CN100502338C - 一种宽带接入系统中动态带宽调整方法 - Google Patents

一种宽带接入系统中动态带宽调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽带接入系统中动态带宽调整方法，该方法包括以下步骤：在宽带接入设备中配置业务信息并存储；宽带接入设备在其收发的数据包中监听并识别各用户选择的业务信息；根据识别的业务信息，宽带接入设备增加或释放相应用户的带宽。本发明减少了资源预留软状态信息的更新和存储步骤，实现更简单。同时本发明采用的动态带宽分配方法能够满足用户随机使用的动态需求，最大限度的合理的分配系统带宽，保证用户所使用业务的体验质量和服务质量。

Description

一种宽带接入系统中动态带宽调整方法
技术领域
本发明涉及宽带接入设备领域，尤其是一种宽带接入系统中动态带宽调整方法。
背景技术
目前，用户上网业务已从传统的浏览网页的应用，逐渐发展到对博客、视频监控、视频点播、时移电视点播等以视音频技术为基础的应用。尤其是在近几年，随着网络电视(IPTV)等综合服务业务的出现，用户对带宽的需求急剧增加，并且对带宽的需求与用户使用业务的方式和时间相关，这些因素都需要宽带接入系统为满足用户对带宽的动态需求进行及时的调整和响应，满足用户对业务体验质量的要求。
通常，宽带接入系统由宽带调制解调器(MODEM，MOdulatorDEModulato)、数字用户线调制复用器(DSLAM，Digital Subscriber Line AccessMultiplexer)、宽带远程接入服务器(BRAS，Broadband Remote Access Server)和路由器(ROUTER)所构成。如图1所示。通过宽带接入系统为用户提供的带宽来满足用户对带宽的需求。
在目前宽带接入系统中，带宽分配主要采用以用户为中心的静态配置的方式。由网络设备维护人员通过路由器把用户所需的带宽静态配置到用户所在的电路上。这种方法实现简单，但由于是采用静态分配带宽的方法，一方面带宽的使用效率较低，另外一方面由于用户业务选择的随机性，无法满足用户带宽的动态需求。
另外在互联网上使用的资源预留协议(RSVP，Resource ReSerVationProtocol)由于协议实现复杂，并且是依托路由表，使得对于MODEM、DSLAM这样的没有路由表的二层设备难以满足要求。另外RSVP是基于端到端的信令协议，需要在途经的每个中转节点都要预留有对每个流的资源软状态信息，并且需要对这些信息进行定时刷新，从而造成了存储开销和通信开销。最后，由于RSVP本身的可扩展性问题，也造成不同厂家对于协议的兼容性不同，从而使得整个系统的扩展性受到限制。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供满足用户动态需求的宽带接入系统中一种动态带宽调整方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种宽带接入系统中动态带宽调整方法，所述方法包括以下步骤：
A、在宽带接入设备中配置业务信息并存储；
B、宽带接入设备在其收发的数据包中监听并识别各用户选择的业务信息；
C、根据步骤B识别的业务信息，宽带接入设备增加或释放相应用户的带宽。
所述步骤A进一步包括，在宽带接入设备中配置用户信息。
步骤A中所述用户信息包括但不限于，用户最小带宽、用户最大带宽、协议类型、协议类型对应的带宽调整粒度和用户的优先级。
业务信息包括但不限于，网络业务类型、业务所占带宽和业务数据包信息。
所述步骤C包括：
C1、判断所述数据包包含的带宽调整信息类型，若为增加带宽信息，则进入步骤C2，若为减少带宽信息，则进入C3；
C2、计算用户当前剩余带宽，判断对应业务的所需带宽是否大于用户剩余带宽，如果是，将用户带宽调整至最大值，如果不是，将用户带宽增加所述业务的所需带宽；
C3、将用户带宽减少所述业务的所需带宽。
所述宽带接入设备是：调制解调器、或数字用户线调制复用器、或宽带远程接入服务器、或路由器、或汇聚交换机、或接入交换机。
所述业务数据包信息为标识不同业务的信息。
本发明具有以下优点：
1)本发明所述方法根据对用户所选业务的动态监听结果进行带宽分配，由于不是端到端的资源分配方式，减少了资源预留软状态信息的更新和存储步骤，实现更简单。
2)本发明采用的动态带宽分配方法能够满足用户随机使用的动态需求，最大限度的合理的分配系统带宽，保证用户所使用业务的体验质量和服务质量。
附图说明
图1为现有技术的宽带接入系统构成示意图；
图2为本发明的一个具体实施例组网示意图；
图3为本发明的带宽调整流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是，将业务信息静态配置在宽带接入设备中，当用户使用时，根据其所选业务需要的带宽，调整用户实际占有带宽，如果在宽带接入设备中配置了用户信息，那么，带宽调整时，在用户所拥有的带宽范围内，动态配置用户的实际带宽，当用户所选业务结束后，或者用户空闲时，释放其占有的带宽，使得用户和整个网络的带宽利用率提高，并且，用户自身的体验质量得到保证。
所述的用户信息包括但不限于：用户最小带宽、用户最大带宽、协议类型、协议类型对应的带宽调整粒度、用户的优先级等；业务信息包括但不限于，网络业务类型、业务所占带宽、业务数据包信息。这些用户信息和业务信息存储在宽带接入设备中，所述宽带接入设备包括：调制解调器、数字用户线调制复用器、宽带远程接入服务器、路由器、汇聚交换机、接入交换机等进行带宽管理控制的设备。所述业务数据包信息包含：IP地址、端口号、传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)包头信息、用户数据报协议(UDP，User DatagramProtocol)包头信息、虚拟网络地址、介质访问控制(MAC，Media Access Control)地址、源MAC地址、协议类型等能够识别不同业务的信息。
如图2所示，某个家庭中两个用户通过宽带接入系统使用流媒体服务器组提供的流媒体服务。对该家庭用户的带宽动态调整过程为：当只有一个用户1使用时，该家庭总共所需的带宽为A；当用户2也想观看流媒体节目时，该家庭总共所需的带宽为2A；当用户1结束观看后，所需带宽又变为A，而用户2也结束观看时，所需带宽为0。
为了进一步说明本发明的基本思想，以图2中的DSLAM设备为例：用户所在电路为虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)中的永久性虚电路(PVC，Permanent Virtual Circuit)，其具有唯一的MAC地址，用户可使用的带宽总量MAX为8M，媒体服务器IP地址为220.1.1.2，RTSP协议端口地址为554，媒体类型满足多媒体技术标准化的业界团体(ISMA，Internet StreamingMedia Alliance)的Profile3标准的带宽需求为3.7M，对动态调整带宽时，该带宽需求即为带宽调整粒度；用户与流媒体之间的信令协议采用实时流传输协议(RTSP，Real Time Streaming Protocol)。RTSP是一个基于文本的协议，用于在客户端与服务器端之间建立和协商实时流会话，该协议提供了一个可扩展框架，使实时数据(如音频与视频)的受控、点播成为可能。用户通过RTSP的DESCRIBE，SETUP，PLAY和TEARDOWN等协议类型与媒体服务器进行交互，完成对媒体流的观看，前进后退，以及关闭操作。
图2所示宽带接入系统中，用户选择一种带宽需求为3.7M的媒体业务的带宽动态调整步骤如图3所示：
步骤1：在DSLAM上配置业务信息，此处业务信息为：媒体服务器的IP地址220.1.1.2、媒体带宽需求3.7M、RTSP协议端口号554，DSLAM在监听到媒体服务器的IP地址和协议端口号后，相应的带宽调整的粒度和方式为，若协议类型为SETUP，为用户增加带宽3.7M，若协议类型为TEARDOWN，释放用户带宽3.7M；以上信息均需存储在DSLAM中；同时，在DSLAM上存储用户的MAC地址、用户可使用的带宽总量8M；
步骤2：配置完成后，DSLAM监听用户所在电路上流过的数据包信息，寻找到媒体服务器的IP地址220.1.1.2和RTSP协议端口号554的RTSP协议后，进入步骤3；
步骤3：判断该协议类型是SETUP还是TEARDOWN；如果协议类型是SETUP，进入步骤4；如果协议类型是TEARDOWN，进入步骤7；
步骤4：计算用户当前剩余带宽，判断用户剩余带宽是否满足增加粒度，如果不满足，进入步骤5；如果满足，进入步骤6；
步骤5：直接将用户带宽调整至最大值8M，进入步骤8；
步骤6：根据用户信息中的带宽调整粒度，把用户的使用带宽向上增加3.7M，进入步骤8；
步骤7：根据用户信息中的带宽调整粒度，将用户的使用带宽向下减少3.7M，进入步骤8；
步骤8：结束，完成一次带宽调整过程。
以上是一个宽带接入设备对用户业务变化，对用户的一次带宽动态调整过程，每个宽带接入设备下连接若干用户，而每个用户又会定制多种业务，在步骤1中，根据每个宽带接入设备的负载能力，配置其支持的用户数量及相应的业务信息。对于多个用户共享一个带宽的情况下，同时设定每个用户的优先级，当多个用户同时请求增加时，在优先级一样的情况下，按照先到先得的方式分配带宽，当超过总带宽的范围时，后续的请求将不会被执行，直到有用户释放占用的带宽，再继续执行。
目前大部分的宽带接入系统中的设备都支持监听功能，即使目前暂不支持的设备，由于本发明实现简单，通过对相关设备的适当改造也能满足带宽动态调整的要求，最大限度的利用了整个网络带宽，并满足用户在使用高带宽业务条件下对带宽的动态需求和业务体验质量。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1、一种宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
A、在宽带接入设备中配置业务信息并存储；
B、宽带接入设备在其收发的数据包中监听并识别各用户选择的业务信息；
C、根据步骤B识别的业务信息，宽带接入设备增加或释放相应用户的带宽；
所述步骤C包括：
C1、判断所述数据包包含的带宽调整信息类型，若为增加带宽信息，则进入步骤C2，若为减少带宽信息，则进入C3；
C2、计算用户当前剩余带宽，判断对应业务的所需带宽是否大于用户剩余带宽，如果是，将用户带宽调整至最大值，如果不是，将用户带宽增加所述业务的所需带宽；
C3、将用户带宽减少所述业务的所需带宽。
2、根据权利要求1所述的宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括，在宽带接入设备中配置用户信息。
3、根据权利要求2所述的宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，步骤A中所述用户信息包括但不限于，用户最小带宽、用户最大带宽、协议类型、协议类型对应的带宽调整粒度和用户的优先级。
4、根据权利要求1所述的宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，业务信息包括但不限于，网络业务类型、业务所占带宽和业务数据包信息。
5、根据权利要求1至4任一权利要求所述的宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，所述宽带接入设备是：调制解调器、或数字用户线调制复用器、或宽带远程接入服务器、或路由器、或汇聚交换机、或接入交换机。
6、根据权利要求4所述的宽带接入系统中动态带宽调整方法，其特征在于，所述业务数据包信息为标识不同业务的信息。
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