KR100942131B1

KR100942131B1 - 상향 채널―결합을 지원하는 케이블모뎀 시스템에서서비스―식별자（ｓｉｄ）자원의 효율적인 자원―요청 전송장치 및 방법

Info

Publication number: KR100942131B1
Application number: KR1020070121485A
Authority: KR
Inventors: 홍승은; 권호진; 권오형; 이수인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2010-02-16
Also published as: US20090135850A1; KR20090054684A

Abstract

본 발명에 따른 상향 채널-결합을 지원하는 케이블모뎀 시스템에서 서비스-식별자(SID) 자원의 효율적인 자원-요청 전송 장치 및 방법은, 복수 상향 채널로 송신하는 케이블 모뎀에서 상향 패킷을 전송하기 위한 상향 대역폭을 요청하는 방법에 관한 것이다.

특히 케이블모뎀이 전송한 이전 자원-요청에 대한 자원-할당이 완료되기 전에, 신규 발생 패킷들에 대한 추가 자원-요청을 수행하는 과정에서의 자원-요청과 자원-할당의 불일치는 케이블모뎀에서의 상향 전송 큐 길이 증가와 그에 따른 지연을 초래하게 되는 바 그에 대한 해결 방법을 제시하고자 한다.

또한 케이블 모뎀(CM)으로부터 대역폭-누적-요청(CR) 및 대역폭-추가-요청(AR)을 수신한 케이블모뎀 종단 장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)이 요청한 대역폭의 양을 재계산하는 방안을 제시한다.

케이블 모뎀, 패킷 전송, 자원 할당

Description

상향 채널―결합을 지원하는 케이블모뎀 시스템에서 서비스―식별자（ＳＩＤ）자원의 효율적인 자원―요청 전송 장치 및 방법 {METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING RESOURCE-REQUEST FOR USING EFFICIENTLY SERVICE-IDENTIFIER(SID) RESOURCE IN CABLE MODEM SYSTEM SUPPORTING UPSTREAM CHANNEL-BONDING}

본 발명은 케이블모뎀 시스템에서 상향 패킷 전송을 위한 자원 요청 및 할당 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상향 채널-결합을 지원하는 케이블모뎀 시스템에서 서비스-식별자(SID) 자원의 효율적인 자원-요청 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 IT 성장동력 기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2006-S-019-02, 과제명: 하향 1Gbps 디지털 케이블 송수신 시스템 개발].

DOCSIS 3.0 규격에 따른 케이블모뎀 시스템은 복수 개의 상향 송신 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있는 채널-결합 방식을 사용할 수 있다. 케이블모뎀 시스템에서 상향 송신의 경우, 다수의 케이블모뎀(CM)이 하나의 케이블모뎀종단장치(CMTS)에게 전송하기 때문에, 케이블모뎀종단장치는 특정 케이블모뎀이 상향 전 송할 수 있는 기회를 지정하게 되며, 이를 위해 상향 전송할 데이터를 갖는 케이블모뎀들은 데이터의 량을 케이블모뎀종단장치에게 통보하여야 한다. 즉, 케이블 모뎀은 서비스 플로우 별로 데이터 량을 구별하여 통보할 수 있어야 하고, 이에 따라 케이블모뎀종단장치는 상향 전송할 데이터량을 통보한 케이블모뎀과 케이블모뎀의 서비스 플로우를 구별한 후, 상향 전송 자원을 할당할 수 있는 방법이 요구된다.

상기와 같이 상향 전송을 위한 자원-요청 및 자원-할당 과정에서, 케이블모뎀 및 서비스플로우를 구별할 수 있는 식별자가 사용되는데, 이를 서비스 식별자 (Service Identifier, 이하 SID라 함)라 한다. 상기 SID는 특정 상향 채널에서 케이블모뎀 및 서비스 플로우를 고유하게 식별하기 위해 사용된다.

케이블모뎀이 전송한 이전 자원-요청에 대한 자원-할당이 완료되기 전에, 신규 발생 패킷들에 대한 추가 자원-요청(미해결 (outstanding) 자원-요청이라 함)을 수행할 수 있는데, 이는 채널-결합을 통해 넓어진 상향 파이프를 트래픽으로 꽉 채우기 위함이다. 하지만, 추가 자원-요청 정보들이 채널-오류로 인해 손실될 수 있고, 이를 케이블모뎀이 신속히 할 수 없기 때문에 자원-요청 정보와 자원-할당 정보가 서로 일치하지 않을 수 있다는 문제가 있다.

또한 이러한 자원-요청과 자원-할당 불일치는 케이블모뎀에서의 상향 전송 큐 길이 증가와 그에 따른 지연을 초래하게 되어 그 해결 방법이 요구된다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 케이블모뎀 서비스 플로우 별로 하나의 SID 클러스터를 할당하여 SID 자원 낭비를 막고, 이와 함께 채널-결합을 통해 넓어진 상향 대역을 충분히 활용할 수 있도록 복수 개의 미해결 자원-요청을 효과적으로 전송할 수 있는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 복수 상향 채널로 송신하는 케이블 모뎀에서 상향 패킷을 전송하기 위한 상향 대역폭을 요청하는 방법에 있어서, 하향 채널 에러 등에 의한 MAP 메시지 손실, 케이블 모뎀에서의 상향 패킷 삭제 또는 케이블 모뎀에서 요청한 대역폭 메시지 손실을 검출하거나, 일정 횟수의 대역폭-추가-요청(Additive Request: AR)을 통해 대역폭을 요청하면 케이블 모뎀이 대역폭-누적-요청(Cumulative Request: CR)을 피기백(piggyback) 방식 또는 스탠드-얼론(stand-alone) 방식으로 요청하는 방안을 제시한다.

또한 케이블 모뎀(CM)으로부터 대역폭-누적-요청(CR) 및 대역폭-추가-요청(AR)을 수신한 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)가 케이블 모뎀(CM)이 요청한 대역폭의 양을 재계산하는 방안을 제시한다.

상기 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명 일실시예에 따른 케이블 모뎀 요청 검사 수단 제어방법은 새로운 패킷의 도착 여부를 검사하는 단계, 상기 검사 결과, 새로운 패킷이 도착한 경우, 상향 대역폭 추가 요청을 위한 상기 새로운 패킷 크기에 따른 추가 요청 자원양을 계산하는 단계, 상기 추가 요청 자원양의 계산 후, 자원 요청 방법을 결정하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀 누적 요청 수단 제어 방법은 대역폭 누적 요청 신호 입력을 대기하는 단계, 상기 대기 결과, 대역폭 누적 요청 신호를 입력 받은 경우 현재 상향 패킷 버퍼 수단 내의 전송할 패킷들의 총 크기를 계산하는 단계, 상기 계산 후, 상향 채널 자원의 할당 여부를 검사하는 단계, 상기 검사 결과, 상향 채널 자원을 할당 받은 경우 상향 패킷을 전송하고, 상기 계산 결과를 상향 맥(MAC) 프레임 처리 수단으로 전달하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법은 대역폭 요청 정보를 수집하는 주기 동안 대역폭 요청 메시지 또는 세그먼트 헤더들의 수집 여부를 검사하는 단계, 상기 검사 결과, 대역폭 요청 정보를 1개 이상 수집한 경우 상기 대역폭 요청 정보의 추가 요청 여부를 검사하는 단계, 상기 대역폭 요청 신호가 대역폭 추가 요청인 경우에는 대역폭 추가 요청량을 계산하는 단계, 상기 대역폭 추가 요청량 계산 후, 해당 서비스에 대한 전체 자원 할당 대기양을 계산하여 갱신하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 케이블모뎀 서비스 플로우 별로 하나의 SID 클러스터를 사용하여 서비스 식별자(SID) 자원 낭비를 막고, 채널 오류로 인해 손실될 수 있는 자원-요청 정보를 손쉽게 복구함으로써 복수 개의 미해결 자원-요청을 효과적으로 전송할 수 있는 방법을 제공하여 채널-결합을 통해 넓어진 상향 대역을 충분히 활용할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는, 첨부된 도면들 및 상기 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

복수 개의 상향 채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 DOCSIS 3.0 케이블모뎀 시스템에서, 케이블모뎀종단장치 및 케이블모뎀은 특정 서비스 플로우의 자원-요청 및 자원-할당 과정에서 상향 채널 별로 할당되는 서비스 식별자(SID) 그룹을 사용하게 되는데, 이를 SID 클러스터라 한다. <표 1> 에는 SID 클러스터의 사용 예를 도시하고 있다.

<표 1> 상향 4개 채널-결합의 자원-요청/자원-할당을 위한 단일 SID 클러스터 예

상기 <표 1> 은 상향 채널 4개를 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 특정 케이블모뎀 서비스 플로우가 할당 받은 SID 클러스터를 도시하고 있다.

<표 1>에 따르면, 상기 케이블모뎀 서비스 플로우가 데이터 전송에 사용할 수 있는 상향 채널들은 US_CH1, US_CH2, US_CH3, 그리고 US_CH4이고, 각 상향 채널에서 자원-요청 및 자원-할당에 사용되는 SID는 채널 별로, 각각 13, 101, 264, 그리고 1001이다. <표 1> 와 같이 SID 클러스터를 할당 받은 케이블모뎀 서비스 플로우는 SID=101를 이용해 CH2를 통해 400 바이트의 자원-요청을 전송할 수 있고, 케이블모뎀종단장치는 CH1/CH2/CH3/CH4로 각각 SID=13, SID=101, SID=264, SID=1001를 통해 100바이트씩 자원-할당을 할 수 있다.

DOCSIS 3.0 케이블모뎀 시스템에서는 케이블모뎀이 전송한 이전 자원-요청에 대한 자원-할당이 완료되기 전에, 신규 발생 패킷들에 대한 추가 자원-요청(미해결 (outstanding) 자원-요청이라 함)을 수행할 수 있는데, 이는 채널-결합을 통해 넓어진 상향 파이프를 트래픽으로 꽉 채우기 위함이다. 하지만, 추가 자원-요청 정보들이 채널-오류로 인해 손실될 수 있고, 이를 케이블모뎀이 신속히 할 수 없기 때 문에 자원-요청 정보와 자원-할당 정보가 서로 일치하지 않을 수 있다.

이러한 자원-요청과 자원-할당 불일치는 케이블모뎀에서의 상향 전송 큐 길이 증가와 그에 따른 지연을 초래하게 된다. 이를 방지하기 위해, DOCSIS 3.0 케이블모뎀 시스템에서는 <표2>와 같이 특정 케이블모뎀 서비스 플로우에게 하나 이상 최대 8개까지의 SID 클러스터를 할당할 수 있도록 하였으며, 다음과 같은 4 가지의 SID 클러스터 변경 기준을 설정하였다.

(1) SID 클러스터당 최대 요청 회수: 주어진 SID 클러스터를 사용하여 생성할 수 있는 최대 자원-요청 수(1 ~ 255)를 규정한다. Default 값은 0이고, 0 값은 SID 클러스터 사용 최대값에 제한이 없다는 것을 의미한다.

(2) SID 클러스터당 최대 미해결(outstanding) 바이트 수: 주어진 SID 클러스터를 사용하여 전송한 자원-요청 메시지들의 자원 요청 량 중 미해결된 자원 요청 량의 최대 바이트 수(1 ~ 4294967295)를 규정한다. Default 값은 0이고, 0 값은 SID 클러스터 사용 최대값에 제한이 없다는 것을 의미한다.

(3) SID 클러스터당 최대 요청 바이트 수: 주어진 SID 클러스터를 사용하여 요청할 수 있는 자원 요청 량의 최대 바이트 수(1 ~ 4294967295)를 규정한다. Default 값은 0이고, 0 값은 SID 클러스터 사용 최대값에 제한이 없다는 것을 의미한다.

(4) SID 클러스터 최대 사용 시간: 주어진 SID 클러스터를 사용할 수 있는 최대 시간 값(1 ~ 65535, 단위: milliseconds)을 규정한다. Default 값은 0이고, 0 값은 SID 클러스터 사용 최대값에 제한이 없다는 것을 의미한다.

복수 개의 SID 클러스터를 할당 받은 케이블모뎀은 상기 네 가지 기준에서 어느 한 기준의 설정된 최대값을 초과하는 경우 SID 클러스터를 변경해야 한다.

<표 2> 상향 4개 채널-결합의 자원-요청/자원-할당을 위한 복수 SID 클러스터 예

<표 2>와 같이 케이블모뎀 서비스 플로우 별로 복수 개의 SID 클러스터를 할당하는 것은 SID 자원을 낭비할 수 있으며, 이는 서비스를 제공할 수 있는 케이블 모뎀 수 및 서비스 플로우 수를 제한할 수도 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 상향 대역폭 요청 블록을 포함하는 복수개의 송신 채널을 가지는 케이블 모뎀의 블록도이다.

이하, 도 1 을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 상향 대역폭 요청 블록을 포함하는 복수개의 송신 채널을 가지는 케이블 모뎀의 구성 및 동작을 설명한다.

본 발명을 따르는 상향 대역폭 요청 블록을 포함하는 복수개의 송신 채널을 가지는 케이블 모뎀(CM)은 복수 하향 채널로부터 RF 신호를 입력 받아 데이터 신호로 바꾸어주는 다중 수신 블록(111), 다중 수신 블록으로부터 데이터를 입력 받아 DOCSIS 프로토콜을 처리하는 하향 DOCSIS MAC 프레임 처리 블록(112), 하향 DOCSIS MAC 프레임 처리 블록으로부터 MAC 관리 메시지 중에서 MAP 메시지를 수신하여 처리하는 MAP 메시지 처리 블록(113)들로 구성되는 하향 MAC(110), 하향 MAC으로부터 하향 데이터를 입력 받아 사용자 장치들에게 전송하거나 사용자 장치들에게 데이터를 입력 받아 상향 MAC으로 전송하는 상/하향 CPE 인터페이스 블록(120), 상/하향 CPE 인터페이스 블록으로부터 상향 데이터를 입력 받아 저장하는 상향 패킷 버퍼 블록(134), 상향 패킷 버퍼로부터 상향 패킷을 처리하는 상향 DOCSIS MAC 프레임 처리 블록(135), 상향 DOCSIS MAC 프레임 처리 블록으로부터 상향 데이터를 입력 받아 RF 신호로 출력하는 다중 상향 PHY 블록(136), 상향 대역폭 요청 블록(140)을 포함하는 상향 MAC(130) 등으로 구성된다.

특히 상기 상향 대역폭 요청 블록(140)은 상향 패킷 버퍼 수단을 검사하여 전송할 패킷의 존재를 인지한 후 자원을 요청하기 위한 방법을 결정하여 통보하고, 맵 메시지 처리 오류를 검사함으로써, 추가 또는 누적 요청 블록을 제어하는 케이블 모뎀(CM) 요청 검사 블록(131), 상기 케이블 모뎀 요청 검사 수단에서의 자원 요청 방법 결정 통보에 따라, 현재 상향 패킷 버퍼 수단내의 전송할 패킷들의 총 크기를 계산하고, 이를 독립 요청 메시지 또는 피기-백 방법으로 요청할 지 여부를 결정하는 케이블 모뎀(CM) 누적 요청 블록(132), 및 상기 케이블 모뎀 요청 검사 수단에서의 자원 요청 방법 결정 통보에 따라, 신규 요청 자원의 크기를 계산하고, 이를 독립 요청 메시지로 요청할 것인지, 또는 피기-백 방법으로 요청할 것인지 여부를 결정하여 추가 요청 관련 처리를 수행하는 케이블 모뎀(CM) 추가 요청 블록(133) 등으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 상향 대역폭 요청 블록을 구성하는 케이블 모뎀(CM) 요청 검사 블록의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 2 에 도시하였듯이 케이블 모뎀(CM) 요청 검사는 케이블 모뎀 요청 검사 블록이 상향 패킷 버퍼 블록을 검사하여 전송할 패킷의 존재를 인지한 후 자원을 요청하기 위한 방법을 결정하기 위한 것이다.

여기서 자원을 요청하는 방법으로는 누적 요청 방법과 추가 요청 방법이 있기 때문에 2개 방법 중 하나의 방법으로 결정하는 역할을 상기 케이블 모뎀 요청 검사 블록(131)이 수행하게 된다. 이를 위해 먼저 상향 패킷 버퍼 블록(134)을 검사하여 새로운 패킷, 즉 전송할 패킷의 존재 여부를 검사하게 되고(S210), 상기 검사 결과, 새로운 패킷이 도착하였다면 상향 대역폭을 추가로 요청하기 위한 새로운 패킷의 크기에 따라 추가 요청할 자원양을 계산한다(S211).

상기 추가 요청할 자원양의 계산 후, 자원을 요청하기 위한 방법을 결정하게 되는데, 이를 위해 추가 요청한 카운터를 검사하고(S240), 상기 카운터 검사 결과, 대역폭 추가 요청한 카운터가 일정 횟수보다 작으면 대역폭 추가 요청 신호를 출력하고(S241), 상기 대역폭 추가 요청한 카운터가 일정 횟수 이상이면 대역폭 누적 요청 신호를 출력(S242) 함으로써 자원을 어떻게 요청할 지 결정하게 된다.

만약 상기 새로운 패킷, 즉 전송할 패킷의 존재 여부의 검사 결과(S210), 새 로운 패킷이 도착하지 않았다면 추가 요청할 자원양을 0(없음)으로 설정하고(S212), MAP 메시지 처리기로부터 MAP 메시지 처리 오류가 있는지 검사하게 된다(S220). 상기 MAP 메시지 처리 오류 검사 결과, 오류가 발생하지 않았다면 상향 패킷을 삭제하였는지 검사하여(S230), 상향 패킷을 삭제하였다면 대역폭 누적 요청을 출력하여 케이블 모뎀 누락 요청 수단이 구동 되도록 한다(S231).

상기 MAP 메시지 처리 오류 검사 결과, 오류가 발생하였다면 대역폭 누적 요청을 출력하는 단계(S221)로 동작한다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀(CM) 추가 요청 처리 블록의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3 에 도시하였듯이 케이블 모뎀(CM) 추가 요청은 앞에서 2개의 자원을 요청하는 방법 중 추가 요청 방법으로 결정 하였다면, 케이블 모뎀 추가 요청 블록으로 자원 요청을 시작하도록 통보함으로써 시작 된다.

이 경우 케이블 모뎀 추가 요청 블록은 자원 요청을 인지하면 현재 상향 패킷 버퍼 블록내의 전송할 패킷들의 총 크기에서 기존에 자원 요청한 크기를　고려하여　신규로 요청해야 되는 자원 요청 크기를 계산하고, 이를 독립적인 요청 메시지로 요청할 것인지 아니면 피기-백 방법으로 요청할 것인지 결정한다.

만약 자원을 할당 받아 상향 패킷을 전송할 수 있는 경우에는 피기-백 방법으로 요청하고, 그렇지 않은 경우에는 독립적인 요청 메시지로 요청하게 된다.

이를 위해 케이블 모뎀(CM) 추가 요청 처리 동작(300)은 우선, 대역폭 추가 요청 신호를 입력 받는 것을 대기하다가(S301), 대역폭 추가 요청 신호를 입력 받 으면 신규의 추가 요청할 자원 양을 계산하게 된다(S302), 상기 추가 요청 자원량 계산 후, 상향 채널 자원을 할당 받았는지 검사하여(S310), 자원을 할당 받은 경우. 상향 패킷을 전송하고, 피기백 방식으로 요청할 수 있도록 계산 결과를 상향 DOCSIS MAC 프레임 처리 수단(블록)으로 전달하게 된다(S311).

그러나, 상기 상향 채널 자원의 할당 여부 검사 결과, 상향 채널 자원을 할당 받지 못하였다면 자원-요청 메시지를 생성하고(S312), 상기 생성된 자원-요청 메시지를 다중 상향 물리 계층 (Multiple Upstream PHY) 수단(블록)으로 전달하게 된다(S313).

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀(CM) 누적 요청 처리 블록의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4 에 도시하였듯이 케이블 모뎀(CM) 누적 요청은 앞에서 2개의 자원을 요청하는 방법 중 누적 요청 방법으로 결정하였다면, 케이블 모뎀 누적 요청 블록으로 자원을 요청함으로써 시작된다.

상기 케이블 모뎀 누적 요청 블록은 자원 요청을 인지하면 현재 상향 패킷 버퍼 블록내의 전송할 패킷들의 총 크기를 계산하고 이를 독립적인 요청 메시지로 요청할 것인지 아니면 피기-백 방법으로 요청할 것인지 결정한다. 만약 자원을 할당 받아 상향 패킷을 전송할 수 있는 경우에는 피기-백 방법으로 요청하고, 그렇지 않은 경우에는 독립적인 요청 메시지로 요청하게 된다.

이를 위해 상기 케이블 모뎀 누적 요청 처리 동작(400)은 대역폭 누적 요청 신호 입력을 대기하다가(S401), 상기 대역폭 누적 요청 신호를 입력 받으면 누적 요청할 자원 양을 계산한다(S402). 여기서 누적 요청할 자원 양의 계산이란 현재 상향 패킷 전송 버퍼 블록내에 존재하는 모든 패킷들의 크기를　계산하는 것을 말한다. 상기 계산 후, 상향 채널 자원을 할당 받았는지 검사하여(S410), 만약 상향 채널 자원을 할당 받아 상향 패킷을 전송하면 피기백 방식으로 요청할 수 있도록 계산 결과를 상향 DOCSIS MAC 프레임 처리 수단(블록)으로 전달하게 된다(S411).

그러나, 상기 상향 채널 자원의 할당 여부 검사 결과, 자원을 할당 받지 못하였다면 추가로 대역폭을 요청해야 하는지 검사하는데(S420), 상기 추가 대역폭 요청 필요 여부를 검사한 결과, 추가로 대역폭을 요청해야 하면 자원-요청 메시지를 생성하고(S421), 상기 생성된 자원-요청 메시지를 다중 상향 물리 계층 (Multiple Upstream PHY) 수단(블록)으로 전달하게 된다(S422).

특히 본 발명에 따르는 상향 대역폭 요청 블록을 포함하는 케이블 모뎀(CM)이 상향 자원을 받기 위해 대역폭-누적-요청(CR) 또는 대역폭-추가-요청(AR)을 피기백(piggyback) 방식과 스탠드 얼론(stand-alone) 방식으로 요청 할 때 이를 구분하기 위해 상향 자원 요청 메시지 또는 세그먼트 헤더 내의 특정 필드 값으로 설정하여 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)가 판단할 수 있도록 한다. 여기서 피기백(Piggyback) 방식이란 수신측에서 수신된 데이터에 대한 확인(Acknowledgement)을 즉시 보내지 않고, 전송할 데이터가 있는 경우에만, 제어 프레임을 별도로 사용하지 않고 기존의 데이터 프레임에 확인 필드를 덧붙여 전송(Piggyback)하는 흐름제어 방식을 말한다.

도 5 에서 도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 상기에서 서술한 대역폭-누적 -요청(CR)과 대역폭-추가-요청(AR)을 구분하기 위한 상향 자원 요청 메시지와 세그먼트 헤더의 변경 필드 및 값을 도시한 도면이다.

도 5 는 대역폭 추가 요청 메시지, 도 6 은 대역폭 누적 요청 메시지, 도 7 은 대역폭 추가 요청 정보를 포함하는 세그먼트 헤더, 도 8 은 대역폭 누적 요청 정보를 포함하는 세그먼트 헤더 형식을 나타낸다. 이하에서 각각에 대해 설명한다.

도 5 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 메시지 형식을 도시한 도면이다.

이하, 도 5 를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 메시지 형식을 설명한다.

도 5 에 도시하였듯이 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 메시지(510)는 프레임의 종류 정보 및 확장헤더 헤더 정보를 나타내는 프레임 제어 필드(520), 요청하고자 하는 상향 자원의 양의 정보를 나타내는 요청 필드(511), 요청하고자 하는 서비스 및 요청 정보를 나타내는 서비스 식별자 필드(512), 상향 대역폭 추가 요청 메시지 전송 오류를 검사하기 위한 HCS 필드로 구성된다.

특히 프레임 제어 필드(520)는 프레임의 종류를 나타내는 프레임 종류 필드(521), 프레임 종류에 따른 프레임 정보를 나타내는 프레임 파라미터 필드(522), 확장헤더의 존재 여부를 나타내는 EHDR_ON 필드(523) 등으로 구성된다. 이때 상향 대역폭 추가 요청 메시지의 프레임 종류 필드 값은 MAC 관리 메시지이므로 b11을, 프레임 파라미터 필드 값은 요청 메시지 이므로 b00100을, EHDR_ON 필드 값은 반드시 확장헤더가 없으므로 b0을 가진다.

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 누적 요청 메시지 형식을 도시한 도면이다.

이하, 도 6 을 참조하여 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 누적 요청 메시지 형식을 설명한다.

도 6 에 도시하였듯이 본 발명에 따른 상향 대역폭 누적 요청 메시지(510)는 프레임의 종류 정보 및 확장헤더 헤더 정보를 나타내는 프레임 제어 필드(520), 요청하고자 하는 상향 자원의 양의 정보를 나타내는 요청 필드(511), 요청하고자 하는 서비스 및 요청 정보를 나타내는 서비스 식별자 필드(512), 상향 대역폭 추가 요청 메시지 전송 오류를 검사하기 위한 HCS 필드로 구성된다.

특히 프레임 제어 필드(520)는 프레임의 종류를 나타내는 프레임 종류 필드(521), 프레임 종류에 따른 프레임 정보를 나타내는 프레임 파라미터 필드(524), 확장헤더의 존재 여부를 나타내는 EHDR_ON 필드(523)로 구성된다. 이때 상향 대역폭 추가 요청 메시지의 프레임 종류 필드 값은 MAC 관리 메시지이므로 b11을, 프레임 파라미터 필드 값은 누적 요청 메시지를 나타내는 본 발명에 따라 새로이 정의된 파라미터 b00101을, EHDR_ON 필드 값은 반드시 확장헤더가 없으므로 b0을 가진다.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더 형식을 도시한 도면이다.

이하, 도 7 을 참조하여 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더 형식을 설명한다.

도 7 에 도시하였듯이 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더(530)은 DOCSIS 프레임의 시작을 포함하는지 나타내는 PFI 필드(531), 예약 필드(532), DOCSIS 프레임 시작을 포함하는 세그먼트 헤더에서의 DOCSIS 프레임 시작 위치를 나타내는 포인터 필드(533), 해당 서비스 플로우에 대한 세그먼트 번호를 나타내는 순서 번호 필드(534), 서비스 종류를 나타내는 SC 필드(535), 해당 서비스 플로우에 대해 요청하고자 하는 상향 자원의 양의 정보를 나타내는 요청 필드(536), 세그먼트 헤더 오류를 검사하기 위한 HCS 필드(537)로 구성된다.

도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 누적 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더 형식을 도시한 도면이다.

이하, 도 8 을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 누적 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더 형식을 설명한다.

도 8 에 도시하였듯이 본 발명에 따른 상향 대역폭 누적 요청 정보를 포함한 세그먼트 헤더(530)은 DOCSIS 프레임의 시작을 포함하는지 나타내는 PFI 필드(531), 대역폭 누적 요청 정보임을 나타내는 예약 필드(532), DOCSIS 프레임 시작을 포함하는 세그먼트 헤더에서의 DOCSIS 프레임 시작 위치를 나타내는 포인터 필드(533), 해당 서비스 플로우에 대한 세그먼트 번호를 나타내는 순서 번호 필드(534), 서비스 종류를 나타내는 SC 필드(535), 해당 서비스 플로우에 대해 요청하고자 하는 상향 자원의 양의 정보를 나타내는 요청 필드(536), 세그먼트 헤더 오류를 검사하기 위한 HCS 필드(537)로 구성된다.

따라서 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)는 상기 도 5 에서 도 8 에 나타낸 4가지 종류의 대역폭 요청 정보를 각각 처리하여 케이블 모뎀(CM)에게 대역폭을 할당 하여야 한다.

도 9 는 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)의 상향 대역폭 할당 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.

이하, 도 9 를 참조하여 본 발명에 따르는 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)가 4가지 종류의 대역폭 요청 정보를 처리하여 케이블 모뎀(CM)에게 대역폭을 할당하는 방법 및 특히 대역폭을 할당 할 때 대역폭 할당 크기를 결정하는 방법도 포함하여 설명한다.

도 9 에 도시하였듯이 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)가 상향 대역폭을 할당하는 처리 방법(600)은 우선 대역폭 요청 정보를 수집하는 주기 동안 대역폭 요청 메시지 또는 세그먼트 헤더들을 수집하였는지 검사한다(S610), 상기 검사 결과, 대역폭 요청 정보를 1개 이상 수집하였다면 상기 수집된 대역폭 요청 정보가 추가 요청인지 검사하여(S620), 대역폭 추가 요청이면 대역폭 추가 요청 양을 계산하고(S621), 상기 대역폭 추가 요청 양에 따른 해당 서비스에 대한 전체 자원 할당 대기양을 계산하여 갱신하게 된다(S622),

그러나, 상기 수집된 대역폭 요청 정보가 대역폭 누적 요청이면 대역폭 누적 요청 양을 계산하고(S623), 상기 대역폭 누적 요청 양 계산에 따라 해당 서비스에 대한 전체 자원 할당 대기양을 계산하여 갱신한 후(S624), 상기 누적 할당 양 값을 초기화 하게 된다(S624).

만약 케이블 모뎀으로부터 대역폭 요청 정보를 1개도 수집하지 못했거나, 자원 할당 대기양 계산을 완료하였다면, MAP 메시지를 전송할 때까지 대기하고 있다가(S630), MAP 메시지를 전송하게 되면 상향 대역폭을 할당하고(S631), 누적 할당 양(S632) 및 자원 할당 대기양을 갱신(S633) 하게 된다.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 누적 할당 양을 계산하는 방법을 도시한 흐름도이다.

특히 도 10 에서는 상기 도 5 ~ 도 8 에서 누적 할당 양을 계산하는 동작의 절차를 도시하였다.

도 10 에 도시하였듯이 케이블 모뎀 종단 장치(CMTS)에서의 누적 할당 양을 계산하는 방법(700)은 우선 초기화 절차를 수행해야 되는지 검사하여(S710), 만약 초기화 절차를 수행해야 되면 누적 할당 양을 없음(0)으로 초기화하게 된다(S711).

그러나, 만약 초기화 절차를 수행할 필요가 없다면 대역폭 누적 요청 정보를 수집하였는지 검사하여(S720), 대역폭 누적 요청 정보를 수집하였다면 자원 할당 양과 누적 할당 양을 더함으로써 대역폭 누적 요청 정보를 수집한 시점부터 맵(MAP)을 통해 할당된 총 양을 계산하게 된다(S721).

본 발명에 따른 상향 채널-결합을 지원하는 케이블모뎀 시스템에서 서비스-식별자(SID) 자원의 효율적인 자원-요청 전송 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명 령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(flopical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명이 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 DOCSIS 규격 3.0 버전에서의 상향 대역폭 추가 요청 메시지 형식을 도시한 도면이다.

도 10 은 본 발명의 일실시예에 따른 누적 할당 양을 계산하는 방법을 도시 한 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 하향 MAC;

120 : 상/하향 CPE 인터페이스 블록;

130 : 상향 대역폭 요청 블록(131, 132, 133)을 포함하는 상향 MAC ;

131 : 케이블 모뎀(CM) 요청 검사 블록;

132 : 케이블 모뎀(CM) 누적 요청 블록;

133 : 케이블 모뎀(CM) 추가 요청 블록;

134 : 상향 패킷 버퍼 블록;

135 : 상향 DOCSIS MAC 프레임 처리 블록;

136 : 다중 상향 PHY 블록;

140 : 상향 대역폭 요청 블록;

Claims

새로운 패킷의 도착 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 새로운 패킷이 도착한 경우, 상향 대역폭 추가 요청을 위한 상기 새로운 패킷 크기에 따른 추가 요청 자원양을 계산하는 단계;

상기 추가 요청 자원양의 계산 후, 추가 요청 카운터를 검사하는 단계; 및

상기 카운터 검사 결과, 대역폭 추가 요청한 카운터가 일정 횟수보다 작은 경우에는 대역폭 추가 요청 신호를 출력하고, 일정 횟수 이상인 경우에는 대역폭 누적 요청 신호를 출력해서 자원 요청 방법을 결정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 요청 검사 수단 제어방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 새로운 패킷의 도착 여부 검사 결과, 새로운 패킷이 도착하지 않은 경우 추가 요청 자원양을 없음으로 설정하고, 맵(MAP) 메시지 처리기로부터 맵 메시지 처리 오류 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 처리 오류가 발생하지 않은 경우에는 상향 패킷의 삭제 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 상향 패킷을 삭제한 경우에는 대역폭 누적 요청을 출력하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 요청 검사 수단 제어방법.
제 3 항에 있어서,

상기 맵 메시지 처리 오류 여부 검사 결과, 오류가 발생한 경우 대역폭 누적 요청을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 요청 검사 수단 제어방법.
대역폭 누적 요청 신호 입력을 대기하는 단계;

상기 대기 결과, 대역폭 누적 요청 신호를 입력 받은 경우 현재 상향 패킷 버퍼 수단 내의 전송할 패킷들의 총 크기를 계산하는 단계;

상기 계산 후, 상향 채널 자원의 할당 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 상향 채널 자원을 할당 받은 경우 상향 패킷을 전송하고, 상기 계산 결과를 상향 맥(MAC) 프레임 처리 수단으로 전달하는 단계;

상기 검사 결과, 자원을 할당 받지 못한 경우에는 추가 대역폭 요청 필요 여부를 검사하는 단계;

상기 추가 대역폭 요청 필요 여부 검사 결과, 추가적 대역폭 요청이 필요한 경우 자원-요청 메시지를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 자원-요청 메시지를 다중 상향 물리계층(PHY) 수단으로 전달하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 누적 요청 수단 제어 방법.
삭제
대역폭 추가 요청 신호를 대기하는 단계;

상기 대기 결과, 대역폭 추가 요청 신호를 입력 받은 경우 신규의 추가 요청 자원 양을 계산하는 단계;

상기 추가 요청 자원량 계산 후, 상향 채널 자원의 할당 여부를 검사하는 단계;

상기 상향 채널 자원의 할당 여부 검사 결과, 자원을 할당 받은 경우 상향 패킷을 전송하고, 피기백 방식으로 요청할 수 있도록 계산 결과를 상향 맥 프레임 처리 수단으로 전달하는 단계;

상기 상향 채널 자원의 할당 여부 검사 결과, 자원을 할당 받지 못한 경우 자원-요청 메시지를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 자원-요청 메시지를 다중 상향 물리계층 수단으로 전달하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 추가 요청 처리 수단 제어 방법.
삭제
대역폭 요청 정보를 수집하는 주기 동안 대역폭 요청 메시지 또는 세그먼트 헤더들의 수집 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 대역폭 요청 정보를 1개 이상 수집한 경우 상기 대역폭 요청 정보의 추가 요청 여부를 검사하는 단계;

상기 대역폭 요청 신호가 대역폭 추가 요청인 경우에는 대역폭 추가 요청 양을 계산하는 단계; 및

상기 대역폭 추가 요청 양 계산 후, 해당 서비스에 대한 전체 자원 할당 대기양을 계산하여 갱신하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 대역폭 요청 정보의 추가 요청 여부 검사 결과, 상기 요청이 대역폭 누 적 요청인 경우 대역폭 누적 요청량을 계산하는 단계;

상기 대역폭 누적 요청량 계산 후, 해당 서비스에 대한 전체 자원 할당 대기양을 계산하여 갱신 하는 단계;

상기 갱신 후, 누적 할당 양 값을 초기화 하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 대역폭 요청 정보를 수집하는 주기 동안 대역폭 요청 정보를 1개도 수집하지 못한 경우, 또는 자원 할당 대기양 계산을 완료한 경우에는, 맵 메시지를 전송할 때까지 대기하는 단계;

상기 대기 결과, 맵 메시지를 전송하게 되는 경우 상향 대역폭을 할당하는 단계;

상기 상향 대역폭 할당 후, 누적 할당 양을 계산하여 갱신하는 단계; 및

상기 자원 할당 대기양을 갱신하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 누적 할당 양 값을 계산하는 방법은,

초기화 절차의 수행 여부를 검사하는 단계;

상기 검사 결과, 초기화 절차의 수행이 필요하지 않은 경우에는 대역폭 누적 요청 정보의 수집 여부를 검사하는 단계;

상기 대역폭 누적 요청 정보의 수집 여부 검사 결과, 대역폭 누적 요청 정보를 수집한 경우에는 대역폭 누적 요청 정보를 수집한 시점부터 맵을 통해 할당된 양을 계산하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 초기화 절차의 수행 여부를 검사 결과, 초기화 절차의 수행이 필요한 경우에 누적 할당 양을 없음으로 초기화하는 단계

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 모뎀 종단 장치의 상향 대역폭 할당 처리 방법.