KR20040014414A - Multiple Service Subflows within a Cable Modem Service Flow - Google Patents

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KR20040014414A
KR20040014414A KR10-2003-7006725A KR20037006725A KR20040014414A KR 20040014414 A KR20040014414 A KR 20040014414A KR 20037006725 A KR20037006725 A KR 20037006725A KR 20040014414 A KR20040014414 A KR 20040014414A
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스테픈 폴리
브라이언제이. 스컬리
토마스엠. 퍼레이라
존 디나테일
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

1차 네트워크 데이타 플로를 복수의 서브플로로 분할하기 위한 방법이 개시된다. 각각의 서브플로에는 서비스의 고유 등급 또는 우선권 값이 할당된다. 네트워크를 통한 데이타의 전송을 규제하기 위해 상기 1차 플로로부터 서브플로들 각각으로 토큰들이 할당된다. 상기 규제는 가장 높은 우선권의 패킷들이 보다 높은 전송 우선권을 갖는 방식으로 이루어진다.A method for dividing a primary network data flow into a plurality of subflows is disclosed. Each subflow is assigned a unique class or priority value for the service. Tokens are assigned to each of the subflows from the primary flow to regulate the transmission of data over the network. The regulation is made in such a way that the highest priority packets have a higher transmission priority.

Description

케이블 모뎀 서비스 플로내의 다중 서비스 서브플로{Multiple Service Subflows within a Cable Modem Service Flow}Multiple Service Subflows within a Cable Modem Service Flow

전화 모뎀을 통한 인터넷 액세스는 오늘날 56kbps에 이르는 속도까지 이용가능하다. 전화-기반의 모뎀은 음성 대역폭 전화망을 통한 전송을 위하여 데이타 신호들을 변복조한다. 대조적으로, 케이블 모뎀은 케이블 텔레비젼 시스템을 통해 인터넷 또는 다른 외부 네트워크에 대한 액세스를 제공한다. 케이블 텔레비젼 시스템은 전화 시스템보다 더 높은 대역폭을 제공하며 따라서 더 높은 데이타 레이트에서 동작한다. 케이블 모뎀은 사용자 컴퓨터 또는 다른 통신 장치와 케이블 시스템 헤드엔드 사이에 접속을 제공하며, 이 헤드엔드로부터 예를 들어 T1 전송 라인을 경유하여 외부 네트워크 액세스가 가능하다. 케이블 네트워크에서, 네트워크 헤드엔드로부터 사용자나 가입자에게 전송된 데이타는 다운스트림 데이타라 언급되며, 사용자로부터 네트워크 헤드엔드로 전송되는 데이타는 업스트림 데이타라 언급된다.Internet access via telephone modems is available today at speeds up to 56kbps. A telephone-based modem modulates data signals for transmission over a voice bandwidth telephone network. In contrast, cable modems provide access to the Internet or other external networks through cable television systems. Cable television systems provide higher bandwidth than telephone systems and thus operate at higher data rates. The cable modem provides a connection between the user computer or other communication device and the cable system headend from which the external network access is possible, for example via a T1 transmission line. In a cable network, data transmitted from a network headend to a user or subscriber is referred to as downstream data, and data transmitted from a user to a network headend is referred to as upstream data.

예시적인 종래 기술의 양방향 케이블 시스템이 도 1에 블럭도의 형태로 도시되어 있다. 종래 기술의 케이블 시스템은 헤드엔드 장비(101), HFC(Hybrid Fiber Coaxial) 케이블 플랜트(103), 복수의 케이블 모뎀(105, 106; 2개만 도시), 및 대응하는 통신 링크(116 및 117)를 통해 케이블 모뎀(105 및 106)에 결합된 대응하는 복수의 가입자 통신 장치(107, 108)를 포함한다. 가입자 통신 장치들(107 및 108)은 예를 들어 컴퓨터, 텔레비젼, 또는 전화를 포함할 수 있다. 당업자라면 주지하는 바와 같이, 헤드엔드 장비(101)는, 프로세서, 라우터, 광대역 다운스트림 전송기, 업스트림 수신기, 스플리터, 컴바이너, 가입자 데이타베이스, 네트워크 관리 스테이션, 동적 호스트 구성 프로토콜(DHCP), 및 TFTP(trivial file transfer protocol) 서버들, 콜 에이젼트, 매체 게이트웨이, 및 과금 시스템을 포함한다. HFC 케이블 플랜트(103)는 광섬유 케이블, 동축 케이블, fiber/coax 노드, 증폭기, 필터, 및 탭들을 포함하고, 이들은 공유된 다운스트림 채널(110)을 통해 헤드엔드 장비(101)로부터 케이블 모뎀(105 및 106)으로의 전송이나, 공유된 업스트림 채널(112)을 통해 케이블 모뎀(105 및 106)으로부터 헤드엔드 장비(101)로의 전송을 지원한다.An exemplary prior art bidirectional cable system is shown in block diagram form in FIG. 1. Prior art cable systems include headend equipment 101, hybrid fiber coaxial (HFC) cable plant 103, a plurality of cable modems 105, 106 (only two are shown), and corresponding communication links 116 and 117. And corresponding subscriber communication devices 107, 108 coupled to cable modems 105 and 106 via. Subscriber communication devices 107 and 108 may include, for example, a computer, a television, or a telephone. As will be appreciated by those skilled in the art, the headend equipment 101 may include a processor, router, broadband downstream transmitter, upstream receiver, splitter, combiner, subscriber database, network management station, dynamic host configuration protocol (DHCP), and Trivial file transfer protocol (TFTP) servers, call agents, media gateways, and billing systems. HFC cable plant 103 includes fiber optic cables, coaxial cables, fiber / coax nodes, amplifiers, filters, and taps, which are cable modems 105 from headend equipment 101 through shared downstream channels 110. And 106, or from the cable modems 105 and 106 to the headend equipment 101 via the shared upstream channel 112.

다운스트림 채널(110) 및 업스트림 채널(112)은 정보를 통신하기 위해 각각의 전송 프로토콜을 이용한다. 전형적으로, 다운스트림 채널(110)을 통해 정보를 운반하는데 이용되는 변조 방법(예를 들어, 64-ary QAM)은, 업스트림 채널(112)을 통해 정보를 운반하는데 이용되는 변조[예를 들어, DQPSK(Differential Quaternary Phase Shift Keying) 또는 16-ary QAM]보다 고차이어서, 그 결과 업스트림 전송보다 다운스트림 전송 속도가 더 높다. 업스트림 전송 속도가 다운스트림 전송 속도보다 낮은 케이블 시스템은 전형적으로 "비대칭" 시스템이라 불린다. 업스트림 전송 속도가 다운 스트림 전송 속도와 실질적으로 동일한 케이블 시스템은 "대칭" 시스템이라 불린다.Downstream channel 110 and upstream channel 112 use respective transport protocols to communicate information. Typically, the modulation method (e.g., 64-ary QAM) used to convey information over the downstream channel 110 is a modulation (e.g., used to convey information over the upstream channel 112). Higher order than Differential Quaternary Phase Shift Keying (DQPSK) or 16-ary QAM], resulting in higher downstream transmission rate than upstream transmission. Cable systems whose upstream transmission rate is lower than the downstream transmission rate are typically referred to as "asymmetric" systems. Cable systems whose upstream transmission rate is substantially the same as the downstream transmission rate are called "symmetrical" systems.

각 채널(110 및 112) 상에서 이용되는 특정 유형의 변조에 추가하여, 각 채널(110 및 112)의 공유 성격(shared nature)은 다른 프로토콜 요건을 불러 일으킨다. 예를 들어, 다운스트림 채널은 공유되기 때문에, 다운스트림 프로토콜은 어드레싱 정보를 포함하고, 각각의 케이블 모뎀(105 및 106)은 자신에게 어드레싱된 정보 패킷을 찾기 위해 다운스트림 채널(110)을 모니터링한다. 특정한 케이블 모뎀(105 또는 106) 또는 부착된 통신 장치(107 또는 108) 또는 모든 케이블 모뎀(105 또는 106)(또는 부착된 모든 통신 장치(107 및 108))에 어드레싱된 정보 패킷들(예를 들어, 방송 메시지)만이 케이블 모뎀(105 및 106)에 의해 처리되고, 관련된 가입자 통신 장치(107 및 108)(예를 들어, 전화, 개인용 컴퓨터, 또는 다른 단말 장치)에 적절하게 포워딩된다. 업스트림 채널(112)은 공유되기 때문에, 케이블 모뎀(105 및 106)으로부터 나오는 전달된 정보(communicated information)의 충돌 가능성을 낮추기 위해 업스트림 채널 액세스 프로토콜이 이용된다. 업스트림 채널 액세스를 정의하기 위한 복수의 다중 액세스 프로토콜들이 존재하며, 여기에는 ALOHA, 슬로팅된-ALOHA, CDMA, TDMA 충돌검출 TDMA, 및 CSMA등이 포함된다.In addition to the particular type of modulation used on each channel 110 and 112, the shared nature of each channel 110 and 112 brings about different protocol requirements. For example, because the downstream channel is shared, the downstream protocol includes addressing information, and each cable modem 105 and 106 monitors the downstream channel 110 to find the information packet addressed to it. . Information packets addressed to a particular cable modem 105 or 106 or attached communication device 107 or 108 or all cable modems 105 or 106 (or all attached communication devices 107 and 108) (e.g., Only broadcast messages are processed by the cable modems 105 and 106 and appropriately forwarded to the associated subscriber communication devices 107 and 108 (e.g., telephones, personal computers, or other terminal devices). Since upstream channel 112 is shared, an upstream channel access protocol is used to reduce the likelihood of collisions of communicated information coming from cable modems 105 and 106. There are a plurality of multiple access protocols for defining upstream channel access, including ALOHA, slotted-ALOHA, CDMA, TDMA collision detection TDMA, CSMA, and the like.

일부 양방향 케이블 시스템은 최근에 공표된 DOCSIS 버젼1.0에 정의된 업스트림 및 다운스트림 채널 프로토콜을 준수하고 이용한다. DOCSIS 표준에 의해 정의된 업스트림 프로토콜은, 타이밍이 헤드엔드 장비(101)(이후부터 "케이블 모뎀종단 장치(CMTS)"라 언급)에 의해 제어되고 다운스트림 채널(110)을 통해 전송된 타임-스탬프된 동기화 메시지들을 경유해 케이블 모뎀(105 및 106)에 전달되는 TDMA 접근법이다. 따라서, 업스트림 통신이 정렬되고 고품질의 방식으로 발생하기 위해, 각 케이블 모뎀(105 및 106) 내의 시간 기준은, 모뎀(105 및 106)이 가입자 통신 장치(107 및 108)에 의해 제공된 정보를 전송하기 이전에, 헤드엔드 장비(101) 내의 유사한 시간 기준과 실질적으로 동기화되어야 한다. 그렇지 않다면, 한 모뎀(105)으로부터의 전송은 다른 모뎀(106)으로부터의 전송과 충돌할 수 있다.Some bidirectional cable systems adhere to and use the upstream and downstream channel protocols defined in the recently published DOCSIS version 1.0. The upstream protocol defined by the DOCSIS standard is a time-stamp whose timing is controlled by the headend equipment 101 (hereinafter referred to as "cable modem termination device (CMTS)") and transmitted over the downstream channel 110. Is a TDMA approach delivered to cable modems 105 and 106 via configured synchronization messages. Thus, in order for the upstream communication to be aligned and occur in a high quality manner, the time criteria within each cable modem 105 and 106 are such that the modems 105 and 106 transmit the information provided by the subscriber communication devices 107 and 108. Previously, it should be substantially synchronized with a similar time reference within the headend equipment 101. Otherwise, transmissions from one modem 105 may conflict with transmissions from another modem 106.

헤드엔드 장비(101)는, FDDI(Fiber Distributed Data Interface) 링크나 100 baseT 이더넷 링크와 같은 적절한 통신 링크(119)를 통해 공중회선 전화교환망(PSTN) 또는 인터넷과 같은 패킷화된 네트워크인 외부 네트워크(114)에 전형적으로 결합된다. 따라서, 양방향 케이블 시스템은, 가입자 통신 장치들(107 및 108) 및 도 1에 도시되지 않은 다른 유사한 장치들과 외부 네트워크(114)로 표시된 인터넷 서버, 컴퓨터 네트워크들 사이에 통신 접속을 제공한다.The headend equipment 101 is an external network, which is a packetized network such as a public switched telephone network (PSTN) or the Internet, through an appropriate communication link 119, such as a Fiber Distributed Data Interface (FDDI) link or a 100 baseT Ethernet link. 114) typically. Thus, the bidirectional cable system provides a communication connection between subscriber communication devices 107 and 108 and other similar devices not shown in FIG. 1 and an internet server, computer network, represented by external network 114.

헤드엔드 장비(101)는 또한 (위성 다운링크, 지상 마이크로파, 또는 지중선을 통해) 가입자들로의 방송용 프로그램 신호를 수신한다. 가입자 데이타는 6MHz 채널을 통해 운반되고, 6MHz 채널은 모든 가입자들에게 텔레비젼 신호를 방송하기 위한 케이블 텔레비젼 채널에 할당된 스펙트럼 크기이다. 가입자의 위치에서, 프로그램 신호는 셋탑 박스(도 2 참조)에 의해 수신되는 한편 다운스트림 신호는 케이블 모뎀(105 및 106)에 의해 별도로 수신된다. 주어진 케이블 모뎀 시스템 내의업스트림 및 다운스트림 채널들의 개수는, 서비스 영역, 사용자 수, 각 사용자에 약속된 데이타 속도, 및 가용 스펙트럼에 기초하여 설계된다.Headend equipment 101 also receives program signals for broadcast to subscribers (via satellite downlink, terrestrial microwaves, or underground lines). Subscriber data is carried on the 6 MHz channel, which is the spectral size allocated to the cable television channel for broadcasting television signals to all subscribers. At the subscriber's location, program signals are received by the set top box (see FIG. 2) while downstream signals are received separately by the cable modems 105 and 106. The number of upstream and downstream channels in a given cable modem system is designed based on the service area, the number of users, the data rate promised for each user, and the available spectrum.

도 2는 통신 장치(108)와 관련하여 가입자 또는 사용자의 위치에 있는 케이블 시스템 구성요소들의 블럭도이다. 가입자 구역에서, 스플리터(134)는 케이블 시스템 헤드엔드(101)로부터의 인입 신호를 분할한다. 텔레비젼 프로그램 신호는 셋탑박스(138)의 제어하에서 텔레비젼(140) 상에 디스플레이된다. 스플리터(134)로부터의 제2 출력은 케이블 모뎀(105)으로의 접속을 제공한다. 헤드엔드 장비(101)로부터의 다운스트림 신호들은 RF(무선 주파수) 튜너(142)에 제공되고, 이 튜너는 모뎀의 개시 동작 또는 구성 단계(configuration phase) 동안에 케이블 모뎀(105)에 할당된 주파수 대역에 동조된다. 상기한 바와 같이, 전형적으로, 다운스트림 채널은 QAM을 이용하고, 이것은 복조기(144)에서 복조된다. 복조된 신호는 매체 액세스 제어기(146)에 입력된다. 매체 액세스 제어기(146)로부터의 기저대역 데이타 신호는 케이블 모뎀(105)의 전반적인 동작을 제어하고, 나아가 데이타 제어 기능을 제공하는 데이타 및 제어 논리 유닛(148)에 입력된다. 통신 장치(108)는 다운스트림 방향으로 전송된 데이타를 수신하고 업스트림 방향으로 데이타를 전송하기 위하여 케이블 모뎀(105)의 데이타 및 제어 논리 유닛(148)에 접속된다.2 is a block diagram of cable system components at a subscriber or user's location with respect to communication device 108. In the subscriber zone, splitter 134 splits the incoming signal from cable system headend 101. The television program signal is displayed on the television 140 under the control of the set top box 138. The second output from splitter 134 provides a connection to cable modem 105. Downstream signals from the headend equipment 101 are provided to an RF (radio frequency) tuner 142, which is a frequency band assigned to the cable modem 105 during the startup operation or configuration phase of the modem. Are tuned to. As noted above, typically, the downstream channel uses QAM, which is demodulated in demodulator 144. The demodulated signal is input to the media access controller 146. Baseband data signals from the media access controller 146 are input to a data and control logic unit 148 that controls the overall operation of the cable modem 105 and further provides data control functions. The communication device 108 is connected to the data and control logic unit 148 of the cable modem 105 to receive data transmitted in the downstream direction and to transmit data in the upstream direction.

업스트림 데이타는 통신 장치(108)로부터 데이타 및 제어 논리 유닛(148), 매체 액세스 제어기(146)를 통해 결국에는 복조기(150)에 도달하여 복조된다. 전형적으로, DQPSK 또는 16-ary QAM 변조중 어느 하나가 업스트림 데이타를 위해 이용된다. 변조 유형의 선택은 각 케이블 모뎀(105)에 제공된 구성 정보에 개시된다. 업스트림 데이타는 하이브리드 fiber/coaxial 케이블 플랜트(103)을 경유해 헤드엔드(101)로의 전송을 위해 스플리터(134)를 통과한다. 결국, 데이타는 도 1과 연계하여 논의된 바와 같이 외부 네트워크(114)에 도달한다.The upstream data eventually arrives and demodulates from the communication device 108 via the data and control logic unit 148, the media access controller 146, and the demodulator 150. Typically either DQPSK or 16-ary QAM modulation is used for upstream data. The choice of modulation type is disclosed in the configuration information provided to each cable modem 105. Upstream data passes through splitter 134 for transmission to headend 101 via hybrid fiber / coaxial cable plant 103. Eventually, the data arrives at the external network 114 as discussed in connection with FIG. 1.

본 발명은 대체적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 서비스 등급 데이타 플로가 서브플로들로 분할되는 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates generally to a communication system, and more particularly to a communication system in which a class of service data flow is divided into subflows.

도 1은 전형적인 종래기술의 양방향 케이블 통신 시스템의 전기 블럭도이다.1 is an electrical block diagram of a typical prior art bidirectional cable communication system.

도 2는 가입자 구역 내에 있는 양방향 케이블 통신 시스템의 구성요소들의 전기 블럭도이다.2 is an electrical block diagram of the components of a bidirectional cable communication system within a subscriber area.

도 3은 본 발명에 따른 서비스 등급 할당 및 방법론을 기술하는 흐름도이다.3 is a flow chart describing service class assignment and methodology in accordance with the present invention.

한 실시예에서, 다운스트림 채널은 6 MHz 케이블 채널상에서 30 내지 40 Mbps에 이르기까지 데이타를 전송할 수 있는 64 또는 256 QAM을 이용한다. 업스트림 채널은, 320 Kbps 내지 10 Mbps까지의 데이타 레이트가 가용한 QPSK 또는 16 QAM 시그널링을 이용한다. 업스트림 및 다운스트림 데이타 레이트 양자 모두는 시스템 오퍼레이터에 의해 구성된다. 예를 들어, 비지니스 사용자에 의해 이용되는 케이블 모뎀(105)은 양방향 모두 비교적 높은 데이타 레이트로 정보를 송수신하도록 구성될 수 있다. 한편, 거주지 사용자는 외부 네트워크(114)로부터의 데이타를 수신하기 위해 다운스트림 방향에서 더 넓은 대역폭(및 더 높은 데이타 레이트)을 가지는 한편, 업스트림 데이타 전송에 대해서는 보다 낮은 속도로 제한되도록 구성된 케이블 모뎀(105)을 가질 수도 있다. 역시 또 다른 실시예에서, 데이타 레이트 할당은 일시에 따라 다를 수 있다.(time-of-day sensitive)In one embodiment, the downstream channel uses 64 or 256 QAM, which can transfer data from 30 to 40 Mbps on a 6 MHz cable channel. The upstream channel uses QPSK or 16 QAM signaling with data rates from 320 Kbps to 10 Mbps available. Both upstream and downstream data rates are configured by the system operator. For example, the cable modem 105 used by a business user may be configured to send and receive information at relatively high data rates in both directions. Resident users, on the other hand, have a wider bandwidth (and higher data rate) in the downstream direction to receive data from the external network 114, while a cable modem (configured to be limited to lower speeds for upstream data transmission). 105). In yet another embodiment, the data rate assignment may vary from time to time (time-of-day sensitive).

그러나, 케이블 모뎀은 미리규정된 변조 유형을 이용하여 주어진 심볼 레이트 (또는 데이타 레이트)에서 동작한다는 점이 강조되어야 한다. 개개의 데이타 패킷의 우선순위는 기구성된 업스트림 데이타 레이트나 대역폭에 영향을 미치지 않는다. 업스트림 채널상에서 전송하는 모든 모뎀들은 동일한 심볼 레이트와 변조유형을 이용한다. 그러나, 케이블 모뎀에 의해 사용되는 대역폭의 실제량은 모뎀을 제어하는 소프트웨어에 의해 제한될 수 있다. 상기한 바와 같이, 비지니스 사용자는 업스트림 방향으로 2Mbps를 이용하도록 구성될 수 있는 반면, 주거지 사용자는 1 Mbps로 제한된다. 그러나, 비지니스 및 주거지 사용자들을 지원하는 케이블 모뎀들은 예를 들어 10Mbps와 같은 가장 높은 시스템 레이트에서 동작할 수 있다. 개개의 데이타 패킷들의 우선순위는 이렇게 구성된 심볼 레이트 및 변조 유형에 영향을 주지 않는다.However, it should be emphasized that the cable modem operates at a given symbol rate (or data rate) using a predefined modulation type. The priority of individual data packets does not affect the instrumented upstream data rate or bandwidth. All modems transmitting on the upstream channel use the same symbol rate and modulation type. However, the actual amount of bandwidth used by the cable modem may be limited by the software controlling the modem. As noted above, business users may be configured to use 2 Mbps in the upstream direction, while residential users are limited to 1 Mbps. However, cable modems that support business and residential users may operate at the highest system rate, such as 10 Mbps. The priority of individual data packets does not affect the configured symbol rate and modulation type.

케이블 모뎀(105 또는 107)에 전원이 공급되면, 하이브리드 fiber/coaxial 케이블 플랜트(103)를 경유해 헤드엔드 장비(101)로의 접속이 생성된다. 이 접속은 인터넷 프로토콜(IP)을 채용하므로, 헤드엔드 장비(101)가 인터넷 또는 월드와이드 웹(외부 네트워크 114라 언급)으로부터 수신한 IP 포멧의 데이타가 케이블 모뎀(105 또는 106)으로 하향 포워딩될 수 있다. 케이블 모뎀 초기화 절차 동안에, 모뎀은 DHCP 서버로부터 IP 어드레스, 다른 IP 관련 작동 파라미터들, 및 모뎀 구성 파일의 서버 어드레스를 얻는다. 네트워크 상에는 이와 같은 많은 DHCP 서버들이 이용가능하며, 케이블 모뎀(105 또는 107)은 단순히 모든 DHCP 서버들에게 방송한다. 임의의 DHCP 서버는 방송 요청에 응답하며 필요한 정보를 제공할 수 있다. 구성 파일은 액세스 제어 정보, 다운스트림 및 업스트림 채널 할당, 보안 구성 정보, 및 모뎀 작동 소프트웨어를 다운로드할 수 있는 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 서버와 같은 다양한 구성 파라미터들을 포함한다.When power is supplied to the cable modem 105 or 107, a connection to the headend equipment 101 is created via the hybrid fiber / coaxial cable plant 103. This connection employs Internet Protocol (IP), so that data in IP format received by the headend device 101 from the Internet or the World Wide Web (referred to as external network 114) will be forwarded down to the cable modem 105 or 106. Can be. During the cable modem initialization procedure, the modem obtains an IP address, other IP related operating parameters, and a server address from the modem configuration file from the DHCP server. Many such DHCP servers are available on the network, and the cable modem 105 or 107 simply broadcasts to all DHCP servers. Any DHCP server responds to the broadcast request and can provide the necessary information. The configuration file contains various configuration parameters such as access control information, downstream and upstream channel assignments, security configuration information, and a Trivial File Transfer Protocol (TFTP) server from which modem operation software can be downloaded.

도 1에 도시된 케이블 시스템 네트워크와 같은 패킷 교환형 네트워크는 전형적으로 최선형 서비스 전달(best-effort service delivery) 기초하에서 동작한다. 불행하게도, 무접속(connection-less) 최선형 전달 모델을 갖는 인터넷 프로토콜은 순차적이고, 시기 적절한 방식의 패킷 전달을 보장하지 못하거나 전혀 제공하지 못한다. 모든 트래픽은 동일한 우선권을 가지며, 시기적절하게 전달될 기회가 동일하다. 네트워크가 정체될 때, 모든 트래픽은 동일한 가능성으로 지연되거나 누락된다. 네트워크를 이용하는 많은 유형의 애플리케이션들 중에는, 월드와이드 웹과 인터페이싱하는 미션-크리티컬(mission-critical) 애플리케이션, 온 라인 비지니스-크리티컬(business-critical) 애플리케이션, 멀티미디어 기반의 애플리케이션(데스크탑 비디오 회의 또는 인터넷 프로토콜을 이용한 음성 회의)이 있다. 어떤 네트워크 애플리케이션들은 대역폭 및 지연에 민감하여, 네트워크상에서 고유한 등급의 서비스 요구를 필요로 한다. 일부 애플리케이션들은 수신 싸이트에대한 실시간 전달을 요구하고, 또 어떤 애플리케이션들은 약간의 지연을 용인한다. 인터넷 프로토콜을 이용하여 IP를 통한 음성(VOIP) 또는 비디오 회의와 같은 실시간 애플리케이션을 사용하기 위해, 대역폭 대기시간 및 지터 요건을 포함하여 허용가능한 수준의 품질이 보장되어야만 하고, 실시간 트래픽이 네트워크상에서 통상적인 데이타 트래픽과 공존할수 있도록 허용하는 방식이 만족되어야만 한다. 서비스 등급 개념의 채용은, 네트워크 관리자가 미션-크리티컬 및 실시간 애플리케이션 트래픽이 다른 대역폭 요청 애플리케이션들로부터 보호되는 것을 보장하는 한편, 덜 중요한 애플리케이션들은 합리적인 방식으로 네트워크를 이용하도록 해준다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 서비스의 네트워크 등급 정책은, 네트워크 자원을 네트워크사용자의 목적에 따라 정렬한다. 이들 서비스 등급 파라미터들이 없다면, 네트워크 자원은 보다 중요한 애플리케이션들에 이용되지 못하고 덜 중요한 애플리케이션들에 의해 빠르게 소진될 수도 있다. 서비스 등급 특징의 구현은, 네트워크 장치들이 예측가능한 방식으로 높은 우선권의 트래픽을 인식하고 전달할 수 있도록 해준다. 네트워크 정체가 발생하면, 서비스 등급 메카니즘이 높은 우선권의 트래픽을 전달하기 위해 낮은 우선권의 트래픽을 누락하거나 지연시킨다.Packet-switched networks, such as the cable system network shown in FIG. 1, typically operate on a best-effort service delivery basis. Unfortunately, Internet protocols with a connection-less best forwarding model do not guarantee sequential, timely delivery of packets or provide them at all. All traffic has the same priority and the same opportunity to be delivered in a timely manner. When the network is congested, all traffic is delayed or missed with the same probability. Among the many types of applications that use the network are mission-critical applications that interface with the World Wide Web, online business-critical applications, and multimedia-based applications (desktop video conferencing or Internet protocols). Used voice conferences). Some network applications are sensitive to bandwidth and delay, requiring a unique class of service requirements on the network. Some applications require real time delivery to the receiving site, while others tolerate some delay. To use real-time applications such as voice over IP (VOIP) or video conferencing using Internet protocols, acceptable levels of quality must be ensured, including bandwidth latency and jitter requirements, and real-time traffic can be The manner of allowing coexistence with data traffic must be satisfied. The adoption of the class of service concept allows network managers to ensure that mission-critical and real-time application traffic is protected from other bandwidth requesting applications, while less important applications use the network in a reasonable manner. To achieve this goal, the network class policy of the service aligns network resources with the purpose of the network user. Without these class of service parameters, network resources may not be used for more important applications and may be quickly exhausted by less important applications. Implementation of the class of service feature enables network devices to recognize and deliver high priority traffic in a predictable manner. When network congestion occurs, the class of service mechanism drops or delays low priority traffic to deliver high priority traffic.

따라서, 패킷 교환형 케이블 모뎀에서 서비스 등급 방안을 설정하고 이를 구현하기 위한 메카니즘을 개발하여, 높은 우선권의 업스트림 데이타가 시기적절하게 그 목적지에 도달할 확률을 증가시킬 필요성이 있다.Therefore, there is a need to increase the probability that high priority upstream data reaches its destination in a timely manner by developing a mechanism for establishing and implementing a class of service scheme in a packet-switched cable modem.

본 발명은 첨부된 도면들과 양호한 실시예들을 참조하면 그 이점과 이용법을 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다.DETAILED DESCRIPTION The present invention will be more readily understood with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments thereof.

양방향 케이블 통신 시스템에서 데이타 흐름에 대한 서비스 우선권 등급을 할당하고 구현하기 위한 특정한 방법 및 장치를 상세히 기술하기 이전에, 본 발명은 주로 이에 관련된 단계 및 장치의 신규한 조합에 관한 것임을 알아야 한다. 따라서, 하드웨어 구성요소들 및 방법적 단계들은 도면에 종래의 구성요소들로 표시되어 있으며, 본 발명을 이용하고자하는 당업자가 용이하게 파악할 수 있는 구조적 세부사항의 공개를 불명확하게 하지 않도록, 종래 기술에 관해서는 본 발명과 관련성이있는 부분만 특정적으로 상세히 설명할 것이다.Before describing in detail the specific method and apparatus for assigning and implementing service priority classes for data flows in a two-way cable communication system, it is to be understood that the present invention relates primarily to novel combinations of steps and apparatus related thereto. Accordingly, the hardware components and method steps are represented by conventional components in the drawings, and are not described in the prior art so as not to obscure the disclosure of structural details that will be readily appreciated by those skilled in the art. As regards, only parts relevant to the present invention will be described in detail.

DOCSIS 1.0 프로토콜은, 케이블 모뎀들(105 및 106)과 같은 케이블 모뎀이 업스트림 방향으로 데이타를 운반하기 위한 다중의 서비스 플로에 의해 구성되는 것을 허용한다. 그러나, 케이블 오퍼레이터가 이러한 특징을 이용하는 것은 불가능한데, 이는 데이타를 1차 서비스 플로가 아닌 서비스 플로 상으로 분류하기 위한 메카니즘이 이 산업 분야에 없기 때문이다. 따라서, 모든 데이타는 1차 업스트림 데이타 플로상에서 흐른다. DOCSIS 1.0 표준은 분류자 특징(classifier feature)을 포함하며, 이 분류자 특징은, 케이블 모뎀이 소정 패킷을 특정한 서비스 플로상에 전송하게끔 명령하기 위해, 구성 설정을 통해 활성화될 수 있다. 예를 들어, 이 분류자는 모든 음성 패킷들을 서브 플로 번호2 상에 배치하는 한편, 다른 모든 데이타 패킷들은 1차 서비스 플로를 통해 전송하도록 구성될 수 있다.The DOCSIS 1.0 protocol allows cable modems, such as cable modems 105 and 106, to be configured by multiple service flows for carrying data in the upstream direction. However, it is not possible for cable operators to take advantage of this feature, because there is no mechanism in this industry to classify data onto a service flow rather than a primary service flow. Thus, all data flows on the primary upstream data flow. The DOCSIS 1.0 standard includes a classifier feature, which can be activated through configuration settings to instruct the cable modem to send certain packets on a particular service flow. For example, this classifier can be configured to place all voice packets on subflow number 2 while all other data packets are sent on the primary service flow.

본 발명에 따르면, 1차 서비스 플로는 복수의 서브플로로 분할된다. 복수의 서비스 플로들 각각은 서비스 등급을 할당받으며, 이 서비스 등급은, 케이블 모뎀들(105 및 106)로부터 헤드엔드 장비(101)로의 서브플로상에서 큐잉된 데이타를 전송하기 위한 우선권을 결정하는 상대적 등급 또는 우선권적 방법이다. 더 높은 우선권의 데이타는 보다 낮은 우선권의 데이타에 앞서 전송된다. 예를 들어, 인터넷 프로토콜 전화 호출을 통한 음성은 지연 및 대화 중단을 피하기 위해 준실시간으로전달되어야만 한다. 약 300밀리초 이상의 지연은 대화 당사자가 대개는 견딜 수 없는 수준임이 파악되었다. 따라서, 인터넷 프로토콜을 통한 음성을 나타내는 데이타는 높은 우선권의 서비스 등급을 할당받을 것이다. 역으로, 텍스트 데이타는 낮은 우선권의 서비스 등급을 할당받을 것이다.According to the present invention, the primary service flow is divided into a plurality of subflows. Each of the plurality of service flows is assigned a service class, which is a relative class that determines the priority for transmitting queued data on a subflow from cable modems 105 and 106 to headend equipment 101. Or a preferential method. Higher priority data is transmitted prior to lower priority data. For example, voice over Internet protocol phone calls must be delivered in near real time to avoid delays and interruption of conversations. Delays above about 300 milliseconds were found to be usually unacceptable to the conversation party. Thus, data representing voice over the Internet protocol will be assigned a high priority class of service. Conversely, text data will be assigned a lower priority class of service.

주어진 모뎀에 대한 서비스 플로 파라미터들(예를 들어, 전송 우선권)은 구성 파일에 개시된다. 서브플로 파라미터들은 이하에서 설명되는 바와 같이, 서비스 플로 파라미터들로부터 유도된다.Service flow parameters (eg transmission priority) for a given modem are disclosed in the configuration file. Subflow parameters are derived from service flow parameters, as described below.

본 발명의 한 실시예에서, 패킷들이 그들의 할당된 서비스 우선권에 따라 케이블 모뎀(105 및 106)들에 전송되는 것을 보장하기 위해, 토큰 버킷 방법이 데이타 패킷들을 운반하는 업스트림 서브플로를 관리한다. 각각의 토큰 버킷은 3가지 요소를 갖는다. 즉, 버스트 크기, 평균 속도, 및 시간 구간. 평균 속도는, 시간 구간에 의해 정의된 단위시간당 어느 정도의 데이타가 전송될 수 있는지를 명시한다. (비트 단위로 특정된) 버스트 크기는는 네트워크 스케쥴링 충돌을 생성하지 않도록 하는 하나의 버스트 내에 전송될 수 있는 데이타량을 명시한다. 5 Mb의 토큰 버킷 크기를 갖는 예시적인 토큰 버킷 알고리즘은 1 Mbps의 평균 비트 레이트와 1초의 시간 구간을 가진다. 버킷은 5메가비트의 최대 용량을 가진다. 버킷이 가득찰 때(즉, 5메가비트량의 토큰을 포함), 더 이상의 토큰이 추가될 수 없다.In one embodiment of the present invention, the token bucket method manages upstream subflows carrying data packets to ensure that packets are sent to cable modems 105 and 106 according to their assigned service priority. Each token bucket has three elements. That is, burst size, average speed, and time interval. The average speed specifies how much data can be transmitted per unit time defined by the time interval. The burst size (specified in bits) specifies the amount of data that can be transmitted in one burst that avoids creating network scheduling conflicts. An exemplary token bucket algorithm with a token bucket size of 5 Mb has an average bit rate of 1 Mbps and a time interval of 1 second. The bucket has a maximum capacity of 5 megabits. When the bucket is full (i.e. including 5 megabits of tokens) no more tokens can be added.

각각의 토큰은, 케이블 모뎀이 소정 개수의 비트를 헤드엔드 장비(101)에 전송하는 것을 허용함을 나타낸다. 패킷을 전송하기 위해, 케이블 모뎀은 패킷 크기와 동일한 개수의 토큰을 버킷으로부터 제거한다. 만일 버킷 내에 패킷을 전송하기에 충분한 토큰이 있지 않다면, 패킷은 버킷이 충분한 토큰을 가질때까지 기다리거나 패킷이 폐기될때까지 기다린다. 따라서, 언제나 케이블 모뎀이 네트워크 내로 보낼 수 있는 가장 큰 크기의 버스트나 패킷은 대충 버킷 용량에 비례한다.Each token indicates that the cable modem allows sending a predetermined number of bits to the headend equipment 101. To send a packet, the cable modem removes the same number of tokens from the bucket as the packet size. If there is not enough token in the bucket to send the packet, the packet waits until the bucket has enough tokens or waits for the packet to be discarded. Therefore, the largest burst or packet the cable modem can ever send into the network is roughly proportional to the bucket capacity.

또한, 본 발명에 따라, 케이블 모뎀(105 및 106)으로부터의 패킷 전송은 복수의 버킷들에 의해 제어되고, 각각의 토큰 버킷은 각각의 케이블 모뎀에 대하여 특정한 서비스 등급(또는 서브플로)과 연관된다. 1차 플로 버킷으로부터의 토큰들은 복수의 서브플로 버킷들로 분산된다. 상기한 바와 같이, 토큰들은 1차 버킷 내에서 주기적으로 보충된다. 서브플로 버킷들의 각각은 1차 토큰 버킷으로부터 보충된다. 사실상, 서브플로 버킷들을 보충하기 위한 다수의 알고리즘이 있다. 예를 들어, 수신된 토큰들중 소정 비율을 서브플로 버킷들의 각각에게 할당하도록 1차 버킷이 제어될 수 있다. 예를 들어, 가장 높은 우선권의 서브플로 버킷(버킷 1)은 소정의 시간 구간에 걸쳐 1차 버킷 내의 토큰들의 50%를 수신할 수 있다. 가장 낮은 우선권의 서브플로 버킷(버킷 3)은 동일한 시간 구간에 걸쳐 1차 버킷 토큰들의 15%를 수신할 수 있다. 마지막으로, 중간적 우선권의 버킷(버킷 2)은 동일한 시간 구간에 걸쳐 1차 버킷 토큰의 35%를 수신할 수 있다. 다른 방법으로서, 토큰들이 1차 버킷에 들어갈 때, 이들은 버킷1이 가득찰 때까지 버킷1(가장 높은 우선권의 서브플로 버킷)로 향해질 수 있다. 이것은, 높은 우선권의 패킷이 토큰을 수신할 확률이 높고 그에 따라 전송될 확률이 높아지는 것을 보장한다. 그 다음, 나중에 수신된 토큰들은 버킷2가 가득찰때까지 버킷2로 향해지고, (버킷1이 계속 가득차 있다고 가정하면), 마지막으로, 도달되는 토큰들은 상기 2개의 버킷들이모두 가득차 있을 경우에 버킷3으로 향해진다. 당업자라면, 1차 버킷 및 복수의 서브플로 버킷들 양쪽 모두에 대한 보충 절차를 제어하기 위한 방법은 여러가지가있다는 것을 이해할 것이다.Further, according to the present invention, packet transmission from cable modems 105 and 106 is controlled by a plurality of buckets, each token bucket being associated with a particular class of service (or subflow) for each cable modem. . Tokens from the primary flow bucket are distributed into a plurality of subflow buckets. As mentioned above, the tokens are periodically replenished in the primary bucket. Each of the subflow buckets is replenished from the primary token bucket. In fact, there are a number of algorithms for replenishing subflow buckets. For example, the primary bucket can be controlled to assign a certain percentage of the received tokens to each of the subflow buckets. For example, the highest priority subflow bucket (bucket 1) may receive 50% of the tokens in the primary bucket over a period of time. The lowest priority subflow bucket (bucket 3) may receive 15% of the primary bucket tokens over the same time interval. Finally, an intermediate priority bucket (bucket 2) may receive 35% of the primary bucket token over the same time interval. Alternatively, when tokens enter the primary bucket, they can be directed to bucket 1 (the highest priority subflow bucket) until bucket 1 is full. This ensures that high priority packets are more likely to receive tokens and therefore more likely to be transmitted. The tokens received later are then directed to bucket 2 until bucket 2 is full (assuming bucket 1 is still full), and finally, the tokens reached are buckets if both of these buckets are full. Headed to 3. Those skilled in the art will appreciate that there are many ways to control the replenishment procedure for both the primary bucket and the plurality of subflow buckets.

1차 버킷과 복수의 서브플로 버킷들을 재충전하는 알고리즘은 케이블 모뎀(105 및 106) 내에 하드-코딩될 수 있다. 다른 방법으로서, 이 알고리즘은 판매자-특정적 TLV 파라미터들을 통해 구성 파일에 개시되어, 시동 단계동안에 케이블 모뎀(105 및 106)에 다운로드된다. 제어 메카니즘으로서 구성 파일을 이용하는 것은 케이블 시스템 오퍼레이터가 복수의 서브플로들에 대한 보중 알고리즘을 변경할 수 있도록 해준다. 또한 케이블 시스템 오퍼레이터는 SNMP(Simple Network Management Protocol) 하에서 동작하는 네트워크 관리 애플리케이션 소프트웨어를 이용하여 케이블 모뎀들(105 및 106) 각각을 관리할 수 있다. SNMP는 네트워크 관리자가 네트워크 장치 내의 네트워크 객체들을 수정하여 네트워크 파라미터들을 변경할 수 있도록 허용한다. 예를 들어, 버킷 보충 과정은 SNMP 기반의 명령들에 의해 실시간으로 수정될 수 있다.An algorithm for recharging the primary bucket and the plurality of subflow buckets may be hard-coded in the cable modems 105 and 106. Alternatively, this algorithm is initiated in the configuration file via vendor-specific TLV parameters and downloaded to the cable modems 105 and 106 during the startup phase. Using a configuration file as a control mechanism allows the cable system operator to change the weighting algorithm for multiple subflows. The cable system operator can also manage each of the cable modems 105 and 106 using network management application software operating under the Simple Network Management Protocol (SNMP). SNMP allows network administrators to modify network parameters by modifying network objects in network devices. For example, the bucket replenishment process can be modified in real time by SNMP based commands.

한 실시예에서, 각각의 데이타 패킷은 패킷 헤더 내에 포함된 정보를 통해 서브플로들중 하나에 할당된다. 예를 들어, 패킷 헤더는 패킷을 IP 데이타, LLC 데이타, 또는 TCP/UDP 데이타로서 식별한다. 데이타 타입에 기초하여, 데이타 패킷은 적절한 우선권의 서브플로에 할당된다. 데이타 타입과 우선권 서브플로들간의 상관관계는 구성 파일에 개시되거나 모뎀 내에 하드-코딩된다. 다른 방법으로서, 데이타 타입을 식별하기 위해, 모뎀은 고유한 데이타 서명을 위해 데이타 파일을 검사할 수 있다. VOIP 데이타는 이와 같은 고유한 서명을 가진다. 또 다른 실시예에서, 모뎀은, 패킷을 발생시킨 임베딩된 케이블 모뎀 소프트웨어 애플리케이션을 검사함으로써, 데이타 타입을 식별하고 서브플로를 할당할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 관리 애플리케이션은 SNMP 패킷들을 발생한다. 전형적으로, SNMP 패킷들은 데이타 패킷들보다 높은 우선권을 할당받는다.In one embodiment, each data packet is assigned to one of the subflows via the information contained in the packet header. For example, the packet header identifies the packet as IP data, LLC data, or TCP / UDP data. Based on the data type, data packets are assigned to subflows of appropriate priority. Correlation between data type and priority subflows is initiated in the configuration file or hard-coded in the modem. Alternatively, to identify the data type, the modem may examine the data file for a unique data signature. VOIP data has this unique signature. In another embodiment, the modem may identify the data type and assign a subflow by examining the embedded cable modem software application that generated the packet. For example, a network management application generates SNMP packets. Typically, SNMP packets are assigned a higher priority than data packets.

서브플로를 할당하기 위해 모뎀이 헤더를 검사하는 것 대신에, 패킷을 생성하는 애플리케이션 소프트웨어가 서브플로를 할당하고 그 정보를 파라미터로서 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 모뎀은 전화로부터의 오디오 톤들을 디지털화하는 VOIP 소프트웨어 애플리케이션을 포함하고 이들을 패킷화할 수 있다. 이 예에서 패킷들의 우선권을 판별하기 위해 패킷을 검사할 필요가 없는데, 이는 모뎀 작동 소프트웨어가 음성 데이타 상에서 동작하는 소프트웨어 애플리케이션으로부터 패킷들이 나온 것이라 판단할 수 있기 때문이다. 전형적으로, 이들 패킷들은 높은 우선권의 서브플로에 할당될 것이다.Instead of the modem checking the header to assign the subflow, the application software generating the packet may assign the subflow and provide that information as a parameter. In another example, a modem may include and packetize a VOIP software application that digitizes audio tones from a telephone. In this example, there is no need to inspect the packet to determine the priority of the packets, because the modem operating software may determine that the packets came from a software application running on voice data. Typically, these packets will be assigned to a high priority subflow.

도 3은 본 발명을 도시하는 소프트웨어 흐름도이다. 모뎀(105 또는 106)은 단계(180)에서 기동되어 단계(182)에서 구성파일을 다운로드한다. 구성 파일 내에서 복수의 서브플로와 버킷 보충 알고리즘 디테일들이 식별되는 본 발명의 실시예에서, 이 정보는 구성 파일에서 유도되어 보충 절차와 서브플로 할당을 제어하는 모뎀 작동 소프트웨어에 제공된다. 단계(186)에서, 전송 준비된 패킷은 그 관련된 서비스 등급을 판정하기 위해 검사받는다. 다른 실시예들에서 기술된 바와 같이, 서비스 등급은 헤더검사가 아닌 다른 방법에 의해서도 판정될 수 있다. 어떤 경우던, 일단 패킷의 서비스 등급이 판정되면, 처리는 단계(188)로 이동하고 여기서 이패킷과 연관된 서브플로(또는 서비스 등급) 버킷이 검사된다. 버킷 내에 충분한 토큰들이 이용가능하다면, 처리는 판정 단계(190)로부터 단계(192)로 이동하여 여기서 적절한 개수의 토큰들이 패킷에 할당된다. 단계(194)에서, 패킷이 전송된다. 그 다음, 처리는 단계(186)로 되돌아가서 큐 내의 다음 패킷을 검사한다. 판정 단계(190)에서 충분한 개수의 토큰이 이용가능하지 않다면, 이 패킷은 전송될 수 없고 큐 내에 유지된다. 처리는 판정 단계(190)로부터 단계(186)로 되돌아가서 다음 큐잉된 패킷을 검사한다. 지연된 패킷과 연관된 서브플로 토큰 버킷이 보충될 때, 이 패킷은 전송될 것이다. 상기한 바와 같이, 보충 절차는 주기적으로 각각의 서브플로 버킷 내에 토큰들을 배치한다. 이러한 것은 도 3에는 도시되어 있지 않다. 한 실시예에서, 보충 절차는 다음과 같이 진행한다. R/T가 알고리즘의 평균 속도라고 하자. 여기서, R은 비트 단위로 측정되고, T는 초단위로 측정된다. 그렇다면, R이 1백만 비트이고 T가 1초라면, 매초당 버킷에는 1백만 비트가 추가된다. 따라서 평균 속도는 1 Mbps이다.3 is a software flow diagram illustrating the present invention. Modem 105 or 106 is activated in step 180 to download the configuration file in step 182. In an embodiment of the present invention where a plurality of subflow and bucket replenishment algorithm details are identified in a configuration file, this information is derived from the configuration file and provided to modem operation software that controls replenishment procedures and subflow assignments. In step 186, the packet ready to be sent is examined to determine its associated class of service. As described in other embodiments, the grade of service may be determined by other methods than header checking. In any case, once the grade of service of the packet is determined, processing moves to step 188 where the subflow (or grade of service) bucket associated with this packet is checked. If enough tokens are available in the bucket, processing moves from decision step 190 to step 192 where an appropriate number of tokens are assigned to the packet. In step 194, a packet is sent. The process then returns to step 186 to check for the next packet in the queue. If a sufficient number of tokens are not available at decision step 190, this packet cannot be sent and remains in the queue. The process returns from decision step 190 to step 186 to check the next queued packet. When the subflow token bucket associated with the delayed packet is replenished, this packet will be sent. As noted above, the replenishment procedure periodically places tokens in each subflow bucket. This is not shown in FIG. 3. In one embodiment, the replenishment procedure proceeds as follows. Let R / T be the average speed of the algorithm. Here, R is measured in bits and T is measured in seconds. If R is 1 million bits and T is 1 second, then 1 million bits are added to the bucket every second. Thus, the average speed is 1 Mbps.

상기한 바와 같이, 케이블 시스템 오퍼레이터는 (SNMP 프로토콜을 이용하여) 케이블 모뎀(105 및 106)에 네트워크 관리 제어 정보 전송함으로써 서브플로 할당 절차의 동작을 수정할 수 있다. 이와 같은 임의의 관리 정보는 도 3의 플로챠트에 대한 인터럽트로서 작용한다.As noted above, the cable system operator can modify the operation of the subflow assignment procedure by sending network management control information to the cable modems 105 and 106 (using the SNMP protocol). This arbitrary management information acts as an interrupt to the flowchart of FIG.

본 발명이 그 양호한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 수정이 이루어질 수 있으며 구성요소들은 다른 등가의 요소들로 대체될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질에 벗어나지 않고 특정한 상황에 적합하도록 수정이 이루어질 수도 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 공개된 특정 실시예로만 제한되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위 내에 드는 모든 실시예들을 포함한다.Although the invention has been described with reference to its preferred embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications may be made and components may be replaced by other equivalent elements without departing from the scope of the invention. In addition, modifications may be made to suit a particular situation without departing from the spirit of the invention. Accordingly, the invention is not limited to the specific embodiments disclosed herein, but includes all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (18)

패킷을 송수신하기 위한 복수의 네트워크 장치를 포함하는 1차 서비스 플로(primary service flow)를 갖는 네트워크에서 패킷 전송을 관리하기 위한 방법에 있어서,A method for managing packet transmission in a network having a primary service flow including a plurality of network devices for transmitting and receiving packets, the method comprising: 상기 1차 서비스 플로를 복수의 서브플로들로 분할하는 단계;Dividing the primary service flow into a plurality of subflows; 상기 복수의 서브플로들 각각에 우선권을 할당하는 단계;Assigning priority to each of the plurality of subflows; 각각의 패킷에 우선권을 할당하는 단계; 및Assigning priority to each packet; And 상기 할당된 우선권에 연관된 상기 서브플로상에 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함하는, 패킷 전송 관리 방법.Transmitting the packet on the subflow associated with the assigned priority. 제1항에 있어서, 각각의 우선권은 서비스 등급과 연관된, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1 wherein each priority is associated with a class of service. 제2항에 있어서, 각각의 서비스 등급은 데이타 전송 우선권과 연관되며, 각각의 패킷은 상기 패킷에 할당된 상기 서비스 등급에 따라 전송되는, 패킷 전송 관리 방법.3. The method of claim 2, wherein each class of service is associated with a data transmission priority and each packet is transmitted according to the class of service assigned to the packet. 제1항에 있어서, 상기 우선권은 사전설정된 전송 비트 레이트와 연관된, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1 wherein the priority is associated with a predetermined transmission bit rate. 제1항에 있어서, 각각의 패킷은 전송에 앞서 큐 내에 들어가며, 상기 우선권은, 상기 큐 내의 상기 패킷의 도달과 상기 관련된 서브플로 상에서의 상기 패킷의 전송간의 사전설정된 최대 시간과 연관된, 패킷 전송 관리 방법.2. The packet transfer management of claim 1 wherein each packet is enqueued prior to transmission and said priority is associated with a predetermined maximum time between arrival of said packet in said queue and transmission of said packet on said associated subflow. Way. 제1항에 있어서, 계층구조의 네트워크 전송 파라미터들 중 한 파라미터는 각각의 우선권과 연관된, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1, wherein one of the hierarchical network transmission parameters is associated with each priority. 제1항에 있어서, 복수의 서브플로들 중 각각의 서브플로 내의 한 패킷의 전송은 상기 패킷에 복수의 토큰을 할당할 것을 요구하고, 상기 토큰의 개수는 상기 패킷의 길이에 기초하는, 패킷 전송 관리 방법.The packet transmission of claim 1, wherein the transmission of one packet in each subflow of the plurality of subflows requires assigning a plurality of tokens to the packet, the number of tokens being based on the length of the packet. How to manage. 제1항에 있어서, 1차 서비스 플로에는 복수의 토큰이 할당되고, 상기 토큰들은 상기 복수의 서브플로들 사이에 차례로 할당되는, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1, wherein a plurality of tokens are assigned to the primary service flow, and the tokens are sequentially assigned among the plurality of subflows. 제8항에 있어서, 상기 토큰들은 상기 서브플로 내의 미사용 토큰들의 개수에 기초하여 상기 복수의 서브플로들 사이에 할당되는, 패킷 전송 관리 방법.10. The method of claim 8, wherein the tokens are allocated between the plurality of subflows based on the number of unused tokens in the subflow. 제8항에 있어서, 상기 토큰들은 상기 서브플로에 연관된 우선권에 기초하여 상기 복수의 서브플로들 사이에 할당되는, 패킷 전송 관리 방법.9. The method of claim 8, wherein the tokens are allocated between the plurality of subflows based on a priority associated with the subflows. 제8항에 있어서, 토큰들이 상기 1차 서비스 플로에 할당될 때 상기 토큰들은 상기 복수의 서브플로들에 차례로 분배되고, 가장 높은 우선권의 서브플로는 상기 1차 서비스 플로로부터 소정 비율의 토큰을 할당받고, 각각의 더 낮은 우선권의 서브플로는 대응하여 보다 작은 비율을 할당받는, 패킷 전송 관리 방법.9. The method of claim 8, wherein when tokens are assigned to the primary service flow, the tokens are distributed in turn to the plurality of subflows, and the highest priority subflow allocates a predetermined percentage of tokens from the primary service flow. And each lower priority subflow is correspondingly assigned a smaller rate. 제8항에 있어서, 상기 1차 서비스 플로는 그와 연관된 토큰 버킷(bucket)을 가지며 각각의 서브플로는 그와 연관된 토큰 버킷을 가지며, 각 버스트 내에 전송될 수 있는 데이타의 최대량을 정의하는 버스트 크기, 정의된 시간 구간당 전송될 수 있는 데이타의 최대량을 정의하는 평균 속도가 각각의 토큰 버킷에 대해 정의되는, 패킷 전송 관리 방법.10. The system of claim 8, wherein the primary service flow has a token bucket associated with it and each subflow has a token bucket associated with it, the burst size defining a maximum amount of data that can be transmitted within each burst. The average rate defining the maximum amount of data that can be transmitted per defined time interval is defined for each token bucket. 제12항에 있어서, 상기 1차 서비스 플로 토큰 버킷의 토큰들은 주기적으로 보충되며, 각각의 서브플로 토큰 버킷은 상기 1차 서비스 플로 토큰 버킷으로부터 보충되는, 패킷 전송 관리 방법.13. The method according to claim 12, wherein tokens of the primary service flow token bucket are replenished periodically and each subflow token bucket is replenished from the primary service flow token bucket. 제1항에 있어서, 각 패킷의 상기 우선권은 상기 패킷 헤더 내에 개시되는, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1 wherein the priority of each packet is initiated in the packet header. 제1항에 있어서, 각 패킷의 상기 우선권은 상기 패킷을 발생시킨 소프트웨어애플리케이션에 기초하여 판정되는, 패킷 전송 관리 방법.The method of claim 1, wherein the priority of each packet is determined based on a software application that generated the packet. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 장치는 케이블 모뎀을 포함하는, 패킷 전송 관리 방법.2. The method of claim 1 wherein the network device comprises a cable modem. 제조품에 있어서,In manufactured goods, 패킷을 송수신하기 위한 복수의 네트워크 디바이스들을 포함하며 1차 서비스 플로를 갖는 네트워크에서 패킷 전송을 관리하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 이용가능한 매체로서, 상기 매체는,A computer usable medium having a computer readable program code for managing packet transmission in a network having a primary service flow and comprising a plurality of network devices for transmitting and receiving a packet, the medium comprising: 컴퓨터로 하여금 상기 1차 서비스 플로를 복수의 서브플로로 분할하도록 구성된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드;Computer readable program code configured to cause a computer to divide the primary service flow into a plurality of subflows; 컴퓨터로 하여금 상기 복수의 서브플로들 각각에 우선권을 할당하도록 구성된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드;Computer readable program code configured to cause a computer to assign priority to each of the plurality of subflows; 컴퓨터로 하여금 각각의 패킷에 우선권을 할당하도록 구성된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드; 및Computer readable program code configured to cause a computer to assign priority to each packet; And 컴퓨터로 하여금 상기 할당된 우선권과 연관된 상기 서브플로 상에 상기 패킷을 전송하도록 구성된 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드를 포함하는, 제조품.Computer readable program code configured to cause a computer to transmit the packet on the subflow associated with the assigned priority. 1차 서비스 플로를 갖는 네트워크를 통해 패킷을 송수신하는 복수의 네트워크 장치들 각각의 내부에서 상기 패킷 전송을 관리하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for managing the packet transmission within each of a plurality of network devices that transmit and receive packets over a network having a primary service flow, the apparatus comprising: 상기 1차 서비스 플로를 복수의 서브플로들로 분리하기 위한 제1 모듈;A first module for separating the primary service flow into a plurality of subflows; 상기 복수의 서브플로들 각각에 우선권을 할당하기 위한 제2 모듈;A second module for assigning priority to each of the plurality of subflows; 각각의 패킷에 우선권을 할당하기 위한 제3 모듈; 및A third module for assigning priority to each packet; And 상기 할당된 우선권과 연관된 상기 서브플로상에 상기 패킷을 전송하기 위한 제4 모듈을 포함하는, 관리 장치.And a fourth module for transmitting the packet on the subflow associated with the assigned priority.
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