CN101902419B - 线缆调制解调器及其保持通信连接的方法 - Google Patents

线缆调制解调器及其保持通信连接的方法 Download PDF

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Abstract

一种线缆调制解调器，包括锁频模块、接收模块及连线模块。锁频模块用于扫描并锁定通信主频道。接收模块用于在通信主频道已经锁定时，从线缆调制解调器头端系统接收介质访问控制信息。锁频模块还用于根据介质访问控制信息锁定其它频道。连线模块用于在锁频模块将其它频道都锁定时，使线缆调制解调器工作于宽带模式，及在接收模块未接收到介质访问控制信息或锁频模块并未都锁定其它频道时，使线缆调制解调器工作于窄带模式。本发明还提供了一种线缆调制解调器自动保持通信连接的方法。本发明所提供的线缆调制解调器及其自动保持通信连接的方法可以使得线缆调制解调器能始终保持与线缆调制解调器头端系统的通信连接。

Description

线缆调制解调器及其保持通信连接的方法
技术领域
本发明涉及网络装置，尤其涉及一种线缆调制解调器及其保持通信连接的方法。
背景技术
随着网络通信技术的不断发展，线缆调制解调器（Cable Modem）的应用愈来愈广泛。线缆调制解调器一般连接至线缆调制解调器头端系统（Cable Modem Termination Systems，CMTS），并通过CMTS连接到网络以进行信息交流。
线缆调制解调器的标准主要包括欧洲标准和北美的线缆数据服务接口规格（Data Over Cable Service Interface Specification，DOCSIS）标准。在欧洲标准中整个频道的划分范围是112MHz~858MHz，其中每一频道的频宽是8MHz。而北美标准中整个频道的划分范围是91MHz~861MHz，其中每一频道的频宽是6MHz。DOCSIS标准还包括DOCSIS 2.0标准及DOCSIS 3.0标准，其中，DOCSIS 2.0标准是指线缆调制解调器工作于窄带模式，即仅工作于一个频道，DOCSIS 3.0标准是指线缆调制解调器工作于宽带模式，即工作于多个频道。
目前，在线缆调制解调器DOCSIS 2.0标准或DOCSIS 3.0标准下，无法做到自动侦测频道断开及恢复的功能，只要发生频道断开，线缆调制解调器就会失去与CMTS的通信连接，也无法自动恢复，这造成了用户在使用线缆调制解调器时的极大不便。
发明内容
有鉴于此，需提供一种线缆调制解调器，其能保持与线缆调制解调器头端系统的通信连接。
此外，还需提供一种线缆调制解调器保持通信连接的方法。
本发明实施方式所提供的线缆调制解调器，与线缆调制解调器头端系统相连，所述线缆调制解调器包括锁频模块、接收模块及连线模块。锁频模块用于扫描并锁定通信主频道。接收模块用于在通信主频道已经锁定时，从线缆调制解调器头端系统接收介质访问控制信息，所述介质访问控制信息包括其它频道。其中所述锁频模块还用于根据所述介质访问控制信息锁定所述其它频道。连线模块用于在所述锁频模块将所述其它频道都锁定时，使所述线缆调制解调器于宽带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接，及在所述接收模块未接收到介质访问控制信息或所述锁频模块并未都锁定所述其它频道时，使所述线缆调制解调器于窄带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接。
本发明实施方式所提供的线缆调制解调器保持通信连接的方法，包括以下步骤：扫描并锁定通信主频道；判断所述通信主频道是否已经锁定；若所述通信主频道已经锁定，则判断是否从所述线缆调制解调器头端系统接收到介质访问控制信息，其中所述介质访问控制信息包括其它频道；若接收到所述介质访问控制信息，则根据所述介质访问控制信息锁定所述其它频道；判断所述其它频道是否都已经锁定；若所述其它频道都已经锁定，则使所述线缆调制解调器于宽带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接；及若未接收到所述介质访问控制信息或所述其它频道并未都锁定，则使所述线缆调制解调器于窄带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接。
本发明实施方式所提供的线缆调制解调器及其保持通信连接的方法，可以使得线缆调制解调器在不能工作于宽带模式时亦能工作于窄带模式，从而使得线缆调制解调器能始终保持与线缆调制解调器头端系统的通信连接。
附图说明
图1为本发明一实施方式中线缆调制解调器的应用环境图。
图2为本发明一实施方式中线缆调制解调器的结构图。
图3为本发明一实施方式中线缆调制解调器自动保持通信连接的方法流程图。
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明实施方式中线缆调制解调器20的应用环境图。在本实施方式中，用户终端10可为台式电脑、笔记本或其它终端设备，线缆调制解调器20连接用户终端10与线缆调制解调器头端系统（CableModem Termination System，CMTS）30，并通过CMTS 30连接到网络上以进行信息交流。
请参阅图2，所示为本发明一实施方式中线缆调制解调器20的结构图。在本实施方式中，所述线缆调制解调器20包括锁频模块202、接收模块204、连线模块206、侦测计时模块208、恢复计时模块210及判断模块212。
锁频模块202用于在线缆调制解调器20开机时，对一固定的频宽进行扫描，并锁定通信主频道。在本实施方式中，用户可以设定在其可用频宽范围内的任一频道为通信主频道，并通过所述通信主频道来锁定其它频道。
接收模块204用于在所述通信主频道已经锁定时，从所述CMTS 30接收介质访问控制（Media Access Control Domain Description，MDD）信息，所述MDD信息包括其它频道。在本实施方式中，接收模块204首先判断通信主频道是否被锁定，并在通信主频道锁定后，判断是否接收到从CMTS 30发送来的MDD信息。具体而言，接收模块204判断在通信主频道所接收之下行（从CMTS 30到线缆调制解调器20方向）信号中是否存在正交振幅调变（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）信号、前向纠错样本（Forward Error Correction Pattern，FEC Pattern）信号及移动图像专家群组（moving pictures experts group，MPEG）信号。在本实施方式中，如果下行信号中同时存在QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号时，则接收模块204判定所述通信主频道被锁定。如果有任一信号没有接收到时，则接收模块204判定所述通信主频道没有被锁定，则锁频模块202重新扫描并锁定通信主频道。在本实施方式中，CMTS 30会定期向线缆调制解调器20发送MDD信息，所述MDD信息主要包括当通信主频道锁定之后还可以锁定的其它频道。锁频模块202在接收到MDD信息后，根据所述MDD信息锁定其它频道。
连线模块206用于在所述锁频模块202将所述其它频道都锁定时，使所述线缆调制解调器20于宽带模式下保持与CMTS 30的通信连接，及在所述接收模块204未接收到MDD信息或所述锁频模块202并未锁定所述其它频道时，使所述线缆调制解调器20于窄带模式下保持与CMTS 30的通信连接。在本实施方式中，仅在所述其它频道下行信号中的QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号都存在时，所述线缆调制解调器20才处于宽带的有线电缆数据服务接口规范（Data Over Cable Service InterfaceSpecification，DOCSIS）3.0工作模式，否则线缆调制解调器20就工作于窄带模式，处于DOCSIS 2.0模式。
侦测计时模块208用于在DOCSIS 3.0模式下侦测是否有频道断开，并在侦测到有频道断开时，启动窄带恢复计时器，同时通过锁频模块202试锁定所述断开的频道。如果所述窄带恢复计时器没有超时且所述断开的频道已经锁定，此时就表明了所述调制解调器20已经恢复至宽带的DOCSIS 3.0的工作模式中，即可停止所述窄带恢复计时器计时。在本实施方式中，由于DOCSIS 3.0采用频道绑定(Channel banding)技术，即将发送到线缆调制解调器20的数据包分成多个部分以分别在多个频道上传输，例如在频道绑定技术中所要绑定的频道数是3，则将所要传输的数据包分成三份，分别在频道1、频道2及频道3这三个频道上传输，当线缆调制解调器20侦测到在某个频道上没有接收到数据包时，则判断所述频道断开了。
恢复计时模块210用于当接收模块204没有接收到MDD信息或者是接收到了MDD信息而没有锁定其它频道时，启动一宽带恢复计时器，同时接收模块204继续侦测MDD信息，并在所述宽带恢复计时器超时时，判断是否接收到所述MDD信息。
判断模块212用于当接收模块204接收到了MDD信息时，测试所述MDD信息中的其它频道，并判断所述其它频道是否都存在，若都存在则通过锁频模块202重新扫描并锁定通信主频道。例如，当接收到的MDD信息中包含有频道2、频道3、频道4等频道信息时，则表明所述线缆调制解调器20在锁定通信主频道之后还可以继续锁定频道2、频道3、频道4等频道，此时，判断模块212就可以将频道分别切换至频道2、频道3、频道4等频道上，如果能接收到对应频道之下行信号则表明所述频道是存在的。
请参阅图3，为本发明线缆调制解调器20保持通信连接的方法流程图，所述线缆调制解调器20通过CMTS 30与网络相连，在本实施方式中，所述线缆调制解调器20工作在DOCSIS 3.0标准下，且采用频道绑定（Channelbanding）技术。在本实施方式中，所述方法是通过图2中的线缆调制解调器20的各个模块所完成的。
在步骤S300中，线缆调制解调器20开机，并进入工作状态。在本实施方式中，所述线缆调制解调器20包括一个通信主频道，且所述通信主频道可以由用户终端10进行设置。
在步骤S302中，锁频模块202扫描并锁定通信主频道。
在步骤S304中，接收模块204判断通信主频道是否被锁定。在本实施方式中，接收模块204首先判断所述通信主频道是否接收到下行信号，然后再判断所接收之下行信号中是否存在正交振幅调变（QuadratureAmplitude Modulation，QAM）信号、前向纠错样本（Forward Error CorrectionPattern，FEC Pattern）信号及移动图像专家群组（moving pictures expertsgroup，MPEG）信号。如果下行信号中同时存在QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号时，则接收模块204判定所述通信主频道被锁定。如果下行信号之QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号中有任一信号没有接收到，则接收模块204判定所述通信主频道没有被锁定，并通过锁频模块202重新扫描并锁定通信主频道。
在步骤S306中，接收模块204判断是否从CMTS 30接收到介质访问控制（Media Access Control Domain Description，MDD）信息。在本实施方式中，CMTS 30会定期向线缆调制解调器20发送MDD信息，所述MDD信息主要包括当通信主频道锁定之后还可以锁定的其它频道。
若接收模块204接收到MDD信息，则在步骤S308中，锁频模块202根据MDD信息锁定其它频道。
在步骤S310中，连线模块206判断其它频道是否都锁定。在本实施方式中，仅当每个频道都接收到下行信号且所接收到的下行信号中都存在QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号时，连线模块206就判定所述其它频道都锁定，否则就判定其它频道并未都锁定。
若其他频道都锁定，就表明所述线缆调制解调器20的宽带是正常工作的，则在步骤S312，连线模块206使得线缆调制解调器20于宽带模式(即处于DOCSIS 3.0模式)下保持与CMTS 30的通信连接。在此模式下，有些频道会受到外界电磁波干扰等因素而断开，从而影响到与CMTS的连线。
在步骤S314中，侦测计时模块208侦测所有的频道，并判断是否有频道断开。
如果侦测计时模块208侦测到有频道断开，则在步骤S316中，侦测计时模块208启动窄带恢复计时器，设置一预设固定时间为计时期限。在本实施方式中，由于在DOCSIS 3.0标准下，所采用的是Channel banding技术，即将发送到线缆调制解调器20的数据包分成多个部分以分别在多个频道上传输。例如在Channel banding技术中所要绑定的频道数是3，则将所要传输的数据包分成3份分别在频道1、频道2及频道3这三个频道上传输，当线缆调制解调器20侦测到在其中一个频道上没有接收到数据包时，则侦测计时模块208判断所述频道断开了。在其它实施方式中，侦测计时模块208也可以设置一预设固定次数为计时期限。
在步骤S318中，锁频模块202试锁定所述断开频道。
在步骤S320中，侦测计时模块208判断所述窄带恢复计时器是否超时。在本实施方式中，如果所述窄带恢复计时器超时，则表明所述断开频道在设定的时间范围内没有自动恢复，此时，执行步骤S302，通过锁频模块202重新扫描并锁定通信主频道。
如果所述窄带恢复计时器没有超时，则在步骤S322中，锁频模块202判断所述断开的频道是否被锁定。在本实施方式中，锁频模块202判断所述断开的频道是否接收到下行信号，并判断所接收到的下行信号中是否存在QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号。如果在下行信号的QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号中有任一信号没有接收到，则判定所述断开的频道没有被锁定，并通过锁频模块202重新尝试锁定所述断开频道。如果接收到的下行信号中都存在QAM信号、FEC Pattern信号及MPEG信号，则锁频模块202判定所述断开的频道已经锁定。
若所述断开的频道已经锁定，则在步骤S324中，侦测计时模块208停止所述窄带恢复计时器计时。此时，所述断开的频道已经恢复连接并能正常发送数据，连线模块206使得线缆调制解调器20工作于宽带模式下，即返回到DOCSIS 3.0的工作模式中。
如果接收模块204在步骤S306没有接收到从CMTS 30发送来的MDD信息，或者锁频模块202在步骤S310没有将其它频道都锁定时，则在步骤S326中，连线模块206使得所述线缆调制解调器20于窄带模式(即处于DOCSIS 2.0的工作模式)下保持与CMTS 30的通信连接。为了将所述线缆调制解调器20恢复至宽带的工作模式，在本实施方式中可以通过以下步骤来实施。
在步骤S328中，恢复计时模块210启动宽带恢复计时器。在本实施方式中，可以设置固定的时间为期限，在其它实施方式中也可以设置固定次数为期限。
在步骤S330中，接收模块204侦测MDD信息。在本实施方式中，由于CMTS 30会定期向线缆调制解调器20发送MDD信息，所以当所述调制解调器处于DOCSIS 2.0工作模式时，为了能恢复到宽带的DOCSIS 3.0工作模式，则需要侦测MDD信息。
在步骤S332中，判断模块212判断所述宽带恢复计时器是否超时。在本实施方式中，如果所述计时器没有超时，则通过接收模块204持续侦测MDD信息。
如果所述计时器超时，则在步骤S334中，接收模块204判断是否接收到MDD信息。在本实施方式中，如果没有接收到MDD信息时，则仍通过恢复计时模块210持续启动宽带恢复计时器。
如果接收到MDD信息时，则在步骤S336中，判断模块212测试MDD信息中的其它频道。例如，当接收到的MDD信息中包含有频道2、频道3、频道4等频道信息时，则表明所述调制解调器在锁定通信主频道之后还可以继续锁定频道2、频道3、频道4等频道，此时，就可以利用所述判断模块212将频道分别切换至频道2、频道3、频道4等频道上进行测试。
在步骤S338中，判断模块212判断其它的频道是否都存在。在本实施方式中，如果判断模块212所切换至的频道上没有接收到下行信号，则判断模块212判定所述频道不存在，这就表明所述调制解调器还处于窄带的工作状态，并返回至步骤S326中。如果判断模块212所切换至的其它频道上都能接收到下行信号时，则判断其它频道都存在，并返回步骤S302中，锁频模块202重新扫描并锁定通信主频道。
本发明实施方式所提供的线缆调制解调器及其保持通信连接的方法，可以使得线缆调制解调器在不能工作于宽带模式时亦能工作于窄带模式，从而使得线缆调制解调器能始终保持与线缆调制解调器头端系统的通信连接。

Claims (10)

1.一种线缆调制解调器，与线缆调制解调器头端系统通信相连，其特征在于，所述线缆调制解调器包括：
锁频模块，用于扫描并锁定通信主频道；
接收模块，用于在所述通信主频道已经锁定时，从所述线缆调制解调器头端系统接收介质访问控制信息，所述介质访问控制信息包括其它频道，其中所述锁频模块还用于根据所述介质访问控制信息锁定所述其它频道；及
连线模块，用于在所述锁频模块将所述其它频道都锁定时，使所述线缆调制解调器于宽带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接，及在所述接收模块未接收到介质访问控制信息或所述锁频模块并未都锁定所述其它频道时，使所述线缆调制解调器于窄带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接。
2.如权利要求1所述的线缆调制解调器，其特征在于，所述线缆调制解调器还包括侦测计时模块，用于在宽带模式下侦测是否有频道断开，并在侦测到有频道断开时启动窄带恢复计时器，其中所述锁频模块还用于在所述窄带恢复计时器计时期间试锁定所述断开的频道，所述侦测计时模块还用于在所述窄带恢复计时器没有超时且所述断开的频道已经锁定时，停止所述窄带恢复计时器计时，所述连线模块还用于在侦测计时模块停止所述窄带恢复计时器计时时使得所述线缆调制解调器重新正常工作于宽带模式。
3.如权利要求2所述的线缆调制解调器，其特征在于，所述锁频模块还用于在所述窄带恢复计时器没有超时且所述断开的频道并未锁定时，继续试锁定所述断开的频道。
4.如权利要求1所述的线缆调制解调器，其特征在于，所述线缆调制解调器还包括：
恢复计时模块，用于在窄带模式下启动宽带恢复计时器，其中，所述接收模块还用于在所述宽带恢复计时器超时前接收所述介质访问控制信息，及在所述宽带恢复计时器超时时，判断是否从所述线缆调制解调器头端系统接收到所述介质访问控制信息；及
判断模块，用于在所述接收模块接收到所述介质访问控制信息时，判断所述介质访问控制信息中的其它频道是否都存在，其中所述锁频模块还用于在所述其它频道都存在时扫描并锁定通信主频道。
5.如权利要求4所述的线缆调制解调器，其特征在于，其中所述恢复计时模块还用于在所述接收模块未接收到所述介质访问控制信息时，重新启动所述宽带恢复计时器，所述连线模块还用于在所述其它频道并未都存在时，使所述线缆调制解调器继续工作于窄带模式。
6.一种线缆调制解调器保持通信连接的方法，用于线缆调制解调器保持与线缆调制解调器头端系统的通信连接，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
扫描并锁定通信主频道；
判断所述通信主频道是否已经锁定；
若所述通信主频道已经锁定，则判断是否从所述线缆调制解调器头端系统接收到介质访问控制信息，其中所述介质访问控制信息包括其它频道；
若接收到所述介质访问控制信息，则根据所述介质访问控制信息锁定所述其它频道；
判断所述其它频道是否都已经锁定；
若所述其它频道都已经锁定，则使所述线缆调制解调器于宽带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接；及
若未接收到所述介质访问控制信息或所述其它频道并未都锁定，则使所述线缆调制解调器于窄带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述线缆调制解调器于宽带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接之后还包括以下步骤：
判断是否侦测到有频道断开；
若侦测到有频道断开，则启动窄带恢复计时器；
试锁定所述断开的频道；
判断所述窄带恢复计时器是否超时；
若所述窄带恢复计时器没有超时，则判断所述断开频道是否已经锁定；及
若所述断开的频道已经锁定，则所述线缆调制解调器停止所述窄带恢复计时器计时，重新工作于宽带模式。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
若所述窄带恢复计时器已经超时，则重新扫描并锁定通信主频道；或
若所述窄带恢复计时器未超时且所述断开的频道并未锁定，则继续试锁定所述断开频道。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述线缆调制解调器于窄带模式下保持与所述线缆调制解调器头端系统通信连接之后还包括以下步骤：
启动宽带恢复计时器；
侦测所述介质访问控制信息；
判断所述宽带恢复计时器是否超时；
若所述宽带恢复计时器超时，则判断是否从所述线缆调制解调器头端系统接收到所述介质访问控制信息；
若从所述线缆调制解调器头端系统接收到所述介质访问控制信息，则测试所述介质访问控制信息中的其它频道；
判断所述其它频道是否存在；及
若所述其它频道都存在，则返回扫描并锁定通信主频道。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
若所述宽带恢复计时器未超时，则继续侦测所述介质访问控制信息；或
若所述宽带恢复计时器超时且未从所述线缆调制解调器头端系统接收到所述介质访问控制信息，则重新启动所述宽带恢复计时器。
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