KR20000034448A - Method for packet scheduling using delay sensitive flag of cable modem - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 케이블모뎀의 패킷 처리방법에 관한 것으로서, 특히 패킷 스케줄링시 각 패킷의 지연민감정보(delay sensitive flag)에 따라 패킷들의 전송 순서를 결정하는 케이블모뎀의 지연민감정보를 이용한 패킷 스케줄링방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for processing a packet of a cable modem, and more particularly to a packet scheduling method using delay sensitivity information of a cable modem for determining a transmission order of packets according to delay sensitive flag of each packet during packet scheduling. will be.
일반적으로 케이블모뎀 네트워크는 원격지 접속 분야에서 종합정보통신망(ISDN), 멀티디지털가입자회선(xDSL) 등과 함께 관심을 끌고 있는 네트워크 시스템으로서, 인터넷, 인트라넷에 접속하여 Mbps 급의 고속 데이터 전송 속도로 가입자에게 재택근무, 영상회의, 웹검색 등의 다양한 서비스를 제공한다.In general, the cable modem network is a network system that is attracting attention together with ISDN, multi-digital subscriber line (xDSL), etc. in the field of remote access, and is connected to the Internet and intranet to subscribers at a high speed of Mbps. It provides various services such as telecommuting, video conferencing, and web search.
미국을 중심으로 폭넓은 사용자층을 확보하고 있는 케이블모뎀 네트워크의 개념은 케이블 티브이(CATV)망을 데이터 통신분야에 끌어들인 것으로서, 동축케이블을 이용한다는 측면에서는 서로 유사하지만 CATV는 외부의 동축케이블을 셋톱박스로 연결한 후 이 셋톱박스에 TV를 접속시키는 반면, 케이블모뎀 네트워크는 케이블모뎀으로 동축케이블과 퍼스널 컴퓨터(PC)를 연결하는 방식이다. 이 때, 케이블모뎀에 접속되는 PC는 1 대일 수도 있고 여러 대일 수도 있다.The concept of cable modem networks, which have a wide user base in the United States, is to bring cable TV (CATV) networks into the data communication field. In terms of using coaxial cables, they are similar to each other. A cable modem network connects a coaxial cable to a personal computer (PC) via a cable modem, while connecting the TV to the set-top box after connecting the box. At this time, there may be one PC or multiple PCs connected to the cable modem.
케이블모뎀은 워크그룹용, 멀티유저용, 및 개인용으로 구분된다. 워크그룹용 케이블모뎀은 PC를 접속시킬 수 있는 포트수가 4개, 8개 등으로 소규모 그룹을 대상으로 하고 이를 통해 소형 랜(LAN)을 구축할 수 있도록 하며, 멀티유저용 케이블모뎀은 도서관, 학교, 공장 등 비교적 규모가 큰 곳에 사용된다.Cable modems are divided into workgroup, multiuser, and personal. Workgroup cable modems are designed for small groups with 4 or 8 ports for connecting PCs, enabling them to build small LANs, and multi-user cable modems for libraries and schools. It is used in relatively large places such as factories and factories.
상기한 케이블모뎀은 일측이 가입자 설비(예를 들어, PC)와 연결되고, 타측이 케이블망을 통해 케이블모뎀 단말시스템과 연결되어 가입자가 케이블모뎀 단말시스템과 연결된 백본망으로부터 여러 가지 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.The cable modem is connected to the subscriber equipment (eg, PC) on one side, and the other side is connected to the cable modem terminal system through the cable network so that the subscriber can receive various services from the backbone network connected to the cable modem terminal system. To help.
즉, 케이블모뎀은 PC 로부터 입력되는 상향 채널(upstream channel)의 패킷들과 케이블모뎀 단말시스템으로부터 입력되는 하향 채널(downstream channel)의 패킷들을 버퍼와 메모리에 저장한 상태에서 적절하게 처리하여 상기와 같은 역할을 수행한다.That is, the cable modem appropriately processes the packets of the upstream channel input from the PC and the packets of the downstream channel input from the cable modem terminal system in the buffer and the memory, and then processes the packets accordingly. Play a role.
한편, 케이블모뎀은 버퍼와 메모리에 저장된 패킷들의 처리 순서를 결정할 때 즉, 패킷 스케줄링시 데이터 패킷을 무작위로 선택하여 케이블모뎀 단말시스템이나 PC 로 전송한다.Meanwhile, the cable modem randomly selects data packets and transmits them to the cable modem terminal system or a PC when determining the processing order of the packets stored in the buffer and the memory.
그러나, 상기와 같이 케이블모뎀이 데이터 패킷을 무작위로 선택하여 전송하면 지연에 민감한 서비스 즉, 패킷 전송이 지연되면 서비스 품질에 상당한 영향을 미치는 서비스(예를 들어, 대화형 음성/영상 서비스)의 요구사항을 효과적으로 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.However, if the cable modem randomly selects and transmits a data packet as described above, a delay-sensitive service, that is, a request for a service (for example, an interactive voice / video service) that significantly affects the quality of service when the packet transmission is delayed, is required. There was a problem that could not be satisfied effectively.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 초기화(initialization) 과정에서 서비스의 품질에 따라 각 패킷에 지연민감정보를 명시하고, 이후 작동(operational) 상태에서 각 패킷의 지연민감정보에 따라 전송 순서를 결정함으로써 지연에 민감한 서비스의 요구 사항을 보다 효과적으로 만족시킬 수 있도록 하는 케이블모뎀의 지연민감정보를 이용한 패킷 스케줄링방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the delay sensitive information is specified in each packet according to the quality of service during the initialization (initialization), and then in the delay (operational) state of each packet delay sensitivity information It is an object of the present invention to provide a packet scheduling method using delay sensitive information of a cable modem to more effectively satisfy the requirements of delay sensitive services by determining the transmission order accordingly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 케이블모뎀의 지연민감정보를 이용한 패킷 스케줄링방법은 케이블모뎀 단말시스템과 가입자 설비로부터 입력되는 패킷을 버퍼와 메모리에 저장하여 처리하는 케이블모뎀의 패킷 처리방법에 있어서, 상기 케이블모뎀의 초기화 과정에서 서비스의 품질에 따라 각 패킷에 지연민감정보를 명시하는 제 1 단계와, 상기 케이블모뎀의 작동 상태에서 상향 및 하향 채널의 패킷들을 전송할 때 각 패킷의 지연민감정보에 따라 전송 순서를 결정하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에서 지연민감정보가 동일한 패킷들에 대해서는 각 SID 의 우선 순위에 따라 전송 순서를 결정하는 제 3 단계가 구비된 것을 특징으로 한다.A packet scheduling method using delay sensitive information of a cable modem according to the present invention for achieving the above object is a packet processing method of a cable modem for storing and processing the packets input from the cable modem terminal system and subscriber equipment in a buffer and a memory. In the initializing of the cable modem, a first step of specifying delay sensitivity information in each packet according to the quality of service, and delay sensitivity of each packet when transmitting uplink and downlink packets in the operation state of the cable modem. A second step of determining the transmission order according to the information, and a third step of determining the transmission order according to the priority of each SID for the packets having the same delay sensitivity information in the second step.
또한, 상기 제 1 단계는 상기 케이블모뎀과 상기 케이블모뎀 단말시스템이 주고받는 등록 요청/응답 메시지의 구성 파일에 지연민감 플래그를 추가하는 단계와, 상기 케이블모뎀의 초기화 과정에서 서비스의 품질에 따라 각 패킷의 지연민감 플래그를 "1" 또는 "0"으로 세팅하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.The first step may include adding a delay sensitive flag to a configuration file of a registration request / response message exchanged between the cable modem and the cable modem terminal system, and depending on the quality of service during the initialization of the cable modem. Preferably, the delay sensitivity flag of the packet is set to "1" or "0".
도 1은 본 발명이 구현되는 케이블모뎀 네트워크의 개략적인 구성도,1 is a schematic diagram of a cable modem network in which the present invention is implemented;
도 2a는 등록 요청 메시지의 포맷을 나타내는 도면,2A is a diagram illustrating the format of a registration request message;
도 2b는 도 2a에 도시된 TLV 부호화된 정보의 일례를 도시한 도면,FIG. 2B is a diagram showing an example of the TLV coded information shown in FIG. 2A;
도 3a는 등록 응답 메시지의 포맷을 나타내는 도면,3A is a diagram illustrating a format of a registration response message;
도 3b는 도 3a에 도시된 TLV 부호화된 정보의 일례를 도시한 도면,FIG. 3B is a diagram showing an example of the TLV coded information shown in FIG. 3A;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11~14 : 케이블모뎀(CM) 20 : 케이블망11 ~ 14: Cable modem (CM) 20: Cable network
30 : 케이블모뎀 단말시스템(CMTS) 40 : 백본망30: cable modem terminal system (CMTS) 40: backbone network
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 구현되는 케이블모뎀 네트워크의 개략적인 구성도로서, 다수개의 케이블모뎀(11∼14, CM: Cable Modem)이 케이블망(20)에 연결되어 있고, 각각의 케이블모뎀(11∼14)에는 가입자 설비(CPE: Customer Premises Equipment)인 퍼스널 컴퓨터(PC)가 연결되어 있으며, 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS: Cable Modem Termination System)이 케이블망(20)과 백본망(40) 사이에 연결되어 있다. 여기서, 가입자는 백본망(40)으로부터 인터넷 등의 서비스를 제공받는다.1 is a schematic configuration diagram of a cable modem network in which the present invention is implemented, and a plurality of cable modems 11 to 14 (CM: Cable Modem) are connected to the cable network 20, and each cable modem 11 to 14, a personal computer (PC), which is a Customer Premises Equipment (CPE), is connected, and a cable modem terminal system (CMTS) is connected between the cable network 20 and the backbone network 40. Is connected to. Here, the subscriber receives a service such as the Internet from the backbone network 40.
상기 케이블모뎀들(11∼14, CM)은 PC 로부터 입력되는 상향 채널의 패킷들과 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)으로부터 입력되는 하향 채널의 패킷들을 버퍼와 메모리(도면상 도시되지 않음)에 저장한 상태에서 적절하게 처리하여 가입자가 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)과 연결된 백본망(40)으로부터 여러 가지 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.The cable modems 11 to 14 (CM) store uplink packets input from the PC and downlink packets input from the cable modem terminal system 30 (CMTS) to a buffer and a memory (not shown). By properly processing in the stored state, the subscriber can receive various services from the backbone network 40 connected with the cable modem terminal system 30 (CMTS).
상기 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)은 헤드엔드에 위치하여 상향 채널과 하향 채널을 제공한다. 상기 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)은 하향 채널을 통해 500Kbps∼30Mbps의 속도로 광대역의 데이터를 전송하고, 상향 채널을 통해 각 케이블모뎀(11∼14, CM)이 96Kbps∼10Mbps의 속도 및 점대점 방식으로 전송한 협대역의 질의데이터를 수신한다. 아울러, 상기 케이블모뎀(11∼14, CM)은 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)에 전송요구(Request) 신호를 보낸 후 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)으로부터 그에 대한 응답(ACK) 신호를 받아야만 필요한 데이터를 요구하는 질의데이터를 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)으로 전송할 수 있다.The cable modem terminal system 30 (CMTS) is located at the head end to provide an uplink channel and a downlink channel. The cable modem terminal system 30 transmits broadband data at a rate of 500 Kbps to 30 Mbps through a downlink channel, and each cable modem 11 to 14 CM transmits 96 Kbps to 10 Mbps over an uplink channel. Receive narrowband query data transmitted by dot method. In addition, the cable modems 11 to 14 (CM) transmit a request signal to the cable modem terminal system 30 (CMTS) and then receive an acknowledgment (ACK) signal from the cable modem terminal system 30 (CMTS). Query data requesting the necessary data must be transmitted to the cable modem terminal system 30 (CMTS).
한편, 상기 케이블모뎀(11∼14, CM)과 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)간에는 MAC(Medium Access Control) 프로토콜이 적용된다. 상기 MAC 프로토콜에서 가장 중요한 것은 SID(Service IDentifier)이다.Meanwhile, a medium access control (MAC) protocol is applied between the cable modems 11 to 14 and CM and the cable modem terminal system 30 and CMTS. The most important thing in the MAC protocol is a Service IDentifier (SID).
상기 SID 는 보통 디바이스 확인과 서비스 등급 관리를 제공하는 것으로서, 상향스트림(upstream) 대역 할당을 위하여 반드시 필요하다. 상기 SID 는 케이블모뎀(11∼14, CM)과 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS) 사이의 특정 맵핑을 규정한다. 이런 맵핑은 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)에 의해 케이블모뎀(11∼14, CM)에 할당된 대역과 서비스의 등급을 기초로 하여 수행된다. 즉, 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)은 케이블모뎀(11∼14, CM)에 의해 요구되는 서비스 등급에 대응하여 각 케이블모뎀(11∼14, CM)에 하나 또는 그 이상의 SID 를 할당한다. 또한, 맵핑은 케이블모뎀 등록(registration) 기간 동안 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)과 케이블모뎀(11∼14, CM) 사이에서 결정되어야 한다.The SID usually provides device identification and service class management, and is necessary for upstream bandwidth allocation. The SID defines a specific mapping between the cable modems 11-14, CM and the cable modem terminal system 30, CMTS. This mapping is performed based on the class of bands and services assigned to the cable modems 11 to 14 by the cable modem terminal system 30 (CMTS). That is, the cable modem terminal system 30 (CMTS) allocates one or more SIDs to each cable modem (11-14, CM) corresponding to the service class required by the cable modems (11-14, CM). In addition, the mapping must be determined between the cable modem terminal system 30 (CMTS) and the cable modems 11-14 (CM) during the cable modem registration period.
한편, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 케이블모뎀의 초기화 과정을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the initialization process of the cable modem in order to help the understanding of the present invention.
다음에서는 도 1에 도시된 4개의 케이블모뎀(11∼14, CM) 중 상부 좌측에 위치한 케이블모뎀(11, CM)의 초기화 과정을 예로 들어 설명하기로 한다.Next, an initialization process of the cable modems 11 and CM located on the upper left side among the four cable modems 11 to 14 CM shown in FIG. 1 will be described as an example.
먼저, 케이블모뎀(11, CM)은 하향 채널을 스캔하고 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)과 동기를 맞춘다. 그 후, 케이블모뎀(11, CM)은 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)으로부터 상향 채널의 특성을 정의하는 UCD(Upstream Channel Descriptor) 메시지를 수신하여 전송 파라메터를 얻는다. 이 때, 케이블모뎀(11, CM)은 UCD 메시지로부터의 상향 채널이 적합하지 않은 채널이라면 다시 사용가능한 UCD 메시지를 기다리고, 전송 파라메터로부터 적합한 상향 채널을 찾으면 UCD 메시지로부터 상향스트림에 대한 파라메터, 미니슬롯 타이밍 및 선택된 채널의 대역 할당에 관한 MAP 메시지를 추출한다. 상기 UCD 메시지의 파라메터는 타입/길이/값(TLV: type/length/value)의 형태로 규정된다.First, the cable modem 11 (CM) scans the downlink channel and synchronizes with the cable modem terminal system (30, CMTS). Thereafter, the cable modem 11 (CM) receives an upstream channel descriptor (UCD) message defining characteristics of an uplink channel from the cable modem terminal system 30 (CMTS) to obtain a transmission parameter. At this time, the cable modem 11, CM waits for a usable UCD message again if the upstream channel from the UCD message is not a suitable channel. If a suitable upstream channel is found from the transmission parameter, the parameter and minislot for upstream from the UCD message are found. Extract MAP message regarding timing and band allocation of selected channel. The parameter of the UCD message is defined in the form of type / length / value (TLV).
이어서, 케이블모뎀(11, CM)은 레인징(ranging) 및 적응(adjustment) 과정을 수행한 다음 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 연결, 현재 날짜와 시간 및 보안(security)을 확립한다. 상기 레인징(ranging)은 케이블모뎀(11, CM)의 전송이 미니슬롯 경계에 올바르게 정렬되도록 타이밍 오프셋을 획득하기 위한 과정이다.Subsequently, the cable modem 11 (CM) performs a ranging and adjustment process and then establishes an Internet Protocol (IP) connection, a current date and time, and security. The ranging is a process for obtaining a timing offset such that transmission of the cable modem 11, CM is correctly aligned with the minislot boundary.
계속해서, 케이블모뎀(11, CM)은 TFTP(Trivial File Transfer Protocol)를 이용하여 파라메터 파일을 다운로드한다. 상기 TFTP는 소프트웨어 및 구성 정보를 다운로드하기 위한 파일 전송 프로토콜이다.Subsequently, the cable modem 11, CM downloads the parameter file using the Trivial File Transfer Protocol (TFTP). The TFTP is a file transfer protocol for downloading software and configuration information.
한편, 케이블모뎀(11, CM)은 파라메터 파일의 수신 후 도 2a 및 도 2b에 도시된 등록 요청(registration request) 메시지를 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)으로 전송하고, 케이블모뎀 단말시스템(30, CMTS)은 수신한 등록 요청 메시지에 대한 응답으로 도 3a 및 도 3b에 도시된 형태의 등록 응답(registration response) 메시지를 케이블모뎀(11, CM)으로 전송한다.Meanwhile, after receiving the parameter file, the cable modem 11 (CM) transmits a registration request message shown in FIGS. 2A and 2B to the cable modem terminal system 30 (CMTS), and the cable modem terminal system 30 , CMTS) transmits a registration response message of the type shown in FIGS. 3A and 3B to the cable modem 11 in response to the received registration request message.
이 때, 본 발명은 등록 요청 메시지와 등록 응답 메시지의 서비스 등급 구성 세팅(class of service configuration setting)시 TLV 부호화 정보 영역(구성 파일)에 지연민감 영역을 추가한다. 일례로 지연민감 영역은 다음 표 1과 같은 형태의 1 비트 플래그(flag)로 추가된다.At this time, the present invention adds a delay sensitive area to the TLV encoded information area (configuration file) at the time of class of service configuration setting of the registration request message and the registration response message. For example, the delay sensitive region is added as a 1 bit flag of the form shown in Table 1 below.
그 후, 케이블모뎀(11, CM)의 초기화 과정에서 서비스의 품질에 따라 각 패킷에 지연민감정보를 명시한다. 보다 구체적으로 지연에 민감한 서비스 즉, 패킷 전송이 지연되면 서비스 품질에 상당한 영향을 미치는 서비스(예를 들어, 대화형 음성/영상 서비스)의 패킷들은 지연민감 플래그를 "1"로 세팅하고, 그다지 지연에 민감하지 않은 서비스의 패킷들은 지연민감 플래그를 "0"으로 세팅한다.Then, delay sensitivity information is specified in each packet according to the quality of service during the initialization of the cable modem 11 (CM). More specifically, packets of delay-sensitive services, that is, those that have a significant impact on the quality of service if the packet transmission is delayed (e.g., interactive voice / video service), set the delay sensitivity flag to "1" and do not delay much. Packets of a service that are not sensitive to the delay set the delay sensitivity flag to "0".
상기와 같이 각 패킷들의 지연민감 플래그가 해당 서비스의 품질에 따라 세팅되면 케이블모뎀(11, CM)은 작동 상태에서 상향 채널과 하향 채널의 패킷들을 전송할 때 종래 기술과 같이 패킷들을 무작위로 선택하여 전송하는 대신 먼저, 각 패킷의 지연민감 플래그의 세팅 상태에 따라 패킷들의 전송 순서를 결정하고, 이후 지연민감 플래그가 동일한 값으로 세팅된 패킷들에 대해서는 각 SID 의 우선 순위(priority)에 따라 전송 순서를 결정하여 패킷들을 전송한다.As described above, when the delay sensitivity flag of each packet is set according to the quality of service, the cable modem 11 and CM randomly selects and transmits packets as in the prior art when transmitting uplink and downlink packets in an operational state. Instead, first, the transmission order of the packets is determined according to the setting of the delay sensitivity flag of each packet, and then, for the packets with the delay sensitivity flag set to the same value, the transmission order is determined according to the priority of each SID. Determine and send packets.
보다 구체적으로 케이블모뎀(11, CM)은 상향 채널 및 하향 채널의 패킷들을 전송할 때 지연민감 플래그가 "1"로 세팅된 SID 의 패킷들을 먼저 전송하고, 지연민감 플래그가 "0"으로 세팅된 SID 의 패킷들을 나중에 전송하며, 지연민감 플래그가 동일한 값으로 세팅된 패킷들에 대해서는 우선 순위가 높은 SID 의 패킷들을 우선적으로 전송한다.More specifically, the cable modem 11 (CM) first transmits packets of the SID with the delay sensitivity flag set to "1" and transmits the packets of the SID with the delay sensitivity flag set to "0". Packets are sent later, and packets of SID having a higher priority are preferentially transmitted for packets having a delay sensitivity flag set to the same value.
그 결과, 케이블모뎀(11, CM)은 지연에 민감한 서비스의 요구 사항을 종래 기술보다 더 효과적으로 만족시킬 수 있게 된다.As a result, the cable modems 11 and CM can satisfy the requirements of delay sensitive services more effectively than in the prior art.
이와 같이 본 발명이 적용된 케이블모뎀은 상향 및 하향 채널의 패킷들을 전송할 때 각 패킷에 명시된 지연민감정보에 따라 전송 순서를 결정하여 지연에 민감한 서비스의 패킷들이 우선적으로 전송되도록 하기 때문에 지연에 민감한 서비스의 요구 사항을 보다 효과적으로 만족시킬 수 있는 효과가 있다.In this way, the cable modem to which the present invention is applied determines the transmission order according to the delay sensitivity information specified in each packet when transmitting uplink and downlink channels, so that the packets of the delay sensitive service are transmitted first. The effect is to meet the requirements more effectively.
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Cited By (2)
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KR100467643B1 (en) * | 2000-12-28 | 2005-01-24 | 엘지전자 주식회사 | Method for multimedia data transmission in wireless LAN |
KR100897853B1 (en) * | 2006-12-06 | 2009-05-15 | 한국전자통신연구원 | Method and Apparatus for processing Downstream data packet in channel bonding |
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1998
- 1998-11-30 KR KR1019980051784A patent/KR20000034448A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |