KR101502605B1 - 이단 네트워크에서 스케쥴링 - Google Patents

Abstract

이단(two-tier) 네트워크에서 전송을 스케쥴링하는 방법, 시스템 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 일 예에서, 시스템은 분기 노드(branch node)에 데이터를 전송하기 위해서 케이블 모뎀에 대역폭 및 제 1 타임 인스턴스(instance in time)을 할당하기 위한 MAP 메시지를 생성하도록 구성된 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 스케쥴러를 포함한다. 시스템은 DOCSIS 스케쥴러에 연결된 MAP 메시지 번역기를 더 포함하고, 데이터가 케이블 모뎀으로부터 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스를 결정하고 그리고 케이블 모뎀으로부터 수신된 데이터를 제 2 타임 인스턴스에 헤드엔드 노드로 전송하기 위해 분기 노드 대역폭을 승인하는 GATE 메시지를 생성한다.

Description

이단 네트워크에서 스케쥴링{SCHEDULING IN A TWO-TIER NETWORK}

관련된 출원에 대한 상호 참조(CROSS-REFERENCE TO RELATEED APPLICATION)

본 출원은 2011년 8월 19일자로 출원된 미국 가출원의 No. 61/525,485 의 이익을 주장하고, 그것은 참조로써 본원에 전체로서 통합된다.

기술 분야

본 발명은 일반적으로 점-대-다중점(point-to-multipoint) 네트워크에서 스케쥴링(scheduling)에 관한 것이다.

광(optical) 및 동축(coaxial)과 같은, 상이한 매체들을 포함하는 이단 네트워크는 상이한 매체들상에서 사용하는 프로토콜(protocol)들에 차이 때문에 종단국(end station)들로부터 그리고 종단국에까지 스케쥴링 전송(scheduling transmission)에 어려움이 있다.이러한 결함들을 극복하기 위하여 방법들 및 시스템들이 요구된다.

본 발명은 일반적으로 점-대-다중점(point-to-multipoint) 네트워크에서 스케쥴링(scheduling)에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 따라, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 헤드엔드 노드(headend node)가 제공되고, 상기 헤드엔드 노드는

종단국(end station)이 상기 이단 네트워크의 분기 매체(branch medium)상의 분기 노드(branch node)로 데이터를 전송하기 위해 대역폭(bandwidth) 및 제 1 타임 인스턴스(instance in time)를 할당하는 제 1 메시지를 생성하도록 구성된 스케쥴러; 및

상기 스케쥴러에 연결되고 그리고 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스 결정 및 상기 종단국으로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 상기 이단 네트워크의 메인 매체 상의 상기 헤드엔드 노드에 전송하기 위한 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 생성하도록 구성된 메시지 번역기(message translator);를 포함한다.

바람직하게는, 상기 스케쥴러는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 스케쥴러이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 이단 네트워크의 상기 메인 매체는 광 매체(optical medium)이고 그리고 상기 이단 네트워크의 상기 분기 매체는 동축 케이블 매체이다.

바람직하게는, 상기 스케쥴러는 상기 분기 노드로부터 대역폭 요청(request for bandwidth)을 수신하도록 구성되고, 상기 요청은 상기 분기 매체상의 상기 분기 노드에 연결된 상기 종단국으로부터 유래된 것이다.

바람직하게는,상기 스케쥴러는 상기 종단국에 관련된 서비스 품질(QoS : Quality of Service) 및 서비스 수준(service level) 계약(agreement)들에 기반하여 상기 종단국에 할당될 상기 제 1 타임 인스턴스 및 대역폭의 양을 결정한다.

바람직하게는,상기 헤드엔드 노드는 상기 스케쥴러에 연결된 타임베이스를 더 포함하고, 상기 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하도록 구성된다.

바람직하게는, 상기 헤드엔드 노드는 상기 MAP 번역기에 연결된 타임베이스를 더 포함하고, 상기 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하도록 구성된다.

바람직하게는,상기 헤드엔드 노드는 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 수동 광 네트워크(PON : Passive Optical Network) 물리 계층을 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 GATE 메시지를 저장 및 처리하고 그리고 상기 MAP 메시지를 상기 케이블 모뎀으로 포워딩한다.

일 측면에 따라, 분기 노드(branch node)는

헤드엔드 노드(headend node)로부터 제 1 메시지 및 제 2 메시지를 수신하도록 구성된 제 1 하향(downstream) 물리 계층(PHY : Physical Layer); 및

상기 제 1 물리 계층에 연결되고 그리고 상기 제 1 메시지를 종단국에 전송하도록 구성된 제 2 하향 물리 계층;

상기 제 1 메시지는 상기 종단국이 상기 분기 노드에 데이터를 전송하는 제 1 타임 인스턴스 및 상기 종단국이 전송할 수 있는 상기 데이터의 양을 지정하고,

상기 제 2 메시지는 상기 분기 노드가 상기 종단국으로부터 수신한 상기 데이터를 상기 헤드엔드 노드로 전송하는 제 2 타임 인스턴스를 지정하고, 상기 제 2 타임 인스턴스는 상기 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 의해 수신되는 시간에 대략 동일하다.

바람직하게는, 상기 제 1 하향 PHY는 수동 광 네트워크 하향 PHY이고, 상기 제 2 하향 PHY는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) PHY이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고 그리고 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)을 포함한다.

바람직하게는,상기 분기 노드는 수동 광 네트워크(PON)상의 상기 헤드엔드 노드 및 동축 네트워크 상의 상기 케이블 모뎀에 연결된다.

바람직하게는, 상기 분기 노드는 상기 헤드엔드에 상기 데이터를 전송하기 전에 상기 종단국으로부터 수신된 데이터를 저장하도록 구성된 버퍼;를 더 포함한다.

일 측면에 따라, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법이 제공되고, 상기 방법은

분기 노드에 데이터를 전송하기 위해 제 1 디바이스에 대역폭 및 제 1 타임 인스턴스를 할당하는 제 1 메시지를 생성하는 단계;

상기 제 1 디바이스로부터 데이터가 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스를 결정하는 단계; 및

상기 제 1 디바이스로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 헤드엔드 노드로 전송하기 위해 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 생성하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 상기 분기 노드로부터 대역폭 요청을 수신하는 단계;를 더 포함하고, 상기 요청은 상기 제 1 디바이스로부터 유래된다.

바람직하게는, 상기 방법은 상기 제 1 디바이스에 관련된 서비스 품질 및 서비스 수준 계약들에 기반하여 상기 제 1 디바이스에 할당될 상기 제 1 타임 인스턴스 및 대역폭의 양을 결정하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게는,상기 제 1 디바이스는 케이블 모뎀이고, 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)이다.

바람직하게는, 상기 방법은 DOCSIS 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 상기 수동 광 네트워크(PON) 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하는 단계;를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고 그리고 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이다.

바람직하게는, 상기 방법은 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 GATE 메시지를 저장하고 처리하고 그리고 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 MAP 메시지를 저장 및 처리하는 상기 케이블 모뎀에 상기 MAP 메시지를 포워딩한다.

일 측면에 따라, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 헤드엔드 노드(headend node)에 있어서,
종단국(end station)이 상기 이단 네트워크의 분기 매체(branch medium)상의 분기 노드(branch node)로 데이터를 전송하기 위해 대역폭(bandwidth) 및 제 1 타임 인스턴스(instance in time)를 할당하는 제 1 메시지를 생성하도록 구성된 스케쥴러; 및
상기 스케쥴러에 연결되고 그리고 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스 결정 및 상기 종단국으로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 상기 이단 네트워크의 메인 매체 상의 상기 헤드엔드 노드에 전송하기 위한 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 생성하도록 구성된 메시지 번역기(message translator);를 포함하되,
상기 스케쥴러는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 스케쥴러이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 이단 네트워크의 상기 메인 매체는 광 매체(optical medium)이고 그리고 상기 이단 네트워크의 상기 분기 매체는 동축 케이블 매체이고, 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 수동 광 네트워크(PON : Passive Optical Network) 물리 계층을 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 GATE 메시지를 저장 및 처리하고 그리고 상기 MAP 메시지를 상기 케이블 모뎀으로 포워딩한다.

일 측면에 따라, 분기 노드(branch node)에 있어서,
헤드엔드 노드(headend node)로부터 제 1 메시지 및 제 2 메시지를 수신하도록 구성된 제 1 하향(downstream) 물리 계층(PHY : Physical Layer); 및
상기 제 1 물리 계층에 연결되고 그리고 상기 제 1 메시지를 종단국에 전송하도록 구성된 제 2 하향 물리 계층;
상기 제 1 메시지는 상기 종단국이 상기 분기 노드에 데이터를 전송하는 제 1 타임 인스턴스 및 상기 종단국이 전송할 수 있는 상기 데이터의 양을 지정하고,
상기 제 2 메시지는 상기 분기 노드가 상기 종단국으로부터 수신한 상기 데이터를 상기 헤드엔드 노드로 전송하는 제 2 타임 인스턴스를 지정하고, 그리고 상기 제 2 타임 인스턴스는 동시에 상기 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 의해 수신되는 시간을 지정하고,
상기 제 1 하향 PHY는 수동 광 네트워크 하향 PHY이고, 상기 제 2 하향 PHY는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) PHY이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고 그리고 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)을 포함한다.

일 측면에 따라, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법에 있어서,
헤드엔드 노드에서 분기 노드에 데이터를 전송하기 위해 제 1 디바이스에 대역폭 및 제 1 타임 인스턴스를 할당하는 제 1 메시지를 생성하는 단계;
상기 헤드엔드 노드에서 상기 제 1 디바이스로부터 데이터가 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스를 결정하는 단계; 및
상기 제 1 디바이스로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 헤드엔드 노드로 전송하기 위해 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 상기 헤드엔드 노드에서 생성하는 단계;를 포함하되,
상기 제 1 디바이스는 케이블 모뎀이고, 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)이고,
상기 헤드엔드 노드에서 상기 분기 노드로 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 GATE 메시지를 저장하고 처리하고 그리고 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 MAP 메시지를 저장 및 처리하는 상기 케이블 모뎀에 상기 MAP 메시지를 포워딩한다.

본 발명에 따른 이단 네트워크에서 스케쥴링에 의하면 서비스 제공자(service provider)가 각 종단국을 위한 QoS 및 서비스 수준 계약(QoS and service level agreement)들과 같은 종단-대-종단 DOCSIS 프로토콜의 기능들을 유지하면서 네트워크의 광 영역(optical portion)상의 EPON 프로토콜을 통합하는 헤드엔드 노드에서 스케쥴링 기능들을 집중하는 방법을 제공하는 장점이 있다.

내용(disclosure)의 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고 그리고 본 명세서의 일부를 구성하고, 일부에 통합되는 첨부하는 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 서술을 덧붙여 본 발명의 원리들을 설명하는데 제공된다.
도 1 은 이단 네트워크의 토폴로지(topology)를 예시한다.
도 2 는 메인 매체(main medium)가 수동 광 네트워크(PON)이고 분기 매체들(branch meia)이 동축 케이블인 이단 네트워크 일 예를 예시한다.
도 3 은 이단 네트워크에서 분산 스케쥴링(de-centralized scheduling)을 예시한다.
도 4 는 이단 네트워크에서 집중 스켈쥴링(centralized scheduling)을 예시한다.
도 5 는 최소 버퍼링(buffering) 및 스케쥴링(scheduling) 지연들(delays)을 가진 일 예제 이단 네트워크를 예시한다.
도 6 은 이단 네트워크에서 스케쥴링을 위해 헤드엔드 노드에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 일 예제 흐름도를 예시한다.
도 7 은 이단 네트워크에서 분기 노드에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 일 예제 흐름도를 예시한다.
도 8 은 실시예들이 실행되는 대표적인 컴퓨터 시스템의 블럭 다이어그램을 예시한다.
본 발명은 이제 첨부하는 도면들에 관하여 서술될 것이다. 도면들에서, 같은 참조번호들은 동일 또는 기능적으로 유사한 요소들을 나타낸다.

본 예들은 특정 응용들을 위한 예시적인 실시예들에 관하여 본원에 서술되나, 본 예들은 거기에 제한됨이 없이 이해되어야 한다. 본원에 제공된 가르침(teaching)에 인접한 기술에 당업자들은 그것의 범위(scope)내에 추가적인 변경들(modifications), 응용들 그리고 실시예들 및 실시예들이 중요한 이용이 될 수 있는 추가적인 분야들(fields)을 인식할 것이다.

양-방향 통신 시스템(two-way communication system)을 위한 흔한 구조(common architecture)는 공유된 매체(shared medium)상의 점-대-다중점 네트워크이다. 일 예는 통신 시스템을 따르는 DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification)와 같은 케이블 데이터 통신 시스템이다. 이 시스템에서, 시엠티에스(CMTS : Cable Modem Termination System)를 포함할 수 있는 단일 헤드엔드 노드는 공유된 동축 케이블 또는 광-동축 혼합(HFC : Hybrid-fiber-coaxial) 매체 상의 케이블 모뎀(CM : Cable Modem)들과 같은 복수 종단 유저 노들과 통신한다. "동축 케이블(coaxial cable)"은 본원에서 "동축 매체(coaxial medium)" 또는 "코엑스(coax)"로서 언급될 수 있다. 다른 예는 단일 무선 기지국(single wireless base station)이 무선 스펙트럼내에 공유된 밴드 상에서 복수 유저 디바이스들과 통신할 수 있는 전형적인 홈 네트워크에서 무선 Wi-Fi 시스템이다. 다른 예는 단일 셀룰러 기지국(single cellular base station)이 동일한 밴드에 복수 핸드셋(handset)들과 통신할 수 있는 셀룰러 시스템이다. 그러나 다른 예는 단일 광 회선 단말장치(OLT : Optical Line Terminal)이 공유된 광 매체상에서 복수 광망 종단 장치들(ONUs : Optical Network Units)들과 통신할 수 있는 수동 광 네트워크(PON : Passive Optical Network)이다.

양-방향 통신 시스템들의 이런 타입들에서 단일 디바이스는 단지 임의의 주어진 시간에 채널의 영역(portion of a channel) 또는 주어진 채널상에서 통신할 수 있다. 네트워크들 상에서 사용하는 프로토콜들은 디바이스가 임의 주어진 시간에 채널의 지정된 영역 또는 채널을 사용할 수 있는지를 결정한다. OSI(OSI : Open Systems Interconnection) 모델에서, 매체 접근 제어(MAC : Media Access Control)계층은 전형적으로 종단 유저 디바이스들에 의한 전송의 순서(order of transmission)를 결정한다. PON 및 다른 시스템들의 DOCSIS에서 헤드엔드 노드(DOCSIS 네트워크에서 시엠티에스(CMTS) 또는 PON 네트워크에서 OLT)에 위치한 스케쥴러는 종단국(end station)(DOCSIS 시스템에 CM 또는 PON 시스템에서 ONU)들이 언제 그리고 얼마의 지속시간(duration) 동안 통신 매체를 사용할 것인지를 결정한다. 하향 방향(downstream direction)(헤드엔드 노드로부터 종단국으로)에서, 헤드엔드 노드는 단 하나의 송신기(transmitter) 있고, 그래서 그것은 어느 종단국을 어느 시간에 데이터를 처리하도록 할지를 독자적으로(autonomously) 결정하고, 그런다음 데이터를 보낸다. 상향 방향에서(종단국으로부터 헤드엔드 노드로), 헤드엔드에 스케쥴러는 언제 종단국이 헤드엔드 노드에 데이터를 전송하도록 허용할지 그리고 얼마나 오랫동안 종단국이 데이터를 전송할 수 있는지를 알게 하기 위해 종단국들 각각에 메시지를 전달한다.

언제 그리고 얼마나 많은 트래픽이 다양한 종단국들로부터 또는 종단국으로 흐르게 허용할지를 스케쥴러가 결정하는데 사용할 수 있는 많은 가능한 알고리즘(algorithm)들이 있다. 예를 들어, 실제적으로 각 종단국에 일정한 대역폭(constant bandwidth)를 제공하기 위해 스케쥴러는 라운드-로빈(round-robin) 또는 가중 라운드-로빈 접근법(weighted round-robin approach)을 사용할 수 있다. 패킷 기반 통신 시스템들에서, 스케쥴러는 요청-승인 메커니즘(request-grant mechanism)을 통합할 수 있다. 요청-승인 메커니즘에서, 스케쥴러는 종단국들이 전송 가용하도록 기대되거나 가지는 데이터의 양에 대한 정보를 알리기 위해 종단국들이 사용할 수 있는 타임 슬롯들을 지정한다. 스케쥴러는 이러한 타임 슬롯들을 그들에게 알리기 위해 종단국들에 메시지를 전달한다. 종단국들이 응답한 후에, 데이터 전송을 위한 종단국들에 타임 슬롯들을 할당하기 위해 각 종단국들에서 데이터 양에 대하여 수신된 정보, 추가하여 트래픽의 타입(type of traffic) 및 각 요청에 대한 원하는 서비스 품질(QoS : Quality of Service)과 같은 다른 정보를 스케쥴러는 사용하고; 이러한 데이터 전송 타임 슬롯들에 대한 정보를 포함하는 메시지는 종단국들에 전달된다. 최종적으로, 종단국들은 할당된 타임 슬롯들 동안에 데이터를 전송함으로써 응답한다.

응답-승인 메커니즘은 종단국이 보낼 트래픽을 가지고 있을 때에만 대역폭이종단국에 할당되도록 야기하기 때문에 일정하지 않은 트래픽(예., 짧은 활성의 버스트들(bursts of activity)이 더 긴 유휴기간(longer idle periods)들과 혼합되어 제시되는 웹 브라우징을 위한 최선의 트래픽(best-effort traffic))을 위해 선호된다. 이것은 더 높은 활용 및 더 좋은 수행(performance)을 주는 매체(예., 동축 케이블 매체)의 통계적인 다중화(statistical multiplexing)를 참작한다. 요청-승인 메커니즘 사용의 단점(drawback)은 그것이 상향 경로에 추가적인 지연 원인(source)을 도입한다는 것이다. 전송할 데이터를 가진 종단국은 스케쥴러가 데이터 전송을 위한 대역폭을 요청할 기회를 제공할 때까지 기다려야 하고, 그리고 그런다음 스케쥴러가 데이터 전송을 위한 타임 슬롯을 제공할때 다시 기다려야 한다.

일정한 대역폭 트래픽을 위해, 요청-승인 메커니즘 사용을 피하는 것이 종종 선호된다. 대신에 스케쥴러(scheduler)는 처음에 데이터 유용성(data availability) 알리기 위해 종단국을 필요로하지 않고 종단국에 유용할 수 있는 데이터 전송 기회들을 만들기 위해서 트래픽에 대한 정보를 먼저 이용한다. 예를 들어, 만약 한 종단국이 20msec의 패킷화 간격(packetization interval)을 가진 ITU-T 표준 G.711 코딩된 VoIP( ITU-T standard G.711-coded Voice-over-IP) 전화 호(telephony call)에 참여하고자 하면, 스케쥴러는 20msec 당 G.711 패킷 한번을 위해서 적절한 크기의 전송 기회들을 제공할 것이다.

스케쥴러는 다양한 방법들의 조합을 채용할 수 있다. 예를 들어, 종단국으로부터 어떤 타입의 트래픽을 위해서 요청-승인 메커니즘을 사용할 수 있으나 다른 타입들의 트래픽을 위해서 그것을 사용할 수 없다. 이것의 예제로서, DOCSIS에서, 일정한-대역폭 UGS(Unsolicited Grant Service) 서비스 플로우는 디바이스로부터 실시간 음성 콜(real time voice call)들을 위해서 사용될 수 있고, 반면에 요청-승인 메커니즘은 동일한 케이블 모뎀으로부터 최선의 데이터 트래픽을 위해 사용될 수 있다.

UGS 서비스 플로우는 VoIP 패킷들상의 지연을 최소화하나 요청-승인 메커니즘은 레이턴시(latency)에서 증가를 걸고서 최선 데이터(best-effort data)를 위한 네트워크 효율(network efficiency)을 최대화한다. 이론상으로, 최선 플로우는 레이턴시-톨러런트(latency-tolerant)이다. 그러나, 실제로 UGS 서비스 플로우들의 수행은 증가된 레이턴시에 의해 부정적으로 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 만약 상향에서 리턴되는 TCP ACK(acknowledge) 메시지상에서 레이턴시가 낮다면, 슬로우-스타트 알고리즘(slow-start algorithm)을 이용하는 하향 TCP(Transmission Control Protocol) 플로우는 더 짧은 시간동안에 속도를 최대로 늘릴 수 있다. 상향 TCP ACK들상에 과도한 레이턴시(excessive latency)는 하향 플로우가 그것의 최대 레이트에 도달하는 것을 방해할 수 있다. 또한 요청-승인 메커니즘은 버스트 데이터 패턴들 및/또는 가변 대역폭 요구(variable bandwidth need)들을 가지는 서비스들을 위해서 사용될 수 있으나 여전히 레이턴시-센서티브(latency-sensitive),예, 가변-비트-율 압축(variable-bit-rate compression)을 사용하는 양-방향 비디오컨퍼런스(two-way videoconference) 또는 가능한 한 빨리 원격 서버에 전송될 유저 키스트로크(keystroke)를 필요로 하는 실시간 게임 또는 클라우드 컴퓨팅, 이다. 따라서, 점-대-다중점 시스템에서 요청-승인 메커니즘에 의해 추가되는 레이턴시를 최소화하는 것이 바람직하다.

이단 점-대-다중점 시스템(two-tier point-to-multipoint system)을 가지는 것이 또한 가능하다. 도 1 은 일 실시예에 따른 이단 점-대-다중점 네트워크의 일 예를 예시한다. 네트워크(100)는 메인 매체(103)를 통하여 분기 노드들(104a-n)에 연결되는 헤드엔드 노드(102)를 포함한다. 메인 매체(103)는 이단 네트워크의 제 1 단(tier)를 형성한다. 분기 노드들(104a-n)은 분기 매체들(106a-n)을 통하여 종단국들(108a-n)에 연결된다. 분기 매체들(106a-n)은 이단 네트워크의 제 2 단(tier)를 형성한다.

네트워크(100)에서, 헤드엔드 노드(102)는 메인 매체(103)와 같은 공유된 매체 상에서 복수의 종단국(108)들과 통신한다. 분기 노드들은(104) 분기 매체들(106) 상에서 종단국들(108)에 헤드엔드 노드(102)의 서비스들의 전부 또는 일부를 제공하고 그리고 복제할 수 있다. 이 토폴로지는 두개 단들(two tiers) 이상의 시스템들을 아우르기 위해 확대될 수 있다. 예를 들어, 제 2 단의 종단국들(108) 하나 이상은 다른 매체들상에 추가적인 종단국들에 분기 노드들의 기능성(functionality)을 차례로 제공할 수 있다. 본원에 제시된 예제들이 이단 시스템과 관련하여 서술되지만 예제들은 두개 단들 이상을 가진 네트워크들에 응용할 수 있는 것이 인식될 것이다.

도 2 는 이단 네트워크(200)의 추가적인 일 예를 예시한다. 네트워크(200)에서, 메인 매체(103)는 PON과 같은 광 매체이고 그리고 분기 매체(106)는 동축 케이블이다. 이더넷 수동 광 네트워크(EPON) 프로토콜이 메인 매체(103)상의 스케쥴 전송을 위해 사용될 수 있고 그리고 DOCSIS 프로토콜이 분기 매체들(106)상의 스케쥴 전송을 위해 사용될 수 있다. 네트워크(200)에서 프로토콜들에 차이때문에, 스케쥴링은 메인 매체(103)를 위해서 그리고 분기 매체들(106)을 위해서 따로따로 수행되어야만 한다. 따라서, 스케쥴링의 두개 단들(two tiers)은 이단 네트워크들을 위해 수행되어야만 할 수 있다. 스케쥴링의 두개 단들은 스케쥴링 지연(scheduling delay)에 추가하여 버퍼링(buffering)을 유도할 수 있다.

이단 네트워크의 다른 예는 하나이상의 중계기(repeater) 또는 "범위 확장기(range extender)"를 포함하는 Wi-Fi 홈 네트워크이다. 댁내 사용을 위해 판매되는 Wi-Fi 중계기들은 메인 중계기(Access Point) 또는 기지국(base station)으로부터 별도의 무선 네트워크를 생성한다. 따라서, 각 중계기들은 복수 종단국에 도달할 수 있는 분기 노드(104)로서 기능을 할 수 있다. 이 예에서, 메인 매체는 PON, 동축 케이블 또는 메인 AP로부터 Wi-Fi일 수 있고, 분기 매체들은 추가적인 Wi-Fi 채널들일 수 있다. 다양한 분기 노드들의 매체들은 서로서로 또는 분기들을 걸쳐서 전송 타이밍을 조정할 필요가 있게 만드는 메인 매체들과 완전히 또는 부분적으로 중복될 수 있다.

분기 매체들(106)의 각각은 동일한 매체가 아닐 수 있는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 분기 매체(branch medium)(106a)는 무선 매체일 수 있고 반면에 분기 매체(106n)는 각 매체를 위해서 별도의 스케쥴링 조건들을 가지는 광 매체일 수 있다. 본원에 제시된 예들에서, 메인 매체가 DOCSIS 표준을 사용하나 분기 매체이 EPON 표준을 사용할 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예들에서 메인 매체는 EPON 표준을 이용할 수 있고, 분기 매체는 DOCSIS 표준을 이용할 수 있다. 비록 본원에 제시된 실시예들이 DOCSIS 및 EPON 표준들에 관련하여 서술하고 있지만, 실시예들은 어떤 특정한 타입의 표준, 프로토콜 또는 네트워크 구성(network configuration)에 제한되지 않고 즉, 메인 매체 및 분기 매체는 임의 타입의 표준, 프로토콜 또는 네트워크 구성을 사용할 수 있다는 것이 또한 인식될 것이다.

복수 단들을 가지는 어떤 점-대-다중점 네트워크에서, 스케쥴링 기능이 위치되어야 할 시스템에서 위치를 결정할 필요가 있다. 스케쥴링은 많은 노드들에 분산될 수 있고, 단일 노드에 집중될 수 있고 또는 두개의 조합일 수 있다. 도 3은 이단 네트워크에서 분산된 스케쥴링을 이용하는 예제 네트워크(300)을 예시한다. 도 3의 예제에서, 헤드엔드 노드(102)는 분기 노드들(104a-n)들 각각을 위한 스케쥴링을 수행한다. 분기 노드들(104) 각각은 그것의 관련된 종단국들(108)을 위한 스케쥴링을 차례로 수행한다. 예를 들어, 헤드엔드 노드(102)는 메인 매체들(MM) 종단장치(terminals)(307a-n)와 통신에 의해 분기 노드들(104a-n)들 각각을 위한 스케쥴링을 수행하는 스케쥴러(306)을 포함한다. 유사하게, 개별 스케쥴러들(308a-n)을 이용하여 그것의 네트워크 부분인 개별 종단국들(108)을 위한 스케쥴링을 수행한다. 예를 들어, 스케쥴러(306)는 EPON 스케쥴러의 기능성(functionality) 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스케쥴러(308)는 DOCSIS 스케쥴러의 기능성 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.

일 예로서, 종단국(108)은 대응하는 분기 노드(104)에 데이터 전송을 위한 대역폭을 요청할 수 있다. 분기 노드(104)는 요청을 스케쥴링하고 그리고 스케쥴러(308)을 이용하여 종단국(108)에 대역폭 승인을 발행한다. 종단국(108)은 수신된 대역폭 승인에 기반하여 분기 노드(104)에 데이터 패킷들을 전송한다. 종단국(108)로부터 데이터 패킷들을 수신할 때까지, 분기 노드(104)는 수신된 데이터 패킷들을 위한 대역폭 요청을 위해 헤드엔드 노드(102)에 "EPON REPORT"를 보낸다. 스케쥴러(306)는 스케쥴링하고 그리고 분기 노드(104)에 대역폭 승인을 발행한다. 스케쥴러(306)으로부터 수신된 승인에 응답하여, 분기 노드(104)는 종단국(108)로부터 수신된 데이터 패킷을 헤드엔드 노드(102)에 보낸다. 그런다음 헤드엔드 노드(102)는 인터넷(미도시)와 같은 광대역 네트워크(WAN : Wide Area Network)상에서 패킷을 발송(forward)할 수 있다.

도 3 에 관하여 상기에서 서술된 분산된 스케쥴링은 간단하게(straightforward) 보이지만 단점들을 가질 수 있다. 예를 들어, 각 분기 노드(104)이 스케쥴러(308)에 의해 수행되는 스케쥴링 기능들을 지원하기 위해 로직 회로들 및 프로세싱(processing) 전력을 포함하기 때문에 각 분기 노드(104)의 비용 및 복잡도는 엄청나게 비쌀 수 있다. 추가하여, 상향 방향에서, 분기 노드(104)로부터 헤드엔드 노드(102)에 의해 수신된 대역폭 요청들은 그 노드들에서 종합한 트래픽에 대한 정보만을 포함할 수 있고, 즉, 각 개별 종단국(108)로부터의 트래픽에 대한 정보는 프로토콜 사용 제한들 때문에 분기 노드(104)에 의해 제공될 수 없다. 종단국들(108)에 대한 정보 부족은 그것이 모든 종단국(108)으로부터 유용할 수 있는 트래픽에 대한 정보를 가지고 있다면 만들수 있는것 보다 헤드엔드 노드(102)가 최적 스케쥴링 결정을 만들지 못하게 할 수 있다. 예를 들어, 많은 유저들을 지원하는 하나의 특정 분기 노드(104)로부터의 종단국들(108)은 적은 유저들을 지원하는 상이한 분기 노드(104) 상의 종단국(108)들보다 더 나쁜 서비스를 수신할 수 있다. 더 높은 숫자의 유저들을 가진 분기 노드(104)에 할당(allocation)을 증가시키기 위해서 헤드엔드 노드(102)에 스케쥴러(306)를 위해서 원하는 보정 동작(corrective action)이 있을 수 있다. 그러나, 개별 종단국들(108)의 트래픽 조건들에 대한 정보 없이는 헤드엔드 노드(102)에 스케쥴러(306)는 원하는 할당을 수행하지 못할 수 있다.

더욱이, 상향 방향에서, 양자 단들상에서 요청-승인 메커니즘이 사용된다면, 메인 매체(103)상에서 한번 그리고 분기 매체들(106)상에서 다시 한번 스케쥴링이 발생해야 하기 때문에 트래픽은 두개의 요청-승인 지연들을 경험한다. 이것은 스케쥴링 및 버퍼링 지연들로 귀결된다. 예를 들어, 종단국(108)로부터 상향 전송을 위해, 스케쥴러(308)는 스케쥴러(306)로부터 각 전송을 위한 대역폭 요청을 해야만 한다. 종단국(108)로부터 분기 노드(104)에 의해 수신된 데이터는 스케쥴러(308)가 스케쥴러(306)으로부터 응답을 기다리는 동안 버퍼링 되어야만 한다. 이것이 버퍼링 문제에 덧붙여 스케쥴링 지연을 야기할 수 있다. 예를 들어, 스케쥴링 지연이 과도하면, 분기 노드에서 버퍼는 오버플로우(overflow)할 수 있다. 추가하여, 스케쥴러(306)는 개별 종단국(108a-n)를 위한 서비스 품질(QoS) 제공을 위한 과립형(granularity)를 가질 수 없다. 예를 들어, 메인 매체(103)를 위한 스케쥴러(306)은 분기 노드들(104)을 위한 종합한 서비스들을 제공할 수 있지만 각 종단국(108)들을 위한 개별 QoS 조건들을 채울 수 없다.

헤드엔드 노드(102)에 스케쥴링 기능을 집중하는 것은 분산된 스케쥴링의 일부 문제들을 처리할 수 있다. 예를 들어, 분기 노드들(104)은 어떤 스케쥴링 기능성을 수용할 필요할 없고 그래서 그것들은 더 단순하고 비용이 덜 들 수 있다. 추가하여, 상향 트래픽을 위해서, 헤드엔드 노드(102)에 집중된 스케쥴러는 모든 개별 종단국(108),최적 선택을 만들기 위해 요구되는 정보를 주는 모든 개별 종단국(108)들로부터 보고(report)를 수신할 것이다.

도 4 는 집중된 스케쥴링을 이용하는 대표적인 네트워크(400)를 예시한다. 도 4의 예에서, 헤드엔드 노드(102)는 DOCSIS 스케쥴러(403)을 가지는 DOCSIS CMTS(402) 및 EPON 스케쥴러(405)을 가지는 EPON OLT(404)를 포함한다. 메인 매체(103)는 PON이고, 분기 매체들(106)은 동축케이블이다. 도 4에 예에서, DOCSIS 스케쥴러(402)는 케이블 모뎀들일 수 있는 종단국들(108) 각각을 위해서 스케쥴링을 수행한다. 스케쥴러(402)는 요청된 대역폭을 할당하는 DOCSIS MAP 메시지들을 종단국(108)들에 전송한다. EPON 스케쥴러(404)는 분기 노드들(104a-n)에 대역폭을 승인한다. 각 분기 노드(104)는 메인 매체(103)의 PON와 인터페이스를 형성하는 EPON ONU(406)를 포함할 수 있다. EPON ONU(406)은 종단국들(108)로부터 그리고 종단국들에 하향 및 상향 통신을 버퍼링하는 버퍼(408)에 연결된다. DOCSIS PHY(410)은 분기 매체들(10Y6)의 동축 케이블과 인터페이스를 형성한다.

일 예에서, 종단국(108)은 그것의 대응하는 분기 노드(104)에 대역폭에 대한 DOCSIS 요청을 전송한다. DOCSIS 요청에 응답하여, 분기 노드(104)는 수신된DOCSIS 요청을 EPON OLT(404)에 전송하기 위해 EPON OLT(404)로부터 대역폭 요청을 위한 EPON REPORT를 보낸다.

EPON REPORT에 응답하여, EPON 스케쥴러(405)를 사용하는 EPON OLT(404)는 종단국(108)로부터 EPON OLT(404)에 수신된 DOCSIS 요청을 분기 노드(104)가 전송하도록 허용하는 EPON GATE 메시지를 보낸다. EPON OLT(404)는 분기 노드(104)에 DOCSIS 요청을 전송할 대역폭을 승인한다. 요청된 대역폭을 수신할 때까지, 분기 노드(104)는 EPON OLT(404)에 DOCSIS 요청을 전송한다. EPON OLT(404)는 DODSIS CMTS(402)에 수신된 DOCSIS 요청을 이송한다. DOCSIS 스케쥴러(403)는 스케쥴링하고 그리고 EPON OLT(404)에 먼저 보낼 MAP 메시지에 승인(grant)을 발행한다. EPON OLT(404)는 분기 노드(104)에 MAP 메시지를 전송하고 그런다음 분기 노드는 종단국(108)에 MAP 메시지를 포워딩한다.

할당된 대역폭을 가진 MAP 메시지를 수신할 때까지, 종단국(108)은 분기 노드(104)에 데이터를 전송한다. 분기 노드(104)는 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 보내기 위해 대역폭 요청을 위한 EPON REPROT를 EPON OLT(404)에 다시 보낸다. EPON 스케쥴러(405)는 분기 노드(104)가 헤드엔드 노드(102)에 수신된 데이터를 전송하도록 허용하기 위한 EPON GATE 메시지를 스케쥴링한다. 분기 노드(104)는 수신된 패킷을 WAN에 포워딩할 수 있는 헤드엔드 노드(102)에 패킷을 전송한다.

앞의 예제로부터, 도 4에 집중된 스케쥴링은 네트워크(400)의 다른 단들이 다른 MAC-계층 프로토콜들을 사용할 때 문제가 나타나는 것을 볼 수 있다. 위에서 서술한 것처럼 도 4의 시스템에서 메인 매체(103)를 위해 사용되는 PON은 EPON 프로토콜에 의해 제어되나, DOCSIS가 분기 매체들(106)상의 종단국들을 관리하고 그리고 종단국들과 통신하기 위한 선호되는 프로토콜일 수 있다. DOCSIS 스케쥴러(402)를 집중화하는 것은 도 4에서 보여지는 것처럼 EPON 시스템(414)이 DOCSIS 시스템(416)에 의해 에워쌓이는 시스템으로 귀결된다. 네트워크(400)에서 프로토콜들에 차이들때문에, DOCSIS 스케쥴러(403)은 PON상의 트래픽을 제어할 수 없고, 그래서 EPON 요청-승인 메커니즘은 DOCSIS 요청-승인 메커니즘내에서 동작한다. 네트워크(400)에서 집중화된 스케쥴링은 추가적인 지연,종단국(108)로부터 유용할 수 있는 상향 트래픽을 전송하기 위한 DOCSIS 요청이 분기 노드들(104)에 먼저 수신되고 그리고 버퍼링되고 상기의 상세한 예제에서처럼 종단국(108)으로부터의 원래 요청이 최종적으로 헤드엔드 노드(102)에 보내질 수 있게하기 위해서 PON상에서 완성할 요청-승인 프로세스를 위한 지연이 이어져서, 으로 귀결된다. 헤드엔드 노드(102)가 데이터 전송을 위한 슬롯을 할당하면, 그것은 분기 노드들(104)에 전송을 위해 EPON 스케쥴러(405)에 그 정보를 전달하고 그런다음 종단국(108)에 전달된다. 최종적으로, 종단국(108)이 그것의 데이터를 전송하면, 그 데이터는 분기 노드(104)에서 수신되고 그리고 버퍼링되고, 분기 노드는 그런다음 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 헤드엔드 노드(102)에 전송하기 위해서 PON상의 다른 요청-승인 사이클(cycle)을 완성할 필요가 있다. 집중화된 스케쥴링 접근법(approach)은 분산된 접근법(decentralized approach)와 비교되었을때 더 많은 단계들로 귀결되고 그리고 결론적으로 지연 증가되는 것이 명백하다.

더욱이, EPON 스케쥴러(404)는 각 종단국(108)을 위하여 보증된 서비스 품질(QoS : Quality of Service)를 인지하지 못한다. 예를 들어, 종단국(108a)은 그것과 관련하여 종단국(108B)와 관련된 QoS와 다른 제 1 QoS를 가질 수 있다. 그러나, EPON 스케쥴러(404)는 종합한 대역폭을 각 분기 노드(404)에 할당하고 각 종단국(108)을 위한 QoS 조건들을 개별적으로 지원할 수 없다. 따라서, 도 4에서 보여지는 것처럼 집중된 스케쥴링에서는 과립(granular) QoS 지원의 결핍이 있다.

이 문제에 대한 가능한 해결책을 제공하는 하나의 시스템은 PON 및 동축 매체들의 다른 특징들을 수용할 수 있는 PHY-계층 번역(translation)을 이용하여 EPON MAC-계층 프로토콜을 분기 노드들(104)이상으로 그리고 동축 분기 매체들(106)를 가로질러 종단국(108)로 확대한다. 단일 MAC 프로토콜은 헤드엔드 노드(102)가 네트워크의 PON 및 동축 단(tier)들의 스케쥴링을 제어하도록 허용한다. 그러나, 어떤 경우들에서 시스템 제공자(system provider)는 종단국들에서 DOCSIS 프로토콜을 유지하는 것을 선호할 수 있다. 예를 들어, 서비스 제공자는 동축 케이블 PHY의 관리를 위해 DOCSIS의 특징들을 활용하거나 또는 라우팅(routing) 또는 VoIP 지원과 같은 특징들을 통합하는 현존하는 DOCSIS 케이블 모뎀 및/또는 CMTS 제품들을 사용하는 것을 원할 수 있다.

도 5 는 버퍼링 및 스케쥴링 지연들을 최소화하는 일 예제 네트워크(500)를 예시한다. 네트워크(500)에서, 메인 매체(103)는 PON이고 분기 매체(106)는 동축 케이블 네트워크이다. 본 예제에서, 헤드엔드 노드(102)는 DOCSIS 하향 매체 접근 제어(DS MAC : DOCSIS downstream Media Access Control)(502), DOCSIS 스케쥴러(504), PON MAC(510), DOCSIS타입베이스(506), MAP 번역기(translator)(508), PON타입베이스(512), PON 전송 물리 계층(PHY TX : PON transmission Physical Layer)(518), PON 수신 물리 계층(PHY RX : PON receive Physical Layer)(514) 및DOCSIS 상향 MAC(DOCSUS US MAC : DOCSIS upstream MAC)(516)을 포함한다.각 분기 매체들 노드(104)는 EPON ONU(520), DOCSIS 전송 PHY(DOCSIS TX PHY : DOCSIS transmit PHY)(530), DOCSIS 수신 PHY( DOCSIS RX PHY : DOCSIS receive PHY)(532)를 포함한다. EPON ONU(520)은 DOCSIS TX PHY(530)에 연결된 버퍼(526)에 연결된 PON 수신 PHY(PON RX : PON receive PHY)(522)를 포함한다. DOCSIS RX PHY(532)는 수동 광 네트워크 전송 PHY(PON TX : PON transmit PHY)(524)에 연결된 버퍼(528)에 연결된다. PON TX(518) 및 PON RX(514)는 헤드엔드 노드(102)와 이 예에서 PON인 메인 매체(103)사이에서 인터페이스를 형성한다. PON TX(524)및 PON RX(522)는 분기 노드(104) 및 메인 매체(103) 사이에서 인터페이스를 형성한다. DOCSIS TX PHY(530) 및 DOCSIS RX PHY(532)는 분기 노드(104)와 이 예에서 동축 케이블인 분기 매체들(106) 사이에서 인터페이스를 제공한다.

상향 통신을 위한 네트워크(500)에서, 케이블 모뎀일 수 있는 종단국(108)에 의해 전송된 대역폭 요청은 DOCSIS RX PHY(532)에 의해 수신된다. 이 요청은 버퍼(528)에 버퍼링되고 그리고 헤드엔드(102)에 PON TX(524)에 의해 전송된다.PON RX(514)에 의해 수신된 요청은 DOCSIS 상향 MAC(516)에 포워딩되고, 그것은 DOCSIS 스케쥴러(504)에 요청을 차례로 포워딩한다. 요청 수신에 응답하여, DOCSIS 스케쥴러(504)는 종단국(108),요청에 대응하는 플로우와 관련된 QoS 파라미터, 요청을 생성한 종단국(108) 및/또는 플로우에 관련된 서비스 수준 계약(service level agreement), 가능한 다른 고려사항(consideration)들에 기반하여 대역폭을 요청하는,에 대역폭(bandwidth)을 할당하는 MAP 메시지를 생성한다. MAP 메시지는 종단국에 제 1 타임 인스턴스(instance in time)을 또한 배정한다. 제 1 타임 인스턴스는 종단국(108)이 DOCSIS 타입베이스(506)으로부터의 타이밍 정보에 데이터 전송을 시작할 수 있는 시간이다. DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 생성된 MAP 메시지는 MAP 메시지는 종단국(108)에 회신 전송(transmission back)을 위해MAP 번역기(508) 및 DOCSIS MAC(502)로 보내진다.

DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 생성되는 MAP 메시지에 기반하여 MAP 번역기(translator)(508)는 종단국(108)이 MAP 메시지에 할당된 제 1 타임 인스턴스에 데이터를 전송한 것을 가정하여 종단국(108)로부터의 데이터가 분기 노드(104)에 도달할 시간 제 2 타임 인스턴스를 대략 결정한다. MAP 메시지는 컨텐션(contention)이 EPON에 의해 지원되지 않기 때문에 어떤 컨텐션 영역들을 포함할 필요가 없다. MAP 번역기(508)는 분기 노드들(104)의 프로세싱 속도 및 그것이 데이터가 분기 노드(104)에 도달할 제 2 타임 인스턴스를 대략 결정하도록 허용하는 분기 매체들(106)의 전송 속도들과 같은 정보를 저장할 수 있다. PON 타임베이스(512)로부터 수신된 PON 타이밍 정보에 기반하여 MAP 번역기는 분기 노드(104)가 종단국(108)으로부터 수신된 데이터를 대략 제 2 타임 인스턴스에 시작하여 헤드엔드 노드(102)로 전송하도록 허용하는 GATE 메시지를 생성한다. 제 2 타임 인스턴스는 종단국(108) 및 분기 노드(104)에 의한 타이밍 및 프로세싱 지연을 수용할 수 있다. 즉, 제 1 타임 인스턴스 종단국(108)이 분기 노드(104)로 데이터를 전송할 수 있는 시간이고 그리고 제 2 타임 인스턴스(instance in tine)는 분기 노드(104)가 종단국(108)으로부터 데이터를 수신하고 그리고 수신된 데이터를 헤드엔드 노드(102)로 전송할 준비가 되는 시간과 사실상 동일(equal to) 또는 직후(shortly after)의 시간이다.

GATE 할당의 사이즈가 MAP 할당 동안에 종단국(108) 에 의해 전송될 데이터 양을 처리하기에 충분한 것을 보장 하기 위해 MAP 번역기(508)는 메인 매체(104) 및 분기 매체들(106) 상에서 사용하는 PHY 파라미터들을 인지한다. MAP 번역기(508)는 버스트(burst)가 종단국(108)에 의해 전송되는 시간으로부터 그것이 분기 노드(104)에 의해 처리되고 그리고 헤드엔드 노드(102)에 전송되려고 준비가 되는 시간까지 분기 노드(104)를 관통하는 기대 지연(expected delays) 뿐만 아니라 DOCSIS 및 EPON 시스템들의 타임베이스를 또한 인지하여야 한다. 이것은 GATE 메시지가 올바른 시작 시간(correct start time)을 보유하도록 보장하기 위해 필요하다. 지연을 최소화하기 위해, GATE는 데이터가 준비된 후에 가능한 한 빨리 시작하나 그러나 그것은 데이터가 준비되기 전에 시작하지 말아야 하고 안 그러면 전송 기회를 놓치게 될 것이고 심지어 추가 지연을 증가시켜 차후 시간(later time)에 다른 기회를 제공 받게 될 것이다.

DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 생성되는 MAP 메시지는 DOCSIS DS MAC(502)로 보내지고, 그것은 MAP을 PON MAC(510) 및 PON TX(518)을 통하여 분기 노드(104)로 전송한다. MAP 메시지는 분기 노드(104a)에 PON RX(522)에 의해 수신되고, 버퍼(526)에 버퍼링되고 그리고 DOCSIS TX PHY(530)을 통하여 목적지 종단국(108)에 포워딩된다. MAP 번역기(508)에 의해 생성되는 GATE 메시지는 PON MAC(510) 및 PON PHY(518)을 통하여 분기 노드(104a)에 전송된다. GATE 메시지는 분기 노드(104a)에 의해 종단국(108)로 포워딩되지 않는다. GATE 메시지는 분기 노드(104a)가 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 헤드엔드 노드(102)로 전송하기 위해 유용할 수 있는 지속 시간(duration of time) 및 제 2 타임 인스턴스(instance in time)를 나타낸다.

MAP 번역기(508)이 없을때, 종단국(108)로부터 데이터를 수신할때까지, 분기 노드(104)는 버퍼(528)에 데이터를 먼저 버퍼링해야할 것이고 분기 노드(104)가 수신된 데이터를 헤드엔드 노드(102)에 전송할 수 있는 시간을 스케쥴링하기 위해서 헤드엔드 노드(102)에 요청하는 것이 이어질 것이다. 분기 노드는 수신된 데이터의 헤드엔드 노드(102)로 전송을 위해 대역폭을 할당하는 GATE 메시지를 헤드엔드 노드(102)로부터 수신할때 까지 분기 노드(104)는 기다려야 할 것이다. 따라서, 종단국(108) 및 분기 노드(104)을 위해서 선행하여(upfront) 전송 시간을 스케쥴링함으로써, MAP 번역기(508)는 스케쥴링 및 버퍼링 지연을 최소화하기 위해서 데이터가 분기 노드(104)에 의해 헤드엔드 노드(102)로 전송되는 시간과 데이터가 종단국(108)로부터 분기 노드(104)에 의해 수신되는 시간을 대략 조정한다. 분기 노드(104)에서 버퍼링은 여전히 발생할 수 있으나 MAP 번역기(508)에 의해 "선행하여(up front)"로 상향 스케쥴링이 수행되었기 때문에 그것은 최소 지속 시간(duration of time)동안 일 것이다. 본 예제는 MAP 번역기와 함께 DOCSIS 스케쥴러가 네트워크(500)에 양 단들(both tiers)을 위해서 스케쥴링을 수행하기 때문에 PON 스케쥴러의 결여가 특징이다. 이것은 헤드엔드 노드(102)가 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 전송하기 위해 요청된 대역폭을 미리 할당하도록 허용하고 그리고 그것은 또한 수반된 버퍼링 또는 스케쥴링 지연이 거의 없도록 하기 위해서 분기 노드(108)가 데이터를 보내는 시간을 또한 조정한다.

일 예에서, 종단국(108)은 대응하는 분기 노드(104)에 대역폭을 위한 DOCSIS 요청을 전송한다. 헤드엔드 노드(102)에 대역폭을 위한 DOCSIS 요청을 전송하기 위해 분기 노드(104)는 헤드엔드 노드(102)로부터 미리-허용된(pre-authorized) 승인을 가질 수 있다.

DOCSIS 스케쥴러(504)는 MAP 메시지에 승인을 발행하고, 그것은 분기 노드(104)로 보내지고 그런다음 종단국(108)으로 보내진다. MAP 메시지에 기반하여 MAP 번역기(508)는 GATE 메시지를 생성하여 종단국(108)으로부터 데이터가 분기 노드(104)에 도달한 시간과 분기 노드(104)가 수신된 데이터를 헤드엔드 노드(102)로 전송할 수 있는 타임 인스턴스(instance in time)이 조정되도록한다. GATE 메시지는 분기 노드(104)에 전송된다.

종단국(108)은 MAP 메시지에 의해 지시된 타임 인스턴스에 데이터를 전송한다. 분기 노드(104)는 데이터를 수신하고 그리고 그것을 GATE 메시지에 의해 지시된 타임 인스턴스에 기반하여 최소 지연을 가지면서 헤드엔드 노드(102)로 전송한다.

하향 방향에서, 헤드엔드 노드(102)는 인터넷(미도시)와 같은 백엔드 네트워크로부터 패킷들을 수신하고 그리고 목적지 종단국(108) 및 사용될 대응하는 서비스 플로우(DODSIS QoS 목적들을 위한)을 결정하기 위해서 DOCSIS 분류(classification)를 수행한다. DOCSIS 스케쥴러(504)는 하향 방향에서 패킷들의 전송 순서 및 하향의 동축 영역(분기 매체(106))의 용량(capacity), PON(메인 매체(104))보다 작은 용량일 수 있는,을 초과함이 없이 종단국(108)으로 전송될 수 있는 데이터의 전체 양을 결정한다. DOCSIS 스케쥴러(504)는 DOCSIS DS MAC(502)을 통하여 PON MAC(510)으로 원하는 순서 및 적절한 율(rate)로 패킷들을 전달한다. 본 예제에서, 수신된 패킷들이 DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 선택된 순서로 전송되도록 하기 위해서 하향 분류 및 EPON MAC(510)의 QoS 함수들은 건너뛴다.

요약하면, 도 5의 실시예는 서비스 제공자(service provider)가 각 종단국(108)을 위한 QoS 및 서비스 수준 계약(QoS and service level agreement)들과 같은 종단-대-종단 DOCSIS 프로토콜의 기능들을 유지하면서 네트워크(500)의 광 영역(optical portion)상의 EPON 프로토콜을 통합하는 헤드엔드 노드(102)에서 스케쥴링 기능들을 집중하는 한 방법을 제공한다. DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 만들어지는 할당들은 EPONDMF 위한 대응하는 할당들로 번역되고 그리고 적절한 형식으로 EPON 분기 노드들(104)에 전송된다. 본질적으로, EPON 네트워크는 DOCSIS 스케쥴러(506)에 "종속(slaved)"된다. 특별히, 상향 방향에서, 헤드엔드 노드(102)에 DOCSIS 스케쥴러(504)에 의해 개별 종단국(108)을 위해 스케쥴링되는 할당들은 적절한 시간에 적절한 분기 노드(104)로 EPON 할당들로 번역된다. 동축 케이블상의 종단국들(108)로부터 전송들은 분기 노드(104)에 의해 수신되고 그런다음 그들의 도달은 분기 노드(104)에 의해 헤드엔드 노드(102)로 데이터의 연속된 전송을 위해 PON 상의 할당된 타임슬롯의 시작이 바로 뒤를 잇기 때문에 최소 버퍼링 지연을 경험한다.

도 6 은 이단(two-tier) 네트워크에서 스케쥴링을 위해 헤드엔드 노드에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 일 예제 흐름도(600)을 예시한다. 흐름도(600)는 도 5에 도시된 예제 동작 환경을 계속 참고로 하여 서술될 것이다. 그러나, 흐름도는 그 실시예에 제한되는 것은 아니다. 흐름도(600)에서 도시된 어떤 단계들은 반드시 도시된 순서에 따라 발생할 필요가 없는 것을 주목한다.

Step 602에서, 종단국이 분기 노드로 데이터를 전송할 수 있는 제 1 타임 인스턴스가 결정된다. 예를 들어, DOCSIS 스케쥴러(504)는 종단국(108)이 분기 노드(104)에 데이터를 전송할 수 있는 제 1 타임 인스턴스(instance in time)을 결정한다. DOCSIS 스케쥴러(504)는 종단국(108)에 제 1 타임 인스턴스를 할당하는 MAP 메시지를 생성한다.

Step 604에서, 분기 노드가 Step 602에서 수신한 데이터를 헤드엔드 노드로 전송할 수 있는 제 2 타임 인스턴스가 결정된다. 일 실시예에서, 제 2 타임 인스턴스는 분기 노드(104)에 의해 요구되는 어떤 수신 프로세싱 시간을 참작한 종단국(108)으로부터 데이터가 도달한 시간에 대략 같다. 예를 들어, MAP 메시지에 제 1 타임 인스턴스에 기반하고 그리고 PON 타임베이스(timebase)(512)로부터의 데이터에 기반하여 MAP 번역기(508)는 제 2 타입 인스턴스를 결정한다. MAP 번역기(508)는 분기 노드(104)에 제 2 타입 인스턴스를 할당하는 GATE 메시지를 생성한다.

Step 606에서, MAP 메시지 및 GATE 메시지는 전송된다. 예를 들어, 헤드엔드 노드(102)는 MAP 및 GATE 메시지들을 모두 전송한다. 분기 노드(104)는 GATE 메시지를 저장하고 그리고 처리하고 종단국에 MAP 메시지를 포워딩한다.

도 7은 이단 네트워크에 분기 노드에 의해 수행되는 단계들을 예시하는 일 예제 흐름도(700)을 예시한다. 흐름도(700)는 도 5에 도시된 예제 동작 환경을 계속 참고로 하여 서술될 것이다. 그러나, 흐름도는 그 실시예에 제한되는 것은 아니다. 흐름도(700)에서 도시된 어떤 단계들은 반드시 도시된 순서에 따라 발생할 필요가 없는 것을 주목한다.

Step 702에서, MAP 메시지 및 GATE 메시지를 수신한다. 예를 들어, 데이터를 전송하기 위해 종단국(108)에 제 1 타임 인스턴스를 할당하는 MAP 메시지는 GATE 메시지와 함께 수신된다. GATE 메시지는 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 전송하기 위한 제 2 타임 인스턴스를 분기 노드(104)에 할당한다.

Step 704에서, MAP 메시지는 종단국으로 전송되고 그리고 GATE 메시지는 저장되고 처리된다. 예를 들어, 분기 노드(104)는 GATE 메시지를 저장하고 그리고 처리하고 MAP 메시지는 그것의 대응하는 목적 종단국(108)으로 포워딩한다. 분기 노드(104)는 GATE 메시지에 지시된 대략 제 2 타임 인스턴스에 종단국(108)로부터 수신된 데이터를 전송할 준비를 한다.

Step 706에서, 대략 제 2 타입 인스턴스에 종단국으로부터 데이터가 수신되고 그리고 GATE 메시지에 할당된 대략 제 2 타입 인스턴스에 데이터는 헤드엔드 노드로 상향 전송된다.

일반 목적 컴퓨터 시스템 예제(Example General Purpose Computer System)

본원에서 제시된 실시예들 또는 그것의 일부는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 그것의 조합에 의해 실행될 수 있다.

본원에서 제시된 실시예들은 두개이상의 디바이스들 또는 하나의 디바이스의 서브컴포넌트들사이에 어떤 통신 시스템에 적용된다. 본원에서 서술된 대표적인 기능들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 그것의 일부 조합에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 본원에 주어진 논의에 기반한 당업자들에 이해될 것처럼 대표적인 기능들은 컴퓨터 프로세서들, 컴퓨터 로직, ASIC(applicaton specific circuits), 디지털 신호 프로세서들등을 이용하여 실행될 수 있다. 따라서, 본원에서 서술된 기능들을 수행하는 임의 프로세서는 본원에서 제시된 실시예들의 사상(spirit) 및 범위(scope)내에 있다.

다음은 본원에서 제시된 내용의 실시예들을 실행하기 사용될 수 있는 일반 목적 컴퓨터 시스템을 서술한다. 본 내용은 하드웨에에 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의해 실행될 수 있다. 결과적으로, 본 내용은 컴퓨터 시스템 또는 다른 프로세싱 시스템의 환경내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 시스템의 일 예가 도8에 도시된다. 컴퓨터 시스템(800)은 프로세서(804)와 같은 하나이상의 프로세서들을 포함한다. 프로세서(804)는 특수 목적 또는 일반 목적 디지털 신호 프로세서일 수 있다. 프로세서(804)는 통신 인프라구조(806)(예를 들어, 버스(bus) 또는 네트워크)에 접속된다. 다양한 소프트웨어 실행들이 이 대표적인 컴퓨터 시스템에 관하여 서술된다. 이 서술을 읽은 후에, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 컴퓨터 아키텍쳐들을 이용하여 내용을 어떻게 실행하는지 관련 기술에 당업자에게 분명해질 것이다.

컴퓨터 시스템(800)은 메인 메모리(805) 가급적 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 또한 포함하고 그리고 보조 메모리(secondary memory)(810)를 또한 포함할 수 있다. 보조 메모리(810)는 예를 들어, 하드 디스크 드라이브(812), 및/또는 RAID 어레이(816) 및/또는 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브등을 나타내는 이동식 저장 드라이브(814)를 포함할 수 있다. 이동식 저장 드라이브(814)는 주지 방식의 이동식 저장 유닛(818)로부터 판독 및/또는 이동식 저장 유닛에 기록한다. 이동식 저장 유닛(818)은 플로피 디스크, 자기 테이프, 광 디스크 등을 나타낸다. 인식되는 것처럼, 이동식 저장 유닛(818)은 거기에 컴퓨터 소프트웨어 및/또는 데이터를 저장하는 컴퓨터 사용 저장 매체를 포함한다.

대안적인 실행들에서, 보조 메모리(810)는 컴퓨터 프로그램들 또는 다른 명령어들을 컴퓨터 시스템(800)에 로드(load)되도록 허용하는 다른 유사한 수단들을 포함할 수 있다. 이런 수단들은 예를 들어,이동식 저장 유닛(822) 및 인터페이스(820)를 포함할 수 있다. 이런 수단들의 예들은 프로그램 카트리지(cartridge) 및 카트리지 인터페이스( 비디오 게임 디바이스들에서 발견되는 것과 같은), 이동식 메모리 칩(EPROM 또는 PROM) 및 관련된 소켓, 그리고 소프트웨어 및 데이터가 다른 이동식 저장 유닛들(822) 및 이동식 저장 유닛(822)로부터 컴퓨터 시스템(800)으로 이송되도록 허용하는 인터페이스들(820)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(800)은 통신 인터페이스(824)를 또한 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(824)는 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨터 시스템(800) 및 외부 디바이스들 사이에서 이송되는 것을 허용한다. 통신 인터페이스들(824)의 예들은 모뎀, 네트워크 인터페이스(이더넷 카드와 같은), 통신 포트, PCMCIA 슬롯 및 카드 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(824)를 통하여 이송된 소프트웨어 및 데이터는 전자, 전자석(electromagnetic), 광 또는 통신 인터페이스(824)에 의해 수신될 수 있는 다른 신호들일 수 있는 신호들(828)의 형태일 수 있다. 이러한 신호들(828)은 통신 경로들(826)을 통하여 통신 인터페이스(824)에 제공된다. 통신 경로(826)는 신호들(828)을 실어나르고 그리고 유선 또는 케이블, 파이버 광들, 폰 선로(phone line), 셀룰러 폰 링크(cellular phone link), RF 링크 및 다른 통신 채널들을 이용하여 실행될 수 있다.

본원에서 사용되는 "컴퓨터 프로그램 매체(computer program medium)" 및 "컴퓨터 사용 가능한 매체(computer usable medium)"용어들은 이동식 저장 드라이브(814), 하드 디스크 드라이브(812)에 인스톨되는 하드 디스크, 및 신호들(828)과 같은 매체들을 일반적으로 언급한다. 이러한 컴퓨터 프로그램 제품들은 컴퓨터 시스템(800)에 소프트웨어를 제공하는 수단들이다.

컴퓨터 프로그램들(또는 컴퓨터 제어 로직으로 불리우는) 메인 메모리(805) 및/또는 보조 메모리(810)에 저장된다. 컴퓨터 프로그램들은 통신 인터페이스(824)를 통하여 또한 수신될 수 있다. 이런 컴퓨터 프로그램들이 실행된때 컴퓨터 시스템(800)이 본원에서 논의된 것처럼 본 내용을 실행하는 것을 가능하게 한다. 특별히, 컴퓨터 프로그램들이 실행된때 프로세서(804)가 본 내용의 프로세스들을 실행하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 컴퓨터 프로그램들이 실행된때 프로세서(804)가 본원에서 흐름도를 참고로 하여 상기에서 서술된 단계들의 일부 또는 전부를 실행하는 것을 가능하게 한다. 내용이 소프트웨어를 이용하여 실행되는 경우 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장될 수 있고 그리고 RAID 어레이(816), 이동식 저장 드라이브(814), 하드 드라이브(812) 또는 통신 인터페이스(824)를 이용하여 컴퓨터 시스템(800)에 로드된다.

다른 실시예에서, 내용의 특징들은 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)들 및 프로그램 가능한 또는 고정(static) 게이트 어레이들과 같은 하드웨어 컴포넌트들을 이용한 주로 하드웨어에서 실행될 수 있다. 본원에서 서술된 기능들을 실행하기 위해서 하드웨어 상태 기계(hardware state machine)의 실행은 관련 기술에 당업자들에 또한 분명하다.

결론(Conclusion)

다양한 실시예들이 위에서 서술되었지만, 이것은 한정이 아닌 예제의 방식에 의해 제시된 것임이 이해되어야만 한다. 본원에 제시된 실시예들의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 형태 및 세부사항에 다양한 변화들이 거기에 만들어질 수 있음은 관련 기술에 당업자에 분명하다.

본원에 제시된 실시예들은 특정 기능들의 수행 및 그것의 관계(relationship)를 예시하는 기능적인 빌딩 블럭들 및 방벙 단계들의 도움으로 위에서 서술되었다. 이러한 기능적인 빌딩 블럭들 및 방법 단계들의 경계는 서술의 편의를 위해 본원에서 임의로 정의될 수 있다. 명시된 기능들 및 그것의 관계가 적절하게 수행되는 한 대안적인 경계들이 정의될 수 있다. 따라서 임의의 이런 대안적인 청구된 실시예들의 사상 및 범위내에 있다. 이런 기능적인 빌딩 블럭들은 이산 컴포넌트들, ASIC, 적절한 소프트웨어를 실행하는 프로세서들 및 그것의 임의 조합에 의해 실행될 수 있다. 본 실시예들의 너비(breadth) 및 범위는 상기-서술된 대표적인 실시예들의 어떤것에 의해 제한되지 않아야 하나 다음의 청구항들 및 그것의 등가물들에 따라서 단지 정의될 수 있다.

Claims (15)

1. 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 헤드엔드 노드(headend node)에 있어서,
   종단국(end station)이 상기 이단 네트워크의 분기 매체(branch medium)상의 분기 노드(branch node)로 데이터를 전송하기 위해 대역폭(bandwidth) 및 제 1 타임 인스턴스(instance in time)를 할당하는 제 1 메시지를 생성하도록 구성된 스케쥴러; 및
   상기 스케쥴러에 연결되고 그리고 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스 결정 및 상기 종단국으로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 상기 이단 네트워크의 메인 매체 상의 상기 헤드엔드 노드에 전송하기 위한 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 생성하도록 구성된 메시지 번역기(message translator);를 포함하되,
   상기 스케쥴러는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) 스케쥴러이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 이단 네트워크의 상기 메인 매체는 광 매체(optical medium)이고 그리고 상기 이단 네트워크의 상기 분기 매체는 동축 케이블 매체이고, 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 수동 광 네트워크(PON : Passive Optical Network) 물리 계층을 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 GATE 메시지를 저장 및 처리하고 그리고 상기 MAP 메시지를 상기 케이블 모뎀으로 포워딩하는, 헤드엔드 노드.
2. 삭제
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스케쥴러는 상기 분기 노드로부터 대역폭 요청(request for bandwidth)을 수신하도록 구성되고, 상기 요청은 상기 분기 매체상의 상기 분기 노드에 연결된 상기 종단국으로부터 유래된 것인, 헤드엔드 노드.
4. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스케쥴러는 상기 종단국에 관련된 서비스 품질(QoS : Quality of Service) 및 서비스 수준(service level) 계약(agreement)들에 기반하여 상기 종단국에 할당될 상기 제 1 타임 인스턴스 및 대역폭의 양을 결정하는, 헤드엔드 노드.
5. 청구항 1 에 있어서,
   상기 스케쥴러에 연결된 타임베이스(timebase)를 더 포함하고, 상기 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하도록 구성된, 헤드엔드 노드.
6. 청구항 1 에 있어서,
   상기 MAP 번역기에 연결된 타임베이스를 더 포함하고, 상기 타임베이스로부터 수신된 데이터에 기반하여 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하도록 구성된, 헤드엔드 노드.
7. 삭제
8. 분기 노드(branch node)에 있어서,
   헤드엔드 노드(headend node)로부터 제 1 메시지 및 제 2 메시지를 수신하도록 구성된 제 1 하향(downstream) 물리 계층(PHY : Physical Layer); 및
   상기 제 1 물리 계층에 연결되고 그리고 상기 제 1 메시지를 종단국에 전송하도록 구성된 제 2 하향 물리 계층;
   상기 제 1 메시지는 상기 종단국이 상기 분기 노드에 데이터를 전송하는 제 1 타임 인스턴스 및 상기 종단국이 전송할 수 있는 상기 데이터의 양을 지정하고,
   상기 제 2 메시지는 상기 분기 노드가 상기 종단국으로부터 수신한 상기 데이터를 상기 헤드엔드 노드로 전송하는 제 2 타임 인스턴스를 지정하고, 그리고 상기 제 2 타임 인스턴스는 동시에 상기 데이터가 상기 종단국으로부터 상기 분기 노드에 의해 수신되는 시간을 지정하고,
   상기 제 1 하향 PHY는 수동 광 네트워크 하향 PHY이고, 상기 제 2 하향 PHY는 DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification) PHY이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이고, 상기 종단국은 케이블 모뎀이고 그리고 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)을 포함하는, 분기 노드.
9. 삭제
10. 청구항 8 에 있어서,
    상기 분기 노드는 수동 광 네트워크(PON)상의 상기 헤드엔드 노드 및 동축 네트워크 상의 상기 케이블 모뎀에 연결되는, 분기 노드.
11. 청구항 8 에 있어서,
    상기 헤드엔드에 상기 데이터를 전송하기 전에 상기 종단국으로부터 수신된 데이터를 저장하도록 구성된 버퍼;를 더 포함하는, 분기 노드.
12. 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법에 있어서,
    헤드엔드 노드에서 분기 노드에 데이터를 전송하기 위해 제 1 디바이스에 대역폭 및 제 1 타임 인스턴스를 할당하는 제 1 메시지를 생성하는 단계;
    상기 헤드엔드 노드에서 상기 제 1 디바이스로부터 데이터가 상기 분기 노드에 도달하는 제 2 타임 인스턴스를 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 디바이스로부터 수신된 상기 데이터를 상기 제 2 타임 인스턴스에 헤드엔드 노드로 전송하기 위해 상기 분기 노드 대역폭을 승인하는 제 2 메시지를 상기 헤드엔드 노드에서 생성하는 단계;를 포함하되,
    상기 제 1 디바이스는 케이블 모뎀이고, 상기 헤드엔드 노드는 CMTS(Cable Modem Termination System)이고, 상기 제 1 메시지는 MAP 메시지이고, 상기 제 2 메시지는 GATE 메시지이며,
    상기 헤드엔드 노드에서 상기 분기 노드로 상기 MAP 메시지 및 상기 GATE 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하고, 상기 분기 노드는 상기 제 2 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 GATE 메시지를 저장하고 처리하고 그리고 상기 제 1 타임 인스턴스를 결정하기 위해서 상기 MAP 메시지를 저장 및 처리하는 상기 케이블 모뎀에 상기 MAP 메시지를 포워딩하는, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법.
13. 청구항 12 에 있어서,
    상기 분기 노드로부터 대역폭 요청을 수신하는 단계;를 더 포함하고, 상기 요청은 상기 제 1 디바이스로부터 유래된 것인, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법.
14. 청구항 12 에 있어서,
    상기 제 1 디바이스에 관련된 서비스 품질 및 서비스 수준 계약들에 기반하여 상기 제 1 디바이스에 할당될 상기 제 1 타임 인스턴스 및 대역폭의 양을 결정하는 단계;를 더 포함하는, 이단 네트워크(two-tier network)에서 상향(upstream) 전송 시간을 스케쥴링하는 방법.
15. 삭제

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