CN103797806B - 下行设备架构和控制 - Google Patents

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Abstract

提供了用于控制下行融合有线接入平台（CCAP）接入点的技术。在具有网络接口和同轴接口的CCAP接入点处，经由网络接口从线缆调制解调器局端系统（CMTS）接收GCP控制平面信息，其中该控制平面信息被设计为对CCAP接入点进行配置以使得能够通过网络接口和同轴接口进行通信。在CCAP接入点处，数据平面信息和控制平面信息是从CMTS中接收的，并且该数据平面信息经由同轴接口被传输至一个或多个顾客终端设备。

Description

下行设备架构和控制
本申请要求于2011年9月16日递交的美国临时申请No.61/535715、于2011年9月20日递交的美国临时申请No.61/536726、于2011年11月30日递交的美国临时申请No.61/565102和于2012年3月9日递交的美国临时申请No.61/608977的权益，通过引用将它们的全部内容合并于此。
技术领域
本公开涉及控制有线电缆数据服务接口规范（Data-Over-Cable ServiceInterface Specification，DOCSIS）接入点设备。
背景技术
DOCSIS是用于在集线器或头端设施（HEF，headend facility）与客户端（customerpremise）处的电缆调制解调器（CM）、网关或机顶盒之间发送数字视频和数据的协议。DOCSIS经由电缆调制解调器局端系统（CMTS）源自一端处并且经由CM终止于另一端处。对于下行和上行的传输，使用正交幅度调制（QAM）技术将数字数据调制到射频（RF）载波或信道上。存在两种类型的CMTS架构：（1）带有集成的物理（PHY）层的CMTS；（2）带有分布式PHY（例如，在与CMTS同一处的单独PHY构层（shelf）上，或者更下游并更接近客户的端设备的远程PHY上）的CMTS。带有分布式架构的CMTS被称作模块式CMTS（M-CMTS）。在上下文中，PHY指物理调制和上转换器（upconverter）技术，有时也称作同轴介质转换器（CMC）。
为了促进一些市场，有线（cable）行业的管理主体规定了除DOCSIS之外还支持传统视频的第三种CMTS架构，该第三种CMTS结构被称作融合有线接入平台（CCAP）。当QAM被从集成的CMTS中物理地移除并且被放置于下游时，它被称为边缘QAM（EQAM）或者下游PHY设备。因此，CCAP架构允许DOCSIS和现有的视频分配在下游被组合，从而允许网络组件的再使用以减少总体消耗。尽管提供了更模块式的架构，但这些下游物理层设备具有这样的劣势：这些设备中的每个必须由网络管理员对它们的多个操作参数进行手动配置，并且未被配置有与它们的下行性能等同的集成上行性能。
附图说明
考虑对于本公开的示例实施例进行的以下描述（尤其是与附图相结合时）可以了解本公开的用于配置远程DOCSIS设备的控制平面的特征和优点，在附图中，各个图中的相似的标号被用于指定相似的组件。
图1是根据这里所述的技术，采用控制平面伪线的有线电视分配系统的示例框图。
图2是居于图1中所示的节点内的、被配置为通过伪线连接至CMTS的CCAP接入点的示例框图。
图3是根据第一示例示出了CCAP接入点配置过程可以被实现的方式的示例步骤流程图。
图4是根据第二示例示出了CCAP接入点配置过程可以被实现的方式的示例步骤流程图。
图5是能够在主设备和从设备之间进行交换的消息的示例框图。
图6是能够在主设备和从设备之间进行交换的消息的示例通用消息格式。
图7是能够在主设备和从设备之间进行传输的消息的示例通用消息格式。
图8是M-CMTS和CCAP接入点之间用于处理上行流量的伪线布置的示例框图。
图9A是用于配置M-CMTS和CCAP接入点之间的上行通信的示例控制平面分组。
图9B-9E是示例的上行通信控制平面消息格式。
具体实施方式
概述
这里提供了用于在具有网络接口和同轴接口的CCAP接入点处通过网络接口从CMTS接收控制平面信息的技术，其中控制平面信息被设计为对CCAP接入点进行配置，使得能够通过网络接口和同轴接口进行通信。在CCAP接入点处，从CMTS接收DOCSIS数据平面信息和控制平面信息，并且通过同轴接口将数据平面信息传输到一个或多个DOCSIS终端设备，例如机顶（set-top）网关或者CM。一些控制平面信息也可以被传输到CM。
这里还提供了用于主设备生成GCP控制消息的技术，该GCP控制消息被配置为对从设备进行管理，其中控制消息包括结构化访问字段和寄存器访问字段中的一个或多个，并且其中结构化访问字段包括以下各项中的一项或多项：（i）被配置为提供基本设备控制的设备管理消息，和（ii）配置有有效载荷（payload）字段的交换数据结构消息，该有效载荷字段被配置为存储来自另一协议的数据结构，并且其中寄存器访问字段包括以下各项中的一项或多项：（i）被配置为对从设备中的寄存器进行读和写的交换数据寄存器消息，和（ii）被配置为对从设备中的寄存器的个体比特进行写操作的屏蔽写寄存器消息。控制消息被传输到从设备。
这里还提供了用于在模块式电缆调制解调器局端系统（M-CMTS）核心处生成一个或多个第一控制消息的技术，该第一控制消息包括对与接入点的一个或多个路径进行配置以用于数据平面和控制平面通信的信息。该一个或多个第一控制消息被传输至接入点。从接入点接收一个或多个第二控制消息，其中至少一个第二控制消息是从客户端设备（CPE）转发来的。
示例实施例
参考图1，示出了示例性有线系统或网络100。具体地，系统100包括头端设施（HEF）110,、多个集线器120（1）-120（m）、多个节点130（1）-130（n）和多个客户140（1）-140（p）。每个集线器120或者HEF110可以具有电缆调制解调器局端系统（CMTS）核心，例如集线器120（1）中所示的CMTS核心170。节点130（1）-130（n）中的每个节点具有一个或多个相应的接入点（AP）135（1）-135（n），同时客户140（1）-140（p）中每个具有一个或多个相应的CM150（1）-150（p）。AP135（1）-135（n）可以被视为CCAP接入点。
HEF100可以被耦合到互联网180、内容提供商160、公共交换电话网络190，以将这些服务提供给客户140（1）-140（p）。HEF110被连接到用于提供媒体内容（例如，电影、电视频道等等）的各种内容提供商160。内容还被集线器120（1）-120（m）分配到多个节点。在此示例中，集线器120（1）将内容分配给节点130（1）-130（n）。节点130（1）-130（n）将内容分配给各个客户，例如节点130（1）将内容以传统的数字或互联网协议（IP）电视的形式分配给客户140（1）。
在此示例中，节点130（1）-130（n）通过光纤与集线器120（1）进行通信，并且通过同轴的（同轴）电缆与客户端140（1）-140（p）进行通信，这样，光纤和同轴电缆的组合被称为混合光纤同轴（HFC）网络（光纤和同轴的任意组合，可以用于系统100中的任何地方）。CMTS核心170被用于向各种订户提供高速数据服务，包括有线互联网、IP语音（VoIP）、IP电视服务。
HEF110被耦合到互联网180和PSTN190以用于（例如，向客户140（1）-140（p）以及从客户140（1）-140（p））提供互联网和电话服务。媒体内容还可以由内容提供商160通过互联网180进行分配。集线器120（1）-120（m）中的每个集线器还可以耦合到互联网180和PSTN190。DOCSIS用于在CMTS和CM之间运送基于互联网或其他分组的网络信息以及分组化的数字视频。
DOCSIS可以在CMTS核心170和节点130（1）之间使用光纤或其他介质在物理层上进行输送。物理（PHY）层在本文中可以被简称作下行PHY或者PHY层。在节点130（1）处，CCAPAP135（1）将下行光纤PHY转换为下行同轴PHY以用于到CM150（1）的传输。类似地，CCAPAP135（1）将上行同轴PHY转换为上行光纤PHY以用于到CMTS核心170的传输。CCAP AP135（1）还可以提供媒体接入控制（MAC）协议层服务。在其他M-CMTS设计中，CCAP接入点可以作为PHY构层的一部分与M-CMTS放在同一位置。这些操作将联系图2更详细地进行描述。
传统的或者现有的M-CMTS结构采用下行PHY（例如，光纤节点），该下行PHY容纳一个或多个EQAM来提供针对下行传输的射频（RF）调制。应当理解，各种电到光（E/O）和光到电（O/E）的转换可以在下行和上行DOCSIS路径上发生，最终在客户端处（例如，在CM150（1）-150（p）处）呈现同轴PHY。下行节点可以采用根据下行外部PHY接口（DEPI）规范对DOCSIS进行封装的互联网协议（IP）隧道。尽管DEPI提供了一些控制平面信息，但该信息可能限于DOCSIS域。这样，CCAP访问点的硬件、固件和/或软件组件被手动地配置，该配置例如针对本领域所知的EQAM将使用QAM-64还是QAM-256。可以使用DEPI来配置一些下行参数。CCAP接入点的IP地址和站点ID传统上是被手动配置的。
根据这里所述的技术，添加了对CCAP接入点的配置进行辅助的控制平面隧道，该CCAP接入点具有与控制平面隧道相交接的架构。控制平面隧道使用被称为通用控制协议（GCP）的新协议，该协议将在下文进一步描述。此外，由于上行通信一般是通过单独的通信路径来工作的，执行与DEPI相对应的上行功能的上行外部PHY接口（UEPI）隧道被引入。UEPI操作也将在下文中被描述。
GCP、DEPI和UEPI隧道可以被称作伪线，如CMTS核心170和节点130（1）之间的链路195所示。伪线是使用分组网络协议对点对点协议进行封装的网络连接，其中封装对于点对点的端点是透明的。许多伪线携带了时间敏感数据或者要求同步的协议，因此使用了时序源（timing source）。伪线例如可以由多协议标签交换（MPLS）或者第二层隧道协议第三版（L2TPv3）来辅助。注意，技术上讲，GCP本身不是伪线，因为它携带了控制平面信息，但是为描述的方便，GCP可以被概念性地理解为伪线。系统100中的任何节点或接入点可以包括为实现这里描述的技术而提供的硬件和软件，并且可以用针对节点130（1）和/或AP135（1）所描述的方式来配置。
图2中示出了居于图1中示出的节点内的CCAP接入点（例如，AP135（1））的示例框图。CCAP AP135（1）被配置来通过GCP、DEPI和UDPI伪线将CMTS核心连接至多个CM（例如，CM150（1）-150（p））。AP135（1）可以包括可选的高通和低通滤波器或者双工器（diplexer）220（1）和220（2），以及可选的上行和下行放大器280（1）和280（2）来辅助一个或多个下行和上行的“通过连接”（pass through connection）。通过连接可以用于视频覆盖（overlay）或者其他旁路信令，例如用于从另一设备或系统发送的交换数字视频（SDV）。例如，一些下行频谱可以被分配给头端供应的视频（例如，视频点播（VOD）或者交换数字视频（SDV）），而其他频谱被分配用于DOCSIS。通过连接可以包含内嵌衰减器，以在组合器270（1）处对通过视频的功率与远程PHY子组件进行匹配。
在其他示例中，CCAP AP是光节点、CCAP外部PHY、或者DOCSIS PHY。这些设备可以相对于CMTS或带有CMTS核心的那部分PHY构层处于远程。视频可以被封装在DEPI中并且由GCP进行控制。
AP135（1）包括远程PHY子组件210，该远程PHY子组件210用于将例如下行到来的PHY层转换为下行同轴PHY层以用于到下游设备（例如，CM150（1））的传输。远程PHY子组件210包括网络接口（I/F）230、MAC层接口240、多个下行（DS）PHY发送器250、多个上行（US）PHY接收器260、控制器290和存储器295。组合器270（1）将视频覆盖与来自DS PHY250的DOCSIS进行组合以用于下行转发，并且分离器270（2）将DOCSIS上行分离至US PHY260。
对于视频或者其他旁路机制，PHY层下行视频覆盖在双工器220（1）处被接收并通过高通滤波器被转发到组合器270（1），并且被双工器220（2）的高通侧进一步滤波。在上行侧，双工器220（2）放过低频RF上行分量（例如，非DOCSIS CM上行信号）并阻挡可能干扰下行通信的高频RF部分。分离器270（2）还将上行信号沿可选的（虚线的）返回通路285分离至双工器220（1）。返回通路285是可选的，因为通过网络接口230提供了DOCSIS返回通路。
网络接口230与M-CMTS核心（例如，CMTS核心170）交接DOCSIS上行和下行。网络接口230可以包括例如光接口、以太网无源光网络（EPON）接口、千兆比特以太网无源光网络（GPON）接口、以太网接口和电网络接口中的一个或多个。MAC层240对MAC进行解封装并对帧进行转发，并且封装用于上行传输的MAC层（例如，UEPI封装）。例如，MAC层240使用帧的开始和结束的定界符来检测到来的分组或者帧。在对帧进行转发以进一步处理之前，MAC层可以在帧上预装内部的头部（header）来向上行和下行流提供细节，例如入口（ingress）端口、端口类型、入口虚拟局域网（VLAN）、帧服务质量（QoS）得分、以及指示该帧何时进入AP的时间戳记。MAC层240还可以通过验证其循环冗余校验码（CRC）来检查所接收的下行帧不含有错误。MAC层240可以提供任何所需的格式化、丢掉过时的帧、以及添加或者移除适合的头部信息。
在下行侧，MAC方式的DOCSIS流或者其他信息被转发到多个DSPHY250，以由多个DS设备（例如，CM150（1）-150（p））来接收。这些DS PHY将各种DOCSIS下行流调制到对于CM150（1）-150（p）的适合RF信道上。通过组合器270（1）将多个DS PHY与视频覆盖进行组合。对于返回或上行通路，通过分离器270（2）将DOCSIS流从旁路流中分开。DOCSIS上行流由多个上行PHY260接收、由MAC接口240进行处理、并且通过网络接口230转发至CMTS核心170。MAC接口240封装上行分组，以用于到CMTS核心170的传输。
为了辅助下行和上行流，远程PHY子组件210可以包括控制器290和存储器295，或者其他辅助的硬件、固件和软件。控制器290和/或存储器295可以（例如，通过电路板或其他接口）被连接到AP135（1）中的任何组件。根据这里所述的技术，控制器290和存储器295可以实现将结合图3和4更详细描述的动态CCAP接入点配置过程的各个部分。
存储器单元295存储数据和/或软件或者被控制器290执行来操作AP135（1）的处理器指令。DEPI和UEPI伪线携带DOCSIS数据和控制平面信息，而AP135（1）配置信息是通过GCP进行运送的。控制器290可以是微控制器、处理器、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）等等。控制器290被编程来配置AP135（1）中的各种组件。存储器295可以被提供以辅助这里所述的技术，可以是分离的或者是控制器290的部分。可以提供任何形式的非暂态有形或计算机可读介质，例如随机存取存储器（RAM）或者闪存存储器。接口单元230可以配备有无线（例如，/长期演进（LTE））或有线的网络接口（例如，以太网），使得可以对GCP控制编程信息或者基于分组的信息进行交换。类似的硬件存储器、处理器和软件元件可以在整个网络100中呈现，例如CMTS170具有这样的处理能力。
最终，GCP允许一个设备控制另一设备。GCP允许对来自其他协议的数据总线结构的再使用，并且因此允许对于硬件、固件和/或软件配置参数的直接读取和/或写入，以包括硬件寄存器级别的读取和写入，以包括任何相关联的设备中断和服务于任何中断服务例程（ISR，interrupt service routine）。GCP可以包括对于端口、信道、频率、调制方案和协议的配置。在一些实现方式中可以有多个控制器，例如节点控制器和ASIC控制器。M-CMTS核心与节点控制器之间的第一GCP连接可以使用结构化访问（TLV）消息，而节点控制器与ASIC控制器之间的第二GCP连接可以携带节点控制器与ASIC控制器之间的寄存器访问消息。
现在转向图3，示例性步骤流程图示出了可以实现CCAP接入点配置过程300a的具体示例。结合图4描述了通用CCAP AP配置过程的变型300b。在305，接入点（例如，AP135（1））被上电或者以其他方式（例如，通过热启动、温启动、或者冷启动）引导（boot）。在310，例如通过系统100（图1）内的网络管理功能的方式，确定该AP是否被控制网络认证。如果AP未被认证，在315，通过使用被认可的认证步骤（例如，IEEE802.1X或远程认证拨号用户服务（RADIUS）认证步骤）对该AP进行认证。在认证之后，在320处，确定该AP是否具有经分配的IP地址。如果AP未被分配IP地址，则在325处运行动态主机配置协议（DHCP）步骤（以及任何DHCP扩展）从而向该AP分配IP地址。
一旦AP被分配了IP地址，在330确定该AP是否具有当前的软件和/或固件映象（image）。当映象应当被更新时，在335运行映象下载步骤，例如简单文件传输协议（TFTP）或者FTP。具有了经更新的映象，在340处确定AP是否被配置用于下行和上行DOCSIS通信。当AP未被配置时，在345处运行设备配置过程。对于AP进行配置需要配置源（例如，头端设施或者CMTS核心）与AP之间的GCP消息的交换，以设定数据速率、调制方案、频率或者信道等等。GCP消息可以通过如上所述的GCP隧道而被交换。
一旦AP被配置，在350处确定AP是否具有计时（clocking）或者分组传输定时（timing）是否被建立。当计时未被建立时，在355运行计时步骤，以例如建立IEEE1588定时或者通过DOCSIS定时接口（DTI）建立DOCSIS定时。在另一示例中，以及在某些实现方式中，可以在AP自身内部管理DS和US计时而不需要外部的定时源。在360处，确定AP是否被连接，该连接意味着DEPI和UEPI隧道已被建立。如果没有，在365处使用带有相应的DEPI和UEPI扩展的L2TPv3来建立DEPI和UEPI隧道。一旦DEPI和UEPI隧道被建立，在370，该AP被视为完全可操作的。
参考图4，示例步骤流程图示出了可以根据通用第二示例来实现CCAP接入点配置过程的方式。在410处，对CCAP接入点进行引导、认证、配置和连接；如上所述，AP具有网络接口和同轴接口。可以用上行认证系统对AP进行认证。在420处，AP通过网络接口（例如，网络接口230（图2））例如从CMTS接收控制平面信息。在430处，CCAP接入点被配置来用控制平面信息使得能够通过网络接口和同轴接口进行通信。同轴接口可以包括MAC层和PHY层中的一个或多个。网络接口包括光接口、EPON接口、GPON接口、以太网接口和电网络接口中的一个或多个。
在440，通过运行GCP步骤来配置CCAP接入点，从而配置CCAP接入点中用于在网络接口和同轴接口之间交换DOCSIS的一个或多个软件和硬件参数。在450处，通过建立CMTS系统与AP之间的一个或多个层3隧道来连接CCAP接入点。层3隧道可以通过CMTS系统与CCAP接入点之间的DEPI、UEPI和GCP伪线中的一个或多个伪线而被建立。
现在将描述GCP操作。
GCP操作
GCP是存在于主实体和从实体之间的通用控制平面协议。一般地，主实体控制从实体。GCP能够对在其他地方得到但用于新的上下文中的控制平面概念进行再使用，或者对以其他方式得到的控制平面概念进行再使用。就此而言，这通常用于需要配置的远程设备。如果新的远程设备中的技术已经在先前的设备中被很好地定义过，那么能够将先前的数据结构再使用于GCP内。例如，如果像正交幅度调制（QAM）之类的PHY技术已经在现有的协议（例如DOCSIS规定的MAC和上层协议接口（MULPI）规范）中被很好地定义，那么MULPI中的类型长度值（TLV）数据结构能够在GCP中再使用来进行该新设备的配置。
GCP还提供了对于现有的状态机和软件代码的利用。当GCP被用于隧传来自另一协议的数据结构时，可以使用以下命名：GCP（tag（标签）），其中标签代表所利用的数据结构。例如，如果来自DOCSIS UCD（上行信道描述符）消息（如MULPI中定义）的类型-长度-值（TLV）数据结构被用在GCP上，则结果可以被称作GCP（UCD）。
GCP能够直接从寄存器中读取参数和将参数直接写入寄存器，或者以更高层的数据结构进行参数的读取和写入。GCP能够用于对设备进行复位、上电、或者掉电。设备能够通过GCP命令结构发送硬件中断的等同。GCP允许通过诸如以太网之类的网络接口对先前嵌入的芯片进行定位。
现在参考图5，将描述GCP主设备和从设备的框图。在此示例中，GCP主设备510与GCP从设备520一同被示出。GCP主设备510向从设备520发送请求消息530。GCP从设备用可选的回复消息540进行回应。当从设备520需要与主设备510进行通信时，从设备520能够发送通知消息550。通知消息550可以用作对于主设备510的软件或硬件中断，从而使得主设备510能够通过中断服务路由（ISR）来服务于该通知消息550。
GCP还具有对等（peer-to-peer）模式，该模式准许所有端点同时既作为主设备又作为从设备。对等模式是作为两个相反方向的、独立的主-从模式（例如，在同一端口号上）操作的。实现GCP消息集中的子集对于系统而言是可接受的。因而，GCP是这样的框架：从该框架能够建立和再使用其他系统和协议基础结构（如果可能的话）。GCP能够被用在由网络连接设备的任何架构中。换而言之，GCP可以用在机架（chassis）内也可以跨大陆。GCP使用传输协议（例如传输控制协议（TCP））TCP/IP作为它的最终传输，所以它独立于网络拓扑和网络技术二者。当使用了TCP或者同等可靠的传输时，就不需要确认（acknowledgement）消息。具体地，尽管以太网常常被用作层2框架，但可以使用任何层2框架，或者基于逐跳（per-hop）网络进行替换。
转到图6，示出了GCP消息600的示例格式。消息标识符被示作定义了消息类型的一字节数值，例如上文所述的标签，即GCP（标签）。最高位比特可以在请求消息中被设为0并且可以在回复消息中被设为1。为0的消息ID可以被定义为无效。长度字段是消息（始于该字段长度后并终于消息的末端）中所包含的字节数目。长度包括该长度字段之后的所有固定和可变长度的字段。然后可以存在每个消息所特有的一个或多个固定参数字段。GCP的固定长度字段常常包含交易（transaction）ID和模式字段。交易标识符唯一地标识了每个交易。交易包括请求和其匹配的回复。交易标识符的数目空间在GCP主设备和GCP从设备内是唯一的，但在这两个设备之间不是。模式字段用于修改消息的动作。每个消息的模式字段是唯一的。然后可以存在每个消息所特有的可变长度数据字段或者TLV。TLV字段的长度可以在从消息长度中减去已知的固定数据字段之后确定。这些附加字段将稍后进行描述。
当GCP通过TCP进行运输时，消息的长度对于TCP传输是不重要的，因为TCP将按需对消息进行分段以装入与网络接口的MTU（最大传输单元）相符的IP分组中。当使用诸如用户数据报协议（UDP）或者L2TPv3之类的其他传输协议时，需要注意最大长度。在实践中，可能有其他系统约束限制了GCP消息的最大尺寸，这将以具体情形来进行考虑。
在一个GCP实现示例中，DOCSIS MULPI规范包含对于上行突发解调器工作方式和性能的详尽研究。作为其信令协议的一部分，CMTS必须将突发解调器的所有配置参数发信给CM。这些参数包含在被称为上行信道描述符（UCD）的DOCSIS MAC管理消息中。如果相似的突发解调器要被用于另外的系统中但要求相同的配置参数，参考DOCSIS规范中已完成的工作而非在新的规范中重建配置参数可能会更方便。除了利用已有的工作之外，GCP还允许在某一环境（在此情形中是DOCSIS）中的新工作被立即用于另一环境中而不必更新单独的规范。
作为类比，GCP准许定义更高层次的数据结构，接着该更高层次的数据结构可以指向其他地方所包含的低层次的数据结构。作为示例，GCP指向符（pointer）可以通过对以下变量的定义来实现：
·Vendor（供应商）ID=4491(CableLabs)
·Structure（结构）ID=35(DOCSIS UCD)
供应商ID和结构ID的对可以被改变，以指示所允许的数据结构集以及可以被准许的寄存器访问的类型，例如CableLabs供应商ID和结构ID的对可以规定CCAP组件参数，而Cisco供应商ID和结构ID的对可以规定用于配置卫星路由器系统的参数，MicroStrain供应商ID和结构ID的对可以规定用于配置无线传感网络的参数。
MULPI规范由来维护，所以GCP供应商ID可以被设为CableLabs。MULPI UCD消息具有消息ID35，因此便于再使用相同的号码。对于GCP的这种使用可以称作GCP（UCD），其中UCD是标签，如上文所述。可以书写单独的规范，该规范将描述GCP（UCD）使用什么数据结构，以及这些数据结构如何被分组到GCP消息有效载荷中，同时维护原始规定的UCD数据结构。在其他示例中，GCP能够用于远程传感网络中的功率管理，或者用于卫星路由器配置中的路由器，其中主路由器转发层2、3、或4的转发表信息、服务质量（QoS）参数、安全配置等等。
设备通信考虑（consideration）可以包括设备端口和信道号。所针对的从设备可以具有一个或多个物理端口。每个端口可以具有一个或多个信道；端口和信道的简字符号（mnemonic）的组合在下面的表1中示出。GCP消息中的一些使用了这些字段，例如可以是四字节字段。此外，网络协议有效载荷中的GCP头部具有附加的单元标识符（UI）字段，该字段将在后面进行描述。端口和信道字段包括对于应当应用数据结构的设备区域的直接引用。可以为这些字段定义通配符，如0xFFFF，该通配符表示具体的端口或信道分配不适用，并且应当按照每个GCP请求消息对所有的端口和/或信道进行更新，即消息属性要被应用于所有的端口和/或信道。如表1中所示的通配符“*”能够在存在对于许多端口和信道的通用配置时减少信令消息。在另一场景中，对通配符的使用可以像是端口和/或信道信息被嵌入到数据结构中并且这些明确的字段对于操作而言并不必要一样。这些数值的使用示例在下面的表1中示出：
端口 信道 简字符号 注释
M N M,N 将消息应用于端口M、信道N。
0xFFFF N *.N 将消息应用于所有端口的信道N。
M 0xFFFF M.* 将消息应用于端口M的所有信道。
0xFFFF 0xFFFF *.* 将消息应用于所有端口上的所有信道。
表1.示例设备管理模式
端口和信道的数字值是与应用有关的，不由GCP进行支配。例如，可以使用总的消息来分配具体的端口和信道号。后续的消息可以使用这些经分配的端口和信道号。这些应用还可以用任何可应用的方式对端口和/或信道号码空间进行细分来表示不同类型的端口，和/或信道和子信道的不同集合。
由于GCP可以被用作管理远程设备的协议，GCP包括一些用于管理特定设备的基本功能。这些功能中有ping、复位和功耗管理。这些模式是通过使用设备管理消息和通知消息来进行协调的。以下可用于设备管理的模式在下面的表2中示出：
表2.示例设备管理节点
唤醒和上电消息通常会使用最后得知的从设备IP地址。这些命令只有在存在与从设备进行通信的有效IP地址的时候才有效。这意味着在从设备的待机和掉电模式中，都至少存在某个电路正在监视网络连接并维护网络寻址（addressing）。
GCP作为协议能够对于主设备和从设备通信进行必要的演进。另外，各种设备可能只需要GCP消息的子集。当采用GCP并且接收到未知或者不支持的消息时，将可以使用下面的表3中示出的格式来生成专门的空回复。
描述 长度 内容
消息ID 1字节 0x81+来自请求消息的消息ID
返回代码 1字节 0x01
表3.示例设备回复消息
由于GCP请求和回复消息倾向于至少相差了LSB，GCP主设备接受不支持消息错误回复，该回复带有相同的消息号或者例如设定了LSB（增加1）的消息号。
通常，所有的GCP消息被设计为成对地进行交换，例如请求和回复，如上文所述。请求和回复形成交易。每个交易具有交易ID。交易ID在传输会话（例如TCP连接）之内是唯一的。如果GCP从设备具有多个主设备，那么交易ID将被视为单独的号码空间，因为它们将与不同的TCP连接相关联。交易ID可以被设计为在给定的时间段内是唯一的。此时间段的定义与应用有关，不被GCP规定。时间段应当超出未完成交易所期望的最长时间。
除了基于每个消息的交易ID之外，还可以有基于每个分组来分配的交易ID。一般而言，在GCP消息被随机地复用到分组中并进行传输时，使用每个消息的交易ID。如果GCP消息是作为集合进行发送的，那么可以使用分组交易ID来描述。全零的交易ID可以被保留，表示该交易ID应当被忽视。GCP主设备可以选取忽视消息交易ID、分组交易ID、或者二者都忽视。由于GCP是通过诸如TCP之类的可靠协议进行递送的，TCP将保证请求消息和回复消息二者的递送。如果存在阻止这些消息递送的网络错误，TCP将指示网络会话已经丢失。在丢失TCP会话的情况下，GCP主、从消息状态机应当关掉所有正在进行的交易。
GCP传输的示例性传输封装在图7中示出并且在图9A中更详细地示出。在此示例中，以太网帧700被示出具有相应的以太网、IP和TCP头部，以及以太网循环冗余校验（CRC）脚注（footer）。以太网帧的有效载荷具有GCP头部和用于传输的GCP有效载荷。在一些实现方式中，当不需要保证传输时，可以使用UDP。例如无需知道所丢的分组的实现方式，或者如果实现方式具有另一机制来确定消息的可靠性。为了辅助传输，可以用L2TPv3来通过层3网络进行隧传，如上所述。就此而言，GCP头部和消息信息可以被携带于字段920和930中，如图9A中所见。
取决于消息类型，GCP主设备和从设备二者可以发起请求消息。在一些实现方式中，GCP设备可能会从TCP可靠地接收消息，然后在内部丢掉该消息。如果这样，通过发送请求消息发起交易的GCP设备可以实现交易计时器，使得它能够在回复消息未被接收时在内部宣布故障。该计时器的值与应用有关，不由GCP规定。该计时器的意图不是替换或者补充传输所固有的可靠性，而是考虑了接收方GCP设备的内部故障。在丢失回复消息的情况下，发送方GCP设备应当关闭当前的交易并且开始新的交易，而不是再次发送带有先前的交易ID的消息请求。该类型的操作防止了重复消息的存在并且准许了网络的更有序的操作。如果发送方GCP设备处的回复消息超时（timeout）太快而来自GCP从设备或者其间网络的响应时间太慢，竞争状态就可能发展。该延迟可能导致迟到的回复消息和冗余的交易，而GCP设备应当相应地调整它的计时器或者采取一些其他与应用有关的动作。
GCP支持主设备和从设备上的不同宽度的数据通路。由于设计或某些市场中从设备的成本敏感性，从设备可能具有8比特、16比特、或者32比特的数据通路。主设备也可能有相同的情况，不过32比特的主设备更为普遍。这提供了至少三个场景：
·32比特主设备和32比特从设备
·32比特主设备和16比特从设备
·32比特主设备和8比特从设备
由于GCP可能典型地运行于串行化网络连接中，一般而言，在这些主设备和从设备环境的处理环境之间存在自动的转换。
结构化访问使用诸如TLV之类的数据构造来对GCP从设备中的功能进行编程。结构化访问考虑了更多的硬件独立性，更是一种操作模型。寄存器访问使用直接的寄存器读和写。寄存器访问可以用于诊断或者用于低层次的驱动器层次的访问。GCP中使用的示例消息和它们相应的消息ID在下面的表4中示出：
请求 回复 错误 功能 发起者
2 3 131 通知 从设备
4 5 133 设备管理 主设备
6 7 135 交换数据结构（EDS） 主设备
表4.结构化访问消息的示例性消息ID
消息的号码已经被选取来使得请求消息的LSB为零而回复消息的LSB为一。请求和正常回复消息的MSB是0，而错误消息的MSB是1。GCP寄存器消息总结GCP消息可以划分到两个大类：结构化的和寄存器的。寄存器访问使用直接的寄存器读和写。寄存器访问可以用于诊断或者低层次的驱动器层次的访问。寄存器访问的GCP中使用的消息在下面的表5中示出：
请求 回复 错误 功能 发起者
16 17 145 交换数据寄存器（EDR） 主设备
18 19 147 屏蔽写寄存器（MWR） 主设备
表5.寄存器访问消息的示例性消息ID
GCP的非结构化访问不需要支持明确的和受保护的读-修改-写（read-modify-write）操作。当寄存器的一部分要被更新而寄存器的余下部分保留不变的时候，常常在软件驱动器中使用读-修改-写操作。GCP将其留给更高层的软件驱动器，以确保如果对寄存器位置进行读-修改-写，那么在这个读-修改-写期间没有其他的软件过程对同一寄存器位置进行写入。作为读-修改-写的更快速和更安全的替换例，GCP包括屏蔽-写操作。
通知消息被从从设备发送至主设备。在下面的表6中示出了示例性的通知消息并且在表7中示出了来自主设备的正常回复。当发生错误时，表8中示出的错误消息可以代替回复消息或者添加到回复消息中来由主设备进行发送。
表6.示例性从设备通知消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 3
消息长度 2字节 7
交易ID 2字节 与请求消息相同
模式 1字节 0
事件代码 4字节 0x00000000到0xFFFFFFFF
表7.示例性通知回复消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 131
消息长度 2字节 3
交易ID 2字节 与请求消息相同
返回代码 1字节 见下文的表24
表8.示例性通知错误消息
设备管理消息从从设备发送至主设备。设备管理消息定义了能够用来管理端点设备（充当从设备）的基本和通用的供电（powering）功能。下面的表9中示出了示例性的设备管理消息并且表10中示出了来自主设备的正常回复。当发生错误时，表11中示出的错误消息可以代替回复消息或者添加到回复消息中来由主设备进行发送。
表9.示例性设备管理消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 5
消息长度 2字节 4
交易ID 2字节 与请求消息相同
模式 1字节 0
返回代码 1字节 0
表10.示例性设备管理回复消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 133
消息长度 2字节 3
交易ID 2字节 与请求消息相同
返回代码 1字节 见表24
表11.示例性设备管理错误消息
注意，对于设备标识没有明确的命令。设备发现和标识与应用有关，不由GCP规定。
交换数据结构（EDS）消息允许已经在其他协议中定义的数据结构或者新数据结构通过GCP协议而被隧传。一种典型的使用是：把来自一个系统的TLV定义再使用在新的系统中。下面的表12中示出了示例性EDS请求消息，并且表13中示出了来自从设备的正常响应。当发生错误时，表14中示出的错误消息可以代替回复消息或者添加到回复消息中。
描述 长度 内容
消息ID 1字节 6
消息长度 2字节 12+N（N=下面的数据结构长度）
交易ID 2字节 唯一值
模式 1字节 0x00
端口 2字节 0到0xFFFF
信道 2字节 0到0xFFFF
供应商ID 4字节 0到0xFFFF
供应商索引 1字节 0到255
数据结构 N字节 发送的数据
表12.示例性EDS请求消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 7
消息长度 2字节 12+M（N=下面的数据结构长度）
交易ID 2字节 唯一值
模式 1字节 0x00
端口 2字节 0到0xFFFF
信道 2字节 0到0xFFFF
供应商ID 4字节 0到0xFFFF
供应商索引 1字节 0到255
数据结构 M字节 返回的数据
表13.示例性EDS回复消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 135
消息长度 2字节 3
交易ID 2字节 与请求消息相同
异常代码 1字节 见表24
表14.示例性EDS错误消息
EDS数据结构可能会大于IP分组的MTU。必要时，TCP将自动地在多个IP分组中对该消息进行分段。表12和13中示出的端口和信道使用已经结合上面的表1进行了描述。供应商ID字段表示什么组织定义了要使用的具体数据结构。供应商索引对于供应商是唯一的并在供应商定义之内选取数据结构。供应商ID和供应商索引字段的组合提供了对数据结构的广泛选择。回复消息中的数据结构可以完全不同于请求消息中的数据结构，并可以具有与请求消息中的数据结构不同的长度。消息不包含数据结构字段的长度。该长度是由传输（例如，TCP）来管理。
为了实现寄存器级别的设备访问，GCP使用EDR和MWR消息，相应的EDR和MWR消息ID在上面的表5中被示出。该消息允许从设备中的一个或多个寄存器被主设备从指定的基地址处开始写入，然后在回复消息中将这些寄存器读取回来。消息允许只写、只读、或者写并读回（write-with-read-back）。下面的表15中示出了示例EDR请求消息，并且表16中示出了来自从设备的正常响应。当发生错误时，表17中示出的错误消息可以代替回复消息或者添加到回复消息中来由从设备进行发送。
表15.示例性EDR请求消息
表16.示例性EDR回复消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 145
消息长度 2字节 3
交易ID 2字节 与请求消息相同
返回代码 1字节 见表24
表17.示例性EDR错误消息
EDR消息的基本是寄存器写并读回消息，其中只读和只写是这个主要消息的子集。缺省的模式字段为全零。为了对存储器中不连续的多个寄存器进行写操作，可以使用多个EDR消息。多个消息可以被群组到一个分组中。可以通过断言（assert）“抑制正常回复比特”来抑制正常的EDR回复消息。当执行一系列背对背（back-to-back）写操作以及期望减少远程设备上的工作负荷时，可以使用该模式。在GCP从设备处发生错误的情况下，GCP从设备将返回带有适合的错误代码的错误回复。
EDR请求消息模式字段（比特5和6）的读和写操作如下：
表18.示例性EDR读-写模式
注意，读-修改-写操作可能占据两个单独的EDR命令。作为替换，考虑使用MWR消息。
对于存储器地址（开始地址字段），当规定了线性模式（模式比特4）时，随连续的写和/或读而递增地址字段。如果指定先入先出（FIFO）模式，则地址字段被保持为常数。FIFO模式用于位于固定存储器位置处的FIFO输入或输出。对于所发送的数据字段，GCP主设备和GCP从设备可以具有非常不同的内部架构。例如，GCP主设备可以是带有32比特数据总线的高端处理器系统，而GCP从设备可以是带有8比特或者16比特数据总线的小型嵌入式处理器。系统之间的差异包括数据总线宽度以及每个地址位置的字节数目。
因为GCP通过串行传输将数据从一个系统移动到另外一个系统，两个系统之间存在自然的转换。在数据需要专门处理的情况下（如32比特数值的保留），GCP允许数据被如下地标识。
表19.示例性EDR附加的配置参数
这些值对于正在请求或者回复消息中传输的数据总是有效的，并且在这两个消息之间可以是不同的。
屏蔽写寄存器（MWR）消息被GCP主设备用于通过使用AND屏蔽、OR屏蔽和寄存器的当前内容的组合来修改GCP从设备中的指定寄存器的内容。该消息可以被用于设置或者清除寄存器中的个体比特。因此，此消息可以用于更有效地替换读-修改-写操作。下面的表10中示出了示例性MWR请求消息，并且表21中示出了来自从设备的正常响应。当发生错误时，表22中示出的错误消息可以代替回复消息或者添加到回复消息中来由从设备进行发送。
表20.示例性MWR请求消息
表21.示例性MWR回复消息
描述 长度 内容
消息ID 1字节 147
消息长度 2字节 3
交易ID 2字节 与请求相同
返回代码 1字节 见表24
表22.示例性MWR错误消息
MWR请求消息模式字段（比特5和6）的读和写操作如下：
表23.示例性MWR读-写模式
正常的MWR回复消息能够通过断言“抑制正常回复比特”而被抑制。当执行一系列背对背写操作以及期望减少远程设备上的工作负荷时，可以使用该模式。在GCP从设备发生错误的情况下，GCP从设备将返回带有适合的错误代码的错误回复。
MWR请求消息规定了要被写入的寄存器、要被用作AND屏蔽的数据、以及要被用作OR屏蔽的数据。模式字段中指定了所写和读的字节数（以及因此的屏蔽尺寸）。当使用少于64比特时，可以使用MASK字段中的最低次序字节。AND_MASK和OR_MASK字段中未用的比特应当被主设备设定为0并且被从设备忽略。示例性的屏蔽函数算法为：
Result（结果）=(Contents（内容）AND AND_Mask)OR(OR_Mask AND(NOT AND_Mask))
使用以下的8比特屏蔽示例，结果为16进制的17：
如果OR_Mask的值为零，结果就是当前内容与AND_Mask的逻辑与。如果AND_Mask的值为零，则结果等于OR_Mask的值。
GCP回复消息包含表示成功或者故障具体类型的返回或者异常代码。示例性的返回代码被示出在表24中：
代码 名称 通知 GDM EDS EDR WMR
0 消息成功 Y Y Y Y Y
1 不支持的消息 n/a Y Y Y Y
2 非法的消息长度 Y Y Y Y Y
3 非法的交易ID Y Y Y Y Y
4 非法的模式 Y Y Y Y Y
5 非法的端口 n/a Y Y n/a n/a
6 非法的信道 n/a Y Y n/a n/a
7 非法的命令 n/a Y n/a n/a n/a
8 非法的供应商ID n/a n/a Y n/a n/a
9 非法的供应商索引 n/a n/a Y n/a n/a
10 非法的地址 n/a n/a n/a Y Y
11 非法的数据值 n/a n/a Y Y n/a
12-127 保留 - - - - -
128-254 用户定义的代码 - - - - -
255 从设备故障 n/a Y Y Y Y
表24.示例性GCP返回代码
此示例中的错误代码是以数字的次序进行分配的。如果存在多个错误，可以只报告最低数值的错误代码。
GCP还可以用于调试模式，在该模式中，主设备或者从设备能够相互监视或者调试，被另一应用监视或调试、或者被用户经由用户界面来监视或者调试。接下来描述UEPI控制平面操作。
UEPI控制平面操作
如图1中所示，DEPI、UEPI和GCP伪线是通过通信链路195进行输送的。UEPI伪线输送用于上行通信的上行数据平面信息和控制平面信息。UEPI控制平面能够配置CMTS核心与CCAP接入点之间的点到点（P2P），以及CMTS单MAC与多个CCAP接入点之间的点到多点（P2MP）通信。
通常，在CMTS核心和CCAP接入点的每个唯一组合之间存在一个隧道。隧道具有源IP地址和目的地IP地址的唯一配对并且可以支持多传输会话。伪线是通过带有相应的会话ID的单个会话来实现的。每个DEPI和UEPI发送器具有唯一的传输流ID（TSID），每个DEPI和UEPI接收器具有唯一的接收流ID（RSID）。通过实现这里所述的技术，DEPI和UEPI能够共享同一隧道，每个UEPI逻辑信道具有它自己的伪线。从而，每个CMTS核心和CCAP接入点的对能够支持至少两个逻辑信道；一个用于DEPI，一个用于UEPI。逻辑信道分配在RSID内。例如，RSID为八比特并具有以下格式：其中{信道号=比特7到1，逻辑信道=比特0}。在一个可能的实现中，DEPI和UEPI可以使用分离的伪线，使得封装选项不会在这二者之间混杂。或者，DEPI和UEPI也可以共享共用的会话以用于发送和接收匹配对。
现在参考图8，描述了M-CMTS核心与CCAP接入点之间用于处理上行流量的UEPI伪线的示例框图。在此示例中，伪线被示出在M-CMTS核心170（图1）和CCAP AP135（1）（图2）之间。CMTS核心170被分为三个逻辑实体，包括上行MAC实体810、上行调度实体820以及上行频谱管理实体830。CCAP AP135（1）被示出带有远程PHY子组件210（图2）。五个伪线被示出为包括：数据平面消息，UEPI伪线840；以及四个控制平面伪线：UEPI MAP伪线845、UEPI测距请求（RNG-REQ）伪线850、UEPI REQ伪线860和UEPI频谱管理（SpecMan）伪线870。CCAP AP135（1）通过链路880连接至DOCSIS RF接口（RFI）885，而上行MAC实体810通过链路890连接至分组处理器895。
UEPI数据伪线840被用于将上行流量（例如，来自CM的数据）转发至CMTS核心170以由分组处理器895进一步转发。UEPI MAP伪线845向下行设备提供调度信息（例如，时间槽（time slot）和争用期（contention period））。UEPI RNG-REQ伪线850请求测距信息，从而使得下行设备（例如，CM或者DOCSIS网关）能够在所调度的时间槽内将上行分组传输至到达上游。
UEPI REQ伪线860输送来自下行设备的任何其他请求。尽管这些伪线被描述为分离的，但基础（underlying）消息可以被共享于单个伪线上。例如，MAP、REQ和RNG-REQ伪线的消息可以在单个伪线上进行发送。应当注意，对于配置CCAP访问点所需的高级时分多址（ATDMA）和同步时分多址（SCDMA）参数的PHY配置被定义于MULPI中并且可以用GCP送至CCAP接入点。SpecMan伪线870用于管理CCAP接入点与M-CMTS核心之间的上行频谱。
UEPI具有两种模式，基本模式和高级模式。在UEPI高级模式中，采用了所有的伪线，如后文所述。在UEPI基本模式中，CMTS在DEPI伪线上发送DOCSIS MAP。CCAP AP从DEPI伪线提取MAP。CCAP AP通过UEPI数据伪线将数据、REQ消息和RNG-REQ消息发送至CMTS。在此模式中未使用到UEPI MAP、RNG-REQ、REQ和SpecMan伪线。或者，CMTS在UEPI MAP伪线上发送MAP消息。CMTS可以在DEPI会话中发送MAP，但是CCAP AP被配置为忽略该MAP消息（当正通过UEPI接收MAP时）。DEPI会话中的MAP消息传播至CM。这使得MAP能够更早地到达CCAP AP，这减少了MAP前进时间（advance time）。在另一示例中，如果DEPI被配置为使用分组流协议（PSP），那么CCAP AP可以采用来自UEPI MAP伪线的MAP消息并且将其注入CCAP AP下行中。PSP是层-3聚合层协议，允许分组被连续地一起流送并在任意的边界处进行分段。PSP促进了QoS。
上行调度实体820（或调度器）使用REQ和RNG-REQ消息生成MAP。调度器被示出在CMTS中，但也可以被放置于CCAP AP中，这取决于系统设计。当调度器居于CCAP AP中时，可以消除REQ、RNG-REQ和MAP伪线。当上行调度器是远程的（例如，作为CCAP接入点的部分）时，可以采用几种调度方法：（1）公开接口，例如带有扩展的GCP、DEPI和UEPI，而CCAP AP写其自己的调度器；或者（2）调度器可以被公开为例如带有API的Linux可装载模块，该API由CMTS在引导时或者实时地推送至CCAP接入点。当可装载模块被公开时，上行调度器“看起来是”CCAP接入点的应用。
即使US调度器是远程的，DOCSIS信令也可以保持为集中的，只有少许有限的异常。当调度器是远程的时，DOCSIS MAP消息可以从CCAP接入点送至CM而不是源自CMTS核心。同步（SYNC）消息从CCAP接入点发出，测距间隔由CCAP接入点发起。任何CM发起的消息由CMTS进行响应。另外，许多的MAC管理消息可以被移动到CCAP接入点。当使用了信道绑定时，上行绑定可以被配置为终止于CCAP接入点中而通过光纤将数据转发至CMTS核心。以类似的形式，（例如用于封装DOCSIS MAC帧的）DOCSIS调帧器（framer）可以作为CCAP接入点的一部分而位于远程。下文结合图9D描述了用于UEPI的远程调度器AVP，以及远程DOCSIS调帧器AVP。
为了辅助UEPI控制平面消息，L2TPv3封装与定制的属性-值的对（AVP）一起使用。图9A中示出了示例性控制平面分组格式。该分组具有标准的以太网头部900和CRC940。以太网分组900内有：可选的VLAN头部、IPv6或IPv4头部910、可选的UDP头部915、L2TPv3控制头部920、以及一个或多个L2TPv3AVP的列表930。定制的AVP携带与MAP、REQ、RNG-REQ和SpecMan UEPI伪线相关联的UEPI上行通信配置参数。定制的AVP在下文中结合图9B-9E来详细描述。
如图9A中所见，L2TPv3头部920遵循标准格式参数。这些字段遵循L2TPv3请求评论（RFC）3931的定义，其用于连接的设置、流向和拆除。数据字段携带用于UEPI控制平面的定制AVP信息。AVP930包括M、H、长度、供应商ID、属性类型、属性值和字段。一比特的强制（M，mandatory）字段确定AVP是否重要到足以拆除L2TPv3连接，而隐藏（H，hidden）字段指示是否使用了加密。加密不是UEPI消息所必须的。长度等于属性值字段的长度加上六个字节。供应商ID对于标准AVP来说是零，而对于UEPI特定的AVP来说是4491。4491的供应商ID表示供应商为
这里描述了用以设置四种控制平面UEPI伪线类型中的每种类型的定制AVP。标准L2TPv3AVP在这里没有描述。对于与上行调度实体820相接的UEPI伪线，定制AVP可以包括：用于ATDMA和SCDMA参数（例如，上行信道描述符（UCD））的TLV；调度参数（例如各种动态QoS参数，如动态服务参数（DSx））的TLV，其中“x”表示添加、改变、或者删除所标识的参数。
当采用UEPI跨越（spanning）（MP2P）时，从CCAP接入点看去时，跨越基本模式和高级模式是可用的。因此，单个CMTS MAC能够支持不止一个CCAP接入点PHY。例如，两个4信道的CCAP接入点PHY可以连接到一个4信道的CMTS MAC。在基本模式中，CMTS MAC带宽与PHY带宽相同。例如，支持四个信道的、带有100Mbps组合带宽的单个CMTS MAC全部馈入同样具有100Mbps带宽的CCAP接入点MAC。因为每个CMTS与CCAP接入点设备之间存在唯一的隧道，对于UEPI跨越不需要附加的带宽管理。在此场景中，共享相同物理信道的所有CCAP接入点位于同一MAC域中。与MAC域相关联的下行会话必须等同于上行会话，或者是上行会话的超集（super set）。
相同跨越的、但是在不同的CCAP接入点设备上的DOCSIS信道被分配相同的DOCSIS上行信道ID。这两个信道共享相同的站点ID和服务流地址空间。这两个上行流之间不存在重复的CM SID（站点标识符）或者SG（服务集）。相同的DOCSIS上行带宽MAP MAC管理消息被送往下游的两个CCAP AP。MAP控制上行带宽。因为CM SID是唯一的，每次针对特定的信道将只传输一个DOCSIS接入点上的一个上行。在测距期间，可能得到来自两个CCAP AP的分组。冲突将只发生于DOCSIS接入点内的上行信道内。因此，初始的测距实际上将更有效率。在广播请求槽期间，请求可能源自任一DOCSIS接入点。CMTS将接受分离的请求流。
当UEPI处于高级模式时，组合的CMTS MAC域带宽会大于每个PHY的个体信道带宽。总带宽不一定等于每个个体带宽的和。在此场景中，CMTS调度器了解哪个CM由哪个DOCSIS接入点服务。然后调度器将针对每个CCAP AP执行带宽计算，然后对共享的上行会话执行第二带宽计算。或者，每个CCAP AP可以具有它自己的MAP和它自己的会话，但是CMTS仍然将它们视为处于相同的MAC域中。此选项并不实际跨越，但是可以在将上行与被跨越的DEPI下行相组合时使用。
UEPI使用相同的AVP中的一些作为DEPI，但是具有附加的扩展来设置UEPI伪线。参考图9B-9E，描述了UEPI的示例性AVP消息格式。对于图9B-9E中示出的每种格式，M、H、RESV、长度、供应商ID和属性类型字段的操作如上文所述。图9B示出了来自图9A中的、用于示例伪线类型消息的字段930。在此示例中，添加了锁定（L，lock）比特和伪线（PW）类型字段。L比特表示特定的参数是否应当被“锁定”。例如，接入点可以通过单独的控制系统或者CMTS来进行配置。L比特阻止一个控制机构对另一控制系统的覆写。当设定为零时，L比特可以表示参数是只读的，而设定为1表示参数是可读写的。
伪线子类型（一字节）具有如下的选项：
○类型0=由维护的DEPI-I08规范（或者更晚的版本）所定义的PSP缺省模式
○类型1=DEPI多信道MPEG（MCM）伪线
○类型2=DEPI MCM/多信道发动（MCL，Multi-channel Launch）伪线
○类型3=UEPI数据伪线
○类型4=UEPI MAP伪线
○类型5=UEPI REQ伪线
○类型6=RNG-REQ伪线
○类型7=SpecMan伪线
○类型8-255=保留
因此，伪线子类型允许端点（例如，CMTS核心和CCAP接入点）通过正确的伪线来发送消息。
图9C示出了用于跨越的示例AVP。在此示例中，PW类型字段被替换为配置（config）字段。该config字段具有两个有效比特，0和1。比特0当被设为一时，表示下行UEPI跨越是活动的，而当被设为零时，表示下行UEPI跨越是不活动的。
图9D示出了用于配置远程资源（如远程调度器和远程调帧器，如上所述）的示例AVP。在此示例中，config字段使用四个比特，0、1、2和3。比特0，当被设为一时，表示上行调度器位于远程，而当被设为零时，表示上行调度器是中心式的（例如，与CMTS相关联）。类似地，比特1被设为表示下行调度器是远程的还是中心式的。比特2，当被设为一时，表示上行调帧器是远程的，并且当被设为零时，表示上行调帧器是中心式的。类似地，比特3针对位于远程的下行调帧器被置位，并且当被设为零时，表示下行调帧器是中心式的。
图9E示出了用于通过DOCSIS配置运动图像专家组（MPEG）传输流（TS）的示例AVP。在此示例中，config字段使用三个比特：0、1和2，并且添加了两字节缓冲长度字段。比特0，当被设为一时，表示DOCSIS视频被使能，而当被设为零时，表示DOCSIS被禁用。比特1被设为表示基于时间的排队是否被使能。基于时间的排队允许选择性清空队列，例如用于视频缓冲内容的队列。比特2指示是否使能了程序时钟参考（PCR）校正。PCR校正允许呈现经同步的视频/音频内容，并且帮助减少由于基于分组的传输以及其他系统时间或同步异常所造成的抖动。
如上所述，AVP可以被配置为传输ATDMA和SCDMA参数（例如，UCD）。另外，调度参数（例如，诸如动态服务参数（DSx）之类的各种动态QoS参数，其中“x”表示添加、改变、或者删除所标识的参数）可以通过UEPI AVP而被发送。
总的来说，对于接入点的实施例，接入点可以是CCAP接入点。接入点具有网络接口和同轴接口，控制平面信息是通过网络接口从CMTS接收的，其中控制平面信息被设计为对接入点进行配置以使得能够通过网络接口和同轴接口通信。在接入点处，数据平面和控制平面信息是从CMTS接收的，并且数据平面信息经由同轴接口被传输至一个或多个客户终端设备。
例如使用GCP来对接入点进行引导、认证和配置。所建立的层3隧道可以在CMTS和接入点之间包括DEPI、UEPI和GCP伪线。数据平面信息是经由同轴接口而接收的，经由网络接口被传输至CMTS。可以在必要时确定接入点是否应当具有软件或者固件映象升级以及接入点软件或者固件映象是否被升级。可以针对接入点建立时钟参数，IEEE1588计时。
总的来说，对于GCP实施例，在主设备处生成通用控制协议（GCP）控制消息，该消息被配置为对从设备进行管理，其中该控制消息包括结构化访问字段和寄存器访问字段中的一项或多项，并且其中结构化访问字段包括以下各项中的一项或多项：（i）被配置为提供基本设备控制的设备管理消息，和（ii）配置有有效载荷字段的交换数据结构消息，该有效载荷字段被配置为存储来自另一协议的数据结构，并且其中寄存器访问字段包括以下各项中的一项或多项：（i）被配置为对从设备中的寄存器进行读取和写入的交换数据寄存器消息，和（ii）被配置为对从设备中的寄存器的个体比特进行写入的屏蔽写寄存器消息。该控制消息被传输到从设备。
总的来说，对于UEPI控制平面的实施例，UEPI控制平面定义如何设置会话，这些会话用于UEPI数据连接和调度以及在DEPI上测距。此外，针对P2MP操作扩展了UEPI，便于下行模块式头端结构（MHA）多播操作。另外，UEPI控制平面将M-CMTS概念扩展为允许整个CMTSPHY作为光节点中的PHY或CCAP AP被分开放置（CCAP AP可以是光节点）。光节点可用于实现数字返回通路。数字返回通路允许更便宜的返回通路光学器件并允许模拟的返回通路终止于光节点中，从而通过消除激光器箝位（clipping）来增大返回通路上的动态范围。
从以上的描述可以了解：这里所述的实施例提供了用于配置远程DOCSIS设备的、针对控制平面的新方法、装置和系统，其中该方法、装置和系统使得线缆系统环境中的线缆系统操作器或者多系统/服务操作器（MSO）能够自动地配置和操作远程PHY设备。应当认识到：这里所述的技术可以应用于带有分布式MAC和/或PHY层QAM的任何M-CMTS架构，例如，CMTS机架线卡或者任何相关联的机架设备内。
尽管描述了控制平面的新技术的优选实施例来配置远程DOCSIS设备，考虑到这里给出的教导，相信本领域的技术人员会想到其他的修改、变型和变化。因此，应理解，所有这样的变型、修改和变化被认为落入了所附权利要求限定的范围。
以上描述仅为示例的方式。

Claims (21)

1.一种用于接入点的方法，所述接入点具有网络接口和同轴接口，所述方法包括：
所述接入点处，通过所述网络接口接收来自线缆调制解调器局端系统CMTS的控制平面信息，其中所述控制平面信息被设计为对所述接入点进行配置，使得能够通过所述网络接口和所述同轴接口进行通信；
在所述接入点处，接收来自所述CMTS的数据平面信息；以及
通过所述同轴接口将所述数据平面信息传输至一个或多个终端设备，
其中所述接入点包括融合有线接入平台CCAP接入点，所述CMTS包括模块式CMTS核心。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述网络接口包括以下接口中的一个或多个：光接口、以太网无源光网络EPON接口、千兆以太网无源光网络GPON接口、以太网接口、电网络接口。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
引导所述接入点；
认证所述接入点；以及
使用所述控制平面信息来配置所述接入点。
4.如权利要求2所述的方法，其中认证包括：运行认证步骤来给上行认证系统认证所述接入点。
5.如权利要求2所述的方法，其中配置所述接入点包括：运行通用控制协议GCP步骤来配置所述接入点中的一个或多个软件和硬件参数，以通过所述网络接口和所述同轴接口交换数据。
6.如权利要求2所述的方法，还包括：在所述接入点与所述CMTS之间建立一个或多个层3隧道。
7.如权利要求6所述的方法，其中建立所述层3隧道包括：在所述CMTS与所述接入点之间建立下行外部物理PHY接口DEPI、上行外部物理PHY接口UEPI和GCP伪线中的一个或多个。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述同轴接口接收数据平面信息；以及
通过所述网络接口将所述数据平面从所述同轴接口传输至所述CMTS。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述接入点是否应当具有软件或固件映象升级；以及
当确定所述接入点的软件或固件映象应当被升级时，升级所述映象。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：建立用于所述接入点的计时参数。
11.一种用作接入点的装置，包括：
网络接口，被配置为通过网络进行通信；
同轴接口；以及
处理器，被配置为：
通过所述网络接口接收来自线缆调制解调器局端系统CMTS的控制平面信息，其中所述控制平面信息被设计为配置所述网络接口和所述同轴接口用于通信；
接收来自所述CMTS的数据平面信息；以及
通过所述同轴接口将所述数据平面信息传输至一个或多个终端设备，
其中，所述接入点包括融合有线接入平台CCAP接入点，所述CMTS包括模块式CMTS核心。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述网络接口包括以下接口中的一个或多个：光接口、以太网无源光网络EPON接口、千兆以太网无源光网络GPON接口、以太网接口、电网络接口。
13.如权利要求11所述的装置，其中所述处理器还被配置为：
引导所述装置；
认证所述装置；以及
使用所述控制平面信息来配置所述装置。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述处理器被配置为：通过由上行认证系统运行认证步骤来对所述装置进行认证。
15.如权利要求13所述的装置，其中所述处理器被配置为：通过运行通用控制协议GCP步骤来对所述装置进行认证，以配置一个或多个软件和硬件参数用于通过所述网络接口和所述同轴接口交换数据。
16.如权利要求13所述的装置，其中所述处理器还被配置为：与所述CMTS建立一个或多个层3隧道。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述处理器被配置为：与所述CMTS建立下行外部物理PHY接口DEPI、上行外部物理PHY接口UEPI和GCP伪线中的一个或多个。
18.如权利要求11所述的装置，其中所述处理器还被配置为：
通过所述同轴接口接收数据平面信息；以及
通过所述网络接口将所述数据平面信息从所述同轴接口传输至所述CMTS。
19.如权利要求11所述的装置，其中所述处理器还被配置为：升级软件或固件映象。
20.如权利要求11所述的装置，其中所述处理器还被配置为：建立计时参数。
21.如权利要求11所述的装置，还包括：
视频接口；以及
耦合至所述同轴接口的组合器，其中所述组合器被配置为：将通过所述视频接口接收到的视频信息与所述数据平面信息进行组合，以传输到所述一个或多个终端设备。
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