KR20040027886A

KR20040027886A - 다운스트림 모뎀을 탐지하고 폴링하는 방법

Info

Publication number: KR20040027886A
Application number: KR10-2004-7001717A
Authority: KR
Inventors: 존 비. 테리; 로버트 피. 바실; 브래들리 리차드 리; 스테판 데니스 작쿠스 차페오
Original assignee: 코우액스미디어, 인크.
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-04-01
Also published as: US20030076809A1; CN1565100A; MXPA04001077A; WO2003015338A1

Abstract

공유 통신 매체 상에서 이전에 미발견된 클라이언트 모뎀의 존재를 우선 탐지한 후 새로 발견된 클라이언트 모뎀에 대한 주소를 식별함으로써 이전에 미발견된 클라이언트 모뎀의 주소를 발견하는 방법이 제공된다. 그 방법은 전송할 데이터 없이 시간 낭비되는 폴링 (104, 112, 120)을 없애기 위해 그룹 폴링과 결합될 수 있다. 그룹 폴링의 일 실시예에서, 동보 메시지(204)가 모든 모뎀(또는 모뎀의 선택된 부분집합)에 전송된다. 각각의 서비스 요청 모뎀은 소정의 타임 슬롯에서 짧은 버스트의 에너지(216)로 응답한다. 이들 타임 슬롯 응답(208)이 기록된 후 정상 폴링 메시지가 서비스 요청 모뎀에만 전송된다. 타임 슬롯은 미발견 모뎀으로부터의 응답(212)에 대하여 할당될 수 있다.

Description

다운스트림 모뎀을 탐지하고 폴링하는 방법{METHODS FOR DETECTING AND POLLING DOWNSTREAM MODEMS}

본 발명에 대한 내용을 제공하고 본 발명의 산업상 이용가능성의 예시를 나타내기 위해, 본 출원은 1999년 1월 13일을 우선일로 하고 동일 양수인에게 양도되어 계류중인 미국 특허출원번호 제09/482,836호 "High Speed Data Communications over Local Coaxial Cable"에 개시된 개념에 기반하는 것임을 주목할 가치가 있다. 상기 '836 출원은 텔레비전 신호의 전달에 사용되는 기존 트리 및 브랜치 동축 네트워크 상에 배치될 수 있는 시스템을 나타낸다. 상기 시스템은 중앙 서버로부터 트리 및 브랜치 네트워크의 말단의 일련의 클라이언트 모뎀으로의 다운스트림 데이터 통신 채널을 포함하였다. 상기 시스템은 또한 클라이언트 모뎀으로부터 중앙 서버로의 통신을 위한 업스트림 채널을 포함하였다.

상기 '836 출원에서, 모든 정보는 서버에서 하나 이상의 클라이언트 모뎀으로(다운스트림;downstream) 연속으로 흐르고, 하나 이상의 클라이언트 모뎀에서 서버로는(업스트림;upstream) 버스트로 전송된다.

또한, 본 출원은 2000년 3월 30일을 우선일로 하고 동일 양수인에게 양도되어 계류중인 미국 특허출원번호 제09/818,378호 "Architecture and Method for Automatic Distributed Gain Control for Modern Communications over Passive Multipoint Networks"에 개시된 개념을 확장시킨다. 상기 '378 출원에 개시된 내용의 중복을 피하기 위하여, '387 출원은 여기에 통합된다. 참조에 의해 통합된 텍스트 또는 도면과 본 개시의 텍스트 또는 도면 간의 충돌이 있는 경우 본 출원은종래 출원을 개량한 것이므로, 본 발명의 내용이 물론 우세하다.

서버로부터 하나 이상의 클라이언트 모뎀으로의 데이터는 연속적이어서 클라이언트 상의 AGC 회로는 클라이언트가 그 수신 전력 레벨을 조절하고 다운스트림 RF 데이터의 디코딩을 개시할 수 있게 한다. 클라이언트에서 서버로 흐르는 데이터는 버스트이므로, 클라이언트에 의해 전송되는 전송용 RF 전력 레벨은 서버로 다시 가는 것에 대한 손실을 보상하기 위해 반복 방식으로 조절된다. 이 개념은 '378 출원에서 설명된다.

업스트림 채널과 다운스트림 채널은 각각 그들의 데이터를 전송하기 위해 고유 주파수 상에서 동작하기 때문에, 데이터 플로우 다운스트림 및 업스트림은 동시에 발생한다.

다운스트림으로 흐르는 데이터는 다운스트림 메시지 헤더에 추가된 고유 주소에 의해 각 클라이언트 모뎀에서 인식된다. 클라이언트 모뎀과 그 주소는 발견(discovery)으로 불리는 프로세스를 통해 서버에 의해 발견된다.

발견과 폴링을 위한 종래 프로세스는 시스템이 동작하는데 필요한 오버헤드를 증가시켜 네트워크에 부담을 가한다. 오버헤드는 첫째, 페이로드 전달(delivery of payload)보다는 관리 전용의 데이터 프레임 부위로서, 둘째, 실제 페이로드 없이 관리 목적을 위해 전송되는 프레임의 사용("실제 페이로드(true payload)"는 데이터 페이로드의 전달에 대비되는 것으로 제어 설정의 전달 또는 더미 페이로드를 구별하기 위한 의미이다)으로서의 두 개의 기본 유형으로 나타난다. 후자의 오버헤드 형태는 이들 관리 프레임이 실제 페이로드의 전달없이 통신 채널(다운스트림 및 업스트림)을 사용하기 때문에 실제 부담이 된다.

본 발명의 목적은 서버가 하나 이상의 미발견 클라이언트 모뎀의 주소를 식별하는 효율적인 프로세스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 업스트림 전송할 페이로드를 갖지 않는 기지의 클라이언트 모뎀의 폴링 시간을 단축시켜 폴링 프로세스를 개선시키는 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 이점은 후술하는 도면 및 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 통신 시스템 및 방법 분야에 관한 것으로, 특히, 트리 및 브랜치 네트워크 상에서 수동 동축 배선과 같은 공유 전송 매체를 통한 중앙 서버와 다수의 말단 모뎀 간의 패킷 통신에 관한 것이다.

도 1은 1) 특정 폴링 장치에서 업스트림 데이터가 없는 경우에도 개별 장치를 폴링하여 업스트림 채널을 낭비하는 것과 2) 그룹 폴링 메시지에 대한 다수의 모뎀으로부터의 응답 간의 차의 크기를 나타내는 설명을 포함한다. 세 개의 개별 모뎀의 폴링은 백 개의 활성 모뎀의 그룹 폴링과 대비된다.

본 발명은 응답하고 있는 미발견 장치가 있다고 판정하고, 그 후, 새로 발견된 클라이언트 장치의 주소에 미지의 비트 값 각각을 반복하여 결정함으로써, 클라이언트 모뎀과 같은 클라이언트 장치의 주소를 효율적으로 발견하는 여러 태양의 방법을 포함한다. 미발견 장치의 주소가 완전히 식별되면, 새로 발견된 장치는 전송할 데이터를 갖는 미발견 장치로부터의 응답을 요청하는 다운스트림 통신에 응답하지 않도록 지시될 수 있다. 개시된 방법은 둘 또는 그 이상의 미발견 모델이 응답하는 경우에도 미발견 클라이언트 모뎀의 주소를 식별하도록 동작한다.

또한, 본 개시는 (만약 있다면) 어느 것이 전송할 업스트림 데이터를 갖는 지를 판정하기 위해 한 그룹의 클라이언트 모뎀을 효율적으로 폴링하는 여러 태양의 방법을 포함한다. 한 그룹의 폴링 메시지와 다수의 클라이언트 모뎀의 연결된 일련의 짧은 타임 슬롯으로의 응답을 사용함으로써, 전송할 업스트림 데이터를 갖는 클라이언트 모뎀의 작은 부분집합의 신속하고 효율적인 식별이 가능해진다. 클라이언트 모뎀의 부분집합이 식별되면, 부분집합 내의 개별 클라이언트 모델에 전송된 특정 폴링 요청이 폴링의 현재 라운드를 종료하도록 전송될 수 있다. 폴링 프로세스의 비효율성을 줄이기 위해, 모뎀은 보다 빈번하게 폴링될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 미발견 클라이언트 모뎀이 미발견 클라이언트 모뎀용으로 예약된 타임 슬롯 내에서 응답함으로써 그룹 폴링 요청에 응답하도록 프로그래밍될 수 있으므로, 그룹 폴링(group polling)이 미발견 클라이언트 모뎀 식별의 초기 단계로서 사용될 수 있다. 그룹 폴링은 응답의 존재 또는 부재를 판정하기 위한 레벨 탐지기를 사용하기 때문에, 둘 이상의 미발견 모델이 동일 타임 슬롯 내에서 응답하더라도 본 방법이 적용된다.

본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부한 도면을 참조하여 이하 본 발명을 설명한다.

그러나, 본 발명은 많은 다른 형태로 구체화될 수 있으며 여기서 설명된 실시예에 한정되는 것으로 간주되어서는 안된다; 오히려, 이들 실시예는 본 개시가 철저하고 완벽하도록 제공되며 당업자에게 본 발명의 범위를 모두 전달하려는 것이다.

발견

클라이언트 모뎀이 파워업하거나, 리셋하거나 또는 재접속되는 때와 같은 소정의 이벤트 후에, 그 클라이언트 모뎀이 업스트림 데이터를 가져서 업스트림 채널을 사용할 필요가 있는지를 확인하기 위해 폴링될 수 있도록 클라이언트 모뎀이 서버에 의해 발견될 필요가 있다.

미발견 클라이언트 모뎀의 주소를 발견하는 방법은 두 부분을 갖는다. 제1 부분은 이전에 미발견된 클라이언트 모뎀의 존재를 탐지하는 것이다. 제2 부분은 클라이언트 모뎀에 대한 주소를 효율적으로 식별하는 것이다.

바람직한 실시예에서, 상기 방법은 특정 메시지(발견 메시지)에서 이용가능한 최하위 주소를 전송하고 발견 메시지 내에 전송된 주소보다 크거나 그 주소와 동일한 주소들을 갖는 임의의 미발견 클라이언트 모뎀으로부터의 응답을 대기함으로써 개시한다. 시스템을 경청하는 임의의 미발견 모뎀이 있으면, 그들은 응답할 것이다. 이는 미발견 모뎀의 임의의 주소가 발견 메시지에 전송된 최하위 가능 주소와 동일하거나 그보다 커야만 하기 때문에 발견 메시지가 모든 미발견 모뎀을 응답하게 하기 때문이다. 이전에 발견된 모뎀은 모뎀이 발견되었음을 나타내는 메시지를 이미 수신하였을 것이며, 상기 모뎀은 더이상 발견 메시지에 응답하여서는 안된다. 따라서, 오직 미발견 모뎀만이 응답한다.

업스트림 경로 감쇠가 초기에는 발견되지 않으므로, 클라이언트는 메시지가 서버의 수신기를 트리거하기에 충분히 강하도록 보장하기 위해서는 전송된 업스트림 메시지에 전체 전력으로 응답하여야 한다. 레벨 지시기는 서버 상에서 클라이언트가 응답하였음을 나타내도록 사용된다. 시스템은 새로 발견된 클라이언트 모뎀으로부터 응답과 함께 전송된 데이터의 특정 사항에 의존하지 않는다. 최종 발견 메시지 이후에 모뎀 두 개가 추가되었더라도 발견 메시지에 대한 두개의 모뎀으로부터의 응답은 서버 카드가 일련의 모뎀으로부터 임의 유형의 응답을 찾기 때문에 문제가 되지 않음에 주목하자. 따라서, 버스 경합(bus contention)으로 인한 왜곡이 문제가 되지 않는다.

바람직한 실시예에서, 서버는 미발견 클라이언트가 업스트림 서비스를 경청하여 이를 요구한다고 판단하면, 그 주소 필드 집합의 최상위 비트(MSB)를 갖는 발견 메시지를 반복할 것이다. 예를 들어, 4 비트 주소 필드에 있어서, 주소는 최하위 가능 주소에서 1000(십진수 8)까지 변할 수 있다. 이는 주소가 이제 최대 주소값의 대략 절반값(예를 들어, 0 내지 15 범위의 주소 중에서 8)으로 설정됨을 의미한다. 중간값 주소보다 크거나 이와 동일한 주소를 갖는 임의의 미발견 모뎀은 응답할 것이며 응답 클라이언트 주소는 최상위 비트를 설정하게 하는 것으로 알려질 것이다. 모뎀이 응답하지 않으면, 임의의 미발견 모뎀은 최상위 비트가 설정된 주소를 갖지 않는다.

최상위 비트(MSB)의 발견/결정 상태는 저장되어 발견 프로세스의 다음 반복에서 차상위 비트가 테스트될 때 사용된다. 이 프로세스는 모든 주소 비트가 해결될 때까지 각 주소에 대하여 반복된다. 총 반복 횟수는 발견될 필요가 있는 주소 비트의 수에 의존한다.

모뎀들이 그들의 주소가 요청된 주소보다크거나 동일하면발견 요청에 응답한다는 사실은 본 발명에서 중요하지는 않다. 그들의 주소가 모두 요청된 발견 주소보다적거나 동일또는적거나또는큰경우에 응답하도록 지시된 경우에도, 동일한 발견 프로세스가 행해질 수 있다. 다수의 미발견 모뎀 중에서 어느 것이 우선 식별되는지에 대한 테스트 기준의 선택은 바뀔 수 있지만, 본 발명의 일반적 특징을 벗어나지 않는다. 바람직한 실시예에서는 반복 때마다 미발견 주소의 한 비트를 식별한다. 미발견 주소를 식별하는 다른 보다 덜 효율적인 방법이 또한 사용될 수 있다.

4 비트 주소를 사용하여 주소 결정 프로세스를 나타내는 예:

1. 서버는 주소를 0으로 설정하여 발견 요청을 송신.

2. 적어도 하나의 클라이언트가 응답. (적어도 하나의 미발견된 클라이언트가 있으므로 프로세스 진행, 그렇지 않으면, 발견 프로세스는 완료)

3. 서버가 주소를 8로 설정하여 발견 요청을 송신.

4. 클라이언트 응답 없음. (클라이언트 주소의 MSB가 제로)

5. 서버가 주소를 4로 설정하여 발견 요청을 송신.

6. 적어도 하나의 클라이언트가 응답. (주소의 비트 2가 설정됨)

7. 서버가 주소를 6으로 설정하여 발견 요청을 송신.

8. 적어도 하나의 클라이언트가 응답. (주소의 비트 1이 설정됨)

9. 서버가 주소를 7로 설정하여 발견 요청을 송신.

10. 클라이언트 응답 없음. (주소의 비트 0이 제로)

11. 서버는 클라이언트가 주소 6을 갖는다고 인식함.

주소 6 및 5를 사용하는 두개의 미발견 모뎀을 갖는 두번째 예시:

1. 서버가 주소를 0으로 설정하여 발견 요청을 송신.

2. 적어도 하나의 클라이언트가 응답. (적어도 하나의 미발견 클라이언트가 있으므로 프로세스를 진행, 그렇지 않으면, 발견 프로세스는 완료)

3. 서버가 주소를 8로 설정하여 발견 요청을 송신.

4. 클라이언트 응답 없음. (주소의 MSB가 제로)

5. 서버가 주소를 4로 설정하여 발견 요청을 송신.

7. 서버가 주소를 6으로 설정하여 발견 요청을 송신.

9. 서버가 주소를 7로 설정하여 발견 요청을 송신.

10. 클라이언트 응답 없음. (주소의 비트 0이 제로)

11. 서버는 클라이언트가 주소 6을 갖는다고 인식함.

주의깊은 관측자는 6 비트의 주소를 갖는 하나의 클라이언트 모뎀을 발견하는 프로세서와 6 과 5의 주소를 갖는 두개의 미발견 클라이언트 모뎀 중에서 제1 클라이언트 모뎀을 발견하는 프로세스가 동일함을 인식할 것이다. 따라서, 유사한 주소를 갖는 다른 클라이언트 모뎀의 존재는 레벨 지시기가 클라이언트 모뎀이 반응했음을 탐지하도록 서버 상에서 사용되므로 어떤 문제도 야기하지 않는다.

주소 6인 클라이언트 모뎀은 이제 발견되었으므로, 발견된 클라이언트 모뎀은 발견 요청에 응답하지 않도록 지시된다. 프로세스는 계속 진행하여 동일 단계를 거쳐 나머지 미발견 클라이언트 모뎀을 찾는다.

상술한 프로세스를 사용하여 얻는 이득은 잠재적인 주소 수를 증가시킨다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 출원인은 현재 4 비트가 아닌 24 비트 기반의 주소 에 대하여 테스트한다.

다른 실시예에서는 임의의 이전에 미발견된 장치로부터 응답을 획득하기 위해 다른 유형 메시지가 사용될 수 있음을 주의하자. 바람직한 실시예에서, 미지의 주소 이하일 때 반응하는 시스템에서 모든 장치가 가장자리 주소(extreme address) 이하가 되거나, 또는 미지의 주소가 다운스트림 메시지 내의 주소 이상일 때 반응하는 시스템에서 모든 장치가 최소 주소(minimum address) 이상이 되는 가장자리 주소를 사용한다. 주소 없는 초기 메시지는 미발견 장치가 그 메시지에 응답하도록 프로그래밍되면 제1 단계로서 동작할 것이다.

발견 프로세스는 상술한 그룹 폴링으로 구현될 수 있지만, 미발견 장치를 발견하는 프로세스가 주기적으로 동작하거나, 그룹 폴링에 대한 특정 응답에 더하여또는 그 대신에 일부 다른 트리거에 기초하여 동작할 수 있다.

발견 프로세스가 어떻게 전반적인 방식에 적합한지에 대한 보다 나은 이해는 (후술하는) 그룹 폴링 프로세스의 설명의 일부로서 설명된다.

그룹 폴링

그러나, 발견 메시지는 클라이언트 모뎀 그 자체가 발견이 발생할 것을 요청할 수 있게 하는 특별 메커니즘이 존재할 때마다 서버에 의해 전송될 수 있다. 이 특별 메커니즘은 그룹 폴링의 일부이다.

클라이언트를 전송 대기 중인 업스트림 데이터를 사용하여 식별하기 위해서, 특별 동보 메시지(broadcasting message)가 모든 클라이언트 모뎀에 전송된다. 대기 중인 업스트림 데이터를 갖는 클라이언트는 하나의 모뎀을 다른 모뎀들과 구별하는 소정의 고유 타임 슬롯에서 응답한다.

가장 바람직한 실시예에서, 타임 슬롯은 폴링 테이블에서 그들 순서에 기초하여 할당되어, 타임 슬롯 0은 미발견 모뎀을 위해 남겨둔다. 네트워크 소프트웨어 드라이버는 폴링 테이블 내의 위치를 미발견 주소에 할당한다. 테이블의 실제 위치는 관련이 없으며, 간극은 일반적으로 새로 발견된 모뎀으로 채워진다. 따라서, 간극들이 인덱스 값을 동적 모드의 나머지 집합에 할당할 필요없이 결국에는 제거된다. 바람직한 실시예에서, 각 인덱스는 클라이언트 모뎀이 응답을 전송하기 위한 5㎲ 타임 슬롯을 갖는다.

다른 기간과는 달리 5㎲ 타임 슬롯 기간의 선택은 패킷이 서버에서 클라이언트로 그리고 그 역으로 동축을 횡단하는 최대 왕복에 기초하여 타임 슬롯 창이 설정되기 때문에 서버에서 가장 먼 클라이언트까지의 거리에 실제 의존한다. 바람직한 실시예는 5㎲ (명목상)의 기준값을 사용할 수 있지만, 20㎲까지 5㎲ 간격으로 증가될 수 있다.

5㎲ 타임 슬롯이 적합하고 시스템이 총 128개의 가용 타임 슬롯을 가지면, 시스템은 128 * 5㎲= 640㎲은 모든 128개의 모뎀에 대한 그룹 폴링하는 응답으로서 필요로 한다. 선택적으로, 시스템은 그룹 폴링 응답에 대하여 할당된 시간을 모든 활성 클라이언트 모뎀으로부터 응답하기에 충분한 할당 시간을 한정함으로써 보다 작은 타임으로 줄일 수 있다. 상술한 바와 같이, 바람직한 실시예는 활성 모뎀이 시스템에 추가될 때 타임 슬롯을 활성 모뎀에 할당하고 임의의 간극을 채워서 연속적인 일련의 폴링 응답 시점들에 모든 활성 모뎀을 할당할 수 있게 한다 (클라이언트 모뎀의 활성으로부터 비활성으로의 최근 전환으로 인해 채워지지 않은 간극의 일시 효과는 무시함). 큰 최대값의 가능 활성 세션과 비교적 작은 값의 활성 섹션을 갖는 시스템에서는, 할당된 폴링 응답 시간의 감소에 얻어지는 이점이 매우 크다.

예

한 쌍의 간단한 예가 100 모뎀 시스템이 사용되는 경우 정상 폴링(normal polling)과 그룹 폴링(group polling) 동작 시의 차이점을 설명한다.

정상 폴링의 예

폴링:전송할 슬레이브에 대한 초대로서 마스터 단말에서 슬레이브 단말로 전송된 제어 메시지. 출처: http://www.flw.com/define_p.htm

폴링통신 1. 어느 단말 또는 단말들이 공통 버스를 통해 전송되려고 대기 중인 메시지를 갖는지를 판정하기 위해 공유 통신선 상의 각 단말에 질의하는 프로세스. 2. 프로세서가 외장형 유닛 또는 유닛들에 차례대로 정보를 선택적으로 주입하는 프로세스. 출처:http://www.harcourt.com/dictionary/def/7/9/4/5/ 7945300.html

도 1을 참조하면, 종래 기술에서 공지된 유형의 폴링에서, 각 모뎀은 업스트림 데이터에 대하여 연속적으로 폴링된다. 폴링될 때, 폴링된 모뎀은 대기 중인 업스트림 데이터를 가지면 데이터와 함께 짧은 응답을 전송한다. 이러한 방식으로, 모든 모뎀은 업스트림 데이터에 대하여 차례대로 폴링된다. 클라이언트가 프레임 경계 상의 메시지 개시만을 관찰하므로, 업스트림 트래픽 데이터가 전송 대기하지 않은 경우에는 전체 프레임 타임 슬롯이 낭비된다. 도 1의 상부의 두 행으로 도시된 바와 같이, 타겟된 폴링 요청 104, 112, 120을 사용한 유닛 1, 2, 및 3의 폴링은 상기 3개의 폴링 모뎀으로부터 어떤 응답도 얻지 않지만, 타임 슬롯(108, 116, 124)에 대하여 업스트림 채널이 할당되었다. 이들 타임 슬롯은 응답 프레임의 전송에 대하여 크기 조절되었다. 응답 프레임에 대한 타임 슬롯의 할당은 많은 미사용 타임 슬롯을 야기하여, 업스트림 채널의 활용도를 감소시킨다. 데이터 없는 클라이언트 모뎀에 대한 모든 폴링은 낭비이다. 그 프로세스는 상당히 반복적이다.

모뎀 1이 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 2가 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 3이 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 4가 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 5가 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

...

모뎀 97이 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 98이 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 99가 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

모뎀 100이 대기 중인 데이터를 가지면, 그 데이터에 응답하여 폴링됨

그룹 폴링 예시

전송할 데이터가 없는 모뎀을 폴링함으로써 낭비되는 시간을 최소화하기 위해서, 그룹 폴링 방법이 사용된다. 그룹 폴링에서, 동보 메시지(204)가 모든 모뎀에 전송된다. 각각의 서비스 요청 모뎀은 전체 응답 시간(208) 내에서 소정의 타임 슬롯에 짧은 버스트의 에너지로 응답한다. 이들 타임 슬롯 응답들(216)은 기록되고 그 후, 단지 일부 서비스 요청 클라이언트 모뎀에만 정상 폴링 메시지가 전송된다. 예를 들어, 도 1에서, 100개의 활성 클라이언트모뎀으로의 동보(204)에 대한 응답은 클라이언트 모뎀(8,9,10,18,19,34,43 및 76)이 데이터를 갖는다는 정보를 포함한다. 타임 슬롯은 정상 응답 프레임의 일부이다. 현재 시스템에서, 정상프레임은 62㎲이며, 타임 슬롯은 5㎲이다.

따라서, 이 특정 인터페이스에서, 모든 모뎀이 가용 모뎀 리스트를 점검할 때 걸리는 시간의 일부분만으로 서비스를 요구하는 모뎀의 아이덴티티를 시스템에 알릴 수 있게 함으로써 낭비되는 폴링 타임을 감소시켜 적어도 12:1의 성능이 향상될 수 있다. 서비스 요청 모뎀 리스트가 완료되면, 이들 특정 모뎀에 대한 정상 폴링이 실행된다. 이를 두 단계의 프로세스로 행함으로써, 업스트림 채널 시간의 비용이 전송할 데이터 없는 대부분의 모뎀에 비해 매우 낮게 유지된다. 본 시스템의 다른 이점은 전송할 데이터 없는 모뎀의 전체 폴링을 사용하여 시간 낭비가 감소하기 때문에 보다 빈번하게 다운스트림 모뎀이 폴링될 수 있다는 점이다. 이러한 모뎀 폴링의 증가는 모뎀이 업스트림 채널을 사용하기 위해 승낙을 대기하는 데이터에 관련된 지연을 감소시킬 수 있다. 이 시스템의 이점들은 대부분의 모뎀이 전송할 데이터를 갖지 않는 경우에 높아질 것이다.

본 발명의 다른 태양은 특정 클라이언트 모뎀을 특정 그룹 폴링 동보 메시지에 대하여 응답하는 그룹으로 할당하고 다른 클라이언트 모뎀을 다른 그룹 폴링 동보 메시지에 응답하는 그룹으로 할당하는 것이다. 클라이언트 모뎀의 각 그룹은 적절한 그룹 폴링 동보 메시지에 응답하고, 할당된 타임 슬롯 내에 개별 클라이언트 모뎀이 응답한다. 통합 그룹 폴링에 대하여 설명된 이점은 분할 그룹 폴링에 대하여 적용될 수 있다. 분할 그룹 폴링을 사용하는 이유는 그룹 폴링 응답의 둘 이상의 보다 작은 결합 구간를 갖는 것이 바람직한 클라이언트 모뎀이 매우 많은 점을 포함할 수 있다. 서브 그룹은 서버로부터 클라이언트 모뎀까지의 거리에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 서브 그룹은 서로 다른 레벨의 서비스를 제공하기 위해서, 하나의 서브 그룹이 다른 서브 그룹보다 빈번하게 폴링되도록 설정될 수 있다.

바람직한 실시예는 타임 슬롯 내에 양의 신호(positive signal)를 전송하여 전송할 데이터를 갖고 있음을 나타내지만, 당업자는 클라이언트 모뎀이 업스트림 전송할 데이터를 갖지 않을 때 할당된 슬롯 내에서 클라이언트 모뎀이 응답을 전송하게 하는 시스템이 본 발명의 범위 내에 있음을 인식할 것이다. 마찬가지로, 종래의 장치로 식별가능한 다른 신호가 당업자에 의해 정해질 수 있다. 예를 들어, 응답을 위해 할당된 타임 슬롯이 충분히 길면, 타임 슬롯의 개시에서의 응답이 타임 슬롯의 추후 부분에서의 응답과 구별될 수 있다.

이하, 2단계 폴링 프로세스의 샘플을 설명한다.

모뎀 2와 65가 [전송할 업스트림 데이터를 가지고 있다고] 응답한다고 전송된 그룹 폴링

모뎀 2에 폴링하여 모뎀2가 데이터에 응답함

모뎀 65에 폴링하여 모뎀65가 데이터에 응답함

응답한 모뎀이 없다고 전송된 그룹 폴링

모뎀 2와 32에 폴링하여 모뎀2와 32가 데이터에 응답함

모뎀 2에 폴링하여 모뎀2가 데이터에 응답함

모뎀 32에 폴링하여 모뎀32가 데이터에 응답함

2, 22, 74 및 99가 응답한다고 전송된 그룹 폴링.

모뎀 2에 폴링하여 모뎀2가 데이터에 응답함

모뎀 22에 폴링하여 모뎀22가 데이터에 응답함

모뎀 74에 폴링하여 모뎀74가 데이터에 응답함

모뎀 99에 폴링하여 모뎀99가 데이터에 응답함

응답한 모뎀이 없다고 전송된 그룹 폴링

모뎀 65가 응답한다고 전송된 그룹 폴링

모뎀 65에 폴링하여 모뎀65가 데이터에 응답함

...

그룹 폴링과 발견의 결합 예

다음 예는 미발견 모뎀과 대기 중인 업스트림 데이터를 갖는 전체 프로세스의 바람직한 실시예 중의 하나를 나타낸다. 내용을 제공하기 위해서, 프로세스는 참조된 함께 계류중인 출원에 개시된 다른 창의적인 방법의 바람직한 실시예에 따라 설명된다.

1. 서버는 주소 필드를 0000으로 설정하여 그룹 폴링을 전송한다.

2. 미발견 클라이언트 X가 타임 슬롯 0 (도 1의 212)에서 그룹 폴링에 응답하여 전송함으로써 업스트림 요청을 개시한다. (서버는 타임 슬롯 0은 미발견 모뎀 용으로 예약되므로 미발견 클라이언트의 존재를 인식한다.) 서버는 하나 이상의 미발견 모뎀의 주소를 발견하기 위해 프로세스를 즉시 개시하도록 프로그래밍될 수 있으며, 또는 각각이 전송할 업스트림 데이터가 있다는 표시를 사용하여 응답한 이전에 식별된 모뎀을 폴링한 후와 같이 추후에 발견 프로세스를 개시할 수 있다.

3. 서버가 미발견 클라이언트 X의 주소 결정으로 시작하는 발견 시퀀스를 개시한다. 서버는 주소 1000을 갖는 그룹 폴링을 전송한다.

4. 주소 결정이 완료되면, 업스트림 전송 레벨이 상기 '378 출원에 따라 최적으로 설정되는 것을 보장하도록 일련의 폴링 메시지가 클라이언트 X에 전송된다.

5. 클라이언트 X의 전송 레벨이 설정되면, 정상 폴링 메시지가 결정된 주소를 확인하도록 전송된다. 바람직한 실시예에서, 전력 레벨은 전력 레벨이 올바를 때까지 응답이 기본적으로 무시되는 경우에 일련의 폴링을 전송함으로써 설정된다. 이 때, 무시되는 경우에 3개 이상의 폴링이 응답이 전송된다. 이들 3개의 최종 폴링 중의 어떤 것이 올바르게 수신되면, 모뎀은, 모뎀이 이제 발견되어 서버에 등록됨을 나타내고 그룹 폴링 응답을 위해 사용할 타임 슬롯이 무엇인지를 나타내는 인덱스값을 클라이언트에 부여하는 메시지를 전송할 준비를 하게 된다.

6. 주소가 유효 업스트림 응답을 갖는 클라이언트 X에 의해 적절하게 확인된 후에, 클라이언트 모뎀 X가 등록되었다고 알리는 최종 메시지가 전송된다. 클라이언트 모뎀 X는 업스트림 서비스를 얻기 위한 인덱스가 제공된다. 그 인덱스는 응답할 타임 슬롯을 규정하는데 사용된다. 클라이언트 모뎀 X는 더이상 발견 메시지에 응답하지 않도록 지시된다. (주소가 확인되지 않으면, 발견이 중단되어 서버와 클라이언트 X 모두 그들의 이전 상태로 복귀한다.)

7. 클라이언트 모뎀 X가 업스트림으로 전송할 데이터를 가지면 새로운 할당 인덱스에 따라 그 타임 슬롯에서 응답하는 클라이언트 모뎀 X를 포함하여, 그룹 폴링이 전송되고 업스트림 데이터를 갖는 모든 모뎀이 응답한다.

8. 전송할 업스트림 데이터를 갖는다는 표시에 응답하는 다른 이전에 식별된 모뎀과 유사하게, 클라이언트 모뎀 X가 클라이언트 모뎀 X에 특정하게 주소지정된 정상 폴링을 발행하여 데이터를 검색한다.

바람직한 실시예는 할당된 타임 슬롯에서 임의의 미발견 모뎀으로부터 양의 신호를 사용하고, 또한 업스트림 전송할 데이터를 갖는 임의의 이전에 발견된 모뎀에서 양의 신호를 사용한다. 상술한 바와 같이, 발견된 모뎀이 전송할 데이터를 갖는다는 표시는 신호의 부재 또는 변형된 신호일 수 있지만, 이는 미발견 모뎀에 있어서 용이하게 구현되지 않을 수 있으며 두개의 서로 다른 방식을 사용하는 것에 대해 뚜렷한 이점이 없다.

당업자는 본 발명의 방법 및 장치가 많은 응용을 가지며, 본 발명의 이해를 증진시키기 위해 나타낸 특정 예시에 한정되지 않음을 인식할 것이다. 더욱이, 본 발명의 범위는 당업자에게 공지된 바와 같이, 여기서 설명된 시스템 콤포넌트에 대한 변형, 변경, 및 대체의 범위를 커버한다.

예를 들어, 본 발명은 종래 동축 케이블을 사용하는 트리 및 브랜치 네트워크에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 허브 또는 서버 및 많은 클라이언트 장치를 사용하여 다른 고유 통신 매체를 통해 사용될 수 있다.

청구된 발명의 범위의 법적 한계는 후술하는 청구항들에서 정해지며, 그들의법률적 균등물을 커버하도록 확장된다. 균등론에 대한 법적 시험에 익숙치 않은 자들은 미국 특허상표청 등과 같이 이 특허를 허여한 특허 기관에 대하여 업무를 수행하는 등록된 자에게 자문을 구하여야 한다.

약어 모음

AGC자동 이득 제어

DVB디지털 비디오 방송

LSB최하위 비트

MSB최상위 비트

RF무선 주파수

TDM 시분할 다중

Claims

다운스트림 채널(downstream channel)과 업스트림 채널(upstream channel)을 갖는 공유 매체 상에서 N 비트 주소를 사용하여 현재 미발견된 장치의 주소를 발견하는 방법으로서, 상기 방법은,

A. 상기 다운스트림 채널 상으로 제1 유형 메시지를 전송하는 단계;

B. 상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계;

C. 상기 응답하는 미발견 장치 중 적어도 하나의 장치의 주소를 식별하는 단계 -상기 식별 단계는,

i. 상기 다운스트림 채널 상에 제2 유형 메시지를 전송하는 단계 -상기 제2 유형 메시지는 최상위 비트가 1로 설정되고 나머지 비트들이 0으로 설정된 주소 필드를 포함함-;

ii. 상기 업스트림 채널 상으로 응답이 오면, 상기 최상위 비트가 1로 설정되고, 응답이 없으면 최상위 비트가 0으로 설정되는 단계;

iii. 최상위 비트 인덱스를 2로 설정하는 단계;

iv. 상기 최상위 비트 인덱스가 N 미만인 경우, a. 차상위 비트가 1로 설정되고 나머지 비트들이 0으로 설정된 하나 이상의 최상위 비트에 대하여 이전에 식별된 값(들)을 갖는 후속의 제2 유형 메시지를 전송하고, b. 상기 업스트림 채널 상으로 응답이 오면, 상기 차상위 비트가 1로 설정되고, 응답이 없으면, 상기 차상위 비트가 0으로 설정되는 단계; 및

v. 상기 최상위 비트 인덱스를 1 증가시키는 단계

를 포함함-; 및

D. 상기 새로 발견된 장치가 후속의 제1 유형 메시지에 응답하지 않도록 지시하는 명령을 식별된 주소의 사용을 통해 상기 새로 발견된 장치에 전송하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계는, 응답 탐지 능력이 다수의 응답으로부터의 버스 경합에 의해 영향을 받지 않도록 응답을 탐지하기 위해 레벨 지시기를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 유형 메시지와 상기 제2 유형 메시지는 동일 유형이고, 상기 제1 유형 메시지는 임의의 미발견 장치가 상기 제1 유형 메시지에 응답하도록 최소 주소(minimum address)를 사용하는 방법.
다운스트림 채널과 업스트림 채널을 갖는 공유 매체 상에서 N 비트 주소를 사용하여 현재 미발견된 장치의 주소를 발견하는 방법으로서, 상기 방법은,

A. 상기 다운스트림 채널 상으로 제1 유형 메시지를 전송하는 단계;

B. 상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계;

C. 상기 응답하는 미발견 장치 중 적어도 하나의 장치의 주소를 식별하는 단계 -상기 식별 단계는

i. 상기 다운스트림 채널 상으로 제2 유형 메시지를 전송하는 단계 -상기 제2 유형 메시지는 제1 비트가 제1 이진 값으로 설정되고 나머지 비트가 제2 이진 값으로 설정되는 주소 필드를 포함함-;

ii. 상기 업스트림 채널 상으로 응답이 오면, 상기 제1 비트가 제3 이진 값으로 설정되고, 응답이 없으면, 상기 제1 비트가 제4 이진 값으로 설정되는 단계;

iii. 비트 인덱스를 2로 설정하는 단계;

iv. 상기 비트 인덱스가 N 미만인 경우, a. 다음 미지의 비트가 제5 이진 값으로 설정되고 나머지 비트는 제6 비트 값으로 설정되는 주소에 대하여, 이전에 식별된 값(들)을 갖는 제2 유형 메시지를 전송하고, b. 상기 업스트림 채널 상에 응답이 오면, 상기 다음 미지의 비트가 제 7 이진 값으로 설정되고, 응답이 없으면, 상기 다음 미지값이 제8 이진 값으로 설정되며, c. 상기 비트 인덱스를 1 증가시키는 단계-; 및

D. 상기 새로 발견된 장치가 후속의 제1 유형 메시지에 응답하지 않도록 지시하는 명령을 식별된 주소의 사용을 통해 상기 새로 발견된 장치에 전송하는 단계

를 포함하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계는, 응답 탐지 능력이 다수의 응답으로부터의 버스 경합에 의해 영향을 받지 않도록 응답을 탐지하기 위해 레벨 지시기를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1 유형 메시지와 상기 제2 유형 메시지는 동일 유형이고, 상기 제1 유형 메시지는 임의의 미발견 장치가 상기 제1 유형 메시지에 응답하도록 가장자리의 주소(extreme address)를 사용하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1비트는 최상위 비트이고,

상기 제1 이진 값, 상기 제3 이진 값, 상기 제5 이진 값, 상기 제7 이진 값은 모두 1이고,

상기 제2 이진 값, 상기 제4이진 값, 상기 제6 이진 값, 상기 제8 이진 값은 모두 0이며,

이로써, 상기 미지의 주소에서 상기 비트를 식별하는 프로세스는 상기 최상위 비트에서 개시하고, 새로운 비트를 1로 설정하여 테스트 주소를 전송하고 상기 미지의 주소가 상기 테스트 주소보다 작지 않는지를 판정하기 위해 상기 응답을 평가함으로써 각 비트의 테스트를 진행하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 제1비트는 최상위 비트 값고,

상기 제2 이진 값, 상기 제3 이진 값, 상기 제6 이진 값, 상기 제7 이진 값은 모두 1이고,

상기 제1 이진 값, 상기 제4이진 값, 상기 제5 이진 값, 상기 제8 이진 값은 모두 0이며,

이로써, 상기 미지의 주소에서 상기 비트를 식별하는 프로세스는 상기 최상위 비트에서 개시하고, 테스트 주소를 전송하고 상기 미지의 주소가 상기 테스트 주소보다 작지 않는지를 판정하기 위해 상기 응답을 평가함으로써 각 비트의 테스트를 진행하는 방법.
다운스트림 채널과 업스트림 채널을 갖는 공유 매체 상에서 N(2보다 큼) 비트 주소를 사용하여 현재 미발견된 장치의 주소를 발견하는 방법으로서, 상기 방법은,

A. 상기 다운스트림 채널 상으로 제1 유형 메시지를 전송하는 단계;

B. 상기 업스트림 채널 상에서 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계;

C. 상기 미지의 장치 주소의 모든 비트가 알려질 때까지, i. 특정된 주소값을 갖는 다운스트림 메시지를 전송하고, ii. 상기 다운스트림 메시지에 대한 응답이 상기 업스트림 채널 상에 전송되었는지를 식별하며, iii. 상기 다운스트림 메시지에 대한 응답이 상기 업스트림 채널 상에 전송되었는지로부터 상기 미발견 장치의 주소 중에서 하나의 비트를 결정하는 단계; 및

D. 상기 새로 발견된 장치가 후속의 제1 유형 메시지에 응답하지 않도록 지시하는 명령을 식별된 주소의 사용을 통해 상기 새로 발견된 장치에 전송하는 단계

를 포함하는 방법.
제9항에 있어서,

상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로 해석하는 단계는, 응답 탐지 능력이 다수의 응답으로부터의 버스 경합에 의해 영향을 받지 않도록 응답을 탐지하기 위해 레벨 지시기를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제1 장치가 다운스트림 채널과 업스트림 채널을 사용하여 공유 매체에 접속되는 클라이언트 장치 그룹을 폴링하는 방법으로서, 상기 방법은,

A. 폴링 동보 메시지(polling broadcast message)에 응답하기 위해 특정 타임 슬롯을 각각의 발견된 클라이언트 장치에 할당하는 단계;

B. 상기 다운스트림 채널 상으로 상기 폴링 동보 메시지를 전송하는 단계;

C. 어느 발견 클라이언트 장치가 각각의 할당된 타임 슬롯 내에서 응답했는지를 식별하는 단계; 및

D. 상기 주소지정된 장치가 상기 업스트림 채널 상으로 데이터를 전송할 것을 요청하도록 상기 응답 클라이언트 장치에 대해 구체적으로 주소지정된 폴링 메시지를 상기 응답하는 클라이언트 각각에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 폴링 동보 메시지에 대한 데이터를 갖는 장치로부터의 응답에 할당된 타임 슬롯은, 전송할 업스트림 데이터를 갖는 폴링된 클라이언트 장치로부터 업스트림 프레임의 전송을 위해 상기 업스트림 채널 상에 요구되는 시간의 절반보다 작은 방법.
제11항에 있어서,

전송할 데이터를 갖는 특정 클라이언트 장치는 할당된 타임 슬롯 내에서 짧은 버스트의 에너지를 갖는 상기 폴링 동보 메시지에 응답하는 방법.
제13항에 있어서,

전송할 데이터를 갖는 상기 특정 클라이언트 장치는 상기 할당된 타임 슬롯의 특정 부분 내에서 짧은 버스트의 에너지로 응답함으로써 전송할 데이터를 가지고 있음을 나타내고, 상기 특정 클라이언트 장치가 전송할 데이터를 가지고 있지 않을 때는 상기 할당된 타임 슬롯의 다른 부분에서 짧은 버스트의 에너지로 응답하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 폴링 동보 메시지에 응답하기 위해 특정 타임 슬롯을 발견된 클라이언트 장치 각각에 할당하는 단계는, 특정 폴링 동보 메시지에 응답하는 클라이언트 장치의 서브그룹에 상기 클라이언트 장치를 할당하는 서브단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서,

특정 할당된 타임 슬롯이 없는 미발견 클라이언트 장치는 상기 미발견 클라이언트 장치에 예약된 타임 슬롯 내에서 상기 폴링 동보 메시지의 전송에 응답하는 방법.
제16항에 있어서,

미발견 클라이언트 장치에 예약된 상기 타임 슬롯 내에서의 적어도 하나의 미발견 클라이언트 장치로부터의 응답의 존재는, 응답 탐지 능력이 다수의 응답으로부터의 버스 경합에 의해 영향을 받지 않도록 응답을 탐지하기 위해 레벨 지시기를 사용하여 탐지되는 방법.
제16항에 있어서,

미발견 클라이언트 장치에 예약된 상기 타임 슬롯 동안의 레벨 변화의 탐지는,

A. 미발견 클라이언트 장치의 주소를 식별하는 단계;

B. 미발견 장치에 예약된 상기 타임 슬롯 대신에 폴링 동보 메시지에 응답하기 위한 특정 타임 슬롯을 상기 새롭게 식별된 장치에 제공하는 단계; 및

C. 상기 새로 발견된 클라이언트 장치에 할당된 타임 슬롯을 상기 새로 발견된 클라이언트 장치에 결합하는 정보를 저장하는 단계

를 포함하는 프로세스를 개시하는 방법.
제16항에 있어서,

상기 미발견 클라이언트 장치에 예약된 상기 타임 슬롯 동안의 레벨 변경의 탐지는,

A. 상기 다운스트림 채널 상으로 제1 유형 메시지를 전송하는 단계; 및

B. 상기 업스트림 채널 상에 발생하는 응답을 적어도 하나의 미발견 장치의 존재의 확인으로서 해석하는 단계를 트리거하는 방법.
본 명세서 및 도면에서 설명되고 도시된 발명.