CN1242896A

CN1242896A - 高速互联网访问系统

Info

Publication number: CN1242896A
Application number: CN97198235A
Authority: CN
Inventors: 弗雷德里克·恩斯; 埃德瓦多·J·穆拉; 简·马克西米利安·格罗斯基; 尼尔梅·拉梅什; 中C·金
Original assignee: Hybrid Networks Inc
Current assignee: Hybrid Networks Inc
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 2000-01-26

Abstract

一种非对称网络系统能够对一宽带网络(20)中多个远程设备(22)的带宽分配和配置进行管理。该系统的一个模块化体系结构允许对各上行和下行物理路径的各上行和下行容量进行独立测量。对发出请求的设备所进行的下行带宽分配是根据其它设备的带宽利用率、发出请求的远程设备(22)所需的带宽、发出请求的远程设备(22)的服务等级或级别或向其它远程设备(22)保证的带宽。由网络进行远程管理的配置参数包括:设备地址(全球或局域)、传输信用值、上行信道分配以及上行发射功率电平。另外,对设备配置分布及带宽分配的管理是通过控制信息包和响应信息包来完成的,它们分别由网络和远程设备(22)根据其上的网络操作软件来生成。

Description

高速互联网访问系统

本申请是题为“高速互联网访问系统”的临时专利申请No.60/022,644(申请日为1996年7月25日)的继续申请，并且采用了美国专利No.60/022,644的主题思想以作为参考。

本申请还涉及到了题为“非对称混合访问系统”的美国专利No.5,586,121(发布于1996年12月17日)和题为“用于TV广播数据传输系统的远程连接适配器”的美国专利No.5,347,304(发明人：EduardoJ.Moura和James C.Long，发布于1994年12月13日，该专利是对1994年11月16日发布的专利No.08/340,773的再颁(re-issue)申请)。本文也采用了上述美国专利No.5,586,121和5,347,304以作为参考。

本发明涉及一种能够管理或控制非对称网络中的数据流的网络管理系统，在该非对称网络中，多个用户共享一个可以高速传递数据的公共宽带介质。具体来说，本发明涉及的网络管理系统能够在非对称网络通信系统中进行带宽管理和配置参数的控制，这些配置参数包括那些可以对信道分配、带宽分配、发射功率设置、地址分配等产生影响的参数。

本发明所提供的介质访问控制与基于争用的方案和令牌环方案的不同之处在于，本发明中，对由多个与一共享介质相连的远程设备所用的带宽的利用是通过一个中心网络管理器或控制器来进行调整的，而不是由这些远程设备自己来对介质进行无优先权的控制。另外，本发明与由专用ADSL网络构成的非对称网络之间的不同之处在于，本发明中的多个远程设备共享一个介质。

本发明可应用于CATV宽带网、含有蜂窝和卫星广播系统的无线网络、电视广播网、光纤/同轴电缆混合网、有线通信网以及其中至少有一个处于通信节点之间的通信路径部分为非对称的电话系统。网络的节点包括：服务器、计算机主机、网络设备和装置、RF和有线调制解调器以及计算设备。具体来说，本发明提供了一些的方法、体系结构、系统及其组件，它们可通过在含有物理层、链接层和网络层的多个层上利用包括ATM交换协议和IP路由协议在内的多个交换或路由协议来提供、简化并管理非对称通信。

本发明的首要目的是提供一种用于在非对称网络系统中分配带宽的体系结构、控制系统及方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于在非对称网络中管理远程设备配置的有效方法和系统。

本发明还有一个目的是提供一些方法和系统，它们能够在使用一共享介质的非对称网络中通过均分多个远程设备之间的有效带宽以获得最大的带宽利用率。

本发明还有一个目的是提供一种非对称网络系统中的体系结构，它允许上行和下行容量具有独立的可测量性。

本发明还有一个目的是提供一种基于信息包的控制方案，它用于对非对称网络空闲系统中的远程设备配置进行管理。

本发明还有一个目的是通过利用可从网络管理中心下载至多个远程设备的网络操作软件来分配带宽利用率和配置参数，从而使基于信息包的控制具有充分的灵活性。

本发明还有一个目的是提供用于采集有用数据及网络统计操作参数的方法和系统，上述参数用于带宽管理及远程设备的配置控制。

本发明还有一个目的是提供一些方法和系统，它们能够改变与非对称网络网络中的共享介质相连接的远程设备的发射电平、频率或时隙、信道分配、全球或局域地址分配、帐户ID分配及其它特性。

本发明还有一个目的是提供一种管理系统，该系统能够为与其相连的远程设备提供帐户管理服务。

根据本发明所述的网络管理系统、远程设备或方法涉及到在一宽带传输介质中载有的至少一条下行信道以及在相同或不同介质中以不同速度传输或在不同协议下工作的至少一条上行信道的使用。本发明使一个计算机主机能够在一共享宽带介质上与多个远程设备进行信息传递。其网络管理系统的体系结构使得上行和下行容量能够分别相对于上行和下行物理路径而具有独立的可测量性，而且该系统中的一个网络管理器能够对分配给远程设备的下行带宽的配置参数进行管理。该网络管理器能够根据其它设备的带宽利用率、发出请求的远程设备所需的带宽、发出请求的远程设备的服务等级或级别、或向其它远程设备保证的带宽来完成对发出请求的设备的下行带宽分配工作。可由该网络管理器进行远程管理的配置参数包括：设备地址(全球或局域)、传输信用值、上行信道分配，上行发射功率电平。

本发明的另一方面包括通过分别产生于网络操作中心和远程设备之上的控制和响应信息包来对配置和带宽进行管理的工作。控制信息包含有轮询信息包，它要求至少应有上行传输请求。配置信息包可指示远程设备来接收一个操作状态、返回状态或统计数据。由远程设备发出的响应信息包可为网络操作中心提供信息以达到控制的目的或者用于对这些远程设备操作状态的确认。信息包是双向传输的。IP或ATM封装以及正向纠错和加密也得到了使用。本发明可在包括RR、含有电话或路由回路的卫星及有线介质在内的宽带网络中得到应用。

通过以下的说明并参考附图，本发明的这些及其它方面、优点和长处将变得更为清晰易懂。但本发明的范围是由权利要求来特别规定的。

图1描绘出了本发明所述的一个优选体系结构的示意图，该体系结构包括一个独立操作的网络管理器、上行控制器以及下行控制器。

图2的框图显示了有线回路非对称网络系统中的上行和下行控制器功能组件的功能。

图3的框图显示了电话回路非对称网络系统中的上行和下行控制器功能组件的功能。

图4A显示出了多个远程设备的发射器和接收器组件与一个双向有线系统的各发射器和接收器之间的通信。

图4B是一个状态图，它说明了上行数据和由远程设备发出的DONE信息包的形成过程。

图4C显示了远程设备在发射功率电平设置方案中的状态图。

图4D显示了下行数据链接帧编码方案中的信息包的结构。

图4E显示了一个Reed-Solomon编码信息包的结构。

图4F显示了在正向纠错方案中对下行信道所作的交错处理。

图4G显示了由远程设备发出的上行帧的信息包结构。

图4H和4I说明了在远程设备发出的上行传输中使用Viterbi编码的局限性。

图5显示了远程设备的初始化步骤和配置。

在可称为一个网络通信系统的非对称网络中，其上行和下行路径至少各有一个部分是在链接层或网络层上以不同的速度或在不同协议下进行工作的，从而能够使主机或服务器与远程用户或客户设备进行通信。对本实例的说明是针对一种可在有线系统(如：一种ATV系统的光纤同轴电缆混合有线网)上提供高速数据服务的客户服务网络来进行的。但是，这些内容也可以等价地应用于包括广播TV和蜂窝广播及卫星直播(“DBS”)网络在内的无线数据服务之中。非对称系统包括具有不同信道或子信道的双向无线和有线系统以及电话回路和电话回路DBS系统。数据传输一般是以固定或可变长度的信息包的形式来进行的，但是也可采用其它的数据结构。因为只有很少一部分的现存有线网络支持双向传输，所以本发明也为当今的CATV网络提供了一条通过公共交换电话网络(POTS或ISDN)或路由器的回路。

图1显示出了一种网络管理系统(即，一种混合访问系统)。该系统利用一种非对称高速宽带网以在有线系统上提供数据服务。它可为多个终端用户(包括居民、小企业及学校)提供高速的网络→用户(下行)连接以及较低速的用户→网络(上行)连接。这种配置使得用户能够获取现代化的双向光纤/同轴电缆混合(HFC)有线TV结构和/或现有电话结构的全部长处。该非对称通信系统提供了一种彻底的传输解决方案，它允许NSP为它们的用户提供对互联网、在线服务、电话通信服务或者其它基于TCP/IP或ATM应用的高速访问。该系统可提供30Mbps的综合吞吐量以用于下行方向中各为6MHz的TV频道以及上行方向中从128Kbps至2,048Mbps的操作。本文中特别指出的数据速率显然是以操作的有效带宽为依据的。

这种网络管理系统提供了一种体系结构和路径配置方法，它允许独立测量上行和下行物理、连接或网络层的容量。这就使得网络服务提供者能够完全控制流过宽带网的有线数据服务。处于中心设备处(如：有线TV的首端设备)的一个网络操作中心可以控制远程设备的配置；IP地址分配；上行数据速率；远程设备的功率电平设置和频率分配；用户通信管理和负载平衡；用户帐户管理；路由或交换管理；带宽管理；以及用于修改能够控制这些功能的参数的性能统计和开发应用。该系统还能够与其它支持设备和高速网络相连接。

这个系统采用了标准CATV设备(如电视调制器、编码器、解调器和信道处理器)来管理上行和下行数据信道。经下行控制器向上转换的信号被与其它信道混合起来并通过线路传输至远程用户，其传输路径是先到首端再到远程用户。在信号传输中使用正向纠错技术可以保证在质量不同的一段有线系统范围内使数据的完整性得到保持。首端设备可将下行信道的频率转换为经常被远程服务选择的有线频道的频率。首端设备还可在输出光纤连接的频谱上升部分中将下行信号与TV频道混合起来。光缆将信号转载至邻近的团体或企业，信号将在其中被转换为同轴电缆信号。在终端处可以使用传统的电视信号分离器以提供对电视娱乐服务的访问，并可为一个以上的PC提供数据服务。

独立可测量性

此网络的首端组件包括一个可为下行控制器12和上行控制器14以及网络控制器16提供内部通信服务的POP LAN交换器10。这些组件的模块特性以及独立的上行和下行控制器使得网络层、链接层和物理层上的各上行和下行信道具有可测量性。例如，通过提供可独立操作的上行和下行控制器14和12，就可以方便地使给定容量的设备与非对称宽带网络的各方向中所需的独立通信负载相匹配。在这个优选物理结构中，单独的硬件架或在硬件架上单独安装的组件被用于为非对称路径建立独立的操作和控制。各控制器具有自己的操作系统，并且其任意一个操作系统不会对其它操作系统的操作产生影响。对系统的分隔可通过在网络操作系统中进行常规的分区操作来完成，该网络操作系统控制着用于操纵非对称通信的各组上行和下行接口卡。

通过简单地修改或更新组件的性能，就可以在上行带宽中独立增加下行带宽而不影响其它方面，反之亦然。重要的是，该网络管理系统因其自身具有的非对称体系结构特点而得到优化，从而可用于大负载和恒定的位通信传输率-包括数字视频、数据和语音。POP LAN交换器10与以太网接口模块(10BaseT)、快速太网(100BaseT)、TCP/IP路由器，T-1 CSU/DSU及ATM Sonet一起共享一个具有多千兆位工业标准的背板式交换集线器。POP LAN交换器10的作用与网桥类似，它单独提供了一条高带宽以太光纤网以连接所有的路由器、ATM交换网、服务器、控制器或其它的网络组件。

下行控制器12通过一个宽带通信信号将高速数据传送给上行转换器模块18，然后上行转换器模块18将把此通信信号传送至有线TV首端20的光纤同轴电缆混合系统。在这个优选结构中，控制器12是一个基于Intel或基于Sun的微处理器，它可从一个服务器(本地或远程)通过下行通信的传输或交换而向远程用户或设备提供信道服务。上行转换器模块18包括多个编码器和调制器，它们用于将下行控制器12发出的数字数据转换为适于在CATV或无线网络上传输的形式。上行转换器18可采用多种相关工作中的调制方案。在由发明者建立的这个实例中，QAM和VSB调制技术都得到了应用。发明者还使用了一种称为VQM(剩余正交调制)的技术，这种技术是一种剩余单边调制的特殊形式，它可将数字数据放入一个标准的电视信号而不会干扰图像质量。该技术在共同未决专利申请No.08/820,347中得到了说明，此专利申请名为“可利用TV频道网络系统的TV数据传输方案”，它由William C.Levan于1997年3月12日申请。本文中特别引用了该项技术以作为参考。

接下来继续说明下行路径。有线TV首端20的光纤同轴电缆混合结构可为客户有线调制解调器(如远程设备22)提供一个电视信号或其它带宽信号。远程设备22包括一个检测器和解调器，它们用于检测并将宽带信号转换入数字数据流。设备22也是基于微处理器而且含有能够实现多种功能(其中包括DES解密功能)的操作软件。一旦检测到正确的数据，设备22将使用以太网接口与之相连并将数据提供给计算设备24。

从PC 24发出的上行数据，其路径或者通过相同的有线TV首端20的有线结构、或者通过如图所示的电话回路连接而返回至主机或服务器。在通过有线系统返回的情况中，有线调制解调器22将通过其带有数据处理器24的API接口而在一个已分配频率上产生返回数据信号，该频率不同于下行路径中宽带信号的频率。然后，该上行信号将在用于下行路径的相同有线结构上被传送出去。因此，上行和下行信号共享相同的电缆25，电缆25可通过有线TV首端20的光纤同轴电缆混合网来传送信号。如相关工作所述，可以在有线网络中利用频道分离器、CSU和DSU来提供独立的上行和下行信道。信道处理器28能够将有线调制解调器22发出的模拟RF信号重新转换为数字数据流，并将它们提供给上行控制器14。信道处理器28被指定用来处理多个光纤节点上产生的多条信道。还有，上行信道也可具有能够容纳以固定或可变位速率传输的多种远程用户24所需服务类型的数据速率，这些服务包括如文本、图形、语音、视频、电话会议或其它类型的服务。

一旦上行控制器14接收到信道处理器发出的数据，它将把该数据发送或交换至POP LAN交换器10，以使该数据到达其目的地。在采用IP信息包的情况下，POP LAN交换器10将根据包含在信息包中的目标地址来传送数据包。在采用ATM信息包的情况下，虚拟路径将被建立以用于在源和目标之间建立临时连接。如前所述，控制器14和/或网络管理器16可根据配置、频率和带宽管理等来提供多种功能。所以一些由用户24的远程设备22发出的信息包可被直接送至控制器14而不是网络中的其它设备。

在使用电话回路有线系统的情况中，电话调制解调器26(它可包含在计算设备的现有电话调制解调器卡之中)可根据传统的调制解调器通信协议来产生返回数据信号，并可在电话线上将信号传送至上行控制器14中的调制解调器库。如本文中引用的申请人的共同未决专利申请No 08/426,920(现为美国专利5,586,121)所述，调制解调器回路可以直接通至一个主机或服务器，以便为处理器设备24提供双向交互通信。

仍然参考图1，POP LAN交换器10与一个互联网路由器30及位于有线TV首端20或无线广播设备中的本地服务器32相连。路由器30为远程服务器或其它局域或广域网络提供了可连通性。本优选实例中的网络控制器16可以控制、监视并优先排列从PC 24流入或流出的数据。远程用户与位于设备首端或其它位置的主机之间的通信是以信息包的形式来完成的。下行数据包以TCP、UDP或ICMP信息包的形式被送往远程设备。这些信息包可被封装起来以根据ATM协议或其它任何交换或路由协议来进行传输。被送往远程设备的信息包带有一个目标MAC地址，一广播地址或一调频立体声广播地址。它还包含IP源地址、网络地址或任何其它全球性或局域性分配的地址。

基于信息包的控制和报告

通过传送多个参数来完成对带宽及配置的管理是很有益处的。这些参数包含在网络管理系统产生的控制信息包和/或远程设备产生的响应信息包中。由于网络管理系统是功能模块化的，所以它能够管理任何一个独立的上行控制器12、下行控制器14或网络控制器16。基于信息包的控制允许根据上行信道的操作状态、频率分配、服务等级或带宽分配、授权请求、帐户管理和本文中提到的其它多种功能来分配或删除上行信道。

另外，该系统的一些组件可以采集信道使用率以及进行操作性能统计并可以将它们报告给另一些组件，以便实现有效的带宽管理和配置控制。例如，上行控制器的DSP可以采集配置管理器所用的信道质量以便于对上行信道进行删除或再分配。远程设备将它们所需的带宽要求(由网络管理器使用)报告给上行控制器以用于在一共享介质或信道上分配下行带宽。分配给空闲远程设备的过剩频谱可被重新分配给已激活且需要更多容量的远程设备。具有较差传输质量的信道可被删除。不同物理介质之间的负载也可得到平衡。设备可被切换至不同的链接层、网络层或传输层。

网络管理系统能够利用包含在控制信息包和响应信息包中的各控制字、标志或半字节来执行各种功能。因为远程设备中的网络操作软件可以从网络管理系统中下载，所以通过重新配置控制信息包以改变控制并通过读出控制和/或响应信息包中的功能，就可以改变它们的操作。很显然，通过这些信息包来进行的管理和控制可以使网络系统具有充分的灵活性。附录A到E说明了包含在控制信息包和响应信息包之中的各种类型的控制信息以及它们所提供的功能。

网络管理系统中产生的控制信息包，其首标信息包括一目标MAC地址、一源IP地址、一目标IP地址、一IP型字段、一UDP源端口以及一UDP目标端口(在本优选实例中为端口470)。紧随其后的是控制参数的数据值。远程设备发出的响应信息包中的首标还包括一个源MAC地址。这些信息包具有一种可变的格式，该格式由一个固定首标和其后的可变长度的字段(由操作单元构成)组成。在传统方式中，远程设备分析信息包中的各个指令，然后利用远程设备22中运行的网络操作软件并根据参数的赋值来执行这些出现在控制信息包中的指令。包含在控制信息包中的变量或参数值可以用于进行地址分配(全球或局域)、上行传输频率的分配或改变、发射功率电平设置的改变、信道的切换、传输信用的发布、ATM交换或路径控制、或者轮询状态从一个优先权向另一个优先权的转移。其它网络管理功能的效果也可以通过这些参数和附录A到E中的相应说明而得到澄清。

在相关工作所用的传统方式中，远程设备22中的微处理器先将控制信息或状态信息放入一个寄存器或存储器中，然后再根据寄存器或存储器中包含的标志位和信息来执行操作软件的指示。另外，通信统计信息可被任何网络操作中心或远程设备的组件积累起来以便简化控制和管理功能。远程设备22的功能也可被执行或驻留于客户处理器24中。电话调制解调器26或RF调制解调器22的功能也可以合并于远程客户处理器24中。

具体来说，附录A说明了网络管理系统(如上行控制器)中所产生的一个信用信息包之内的各个字段(或项目)及其相应的控制功能。信用信息包用于向远程设备提供传输信用以授权它传输给定量的信息。传输完成后，远程设备将发出一个DONE(完成)信息包(将在以后说明)以作为响应。在本优选结构中，对上行信道的控制是通过在宽带下行信道上传输的信用信息包CMD_CREDIT以轮询机制来完成的。各信用信息包被分配以指定远程设备22(或24)的地址，并且含有一个信用度以用于在特定上行信道上传输指定数目的信息包。

远程设备可以接收两种类型的信用值一限制型和非限制型。限制型信用信息包含有一个小于最大允许信用值(0xffff)的信用值。当接收到一个信用值为(0xffff)的信用信息包时，该设备就被赋予了非限制型信用。具有确定值的确定参数(如本文所述)可以提供状态控制或配置控制。如附录A定义的信息包结构所示，一个控制和状态参数的长度可以从半个字节、一个字节、单字或双字(实数或整数)或者从一位到80位或以上之间变化。确定的地址信息或远程识别标志烧录在远程设备内。

附录B标出了一个轮询信息包的各个字段，并且对与这些字段相对应的各控制功能作出了说明。轮询信息包用于检测远程设备的传输请求状态。在操作中，网络管理系统在一些情况下将发出一个CMD_POLL信息包而不是CMD_CREDIT信息包。该CMD_POLL信息包的格式与CMD_CREDIT信息包相同。除了格式以外，远程设备不能区分出这两类信息包。因此远程设备将把CMD_POLL信息包作为CMD_CREDIT信息包来处理，只是它将返回一个RSP_POLL信息包(用于报告状态)而不是RSP_DONE信息包(用于报告传输信息和/或待传输的剩余信息量)。

附录C说明了一个用户地址配置信息包中的各个字段或项目以及其控制功能。此用户地址配置信息包CMD_CONF可以设置远程设备22(或24)的IP地址和数据目标MAC地址。远程设备利用该IP地址“assignedIP”来设置下行MAC地址。例如，如果十进制IP地址为128.9.0.32，则远程设备将把各十进制字段转换为十六进制数以获取局域性管理的MAC地址：0x02：00：80：09：00：20。一个完整的配置信息可被分割成多个CMD_CONF信息包。

附录D说明了由远程设备发出的一种类型的响应信息包的各个字段和项目以及其相应的各控制功能。如前面所述，远程设备22或24只能发出两类上行信息包，即，用户数据信息包和响应信息包。用户数据信息包可以是TCP、UDP或ICMP IP信息包。这些信息包可以经ATM封装并被发送至信息包中指定的数据目标MAC地址。另一方面，响应信息包包括RSP_DONE和RSP_POLL信息包，它们是网络管理系统所需要的。远程设备在一个已分配的信道上发出上行信息包。具体地说，远程设备在接收到一个带有SEND_DONE标志的CMD_CREDIT信息包之后将发出一个如附录D所示的请求RSP_DONE信息包。在接收到一个非限制型信用值之后，远程设备还将周期性地发出一个如图4D所示类型的请求RSP_DONE信息包。远程设备并不对RSP_DONE信息包进行解密。

附录E的轮询响应信息包标出了一个轮询响应信息包的各控制部分中的各个字段，该信息包的属性与附录D中的信息包相类似，其说明如上。

网络管理系统

下行控制器12(图2)能够向下传送信息包；采集、保存并转发通信统计；管理下行带宽；对数据链接层包络中的信息包进行封装；截取数据；并进入正向纠错。控制器12支持集成化的内置式64QAM调制器卡42或外置式调制器。QAM调制器可以提供10Mbps的加密数据速率并占用6MHz TV频道带宽中的2MHz。TV频道可容纳3个10Mbps的信道。将下行带宽分割成多个宽带信道，其优点在于它可以提高噪声免除力(即，各频带受噪声的影响不同)并且可以在一个子信道不能使用时启动替代路径。在本优选结构中，各下行控制器12都被配置成可以最多支持六个独立的下行信道。当然，信道数目只是设计选择的问题。下行路由器12通过一个标准以太网100BaseT的端口40与POP LAN交换器10相连。

下行控制器可以对POP LAN集线器(Hub)发出的以太网信息包进行编码，并且可以产生一个适于在有线网络上传输的QAM调制带宽RF下行信号。然后该信号将通过转换器44而被转换为(例如)电压峰一峰值为1伏的基带视频信号，从而为广播放大器提供可在传统CATV频道的首端传输的信号。下行数据一般从50MHz到800MHz的频谱范围内选出。为了避免使用已有的视频频道，可以选择有线网络上最后一个可用视频频道以上的频道号以作为网络管理系统使用的信道，在此频道上，载波的噪声电平足够小，从而允许数字数据进行无纠错的传输。

光纤同轴电缆混合网络46可通过有线结构46将基带视频信号运载至远程用户。在远程位置48处，解调制器50可对下行视频信号进行解调并可将经解调的信号提供给一个微处理器49以重组以太网信息包。这些信息包通过一标准以太网适配器被送入客户PC设备24(图)。根据宽带网络所具有的功能，用户PC发出的信息将通过有线系统或公共交换电话网络而返回至POP LAN交换器。在上行方向中，一个VSB调制器50可以对客户处理器24发出的数据进行调制。微处理器49可有效地控制VSB调制上行数据并可通过一个已分配的信道上的有线结构或者通过一电话调制解调器(如RS-232端口)将其回送。

如上所述，远程设备或有线调制解调器48为PC提供了一个标准的10BaseT以太网接口，从而为宽带网提供高速的数据服务。在本优选实例中，各客户有线调制解调器48都可支持多达20个工作于以太局域网上的PC或工作站。由于当前许多有线系统的操作都受到限制，所以有线调制解调器48支持一个通过有线公共交换电话网的回路或者通过路由器的回路。要想通过以太局域网来接收高速数据，就应该将有线调制解调器调谐至一个特定的下行信道频率上，或者应将其调至由调制解调器48或工作站24(图1)中的软件所指定的时隙上。另外，POP路由器52和本地信息服务器54可通过下行控制器12对客户有线调制解调器48进行访问。对于双向宽带网络来说，客户远程设备48含有一个处理器，它用于处理数据并可将数据通过单独的上行信道发送出去。上行控制器14可以动态地指定上行频率或时隙，从而使PC设备能够以128Kbps到2,048Mbps的速度来传输数据。对于单向有线系统来说，有线调制解调器48可通过调制解调器向上行控制器12中的调制解调器库提供上行数据(见图3)。

上行控制器14管理着上行信道的选择工作并可执行介质访问控制(MAC)功能。在有线回路系统中，上行信道采用的是QPSK或VSB调制。如图2所示，上行控制器14通过一个标准以太网10BaseT或100BaseT端口将客户有线调制解调器48产生的上行路径中的各信道与以太局域网交换器10连接起来。上行控制器14能够调谐各信道、调制数据、截取以太网信息包并根据IP地址将数据传送给外部资源。为了达到调制率，上行控制器14被配置为最多可操作28个信道。各信道都可通过软件来设置，以便达到128Kbps到2,048Mbps的数据速率，该速率可由软件中的可选参数来控制。

POP LAN交换器10是一个以太网/或快速以太网交换器，它提供了一个单高带宽以太光纤网以与所有的路由器、服务器、下行控制器、上行控制器和网络管理器进行连接。POP LAN交换器10工作于链接层，但是它也可以被设置为工作于网络层。POP路由器52提供了一个广域网(WAN)，该广域网可通过标准接口(如T1/T1，SW56，ATM，SONET，T3，ISDN PRI等等)与互联网中心34和/或其它服务网络连接。根据连接所需带宽和支持的网络协议，可以在网络管理系统内使用多种POP路由器。

图4A显示出了远程接口设备72至74，它们可从发射器76接收高速数据并可向接收器78发射低速数据。发射器76和接收器78位于网络操作者的首端设备内。从有线或无线信号传输设备发出的高速通信将从发射器76发出并沿下行信道77(它由一个光纤同轴电缆混合网构成)传输。用户端设备包括各接收器72a和74a，它们可与下行信道77进行通信以接收高速传输的信息。信道77和79可以由一个无线或卫星传输介质构成。用户设备还包括发射器72b和74b，它们分别与上行信道79相连以用于向网络操作者的首端设备发送低速返回数据。在首端设备中，介质访问规则系统可以控制上行信道上的用户传输。对介质访问控制是通过一个称为“信用”信息包的下行认可信息和多个称为“done”信息包的上行取消/请求信息来完成的。

信用信息包的控制信息有两种形式，CMD_CREDITS和CMD_POLL。而响应CMD信用和CMD轮询信息包的则分别是RSP_DONE和RSP_POLL信息包。远程设备并不能区分出这两种信息形式，但网络管理系统却可以。CREDIT信息包和DONE信息包指的是两种类。有线操作者的网络设备根据用户远程设备的IP地址来分配IP地址和下行MAC地址。本发明中，对用户如何获取地址以及混合访问系统如何改变已有用户地址进行了说明。用户设备中的软件可以通过响应从网络操作者发出的命令来改变用户的下行MAC地址。

图4B显示了一个状态图，它用于说明上行数据的传输以及远程设备72、74中DONE信息包的产生过程。当远程设备接收到一个带有限制型信用量的信息包时，它们将持续在指定的上行信道上发送数据包，直到信用值用完或无信息包可送为止。然后，(例如)远程设备72将通过发送一个网络管理系统所需的RSP_DONE或RSP_POLL信息包以发出一取消该信道的信号。远程设备72在等待发送更多的信息包时并不保留该信道。它只发送那些待进行无中断传送的有效信息包。还有，远程设备不是在上行传输中引入死寂时间，而是在接收到一个限制型信用信息包与用DONE信息包取消信道的时间之间引入时隙。在特殊情况下当网络管理系统发出的限制型信用为0值时，远程设备并不通过发送数据包以作为响应，而是发出RSP_DONE信息包以作为响应。

当远程设备被赋予一个非限制型信用(“credit＝max＝0xffff)时，它将在指定的上行信道上发送一个done信息包，然后当数据包变为有效时再发送数据包。如果信用信息包不含有SEND_DONE或SEND_POLL标志设定，则远程设备将不发送Done信息包。如果远程设备发送了一个不需要的Done信息包，则网络操作者的设备将按正常形式来处理它。当被赋予非限制型信用时，上行信道上的死寂时间是允许的。在接收到非限制型信用之后，远程设备将不需要其它的信息包来使用分配的信道。如果另一个非限制型信用信息包从同一信道到达，则远程设备将发出一个相应的done信息包以作为响应，并且继续使用已分配的信道。如果接收到一个限制型信用信息包，远程设备将终止任何正在传送的信息包，并利用一已分配的限制型信用来发出所需的结束信息包且停止信道上的传输。被赋予非限制型信用的远程设备将以此信用信息包中指定的一个“心跳速率”来周期性地发送所需的RSP_DONE信息包。根据远程设备中的有效功能，信用值可以根据能被发送的信息包数目或能被发送的数据量来确定。在任意一种情况中，信用值并不包括done响应信息包本身。

可由远程设备72和74来完成的功能包括：1)初始化，它涉及用初始参数对远程设备进行预配置以便于具有IP地址的网络操作者对其进行进一步的配置；2)重新配置，它包括由网络操作者进行新的IP地址分配；3)功率调整，它可为上行信道的传输建立正确的传输功率；4)频率或时隙调整，它要求用网络管理系统来改变上行频率(或时隙)以优化上行接收；5)传输数据速率调整，它要求根据网络管理系统发出的控制信息来调整上行数据速率；6)命令响应，它包括远程设备响应网络管理系统发出的控制信息包而提供状态信息；7)信息包发送，它涉及到在网络管理系统的控制下从远程设备发送数据信息包；以及8)信息包接收，它包括远程设备通过上行信道上的信息包进行过滤以及传送被分配以用户PC地址的选定信息包。远程接口设备48含有一个路由器功能，它可限制从下行广播进入目的地为与其直接相连的用户PC的信息包。在用户的远程端，一个单远程设备48最多可为20台PC提供服务。该数目可根据设计限制而相应改变。

远程接口设备72和74分别具有全球唯一的IP地址“assigned IP”(它们全由网络操作者的设备来设定)和下行MAC地址“downMacAddr”(它们是从上行MAC地址中分离出来的)。下行MAC地址是局部管理的并且可根据已分配的IP地址和/或帐户号而自动获得配置。帐户号“accountNum”被网络操作者用来为用户作初始设置，它是由网络操作者在用户初始订用高速数据服务时就为用户提供的一个11位的十进制数。这个帐户号可以是网络提供者使用的全帐户号的一个子帐户号。用户的终端设备还含有一个上行MAC地址“upsrcMacAddr”，它用在响应信息包RSP_DONE和RSP_POLL之中。一个上行目标MAC地址“dataDestMac”标明了用户数据包的目的地。用户识别号“userID”被制造商分配给各终端设备。本文中，申请者有成组的唯一识别号可呈现给终端设备制造商。当与非对称网络连接时，远程接口设备72和74会自动向网络管理系统通知它们各自的用户ID。

上行MAC地址(“upsrcMacAddr”)、下行MAC地址(“downMacAddr”)和目标地址(“rspDestMac”及“dataDestMac”)可被网络管理系统或用户设备改变。用户ID或由设备制造商分配的上行MAC地址则被烧录在位于远程设备或接口72，74之内的一个ROM中。

远程接口设备72，74可受从高速下行信道71上的网络管理设备发出的三个命令信息包的控制。前两个信息包是轮询信息包CMD_POLL(附录A)和CMD_CREDIT(附录B)，它们用于轮询远程设备72和72并为上行发送的数据包分配信用。第三个信息包CMD_CONF(附录C)用于为用于72和74配置一个IP地址并且为数据包配置一个上行目标MAC地址“dataDestMac”。CMD_CREDIT和CMD_POLL信息包都含有一个标志位SEND_DONE和SEND_POLL，它们用于迫使远程接口设备作出响应。远程接口设备72和74不会对CMD_CONF信息作出响应。下行命令信息包以及上行响应信息包中的信息都被网络管理系统用于与远程接口设备进行通信并控制它们。

信道分配和再分配

一个处于已分配频率内的上行信道可以被0个、1个或多个用户使用。信道可以被指定为“专用的”并且一次不会被分配给1个以上的用户，或者信道也可以被指定为“共享的”并且一次可被分配给多个用户。一个共享信道可被依次提供给各个用户以使他们能够传送由所分配信用值而限制的通信量。网络管理系统也可在任何时间点上指定一个特定频率(或时隙)为不可用的、有资格用的或可进行使用的。上行频率或时隙的有效性可以在出现因能量源造成的干扰或噪声时被改变。上行路由器或控制器14通过调整远程设备的发射功率电平并且通过在一未使用的信道上执行背景检测就可以不受此干扰的影响。

网络管理系统可以检测出上行信道中的故障或性能下降以及/或检测出在一上行信道上失去与特定用户设备的联系。性能下降一般可通过一个不可接受的循环冗余校验(CRC)出错率来表示，该CRC出错率由有线系统中特定节点上的一个远程设备来报告。如果此时已经存在一个备用的下行接口，则下行控制器12和远程设备48将自动切换至该闲置信道。通过监视下行信息包中的CRC错误就可以确定下行信道中的数据讹误。在定向通话连接(TCP)的情况下，具有CRC错误的信息包将通过传输层协议的请求而被重新发送。对于无连接通话(UDP)来说，带有CRC错误的信息包将被丢弃。

通过监视位出错率以及上行控制器14上接收到的信号电平就可以确定出一个上行信道的故障或性能下降。然后上行控制器14将向网络管理器16报告状态信息。当检测到故障或不可接受的性能下降时，上行控制器14将把远程设备48转移到节点上的另一个有效信道频率上。坏信道的可用性将受到持续的监视，并且在上行控制器14内将产生并保存一个信道质量数据库。被检测出的坏信道受到了周期性地监视，当上行控制器14确定该信道能够通过接收和信号电平的标准时，它将重新分配该信道。上行信道的监视和再分配功能最好由网络管理器16来完成。但是，这些功能也可由其它网络组件来完成。

带宽管理

下行带宽可被划分为多个服务等级，以使得各用户或应用程序能保证得到确定的吞吐量水平。网络管理系统可以实现对下行信道中多条信道之间的信道利用率进行平衡的功能，该功能允许为选定的客户通话保留带宽。

下行控制器12可执行带宽管理工作。分配给保证通信的带宽总量可通过一个保存于网络管理系统之中的配置文件得到确定，网络操作者也可对其进行修改。如果网络上的通信量超过了由操作者设定的限度，则下行控制器12将在不干扰正在进行的用户通话的情况下尽量达到该限度。通过网络操作者侧或用户侧的一个应用界面就可以保留出应保证的带宽，而且在保留给定量带宽的过程中，包括所需带宽量和无活动时间在内的因素也得到了使用。无活动超时值被下行路由器用来丢弃看起来必须要抛弃的通话和用户。在本优选结构中，下行控制器12以1Kb每秒的递增量来保留带宽。使用保证带宽的应用实例包括：视频会议、视频流、CD服务及广播/调频立体声广播广告服务。这些服务可能需要一个固定或恒定位速率或者可变位速率的服务。

带宽管理功能也允许运行于网络管理系统中的一个外部应用程序将客户从一个下行信道转移到另一个信道。为了实现负载平衡功能，网络管理系统应该获取：信道利用率，非专门用于受保证带宽功能的带宽量，其它通话的利用率，具有受保证带宽的通话数目和/或专门用于特定源/目标IP地址对的带宽量。远程设备48转移信道或子信道的工作受网络管理系统的控制。为了达到该目的，网络管理系统中的下行控制器12或其它设备都保存有内部路由表，该表跟踪着下行信道的各个操作特性和利用率以及/或者分配给各远程设备的参数。它们还保存着远程设备监听信道的缺省频率及先前位置，否则网络管理系统将有可能失去寻找远程设备的能力。缺省频率是电源关闭之后或者从上行控制器12启动一次轮询的一段长度的暂停之后，远程设备工作所处的频率。管理系统配备有控制板或界面以提示网络操作者实施任何自动负载平衡功能。多负载平衡域也可被提供，各域有其自己的负载平衡算法或规则。

还有一个下行信道接收器也被用于进行数据的采集。这就使得网络操作者能够通过用户接口设备来检查并获得远程设备所消耗的带宽。网络管理系统的一个软件界面可以将带宽数据以作为时间函数的形式显示出来。此举使得操作者可在任何目标信道或用户上分配受保证的带宽。此信道监视器能够使操作者撇开专门用于受保证带宽服务的宽带总量并且/或者将一个远程设备或用户从一个负载平衡域转移至另一个。

上行路径选择用于将数据从用户的远程设备传送到网络操作中心。数据(例如)可在100KHz的子频带信道上以最多达到一个双向传输Kbps的速率来传输。各用户分别与有线操作者的分布式系统中的一个物理光纤节点相连接。一个或多个光纤节点被定义为逻辑光纤节点以便于管理。上行信道被分配给逻辑光纤节点中的各个用户。各上行信道都被分配以特定的频率。这就意味着一旦有一个物理光纤节点上的远程设备占用了一个频率，则该频率将不能用于属于相同光纤节点组的其它物理光纤节点上的远程设备。

在网络管理系统中提供了一个信道调度器(如一个程序模块)，它用于将未被占用的信道分配给用户。这意味着如果远程设备未被授权得到这种服务，则该远程设备将被分配至一个专用的信道上。随着其它保留服务的设备对专用信道需求的增加，调度器有可能将一个未被授权以专用服务的远程设备转移到一个共享信道上。调度器将试图根据从DONE信息包获取的信道使用情况来平衡共享信道的负载。信道将由短期调度器来管理，它可以根据被初始分配给与网络连接的新客户设备的服务等级(专用，共享…)而持续支持非响应单元、专用服务、共享服务等等。客户设备缺省服务等级上的信息驻留在一个表格中，这个表格保存于网络管理系统的至少一个组件中并且被提供给上行控制器14。如果资源足够，则调度器还可以随意给客户设备分配一个高于其授权等级的服务等级。网络操作者也能设定一个共享信道的最大用户数。

通过一个配置文件内含有的信息就可以确定出分配有不同服务类型的信道。网络操作者可通过网络管理系统提供的一个接口来修改该信息。当操作者对上行控制器14中的当前分配服务类型进行修改时，网络管理系统将在不干扰其它用户部分的情况下尽量使新的分配与数据一致。在信道上停留有非响应单元，它就被指定用于提供这种服务。在一个专用信道上至多可出现一个用户。共享服务信道最多可由“n”个用户共同使用，“n”大于1。“n”可由网络操作者来设定。网络管理系统还提供了一条测试信道，它不能用于一般的网络设备。

网络管理系统的一个短期调度功能可以监视上行信道的进入端口以访问信道质量。信道质量依赖于噪声本底电平。负责此信道的数字信号处理器可对噪声进行连续计算。根据设计选择，计算结果采用15次连续采样(在连续15个符号周期中获得)的平均值。如果要实现更高的噪声本底电平管理功能，该信息也可以却较长一段时间内的平均值。网络管理系统可以根据检测结果而指出过大的噪声，或者甚至还可指出噪声本底很低的情况。网络管理器会自动从一组有效信道中删除坏的信道，或者信道的删除工作也可由操作者来控制完成。当造成信道无效的原因消失之后，网络管理系统会将先前自动失效的信道方回至一组有效信道中。被手动关闭的信道需要手动打开。

网络管理系统还提供一个流动的短期调度器，它可以对未分配给任何远程设备的频谱进行连续扫描。这个流动功能可从一个频率转移到另一个频率以测量噪声本底电平。采样结果被收集起来并且未使用信道的质量也将被周期性地与当前被分配给其它上行端口的信道中的噪声本底进行比较。这种信息可以被网络管理系统用来将频率中较为“干净”的部分分配给端口。在一个优选结构中，管理着一个特定信道的DSP报告出偏离中心的频偏为(例如)2.5KHz，并且将此信息报告给调度器以便采取校正措施。

上行信道监视器可以采集上行信道中的数据。这个功能使得网络操作者能够知道在上行信道控制器14和网络管理系统上检测到的上行信道的质量，从而可以更有效地进行带宽管理和信道分配。由网络管理系统提供的用户界面可以使网络操作者观察到作为时间和频率函数的上行信道的特性。该功能所提供的信息包括：噪声本底、载波电平、信号质量、载波频率、信噪比、信道占有率和利用率，信道类型(专用，共享…)以及发射功率电平。信号质量是一个计数结果，它反映了因失真、反射、回波等造成的性能下降。计数值越高，则说明信道质量越低。该计数反映了均衡器软件在DSP中的收敛速度。另外，该信道监视器还允许操作者将信道指定为一个Viterbi监听信道，它允许操作者打开一个Viterbi出错计数显示。其它用于支持DSP的信息包括噪声、过滤和信道计数。

该信道监视器可以使处于网络操作中心的操作者对任何远程设备的功率设置进行手动补偿。另外，网络操作者还可以手动关闭或打开信道，为不可接受的信噪比、Viterbi出错计数与噪声本底电平之比、频率偏移及信号质量设定报警。此外，网络操作者还可以对客户设备的功率操作范围、光纤节点或者光纤节点组或系统进行一般修改。还有，网络管理系统使网络操作者能够修改信道使用的类型，即，非响应型、专用型、共享型、测试型或用于DSP配置的流动服务型。网络操作者还可将最新软件下载至DSP或对DSP进行重新配置。

正向纠错

下行控制器12可以对下行数据进行打包、装帧、位填充、Reed-Solomon编码和交错处理(如图4D和4E所示)。远程设备72和74则以相反的步骤来解码并提取出原始数据。下行数据在有线系统中以下行帧的方式传输，下行帧是按以太网信息包的格式来封装的(见图4D)。封装由下行控制器12执行，它可以组成一个以太网信息包并通过在其后加上一个或多个首标以太网字节及一个起始字节来构成以太帧。然后，这个以太帧将被逐位填充，其方法是用15个1加上一个0来替换15个1的连续数列控制器12在该以太帧的尾部(EOF)标注一个含有特殊模式的标志，如一个0位和16个1位。然后该下行信息帧将在下行信道上从其最低有效位(LSB)开始传输。网络设备在下行信道上连续发送数据。如果没有信息包可被传输，则网络设备将发出一个空闲模式。下行数据连接接口空闲模式字节是一个重复的模式(如：…11001100…)。

利用传统的算法就可以截取构成下行信息帧的串行位流和帧间空闲模式。被截取的位流的输出将被用Reed-Solomon正向纠错(FEC)算法进行编码。对于数据的每个228字节块来说，其中加入了如图4E所示的20个字节的正向纠错校验符号。图4E显示出了帧的构成、生成多项式、以及用于Reed-Solomon编码的基本多项式。网络管理系统的下行控制器12从数据字节开始首先转发Reed-Solomon正向纠错块的最低有效字节，接着经过228个字节，然后再从20字节校验和的最低有效位开始转发。

在对数据使用正向纠错算法后，正向纠错块中的字节将被交错开来。如图4F所示，交错工作是从各32个正向纠错块中取出数据的8个字节以形成一个新的串行流。图4F显示了128字节的取出过程，即，从块1至块32分别取出其字节1到8，这样，从32个块中至多可取出128个字节。然后，再从块1至32分别取出字节9-16。这个过程将一直持续，直到全部32个块中的248个字节都被发送完为止，然后该过程将接着从数据的下一32个正向纠错块重新开始。一个交错组由数据的7936个字节构成(32信道×248字节/信道)。每个交错组都加入了一个三字节的交错synk标志。该标志为0×33，0×a5，0×e1。标志的传输首先从0×33的最低有效位开始。

上行帧格式

图4G显示了用于从远程设备72和74传输至网络操作中心(如上行控制器14)的信息包的上行信息帧。在操作中，远程设备以一个封装帧的形式向上发送以太网数据包。帧的发送采用其间没有信号周期(帧间周期)的突发模式。为了开始进行传输，远程设备先用一含有一个指定符号数目的首标模式来初始化传输帧，但并不对执行符号进行编码和交错处理。以太网信息跟随在该首标之后，其最低有效位将首先被发送。然后远程设备将逐字节地发送以太网信息包。在帧的尾部插入了(EOF)序列。然后，信息包将被利用7个字符的有限长度来进行Viterbi编码，如图4H和4I所示。

配置管理

网络控制器16是一个基于SNMP(简单网络管理协议)的网络管理系统，它被作为下行和上行控制器(路由或交换设备)以及其它POP设备的网络系统管理界面来使用。控制器16提供了一个基于GUI的编辑器，它可完成网络配置管理并能减轻对与各远程设备相关的全部网络配置文件所进行的全部定义和自动分配工作。它为POP系统管理员提供了一个易于使用的设备以对系统进行配置；补充新用户和管理帐户；监视POP设备；管理和诊断客户有线调制解调器设备；以及启动正确操作。它还允许数据库和网络的直接及自动配置以便使用其它的路由器和主机。网络控制器16还可充当一个带宽管理器、通信统计采集器和IP地址数据库，并且能够执行许多由附录A至附录E的参数所标出的其它任务。以后还将对这些配置任务中的一部分作进一步的说明，但它们全都可以从附录说明的控制和信息包中得到澄清。

IP地址管理器

本文中的网络管理系统还提供了一种能够快速缩小IP地址资源的有效应用。向下传输通信使得网络管理员能够从一个由InterNIC分配的IP地址空间中分配出一个子地址分区。网络管理器16可完成对各信道地址分区的分配，该分配与用户的数目或位于距有线首端网络操作中心较远处的远程设备48的数目相一致。随着用户数目的增加，网络管理器16可提供增加额外的自身地址分区来扩充下行信道的地址分配。由于下行传送具有足够的灵活性，从而使网络能够适应任何可能受InterNIC影响的扩展IP地址分配标准。对IP地址管理的控制也可由网络控制器16或下行控制器14来完成。

状态报告

远程接口设备48中的微处理器运行一个简单网络管理协议，该协议允许网络管理系统与该微处理器直接通信，其目的是为了检查连接状态以及诊断和排除网络操作中的问题。远程接口设备48操作所需的网络操作软件驻留在下行控制器14和/或网络管理器16之中，根据配置，当有一个新的设备接入或升级时，该软件将被自动从网络控制器16或下行控制器14中下载。远程设备48也含有简单管理协议软件，它用于对远程设备48进行设定、通信和诊断。该简单管理协议软件被网络管理系统自动分配给远程设备48。还有，网络管理系统能够从远程设备中收集通信统计信息以便实现负载平衡及其它通信管理功能。

上行数据速率调整

远程设备可以递增量为128Kbps的可选速率来发送数据。远程设备的最大传输速率最好在用户订用时就得到确定。网络操作者的设备以传输速率“data rate”来发送信用控制信息包，“data rate”的编码如下表：

表I

“data rate”编码	传输速率(Kbps)	特殊命令或注释
“data rate”编码	传输速率(Kbps)	特殊命令或注释	0×000×010×020×030×04…0×0c0×ff	0128256384512…1,53632,640	发送off，停止发送数据或响应信息包基本缺省速率

作为响应，远程设备将利用参数“data rate”来配置自身，以便按照所要求的数据速率进行传输。

功率电平调整

网络管理系统还可以改变远程设备72，74的发射功率电平。在操作中，远程设备将搜索一个适当的功率电平，网络设备就在此功率电平上接收或检测上行数据信息包。或者，该发射器电平也可由网络操作者的设备来直接设定。通常的过程是，远程设备持续搜索适当的电平直到它被网络设备“听到”为止，然后网络设备就将此电平设定为功率电平。当远程设备72接收到一个具有0电平值功率设定的信用信息包时，它将把发射功率设定为处于最大衰减状态。因此，上行发送的done信息包将不会被网络设备接收到。下表描绘出了上行信道中使用的一个典型发射功率增益：

表II

“功率”	增益
“功率”	增益	0×0	最小功率电平-1.25dB/mv
0×1	+2.75dB/mv	0×0	最小功率电平-1.25dB/mv
0×1	+2.75dB/mv	0×2	+6.75dB/mv
0×3	+10.75dB/mv	0×2	+6.75dB/mv
0×3	+10.75dB/mv	0×4	+14.75dB/mv
…	…	0×4	+14.75dB/mv
…	…	0×f	+58.75dB/mv
		0×f	+58.75dB/mv

图4C显示了一个远程设备发送电平的状态图。如图所示，当远程设备接收到一个具有“power”＝0×1电平值的信用信息包时，它将进入“搜索”状态，并将从2.75dB/mv的电平开始发送。图中，远程设备搜索能被网络管理系统“听”到的电平，然后，当收到一个带有显电平功率＝1的信用信息包时，远程设备将停止搜索并进入“固定”状态。任何时候一旦远程设备接收到一个带有电平阶跃21的信息包，它将返回至“搜索”状态并且在此“搜索”状态中重新开始功率电平的搜索。递增至一个电平之前，远程设备在一个电平上至少要发出两个响应信息。网络设备通过改变信用控制信息包中的电平就可以在任何时候调整远程设备的功率电平。对专用信道来说，信用信息包被设定为具有非限制型信用以用来改变远程设备的发射功率，而且它不会影响信道的分配。在功率电平改变完成之前，远程设备将等待一个正处于传输过程之中的唯一的信息包。

上行频率调整

网络管理设备通过传输于信用控制信息包中的“ctlFreq”参数而以1KHz的递增量来调整远程设备的传输载波频率。上行传输频率可在任何时候改变。对专用信道来说，信用信息包被设定为具有非限制型信用以用于改变远程设备的频率，而且它不会改变信道的分配。远程设备在改变其频率之前将等待任何正在传输过程中的信息包。下表显示了参数“ctlFreq”的十六进制数值及其对应的上行传输频率：

表III

0x00000000	0.00Mhz
0x00000000	0.00Mhz	…	…
0x00001388	5.000Mhz	…	…
0x00001388	5.000Mhz	0x00001339	5.001Mhz
0x0000138a	5.002Mhz	0x00001339	5.001Mhz
0x0000138a	5.002Mhz	…	…
0x000fffff	1,048,575Mhz	…	…

在初始功率提升中，远程设备将其上行传输频率设定为4MHz直到它从网络管理系统中接收到一个指出不同频率的信用信息包或轮询信息包为止。类似地，在利用时隙来定义上行信道的情况中，信道的调整工作是通过改变远程设备所分配的时隙来完成的。

远程设备的配置

图5显示了用于将一个新用户连接至网络的操作顺序。在步骤1中，用户需要有一个有线接口并需安装一个硬件调制解调器(如远程设备48)。在安装软件之前，网络操作者会向用户提供一个帐户号。安装期间，有线调制解调器用户接口设备将提示用户输入该帐户号。然后，软件会自动为远程接口设备48配置下行MAC地址；在本优选操作中，网络操作者还为用户提供了下行信道，远程设备就被调谐或划分至该下行信道。远程设备中的配置特性包括a)可变数据传输率，它们是远程设备的有效参数，用于数目用户设备所需且有能力执行的各种上行数据速率(缺省数据速率为128Kbps)；b)信用度，它用于说明远程接口所能传输的信息包的单位，如数据长度(远程接口设备缺省支持基于信息包的信用或能将基于信息包长度的信用作为一个选项)；以及c)发射器载波范围，网络管理设备将在该范围内提供信用以在上行信道的一个特定频率(或时隙)上发送该信用。网络设备通过标志选项队列、信用信息包和done信息包就可检测出这些功能特性。

如图5所示的步骤2中，用户已经完成了安装过程并已打开远程设备72，74的电源。此刻，网络操作者的设备开始以CMD_CREDIT或CMD_POLL信息包(它们被分配以编入下行MAC地址“downMacAddr”之中的临时地址)进行轮询。在此阶段上，网络设备采用一个任意数以用于IP地址的分配。尽管CMD_POLL信息包被传输至远程设备72和74，但它们并不能区分出命令的类型。网络管理系统将在用最低级别0x01的功率电平设定来执行初始轮询期间(并未产生信用)发出多个指令。网络管理设备索取远程设备的上行MAC地址、发射功率电平以及配置号“series ID”。如前所述，当网络设备命令远程设备搜索当前功率电平时，功率电平设定0x01将被选中。远程设备用RSP_POLL信息包来响应CMD_POLL信息包，如图5的步骤3所示。由于发射功率电平一开始可能不会立刻达到正确，所以远程设备的响应有可能不会被网络操作者的设备接收到。因此，网络管理设备有可能重新发出一个CMD_POLL信息包，其过程与步骤2相同。

在图5所示的步骤4中，网络管理系统接收到从远程设备发出的响应信息并生成一个配置信息CMD_CONF。根据分配给远程设备的帐户号，该配置信息将被分配以此远程设备的临时MAC地址。远程设备对CMD_CONF信息包进行编码并配置用户IP地址和下行MAC地址，然后，它将切换至新的IP地址和MAC地址并开始接收信息包。如步骤5所示，在CMD_CONF信息之后，网络操作者的设备将跟随发出被分配以远程设备新IP地址和MAC地址的CMD_POLL或CMD_CREDIT信息包。在步骤6中，从远程设备发出的一个响应信息确认了这个重新配置。

当网络管理系统接收到轮询响应信息包时(如图5所示)，它将对Series ID(序列号)进行检查。对于新的远程设备或丢失配置的远程设备来说，Series ID将被设置为0以通知网络管理系统：它需要重新配置。对一个已经建立起来的远程设备来说，其Series ID被设定为CMD_CONF中接收到的最后一个值，然后网络操作者的设备将确定是否需要重新配置。要对远程设备进行重新配置，则网络操作者的设备需采用图5中的步骤4、5和6。

下行信息包过滤

远程设备利用以太帧的目标MAC地址来过滤下行信道上的信息包。网络设备将下行MAC地址“downMacAddr”分配给远程设备。远程设备的IP地址分配被作为安装方案的一部分，它可应有线操作者的要求而改变。远程设备可接收被分配以其IP地址、IP调频立体声广播地址或IP广播地址的信息包。分配给远程设备的IP地址被用作下行信道上的目标地址或上行信道的源地址。远程设备将丢弃所接收到的不具有其目标MAC地址的信息包。远程设备能够防止出现不能通过重新编程或开关设定来解决的情况。初始缺省IP地址也可被分配给远程设备。远程设备还能够接收带有以太网广播地址或调频立体声广播地址的信息包。

帐户管理

网络管理系统还具有多种报表功能，它们具有持续跟踪字节数和信息包数的能力。对应用信息的跟踪和采集是以IP源地址和目标地址为根据的。由网络管理系统的报表管理功能所采集的信息一般包括报表记录ID、含有设备ID的报表数据、日期、时间、客户ID、以及客户IP地址和活动记录。受监视的帐户活动包括上行/下行信息包数目、上行/下行字节数、以及其它网络上的活动(包括服务统计质量)。另外，网络管理系统也具有多种帐户管理功能，它们允许网络操作者在数据库中增加或删除一个客户、修改或重新分配客户信息、或者初始化一个安装/再配置过程。还有，帐户管理功能可以显示出远程设备的状态，如，是否未经配置，是否处于测试中、是否没有响应、是否激活、是处于专用信道、共享信道还是空闲信道。帐户管理器还可显示使用统计和当前有效的报表记录，操作者也可以暂停为远程设备提供服务，并向远程设备传送新的或升级的网络操作软件。

根据本发明所述的内容，熟练人员将可以明白各种优选实例。尽管本文中说明的是双向有线和电话回路有线系统，本发明还可涵盖无线，光纤，卫星广播及蜂窝系统。其回路可以包括电话、路由器和RF传输连接(如点对点无线频率连接)。本文还对其它组件的应用和替代进行了说明。因此，对本发明所作的上述说明，其意图并不是对本发明的限制，反之，所有这些已知的或将要知道的应用、修改和变换都不会脱离本发明的限制。

附录A

信用信息包格式

终端设备应将传送至端473并带有“cmdType”＝0x08的一个UDP信息包判断为是一个具有以下格式的响应信息包：

·目标MAC地址：“downMacAddr”

    ·源IP地址：网络设备信用源的IP地址

　　·目标IP地址：“assignedIp”(忽略未经配置的IP地址)

　　·IP类型：udp

　　·UDP源端口：动态

　　·UDP目标端口：473

　　·跟随在首标之后的数据：

　　typedef struct cmd_credit{

　　int8 cmdType        /*0x08*/          /*“flags”定义，忽略所有其

      　　                                      它标志位*/

　　#define             0x02              /*待在信用被用于响应之后

　　APPEND_DATALEFT                       发送的剩余数据粘贴量*/

　　#define             0x04              /*在响应中加入上行和下行

　　APPEND_MACADDR                        MAC地址*/

　　#define APPEND_FREQ 0x08              /*在响应中加入上行和下行

      　　                                       载波频率*/

　　#define SEND_DONE   0x20              /*发送一个响应，注意如果这

      　　                                      个标志未被设定，则忽略附

      　　                                      带的该标志*/

　　#define             0x40              /*如果将响应信息包设定为

　　HEARTBEAT_APPENDED                    具有附带“心跳”速率*/

　　#define             0x80              /*在响应中加入配置版本号

　　APPEND_SERIES_ID                      “seriesId”*/

　　#define             0x01              /*加入终端设备补充选项：

　　APPEND_TE_OPTIONS                     “maxFreq”，

　　                                            “creditScaleType”，和
				
				<dp n="d31"/>
　　                                 “rate[n]”*/
int8         flags；
int8         masterId；           /*网络设备生成号*/
int8         sequenceId；         /*网络设备生成号*/
int32        userId：；           /*终端设备将忽略“userId”

　　                                 不是0x00000000或0xfffffff

　　                                 的信息*/
int32        ctlFreq；            /*用于响应信息包的上行通

  　　                               道载波频率，见表4*/
int16        notifyPort；        /*网络设备采集端口号*/
int16        credit；            /*网络设备提供的信用值，一

　　                                 个直二进制编码整数：

　  　                              “credit”＝0xffff为非限制型

  　　                               信用，并且被标记为分配给

  　　                               专用通道*/
int8         scale：4；           /*由网络设备使用的信用值

 　　                                标度，见表1*/

    　　       power：4；          /*xmit电平，见表3*/
int48        rspDestMac        /*RSP_DONE信息包的上行

 　　                               传输目的地。它的6个字节

  　                                具有以下二进制格式：例

　　                                如，“rspDestMac”

　　                                ＝a02f330041f0为编码MAC

　　                                地址[a0：2f：33：00：41：f0]。终端

　　                                设备保存此地址以用于无请

　　                                求的done信息包。*/
int8         dataRate；         /*二进制编码整数“n”。被

　　                               分配的上行数据速率＝

　　                                n*128Kbps。n＝0x00代表数据

　　                                速率为0并且将没有响应发

　　                                出。见表2中的“dataRate”

　　                                编码*/
int32        reserved；         /*忽略*/
}CMD_CREDIT；
				
				<dp n="d32"/>
  if(HEARTBEAT_APPENDE
  D)         heartbeatRate；      /*用毫秒形式来表示的二进
  int16                          制整数“心跳”速率，它用于

　　                                  发出无请求RSP_DONE信息

　　                                  包*/

如果SEND_DONE标志设定终端设备发送一RSP_DONE信息包，则终端设备对CMD_CREDIT信息包的响应由该标志来控制。

附录B

轮询信息包格式

终端设备应将传送至端口473并带有“cmdType”＝0x0a的一个UDP信息包判断为是一个具有以下格式的轮询信息包：

·目标MAC地址：“downMacAddr”

·源IP地址：网络设备信用源的IP地址

·目标IP地址：“assignedIp”(忽略未经配置的IP地址)

·IP类型：udp

·UDP源端口：动态

·UDP目标端口：473

·跟随在首标之后的数据：

typedef struct cmd_poll{
int8 cmdType         /*0x08*/       /*“flags”定义，忽略所有其它标志

      　　                                位*/
#define              0x02           /*待在信用被用于响应之后发送的剩
APPEND_DATALEFT                     余数据粘贴量*/
#define              0x04           /*在响应中加入上行和下行MAC地
APPEND_MACADDR                      址*/
#define APPEND_FREQ  0x08           /*在响应中加入上行和下行载波频率

      　　                                */
#define SEND_DONE    0x20           /*发送一个响应，注意如果这个标志

      　　                                未被设定，则忽略附带的该标志*/
#define              0x40           /*如果将响应信息包设定为具有附带
HEARTBEAT_APPENDED                  “心跳”速率*/
#define              0x80           /*在响应中加入配置版本号
APPEND_SERIES_ID                    “seriesId”*/
#define              0x01           /*加入终端设备补充选项：
APPEND_TE_OPTIONS                   “maxFreq”，“creditScaleType”，和

      　　                                “rate[n]”*/
int8                 flags；
int8                 masterId；      /*网络设备生成号*/
				
				<dp n="d34"/>
int8     sequenceId；  /*网络设备生成号*/
int32    userId：；    /*终端设备将忽略“userId”不是

　                       0x00000000或0xfffffff的信息*/
int32    ctlFreq；     /*用于响应信息包的上行信道载波频

   　　                   率，见表4*/
int16    notifyPort；  /*网络设备采集端口号*/
int16    credit；      /*网络设备提供的信用值，一个直二

   　　                   进制编码整数：“credit”＝0xffff为

   　　                   非限制型信用，并且被标记为分配给

   　　                   专用信道*/
int8     scale：4；    /*由网络设备使用的信用值标度，见

　　                      表1*/

　　       power：4；

　　                      /*xmit电平，见表3*/
int48    rspDestMac；  /*RSP_DONE信息包的上行传输目

　　                      的地。它的6个字节具有以下二进制

　　                      格式：例如，“rspDestMac”

　　                      ＝a02f330041f0为编码MAC地址

　　                      [a0：2f：33：00：41：f0]。终端设备保存此

　　                      地址以用于无请求的done信息包。*/
int8    dataRate；     /*二进制编码整数“n”。被分配的上

   　　                   行数据速率＝n*128Kbps。n＝0x00代

　   　                   表数据速率为0并且将没有响应发

　　                      出。见表2中的“dataRate”编码*/
int32   reserved；     /*忽略*/
}CMD_POLL；
if(HEARTBEAT_APPENDE
D)

　　    heartbeatRate；/*用毫秒形式来表示的二进制整数
int16                  “心跳”速率，它用于发出无请求

　　                      RSP_DONE信息包*/

如果SEND_RSP_POLL标志设定终端设备发送一RSP_POLL信息包，则终端设备对CMD_POLL信息包的响应由该标志来控制。

附录C

用户地址配置信息包格式

终端设备应将传送至端口473并带有“cmdType”＝0x83的信息包判断为是一个具有以下格式的CMD_CONF信息包：

·目标MAC地址：“downMacAddr”

·源IP地址：网络设备的配置设备的IP地址

·目标IP地址：“assignedIp”(忽略未经配置的IP地址)

·IP类型：udp

·UDP源端口：动态

·UDP目标端口：473

·跟随在首标之后的数据：

　　typedef  struct cmd_conf{

　　int8     cmdType；            /*0x083命令类型*/

　　int8     pad[3]；             /*忽略*/

　　int32    userId：；           /*终端设备将忽略“userId”不是

   　　                             0x00000000或0xfffffff的信息*/

　　int32    version；            /*忽略*/

　　int32    seriesId；           /*由网络设备分配的配置版本号*/

　　int32    configurerIpAddr； /*网络设备进行配置的IP地址*/

　　int32    timeStamp；         /*从1970年1月1日午夜开始以秒为

　　                                单位的耗用时间*/

　　int32    flags；

　　#define  CFG_Wimage 0x01   /*终端设备将配置参数保存入非易失

  　　                              性存储器：保存终端设备IP地址，

  　　                             “seriesId”，以及上行路由器MAC地

  　　                              址*/
　　/*忽略所有其它标志*/

　　int16   pdusInSeries；       /*构成完整配置信息的信息包数目*/

　　int16   pduNum；             /*“pdusInSeries；”的信息包数目*/

　　int32   totalOps；           /*完整配置参数中的操作单元数目。一

 　　                               个操作单元由“opflags”，“operation”，

 　  　                             和“len”以及一系列的命令串*/
				
				<dp n="d36"/>
char     password[16]；     /**/
int32    opflags；          /**/
int16    operation；#define  EE_FILE_WRITE；    0x0000/*终端设备应忽略操作字段未

　　　　                        被设定为EE_FILE_WRITE的所有操

　　　　                        作单元*/
int16    len；           　  /*操作单元的八进制长度：“opflags”

　           　　              +“operation”+命令串*/
/*PDU至多含有1412字节的命令串和附加操作单元。终端设备应能够
识别并执行以下命令串，并能忽略其它内容。(其中<paragraph id="d147">

		<image width="9" height="10" src="A9719823500551.gif"/>

</paragraph>为回车(00001101)
且^为空格(00100000))：ip^address^[ip<paragraph id="d148">

		<image width="8" height="14" src="A9719823500552.gif"/>

</paragraph>address]<paragraph id="d149">

		<image width="9" height="9" src="A9719823500553.gif"/>

</paragraph>终端设备IP地址的配置是为准的十进制数/点
                 　　　　 形式，例如123.3.33.111<paragraph id="d150">

		<image width="9" height="10" src="A9719823500554.gif"/>

</paragraph>＝“assignedIp”
pmac^address^destination  用上行网络设备MAC地址“dataDestMac”来
_mac<paragraph id="d151">

		<image width="9" height="10" src="A9719823500555.gif"/>

</paragraph>                    配置终端设备以用于用户数据信息包。

                          destination_mac为标准ASCII HEX/冒号格式

                          例如：ac：2f：33：00：41：fc：＝“destMacAddr”
downstream^carrier^freque 用新的下行载波频率来配置终端设备。
ncy<paragraph id="d152">

		<image width="9" height="10" src="A9719823500556.gif"/>

</paragraph>                    “frequency”是利用表4的8个十六进制字符

　　                      来进行编码的。
　　　　　　　　　　　　　例如：3d090=“downFreq”(250MHz)
　　　　　　　　　　　　　*/
}CMD_CONF
终端设备不会响应一个CMD_CONF信息。

附录D

Done信息包格式

终端设备应使用由以下部分指定的字段来格式化RSP_DONE信息包

·目标MAC地址：上一个信用或轮询信息包中的“rspDestAddr”

·源MAC地址：“upSrcMacAddr”

·源IP地址：“assignedIp”或者在未经配置时为：198.13.12.234

·目标IP地址：上一个CMD_CREDIT信息包中的源IP地址

·IP类型：udp

·UDP源端口：473

·UDP目标端口：动态/*利用上一个CMD_CREDIT信息包中的“notifyPort”*/

·跟随在UDP首标之后的数据：

    typedef struct rsp_done{

    int8 rspType                 /*设定为0x08*/

　　/*“rspFlags”定义*/

　　#define               0x01    /*当CDM_CREDIT被设定有

　　TE_OPTIONS_APPENDED           APPEND_TE_OPTION标志时，

　　                                   终端设备的补充选项将被附加*/

　　#define               0x02    /*当CDM_CREDIT被设定有

　　DATALEFT_APPEND               APPEND_DATALEFT标志时，

　　                                   剩余数据量将被附加*/

　　#define MACADDR_      0x04    /*当CDM_CREDIT被设定有

　　APPEND                        MACADDR_APPEND标志时，

　　                                   上行源MAC，上行目标响应以及

　　                                   下行目标MAC地址将被附加*/

　　#define               0x08    /*当CDM_CREDIT被设定有

　　FREQ_APPENDED                  FREQ_APPENDED标志时，上行

　　                                    和下行载波频率将被附加*/

　　#define               0x20    /*当RSP_DONE信息包对

　　REFLECTED_SEQUENCE             CMD_CREDIT信息包作出响应

　　                                    时，REFLECTED_SEQUENCE
				
				<dp n="d38"/>
　　　　　　　　　　　　　　　            标志将被设定以用于说明从
　　　　　　　　　　　　　　　            CMD_CREDIT信息包返回的
　　　　　　　　　　　　　　　      　　“sequencdId”*/
#define         0x80              /*当CDM_CREDIT被设定有
SERIES_ID_APPEND                  SERIES_ID_APPEND标志时，配

                                        置“seriesId”将被附加*/
/*终端设备不能对任何标志位进行设定*/
int8            rspFlags；
int8            masterId；          /*从上一个CMD_CREDIT信息

　　                                    包返回*/
int8            sequenceId；        /*该字段从上一个

　　                                     CMD_CREDIT的字段

　　                                    “sequenceId”中获得。对于非

　　                                     请求RSP_DONE信息包来说，

　　                                     终端设备在启动时将把

　　                                    “sequeneeId”初始化为1，并且

　　                                     每发送一次非请求RSP_DONE

　　                                     信息包就将其加1*/
int32           userId；             /*由终端设备制造商分配的识别

　　                                     号，见部分2.1*/
int16           used               /*使用信用。采用
　　                                     CMD_CREDIT信息包格式来发

　　                                     送的数据的一个直二进制编码

　　                                     号*/
int8            scale：4；           /*由CMD_CREDIT信息包使用

　　                                     的信用值标度，见表1*/

　　               power：4；           /*xmit电平，见表3*/
int8            dataRate；           /*以128Kbps的递增量被分配

　　                                     给上行数据速率的二进制编码

　　                                     整数。0x00代表其信用被忽略，

　　                                     并且将没有响应发出。见表2*/
}RSP_DONE
				
				<dp n="d39"/>
if(DATALEFT_APPENDED)
int16       dataleft；     /*采用CMD_CREDIT信息包

 　　                          格式的剩余数据的一个直二进

　　                           制编码号*/
if(MACADDR_APPENDED)
int48       upSrcMacAddr； /*上行MAC地址。其6个字节

    　　                       含有二进制格式：例如：

　　                           “upSrcMacAddr”＝

　　                           0xa02f330041f0＝最大地址

　　                           [a0：2f：33：00：41：f0]*/
int48       rspDestMac     /*用于响应类似RSP_DONE信

　　                           息包的上行目标地址。其格式同

　　                           上*/
int48       dataDestMac；  /*用于响应数据信息包的上行目

　　                           标地址。其格式同上*/
int48       downMacAddr；  用于接收信息包的下行目标地

　　                           址。其格式同上*/
if(FREQ_APPENDED)
int32       upFreq；       /*使用中的上行载波频率，见表

　　                           4*/
int32       downFreq；     /*使用中的下行载波频率，见表

　　                           4*/
if(APPENDED_SERIES_ID)
int32       seriesId；     /*从上一个CMD_CONF信息包

　　                           中获得的“seriesId”，或者在终

　　                           端设备未经配置时为0x0000*/
if(TE_OPTIONS_APPENDED_)   /*当设定选项标志时，下列选项

　　                           清单将出现*/
int32       maxFreq；      /*最大上行载波频率，

　　                           “maxFreq”的编码利用了表4*/
int16       scaleType；    /*仅在使用信息包长度信用度时
    　　                       被设定为0x0000，否则信息包和

　　                           数据长度都将被使用*/
int16       rateCnt；      /*以下将要报告的速率号的直二

　　                           进制计数形式“n”，应该注意，
				
				<dp n="d40"/>
　　                    必须至少有一个速率128K被报

　　                    告*/
int16    rate[n]；   /*它是一可变长度字段的开始，

　　                    该字段列出了所支持的全部上

　　                    行数据速率，它从最大速率开

　　                    始，以缺省最小速率128K结

　　                    束。其8位最高有效位被设为

　　                    0，对8位最低有效位的编码见

　　                    表2*/
int16    rate[1]；   /*每个终端设备单元都必须支持

　　                    的128K速率项。该字段被设为

　　                    rate[1]＝0x0001*/

附录E

轮询响应信息包信息包格式终端设备应使用由以下部分指定的字段来格式化RSP_POLL信息包·目标MAC地址：上一个信用或轮询信息包中的“rspDestAddr”·源MAC地址：“upSrcMacAddr”·源IP地址：“assignedIp”或者在未经配置时为：198.13.12.234·目标IP地址：上一个CMD_POLL信息包中的源IP地址·IP类型：udp·UDP源端口：473·UDP目标端口：动态/*利用上一个CMD_POLL信息包中的“notifyPort”*/·跟随在UDP首标之后的数据：

typedef struct rsp_poll{
int8 rspType                     /*设定为0x0a*/
/*“rspFlags”定义*/
#define              0x01        /*当CDM_CREDIT被设定有
TE_OPTIONS_APPENDED              APPEND_TE_OPTION标志时，

　                                     终端设备的补充选项将被附加*/
int8                 rspFlags；
int8                 masterId；   /*从上一个CMD_CREDIT信息

       　                              包返回*/
int8                 sequenceId； /*该字段从上一个

       　                              CMD_CREDIT的字段

　　                                   “sequenceId”中获得。对于非

　　                                   请求RSP_DONE信息包来说，

　　                                   终端设备在启动时将把

　　                                   “sequenceId”初始化为1，并且

　　                                   每发送一次非请求RSP_DONE

　　                                   信息包就将其加1*/
int32                userId；     /*由终端设备制造商分配的识别

　　                                   号，见部分2.1*/
int16                used        /*使用信用。采用
				
				<dp n="d42"/>
　　                                         CMD_CREDIT信息包格式来发

      　　                                   送的数据的一个直二进制编码

　　                                         号*/
int8                     scale：4；     /*由CMD_CREDIT信息包使用

      　　                                   的信用值标度，见表1*/

　　                         power：4；     /*xmit电平，见表3*/
int8                     dataRate；    /*以128Kbps的递增量被分配

      　　                                   给上行数据速率的二进制编码

　　                                         整数。0x00代表其信用被忽略，

　　                                         并且将没有响应发出。见表2*/
}RSP_POLL；
if(DATALEFT_APPENDED)
int16                    dataleft；    /*采用CMD_CREDIT信息包

　　                                         格式的剩余数据的一个直二进

　　                                         制编码号*/
if(MACADDR_APPENDED)
int48                    upSrcMacAddr；/*上行MAC地址。其6个字节

　　                                         含有二进制格式：例如：

　　                                         “upSrcMacAddr”＝

　　                                         0xa02f330041f0＝最大地址

　　                                         [a0：2f：33：00：41：f0]*/
#define                 0x02           /*当CDM_CREDIT被设定有
DATALEFT_APPEND                        APPEND_DATALEFT标志

      　　                                   时，剩余数据量将被附加*/
#define MACADDR_        0x04          /*当CDM_CREDIT被设定有
APPEND                                MACADDR_APPEND标志

　　                                         时，上行源MAC，上行目标响

　　                                         应以及下行目标MAC地址将被

　　                                         附加*/
#define                 0x08          /*当CDM_CREDIT被设定有
FREQ_APPENDED                         FREQ_APPENDED标志时，上

      　　                                   行和下行载波频率将被附加*/
#define                 0x20          /*当RSP_DONE信息包对
REFLECTED_SEQUENCE                    CMD_CREDIT信息包作出响应
				
				<dp n="d43"/>
  　                                                  时，REFLECTED_SEQUENCE

　　                                                  标志将被设定以用于说明从

　　                                                  CMD_CREDIT信息包返回的

　　                                                 “sequencdId”*/
#define                       0x80            /*当CDM_CREDIT被设定有
SERIES_ID_APPEND                              SERIES_ID_APPEND标志时，

　　                                                  配置“seriesId”将被附加*/
/*终端设备不能对任何标志位进行设定*/

　　                                                  /0xa02f330041f0＝MAX地址

　　                                                  [式：2f：33：00：41：f0]*/
int48                         rspDestMac；     /*用于响应类似RSP_DONE信

　                                                    息包的上行目标地址。其格式同

         　                                           上*/
int48                         dataDestMac；    /*用于响应数据信息包的上行目

　　                                                  标地址。其格式同上*/
int48                         downMacAddr；    用于接收信息包的下行目标地

       　　                                           址。其格式同上*/
if(FREQ_APPENDED)
int32                         upFreq；         /*使用中的上行载波频率，见表

　　                                                  4*/
int32                         downFreq；       /*使用中的下行载波频率，见表

　　                                                  4*/
if(APPENDED_SERIES_ID)
int32                         seriesId；       /*从上一个CMD_CONF信息包

　　                                                  中获得的“seriesId”，或者在终

　　                                                  端设备未经配置时为0x0000*/
if(TE_OPTIONS_APPENDED)                       /*当设定选项标志时，下列选项

　　                                                  清单将出现*/
int32                         maxFreq；        /*最大上行载波频率，

　　                                                  “maxFreq”的编码利用了表4*/
int16                         scaleType；      /*仅在使用信息包长度信用度时

　　                                                  被设定为0x0000，否则信息包和
				
				<dp n="d44"/>
  　                                数据长度都将被使用*/
int16           rateCnt；       /*以下将要报告的速率号的直二

　　                                进制计数形式“n”，应该注意，

　　                                必须至少有一个速率128K被报

　　                                告*/
int16           rate[n]；       /*它是一可变长度字段的开始，

　　                                该字段列出了所支持的全部上

　　                                行数据速率，它从最大速率开

　　                                始，以缺省最小速率128K结

　　                                束。其8位最高有效位被设为

　　                                0，对8位最低有效位的编码见

　　                                表2*/
int16           rate[1]；       /*每个终端设备单元都必须支持

　　                                的128K速率项。该字段被设为

　　                                rate[1]＝0x0001*/

权利要求书

按照条约第19条的修改

1.一种双向非对称通信系统含有独立可测量的上行和下行路径，这些路径使远程数据处理器设备能够与一个服务器进行通信，上述系统的特征在于包括：

一通用路由/交换控制板，它用于在含有上述服务器的多个通信设备之间提供内部通信服务；

一按照上行协议而与上述控制板保持通信的独立上行控制器，它用于接收从上述远程数据处理器设备发出的信息包，上述上行控制器含有多种网络操作算法以用于对上述远程数据处理器设备发出的响应信息包进行分析并确定一个已被识别的远程数据处理器设备的操作状态；

一按照下行协议而与上述控制板保持通信的独立下行控制器，它用于将数据包发送至上述远程数据处理器设备，上述独立下行控制器能够将控制信息包直接发送给一个已被识别的远程数据处理器设备，并能指示上述设备根据上述控制信息包而以预定的信息作出响应；

一通过上述控制板与上述独立上行和下行控制器保持通信的网络管理器，它用于对上述远程数据处理器设备与上述服务器之间的通信进行有效的管理。

2.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于该系统的一个下行路径中含有多个子信道以及一个带宽管理器，此带宽管理器用于对下行路径中的负载进行动态平衡，从而使有效下行信道可以在给定的通信条件下得到更好的利用。

3.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述独立上行或下行控制器含有多个分离且独立的硬件组件，其中包括多个装于架中的接口卡。

4.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述通用交换/路由控制板含有一个Ethernet LAN集线器。

5.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述下行控制器能够发送多个控制信息包，它们用于检测由一远程处理器设备使用的上行发射频率的分配，而且上述远程处理器设备能够组成并发送多个响应信息包，它们含有的信息可说明由上述远程处理器设备使用的上行发射频率。

6.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述下行控制器对传输于上述下行信道之上的控制信息包使用了正向纠错。

7.如权利要求5所述的双向通信系统，其特征在于上述正向纠错包括Reed Solomon编码操作和信息包的交错操作。

8.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述远程设备含有用来组成并发送Viterbi编码上行信息包的操作程序。

9.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于上述网络管理器能够实现对上述远程设备的配置管理，其方法是使控制信息包至少能够完成以下的工作之一：分配一上行响应频率；调整一上行发射器；分配一IP地址；分配一局域MAC地址；分配一上行传输数据速率；执行状态报告；由上述远程处理器设备执行数据传输；分配一共享信道以供上述远程处理器设备使用；以及分配一专用信道以供一远程处理器设备使用。

10.一种双向非对称通信系统能够在一高速下行信道以及位于上述服务器与上述各远程处理器设备之间的一较低速上行信道上执行一个服务器与多个远程处理器设备之间的通信，对该系统所作的改进工作，其特征在于包括：

一含有多条信道的共享媒体，其各信道能分别向与上述服务器保持通信的远程设备传送信息；以及

一网络管理系统，它能够监视上述多条信道的使用情况，并能响应上述监视结果而以分配通信的方式来平衡上述多条信道中的通信负载，从而增加上述共享媒体中的有效带宽利用率。

11.如权利要求10所述的改进工作，其特征在于上述网络管理系统能够根据上述共享下行媒体中的至少一个有效带宽来平衡通信负载、使用该下行媒体的各条信道、检测由远程数据处理器设备请求的所需服务级别、使用分配给上述远程数据处理器设备的服务等级以及确定分配给其它上述远程设备的保证带宽量。

12.如权利要求10所述的改进工作，其特征在于上述网络管理系统能够根据有效上行信道及上述上行信道的质量来完成对远程处理器设备的上行传输频率分配。

13.如权利要求10所述的改进工作，其特征在于网络管理系统为通过上述下行信道传输至上述远程处理器设备的控制信息包提供了正向纠错。

14.一种双向非对称通信系统能够在一高速下行信道以及位于上述服务器与上述各远程处理器设备之间的一较低速上行信道上执行一个服务器与多个远程处理器设备之间的通信，对该系统所作的改进工作，其特征在于包括：

一可独立操作的下行控制器，它用于向上述远程处理器设备传送信息；

一可独立操作的上行控制器，它用于从上述远程处理器设备中接收信息；以及

一配置管理器，它能够在当一远程处理器设备连接并操作于上述网络之上时，根据检测到的上述远程处理器设备的识别信息而利用上述各上行和下行控制器为此远程处理器设备分配一个IP地址，并能通过获取从上述远程处理器设备发出的反馈信息来确认该IP地址。

22.如权利要求14所述的双向非对称网络，其特征在于上述远程处理器设备含有一个处理器，用于自动接收从配置管理器下载的网络操作软件。

23.如权利要求14所述的双向非对称网络，其特征在于上述配置管理器能发出多个控制信息包，它们用于指派所用的共享信道和专用信道之一来使用双向远程处理器设备。

24.如权利要求14所述的非对称网络，其特征在于上述配置管理器所发出的控制信息包含有用于为与上述网络连接的一个远程处理器设备分配服务等级的信息。

25.一种无线通信系统，能够在一高速下行RF广播信道以及位于上述服务器与上述各远程处理器设备之间的一较低速上行信道上执行一个服务器与多个远程处理器设备之间的非对称通信，对该系统所作的改进工作，其特征在于包括：

一可独立操作的下行控制器，它用于向上述远程处理器设备广播信息；

26.如权利要求25所述的无线网络，其特征在于上述RF广播信道被加载于至少一个下列网络之中：CATV广播网络；直播卫星网络；以及蜂窝网络。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于上述配置操作含有对至少一个地址、上行信道、发射功率和传输信用等级进行分配的步骤。

40.用于在一个非对称网络和多个通过一共享媒体与一个服务器保持通信的远程设备中对带宽进行管理的方法，上述方法的特征在于包括以下步骤：

对下行媒体上的信道使用进行监视以检测有效频谱；

对与上述非对称网络相连的至少一个远程设备发出的服务请求进行检测；以及

对上述下行信道上的一个有效频谱部分中的带宽进行分配。

41.如权利要求40所述的方法，其特征在于它还包括对充分均等地分布于一个下行媒体的多个信道之间的负载进行平衡的步骤。

42.如权利要求40所述的方法，其特征在于上述网络含有多条上行信道，它还包括这些步骤：监视上行信道中的信道利用率，确定上述上行信道中的有效带宽或有效信道，检测从至少一个远程设备中发出的服务请求以用于上行数据的传输，以及根据对上述服务请求的检测结果而将有效上行带宽分配给上述上行信道中的上述远程设备。

43.如权利要求40所述的方法，其特征在于上述网络含有多条上行信道，它还包括收集与上述上行信道的操作质量有关的统计数据、根据统计数据来确定上述上行信道的操作质量、以及根据上述操作质量来标出各上行信道的有效性和无效性的步骤。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于它还包括根据操作质量来分配上行信道的步骤。

45.如权利要求44所述的方法，其特征在于上述操作质量至少包括以下各项之一：信噪比、CRC出错率、噪声本底电平、以及信号质量。

60.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于包括一下行控制器，它能对传输于上述下行媒体中的控制信息包进行正向纠错。

61.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于包括一下行控制器，它能对传输于上述下行媒体中的信息包进行加密。

62.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述共享媒体包括以下媒体之一：RF广播媒体、CATV广播媒体、RF传输媒体以及卫星直播媒体。

63.如权利要求62所述的非对称网络，其特征在于上述非对称网络含有一上行媒体，该上行媒体包括以下之一：PSTN网络；CATV网络；RF传输网络；以及路由器回路网络。

64.一种非对称网络系统，含有多条上行和下行信道，它能利用控制和响应信息包来管理多个远程设备的带宽和配置参数，这些远程设备通过一共享下行媒体与一主机保持通信，上述网络系统特征在于包括：

一位于上述非对称网络系统一个首端的第一控制器，它能够生成一个配置控制信息包，该信息包含有控制信息以用于完成至少一个以下内容：上行信道分配、发射功率电平、地址分配、以及数据传输信用等级；

一位于上述非对称网络系统一个首端的第二控制器，它能够生成一个带宽管理控制信息包，该信息包用于在上述共享下行媒体上完成对上述远程设备的带宽分配；以及

一至少位于上述远程设备之一的第三控制器，它能根据上行信道分配、发射功率电平、地址分配、以及数据传输信用级别中的至少一项，并通过在上述上行信道中发送信息，响应上述控制信息包。

65.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述第一控制器根据由网络操作者提供的注册信息而生成上述配置控制信息下行媒体进行传输的控制信息包进行正向纠错的步骤。

88.如权利要求81所述的方法，其特征在于它还包括对通过上述下行媒体传输给上述远程设备的信息包进行加密的步骤。

89.如权利要求81所述的方法，其特征在于上述下行媒体包括以下内容之一：RF广播网络；卫星直播网络；以及CATV网络。

90.一种远程设备，可用于一非对称网络通信系统之中，该通信系统至少包括一条操作于一个共享媒体上的高速下行信道，上述远程设备的特征在于包括：

一RF接口，它用于接收传输于至少一条上述下行信道之上的高速数据；

一微处理控制器，它用于从一个网络管理系统中接收一个控制信息包，上述控制信息包含有控制信息以用于对以下内容中的至少一项进行控制：上述上行信道分配，发射器电平，远程地址分配，和分配给上述远程设备的传输信用值；以及

上述微处理控制器可响应上述控制信息包以完成上述RF接口的以下操作中的至少一个：上述上行信道分配、发射功率电平，远程地址分配，以及传输信用值。

91.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于上述微处理控制器能够确认上述远程接口的至少一个以下操作：上述上行信道分配、发射功率电平，远程地址分配，以及通过向上述网络管理系统返回一响应信息包以用于确认上述操作的传输信用值。

92.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于它还包括对与上述远程设备有关的操作统计进行收集以及将上述统计操作数据报告给上述网络管理系统的操作程序。

Claims

1.一种双向非对称通信系统，含有独立可测量的上行和下行路径，这些路径使远程数据处理器设备能够与一个服务器进行通信，上述系统的特征在于包括：

一按照上行协议工作而与上述控制板保持通信的独立上行控制器，它用于接收从上述远程数据处理器设备发出的信息包，上述上行控制器含有多种网络操作算法以用于对上述下行控制器发出的响应信息包进行分析并确定一个已被识别的远程数据处理器设备的操作状态；

与上述控制板保持通信的独立下行控制器，它用于按照下行协议将数据包发送至上述远程数据处理器设备，上述独立下行控制器能够将控制信息包直接发送给一个已被识别的远程数据处理器设备，并能指示上述设备根据上述控制信息包而以预定的信息作出响应；

一通过上述控制板与上述独立上行和下行控制器保持通信的网络管理器，它用于对上述远程数据处理器设备与上述服务器之间的双向通信进行有效的管理。

2.如权利要求1所述的双向通信系统，其特征在于该系统的一个下行路径中含有多个子信道以及一个带宽管理器，此带宽管理器用于对下行路径中的话务负载进行动态平衡，从而使有效下行信道可以在给定的通信条件下得到更好的利用。

一网络管理系统，它能够监视上述多条信道的使用情况，并能以分配通信的方式来平衡上述多条信道中的通信负载，从而增加上述共享媒体中的有效带宽利用率。

15.如权利要求14所述的非对称网络，其特征在于上述配置管理器还包括用于为上述远程处理器设备指出发射功率电平的程序，而且上述远程处理器设备所发出的响应信息包含有用于确定其发射功率电平的信息。

16.如权利要求15所述的非对称网络，其特征在于上述配置管理器和上述远程处理器设备能够重复地发出指示以设定功率电平、在设定的功率电平上进行传输以及对上述功率电平进行连续复位直到达到在上述上行控制器上检测到的所需电平为止。

17.如权利要求14所述的双向非对称网络，其特征在于上述配置管理器还包括用于对分配给上述远程处理器设备使用的频率进行调整以向上述上行控制器进行传输的程序。

18.如权利要求14所述的双向非对称网络，其特征在于上述上行控制器含有多个数字信号处理器，它们用于通过上述远程处理器设备对上行传输的质量进行分析并将其寄存在一个存储器中。

19.如权利要求18所述的双向非对称网络，其特征在于发送至远程处理器设备的上行信道分配信息是根据上述数字信号处理器的分析结果信息而产生的。

20.如权利要求18所述的双向非对称网络，其特征在于上述下行控制器利用正交幅度调制技术以将数字数据信号下行传输至上述远程处理器设备。

21.如权利要求20所述的双向非对称网络，其特征在于上述处理器设备利用VSB调制技术以对上行传输至上述上行控制器的信息信号进行编码。

25.一种无线通信系统能够在一高速RF广播信道以及位于上述服务器与上述各远程处理器设备之间的一较低速上行信道上执行一个服务器与多个远程处理器设备之间的非对称通信，对该系统所作的改进工作，其特征在于包括：

27.如权利要求25所述的无线网络，其特征在于上述配置管理器还包括用于为上述远程处理器设备的发送指出上行功率电平的程序，而且上述远程处理器设备所发出的响应信息包含有用于确定其发射功率电平的信息。

28.如权利要求25所述的无线网络，其特征在于上述配置管理器能向上述远程设备发送多个控制信息包以便根据其配置参数来进行配置，而且上述远程设备发出的响应信息包中含有用于确认上述远程设备是否根据上述配置参数进行操作的信息。

29.如权利要求28所述的无线网络，其特征在于上述配置参数至少包括以下内容之一：上行信道分配；地址分配；传输信用值；以及带宽分配。

30.一种非对称网络，其各上行和下行信道通信路径使多个远程设备能够在一共享媒体上接收从一个主机发出的信息，对该非对称网络所作的改进，其特征在于包括：

多条操作于上述共享媒体之上的下行信道；

一网络管理器，它用于为分配给处于上述多条下行信道之上的各远程设备的下行带宽提供带宽管理。

31.如权利要求30所述的改进工作，其特征在于上述网络管理器还包括用于对要求带宽的服务请求进行检测、对上述共享媒体上的各下行信道的带宽利用率进行评价以及根据上述带宽利用率和服务请求而将额外下行带宽分配给远程设备的操作程序。

32.如权利要求30所述的改进工作，其特征在于上述网络管理器还包括用于在上述非对称网络的下行媒体上的各信道之间进行负载平衡的操作程序。

33.如权利要求30所述的改进工作，其特征在于上述网络管理器包括用于对由多个远程设备共享的上行路径中的信道利用率进行监视以及用于根据有效带宽和服务请求而将上行带宽分配给远程设备的操作程序。

34.如权利要求31所述的改进工作，其特征在于上述远程设备包括用于确定并收集与其操作特性有关的统计数据以及用于将上述统计数据报告给上述网络管理器的操作程序。

35.如权利要求34所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器能利用上述统计数据报告来为上述远程设备分配上行信道。

36.一种无线非对称网络，其各上行和下行信道通信路径使多个远程设备能够在一广播媒体上接收从一个主机发出的信息，对该无线非对称网络所作的改进，其特征在于包括以下步骤：

多条操作于上述共享媒体之上的下行信道；

37.在一种无线非对称网络中分配下行带宽的方法，该网络的各上行和下行信道通信路径使多个远程设备能够在一广播媒体上接收从一个主机发出的信息，在该网络中有一种方法用于对下行带宽进行分配，该方法的特征在于包括以下步骤：

提供多条操作于上述共享媒体内的下行信道；

根据带宽利用率、有效带宽和上述远程设备对带宽的需求，为处于上述多条下行信道上的各远程设备分配下行带宽。

38.如权利要求37所述的方法，其特征在于它还包括根据传输于一条下行信道之上的控制信息包来对上述远程设备进行配置的步骤。

对下行媒体上的信道使用进行监视以检测有效频谱；

对上述下行信道上的一个有效频谱部分中的带宽进行分配。

46.如权利要求40所述的方法，其特征在于上述共享媒体包括以下各项之一：RF广播媒体；直播卫星网络；以及CATV广播网。

47.如权利要求46所述的方法，其特征在于上述非对称网络至少包括一个被加载于一媒体之中的上行信道，该媒体可从以下至少一项中选出：PSTN网络；路由器回路网络；RF广播网络；RF传输网络；以及CATV网络。

48.如权利要求40所述的方法，其特征在于它还包括利用一个电话回路连接从上述远程设备返回上行信息的步骤。

49.如权利要求40所述的方法，其特征在于它还包括根据一协议而在上述网络中传输信息的步骤，该协议至少包括以下协议之一：互联网协议；及ATM协议。

50.一种非对称网络含有至少一条下行信道和多条上行信道，上述网络能利用控制和响应信息包来管理多个远程设备的配置，这些远程设备可在一共享下行信道中接收从一个主机发出信息，上述网络的特征在于包括：

一网络管理器，它用于生成一个控制信息包，该控制信息包含有控制信息以用于至少执行以下各项之一：上行信道分配；发射功率电平；地址分配；以及数据传输信用级别；

一位于上述远程设备之中的控制器，它能根据上述内容中的至少一项：上行信道分配、发射功率电平；地址分配；以及数据传输信用级别并通过在上述上行信道中发送信息以响应上述控制信息包。

51.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述控制信息包用于实现状态信息的请求，而且由上述控制器生成的上述响应信息包用于向上述网络管理器报告所请求的状态。

52.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述远程设备的上述控制器所生成的响应信息包能通过向上述网络管理器报告至少一个以下内容来确认该远程设备的配置：上述上行信道分配；发射功率电平；地址分配；以及由上述远程设备使用的传输信用。

53.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器含有一个下行控制器，它能用首标和尾标信息来封装上述控制信息包并在上述下行媒体上传输上述控制信息包。

54.如权利要求53所述的非对称网络，其特征在于包括一个下行控制器，它能根据一IP协议来封装上述控制信息包。

55.如权利要求53所述的非对称网络，其特征在于包括一个下行控制器，它能根据一ATM协议来封装上述控制信息包。

56.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器能向上述远程设备下载网络操作程序，以便根据更新的算法来改变用于解释上述控制信息包的规则。

57.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器提供的配置管理包括至少一个以下内容：远程设备地址；发射功率电平分配；上行传输信道的频率分配；以及上行传输信道的时隙分配。

58.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器能发出控制信息包以用于完成对通信统计的收集和报告。

59.如权利要求50所述的非对称网络，其特征在于上述网络管理器能监视和报告上述远程设备的使用活动。

64.一种非对称网络系统含有多条上行和下行信道，它能利用控制和响应信息包来管理多个远程设备的带宽和配置参数，这些远程设备通过一共享下行媒体而与一主机保持通信，上述网络的特征在于包括：

一至少位于上述远程设备之一的第三控制器，它能根据上行信道分配、发射功率电平；地址分配；以及数据传输信用级别中的至少一项，并通过在上述上行信道中发送信息，响应上述控制信息包。

65.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述第一控制器根据由网络操作者提供的注册信息而生成上述配置控制信息包，该注册信息包括IP地址分配和帐户管理信息。

66.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述第一控制器根据以下内容而生成上述配置控制信息包以用于一个给定的远程设备：有效的未使用信道、其它远程设备的信道利用率、有效上行带宽、向其它远程设备保证的带宽、信道利用率、上述给定远程设备的服务等级、以及上述给定远程设备请求的所需带宽。

67.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述下行媒体包括一无线广播媒体。

68.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述下行媒体包括一电话回路上行信道。

69.如权利要求64所述的非对称网络系统，其特征在于上述下行媒体包括一RF广播，而且上述上行信道被加载于一RF传输媒体中。

70.用于对一非对称网络中的一个远程设备的配置进行管理的方法，在此网络中，多个远程设备通过上述非对称网络中的一个共享下行信道而与一主机保持通信，上述方法的特征在于包括以下步骤：

生成一个含有控制信息的控制信息包以完成以下操作中的至少一个：上述上行信道分配、功率电平分配、地址分配和数据传输信用等级。

通过上述下行媒体将上述控制信息包传输给上述多个远程设备；

由上述多个远程设备中的至少一个来接收上述控制信息包；以及

上述远程设备响应上述控制信息包而完成以下操作中的至少一个：上述上行信道分配、功率电平分配、地址分配和数据传输信用等级。

71.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括在通过上述下行媒体来传输上述控制信息包之前，根据一个通信协议而对上述控制信息包进行封装的步骤。

72.如权利要求70所述的方法，其特征在于上述封装步骤包括根据一IP协议来形成信息包的步骤。

73.如权利要求70所述的方法，其特征在于上述封装步骤包括根据一ATM协议来形成信息包的步骤。

74.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括向上述远程设备下载网络操作软件的步骤，而且上述远程设备能执行上述下载的网络操作软件以生成响应信息包以作为对上述控制信息包的响应。

75.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括由上述远程设备收集和报告通信用户统计的步骤。

76.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括在上述非对称网络中对用户活动进行监视和报告的步骤。

77.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括对通过上述下行媒体进行传输的控制信息包进行正向纠错的步骤。

78.如权利要求70所述的方法，其特征在于它还包括对通过上述下行媒体传输给上述远程设备的信息包进行加密的步骤。

79.如权利要求74所述的方法，其特征在于它还包括对能够改变上述控制和响应信息包格式的网络操作软件进行下载以用于改变上述远程设备的响应特性的步骤。

80.用于对一非对称网络中分配给一个远程设备的带宽进行管理的方法，在此网络中，多个远程设备通过上述非对称网络中的一个共享下行信道而与一主机保持通信，上述方法的特征在于包括以下步骤：

确定多个远程设备与上述非对称网络之间的带宽利用率；

确定上述下行信道中未使用的频谱；

对上述远程设备进行轮询以确定至少一个上述远程设备所需的带宽；以及

根据上述下行带宽利用率将未使用的频谱分配给至少一个上述远程设备。

81.如权利要求80所述的方法，其特征在于上述分配步骤还包括以下步骤：生成一控制信息包以完成上述分配；将上述控制信息包传送给上述下行控制器；以及在通过上述下行信道传输上述控制信息包之前，由上述下行控制器根据一个通信协议而对上述控制信息包进行封装。

82.如权利要求81所述的方法，其特征在于上述封装步骤包括根据一IP协议来形成信息包的方法。

83.如权利要求81所述的方法，其特征在于上述封装步骤包括根据一ATM协议来形成信息包的方法。

84.如权利要求80所述的方法，其特征在于它还包括下载网络操作软件以设定远程设备的步骤，而且上述远程设备能执行上述下载的网络操作软件以生成响应信息包以作为对上述控制信息包的响应。

85.如权利要求80所述的方法，其特征在于它还包括由上述远程设备收集和报告通信用户统计的步骤。

86.如权利要求80所述的方法，其特征在于它还包括在上述非对称网络中对用户活动进行监视和报告的步骤。

87.如权利要求81所述的方法，其特征在于它还包括对通过上述下行媒体进行传输的控制信息包进行正向纠错的步骤。

90.一种远程设备可用于一非对称网络通信系统之中，该通信系统至少包括一条操作于一个共享媒体上的高速下行信道，上述远程设备的特征在于包括：

一微处理控制器，它用于从一个网络管理系统中接收多个控制信息包，上述控制信息包含有控制信息以用于对以下内容中的至少一项进行控制：上述上行信道分配，发射器电平，远程地址分配，和分配给上述远程设备的传输信用值；以及

上述微处理控制器可响应上述控制信息包以完成上述远程接口的以下操作中的至少一个：上述上行信道分配、发射功率电平，远程地址分配，以及传输信用值。

93.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于上述微处理控制器能够接收从上述网络管理系统下载的网络操作软件，上述网络操作软件用于对控制信息包进行解释以完成上述远程接口的操作。

94.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于上述微处理控制器能够对上述控制信息包进行去封装以便解读其信息内容。

95.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于它还包括一相应于上述微处理控制器的上行发射功率以用于将上行数据包发送给上述网络管理系统。

96.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于上述微处理控制器能对上行传输至上述网络管理系统的信息包进行正向纠错。

97.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于它还包括一个第二RF接口，该接口能够将RF数据信号上行传输至上述网络管理系统。

98.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于它还包括一有线回路接口，该接口能够生成上行信息和待传输至上述网络管理系统的响应信息包。

99.如权利要求90所述的远程设备，其特征在于它还包括网络操作软件，该软件能够利用远程计算机的一个电话回路调制解调器而将上行信息包传输至上述网络管理系统。

100.用于一个能与一非对称网络通信系统进行通信的远程设备的方法，该通信系统至少包括一条操作于一个共享媒体上的高速下行信道，上述方法的特征在于包括以下步骤：

从一网络管理系统中接收一个信息包，该信息包含有至少包括以下内容之一的配置数据：远程设备地址分配、上行信道分配、发射功率电平以及传输信用值；

根据以下内容中的至少一个来执行上述远程设备的操作：上述远程设备地址分配、上行信道分配、发射功率电平以及传输信用值；

101.如权利要求100所述的方法，其特征在于它还包括以下步骤：

向一网络管理系统报告上述远程设备的操作情况，上述报告包括根据以下内容中的至少一个而对操作进行的确认：上述地址分配、信道分配、发射功率电平以及信用值。

102.如权利要求100所述的方法，其特征在于它还包括收集与上述远程设备有关的操作统计并将上述操作统计数据报告给一网络管理系统的步骤。

103.如权利要求100所述的方法，其特征在于它还包括对上行传输至一网络管理系统的信息包进行Viterbi编码的步骤。

104.如权利要求100所述的方法，其特征在于它还包括对上行传输至上述网络管理系统的信息包进行正向纠错的步骤。