KR20020038821A - 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법 - Google Patents

케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 케이블 모뎀은, 케이블 모뎀을 이용한 통신 시스템에서의 케이블 모뎀에 있어, 소정의 케이블 모뎀별로 그룹화가 되어 CMTS와 통신할 수 있는 업스트림 채널 정보가 설정되어 있으며, 그 그룹화에 따른 업스트림 채널 정보가 저장되어 있는 메모리부를 포함한다.
여기서 바람직하게는, 상기 메모리부는 비휘발성 메모리인 점에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법은, (a) 케이블 모뎀이 구동되는 단계와; (b) 케이블 모뎀은 자신의 메모리부에 저장되어 있는, 할당된 업스트림 채널 그룹 정보를 획득하는 단계와; (c) 케이블 모뎀은 CMTS로부터 전송되는 UCD 정보로부터, 자신에게 설정되어 있는 업스트림 채널 그룹 정보에 해당되는 UCD 정보를 수신하는 단계; 및 (d) 케이블 모뎀은 단계 (c)에서 수신된 UCD 정보를 참조하여, 업스트림 채널을 설정하는 단계를 포함한다.
여기서, UCD 정보에는 업스트림 채널 그룹 정보가 포함되어 있으며, 그 업스트림 채널 그룹 정보는 type(1 byte), length(1 byte) 및 value(variable length)로 구성되며, 또한 업스트림 채널 그룹 정보에 있어서, 그룹 정보에 대한 값을 저장하고 있는 value 부분은 length의 값에 따라 결정되는 가변 데이터이다.

Description

케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법{Cable modem and selecting method for upstream channel in a cable modem}
본 발명은 케이블 모뎀을 이용한 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 업스트림 채널(Upstream Channel)이 설정됨에 있어, 각 케이블 모뎀에 따라 설정되어 있는 특정된 업스트림 채널을 이용하도록 통신 시스템이 설계됨으로써, 케이블 모뎀의 초기화에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법에 관한 것이다.
케이블 모뎀은 케이블 TV 네트워크를 이용하여 인터넷 데이터와 같은 다양한 정보를 송수신할 수 있도록 해주는 모뎀이다. 여기서, 케이블 모뎀 네트워크는 크게 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 터미네이션 시스템(CMTS: Cable Modem Termination System)으로 나눌 수 있다.
여기서, CMTS는 Headend 부분에 포함되어 있는 것으로 각 가정의 케이블 모뎀으로부터 전송되는 신호(Upstream)를 수신하고, 각 가정의 케이블 모뎀에 데이터 신호(Downstream)를 전송하게 된다.
이때, CMTS로부터 전송되는 다운스트림(Downstream) 신호 내에는 여러 개의 케이블 모뎀이 공통으로 사용하는 케이블 미디어(cable media)를 제어해 주기 위한 MAC(Media Access Control) Management Message 들이 전송되는데, 이 정보를 이용하여 케이블 모뎀은 자신이 어떠한 방식으로 동작되어야 하는가에 대한 정보를 얻게 된다.
현재 미국 내에서 규격화되어 있는 케이블 모뎀 전송 규격은 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)으로 이 규격에서 정하고 있는 케이블 모뎀의 업스트림 채널(Upstream Channel)을 선택하는 초기화 과정은 다음과 같다.
1) 수신 가능한 다운스트림 채널을 찾는다.
2) 선택된 다운스트림 채널에서 MAC Management Message 중의 케이블 모뎀과 CMTS의 동기를 맞출 수 있도록 해주는 정보인 동기 메시지(SYNC Message)를 수신하여 동기를 맞춘다.
3) 동기가 맞게 되면, 선택된 다운스트림 채널로부터 케이블 모뎀이 자신의 데이터를 전송할 업스트림 채널에 대한 정보가 들어 있는 메시지인 UCD(Upstream Channel Descriptor) Message를 수신하게 된다. 이 UCD 정보는 하나의 다운스트림을 수신하는 케이블 모뎀이 이용할 수 있는 모든 업스트림 채널들에 대한 정보를 케이블 모뎀 측에 전송해 주어야 하므로, 일반적으로 하나의 UCD가 아닌 여러 개의UCD가 CMTS 측으로부터 전송되게 된다.
4) 케이블 모뎀은 선택된 다운스트림 채널로부터 얻을 수 있는 모든 UCD 메시지를 수신하여 그 중에서 임의의 한 업스트림 채널을 선택하게 된다.
5) 앞의 4)에서 선택된 업스트림 채널을 이용하여 케이블 모뎀은 CMTS에 전송하고자 하는 데이터를 전송하게 된다.
이상이 설명에서와 같은 업스트림 채널에 대한 선택 초기화 과정에서 볼 수 있듯이, 케이블 모뎀은 선택된 다운스트림 채널로부터 얻은 UCD 들 중에서 임의의 하나의 업스트림 채널을 선택하게 된다.
그리고, 이렇게 선택된 업스트림 채널이 현재 데이터를 전송하고자 하는 케이블 모뎀이 사용 가능한 상태인지의 여부는 모르는 상황이다. 그러므로, 케이블 모뎀은 임의로 선택된 업스트림 채널을 사용, Ranging Request를 CMTS에 전송함으로써, 그 선택된 업스트림 채널이 사용 가능한 상태인지를 파악해야 한다.
여기서, 도 1은 종래의 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법에 따라, 업스트림 채널을 선택하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면이다.
이때, 도 1에 나타낸 바와 같이, 선택된 업스트림 채널(채널 A)이 현재 케이블 모뎀이 사용할 수 없는 상태이면, CMTS로부터 전송된 Ranging Response를 통하여 업스트림 채널을 변경하라는 정보를 수신하게 된다(도 1의 단계 5).
이와 같이, 처음에 선택한 업스트림 채널(채널 A)이 아닌 다른 업스트림 채널(채널 B)로 변경을 해야 하는 경우 케이블 모뎀은 변경된 업스트림 채널을 통하여 Ranging Request(도 1의 단계 7)를 다시 CMTS에 전송하고, 변경된 업스트림 채널(채널 B)이 사용 가능한 지의 여부를 확인해야 한다.
따라서, 케이블 모뎀은 처음에 선택한 업스트림 채널이 사용 가능한 지에 대한 확인 작업을 해야 하므로, 케이블 모뎀의 초기화 과정에 대한 진행 시간이 길어지게 되며, 케이블 모뎀을 사용하는 사용자에게는 사용 가능한 업스트림 채널이 찾아지는 동안 장시간 기다려야 하는 불편함을 주게 된다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 업스트림 채널이 설정됨에 있어, 각 케이블 모뎀에 따라 설정되어 있는 특정된 업스트림 채널을 이용하도록 통신 시스템이 설계됨으로써, 케이블 모뎀의 초기화에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법에 따라, 업스트림 채널을 선택하는 과정을 개념적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된 시스템에서, 케이블 모뎀에 설정된 업스트림 채널을 개념적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된 시스템에서, 케이블 모뎀의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 4는 일반적인 UCD의 인코딩 방식을 나타낸 도면.
도 5는 종래의 UCD 인코딩 방식에 포함되는 채널 및 버스트 디스크립션 정보를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된 시스템에서, UCD 인코딩 방식에 포함되는 채널 및 버스트 디스크립션 정보를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210... CMTS
220... UCD 및 케이블 모뎀 그룹 데이터베이스
230_1... 제 1 케이블 모뎀 그룹230_2... 제 2 케이블 모뎀 그룹
230_n... 제 n 케이블 모뎀 그룹231... 케이블 모뎀
301... 튜너부302... 다운스트림 디모듈레이터
303... 다운스트림 프로세서304... 메시지 프로세서
305... CPU306... UC 그룹 정보 메모리부
307... 인터페이스부308... 시스템 메모리
309... 업스트림 프로세서310... 업스트림 모듈레이터
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 케이블 모뎀은, 케이블 모뎀을 이용한 통신 시스템에서의 케이블 모뎀에 있어, 소정의 케이블 모뎀별로 그룹화가 되어 CMTS와 통신할 수 있는 업스트림 채널 정보가 설정되어 있으며, 그 그룹화에 따른 업스트림 채널 정보가 저장되어 있는 메모리부를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서 바람직하게는, 상기 메모리부는 비휘발성 메모리인 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법은,
(a) 케이블 모뎀이 구동되는 단계와;
(b) 상기 케이블 모뎀은 자신의 메모리부에 저장되어 있는, 할당된 업스트림 채널 그룹 정보를 획득하는 단계와;
(c) 상기 케이블 모뎀은 CMTS로부터 전송되는 UCD 정보로부터, 자신에게 설정되어 있는 업스트림 채널 그룹 정보에 해당되는 UCD 정보를 수신하는 단계; 및
(d) 상기 케이블 모뎀은 상기 단계 (c)에서 수신된 UCD 정보를 참조하여, 업스트림 채널을 설정하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 UCD 정보에는 업스트림 채널 그룹 정보가 포함되어 있으며, 그 업스트림 채널 그룹 정보는 type(1 byte), length(1 byte) 및 value(variable length)로 구성되는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 업스트림 채널 그룹 정보에 있어서, 그룹 정보에 대한 값을 저장하고 있는 value 부분은 length의 값에 따라 결정되는 가변 데이터인 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 업스트림 채널이 설정됨에 있어, 각 케이블 모뎀에 따라 설정되어 있는 특정된 업스트림 채널을 이용하도록 통신 시스템이 설계됨으로써, 케이블 모뎀의 초기화에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된시스템에서, 케이블 모뎀에 설정된 업스트림 채널을 개념적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된 시스템에서, 케이블 모뎀의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 케이블 네트워크 시스템은 크게 Headend 부분의 CMTS(210)와, 케이블에 연결되어 있는 케이블 모뎀(231)으로 이루어져 있다. 이때, 상기 케이블 모뎀(231)에는 일반적으로 도 3에 나타낸 바와 같이 인터페이스부(307) 예컨대, 이더넷(Ethernet)이나 다른 인터페이스(USB)가 있어서, PC와 같은 단말기에 연결되어 IP 데이터를 송수신하게 된다.
본 발명에 따르면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 우선 케이블 모뎀(231)이 몇 개 단위로 그룹화(Grouping)(230_1, 230_2, ..., 230_n)되어 있다. 그리고, 이와 같이 그룹화된 케이블 모뎀(230_1, 230_2, ..., 230_n)들은 그 그룹 고유의 그룹 정보(도 2의 G1, G2, ..., Gn)를 갖게 된다. 여기서, 상기 케이블 모뎀(231)들은 지역적 특성 또는 다양한 기준을 적용하여 소정 단위로 그룹화 시킬 수 있다.
한편, 상기 CMTS(210) 측에는 위와 같이 설정된 그룹 정보와, 각 그룹에 속한 케이블 모뎀들에게 할당된 UCD에 대한 정보가 저장되어 있는 데이터베이스(220)가 마련되어 있다. 그리고, 상기 CMTS(210)는 이와 같이 마련되어 있는 데이터베이스(220)를 바탕으로 UCD 메시지를 작성하게 되고, 도 4와 같은 형태로 UCD를 인코딩하게 된다.
여기서, 도 4는 일반적인 UCD의 인코딩 방식을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 5는 종래의 UCD 인코딩 방식에 포함되는 채널 및 버스트 디스크립션 정보를 나타낸도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법이 채용된 시스템에서, UCD 인코딩 방식에 포함되는 채널 및 버스트 디스크립션 정보를 나타낸 도면이다.
한편, 본 발명에 따른 CMTS는 UCD를 인코딩함에 있어, 도 5에 나타낸 종래의 정보 이외에, 도 6에 나타낸 바와 같이 업스트림 채널 그룹 정보라는 새로운 정보를 UCD에 함께 실어 케이블 네트워크에 연결되어 있는 케이블 모뎀들에 전송해 준다.
여기서, 도 6에 나타낸 업스트림 채널 그룹 정보는 다른 UCD 내의 symbol rate, frequency, preamble pattern, burst descriptor와 같은 형식으로 이루어져 있다. 그리고, 첫 번째 byte는 Type 정보를 나타내어 서로 다른 정보들과 구분해 주는 역할을 하고, 두 번째 byte는 Length로 Value 부분의 길이를 나타내며, 세 번째 부분의 Value 부분에 이 정보의 실제적인 내용이 포함되어 있다. 이때, 실제적인 정보인 그룹 정보의 값이 저장되어 있는 Value 부분은 Length의 값에 따라 결정되는 가변 데이터로 구성된다.
본 발명의 실시 예에서는 도 6에 나타낸 바와 같이, UC 그룹 정보의 Type 부분은 m 값을 가지며, Length 부분은 n 값을 갖는다. 그리고, Value 부분의 길이는 전체 n byte 이며, 이 n byte의 값으로 도 2에 나타낸 바와 같은 시스템의 전체 케이블 모뎀 그룹 정보를 나타내게 된다.
한편, 상기 CMTS가 도 4에 나타낸 바와 같은 UCD 정보를 도 6과 같은 내용으로 다운스트림 채널을 통하여 케이블 모뎀에 전송해 주게 되면 케이블 모뎀들은 초기화 과정에서 이 UCD 정보들을 수신하여 초기화 과정을 진행시킨다.
그리고, 본 발명에 따른 케이블 모뎀들은 그 내부에 도 3과 같이 UC 그룹 정보가 저장되어 있는 비휘발성 메모리부(306)가 마련되어 있다. 이 UC 그룹 정보 메모리부(306)에는 현재 케이블 모뎀(231)이 속해 있는 그룹 정보 값을 갖고 있다. 이 그룹 정보 값은 케이블 모뎀(231)을 설치할 때 케이블 모뎀(231)에 해당 정보가 설정되도록 할 수 있다.
이상과 같이, 그룹 정보 값을 저장하고 있는 케이블 모뎀(231)들은 다운스트림 채널을 통하여 동기 부분의 정보를 전송해 주는 SYNC MAC management message와 케이블 모뎀이 데이터를 전송할 수 있는 업스트림 채널 정보인 UCD MAC management message를 수신하게 된다.
이때, 케이블 모뎀(231)에 수신되는 UCD 정보는 도 6에 나타낸 바와 같은 UC 그룹 정보를 갖고 있으므로, 상기 케이블 모뎀(231)은 UCD 정보를 수신하여 케이블 모뎀(231) 자신의 UC 그룹 정보 메모리(306)에 저장되어 있는 정보와 수신된 UCD 내의 UC 그룹 정보 값을 비교하게 된다.
이와 같이 비교하여 일치하는 UC 그룹 정보 값을 갖는 UCD 값을 선택하여 UCD가 정의하고 있는 업스트림 채널을 이 케이블 모뎀(231)이 업스트림 값으로 초기에 사용한다.
이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따르면 케이블 모뎀이 이미 설치 시점에 UC 그룹 정보를 가지고 있으므로, 하나의 업스트림 채널에 집중되는 편중 현상을 미연에 방지할 수 있으며, 한 그룹에 속해 있는 케이블 모뎀이 사용해야 하는 업스트림 채널이 이미 정해져 있으므로, Initial Ranging 과정을 한번만 하게 되어, 초기화에 걸리는 시간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 도 3에 나타낸 케이블 모뎀의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 우선, 케이블 모뎀(231)에는 상기에서 언급하였듯이 케이블 모뎀이 속해 있는 그룹이 사용해야 하는 업스트림 채널 그룹 정보가 메모리(306)에 저장되어 있으며, 임의의 다운스트림을 튜너부(301)를 통하여 선택하게 된다.
그리고, 선택된 다운스트림으로부터 다운스트림 디모듈레이터(302)와 다운스트림 프로세서(303), 메시지 프로세서(304)를 이용, SYNC MAC Management message를 수신하여 동기 데이터를 얻은 다음, UCD 메시지를 수신하게 된다.
또한, CPU(305)는 수신된 UCD 메시지를 파싱(parsing)하여 현재 케이블 모뎀 (231)이 속해 있는 그룹이 사용해도 좋은 업스트림 채널에 대한 디스크립터인가를 확인한다. 이때, UCD의 UC 그룹 정보 값과 케이블 모뎀(231)이 갖고 있는 UC 그룹 정보 값이 일치하면, 이 UCD를 사용하여 업스트림 채널을 선택하고, 이 선택된 업스트림 채널을 통하여 CMTS에 데이터를 전송하며, 그렇지 않을 경우에는 일치하는 UCD가 수신될 때까지 UCD를 수신한다.
한편, CMTS는 기존에 UCD와 케이블 모뎀 그룹 정보 데이터베이스에 이미 정의되어 있는 정보를 수정할 필요가 있으면 수정할 수도 있으며, 이 수정된 값을 이용하여 케이블 모뎀이 기존에 사용하고 있던 업스트림 채널의 변경을 요구할 수 있다.
여기서, 도면부호 308, 309 및 310은 각각 시스템 메모리, 업스트림 프로세서 및 업스트림 모듈레이터를 나타낸다.
이와 같은 방법을 사용하여 케이블 모뎀이 사용할 업스트림 채널을 결정하게 되면, 업스트림 채널을 선택하는데 소요되는 시간을 최소한으로 줄일 수 있으며, 다른 케이블 모뎀들과의 경합(contention)을 최소한으로 줄일 수 있게 된다.
즉 케이블 모뎀을 설치할 때, 케이블 모뎀이 설치되는 그룹의 정보를 케이블 모뎀에 설정하고, 이러한 그룹이 사용해야 하는 업스트림 채널에 대한 정보를 CMTS에 데이터베이스화함으로써, 케이블 모뎀의 초기화에 소요되는 시간을 최소화할 수 있으며, 케이블 네트워크의 업스트림 채널의 효율을 최적화하는 효과가 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 케이블 모뎀 및 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법에 의하면, 케이블 모뎀의 초기화 과정에서 업스트림 채널이 설정됨에 있어, 각 케이블 모뎀에 따라 설정되어 있는 특정된 업스트림 채널을 이용하도록 통신 시스템이 설계됨으로써, 케이블 모뎀의 초기화에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 케이블 모뎀을 이용한 통신 시스템에서의 케이블 모뎀에 있어,
    소정의 케이블 모뎀별로 그룹화가 되어 CMTS와 통신할 수 있는 업스트림 채널 정보가 설정되어 있으며, 그 그룹화에 따른 업스트림 채널 정보가 저장되어 있는 메모리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메모리부는 비휘발성 메모리인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀.
  3. (a) 케이블 모뎀이 구동되는 단계와;
    (b) 상기 케이블 모뎀은 자신의 메모리부에 저장되어 있는, 할당된 업스트림 채널 그룹 정보를 획득하는 단계와;
    (c) 상기 케이블 모뎀은 CMTS로부터 전송되는 UCD 정보로부터, 자신에게 설정되어 있는 업스트림 채널 그룹 정보에 해당되는 UCD 정보를 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 케이블 모뎀은 상기 단계 (c)에서 수신된 UCD 정보를 참조하여, 업스트림 채널을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 UCD 정보에는 업스트림 채널 그룹 정보가 포함되어 있으며, 그 업스트림 채널 그룹 정보는 type(1 byte), length(1 byte) 및 value(variable length)로 구성되는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 업스트림 채널 그룹 정보에 있어서, 그룹 정보에 대한 값을 저장하고 있는 value 부분은 length의 값에 따라 결정되는 가변 데이터인 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀에서의 업스트림 채널 선택방법.
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