专利名称：广播电视和互联网络综合系统的制作方法
技术领域：
本发明属于网络通信领域，特别是指一种电视机在互联网络中的数据传输、中文域名处理、因特网广播站和机顶盒等方面的应用。
目前，互联网络(Internet)的应用正在深入人们的工作和生活。由于电视机和现有的传输信道的限制，使电视机接入互联网络还存在有许多难题尚未解决。例如1．传输信道的限制普通用户拨号入网在传输速率上受到限制；2．网络资源限制普通用户拨号入网在IP资源上受到限制；3．语言上的限制现有互联网络需要一定英文基础才能没有困难地使用网络服务，这对广大的普通电视机用户来说是一个困难；4．输入方法的限制通过计算机上网的常规人机界面输入是KEY BOARD和MOUSE，但在家庭电视机的环境中，KEY BOARD和MOUSE并不是最佳的输入方式；5．网络服务的局限性现在的网络服务绝大多数是为计算机终端设计的，但对于电视用户而言，大部分的服务应该是单向广播性质，或是将单向广播和双向业务相结合；6．广播式的电子商务很多信息服务只要求单方的传输到一个指定的用户，如银行账单、电报(电子邮件)、金融信息。
因此，对于这种电视机和现有的传输信道的限制，需要有新的技术和新的服务与现有的互联网络系统及其应用相结合，以满足在电视机上的互联网络信息服务。
本发明的目的在于提供一种广播电视和互联网络综合系统，它为互联网络在家庭电视机中的应用提出了全套解决方案，尤其是在互联网络与电视机终端的数据传输、中文域名处理、因特网广播服务、广播式电子商务等方面提出了最佳的技术方案。
本发明利用现有的电视传输介质和条件并结合互联网络的特点，通过在家庭中增加机顶盒，在ISP端增加中文域名服务器、因特网广播站，在有线电视前端增加因特网广播站服务器、上下行分离代理服务器、单向发送设备，共同来满足大量电视终端用户的高速上网、电子商务的需求。
本发明的目的是这样实现的它主要包括电视机、有线电视网络、电话网络、ISP网络、有线电视前端、因特网，其特征在于电视机与机顶盒连接；机顶盒分别与有线电视网络及电话网络连接；有线电视前端分别与因特网和有线电视网络连接；ISP网络分别与因特网和电话网络连接。
其中，所述的机顶盒，包括有线电视网络接口，分别与有线电视网络、电视节目处理单元及数据处理单元连接；且电视节目处理单元与电视机接口相连接；主处理器分别与数据处理单元、输入输出接口、电话网络接口及电视机接口相连接；且电话网络接口与电话网络相连接。
所述的机顶盒硬件主要包括主处理器这是机顶盒的核心部分，它把其他部分结合在一起，并总体协调、指挥各个部分的工作；输入输出接口它包括键盘、鼠标、手写、语音输入接口，VCD、DVD播放接口。
电话网络接口完成与电话网络的输入、输出、网络通讯；电视机接口控制电视机输出；有线电视接口完成从有线电视网络中获取电视节目、数据内容；数据处理单元它具体从有线电视网络的单向下行信道中接收下行数据内容，经数据处理单元处理后送主处理器。
所述的机顶盒的软件主要包括操作系统、因特网浏览器、邮件处理、字处理、数据处理、各种输入输出接口、非对称信道处理软件；各种输入输出接口软件可以由支持硬件的操作系统自动提供或由硬件设备商提供；所有软件应能够实现从网络上自动升级。
所述的机顶盒的工作原理是在广播电视和互连网络综合系统中，机顶盒都有一个唯一的硬件地址码和一个网络地址。网络地址由软件设定，与因特网主机地址完全独立。网络地址虽然也包括IP地址和地址掩码，但它们不是用来在因特网上来标识一台主机，而是选定一个在有线电视广播中的子网，以便于收看该子网上开通的因特网广播站的广播，并且与同一子网内的其它机顶盒进行联系。本发明允许有非常多的广播频道，利用此技术，可以将相关的频道组合在一起，形成一个“子网”，只有加入到该子网的机顶盒才可以看到，以避免巨大的信息垃圾或用户无法选择。而机顶盒真正访问因特网时是通过代理服务器实现的，因为没有足够的真正的因特网地址能够满足成千上万的家庭使用，必须通过代理服务器。
所述的机顶盒有两种访问因特网的工作模式普通模式和上、下行数据分离模式。在上、下行数据分离模式中，机顶盒通过电话网登录到ISP，访问因特网上的主页或其他数据时，将上行数据发送到ISP的代理服务器。并且声明返回的数据地址为有线电视前端的上下行分离代理服务器的地址。代理服务器向因特网申请数据，因特网响应后将数据发到有线电视前端的非对称传输代理服务器，经过信道复用器后从有线电视的下行信道播出，经有线电视网络传到机顶盒的输入输出接口，返回给机顶盒处理器进行数据处理，完成一个数据交互过程。因为因特网上数据具有严重不对称性(上、下行数据比约1∶37)，利用下行信道带宽很宽并可以统计复用(即动态分配)的特点，可以大大加快访问因特网的速度。
所述的机顶盒完成的任务是收看普通电视节目，播放VCD、DVD盘片，接收用户输入，如键盘、鼠标、手写及语音输入等，访问因特网，收发电子邮件，收看因特网广播站广播，控制电视机输出，需要时自动通过电话线进行拨号入因特网，文字处理，控制打印机输出；在用户端，将电话线、电视天线(有线电缆)接到机顶盒上，然后将机顶盒的视频、音频输出接在电视机的视频、音频输入，安装好键盘、鼠标，等外围设备就可以工作了。在互联网络(ISP)、电视台经过改造后，用户就可以用这样的机顶盒进行收看因特网广播站的广播、浏览因特网、收发电子邮件、电子商务，和文字处理等工作用户打开机顶盒、电视机的电源后，电视屏幕上显示有收看普通电视、收看因特网广播站广播、浏览因特网、收发电子邮件、播放VCD或DVD盘片、进行文字处理、软件升级等菜单和网页。用户通过输入输出设备进行选择。在进入任一功能后，可以通过热键或连接随时切入其他功能；当用户选择收看因特网广播站广播时，屏幕可以显示若干个广播频道，如新浪网新闻频道、在线体育频道、法律法规频道、计算机广告频道等。用户选择后，出现相应频道内容的标题和索引，用户对感兴趣的内容进行收看。收看这部分内容不需要电话拨号上网。若已经通过拨号后在网上，机顶盒可以自动挂断以节省费用。广播站还允许广播订阅，用户可以通过网页或电子邮件进行申请，系统会根据机顶盒的唯一硬件地址码将内容自动推送(即PUSH)到用户端；当用户选择收看浏览因特网时，机顶盒自动拨号，同时屏幕显示浏览器软件。用户输入想要访问的站点的中文域名“华纬讯．公司．中国”后，屏幕立即出现北京华纬讯科技公司的主页，用户可以浏览公司新闻、查阅技术资料、下载软件、并通过超级文本连接可以进入其它主页、进入因特网广播站、进入收发电子邮件等。若进入因特网广播站开通的广播频道，机顶盒可以根据用户选择是否自挂断电话线的连接，仅仅收看因特网广播站广播的广播频道；当用户选择收发电子邮件时，收发、浏览电子邮件软件开始工作，完成用户的处理。电子邮件支持音频、视频数据，可以看见邮寄人的拜年、听到邮寄人的祝福的话语；与计算机一样，完成一些简单字处理、当连接打印机后，可以打印输出；对机顶盒的软件，每当有新的版本问世时，都可以通过这里进行自动升级；每个机顶盒都有自己唯一的硬件地址，这个地址可以作为机顶盒的寻呼号码。若要给呼叫某人，只要向有线电视台的寻呼处理服务器发送寻呼地址和内容，服务器就会自动广播寻呼信息。用户只要开机，立即可以看见寻呼内容；每个机顶盒的唯一的硬件地址，为电子商务的身份识别提供了极有利的条件。可以利用这个地址发送信用卡对帐单、每月的电话费用清单和其它预定的服务。
所述的ISP网络包括常规服务器、路由器、代理服务器、拨号服务器、集线器、中文域名服务器、因特网广播站设备。
所述的ISP端中文域名服务器，为运行在计算机上的软件系统，类似一般因特网上的域名服务器(DNS)，但该软件系统能够识别中文域名，例如能将“华纬讯．公司．中国”解析成IP地址192．9．201．3。有两种实现方式直接使用支持中文或其他双字节字符的域名服务器和通过查表将中文域名翻译成英文域名后，再使用标准域名服务器解析的办法。例如华纬讯．公司．中国，可以使用支持中文的标准域名解析算法直接解析，或通过华纬讯-hwx，公司-com，cn--中国的对应后，再利用标准域名服务器解析hwx．com．cn。
所述的ISP端因特网广播站也是一套软件，能够依据不同的分类，将不同的内容依据不同“频道”节目的方式组织起来，发送到有线电视前端，广播到千家万户。因特网广播站从因特网、本地网络或通过手工输入，得到广播频道的内容，然后经过一定的组织后通过因特网发给有线电视前端的因特网广播站服务器，再由后者统一通过单向信道广播出去。因特网广播站的广播内容可以是各个信息频道，也可以是各种各样的广播式电子商务的内容各种帐单、金融信息等，可以提供公共节目广播、分组节目广播、特定用户广播等各种形式。ISP具体完成用户使用因特网的接入工作。在本发明中，ISP通过代理服务器来处理用户的接入服务，因为ISP必须通过代理服务器来可能同时处理大量的因特网接入服务，是通常意义上的代理。
所述的有线电视前端包括路由器、因特网广播站服务器、上下行分离代理服务器、单向发送设备。
所述的有线电视前端的因特网广播站服务器，从因特网接收ISP端的因特网广播站的广播节目内容，经过统计、划分逻辑通道、复用、建立索引后通过单向发送设备发送到有线电视网络；当机顶盒接收到索引后，显示在屏幕上，若用户选择收看某一广播节目详细内容，机顶盒接收相应的逻辑通道的内容，反馈给用户。
所述的有线电视前端的上下行分离代理服务器，通过宽带信道连接到因特网上，同时与单向发送设备相连。它从因特网接收用户端机顶盒的下行数据，并将因特网地址转换成机顶盒地址，然后送单向发送设备。经有线电视网络到用户端机顶盒，完成关键的上下行信道的分离。
所述的因特网上下行分离技术是这样实现的上下行分离代理服务器的因特网地址(IP)为192．9．201．3，机顶盒地址码为1，机顶盒在第一次使用时，在上下行分离代理服务器上进行注册登记，此时上下行分离代理服务器分配一个空闲的端口号给该机顶盒，同时建立机顶盒地址码与端口号的对应表。机顶盒以上下行分离代理服务器的因特网地址作为自己的地址，以上下行分离代理服务器分配的端口号作为返回数据的端口号，代理服务器响应后，向因特网发送数据请求，并且将收到因特网返回的下行数据通过因特网送给上下行分离代理服务器，上下行分离代理服务器从对应表中查处对应的机顶盒地址码，然后依此地址将数据在单向信道(例如CableModem)广播出去，机顶盒接收后处理，完成上下行分离方式访问因特网。
所述的有线电视前端的单向发送设备，接收因特网广播站服务器、上下行分离代理服务器，经过统计复用后，调制到有线电视网络的一定的频率带宽内，经过有线电视网络传输。
本发明的优点在于1．用户端成本低；2．实现全中文操作；3．可以实现传送金融信息、银行帐单等广播式电子商务；4．充分利用单向Cable Modem等宽带信道加快上网速度；5．ISP和有线电视前端只需要少量设备投资；6．因特网广播站给ISP提供了开展全新业务，获得新的发展机会。
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明的机顶盒原理方框图。
图3为本发明的实施例1原理方框图。
图4为本发明的实施例2原理方框图。
图5为本发明的实施例3原理方框图。
下面结合说明书附图及实施例，对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明主要包括电视机1、有线电视网络2、电话网络3、ISP网络4、有线电视前端8、因特网13，其特征在于电视机1与机顶盒5连接；机顶盒5分别与有线电视网络2及电话网络3连接；有线电视前端8分别与因特网13和有线电视网络2连接；ISP网络4分别与因特网13和电话网络3连接。
其中，ISP网络4包括常规服务器41、路由器12、代理服务器43、拨号服务器44、集线器45、中文域名服务器6、因特网广播站设备7；有线电视前端8包括路由器12、因特网广播站服务器9、上下行分离代理服务器10、单向发送设备11。
如图2所示，本发明所述的机顶盒5，包括有线电视网络接口57，分别与有线电视网络2、电视节目处理单元53及数据处理单元54连接；且电视节目处理单元53与电视机接口51相连接；主处理器52分别与数据处理单元54、输入输出接口55、电话网络接口56及电视机接口51相连接；且电话网络接口56与电话网络3相连接。
实施例1如图3所示，有线电视前端8同时也作为ISP网络4，并且不提供因特网广播服务。ISP网络4中的常规服务器41、中文域名服务器6、路由器12、代理服务器43与上下行分离代理服务器10同在一个局域网上；且代理服务器43还通过集线器45与拨号服务器44相连；且上下行分离代理服务器10与单向发送设备11相连；机顶盒5分别与电视机1、有线电视网络2、电话网络3相连接。单向发送设备11采用单向电缆调制解调器(Cable Modem)，利用有线电视信道作为单向信道。
当用户通过机顶盒5访问因特网13时，拨号到有线电视前端的拨号服务器44，经中文域名服务器6进行中文域名解析后，通过路由器12将数据请求发送到因特网13；从因特网13返回的数据经路由器12到有线电视前端的局域网内，上下行分离代理服务器10接管数据，通过电缆调制解调器11发送到有线电视网络2，回到机顶盒5，完成一次完整因特网双向通讯。
本实施例的优点在于技术实现非常简单，设备投资少，上下行分离模式传输数据，速度快。但用户使用只能拨号到有线电视前端，不能充分利用现有的ISP的资源，ISP也不能通过有线电视网络开通因特网广播服务。
实施例2如图4所示，本实施例是本发明的一个最佳实施例。其技术方案是有线电视前端8通过路由器12，与因特网13相连；两个ISP网络4和4’也同时与因特网13相连；用户机顶盒5、5’通过电话网络3与ISP网络4、4’相连，且与有线电视网络2相连；有线电视前端8的单向发送设备11与路由器12、因特网广播服务器9、上下行分离代理服务器10在同一个子网上，并且与有线电视网络2相连。单向发送设备11采用单向电缆调制解调器，利用有线电视信道作为单向信道。
机顶盒5拨号到ISP网络4，利用ISP的代理服务器接入因特网13。从因特网返回的数据返回到ISP网络4的代理服务器43后，再通过因特网将数据发送到有线电视前端8的上下行分离代理服务器10，经单向发送设备11发送后，通过有线电视网络2传送到用户端机顶盒5，完成一次完整因特网双向通讯。机顶盒5’访问因特网的过程如前所述。
ISP网络4及4’的因特网广播站7将广播内容通过因特网13发送到有线电视前端8的因特网广播站服务器9，因特网广播站服务器9经过处理后将数据有线电视前端的局域网送到单向发送设备11发送，通过有线电视网络2传送到用户端机顶盒5和5’，机顶盒处理后保存在存储器中，供软件浏览。
本实施例的优点在于功能强大，使用方便，多个ISP同时给用户提供服务，并且可以开通多个因特网广播频道节目。其缺点是技术实现复杂，设备投资较大，并且有线电视前端、ISP需要同步进行改造。
实施例3如图5所示，本实施例不采用代理服务器、不使用上下行分离技术。其技术方案是有线电视前端8通过路由器12，与因特网13相连，且因特网广播站服务器9、单向发送设备11与路由器12在同一个子网上；ISP网络4通过路由器12，与因特网13相连，且中文域名服务器6、常规服务器41、路由器12、因特网广播站7、拨号服务器44在同一子网上，且拨号服务器44与电话网络3相连；用户机顶盒5分别与电视机1及有线电视网络2、电话网络3相连。单向发送设备11采用单向电缆调制解调器，利用有线电视信道作为单向信道。
机顶盒5通过电话网络3拨号到ISP网络4中的拨号服务器44，通过ISP的路由器12接入因特网13；从因特网返回的数据经ISP网络4中的路由器12、拨号服务器44、电话网络传输到机顶盒，完成一次完整因特网双向通讯。
ISP网络4的因特网广播站7将广播内容通过因特网13发送到有线电视前端8的因特网广播站服务器9，因特网广播站服务器9经过处理后将数据有线电视前端的局域网送到单向发送设备11发送，通过有线电视网络2传送到用户端机顶盒5，机顶盒处理后保存在存储器中，供软件浏览。
本实施例的优点在于设备简单，使用方便，可以多个ISP同时给用户提供服务，并且可以开通多个因特网广播频道节目。其缺点是IP地址资源限制，不能实现大量用户同时访问因特网，并且不采用上下行分离技术，传输速度较慢。
权利要求
1．一种广播电视和互联网络综合系统，主要包括电视机、有线电视网络、电话网络、ISP网络、有线电视前端、因特网，其特征在于电视机与机顶盒连接；机顶盒分别与有线电视网络及电话网络连接；有线电视前端分别与因特网和有线电视网络连接；ISP网络分别与因特网和电话网络连接。
2．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的机顶盒，包括有线电视网络接口，分别与有线电视网络、电视节目处理单元及数据处理单元连接；且电视节目处理单元与电视机接口相连接；主处理器分别与数据处理单元、输入输出接口、电话网络接口及电视机接口相连接；且电话网络接口与电话网络相连接。
3．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的ISP网络包括常规服务器、路由器、代理服务器、拨号服务器、集线器、中文域名服务器、因特网广播站设备。
4．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的有线电视前端包括路由器、因特网广播站服务器、上下行分离代理服务器、单向发送设备。
5．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的有线电视前端同时也作为ISP网络，并且不提供因特网广播服务。
6．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的有线电视前端通过路由器，与因特网相连；两个ISP网络也同时与因特网相连；用户机顶盒、通过电话网络与两个ISP网络相连，且与有线电视网络相连；有线电视前端的单向发送设备与路由器、因特网广播服务器、上下行分离代理服务器在同一个子网上，并且与有线电视网络相连。
7．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的ISP网络可以不采用代理服务器，也不使用上下行分离技术。
8．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的上下行分离代理，是实现上、下行分离技术的核心，是在网络协议的IP层实现上、下行数据分离的技术，利用单向信道与电话线路相结合，实现对因特网的无缝接入，自动支持所有因特网之上的所有协议。
9．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的中文域名服务器，实现对中文域名的解析，以方便因特网广播用户的使用；其实现方式可以是直接开发支持中文的DNS软件，也可以只进行中文域名与英文域名的翻译，并通过标准的域名服务器进行域名解析工作。
10．根据权利要求1所述的广播电视和互联网络综合系统，其特征在于所述的因特网广播站，是安装在ISP端的一些服务器，完成将本地或其他站点上的数据进行一定的收集、编辑后，通过因特网发到电视网前端的因特网广播站服务器，并利用有线电视网络进行传输。
全文摘要
本发明包括电视机、有线电视网络、电话网络、ISP网络,其特征在于:在用户端的电视机与电话网络之间设有机顶盒,并与有线电视网络相连接;在ISP网络端的网络上设有中文域名服务器、因特网广播站设备;有线电视前端接入因特网,并设有因特网广播站服务器、上下行分离代理服务器、单向发送设备。本发明的优点在于:用户端成本低;实现全中文操作;实现广播式电子商务;加快上网速度;给ISP提供了开展全新业务的机会。
文档编号H04L29/02GK1280432SQ99107498
公开日2001年1月17日 申请日期1999年5月24日 优先权日1999年3月22日
发明者王生安 申请人:北京华纬迅科技有限公司