New! View global litigation for patent families

DE60209189T2 - Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware - Google Patents

Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware

Info

Publication number
DE60209189T2
DE60209189T2 DE2002609189 DE60209189T DE60209189T2 DE 60209189 T2 DE60209189 T2 DE 60209189T2 DE 2002609189 DE2002609189 DE 2002609189 DE 60209189 T DE60209189 T DE 60209189T DE 60209189 T2 DE60209189 T2 DE 60209189T2
Authority
DE
Grant status
Grant
Patent type
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE2002609189
Other languages
English (en)
Other versions
DE60209189D1 (de )
Inventor
Heratch Glendale Avakian
Shane P. Mission Viejo Lansing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Broadcom Corp
Original Assignee
Broadcom Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television, VOD [Video On Demand]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/41Structure of client; Structure of client peripherals
    • H04N21/426Characteristics of or Internal components of the client
    • H04N21/42676Characteristics of or Internal components of the client for modulating an analogue carrier signal to encode digital information or demodulating it to decode digital information, e.g. ADSL or cable modem
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Application independent communication protocol aspects or techniques in packet data networks
    • H04L69/12Protocol engines, e.g. VLSIs or transputers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Application independent communication protocol aspects or techniques in packet data networks
    • H04L69/22Header parsing or analysis
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Application independent communication protocol aspects or techniques in packet data networks
    • H04L69/30Definitions, standards or architectural aspects of layered protocol stacks
    • H04L69/32High level architectural aspects of 7-layer open systems interconnection [OSI] type protocol stacks
    • H04L69/322Aspects of intra-layer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions
    • H04L69/324Aspects of intra-layer communication protocols among peer entities or protocol data unit [PDU] definitions in the data link layer, i.e. layer two, e.g. HDLC
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N21/00Selective content distribution, e.g. interactive television, VOD [Video On Demand]
    • H04N21/40Client devices specifically adapted for the reception of or interaction with content, e.g. set-top-box [STB]; Operations thereof
    • H04N21/43Processing of content or additional data, e.g. demultiplexing additional data from a digital video stream; Elementary client operations, e.g. monitoring of home network, synchronizing decoder's clock; Client middleware
    • H04N21/437Interfacing the upstream path of the transmission network, e.g. for transmitting client requests to a VOD server
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/16Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems
    • H04N7/173Analogue secrecy systems; Analogue subscription systems with two-way working, e.g. subscriber sending a programme selection signal
    • H04N7/17309Transmission or handling of upstream communications
    • H04N7/17318Direct or substantially direct transmission and handling of requests

Description

  • [0001]
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung Kabelmodemsysteme und Verfahren zum Erzeugen von DOCSIS-Headern.
  • [0002]
    Herkömmliche Kabelmodemsysteme verwenden DOCSIS-konforme (Data Over Cable System Interface Specification) Einrichtungen und Protokolle zum Übertragen von Daten zwischen einem oder mehreren Kabelmodems (CM) und einem Kabelmodem-Endsystem (CMTS). Der Begriff DOCSIS bezieht sich im Allgemeinen auf einen Spezifikationssatz, der die branchenüblichen Standards in Bezug auf eine Kabelsystem-Empfangsstation und eine Kabelmodem-Einrichtung definiert. Teilweise legt die DOCSIS-Spezifikation die Anforderungen und Ziele für die verschiedenen Aspekte bezüglich der Kabelmodemsysteme, welche die unterstützenden Betriebssysteme, Verwaltung, Datenanschluss-Schnittstellen einschließen, sowie für die Netzwerkschicht, Datenübermittlungsschicht und physikalische Bitübertragungsschicht bezüglich der Kabelmodemsysteme fest. Die aktuellste DOCSIS-Spezifikationsversion ist die DOCSIS 1.1.
  • [0003]
    Nähere Einzelheiten über die DOCSIS-Normvorschrift und die diesbezüglichen Standards können aus der folgenden Schwarzfeld-G-Veröffentlichung entnommen werden: „DOCSIS CONTRA DVB" Funkschau, Franzis-Verlag KG, München, Deutschland im Band 73, Nr. 1/2 vom 7. Januar 2000, Seite 51–53.
  • [0004]
    In Übereinstimmung mit der DOCSIS-Spezifikation wird für jedes zu übertragende Datenpaket ein Media-Access-Control Frame (MAC), das heißt, ein Medienzugangssteuerungsrahmen angewendet und benutzt, um Informationen über das Datenpaket zu vermitteln, sobald es in dem System von einer Komponente zur nächsten weitergeleitet wird. Wie in 5 dargestellt ist, umfasst der MAC-Rahmen einen DOCSIS-Header-Abschnitt und einen optionalen PDU-Daten-Abschnitt. Der DOCSIS-Header beschreibt die Inhalte des MAC-Rahmens und enthält Informationen für ein Weiterleiten der Datenpakete an die richtige Speicherzelle in dem Kabelmodemsystem. Der PDU-Daten-Abschnitt [PDU = Paketdateneinheit] enthält die Paketdaten-Informationen, wie zum Beispiel Sprach- oder Textdaten. Der DOCSIS-Header stellt außerdem Informationen über die Datenformate bereit, auf die sich der PDU-Abschnitt (die Paketdateneinheit) bezieht.
  • [0005]
    Bisher dienen als Basis für Kabelmodems und Kabelmodem-Endsysteme eine Host-Prozessor-Einrichtung und deren Software zum Erzeugen des DOCSIS-Headers. Jedoch die Softwareausführung führt zu einem erheblichen Programmverarbeitungsaufwand. Was daher benötigt wird, ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von DOCSIS-Headern in Hardware, so dass die gesamte Betriebssystemleistung verbessert werden kann.
  • [0006]
    Die europäische Patentanmeldung EP 0874 503 A bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche die Multimediadaten in Übereinstimmung mit dem IEEE-1394-Standard für über einen Bus angeschlossene Gerätschaften, wie beispielsweise ein digitaler Videokassettenrekorder mit einem Heimcomputer, austauscht.
  • [0007]
    Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den erheblichen Verarbeitungsaufwand zu reduzieren, indem ein DOCSIS-Header generiert wird, welcher die Inhalte eines Medienzugangssteuerungsrahmens beschreibt, die zwischen einem oder mehreren Kabelmodems und einem Kabelmodem-Endsystem auszutauschen sind.
  • [0008]
    Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und dem Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
  • [0009]
    Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen von DOCSIS-Headern in Hardware zur Verfügung. Eine Medienzugangssteuereinheit (MAC = Media Access Controller) wird mit einem DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis konfiguriert. Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis ist mit einer Logik zum Empfangen eines Datenpaketes konfiguriert und zum Feststellen, ob das empfange Datenpaket einen vor handenen Paket-Header aufweist, welcher an diesem anhängig ist. Falls dies nicht der Fall ist, generiert der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis einen DOCSIS-Paket-Header.
  • [0010]
    Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis ist ferner zur Feststellung konfiguriert, ob die Länge des empfangenen Datenpaketes einen zyklischen Redundanzcode enthält. Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis ist des Weiteren konfiguriert, um einen Paket-Header-Längenfeldwert für das empfangene Datenpaket festzustellen. Falls der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis feststellt, dass ein zyklischer Redundanzcode in dem empfangenen Datenpaket aufzunehmen ist, dann kann der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis zudem ein CRC-Flag generieren. Falls festgestellt wird, dass das Datenpaket zu verschlüsseln ist, dann ist der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis ferner in der Lage, ein Verschlüsselungs-Flag zu generieren.
  • [0011]
    1 ist ein Blockdiagramm auf höherer Ebene eines Kabelmodemsystems gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • [0012]
    2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Kabelmodem-Endsystems gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • [0013]
    3 ist ein schematisches Blockdiagramm eines medienspezifischen Zugangssteuerschaltkreises = MAC gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • [0014]
    4 ist ein schematisches Blockdiagramm eines DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreises gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • [0015]
    5 ist eine Abbildung eines MAC-Rahmenformats in Übereinstimmung mit dem DOCSIS-Protokoll.
  • [0016]
    6 ist eine Abbildung eines DOCSIS-Header-Formats in Übereinstimmung mit dem DOCSIS-Protokoll.
  • [0017]
    7 ist eine Abbildung eines DOCSIS-Header-Beschreibers in Übereinstimmung mit dem DOCSIS-Protokoll.
  • [0018]
    8 ist ein Programmablaufdiagramm für ein Verfahren zum Erzeugen von DOCSIS-Headern gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • [0019]
    9 ist ein Programmablaufdiagramm für ein Verfahren zum Verarbeiten eines DOCSIS-Paket-Headers gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Als Beispiel gewählte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • [0020]
    1 ist ein Blockdiagramm auf höherer Ebene eines als Beispiel gewählten Kabelmodemsystems 100 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Kabelmodemsystem 100 ermöglicht Sprachkommunikation, Video- und Datendienste basierend auf einen bidirektionalen Transfer mit einem auf Paketbasis stattfindenden Verkehr, wie zum Beispiel einem Internetprotokollverkehr (IP), zwischen einer Kabelsystem-Empfangsstation 102 und einer Vielzahl von Kabelmodems über ein Glasfaserhybrid-Koaxialkabel-Verbindungsnetz (HFC) 110. In dem als Beispiel gewählten Kabelmodemsystem 100 werden zum Zwecke des leichteren Verständnisses nur zwei Kabelmodems 106 und 108 dargestellt. Jedoch kann im Allgemeinen jede beliebige Anzahl von Kabelmodems in dem Kabelmodemsystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
  • [0021]
    Die Kabelsystem-Empfangsstation 102 besteht aus mindestens einem Kabelmodem-Endsystem (CMTS) 104. Das CMTS 104 ist der Bereich in der Kabelsystem-Empfangsstation 102, der den Transfer von Daten in Senderichtung [Upstream] und in Empfangsrichtung [Downstream] zwischen der Kabel- Empfangsstation 102 und den Kabelmodems 106 und 108 abwickelt, welche in den Räumlichkeiten des Kunden lokalisiert sind. Das CMTS 104 überträgt die Informationen in Empfangsrichtung zu den Kabelmodems 106 und 108 als ein kontinuierliches Übertragungssignal gemäß einem Zeitmultiplexverfahren (TDM). Außerdem steuert das CMTS 104 die Übertragung von Daten aus den Kabelmodems 106 und 108 in Senderichtung zu sich selbst, indem jedem Kabelmodem 106 und 108 kurze Zeitspannen eingeräumt werden, innerhalb denen die Daten zu transferieren sind. In Übereinstimmung zu diesem Vielfachzugriff kann im Zeitbereichsmultiplexverfahren (TDMA) jedes Kabelmodem 106 und 108 Informationen nur in Senderichtung stromaufwärts senden, da während einer Übertragungsmöglichkeit von dem CMTS 104 an das diesbezügliche Kabelmodem nur kurz gebündelte Signale [Burst-Signale] zugeteilt wurden.
  • [0022]
    Mit Bezug auf 1 dient das CMTS 104 ferner als Schnittstelle zwischen dem HFC-Netz 100 und einem Paketvermittlungsnetz 112, welche IP-Pakete, die aus den Kabelmodems 106 und 108 empfangen wurden, an das Paketvermittlungsnetz 112 transferiert, und die IP-Pakete, die von dem Paketvermittlungsnetz 112 empfangen wurden, an die Kabelmodems 106 und 108 sendet, wenn dies vorgesehen ist. Das Paketvermittlungsnetz 112 umfasst in den Ausführungsformen das Internet.
  • [0023]
    Zusätzlich zu dem CMTS 104 kann die Kabel-Empfangsstation 102 einen oder mehrere Internet-Router zum Herstellen der Verbindung zwischen dem CMTS 104 und dem Paketvermittlungsnetz 112 aufweisen, sowie einen oder mehrere Server zum Ausführen von notwendigen Netzverwaltungsaufgaben.
  • [0024]
    Das HFC-Netz 110 stellt eine Punkt-zu-Mehrpunkt-Topologie für den zuverlässigen und sicheren Hochgeschwindigkeitstransport von Daten zwischen der Kabel-Empfangsstation 102 und den Kabelmodems 106 und 108 in den Räumlichkeiten des Kunden zur Verfügung. Die Fachleute auf dem/n relevanten Gebiet/en werden positiv bemerken, dass das HFC-Netz 100 aus Ko axialkabeln, Glasfaserkabeln oder einer Kombination von Koaxialkabeln und Glasfaserkabeln besteht, die über einen oder mehrere Glasfaser-Netzknoten verlinkt sind.
  • [0025]
    Jedes der Kabelmodems 106 und 108 operiert als Schnittstelle zwischen dem HFC-Netz 110 und mindestens einer angeschlossenen Benutzer-Einrichtung. Im Einzelnen führen die Kabelmodems 106 und 108 die Funktionen aus, die notwendig sind, um Abwärtssignale [Downstream-Signale], die über das HFC-Netz 110 empfangen wurden, in einer angeschlossenen Benutzer-Einrichtung für den Empfang in IP-Datenpakete umzuwandeln. Außerdem führen die Kabelmodems 106 und 108 die Funktionen aus, die notwendig sind, um die von der angeschlossenen Benutzer-Einrichtung empfangenen IP-Datenpakete in Senderichtung in gebündelte Signale [Burstsignale] umzuwandeln, die für den Transfer über das HFC-Netz 110 geeignet sind. In dem als Beispiel gewählten Kabelmodemsystem 100 ist zum Zwecke des leichteren Verständnisses jedes Kabelmodem 106 und 108 so dargestellt, dass es nur eine einzige Benutzer-Einrichtung unterstützt. Im Allgemeinen ist aber jedes Kabelmodem 106 und 108 in der Lage, eine Vielzahl von Benutzer-Einrichtungen im Hinblick auf die Kommunikation über das Kabelmodemsystem 100 zu unterstützen. Benutzer-Einrichtungen können PCs, Datenterminals, Telefoneinrichtungen, Breitband-Medienabspielgeräte, Netzwerksteuerungsgeräte oder jede sonstige Vorrichtung umfassen, die in der Lage sind, Daten über ein Paketvermittlungsnetz zu senden oder zu empfangen.
  • [0026]
    In dem exemplarischen Kabelmodemsystem 100 repräsentiert das Kabelmodem 106 ein herkömmliches, DOCSIS-konformes Kabelmodem. Mit anderen Worten, das Kabelmodem 106 überträgt Datenpakete an das CMTS 104 in Formaten, welche die in der DOCSIS-Spezifikation aufgeführten Protokolle einhalten können. Das Kabelmodem 108 ist desgleichen in der Lage, Datenpakete an das CMTS 104 in standardgemäßen DOCSIS-Formaten zu senden.
  • [0027]
    Des Weiteren operiert das CMTS 104 in dem exemplarischen Kabelmodemsystem 100 zum Empfangen und Verarbeiten von Datenpaketen, welche an das CMTS gesendet worden sind, und zwar wiederum in Übereinstimmung mit den in der DOCSIS-Spezifikation festgelegten Protokollen.
  • B. Als Beispiel gewählte Kabelmodem-Systemkomponenten gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
  • [0028]
    2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm mit einer Implementierung des CMTS 104 in dem Kabelmodemsystem 100, das anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt ist, mit dem die vorliegende Erfindung aber nicht eingeschränkt werden darf. Das CMTS 104 ist für das Empfangen und das Senden von Signalen an das und aus dem HFC-Netz 110 konfiguriert, von dem in 2 ein Abschnitt mithilfe des Glasfaserkabels 202 dargestellt ist. Folglich wird das CMTS 104 in Bezug auf einen Empfänger-Abschnitt und einen Sender-Abschnitt beschrieben.
  • [0029]
    Der Empfänger-Abschnitt umfasst eine Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204, einen RF-Eingang 206, einen Splitter 214 und eine Vielzahl von Signalbündelblock-Empfängern [Burst-Receiver] 216. Das Empfangen beginnt mit dem Empfang von stromaufwärts gerichteten Signalbündeln [Burst-Signale], die von einem oder mehreren Kabelmodems über das Glasfaserkabel 202 in die Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204 abgegangen sind und weitergeleitet werden. Die Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204 befördert anschließend die empfangenen Signalbündel über das Koaxialkabel 208 an den Radiofrequenzeingang (RF) 206 weiter. Diese stromaufwärts gerichteten Signalbündel weisen in den Ausführungsformen spektrale Charakteristiken innerhalb des Frequenzbereichs von ganz allgemein 5–42 MHz auf.
  • [0030]
    Diese empfangenen Signale werden von dem RF-Eingang 206 an den Splitter 214 des CMTS 104 bereitgestellt, der die RF-Eingangssignale in einzel ne N Kanäle trennt. Jeder der einzelnen N Kanäle wird dann an einen separaten Signalbündelblock-Empfänger [Burst-Receiver] 216 zur Verfügung gestellt, der dazu dient, die empfangenen Signale auf jedem Kanal gemäß einem Verfahren – entweder gemäß der QPSK-Technik (Quadraturphasenumtastung) oder gemäß der 16-QAM-Technik (Quadraturamplitudenmodulation) – zu demodulieren, um die zugrunde liegenden Informationssignale wiederherzustellen. Jeder Signalbündelblock-Empfänger 216 wandelt außerdem die zugrunde liegenden Informationssignale aus einer Analogform in eine Digitalform um. Diese digitalen Daten werden in der Folge der Empfangsstelle der Medienzugangssteuereinheit (MAC) 218 zur Verfügung gestellt.
  • [0031]
    Die Empfangsstelle der MAC 218 dient dazu, die digitalen Daten in Übereinstimmung mit der DOCSIS-Spezifikation zu verarbeiten. Die Empfangsstelle des MAC befindet sich über eine Backplane-Schnittstelle [Backplane-Interface] 221 und einem gemeinsam genutzten Kommunikationsmedium 232 mit dem RAM-Speicher (Direktzugriffsspeicher) und dem ROM-Speicher (Festwertspeicher) in einer elektrischen Kommunikationsverbindung. Das gemeinsam genutzte Kommunikationsmedium 232 kann in den Ausführungsformen einen Rechner-Bus oder ein Daten-Netz mit Vielfachzugriff aufweisen.
  • [0032]
    Die MAC-Empfangsstelle 218 befindet sich außerdem sowohl über die Backplane-Schnittstelle 220 als auch über das gemeinsam genutzte Kommunikationsmedium 232 mit der Ethernet-Schnittstelle 224 in elektrischer Kommunikationsverbindung. Wann immer es angebracht ist, werden Ethernet-Datenpakete, die von der MAC-Empfangsstelle 218 wiederhergestellt worden sind, an die Ethernet-Schnittstelle 224 zum Senden an das Paketvermittlungsnetz 112 über einen Router transferiert.
  • [0033]
    Der Sender-Abschnitt des CMTS 104 umfasst einen Abwärtsmodulator 226, einen akustischen Oberflächenschallwellenfilter (SAW) 228, einen Verstärker 230s, einen Zwischenfrequenzausgang (IF) 212, einen Radiofrequenz-Aufwärtskonverter (RF) 210 und eine Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204. Das Übertragen beginnt mit der Generierung eines digitalen Breitband- Rundsendesignals durch die MAC-Empfangsstelle 218. Das digitale Rundsendesignal kann DOCSIS-Header und Daten beinhalten, die ursprünglich von dem Paketvermittlungsnetz 112 über die Ethernet-Schnittstelle 224 empfangen worden sind. Die MAC-Empfangsstelle 218 gibt das digitale Rundsendesignal an den Abwärtsmodulator 226 aus, der es in eine Analogform umwandelt und dieses in Übereinstimmung mit einem Verfahren – entweder gemäß der 64-QAM- oder gemäß der 256-QAM-Technik – in ein Trägersignal moduliert.
  • [0034]
    Das modulierte Trägersignal, das durch den Abwärtsmodulator 226 ausgegeben wird, wird in den SAW-Filter 228 eingegeben, der nur die spektralen Komponenten des Signals weitergibt, die sich innerhalb der gewünschten Bandbreite befinden. Dieses gefilterte Signal wird dann an einen Verstärker 230 ausgegeben, der es verstärkt und an den Zwischenfrequenz-Ausgang (IF) 212 abgibt. Der IF-Ausgang 212 leitet das Signal an den RF-Aufwärtskonverter 210 weiter, der das Signal aufwärts umwandelt. Das aufwärts umgewandelte Signal weist in den Ausführungsformen spektrale Charakteristiken im Frequenzbereich von annähernd 54–860 MHz auf. Das aufwärts umgewandelte Signal wird anschließend über das Koaxialkabel 208 an die Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204 ausgegeben. Die Glasfaser-zu-Koaxialkabelstufe 204 versendet das Signal über das Glasfaserkabel 202 des HFC-Netzes 110 im Breitbandverfahren.
  • [0035]
    3 sieht ein schematisches Diagramm einer Medienzugangssteuereinheit (MAC) 218 vor, die zum Erzeugen der DOCSIS-Header gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Beschreibung eingeschränkt, die hierin in Bezug auf 1 dargelegt ist. Vielmehr ist den Fachleuten auf dem/n relevanten Gebieten nach dem Lesen der hierin bereitgestellten, erfindungsgemäßen Grundlagen klar, dass auch andere funktionale Hardware-Konfigurationen gemäß dem Schutzumfang und den Lehren der vorliegenden Erfindung möglich sind. Die Medienzugangssteuereinheit (MAC) befindet sich zum Beispiel innerhalb der dargestellten Architektur sowohl in einem Kabelmodem als auch in einem Ka belmodem-Endsystem. Folglich kann ein Kabelmodem außerdem so bereitgestellt werden, dass es die DOCSIS-Header gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung generieren kann.
  • [0036]
    Die Medienzugangssteuereinheit (MAC) 218 besteht aus einem Datenstruktur-Bus DS UBUS 305. Der DS UBUS 305 ist ein gemeinsam genutzter, interner Chip-Bus zum Übertragen von Datenpaketen. Der DS UBUS 305 ist zum Empfangen von Datenpaketen aus einem externen SDRAM (einem synchron dynamischen Direktzugriffsspeicher, der nicht dargestellt ist) vorgesehen. Die übertragenen Datenpakettypen können beispielsweise Ethernet-Pakete oder DOCSIS-Pakete beinhalten.
  • [0037]
    Sobald die Datenpakete über den DS UBUS 305 von der MAC 218 empfangen worden sind, werden die Datenpakete intern weitergeleitet, wobei eine Vielzahl von FIFO-Registern 312 verwendet wird. Die FIFO-Register 312A312L werden eingesetzt, um die Datenpakete in den peripheren Einheiten der MAC 218 entsprechend einer Prioritätssteuerung, einem First-In-First-Out-Prozess, bereitzustellen.
  • [0038]
    Die MAC 218 ist ferner mit einer universellen Busanforderungs/Empfängerkontrollereinheit 310 vorgesehen. Die universelle Busanforderungs/Empfängerkontrollereinheit 310 wird von der MAC 218 angewendet, um den Zugriff auf einen externen Speicher anzufordern.
  • [0039]
    Eine Arbitrierungsbuszuteilung für die UBUS-Anforderungseinheit 313 befindet sich außerdem im Innern der MAC 218. Die Buszuteilung für die UBUS-Anforderungseinheit 313 ist für die arbitrierende Benutzung des DS UBUS 305 verantwortlich, welche durch die Anforderungen notwendig wird, um Daten zu erhalten. Zum Beispiel können die Komponenten der MAC 218 eine Anforderung generieren, um einen Paketchiffrierschlüssel abzurufen, oder um vielleicht eine Header-Datenpaket-Auslassungsregel einzuholen. In Reaktion auf eine solche Anforderung bezüglich eines Transfers von Daten weist die Buszuteilung für die UBUS-Anforderungseinheit 313 eine Bandbreite auf dem DS UBUS 305 zum Abwickeln der Anforderung zu.
  • [0040]
    Die MAC 218 besteht ferner aus einer Datenpaket-Header-Auslassungsregel-Verifikation 314 und einer Datenpaket-Header-Auslassungsfunktion 315. Die Auslassungsregel-Verifikation für den Datenpaket-Header 314 wird verwendet, um die Verifikation für einen Header in einem Datenpaket auf Basis der Header-Datenpaket-Regelung auszuführen. Die Verifikation wird angewendet, um zu entscheiden, ob ein Auslassen des Datenpaket-Headers durchgeführt werden soll.
  • [0041]
    Gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung empfängt die Datenpaket-Header-Auslassungsfunktion 315 die erfolgreich verifizierten Datenpaket-Header aus der Datenpaket-Header-Auslassungsregel-Verifikation 314 und unterdrückt die Datenpaket-Header unter Verwendung der zur Verfügung stehenden Header-Datenpaket-Auslassungsregeln.
  • [0042]
    Der Beschreiber- und Paketdaten-Abruf 320 ist eine Steuereinheit, die angewendet wird, um das Datenpaket und den Paket-Header-Beschreiber aus dem externen SDRAM-Speicher (nicht dargestellt) zu erhalten. Diese Daten werden in der Folge der PHS-Regelverifikation 314 für die Anwendung einer Verifizierung des Datenpaket-Headers zur Verfügung gestellt.
  • [0043]
    Die Felder des Paket-Header-Beschreibers sind in Tabelle 1 beschrieben. Tabelle 1: Feldbeschreibungen des Paket-Header-Beschreibers [Header-Deskriptor]
    Figure 00120001
    Figure 00130001
    Figure 00140001
  • [0044]
    Der Beschreiber- und Paketdaten-Abruf 320 ruft den Datenpaket-Header-Beschreiber und die Paketdaten von seinem FIFO 312F ab und spei chert die Werte aus den Wortkombinationen des Beschreibers in lokale Regis ter. Die Wortkombinationen des Beschreibers, die beim Start jedem Paket angehängt worden sind, enthalten Kontrollinformationen für die Freigabe einer CRC-Generierung [zyklische Blockprüfungserzeugung], für die PHS-Verarbeitung, für die Basisdatenschutzverschlüsselung usw.
  • [0045]
    Der Header-Auslassungsregelungsabruf für die Paketdaten 325 ist eine Steuereinheit, die zum lokalen Speichern von einer Vielzahl von Header-Auslassungsregeln für die Paketdaten verwendet wird. Die Header-Auslassungsregeln für die Paketdaten stellen Instruktionen im Hinblick auf die Auslassung der Datenpaket-Header an die PHS-Regelungsverifikation 314 und der Datenpaket-Header-Auslassungsfunktion 315 bereit. Sobald jedes Datenpaket von der PHS-Regelungsverifikation 314 und der Datenpaket-Header-Auslassungsfunktion 315 verarbeitet worden ist, wird das Datenpaket an den DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 weitergeleitet.
  • [0046]
    Die primäre Funktion des DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreises 316 besteht darin, einen DOCSIS-Header gemäß der DOCSIS-Spezifikation zu generieren. Ein exemplarischer DOCSIS-Header 505 [Zellkopf] wird in 5 dargestellt und ist mit Bezug auf 6 in den Einzelheiten nachstehend beschrieben. Die DOCSIS-Spezifikation ist erhältlich von der Firma Cable Television Laboratories Inc., Louisville, CO/USA und hierin in ihrer Gesamtheit unter Referenzangabe enthalten.
  • [0047]
    Die Medienzugangssteuereinheit MAC 218 weist ferner einen Chiffrierschlüsselabruf 330 auf. Der Chiffrierschlüsselabruf 330 kommt zum Bereitstellen eines Chiffrierschlüssels für den Anwendungsbereich in einem Verschlüsselungsalgorithmus zum Einsatz, um das Datenpaket, nachdem der DOCSIS-Header an das Datenpaket hinzugefügt worden ist, zu verschlüsseln und zu entschlüsseln. In einer Ausführungsform wird der Verschlüsselungsstandard-Algorithmus DES (= Data Encryption Standard) angewendet.
  • [0048]
    In der MAC 218 ist außerdem ein Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 vorgesehen. Der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 weist zwei primäre Funktionen auf. Die erste Funktion kommt zum Einsatz, um das Datenpaket unter Anwendung des Chiffrierschlüssels zu verschlüsseln, der von dem Chiffrierschlüsselabruf 330 bereitgestellt wurde. Die zweite Funktion dient zum Berechnen einer Header-Prüfzeichenfolge (HCS) und eines zyklischen Redundanzcodes (CRC). Die HCS ist eine Nummer, die von dem DOCSIS-Header hergeleitet und angewendet wird, um dessen Integrität sicherzustellen. Der CRC besteht aus einer Nummer, die von der Länge des Datenpakets hergeleitet und angewendet wird, um eine Korrumpierung zu ermitteln. Durch eine Neuberechnung des CRC und einen Vergleich mit dem Wert, der ursprünglich übertragen wurde, kann der Empfänger verschiedene Arten von Übertragungsfehlern entdecken.
  • [0049]
    Sobald der DOCSIS-Header 505 an das Datenpaket hinzugefügt worden ist, wird das Datenpaket zur physikalischen Abwärtsschnittstelle (DS PHY) 335 weitergeleitet. Die DS-PHY-Schnittstelle 335 stellt eine Schnittstelle für den physikalischen Schichtchip (nicht dargestellt) bereit, der für das Empfangen von Datenpaketen und demzufolge für das Senden der Datenpakete über ein Koaxialkabel abwärts in die Empfangsrichtung [Downstream] zuständig ist.
  • [0050]
    4 stellt ein detailliertes Blockdiagramm des DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreises 316 und des Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreises 318 dar. Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 besteht aus einer zentralen Datenwegablaufsteuereinheit 405, die das Kern stück des DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreises ist. Diese Ablaufsteuereinheit ist zuständig für das Generieren von Steuersignalen während der verschiedenen Betriebszustände während der DOCSIS-Paketverarbeitung. Diese Ablaufsteuereinheit verarbeitet die Daten aus dem PHS-Prozessorblock und an den entsprechenden Zeitpunkten werden bestimmte Informationen aus den eingehenden Daten protokolliert, und/oder die Daten werden modifiziert und versendet. Während der Beschreiber-Protokollier-Phase werden alle benötigten Flags indem Beschreiben in den Beschreiber-Registern 410 erfasst. Diese Flags zeigen an, ob der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 etwaige CRC-Bytes unter Anwendung des CRC-Generators 410 und des CCITT-CRC-Generators 425 generieren soll, ob er ein Verschlüsseln unter Anwendung des DES-Chiffrierschlüssels 430 durchführen soll, oder ob er entsprechende Bytes erzeugen und in den Ausgabe-Datenstrom einfügen soll, wie dies in der DOCSIS-Spezifikation jeweils vorgeschrieben ist. Der Byte-Zähler 415 zählt während der verschiedenen Betriebszustände die Anzahl der eingehenden Bytes, damit für die Ablaufsteuereinheit die richtige Abwicklung der Daten erleichtert werden kann.
  • [0051]
    Mit Bezug auf 6 wird nun ein als Beispiel gewählter DOCSIS-Header 505 beschrieben. Der DOCSIS-Header 505 setzt sich aus einer Vielzahl von Datenfeldern zusammen. Diese Datenfelder werden zum Identifizieren der Inhalte des MAC-Rahmens 500 verwendet sowie zum Übertragen von Informationen über die Paketdaten, wie zum Beispiel, ob der Datenblocktyp etwa Sprachdaten- oder sonstige Datenpakete enthält. Entsprechend dem DOCSIS-Protokoll umfassen die Datenfelder des DOCSIS-Headers 505 ein Rahmensteuerungsfeld (FC = Frame Control), ein MAC_PARM-Feld, ein LEN(SID)-Feld, ein EHDR-Feld und ein HCS-Feld.
  • [0052]
    Das Rahmensteuerungsfeld FC stellt das erste Byte des DOCSIS-Headers 505 dar und wird zum Identifizieren der restlichen Inhalte in dem DOCSIS-Header 505 verwendet. Nach dem FC-Feld befindet sich das MAC_PARM-Feld.
  • [0053]
    Das MAC_PARM-Feld dient zu verschiedenen Zwecken, was von dem Wert des FC-Feldes abhängig ist. Wenn zum Beispiel der EHDR_On-Indikator des FC-Bytes gesetzt ist, dann wird das MAC_PARM-Feld als erweiterte Header-Länge verwendet. Wenn der DOCSIS-Header 505 verkettet ist, dann wird das MAC_PARM-Feld zum Übertragen der Anzahl der MAC-Rahmen in der Verkettung verwendet. Wenn der MAC-Rahmen eine Anforderung zum Senden ist, dann vermittelt das MAC_PARM-Feld die Menge der angeforderten Bandbreite. An das MAC_PARM-Feld schließt sich das LEN(SID)-Feld an.
  • [0054]
    Das LEN(SID)-Feld zeigt die Länge des MAC-Rahmens 500 an. Das LEN(SID)-Feld kann außerdem zum Bereitstellen der Dienstkennung [Service-ID] für ein bestimmtes Kabelmodem in den Fällen verwendet werden, in denen nach dem DOCSIS-Header keine PDU (d. h. keine Paketdateneinheit) folgt. Dem LEN(SID)-Feld schließt sich das erweiterte Header-Feld (EHDR) an. Das EHDR-Feld wird zum Bereitstellen einer Datenübermittlungssicherheit und Rahmenfragmentierung verwendet. Ein als Beispiel gewähltes Verfahren zum Erzeugen eines DOCSIS-Headers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf die 8 und 9 nachstehend beschrieben.
  • [0055]
    Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die hierin dargestellte Beschreibung in Bezug auf die Programmablaufdiagramme in den 8 und 9 zu beschränken. Vielmehr ist den Fachleuten auf dem/n relevanten Gebiet/en nach dem Lesen der hierin bereitgestellten, erfindungsgemäßen Grundlagen klar, dass andere funktionale Programmabläufe gemäß dem Schutzumfang und den Lehren der vorliegenden Erfindung möglich sind. Die Ablaufdiagramme werden mit fortwährendem Bezug auf das Ausführungsbeispiel der Medienzugangssteuereinheit MAC 218 in 2 sowie des DOCSIS-Headers 505 in 5 und 6 beschrieben.
  • [0056]
    Beginnend in 8 mit Schritt 805 ist ein Paketbeschreiber an das Datenpaket über den Direktspeicherzugriff [DMA] angehängt. Der anhängende Paketbeschreiber ist eine durch Software generierte Mehrfachfeld- Datenstruktur. Ein als Beispiel gewählter Paketbeschreiber ist in 7 dargestellt. Die vielen Felder des Paketbeschreibers enthalten Informationen, die den DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 hinsichtlich der Sektionen des DOCSIS-Headers 505 anweisen, was für welche erzeugt werden müssen. Der anhängige Paketbeschreiber umfasst zum Beispiel Felder zum Generieren der zyklischen Redundanzcode-Instruktionen (CRC), Informationen zur Ausführungsanwendung der Basisdatenschutzverschlüsselung, zum Anzeigen eines ersten Paketgrößenwertes und zum Anzeigen des Paketheader-Größenwertes. Die Tabelle 1 liefert eine detaillierte Beschreibung der Beschreiberfelder in Bezug auf den Paketheader. Die Felder des Paketbeschreibers werden zusammenfassend als ein erster Satz von Feldern bezeichnet.
  • [0057]
    In manchen Fällen hat das Hostsystem bereits einen DOCSIS-Header mithilfe einer Software erzeugt. Daher überprüft in Schritt 810 der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 das Datenpaket, um festzustellen, ob das Datenpaket bereits einen DOCSIS-Header aufweist. Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis vergleicht den DOCSIS-Header und die anhängigen Paketbeschreiber -Längenfelderwerte (pkt_len) aus dem ersten Satz von Feldern in dem Beschreiber mit einem zweiten Satz von Feldern in dem vorhandenen Paket-Header. Wenn mit diesem Paket ein komplettes (d. h. vorhandenes) DOCSIS-Paket mit allen notwendigen Feldern bereitgestellt wird, dann fügt der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 keine neuen Header hinzu und stattdessen erfolgt ein Ansteuern zu Schritt 815.
  • [0058]
    In Schritt 815 stellt der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 fest, ob der DOCSIS-Header und die anhängenden Längenfelder des Paketbeschreibers übereinstimmen. Genauer erklärt, überprüft der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 die Paketgröße und die Headergröße. Wenn die Paketgröße und das anhängende Paketbeschreiber-Längenfeld nicht übereinstimmen, dann wurde das Datenpaket korrumpiert. Daraufhin würde das Datenpaket – in Schritt 820 – verworfen (das heißt, nicht mehr weiter vermittelt).
  • [0059]
    Wenn andererseits der DOCSIS-Header und der anhängende Paketbeschreiber übereinstimmen, dann geht die Steuerung sofort zu Schritt 850 über.
  • [0060]
    In Schritt 850 werden der DOCSIS-Header (der durch die Software bereitgestellt wurde), das CRC-Erzeugungs-Flag (das durch die Software bereitgestellt wurde) und das Verschlüsselungs-Flag (das ebenfalls durch die Software bereitgestellt wurde) zum Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 zur weiteren Verarbeitung weitergeleitet.
  • [0061]
    Wenn, zurückkehrend zu Schritt 810, der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 feststellt, dass das Datenpaket keinen DOCSIS-Header besitzt, dann geht die Steuerung zu Schritt 825 über.
  • [0062]
    In Schritt 825 kontrolliert der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 die Beschreiberfelder, um festzustellen, ob die Länge des Paketes das zyklische Redundanzcode-Flag (CRC) enthält. Falls dies nicht der Fall ist, fügt der Header-Erzeugerschaltkreis – in Schritt 830 – ein oder mehrere "auffüllende" Bytes am Ende des Paketes hinzu und erhöht somit den Längenwert um die Anzahl der hinzugefügten Bytes. In der dargestellten Ausführungsform werden vier zusätzliche Bytes hinzugefügt, wie dies der DOCSIS-Spezifikation entspricht.
  • [0063]
    Als nächstes stellt – in Schritt 835 – der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 die Länge des Paketes fest. Der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 benutzt die Länge des Paketes und die Länge von jedem EHDR-Feld zum Bestimmen des zugeteilten Längenfeldes in dem DOCSIS-Header 505. Ein weitere wichtige Funktion, die in Schritt 835 ausgeführt wird, ist das Kontrollieren zum Feststellen, ob eine Datenpaket-Header-Auslassung von der Datenpaket-Header-Auslassungsfunktion 315 durchgeführt worden ist. Wenn dies der Fall ist, erhält der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 den modifizierten Zähler für die Header/Paketgrößen, um die korrekte endgültige Paketgröße zu berechnen.
  • [0064]
    Als nächstes generiert – in Schritt 840 – der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 ein Flag, um dem Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 zu signalisieren, dass ein CRC erzeugt werden soll.
  • [0065]
    Als nächstes generiert – in Schritt 845 – der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 ein Flag, um dem Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 zu signalisieren, dass eine Basisdatenschutzverschlüsselung für das Paket durchgeführt werden soll.
  • [0066]
    Schließlich leitet – in Schritt 850 – der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 die Flags (wenn sie eingefordert worden sind) aus den Schritten 840 und 845 – den kompletten DOCSIS-Header 505 – und das Datenpaket an den Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 weiter. Die Paketverarbeitung wird mit Bezug auf 9 näher beschrieben.
  • [0067]
    In 9 empfängt der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 das aus dem DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 übermittelte Paket und kontrolliert das „Erzeugungs-CRC"-Flag. Wenn dieses Flag eingefordert worden ist, dann erzeugt in Schritt 910 der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 einen CRC aus der Paketdateneineit PDU und modifiziert – in Schritt 915 – das Paket durch ein Überschreiben der hinzugefügten Bytes in dem Paket mit dem zyklischen Redundanzcodewert [CRC-Wert]. Es werden in der dargestellten Ausführungsform somit die letzten vier Bytes des Paketes überschrieben.
  • [0068]
    Der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 kontrolliert – in Schritt 920 – das „Basisdatenschutz"-Flag. Wenn das Flag gesetzt ist, dann verschlüsselt – in Schritt 925 – der Chiffrier- und Zyklusredundanz-Steuerschaltkreis 318 das Paket auf Basis des indizierten Verschlüsselungsalgorithmus (wie beispielsweise mit dem DES-Algorithmus). Wenn dieses Flag nicht gesetzt ist, dann erfolgt das Ansteuern zu Schritt 930 und das Paket wird ohne Verschlüsselung gesendet. Vor dem Ausführen von Schritt 930 erzeugt der DOCSIS-Header-Erzeugersteuerschaltkreis 316 den DOCSIS-Header 505, und zwar komplett mit eventuell erweiterten Headers und Füllbytes für die Header- Prüfzeichenfolge [HCS]. Es würden in der dargestellten Ausführungsform in Übereinstimmung mit der DOCSIS-Spezifikation zwei „aufgefüllte" Bytes für die Prüfzeichenfolge [HCS] hinzugefügt.
  • [0069]
    Schließlich wird – in Schritt 930 – das Datenpaket, welches den DOCSIS-Header aufweist, zur physikalischen Abwärtsschnittstelle [DS PHY] 335 für die Downstream-Übertragung (in die Empfangsrichtung) weiterbefördert.

Claims (16)

  1. Vorrichtung für die Generierung eines DOCSIS-Paket-Headers in Hardware mit: einem Header-Steuerschaltkreis (316) und einem zyklischen Redundanzsteuerschaltkreis (318), wobei der Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis (316) mit einer Logik konfiguriert ist zum a) Empfangen des Datenpaketes und Ermitteln (810), ob das empfangene Datenpaket einen vorhandenen Paket-Header aufweist, welcher an dieses angehängt ist; b) Feststellen (825), ob die Länge des empfangenen Datenpaketes einen zyklischen Redundanzcode enthält; c) Feststellen (835) eines Paket-Header-Längenfeldwertes für das empfangene Datenpaket; d) Generieren (840) eines „Erzeugungs-CRC" Flags, falls festgestellt wird, dass kein zyklischer Redundanzcode enthalten ist; e) Generieren (845) eines Verschlüsselungs-Flags, falls festgestellt wird, dass das empfangene Datenpaket zu verschlüsseln ist, und f) Generieren (850) eines DOCSIS-Paket-Headers (505) mit einer Vielzahl von Feldern; wobei der zyklische Redundanzsteuerschaltkreis (318) mit dem Header-Steuerschaltkreis (316) gekoppelt ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Header-Steuerschaltkreis (316) des Weiteren konfiguriert ist, um ein oder mehrere Füllbytes am Ende des Datenpaketes hinzuzufügen (830) und den Längenfeldwert um die Anzahl der hinzugefügten Bytes zu erhöhen, falls festgestellt worden ist, dass kein zyklischer Redundanzcode enthalten ist; dass die in Schritt d) und in Schritt e) generierten Flags an den zyklischen Redundanzsteuerschaltkreis (318) mit Signal übermittelt werden; und dass der Header-Steuerschaltkreis (316) den kompletten DOCSIS-Header (505) und das Datenpaket an den zyklischen Redundanzschaltkreis (318) weiterleitet, und dass der zyklische Redundanzsteuerschaltkreis (318) einen zyklischen Redundanzcode generiert und das Datenpaket modifiziert, indem die durch den Header-Steuerschaltkreis (316) hinzugefügten Füllbytes mit dem zyklischen Redundanzcode überschrieben werden, falls das „Erzeugungs-CRC" Flag übermittelt wurde.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Feldern ein Rahmensteuerungsfeld, ein MAC-Steuerungsfeld, ein Paket-Header-Längenfeld und ein Header-Prüfsequenzfeld umfasst.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Vielzahl von Feldern ferner ein erweitertes Header-Feld umfasst.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis den DOCSIS-Paket-Header generiert, wenn festgestellt worden ist, dass das empfangene Datenpaket keinen vorhandenen Paket-Header aufweist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Paket-Header-Längenfeldwert in den DOCSIS-Paket-Header geschrieben wird.
  6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, welche des Weiteren einen zyklischen Redundanzsteuerschaltkreis (318) aufweist.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei der zyklische Redundanzsteuerschaltkreis (318) ferner zur Erzeugung/Verschlüsselung eines Datenpakets und zur Erzeugung einer Header-Prüfsequenz konfiguriert ist.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, welche des Weiteren einen Schaltkreis zum Abrufen eines DES-Schlüssels für eine Anwendung durch den zyklischen Redundanzsteuerschaltkreis (318) aufweist.
  9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Paketbeschreiber an das Datenpaket angehängt (805) wurde, bevor das Datenpaket von dem Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis empfangen worden ist.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis ferner zum Vergleichen des vorhandenen Paket-Headers mit dem angehängten Paketbeschreiber konfiguriert ist, um feststellen (810) zu können, ob ein erster Satz von Feldern und eine erste Paketgröße, die dem angehängten Paketbeschreiber zugeordnet sind, mit einem zweiten Satz von Feldern und einer zweiten Paketgröße, die dem vorhandenen Paket-Header zugeordnet sind, übereinstimmen.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis ferner zum Vergleichen (815) des vorhandenen Paket-Headers mit einem Längenfeld konfiguriert ist, welches dem angehängten Paketbeschreiber zugeordnet ist.
  12. Verfahren für das Erzeugen eines DOCSIS-Paket-Headers in Hardware, welches die folgenden Schritte umfasst: a) Empfangen eines Datenpaketes in einem Header-Erzeugungs-Steuerschaltkreis und Ermitteln, ob das empfangene Datenpaket einen vorhandenen Paket-Header aufweist, welcher an dieses angehängt ist; b) Feststellen, ob die Länge des empfangenen Datenpaketes einen zyklischen Redundanzcode enthält; c) Feststellen eines Paket-Header-Längenfeldwertes für das empfangene Datenpaket; d) Generieren eines CRC Flags, falls festgestellt wird, dass der DES/HCS/CRC/-Schaltkreis einen zyklischen Redundanzcode erzeugen soll; e) Generieren eines Verschlüsselungs-Flags, falls festgestellt wird, dass der DES/HCS/CRC/-Schaltkreis das empfangene Datenpaket verschlüsseln soll; und f) Generieren eines DOCSIS-Paket-Headers mit einer Vielzahl von Feldern; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweist: Hinzufügen (830) von einem oder mehreren Füllbytes am Ende des Datenpaketes und Erhöhen des Längenfeldwertes um die Anzahl der hinzugefügten Bytes, falls festgestellt worden ist, dass kein zyklischer Redundanzcode enthalten ist, Übermitteln der in Schritt d) und e) generierten Flags an den zyklischen Redundanzsteuerschaltkreis (318), und Generieren des kompletten DOCSIS-Headers (505) sowie Generieren eines zyklischen Redundanzcodes und Modifizieren des Datenpaketes, indem die hinzugefügten Füllbytes mit dem zyklischen Redundanzcode überschrieben werden, falls das „Erzeugungs-CRC" Flag übermittelt wurde.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei die Vielzahl von Feldern ein Rahmensteuerungsfeld, ein MAC-Steuerungsfeld, ein Paket-Header-Längenfeld und ein Header-Prüfsequenzfeld umfasst.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei die Vielzahl von Feldern ferner ein erweitertes Header-Feld umfasst.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der zyklische Redundanzsteuerschaltkreis (318) ermittelt, ob das DES-Flag erzeugt worden ist, und wenn dies der Fall ist, verschlüsselt der zyklische Redundanzsteuerschaltkreis (318) das empfangene Datenpaket.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der DOCSIS-Header-Erzeugungs-Schaltkreis ein oder mehrere Bytes an das empfangene Datenpaket für eine hierarchische Zellstruktur [HCS] hinzufügt.
DE2002609189 2001-09-27 2002-09-27 Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware Active DE60209189T2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32493801 true 2001-09-27 2001-09-27
US324938P 2001-09-27
US10218583 US7586914B2 (en) 2001-09-27 2002-08-15 Apparatus and method for hardware creation of a DOCSIS header
US218583 2002-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE60209189T2 true DE60209189T2 (de) 2006-10-19

Family

ID=26913056

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002609189 Active DE60209189T2 (de) 2001-09-27 2002-09-27 Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware
DE2002609189 Active DE60209189D1 (de) 2001-09-27 2002-09-27 Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002609189 Active DE60209189D1 (de) 2001-09-27 2002-09-27 Apparat und Methode zur Schaffung eines Docsis Headers durch die Hardware

Country Status (3)

Country Link
US (2) US7586914B2 (de)
EP (1) EP1298877B1 (de)
DE (2) DE60209189T2 (de)

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7586914B2 (en) * 2001-09-27 2009-09-08 Broadcom Corporation Apparatus and method for hardware creation of a DOCSIS header
KR100489685B1 (ko) * 2003-02-20 2005-05-17 삼성전자주식회사 패킷 제어기와 네트워크 프로세서간의 패킷 전송을 위한패킷 송수신 장치와 그 방법
JP3838511B2 (ja) * 2003-03-24 2006-10-25 株式会社Kddi研究所 動画像圧縮符号化送受信装置
US8677434B2 (en) * 2003-12-03 2014-03-18 Broadcom Corporation Method and system for direct digital up-conversion in a cable modem
US7489688B2 (en) * 2003-12-23 2009-02-10 Agere Systems Inc. Frame aggregation
US7590118B2 (en) * 2003-12-23 2009-09-15 Agere Systems Inc. Frame aggregation format
US7586948B2 (en) * 2003-12-24 2009-09-08 Agere Systems Inc. Packet sub-frame structure for selective acknowledgment
WO2005065035A3 (en) * 2004-01-08 2006-02-09 Wisair Ltd Distributed and centralized media access control device and method
KR100617696B1 (ko) * 2004-03-12 2006-08-28 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 연속된 데이터 유닛 수신 방법 및장치와 송신을 위한 데이터 유닛의 생성 방법 및 장치와그 데이터버스트 구조
US7617438B2 (en) * 2004-04-15 2009-11-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for supporting checksum offload in partitioned data processing systems
US7633970B2 (en) * 2004-05-07 2009-12-15 Agere Systems Inc. MAC header compression for use with frame aggregation
US7765405B2 (en) * 2005-02-25 2010-07-27 Microsoft Corporation Receive side scaling with cryptographically secure hashing
US7668195B2 (en) 2005-06-14 2010-02-23 General Instrument Corporation Method and apparatus for transmitting and receiving data over a shared access carrier network
US20070019959A1 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Logus Broadband Wireless Solutions Inc. Apparatus and method for transferring signals between a fiber network and a wireless network antenna
JP2008210012A (ja) * 2007-02-23 2008-09-11 Fujitsu Ltd データ復号処理プログラムおよびデータ復号処理装置
US8484162B2 (en) * 2008-06-24 2013-07-09 Commvault Systems, Inc. De-duplication systems and methods for application-specific data
US8527677B1 (en) * 2010-06-25 2013-09-03 Altera Corporation Serial communications links with bonded first-in-first-out buffer circuitry
US8364652B2 (en) 2010-09-30 2013-01-29 Commvault Systems, Inc. Content aligned block-based deduplication
US8578109B2 (en) 2010-09-30 2013-11-05 Commvault Systems, Inc. Systems and methods for retaining and using data block signatures in data protection operations
US8954446B2 (en) 2010-12-14 2015-02-10 Comm Vault Systems, Inc. Client-side repository in a networked deduplicated storage system
US9020900B2 (en) 2010-12-14 2015-04-28 Commvault Systems, Inc. Distributed deduplicated storage system
US8724467B2 (en) 2011-02-04 2014-05-13 Cisco Technology, Inc. System and method for managing congestion in a network environment
US8630247B2 (en) 2011-02-15 2014-01-14 Cisco Technology, Inc. System and method for managing tracking area identity lists in a mobile network environment
US8891373B2 (en) 2011-02-15 2014-11-18 Cisco Technology, Inc. System and method for synchronizing quality of service in a wireless network environment
US8902815B2 (en) * 2011-07-10 2014-12-02 Cisco Technology, Inc. System and method for subscriber mobility in a cable network environment
US20130339310A1 (en) 2012-06-13 2013-12-19 Commvault Systems, Inc. Restore using a client side signature repository in a networked storage system
JP5716712B2 (ja) * 2012-07-24 2015-05-13 横河電機株式会社 パケット転送装置及び方法
US9198209B2 (en) 2012-08-21 2015-11-24 Cisco Technology, Inc. Providing integrated end-to-end architecture that includes quality of service transport for tunneled traffic
US9665591B2 (en) 2013-01-11 2017-05-30 Commvault Systems, Inc. High availability distributed deduplicated storage system
US9633056B2 (en) 2014-03-17 2017-04-25 Commvault Systems, Inc. Maintaining a deduplication database
US9575673B2 (en) 2014-10-29 2017-02-21 Commvault Systems, Inc. Accessing a file system using tiered deduplication

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742604A (en) * 1996-03-28 1998-04-21 Cisco Systems, Inc. Interswitch link mechanism for connecting high-performance network switches
US5999541A (en) * 1997-02-28 1999-12-07 3Com Corporation Transmission of token-ring packets over ethernet by tunneling
JP3760460B2 (ja) 1997-04-23 2006-03-29 ソニー株式会社 データ送信装置および方法、データ受信装置および方法、並びにデータ送受信システムおよび方法
US6973668B1 (en) * 1998-06-30 2005-12-06 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for locating a faulty component in a cable television system having cable modems
JP3543648B2 (ja) 1998-10-27 2004-07-14 セイコーエプソン株式会社 データ転送制御装置及び電子機器
US6438123B1 (en) * 1998-11-10 2002-08-20 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for supporting header suppression and multiple microflows in a network
US6226771B1 (en) * 1998-12-14 2001-05-01 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for generating error detection data for encapsulated frames
US6765931B1 (en) * 1999-04-13 2004-07-20 Broadcom Corporation Gateway with voice
US6985492B1 (en) * 1999-04-13 2006-01-10 Broadcom Corporation Voice gateway with voice synchronization
US6751230B1 (en) * 1999-05-24 2004-06-15 3Com Corporation Upstream channel multicast media access control (MAC) address method for data-over-cable systems
US6909715B1 (en) * 1999-08-31 2005-06-21 Broadcom Corporation Method and apparatus for the reduction of upstream request processing latency in a cable modem termination system
US6788707B1 (en) * 1999-08-31 2004-09-07 Broadcom Corporation Method for the suppression and expansion of packet header information in cable modem and cable modem termination system devices
US6633564B1 (en) * 1999-09-22 2003-10-14 Nortel Networks Limited Method and apparatus for inserting packets into a data stream
EP1256206A1 (de) * 2000-02-17 2002-11-13 Conexant Systems, Inc. Kabelmodem mit einer programmierbaren medienzugriffssteuereinheit
US6629288B1 (en) * 2000-03-01 2003-09-30 Conexant Systems, Inc. Single clock cycle CRC engine
US7149223B2 (en) * 2000-03-06 2006-12-12 Juniper Networks, Inc. Enhanced fiber nodes with CMTS capability
US7274679B2 (en) * 2000-06-22 2007-09-25 Mati Amit Scalable virtual channel
DE60118609T2 (de) * 2000-10-11 2007-05-03 Broadcom Corp., Irvine Kabelmodemsystem und Verfahren zur Unterstützung erweiterter Protokolle
US7012891B1 (en) * 2000-12-28 2006-03-14 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for applying quality of service to multicast streams transmitted in a cable network
US7110398B2 (en) * 2001-01-12 2006-09-19 Broadcom Corporation Packet tag for support of remote network function/packet classification
US20020106017A1 (en) * 2001-02-02 2002-08-08 Dombkowski Kevin Eugene Method for transmitting signals over a cable protocol
US7145887B1 (en) * 2001-02-23 2006-12-05 3Com Corporation Communication of packet arrival times to cable modem termination system and uses thereof
US20020191691A1 (en) * 2001-05-10 2002-12-19 Holborow Clive Eric Payload header suppression including removal of fields that vary in known patterns
US7197052B1 (en) * 2001-06-11 2007-03-27 Cisco Technology, Inc. Technique for interfacing MAC and physical layers of access networks
US7586914B2 (en) * 2001-09-27 2009-09-08 Broadcom Corporation Apparatus and method for hardware creation of a DOCSIS header

Also Published As

Publication number Publication date Type
US20080089342A1 (en) 2008-04-17 application
EP1298877A1 (de) 2003-04-02 application
EP1298877B1 (de) 2006-02-15 grant
US7586914B2 (en) 2009-09-08 grant
US7738460B2 (en) 2010-06-15 grant
DE60209189D1 (de) 2006-04-20 grant
US20030058862A1 (en) 2003-03-27 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5734833A (en) Shared communications channel with enhanced reservation and collision resolution protocols allows any subset of stations to transmit data after collision occured in contention slot
US6760316B1 (en) Method and apparatus for the synchronization of multiple cable modem termination system devices
US6788707B1 (en) Method for the suppression and expansion of packet header information in cable modem and cable modem termination system devices
US20050138669A1 (en) Video modem termination system and method
US20030063615A1 (en) Internet protocol address to packet identifier mapping
US7023871B2 (en) Wideband DOCSIS on catv systems using port-trunking
US6742186B1 (en) Method and apparatus for enhancing periodic ranging for cable modems
US20030061623A1 (en) Highly integrated media access control
US20070098007A1 (en) Hierarchical flow-level multi-channel communication
US7110398B2 (en) Packet tag for support of remote network function/packet classification
US20040034871A1 (en) Apparatus and methods for restoring traffic during failover in a cable head end
US20080095155A1 (en) Programmable communications system
US20040076181A1 (en) Supporting multiple logical channels in a physical interface
US20010053159A1 (en) Cable modem system and method for specialized data transfer
US20080089342A1 (en) Apparatus and method for hardware creation of a header
US20080020797A1 (en) Apparatus for the Reduction of Uplink Request Processing Latency in a Wireless Communication System
WO2001017168A2 (en) Method and apparatus for the reduction of upstream request processing latency in a cable modem termination system
US7720101B2 (en) Wideband cable modem with narrowband circuitry
US20040017830A1 (en) Modified upstream channel descriptor messages for DOCSIS-based broadband communication systems
DE10107700A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Multiplexen und/oder Demultiplexen sowie entsprechende Computerprogramme und ein entsprechendes Computerprogramm-Erzeugnis
EP1744572A1 (de) Übertragung von Ethernet-Paketen über eine CPRI-Schnittstelle
WO2001017314A2 (en) Method for the suppression and expansion of packet header information in cable modem and cable modem termination system devices
EP0996257A2 (de) Netzwerk mit Brücken-Terminal zur Übertragung von Daten zwischen mehreren Sub-Netzwerken
DE102011080476A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Datenübertragungssicherheit in einer seriellen Datenübertragung mit flexibler Nachrichtengröße
DE19605223A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Breitband-Verbindung zwischen einem Mobilfunk-Endgerät und einer netzseitigen Mobilfunkeinrichtung sowie Mobilfunk-Endgerät, netzseitige Mobilfunkeinrichtung und Mobilfunksystem