KR100929774B1 - 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치 - Google Patents

광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100929774B1
KR100929774B1 KR1020070116013A KR20070116013A KR100929774B1 KR 100929774 B1 KR100929774 B1 KR 100929774B1 KR 1020070116013 A KR1020070116013 A KR 1020070116013A KR 20070116013 A KR20070116013 A KR 20070116013A KR 100929774 B1 KR100929774 B1 KR 100929774B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cable modem
queue
transmission
message
ranging
Prior art date
Application number
KR1020070116013A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090049750A (ko
Inventor
오혜주
홍승은
권오형
이수인
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020070116013A priority Critical patent/KR100929774B1/ko
Priority to US12/099,844 priority patent/US20090125959A1/en
Publication of KR20090049750A publication Critical patent/KR20090049750A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100929774B1 publication Critical patent/KR100929774B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/63—Control signaling related to video distribution between client, server and network components; Network processes for video distribution between server and clients or between remote clients, e.g. transmitting basic layer and enhancement layers over different transmission paths, setting up a peer-to-peer communication via Internet between remote STB's; Communication protocols; Addressing
    • H04N21/643—Communication protocols
    • H04N21/64322—IP
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/16—Arrangements for providing special services to substations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/438—Interfacing the downstream path of the transmission network originating from a server, e.g. retrieving MPEG packets from an IP network
    • H04N21/4383—Accessing a communication channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/40—Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43—Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network or synchronising decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/443—OS processes, e.g. booting an STB, implementing a Java virtual machine in an STB or power management in an STB
    • H04N21/4432—Powering on the client, e.g. bootstrap loading using setup parameters being stored locally or received from the server
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6106—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network
    • H04N21/6118—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the downstream path of the transmission network involving cable transmission, e.g. using a cable modem
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00—Selective content distribution, e.g. interactive television or video on demand [VOD]
    • H04N21/60—Network structure or processes for video distribution between server and client or between remote clients; Control signalling between clients, server and network components; Transmission of management data between server and client, e.g. sending from server to client commands for recording incoming content stream; Communication details between server and client 
    • H04N21/61—Network physical structure; Signal processing
    • H04N21/6156—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network
    • H04N21/6168—Network physical structure; Signal processing specially adapted to the upstream path of the transmission network involving cable transmission, e.g. using a cable modem

Abstract

본 발명에 따른 광-동축 혼합망에서 큐- 길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블 모뎀 초기화 기법 및 장치는, 광-동축 혼합망에서 복수의 송수신 채널을 지원하는 케이블 모뎀(CM)이 상향 데이터 전송을 위해 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 대역할당을 요청하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 케이블 모뎀이 초기화 과정을 수행할 때 전송 버퍼의 바이트 길이로 대역할당을 요청하는 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 전송하는 방법을 제시한다.
또한 큐-길이 기반 대역요청을 하는 케이블 모뎀에 대해 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 대역할당 시 다양한 버스트 프로파일로 자원을 할당할 수 있도록 하며, 케이블 모뎀은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 할당하는 버스트 프로파일로 데이터를 전송하고 연속-연접-분할(CCF) 방식을 이용하여 비교적 작은 캡슐화 오버헤드 및 피기백에 의한 자원 요청이 수시로 가능하도록 하는 방안을 제시함으로써 초기화 과정에서 케이블 모뎀의 효율적인 데이터 전송이 가능하게 한다.
케이블 모뎀(CM), 케이블모뎀전송시스템(CMTS), 초기화, 대역 요청

Description

광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치 {THE METHOE AND APPARATUS OF CABLE MODEM INITIALIZATION USING QUEUE-DEPTH BASED REQUEST FRAME IN HFC NETWORKS}
본 발명은 광-동축 혼합망에서 케이블 모뎀이 데이터를 효율적으로 전송하기 위한 방법으로서, 보다 상세하게는 광-동축 혼합망에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블모뎀 초기화 기법에 관한 것이다.
본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-019-02, 과제명: 하향 1Gbps 디지털 케이블 송수신 시스템 개발].
케이블 모뎀의 초기화 과정에서는 초기화 설정에 필요한 보안 인증 절차, DHCP, ToD, TFTP 서버로의 접속과 등록 절차 수행에 필요한 다수의 메시지 송수신 절차가 필요하다. 따라서 메시지 송수신을 위해서 케이블 모뎀은 전송 데이터가 버퍼에 쌓일 때마다 매번 대역할당 요청 메시지를 보내야 한다. 하지만 복수의 송수신 채널을 사용하는 케이블 모뎀이라 할지라도 등록이 완료되기 전 초기화 설정 단계까지는 단일 채널을 사용하는 케이블 모뎀과 같이 미니 슬롯 기반 대역요청 프레 임을 사용해야 하고 연속-연접-분할(CCF)방식을 이용한 세그먼테이션도 사용할 수가 없다.
이와 같이 복수의 송수신 채널을 가지는 케이블 모뎀은 채널 본딩을 이용한 매커니즘을 사용할 수 있음에도 불구하고 등록이 완료되기 전 초기화 설정 단계에서는 단일 채널을 사용하는 케이블 모뎀과 동일한 동작을 수행함으로써 그 효용성을 충분히 활용하지 못한다.
또한 복수의 채널을 사용하는 DOCSIS 3.0 버전에서는 더 많은 대역 할당이 가능함에도 종래의 프레임 구조에서는 그 구현이 어렵고, 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 시스템에서 케이블 모뎀의 경우 캡슐화로 인한 많은 오버헤드를 초래하므로 이에 대한 조치가 요구된다.
케이블 모뎀의 초기화 과정 수행을 위해서 많은 메시지 송수신 과정이 이루어지고 메시지 전송을 위해 필요한 대역의 요청 및 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터의 자원 할당이 필요하다. 이 경우 복수의 송수신 채널을 지원하는 DOCSIS 3.0 기반의 케이블 시스템에서는 케이블 모뎀의 등록 및 사전 설정 과정에서 이전 시스템보다 더 많은 데이터 전송을 필요로 하며 케이블모뎀전송시스템(CMTS)과의 상호 작용도 많이 요구되는데, 이에 따라 효과적인 데이터 전송 방법이 요구 된다.
또한, 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 시스템에서 케이블 모뎀은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 할당한 자원을 통해 프레그멘테이션 헤더(Fragmentation Header) 및 연집 헤더(Concatenation Header)를 이용하여 데이터를 캡슐화하여 전송하고, 피기백 자원 요청도 연집된 맥 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)들에서 마지막 프레그먼트에서만 추가 패킷들에 대한 피기백 자원 요청을 허용하는데 이러한 방법은 캡슐화로 인한 많은 오버헤드를 초래하고 자원 효율성 면에 있어서도 비효율적인 바 이러한 단점을 해결하고자 한다.
상기 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명 일실시예에 따른 광-동축 혼합망에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블모뎀 초기화 기법에 있어서 케이블모뎀전송시스템(CMTS) 제어 방법은 케이블 모뎀으로 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위한 초기화 설정 메시지를 송신하 는 단계, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징(Ranging)을 위한 레인징 요청 메시지(B-INIT-RNG-REQ)를 수신하는 단계, 상기 수신한 레인징 요청 메시지로부터 케이블 모뎀의 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 메시지 전송 모드를 확인하는 단계, 상기 메시지의 전송 모드 확인 후 상기 케이블 모뎀에 큐-길이 기반 대역 요청을 허용할 것인가를 판단하는 단계, 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송이 허용 되는 경우에 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 광-동축 혼합망에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블모뎀 초기화 기법에 있어서 케이블 모뎀(CM)의 제어 방법은 케이블 모뎀이 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 초기화 설정 메시지를 수신하는 단계, 상기 케이블 모뎀(CM)이 복수의 송수신 채널 지원 가능한 경우, 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지에 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함하여 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로 전송하고, 레인징을 수행하는 단계, 상기 케이블 모뎀이 데이터 전송에 필요한 대역을 할당 받기 위해 큐-길이 기반 대역 요청 프레임(QD-REQ Frame)을 송신하는 단계, 상기 송신한 프레임에 따라 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 할당 받은 대역으로 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 광-동축 혼합망에서 복수의 송수신 채널을 가지는 DOCSIS 3.0 기반의 케이블 시스템에서 케이블 모뎀의 등록 및 초기화 과정을 보다 효율적으로 처 리하기 위하여 케이블 모뎀의 등록 이후부터 허용되는 큐 길이 기반의 대역 요청 프레임을 초기화 시에도 사용할 수 있도록 하고 이와 함께 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 케이블 모뎀에 다양한 버스트 프로파일로 자원을 할당할 수 있도록 한다.
또한 큐 길이 기반의 대역요청 프레임으로 자원할당을 요청함으로써 케이블 모뎀에서는 데이터 전송시 필요한 물리적 오버헤드를 고려하지 않고 상향전송 패킷 발생시 DOCSIS MAC 헤더만 붙여 전송 버퍼에 저장하고 버퍼에 쌓인 바이트 길이로 자원할당을 요청하면 된다. 이때 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 케이블 모뎀이 큐 길이 기반의 대역요청 프레임으로 자원할당을 요청해오면 상향채널 상태 및 자원 교부 양에 따라 다양한 버스트 프로파일로 할당하여 효율적인 데이터 전송이 이루어질 수 있도록 한다.
또한 케이블 모뎀에 CCF 방식으로 데이터를 전송을 허용함으로써 비교적 적은 캡슐화 오버헤드의 장점을 가지고 피기백에 의한 자원 요청이 수시로 가능하도록 한다.
이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체 적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 케이블 망에서 종래의 케이블 모뎀의 초기화 절차를 도시한 도면이다.
이하, 도 1 을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 케이블 망에서 케이블 모뎀의 초기화 절차를 설명한다.
본 발명은 DOCSIS 케이블 망을 기초로 하며 여기서 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications)는 케이블TV 운영업체와 개인 또는 회사의 컴퓨터나 TV 셋 간의 데이터 입출력을 처리하는 장치인 케이블 모뎀의 표준 인터페이스로서, "CableLabs 인증 케이블 모뎀"이라도 알려져 있으며 케이블 상에서 양방향 신호 교환을 위한 변조 방식과 프로토콜을 지정한다.
DOCSIS는 1995년 CableLabs에서 시작해 1997년 7월, DOCSIS 1.0이 발표되었고, 이어 1998년 3월, ITU-T에 의해 국제표준으로 비준되었다. 이후 DOCSIS 1.1, DOCSIS 2.0 표준이 제정되었고, 현재 2008년을 목표로 DOCSIS 3.0 표준이 제정 준비 중이다.
[표1]
Figure 112007081638940-pat00001
상기 [표1]에서는 DOCSIS의 버전에 따른 특징을 설명하였다.
DOCSIS 1.0은 케이블TV망을 이용하여 고속인터넷서비스가 가능하게 한 최초의 상용화된 국제표준이며 당시는 인터넷 탐색(Web Browsing)이 주류를 이루던 시절이므로 DOCSIS 1.0은 상향과 하향의 속도가 다른 비대칭적 데이터 전송구조로 만들어졌다.
DOCSIS 2.0은 P2P, 영상회의, 원격진료, 원격교육 등의 대칭형 서비스를 위해 추진되었으며, 이전 버전에서 상향속도가 최대 10Mbps까지 지원하던 것을 최대 30Mbps까지 지원하는 것이 가장 큰 특징이다.
본 발명의 구현 대상의 일예인 DOCSIS 3.0은 전송속도 개선을 위한 채널본딩(Channel Bonding)이라는 기술을 이용하여 최소 하향 160Mbps, 상향 120Mbps를 제공하고, 주요특징은 M-케이블모뎀전송시스템(Modular 케이블모뎀전송시스 템(CMTS))의 도입, IPv6 지원, SSM을 멀티캐스트에 사용(IGMP v3 수용), 멀티캐스트 QoS 지원 등이다. 이 표준에 의하면 케이블TV망을 통하여 다양한 IP기반의 방송통신 융합서비스 제공이 가능하게 된다.
DOCSIS 케이블 망에서의 종래의 케이블 모뎀의 초기화 절차는 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110), 케이블 모뎀(120), Request Frame(대역할당 요청 프레임)(130), 맵(MAP)(140), QD-REQ Frame(큐-길이 기반 대역 요청 프레임)(150), 데이터 전송 시작 (160), 초기 준비 단계(101), 레인징 단계(102), 보안 인증 단계(103), IP 접속 설정 단계(104), 등록 단계(105) 등을 포함하여 구성되며 그 실시예는 다음과 같다.
케이블 모뎀(120)은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 하향 스트림을 통해 초기화 설정 메시지를 수신하고 그 중 동기화(SYNC) 메시지를 수신하여 동기를 맞추고, 동기가 맞추어지면 맥영역기술(MDD:Mac Domain Description)정보, 상향채널기술(UCD:Uplink Channel Description) 메시지를 획득하고 맵(MAP) 메시지를 받아(101) 이후 레인징을 수행한다.
레인징(Ranging)이란 통신의 연결 품질(특히, 동기화)를 유지하기 위한 프로세스의 집합체를 말하며, 각 단말 케이블 모뎀이 자신을 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 등록 (Registration, 채널 대역폭 예약)한 후에, 케이블 모뎀과 케이블모뎀전송시스템(CMTS) 사이의 거리 즉, 지연시간 등을 알려주는 과정을 말하나 통상 이 과정에서 타이밍 조정, 전력 제어, 주파수 오차 제어 등을 동시에 수행하게 된다.
레인징 수행 시 복수의 송수신 채널을 사용 가능한 상기 케이블 모뎀은 B-INIT-RNG-REQ(Bandwidth Initialize Ranging Request) 메시지로 레인징을 시도한다(102). 레인징이 성공적으로 끝나면 상기 케이블 모뎀은 BPKM(Bandwidth Privacy Key Management) 메시지를 이용하여 보안 인증 절차를 수행하고(103), DHCP(Dynamic Hosting Configuration Protocol) 메시지로 형상 정보 파일 및 형상 정보와 관련된 정보, 케이블 모뎀의 IP 주소, ToD와 TFTP 서버의 IP 주소 등을 획득하여 IP 접속 설정을 한다(104).
이 경우 케이블 모뎀은 DHCP 서버로부터 수신한 정보를 이용하여 ToD 서버에 접속하여 시간 및 날짜 정보를 획득하고 난 후, TFTP 서버에 접속을 시도하고 접속이 완료되면 케이블 모뎀의 등록과정에 필요한 형상정보 파일을 다운로드 받는다. 그 후 케이블 모뎀은 다운로드 한 형상정보 파일을 이용하여 등록요청 메시지(REG-REQ MP)를 보내고 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 받은 등록 응답 메시지(REG-RSP MP)의 결과 모든 설정이 에러 없이 완료되면 성공적으로 완료했다는 메시지를 포함하는 등록 확인 메시지(REG-ACK)를 송신함으로써 등록 과정(105) 및 초기화 과정을 완료한다.
상기의 과정 수행 시 HFC 망에서 상향 채널은 하나의 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 복수개의 케이블 모뎀이 접속하여 버스트 신호로 데이터를 전송하기 때문에, 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 맵(MAP)을 통해 경쟁 구간 및 예약 구간으로 나누어 케이블 모뎀에 자원을 할당한다. 케이블 모뎀은 초기화 설정에서 성공적인 메시지 전송을 위해 필요한 대역할당 요청 프레임(Request Frame)(130)을 보내고, 맵(MAP)(140)을 통해 자원 할당 받은 후 메시지를 전송한다.
이때 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 케이블 모뎀이 어떤 시점에 얼마의 대역이 필요한지를 모르기 때문에 케이블 모뎀으로부터 받은 대역요청 프레임을 바탕으로 대역을 할당하게 된다. 이때 본딩 채널을 지원하는 케이블 모뎀인 경우 등록 과정을 통해 복수의 송수신 채널을 사용하도록 허용된 후(105) 큐 길이 기반 대역요청 프레임(QD-REQ: Queue-Depth based Request)을 이용하고 그 이전, 즉 레인징부터 등록과정까지는(102~105) 미니 슬롯 기반의 대역요청 프레임(Request Frame)을 이용 하여 대역을 할당 받는다.
그러나 본 발명에서는 광동축 혼합망에서 복수의 송수신 채널을 사용하는 케이블 모뎀의 효율적인 데이터 전송을 위해 초기화 설정 단계에서부터 채널 본딩으로 동작할 때 사용되는 매커니즘을 사용할 수 있도록 하는 방법을 제시한다.
처음 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110)은 케이블 모뎀의 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위해 동기화(SYNC)정보, 맵(MAP)정보, 상향채널기술(UCD)정보, 또는 맥영역기술(MDD)정보메시지를 전송한다. 그 후 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 상기 케이블 모뎀(120)이 전송하는 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함한 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지를 받으면, 해당 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역요청 프레임 전송을 지원하는지 확인하고 초기화 설정 과정 동안 큐-길이 기반 대역요청 프레임 전송 및 연속-연접-분할(CCF:Continuous Concatenation and Fragmentation)를 이용한 데이터 전송을 허용할 것인가를 결정한다. 이 경우 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110)은 레인징 응답 메시지(RNG- RSP)를 이용하여 케이블 모뎀에 상기의 정보를 알려준다.
만약 케이블 모뎀이 복수의 송수신 메시지 전송을 지원한다면 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지에 큐-길이 기반 대역 요청 메시지 수신모드로 설정하고 다양한 버스트 프로파일(타입코드(IUC) 5/6/9/10/11)로 데이터를 전송할 수 있도록 맵(MAP)을 할당한다.
상기 케이블 모뎀은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)의 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지로부터 큐-길이 기반 대역 요청(QD-REQ) 프레임 전송 허용 정보를 받았다면 다음 번 메시지 전송을 위해 큐 길이 기반의 대역요청 프레임을 이용하여 자원 할당을 요청한다. 그리고 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 맵(MAP)을 통해 할당하는 버스트 프로파일로 데이터를 전송한다(106).
그러나 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역 요청(QD-REQ) 프레임 전송이 불가능하거나 전송 가능하더라도 등록 이후부터 큐- 길이 기반 대역 요청(QD-REQ)프레임 전송을 허용 하고자 한다면 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 해당 정보를 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지에 표기하여 전송하고 미니슬롯 기반의 대역요청 메시지 수신 모드로 설정한다. 그리고 상향 데이터 버스트 전송도 구간사용코드(IUC) 5/6만 허용하여 맵(MAP)을 구성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 도 1 의 일련의 과정에서의 케이블 모뎀의 제어 방법은 다음과 같다.
케이블 모뎀이 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)로부터 초기화 설정 메시지를 수신하고 그 중 동기화(SYNC) 메시지에 따라 동기를 맞추고 나서 상향채널기 술(UCD)정보, 맥영역기술(MDD)정보, 맵(MAP) 메시지를 획득한다.
상기 케이블 모뎀(CM)은 복수의 송수신 채널 지원 가능한 경우, 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지에 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함하여 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로 전송하고, 레인징을 수행하게 된다.
이 때 상기 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지는 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header) (4bytes)와 성능표시(Capability Flag) (1byte), 케이블 모뎀의 하향 MAC 도메인 서비스 그룹을 알리는 인식필드(MD-DS-SG-ID) (1byte), 하향채널인식필드(Downstream Channel ID) (1byte) 및 상향채널인식필드(Upstream Channel ID) (1byte) 필드로 구성되며, 상기 성능표시(Capability Flag) 필드는 케이블 모뎀의 프레그멘테이션(Fragmentation) 지원 여부 (1bit), 조기인증 및 암호화(EAE: Early Authentication & Encryption)지원 여부 (1bit), 복수의 송수신 채널(QD-REQ) 지원 여부(1bit) 및 그 밖의 예약 비트(5bits)등으로 구성된다.
상기 레인징 수행 후 상기 케이블 모뎀이 데이터 전송에 필요한 대역을 할당 받기 위해 큐-길이 기반 대역 요청 프레임(QD-REQ Frame)을 송신하며, 상기 송신한 프레임에 따라 케이블모뎀전송시스템(CMTS)로부터 할당 받은 대역으로 데이터를 전송하게 된다.
이 경우 보다 효율적인 전송을 위하여 연속-연접-분할(CCF: Continuous Concatenation and Fragmentation)방식을 사용하게 되는데, 이는 우선 상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록을 완료 한 후, 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 할당 받은 대역에 대해 맥 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)들을 프레그멘테이 션 헤더나 연접 헤더 없이 세그먼트 헤더와 큐에 쌓인 데이터를 차례로 분할하여 세그먼트를 채워 전송하고, 상기 전송하고 남은 데이터에 대하여는 다음 번 자원 교부를 기다린 후 맵(MAP)을 통해 다음 번 자원을 교부 받으면 앞서 보낸 데이터에 연속하여 세그먼트 헤더를 붙여 전송하는 방식이다.
도 2 와 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS에서 사용하는 대역 요청 프레임의 형식을 도시한 도면이다.
이하, 도 2 와 도 3 을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 2.0 이전 버전 및 DOCSIS 3.0 버전에서 사용하는 대역 요청 프레임의 형식을 설명한다.
본 발명에 따른 DOCSIS 대역 요청 MAC 프레임은 FC(Frame Control: MAC 헤더 타입 정의)(200,300), MAC PARM(MAC PARAMETER)(201,301), 서비스인식자(SID: Service Identifier)(202,302), HCS(MAC Header Check Sequence)(203,213),FC TYPE(MAC 프레임 제어 타입 필드)(204,214) 등을 포함하여 구성되며 그 실시예는 다음과 같다.
도 2 와 도 3은 케이블 모뎀이 자원할당 요청을 위해 사용하는 대역 할당 요청 프레임(130) 형식을 나타낸 것으로서 MAC 프레임의 헤더 구조를 나타낸 것이다. 도 1 에서 나타난 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110)와 케이블 모뎀(120)은 상향 및 하향 스트림에서 기본 전송 단위인 MAC(Medium Access Control) 프레임을 이용하여 데이터를 주고 받는다. MAC 프레임 구조는 MAC 프레임의 내용을 정의 하는 MAC헤더와 MAC헤더에 따라 그 길이와 존재 여부가 정해지는 데이터 PDU(Protocol Data Unit)로 구성된다. 상기 MAC 프레임은 상향 스트림의 경우 MAC 헤더 앞에 물리 메체 종속 부계층 오버헤드가 붙고, 하향 스트림의 경우 MPEG 전송 헤더가 붙어서 전송된다.
도 2와 도 3 경우의 대역요청 프레임은 FC Type = 11(204,304)로 MAC 관리 헤더를 가지며 데이터 PDU는 붙지 않는 프레임이다. 여기서 FC Type이 '11' 인 경우 상기 MAC 관리 헤더는 MAC 프레임을 관리하기 위한 메시지를 전송할 때 이용되는데, 하향 스트림 채널에서 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 의해 케이블 모뎀으로 전송되는 MAC 관리 메시지를 맵(MAP)(140)이라고 한다. 케이블모뎀전송시스템(CMTS)는 상기 맵(MAP)(140)을 하향 채널에 전송함으로써 케이블 모뎀이 데이터를 전송하기 위한 상향채널의 대역을 정의한다. 서비스인식자(SID) 필드(202,302)에 해당 케이블 모뎀이 할당 받은 서비스인식자(SID)를 표기하고 1 바이트(201) 또는 2 바이트의 MAC PARM 필드(301)에 케이블 모뎀이 필요한 대역을 표기한다.
도 2 는 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 2.0 이전 버전에서 사용하던 프레임 형식으로 1바이트의 MAC PARM 필드(201)를 가진다. 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 자원요청 시 전송할 데이터에 프리앰블, FEC 및 가드타임을 포함한 물리적 오버헤드를 고려하여 필요로 하는 자원을 계산하고 이를 미니 슬롯 단위로 표기하여 전송한다.
도 3 은 복수의 송수신 채널을 지원하는 DOCSIS 3.0 기반으로 동작하는 케이블 모뎀이 초기 등록 과정에서 복수의 송수신 채널을 사용하도록 설정된 경우 사용하는 큐-길이 기반의 대역요청 프레임으로 2바이트의 MAC PARM 필드(301)를 가진 다. 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역요청 프레임을 사용하여 자원할당을 요청할 때는 케이블 모뎀의 데이터 전송 시 필요한 물리적 오버헤드를 고려하지 않고 케이블 모뎀의 전송 버퍼에 쌓인 데이터에 대해서만 바이트 단위로 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 요청한다. 이 경우의 케이블 모뎀은 도 2와는 달리 2 바이트의 MAC PARM 필드를 가지고 있어서 단일 채널을 사용하는 케이블 모뎀보다 더 많은 대역 할당을 요청할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 송신 채널을 사용하는 케이블 모뎀에서의 트래픽 세그먼테이션을 나타낸 도면이다.
이하, 도 4 를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 송신 채널을 사용하는 케이블 모뎀에서의 트래픽 세그먼테이션을 설명한다.
본 발명에 따른 복수의 송신 채널을 사용하는 케이블 모뎀에서의 트래픽 세그먼테이션은 큐에 쌓인 데이터(400), 데이터(401, 409), 파라메터(402,407,411)세그먼트(403, 404, 405), 세그먼트 헤더(406,408,410) 등을 포함하여 구성되며 그 실시예는 다음과 같다.
원래 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 시스템에서 케이블 모뎀은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)가 할당한 자원을 통해 프레그멘테이션 헤더(Fragmentation Header) 및 연집 헤더(Concatenation Header)를 이용하여 데이터를 캡슐화하여 전송하고, 피기백 자원 요청도 연집된 맥 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)들에서 마지막 프레그먼트에서만 추가 패킷들에 대한 피기백 자원 요청을 허용한다. 이러한 방법은 캡슐화로 인한 많은 오버헤드를 초래하고 자원 효율성 면에 있어서도 비효율적이다.
그래서 본 발명에 따른 복수의 송수신 채널을 사용하는 DOCSIS 시스템에서 케이블 모뎀은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 할당한 대역에 맥 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)들을 프레그멘테이션 헤더나 연접 헤더 없이 데이터를 채워 넣는 연속-연접-분할(Continuous Concatenation and Fragmentation, CCF)방식을 사용한다. 그리고 세그먼트 헤더를 이용하여 복수개의 자원 요청 및 해당 서비스 플로우와 관련된 어떠한 채널로도 자원 요청을 가능하게 한다.
상기 케이블 모뎀(120)으로부터 큐 길이 기반의 대역요청 프레임(150)을 수신한 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110)은 케이블 모뎀이 요청한 자원에 대해 오버헤드를 계산하여 케이블 모뎀에 자원 교부를 한다.
여기서 트래픽 세그먼테이션이란 동일 채널 상에서 동일 서비스 플로우에 할당된 연속의 미니슬롯 그룹을 나타내는 것으로 물리계층 특성에 따라 해당 채널의 물리적 파라미터와 해당 세그먼트의 구간사용코드(IUC) 타입으로 규정된다. 본딩 채널을 사용하는 케이블 모뎀으로의 자원 교부는 각 세그먼트들로 구성되며(403, 404, 405), 케이블 모뎀의 자원 요청에 기반하여 동일 채널 결합 그룹에 속한 복수개의 채널 상으로 분할하여 자원을 교부할 수 있다.
상기 케이블 모뎀은 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 자원교부(403)를 받으면 할당 받은 바이트에 대해 세그먼트 헤더(406)와 큐에 쌓인 데이터(400)를 차례로 분할(407)하여 세그먼트를 채워서 전송하고 남은 데이터는 다음 번 자원 교부(404)를 기다린다. 맵(MAP)을 통해 다음 자원교부를 받으면 앞서 보낸 데이터에 연속(409)하여 세그먼트 헤더(408)를 붙여 전송한다. 이러한 동작은 케이 블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록 완료한 후 가능하다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블모뎀전송시스템(CMTS)의 동작을 도시한 흐름도이다.
처음 상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS)(110)은 상기 케이블 모뎀(120)으로 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위한 동기화(SYNC)정보, 맵(MAP)정보, 상향채널기술(UCD)정보, 또는 맥영역기술(MDD)정보메시지 등으로 구성된 초기화 설정 메시지를 송신한다(S501). 그 후 케이블 모뎀(120)이 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로 전송하는 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함한 레인징을 위한 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지를 받으면(S502), 상기 수신한 레인징 요청 메시지로부터 케이블 모뎀의 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 메시지 전송 모드를 확인한다(S503).
상기 메시지의 전송 모드 확인 후 상기 케이블 모뎀에 큐-길이 기반 대역 요청을 허용할 것인가를 판단하는데(S504), 이때 해당 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역요청 프레임 전송을 지원하는지 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 초기화 설정 과정 동안 큐-길이 기반 대역요청 프레임 전송 및 연속-연접-분할(CCF: Continuous Concatenation and Fragmentation)를 이용한 데이터 전송을 허용할 것인가를 판단한 후, 상기 판단 결과를 레인징 응답 메시지(RNG-RSP)를 이용하여 케이블 모뎀에 알려주게 된다.
상기 큐-길이 기반 대역 요청이 가능한 경우, 다시 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송을 허용할 것인가를 판단하여(S505), 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프 레임 전송이 허용 되는 경우에 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행한다(S506).
이 때 케이블모뎀전송시스템(CMTS)는 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행함에 있어서 큐-길이 기반 대역 요청(QD-REQ)전송 허용 인코딩을 포함한 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지를 전송함으로써 케이블 모뎀에 상기의 정보를 알려준다. 케이블 모뎀이 복수의 송수신 메시지 전송을 지원한다면 큐-길이 기반 대역 요청 메시지 수신 모드로 설정하고 구간사용코드(IUC) 5/6/9/10/11를 이용하여 다양한 버스트 프로파일로 자원을 할당 할 수 있도록 맵(MAP)을 구성한다.
상기 케이블 모뎀(120)은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)의 레인징 응답(RNG-RSP) 메시지로부터 큐-길이 기반 대역 요청(QD-REQ) 프레임 전송 허용 정보를 받았다면 다음 번 메시지 전송을 위해 큐 길이 기반의 대역요청 프레임을 이용하여 자원 할당을 요청하고 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 맵(MAP)을 통해 할당하는 버스트 프로파일로 데이터를 전송한다.
그러나 상기 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역 요청이나 큐-길이 기반 대역 요청(QD-REQ) 프레임 전송이 허용되지 않거나 전송 가능하더라도 등록 이후부터 큐- 길이 기반 대역 요청(QD-REQ)프레임 전송을 허용 하고자 한다면 케이블모뎀전송시스템(CMTS)은 해당 정보를 레인징 응답(RNG-RSP) 메지시에 표기하여 송신하고 미니슬롯 기반의 대역요청 메시지 수신 모드로 설정한다. 그리고 상향 데이터 버스트 전송도 구간사용코드(IUC) 5/6만을 이용하여 맵(MAP)을 구성한다(S507).
또한 본 발명의 일실시예에 따르면 이러한 방법을 수행하는 케이블모뎀전송 시스템(CMTS) 제어 장치를 다음과 같이 구성할 수도 있다.
상기 케이블모뎀전송시스템(CMTS) 제어 장치는 케이블 모뎀(CM)으로부터 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위한 동기화(SYNC)정보, 맵(MAP)정보, 상향채널기술(UCD)정보, 또는 맥영역기술(MDD)정보 메시지로 구성된 초기화 설정 메시지를 송신하고, 각 단말 케이블 모뎀이 자신을 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 등록 (Registraion, 채널 대역폭 예약)한 후에, 케이블 모뎀과 케이블모뎀전송시스템(CMTS) 사이의 거리 즉, 지연시간 등을 알려주는 과정을 말하나 통상 이 과정에서 타이밍 조정, 전력 제어, 주파수 오차 제어 등을 동시에 수행하게 되는 레인징(Ranging)을 수행하기 위한 레인징 요청 메시지(B-INIT-RNG-REQ)를 수신하는 송수신부, 상기 송수신부를 통해 수신한 레인징 요청 메시지로부터 케이블 모뎀의 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 메시지 전송 모드를 확인하는 복수 채널 지원 확인부, 상기 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송을 지원하는지 확인하는 큐-길이 기반 대역 요청 확인부, 상기 확인 결과에 따라 초기화 설정 과정 동안 큐-길이 기반 대역요청(QD-REQ) 프레임 전송 및 연속-연접-분할(CCF: Continuous Concatenation and Fragmentation)방식을 이용한 데이터 전송을 허용할 것인가를 판단하는 판단부 및 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송이 허용 되는 경우에 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행하는 대역 할당 수행부 등을 포함하여 구성 될 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 케이블모뎀전송시스템(CMTS)에 대응한 일련의 과정을 수행하는 케이블 모뎀 제어 장치를 다음과 같이 구성할 수도 있다.
상기 케이블 모뎀 제어 장치는 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 초기화 설정 메시지를 수신하고, 상기 케이블 모뎀(CM)이 복수의 송수신 채널 지원 가능한 경우에 케이블모뎀전송시스템(CMTS)로 레인징 요청(B-INIT-RNG-REQ) 메시지에 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함하여 전송하는 송수신부, 상기 레인징 메시지를 기초로 하여 레인징을 수행하는 레인징 수행부, 케이블 모뎀이 데이터 전송에 필요한 대역을 할당 받기 위해 큐-길이 기반 대역 요청 프레임(QD-REQ Frame)을 송신하는 큐-길이 기반 대역 요청부 및 상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록을 완료 한 후 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 할당 받은 대역에 대해 CFC 방식에 의해 데이터 전송을 수행하는 CFC 수행부 등을 포함하여 구성 될 수 있다.
이 때 CFC 방식이란 연속-연접-분할((CCF: Continuous Concatenation and Fragmentation)을 말하며, 이는 상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록을 완료 한 후 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로부터 할당 받은 대역에 대해 맥 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU)들을 프레그멘테이션 헤더나 연접 헤더 없이 세그먼트 헤더와 큐에 쌓인 데이터를 차례로 분할하여 세그먼트를 채워 전송하고, 상기 전송하고 남은 데이터에 대하여는 다음 번 자원 교부를 기다린 후 맵(MAP)을 통해 다음 번 자원을 교부 받으면 앞서 보낸 데이터에 연속하여 세그먼트 헤더를 붙여 전송하는 방식이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 메시지를 이용한 초기화 과정에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 사용 결정 방법을 도시한 도면이다.
이하, 도 6 을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 메시지를 이용한 초기화 과정에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 사용 결정 방법을 설명한다.
도 6 은 상기 도 5 에서 언급한 레인징 메시지를 이용한 초기화 과정에서의 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 사용 결정 방법을 나타내며, 이는 복수의 송수신 채널을 지원하는 케이블 모뎀이 케이블모뎀전송시스템(CMTS)으로 전송하는 최초의 메시지인 B-INIT-RNG-REQ 메시지의 형식을 나타낸 것으로 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header) (4bytes)(601) 뒤에 1 바이트의 성능표시(Capability Flag)필드(602), 케이블 모뎀의 하향 MAC 도메인 서비스 그룹을 알리는 인식필드(MD-DS-SG-ID) (1byte)(603), UCD 메시지를 전송 받은 하향채널인식필드(Downstream Channel ID) (1byte))(604), 그리고 메시지를 전송하는 상향채널인식필드(Upstream Channel ID) (605) 중의 하나 이상으로 구성되며, 상기 성능표시(Capability Flag) 필드는 상위 두 비트는 케이블 모뎀의 프레그멘테이션(Fragmentation) 지원 여부, 조기인증 및 암호화(EAE: Early Authentication & Encryption)지원여부(607)를 나타내고, 나머지 비트는 예약 비트로 설정되어 있다.
케이블 모뎀에서의 복수의 송수신 채널 지원 여부를 알리기 위해 본 발명에서는 성능표시(Capability Flag)필드(602)의 예약(reserved) 비트 중 한 비트를 QD-REQ Support (608)로 사용한다.
도 7 과 도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀의 자원할당을 위한 맵(MAP) 메시지와 맵(MAP) 메시지의 정보 구성 요소(IE: Information Element)를 도시한 도면이다
이하, 도 7 과 도 8 을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀의 자원할당을 위한 맵(MAP) 메시지와 맵(MAP) 메시지의 정보 구성 요소(IE: Information Element)를 설명한다.
도 7 은 케이블모뎀전송시스템(CMTS)가 케이블 모뎀의 자원할당을 위해 전송하는 맵(MAP) 메시지를 나타내며, 여기서 맵(MAP) 메시지란 케이블 망에서 사용되는 MAC 계층에서 케이블모뎀전송시스템(CMTS) 및 케이블 모뎀(CM) 간의 초기화, 등록 및 대역 할당 등의 망운용을 위한 메시지를 말한다.
맵(MAP)의 구조는 고정 길이의 헤더와 가변 길이의 IE(Information Elements)로 구성되며, IE는 14비트의 서비스인식자(SID)(Service IDentifier), 4비트의 구간사용코드(IUC:Interval Usage Code : 타입 코드), 14비트의 스타팅 오프셋으로 구분된다.
일반적으로 DOCSIS 케이블 네트워크의 상향 채널은 여러 케이블 모뎀이 공유하는 자원이므로 케이블모뎀전송시스템(CMTS)이 맵(MAP)을 통해 상향 데이터 전송 구간을 할당하고 케이블 모뎀은 맵(MAP)을 수신하여 해당 구간으로 버스트 데이터를 전송한다. 해당 케이블 모뎀의 상향 데이터 전송은 맵(MAP)의 서비스인식자(SID)(701)로 서비스를 구분하고 오프셋(703)으로 상향 데이터 전송 시점으로 결정한다. 그리고 구간 사용 코드(IUC: Interval Usage Code)(702)를 정의하여 상향 버스트 전송 방식을 알려준다. 구간 사용 코드에 대한 설명은 도 8와 같고 각 코드에 대한 물리적 파라미터들은 상향채널기술(UCD:Uplink Channel Description) 메시지를 통해 케이블 모뎀에 알려준다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 맵(MAP) 메시지의 정보 구성요소(IE : Information Element)를 도시하며 구간 사용 코드 9, 10, 11(801)은 DOCSIS 1.x와 DOCSIS 2.0/3.0 혼합모드의 버스트 채널 또는 DOCSIS 2.0/3.0 버스트 채널에서 사용되는 코드이다. 종래 기술에서는 케이블 모뎀의 초기화 단계에서 케이블 모뎀이 어떠한 모드로 동작할지 결정되지 않기 때문에 맵(MAP) 자원할당에서 구간 사용 코드 9, 10, 11은 사용하지 못했다. 하지만 본 발명에서는 케이블 모뎀이 네트워크 접속시 즉, 레인징 요청을 시작하면서 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 임의로 결정함으로써 DOCSIS 3.0으로 사용 가능한 케이블 모뎀에 대해 구간 사용 코드 9, 10, 11을 허용하여 다양한 버스트 프로파일로 데이터 전송이 가능하도록 한다.
본 발명에 따른 광-동축 혼합망에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치는 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명이 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 케이블 망에서 케이블 모뎀의 초기화 절차를 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 단일 채널을 사용하는 DOCSIS 2.0 이전 버전에서 사용하던 대역 요청 프레임의 형식을 도시한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 송수신 채널을 사용하는 DOCSIS 3.0 버전에서 사용하는 대역 요청 프레임의 형식을 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 송신 채널을 사용하는 케이블 모뎀에서의 트래픽 세그먼테이션을 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블모뎀전송시스템의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 레인징 메시지를 이용한 초기화 과정에서 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 사용 결정 방법을 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀의 자원할당을 위한 맵 메시지를 도시한 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 맵 메시지의 정보 구성요소를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 케이블모뎀전송시스템(CMTS);
120 : 케이블 모뎀(CM);
130 : 대역 할당 요청 프레임;
140 : 맵 (MAP);
150 : 큐-길이 기반 대역 요청 프레임;
102 : 레인징;
701 : 서비스 인식자(SID: Service Identifier);
702 : 구간사용코드(IUC:Interval Usage Code);

Claims (12)

  1. 케이블 모뎀으로 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위한 초기화 설정 메시지를 송신하는 단계;
    상기 케이블 모뎀으로부터 레인징을 위한 레인징 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 레인징 요청 메시지로부터 상기 케이블 모뎀의 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 메시지 전송 모드를 확인하는 단계;
    상기 메시지의 전송 모드 확인 후 상기 케이블 모뎀에 큐-길이 기반 대역 요청을 허용할 것인가를 판단하는 단계; 및
    상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송이 허용되는 경우에 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행하는 단계는,
    큐-길이 기반 대역 요청전송 허용 인코딩을 포함한 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계;
    큐-길이 기반 대역 요청 메시지 수신 모드로 설정하는 단계;
    구간 사용 코드의 일정부분을 이용하여 자원을 할당 할 수 있도록 맵을 구성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀전송시스템 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 큐-길이 기반 대역 요청이나 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송이 허용 되지 않거나, 등록 이후부터 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송을 허용하고자 하는 경우에, 해당 정보를 상기 레인징 응답 메시지에 표시하여 송신하는 단계;
    상기 케이블 모뎀과 미니 슬롯 기반 대역 요청 메시지 수신 모드로 설정하는 단계;
    상기 구간 사용 코드의 일정부분을 이용하여 상기 맵을 구성하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀전송시스템 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 모뎀에 큐-길이 기반 대역 요청을 허용할 것인가를 판단하는 단계는,
    상기 케이블 모뎀이 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송을 지원하는지 확인하는 단계;
    상기 확인 결과에 따라 초기화 설정 과정 동안 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송 및 연속-연접-분할방식을 이용한 데이터 전송을 허용할 것인가를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과를 상기 레인징 응답 메시지를 이용하여 케이블 모뎀에 알려주는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀전송시스템 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 초기화 설정 메시지는 동기화정보, 맵정보, 상향채널기술정보, 또는 맥영역기술 정보 중 하나 이상의 내용으로 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀전송시스템 제어 방법.
  6. 케이블 모뎀으로 최초 접속 및 채널 정보 획득을 위한 초기화 설정 메시지를 송신하고, 레인징을 위한 레인징 요청 메시지를 수신하는 송수신부;
    상기 수신한 레인징 요청 메시지로부터 상기 케이블 모뎀의 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 메시지 전송 모드를 확인하는 복수 채널 지원 확인부;
    상기 케이블 모뎀이 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송을 지원하는지 확인하는 큐-길이 기반 대역 요청 확인부;
    상기 확인 결과에 따라 초기화 설정 과정 동안 상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송 및 연속-연접-분할방식을 이용한 데이터 전송을 허용할 것인가를 판단하는 판단부;
    상기 큐-길이 기반 대역 요청 프레임 전송이 허용 되는 경우에 상기 케이블 모뎀과 큐-길이 기반 대역 할당을 수행하는 대역 할당 수행부
    를 포함하고,
    상기 대역 할당 수행부는,
    상기 큐-길이 기반 대역 요청 전송 허용 인코딩을 포함한 상기 레인징 응답 메시지를 전송하고, 상기 큐-길이 기반 대역 요청 메시지 수신 모드로 설정하여, 구간 사용 코드의 일정부분을 이용하여 자원을 할당 할 수 있도록 맵을 구성하는 것을 특징으로 하는 케이블모뎀전송시스템 제어 장치.
  7. 케이블 모뎀이 케이블모뎀전송시스템으로부터 초기화 설정 메시지를 수신하는 단계;
    상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널 지원 가능한 경우, 레인징 요청 메시지에 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함하여 상기 케이블모뎀전송시스템으로 전송하고, 레인징을 수행하는 단계;
    상기 케이블 모뎀이 데이터 전송에 필요한 대역을 할당 받기 위해 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 송신하는 단계;
    상기 송신한 프레임에 따라 상기 케이블모뎀전송시스템으로부터 할당 받은 대역으로 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 초기화 설정 메시지를 수신하는 단계는,
    상기 케이블모뎀전송시스템으로부터 동기화메시지를 수신하여 동기를 맞추는 단계;
    상기 동기가 맞추어 지면 맵 정보, 상향채널기술 정보, 또는 맥영역기술 정보 중의 하나 이상의 메시지를 획득하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 레인징 요청 메시지는,
    맥 관리 메시지 헤더와 성능표시 필드, 케이블 모뎀의 하향 MAC 도메인 서비스 그룹을 알리는 인식 필드, 하향채널인식 필드, 또는 상향채널인식 필드 중의 하나 이상의 필드로 구성됨을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 성능표시 필드는,
    상기 케이블 모뎀의 프레그멘테이션 지원 여부, 조기인증 및 암호화 지원여부, 복수의 송수신 채널 지원 여부, 또는 예약 비트 중의 하나 이상의 정보로 구성됨을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 전송한 프레임에 따라 케이블모뎀전송시스템으로부터 할당 받은 대역으로 데이터를 전송하는 단계는,
    상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록을 완료 한 후, 상기 케이블모뎀전송시스템으로부터 할당 받은 대역에 대해 맥 프로토콜 데이터 유닛들을 프레그멘테이션 헤더나 연접 헤더 없이 세그먼트 헤더와 큐에 쌓인 데이터를 차례로 분할하여 세그먼트를 채워 전송하는 단계;
    상기 전송하고 남은 데이터에 대하여는 다음 번 자원 교부를 기다리는 단계;
    사익 맵을 통해 다음 번 자원을 교부 받으면 앞서 보낸 데이터에 연속하여 세그먼트 헤더를 붙여 전송하는 단계
    로 구성됨을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 방법
  12. 케이블모뎀전송시스템으로부터 초기화 설정 메시지를 수신하고, 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널 지원 가능한 경우에 레인징 요청 메시지에 복수의 송수신 채널 지원 가능 여부를 나타내는 정보를 포함하여 상기 케이블모뎀전송시스템으로 전송하는 송수신부;
    상기 레인징 메시지를 기초로 하여 레인징을 수행하는 레인징 수행부;
    상기 케이블 모뎀이 데이터 전송에 필요한 대역을 할당 받기 위해 큐-길이 기반 대역 요청 프레임을 송신하는 큐-길이 기반 대역 요청부;
    상기 케이블 모뎀이 복수의 송수신 채널로 등록을 완료 한 후 상기 케이블모뎀전송시스템으로부터 할당 받은 대역에 대해 연속-연접-분할방식에 의해 데이터 전송을 수행하는 연속-연접-분할 수행부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 제어 장치.
KR1020070116013A 2007-11-14 2007-11-14 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치 KR100929774B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070116013A KR100929774B1 (ko) 2007-11-14 2007-11-14 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치
US12/099,844 US20090125959A1 (en) 2007-11-14 2008-04-09 Method and apparatus of cable modem initialization using queue-depth-based band request frame in hfc networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070116013A KR100929774B1 (ko) 2007-11-14 2007-11-14 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090049750A KR20090049750A (ko) 2009-05-19
KR100929774B1 true KR100929774B1 (ko) 2009-12-03

Family

ID=40624999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070116013A KR100929774B1 (ko) 2007-11-14 2007-11-14 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090125959A1 (ko)
KR (1) KR100929774B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101127597B1 (ko) * 2007-10-19 2012-03-23 한국전자통신연구원 광-동축 혼합 망에서의 상향 채널 자원 할당 방법 및 그장치
US8111711B2 (en) * 2008-12-12 2012-02-07 Cisco Technology, Inc. Multi-channel ranging for a cable modem
CN101902419B (zh) * 2009-05-27 2013-02-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 线缆调制解调器及其保持通信连接的方法
US8477807B1 (en) * 2009-07-06 2013-07-02 Arris Group, Inc. Upstream ranging in communications devices
US8381257B1 (en) * 2009-10-13 2013-02-19 Arris Group, Inc. Prioritized channel scanning
US8548034B2 (en) * 2010-02-08 2013-10-01 Maxlinear, Inc. Methods and apparatus for intelligent power reduction in communications systems
KR20120084234A (ko) 2011-01-19 2012-07-27 삼성전자주식회사 Ｍｐｅｇ ｍｅｄｉａ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（ｍｍｔ）에서 ｍｍｔ ａｕ를 전송하는 방법
KR102047796B1 (ko) * 2012-10-08 2019-11-22 삼성전자 주식회사 이동통신 시스템에서 단말의 성능을 보고하는 방법 및 장치
US9467381B2 (en) * 2013-12-27 2016-10-11 Arris Enterprises, Inc. Choice of initialization technique for load balancing attempts
CN107547426A (zh) * 2016-06-27 2018-01-05 中兴通讯股份有限公司 Gtpu报文的分布式处理方法、装置及基站
US10291422B2 (en) * 2016-11-24 2019-05-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus of synchronization for DOCSIS upstream signal transmission through optical IP network and method of the same
CN112543129B (zh) * 2020-11-27 2022-06-21 北京经纬恒润科技股份有限公司 队列深度的确认方法、系统及报文模拟器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020038821A (ko) * 2000-11-18 2002-05-24 구자홍 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법
US20060126660A1 (en) 2004-12-10 2006-06-15 Broadcom Corporation Upstream channel bonding in a cable communications system
KR100733511B1 (ko) 2005-12-30 2007-07-02 포스데이타 주식회사 무선 휴대 인터넷 시스템에서의 운용 ｆａ 할당 방법, 운용 ｆａ 할당 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7673057B1 (en) * 2000-02-02 2010-03-02 Cisco Technology, Inc. Hybrid connection admission control using combined model-based and measurement-based estimators
US6977930B1 (en) * 2000-02-14 2005-12-20 Cisco Technology, Inc. Pipelined packet switching and queuing architecture
US7774506B2 (en) * 2003-08-19 2010-08-10 Cisco Technology, Inc. Systems and methods for alleviating client over-subscription in ring networks
US7450579B2 (en) * 2003-09-09 2008-11-11 Broadcom Corporation Downstream synchronous multichannels for a communications management system
US7664823B1 (en) * 2003-09-24 2010-02-16 Cisco Technology, Inc. Partitioned packet processing in a multiprocessor environment
US20070107034A1 (en) * 2003-10-31 2007-05-10 Gotwals Michael D Combination meter for evaluating video delivered via Internet protocol
US7675926B2 (en) * 2004-05-05 2010-03-09 Cisco Technology, Inc. Hierarchical QoS behavioral model
US7623455B2 (en) * 2005-04-02 2009-11-24 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for dynamic load balancing over a network link bundle
US8325613B2 (en) * 2005-11-10 2012-12-04 Acterna Llc Characterizing broadband communication networks
US7809009B2 (en) * 2006-02-21 2010-10-05 Cisco Technology, Inc. Pipelined packet switching and queuing architecture
US7729328B2 (en) * 2007-03-14 2010-06-01 Cisco Technology, Inc. Real-time sessions for wireless mesh networks

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020038821A (ko) * 2000-11-18 2002-05-24 구자홍 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법
US20060126660A1 (en) 2004-12-10 2006-06-15 Broadcom Corporation Upstream channel bonding in a cable communications system
KR100733511B1 (ko) 2005-12-30 2007-07-02 포스데이타 주식회사 무선 휴대 인터넷 시스템에서의 운용 ｆａ 할당 방법, 운용 ｆａ 할당 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090049750A (ko) 2009-05-19
US20090125959A1 (en) 2009-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100929774B1 (ko) 광―동축 혼합망에서 큐―길이 기반 대역 요청 프레임을사용하는 케이블모뎀 초기화 기법 및 장치
US7970010B2 (en) Upstream channel bonding in a cable communications system
US9699102B2 (en) Very high speed cable modem for increasing bandwidth
US7532627B2 (en) Wideband upstream protocol
US8705567B2 (en) Upstream channel bonding using legacy maps in a cable communications system
US9722850B2 (en) Method and system for transforming video streams using a multi-channel flow-bonded traffic stream
EP1757035B1 (en) Wideband service provisioning
US20100082791A1 (en) Data transmission over a network with channel bonding
US20060104302A1 (en) Method of configuring system layers for synchronous Ethernet
US7801183B2 (en) Synchronous transmission over packet based network
JP2015529044A (ja) マルチメディアデータの転送特徴情報を配信する方法及び装置
US7227871B2 (en) Method and system for real-time change of slot duration
EP1705838A1 (en) Upstream channel bonding using legacy maps in a cable communications system
CN107251634A (zh) 控制调度报文的方法和装置
US20040162020A1 (en) Queue depth extended headers for DOCSIS based broadband communication systems
US20130121230A1 (en) Synchronization control apparatus and method for multicast and broadcast services
US20060153093A1 (en) Method for completing registration of a bonded-flow cable modem
KR101140521B1 (ko) 닥시스 케이블 모뎀에서 빠른 상향 채널 전력 레벨 조절 방법
You et al. Design and implementation of a headend cable modem and a user terminal supporting multiple downstream channel bonding
KR20110067707A (ko) 기지국의 방송 서비스를 위한 패킷 처리방법 및 그 기지국

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120919

Year of fee payment: 18