CN1466850A - 为缆线调制解调器提供传输频率信息的方法 - Google Patents

为缆线调制解调器提供传输频率信息的方法 Download PDF

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Abstract

一种系统，可提供频率信息给缆线调制解调器，使其与有线电视设备中的缆线调制解调器终端系统(CMTS)通信。在第一具体实施例中，将检验电视节目服务的实际频道图，以找出尚未使用的载波频率。将这些尚未使用的频率做成一可使用CMTS频率表，传送至该缆线调制解调器。然后，这些缆线调制解调器只需搜寻一部分的频率，就可找出具CMTS确认信号的频率。或者是，直接告知调制解调器该CMTS频率，这样，连搜寻都可免除。在另一具体实施例中，头端将使用多个CMTS，并具有讯务监视功能，可动态地调整这些调制解调器上行传送所使用的频率，以平衡各CMTS的负担。

Description

为缆线调制解调器提供传输频率信息的方法
发明背景
本发明涉及那些使用于有线电视设备中，令使用者得以存取电脑网路(比如网际网路)的缆线调制解调器，亦涉及使用于有线电视设备端部的缆线调制解调器终端系统(CMTS)。
缆线调制解调器是一种装置，通过它，个人电脑(PC)就可利用有线电视网路，以比电话数据机快很多的资料传输速率来传送及接收资料。缆线调制解调器除了可提供较快的资料传输速率之外，还可持续地保持连线，毋需以拨接方式建立连线。
此外，缆线调制解调器可置于机顶盒(譬如，终端机或整合的接收器-解码器)或个人电脑的外部，亦可整合于其中。缆线调制解调器愈来愈普及的原因在于，它们可让使用者以非常高的速度存取网际网路，可以使用实施于一单独个人电脑或是以电视为基础的装置。
典型地，缆线调制解调器所连接的是电脑中的标准10Base-T以太网路卡。
此外，各使用者家中或公司处的各缆线调制解调器，均有连接至有线电视公司的同轴电缆或混合光纤同轴电缆(HFC)，通过其与当地有线电视公司局端(头端)处的CMTS相互通信。缆线调制解调器可以接收CMTS中的资料，亦可传送资料至CMTS。此外，较大的缆线系统可以使用多个CMTS，以处理大量的缆线调制解调器讯务。
CMTS与网际网路的连接，一般所使用的是T1(每秒1.544兆字节)或更快的线路。
缆线数据资料服务界面规格(DOCSIS)(以及相关的EuroDOCSIS)己成为缆线调制解调器主要的标准。有了此标准，资料得以通过分时多工(TDM)及视讯资料标准(比如MPEG)，由CMTS下行传送至缆线调制解调器。使用42-850兆赫的频宽，以64或256正交调辐(QAM)方式发信。缆线调制解调器至CMTS的上行传送，所使用的则是分时多重接取，频宽5-42兆赫，并以正交移项键控(QPSK)或16-QAM发信，
于是，缆线调制解调器必须有能力决断出，头端处之一或多个CMTS其下行传送资料时所使用的载波频率。缆线调制解调器一装设妥当(譬如，装设在家中)，就须执行此判断。传统上，缆线调制解调器是以试误的方式，搜寻范围在80-860兆赫的所有频率，以找出CMTS(稍后该调制解调器即要接收由CMTS处送出的资料)所发出的确认信号。不过，此猎取程序会耗费相当多的时间，长达数十分钟；在这段期间内，缆线调制解调器是无法正常供人使用的。
于是，欲提供一种系统，可快速地将CMTS传送资料至缆线调制解调器时所使用的载波频率的相关资讯，提供给缆线调制解调器。
此系统应提出一组数目较少的频率，供缆线调制解调器搜寻找出该CMTS的确认信号。
或者是，该系统应譬如，利用旁带讯息(out-of-band message)将CMTS所使用的载波频率直接地告知缆线调制解调器。
还打算提供出一种系统，其可动态地分派CMTS(在多CMTS的头端中)，为缆线调制解调器的上行讯务选径至负担较轻的CMTS以加强系统的响应能力。
该系统应与DOCSIS及其他的缆线调制解调器标准相容。
本发明提供出的系统，具有上述及其它的优点。
发明概述
本发明涉及使用于有线电视设备中，令使用者得以存取电脑网路(比如网际网路)的缆线调制解调器，亦涉及缆线调制解调器终端系统(CMTS)。
本发明是实际频道表/图(VCM/VCT)观念的延伸。此种实际频道表/图，传统上可将缆线设备上所规划的视讯及数据频道的相关资讯(譬如，频道名称，频率，频道型式以及调变模式)提供给缆线调制解调器空间。本发明的实际频率表/图则新加一项实际频道型式，以指明缆线调制解调器的型式。
操作者以缆线调制解调器路径的频道，建立出该实际频道表，此表确认了缆线调制解调器型式，CMTS是原始名称，以及频率。初始化时，缆线调制解调器码会讯问该实际频道表”缆线调制解调器”的频道型式或是指定的原始名称。讯问所传回的频率将是该缆线调制解调器稍后与该CMTS通信用的频率。
若缆线调制解调器频道有所变更，则将使用到实际频道表更新机制，通知缆线调制解调器软体有变更发生，可在需要时自我更新。
使用该实际频道表结构，该缆线调制解调器即可透过标准更新机制，非同步地响应CMTS频率的变更。
在第一具体实施例中，将可供使用的CMTS频率列成一表，提供给缆线调制解调器以使其需搜寻的载波频率数目得以降低。检验该有关节目服务的实际频道表，找出尚未被使用的频率即可建立此表。
在第二具体实施例中，直接将可使用以接收CMTS资料的特定频率告知这些缆线调制解调器。此可免除搜寻的需要。
在第三具体实施例中，监看每个CMTS的上行讯务并动态地变更上行频率以将讯务转移至负担较轻的CMTS上，由此平衡头端处各CMTS的负担。
下面呈现各方法及装置。
附图简要说明
图1所示为本发明的头端，其可为缆线调制解调器提供可供使用的CMTS传输频率图，或直接地说明是何频率。
图2所示本发明的装置，可接收CMTS的传输频率信息。
图3所示为本发明的头端，其可动态地平衡各CMTS间的上行缆线调制解调器讯务负载。
发明详细说明
本发明涉及那些使用于有线电视设备中，令使用者得以存取电脑网路(比如网际网路)的缆线调制解调器，亦涉及缆线调制解调器终端系统(CMTS)。
图1所示为本发明的头端，其可为缆线调制解调器提供可供使用的CMTS传输频率图，或直接地说明是何频率。
头端100包含界面110，其用以传送资料至电脑网路(比如网际网路115)或接收来自于电脑网路的资料。譬如，所接收的资料可以包括网页，电子邮件，等等，所传送的资料则可包括索求网页的要求信号，比如一致资源定址器。
所示120为CMTS的一实施例，不过，可以提供不止一个的CMTS。调变器及解调器的库130能用某一个载波频率(fdownstream)将欲从CMTS处下行传送至缆线调制解调器的资料加以调变，亦能将从下行缆线调制解调器处接收得来，典型地以不同载波频率(fupstream)所调变的资料予以解调。
该调变器及解调器的库130包含多个调变器，以可将节目服务资料以各种不同的载波频率加以调变。此资料由处理功能140提供。举个例子，该处理可能包含将所接收的压缩位元串流予以转码的功能，或将已解压缩的来源资料子以编码的功能。
实际频道图解码功能150可从所接收到的节目服务信号(此信号可能是MPEG视讯标准的信号)中解码出实际频道图资料。实际频道图或频道表是一个资料结构，可提供出有线电视设备上所规划的有关视讯及数据服务(频道)的信息。
表1所示的实施例即为简化的实际频道图。
             表1-实际频道图
  频道名称   载波频率   频道型式   调变模式
  HBO   f1   卫星   正交调幅
  可使用   f2
  ABC   f3   卫星   正交调幅
  戏剧   f4   卫星   正交调幅
  可使用   f5
  NBC   f6   卫星   正交调幅
  可使用   f7
  CNN   f8   卫星   正交调幅
  ESPN   f9   卫星   正交调幅
CMTS频率功能160包含一形成表格功能162，其可用该实际频道图做出一可供使用CMTS频率表，或者，包含一频率确立功能164，其可直接地指明可供使用的CMTS频率。譬如，功能162可以从表1的实际频道图例中，形成表2所示的可供使用频率表。
                 表2可供使用频率表
    频率
    f2
    f5
    f7
该可供使用频率表指出了头端处之一或多个CMTS其所可能使用的下行载波频率。此信息会被提供至该调变/解调库130以接受任一可供使用的调变载波频率的调变，然后透过该有线设备170传送至一或多个的缆线调制解调器。
该可供使用频率信息还可从功能162中提供至CMTS 120以使该CMTS得以挑选传送其内资料(比如网际网路资料)至缆线调制解调器所用的频率。
该缆线调制解调器搜寻所接收到的该可供使用频率表中所指明的载波频率，以找出CMTS所使用的频率。该CMTS的频率典型地可由一预先指派的CMTS确认信号而确认，此CMTS确认信号基本上是经认同的任意发信序列。此方法有好处，这是因为可供使用的频率数一般来讲是该实际频道图中频率总数的一部分，所以缆线调制解调器找出该CMTS频率的速度就可较搜寻实际频道图中每一个频率然后找出该CMTS确认信号的速度快得多。
或者是，可以使用功能164编码指明CMTS频率，然后将之传送至该调变/解调库130以接受任一可供使用的调变载波频率(比如旁带频率)的调变并透过该有线设备170传送至一或多个的缆线调制解调器。特别是，当仅使用一个CMTS时，此频率资料可以传送至网路中所有的缆线调制解调器。
若使用了多个CMTS，则可利用调制解调器(或机顶盒)的识别号，将该频率资料传送给指定的缆线调制解调器或调制解调器组。譬如，使用已知的视讯转换定址技术可达到此目的。功能164可以包含用以储存这些调制解调器频率分派的记忆体。该特定频率信息可以由该功能164提供至该CMTS120以指示该CMTS应使用何种频率将其中的资料传送至缆线调制解调器。
若是使用此具体实施例，则该缆线调制解调器可利用其所接受到的频率信息，立即找出CMTS所使用的载波频率。此方法的好处在于，调制解调器可不必以试误方式查核每一个频率以“猎取”该CMTS确认信号。
图2是本发明用以接收CMTS传输频率信息的装置。
装置200可有多种形式。譬如，一个单一装置可以包含一缆线调制解调器部分205，一视讯/音讯接收器部分260，以及一个人电脑(PC)部分265。或者，将这些部分提供于不同的装置中或以其他的方式组合。譬如，该缆线调制解调器部分205以及视讯/音讯接收器部分260可以组合在一起，而该个人电脑部分则依然分离在外。输出装置280可以与其他部分组合在一起，或是分离在外。
范例缆线调制解调器205包括一调变/解调变功能210，用以解调经由该缆线机器以下行载波频率接收自一CMTS的资料，以及用以调变正以上行载波频率上行传送至CMTS。
举个例子，个人电脑265中的浏览器270可以通过界面250，传送一个要求信号至该调变/解调功能210，此功能可将该要求信号加以调变并传送至CMTS。该CMTS接着再将该要求信号传送至网际网路。
在一具体实施例中，该调变/解调功能210会将图1中功能162所提供出的可供使用频率表加以解调。该表格将会还原(譬如，被解码)，然后选择性地储存在功能220。功能220最好是使用非挥发性的记忆体以便所储存的资讯可在每一次打开装置200的电源后就可恢复，另外，可以透过该调变/解调功能210(其针对CMTS资料所使用)或透过该解调功能262(其针对节目服务资料所使用)将该可供使用频率表或该特定的频率提供至装置200。
当可供使用频道表存在时，CMTS确认信号定位功能240可使用它，以搜寻表中载波频率的方式来寻找CMTS确认信号。为完成此动作，功能240会令解调器210去测试表中所有的载波频率。一旦找到CMTS确认信号，功能240会将相应的载波频率予以注记并将之储存在记忆体220中。接着，解调器210仍会谐调至该载有确认信号的CMTS载波频率，随即接收来自于该CMTS的资料，比如来自于网际网路的要求网页的信号。
注意，此具体实施例让调制解调器205可非常快速地找出该CMTS载波频率，毋需测试所有可能的频率。
在一选择的具体实施例中，功能210将图1中功能164所提供出的特定频率信息予以解调。该特定频率信息会还原(譬如，经过解码后)并选择性地储存在功能220。该特定频率信息会为该解调器210所使用，立即谐调至所指明的CMTS载波频率，以接受来自于CMTS的资料。
注意，此具体实施例让调制解调器205立即地找出该CMTS载波频率。此具体实施例所要付出的代价是，对于使用了多个CMTS的头端而言，其必须说明出哪一个CMTS要传送至哪一个缆线调制解调器或哪一个调制解调器组，某CMTS所使用的频率或其所相关的调制解调器有可能会改变，另外其也有必要譬如，根据某些调制解调器型式或群体识别号，找出该特定频率信息所要传送的调制解调器或调制解调器组，
若没有新的频率表或特定频率从头端传送而来，则解调器210可以在电源每次开启后，自动地重谐调至该确认的CMTS载波频率。若有新的CMTS载波频率表从头端传送而来，则将再次地确认该CMTS确认信号，看该相关的载波频率是否有改变，或者，调谐至该新的特定频率。
图中所示的视讯/音讯接收器260与该缆线调制解调器205同时使用，不过，此非必要，在某些情况中，来自于网际网路或其他网路的资料可在经由该缆线调制解调器205接收后，连同节目服务(譬如，电视节目)，一起显示在输出装置280上。在此之外的情况中，使用者仅使用该缆线调制解调器，不接收这些节目服务。该视讯/音讯接收器260接收来自于头端的节目服务，并在解调器264处将之解调。接着，将该资料予以解码并执行其他必要的程序，提供信号至该输出装置280(比如电视)。
注意，所示的浏览器270也提供信号至输出装置280。选择地，或额外地，该浏览器270可以拥有自己专用的输出，比如个人电脑监视器。不过，图中所示的安排适于整合电视及网际网路系统。
图3所示的本发明头端，可在多个CMTS中上行缆线调制解调器的讯务负担。
相同数字的元件在各图中均相同。动态地平衡较大的有线电视网路通常使用多个CMTS(比如例子中的n个CMTS 120，…，122分别拥有网际网路界面110，…，112)，以处理较大量的缆线调制解调器及网际网路讯务。譬如，每一个CMTS均可譬如，透过T1线路，与网际网路建立自属的连线。
此处，讯务监视器310为每一个CMTS120，…，122监视它们所接收到的上行缆线调制解调器资料的量。譬如，可作为讯务监视器310监视所接受到资料的原量的方法是，譬如，使用位元计数器，或使用一些其他量测讯务的方法，比如测量某一CMTS所接收到的讯息数，测量某一CMTS忙于接收上行讯息的部分时间量或总量，等等。
为平衡各CMTS的负担，讯务监视器310指示CMTS以不同的频率开始接收上行缆线调制解调器资料(亦即，从库130中不同的解调器)。该讯务监视器还可与可供使用/特定频率功能320通信，令这些缆线调制解调器使用不同的上行频率。此可直接地以譬如，将所需的频率分配至这些调制解调器的方式来完成。
注意，缆线调制解调器其所传送的上行资料的目的CMTS，与其所接收的下行资料的来源CMTS，两者可不相同。
该可供使用/特定频率功能320可合并图1中CMTS频率功能160的功能，譬如，将可供使用或己分派的下行频率告知这些CMTS120，…，122。
所以，头端300选择性地通知这些缆线调制解调器，更换其进行上行传送(比如，传送DOCSIS资料)时的载波频率，以使缆线设备有能力动态地将该上行讯务选径至这些相对负担较轻的CMTS上，以增进系统的响应能力。
于是，可看到，本发明提供出一种系统，可使缆线调制解调器有效率地找出下行频率以将来自于CMTS的资料予以还原，这些缆线调制解调器可配备一可供使用CMTS频率表，以降低定位CMTS确认信号时所须搜寻的载波频率数，或者是直接地告知这些调制解调器特定的频率以免除搜寻的动作。
另外，监视每一个CMTS的上行流量并相应动态地变更每个CMTS所监视的上行频率，将流量转移至负担较轻的CMTS上，此可平衡头端中多个CMTS的负担。
虽然本发明已以各种较佳具体实施例说明完毕，但应了解，只要是在不脱离权利要求所述的发明范围下，是可针对这些具体实施例做各种修正及调整的。

Claims (20)

1.一种使用于有线电视网头端处的方法，可提供频率信息至该网路中至少一个缆线调制解调器以允许与该头端通信，其所包含的步骤：
于头端处接收频道图信息，其指出已使用于传送节目服务，无法供使用的载波频率，以及至少一个尚未使用于传送节目服务的可供使用载波频率；
从该头端处提供一信号至至少一个缆线调制解调器，告知该缆线调制解调器至少一个可供使用的载波频率；
在该头端处配置至少一个缆线调制解调器终端系统，其使用至少一个可供使用的载波频率以提供资料至该至少一个缆线调制解调器。
2.如权利要求1的方法，其中：
至少一个缆线调制解调器终端系统设置成，在该至少一个可供使用的载波频率上传送一确认信号，以供至少一个缆线调制解调器检测。
3.如权利要求1的方法，其中：
该信号明确指出，至少一个缆线调制解调器使用至少一个可供使用的载波频率以接收来自至少一个缆线调制解调器终端系统的资料。
4.如权利要求1的方法，其中：
该信号明确地指出，至少一个缆线调制解调器使用至少一个可供使用的载波频率以提供资料至至少一个缆线调制解调器终端系统。
5.如权利要求1的方法，其中：
在头端处所接收的该频道图信息，指出多个尚未使用于传送节目服务的可供使用载波频率；
该信号将多个可供使用的载波频率告知至少一个缆线调制解调器。
6.如权利要求5的方法，其中：
至少一个缆线调制解调器适于搜寻所述的提供至其多个可供使用载波频率，以找出至少一个缆线调制解调器终端系统所使用的以提供资料至至少一个缆线调制解调器的特定频率。
7.如权利要求6的方法，其中：
至少一个缆线调制解调器由检测该处的缆线调制解调器终端系统确认信号载波，找出该特定频率。
8.一种有线电视网的头端装置，可为该网路中至少一个缆线调制解调器提供频率信息，以允许与该头端的通信，其包含：
于头端处接收频道图信息的装置，该频道图信息指出已使用于传送节目服务而无法供使用的载波频率，以及至少一个尚未使用于传送节目服务的可供使用载波频率；
从该头端处提供一信号至该至少一个缆线调制解调器，告知该缆线调制解调器至少一个的可供使用载波频率的装置：
该头端处设置至少一个缆线调制解调器终端系统装置，使用至少一个可供使用的载波频率以提供资料至该至少一个缆线调制解调器。
9.一种方法，用来使至少一个缆线调制解调器有能力为自己提供有线电视网中的频率信息，以允许与该网路的头端通信，其所包含的步骤：
接收来自于头端的信号，该信号确认多个尚未使用于传送节目服务的可供使用载波频率；
搜寻所述的多个提供至其可供使用的载波频率，以找出该端部的至少一个缆线调制解调器终端系统其所使用以提供资料至缆线调制解调器的特定频率。
10.如权利要求9的方法，其中：
所述的可供使用载波频率来自于该头端所接收的频道图信息，该频道图信息包含已使用于传送节目服务而无法供使用的载波频率，以及该可供使用的载波频率。
11.如权利要求9的方法，其中：
该缆线调制解调器适于使用该特定频率以提供资料至该缆线调制解调器终端系统。
12.如权利要求9的方法，其中：
该缆线调制解调器由检测该缆线调制解调器终端系统的确认信号，找出该特定频率。
13.一种缆线调制解调器装置，可为自己提供有线电视网中的频率信息，以允许与该网路的头端通信，其包含：
接收来自于头端信号的装置，该信号确认多个尚未使用于传送节目服务的可供使用的载波频率；
搜寻所述的多个提供至其可供使用的载波频率，以找出该头端处的至少一个缆线调制解调器终端系统其所使用以提供资料至该缆线调制解调器的特定频率的装置。
14.一种方法，用以使至少一个缆线调制解调器有能力为自己提供有线电视网中的频率信息，以允许与该网路的头端通信，其所包含的步骤：
接收来自于头端的信号，该信号指明至少一个可供使用载波频率，以接收来自于头端处至少一个缆线调制解调器终端系统的资料；其中：
该至少一个可供使用的载波频率尚未使用于传送节目服务。
15.如权利要求14的方法，其中：
该至少一个可供使用的载波频率来自于该头端所接收的频道图信息，该频道图信息包含已使用于传送节目服务而无法供使用的载波频率，以及至少一个可供使用的载波频率。
16.一种缆线调制解调器装置，可为自己提供有线电视网中的频率信息，以允许与该网路的头端通信，其包含：
接收来自于头端信号的装置，该信号指明至少一个可供使用载波频率，以接收来自于端部至少一个缆线调制解调器终端系统的资料：其中：
该至少一个可供使用的载波频率尚未使用于传送节目服务。
17.一种用于有线电视网头端处，接收来自于该网路中多个缆线调制解调器的上行资料的方法，其所包含的步骤；
于该头端处提供出多个用以接收该上行资料的缆线调制解调器终端系统，其中每一缆线调制解调器终端系统被分配至至少一个相关的上行载波频率，以接收该上行资料的一部分；
监视每一个缆线调制解调器终端系统所接收的上行资料量；
响应该监视步骤，平衡各缆线调制解调器终端系统中上行资料的负担。
18.如权利要求17的方法，其中：
所述的平衡步骤包括：将至少一个缆线调制解调器终端系统所分配到至少一个上行载波频率予以动态地变更。
19.如权利要求17的方法，其中：
所述的平衡步骤包括：传送资料至至少其中一个缆线调制解调器，使其使用不同的上行载波频率。
20.一种有线电视网的头端装置，其接收来自于该网路中多个缆线调制解调器的上行资料，包含：
多个用以接收该上行资料的缆线调制解调器终端系统，其中每一缆线调制解调器终端系统分配给至少一个用以接收该上行资料一部分的相关上行载波频率；
用以监视每一缆线调制解调器终端系统所接收的上行资料量的装置；
用以响应所述的监视装置，将各缆线调制解调器终端系统的上行资料负担予以平衡的装置。
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