專利名稱：提供多媒體服務的家庭集成網絡及其系統的集成終端設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及集成家庭網絡，特別是用來向用戶提供多媒體服務的集成家庭網絡系統以及用于集成家庭網絡系統的終端設備。
作為在家里接收高清晰度電視(HDTV)廣播的例子，可以包括利用地面波、利用有線電視(CATV)、利用衛星廣播等方法。通過這些方法收看HDTV廣播需要一個分離的機頂盒(STB)。在利用地面波的情況下，覆蓋區域比模擬廣播情況下的要寬。利用CATV或衛星廣播的方法成本較高，特別是利用衛星廣播的情況下，環境是一個重要因素。另一方面，為了使用因特網，還必須安裝諸如不對稱數字用戶線(ADSL)調制解調器(modem)，電纜調制解調器，用于公用電話交換網(PSTN)的調制解調器等特殊的調制解調器。因此，用戶必須安裝在家收看HDTV廣播和使用因特網的各種裝置。同樣地，其它多媒體服務，如高清晰度電視視頻點播(HDTV VOD)業務也有上述同樣的問題。另外，為了控制家庭設備，還必須安裝一個獨立的家庭自動化系統。
為了將家中使用的各種設備連接到衛星廣播接收天線、有線電視(CATV)網絡、公用電話交換網(PSTN)、不對稱數字用戶線(ADSL)等，需要向家中引入各種線路。另外，為了將這些線路連接到各種設備，需要許多分接頭。而且，為了將這些設備彼此互連，還需要復雜的線路接線系統。由于這些原因，很難進行網絡管理，產生了高額的維護成本，并且不易適應新服務。
本發明的另一個目的是提供一種集成家庭網絡系統，通過將一條外部線路只連接到一個終端設備來提供使每個用戶能夠收看高清晰度電視(HDTV)廣播或使用高速因特網的多媒體，以及提供用于集成家庭網絡系統的集成終端設備。
本發明的另一個目的是提供一種集成家庭網絡系統，通過將一條外部線路只連接一個終端設備來提供使每個用戶能夠收看高清晰度電視(HDTV)廣播或使用視頻點播(VOD)服務中的任何一項，和使用高速因特網的多媒體服務，以及提供用于集成家庭網絡系統的集成終端設備。
本發明還有一個目的是提供一種集成家庭網絡系統，通過將一條外部線路只連接一個終端設備來提供使每個用戶能夠收看高清晰度電視(HDTV)廣播或使用視頻點播(VOD)服務中的任何一項，使用高速因特網，和遙控家用電器的多媒體服務，以及提供用于集成家庭網絡系統的集成終端設備。
根據本發明，提供多媒體服務的集成家庭網絡系統的措施可以實現上述和其它目的，該系統包括為家庭網絡用戶提供高清晰度電視(HDTV)廣播，視頻點播(VOD)服務和因特網接入服務的服務提供系統；對應網絡中各個用戶的多個集成終端設備，集成終端設備通過用戶線為各個用戶提供因特網接入，通過用戶線接收HDTV廣播或VOD內容，并且為每個用戶的HDTV提供HDTV廣播或VOD內容；以及連接在服務提供系統和集成終端設備之間的接入網絡，接入網絡提供服務提供系統和集成終端設備之間的通信路徑，以便用戶可以通過用戶線接收HDTV廣播或VOD內容以及接入因特網。
服務提供系統最好包括用來存儲VOD內容并且為響應來自每個集成終端設備的VOD服務請求輸出VOD內容的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)的視頻點播(VOD)服務器；用來接收HDTV廣播信號并且將HDTV廣播信號轉換為MPEG TS的高清晰度電視(HDTV)廣播編碼設備；以及為響應來自相應的集成終端設備的VOD服務請求用來將相應的集成終端設備連接到因特網的遠程接入服務器(RAS)。
根據本發明的一個方面，用來提供多媒體服務的集成家庭網絡系統中使用的集成終端設備可以實現上述和其它目的，集成家庭網絡系統包括向家庭網絡中的用戶提供高清晰度電視(HDTV)廣播，視頻點播(VOD)服務和因特網接入服務的服務提供系統，以及多個與網絡中的各個用戶對應的集成終端設備，集成終端設備與甚高速數據數字用戶線(VDSL)相連，集成終端設備包括從通過以太網連接到個人計算機(PC)的以太網接口部分，通過用戶電話線連接到具有另一個HPNA接口部分的家用電話線組網聯盟(HPNA)接口部分，以及通過無線連接到具有另一個WLAN接口部分的設備的無線局域網(WLAN)接口部分中選擇的至少一個接口部分；用來解調通過VDSL接收的VDSL幀，將解調后的VDSL幀轉換為異步傳輸模式(ATM)信元，將要發送到VDSL的ATM信元調制為VDSL幀，并且將調制后的VDSL幀發送到VDSL的VDSL接口部分；用來將與通過VDSL接口部分接收的HDTV廣播或VOD內容的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)有關的ATM信元轉換為MPEGTS的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分；用來從MPEG TS解碼音頻和視頻數據的MPEG-2解碼器；與HDTV連接的HDTV編碼器，HDTV編碼器將MPEG-2解碼器解碼的音頻和視頻數據編碼為HDTV信號并且向HDTV發送HDTV信號；用來將從每個以太網接口部分、HPNA接口部分和WLAN接口部分發送到因特網的網際協議(IP)分組轉換為ATM信元并且向VDSL接口部分發送該ATM信元，將從VDSL接口部分接收的ATM信元轉換為網際協議分組并且向以太網接口部分、家用電話線聯盟(HPNA)接口部分和無線局域網(WLAN)接口部分的其中一個發送網際協議分組，以及為響應ATM信元操作運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分的微處理器單元；以及用來存儲操作程序和微處理器單元的數據的存儲器。
集成終端設備最好包括用來生成高清晰度電視(HDTV)控制命令的紅外信號來控制HDTV的遙控器；用來從遙控器接收紅外信號并且輸出HDTV控制命令的紅外接收器；響應從紅外接收器接收的HDTV控制命令來控制運動圖象專家組(MPEG)解碼器的微處理器單元。
集成終端設備還可以包括通過用戶家用電力線與具有PLC控制器的家用電器相連的電力線通信(PLC)控制器；以及用來生成家用電器控制命令的紅外信號以控制家用電器的遙控器；將要從PLC控制器發送到因特網的網際協議分組轉換為ATM信元，以便將異步傳輸模式(ATM)信元發送到甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分，將從VDSL接口部分接收的ATM信元轉換為網際協議分組，以便將網際協議分組發送到家用電器的PLC控制器，并且通過PLC控制器將從紅外接收器接收的家用電器控制命令發送到家用電器的微處理器單元。
集成終端設備還可以包括用來生成因特網接入控制命令的紅外信號以控制因特網的遙控器；以及用來從遙控器接收紅外信號并且輸出因特網接入控制命令的紅外接收器；具有Web瀏覽器，響應從紅外接收器接收的因特網接入控制命令驅動Web瀏覽器，將要發送到因特網的網際協議(IP)分組轉換為異步傳輸模式(ATM)信元，以便將ATM信元發送到甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分，并且利用MPEG-2解碼器對包括在從VDSL接口部分接收的ATM信元中的數據進行圖形化解碼，以便將解碼后的數據發送到高清晰度電視(HDTV)編碼器的微處理器單元。
集成終端設備還可以包括用來將運動圖象專家組傳輸流(MPEG-TS)轉換為IEEE標準1394的格式，并且將具有IEEE標準1394格式的MPEG TS發送到IEEE標準1394電纜的電氣和電子工程師學會(IEEE)標準1394接口部分。簡化的集成設備可以連接到IEEE標準1394電纜。
簡化的集成設備可以包括連接到IEEE標準1394電纜并且提供IEEE標準1394接口的IEEE標準1394接口部分；用來從IEEE標準1394接口部分接收的運動圖象專家組傳輸流(MPEG-TS)中解碼音頻和視頻數據的MPEG-2解碼器；與HDTV連接的高清晰度電視(HDTV)編碼器，HDTV編碼器將MPEG-2解碼器解碼的音頻和視頻數據編碼為HDTV信號，以便將HDTV信號發送到HDTV；響應來自IEEE標準1394接口部分的運動圖象專家組傳輸流(MPEG-TS)用來控制MPEG-2解碼器的微處理器單元；用來存儲操作程序和微處理器單元的數據的存儲器。


圖1是表示根據本發明的優選實施例用來提供多媒體服務的集成家庭網絡系統結構的方框圖。參見圖1，根據本發明的用來提供多媒體服務的集成家庭網絡系統包括服務提供系統100，接入網絡102，以及安裝在每個用戶住宅104的多個集成終端設備200。實際上，許多家庭網絡用戶可以通過接入網絡102連接到服務提供系統100，但是為了方便起見，圖1所示為一個用戶住宅104和安裝在用戶住宅104的一個集成終端設備。
服務提供系統100包括高清晰度電視(HDTV)廣播編碼設備108，視頻點播(VOD)服務器110和遠程接入服務器(RAS)112。服務提供系統100向家庭網絡用戶提供HDTV廣播，VOD服務和因特網接入服務。HDTV廣播編碼設備108接收地面波HDTV廣播信號或有線HDTV廣播信號，將接收到的信號轉換為運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)，并且輸出MPEG TS。VOD服務器110存儲HDTV VOD內容，并且響應來自集成終端設備200的VOD服務請求輸出VOD內容的MPEG TS。RAS 112通常被稱作“遠程接入服務器”。響應來自集成終端設備200的因特網接入請求，RAS 112提供用于連接相應集成終端設備的網際協議地址分配和認證服務。
安裝在用戶住宅104的集成終端設備200對應各自的家庭網絡用戶。集成終端設備200通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)120連接到接入網絡102，并且通過接入網絡102連接到服務提供系統100，以便可以通過VSDL向每個用戶提供因特網接入，另外通過VDSL 120將接收的高清晰度電視(HDTV)廣播或視頻點播(VOD)內容提供給安裝在用戶住宅104的HDTV 212。集成終端設備200包括無線局域網(WLAN)接口部分204，家用電話線組網聯盟(HPNA)接口部分206，電力線通信(PLC)控制器部分208和IEEE標準1394接口部分210。集成終端設備200通過WLAN與多個包括各自WLAN接口部分的設備214相連。集成終端設備200通過用戶住宅104中的電話線216與多個包括各自HPNA接口部分的設備216相連。集成終端設備200通過用戶住宅104中的電力線220與多個包括各自PLC控制器的家用電器222相連。如圖1所示，集成終端設備200與多個具有包括IEEE標準1394接口部分的簡易集成設備的HDTV 226相連。在圖1中，將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分別簡稱為“WLAN”、“HPNA”、“PLC”和“IEEE 1394”。個人計算機可以作為包括相應的WLAN接口部分和HPNA接口部分的設備214和216的例子。家用電器222可以包括用戶住宅104中的，例如，監測煤氣泄漏的煤氣傳感器，阻斷煤氣供應的煤氣閥門等。
接入網絡102安排在服務提供系統100和集成終端設備200之間。接入網絡102通過光線路連接到服務提供系統100，并且通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)120連接到集成終端設備200。接入網絡102提供服務提供系統100和集成終端設備200之間的通信路徑，以使用戶能夠通過VDSL 120接收高清晰度電視(HDTV)廣播和視頻點播(VOD)內容以及接入因特網。作為利用異步傳輸模式-無源光網絡(ATM-PON)的例子，接入網絡102包括異步傳輸模式(ATM)交換機114，多個作為光用戶單元的光線路終端(OLT)116，以及多個光網絡單元(ONU)118。光網絡單元118通過各自的光線路連接到光線路終端116，并且通過VDSL120連接到集成終端設備200，以提供光線路和VDSL 120之間的接口。光線路終端116通過各自的光線路分別連接到ATM交換機114和光網絡單元118。光線路終端116多路復用將要通過光網絡單元118從集成終端設備200發送到服務提供系統100的上游信號，并且多路分解將要通過光網絡單元118從服務提供系統100發送到集成終端設備200的下游信號。ATM交換機114通過光線路與HDTV廣播編碼設備108、VOD服務器110、遠程接入服務器(RAS)112和光線路終端116相連，通過光線路終端116向集成終端設備200發送HDTV廣播和VOD內容的MPEGTS，并且響應相應的集成終端設備200的因特網接入，提供相應的集成終端設備200和RAS 112之間的通信。
當用戶住宅104為私人住宅時，光網絡單元(ONU)118與用戶住宅104分離。而當用戶住宅104為醫院、飯店、公司、電視臺等時，光網絡單元118與用戶住宅104位于一處。光線路終端(OLT)116和光網絡單元118之間的距離，例如通過2.5Gbps光線路可以達到數公里長。光網絡單元118和集成終端設備200之間的距離，例如通過具有36Mbps下游數據速率和3.6Mbps上游數據速率的VDSL 120可以相距300米。
圖2是表示集成終端設備200結構的方框圖。參見圖2，甚高速數據數字用戶線(VDSL)120連接到包含用于ATM的通用測試與運行PHY接口(UTOPIA)的接口部分250，VDSL處理部分252和線路接口部分254的VDSL接口部分202。VDSL接口部分202解調通過VDSL 120接收的VDSL幀，將解調后的VDSL幀轉換為異步傳輸模式(ATM)信元，并且將ATM信元輸出到與微處理器單元228和運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分234相連的UTOPIA總線256。由于同時發送到微處理器單元228和MPEG TS部分234的ATM信元可以分別通過虛擬路徑標識符(VPI)值和虛擬頻道標識符(VCI)值提取不同的數據，因此可以在微處理器單元228中處理與網際協議有關的ATM信元，并可以在微處理器單元228的控制下，在MPEG-TS部分234中處理與HDTV廣播或VOD內容有關的ATM信元。此時，輸入到微處理器單元228的ATM信元在微處理器單元228中被轉換為網際協議分組，并且網際協議分組被發送到與以太網接口部分244、WLAN接口部分204、家用電話線網絡聯盟(HPNA)接口部分206、PLC控制器208以及IEEE標準1394接口部分210連接的設備中的相應設備。VDSL接口部分202還將要發送到VDSL 120的ATM信元調制成VDSL幀，并且將VDSL幀發送到VDSL120。因此，輸入到微處理器單元228的用戶數據被轉換為ATM信元并且被發送到VDSL接口部分202的UTOPIA接口部分250。所發送的ATM信元在VDSL處理部分252被處理成VDSL幀，接受正交調幅(QAM)，并且通過線路接口(AFE)部分254經由模擬前端發送到VDSL 120。
連接到用于ATM的通用測試和運行PHY接口(UTOPIA)總線256的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分234根據通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分202接收的高清晰度電視(HDTV)廣播或視頻點播(VOD)內容將與MPEG TS有關的異步傳輸模式(ATM)信元轉換為MPEG TS，并且將MPEG TS輸出到MPEG-2解碼器236。MPEG-2解碼器236搜索用戶利用遙控器246通過輸入MPEG TS所選擇的頻道或(對應VOD內容的)視頻標識符(ID)和音頻標識符，從MPEG TS解碼視頻數據和音頻數據，并且將解碼后的視頻數據和音頻數據輸出到HDTV編碼器238。連接到HDTV 212的HDTV編碼器238把由MPEG-2解碼器236解碼的音頻數據和視頻數據編碼為HDTV信號，并且將HDTV信號發送到HDTV 212。因此，用戶可以收看通過接入網絡102和VDSL 120從服務提供系統100接收的HDTV廣播或VOD內容。
微處理器單元228連接到顯示單元240、串行接口部分242、以太網接口部分244和紅外接收器248，以及用于ATM的通用測試和運行PHY接口(UTOPIA)總線256。微處理器單元228還通過系統總線230連接到無線局域網(WLAN)接口部分204、家用電話線組網聯盟(HPNA)接口部分206、電力線通信(PLC)控制器208、存儲器232和IEEE標準1394接口部分210，還連接到運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分234和MPEG-2解碼器236。存儲器232存儲操作程序和微處理器單元228的數據。微處理器單元228是具有PHY/MAC(物理層設備/媒體接入控制)的微處理器單元，而以太網接口部分244連接到微處理器單元228的PHY/MAC端口。微處理器單元228把要從以太網接口部分244、WLAN接口部分204、HPNA接口部分206、PLC控制器208和IEEE標準1394接口部分210中的每一個發送到因特網106的網際協議分組轉換為ATM信元，以便將ATM信元發送到甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分202，并且將與通過VDSL接口部分202接收的網際協議有關的ATM信元轉換為用來發送以太網接口部分244、WLAN接口部分204、HPNA接口部分206、PLC控制器208和IEEE標準1394接口部分210之一的網際協議分組。因此，連接到以太網接口部分244的個人計算機(PC)、含有WLAN接口部分204的PC 214、含有HPNA接口部分206的PC 216、或連接到IEEE標準1394電纜224的個人計算機可以接入因特網106。用戶通過因特網106連接到VOD服務器，并且通過接入網絡102和VDSL 120請求接收VOD內容的VOD服務。在WLAN接口部分204，遵照802.11B的形式調制由微處理器單元228發送的網際協議數據，調制后的數據通過WLAN發送到用戶住宅104。HPNA接口部分206壓縮由微處理器單元228發送的網際協議數據，壓縮后的數據被轉換為電話線組網聯盟(PNA)的形式，并且通過電話線216將該形式發送到用戶住宅104。另外，家用電器222可以通過因特網106遙控。此時，電力線通信(PLC)控制器208遵照Lonworks標準調制由微處理器單元228發送的網際協議數據，然后將調制后的數據發送到電力線，以控制家用電器222。
微處理器單元228根據高清晰度電視(HDTV)廣播或視頻點播(VOD)內容，響應與MPEG TS有關的異步傳輸模式(ATM)信元，通過VDSL接口部分202操作運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分234。另外，由于微處理器單元228與顯示單元240，例如發光二極管(LED)或液晶顯示器(LCD)相連，因此微處理器單元228能夠顯示集成終端設備200的當前狀態。此外，由于微處理器單元228與串行接口部分242，例如RS-232C或通用串行總線(USB)相連，因此用戶可以監視并通過串行接口部分242改變集成終端設備200的當前狀態。
另一方面，當用戶想控制高清晰度電視(HDTV)212或家用電器222，以及在收看HDTV 212時不用個人計算機接入因特網106時，可以使用遙控器246。遙控器246包括輸入用來控制HDTV 212的HDTV控制命令、用來控制家用電器222的家用電器控制命令，以及因特網接入控制命令的按鍵。遙控器246根據用戶操作產生對應于該命令的紅外信號。HDTV控制命令包括選擇HDTV 212的頻道的命令，控制音量的命令等，而家用電器控制命令包括打開或關閉煤氣閥門等的命令，因特網接入命令包括驅動安裝在微處理器單元228中的web瀏覽器的命令。微處理器單元228從紅外接收器248接收這些控制命令，控制運動圖象專家組(MPEG)解碼器236選擇頻道和控制音量，以及通過電力線通信(PLC)控制器208向相應的家用電器發送家用電器控制命令。微處理器單元228響應因特網接入控制命令來驅動web瀏覽器，將要發送給因特網106的網際協議分組轉換為異步傳輸模式(ATM)信元，通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分202發送轉換后的ATM信元，并且根據與網際協議有關的ATM信元利用MPEG-2解碼器236圖形化解碼數據，以便向HDTV編碼器238發送解碼后的數據。因此，當用戶收看HDTV212時可以接入因特網。
IEEE標準1394接口部分210將由MPEG-TS部分234轉換的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)轉換為IEEE標準1394格式，然后將它輸出到IEEE標準1394電纜224。連接到IEEE標準1394電纜224的多個高清晰度電視(HDTV)226包括用戶可以收看電視廣播的簡易集成設備。簡易集成設備是通過解碼從MPEG-TS部分234輸出的MPEG-TS使用戶能夠收看到高清晰度HDTV廣播的設備。
如圖3所示，簡易集成設備包括微處理器單元300、存儲器302、IEEE標準1394接口部分304、MPEG-2解碼器306、高清晰度電視(HDTV)編碼器308和以太網接口部分310。IEEE標準1394接口部分304連接到IEEE標準1394電纜224，以便提供IEEE標準1394接口。MPEG-2解碼器306從自IEEE標準1394接口部分304接收的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)中解碼音頻數據和視頻數據，并且將解碼后的數據輸出到HDTV編碼器308。HDTV編碼器308連接到HDTV 226，并且對由MPEG-2解碼器306解碼的音頻數據和視頻數據編碼，以形成要發送到HDTV 226的HDTV信號。微處理器單元228響應通過IEEE標準1394接口部分304接收的MPEG-TS控制MPEG-TS解碼器306。存儲器302存儲操作程序和微處理器單元300的數據。因此，用戶可以通過連接到IEEE標準1394電纜224的其它HDTV 226，也可以通過直接連接到集成終端設備200的HDTV 212來收看HDTV廣播或視頻點播(VOD)內容。由于簡易集成設備包括連接到微處理器單元300的以太網接口部分310，因此個人計算機可以連接到以太網接口部分310。
圖4是表示根據本發明的優選實施例用來提供多媒體服務的集成家庭網絡系統協議棧的示意圖。參見圖4，協議棧服務提供系統100和集成終端設備200之間接收和發送數據。參考編號400代表遠程接入服務器(RAS)112的協議棧，參考編號402代表高清晰度電視(HDTV)廣播編碼設備108的協議棧，參考編號404代表視頻點播(VOD)服務器110的協議棧，參考編號406代表異步傳輸模式(ATM)交換機114的協議棧，參考編號408代表光網絡單元(ONU)118的協議棧，以及參考編號410代表集成終端設備200的協議棧。
甚高速數據數字用戶線(VDSL)棧和異步傳輸模式(ATM)棧在集成終端設備200的VDSL接口部分202中處理，而ATM自適應層(AAL)5棧、以太網MAC棧、以太網上點到點協議(PPPoE)客戶棧、點到點協議(PPP)棧、網際協議棧、傳輸控制協議(TCP)棧和應用程序棧在集成終端設備200的微處理器單元228中處理。光網絡單元(ONU)118與集成終端設備200互鎖，以處理VDSL棧和ATM棧，并且利用ATM連接到RAS 112。PPPoE連接到遠程接入服務器(RAS)112中的集成終端設備200。此時，RAS 112通過PPPoE服務器端到端連接，并且所有在集成終端設備200中產生的信號(例如，點擊瀏覽器連接到因特網時產生的信號)在PPPoE中操作。運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)實際上在ATM層處理。因此，對應HDTV廣播或VOD內容的MPEG TS進入集成終端設備200的ATM層，以便向MPEG-2解碼器236發送MPEGTS。此時，微處理器單元228與運動圖象專家組(MPEG)數據無關。當在與集成終端設備200連接的個人計算機上點擊因特網瀏覽器時，信號轉換為PPPoE上的網際協議分組并且被發送到RAS 112。此時，RAS 112將網際協議分組發送到想要到達的位置。
圖5是表示根據本發明的優選實施例中圖2所示微處理器單元228的任務流程圖。參見圖5，如果在運行狀態500不產生任何事件，那么微處理器單元228處于空閑狀態。響應通過紅外接收器248接收的命令，微處理器單元228從高清晰度電視(HDTV)任務502、視頻點播(VOD)任務504、無線局域網(WLAN)任務506、家用電話線組網聯盟(HPNA)任務508、因特網任務510、電力線通信(PLC)任務512和IEEE標準1394任務514中，或從連接到以太網接口部分244的個人計算機、連接到WLAN的PC 214、通過家用電話線組網聯盟(HPNA)連接到電話線216的個人計算機216、連接到IEEE標準1394電纜224的個人計算機和連接到電力線220的家用電器222產生的事件中執行一個或多個任務。因此，執行步驟516到528中相應的任務運行。當完成任務后，微處理器單元228再次返回到空閑狀態以等待下一事件。WLAN任務506、HPNA任務508、以太網任務510、PLC任務512和IEEE標準1394任務514可以互相調用并且將數據傳遞到WLAN接口部分204、電話線組網聯盟(PNA)接口部分206、PLC控制器208、IEEE標準1394接口部分210和以太網接口部分244。
在本發明的集成家庭網絡系統中，當用戶想通過HDTV 212收看高清晰度電視(HDTV)廣播時，可以利用遙控器246選擇頻道或控制音量。當用戶想接收HDTV視頻點播(VOD)內容時，他可以利用連接到集成終端設備200的以太網接口部分244的個人計算機、連接到WLAN的個人計算機、或連接到家用電話線組網聯盟(HPNA)等的個人計算機，通過因特網106連接到VOD服務器110，并且請求想要的VOD內容。然后，VOD服務器110輸出對應所請求的VOD內容的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)。經由接入網絡102和VDSL 120從甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分202接收對應HDTV廣播或VOD內容的MPEGTS。與從VDSL接口部分202輸出的HDTV廣播或VOD內容對應的MPEGTS有關的ATM信元在MPEG-TS部分234被轉換為MPEG TS，并且將MPEG TS輸出到MPEG-2解碼器236。MPEG-2解碼器236搜索用戶利用遙控器246選擇的頻道或(對應VOD內容的)視頻標識符和音頻標識符，從MPEG TS中解碼視頻數據和音頻數據，并且將解碼后的視頻數據和音頻數據輸出到將HDTV信號發送到HDTV 212的HDTV編碼器238。因此，用戶可以收看從服務提供系統100經由接入網絡102通過VDSL接收的HDTV廣播或VOD內容。
為了利用連接到集成終端設備200的以太網接口部分244的個人計算機、連接到無線局域網(WLAN)的個人計算機、連接到家庭電話線組網聯盟(HPNA)等的個人計算機接入因特網106，從以太網上點到點協議(PPPoE)的IPOA、橋接模式等選擇網際協議分組。將網際協議分組轉換為異步傳輸模式(ATM)信元。ATM信元經由接口部分202、甚高速數據數字用戶線(VDSL)120和接入網絡102輸入到遠程接入服務器(RAS)112，以便完成ATM。ATM信元再次被轉換為網際協議分組，以便連接到因特網106。
當同時執行收看高清晰度電視(HDTV)廣播和因特網接入時，從以太網上的點到點協議(PPPoE)的多種模式中選擇網際協議分組并且將它轉換為異步傳輸模式(ATM)信元。由于此處使用的虛擬路徑標識符(VPI)值和虛擬頻道標識符(VCI)值與HDTV廣播中使用的那些值不同，因此不會發生沖突。
下面將描述控制家用電器222的例子。一旦連接到電力線通信(PLC)控制器的煤氣傳感器檢測出煤氣泄漏，煤氣檢測器通過PLC控制器208將檢測信號發送到電力線220。集成終端設備200的微處理器單元228接收信號，將信號轉換為傳輸控制協議/網際協議(TCP/IP)分組，并且通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)120連接到因特網106，以便通知無線應用協議(WAP)服務器。然后，WAP服務器通過蜂窩電話作為短消息服務(SMS)信息通知煤氣泄漏的用戶。通常，用戶可以連接到由WAP服務器驅動的PLC服務器來檢查煤氣閥門的狀態。如果煤氣閥門是打開的，用戶可以通過WAP服務器關閉煤氣閥門。特定地，關閉煤氣閥門的命令是利用TCP/IP分組從WAP服務器發送到集成終端設備200的。然后，通過電力線220由微處理器單元228的PLC控制器208發送相應的命令。
根據本發明，利用遙控器246由一個集成終端設備200提供多媒體服務、因特網接入、家用電器控制等。因此，遍布全國的網絡可以使用戶在醫院、飯店、公司、電視臺以及家里收看高清晰度電視(HDTV)廣播。另外，能夠減小覆蓋區域，用戶可以用低花費享受高質量的文化生活，并且用戶可以使用諸如HD視頻點播(VOD)服務的多媒體服務。由于只需在用戶住宅104引入一條甚高速數據數字用戶線(VDSL)120電纜，因此安裝十分方便，費用也降低了，并且HDTV廣播收看費、VOD服務費、因特網接入費等都可以集中采集處理。根據本發明，利用一個集成終端設備200在用戶住宅104中組網可以為用戶住宅104提供多種服務。
結合當前被認為是最實以和優選的實施例描述本發明。但是，其目的在于在不脫離所附權利要求的精神和范圍的前提下覆蓋各種修改。特別是本發明的實施例中提出以甚高速數據數字用戶線(VDSL)作為用戶線。然而，如果需要，可以使用其它線路(例如光線路)代替VDSL。如果使用光線路，在集成終端設備200中使用光接口部分(代替VDSL接口部分202)，以便直接連接到光線路終端(OLT)116的光線路。另外，在本發明的實施例中還提到了一個提供HDTV廣播、因特網接入、視頻點播(VOD)服務和家用電器控制的實例。然而，如果需要，可以根據實際應用來選擇使用它們。此外，還描述了包括以太網接口部分、家用電話線組網聯(HPNA)接口部分、無線局域網(WLAN)接口部分和IEEE標準1394接口部分的集成終端設備。然而，如果需要，這些接口部分可以有選擇地包括在集成終端設備中。通過在集成終端設備200中包含相應的接口部分還可以實現與其它接口的連接，例如，藍牙、家庭RF、osgi、UPnP、網絡電話(VoIP)等。因此，本發明的范圍由所附權利要求和權利要求的等同物、而不是由上述實施例來指定。
權利要求
1.一種提供多媒體服務的集成家庭網絡系統，包括向家庭網絡的用戶提供高清晰度電視(HDTV)廣播、視頻點播(VOD)服務和因特網接入服務中的至少一種的服務提供系統；與該網絡的相應用戶對應的多個集成終端設備，該集成終端設備通過用戶線向各自的用戶提供因特網接入，通過用戶線接收HDTV廣播內容和VOD內容中的至少一種，并且向每個用戶的HDTV提供HDTV廣播內容和VOD內容中所述的至少一種；以及連接在服務提供系統和多個集成終端設備之間的接入網絡，接入網絡提供服務提供系統和多個集成終端設備之間的通信路徑，以使用戶通過用戶線接收HDTV廣播內容和VOD內容中的所述至少一種，以及接入因特網。
2.根據權利要求1所述的集成家庭網絡系統，其特征在于服務提供系統包括用來存儲VOD內容，并且響應來自至少一個集成終端設備的VOD服務請求，輸出VOD內容的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)的視頻點播(VOD)服務器；用來接收高清晰度電視(HDTV)廣播信號并且將HDTV廣播信號轉換為MPEG TS的HDTV廣播編碼設備；以及響應來自多個集成終端設備中相應的一個設備的VOD服務請求，將該多個集成終端設備中相應的一種設備連接到因特網的遠程接入服務器(RAS)。
3.根據權利要求2所述的集成家庭網絡系統，其特征在于用戶線包括甚高速數據數字用戶線(VDSL)。
4.根據權利要求3所述的集成家庭網絡系統，其特征在于接入網絡包括通過甚高速數據數字用戶線(VDSL)連接到多個集成終端設備中相應集成終端設備的多個光網絡單元(ONU)，ONU提供光線路和VDSL之間的接口；至少一個連接到ONU的光線路終端(OLT)，OLT多路復用通過ONU從集成終端設備中相應的集成終端設備發送到服務提供系統的上游信號，多路分解從服務提供系統發送到集成終端設備的下游信號，并且將多路分解后的下游信號發送到ONU；以及通過光路徑連接到高清晰度電視(HDTV)廣播編碼設備，視頻點播(VOD)服務器，遠程接入服務器(RAS)和OLT的異步傳輸模式(ATM)交換機，響應來自集成終端設備中對應的集成終端設備的VOD服務請求，ATM交換機通過OLT將視頻點播(VOD)內容的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)發送到集成終端設備中相應的一個集成終端設備，以及響應相應的一個集成終端設備的因特網接入，提供相應的一個集成終端設備和RAS之間的通信路徑。
5.用于提供多媒體服務的集成家庭網絡系統的集成終端設備，集成家庭網絡系統包括用來向家庭網絡的用戶提供高清晰度電視(HDTV)廣播，視頻點播(VOD)服務和因特網接入服務的服務提供系統，以及對應網絡中相應的一個用戶的至少一個所述集成終端設備，每個所述集成終端設備與甚高速數據數字用戶線(VDSL)連接，并且包括包含通過以太網連接到個人計算機的以太網接口部分，通過用戶電話線連接到具有另一個HPNA接口部分的家用電話線組網聯盟(HPNA)接口部分，以及通過無線連接到具有另一個WLAN接口部分的設備的無線局域網(WLAN)接口部分中的一個的至少一個接口部分；用來解調通過VDSL接收的VDSL幀，將解調后的VDSL幀轉換為異步傳輸模式(ATM)信元，將ATM信元調制成發送到VDSL的VDSL幀，并且將調制后的VDSL幀發送到VDSL的VDSL接口部分；用來將與通過VDSL接口部分接收的HDTV廣播和視頻點播(VOD)內容的MPEG TS的內容之一有關的ATM信元轉換為MPEG TS的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)部分；用來從MPEG TS解碼音頻和視頻數據的MPEG-2解碼器；連接到HDTV的HDTV編碼器，HDTV編碼器對由MPEG-2解碼器解碼的音頻和視頻數據編碼以形成HDTV信號，并且將HDTV信號發送到HDTV；以及用來把要從每個所述以太網接口部分、家用電話線組網聯盟(HPNA)接口部分和無線局域網(WLAN)接口部分發送到因特網的網際協議分組轉換為ATM信元，以便向VDSL接口部分發送ATM信元，將從VDSL接口部分接收的ATM信元轉換為網際協議分組，以便將網際協議分組發送到所述以太網接口部分，所述HPNA接口部分和所述WLAN接口部分中的一個，并且響應ATM信元操作MPEG TS部分的微處理器單元。
6.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括用于產生對應高清晰度電視(HDTV)控制命令的紅外信號以便控制HDTV的遙控器；以及用于從遙控器接收紅外信號并且輸出HDTV控制命令的紅外接收器；響應從紅外接收器接收的HDTV控制命令來控制運動圖象專家組(MPEG)解碼器的微處理器單元。
7.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括通過用戶家用電力線連接到具有電力線通信(PLC)控制器的家用電器的電力線通信(PLC)控制器；以及用來產生對應家用電器控制命令的紅外信號以便控制家用電器的遙控器；用于把要從PLC控制器發送到因特網的網際協議分組轉換為異步傳輸模式(ATM)信元以便將ATM信元發送到VDSL接口部分，將從甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分接收的ATM信元轉換為網際協議分組以便將網際協議分組發送到家用電器的PLC控制器，并且將從紅外接收器接收到的家用電器控制命令通過PLC控制器發送到家用電器的微處理器單元。
8.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括用來產生對應因特網接入控制命令的紅外信號以便控制因特網的遙控器；以及用來從遙控器接收紅外信號并且輸出因特網接入控制命令的紅外接收器；具有Web瀏覽器，響應從紅外接收器接收的因特網接入控制命令來驅動Web瀏覽器，把要發送到因特網的網際協議分組轉換為異步傳輸模式(ATM)信元以便將ATM信元發送到甚高速數據數字用戶線(VDSL)接口部分，并且利用MPEG-2解碼器圖形化解碼包含在從VDSL接口部分接收的ATM信元中的數據以便將解碼后的數據發送到高清晰度電視(HDTV)編碼器的微處理器單元。
9.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括用來將運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)轉換為IEEE標準1394格式，并且將轉換為IEEE標準1394格式的MPEG TS發送到IEEE標準1394電纜的IEEE標準1394接口部分。
10.根據權利要求9所述的集成終端設備，還包括簡易集成設備，它包括連接到IEEE標準1394電纜，用于由此接收MPEG TS并且提供IEEE標準1394接口的附加IEEE標準1394接口部分；用于從由附加IEEE標準1394接口部分接收的運動圖象專家組傳輸流(MPEG TS)中解碼音頻和視頻數據的MPEG-2解碼器；連接到高清晰度電視(HDTV)的HDTV編碼器，HDTV編碼器對由MPEG-2解碼器解碼的音頻和視頻數據編碼，形成HDTV信號以便向HDTV發送HDTV信號；響應由附加IEEE標準1394接口部分接收的MPEG TS用來控制MPEG-2解碼器的附加微處理器單元；以及用來存儲操作程序和附加微處理器單元的數據的存儲器。
11.根據權利要求10所述的集成終端設備，其特征在于簡易集成設備還包括連接到附加微處理器單元的以太網接口部分。
12.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括連接到微處理器單元的串行接口部分，該串行接口部分遠程監視集成終端設備的當前狀態并且改變集成終端設備的環境。
13.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括用來通過微處理器單元顯示集成終端設備的當前狀態的顯示單元。
14.根據權利要求5所述的集成終端設備，還包括用來存儲操作程序和微處理器單元的數據的存儲器。
全文摘要
用來提供多媒體服務的集成家庭網絡系統通過將一條外線只連接一個終端設備能夠使每個用戶收看高清晰度電視(HDTV)廣播以及使用高速因特網，并且提供用于集成家庭網絡系統的集成終端設備。集成家庭網絡系統包括用來提供HDTV廣播的服務提供系統；對應網絡中的相應用戶的多個集成終端設備，集成終端設備通過用戶線向相應用戶提供因特網接入，通過用戶線接收HDTV廣播，并且為每個用戶的HDTV提供HDTV廣播；以及連接在服務提供系統和集成終端設備之間的接入網絡，接入網絡提供服務提供系統和集成終端設備之間的通信路徑使得用戶可以通過用戶線接收HDTV廣播，以及接入因特網。
文檔編號H04N7/24GK1463122SQ0310293
公開日2003年12月24日 申請日期2003年1月24日 優先權日2002年5月31日
發明者樸鐘鎬, 千敬俊, 金洛龜 申請人:三星電子株式會社