JPH0818947A - ビデオ・サーバ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低コストで、数多くのビデオ出力スト
リームを発生し、制御することが可能な、新規のアーキ
テクチャを含むビデオ・サーバ・システムを提供する。 【構成】 ビデオ・サーバ１０は、配給ネットワーク２
０を介して、ユーザ要求を受け取る。この要求は、スイ
ッチ８０を介して、リアル・タイム・コントローラ（Ｒ
ＴＣ）６０に送られ、そこから、さらに、システム・コ
ントローラ（ＣＳ）５０に送られる。ＣＳ５０は、アク
セスの可否を判定し、かつ、要求されたデータがデータ
記憶システム９０に納められていると判定すると、ＲＴ
Ｃ６０に命じて、アクセスの承認をし、ＲＴＣ６０にデ
ータの記憶場所を知らせる。アーカイバル記憶システム
は、ディスク・ドライブ・アレイを構成する複数のディ
スクに対するビデオ・データの転記を開始する。各ディ
スクが、映画の多数の小部分を受け取り、ビデオ・デー
タの所定の一部が、各ディスクに順次記憶される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、デジタル・コ
ンピュータ・システムの分野に関するものであり、とり
わけ、ビデオ及びマルチメディア・コンピュータ・サー
バの分野に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近いうちに、米国における大部分の家庭
及び企業を相互接続する可能性のある、広帯域幅の通信
チャネル網が発展を続けることによって、それに接続さ
れたものには、多様なサービスの提供が期待される。こ
れらのサービスには、家庭での銀行取引、米国国会図書
館のような大データ・ベースに対する瞬時のアクセス、
及び、同様の関心を抱く人々から成る仮想コミュニティ
とのリアル・タイムの対話が含まれる。スーパハイウェ
イによって利用可能になるサービスのうち、法人及び媒
体のかなりの注目を集めているのは、ビデオ・オン・デ
ィマンド（ＶＯＤ）の提供である。

【０００３】ＶＯＤは、ユーザが、いつでも、これまで
に製作されたほとんど全ての映画のサービスを受けるこ
とが可能になるという期待を抱かせるものである。ユー
ザは、ビデオ・レンタル店まで車で出向いて、映画を選
択する代わりに、このシステムのビデオ・ライブラリに
納められている映画を選択し、スーパハイウェイによっ
てその映画を配給させることが可能になる。

【０００４】ＶＯＤの期待が実現可能になる前に、多く
の問題を解決しなければならない。比較的短い、所要時
間が２時間の映画でさえ、約２．２×１０¹⁰ビットのデ
ータが含まれている。数千タイトルの映画ライブラリに
納められる膨大な量のデータを圧縮し、記憶するための
標準的な方法について、合意が得られなければならな
い。仮にデータの捕捉及び記憶が実施されたとしても、
納められたデータをユーザに配給するのに必要とされる
システムのいかなる部分についても、全く同意は得られ
ていない。

【０００５】いかなるシステムが提案されようとも、ユ
ーザの厳しい要求を満たさなければならない。ユーザ
は、いかなる映画を選択しようとも、迅速に配給される
ことを欲している。ユーザは、また、任意のポイントに
おいて、映画の開始及び停止を実施する能力、並びに、
随意に、映画の早送り（ＦＦ）及び早戻し（ＦＲ）を実
施する能力も欲している。全てのユーザが、いつでも、
これらの能力を利用できるようにすると、システムの記
憶装置、内部バス、及び、処理装置に対する要求も膨大
なものになる。光ファイバ・ケーブルの途方もない帯域
幅でさえ、超える可能性がある。さらに、ユーザの要
求、並びに、課金情報等の通信を行うためには、ユーザ
とシステムの間で、何らかの両方向通信が必要になる。
この両方向通信によって、システムの負担がさらに増す
ことになる。

【０００６】ＶＯＤビデオ・サーバの基本的な態様によ
れば、出力データにあまり処理を加えなくても、データ
記憶システムから多くのユーザに、ほぼ同時に、大量の
データが提供される。システムが必要とする処理能力
は、通常、ユーザの口座に対する課金、及び、記憶され
ているビデオ・ソース・プログラムのアーカイビングと
いった、比較的単純なものである。非対称入力／出力
（Ｉ／Ｏ）エンジンのような構想中のビデオ・サーバが
有効になる。

【０００７】ビデオ・サーバに関して提案されている各
種システム・アーキテクチャから明らかなように、ビデ
オ・サーバの非対称性については、理解されていない。
多くの提案では、ビデオ・データがユーザに送られる際
に、メイン・フレーム・コンピュータを用いて、その管
理及びモニタを行うことを示唆している。こうしたシス
テムの場合、映画に関する全ての要求及びほとんどのシ
ステム制御機能が、メイン・フレームのＣＰＵによって
処理される。こうした環境での待ち時間は、ユーザ数の
増大につれて、急激に増大する可能性がある。メイン・
フレーム・コンピュータのこうした利用は、システムの
処理能力を浪費するものである。このアーキテクチャに
基づくビデオ・サーバは、高価で、拡張が困難である。

【０００８】パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）のアー
キテクチャは、複数のデータ記憶装置に対するアクセス
及び制御を意図したものではなく、あるいは、高速で、
広帯域幅の出力バスに対する制御を意図したものでもな
いので、ＰＣネットワークを利用してＶＯＤを提供しよ
うとする提案は、フレキシビリティに欠けている。

【０００９】ここまでは、ユーザに対するビデオ・デー
タの配給に関連して述べてきたが、提案のＶＯＤシステ
ムは、オーディオ、テキスト、グラフィックス、及び、
他のデータ・タイプを含むことが可能な、データ・スト
リームを発生する。明細書及び請求項におけるビデオ・
データに対する言及は、全て、これら列挙したデータ・
タイプのうちの全くの１つだけ、あるいは、それらを混
合したものから構成されるデータを含むことを意図して
いる。さらに、この場合、本発明を、特に列挙したデー
タ・タイプの記憶及び伝送だけに限定するものは何もな
い。

【００１０】ＶＯＤが実現可能になる前に、比較的低コ
ストで、数千とはいかなくても、数百のビデオ出力スト
リームを発生し、制御することが可能な、新規のアーキ
テクチャを創り出さなければならない。いくつかある競
合フォーマットの任意の１つによってビデオ・データの
圧縮及び記憶が行われる、このアーキテクチャは、拡張
が可能で、故障を許容し、効率の良い操作が行えるもの
でなければならない。こうしたアーキテクチャは、現在
のところ知られていない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本願発明
の目的は、ＶＯＤが実現可能になる前に、比較的低コス
トで、数千とはいかなくても、数多くのビデオ出力スト
リームを発生し、制御することが可能な、新規のアーキ
テクチャを含むビデオ・サーバ・システムを提供するこ
とである。さらに、いくつかある競合フォーマットの任
意の１つによってビデオ・データの圧縮及び記憶が行わ
れても、拡張が可能で、故障を許容し、効率の良い操作
が行える、新規のアーキテクチャを含むビデオ・サーバ
・システムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の実施例
は、そのアーキテクチャが、簡単に拡張可能で、冗長性
があり、比較的安価な、ビデオ・サーバから構成され
る。この第１の実施例の場合、２つの制御システムが、
ビデオ・サーバを実行し、２つの異なるクラスの操作に
合わせて最適化される。２つの制御システムは、システ
ム・コントローラ及びリアル・タイム・コントローラで
ある。システム・コントローラは、サーバのゲート・キ
ーパの働きをし、どのユーザがサーバにアクセスするこ
とが可能かを判定する。それは、また、課金トランザク
ション、他のデータ処理タスクを取扱い、ビデオ・サー
バに対する支援サービスを提供する可能性のある、他の
コンピュータに対する接続を維持する。リアル・タイム
・コントローラは、システム・コントローラに結合され
て、特定のユーザに特定のデータ・ストリームを供給す
るのに必要な、時間にクリティカルな機能を実施する。
リアル・タイム・コントローラとシステム・コントロー
ラの間におけるこのタスク分割は、システム性能の最適
化に役立ち、特定のユーザ要求の待ち時間を短縮する。

【００１３】リアル・タイム・コントローラは、ビデオ
・データを記憶し、検索し、伝送に備えて書式化し、最
後に、ユーザに伝送する複数のコンポーネントに結合さ
れている。この第１の実施例の場合、これらのコンポー
ネントは、データ記憶システム、複数のデータ・ソー
ス、及び、第１と第２の多重化／多重分離（Ｍ／Ｄ）ス
イッチである。

【００１４】データ記憶システムは、比較的データ・ア
クセス及び伝送速度が遅い、大容量アーカイバル記憶素
子と、データ・アクセス及び伝送速度がアーカイバル記
憶素子よりも速い、複数の小容量ディスク・ドライブ・
アレイから構成される。データ記憶システムは、ビデオ
・データの長期記憶と短期記憶の両方を可能にする。典
型的な用途の場合、アーカイバル記憶素子のビデオ・デ
ータは、ユーザにアクセス可能になる前に、ディスク・
ドライブ・アレイに転記しなければならない。

【００１５】データ記憶システムは、さらに、第１のＭ
／Ｄスイッチを介して複数のデータ・ソースに結合され
ており、この第１のＭ／Ｄスイッチは、さらに、リアル
・タイム・コントローラに結合されて、その制御を受け
る。この第１のＭ／Ｄスイッチによって、データ記憶シ
ステムとデータ・ソースの間における完全な双方向接続
が得られる。各データ・ソースは、データ記憶システム
からビデオ・データのいくつかのストリームを受け取
り、リアル・タイム・コントローラの管理下において、
該ストリームを適当なユーザに送ることが可能である。

【００１６】各データ・ソース内において、高速Ｉ／Ｏ
バスが、データ記憶システムとネットワーク・インター
フェイスを接続する。データ記憶システムから送り出さ
れるビデオ・データは、データ・ソースに入り、先入れ
先出し（ＦＩＦＯ）メモリ・バッファに納められる。各
データ・ソースは、複数のＦＩＦＯ、及び、複数の独立
したデータ・ストリームを支援する他のコンポーネント
を備えている。

【００１７】データ・ソースは、第２のＭ／Ｄスイッチ
によってネットワークに結合されている。リアル・タイ
ム・コントローラの指令下において、第２のＭ／Ｄスイ
ッチは、データ・ソースとユーザの間における完全な双
方向接続を可能にする。

【００１８】リアル・タイム・コントローラは、どのユ
ーザがデータを要求したかを判定し、データ記憶システ
ムにおけるどのディスク・ドライブ・アレイが、要求さ
れたビデオ・データの提供に利用されるかを判定し、ど
のデータ・ソースがそのデータを受け取り、処理を施す
ことになるかを判定する。リアル・タイム・コントロー
ラは、ユーザが最小限の遅延で、要求されたデータ・ス
トリームを受け取ることになるように、第１と第２のＭ
／Ｄスイッチ、データ・ソース及びデータ記憶素子に適
切な指令を発生する。

【００１９】本発明の第２の実施例の場合、データ・ソ
ースは、直接、データ記憶システムに結合される。

【００２０】第１と第２の実施例の両方とも、通常、予
備のデータ・ソースが設けられている。予備データ・ソ
ース及びそれに結合されたデータ記憶素子には、現在再
生中の各ビデオ・プログラムのコピーが記憶されてい
る。代替案として、アクティブ・ビデオ・データの任意
のサブセットに加えて、つい最近非アクティブ状態にな
ったばかりのビデオ・データもコピーし、記憶すること
が可能である。データ・ソースが故障するか、あるい
は、データ記憶素子が故障すると、故障したデータ・ソ
ースによって支援されていたユーザには、第１と第２の
Ｍ／Ｄスイッチを介して、予備データ・ソース及びデー
タ記憶素子が結合されるので、これらのユーザに対する
サービスは、中断を感じさせることなく、続行される。
このデータのミラーリング（mirroring)と、少なくとも
１つの予備データ・ソースの装備によって、本発明は十
分な故障許容範囲を得ている。

【００２１】いずれの実施例にせよ、独立したサブシス
テムが、常に、システムの全てのコンポーネントの性能
をモニタし、故障が発生すると、オペレータに警告を与
え、故障の発生位置に関して情報を提供する。この警告
及び情報によって、リアル・タイム・コントローラは、
故障した装置を切断し、動作可能になっている装置を代
用する。

【００２２】第１と第２の実施例は、より多くのデータ
・ソースの追加、並びに、データ記憶システムの規模拡
大によって拡張することが可能である。

【００２３】動作時、ビデオ・サーバは、配給ネットワ
ークを介して、ユーザのセット・トップ・ボックス（Ｓ
ＴＢ）からサーバに送られてくるユーザ要求を受け取
る。この要求は、第２のＭ／Ｄスイッチを介して、リア
ル・タイム・コントローラに送られ、そこから、さら
に、システム・コントローラに送られる。システム・コ
ントローラは、ユーザのアクセスが差しつかえないと判
定し、かつ、要求されたデータが記憶システムに納めら
れていると判定すると、リアル・タイム・コントローラ
に命じて、ユーザのアクセスを許可させ、リアル・タイ
ム・コントローラにデータの記憶場所を知らせる。

【００２４】要求されたビデオ・データが、ディスク・
ドライブ・アレイの１つにおいて既に利用不可能になっ
ている場合、アーカイバル記憶サブシステムは、単一デ
ィスク・ドライブ・アレイを構成する複数のディスクに
対するビデオ・データの転記を開始する。各ディスク
が、映画の多数の小部分を受け取り、ビデオ・データの
所定の一部が、各ディスクに順次記憶されることにな
る。本書では、この技法を「データ・ストライピング」
と称している。通常、ビデオ・データ・プログラム全体
を選択されたディスク・ドライブ・アレイに転記するに
は、数分間を要するが、ビデオ・サーバは、ほんの２〜
３分間分のプログラムを転記しただけで、ユーザに対す
るビデオ・データの伝送を開始することが可能になる。

【００２５】各ビデオ・データ・プログラムの特殊なＦ
Ｆ及びＦＲバージョンを設けることによって、ユーザは
ＦＦ及びＦＲビューイング・モードの実施が可能にな
る。これらの特殊バージョンは、もとのビデオ・データ
からフレームを選択し、このフレームに、さらに編集を
施して、ＦＦまたはＦＲモードで映画を見る場合に検出
できない、視覚的細部を除去したものから構成される。
ＦＦバージョンに関して選択されたビデオ・データは、
もとのビデオ・データの記憶順序と同じ順序で記憶さ
れ、ＦＲバージョンに関して選択されたビデオ・データ
は、もとのビデオ・データとは逆の順序で記憶される。
これらのバージョンは、もとのビデオ・データ・バージ
ョンと共に記憶される。ビデオ・データ・プログラムが
要求されると、ユーザを支援するように選択されたディ
スク・アレイに対して、プログラムの３バージョン全て
のストライピングが実施される。

【００２６】選択されたディスク・アレイに対して、ビ
デオ・データの所定の最初の部分に関するストライピン
グが済むと、再生を開始することが可能になる。ビデオ
・データの特殊な初期先取りによって、各ディスクに並
列に記憶されているビデオ・データの先頭のセグメント
が読み取られ、これらのセグメントが、ユーザを支援す
るＦＩＦＯメモリ・バッファに順次送られる。この初期
先取りによって、ユーザには、少なくとも数秒間見る間
に、十分なビデオ・データが提供される。

【００２７】各ディスクは、所定の時間に、数人のユー
ザを支援することが可能である。適正なアクセス・スケ
ジューリングが維持される場合、所定の時間間隔におい
て、ディスクからデータを読み取ることができる速度
は、数人のユーザの要求を支援するのに十分以上であ
る。本発明の場合、ユーザ・タイム・スロットを割り当
て、これを維持することによって、ディスク・アレイか
らユーザへの十分なビデオ・データ供給が保証される。

【００２８】ユーザが、再生からＦＦまたはＦＲにスイ
ッチするか、あるいは、この逆を行うと、ビデオ・サー
バが、アクセス中のディスクにおけるＦＦまたはＦＲビ
デオ・セグメントを読み取り、現在表示中のビデオ・デ
ータに対して時間シーケンス的に最も近いセグメントを
選択する。

【００２９】

【実施例】図１は、本発明の動作環境を示すブロック図
である。本発明のビデオ・サーバ１０は、配給ネットワ
ーク２０及び他のアプリケーション・サーバ４０に結合
されている。配給ネットワーク２０は、多数の独立した
通信チャネルを備える、光ファイバ・ネットワーク、同
軸ケーブル、ツイスト・ペア、または、他の任意のタイ
プのデジタル・データ・ネットワークとすることが可能
である。代替案として、赤外線（ＩＲ）、無線周波数
（ＲＦ）、または、マイクロ波の電磁波を利用した無線
配給ネットワークを利用することも可能である。ネット
ワークは、一般に、帯域幅が広いが、配給ネットワーク
のタイプ及び能力は、本発明の解説及び理解にとっての
関連性は些末なものでしかない。ビデオ・サーバ１０に
は、配給ネットワーク２０を介して、クライアント・ノ
ード３０が結合されている。クライアント・ノード、配
給ネットワーク、及び、ビデオ・サーバ間の通信は、通
常、双方向性である。クライアント・ノード３０は、個
々のユーザのＴＶ ＳＴＢ、任意の汎用コンピュータ、
あるいは、ビデオ・データの要求及び受信が可能な他の
任意のエンティティから構成することが可能である。実
際、クライアント・ノード３０は、もう１つのビデオ・
サーバによって構成することも可能である。本書で「ユ
ーザ」と称する場合、「クライアント・ノード」と同義
であると解釈されたい。

【００３０】アプリケーション・サーバ４０は、双方向
通信チャネルによってビデオ・サーバ１０に結合されて
いる。アプリケーション・サーバ４０は、課金、ビデオ
・プログラム使用に関する統計的分析等のサービスを提
供することが可能である。

【００３１】システム・アーキテクチャ 図２は、本発明の第１の好ましい実施例に関するブロッ
ク図である。Ｍ／Ｄスイッチ７０及び８０は、それぞ
れ、データ・ソース１００とデータ記憶システム９０の
結合、及び、データ・ソース１００と配給ネットワーク
２０の結合を行う（図１参照）。Ｍ／Ｄスイッチ７０及
び８０は、任意の入力ソースと任意の出力ソースとの結
合が可能であり、マルチプレクサ／デマルチプレクサの
働きをする。Ｍ／Ｄスイッチは、単体である必要はな
い。ブロック化するか、あるいは、ブロック化しないか
は別にして、より小形の複数のＭ／Ｄスイッチを利用す
ることも可能である。この第１の実施例の場合、ファイ
バ・チャネルＭ／Ｄスイッチは、Ｍ／Ｄスイッチ７０の
働きをし、非同期転送モード（ＡＴＭ）Ｍ／Ｄスイッチ
は、Ｍ／Ｄスイッチ８０の働きをする。これらのタイプ
のＭ／Ｄスイッチは、市販のものであり、これ以上の解
説は不要である。この第１の実施例にあまり変更を加え
なくても、ＳＣＳＩスイッチまたは時分割クロス・バー
に相当するスイッチといった、他のＭ／Ｄスイッチを利
用することも可能である。

【００３２】各データ・ソース１００は、Ｍ／Ｄスイッ
チ７０及び８０に加えて、リアル・タイム・コントロー
ラ６０にも結合されている。各データ・ソース１００
は、多くの独立した対話ユーザに、ビデオ・データを同
時に提供する。データ・ソースは、映画エンターテイン
メント・グループ（ＭＰＥＧ）符号化データ、スクリプ
ト、インタプリタを含むビデオ・データ、及び、そのビ
デオ・データに関するメタデータの短期記憶を可能にす
る。データ・ソースは、連続したサービスを保証する速
度で、各ユーザに対する個々のデータ・ストリームの再
生も行う。このため、データ・ソースは、Ｍ／Ｄスイッ
チ７０を介してデータ記憶システム９０から受信したデ
ータに書式化及びバッファリングを施し、適合する速度
で、Ｍ／Ｄスイッチ８０を介して、配給ネットワーク２
０に伝送する。データ・ソース１００のこの構成及び動
作については、後で詳述する。

【００３３】リアル・タイム・コントローラ６０は、Ｍ
／Ｄスイッチ７０、８０、データ・ソース１００、及
び、制御システム５０に結合されている。リアル・タイ
ム・コントローラ６０は、特定のディスク・ドライブ・
アレイ９２と特定のデータ・ソース１００の接続、及
び、特定のデータ・ソース１００と配給ネットワークに
おける通信チャネルの１つとの接続を管理する。リアル
・タイム・コントローラは、ＦＦ及びＦＲ指令のよう
な、一定のユーザとの進行中の対話を制御する。この第
１の好ましい実施例の場合、リアル・タイム・コントロ
ーラ６０は、汎用デジタル・コンピュータであり、リア
ル・タイム・オペレーティング・システムを実行する、
ＨＰシリーズ７００ワークステーションから構成され
る。このタイプのコンピュータは、既知であるため、こ
れ以上の解説は不要である。ＨＰワークステーションの
代わりに、他のタイプの汎用デジタル・コンピュータを
利用することも可能である。

【００３４】制御システム５０は、リアル・タイム・コ
ントローラ６０、Ｍ／Ｄスイッチ８０、及び、アプリケ
ーション・ビデオ・サーバ４０（図１参照）に結合され
ている。制御システム５０は、所定のユーザに対するデ
ータ処理を必要とする種々のサービスを提供する。これ
らのサービスには、さらに、個人識別番号（ＰＩＮ）の
チェック、クレジットの確認、ユーザに対する課金を含
むことになる、おそらく、アプリケーション・サーバ４
０を介した、加入者リストに対する新規ユーザの追加
や、利用可能な映画ライブラリに対する新規映画の追加
といった運用支援、及び、対話プログラムの支援のロギ
ング・イン及びロギング・オフが含まれる。この第１の
実施例の場合、ＨＰ−ＵＸオペレーティング・システム
を実行するＨＰ９０００シリーズ８００汎用デジタルコ
ンピュータが、制御システム５０として利用される。シ
リーズ８００と同じ性能レベルの任意の汎用コンピュー
タ・システムを利用することも可能である。

【００３５】媒体鼓動モニタ８５が、Ｍ／Ｄスイッチ８
０の出力に結合されている。ＭＰＥＧフォーマットによ
る少情報内容ビデオ・データから構成される媒体鼓動プ
ログラムは、データ記憶システム９０の一部を構成する
ディスク・アレイの全てにおける各ディスク毎に、スト
ライピングを施したフォーマットで記憶されている。こ
のプログラムは、システム９０の全てのディスクから連
続して送り出され、Ｍ／Ｄスイッチ及びデータ・ソース
のそれぞれを介して、最終的には、モニタ８５に中継さ
れる。モニタ８５は、特定のディスクまたはデータ・ソ
ースからプログラムを受信しないといったような異常
が、いかなるコンポーネントであれ、少しでも検出され
ると、リアル・タイム・コントローラ６０にその報告を
行う。ハードウェアまたはソフトウェアの故障による任
意のデータ経路の故障は、モニタ８５によって検出さ
れ、バック・チャネルを介して、リアル・タイム・コン
トローラ６０に報告される。リアル・タイム・コントロ
ーラ６０は、さらに、異なるデータ・ソースにスイッチ
して、サービスを行ったり、異なるデータ記憶サブシス
テム９２を選択したり、あるいは、失われたメッセージ
を再発行するといった、適切な是正措置を指令すること
ができる。

【００３６】この第１の実施例は、いくつかの方法によ
って、より多くのユーザにサービスを提供するように拡
張することが可能である。連係するディスク・アレイに
おける各ディスクの記憶サイズを増すことによって、各
データ・ソースをさらに大きい記憶サイズに拡大するこ
とが可能である。コンポーネント間における全ての帯域
幅が完全に飽和するまで、さらに多くのデータ・ソース
をシステムに追加することも可能である。この第１の実
施例は、その基本構成において、３メガビット／秒／ス
トリームで、３００のビデオ及び他のデータ・ストリー
ムを提供することが可能である。他のストリーム当たり
ビット伝送速度も可能であり、該システムは、３００ビ
デオ・データ・ストリームを超える拡張が可能である。
また、広帯域幅ネットワークを介して、複数のビデオ・
サーバを相互接続することにより、全体としての容量を
増すことも可能である。

【００３７】図３には、本発明の第２の実施例が示され
ている。２つの実施例は、Ｍ／Ｄスイッチ７０が、この
第２の実施例において除去されており、データ記憶シス
テム９０が、データ・ソース１００に直接結合されてい
る点を除けば、同じである。この実施例の利点は、図２
に示す実施例よりも、若干コストが低くなり、第１の実
施例の能力をあまり犠牲にしなくてもすむ、わずかに単
純なアーキテクチャである。

【００３８】データ・ソース 図４は、単一のデータ・ソース１００の詳細なブロック
図である。データ・ソース１００は、データ記憶システ
ム９０（図２及び３参照）からのビデオ・データ、並び
に、他のソースからの他のタイプのデータも入力として
受け入れる。データ・ソース１００は、こうした各種ソ
ースのデータから、単一の出力ビット・ストリームを形
成するが、このビット・ストリームは連続したデータ・
パケットから形成されており、このビット・ストリーム
によって、複数のユーザにビデオ・サービスが提供され
る。

【００３９】通常は、データ記憶システム９０（図２及
び３参照）からのＭＰＥＧビデオ／オーディオ・データ
である、データが、ディスクＩ／Ｏポート１０４を介し
て、データ・ソース１００に入力される。該ポートは、
双方向性である。ＳＯＮＥＴまたは他のネットワーク・
ポート１０６も双方向性であり、通常は、リアル・タイ
ム・コントローラ６０または制御システム５０からデー
タ・ソース１００に、テキストまたは他のデータを伝送
する。ポート１０６を利用して、ポート１０４にデータ
を送り、データ記憶システム９０に書き込むことも可能
である。

【００４０】データ・ソース１００が支援する各ユーザ
毎に、１対のＦＩＦＯメモリ・バッファ１０１及び１０
３が割り当てられる。Ｎのユーザの場合、Ｎ対のＦＩＦ
Ｏメモリ・バッファ１０１及び１０３が必要になる。図
４の場合、ＦＩＦＯメモリ・バッファは、独立したＦＩ
ＦＯメモリ・バッファとして例示されているが、多種多
様なやり方で実施することが可能である。例えば、単一
の大容量ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）は、複
数のＦＩＦＯメモリ・バッファとしてアクセス可能であ
る。ＦＩＦＯメモリ・バッファ１０１は、ディスクＩ／
Ｏポート１０４からデータ・バイトを受け取り、ＦＩＦ
Ｏメモリ・バッファ１０３は、ネットワーク・ポート１
０６からデータ・バイトを受け取る。

【００４１】決して、各ユーザ毎に２つのＦＩＦＯメモ
リ・バッファを利用しなければならないというわけでは
ない。単一のバッファを利用することによって、ＦＩＦ
Ｏメモリ・バッファ対の内容を組み合わせるための、マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサを不要にすることも可
能である。この構成の欠点は、リアル・タイムにデータ
・ストリームを組み合わせることができないということ
である。また、３つ以上のＦＩＦＯメモリ・バッファを
利用して、リアル・タイムに、いくつかのデータ・タイ
プを同時に組み合わせるオプションが得られるようにす
ることも可能であるが、この欠点は、追加ＦＩＦＯメモ
リ・バッファによってコスト及び複雑さが増すというこ
とである。

【００４２】セレクタ・スイッチ１０２、レート制御装
置１０５、及び、データ・ソース・コントローラ１０７
が協働することによって、ユーザの必要とするレート
で、各ユーザにデータが送られるという保証が得られ
る。図５に示すように、ＭＵＸ１０９（図４）の出力
は、長さＴ_Cの固定タイム・スロットに納まるデータ・
セルから構成される。各セルには、個々のユーザに関し
て組み合わせられたＭＰＥＧデータの一部が含まれてい
る。ネットワーク・ポート１０６に関連したユーザのセ
ルは、各ユーザ毎に、ユーザが必要とする帯域幅が得ら
れるように、インターリーブされる。図５に示す例の場
合、ユーザＣ１は、ユーザＣ２またはＣ３が必要とする
２倍のレートで、データを必要とし、Ｃ２及びＣ３は、
両方とも、同じレートでデータを必要とする。Ｃ１は、
例示の時間期間に、４つのデータ・セルを受け取り、Ｃ
２及びＣ３は、両方とも、それぞれ、２つのデータ・セ
ルを受け取る。各ユーザのセルは、各セル間に固定時間
期間を許容することによって、固定レートで送り出され
る。

【００４３】図５に示す例の場合、各ユーザのセル間に
おける固定時間期間は、他のユーザのセル間における固
定時間期間の整数倍であり、また、各タイム・スロット
の時間期間Ｔ_Cの整数倍でもある。これは、必ずしもそ
の通りである必要はない。セル間の所望の時間期間と長
さＴ_Cのタイム・スロットの利用可能な境界との間にお
ける不整合の結果として、次の利用可能なタイム・スロ
ットの境界まで、セルの送り出しを遅延させる必要が生
じる場合もある。また、２つ以上のユーザのセルが同じ
タイム・スロットについて競合し、結果として、１つ以
上のセルの送り出しに遅延を生じる可能性もある。レー
ト制御装置１０５は、これらの遅延を許容可能な範囲内
に保持し、さらに、正確な、平均的ユーザ・レートも得
られるようなやり方で、固定クロック周波数からさまざ
まなクロック・レートを発生しなければならない。各ユ
ーザは、適正なデータ配給を保証するため、別個のレー
トを必要とする。可能性のあるレート制御装置１０５の
実施例の１つに関する構成及び動作については、所有権
者が共通で、同時出願された、「Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂ
ｌｅ Ｒａｔｅ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」と題する米国特
許出願に解説がある。該出願の内容は、あらゆることを
目的にして、参考までに、組み込まれている。レート制
御装置１０５のもう１つの実施例は、カリフォルニア州
ＭｉｌｐｔａｓのＬＳＩ Ｌｏｇｉｃ，Ｉｎｃ．，から
入手可能な、市販の「ＡＴＭｉｚｅｒ」集積回路を利用
している。

【００４４】セレクタ・スイッチ１０２（図４）は、コ
ントローラ１０７によって決まり、レート制御装置１０
５によって発生するレートを利用して、各ユーザ毎に、
ＦＩＦＯメモリ・バッファ１０１及び１０３からＭＵＸ
１０９にデータをスイッチする。

【００４５】ＭＵＸ１０９は、スイッチ１０２からビデ
オ及び他のデータを受け取り、２つの入力データ・スト
リームを組み合わせて、正当な単一の出力ＭＰＥＧデー
タ・ストリームにする。他の圧縮方法及びプロトコルを
利用する場合、ＭＵＸ１０９に対して、スイッチ１０２
から受信したデータを、この新しいプロトコルに一致す
るデータ・ストリームに書式化するようにプログラミン
グを施すことが可能である。ＭＵＸ１０２は、データ・
ストリームの書式化を済ますと、データ・ストリームを
ポート１０６に送る。

【００４６】データ・ソース・コントローラ１０７は、
ポート１０８を介してリアル・タイム・コントローラ６
０に結合されており、データ・ストリームがポート１０
６を介してネットワークに流出することを保証する。コ
ントローラ１０７は、テキスト及びグラフィックを含
む、Ｍ／Ｄスイッチ８０から到着する情報を、データ記
憶システム９０とＦＩＦＯメモリ・バッファ１０３のい
ずれかに送り、そこで、データ記憶システムからのビデ
オ・データと混合して、ネットワークに再送することが
可能である。データ・ソース・コントローラ１０７の能
力は、単一の出力データ・ストリームを発生することに
よって使い果たされることはない。既述のアセンブリを
ミラー(mirror)リングして、ＦＩＦＯメモリ・バッフ
ァ、セレクタ・スイッチ、ＭＵＸ、及び、レート制御装
置から成る追加アセンブリを設けることによって、追加
データ・ストリームを発生することが可能である。この
アセンブリ対は、単一のデータ・ソース・コントローラ
１０７の指令の下に置かれる。

【００４７】図４に示すように、データ・ソースのコン
ポーネントを相互接続するバス１１１、１１３、１１
５、及び、１１６は、高速Ｉ／Ｏバスである。これらの
内部バスの帯域幅は、データ・ソースに結合されたネッ
トワーク・チャネルの帯域幅より広い。制御バス１１２
は、データ・ソース・コントローラ１０７をレート制御
装置１０５及びディスクＩ／Ｏポート１０４に結合す
る。

【００４８】少なくとも１つのデータ・ソース１００
は、システム・スペアとしての働きをする。予備データ
・ソースに結合されたデータ記憶システム９０の予備デ
ィスク・アレイには、システム・ユーザが、見ている、
または、利用している各ビデオ・データ・プログラムの
コピーが含まれている。該ディスク・アレイには、代わ
りに、アクティブな映画、並びに、最近非アクティブに
なったばかりの映画のサブセットを納めることも可能で
ある。ユーザを支援するデータ・ソースまたはディスク
・アレイが故障すると、故障したデータ・ソースまたは
ディスク・アレイのユーザに、予備データ・ソースを結
合することが可能であり、ユーザは、悪くても最小限の
中断で、それに記憶されているビデオ・データ・プログ
ラムを利用することが可能になる。

【００４９】データ記憶システム 図６は、第１と第２のデータ・ソース１００に結合され
たディスク・ドライブ・アレイ９２の第１と第２のグル
ープを示す詳細なブロック図である。ディスク・ドライ
ブ・アレイ９２の各グループは、ディスク・ドライブ・
インターフェイス９６を介してデータ・ソース１００に
結合された、一連のディスク・ドライブ９７から構成さ
れる。第２グループをなすディスク・ドライブ・アレイ
９２の場合、既定数のディスク・ドライブ９７が、アレ
イ・コントローラ９９に結合される。アレイ・コントロ
ーラ９９は、それに結合されたディスク・ドライブ間に
おいてパリティ検査を発生し、モニタすることが可能で
ある。これによって、アレイ・コントローラ９９は、ア
レイから故障したディスク・ドライブを除去することが
可能になるので、本発明にもう１つのレベルの冗長性が
追加されることになる。アーカイバル記憶装置（不図
示）は、２つのデジタル・テープ・ドライブ、及び、ロ
ボットでアクセスする８ｍｍカートリッジから構成され
る、テープ「ジュークボックス」によって得られる。
１．５テラバイト・テープ・システムに、２０００時間
を超えるビデオ・データを保持することが可能である。
このシステムは、１５分で、一次ディスク・メモリに、
９０分の映画を転送することが可能である。例示されて
いないが、アーカイバル記憶装置は、直接、ディスク・
ドライブ・インターフェイス９６、または、システム・
コントローラ５０（図２参照）に結合することが可能で
ある。光学ＣＤ、デジタル・オーディオ・テープ、ラン
ダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、または、安価なデ
ィスクの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）が、許容可能な記憶素
子として、ディスク・ドライブ９７の一部または全てに
取って代わることが可能である。図２に示す好ましい実
施例の場合、一次元アレイ及び少なくとも１つのテープ
・ジュークボックスを形成するディスク・ドライブが、
好ましい記憶素子である。これらは、個々のデータ・ソ
ース１００に結合された一次元アレイとして、論理的に
構成される。

【００５０】探索及びシーク時間を短縮するため、ディ
スク・メモリに対するデータの書き込み時には、平均化
アルゴリズムが利用される。既知のように、ディスク・
メモリは、部分的に、異なる速度で回転する。ディスク
の外側部分からの読み取りは、内側からの読み取りに比
べて、単位時間当たりのデータ収集量が多い。この差
は、単位時間当たりで２倍ほどになる可能性がある。本
発明の場合、ディスク・アレイ全体にわたって、ビデオ
・データのストライピングが施されるので、データは、
ディスク・メモリの内側部分と外側部分に交互に行われ
る。この結果、単位時間当たりの、読み取り可能なビデ
オ・データの平均量が増大する。

【００５１】操作データ圧縮及び記憶 ビデオ・サーバのビデオ・データは、所定の映画をいく
つかの部分に分割し、さらに、データ記憶サブシステム
を構成するディスク全体に分散することによって、デー
タ記憶サブシステムを構成するディスク・ドライブにお
いて編成される。この技法は、本書において「データ・
ストライピング」と呼ばれる。記憶されている各映画
は、その映画の使用中に、このやり方で、複数のディス
クにわたって、ストライピングを施される。

【００５２】本発明は、ビデオ・データが、圧縮形式で
配給されるものと仮定している。ＭＰＥＧ及びＪｏｉｎ
ｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔ Ｇｒｏ
ｕｐ（ＪＰＥＧ）フォーマットは、両方とも、既知であ
り、本発明に用いることが可能である。全部ではなくて
も、ほとんどの伸張が、ユーザの端末で行われる。利用
される特定の圧縮／伸張方法は、本発明の重要な部分で
はない。実際、フィルム・エディタのように、ユーザの
中には、圧縮されていないビデオ・データについて作業
しなければならないものもある。本発明によれば、こう
したデータ、すなわち、圧縮ビデオ・データを、できる
だけ簡単に記憶することが可能になるというだけのこと
であり、また、こうしたデータを利用しても、記憶でき
るデータ量に影響するだけであって、本発明の働きに影
響することはない。

【００５３】圧縮ビデオ・データを受け取ると、サイズ
Ｎのブロックをなすように、データ記憶システムの一部
を構成するディスク・ドライブに書き込まれる。本発明
のこの第１の実施例の場合、ブロック・サイズは、１２
８Ｋバイトのデータである。ディスク・ドライブの論理
アレイにおける第１のディスク・ドライブは、第１の１
２８Ｋバイトを受け取り、第２のディスク・ドライブ
は、次の１２８Ｋバイトを受け取り、というようにし
て、以下継続する。論理アレイの最後のディスク・ドラ
イブが、そのデータ・ブロックを受け取ると、書き込み
が、第１のディスクから再開され、ディスクに映画全体
の書き込みが済むまで行われる。

【００５４】ユーザによって要求されたＦＦ及びＦＲの
要求には、特殊な注意が必要である。データ記憶システ
ムには、全てのビデオ・データが、既に、記憶されてい
るので、ＦＦは、少なくとも、単純なタスクに思える。
あいにく、ビデオ・データを高速で読み取り、さらに、
配給ネットワークを介して、ユーザに送るというのは、
簡単に行えることではない。このため、ユーザのＳＴＢ
によって復号化できない、不正なタイミング・スタンプ
を有するデータ・ストリームが生じることになる。デー
タをより速く読み取って、その一部をユーザに送るだけ
では、やはり、不正データ・ストリームを生じることに
なる。ＦＲの場合、ＭＰＥＧフォーマットで圧縮された
映画は、逆方向に再生することができないので、これら
の方法ではやはり失敗する。これらの方法を用いて、イ
メージを回復することができるとしても、そのイメージ
は、質が低く、ビデオ・データのリアル・タイム処理並
びにユーザのＳＴＢの協働を必要とする。

【００５５】本発明の場合、各映画の独立したＦＦ及び
ＦＲバージョンが作成される。ビデオ・データの非圧縮
再生バージョンにおける所定のパーセンテージのフレー
ムが削除される。次に、ＦＦ及びＦＲによってビデオ・
データを見ている間、ユーザが観測することができない
細部が、残りのフレームから削除される。次に、選択さ
れ、編集されたフレームは、再圧縮されて、正当な圧縮
フォーマットで記憶される。ＦＲバージョンは、編集フ
レームが、ＦＦバージョンと比べて逆の順序に記憶され
ることを必要とする。圧縮前または圧縮後に、フレーム
を再配列して、ＦＲバージョンを作成することが可能で
ある。適正なフレームの選択、及び、不必要な細部の適
切な除去によって、ビデオ・データのもとの再生バージ
ョンを９８％まで削減することが可能である。もとの映
画と同様、ＦＦ及びＦＲバージョンは、ディスク記憶装
置全体にわたってストライピングが施される。ユーザが
ＦＦ及びＦＲ機能を要求すると、これらのＦＦ及びＦＲ
バージョンの映画を用いて、通常のシステム再生速度で
再生される。この実施例の場合、ＦＦ及びＦＲバージョ
ンは、もとの映画の再生に必要な時間の約５％で再生さ
れる。

【００５６】ＦＦ及びＦＲバージョンの映画を作成し、
記憶するこの方法によれば、帯域幅と記憶スペースの両
方が節約され、しかも、質の高いＦＦ及びＦＲイメージ
・セットが得られる。

【００５７】所定のディスク・ドライブは、固定最大数
のユーザ、及び、それに関連したビデオ・データ・スト
リームだけしか支援することはできない。ディスクの全
てにわたって、ビデオ・データの全てにストライピング
を施すことによって、効率よく、ユーザ・ロードのバラ
ンスをとることが可能になる。例えば、全てのユーザが
同じ映画を要求する場合、各ディスクに、映画の一部が
含まれているので、サブシステムの全ディスクが、ビデ
オ・データの供給に関与することになる可能性がある。
各ユーザが、異なる映画を要求する場合、全てのディス
クに、全ての映画の少なくとも一部が含まれているの
で、各ディスクが、やはり、関与することになる。

【００５８】各映画が、１つのディスクだけにしか記憶
されていない場合、各ユーザが異なる映画を要求する第
２のケースでは、各ディスクが単一の個々のユーザを支
援するので、やはり、十分に機能する。しかし、全ての
ユーザが、同じ映画を要求すると、単一ディスクによっ
て支援可能なユーザだけしか、サービスを受けることが
できない。

【００５９】ユーザ・アクセス 図７〜図１０は、ユーザ・アクセス及びビデオ・データ
の表示を伴う、典型的なシステム操作を表したフローチ
ャートである。ステップ２０１において、ユーザは、そ
のＳＴＢを用いて、配給ネットワーク２０（図１参照）
における通信ネットワークの１つを介してリアル・タイ
ム・コントローラ６０（図２）に送られる要求を行い、
ビデオ・データ・プログラムを開始する。ステップ２０
３において、リアル・タイム・コントローラは、ユーザ
がシステムへのアクセスを承認されるか否かの判定のた
め、この要求を制御システム５０（図２）に送る。次
に、ステップ２０５において、制御システム５０は、ユ
ーザのシステムへのアクセスを承認し、ユーザの要求し
た映画を見つけ出すことができる。ステップ２０７にお
いて、制御システムは、リアル・タイム・コントローラ
６０に指令し、映画の再生を開始する。

【００６０】映画が極めてポピュラーなものでない限
り、任意の時間に、要求されたビデオ・データ・プログ
ラムのストライピングが、ディスク・アレイに対して実
施されることはない。とりわけ、ビデオ・サーバが過酷
な利用状態にある場合、アーカイバル記憶システムから
ディスク・アレイへのビデオ・データ・プログラムの転
記には、数分間を要する可能性がある。こうした場合の
待ち時間は、許容可能な限界を超える可能性がある。

【００６１】この問題を最小限に抑えるため、１つ以上
のディスク・アレイに対して、２００の最もポピュラー
な映画の最初の５分間に関する「プリ・ストライピン
グ」を実施することが可能である。これらの映画の１つ
が要求されると、プリ・ストライピングを施したビデオ
・データによって迅速にサービスを行い、同時に、ビデ
オ・データ・プログラムの残りをアーカイバル記憶装置
から呼び出して、ディスク・アレイに転記する。ビデオ
・データの転記は、その利用よりも速く行うことができ
るので、この方法によれば、ユーザがビデオ・データを
受け取る際に遅延を被ることはほとんどなくなる。プリ
・ストライピングを施したプログラムのリストは、定期
的に変更される。

【００６２】リアル・タイム・コントローラ６０は、映
画再生の開始指令を受け取ると、先取りを開始して、デ
ータ・ソース１００（図２）の適合するバッファを充填
する。これは、図８のステップ２０９において行われ
る。

【００６３】ユーザがシステムへのアクセスを承認され
ると、さらに、休止、及び、ＦＦ／ＦＲのようなＶＣＲ
指令が、データ記憶システム、データ・ソース、及び、
スイッチと対話するリアル・タイム・コントローラ６０
のみによって処理される。システム・コントローラは、
これらの要求には関与しない。

【００６４】始動時における高速先取り 前述のように、ビデオ・データ・プログラムは、データ
記憶システム９０（図２）の短期記憶部分を構成する、
ディスク・ドライブ・アレイ９２に「ストライプ」・パ
ターンで記憶されている。

【００６５】割り当てられたデータ・ソースにおけるＦ
ＩＦＯメモリ・バッファは、空であるか、あるいは、以
前の割り当てによる非関連題材を納めている。システム
資源が許可すると、データ・ソースは、ディスク・ドラ
イブ・インターフェイス（図６参照）に対し、映画のス
トライピングが実施されたディスク９７のいくつかから
同時にデータを取り出すように指令する。この取り出さ
れたビデオ・データは、データ・ソース１００に直列に
伝送され、できるだけ迅速にＦＩＦＯメモリ・バッファ
を充填する。本書で「始動時における高速先取り」と称
する、このプロセスによって、各ユーザ毎に、数秒間に
わたる伝送の中断が生じないことを保証するのに十分な
データが、その割り当てられたＦＩＦＯメモリ・バッフ
ァに即座に供給されるという、保証が得られる。

【００６６】ステップ２１１において、リアル・タイム
・コントローラ６０が、ユーザにユーザ・タイム・スロ
ット（ＵＴＳ）を割り当てる。

【００６７】ユーザ・タイム・スロット 単一のディスク・ドライブ・アレイへのアクセスが、単
一のユーザだけにしか許可されない場合、ディスク・ド
ライブ・アレイ全体に対して、ビデオ・データのストラ
イピングを施す必要はない。１つのディスクに、３つの
ビデオ・データ・プログラム・バージョンを、全て、記
憶することが可能であり、第２のディスクは、おそら
く、バック・アップの働きをする。次に、ビデオ・サー
バが、どのバージョンであれ、ユーザが要求したビデオ
・データを利用して、ディスクから順次読み取りを行
う。この利用方法は、概念的には単純であるが、各ユー
ザに独立したディスク・ドライブを充てるビデオ・サー
バというのは、多数のユーザの場合、経済的に実用的で
はない。

【００６８】本書に解説のビデオ・サーバは、その全て
の実施例において、多数のユーザに対する同時サービス
を意図しているので、ディスクの最大利用のためには、
さらに効率のよい方法が必要とされる。

【００６９】利用されるディスク・アレイの任意の１つ
において、各ディスク毎に実施される、それと結合した
データ・ソースに対するビデオ・データの読み取り及び
伝送は、そのデータ・ソースに結合された任意のユーザ
によるデータの利用に比べて、はるかに迅速に行うこと
が可能である。ディスクの最大持続ビデオ・データ読み
取り速度が与えられると、本書でマスタ時間間隔と称す
る、予め決められた時間期間が選択される。この間隔の
精確な長さは、用いられるシステムの構成及びディスク
のタイプによって決まる。従って、それは、ビデオ・サ
ーバ毎に変化する可能性があるが、決して、本発明の教
示を変更するものではない。マスタ時間間隔において読
み取ることが可能な量のビデオ・データが、個々のユー
ザが必要とする平均量のデータに分割される。この結果
は、各マスタ時間間隔に、ディスクが支援可能なユーザ
数であり、各マスタ時間間隔において利用可能なユーザ
・タイム・スロット数を表している。同じディスク・ド
ライブ・アレイに結合された各ユーザ毎に、任意のマス
タ時間間隔における特定のユーザ・タイム・スロットを
割り当てることによって、ディスク・アクセスに関する
競合を排除することが可能になり、所定のディスク・ド
ライブ・アレイによって確実に支援することが可能なユ
ーザ数の最大化が可能になる。

【００７０】図１４は、本発明のマスタ時間間隔、ユー
ザ・タイム・スロット、及び、データ・ストライピング
によって、ディスク・アクセス及びデータに関するユー
ザ資源の競合がいかにして排除されるかを示すタイミン
グ図である。図１４に示すアレイは、３つのディスク・
ドライブ、すなわち、ディスク１、２、及び、３から構
成される。マスタ時間間隔ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、及
び、ＴＭ４は、図の「Ｘ」軸すなわち時間軸を横方向に
延びている。各マスタ時間間隔内において、ディスク当
たり８人のユーザが、ビデオ・データの供給を受けるこ
とができるように、あらかじめ決められており、特定の
ユーザに対する不十分なサービスの危険を冒すことはな
い。従って、各マスタ時間間隔は、図示のように、各マ
スタ時間間隔を再分する、８つのユーザ・タイム・スロ
ットに分割されている。また、ディスク・アレイ全体
に、ビデオ・データのストライピングが施されていると
いう点について、繰り返しておく必要がある。ストライ
プ数は、このディスク・アレイを構成する３つのディス
クの全体にわたってストライピングを施されたビデオ・
データ・プログラムのストライプ・インデックスを表し
ている。「Ｓ」は、ビデオ・データ・プログラムにおけ
るストライプの総数を表している。

【００７１】任意の時間スロット内において、任意の１
つのディスクにアクセスできるのは、１人のユーザだけ
である。図１１に示すように、黒い「*」によって、マ
スタ時間間隔におけるユーザによるディスク・アクセス
が示されている。

【００７２】マスタ時間間隔ＴＭ１のタイム・スロット
１において、ユーザＶ１は、ディスク１からのストライ
プ１を読み取る。ユーザＶ２は、タイム・スロット２に
おいて、ストライプ１を読み取る。ユーザＶ１及びＶ２
は、次に、平行にディスク・アレイを移動し、それぞ
れ、マスタ時間間隔ＴＭ２のタイム・スロット１及び２
において、ディスク２からストライプ２を読み取り、そ
れぞれ、マスタ時間間隔ＴＭ３のタイム・スロット１及
び２において、ディスク３からストライプ３を読み取
る。ストライプ４は、ディスク１上にあるので、ユーザ
Ｖ１及びＶ２は、マスタ時間間隔ＴＭ４においてディス
ク１に戻り、それぞれ、タイム・スロット１及び２にお
いて、ストライプ４を読み取る。ユーザＶ３及びＶ４
は、ユーザＶ１及びＶ２と同じビデオ・データにアクセ
スするが、それらとは時間的にずれている。ユーザＶ３
及びＶ４は、タイム・スロット３及び６が割り当てられ
ており、Ｖ１及びＶ２と同様、並列に進む。マスタ時間
間隔ＴＭ３において、ユーザＶ３及びＶ４は、それぞ
れ、タイム・スロット３及び６において、第２のディス
クからビデオ・データの第２のストライプを読み取る。
マスタ時間間隔ＴＭ４において、ユーザＶ３及びＶ４
は、それぞれの同じタイム・スロットにおいて、ディス
ク３からストライプ３を読み取る。

【００７３】ユーザＶ５は、マスタ時間間隔ＴＭ３にお
いて、ビデオ・データの読み取りを開始し、タイム・ス
ロット３が割り当てられる。ユーザＶ３にも、タイム・
スロット３が割り当てられているが、ユーザＶ５及びＶ
３は、そのタイム・スロットにおいて、必ず、異なるデ
ィスクにアクセスする。同じディスクのアクセスは、必
ず、少なくとも、マスタ時間間隔１つ分だけずれてい
る。この結果、競合のない、ディスク・ドライブの最大
利用が可能になる。

【００７４】図１４に示すアレイは、マスタ時間間隔当
たり８人のユーザに十分なメモリ支援を提供することが
可能であり、マスタ時間間隔当たり２４人のユーザが、
例示のアレイの最大負荷である。２５人目のユーザが、
ディスク・アレイに対するアクセスを要求すると、アク
セスは、拒否される。強調しておくべきは、任意のある
時間に、所定のディスクにアクセスするユーザは、１人
だけということである。

【００７５】図１２は、ＵＴＳの割り当てプロセスのフ
ローチャートである。ＵＴＳモデルは、ステップ２５０
において、初期設定され、ステップ２５２において、ユ
ーザ開始要求を待つ。要求の受信時、ディスクの中に
は、ユーザに対するサービス中のものもあるかもしれな
い。要求を受け取る瞬間は、「現タイム・スロット」と
呼ばれる。図１２に示すフローチャートにおける残りの
ステップは、現タイム・スロットによって決まる時間期
間内に実行される。

【００７６】要求を受け取ると、システムは、ユーザの
要求した第１のデータ・ブロックがどのディスクに納め
られているかを判定する。システムは、どのディスク
に、第１のデータ・ブロックが納められているかを判定
すると、ディスクを検査して、ユーザの要求に適応する
ことが可能か否かを判定する。各ディスク毎に、どのＵ
ＴＳがユーザによって占有されているかを示す、テーブ
ルが設けられている。システムは、「Ｓ_index」と称す
るインデックスを用いて、テーブルを調べる。Ｓ_{i ndex}
は、「現タイム・スロット」の値に初期設定され、適合
するディスク・テーブルに対するアクセスが行われる
（ステップ２５３）。システムは、次に、ディスクのＵ
ＴＳテーブルのインデックスをＳ_indexに等しくなるよ
うにセットして、該テーブルを調べる。

【００７７】テーブルは、Ｓ_indexによって指定された
ＵＴＳが、既に別のユーザによって占有されているか否
かを表示する（ステップ２５４）。ＵＴＳが利用可能な
場合には、ユーザに割り当てられ、ユーザは、即座に、
ディスクからデータを取り出す（ステップ２５８）。Ｕ
ＴＳが、利用可能でなければ、Ｓ_indexがインクリメン
トされる（ステップ２６０）。Ｓ_indexと現タイム・ス
ロットとの差が、検査される（ステップ２６２）。この
差が、許容可能なユーザ待ち時間のしきい値を超える
と、プロセスが終了し、現ＵＴＳを占有する現ユーザを
追い出す（ステップ２６４）。

【００７８】ユーザを追い出しても、そのユーザのビデ
オ・データ・プログラムが中断されることはない。後述
のプロセスにおいて、各ユーザに割り当てられたＦＩＦ
Ｏメモリ・バッファは、ほぼ完全に満杯ということなり
がちである。特定のマスタ時間間隔における１つのタイ
ム・スロットを失っても、ＦＩＦＯメモリ・バッファの
ビデオ・データが用いられるだけのことである。全ての
ビデオ・データを使ってしまう前に、追い出されたユー
ザにタイム・スロットの再割り当てが行われる。

【００７９】ステップ２６２において評価された待ち時
間を超えていなければ、制御は、ステップ２５４に戻
る。ディスク・アレイを制御するディスク・インターフ
ェイスにおいて、計算が行われる。

【００８０】高速ディスク取り出し 通常の操作において、多くのユーザは、単一データ・ソ
ースに結合されたディスク・ドライブ・アレイに記憶さ
れている映画にアクセスする。ユーザがデータを利用で
きるレートは、固定される。この好ましい実施例の場
合、大部分のユーザは、毎秒約３メガバイトのビデオ・
データを必要とする。 共通データ・ソースのユーザ
は、同じデータ消費レートとすることもできるし、ある
いは、別個のレートとすることも可能である。これによ
って、本発明の働きが影響されることはない。最適操作
のため、また、割り当てられたデータ・ソースまたはそ
の割り当てられたデータ記憶サブシステムが故障した場
合に、予備データ・ソースから適正なビデオ・データに
アクセスできるようにするため、データ・ソースにおけ
る個々のＦＩＦＯメモリ・バッファは、できる限り、一
杯に保つことが望ましい。

【００８１】本発明の場合、ディスク・アレイからのデ
ータの取り出し速度は、そのデータの用いられる平均速
度をわずかに上回っている。このため、ＦＩＦＯメモリ
・バッファは、平均して、空であるより、満杯に近い状
態に保たれる。システムの利用は増すものと期待される
ので、データの使用を上回る速度でバッファに充填する
確率的プロセスは、必ず、バッファを完全に満たされた
状態に保つことに成功するというわけではなく、その最
大容量に近づく保証が得られやすいということである。
この積極的なスケジューリングは、極めて長い時間期間
にわたって、一定速度に持続されるので、ビデオ・デー
タについては可能である。

【００８２】図１３は、本発明の典型的なＦＩＦＯメモ
リ・バッファの、ある時間期間にわたるビデオ・データ
量を示す図である。Ｔ_Dは、ディスク・アレイからの充
填操作が必要とする、時間量を表しており、Ｔ_Cは、Ｆ
ＩＦＯメモリ・バッファからの放出操作が必要とする、
時間量を表している。ＦＩＦＯメモリ・バッファ１０１
及び１０３（図４）は、時間Ｔ_Dにおいて、記憶システ
ム９０（図２及び３参照）から充填され、時間Ｔ_Cにお
いて、空になる。図１３には、順次生じる充填操作と放
出操作が示されているが、メモリ・バッファは、ＦＩＦ
Ｏバッファの働きをするので、これらの操作は、実際に
は、同時に実施される。

【００８３】図１３に示すように、平均充填速度は、平
均放出速度をわずかに上回っているので、バッファが、
操作の続行につれて、さらに満たされることになりやす
いという保証が得られる。バッファが、完全に満たされ
た状態に近づくと、充填操作が１つスキップされる。こ
れが、図１３にＴ_Skipで表示されている。図１３には、
始動時における高速先取りも、時間Ｔ_pとして表示され
ている。Ｔ_pは、できれば、＜３Ｔ_Dであることが好まし
い。

【００８４】新しいユーザには、すぐに、ＵＴＳを与え
なければならず、現ユーザは、追い出さなければならな
い。ユーザが追い出される場合、１つ以上の充填サイク
ルがスキップされる。Ｔ_Skipは、この状態に起因する可
能性がある。バッファは、ほぼ満杯に保持されているの
で、充填サイクルをスキップしても、追い出されるユー
ザに対するサービスの損失は生じない。

【００８５】ビデオ・データ表示モード ＵＴＳの割り当てが済むと、ステップ２１３において再
生が開始され（図８）、システムは、新しい操作モード
に入る。このモードにおいて、システムは、まず、ステ
ップ２１５で、チェックを行い、ＶＣＲ指令がユーザか
ら送られてきたか否かを確認する。指令を受け取りいな
ければ、システムは、ステップ２３３で、要求された映
画が終了していないかチェックする。映画が終了してい
なければ、システムは、ステップ２１５に戻る。

【００８６】ステップ２１５において、ＶＣＲ指令を受
け取れば、システムは、ステップ２１７において、ま
ず、チェックを行い、その指令が休止であるか否かを確
認する（図１０）。その指令が休止であれば、ステップ
２１９において、制御システム５０に通知され、再生が
休止され、ＵＴＳが解放されるが、データ・ソース１０
０の割り当てられたバッファは、解放されない。本発明
の実施例の中には、リアル・タイム・コントローラに、
休止指令の少し後に、ＦＦまたはＦＲ指令が続くことを
想定するように命じるものもあり、リアル・タイム・コ
ントローラは、データ・ソースに対して、鑑賞中の映画
のＦＦまたはＦＲバージョン、あるいは、両方のバージ
ョンの先取りを開始するように、指令する。いずれの実
施例にせよ、システムは、ステップ２２１において、指
令操作モードを待つ状態に戻る。

【００８７】ステップ２１７において受け取る指令が、
休止指令でなければ、必然的に、ＦＦ、ＦＲ、及び、再
生指令のいずれかである。この場合、ステップ２２３に
おいて、制御システムに通知され、ステップ２２５にお
いて、要求された映画の関連バージョンの先取りが命令
され、もとのＵＴＳが解放されている場合には、ステッ
プ２２７において、新しいＵＴＳが割り当てられ、ステ
ップ２２９において、新しい映画が再生され、ステップ
２３１において、再び、指令操作モードを待つ状態を開
始する。

【００８８】ＦＦ／ＦＲ操作 ＦＦ及びＦＲバージョンの映画が、独立した映画として
記憶され、ディスク・メモリ全体にわたってストライピ
ングを施される。ＦＦ及びＦＲバージョンの映画のレイ
アウトは、ユーザが、再生、ＦＦ、及び、ＦＲの間で、
任意の順にスイッチしても、それらが、やはり、同じＵ
ＴＳ及び同じディスクにとどまるように行われる。これ
により、低レベルのディスク及びユーザＩ／Ｏのスケジ
ューリングが、ユーザの要求する操作モードとは関係な
く実施されることになる。

【００８９】図１４のダイヤグラム、及び、図１５ａ〜
ｄのフローチャートには、本発明において、ＦＦ及びＦ
Ｒがいかに実施されるかが示されている。図１４の番号
は、プログラム・ストライプ・インデックスであり、本
書では映画の位置と呼ばれる。システムが、ビデオを再
生中であって、早送りを要求した場合、システムは、ユ
ーザが現在アクセス中のディスクに対してストライピン
グが施された、ＦＦ映画バージョンの最も近い先行位置
を見つける（図１５ａのステップ３０１）。その位置が
見つかると、システムは、該位置で、ＦＦバージョンの
映画の再生を開始する（ステップ３０３）。これが、図
１４の最初のコラムに示されている。この場合、指令
は、通常の映画バージョンにおける位置２１で受信され
る。映画の最も近い先行ＦＦ位置は、セグメント１であ
る。ＦＦバージョンは、この位置で開始される。

【００９０】ＦＦから再生へのスイッチングには、ビデ
オ・データ・プログラムの通常バージョンにおいて、映
画の最も近い先行セグメントを見つけることが必要にな
る（図１５ｂのステップ３０５）。この位置が見つかる
と、該位置から再生が開始される（ステップ３０７）。
図１４に示すように、第３のコラムにおいて、ＦＦセグ
メント２０の再生中に、再生指令を受け取る。ディスク
３において、再生バージョンの最も近い先行セグメント
は、１９であり、ここから、再生バージョンが実行され
る。

【００９１】再生モードからＦＲモードへのスイッチン
グには、システムが、アクセス中のディスクに記憶され
ているビデオ・データ・プログラムのＦＲバージョンに
おいて、最も近い後行時間セグメントを見つけることが
必要になる（図１５ｃのステップ３０９）。次に、ＦＲ
バージョンが、この後行ポイントから再生される。図１
４の第２のコラムにおいて、ビデオ・データ・プログラ
ムの再生バージョンが、セグメント２６にある。同じデ
ィスクに記憶されたビデオ・データ・プログラムのＦＲ
バージョンの最も近い後行セグメントは、セグメント６
０である。これが、ＦＲバージョン再生の開始位置であ
る。

【００９２】最後に、ＦＲから通常再生へのスイッチン
グには、ＦＲバージョンが現在利用中の同じディスクに
記憶されているビデオ・データ・プログラムの再生バー
ジョンにおいて、最も近い先行ポイントを見つけること
が必要になる（図１５ｄのステップ３１１）。再生操作
は、このポイントから開始される（ステップ３１３）。
図１４のコラム４において、ＦＲバージョン・セグメン
ト４０は、図示のように、再生モードに戻る指令を受信
した状態にある。同じディスクにおいて再生バージョン
の最も近い先行セグメントは、セグメント４０であり、
これが、再生操作を開始する位置である。

【００９３】ステップ２３３（図８）において、システ
ムは、鑑賞中のビデオ・データ・プログラムが終了した
と判定すると、次に、ステップ２３５において、ＵＴ
Ｓ、データ・ソース１００のＦＩＦＯバッファ、並び
に、ユーザに割り当てられた他のシステム資源を解放す
る。ビデオ・データ・プログラムの終わりには、休止を
設けて、システムが解放する前に、ユーザが巻き戻し
て、映画の一部を見ることができるようにすることも可
能である。本発明を決して変更することなく、こうした
多くのビューイング・オプションを提供することが可能
である。次に、利用可能なサービスのメニューが現れ
（ステップ２３７）、システムは、ステップ２３９にお
いて、指令モードを待つ状態に戻る。ユーザに、システ
ムの利用を終了しようとしている場合には（ステップ２
４１）、ステップ２４５において、制御システムに通知
され、全ての資源が解放される。ユーザが、終了しよう
としていない場合には、操作は、ステップ２０１に戻る
（図７）。

【００９４】以上で解説を終了するが、本願発明には、
例として次のような実施態様が含まれる。

【００９５】（１）少なくとも、ビデオ・データを記憶
するためのデータ記憶システム（９０）と、データ記憶
システム（９０）に結合されて、伝送のため、データ記
憶システムから検索されたビデオ・データに書式化を施
す複数のデータ・ソース（１００）と、データ・ソース
（１００）のそれぞれ、及び、複数の通信チャネルに結
合されて、データ・ソース（１００）から通信チャネル
にパッケージ化したビデオ・データを送るスイッチ（８
０）と、スイッチ（８０）、データ・ソース（１０
０）、及び、データ記憶システム（９０）に結合され
て、データ記憶システム（９０）とデータ・ソース（１
００）の接続、データ・ソース（１００）とスイッチ
（８０）の接続、及び、スイッチ（８０）と通信チャネ
ルの接続を制御し、通信チャネルを介してユーザから受
け取るユーザ要求に応答して、少なくとも部分的に接続
を行う第１のコントローラ（６０）と、第１のコントロ
ーラ（６０）に結合されて、ユーザによるシステム・ア
クセスを制御する第２のコントローラ（５０）から構成
される、複数のユーザに少なくともビデオ・データを提
供するためのシステム。

【００９６】（２）データ記憶システム（９０）に、さ
らに、少なくとも複数のビデオ・データ・プログラムを
記憶するためのアーカイバル・テープ記憶システムと、
アーカイバル・テープ記憶システムに結合されて、アー
カイバル・テープ記憶システムからビデオ・データ・プ
ログラムを受け取り、記憶し、アーカイバル・テープ記
憶システムよりも迅速な、ビデオ・データ・プログラム
へのアクセスを可能にする複数のディスク・ドライブ
（９７）と、データ・ソース（１００）及びディスク・
ドライブ（９７）に結合されて、データ・ソースが、デ
ィスク・ドライブ（９７）に記憶されたビデオ・データ
・プログラムにアクセスできるようにする、複数のディ
スク・インターフェイス（９６）が設けられていること
を特徴とする、上記（１）に記載のシステム。

【００９７】（３）データ・ソース（１００）に、さら
に、少なくとも１対のＦＩＦＯメモリ・バッファがデー
タ・ソース（１００）に結合された各ユーザに利用可能
であり、対をなす第１のＦＩＦＯメモリ・バッファ（１
０１）が、データ記憶システムからビデオ・データを受
け取り、対をなす第２のＦＩＦＯメモリ・バッファ（１
０３）が、第１と第２のコントローラ（６０、５０）か
ら他のデータを受け取るようになっている、複数のＦＩ
ＦＯメモリ・バッファ対（１０１、１０３）と、複数の
ＦＩＦＯメモリ・バッファ対（１０１、１０３）に結合
されて、どちらのＦＩＦＯメモリバッファ対がデータの
伝送すべきかを選択する、セレクタ・スイッチ（１０
２）と、セレクタ・スイッチ（１０２）に結合されて、
セレクタ・スイッチ（１０２）にタイミング信号を加
え、ＦＩＦＯメモリ・バッファ対（１０１、１０３）が
データを伝送する時間長を決定するレート発生器（１０
５）と、レート発生器（１０５）及びデータ記憶システ
ム（９０）に結合されて、ＦＩＦＯ対（１０１、１０
３）のどちらをデータ記憶システム（９０）に結合する
かを選択し、レート発生器（１０５）が発生しなければ
ならないレートを決定する第３のコントローラ（１０
７）と、セレクタ・スイッチ（１０２）及び通信チャネ
ルに結合され、通信チャネルを介した伝送に備えて、第
１及び第２のＦＩＦＯ（１０１、１０３）からのデータ
に書式化を施すマルチプレクサ（１０９）が設けられて
いることを特徴とする、上記（１）に記載のシステム。

【００９８】（４）スイッチによって、複数のデータ・
ソース（１００）の任意の１つと通信チャネルの任意の
１つを結合しうるようにしたことを特徴とする、上記
（３）に記載のシステム。

【００９９】（５）第２のコントローラ（５０）が、少
なくとも１つの外部コンピュータ・システム（４０）に
追加結合されることと、外部コンピュータ・システム
（４０）によって、第２のコントローラに対するデータ
処理サービスが提供されることを特徴とする、上記
（１）に記載のシステム。

【０１００】（６）ビデオ・データ・プログラムが、圧
縮形態で記憶されることを特徴とする、上記（２）に記
載のシステム。

【０１０１】（７）複数のデータ・プログラムのそれぞ
れが、再生バージョン、早送りバージョン、及び、早戻
しバージョンとして、アーカイバル・テープ記憶システ
ムに記憶されることと、再生バージョンが、全ビデオ・
データ・プログラムから成ることと、早送りバージョン
が、再生バージョンの所定の部分から成ることと、早戻
しバージョンが、再生バージョンの所定の部分から成る
が、再生バージョン及び早送りバージョンとは逆の順序
で、アーカイバル・テープ記憶システムに記憶されてい
ることと、ビデオ・プログラムの３つのバージョンは、
ユーザがビデオ・データ・プログラムを要求すると、デ
ィスク・ドライブ（９７）に書き込まれることを特徴と
する、上記（３）に記載のシステム。

【０１０２】（８）ユーザがビデオ・データ・プログラ
ムを要求すると、ビデオ・データ・プログラムが、アー
カイバル・テープ記憶システムから複数のディスク・ド
ライブ（９７）に転記されることと、複数のディスク・
ドライブ（９７）のそれぞれが、ビデオ・プログラムの
３つのバージョンのそれぞれについて、所定の部分を受
け取ることを特徴とする、上記（７）に記載のシステ
ム。

【０１０３】（９）ユーザに割り当てられたＦＩＦＯメ
モリ・バッファ対（１０１、１０３）が、ユーザが要求
したビデオ・データ・プログラムのバージョンの一部が
転記されているディスク・ドライブ（９７）のそれぞれ
から、ビデオ・データを受け取ることと、ＦＩＦＯメモ
リ・バッファ対（１０１、１０３）がユーザにビデオ・
データ・プログラムを伝送する前に、各ディスク・ドラ
イブが、ＦＩＦＯメモリ・バッファ対（１０１、１０
３）に対して、ビデオ・データを順次伝送することを特
徴とする、上記（８）に記載のシステム。

【０１０４】（１０）ユーザが、いつでも、早送りバー
ジョン、早戻しバージョン、及び、再生バージョンの中
から選択することができることと、第１のコントローラ
（６０）が、通信チャネルからユーザの要求を受け取っ
た後、上記システムが、第１のコントローラ（６０）の
制御下において、ディスク・ドライブからユーザに割り
当てられたＦＩＦＯ対（１０１、１０３）に、ユーザが
選択したバージョンを送ることを特徴とする、上記
（８）に記載のシステム。

【０１０５】（１１）複数の通信チャネルを備え、複数
のユーザに結合された配給ネットワークに結合された、
少なくともビデオ・データを提供するためのビデオ・サ
ーバにおいて、複数のソースから少なくともビデオ・デ
ータを受け取り、ユーザへの伝送に備えて、少なくとも
ビデオ・データに書式化を施す複数のデータ・ソース
（１００）と、配給ネットワーク及びデータ・ソース
（１００）に結合されて、複数の通信チャネルの任意の
１つと複数のデータ・ソース（１００）の任意の１つを
結合することが可能な第１のスイッチ（８０）と、複数
のデータ記憶装置（９２）から構成され、少なくともビ
デオ・データを記憶するデータ記憶システム（９０）
と、データ・ソース（１００）及びデータ記憶システム
（９０）に結合されて、複数のデータ記憶装置（９２）
の任意の１つを複数のデータ・ソース（１００）の任意
の１つに結合する第２のスイッチ（７０）と、第１のス
イッチ（８０）、第２のスイッチ（７０）、及び、デー
タ・ソース（１００）に結合されて、データ記憶システ
ム（９０）とデータ・ソース（１００）の結合、及び、
データ・ソース（１００）と通信チャネルの結合を制御
する第１の制御システム（６０）と、第１の制御システ
ム（６０）に結合されて、どのユーザがサーバにアクセ
スできるかを指示する第２の制御システム（５０）から
構成される、ビデオ・サーバ。

【０１０６】（１２）データ・ソースに、さらに、デー
タ記憶入力ポート及びネットワーク・ポートに結合され
て、先入れ先出し順に、ポートを介して受け取るビデオ
・データ及びその他のデータを記憶する複数のＦＩＦＯ
メモリ・バッファ（１０１、１０３）と、ＦＩＦＯメモ
リ・バッファに結合されたセレクタ・スイッチ（１０
２）と、セレクタ・スイッチ（１０２）及びネットワー
ク・ポート（１０６）に結合されたマルチプレクサ／デ
マルチプレクサ（１０９）と、セレクタ・スイッチ（１
０２）に結合されて、複数の異なるタイミング周波数を
発生し、セレクタ・スイッチ（１０２）を介して、ＦＩ
ＦＯメモリ・バッファ（１０１、１０３）からマルチプ
レクサ／デマルチプレクサ（１０９）に送られる、デー
タの流れを制御するレート発生器（１０５）と、レート
発生器（１０５）及びデータ記憶入力ポート（１０４）
に結合されて、データ記憶システム（９０）及びネット
ワーク・ポート（１０６）からＦＩＦＯメモリ・バッフ
ァ（１０１、１０３）へのデータの流れを制御し、ＦＩ
ＦＯメモリ・バッファ（１０１、１０３）からセレクタ
・スイッチ（１０２）へのデータの流れを制御するデー
タ・ソース・コントローラ（１０７）が設けれているこ
とを特徴とする、上記（１１）に記載のビデオ・サー
バ。

【０１０７】（１３）データ記憶システムに、さらに、
第１の規定のアクセス時間及び第１の規定の記憶容量を
備えた、長期データ記憶システムと、長期データ記憶シ
ステムに結合され、第１の規定の記憶容量より少ない第
２の規定の記憶容量、及び、第１の規定のアクセス時間
より短い第２の規定のアクセス時間を備えた、短期デー
タ記憶システム（９２）と、短期データ記憶システム
（９２）及びデータ・ソース（１００）に結合されてお
り、短期データ記憶システム（９２）にアクセスして、
データ・ソース（１００）にデータを伝送するように指
令し、長期データ記憶システムにアクセスして、短期デ
ータ記憶システムにデータのダウンロードを行うように
指令する複数のデータ記憶インターフェイス（９６）が
設けられていることを特徴とする、上記（１２）に記載
のビデオ・サーバ。

【０１０８】（１４）第１の制御システム（６０）が、
第１のスイッチ（８０）によって、配給ネットワークを
介してユーザからのユーザ指令を受け取り、該指令に応
答して、データ・ソース（１００）、第１と第２のスイ
ッチ（８０、７０）、及び、データ記憶システム（９
０）に制御を加えることを特徴とする、上記（１１）に
記載のビデオ・サーバ。

【０１０９】（１５）第２の制御システム（５０）が、
ビデオ・サーバに対して少なくともアカウント支援を行
う、少なくとも１つの外部コンピュータ・システム（４
０）に結合されていることを特徴とする、上記（１１）
に記載のビデオ・サーバ。

【０１１０】（１６）長期データ記憶システムが、複数
のビデオ・データ・プログラムを記憶することと、各ビ
デオ・プログラムが、第１の再生バージョン、第２の早
送りバージョン、及び、第３の早戻しバージョンとして
記憶されることを特徴とする、上記（１３）に記載のビ
デオ・サーバ。

【０１１１】（１７）短期データ記憶システム（９２）
が、複数のディスク記憶装置（９７）から構成され、所
定の数のディスク記憶装置が、ディスク記憶装置（９
７）の１次元アレイを形成していることを特徴とする、
上記（１３）に記載のビデオ・サーバ。

【０１１２】（１８）ユーザがビデオ／オーディオ・プ
ログラムを要求すると、ビデオ・プログラムの早送り、
再生、及び、早戻しバージョンが、長期記憶システムか
ら、ディスク記憶装置（９７）の選択された１次元アレ
イに転記されることと、各バージョンの既定ブロック
が、連続したディスク記憶装置（９７）のそれぞれに順
次転記されることを特徴とする、上記（１７）に記載の
ビデオ・サーバ。

【０１１３】（１９）第１の制御システム（６０）が、
ユーザのシステム・アクセス要求を受け取り、その要求
を第２の制御システム（５０）に送り、第２の制御シス
テム（５０）が、ユーザのシステム・アクセスが差しつ
かえないと判定して、第１の制御システム（６０）に、
ユーザがサーバへのアクセスを許可される旨の伝達を行
うと、第１の制御システム（６０）が、ユーザにデータ
・ソース（１００）を割り当てるということを特徴とす
る、上記（１１）に記載のビデオ・サーバ。

【０１１４】（２０）ユーザによって選択されたビデオ
・プログラムのバージョンの一部が、１次元アレイをな
すディスク記憶装置（９７）に対する順次アクセスによ
って、ディスク記憶装置（９７）から、ユーザに割り当
てられたＦＩＦＯメモリ・バッファ（１０１、１０３）
に伝送されることと、ユーザにプログラムが伝送される
前に、ＦＩＦＯメモリ・バッファ（１０１、１０３）
は、その容量の所定のパーセンテージまで充填されてい
ることを特徴とする、上記（１８）に記載のビデオ・サ
ーバ。

【０１１５】（２１）中断することなく、確実に、ユー
ザにプログラムを供給するのに十分なビデオ／オーディ
オ・データが、バッファ対（１０１、１０３）に納めら
れていることを保証するため、バッファ対（１０１、１
０３）には、絶えず再計算されるレートで補給されると
いうことを特徴とする、上記（２０）に記載のビデオ・
サーバ。

【０１１６】（２２）ユーザは、サーバに対するアクセ
スを許されている期間中、いつでも、ユーザが選択した
プログラムについて、記憶されている任意のバージョン
を選択することが可能であるということと、バッファ対
（１０１、１０３）は、ユーザが最初にプログラムのあ
るバージョンを選択した時に充填されたのと同じやり方
で、新たに選択されたバージョンを充填されるというこ
とを特徴とする、上記（２０）に記載のビデオ・サー
バ。

【０１１７】（２３）プログラムが、圧縮形式で、長期
記憶システムに記憶されることを特徴とする、上記（１
６）に記載のビデオ・サーバ。

【０１１８】（２４）データ記憶システム（９０）及び
コンピュータ（６０）を備え、コンピュータが、データ
記憶システムに記憶された少なくとも第１の映画にアク
セスして、ビデオ・カセット・レコーダの再生モードに
極めて近似した再生ビューイング・モードにおいて、ア
クセスした第１の映画を供給することを可能にする、コ
ンピュータ・システムにおける、ビデオ・カセット・レ
コーダの早送りビューイング・モード及び早戻しビュー
イング・モードに近似した早戻しモード及び早送りモー
ドにおいて、映画を表示するための方法であって、所定
の数のフレームの全てから１つのフレームをコピーする
ために、記憶されている映画の第１のコピーを編集する
ステップと、第１のコピーからコピーされたフレーム
を、第１のコピーからコピーされたのと同じ順序で、第
２のコピーとして、データ記憶システム９０に記憶する
ステップと、第１のコピーからコピーされたフレーム
を、第１のコピーからコピーされたのと逆の順序で、第
３のコピーとして、データ記憶システム９０に記憶する
ステップと、ユーザが第１の映画の早送りビューイング
を要求すると、記憶されている第２のコピーを表示する
ステップと、ユーザが第１の映画の早戻しビューイング
を要求すると、記憶されている第３のコピーを表示する
ステップから構成される、 早戻しモード及び早送りモ
ードにおいて、映画を表示するための方法。

【０１１９】（２５）少なくとも第１のビデオ・データ
・プログラムの第２及び第３のコピーをさらに編集し
て、コピーされたフレームから所定の量のデータが除去
されることを特徴とする、上記（２４）に記載の方法。

【０１２０】（２６）メモリ・システム（９０）、メモ
リ・システム（９０）に結合された複数のデータ書式化
装置（１００）、及び、データ書式化装置（１００）及
びメモリ・システム（９０）に結合された制御システム
（６０）から構成され、メモリ・システムに、さらに、
複数のアレイをなすディスク・ドライブ（９７）が設け
られているようなビデオ・サーバにおける、複数の通信
チャネルを介してビデオ・サーバに結合されたユーザ
に、ビデオ・データ・プログラムを提供するための方法
であって、１つのディスク・ドライブ・アレイを構成す
るディスク・ドライブ（９７）の全域にわたって、個々
のビデオ・データ・プログラムのそれぞれにストライピ
ングを施すステップと、通信チャネルの１つを介してビ
デオ・サーバに送られる、ユーザのビデオ・データ・プ
ログラム要求を検出するステップと、要求されたビデオ
・データ・プログラムを納めたディスク・ドライブ・ア
レイをデータ書式化装置に結合するステップと、選択さ
れたデータ書式化装置をユーザに結合された通信チャネ
ルに結合するステップと、要求されたビデオ・データ・
プログラムが記憶されているディスク・ドライブ・アレ
イから、それを順次読み取るステップと、選択されたデ
ータ書式化装置（１００）において、順次読み取ったデ
ータの書式化を行うステップと、書式化されたビデオ・
データをユーザに伝送するステップから構成される、ユ
ーザに、ビデオ・データ・プログラムを提供するための
方法。

【０１２１】（２７）各ビデオ・データ・プログラム
が、第１の再生ビデオ・データ・プログラムと、再生ビ
デオ・データ・プログラムにおけるビデオ・データと同
じ順序で記憶された、再生ビデオ・データ・プログラム
を構成する、選択されたビデオ・データ・セットからな
る第２の早送りデータ・プログラムと、再生ビデオ・デ
ータ・プログラムにおけるビデオ・データと逆の順序で
記憶された、再生ビデオ・データ・プログラムを構成す
る、選択されたビデオ・データ・セットからなる第３の
早戻しデータ・プログラムとから構成されることと、第
１、第２、及び、第３のプログラムには、それぞれ、同
じディスク・ドライブ・アレイの全域にわたってストラ
イピングが施されるということを特徴とする、上記（２
６）に記載の方法。

【０１２２】（２８）さらに、ユーザが、早送りビュー
イング・モードでビデオ・データ・プログラムが見れる
ように指示すると、第２の早送りビデオ・データ・プロ
グラムを順次読み取り、書式化し、伝送するステップ
と、ユーザが、早戻しビューイング・モードでビデオ・
データ・プログラムが見れるように指示すると、第３の
早戻しビデオ・データ・プログラムを順次読み取り、書
式化し、伝送するステップが含まれていることを特徴と
する、上記（２７）に記載の方法。

【０１２３】（２９）複数のビデオ・データ・プログラ
ムを記憶するステップと、通信チャネルを介して、ユー
ザからビデオ・データ・プログラムの要求を受け取る
と、ビデオ・データ・プログラムを検索するステップ
と、ユーザへの伝送に備えて、検索したビデオ・データ
・プログラムを書式化するステップと、書式化されたビ
デオ・データ・プログラムをユーザに伝送するステップ
から構成される、通信チャネルに結合されたユーザにビ
デオ・データを提供するための方法。

【０１２４】（３０）複数のビデオ・データ・プログラ
ムを記憶するステップに、さらに、複数のデータ記憶装
置（９７）をして複数のアレイを構築するステップと、
複数のアレイをなす複数のデータ記憶装置（９７）の少
なくとも１つに、複数のビデオ・データ・プログラムの
それぞれを記憶するステップが含まれていることを特徴
とする、上記（２９）に記載の方法。

【０１２５】（３１）複数のビデオ・データ・プログラ
ムのそれぞれを記憶するステップに、さらに、ビデオ・
データ・プログラムを、それぞれ、既定のサイズを備え
た、複数のデータ・ブロックに分割するステップと、ア
レイをなすデータ記憶装置（９７）のうちの第１のデー
タ記憶装置（９７）に第１のデータ・ブロックを記憶す
るステップと、後続のデータ記憶装置（９７）に後続の
データ・ブロックを記憶するステップと、データ・ブロ
ック数が、アレイをなすデータ記憶装置（９７）のデー
タ記憶装置（９７）数を超えると、上記した、第１のデ
ータ・ブロックを記憶し、後続データ・ブロックを記憶
するステップを繰り返すステップが含まれていることを
特徴とする、上記（３０）に記載の方法。

【０１２６】（３２）各ビデオ・データ・プログラム
が、再生バージョン、早送りバージョン、及び、早戻し
バージョンから構成されることと、再生バージョン、早
送りバージョン、及び、早戻しバージョンが、それぞ
れ、データ・ブロックに分割され、アレイをなすデータ
記憶装置９７に互いに並列に記憶されることと、再生バ
ージョン、早送りバージョン、及び、早戻しバージョン
の第１のデータ・ブロックが、第１のデータ記憶装置９
７に記憶され、再生バージョン、早送りバージョン、及
び、早戻しバージョンの後続のデータ・ブロックが、後
続のデータ記憶装置９７に記憶されることと、第１のデ
ータ・ブロック及び後続のデータ・ブロックに記憶する
プロセスが、各バージョンの最後のデータ・ブロックが
データ記憶装置（９７）に記憶されるまで、並列に継続
されることを特徴とする、上記（３１）に記載の方法。

【０１２７】（３３）ユーザは、再生バージョン、早送
りバージョン、及び、早戻しバージョンの任意の１つを
要求することができるということと、ユーザは、ユーザ
に対するビデオ・データの提供時に、任意のあるバージ
ョンから任意の他のバージョンにスイッチすることがで
きるということを特徴とする、上記（３２）に記載の方
法。

【０１２８】（３４）ユーザが第１のバージョンから第
２のバージョンにスイッチすると、現在アクセスしてい
る、第１のバージョンのデータ・ブロックと同じ記憶装
置（９７）に記憶されている、第２のバージョンのデー
タ・ブロックが検索され、書式化され、伝送されること
を特徴とする、上記（３３）に記載の方法。

【０１２９】（３５）テープ記憶装置に、既定の数の複
数のビデオ・データ・プログラムが記憶されていること
と、さらに、ユーザが、テープ記憶装置に記憶されてい
るビデオ・データの要求を行ったか否かを判定するステ
ップと、上記した、分割ステップ、第１のデータ・ブロ
ックの記憶ステップ、後続のデータ・ブロックの記憶ス
テップ、及び、該記憶ステップを繰り返すステップを利
用して、テープ記憶装置に記憶されている、要求された
ビデオ・データ・プログラムをアレイをなすデータ記憶
装置（９７）に転記するステップが含まれることを特徴
とする、上記（３１）に記載の方法。

【０１３０】（３６）早送りバージョン及び早戻しバー
ジョンが、再生バージョンの所定の部分から構成される
ことと、早送りバージョンのビデオ・データが、再生バ
ージョンのビデオ・データと同じ順序で記録されること
と、早戻しバージョンのビデオ・データが、再生バージ
ョンのビデオ・データと逆の順序で記録されることを特
徴とする、上記（３１）に記載の方法。

【０１３１】（３７）複数のユーザが、それぞれのデー
タ記憶装置（９７）にアクセス可能であることと、各ユ
ーザには、ユーザが、アレイをなすデータ記憶装置の１
つからビデオ・データ・ブロックを受け取る第１の規定
の所要時間を有する、タイム・スロットが割り当てられ
ていることを特徴とする、上記（３１）に記載の方法。

【０１３２】（３８）テープ記憶装置に記憶された各ビ
デオ・データ・プログラムの所定の第１の部分が、少な
くとも１つのアレイをなすデータ記憶装置（９７）に転
記されることと、ユーザによるビデオ・データ・プログ
ラムの要求後、各ビデオ・データ・プログラムの残りの
部分が、上記アレイに転記されることと、ビデオ・デー
タ・プログラムの残りの部分が転記されている間に、ユ
ーザには、所定の部分が供給されるということを特徴と
する、上記（３５）に記載の方法。

【０１３３】

【発明の効果】以上のように本願発明によれば、ＶＯＤ
が実現可能になる前に、比較的低コストで、数千とはい
かなくても、数多くののビデオ出力ストリームを発生
し、制御することが可能な、新規のアーキテクチャを含
むビデオ・サーバ・システムを提供することができた。
さらに、いくつかある競合フォーマットの任意の１つに
よってビデオ・データの圧縮及び記憶が行われても、拡
張が可能で、故障を許容し、効率の良い操作が行える、
新規のアーキテクチャを含むビデオ・サーバ・システム
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の動作環境を示すブロック図である。

【図２】 本発明の第１の実施例のブロック図である。

【図３】 本発明の第２の実施例のブロック図である。

【図４】 図２及び３に示すデータ・ソースのブロック
図である。

【図５】 プログラマブル・レート発生器によって、デ
ータ・ソースの出力チャネルの適正な時間多重化がいか
に保証されるかを示す図である。

【図６】 データ記憶サブシステムのブロック図であ
る。

【図７】 本発明の働きを示すフローチャートである。

【図８】 本発明の働きを示すフローチャートである。

【図９】 本発明の働きを示すフローチャートである。

【図１０】本発明の働きを示すフローチャートである。

【図１１】ユーザ・タイム・スロット（ＵＴＳ）がどう
処理されるかをグラフ表現した図である。

【図１２】ＵＴＳを割り当てるプロセスのフローチャー
トである。

【図１３】時間に関する単一ユーザのＦＩＦＯの状況を
示す図である。

【図１４】本発明がＦＦモード及びＦＲモードでいかに
機能するかを示す図である。

【図１５】本発明が操作モードをいかに変更するかを示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ ビデオ・サーバ ２０ 配給ネットワーク ３０ クライアント・ノード ４０ アプリケーション・サーバ ５０ 制御システム（ＣＳ） ６０ リアル・タイム・コントローラ（ＲＴＣ） ７０ スイッチ（Ｍ／Ｄスイッチ） ８０ スイッチ（Ｍ／Ｄスイッチ） ８５ モニタ ９０ データ記憶システム ９２ データ記憶サブシステム（ディスク・ドライブ
・アレイ） ９６ ディスク・ドライブ・インターフェイス ９７ ディスク・ドライブ ９９ アレイ・コントローラ １００ データ・ソース １０１ ＦＩＦＯメモリ・バッファ １０２ セレクタ・スイッチ １０３ ＦＩＦＯメモリ・バッファ １０４ ディスクＩ／Ｏポート １０５ レート制御装置 １０６ ネットワーク・ポート １０７ データ・ソース・コントローラ １０９ ＭＵＸ １１１ バス １１３ バス １１５ バス １１６ バス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｌ 12/18 Ｈ０４Ｎ 5/93 (72)発明者 パオロ・エル・シッカード アメリカ合衆国94024カリフォルニア州ロ スアルトス、アインスワース・ドライブ 22261 (72)発明者 クリストファー・アール・アダムス アメリカ合衆国94025カリフォルニア州メ ンロパーク、サンタモニカ・アベニュー 260 (72)発明者 ジェームス・イー・ジェンセン アメリカ合衆国95129カリフォルニア州サ ンノゼ、ロックヘブン・ウェイ 1200 (72)発明者 デビッド・ジョン・コギンス アメリカ合衆国95014カリフォルニア州ク パーチノ、ノース・フットヒル・ブルーバ ード・エフ８ 10190 (72)発明者 マヌー・サパー アメリカ合衆国94555カリフォルニア州フ リモント、ジュリエット・サークル 33924 (72)発明者 カリー・サントス アメリカ合衆国80302コロラド州ボウルダ ー、グロウブ・ストリート 1716

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、ビデオ・データを記憶するた
   めのデータ記憶システム（９０）と、データ記憶システ
   ム（９０）に結合されて、伝送のため、データ記憶シス
   テムから検索されたビデオ・データに書式化を施す複数
   のデータ・ソース（１００）と、 データ・ソース（１
   ００）のそれぞれ、及び、複数の通信チャネルに結合さ
   れて、データ・ソース（１００）から通信チャネルにパ
   ッケージ化したビデオ・データを送るスイッチ（８０）
   と、 スイッチ（８０）、データ・ソース（１００）、及び、
   データ記憶システム（９０）に結合されて、データ記憶
   システム（９０）とデータ・ソース（１００）の接続、
   データ・ソース（１００）とスイッチ（８０）の接続、
   及び、スイッチ（８０）と通信チャネルの接続を制御
   し、通信チャネルを介してユーザから受け取るユーザ要
   求に応答して、少なくとも部分的に接続を行う第１のコ
   ントローラ（６０）と、 第１のコントローラ（６０）に結合されて、ユーザによ
   るシステム・アクセスを制御する第２のコントローラ
   （５０）から構成される、 複数のユーザに少なくともビデオ・データを提供するた
   めのシステム。