KR100789913B1 - 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법 - Google Patents

케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법 Download PDF

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오혜주
홍승은
권오형
이수인
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한국전자통신연구원
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM)의 고속 초기화 설정을 위해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)의 비경쟁방식의 대역 할당 요청 메시지를 처리하여 케이블 모뎀(CM)에게 주기적으로 대역을 할당할 수 있도록 하기 위한, 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법에 있어서, 상기 케이블 모뎀으로 동기(SYNC) 메시지를 전송하고, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있음에 따라 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계; 상기 케이블 모뎀으로부터 대역 할당 요청 메시지 수신을 위한 제1 대역을 할당하여 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 대역 할당 요청 메시지를 통하여 요청받은 만큼의 제2 대역을 할당하는 단계; 및 상기 할당한 제2 대역을 통해 상기 케이블 모뎀으로부터 등록 요청 메시지를 수신하여 등록 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 케이블 모뎀의 초기화 설정 등에 이용됨.
케이블 망, 케이블 모뎀, 케이블 모뎀 종단장치, 초기화, 대역 요청

Description

케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법{Method for setting up fast initialization of cable modem}
도 1 은 종래의 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정 과정에 대한 일실시예 흐름도,
도 2 는 종래의 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 상향스트림 채널 맵(MAP) 할당 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3 은 종래의 케이블 모뎀(CM)의 대역 할당 요청 메시지 전송 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 4a 내지 도 4c 는 종래 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 레인징 메시지의 일실시예 구조도,
도 5a 내지 도 5c 는 본 발명에 따른 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 레인징 메시지의 일실시예 구조도,
도 6 은 본 발명에 따른 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
본 발명은 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM : Cable Modem)의 고속 초기화 설정을 위해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS : Cable Modem Termination System)가 케이블 모뎀(CM)의 비경쟁방식의 대역 할당 요청 메시지를 처리하여 케이블 모뎀(CM)에게 주기적으로 대역을 할당할 수 있도록 하는, 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정 과정에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS : Data Over Cable Service Interface Specifications)의 케이블 망에서 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)의 하향스트림 채널 정보를 획득하여 하향스트림을 통해 케이블 모뎀(CM)으로 동기 신호(SYNC Signal)를 전송한다(101). 그러면, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 동기 신호(SYNC Signal)를 수신하여 동기를 일치시킨다.
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로 맵(MAP) 메시지 및 'UCD(Upstream Channel Descriptor)' 메시지를 전송한다(102). 그러면, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 수신된 맵(MAP) 메시지 및 'UCD' 메시지로부터 상향스트림 채널의 정보를 획득하고 레인징(Ranging)을 수행한다.
이어서, 케이블 모뎀(CM)은 레인징이 완료되면 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'BPKMREQ' 메시지를 시작으로 보안 인증 절차를 수행한다(103). 또한, 케이블 모뎀(CM)은 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버에 접속하여 형상 정보 파일, 형상 정보와 관련된 정보, 케이블 모뎀(CM)의 IP 주소, ToD(Time of Day) 서버의 IP 주소 및 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 서버의 IP 주소 등을 획득한다(104).
그리고, 케이블 모뎀(CM)은 DHCP 서버로부터 수신한 정보(ToD 서버의 IP 주소)를 이용하여 ToD 서버에 접속하여 시간 및 날짜 정보를 획득하고(105), TFTP 서버에 접속하여 케이블 모뎀(CM)의 등록 과정에 필요한 형상 정보 파일을 다운로드 받아 형상 정보를 획득한다(106).
다음으로, 케이블 모뎀(CM)은 TFTP 서버로부터 다운로드 받은 형상 정보 파일을 이용하여 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 등록 요청 메시지를 전송한다(107). 그러면, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 수신한 등록 요청 메시지에 대한 응답 메시지(등록 응답 메시지)를 케이블 모뎀(CM)으로 전송한다(108).
이후, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 수신한 등록 응답 메시지의 결과, 모든 설정이 완료되면 등록이 성공적으로 완료되었다는 메시지를 포함하는 등록 확인 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송하여 등록 및 초기화 설정을 완료한다(109).
도 2 는 종래의 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 상향스트림 채널 맵(MAP) 할 당 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 하향스트림 채널(10)을 통해 케이블 모뎀(CM)에 주기적으로 맵(MAP) 메시지(21, 22)를 전송한다. 그리고, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 수신한 맵(MAP) 메시지를 통해 상향스트림 채널 정보를 획득하여 상향스트림 채널(20)을 사용한다.
여기서, 맵(MAP) 메시지는 새로운 케이블 모뎀(CM)이 케이블 망의 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 접속을 시도하기 위한 보정 구간(Maintenance Interval)(211), 특정 케이블 모뎀(CM)이 특정 전송 구간에 데이터를 전송할 수 있도록 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 할당하는 교부 구간인 CM 유니캐스트 전송 구간(CM Unicast tx Interval)(212) 및 경쟁기반의 대역 할당 요청 메시지를 전송하기 위한 경쟁 요청 구간(Contention Request Interval)(213)을 포함한다.
이때, 상기 맵(MAP) 메시지의 경쟁 요청 구간(Contention Request Interval)(213)을 통해 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)에게 경쟁기반으로 대역 할당 요청 메시지를 전송한다.
도 3 은 종래의 케이블 모뎀(CM)의 대역 할당 요청 메시지 전송 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 수신한 맵(MAP) 메시지(31)의 경쟁 요청 구간(Contention Request Interval)(311)을 통해 몇 번의 전송 기회(Transmission Opportunity)(313)가 있는지 확인하고, 경쟁 백오프 윈도우(Back-off Window) 값을 결정한다. 그리고, 케이 블 모뎀(CM)은 백오프 윈도우 구간에서 임의의 정수 값을 설정하여 설정한 정수 값만큼의 전송 기회를 기다린다. 이후, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 대역 할당 요청 메시지를 전송하고 충돌(Collision)(312)을 인지하는 경우 'TBEB(Truncated Binary Exponential Back-off)'에 따라 대역 할당 요청 메시지를 재전송한다(314).
여기서, 경쟁 요청 구간(Contention Request Interval)(311)은 특정 케이블 모뎀(CM)만이 대역 할당 요청 메시지를 전송할 수 있도록 할당된 구간이 아니기 때문에, 동시에 여러 케이블 모뎀(CM)이 대역 할당 요청 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송하려고 할 경우 충돌이 발생할 수가 있다. 이때, 대역 할당 요청 메시지의 충돌이 발생했을 경우, 케이블 모뎀(CM)은 경쟁 백오프 윈도우 값을 'TBEB'에 따라 증가시킨 후 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 재전송해야 하므로 백오프 지연(Backoff Delay1, Backoff Delay2)(315, 316)이 발생하게 된다.
전술한 바와 같이, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정 과정을 위해서는 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정에 필요한 보안 인증 절차, DHCP 서버, ToD 서버, TFTP 서버로의 접속 절차 및 등록 절차 수행에 필요한 다수의 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로/로부터 송/수신하는 절차가 필요하다.
또한, 케이블 모뎀(CM)이 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 메시지를 전송하기 위해서는 대역을 할당받아야 한다. 그러나, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)의 필요한 자원의 양(케이블 모뎀(CM)이 할당받기 원하는 시점 및 대역 할 당량)을 인지하지 못한다. 그러므로, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 필요한 대역을 할당받기 위해 대역 할당 요청 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 매번 전송하여 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 하여금 케이블 모뎀(CM)이 필요한 자원의 양(케이블 모뎀(CM)이 할당받기 원하는 시점 및 대역 할당량)을 인지할 수 있도록 한다.
하지만, 케이블 모뎀(CM)이 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 대역 요청 메시지를 전송할 때마다 경쟁방식으로 전송을 하게 되면 타 케이블 모뎀(CM)의 대역 요청 메시지와의 충돌이 발생할 수 있고, 이러한 충돌로 인해 케이블 모뎀(CM)의 메시지 전송 시간이 지연되어 케이블 모뎀(CM)의 초기화 시간이 길어지는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정 과정 동안 케이블 모뎀(CM)으로부터 대역 할당 요청 메시지를 수신하지 않고, 케이블 모뎀(CM)으로 적정량의 대역을 주기적으로 할당해주는 방법이 있을 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)이 데이터를 전송하는데 얼마만큼의 대역을 사용하는지 인지하지 못하는 상황에서 케이블 모뎀(CM)으로 충분한 대역을 할당해야 하므로, 효율적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 케이블 망에서 케이블 모뎀(CM)의 고속 초기화 설정을 위해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)의 비경쟁방식의 대역 할당 요청 메시지를 처리하여 케이블 모뎀(CM)에게 주기적으로 대역을 할당할 수 있도록 하기 위한, 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법에 있어서, 상기 케이블 모뎀으로 동기(SYNC) 메시지를 전송하고, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있음에 따라 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계; 상기 케이블 모뎀으로부터 대역 할당 요청 메시지 수신을 위한 제1 대역을 할당하여 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 대역 할당 요청 메시지를 통하여 요청받은 만큼의 제2 대역을 할당하는 단계; 및 상기 할당한 제2 대역을 통해 상기 케이블 모뎀으로부터 등록 요청 메시지를 수신하여 등록 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법에 있어서, 상기 케이블 모뎀으로 동기(SYNC) 메시지를 전송하고, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있음에 따라, 경쟁 전송 구간에서의 자원 요청 메시지 전송을 허락할 것인지를 나타내는 정보를 추가하여 상기 케이블 모뎀으로 전송하는 단계; 상기 케이블 모뎀으로부터 대역 할당 요청 메시지를 수신하기 위한 제1 대역을 할당하고, 상기 할당한 제1 대역 또는 경쟁기반을 통해 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 수신한 대역 할당 요청 메시지를 통하여 요청받은 만큼의 제2 대역을 할당하는 단계; 및 상기 할당한 제2 대역을 통해 상기 케이블 모뎀으로부터 등록 요청 메시지를 수신하여 등록 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에서 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 레인징 요청 메시지를 전송할 시에, 주기적인 대역 할당 필요성 여부를 알리는 정보를 삽입한다. 그러면, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 수신한 주기적 대역 할당의 필요성 여부에 대한 정보를 인지하여, 케이블 모뎀(CM)이 주기적으로 대역 할당 요청 메시지를 전송할 수 있도록 대역을 할당한다.
이때, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로 대역 할당 요청 메시지 전송 대역을 할당하는 데 있어서, 고정 길이의 대역 할당 요청 메시지를 전 송할 만큼의 대역만을 할당한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c 는 종래 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 레인징 메시지의 일실시예 구조도로서, 도 4a 는 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지를 나타내고, 도 4b 는 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 나타내며, 도 4c 는 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로부터 대역 할당을 요청하는 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지 또는 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 수신하였을 때 케이블 모뎀(CM)으로 송신하는 레인징 응답 메시지를 나타낸다.
여기서, 레인징 요청 메시지는 맥(MAC : Media Access Control) 관리 메시지 중의 하나로, 케이블 모뎀(CM)의 상향스트림 채널 획득을 위해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송하는 최초의 메시지를 의미한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지는 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header)(401)와, 14비트의 'SID' 필드(402)와, 하향스트림 채널 ID(Downstream Channel ID) 필드(403)와, 펜딩 틸 컴플리트(Pending Till Complete) 필드(또는 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(404)를 포함한다.
여기서, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'RNG-REQ' 메시지의 경우에는 펜딩 틸 컴플리트(Pending Till Complete) 필드를 포함한다. 한편, 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'INIT-RNG-REQ' 메시지의 경우에는 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드를 포함한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 본딩 채널에서 사용되는 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지는 맥 관리 메시지 헤더(405)와, 'Capability Flag' 필드(406)와, 하향 맥 도메인 서비스 그룹 ID(MD-DS-SG-ID) 필드(407)와, 하향스트림 채널 ID (Downstream Channel ID) 필드(408)와, 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(409)를 포함한다.
이때, 'Capability Flag' 필드(406)는 케이블 모뎀(CM)이 하향 맥 도메인 그룹이 정해지면 그룹 ID를 알리기 위해 사용되는 필드로서, 해당 케이블 모뎀(CM)이 프레임 분할 기능을 지원하는지를 통보한다.
또한, 'Capability Flag' 필드(406)는 최상위 1비트인 케이블 모뎀(CM)의 프레임 분할 가능성 여부를 나타내는 필드인 'Fragmentation Support' 필드(4061)와, 1비트의 'Early Authentication & Encryption Support' 필드(4062)와, 6비트의 보류비트(Reserved) 필드(4063)를 포함한다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM) 으로 송신하는 레인징 응답 메시지는, 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header)(410)와, 'SID' 필드(411)와, 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(412)와, TLV 인코딩 정보 필드(TLV Encoded Information 필드)(413)를 포함한다.
도 5a 내지 도 5c 는 본 발명에 따른 케이블 모뎀(CM)과 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)의 레인징 메시지의 일실시예 구조도로서, 도 5a 는 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지를 나타내고, 도 5b 는 케이블 데이터 서비스 인터페이스 규격(DOCSIS)의 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 나타내며, 도 5c 는 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로부터 주기적 대역 할당을 요청하는 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지 또는 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 수신하였을 때 케이블 모뎀(CM)으로 송신하는 레인징 응답 메시지를 나타낸다.
본 발명에서 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지는 케이블 모뎀(CM)의 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로의 주기적 대역 할당 요청 여부를 나타내기 위해 'SID' 필드에서 사용하지 않는 상위 2비트를 사용하고, 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지는 케이블 모뎀(CM)의 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로의 주기적 대역 할당 요청 여부를 나타내기 위해 'Capability Flag' 필드를 사용한다.
도 5a에 도시된 바와 같이, '(INIT-)RNG-REQ' 메시지는 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header)(501)와, 주기적 대역 할당이 필요한지를 나타내는 'Periodic Polling Support' 필드(503)와, 14비트의 'SID' 필드(504)와, 하향스트림 채널 ID(Downstream Channel ID) 필드(505)와, 펜딩 틸 컴플리트(Pending Till Complete) 필드(또는 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드)(506)를 포함한다.
여기서, 'RNG-REQ' 메시지의 경우에는 펜딩 틸 컴플리트(Pending Till Complete) 필드를 포함한다. 한편, 'INIT-RNG-REQ' 메시지의 경우에는 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(506)를 포함한다.
본 발명에 따른 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지의 구조는 종래의 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지의 구조와 동일하나, 본 발명에 따른 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지는 'SID' 필드의 최상위 비트(502)가 보류 비트로 설정되고 상위 두 번째 비트('Periodic Polling Support' 필드)(503)는 '1'로 설정되어, 케이블 모뎀(CM)이 고속의 초기화 설정 과정 수행을 필요로 할 시, 최초의 레인징 요청을 위해 케이블 모뎀(CM)에 의해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지는 맥 관리 메시지 헤더(507)와, 'Capability Flag' 필드(508)와, 하향 맥 도메인 서비스 그룹 ID 필드(MD-DS-SG-ID 필드)(509)와, 하향스트림 채널 ID(Downstream Channel ID) 필드(510)와, 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(511)를 포함한다.
이때, 'Capability Flag' 필드(508)는 케이블 모뎀(CM)이 하향 맥 도메인 그룹이 정해지면 그룹 ID를 알리기 위해 사용되는 필드로서, 해당 케이블 모뎀(CM)이 프레임 분할 기능을 지원하는지를 통보한다.
또한, 'Capability Flag' 필드(508)는 최상위 1비트인 'Fragmentation Support' 필드(5081)와, 'Early Authentication & Encryption Support' 필드(5082) 와, 'Periodic Polling Support' 필드(5083)와, 5비트의 보류비트(Reserved) 필드(5084)를 포함한다.
본 발명에 따른 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지의 구조는 종래의 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지의 구조와 동일하나, 본 발명에 따른 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지는 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지의 'Capability Flag'의 상위 세 번째 필드('Periodic Polling Support' 필드)(5083)가 '1'로 설정되고, 나머지 필드(Reserved)(5083)는 보류 비트로 설정되어 케이블 모뎀(CM)이 고속의 초기화 설정 과정 수행을 필요로 할 시, 최초의 레인징 요청을 위해 케이블 모뎀(CM)에 의해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송된다. 이러한 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 통해 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)에게 주기적인 대역 할당이 필요하다는 것을 통보할 수 있다.
그러나, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 주기적인 대역 할당이 필요하지 않은 경우 기존의 방식과 같이 'Capability Flag'의 상위 세 번째 필드('Periodic Polling Support' 필드)(5083)를 '0'으로 설정하여 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 레인징 요청 메시지를 전송한다.
도 5c에 도시된 바와 같이, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로 송신하는 레인징 응답 메시지는, 맥 관리 메시지 헤더(MAC Management Message Header)(512)와, 'SID' 필드(513)와, 상향스트림 채널 ID(Upstream Channel ID) 필드(514)와, TLV 인코딩 정보 필드(TLV Encoded Information 필드)(515)를 포함한다.
본 발명에서 케이블 모뎀(CM)이 '(INIT-)RNG-REQ' 또는 'B-INIT-RNG-REQ' 메 시지를 통해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 주기적 대역 할당을 요청한다면, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 레인징 응답 메시지의 TLV 인코딩 정보 필드(TLV Encoded Information 필드)(515)에 해당 케이블 모뎀(CM)으로 할당할 폴링 주기 및 폴링하는 동안 케이블 모뎀(CM)에 경쟁기반의 대역 요청 메시지 전송을 허락할 것인지를 나타내는 인코딩을 추가할 수 있도록 한다.
도 6 은 본 발명에 따른 케이블 모뎀의 고속 초기화 설정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로 'SYNC' 메시지를 전송하면(601), 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 'SYNC' 메시지를 수신하여 하향스트림 채널을 획득하고, 상향스트림 채널 획득을 위해 '(INIT-)RNG-REQ' 또는 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송한다(602).
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)를 수신하여, 수신한 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 케이블 모뎀(CM)이 주기적 대역 할당을 요청하는지(레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정이 되어 있는지)를 확인한다.
상기 확인 결과, 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 케이블 모뎀(CM)이 주기적 대역 할당을 요청한다면(레인징 요청 메시 지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정이 되어 있다면), 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 레인징 응답 메시지(RNG-RSP 메시지)에 폴링 주기 및 주기적으로 할당하는 대역 외에 경쟁 전송 구간에서의 자원 요청 메시지 전송도 허락할 것인지를 나타내는 'TLV'를 추가하고, 이를 케이블 모뎀(CM)으로 전송하여 케이블 모뎀(CM)의 주기적 대역 할당 요청 메시지 전송 외에 경쟁방식의 전송 허락 여부를 케이블 모뎀(CM)으로 통보한다(603).
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)이 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 전송할 수 있도록 고정 길이 대역을 주기적으로 할당하는 맵(MAP) 메시지를 케이블 모뎀(CM)으로 전송한다(604).
이어서, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 맵(MAP) 메시지를 수신하여 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 할당받은 대역 할당 요청 메시지 전송을 위한 대역만을 통해 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 케이블 모뎀 종단장치(CNTS)로 전송한다(케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 경쟁방식의 전송을 허락하지 않을 경우)(605).
이때, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 경쟁구간을 통해 수신되는 케이블 모뎀(CM)의 대역 요청 메시지는 무시하고, 폴링으로 할당하는 구간을 통해 수신한 케이블 모뎀(CM)의 대역 요청 메시지만 유효한 것으로 인식한다.
여기서, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)의 주기적 대역 할당 요청 메시지 전송 외에 경쟁방식의 전송도 허락한다면, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 맵(MAP) 메시지를 수신하여 케이블 모뎀 종단장 치(CMTS)로부터 할당받은 대역 할당 요청 메시지 전송을 위한 대역 및 경쟁 요청 전송 구간을 통해 동시에 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 케이블 모뎀 종단장치(CNTS)로 전송한다('도 6'에 도시되지 않음).
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 수신하여 케이블 모뎀(CM)으로부터 요청받은 만큼의 대역 할당 요청 메시지 전송 대역을 케이블 모뎀(CM)으로 할당하고, 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)의 수신을 위해 대기한다(606).
이때, 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지는 BPKM(Baseline Privacy Key Management), DHCP, ToD, TFTP 및 등록 절차와 관련된 요청 메시지 등을 의미한다.
이후, 케이블 모뎀(CM)은 보안 인증 절차를 수행하고(607), DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버에 접속하여 형상 정보 파일, 형상 정보와 관련된 정보, 케이블 모뎀(CM)의 IP 주소, ToD(Time of Day) 서버의 IP 주소 및 TFTP(Trivial File Transfer Protocol) 서버의 IP 주소 등을 획득한다(608).
그리고, 케이블 모뎀(CM)은 DHCP 서버로부터 수신한 정보(ToD 서버의 IP 주소)를 이용하여 ToD 서버에 접속하여 시간 및 날짜 정보를 획득하고(609), TFTP 서버에 접속하여 케이블 모뎀(CM)의 등록 과정에 필요한 형상 정보 파일을 다운로드 받아 형상 정보를 획득한다(610).
이어서, 케이블 모뎀(CM)은 등록 요청 메시지를 전송하기 위해 할당받은 대역을 통해 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송한다(611).
그리고, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 수신하여 이에 해당하는 등록 응답 메시지(RSP 메시지(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등))를 케이블 모뎀(CM)으로 전송한다(612).
다음으로, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 등록 응답 메시지(RSP 메시지(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 수신하여 초기화 설정이 완료되면 등록이 성공적으로 완료되었다는 메시지를 포함하는 등록 확인 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송한다(613).
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 등록 확인 메시지를 수신하여 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되었는지를 판단하고, 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되었다면 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)에 대한 초기화 설정 과정을 종료하며, 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되지 않았다면 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 또 다른 대역 할당 요청 메시지 수신을 위해 맵(MAP) 메시지를 전송한다(604).
여기서, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로부터 수신한 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)를 확인한 결과, 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 케이블 모뎀(CM)이 주기적 대역 할당을 요청하지 않는다면(레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정이 되어 있지 않다면), 기존의 방식으로 케이블 모뎀(CM)의 초기화를 설정한다.
이를 상세하게 살펴보면, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로부터 수신한 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)를 확인한 결과, 레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 케이블 모뎀(CM)이 주기적 대역 할당을 요청하지 않는다면(레인징 요청 메시지((INIT-)RNG-REQ 또는 B-INIT-RNG-REQ 메시지)에서 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정이 되어 있지 않다면), 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 기존의 방식과 동일하게 케이블 모뎀(CM)이 경쟁기반의 요청 전송 구간으로 대역 할당 요청 메시지를 전송할 수 있도록 레인징 응답 메시지(RNG-RSP 메시지) 및 맵(MAP) 메시지를 전송한다.
이후, 케이블 모뎀 (CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 레인징 응답 메시지(RNG-RSP 메시지) 및 맵(MAP) 메시지를 수신하여, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 경쟁기반의 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 전송한다.
이어서, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 경쟁기반의 대역 할당 요청 메시지(BW-REQ 메시지)를 수신하여, 케이블 모뎀(CM)으로부터 요청받은 만큼의 등록 요청 메시지 전송 할당 대역을 케이블 모뎀(CM)으로 할당하고, 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)의 수신을 위해 대기한다.
이때, 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지는 BPKM(Baseline Privacy Key Management), DHCP, ToD, TFTP 및 등록 절차와 관련된 요청 메시지 등을 의미한다.
이후, 케이블 모뎀(CM)은 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 등록 요청 메시지 전송 할당 대역을 통해 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송한다. 그리고, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 초기화 설정 과정에 필요한 요청 메시지(등록 요청 메시지)(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 수신하여 이에 해당하는 등록 응답 메시지(RSP 메시지(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등))를 케이블 모뎀(CM)으로 전송한다.
다음으로, 케이블 모뎀(CM)은 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로부터 등록 응답 메시지(RSP 메시지(BPKM, DHCP, ToD, TFTP, REG 등)를 수신하여 초기화 설정이 완료되면 등록이 성공적으로 완료되었다는 메시지를 포함하는 등록 확인 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송한다.
이후, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 등록 확인 메시지를 수신하여 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되었는지를 판단하여, 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되었다면 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)에 대한 초기화 설정 과정을 종료하고, 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정이 완료되지 않았다면 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)는 케이블 모뎀(CM)으로부터 또 다른 경쟁기반의 대역 할당 요청 메시지 수신을 위해 맵(MAP) 메시지를 전송한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 케이블 모뎀(CM)이 경쟁기반의 대역 요청 메시지를 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)로 전송하는 과정을 생략하고 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)에게 주기적으로 대역을 할당함으로써, 케이블 모뎀(CM)의 초기화 설정을 보다 빠르게 완료할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 케이블 모뎀 종단장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)으로 고정 길이의 대역 할당 요청 메시지 전송 대역만을 할당함으로써, 자원의 손실이 적다는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법에 있어서,
    상기 케이블 모뎀으로 동기(SYNC) 메시지를 전송하고, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있음에 따라 레인징 응답 메시지를 전송하는 단계;
    상기 케이블 모뎀으로부터 대역 할당 요청 메시지 수신을 위한 제1 대역을 할당하여 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 대역 할당 요청 메시지를 통하여 요청받은 만큼의 제2 대역을 할당하는 단계; 및
    상기 할당한 제2 대역을 통해 상기 케이블 모뎀으로부터 등록 요청 메시지를 수신하여 등록 응답 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법.
  2. 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법에 있어서,
    상기 케이블 모뎀으로 동기(SYNC) 메시지를 전송하고, 상기 케이블 모뎀으로부터 레인징 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있음에 따라, 경쟁 전송 구간에서의 자원 요청 메시지 전송을 허락할 것인지를 나타내는 정보를 추가하여 상기 케이블 모뎀으로 전송하는 단계;
    상기 케이블 모뎀으로부터 대역 할당 요청 메시지를 수신하기 위한 제1 대역을 할당하고, 상기 할당한 제1 대역 또는 경쟁기반을 통해 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신한 대역 할당 요청 메시지를 통하여 요청받은 만큼의 제2 대역을 할당하는 단계; 및
    상기 할당한 제2 대역을 통해 상기 케이블 모뎀으로부터 등록 요청 메시지를 수신하여 등록 응답 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 레인징 메시지에 주기적 대역 할당을 요청하는 비트가 설정되어 있지 않음에 따라, 경쟁 요청 전송 구간을 통해 대역 할당 요청 메시지를 수신하는 단계
    를 더 포함하는 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 레인징 메시지는,
    상기 케이블 모뎀이 주기적인 대역 할당을 필요로 함을 알리기 위해 '(INIT-)RNG-REQ' 메시지의 'SID' 필드의 사용되지 않는 필드를 이용하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 레인징 메시지는,
    상기 케이블 모뎀이 주기적인 대역 할당이 필요함을 알리기 위해 'B-INIT-RNG-REQ' 메시지의 'Capability Flag' 필드의 사용되지 않는 필드를 이용하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀과 연결된 케이블 모뎀 종단장치에서의 초기화 설정 방법.
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