專利名稱：在集中管理網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)優(yōu)先級發(fā)送帶寬請求的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通過集中管理網(wǎng)絡(luò)的視頻、電話和數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并且更具體地涉及 請求帶寬以供通過網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻、電話和數(shù)據(jù)分組的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
諸如電纜調(diào)制解調(diào)器、通過因特網(wǎng)協(xié)議的語音(VoIP)網(wǎng)關(guān)、媒體終端適配器 (MTA)以及機頂盒之類的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常是到分組傳送所需要的物理電話和/或視頻裝置的 接口。當(dāng)前，這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的電話、計算機或電視機所生成的視頻、語音 和數(shù)據(jù)分組提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)。由于接入網(wǎng)絡(luò)中的分組擁塞，QoS被用來為視頻、語音和數(shù)據(jù)分組動態(tài)地創(chuàng)建傳送 保障。更具體地，QoS在集中管理的接入網(wǎng)絡(luò)中被用來確保某些分組的低等待時間和有保 證帶寬。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在發(fā)送分組之前從管理接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備請求帶寬。因此，管理接入網(wǎng)絡(luò) 的設(shè)備根據(jù)所請求分組的優(yōu)先級(即，所請求分組的QoS)來授予帶寬。QoS優(yōu)先級通常在 從0至N的范圍，其中，N指示最關(guān)鍵分組。然而，傳統(tǒng)地，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如電纜調(diào)制解調(diào)器、 機頂盒、MTA等都在預(yù)定時段期間請求帶寬，這導(dǎo)致帶寬請求間的沖突。另外，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備在預(yù)定時段期間同時進(jìn)行請求而不管優(yōu)先級如何，從而使得優(yōu)先級為N的請求可能與優(yōu) 先級低于或高于N的請求相沖突。因此，需要使得能夠在集中管理的接入網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)請求 的優(yōu)先級來進(jìn)行帶寬請求以避免請求分組沖突的系統(tǒng)和方法。


參考附圖將更好地理解本發(fā)明。附圖中的組件不必按比例繪制，而是將重點放在 清楚地圖示出本發(fā)明的原理上。在附圖中，類似的標(biāo)號表示數(shù)幅圖中的相對應(yīng)部分。圖1圖示出了用于發(fā)送視頻、語音和數(shù)據(jù)分組的集中管理的網(wǎng)絡(luò)。圖2是圖示出QoS優(yōu)先級的示例的表。圖3是由受管理接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備采取的用于請求帶寬以發(fā)送分組的一連串步
馬聚o圖4圖示出了向受管理接入網(wǎng)絡(luò)中的特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備授予專用帶寬的示例。圖5是根據(jù)本發(fā)明包括了用于發(fā)送請求的系統(tǒng)和方法的受管理接入網(wǎng)絡(luò)的示例。圖6是根據(jù)本發(fā)明由受管理接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備采取的、用于請求帶寬以發(fā)送分組 的一連串步驟。圖7圖示出了在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)分組優(yōu)先級請求帶寬的請求時間內(nèi)的示例時 段。
具體實施例方式可以在寬帶通信系統(tǒng)的背景中來理解本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，注意，本發(fā)明可 以以許多不同形式來體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里所闡述的實施例。因此，希望這里給出的所有示例是非限制性的，并且被提供用于輔助闡明對本發(fā)明的描述。本發(fā)明致力于允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基于分組的QoS優(yōu)先級來請求帶寬的系統(tǒng)和方法。分 組的QoS優(yōu)先級主要是由網(wǎng)絡(luò)運營商確定的，并且取決于許多變量，例如訂戶數(shù)目和網(wǎng)絡(luò) 中使用的裝置。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)調(diào)度圖(scheduling map)來請求帶寬。 調(diào)度圖被下載到所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，該調(diào)度圖給出了在請求時段內(nèi)用于請求與分組優(yōu)先級相 對應(yīng)的帶寬的具體時間。然后，各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備查閱調(diào)度圖以便確定請求時段期間中用于發(fā) 送請求分組的具體時間。重要地，由于隨后網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在請求時段的不同時間發(fā)送請求，因此 消除了或者顯著減少了沖突。另外，在不同時間期間針對關(guān)鍵優(yōu)先級分組的帶寬請求可以 被成組在一起，以確保關(guān)鍵分組請求不與較低優(yōu)先級的分組請求相沖突。圖1圖示出了用于發(fā)送視頻、語音和數(shù)據(jù)分組的集中管理接入網(wǎng)絡(luò)。受管 理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備105負(fù)責(zé)提供設(shè)備之間的連接，所述設(shè)備提供了媒體、信令、配置 (provisioning)和QoS。例如，呼叫管理服務(wù)器(CMS) 110經(jīng)由受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備105 接收作出呼叫的請求。CMS 110然后發(fā)起并處理與該呼叫有關(guān)的信號。電纜調(diào)制解調(diào)器終 端系統(tǒng)(CMTS) 115利用線纜數(shù)據(jù)服務(wù)接口規(guī)范(DOCSIS)協(xié)議來管理通過受管理的接入網(wǎng) 絡(luò)100的會話。CMTS 115負(fù)責(zé)確保網(wǎng)絡(luò)100上的所有電纜調(diào)制解調(diào)器(CM)保持同步。通 常，光學(xué)節(jié)點120接收從CMTS 115接收的光信號，并且將這些信號轉(zhuǎn)換為電信號。可以存 在數(shù)個光學(xué)節(jié)點，使數(shù)個CM組125、130、135耦合到這些光學(xué)節(jié)點之一的輸出。示出了 CM 組135內(nèi)的一個訂戶的示例。RF分路器145將向機頂盒150和電纜調(diào)制解調(diào)器155提供信 號的下游信號分離開。機頂盒150可以連接到電視機或者用于顯示視頻/音頻信號的其它 觀看設(shè)備。另外，機頂盒150可以包括發(fā)送反向分組的反向發(fā)送器或電纜調(diào)制解調(diào)器。電 纜調(diào)制解調(diào)器155對提供給所耦合的電話和/或計算機的信號進(jìn)行過濾。通常，所有網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備150、155都具有允許在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備150、155與受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備105之間交互地發(fā) 送分組的雙向能力。此外，如所提到的，這些分組中的一些具有取決于應(yīng)用的關(guān)聯(lián)QoS優(yōu)先 級。圖2是圖示出QoS優(yōu)先級示例的表。在此示例中，0優(yōu)先級表示盡力而為(best effort)。這可以被保留用于因特網(wǎng)瀏覽。其它較低優(yōu)先級包括可以用于標(biāo)準(zhǔn)或業(yè)務(wù)關(guān)鍵 性分組的1-3。在此示例中，較高優(yōu)先級是優(yōu)先級4-6，其中，優(yōu)先級4是用于流傳輸多媒體 和語音的受控制負(fù)荷，優(yōu)先級5用于視頻(例如，交互式媒體)，并且優(yōu)先級6用于語音呼 叫。優(yōu)先級7可用于保留流量。如所提到的，這些QoS優(yōu)先級可由網(wǎng)絡(luò)運營商來配置。圖3是由受管理的接入網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)的設(shè)備采取的、用于請求帶寬以發(fā)送分組的一 連串步驟。在步驟305，CMTS 115分配預(yù)定時段供CM組125、130、135內(nèi)的所有CM請求帶 寬。在此時間期間，在步驟310，準(zhǔn)備發(fā)送與視頻、語音和/或數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的分組的每個CM 發(fā)送表明與分組相關(guān)聯(lián)的某種優(yōu)先級的請求。如果來自一個CM的請求與來自另一 CM的請 求相沖突，則在步驟315，這兩個CM在請求時段內(nèi)根據(jù)內(nèi)部算法躲避(back off)較短時間， 以試圖避免進(jìn)一步的沖突。在躲避時間之后，這兩個CM重新發(fā)送請求。在步驟320中，一 旦CMTS 115接收到請求，CMTS 115就根據(jù)所指定的分組優(yōu)先級向作出請求的CM分配帶寬。 例如，如果CM請求用于優(yōu)先級為4的分組的帶寬，則CMTS在向請求了用于具有優(yōu)先級0的 分組的帶寬的CM分配帶寬之前，為此CM分配帶寬。圖4圖示出了向受管理接入網(wǎng)絡(luò)中的特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備授予專用帶寬的示例。為了避免分組沖突，一些運營商可以選擇向諸如CM之類的特定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備給予頻譜內(nèi)的專用帶寬， 以便在任意時間發(fā)送分組。在此情況中，CM A被指派為獨占地在BW1內(nèi)發(fā)送分組。CM A經(jīng) 由受管理的接入網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備420向CMTS 415發(fā)送分組。此外，CM B和CM C被指派為分別 獨占地在BW2和BW3內(nèi)發(fā)送分組。為CM指派獨占帶寬避免了與其它CM的任何沖突；然而， 這需要網(wǎng)絡(luò)少有的大量帶寬，并且在CM不使用帶寬時則帶寬被浪費。圖5是根據(jù)本發(fā)明包括了用于發(fā)送請求的系統(tǒng)和方法的受管理接入網(wǎng)絡(luò)的示例。 為了解決上述問題，本發(fā)明繼續(xù)使所有CM組125、130、135內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在同一時段期 間并且在相同頻率帶寬中發(fā)送請求。然而，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)分組的優(yōu)先級在該時段內(nèi)的指定 時間期間發(fā)送請求。例如，分組的優(yōu)先級可以在下面的優(yōu)先級范圍中變化由連接到計算機 的第一 CM/MTA 505生成的優(yōu)先級為3的電子郵件分組、由連接到電視機和相機的機頂盒設(shè) 備510生成的優(yōu)先級為5的流傳輸視頻分組、由連接到電話的第二 CM/MTA 515生成的優(yōu)先 級為6的語音信號，以及由連接到計算機的第三CM/MTA 520生成的優(yōu)先級為0的因特網(wǎng)瀏 覽分組。根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備505、510、515、520將根據(jù)所生成的分組的QoS，在請求時段 內(nèi)的特定時間期間向CMTS 525發(fā)送請求。圖6是根據(jù)本發(fā)明由受管理接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備采取的、用于請求帶寬以發(fā)送分組 的一連串步驟。最初，在步驟605，CMTS 525向接入網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送用于基于所 配置的分組QoS優(yōu)先級進(jìn)行請求調(diào)度的映射消息(map message) 0網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將請求調(diào)度存 儲在存儲器中以供將來參考。在步驟610，CMTS 525隨后分配一時段(例如每5秒分配100 微秒(P s))供網(wǎng)絡(luò)設(shè)備請求帶寬。在所分配的請求時間期間并且根據(jù)所存儲的請求調(diào)度， 在步驟615，想要發(fā)送優(yōu)先級為4-7的分組的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以在所分配請求時間(即，100y s) 內(nèi)的第一時段期間發(fā)送請求分組，并且在步驟620，想要發(fā)送優(yōu)先級為0-3的分組的網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備可以在請求時間內(nèi)的第二時段期間發(fā)送請求分組。通常，由于所發(fā)送的大多數(shù)請求分組 的優(yōu)先級較低，因此，可以將第二時段進(jìn)一步拆分為第三和第四時段。還可以減少第一時段 以使得更多時間被分配給任何其它時段從而確保較少的分組沖突。圖7圖示出了在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以根據(jù)分組優(yōu)先級請求帶寬的請求時間內(nèi)的示例時 段。根據(jù)本發(fā)明，CM在指定帶寬內(nèi)(例如10MHz處)發(fā)送請求。CM然后經(jīng)由受管理的接入 網(wǎng)絡(luò)100向CMTS 525發(fā)送請求。在所指定的請求時間(例如每5秒的100 y s)期間，CM 根據(jù)優(yōu)先級和調(diào)度圖發(fā)送請求。例如，對QoS優(yōu)先級為4-7的分組帶寬的請求可以在第一 個50PS 730期間發(fā)送。此后，對QoS優(yōu)先級為0-3的分組帶寬的請求可以在第二個50 ys 735期間發(fā)送。如前所述，可以通過下載詳細(xì)描述了新的調(diào)度的另一映射消息，來在任意時 刻改變時間段以適應(yīng)請求分組量的改變。因此，提供了使得能夠基于所生成分組的QoS優(yōu)先級來發(fā)送請求的系統(tǒng)和方法。 將會理解，可以預(yù)想實現(xiàn)本發(fā)明的其它實施例，例如，使用全軟件的實施例或者添加了針對 另外的特征和服務(wù)的實施方式的實施例。
權(quán)利要求
一種用于在接入網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送針對帶寬的請求的方法，所述方法包括以下步驟生成具有優(yōu)先級的分組；查閱調(diào)度圖以確定在請求時間期間用于發(fā)送請求的多個時段中的一個時段，其中，時段是基于所生成的分組優(yōu)先級來確定的；以及根據(jù)所確定的時段，發(fā)送針對帶寬的請求。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟 響應(yīng)于所述請求接收帶寬；以及發(fā)送所生成的分組。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟 接收更新后的調(diào)度圖并存儲在存儲器中；以及 根據(jù)所述更新后的調(diào)度圖來發(fā)送所生成的分組。
4.一種用于在接入網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送針對帶寬的請求的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于發(fā)送調(diào)度圖，其中，所述調(diào)度圖包括多個時段，每個時段 與至少一個優(yōu)先級相對應(yīng)；以及多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于接收并存儲所述調(diào)度圖，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于生 成具有優(yōu)先級的分組并且用于在所生成的分組的優(yōu)先級所對應(yīng)的時段期間發(fā)送針對帶寬 的請求。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供供所述多個網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備發(fā)送針對帶寬的請求的請求時間，其中，所述請求時間包括與所生成分組的至少一個 優(yōu)先級相對應(yīng)的多個時段。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，第一優(yōu)先級對應(yīng)于需要立即響應(yīng)的分組，并且第二 優(yōu)先級對應(yīng)于次要的分組，并且其中，所述請求時間內(nèi)的第一時間段對應(yīng)于所述第一優(yōu)先 級并且所述請求時間內(nèi)的第二時間段對應(yīng)于所述第二優(yōu)先級。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收每個針對帶寬的 請求，并且隨后為每個請求分配帶寬。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于根據(jù)來自所述多個網(wǎng)絡(luò) 設(shè)備的請求量更新所述調(diào)度圖，并且用于將更新后的調(diào)度圖發(fā)送給所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以供 存儲。
9. 一種用于請求用于分組發(fā)送的帶寬的接入網(wǎng)絡(luò)，所述接入網(wǎng)絡(luò)包括多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于生成具有優(yōu)先級的分組，并且用于請求表明所述優(yōu) 先級的帶寬以供發(fā)送所生成的分組；以及受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于接收來自所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的針對帶寬的請求，并且用 于根據(jù)接收到的每個分組的優(yōu)先級來向所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配帶寬，其中，所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)調(diào)度圖來發(fā)送針對帶寬的請求，并且所述調(diào)度圖包括多 個時段，每個時段對應(yīng)于至少一個優(yōu)先級。
10.如權(quán)利要求9所述的接入網(wǎng)絡(luò)，其中，所述多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備還在定期的請求時間期間 發(fā)送針對帶寬的請求。
11.如權(quán)利要求10所述的接入網(wǎng)絡(luò)，其中，第一優(yōu)先級對應(yīng)于需要立即響應(yīng)的分組而 第二優(yōu)先級對應(yīng)于次要的分組，并且所述定期請求時間內(nèi)的第一時間段對應(yīng)于所述第一優(yōu)先級而所述定期請求時間內(nèi)的第二時間段對應(yīng)于所述第二優(yōu)先級。
12.如權(quán)利要求9所述的接入網(wǎng)絡(luò)，其中，各個時段可基于各個優(yōu)先級的帶寬請求量進(jìn) 行配置。
13.如權(quán)利要求12所述的接入網(wǎng)絡(luò)，其中，所述受管理的接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在各個優(yōu)先級 的帶寬請求量改變時，更新所述調(diào)度圖。
全文摘要
公開了用于生成并向多個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)送用于請求帶寬的調(diào)度圖的受管理接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的系統(tǒng)和方法。受管理接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備然后廣播請求時間，其中，請求時間被拆分為多個時段。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生成具有優(yōu)先級的分組時，調(diào)度圖隨后被查閱以確定多個時段中用來發(fā)送針對帶寬的請求的一個時段，其中，每個時段對應(yīng)于至少一個優(yōu)先級。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備然后在請求時間內(nèi)的所確定時段期間發(fā)送針對帶寬的請求。
文檔編號H04L12/56GK101809946SQ200880100570
公開日2010年8月18日 申請日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者瑪肯·高德勞斯克, 詹姆士·M·小伯恩斯 申請人:科學(xué)亞特蘭大有限責(zé)任公司