Универсальная система и способы цифрового вещания

1 Краткое описание изобретения Настоящее изобретение относится к технологии цифрового вещания и передаче видео по требованию. В частности, в настоящем изобретении рассматриваются способы и системы,осуществляющие полный спектр цифровых услуг типа видео по требованию, цифрового вещания и смещение по времени при использовании любых средств вещания, а также универсальная телевизионная приставка (ТП), обеспечивающая предоставление всего разнообразия цифровых услуг. Предпосылки создания изобретения Для кодирования и передачи цифровых данных могут использоваться разные механизмы. Например, Международная организация стандартизации (далее - ISO/IЕС) разработала стандарт MPEG-2, который используется для кодирования фильмов и сопровождающего звука. Ввиду повсеместного применения стандартаMPEG-2 и его актуальности для настоящего изобретения, полезно провести предварительное обсуждение. Стандарт ISO/IEC MPEG-2 излагается в четырех документах. В документе ISO/IEC 13818-1 (системы) определяется системное кодирование. В нем дается определение мультиплексной структуры для объединения аудио- и видеоданных и средств представления синхронизирующей информации для воспроизведения синхронизированных последовательностей в реальном масштабе времени. В документеISO/IEC 13818-2 (видео) описывается кодированное представление видеоданных и процесс декодирования для восстановления изображений. В документе ISO/IEC 13818-3 (аудио) описывается кодированное представление аудиоданных и процесс декодирования для восстановления аудиоданных. Наконец, в документеISO/IEC 13818-4 (согласование) описываются процедуры определения характеристик кодированных потоков битов и проверки соответствия требованиям, изложенным в документахISO/IEC 13818-1, 13818-2 и 13818-3. Эти четыре документа (имеющие общее название стандартMPEG-2) приводятся в данном случае в качестве ссылки. В контексте цифровых вещательных систем, поток битов, мультиплицированный в соответствии со стандартом MPEG-2, является транспортным потоком, построенным из пакетов пакетированных элементарных потоков(ПЭП) и пакетов, содержащих другую необходимую информацию. Элементарный поток является родовым термином для обозначения одного из (а) кодированных видео, (b) кодированных аудио, или (с) других кодированных потоков битов в последовательности ПЭП пакетов с одним идентификатором потока. Транспортные потоки обеспечивают мультиплицирование сжатых видео и аудио потоков из одной программы с общим масштабом по оси времени. 2 На фиг. 1, иллюстрирующей известный уровень техники, показано пакетирование видеоданных 106 видеопоследовательности 102 в поток ПЭП 108, а затем, в поток пакетов транспортного потока 112. В частности, видеопоследовательность 102 включает различные заголовки 104 и связанные с ними сжатые видеоданные 106. Видеопоследовательность 102 разбирается на сегменты переменной длины, при этом каждый из них снабжается заголовком 110 связанного с ним пакета ПЭП с образованием потока пакетов ПЭП 108. Затем поток пакетов ПЭП 108 разбирается на сегменты, каждый из которых снабжается заголовком транспортного потока 114 с образованием транспортного потока 112. Длина каждого пакета транспортного потока 112 составляет 188 байт. Транспортные потоки обеспечивают формирование одного или большего числа программ с одним или большим числом независимых масштабов по оси времени в единый поток. Транспортные потоки применяются тогда, когда запоминающее устройство и/или транспортные средства зашумлены. Скорость передачи транспортных потоков и составляющих их пакетированных элементарных потоков (ПЭП) может быть величиной фиксированной или переменной. Эта скорость определяется значением и расположением опорных полей синхронизации программ внутри транспортного потока. В соответствии со стандартом MPEG-2,пакет ПЭП включает заголовок пакета ПЭП,состоящий из 24-битного поля префикса стартового кода, 8-битного поля идентификатора потока, 16-битного поля длины пакета ПЭП, необязательного заголовка ПЭП, и полезного участка или участка данных 706. В стандартеMPEG-2 описано каждое из этих полей. В стандарте MPEG-2 уделяется внимание кодированию и передаче видео- и аудиоданных. В общем, в стандарте MPEG-2 применяются алгоритмы сжатия, что обеспечивает более эффективное хранение и передачу видео- и аудиоданных. На фиг. 2, иллюстрирующей известный уровень техники, показана блок-диаграмма цифровой вещательной системы 200, в состав которой входит цифровой вещательный сервер 202 и телевизионная приставка 204, обеспечивающая обработку цифровых вещательных данных. На фиг. 2 показаны не только узлы системы, но также и технологический маршрут кодирования, передачи (от цифрового вещательного сервера 202 на телевизионную приставку 204), и декодирования видео- и аудиоданных в соответствии со стандартом MPEG-2. Очевидно, что при применении обычного способа вещания в соответствии с известным уровнем техники,транспортный поток MPEG-2 используется в потоковом режиме. В цифровом вещательном сервере 202 видеоданные поступают на устройство кодирова 3 ния 206, в котором они кодируются по стандарту MPEG-2 (описывается в документе ISO/IEC 13818-2). Устройство кодирования видеоданных 206 передает кодированные видеоданные 208 на пакетирующее устройство 210, в котором кодированные видеоданные 208 пакетируются. Затем с выхода пакетирующего устройства 210 пакетированные кодированные видеоданные 212 поступают на вход мультиплексора транспортного потока 214. Точно так же в цифровом вещательном сервере 202 аудиоданные поступают на устройство кодирования 216, в котором они кодируются по стандарту MPEG-2 (описывается в документе ISO/IEC 13818-3). Устройство кодирования аудиоданных 216 передает кодированные аудиоданные 218 на пакетирующее устройство 220, в котором кодированные аудиоданные 218 пакетируются. Затем с выхода пакетирующего устройства 220 пакетированные кодированные аудиоданные 222 поступают на вход мультиплексора транспортного потока 214. Мультиплексор транспортного потока 214 мультиплексирует пакеты кодированных видеои аудиоданных и через распределительную инфраструктуру 224 передает принятый мультиплексированный поток на вход телевизионной приставки 204. В качестве распределительной инфраструктуры 224 может использоваться,например, телефонная сеть и/или система кабельного телевидения, в которой используется оптоволокно и применяются протоколы асинхронной передачи данных. Демультиплексор транспортного потока 230, расположенный на дальнем конце распределительной инфраструктуры 224 телевизионной приставки 204, принимает мультиплексированный транспортный поток. На основе идентификационного номера соответствующего пакета демультиплексор транспортного потока 230 разделяет кодированные пакеты аудио- и видеоданных и передает по каналу связи 238 пакеты видеоданных на видеодекодер 232, а по каналу связи 240 пакеты аудиоданных на аудиодекодер 236. Демультиплексор транспортного потока 230 передает также временные характеристики на блок управления синхронизацией 234. На основе временных характеристик, полученных с выхода демультиплексора транспортного потока 230 (например, на основе значений опорных полей синхронизации программ), блок управления синхронизацией 234 передает сигналы синхронизации как на видеодекодер 232, так и на аудиодекодер 236. С выхода видеодекодера 232 поступают видеоданные, соответствующие видеоданным, которые сначала поступали на видеодекодер 206. Точно также с выхода аудиодекодера 236 поступают аудиоданные, соответствующие аудиоданным, которые сначала поступали на аудиодекодер 216. В соответствии с традиционной архитектурой видео по требованию сервер или сеть 4 серверов связываются с клиентами в соответствии со стандартной иерархической моделью клиент-сервер. Например, клиент отправляет запрос на сервер на получение файла данных(например, файла видеоданных). В ответ на запрос клиента сервер отправляет клиенту запрашиваемый им файл данных. В соответствии со стандартной моделью клиент-сервер запрос клиента на получение файла данных может выполнить один или большее число серверов. У клиента есть возможность сохранять принятый файл данных в локальном энергонезависимом запоминающем устройстве для использования в будущем. Для применения стандартной модели клиент-сервер требуется инфраструктура двусторонней связи. В настоящее время для двусторонней связи требуется построить новую инфраструктуру, так как существующие кабели могут обеспечить только одностороннюю связь. Примерами двусторонней инфраструктуры связи могут служить гибридные оптоволоконные коаксиальные кабели или вся волоконная инфраструктура. Замена существующих кабелей стоит очень дорого, и предоставляемые с их помощью услуги могут оказаться недоступными для большинства пользователей. На фиг. 3, иллюстрирующей известный уровень техники, показана упрощенная блокдиаграмма системы видео по требованию 300. Главным узлом системы видео по требованию 300 является видеосервер 310, который направляет цифровые фильмы, хранящиеся в системе хранения фильмов 312, в распределительную инфраструктуру 314. В качестве данной распределительной инфраструктуры 314 может использоваться, например, телефонная сеть и/или система кабельного телевидения, в которой используется оптоволокно и применяются протоколы асинхронной передачи данных. С помощью распределительной инфраструктуры 314 и на основе данных маршрутизации, принятых от видеосервера 310, фильмы поступают в отдельные дома. Система видео по требованию 300 также включает множество телевизионных приставок 304 для обработки видеоданных по требованию в системе видео по требованию 300. Каждая телевизионная приставка 304 принимает и декодирует цифровой фильм и конвертирует его в сигналы для показа на телевизионном приемнике или видеомониторе. При этом в телевизионной приставке 304 по известному уровню техники используется архитектура потоковых данных, как и в телевизионной приставке 204,рассмотренной выше (фиг. 2). Кроме того, в состав распределительной инфраструктуры 314 входит также обратный канал, по которому зритель делает заказ и контролирует оплату цифровых фильмов. В качестве обратного канала часто используется телефонная линия связи или линия, выделенная из первичного средства передачи, или эта линия может быть включена 5 выше в кабельной системе двусторонней связи. Обратный канал маршрутизирует команды, поступающие из телевизионной приставки 304,обратно на видеосервер 310 по распределительной сети 314. Главной функцией видеосервера 310 является маршрутизация сжатых цифровых потоков видеоданных, поступающих из накопителей, где они хранятся, к зрителям, сделавшим запросы. Как следует из приведенного выше обсуждения, не существует решений, обеспечивающих как вещание видео по требованию, так и цифровое вещание, с использованием единой системы. Вместо этого предыдущие подходы ограничены разными факторами. Одним из главных ограничивающих факторов является использование транспортного потока MPEG-2 в потоковом режиме. Кроме того, для работы известных систем видео по требованию необходимы линии двусторонней связи. Желательно,чтобы такая система могла осуществлять цифровое вещание и оказывать услуги по требованию большому числу клиентов с применением виртуальной среды и средств передачи без замены существующей инфрастуктуры. Необходимо также обеспечить зрителей возможностью просмотра множества вещательных программ и предоставления виртуального кассетного видеомагнитофона со сдвигом по времени, например, с обеспечением пауз, записи и остановки кадров вещания, исключая, при этом, энергозависимость и плохое качество потокового вещания через Интернет. Желательно также обеспечить такую работу системы с использованием линии односторонней связи. Краткое описание сущности изобретения В настоящем изобретении описаны способы и системы обеспечения полного спектра цифровых услуг типа видео по требованию,цифрового вещания и сдвига по времени с использованием любой вещательной среды, а также универсальная телевизионная приставка,обеспечивающая эти разные цифровые услуги. В первом варианте настоящего изобретения описывается универсальная вещательная система, обеспечивающая полный спектр цифровых услуг с использованием линии односторонней связи по многочисленным каналам. С помощью этих каналов осуществляется либо вещание видео по требованию, либо цифровое вещание. В состав универсальной вещательной системы входят схемы цифрового вещания для осуществления передачи данных цифрового вещания по первому каналу универсальной вещательной системы. В состав схем цифрового вещания входят многочисленные источники данных цифрового вещания, обеспечивающие данными, предназначенными для вещания по первому каналу, многочисленные кодировщики цифровых данных, первое устройство слияния данных, сервер первого канала и повышающий 6 преобразователь первого канала. Каждый из кодировщиков цифровых данных подключен к одному из соответствующих уникальных источников данных и осуществляет кодирование принимаемых данных с переводом их в формат потока цифровой программы. Первое устройство слияния данных подключено к кодировщикам цифровых данных и осуществляет слияние данных, принимаемых в формате потока цифровой программы, с получением данных первого слившегося цифрового потока. Сервер первого канала подключен к устройству слияния данных и осуществляет формирование первого модулированного сигнала промежуточной частоты на основе данных первого слившегося цифрового потока. Первый повышающий преобразователь подключен к серверу первого канала и осуществляет преобразование первого модулированного сигнала промежуточной частоты в первый сигнал радиочастоты. В состав универсальной вещательной системы входит также блок объединения/ усилитель, подключенный к схеме первого канала. Блок объединения/усилитель усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы типа первого радиочастотного сигнала. С выхода блока объединения/усилителя обеспечивается доставка сигналов многих каналов универсальной вещательной системы с использованием средств односторонней связи. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения универсальная вещательная система приспособлена также к передаче по второму каналу данных по требованию. Это осуществляется посредством центрального управляющего сервера, центрального запоминающего устройства, в котором хранятся данные системы данные по требованию, и схемы системы данные по требованию для второго канала. В состав схемы системы данные по требованию входит сервер второго канала с центральным процессором, локальное запоминающее устройство, модулятор и сетевой интерфейс. Сервер второго канала осуществляет формирование второго модулированного сигнала промежуточной частоты на основе цифровых данных, которые хранятся в локальном запоминающем устройстве. В состав схемы системы данные по требованию входит также повышающий преобразователь второго канала, подключенный к выходу сервера второго канала, при этом второй повышающий преобразователь преобразует второй модулированный сигнал промежуточной частоты во второй сигнал радиочастоты, подаваемый на блок объединения/усилитель. Центральный управляющий сервер может использоваться для выбора второго канала и расчета матрицы доставки для передачи файлов данных, которые хранятся в центральном запоминающем устройстве второго канала. Второй 7 центральный управляющий сервер обеспечивает автономное пополнение, удаление и обновление информации файла данных на втором центральном управляющем сервере. Еще один аспект настоящего изобретения посвящен компьютерному универсальному способу цифрового вещания, обеспечивающему передачу данных цифрового вещания по одному каналу, и данных по требованию по другому каналу с использованием одной вещательной системы. Этот способ включает использование сервера первого канала, осуществляющего передачу данных цифрового вещания по первому каналу, и использование сервера второго канала, осуществляющего передачу данных по требованию по второму каналу. В соответствии с данным способом перед осуществлением вещания с передачей данных, сначала выполняется подготовка сервера первого канала к передаче информации, относящейся к системе данные по требованию; передача электронного указателя программ, содержащего информацию, указывающую на то, что по первому каналу передаются данные цифрового вещания, при этом в электронном указателе программ указывается также, что по второму каналу передаются данные по требованию; и объединение и передача данных с выходов первого и второго каналов. Краткое описание чертежей На фиг. 1, иллюстрирующей известный уровень техники, показано пакетирование сжатых видеоданных в поток пакетов и поток транспортных пакетов. На фиг. 2, иллюстрирующей известный уровень техники, показана блок-диаграмма системы, выполненной в соответствии со стандартом MPEG-2. На фиг. 3, иллюстрирующей известный уровень техники, показана упрощенная блокдиаграмма системы видео по требованию. На фиг. 4 показана блок-диаграмма цифрового вещательного сервера по одному из вариантов настоящего изобретения. На фиг. 5 показана блок-диаграмма сервера системы видео по требованию в соответствии еще с одним вариантом настоящего изобретения. На фиг. 6 показана блок-диаграмма универсального сервера цифровых данных, выполненная в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения. На фиг. 7 показана блок-диаграмма канального сервера, обеспечивающего передачу видеоданных по требованию в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. На фиг. 8 показана блок-диаграмма архитектуры аппаратного обеспечения универсальной телевизионной приставки в соответствии еще с одним вариантом настоящего изобретения. 8 Подробное описание изобретения В приводимом ниже подробном описании примеров осуществления изобретения даются ссылки на чертежи, которые сопровождают данные примеры осуществления настоящего изобретения и являются их неотъемлемой частью. На чертежах показаны конкретные примеры практического воплощения настоящего изобретения. Эти примеры описаны настолько подробно, что специалисты могут применить данное изобретение на практике, и следует понимать, что могут приводиться и другие примеры, и что возможны изменения в конструкции,логических и электрических элементах, которые, однако, не меняют по существу объема и сущности настоящего изобретения. В настоящем изобретении описаны способы и системы обеспечения полного спектра цифровых услуг типа видео по требованию,цифрового вещания, а также универсальная телевизионная приставка для предоставления этих разнообразных услуг. Множество видов архитектуры аппаратного обеспечения и дополняющие их способы передачи данных обеспечивают предоставление вполне определенных услуг с помощью электронного указателя программ, способствующего такой передаче. Универсальная телевизионная приставка по настоящему изобретению способна различать разные услуги на основе информации, получаемой с помощью электронного указателя программ, и снабжена уникальной архитектурой аппаратного обеспечения, включающей буфер большого объема. В настоящем изобретении предусматривается также возможность просмотра множества вещательных программ и предоставления виртуального кассетного видеомагнитофона со сдвигом по времени,например, с обеспечением пауз, записи и остановки кадров вещания, исключая, при этом,энергозависимость и плохое качество потокового вещания через Интернет. Желательно также обеспечить такую работу системы с использованием линии односторонней связи. Рассмотрение универсального вещательного сервера начнем с фиг. 4, на которой показан цифровой вещательный сервер, обеспечивающий программирование цифрового вещания в соответствии с настоящим изобретением. Теперь перейдем к фиг. 5, с помощью которой будет рассмотрен сервер системы видео по требованию, выполненный в соответствии с другим вариантом настоящего изобретения. На фиг. 6 изображен универсальный вещательный сервер, обеспечивающий цифровое вещание и видео по требованию по многим каналам. Затем рассмотрим канальный сервер для передачи видео по требованию, который изображен на фиг. 7. На фиг. 4 показан одноканальный участок сервера цифрового вещания 400, в состав которого входит множество видеоисточников 402, 9 множество устройств кодирования цифровых данных 404, устройство слияния данных 408,канальный сервер 410, повышающий преобразователь 412, и блок объединения/усилитель 414. Видеоисточники 402 могут передавать аналоговое видео (например, с видеокамеры, кассетного видеомагнитофона, по телевидению) или цифровое видео (например, файл MPEG,транспортный поток MPEG). Устройства кодирования цифровых данных 404 относятся к устройствам кодирования/преобразователямMPEG. Специалистам должно быть ясно, что могут использоваться и другие стандарты кодировки, и кодирование может выполняться не только с помощью аппаратного обеспечения, но и с помощью программного или программноаппаратного обеспечения. С выхода устройства кодирования цифровых данных 404 программный поток MPEG поступает на вход устройства слияния данных 408 для формирования потока объединенных данных 416. Устройство слияния данных 408 может быть любого подходящего вида. Например, в качестве устройства слияния данных 408 может использоваться ключ Ethernet, если форма выходного сигнала устройства кодирования цифровых данных 404 и входного сигнала канального сервера 410 соответствуют стандартуEthernet. Устройство слияния данных 408 может также применяться в компьютере, снабженном соответствующим интерфейсом. Канальный сервер 410 обрабатывает поток объединенных данных 416 и формирует выходной поток 418, состоящий из пакетов подблоков и блоков. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения число блоков последовательно увеличивается, и, в конце концов, опять становится равным нулю (0), если достигнут предел заполнения 32-битных, 64 битных блоков, или блоков из большего числа двоичных разрядов (например, 232-1, 264-1 или 2n-1). Каждый пакет, сформированный канальным сервером 410, содержит соответствующий программный идентификатор. В дальнейшем с помощью этого программного идентификатора универсальная телевизионная приставка определяет тип принимаемого пакета данных, например, данных цифрового вещания или данных по требованию. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения каждое устройство слияния данных 408 и связанный с ним канальный сервер 410 изготавливаются в виде единого устройства 406. Однако эти устройства могут изготавливаться и по отдельности. На фиг. 5 показана архитектура сервера видео по требованию 450, выполненная в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав сервера видео по требованию 450 входит множество канальных серверов 411, множество повышающих преобразователей 412, каждый из которых закреплен за 10 соответствующим канальным сервером 411,блок объединения/усилитель 414, центральный управляющий сервер 502, и центральное запоминающее устройство 504, соединенные посредством шины передачи данных 506. Как будет описано ниже, центральный управляющий сервер 502 управляет автономной работой канальных серверов 411, а также по мере готовности канальных серверов 411 запускает передачу данных в реальном масштабе времени. Центральное запоминающее устройство 504 обычно используется для хранения файлов данных в цифровом формате. В соответствии с одним из вариантов, доступ к файлам данных, которые хранятся в центральном запоминающем устройстве 504, осуществляется с помощью стандартного сетевого интерфейса (например, через подключение к сети Ethernet), через зарегистрированный компьютер, типа центрального управляющего сервера 502, подключенного к сети. В соответствии с инструкциями, получаемыми от центрального управляющего сервера 502, канальные серверы 411 передают файлы данных, принимаемые ими из центрального запоминающего устройства 504. С целью полной подготовки каждого канального сервера 411 к передаче данных в реальном масштабе времени осуществляется автономный поиск цифровых данных и планирование передачи цифровых данных для системы видео по требованию. Центральный управляющий сервер 502 информируется каждым канальным сервером 411 о готовности каждого канального сервера 411 к передаче видео по требованию, т.е. о том, что с этого момента центральный управляющий сервер 502 может управлять началом передачи канальными серверами 411 видео по требованию. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения для планирования доставки данных провайдером услуг с помощью отбуксировки в состав центрального управляющего сервера 502 входит графический пользовательский интерфейс (не показан). Кроме того, центральный управляющий сервер 502 опознает канальные серверы 411 и управляет ими при запуске или остановке в соответствии с матрицей доставки. Системы и способы создания матриц вещания с использованием данных по требованию с односторонней связью рассмотрены в патенте Хои Хоанга (Khoi Hoang) Системы и способы предоставления услуг видео по требованию для систем вещания("Systems and methods for providing video on demand services for broadcasting systems"), поданном 31 мая 2000 г., с номером заявки США 09/584832, который приводится в данном случае в качестве ссылочного материала. Центральный управляющий сервер 502 автоматически выбирает канал и рассчитывает матрицу доставки для передачи файлов данных по выбранному каналу. Центральный управ 11 ляющий сервер 502 обеспечивает автономное пополнение, удаление и обновление информации файла (например, продолжительность, категория, рейтинг, и/или описание). Кроме того,центральный управляющий сервер 502 управляет центральным запоминающим устройством 504 путем обновления файлов данных и баз данных, которые в нем хранятся. Каждому каналу приписан канальный сервер 411, который подключен к повышающему преобразователю 412. На выходе каждого канального сервера 411 с помощью квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) формируется сигнал промежуточной частоты, подходящей для соответствующего повышающего преобразователя 412. Эти сигналы должны соответствовать принятым стандартам. В США в настоящее время применяется стандарт DOCSIS (data-overcable-systems-interface-specification), в соответствии с которым промежуточная частота составляет 43,75 МГц. На фиг. 7 показан предпочтительный вариант канального сервера 411, который описывается ниже. Повышающие преобразователи 412 преобразуют сигналы промежуточной частоты, принимаемые с выхода канальных серверов 104, в радиочастотные сигналы. Радиочастотные сигналы, включая частоту и диапазон рабочих частот, должны соответствовать рабочему каналу и принятым стандартам. Например, в соответствии с существующим в США стандартом на канал кабельного телевидения 80, частота радиочастотного сигнала составляет приблизительно 559,25 МГц, а диапазон рабочих частот составляет приблизительно 6 МГц. С выхода повышающего преобразователя 412 сигнал поступает на блок объединения/усилитель 414. Блок объединения/усилитель 414 усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы, а затем передает их на передающее устройство. На фиг. 6 показан универсальный вещательный сервер 500 по предпочтительному варианту настоящего изобретения. С помощью системы на основе единого вещательного сервера универсальный вещательный сервер 500 обеспечивает вещание как данных по требованию, так и цифровых данных. В состав универсального вещательного сервера 500 входит множество видеоисточников 402, множество устройств кодирования цифровых данных 404,множество устройств цифрового вещания 406, в состав каждого из которых входит устройство слияния данных 408 и канальный сервер 410,множество канальных серверов 411, множество повышающих преобразователей 412, блок объединения/усилитель 414, центральный управляющий сервер 502, и центральное запоминающее устройство 504, подключенное с помощью шины передачи данных 506. Центральный управляющий сервер 502 управляет устройствами слияния данных 408 и 12 канальными серверами 410 и 411. Цифровое вещание осуществляется в реальном масштабе времени путем слияния потоковых программных данных, в то время как услуги по видео по требованию включают автономную подготовку канальных серверов 411. Таким образом, универсальная вещательная система 500 обеспечивает полный спектр цифровых услуг типа видео по требованию и цифрового вещания. На фиг. 7 показан пример канального сервера 411, выполненного в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав канального сервера 411 входит центральный процессор 550, КАМ-модулятор 552, локальное запоминающее устройство 554, сетевой интерфейс 556. Центральный управляющий сервер 502 управляет всей работой канального сервера 411 путем передачи инструкций на центральный процессор 550 по разделению файлов данных на блоки (также на подблоки и пакеты данных), а в случае услуг типа данные по требованию, по отбору блоков данных для передачи в соответствии с матрицей доставки, поступающей с выхода центрального управляющего сервера 502,при этом обеспечивается кодирование выбранных данных, сжатие кодированных данных, затем доставка сжатых данных на вход КАМмодулятора 552. КАМ-модулятор 552 принимает данные,которые должны передаваться по шине (т.е. по локальной шина PCI, локальной шина центрального процессора) или через Ethernet. В соответствии с одним из вариантов в состав КАМ-модулятора 552 может входить предвключенный КАМ-модулятор, поствключенный демодулятор сигналов цветовой синхронизации квадратурной амплитудной модуляции/квадратурной фазовой манипуляции (КАМ/КФМ) с декодером с прямым исправлением ошибок,и/или поствключенный тюнер. На выходе КАМмодулятора 552 формируется сигнал промежуточной частоты, который может сразу же направляться на вход повышающего преобразователя 412. Для исполнения плановых и управляющих инструкций, поступающих от центрального управляющего сервера 502, сетевой интерфейс 556 подключает канальный сервер 411 к другим канальным серверам 411 и к центральному управляющему серверу 502, при этом в обратном направлении на центральный управляющий сервер 502 поступает информация о состоянии и поступают файлы данных с выхода центрального запоминающего устройства 504. Любой файл данных, извлеченный из центрального запоминающего устройства 504, может храниться в локальном запоминающем устройстве 554 канального сервера 411 перед обработкой файла данных в соответствии с инструкциями, поступающими от центрального управляющего сервера 502. В соответствии с одним из вариантов канальный сервер 411 может отправлять один 13 или большее число потоков данных по требованию в зависимости от диапазона рабочих частот кабельного канала (например, 6; 6,5; или 8 МГц), модуляции КАМ (например, КАМ-64 или КАМ-256), и стандарта сжатия/скорости передачи информации (бит/с) в потоке данных по требованию (например, MPEG-1 илиMPEG-2). В зависимости от диапазона рабочих частот канала, схемы модуляции и требуемой скорости передачи информации программы (бит/с)(MPEG) целый ряд цифровых программ может передаваться по аналоговому каналу. Например,максимальная пропускная способность канала кабельного телевидения с диапазоном рабочих частот 6 МГц и модуляцией КАМ-64 составляет 27 Мбит/с. Теоретически при скорости передачи информации 2 Мбит/с по одному аналоговому каналу можно передавать 13 цифровых программ. Реальное число программ меньше, т.к. необходимо передавать еще и протокол. На фиг. 8 показана универсальная телевизионная приставка 600, выполненная в соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения. В состав телевизионной приставки 600 входит КАМ-демодулятор 602, центральный процессор 604, локальное запоминающее устройство 608, буферная память 610, декодирующее устройство 612, обеспечивающее декодирование видео- и аудиоданных, графический оверлейный модуль 614, пользовательский интерфейс 618, линия связи 620, и быстрая шина передачи данных 622, соединяющая, как показано,эти устройства. Центральный процессор 602 управляет всей работой универсальной телевизионной приставки 600 по отбору данных в ответ на запрос клиента, по декодированию выбранных данных, по развертыванию декодированных данных, по перетранслированию декодированных данных, по хранению декодированных данных в местном запоминающем устройстве 608 или буферной памяти 610, и по доставке хранящихся данных на вход декодирующего устройства 612. В соответствии с одним из вариантов в состав локального запоминающего устройства 608 входит неэнергозависимое запоминающее устройство (например, жесткий диск), а в состав буферной памяти 610 входит энергозависимое запоминающее устройство. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения в состав КАМдемодулятора 602 входит передающий и принимающий модули и один или большее число следующих компонентов: схемы модуля зашифровки/расшифровки секретных данных; кодирующих/декодирующих устройств с прямым исправлением ошибок; управления тюнером; предвключенного и поствключенного процессоров; центрального процессора и интерфейса запоминающего устройства. КАМ-демодулятор 602 принимает модулированные сигналы промежуточной частоты, производит выборку сиг 004380 14 налов и демодулирует их для восстановления данных. В соответствии с одним из вариантов, при предоставлении доступа декодирующее устройство 612 декодирует хотя бы один блок данных для перевода этого блока данных в изображения, воспроизводимые на выходном экране. Декодирующее устройство 612 поддерживает команды, поступающие от подписавшегося клиента, типа воспроизведение, стоп, пауза,выполнить шаг, перемотать назад, перемотать вперед, и т.п. Декодирующее устройство 612 передает декодированные данные на выходное устройство 624 для использования их клиентом. В качестве выходного устройства 624 может использоваться любое подходящее устройство типа телевизора, компьютера, видеомонитора, кассетного видеомагнитофона и т.п. Графический оверлейный модуль 614 повышает качество воспроизводимой графики путем, например, альфа-смешения или с помощью дополнительного изображения, введенного в основное изображение. В соответствии с одним из вариантов графический оверлейный модуль 614 может использоваться для обеспечения графического ускорения в режиме игры, например,если провайдер услуги предоставляет услуги типа игра по требованию с использованием системы по настоящему изобретению. Пользовательский интерфейс 618 обеспечивает пользователя средством управления телевизионной приставкой 600 и в качестве такого интерфейса может использоваться любое подходящее устройство типа устройства дистанционного управления, клавиатура, микропроцессорная карточка и т.п. Линия связи 620 обеспечивает дополнительное подключение. Она может обеспечивать подключение к другому компьютеру или может использоваться для обеспечения двусторонней связи. Желательно, чтобы в качестве шины передачи данных 622 использовалась серийно выпускаемая быстрая шина передачи данных, обеспечивающая передачу данных в реальном масштабе времени в соответствии с требованиями настоящего изобретения. В качестве примеров можно привести шину типа USB, FireWire и т.п. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения, несмотря на то, что файлы данных передаются всем подписчикам кабельного телевидения, только подписчики данных по требованию, имеющие совместимые телевизионные приставки 600, могут декодировать и получать услуги данные по требованию. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения разрешение на получение файлов данных по требованию можно получить по системе микропроцессорной карточки в пользовательском интерфейсе 618. Микропроцессорные карточки могут перезаряжаться в местных торговых аппаратах с помощью провайдера услуг. В соответствии с другим 15 вариантом настоящего изобретения может применяться система твердых комиссионных, которая обеспечивает подписчику неограниченный доступ ко всем возможным файлам данных. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения интерактивные свойства системы данные по требованию позволяют клиенту выбирать любой имеющийся в наличии файл данных в любое время. Промежуток времени между моментом нажатия клиентом кнопки выбора и моментом начала выбора файла данных называется временем отклика. Чем больше ресурсов выделяется (например,диапазон рабочих частот, мощность сервера) для предоставления услуг в системе данные по требованию, тем короче становится время отклика. В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения время отклика можно определить на основе оценки выделенного ресурса и требуемого качества услуги. В предыдущих примерах показаны конкретные варианты настоящего изобретения, из которых специалисту должно быть ясно, что допустимы и другие способы осуществления настоящего изобретения, а также изменения приведенных вариантов и их модификации. Поэтому настоящее изобретение не должно ограничиваться конкретными приведенными здесь примерами, а скорее должно описываться пунктами формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Универсальная вещательная система для предоставления полного спектра цифровых услуг по многочисленным каналам, каждый из которых осуществляет вещание видео по требованию или цифровое вещание с использованием линии односторонней связи, в состав которой входит первая схема цифрового вещания по первому каналу упомянутой универсальной вещательной системы, при этом упомянутый первый канал является каналом цифрового вещания, а первая схема цифрового вещания включает: многочисленные первые источники данных цифрового вещания, обеспечивающие данными, предназначенными для вещания в режиме цифрового вещания по первому каналу; многочисленные кодировщики цифровых данных, каждый из которых подключен к соответствующему источнику данных из упомянутого множества источников данных, при этом каждый из упомянутых кодировщиков цифровых данных осуществляет кодирование принимаемых данных с переводом их в формат потока цифровой программы; первое устройство слияния данных, подключенное к упомянутому множеству кодировщиков цифровых данных, при этом упомянутый кодировщик данных осуществляет слияние данных, принимаемых в формате потока цифровой 16 программы, с получением данных первого слившегося цифрового потока; сервер первого канала, подключенный к упомянутому устройству слияния данных, при этом сервер первого канала осуществляет формирование первого модулированного сигнала промежуточных данных на основе упомянутых данных первого слившегося цифрового потока; повышающий преобразователь, подключенный к упомянутому серверу первого канала,при этом упомянутый первый преобразователь преобразует упомянутый первый модулированный сигнал промежуточной частоты в первый сигнал радиочастоты; и блок объединения/усилитель, подключенный к упомянутой схеме первого канала, при этом упомянутый блок объединения/усилитель усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы типа первого радиочастотного сигнала, а с выхода блока объединения/усилителя обеспечивается доставка сигналов многочисленных каналов с использованием средств односторонней связи. 2. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что хотя бы один источник из множества первых источников данных цифрового вещания является аналоговым видеоисточником. 3. Универсальная вещательная система по п.2, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого видеоисточника используется аналоговая видеокамера. 4. Универсальная вещательная система по п.2, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого аналогового видеоисточника используется аналоговый кассетный видеомагнитофон. 5. Универсальная вещательная система по п.2, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого аналогового видеоисточника используется источник телевизионных программ. 6. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что хотя бы один источник из множества первых источников данных цифрового вещания является цифровым видеоисточником. 7. Универсальная вещательная система по п.6, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого цифрового видеоисточника используется файл данных, выполненный в стандарте MPEG. 8. Универсальная вещательная система по п.6, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого цифрового видеоисточника используется транспортный поток, выполненный в стандартеMPEG. 9. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что хотя бы один кодировщик из упомянутого множества кодировщиков цифровых данных является MPEGкодировщиком. 10. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутое первое устройство слияния данных и упомянутый сер 17 вер первого канала выполняются как одно устройство. 11. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что для части каналов упомянутого множества упомянутой универсальной вещательной системы в качестве упомянутой первой схемы цифрового вещания используется одна схема из множества схем цифрового вещания. 12. Универсальная вещательная система по п.1, отличающаяся тем, что в ее состав входит центральный управляющий сервер; центральное запоминающее устройство, в котором хранится информация системы данных по требованию; первая схема системы данных по требованию для второго канала упомянутой универсальной вещательной системы, при этом упомянутый второй канал является каналом системы данных по требованию, а в состав упомянутой первой схемы системы данных по требованию входит сервер второго канала, в состав которого входит центральный процессор, локальное запоминающее устройство, модулятор, сетевой интерфейс, при этом упомянутый сервер второго канала осуществляет формирование второго модулированного сигнала промежуточной частоты на основе цифровых данных, которые хранятся в упомянутом локальном запоминающем устройстве; и повышающий преобразователь второго канала, подключенный к упомянутому серверу второго канала, при этом упомянутый сервер второго канала осуществляет преобразование упомянутого второго модулированного сигнала промежуточной частоты во второй сигнал радиочастоты, поступающий на вход блока объединения/усилителя. 13. Универсальная вещательная система по п.12, отличающаяся тем, что упомянутый управляющий сервер осуществляет выбор упомянутого второго канала и рассчитывает матрицу доставки для передачи файлов данных, которые хранятся в упомянутом центральном запоминающей устройстве упомянутого второго канала. 14. Универсальная вещательная система по п.13, отличающаяся тем, что упомянутый центральный управляющий сервер осуществляет также автономное пополнение, удаление и обновление информации файла данных на втором центральном управляющем сервере. 15. Универсальная вещательная система по п.12, отличающаяся тем, что упомянутый центральный управляющий сервер управляет файлами, которые хранятся в упомянутом центральном запоминающем устройстве. 16. Универсальная вещательная система для предоставления полного спектра цифровых услуг по многочисленным каналам, каждый из которых осуществляет вещание видео по требо 004380 18 ванию или цифрового вещания с использованием линии односторонней связи, в состав которой входит: первая схема цифрового вещания по первому каналу упомянутой универсальной вещательной системы, при этом упомянутый первый канал является каналом цифрового вещания, а первая схема цифрового вещания включает многочисленные первые источники данных цифрового вещания, обеспечивающие данными, предназначенными для вещания в режиме цифрового вещания по первому каналу; многочисленные кодировщики цифровых данных, каждый из которых подключен к соответствующему источнику данных из упомянутого множества источников данных, при этом каждый из упомянутых кодировщиков цифровых данных осуществляет кодирование принимаемых данных с переводом их в формат потока цифровой программы; первое устройство слияния данных, подключенное к упомянутому множеству кодировщиков цифровых данных, при этом упомянутый кодировщик данных осуществляет слияние данных, принимаемых в формате потока цифровой программы, с получением данных первого слившегося цифрового потока; сервер первого канала, подключенный к упомянутому устройству слияния данных, при этом сервер первого канала осуществляет формирование первого модулированного сигнала промежуточных данных на основе упомянутых данных первого слившегося цифрового потока; повышающий преобразователь, подключенный к упомянутому серверу первого канала,при этом упомянутый первый преобразователь преобразует упомянутый первый модулированный сигнал промежуточной частоты в первый сигнал радиочастоты; и блок объединения/усилитель, подключенный к упомянутой схеме первого канала, при этом упомянутый блок объединения/усилитель усиливает, преобразует и объединяет принимаемые радиочастотные сигналы типа первого радиочастотного сигнала, а с выхода блока объединения/усилителя обеспечивается доставка сигналов многочисленных каналов с использованием средств односторонней связи; центральный управляющий сервер; центральное запоминающее устройство, в котором хранятся данные, предназначенные для системы данных по требованию; первая схема системы данных по требованию для второго канала упомянутой универсальной вещательной системы, при этом упомянутый второй канал является каналом системы данных по требованию, а в состав упомянутой первой схемы системы данных по требованию входит: сервер второго канала, в состав которого входит центральный процессор, локальное запоминающее устройство, модулятор, сетевой 19 интерфейс, при этом упомянутый сервер второго канала осуществляет формирование второго модулированного сигнала промежуточной частоты на основе цифровых данных, которые хранятся в упомянутом локальном запоминающем устройстве; и повышающий преобразователь второго канала, подключенный к упомянутому серверу второго канала, при этом упомянутый сервер второго канала осуществляет преобразование упомянутого второго модулированного сигнала промежуточной частоты во второй сигнал радиочастоты, поступающий на вход блока объединения/усилителя. 17. Универсальная вещательная система по п.16, отличающаяся тем, что упомянутое первое устройство слияния данных и упомянутый сервер первого канала выполняются как одно устройство. 18. Универсальная вещательная система по п.16, отличающаяся тем, что для части каналов упомянутого множества упомянутой универсальной вещательной системы в качестве упомянутой первой схемы цифрового вещания используется одна схема из множества схем цифрового вещания. 19. Универсальная вещательная система по п.16, отличающаяся тем, что упомянутый управляющий сервер осуществляет выбор упомянутого второго канала и рассчитывает матрицу доставки для передачи файлов данных, которые хранятся в упомянутом центральном запоминающей устройстве упомянутого второго канала. 20. Универсальная вещательная система по п.19, отличающаяся тем, что упомянутый центральный управляющий сервер осуществляет также автономное пополнение, удаление и обновление информации файла данных на втором центральном управляющем сервере. 21. Универсальная вещательная система по п.16, отличающаяся тем, что упомянутый центральный управляющий сервер управляет файлами, которые хранятся в упомянутом центральном запоминающем устройстве. 22. Универсальная вещательная система для предоставления полного спектра цифровых услуг по многочисленным каналам, каждый из которых осуществляет вещание видео по требованию или цифровое вещание с использованием линии односторонней связи, в состав которой входят многочисленные схемы цифрового вещания, каждая из которых предназначена соответ 004380 20 ствующему участку упомянутого множества каналов упомянутой универсальной вещательной системы, при этом каждый канал является каналом цифрового вещания, а каждая схема из упомянутого множества схем цифрового вещания осуществляет формирование данных цифрового вещания по соответствующему каналу; центральный управляющий сервер; центральное запоминающее устройство, в котором хранятся данные, предназначенные для системы данных по требованию; многочисленные схемы системы данных по требованию для соответствующего участка упомянутого множества каналов упомянутой универсальной вещательной системы, при этом каждый канал является каналом системы данных по требованию, а каждая упомянутая схема системы данных по требованию осуществляет формирование данных по требованию для передачи по соответствующему каналу, и в состав каждой схемы системы данных по требованию входит соответствующий канальный сервер, в состав которого входит центральный процессор,локальное запоминающее устройство, модулятор и сетевой интерфейс, при этом упомянутый центральный сервер осуществляет выбор конкретного канала системы данных по требованию и рассчитывает матрицу доставки для передачи файлов данных, которые хранятся в упомянутом центральном запоминающем устройстве упомянутого канала системы данных по требованию; обеспечивает автономное пополнение, удаление и обновление информации файла данных на втором центральном управляющем сервере. 23. Универсальный компьютерный способ вещания с передачей данных, включающий следующие действия: подготовку сервера первого канала к передаче данных цифрового вещания по первому каналу; подготовку сервера второго канала к передаче данных по требованию по второму каналу; подготовку сервера первого канала к передаче информации системы данных по требованию перед вещанием с передачей данных; передачу электронного указателя программ, содержащего информацию, указывающую на то, что по первому каналу передаются данные цифрового вещания, при этом в электронном указателе программ указывается также,что по второму каналу передаются данные по требованию; объединение и передачу данных с выходов упомянутых первого и второго каналов.