanforderung über das Netzwerk eine Zuteilungsanforderung und eine Anforderung zum Anlegen eines Medienstroms.
Die vorliegende Erfindung in ihrer allgemeinen Ausführungsform befindet sich in einem verteilten interaktiven Multimediadienstesystem und funktioniert so, wie sie in den Ansprüchen 1 und 15 jeweils beschrieben ist.
Bei einer beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausführungsform teilt eine Server-Management-Einheit in Reaktion auf die Zuteilungsanforderung physikalische Ressourcen von einer Vielzahl von Multimediaservern zu. Die Ressourcen können aus Prozessoren, Speicher, Speicherplatte und Netzwerkbandbreite bestehen. Ein Medienstrommanager stellt in Reaktion auf die Anforderung zum Anlegen einen Multimedienstrom her. Der Multimedienstrom ist eine virtuelle Verbindung zum direkten Anschluss der Set-Top-Box.
Der Sessionmanager startet in Reaktion auf die zugeteilten Ressourcen und den hergestellten Multimedienstrom – aus einer Vielzahl von Multimediadiensten in den vielen Multimediaservern – einen ausgewählten Dienst. Der ausgewählte Dienst stellt während der Ausführung in den Servern Multimediainformationen über den Multimedienstromport auf der Set-Top-Box zur Verfügung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst einen Speicher, der die Vielzahl von Multimediadiensten in einer hierarchischen Baumstruktur speichert. Die hierarchische Baumstruktur enthält Knotenpunkte, wobei jeder Knotenpunkt einen Mediendienst aus der Vielzahl von Multimediadiensten repräsentiert. Ein spezieller Multimediadienst kann einen Verbunddienst aufweisen, wobei der Verbunddienst ferner einen oder mehrere Elementardienste enthält. Die Elementardienste können entweder als optionaler Dienst oder als festgesetzter Dienst eingegeben werden. Die Elementardienste sind mit dem Multimedieninhalt verbunden. Und in Reaktion auf die von der Set-Top-Box empfangenen Befehle stellt der Elementardienst Funktionen für einen Zugriff und Transport des Multimedieninhalts über den Medienstrom an die Set-Top-Box zur Verfügung.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung kann mittels der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen besser verstanden werden, die anhand von Beispielen erfolgt und in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht werden soll, welche zeigen:
1 ist ein Draufsicht-Blockdiagramm von einer verteilten Computerumgebung (DÜE), welche die Erfindung einsetzt.
2 ist ein detailliertes Blockdiagramm der DÜE der 1.
3 ist ein Blockdiagramm von einer Datenbank für Multimediadienste, welche die Erfindung einsetzt; und die
4 bis 8 sind Ablaufdiagramme von Interaktionen zwischen Clients und Servern der verteilten interaktiven Multimediadienste nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 zeigt eine verteilte Computerumgebung (DÜE) 100 für die Bereitstellung von Multimediadiensten. Die Multimediadienste können interaktive Dienste, Sendeübertragungsdienste und Transaktionsdienste, wie beispielsweise Home-Shopping, aufweisen. Die Dienste können auf Multimediainformationsbestände zugreifen, wie beispielsweise auf Video-/Audio- „Strom" -Daten, Dateien und Datenbänke. Die DÜE 100 enthält Server 200, die mit den Clients 10 mittels eines Kommunikationsnetzwerkes 110 verbunden sind, das Leitungen 103 umfasst. Jeder Client 10 kann in Form von Set-Top-Boxen sein, die Prozessoren zum Dekodieren und Steuern von Dienst-Sitzungen unter Einsatz von Client-Anwendungen (CA) 11 aufweisen.
Die Nutzer des Clients 10 können Dienst-Anforderungen mit Handfernbedienungen initiieren, woraufhin die Server 200 reagieren. Während einer Dienst-Sitzung werden die Server- und Netzwerk-Ressourcen dem Client 10 temporär zugeteilt. Die Server-Ressourcen können Computer-Prozessoren, Speicher, Speicherplatten umfassen, wobei die Netzwerk-Ressourcen einen der Leitungswege 103 enthalten. Während der Dienst-Sitzung wird der Weg 103 in bidirektionale Übertragungsdaten und Steuerungspfade partitioniert.
Wenn man nun zu 2 geht, wird ein Client 10 dargestellt, der mit Servern 200 verbunden ist. Der Verbindungsweg 103 der 1 kann in einen Vorwärts-Datenübertragungsweg 104 mit hohem Übertragungsbereich, einem Rückwärts-Datenübertragungsweg 106 mit hohem Übertragungsbereich und in bidirektionale Steuerungspfade 105 mit niedrigem Übertragungsbereich partitioniert werden. Der von den Servern 200 bereitgestellte Zugriff auf die Dienste wird mittels Gateways gesteuert, welche die Domain der Dienste in Level 1 (L1) und Level 2 (L2)-Dienste partitionieren.
Ein L1-Gateway-Router 201 kommt zum Einsatz, um eine Sitzung zwischen der Client-Set-Top-Box 10 und den Servern 200 einzurichten. Der L1-Gateway-Router 201 stellt die Netzwerksteuerung, ein Setup und Abbrechen für die Sitzung und das Routing zwischen den Clients und den Servern zur Verfügung. In den USA bezieht sich Level 1 auf den staatlich regulierten Bereich der Client-/Server-Schnittstelle, das heißt auf die FCC-Richtlinien. Der Level-1-Dienst sieht keinen wesentlichen Multimedieninhalt vor. Die Level-1-Dienste können mit den Diensten der „White-Pages" – Verzeichnisinformationen verglichen werden, die von den Telefongesellschaften zur Verfügung stehen.
Eine L2 interaktive Gateway-Einheit bzw. interaktiver Gateway-Router (IGE) 202, der mit dem L1-Gateway-Router 201 über Steuerleitungen 107 verbunden ist, ermöglicht den Zugriff auf die staatlich nicht geregelten Level-2-Dienste. Die Level-2-Dienste beinhalten den Provider-Zustell-Multimedieninhalt, der sämtliche Videoabruf-Dienste enthält. Ein Sessionmanager (SEM) 205 des IGE-Routers 202 kann die Nutzer-Authentisierung unter Verwendung einer Teilnehmer-Datenbank ausführen und nach erfolgter Legalisierungsbestätigung die Dienst-Anforderungen an die Server 200 weiterleiten. Für ein System, das eine große Anzahl von Nutzern unterstützt, kann es mehrere IGE-Routers 202 geben.
Eine Server-Management-Einheit (SME) 203 koordiniert die Anforderungen für die Server-Ressourcen. Die Server-Ressourcen sind die messbaren Funktionskomponenten des Systems, wie zum Beispiel Prozessoren, Speicher, Speicherplatten, Pufferspeicher und Netzwerkbandbreite. Genauer erklärt, werden die Ressourcen von einem Ressourcenmanager (RM) 210 der SME verwaltet. Die SME 203 wartet die Metrik, welche die Funktionskomponenten des Systems definiert. Die Metrik umfasst die dynamischen Informationen über die Clients, Sitzungen, Serverzuweisungen, Portzuweisungen, Netzverkehr, Server-Bandbreite, Medienbestände, Speicherzuteilungen etc. Es können mehrere Server-Management-Einheiten 203 zur Handhabung einer verteilten Inhalts-Datenbank vorhanden sein, wobei die SMEs 203 bezüglich einer Redundanz und Fehlertoleranz gepaart sein können.
Die Server 200 umfassen verallgemeinerte und spezialisierte Untersysteme auf Prozessorbasis. Zum Beispiel können Inhaltsbibliotheks-Server als Band oder optische CD-Wechsler konfiguriert sein, die einen Robotermechanismus aufweisen, um auf eine große Anzahl von Bändern und optischen Speicherplatten mit Offline- und Online-Hochleistung zugreifen zu können, die Multimedieninhalte speichern. Die interaktiven Medienserver können Mehrfachströme von Multimediendaten gleichzeitig zustellen, wie beispielsweise MPEG-Ströme, Dateien und Datenbankinformationen. Jeder Server kann ein oder mehrere Prozessoren, Speicher und Speicherplatten aufweisen.
Die Ausgänge der Server 200 sind an eine „Videopumpe" angeschlossen, die einen oder mehrere Medienstromports 240 aufweisen. Der Medienstromport 240 kann Multiplexer aufweisen, um die Server und einen Strömungsregler zur Zustellung von konstanten Bitratenströmen (KBR) an den Vorwärtsdatenweg 104 auszuwählen. Der Strömungsregler des Medienstromports 240 kann Videodaten in ein MPEG-Format kodieren und die kodierten Daten in Transportpakete packen, die für die Kommunikation über das Netzwerk 110 geeignet sind.
Während des Betriebs der Computerumgebung (DÜE) 100, wobei die Client-/Server-Sitzung im Einzelnen nachstehend beschrieben wird, werden die Steuerdaten zwischen dem Client 10 und den Servern 200 über die L1- und L2-Gateways 201–202 und der Server-Management-Einheit 203 unter Verwendung der Verbindungswege 105 und 107 mit einem relativ niedrigen Übertragungsbereich übermittelt.
Die durch den Client 10 generierten Steuerdaten können Client-Anforderungen für Dienste aufweisen, wie beispielsweise „verbinden, informieren, öffnen, schließen, anhalten, fortfahren, abspielen, unterbrechen, vorspulen, zurückspulen, stoppen, lesen, schreiben" etc., sowie die Client-Zustellidentifizierungsdaten.
Die durch die Server 200 generierten Steuerdaten können Zustandsmeldungen aufweisen, wie beispielsweise „erfolgreich"/„Fehler", und weitere Steuerdaten für die Anwendung, die in dem Client 10 abgespeichert werden sollen. Die Steuerdaten können Adressen oder „Handles" [Dateinummern] aufweisen, die es dem Client 10 erlauben, dass er direkt mit den Diensten der Server 200 kommuniziert, sobald eine Sitzung eingerichtet worden ist. Die Transfers der Massenmultimediendaten von den Servern 200 an den Client 10, zum Beispiel von Videoströmen und Dateien, umgehen die L1- und L2-Gateways und werden auf dem Vorwärtsdatenkanal mit hohem Übertragungsbereich direkt übermittelt. Diese Multimediendaten umfassen den Dienst „Multimedieninhalt".
Wie in 3 dargestellt ist, werden bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Domain der Server 200 die Dienste 300 als eine hierarchische Baumstruktur definiert, die „Knotenpunkte" aufweist, auf welche über Verzeichnisse zugegriffen werden kann. Die Dienste 300 umfassen Prozesse bezüglich der Bereitstellung des Multimedieninhalts, zum Beispiel der Bestände, an den Client 10. Die Prozesse werden auf den Servern 200 ausgeführt, um den Inhalt einzustellen, wie er von dem Nutzer des Clients 10 angewiesen worden ist. In der hierarchischen Baumstruktur 300 werden die Dienste zunächst von Informationsanbietern 301 zusammengestellt, wie beispielsweise von den Unternehmen HBO, Time-Warner, Disney etc. Während des Betriebsvorgangs in der DÜE 100, der von der Identitätskennung der Set-Top-Box 10 und des Client-Nutzers abhängt, werden dem Client ein oder mehrere Anbieter-Dienste zur Auswahl „offeriert".
Jeder der Anbieter 301 kann die genannten Dienste 310 anbieten, wie beispielsweise Kino, Reisen und Spiele. Ein Dienst wird als „Verbunddienst" bezeichnet, wenn er untergeordnete Sub-Dienste 320 aufweist. Zum Beispiel umfasst der Verbund-Reisedienst als Sub-Dienste 320 Land-/Stadtpläne und Straßenkarten, Katalog und Reservierung. Diese Dienste können entweder festgesetzt oder optional sein. Die festgesetzten Kind-Dienste werden automatisch geöffnet, wobei diesen Ressourcen zugeteilt werden, wenn der Verbund-Elterndienst geöffnet wird. Optionale Dienste werden solange nicht aktiviert, bis sie tatsächlich von dem Client angefordert werden. Ein begleitender Dienst steht mit anderen Diensten gleichzeitig zur Verfügung.
Auf der untersten Stufe der Hierarchie befinden sich die Elementardienste 330. Die Elementardienste 330 sind zur Zustellung von Multimedienbeständen 360 ausgelegt. Elementardienste, welche die Multimedienbestände einstellen, können zum Beispiel aus Datenstrom, Datei und Datenbank bestehen. Die Stromdaten-Dienste liefern über die Leitung 104 Videobestände als konstante MPEG-Bitratenströme. Der Datei- und Datenbank-Dienst kann in herkömmlich sequentiellen und relationalen Datenbankdateien gespeicherte Informationen liefern.
In Zusammenhang mit den Elementardiensten gibt es die Funktionen 340. Auf die Funktionen kann mittels Fernsteuerungsabrufe (RPC) zugegriffen werden. Zum Beispiel kann ein Boot-Service benutzt werden, um an die Set-Top-Box 10 eine startende Anwender-Programm-Schnittstelle (API) zu liefern. Die Stromdaten-Dienste werden mit Videorecorder gleichen Funktionen in den Abspielprogrammen eingestellt. Die Datei- und Datenbank-Dienste verwenden Funktionen, wie beispielsweise Lesen und Schreiben [Eingeben], sowie Navigationsfunktionen.
Um einen Dienst an einen Client bereitstellen zu können, werden Ressourcen 350 benötigt und zugeteilt. Daher sind mit den Diensten 300 Ressourcen-Parameter verbunden, wie beispielsweise Aufwärts-/Abwärtsbandbreiten, Server-Standort, CPU-Prozessor, Speicherplatte und Speicherbelegung. Die Ressourcen werden von dem Ressourcenmanager 210 der Server-Management-Einheit (SME) 203 verwaltet und zugeteilt. Bezüglich der Verbunddienste können die Ressourcen-Parameter eine Beschreibung der Ressourcen von den übrigen festgesetzten Begleit-Diensten aufweisen. Die für einen Verbundservice erforderlichen Ressourcen können weniger als die Ressourcen-Gesamtsumme sein, die von den Elementardienstkomponenten benötigt werden.
Nun wird auf 4 Bezug genommen und der funktionale Betriebsvorgang der Computerumgebung (DÜE) beschrieben. Ein Vorteil ist, dass die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung die Komplexität der Client-/Server-Schnittstelle und den Verkehr auf den Steuerpfaden 105 mit niedrigem Übertragungsbereich minimiert. Bei einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform können die Interaktionen zwischen der Client-Anwendung 11 und den Diensten 300, die auf den Servern 200 ausgeführt werden, zum Teil über Anforderungen in Form von Basis-Fernsteuerungsabrufen erfolgen, wie dies mit den ausgerichteten Pfeilen in 4 dargestellt ist. Jeder Fernsteuerungsabruf kann Eingangsargumente aufweisen. In Reaktion auf die Anforderung des Fernsteu erungsabrufs generieren die Dienste 300 Antwortnachrichten, die Antwortinformationen und eine Zustandsmeldung aufweisen können, um so den erfolgreichen oder fehlerhaften Fernsteuerungsabruf anzuzeigen.
Wie in 4 dargestellt ist, startet die Client-Anwendung 11 eine Dienst-Sitzung, indem sie eine Verbindungsanforderung 410 an den Sessionmanager (SEM) 205 der interaktiven Gateway-Einheit (IGE) 202 sendet. Die Verbindungsanforderung 410 kann die Identitätskennung (Adresse) der Set-Top-Box 11, einen Start-Servicepfad, ein Client-Profil sowie optional einen "Wiederaufnahme-" Kontext aufweisen – siehe hierzu Bezugszeichen 411. Die Client-Adresse identifiziert eine bestimmte Set-Top-Box und kann außerdem Nutzeridentifikations-Informationen enthalten, wie beispielsweise ein einmaliges Passwort. Somit können die vielfach unterschiedlichen Nutzer der gleichen Set-Top-Box selektiv an unterschiedliche Dienste zugewiesen werden.
Der Start-Servicepfad ist die Vorgabedefinition des Informationsdienst-Anbieters 301 und der Dienste (Knotenpunkte), die an den Client-Nutzer offeriert werden sollen. Das Client-Profil beschreibt die Kapazitäten für die Client-Set-Top-Box 10, wie zum Beispiel Bandbreite, Hersteller, Modell, Netzwerkprotokoll etc. Diese Informationen werden dazu verwendet, um den Inhalt für die Zustellung angemessen formatieren zu können. Der Wiederaufnahmekontext – siehe nachstehende Beschreibung – wird von dem Client 10 verwendet, um mit den früher eingestellten Diensten erneut Verbindung aufnehmen zu können.
In Reaktion auf den Empfang der Verbindungsanforderung 410 stellt der Sessionmanager (SEM) 205 die Gültigkeit der Client-/Nutzer-Identitätskennung im Vergleich mit einer Teilnehmer-Datenbank 420 unter Verwendung einer Authentisierungsanforderung 430 fest. Die Authentisierungsantwort kann zusätzliche Informationen zum Verfeinern der Start-Dienste aufweisen, die den Client 10 starten sollen. Nach erfolgter, gültiger Authentisierung sendet der Sessionmanager 205 eine Zuteilungsanforderung 440 an den Ressourcenmanager 210. Der Ressourcenmanager 210 teilt die entsprechenden Ressourcen für die Start-Dienste zu.
Der Sessionmanager 205 sendet außerdem eine Anforderung 450 zum Anlegen eines Medienstromports an einen Medienstrommanager (MSM) 207. Der MSM „legt" den Medienstromport 240 an bzw. teilt ihn zu. Der Medienstromport 240 ist der Kanal/Port, der den Client 10 mit den ausgewählten Diensten verbindet. Der Sessionmanager 205 empfängt die Adresse oder den „Handle" des Medienstromports 240, so dass die Dienste zur Lieferung eines konstanten Bitratenvideostroms mit dem Client direkt verbunden werden können.
Als Endstufe generiert der Sessionmanager 205 eine Startanforderung 460, um die ausgewählten Dienste in einem oder in mehreren Servern zu starten. Starten bedeutet die Ausführung der Prozesse der Dienste, wobei der Zugriff auf die in Verbindung stehenden Inhaltsbestände möglich wird. Falls der zu startende Dienst ein Verbunddienst ist, werden sämtliche festgesetzten Sub-Dienste ebenfalls gestartet. Die Dienste können Videoströme über den Medienstromport 240 direkt an den Client 10 senden. Die Antwort auf eine erfolgreiche Verbindungsanforderung 460 kann die Adressen oder „Handles" der gestarteten Dienste aufweisen. Die Client-Anwendung 11 verwendet diese Handles zur direkten Kommunikation mit den ausgewählten Diensten während der nachfolgenden Anforderungen.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Sessionmanager 205 außerdem einen „Proxy" -Client 400 starten. Der Proxy-Client 400 entspricht funktional der Client-Anwendung 11. Der Proxy-Client 400 operiert jedoch in einem der zugeteilten Server 200. Der Proxy-Client 400 dient zu dem Zweck, die Betriebsvorgänge der Client-Set-Top-Box 10 und die Schnittstelle zwischen der Client-Anwendung 11 und den Diensten 300 der Server 200 zu vereinfachen.
Der Client-Nutzer kann mit dem Proxy-Client 400 die Tasten auf der Set-Top-Box 10 oder der Handfernbedienung einfach bedienen. Die Basisbefehlssignale werden an den Proxy-Client 400 transportiert. Der Proxy-Client 400 interpretiert die Basis-Set-Top-Box-Befehle bzw. die Tastenklicks und arbeitet die im Wesentlichen komplexeren Fernsteuerungsabrufe aus, die zur Ausführung der Nutzer-Anforderungen erfolgen sollen. Der Proxy-Client 400 kann anschließend auf einer gehobeneren Stufe mit den Diensten 300 in Interaktion treten.
Diese Ausführungsform des Proxy-Clients 400 ermöglicht eine voll funktionsfähige Client-/Server-Schnittstelle mit relativ einfachen Set-Top-Boxen und einem niedrigen Kostenaufwand hierfür. Genau genommen, kann sich mit dieser Anordnung das zugrunde liegende Design der Fernsteuerungsabruf-/Reaktionsstruktur ändern, ohne dass irgendein Kunden-Endgerät modifiziert werden muss.
Wie in 5 dargestellt ist, kann das System außerdem eine Provider-Client-Anwendung 500 aufweisen. Der Provider-Client 500 führt, wie der Proxy-Client 400, in der Domain der Server 200 die Anweisungen aus. Der Provider-Client 500 dient zu dem Zweck, die Service-Angebote der Provider 301 zu konfigurieren und den Multimedieninhalt zu laden, wie zum Beispiel die Aufnahme der Bestände 360 in die Datenbank. Daher gibt es einen Provider-Client 500 für jeden der Provider 301 der 3. Die Dienste werden unter Verwendung der Zusatzservice-Anforderung 520 hinzugefügt.
Während des Betriebs des Provider-Clients 500 werden Fälle oder Exemplare von neuen Diensten mit dem Sessionmanager 205 mittels einer Startservice-Anforderung 525 registriert. Als Bestandteil der Registrierung eines neuen Dienstes werden dem Sessionmanager 205 Informationen 530 bereitgestellt, welche den Dienst beschreiben und die Konfiguration oder die Hierarchie des Dienstes in der hierarchischen Baumstruktur der Dienste 300 enthalten, wobei die Startservice-Anforderung 525 zum Einsatz kommt.
Nachdem folglich der Client 10 mit dem ausgewählten Dienst oder den Diensten verbunden worden ist, kann die Client-Anwendung 11 – oder der Proxy-Client 400 anstelle der Client-Anwendung 11 – eine Info-Anforderung 510 an den Sessionmanager 205 abschicken. Der Sessionmanager 205 befördert dann die Informationen 520 der registrierten Dienste an die Client-Anwendung 11. Die Informationen 520 können zum Teil als Auswahlmenüs formatiert sein, die über den Medienstromport 240 an den Client 10 transferiert worden sind. Der Nutzer kann diese Informationen dazu verwenden, um spezielle Elementardienste 330 auszuwählen.
Ein bestimmter Dienst kann zur Ausführung durch die Client-Anwendung 11 ausgewählt werden, indem eine Eröffnungsanforderung 610 abgeschickt wird, wie in 6 dargestellt ist. Das in Betrieb sein lassen des ausgewählten Dienstes kann die Zuteilung von zusätzlichen Ressourcen erfordern, zum Beispiel veranlasst der Sessionmanager 205 dann zusätzliche Zuteilungsanforderungen 640 an den Ressourcenmanager 210. Außerdem kann die Eröffnung der ausgewählten Dienste das Starten von zusätzlichen Diensten erforderlich machen, wie beispielsweise der Elementardienste 330 und die Zuteilung von Ressourcen an die Bestände 360 der Elementardienste.
Wie in 7 dargestellt ist, kann nachdem die ausgewählten Dienste geöffnet worden sind, der Dienst auf Funktionsbefehle 340 direkt reagieren, wie beispielsweise abspielen, anhalten und lesen 710–712, womit die Zustellung des Multimedieninhalts gesteuert wird. Dies bedeutet, dass der Client 11 – oder der Proxy-Client 400 – mit den Diensten direkt kommuniziert und der Sessionmanager 205 umgangen wird. Eine Anforderung „Schließen" bricht die Dienste komplett ab und gibt alle zugeteilten Ressourcen auf. Eine Einstellanforderung bewahrt eine Beschreibung des gesamten Client-/Server-Kontexts auf. Dieser Kontext kann bei einer nachfolgenden, erneuten Verbindungsanforderung verwendet werden, damit die bereits eingestellten Dienste wieder aufgenommen werden.
Bei einer weiteren, alternativen Ausführungsform der Erfindung, wie in 8 dargestellt ist, kann der Proxy-Client 400 einen Bestandsdienst 360 mit einer Eröffnungsanforderung 810 öffnen. Der Bestandsdienst wird von dem Sessionmanager 205 mittels einer Start-Bestandsdienst-Anforderung 820 gestartet. In diesem Fall wird der Proxy-Client 400 zum Client des Bestandsdienstes 360. Es ist von Vorteil, dass der Proxy-Client 400 nun direkten Zugriff zum Beispiel auf die Verzeichnisinformationen unter Verwendung der Bestandsanforderungen 830 hat. Der Proxy-Client 400 kann dann sofort komplexere Datei- und Datenbank-Transaktionen senden, wie zum Beispiel die Navigationsanforderungen 830 an den Bestandsdienst 360. Diese Anforderungen können von einem einfachen Menü hergeleitet werden, die von einem Tastenklick des Nutzers stammen.
Der Proxy-Client 400 kann die Antwortinformationen für den Client-Bedarf unter Einsatz des Medienstromports 240 formatieren und verpacken, um die Bestandsinformationen direkt an den Client 11 transportieren zu können. Der Inhalt kann dem Medienstromport 240 in einem kodierten MPEG-Format oder anderweitig präsentiert werden. Wenn der Inhalt kein kodiertes MPEG-Format aufweist, kann vom Medienstromport 240 das Kodieren während der Zustellung des Inhalts übernommen werden.
Von der Erfindung sind veranschaulichende Ausführungsformen offenbart worden, die es einem Nutzer eines Client-Prozessors ermöglichen, auf die komplexen Multimediadienste zugreifen zu können, die von Server-Prozessoren bereitgestellt werden. Genauer erklärt, Teilnehmer von interaktiven Multimediadiensten starten, öffnen, nutzen und schließen komplexe Multimediadienste über ein Kommunikationsnetzwerk in einer verteilten Computerumgebung, wobei die Dienste über Prozesse bereitgestellt werden, die auf Server-Prozessoren ausgeführt worden sind, die Zugriff auf Multimedienbestände haben.

Claims

Verteiltes interaktives Multimediadienstesystem (100) mit: einem Sessionmanager (205), der in Reaktion auf den Empfang einer Verbindungsanforderung (410) von einer Set-Top-Box (10) eines Nutzer-Standorts, die über ein Netzwerk (110) mit dem Sessionmanager verbunden ist, eine Ressourcenzuteilungsanforderung (440) und eine Anforderung (450) zum Anlegen eines Medienstromports generiert; einem Ressourcenmanager (210), der in Reaktion auf die Ressourcenzuteilungsanforderung (440) Ressourcen von einer Vielzahl von Multimediaservern (200) zuteilt; einem Medienstrommanager (207), der in Reaktion auf die Anforderung (450) zum Anlegen eines Medienstromports einen Medienstromport (240) herstellt; wobei der Sessionmanager (205) in Reaktion auf die Zuteilung von Ressourcen und auf die Herstellung des Medienstromports (240) aus einer Vielzahl von Multimediadiensten in der Vielzahl von Multimediaservern einen ausgewählten Dienst (300) startet und der ausgewählte Dienst Multimediainformationen auf der Set-Top-Box über den Medienstromport bereitstellt, der mit dem Netzwerk verbunden ist.
System nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: einen Speicher, der die Vielzahl von Multimediadiensten (300) in einer hierarchischen Baumstruktur speichert, welche Knotenpunkte (301–360) enthält, wobei jeder Knotenpunkt einen Mediendienst aus der Vielzahl von Multimediadiensten repräsentiert, wobei die Vielzahl der Multimediadienste einen Verbundmediendienst (310, 320) aufweisen, wobei der Verbundmediendienst einen Elementardienst (330) enthält, und wobei der Elementardienst als optionaler Dienst oder notwendiger Dienst eingegeben wird.
System nach Anspruch 1, in welchem jeder aus der Vielzahl von Multimediadiensten (300) außerdem einen Multimedia-Inhalt (360) aufweist.
System nach Anspruch 3, in welchem die Vielzahl von Multimediadiensten einen Bestandsdienst (360) umfassen, wobei der Bestandsdienst den Multimedia-Inhalt navigiert.
System nach Anspruch 2, in welchem der ausgewählte Dienst ein Verbunddienst (310, 320) ist, und in welchem der Sessionmanager (205), der in Reaktion auf den Empfang einer registrierten Serviceinformationsanforderung (410, 510) von der Set-Top-Box (10) sowie einer Identitätskennung (411) der Set-Top-Box und eines Teilnehmers daraufhin der Set-Top-Box Informationen bereitstellt, die eine Untergruppe aus der Vielzahl von Multimediadiensten beschreiben, für welche die Set-Top-Box Zugang hat; und in welchem der Sessionmanager (205) in Reaktion auf den Empfang einer Eröffnungsanforderung (610) von der Set-Top-Box den ausgewählten Dienst (300) in der Vielzahl der Multimediaserver (200) ausführt, wobei die Vielzahl der Multimediaserver direkt mit der Set-Top-Box kommunizieren, während der ausgewählte Dienst ausgeführt wird.
System nach Anspruch 2, in welchem der ausgewählte Dienst (300) ein Verbunddienst (310, 320) ist, und in welchem der Sessionmanager (205) während des Startens des Verbunddienstes den Elementardienst (330) startet, der als erforderlicher Dienst des Verbunddienstes (330) eingegeben wurde.
System nach Anspruch 5, welches ferner eine Teilnehmerdatenbank (420) für die Authentisierung der Identitätskennung der Set-Top-Box (10) und des Teilnehmers aufweist.
System nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: einen Proxy-Client (400), wobei der Proxy-Client so ausgelegt ist, dass er Befehle von der Set-Top-Box (10) empfangen kann und die Befehle in Fernprozeduraufrufe (340) für den ausgewählten Dienst umsetzt.
System nach Anspruch 1, in welchem die zugeteilten Ressourcen aus Prozessoren, Speicher, Speicherplatte und Netzwerkbandbreite bestehen.
System nach Anspruch 2, in welchem die Knotenpunkte (300) der hierarchischen Baumstruktur durch Inhalt-Provider (301) organisiert werden, und ferner umfassen: eine Provider-Client-Anwendung (500) für jeden Inhalt-Provider, wobei die Provider-Client-Anwendung einen neuen Multimediadienst der hierarchischen Baumstruktur hinzufügt (520).
System nach Anspruch 3, in welchem die Befehle (340) außerdem Abspiel-, Pause- und Lesefunktionen (710–712) umfassen.
System nach Anspruch 3, in welchem der Multimediainhalt einen Datenstrom-, Datei- und Datenbank-Inhalt umfasst.
System nach Anspruch 1, in welchem die Verbindungsanforderung (410) ferner umfasst: eine Identitätskennung (411) der Set-Top-Box, einen Service-Pfad (411), ein Client-Profil (411), sowie einen optionalen Zusammenfassungskontext (411).
System nach Anspruch 3, in welchem der Medienstromport den Multimediainhalt kodiert, während der Multimediainhalt an die Set-Top-Box transportiert wird.
Verfahren für die Verteilung interaktiver Multimediadienste, welches folgende Schritte aufweist: Empfangen einer Verbindungsanforderung (410) von einer Set-Top-Box (10) an einem Nutzer-Standort durch einen Sessionmanager über ein Netzwerk (110); Generieren einer Ressourcenzuteilungsanforderung (440) durch den Sessionmanager in Reaktion auf die Verbindungsanforderung; Generieren einer Anforderung (450) zum Anlegen eines Medienstromports durch den Sessionmanager in Reaktion auf die Verbindungsanforderung; Zuteilen der Ressourcen aus einer Vielzahl von Multimediaservern (200), die mit der Set-Top-Box durch das Netzwerk (11) verbunden sind, durch den Ressourcenmanager als Antwort auf die Ressourcenzuteilungsanforderung (440); Herstellen eines Medienstromports (240) durch einen Medienstrommanager (207) für die Vielzahl der Multimediaserver, um den Multimediainhalt an die Set-Top-Box zu transportieren, als Antwort auf die Anforderung (450) zum Anlegen eines Medienstromports; sowie Starten eines ausgewählten Dienstes (300) durch den Sessionmanager (205) aus einer Vielzahl von Multimediadiensten in den zugeteilten Ressourcen aus der Vielzahl von Multimediaservern, um mittels des ausgewählten Dienstes den Multimediainhalt an die Set-Top-Box über den Medienstromport zu transportieren, der mit dem Netzwerk verbunden ist.