CN101207466A

CN101207466A - 用于有损介质的重发方案

Info

Publication number: CN101207466A
Application number: CNA2007103061492A
Authority: CN
Inventors: Z·巴兰; J·S·韦尔兰当; G·B·M·伊瑟巴尔特
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2027-12-20
Also published as: WO2008074436A1; US7969883B2; US20080151775A1; EP1936854B1; EP1936854A1; KR20090091197A; KR101446026B1; CN101207466B

Abstract

本发明涉及用于有损介质的重发方案。发送器设备(210)和相关联的接收器设备(211)提供了在包含有损介质的通信中使用的重发方案。发送器设备(210)从源接收数据分组(201)并且在将它们传递(203，206)到接收器设备(211)之前向选定的子流添加保护。接收器设备(211)能够去除所述保护并且进一步处理(207)所述信息分组。所述重发方案通过在源和目标之间的连接中将重发(208，209)限制到特定链接和业务的选定子流，而在有损介质上引入了更高的可靠性。

Description

用于有损介质的重发方案

技术领域

本发明总体上涉及数字数据通信系统中使用的有损介质的问题，并且公开了一种重发方案，当在诸如无线链接或低质量线路之类的有损介质上使用关键服务或诸如流视频之类的应用时，所述重发方案实时处理信息的损失或恶化。

背景技术

通信系统中的至关重要的组成成分是用来传输信息的介质。该层面的任何故障都会导致恶化信息或信息丢失。特定介质较其他介质更易于产生这样的故障。例如，无线电波链接比光纤链接更可能在通信中引发问题。光纤链接良好地屏蔽了外部光线，从而没有或几乎没有噪声能够插入到该链接上传输的信息。然而，无线电波链接会轻易被空气中的其他无线电波干扰。这样，无线电链接会被认为是有损介质，而光纤链接则不然。有损介质的另一个示例是被用来在接入多路复用器(例如DSLAM)和客户端设备(例如终端用户的ADSL或VDSL调制解调器)之间传输xDSL(数字用户线路)信号的铜质电话线。

解决恶化信息或信息丢失问题的一种方法依赖于向信息添加错误检测代码或错误校验代码。示例为循环冗余校验(CRC)和奇偶校验位。这些均能够被添加到一条信息中，并且接收器能够基于其接收的信息而生成CRC或奇偶校验位。通过将接收的CRC或奇偶信息与所生成的CRC或奇偶信息进行比较，接收器能够检测并最终校正受损信息。

由Xilinx在2001年3月23日公布的题为“IEEE 802.3 CyclicRedundancy Check”的文档描述了CRC32的工作方式及其在数据链路层的使用。

错误校验不是仅仅检测恶化信息。它还能够校正(有限的)恶化。发送器例如利用卷积代码对信息进行编码，如Trellis图表，而接收器使用例如Viterbi算法来解码所述信息，在有损介质上进行传输所导致的多个错误可以在接收器端进行校正。

当信息丢失或信息恶化而无法修复时，重发是恢复信息的一般方法。接收器能够追踪已接收到的信息，所述已接收到的信息与所期望的信息形成对比。在特定时刻，接收器可以请求重发丢失的信息。换句话说，发送器假设每个分组的正确传递，除非被明确告知失败。另一种发送器保持对所有已发送但是还没有被接收器确认的信息进行追踪的重发情形要求发送器更为智能。这样的智能包括记录传输分组和接收确认之间的时间，并且在该时间过长或没有接收到确认的情况下自动重发所述分组。

用于重发的协议的一个示例是自动重传请求(ARQ)协议。ARQ协议有几种变化，例如停等式ARQ或滑动窗口ARQ。可以在2002年8月公布的IETF RFC 3366，特别是1.4节中找到对于ARQ的这些形式的解释。可以经由URL：http：//www.ietf.org/rfc/rfc3366.txt从互联网获得RFC3366。

典型地，数字信息以有限大小的块在介质上进行发送，所述块被称作分组。分组的大小可以是固定的，例如异步传输模式(ATM)单元，或者是可变的，例如互联网协议(IP)分组。当部分这些分组由CRC模块构成时，有效带宽降低并且传输特定组的信息需要相对更多的分组。例如：如果要传输1024位的信息并且分组大小为128位，则需要8个分组来传输所有的信息。在每个分组包含16位CRC码的情况下，单个分组中仅能配有112位的信息，并且需要10个分组来传输所有的信息。

在使用重发来恢复恶化分组或丢失分组的情况下，还会引起一定的开销。传输和重发单个分组，要占据不同分组的时间和带宽。参考之前的示例，如果要发送8个分组，但是一个分组丢失并需要重发，则在链接上传输了总共9个分组。

重发以及错误检测或错误校正并不是导致通信链接上的开销的唯一原因。若干协议提供端到端的可靠性。这样的协议的一个示例是传输控制协议(TCP)，其所提供的看起来是两个端点之间的专用链接。TCP协议描述了如何在源和目标之间建立该链接，以及如何使得在该链接上进行的信息传输变得可靠而不考虑使用的物理介质。所述链接似乎是专用的，原因在于其能够检查大量节点和链接的类型，所述链接可以是可靠的或有损的。

在1981年9月公布的IETF RFC 793描述了TCP协议并且说明了TCP能够如何被用于可靠通信。特别在2.6节描述了TCP重发的工作方式。可以经由URL：http：//www.ietf.org/rfc/rfc793.txt从互联网获得RFC 793。

TCP对源和目标之间流过的数据流中的每节进行计数。所述目标可以使用这些顺序数字来确定哪些部分仍未收到。所述目标将未收到的分组通知所述源，并且所述源能够再次发送那些特定分组。这种TCP机制所具有的一个问题是通知未收到分组并且重发是端到端的。端到端重发在终端系统和路径上的节点之间的所有链接上导致了开销。在多播业务的情况下，端到端重发实际上是有问题的。如果数百个系统丢失了部分流，则单个源将会被重发请求所淹没。如果仅有一个目标丢失分组，则对于所述源的重发请求会由于要对所述分组进行重新多播而在多播树中的所有链接上导致过度的带宽占用。

诸如三重业务(triple-play)之类的应用要求内容提供者和终端用户之间的网络具有更高的可靠性，所述应用涉及在单个链接上发送常规数据、声音数据和视频数据的组合。常规数据传输通常不是对时间或资源要求高的。取回电子邮件或网站可以用流中的短暂延迟来处理。声音数据则更加地要求高。虽然丢失单个声音分组不会人耳注意到，但是各种分组的丢失会导致严重的听觉噪音。丢失视频分组的影响对于人眼是可见的。因此，三重业务体系中的业务必须区分优先次序，以使得以必需的可靠性及时移交每种类型的业务来减少负面影响。由于有损介质是访问网络的普通部分，并且显著增加了不正确分组的可能性，所以它们为配置三重业务网络带来了严重的困难。

在网络中产生的另一个问题是队头阻塞(HoL)。当多个链接或数据流集体到达单个流上会出现这种现象。典型地，这出现在使用先入先出(FIFO)缓冲器来改善网络功能性的一些情形中。这些缓冲器能够被用来在流出链接上转发所接收的信息之前从流入链接接收所述信息。例如，具有三个流入链接和一个流出链接的设备可以包含三个输入缓存器和一个输出缓存器。这些输入缓存器在将所接收的分组传输到流出链接上之前被用作所述分组的队列。当去往特定流出链接的信息分组由于另一个链接上的拥塞而无法到达该链接时会出现队头阻塞。例如，如果存在具有缓冲器的两个流出链接和三个流出链接，则当一个流出链接拥塞而所有流入链接都在缓冲器头部具有到该链接的分组时会出现HoL。目标是其它流出链接的分组将不再能够到达该链接，原因在于它们的缓冲器被到拥塞链接的分组所阻塞。另一个示例是当特定的高优先级信息分组由于低优先级分组的重发而被阻塞时，例如当两个分组都端到端传播并且到达交换或路由设备的同一个流入链接时。

本发明的目的是在有损介质上创建一种更为可靠的链接。本发明的另一个目的是提出一种更为有效的重发方案，即一种引起较少开销并且能够考虑业务优先权的重发方案。本发明的又一个目的是提供一种不需要对终端系统进行任何修改的重发方案。本发明的另一个目的是为了保护而有选择地保护特定业务并且忽略其它业务。本发明的另一个目的是减少队头阻塞。

发明内容

根据本发明，通过使用如权利要求1所述的发送器设备实现了上述目的并克服了缺点，所述发送器设备用于重发构成网络中的有损链接上的流的信息分组，包括：

-用于接收信息分组的装置；

-用于发送这些信息分组的装置；

-用于接收对于一个或多个信息分组的重发请求的装置；和

-用于重发一个或多个信息分组的装置，其中所述用于重发的装置适于基于至少一个业务参数将信息分组与子流相关联，并且将一个或多个信息分组依据它们相关联的子流进行重发。

流由两个节点之间的若干种信息分组所构成。例如，在DSLAM和xDSL之间传输的所有消息为单流。这样的流能够由同时在链接上传输的网站业务、视频分组和声音分组所构成，并且这些业务类型或分组类型的每一种都是子流。通常，本发明上下文中的流是特定链接上的所有业务，并且子流是该流中的特定类型的业务。

根据本发明的发送器设备能够从诸如网络中的另一个节点之类的特定源接收作为流一部分的信息分组。它还能够向网络中的另一个节点发送该信息分组，并且从该节点接收重发请求。所述发送器设备仅在网络的一部分中并且基于所述信息分组所属的子流来提供该重发，例如在诸如数字用户线路接入复用器(DSLAM)和xDSL调制解调器的两个节点之间，或者DSLAM和终端用户处的机顶盒(典型地在调制解调器之后放置)之间。在该链接上，对于视频业务的重发与网站业务分开进行处理。

根据本发明的有损链接受限的重发方案应当在端接该有损介质的特定节点上的软件或硬件层中实现。补充有根据本发明的重发方案的节点适于识别受保护的信息分组。如果使用已经是分组的一部分的信息，例如TCP序列号，对这些信息分组进行保护，则该设备需要处理TCP首部的能力。如果通过例如在物理层上添加比特模式-例如用作分组计数的固定数量的比特-来保护分组，则接收设备必须能够从流中去除这些比特并且将所述计数数字与较早接收的分组的计数数字相比较来确定任何丢失分组，对于所述丢失分组必须请求重发。对于最佳的性能，所述发送器设备可以在特定的时间量内保持信息分组的本地拷贝，或者保持所述拷贝直至已经发送了特定数量的分组。

因为发送器和接收器能够通过连同实际信息分组一起传输的附加信息来识别或知晓保护，它们能够在将所述信息分组转发到网络中的下一跳之前去除可能的开销。这样，如果有损链接是中间链接，并且有损部分之前或之后的节点不知晓所述有损链接上的保护，则这些节点必须依赖于其它机制来提供可靠的传输。

典型地，发送器设备接收的每个分组的特征在于多个参数，例如其源、其目标、协议或其业务级别。这些参数可以被用来确定分组的重要性，并且由此确定是否当在有损链接上发送所述分组时要申请重发。这些参数还可以被用来确定特定分组属于哪个子流，并且由此重发也是基于子流的。例如，业务级别可以被用来指示是否必须要提供保护。当接收器需要对流重新排序时，出于保护的目的，基于源和目标地址的散列法能够提供有效的方式来将业务隔离到多组流中。以这种方式可以维护每个子流的顺序，并且避免了没有经历分组丢失的其它组中的其它流的延迟。此外，在分组中发送的更高协议的源、目标和序列号的组合可以提供关于分组属于哪个子流的信息。这样的信息能够由接收设备用来请求重发分组。

根据本发明的发送器设备为数据传输中所涉及的更高层提供了更高等级的可靠性。典型地，源和目标之间的整个路线的一部分由可靠的通常是高带宽的链接组成。这些能够在服务提供商的核心网络、互联网骨干网和大型公司网络中找到。所述路线的另一部分可以由低带宽的有损介质构成。诸如TCP之类的特定协议被设计用来将不可靠链接或诸如IP之类的基础协议转换为可靠的通信信道，并且将这样的可靠通信能力提供给使用这些协议的软件。通过增加中间链接的可靠性，在端到端远景(perspective)中将减少信息分组的丢失。因而，将较少的需要诸如TCP这样的协议执行重发，并且需要较少的用于特定业务流的端到端重发。

当端到端进行重发时，两个端点系统之间的路径上的每个链接会看到重发的开销。通过向端到端路径的特定部分增加重发方案，所述路径上的其它部分从该开销中解除。这使得所述路径上的这些不受影响的部分上的带宽具有更高的可用性，这对于这些部分上的所有其它业务都是有利的。这样的一个示例是诸如视频广播设备之类的源向若干用户发送各种视频片段。典型地，所述广播设备具有到互联网的高带宽上行链接，消息将在所述上行链接之后被发送到它们各自的目标。如果这些目标中的一个或多个需要使用有损链接(例如xDSL用户)，则可以要求重发。如果这些重发在端到端的基础上进行，则所述广播设备的单个上行链接被信息分组重发而置于额外负载之下。然而，如果所述重发被限制在有损链接上的设备，则广播设备保留全部的带宽以用于将其视频片段发送给所有用户。

根据本发明的重发方案知晓特定的业务参数来确保业务的优先级，并且因为保护所有业务不总是可行的。保护所有可能的业务流会导致硬件问题，例如在提供具有缓冲器的设备时。通常，至少有一个缓冲器用于到达设备的每条线路，称作输入缓冲器，并且至少有一个缓冲器用于开始于所述设备的每条线路，称作输出缓冲器。输入缓冲器被用来在所流入的信息分组在所述设备上进行处理之前存储它们。输出缓冲器被用来存储要在特定线路上传输的所有分组。这些缓冲器的另一个普遍使用是在信息分组已经被传输之后暂时存储它们，以允许在传输层上进行快速重发。当业务具有优先级时，应当有缓冲器用于每个级别的业务量或子流，其中，所述级别或子流由特定参数确定。为了限定缓冲器数量并由此维护所需缓冲器的现实数量，仅有具有选定参数值的组的业务可以被保护。一些业务可以能够以附加延迟来处理，例如来自端到端重发的那些延迟。因此，通过重发保护一些业务子流而不保护其它业务子流是可接受的。运营商可以定义在DSLAM和终端用户的调制解调器之间的链路上仅有流视频要进行保护，以确保高质量的视频。诸如电子邮件业务之类的其它业务子流可以根据本发明的保护机制被忽略，而依靠其它协议或机制来确保电子邮件的正确发送。

选择性重发方案的另一个优点是减少了队头阻塞。如果特定流出于某些原因而阻塞并由此延迟，则具有不同参数的业务流仍然能够流动并与结合重发支持。只有被阻塞的流以及最终具有相似业务参数值的其它流将被延迟，而所有的其它流能够继续被传输到接收器设备。由于更有效地使用了可用带宽，所以减少队头阻塞能够提高整体性能。当单个分组阻塞了所有业务时，并没有使用所有的可用带宽，然而如果仅阻塞了单个流，则所有的其它流能够使用可用带宽。

HoL阻塞的另一个问题出现在接收器中，所述接收器在进一步处理之前执行分组重排序。如果接收到多个分组，则它们可以是无序的并且接收器会将这些分组重新排列为它们原有的顺序，该过程称作分组重排序。在来自流的分组丢失的情况下，接收器必须在能够完成重排序并能够对流进行进一步处理之前等待该分组。这些分组被延迟并且导致没有看到任何分组丢失的流上的额外延迟。换句话说，单个流阻塞了相同链接上行进的若干其它流。本发明基于特定流选择业务流，并且独立对待每个流。因此，如果单个流例如由于等待重发的重排序而被阻塞，其它流也能继续并且不被阻塞。

如权利要求2所述，本发明的一个可选特征是用于重发的装置可适于对至少一个的子流进行端到端重发。

端到端连接可由多个中间系统和链接构成。例如，源具有到服务提供商的路由器的链接。该服务提供商可具有到互联网骨干网运营商的路由器的链接。另一个服务提供商也可以连接到所述骨干网运营商，并且具有连接到它们的路由器之一的用户。从一个用户发送到其它用户的任何信息分组必须通过服务提供商和骨干网运营商的路由器。所以，每个路由器是中间节点并且两个节点之间的链接是相对于两个终端用户之间链接的中间链接。端到端链接是例如服务提供商和骨干网运营商之间的这样的中间链接。通常，服务提供商和骨干网运营商需要到彼此的高度可靠的链接以提供到它们的所有客户的访问。服务提供商和终端用户之间的路径可以具有较低可靠度并且能够由有损链接构成。

DSLAM和调制解调器之间的点到点重发去除了位于终端用户网络中的设备上的任何附加保护要求。DSLAM向特定子流添加保护，调制解调器使用和去除所述保护并且将信息分组传输到终端用户网络中的设备上。这些设备可以是用于数字电视或常规计算机的机顶盒。这允许调制解调器和DSLAM之间的有损铜质电话线路被用作更可靠的介质。点到点的另一个示例是无线接入点(WAP)和建立在个人计算机中的无线网络接口卡(WNIC)之间的无线电波链接。无线链接经受来自辐射的干扰，典型地，所述辐射典型地存在于空气中。辐射源可以是微波、DECT电话、移动电话、荧光灯、电磁引擎、具有开关模式电源的计算机、高架电源线......所有这些都可以影响以需要重发的方式所传输的信息。本发明可以在WAP和WNIC之间提供丢失信息的快速(on the fly)恢复，并且减少端到端重发要求。

如权利要求3所述，根据本发明的发送器设备的另一个可选特征涉及利用用于发送的装置向信息分组添加至少一个附加首部。

所述首部包括与这是哪个分组相关的信息，例如通过在该首部中向每个信息分组添加序列号。可以使用新的所有权首部或者能够以新的方式使用现有的首部类型。例如，在层2中，VLAN首部可以被用来包含所述序列号。接收设备可以记录已经接收了哪些号码并且基于没有接收到的信息分组的序列号请求重发。

如权利要求4所述，在根据本发明的发送器的另一个实例中，所述重发操作的执行对于终端系统是透明的。

以透明的方式为网络的一部分中的特定子流提供保护提供了与现有的和新的协议更好的兼容性。确保只有与有损链接直接相关的节点需要被适应。可以利用硬件修改来获得透明性，例如向发送器设备添加芯片，或者通过软件修改使得设备的固件或运行于其上的软件来保护子流。这样的修改能够封装信息分组来添加保护，或者解释信息分组并使用其中用于保护的信息。任何一种修改都能够对于终端系统透明操作，就像它们不知道信息分组的中间修改。透明性使得可能在有损介质上使用诸如TCP或UDP之类的现有协议，而不对这些协议进行任何修改。

如权利要求5所述，根据本发明的发送器设备的另一个可选特征是业务参数对应于信息分组的业务级别。

每个业务流以参数为特征。参数的示例为业务级别、源或目标以及所使用的协议。典型地，用于关注服务质量(QoS)的网络中的业务级别向信息分组分配优先级。本发明通过基于业务级别而选择要保护的业务或子流来识别这些优先级。本发明的实施例可以被设计为使用如意识到QoS的节点所使用的相同选择标准来保护若干子流并区分它们重发的优先次序。

如权利要求6所述，根据本发明的发送器设备的再一个可选特征是所述发送器设备可以被集成到访问多路复用器中。

本发明的典型使用可以是向xDSL用户提供三重业务应用。通常，这些xDSL用户通过铜质电话线路连接到被称作DSLAM的访问多路复用器。这些线路易于丢失信息，并且由此对DSLAM进行修改以支持本发明将增加这样的链接的可靠性。而且在连接到有损介质的其它访问多路复用器中，例如公众无线接入点聚集来自多个源的业务并且将所聚集的业务放置在例如到互联网的单个链接上，根据本发明的重发方案可以充分提高可靠性，而不会对整个网络负荷造成动态影响。无线介质是有损的，从而将本发明结合到这样的公众无线接入点可以为用户提供更好的服务。

本发明进一步涉及如权利要求7所述的接收器设备，包括：

-用于接收信息分组的装置；

-用于发送至少一个所述信息分组的重发请求的装置；和

-用于接收至少一个所述信息分组的重发的装置，其中所述重发请求与子流相关联，并且其中用于发送重发请求的装置适于在网络的一部分中发送所述请求。

根据本发明的重发实际上需要发送器和接收器中的相应适应。权利要求7所限定的接收器能够处理如权利要求1所述的发送器设备所发送的信息分组。为了检查重发保护并且进一步可以适于以使得能够向不支持根据本发明的保护机制的其它节点进行传输的方式来改变信息分组，所述接收器设备能够确定信息分组的业务参数并且由此确定信息分组所属于的子流。

本发明还涉及如权利要求9所限定的用于在有损通信链接上重发信息分组的对应方法，包括以下步骤：

-由发送器设备接收与子流相关联的信息分组；

-从所述发送器设备向接收器设备发送信息分组；

-由所述接收器设备发送与该子流相关联的重发请求；

-由所述发送器设备接收所述重发请求；和

-向所述接收器设备重发所述信息分组，所述重发在对应的子流中执行并且仅在网络的一部分中执行。

该方法描述了执行本发明所包含的一系列非穷尽步骤。要求发送器和接收器设备进行协作和协调业务。所述发送器接收与特定子流相关联的信息分组，执行传统的分组处理任务，诸如选路、交换或者调制或解调，添加重发保护并且将所述信息分组发送到不同的节点。在信息分组没有被接收器设备接收的情况下，接收器请求从所述发送器设备进行重发。发送器设备由此向接收器重发所述信息分组，接收器可能会或可能不会接收所述重发。所述重发被限制到网络的一部分，例如发送器和接收器之间的点到点链接，并且将根据与该分组相关联的业务参数值来进行申请，所述业务参数值例如所述分组所属于的业务级别。

附图说明

图1示出了一种网络拓扑，其中多个终端用户系统通过xDSL连接到互联网；

图2是示出根据本发明的重发方法的实施例的消息流示图；并且

图3示出了本发明在概念上的硬件层面的实施例。

具体实施方式

图1给出了使用本发明实施例的网络的一般性总体示图。图1示出了互联网101和中间路由器102、103和104。这些路由器102、103和104能够将诸如异步传输模式(ATM)信元或互联网协议(IP)分组之类的各种类型的业务发送到特定目标。数字用户线路接入复用器(DSLAM)110和111经由各自的链接106和107连接到路由器104，并且负责业务到诸如xDSL调制解调器120₁到120_n和121₁到121_n之类的客户端设备(CPE)的下游传递，并且负责来自xDSL调制解调器120₁到120_n和121₁到121_n的业务的上游聚合。

典型地，路由器之间的链接，例如路由器102和103之间的链接105由于其物理属性而是可靠的。例如，两个路由器之间的光纤链接由于其低错误率和来自光纤外部的影响有限而是高度可靠的。与例如近端串扰会降低链接性能和可靠性的基于铜的介质相反，光设备不易于受到来自在任何一端的端接链接的设备的影响。DSLAM和客户端设备之间的链接，诸如DSLAM 110和调制解调器120₁之间的链接112或者DSLAM 111和调制解调器121₁之间的链接113通常质量较低。在诸如xDSL的技术出现之前，采用这样的链接的物理介质仅仅用于电话业务，其仅占据小部分可用带宽，即低频部分，其对于信息丢失是较不敏感的。典型地，这些链接是更易于失效的铜线并且由有损链接所构成。

DSLAM 110和111是访问多路复用器，并且它们的主要作用是从典型可靠的上行链接106或107接收业务，并且将所述业务通过诸如112和113的有损链接分发到各自的目标。所述访问多路复用器还负责从客户端设备120₁到120_n和121₁到121_n接收上游业务，并且将该业务聚集到单个上行链接106或107。

客户端设备120₁到120_n和121₁到121_n是端接了从DSLAM 110和110延伸的各用户线路的xDSL调制解调器，并且能够将来自DSLAM的信号转换为能够由机顶盒、个人计算机或其它内部设备处理的信号。

诸如在线视频传输服务之类的内容提供商通常能够经由互联网获得。机顶盒可以用来从所述提供商请求特定的视频片段。这样的请求通过诸如调制解调器120₁之类的客户端设备从所述机顶盒传输到诸如110的DSLAM。所述DSLAM会通过各个路由器104、103和102将所述请求转发到互联网。路由器102继而会基于其路由表在互联网中定位能够用来传递所述请求的节点。

当与单播相比时，多播是将内容传输到大型用户组的更有效的方式。在单播中，源必须建立到每个目标的连接来向每个目标传输其自己的分组拷贝。这样的连接可以是物理连接或诸如特定协议(例如TCP)所使用的那些虚拟连接。单播要求每个目标具有其自己的分组拷贝。这意味着如果500个用户请求相同的视频片段，源必须将相同的片段发送500次。然而，多播仅需要传输所述片段的单个拷贝，并且该拷贝将以树型方式被分发到请求所述片段的各个目标。例如，如果连接到DSLAM 110和111的所有用户从单个源请求相同的片段，并且该片段由该源使用多播进行传输，则只有该片段的单个拷贝会到达路由器104。路由器104接着复制所述片段并且将其发送给有兴趣接收它的用户。当在端到端解决方案中请求重发时会发生相似的情况，所有的终端系统会从源请求重发，并且接收多播的所有用户将接收到该重发。显然，如果多个终端系统需要重发，则所有这些终端系统将接收这些重发，如同它们被多播一样。

为了避免这些额外的多播重发，DSLAM 110和111以及客户端设备120₁到120_n和121₁到121_n配备有根据本发明进行操作的发送器和接收器。图2示出了发送器Tx 210和接收器Rx 211之间概念上的消息流。例如，该消息流能够在链接112上于DSLAM 110和客户端设备120₁之间看到，或者在链接113上于DSLAM 111和客户端设备121₁之间看到。

在图2中，假设Tx设备210从非有损上行链接(例如图1中的链接106和107)接收信息分组，并且接着在有损链接(例如图1中的链接112和113)将这些分组转发到特定Rx。Rx设备211如何处理所接收的分组与本发明的说明无关，并且由此在图2中没有图示Rx设备211所执行的任何附加步骤。应当注意到，Rx设备211可以在将所接收分组传输到诸如个人计算机或机顶盒之类的另一个设备之前改变它们的编码，或者Rx设备211能够对所接收分组进行处理并且将信息分组发送给由Rx设备211或装有Rx设备211或链接到Rx设备211的另一个设备所执行的应用。Rx设备211和诸如个人计算机之类的后续设备之间的任何连接可以是有损的或可靠的，并且由此传输可由如本发明所描述的重发方案的另一个实例进行保护或不进行保护。

在步骤201，Tx设备210从诸如到互联网服务提供商的上行链接(例如图1中的链接106)之类的源接收信息分组，该信息分组下文中被称作分组1。接着在步骤202中，分组1被复制到诸如先入先出缓冲器、环形缓冲器或易失性存储器形式的临时存储中。在请求重发的情况下，Rx设备211可以使用本地存储的分组1的拷贝。在存储分组1之后，它在步骤203经由有损链接传输到下一个节点上。在该示例中，传输203失败并且分组1没有到达Rx 211。同时，如图2中的附图标记204所指示，Tx设备210接收新的信息分组，该分组在下文中被称作分组2。在步骤205，分组2如分组1一样被存储在相同的临时存储中，而并不代替分组1。例如，如果将FIFO缓冲器用作临时存储，则分组1位于所述缓冲器的第一时隙，而分组2位于第二时隙。当使用易失性存储器时，分组1可以被存储在所述存储器的开头，而分组2可以被存储在所述易失性存储器的后续存储器位置。接着，分组2在步骤206被转发到Rx设备211并且由Rx设备211接收。在接收后，Rx设备211将在步骤207中处理分组2，并确定分组1丢失。Rx设备211在步骤208从Tx设备210请求重发分组1，Tx设备210接着将如图2中的附图标记209所指示的那样重发分组1。

图3通过硬件示图进一步图示了本发明的以上实施例。诸如DSLAM301的发送器设备位于图的左侧，而诸如xDSL调制解调器302的接收器位于右侧。在发送器301和接收器302之间是有损的铜质线路链接303，例如DSL链接。

首先，更为详细地描述了由DSLAM进行的传输。为了简要，可以假设DSLAM 301对应于图1的DSLAM 110，并且客户端设备302对应于图1的xDSL调制解调器1201。通常，业务以分组的形式从可靠链接323接收并且被置于例如根据业务参数或目的而选择的特定序列304。调度程序305被用来选择序列，下一个分组将从所述序列传输到DSL链接303上。然而，在传输该分组之前，分组编辑器306向所述分组添加首部。该首部能够被用来识别作为特定消息流的成员的分组、分组在该流中的位置或顺序，并且被用来确定流中的分组是否丢失而应当重发。此外，该分组被拷贝到环形高速缓存308以用于在之后进行图3的附图标记307所指示的重发。环形高速缓存308具有有限数量的时隙，从而仅能够保存有限数量的分组。结果，该实施例将装满高速缓存308并且在使用了所有的时隙时，将盖写高速缓存中最早的分组。在这两个步骤之后，线路调度程序309将把所述分组发送到DSLAM 301的实际发送器部件310，其在DSL线路303上将所述分组传输到xDSL调制解调器302。

xDSL调制解调器302具有连接到DSL线路303并将所接收的分组发送到分组编辑器312的接收部件311。该分组编辑器312确定所述分组是否要在链接313上进行转发以用于进一步处理，例如传输到个人计算机，或者是否必须请求重发。进一步处理还包括在所述分组被发送到例如下一个节点或设备之前去除所添加的保护首部。当分组编辑器312确定分组从消息流丢失时，必须请求对丢失的分组进行重发。

分组编辑器312向调制解调器302中的线路调度程序314提供识别丢失分组的信息。该调度程序314接着负责将重发请求传递到调制解调器302的发送器部件315，发送器部件315链接到DSL线路303。

DSLAM 301的接收器部件316连接到DSL线路303的其它端点，并且从调制解调器302接收这些请求。DSLAM 301的接收侧上的分组编辑器317能够检测分组类型是常规分组还是重发请求，并且处理该分组。在常规分组的情况下，它被转发用于进一步处理318，并且如果该常规分组由重发方案所保护，则在由分组编辑器317转发之前去除附加的首部。如果接收到重发请求，则从所述请求获取能够被用来识别所丢失分组的信息并且将所述信息发送到线路调度程序309。调度程序DSLAM 309从环形高速缓存308获取319该特定分组，并且将其传递到发送器部件310。

XDSL调制解调器302还能够将受保护分组发送到DSLAM 301。另外分组编辑器320被用来向所述分组添加能够被用来唯一识别传输到DSLAM 301的每个分组的附加首部。这些分组由队列调度程序322从队列321中选择。该调度程序322以选择最佳队列的方式来构建，下一个分组从所述最佳队列被传递到发送器部件315。这些队列充满从例如通过链接324连接到调制解调器的个人计算机接收的分组。

由于它们使用相同的有损介质DSL链接303，所以两个方向均使用重发方案进行保护。该介质能够支持双向的同时业务(全双工)或仅支持单向业务(半双工)。应当显而易见的是，优选使用全双工来提高链接的整体吞吐量。全双工不需要一个发送器等待其它发送器完成，从而虽然发送了重发请求，但是流中的下一个分组也可以到达。

应当注意，不需要在两个方向都进行重发保护。终端用户不太可能是队时间和资源要求高的业务的源，因此不需要这样的保护。在这样的情况下，调制解调器中的分组编辑器320不是必要的。此外，没有图3中调制解调器侧上的环形高速缓存。然而，高速缓存也出现在该实施例中并且以与DSLAM侧上的高速缓存类似的方式进行操作。然而，所述高速缓存不必是环形的，可以结合表格使用随机访问存储器来追踪特定分组存储在所述随机访问存储器中的何处。通常，建议使用某些类型的临时存储来加速重发，但是并不要求如此。

此外，DSL线路在图3中被用来图示有损链接，但是有损链接并不局限于DSL线路。各种低质量线路、出于恶劣条件或环境中的线路以及无线连接都易于造成信息丢失。例如，恶劣条件例如由于受损绝缘产生，而恶劣环境为诸如高辐射、引起近端串扰的劣质连接器等之类的情形。无线连接受到空气中所产生的各种电磁波的影响。所有这些和其它原因都会导致链接上的信息丢失或增加其上信息丢失的概率。

应当进一步注意到的是，除了使用其它有损介质的可能性，该实施例能够用于其它设备中。例如，当使用无线链接作为有损介质时，图3的DSLAM可以由无线访问点代替，并且图3的DSL调制解调器可以由无线网络接口卡代替。所有这些设备能够使用图3的上述描述所给出的概念，而无需对所述概念进行任何修改。

虽然已经通过参考特定实施例对本发明进行了描述，但是对于本领域技术人员来说，显而易见的是，本发明并不局限于以上说明性实施例，并且本发明在不背离其精神和范围的前提下，可以以各种变化和修改来实现。由此，给出的实施例应当完全被看作是说明性而不是限制性的，本发明的范围由所附的权利要求而不是以上描述确定，并且由此在这些权利要求的等价含义和范围内进行的所有变化均包含在其中。换句话说，旨在覆盖落入基本原则的精神和范围内的任何和所有修改、变化或等同物，并且所述基本原则的本质属性在本专利申请中进行了主张。本专利申请的读者还要理解的是，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，词语“一个”并不排除多个，并且诸如计算机系统、处理器或其它集成单元之类的单个元件可以实现权利要求中所引用的若干装置的功能。权利要求中的任何附图标记不应当被理解为对各权利要求所涉及的进行限制。当术语“第一”、“第二”等使用在说明书或权利要求中时，用来在类似元件或步骤之间进行区别而无需描述连续或时间顺序。要理解的是，这样使用的术语能够在适当环境下进行互换，并且本发明的实施例能够以其它顺序或以与以上描述或图示所不同的方向来操作。

Claims

1.一种用于在网络中的有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，所述信息分组构成流，所述发送器设备包括：

-用于接收所述信息分组的装置；

-用于发送所述信息分组的装置(310)；

-用于接收至少部分所述信息分组的重发请求的装置(316)；和

-用于重发所述信息分组的所述部分的装置(310)，

其特征在于，所述用于重发的装置(310)适于基于至少一个业务参数将所述信息分组与子流相关联，并且将所述信息分组的所述部分依据它们相关联的子流进行重发。

2.如权利要求1所述的用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，其特征在于，所述用于重发的装置(310)适于对所述子流的至少一个进行点到点重发。

3.如权利要求1所述的用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，其特征在于，所述用于重发的装置(310)适于(306)向所述信息分组添加至少一个附加首部。

4.如权利要求1所述的用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，其特征在于，所述用于重发的装置(310)适于以对终端系统透明的方式重发所述信息分组。

5.如权利要求1所述的用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，其特征在于，所述至少一个业务参数对应于所述信息分组的业务级别。

6.如权利要求1所述的用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的发送器设备(110，111；210；301)，其特征在于，所述设备被集成到访问多路复用器(303)中。

7.一种用于在有损通信链接(112，113；303)上重发信息分组的接收器设备(120₁...120_n，121₁...121_n；211；302)，包括：

-用于接收信息分组的装置(311)；

-用于发送至少部分所述信息分组的重发请求的装置(315)；和

-用于接收部分所述信息分组的重发的装置(311)，

其特征在于，所述重发请求与子流相关联，并且所述用于发送重发请求的装置(315)适于在网络的一部分中发送所述请求。

8.一种用于在发送器设备(110，111；210；301)和接收器设备(120₁...120_n，121₁...121_n；211；302)之间的有损通信链接(112，113；303)上重发(209)信息分组的方法，包括以下步骤：

-由所述发送器设备(110，111；210；301)接收与子流相关联的信息分组(201)；

-从所述发送器设备(110，111；210；301)向所述接收器设备(120₁...120_n，121₁...121_n；211；302)发送所述信息分组(203)；

-由所述接收器设备(120₁...120_n，121₁...121_n；211；302)发送与所述子流相关联的重发请求(208)；

-由所述发送器设备(110，111；210；301)接收所述重发请求(208)；和

-向所述接收器设备(120₁...120_n，121₁...121_n；211；302)重发所述信息分组(209)，

其特征在于，重发所述信息分组(209)在对应于至少一个业务参数的子流中执行并且仅在网络的一部分中执行。