DE60027723T2 - Flexibler aufwärtsburst von profilparametern zur verbesserung von kurzen burst-impulsrauschsignalen - Google Patents

Flexibler aufwärtsburst von profilparametern zur verbesserung von kurzen burst-impulsrauschsignalen Download PDF

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1438Negotiation of transmission parameters prior to communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2801Broadband local area networks

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kommunikationssysteme. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Kabelmodemsystem, in dem Informationen zwischen einer Vielzahl von Kabelmodems und einem Kabelmodem-Terminierungssystem kommuniziert werden. Sie lässt sich auf jede Umgebung anwenden, die eine Einträgermodulation aufweist, die Zeit und Frequenz unter mehreren Benutzern aufteilt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die gewünschte Lösung für Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationen scheint das Kabelmodem zu sein. Ein Kabelmodem ist in der Lage, Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 56 Mbit/s bereitzustellen, und ist somit für einen Hochgeschwindigkeits-Dateitransfer, Videotelekonferenzen und Pay-TV geeignet. Außerdem können Kabelmodems gleichzeitig einen Hochgeschwindigkeits-Internetzugang, digitales Fernsehen (wie zum Beispiel Pay-TV) und digitale Telefonie bereitstellen.
  • Obwohl Kabelmodems in einem gemeinsam genutzten Zugangssystem verwendet werden, in dem eine Vielzahl von Teilnehmern um eine Upstream-Bandbreite über ein gemeinsames Koaxialkabel konkurrieren, wird jegliche unerwünschte Reduzierung der tatsächlichen Übertragungsgeschwindigkeit mühelos dadurch gesteuert, dass einfach die Anzahl der gemeinsamen Benutzer in jedem System begrenzt wird. Auf diese Weise ist jeder Benutzer einer ausreichenden Übertragungsgeschwindigkeit versichert, um zum Beispiel eine Videotelefonkonferenz oder Pay-TV ohne Unterbrechung bereitzustellen.
  • In der WO 97/35410 ist ein Verfahren zur Zuordnung einer dynamischen Bandbreite für ein Kommunikationsnetzwerk offenbart. Die Bandbreite wird in einem Upstream-Kanal eines schichtförmigen Datenkommunikationsnetzwerkes, wie zum Beispiel demjenigen, der für die Übertragung von Nachrichten von einer Anzahl von Teilnehmereinheiten zu einem zentralen Steuergerät verwendet wird, adaptiv zugeteilt, um zum Beispiel den Teilnehmereinheiten zu erlauben, Daten für einen Internetzugang, Videokonferenzen oder Sprachkommunikation zu senden. Eine laufende Summe von nicht zugeteilter Bandbreite wird in aufeinander folgenden Kontrollintervallen verwaltet. Eine Verkehrszählung wird für jede Teilnehmereinheit bestimmt, indem die Bandbreite, die benutzt wird, gemessen wird, indem zum Beispiel die Anzahl an Schlitzen gezählt wird, die in einem Kontrollintervall verwendet wird. Die zugewiesene Bandbreite der Teilnehmereinheiten wird dann korrigiert, wenn ein Verhältnis der Verkehrszählung zu der zugewiesenen Bandbreite bei einem oder unterhalb eines unteren Schwellwerts liegt, und die laufende Summe der nicht zugeteilten Bandbreite wird durch die Verringerung der zugewiesenen Bandbreite inkrementiert. Die zugewiesene Bandbreite kann vergrößert werden, wenn ein Verhältnis der Verkehrszählung zu der zugewiesenen Bandbreite bei einem oder oberhalb eines oberen Schwellwerts liegt, indem die nicht zugeteilte Bandbreite unter den Teilnehmereinheiten verteilt wird. Es kann eine Teilnehmereinheiten-Hierarchie verwendet werden, um ausgewählten Benutzern eine Priorität einzuräumen. Ein MAC steuert das Medium durch ein HFC. In der Upstream-Richtung kann das Medium als das komplette Upstream-Spektrum betrachtet werden, das sich zum Beispiel zwischen 5–40 MHz in einem Kabelfernseh-(CATV; cable television)-System erstrecken kann. Die MAC ist auch verantwortlich für die Verwaltung der Bandbreite (sowohl spektrale Bandbreite als auch Datenbandbreite) des Upstream-Spektrums, welches mehrere Kanäle enthalten kann, die unterschiedliche Bandbreiten, Übertragungsgeschwindigkeiten und Kanalgeschwindigkeiten aufweisen können. Da einige Bereich des Upstream-Spektrums bessere Fehlerratenperformanzen aufweisen können als andere Bereiche, kann die MAC Datenbandbreiten auf Kanälen entsprechend dem Typ des Dienstes zuteilen. Zum Beispiel können kritischere Daten auf Kanälen mit einer besseren Fehlerratenperformanz übertragen werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im allgemeinen wird ein Kabelmodem in einem einzigen Kanal initialisiert oder auf einen einzigen Kanal eingestellt, wobei Burst-Profile verwendet werden, die für diese Initialisierungszwecke optimiert worden sind, und geht dann zur Verwendung anderer Burst-Profile in diesem Kanal für Anforderungen und die Datenkommunikation weiter. Aber gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Kabelmodem auf wenigstens zwei Trägerfrequenzen oder Kanäle eingestellt werden, wobei wenigstens ein Kanal ein Schmalband ist und wenigstens ein Kanal ein Breitband ist. Ein Kabelmodem mit einem größeren Betrag an Daten zur Übertragung würde im Allgemeinen bevorzugen, den Breitbandkanal wegen seiner höheren Burst-Kapazität zu verwenden. Der Schmalbandkanal kann für kürzere Pakete verwendet werden; aber anstatt den Schmalbandkanal in der Abwesenheit von Anforderungen für Über tragungen von kurzen Paketen unbenutzt zu lassen, könnten lange Pakete auch dem Schmalbandkanal zugewiesen werden, wenn dieser sofort zur Verfügung steht.
  • Die Initialisierung eines Kabelmodems auf mehreren Kanälen kann unter Verwendung von zwei Verfahren implementiert werden. Bei dem ersten Verfahren überträgt das Kabelmodem eine Anforderung in Minischlitzen zu der Kopfstelle (head end) und zeigt an, dass Pakete vorhanden sind, die eine Übertragung verlangen. Das erste Verfahren erlaubt wenigstens zwei verschiedene Techniken (Methode 1A und Methode 1B), die verwendet werden können, um ein Einträger-Kabelmodem mehreren Kanälen zuzuweisen. Die erste Technik (Methode 1A) erfordert eine Änderung bei dem Kabelmodem, das DOCSIS-konform ist. Das Kabelmodem wird zur Identifizierung von speziellen Fähigkeiten während des Herstellungsprozesses mit händlerspezifischen Informationen codiert, um die Kopfstelle darüber zu informieren, dass es eine Initialisierung auf mehr als einem Kanal wünscht. Die zweite Technik (Methode 1B) schließt eine Modifikation der DOCSIS-Spezifikation ein. Ein zusätzliches Byte wird der Registrierungsnachricht hinzugefügt, das die Kopfstelle von seinem Wunsch informiert, auf mehr als einem Kanal initialisiert zu werden. Bei dem zweiten Verfahren überträgt das Kabelmodem an die Kopfstelle eine Anforderung in Bytes, die anzeigt, dass Pakete vorhanden sind, die eine Übertragung verlangen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie im Hinblick auf die nachfolgende genaue Beschreibung, die angehängten Ansprüche und die beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Hybrid-Faser-Koaxialkabel-(HFC)-Netzwerks ist, das typische Wege für die Datenübertragung zwischen der Kopfstelle (die das Kabelmodem-Terminierungssystem enthält) und einer Vielzahl von Haushalten (die jeder ein Kabelmodem enthalten) zeigt;
  • 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Kabelmodemsystems ist, bei dem eine Leitungskarte, die ein Kabelmodem-Terminierungssystem (CMTS; cable modem termination system) definiert, an der Kopfstelle angeordnet ist, und ein Kabelmodem in einem repräsentativen Haushalt angeordnet ist;
  • 3A ein schematisches Blockdiagramm ist, das die Querverbindungen zwischen dem Burst-Empfänger, der Medienzugangskontrolle (MAC) und dem Sender-Downstream-Modulator in einem Kabelmodem-Terminierungssystem zeigt;
  • 3B ein schematisches Blockdiagramm ist, das die Konstruktion des Kabelmodems, das in 2 gezeigt worden ist, bei dem Teilnehmer, wie zum Beispiel dem Haushalt zeigt;
  • 4 eine graphische Darstellung des MAP-Nachrichtenformats vor der Nachrichtenfilterung ist;
  • 5 eine graphische Darstellung des MAP-Nachrichtenformats nach der Nachrichtenfilterung ist;
  • 6 eine graphische Darstellung des Standes der Technik der Verwendung eines Einträger-Kabelmodems (single carrier CM) in einem Breitbandkanal (hohe Symbolrate) zur Handhabung des gesamten Datenverkehrs des Kabelmodems ist;
  • 7 eine graphische Darstellung des Standes der Technik der Verwendung eines Einträger-Kabelmodems in einem Schmalbandkanal (niedrige Symbolrate) zur Handhabung des gesamten Datenverkehrs des Kabelmodems ist;
  • 8 eine graphische Darstellung des Standes der Technik von parallelen, niedrigen Symbolraten-Wellenformen ist;
  • 9 ein Ablaufdiagramm ist, das den gesamten Ablauf zwischen den Stufen der Initialisierung in einem Kabelmodem für mehrere Kanäle und der Kopfstelle veranschaulicht, die Datenpakete bestimmten Kanälen für die Übertragung zuweist;
  • 10 einen Zeit- und Frequenzbereich veranschaulicht, der mit einem Kabelmodem verwendet wird, das die Verfahren implementiert, die von dieser Erfindung verwendet werden;
  • 11 eine Modifikation von 1 ist, die die Erfindung an eine drahtlose Übertragung anpasst;
  • 12 eine Modifikation von 2 ist, die die Erfindung an eine drahtlose Übertragung anpasst; und
  • 13 eine schematische Darstellung eines einzelnen integrierten Schaltungs-Chips ist, der so ausgelegt ist, dass er die Erfindung praktisch umsetzen kann.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Einleitung
  • In einem Kabelmodemsystem ist eine Kopfstelle oder ein Kabelmodem-Terminierungs- bzw. Endsystem (CMTS) bei den Anlagen einer Kabelgesellschaft positioniert und funktioniert als ein Modem, das eine große Anzahl an Teilnehmern bedient. Jeder Teilnehmer hat ein Kabelmodem (CM). Somit muss das Kabelmodem-Terminierungssystem in der Lage sein, eine bidirektionale Kommunikation mit jedem gewünschten Kabelmodem der Vielzahl von Kabelmodems zu ermöglichen.
  • So, wie es hier verwendet wird, ist das Kabelmodem-Terminierungssystem (CMTS) so definiert, dass es denjenigen Abschnitt einer Kopfstelle umfasst, der die Kommunikation mit einer Vielzahl von Kabelmodems ermöglicht. Ein typisches Kabelmodem-Terminierungssystem umfasst einen Burst-Empfänger, einen Dauersender und eine Medienzugangskontrolle (MAC).
  • Das Kabelmodem-Terminierungssystem kommuniziert mit der Vielzahl von Kabelmodems über ein Hybrid-Faser-Koaxialkabel-(HFC-)Netzwerk, in dem eine Glasfaser die Kommunikation zu einer Vielzahl von Faserknoten bereitstellt und jeder Faserknoten typischerweise etwa 500 bis 2.000 Teilnehmer versorgt. Diese Teilnehmer kommunizieren mit dem Knoten über ein gemeinsam genutztes Koaxialkabel. Genau diese gemeinsame Nutzung des gemeinsamen Koaxialkabels macht es erforderlich, dass die Anzahl an Kabelmodems, die daran angeschlossen sind, begrenzt ist, um so die Wahrscheinlichkeit von unerwünschten Bitratenreduktionen abzuschwächen, die inhärent auftreten, wenn eine zu große Anzahl an Kabelmodems gleichzeitig über ein einziges Koaxialkabel kommunizieren.
  • Das Hybrid-Faser-Koaxialkabel-Netzwerk eines Kabelmodems verwendet eine Punkt-zu-vielen-Punkten-Topologie, um die Kommunikation zwischen dem Kabelmodem-Terminierungssystem und der Vielzahl von Kabelmodems durchzuführen. Der Frequenzbereich-Vielfachzugriff (FDMA; frequency domain multiple access)/der Zeitmultiplexbetrieb (TDM; time division multiplexing) wird verwendet, um die Kommunikation von dem Kabelmodem-Terminierungssystem zu jedem der Kabelmodems, d.h. in der Downstream-Richtung (downstream direction), zu ermöglichen. Der Frequenzbereich-Vielfachzugriff (FDMA)/der Zeitbereich-Vielfachzugriff (TDMA; time domain multiple access) wird verwendet, um die Kommunikation von jedem Kabelmodem zu dem Kabelmodem-Terminierungssystem, d.h. in der Upstream-Richtung (upstream direction), zu ermöglichen.
  • Das Kabelmodem-Terminierungssystem umfasst einen Downstream-Modulator zu Ermöglichung der Übertragung von Datenkommunikationen davon zu den Kabelmodems und einen Upstream-Demodulator zur Ermöglichung des Empfangs von Datenkommunikationen von den Kabelmodems.
  • Typischerweise verwendet der Downstream-Modulator des Kabelmodem-Terminierungssystems entweder 64 QAM oder 256 QAM in einem Frequenzband von 54 MHz bis 860 MHz, um eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 56 Mbit/s bereitzustellen. Da der Upstream-Kanal eine viel niedrigere Übertragungsgeschwindigkeitsanforderung aufweist, verwendet der Upstream-Demodulator typischerweise entweder QPSK oder 16 QAM in einem Frequenzbereich von 5 MHz bis 42 MHz, um eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 10 Mbit/s bereitzustellen. In der Zukunft werden größere Upstream-Konstellationen in die Praxis umgesetzt werden, wie zum Beispiel 64 QAM und mehr, um noch höhere Upstream-Übertragungsgeschwindigkeiten bereitzustellen.
  • Der asymmetrische Datendurchsatz, der von dem Upstream-Kanal definiert wird, der eine viel niedrigere Übertragungsgeschwindigkeit benötigt als der Downstream-Kanal, ergibt sich aus dem inhärent größeren Betrag an Daten, der über den Downstream-Kanal während Pay-TV, Internetzugang und dergleichen kommuniziert wird, wobei ein Videosignal über den Downstream-Kanal kommuniziert wird, während über den Upstream-Kanal nur Steuersignale wie diejenigen, die mit der Betrachtung des Videosignals verknüpft sind, kommuniziert werden. Somit kann die Anforderung des Downstream-Kanals 1,5 Mbit/s übersteigen, während die Anforderung des Upstream-Kanals so niedrig wie 16 kbit/s sein kann.
  • Es wird erwartet, dass in der Zukunft die Kabelübertragung in der Upstream-Richtung breitbandiger werden wird, da die digitale Fernsehübertragung weniger Bandbreite benötigt als die analoge Fernsehübertragung.
  • Jedes Kabelmodem umfasst einen Upstream-Modulator zur Ermöglichung der Übertragung von Daten zu dem Kabelmodem-Terminierungssystem und einen Downstream-Demodulator zum Empfangen von Daten von dem Kabelmodem-Terminierungssystem. Der Upstream-Modulator jedes Kabelmodems verwendet entweder QPSK oder 16 QAM innerhalb der Bandbreite von 5 MHz bis 42 MHz des Upstream-Demodulators, und der Downstream-Demodulator jedes Kabelmodems verwendet entweder 64 QAM oder 256 QAM in der Bandbreite von 54 MHz bis 860 MHz des Downstream-Modulators (in Nordamerika).
  • Moderne Kabelmodemsysteme arbeiten auf einer Vielzahl von Upstream-Kanälen und verwenden ein Zeitmultiplex-Verfahren (TDMA; time division multiple access), um die Kommunikation zwischen einer Vielzahl von Kabelmodems und einem einzelnen Kabelmodem-Terminierungssystem auf jedem Upstream-Kanal zu ermöglichen. Typischerweise kommunizieren zwischen 250 und 500 Kabelmodems mit einem einzigen Kabelmodem-Terminierungssystem auf einem gegebenen Upstream-Kanal.
  • Um das TDMA für die Upstream-Kommunikation zu verwirklichen, ist es notwendig, Zeitschlitze zuzuweisen, innerhalb denen es Kabelmodems, die eine Nachricht aufweisen, die zu dem Kabelmodem-Terminierungssystem gesendet werden soll, erlaubt ist, eine Übertragung durchzuführen. Die Zuweisung von solchen Zeitschlitzen wird dadurch erzielt, dass ein Anforderungskonkurrenzbereich in dem Upstream-Datenweg bereitgestellt wird, innerhalb dem es den Kabelmodems erlaubt ist, sich darum zu bewerben, eine Nachricht platzieren zu dürfen, die zusätzliche Zeit in dem Upstream-Datenweg für die Übertragung ihrer Nachricht anfordert. (Kleine Datenpakete werden manchmal auch in Konkurrenzbereichen übertragen.) Das Kabelmodem-Terminierungssystem antwortet auf diese Anforderungen mit der Zuweisung von Zeitschlitzen für die Kabelmodems, die eine solche Anforderung stellen, so dass so viele Kabelmodems wie möglich ihre Nachrichten zu dem Kabelmodem-Terminierungssystem unter Verwendung von TDMA übertragen können, und damit die Übertragungen ohne unerwünschte Kollisionen durchgeführt werden.
  • Nun wird Bezug auf 1 genommen. Ein Hybrid-Faser-Koaxialkabel-(HFC-)Netzwerk 1010 ermöglicht die Übertragung von Daten zwischen einer Kopfstelle 1012, die wenigstens ein Kabelmodem-Terminierungssystem umfasst, und einer Vielzahl von Haushalten 1014, von denen jeder ein Kabelmodem enthält. Solche Hybrid-Faser-Koaxialkabel-Netzwerke werden allgemein von den Kabelanbietern verwendet, um Teilnehmern einen Internet-Zugang, Kabelfernsehen, Pay-TV und dergleichen bereitzustellen.
  • Etwa 500 Haushalte 1014 stehen in elektrischer Kommunikation mit jedem Knoten 1016, 1034 des Hybrid-Faser-Koaxialkabel-Netzwerks 1010, typischerweise über Koaxialkabel 1029, 1030, 1031. Verstärker 1015 ermöglichen die elektrische Verbindung der weiter entfernt liegenden Haushalte 1014 mit den Knoten 1016, 1034, indem sie die elektrischen Signale verstärken, um so den Störabstand solcher Kommunikationen auf wünschenswerte Weise zu verbessern, und indem sie dann die elektrischen Signale über Koaxialkabel 1030, 1031 übertragen. Das Koaxialkabel 1029 verbindet die Haushalte 1014 elektrisch mit den Koaxialkabeln 1030, 1031, die sich zwischen den Verstärkern 1015 und den Knoten 1016, 1034 erstrecken.
  • Jeder Knoten 1016, 1034 ist elektrisch mit einem Verteiler (Hub) 1022, 1024 verbunden, typischerweise über eine Glasfaser 1028, 1032. Die Verteiler 1022, 1024 stehen über Glasfasern 1020, 1026 in Kommunikation mit der Kopfstelle 1012. Jeder Verteiler ist typischerweise in der Lage, die Kommunikation mit etwa 20.000 Haushalten 1014 zu ermöglichen.
  • Die Glasfasern 1020, 1026, die sich zwischen der Kopfstelle 1012 und jedem Verteiler 1022, 1024 erstrecken, definieren einen Faserring, der typischerweise in der Lage ist, eine Kommunikation zwischen etwa 100.000 Haushalten 1014 und der Kopfstelle 1012 zu ermöglichen.
  • Die Kopfstelle 1012 kann Video-Server, Satellitenempfänger, Video-Modulatoren, Telefon-Switches und/oder Internet-Router 1018 sowie auch das Kabelmodem-Terminierungssystem enthalten. Die Kopfstelle 1012 kommuniziert über eine Übertragungsleitung 1013, die eine T1-Leitung oder eine T2-Leitung sein kann, mit dem Internet, anderen Kopfstellen und/oder jeder anderen gewünschten Vorrichtung oder jedem anderen gewünschten Netzwerk.
  • Nun wird Bezug auf 2 genommen. Ein vereinfachtes Blockdiagramm zeigt die Querverbindung zwischen der Kopfstelle 1012 und einem beispielhaften Haushalt 1014, wobei ein Kabelmodem 12 über ein Hybrid-Faser-Koaxialkabel-Netzwerk 1010 mit einem Kabelmodem-Terminierungssystem kommuniziert, das als eine Leitungskarte 1042 verkörpert ist.
  • Genauer gesagt ist ein Personal Computer 1048, der sich in dem Haushalt 1014 befindet, über ein Kabel 1011 mit dem Kabelmodem 12 verbunden, das über ein Koaxialkabel 1017 mit dem Hybrid-Faser-Koaxialkabel-Netzwerk 1010 kommuniziert, welches wiederum über eine Glasfaser 1020 mit dem Kabelmodem-Terminie rungssystem (CMTS) kommuniziert, das die Leitungskarte 1042 der Kopfstelle 1012 umfasst. Der Internet-Router 1040 ermöglicht die Kommunikation zwischen der Kopfstelle 1012 und dem Internet oder irgendeinem anderen gewünschten Gerät oder Netzwerk.
  • In einem typischen Kabelmodemsystem wird ein einzelnes Kabelmodem-Terminierungssystem, das eine Leitungskarte 1042 umfasst, typischerweise mit 250 bis 500 Kabelmodems 12 kommunizieren. Somit umfasst das Kabelmodemsystem der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Kabelmodems 12. Obwohl die nachfolgende Beschreibung allgemein den Betrieb eines einzigen Kabelmodem-Terminierungssystem, das eine Leitungskarte 1042 umfasst, und eines einzigen Kabelmodems 12 erläutert, wird es den Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein, dass in gleicher Weise eine Vielzahl von Kabelmodem-Terminierungssystemen, die Leitungskarten 1042 umfassen, und eine Vielzahl von Kabelmodems 12 verwendet werden können.
  • Unter Bezugnahme auf 3A wird nun das Kabelmodem-Terminierungssystem von 2, das eine Leitungskarte 1042 umfasst, genauer gezeigt. Das Kabelmodem-Terminierungssystem, das die Leitungskarte 1042 umfasst, ist so konfiguriert, dass es Signale von einer Glasfaser 79 des Hybrid-Faser-Koaxialkabel-(HFC-)Netzwerks 1010 (2) über eine Glasfaser-zu-Koaxialkabel-Stufe 49, die in Bezug auf das Kabelmodem-Terminierungssystem, das die Leitungskarte 1042 umfasst, typischerweise extern angeordnet ist, empfängt und Signale an diese sendet. Die Glasfaser-zu-Koaxialkabel-Stufe 49 stellt über das Koaxialkabel 54 eine Ausgabe für den 5–42 MHz HF-Eingang (RF input) 84 bereit, und in ähnlicher Weise empfängt es ein Signal von dem HF-Aufwärtswandler 78 über das Koaxialkabel 54.
  • Die Ausgabe des HF-Eingangs 84 wird einem Splitter 57 des Kabelmodem-Terminierungssystems, das die Leitungskarte 1042 umfasst, bereitgestellt, der den 5–42 MHz HF-Eingang in N separate Kanäle trennt.
  • Jeder der N separaten Kanäle wird einem separaten QPSK/16-QAM (oder mehr) Burst-Empfänger-Kanal 85 bereitgestellt.
  • Jeder separate QPSK/16-QAM Burst-Empfänger-Kanal 85 steht in elektrischer Kommunikation mit der Kopfstellen-MAC 60. Die Kopfstellen-MAC 60 steht in elektrischer Kommunikation mit der Backplane-Schnittstelle 62, die eine Schnitt stelle zu dem ROM 73, dem RAM 68, der CPU 66 und der 100BASE-T-Ethernet-Schnittstelle 64 bereitstellt.
  • Die Kopfstellen-MAC 60 stellt einen Takt und eine Datenausgabe für den Downstream-Modulator 72 bereit, der eine Ausgabe an den Verstärker 76 durch ein Oberflächenwellen-(SAW-)Filter 74 bereitstellt. Der Verstärker 76 stellt eine Ausgabe für den 44 MHz ZF-Ausgang bereit, der wiederum eine Ausgabe für den HF-Aufwärtswandler 78 bereitstellt. Aber zukünftige Implementierungen benötigen vielleicht kein SAW.
  • Jeder Burst-Empfänger 85 ist so konfiguriert, dass er in der Lage ist, sowohl QPSK-(4-QAM)-Signale als auch 16-QAM-Signale zu empfangen. Die QPSK-Signale stellen 2 Bits pro Symbol bereit, wobei jedes Bit ±1 Amplitudenstufen aufweist. Die 16-QAM-Signale stellen 4 Bits pro Symbol bereit, wobei jedes Bit eine ±1 oder ±3 Amplitudenstufe auf den Quadraturträgern aufweist.
  • Aber die Beschreibung und Veranschaulichung eines Burst-Empfängers, der so konfiguriert ist, dass er QPSK- und 16-QAM-Eingänge erfassen kann, dient lediglich zur Veranschaulichung und ist nicht beschränkend gedacht. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird es klar sein, dass andere Modulationsverfahren, wie zum Beispiel 32 QAM, 64 QAM und 256 QAM alternativ verwendet werden können.
  • Das Kabelmodem 12 in 2 ist in Einzelheiten in 3B innerhalb eines Rechtecks 258 gezeigt. Das in 3B gezeigte System umfasst ein Diplex-Filter 259. Die in den 3A und 3B gezeigten Systeme können zu einem einzigen Blockdiagramm kombiniert werden, indem 3B um einen Winkel von 180° gedreht wird, so dass das Diplex-Filter 259 in umgekehrter Form an dem rechten Ende erscheint, und indem dann die Blätter nebeneinander gelegt werden.
  • Die Signale von dem Diplex-Filter 259 in dem Bereich von 54–860 MHz wandern zu einem HF-Tuner 260 und dann zu einem Oberflächenwellenfilter (SAW) 261, das Signale mit einer geeigneten Frequenz wie zum Beispiel etwa 44 MHz einem Verstärker 262 bereitstellt. Die verstärkten Signalen wandern dann zu einem 64/256-QAM-Downstream-Empfänger 263 mit einer Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC; forward error correction). Automatische Verstärkungsregelungen werden dem Tuner 260 von dem Empfänger 263 bereitgestellt. Takt- und Datensignale wandern dann von dem Empfänger 263 zu einer Medienzugangskontrolle (MAC) 264, die die Signale durch eine Schnittstelle 265 zu einem 10BASE-T-Transceiver 266, einer CPU 267, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 268 und einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 269 einleitet.
  • Die Signale von dem 10BASE-T-Transceiver 266, der CPU 267, dem RAM 268 und dem ROM 269 wandern durch die Schnittstelle 265 zu der Medienzugangskontrolle (MAC) 264. Die Signale von dem MAC-Controller 264 werden dann in einen QPSK-16QAM-Upstrem-Burst-Modulator 270 mit einer Vorwärtsfehlerkorrektur eingeleitet. (Der Upstream-Burst-Modulator 270 ist nicht auf die gezeigten QPSK-16QAM begrenzt, dies ist lediglich ein Ausführungsbeispiel). Die Signale von dem Burst-Modulator 270 werden einem Tiefpassfilter 271 bereitgestellt, das die Signale in dem Bereich von 5–42 MHz weiterleitet, wenn das System in Nordamerika verwendet wird. Die Tiefpasssignale werden dann in einen Leistungsverstärker 272 eingeleitet, dessen Ausgabe dem Diplex-Filter 259 bereitgestellt wird. Die Verstärkung in dem Leistungsverstärker 272 wird von dem Burst-Modulator 270 reguliert.
  • Um ein verbessertes Verständnis der Erfindung bereitzustellen, wird nun eine bestimmte Terminologie, die in dieser Anmeldung verwendet wird, definiert. Ein "MAP" wird von der Kopfstelle 10 für das Teilnehmer-Modem 12 bereitgestellt. Ein MAP definiert einen nächsten Rahmen. Ein "Rahmen" ("frame") ist ein Gattungsbegriff zur Definierung einer Gruppe oder einer multiplen Anzahl von Schlitzen.
  • Weitere Einzelheiten eines Kabelmodems werden unter Bezugnahme auf die 4 und 5 für ein verbessertes Verständnis der Erfindung dargestellt. Unter Bezugnahme auf 4 wird nun das Format der MAP-Nachricht 421 vor der Verarbeitung durch das Nachrichtenfilter des MAC gezeigt. Die MAP-Nachricht 421 enthält typischerweise einen MAC-Management-Header 422, der Informationen enthält, die die gewünschte Verarbeitung durch die MAC ermöglichen. Eine Upstream-Kanal-ID 423 zeigt an, welchem Upstream-Frequenzkanal die MAP-Nachricht zugewiesen werden soll. Die UCD-Zählung 424 gleicht den Wert der Konfigurationsänderungszählung des UCD ab, der die Burst-Parameter beschreibt, die für das MAP gelten.
  • Die Anzahl an Elementen 425 sieht einen Hinweis auf die Anzahl an Elementen vor, die in diesem MAP übertragen werden. Die Zuweisungsstartzeit 427 zeigt die effektive Startzeit von der Kabelmodem-Terminierungssystem-Initialisierung (in Einheiten von Minischlitzen) an, die für die Zuweisungen gemäß diesem MAP zur Verfügung steht. Die Bestätigung (Ack) 428 zeigt die späteste Zeit von der Kabelmodem-Terminierungssystem-Initialisierung (in Einheiten von Minislots) an, die in den stromaufwärtigen Datenkommunikationen verarbeitet worden ist. Diese Zeit wird von den Kabelmodems für Kollisionserfassungszwecke verwendet.
  • Der Ranging-Backoff-Start (ranging back-off start) 429 ist ein Anfangs-Backoff-Fenster zur anfänglichen Ranging-Konkurrenz, ausgedrückt als eine Potenz hoch zwei. Werte für den Ranging-Backoff-Start reichen von 0 bis 15, wobei die höchstwertigen Bits frei sein müssen und auf 0 gesetzt sein müssen.
  • Das Ranging-Backoff-Ende 430 ist das End-Backoff-Fenster für die anfängliche Ranging-Konkurrenz, ausgedrückt als eine Potenz hoch zwei. Werte für das Ranging-Backoff-Ende reichen von 0 bis 15, wobei die höchstwertigen Bits frei sein müssen und auf 0 gesetzt sein müssen.
  • MAP-Informationselemente 433 definieren die Zeitschlitze, während denen einzelne Kabelmodems auf einem bestimmten Upstream-Kanal eine Übertragung zu dem Kabelmodem-Terminierungssystem durchführen. Eine Vielzahl von Intervallen des MAP, wie zum Beispiel das erste Intervall 435, das zweite Intervall 436 und das letzte Intervall 437 definieren die einzelnen Zeitschlitze.
  • Jedes Intervall 435437 umfasst einen Stations- oder Dienstidentifizierungs-(SID; service identifier)-Wert 439, der das Kabelmodem identifiziert, für den das Intervall (und deshalb die dadurch definierten Zeitschlitze) gilt. Eine SID gleich 0 definiert das Ende der Liste von Intervallen und zeigt somit an, dass alle Intervalle definiert worden sind. Der Intervallverwendungscode (IUC; interval usage code) 440 definiert die Burst-Parameter, die während der spezifizierten Zeitschlitze verwendet werden sollen. Solche Burst-Parameter umfassen den Modulationstyp, z.B. QPSK oder 16 QAM. Der Offset 441 gibt an, wann im Hinblick auf einen gemeinsamen Zeitbezug jedes Intervall beginnt. Ein Offset gleich 0 definiert einen Beginn des ersten Intervalls.
  • Optional weist jedes MAP eine feste Länge und ein festes Format auf, so dass freie Intervalle 442 nach dem letzten Intervall 437 auftreten können. Eine Bestäti gung und Verzögerungen 443 können optional in die Liste der Intervalle eingeführt werden, im Allgemeinen nach dem Ende der Liste 438.
  • Nun wird Bezug auf 5 genommen. Nachdem das Format der MAP-Nachricht von der MAC für die Kommunikation von der MAC zu dem Burst-Empfänger gefiltert worden ist, umfasst die MAP-Nachricht eine Zuweisungsstartzeit 150 und eine Vielzahl von MAP-Informationselementen 151153. Jedes MAP-Informationselement umfasst im allgemeinen eine Dienst-ID 155, die das Kabelmodem identifiziert, für das die Schlitzzeit der MAP-Informationen gilt, einen Intervallverwendungscode 159, der den Burst-Typ identifiziert, der von dem Kabelmodem während des Zeitschlitzes verwendet wird, und auch die Schlitzzeit identifiziert, typischerweise in Einheiten von Minischlitzen.
  • Verbesserung der Performanz von kurzen Bursts in einer Impulsstörungsumgebung
  • Angesichts der obigen Beschreibung eines Kabelmodems wird nun eine Einrichtung zur Verbesserung der Performanz von kurzen Bursts in einer Impulsstörungsumgebung beschrieben. Bei den existierenden und sich entwickelnden Standards für Kabelmodems, die Zwei-Wege-Kommunikationen unterstützen, ist das Konzept einer flexiblen stromaufwärtigen physikalischen Schicht eingeführt worden. Das Wesen der Flexibilität bei diesen existierenden und sich weiterentwickelnden Standards hat sich zu einer Organisation der flexiblen Parameter in "Kanal"-Parameter, "Burst-Profil"-Paramenter und "eindeutige Benutzer"-Parameter entwickelt. "Kanal"-Parameter umfassen die Trägerfrequenzen, die für die Kabelmodems zur Verfügung stehen. "Burst-Profil"-Paramenter umfassen die Modulation, DiffEnc und die Präambellänge. "Eindeutige Benutzer"-Parameter umfassen den Leistungspegel, die Offset-Frequenz und einen Ranging-Offset. Eine komplette Liste von "Burst-Profil"- und "eindeutige Benutzer"-Parameter sind in der DOCSIS-Spezifikation aufgelistet. (Siehe DOCSIS Abschnitt 4.2.7.) Das Konzept für die Verwendung dieser Parameter liegt darin, dass die Kopfstelle der Anlagen der Kabelgesellschaft an jedes Kabelmodem (CM) eine Liste von Kanalparametern und eine Liste von Burst-Profilparametern für eine Anzahl von Burst-Typen schicken wird, die in diesem Kanal betrieben werden sollen. Das Kabelmodem wird dann die MAPs von Gewährungen von der Kopfstelle lesen, die den Burst-Typ für jede der Gewährungen in den MAPs spezifizieren wird. Die Kabelmodems werden Übertragungen mit den geeigneten Attributen/Charakteristiken für die Gewährungen, die sie erhalten, durchführen. Die Burst-Profile in einem gegebenen Kanal (d.h. Trägerfrequenz) können sich im Modulationstyp (zum Beispiel QPSK oder 16 QAM), in Vorwärtsfehlerkorrektur-(FEC)-Fähigkeiten und in der Präambellänge unterscheiden.
  • Es wird allgemein angenommen, dass ein Kabelmodem in einem einzigen Kanal initialisiert oder auf einen einzigen Kanal eingestellt wird, und zwar unter Verwendung von Burst-Profilen, die für diese Initialisierungsprozesse optimiert worden sind, und dann dazu übergeht, andere Burst-Profile auf diesem Kanal für Anforderungen und Datenkommunikation zu verwenden. Die DOCSIS-Spezifikation sieht nicht vor, dass ein Kabelmodem auf zwei oder mehr Kanäle gleichzeitig eingestellt wird oder in diesen initialisiert wird; tatsächlich gibt es keine Bestimmung, die es erfordert, dass das Kabelmodem mehr als zum Beispiel einen Satz von eindeutigen Benutzerparametern speichern muss. Es ist möglich, dass der Leistungspegel, die Frequenzfeinabstimmung und das Ranging eines Kabelmodems mit einer Aussicht auf Erfolg auf neue Trägerfrequenzen und Symbolraten extrapoliert werden können. Aber es gibt auch keine Bestimmung in der DOCSIS-Spezifikation, die ein Kabelmodem anweist, dass diese Extrapolation auftreten muss oder welche Regeln in diesem Fall angewendet werden sollen. Es ist möglich, dass dann, wenn ein Kabelmodem eine Gewährung für sich in einem MAP auf einem Kanal erkennt, auf den es noch nicht eingestellt ist, das Kabelmodem seine existierenden eindeutigen Benutzerparameter verwenden würde und der Gewährung Folge leisten würde. Aber da diese Situation nicht explizit in der DOCSIS-Spezifikation definiert ist, gibt es eine Möglichkeit, dass verschiedene Kabelmodems ihre eindeutigen Parameter – übertragen auf eine neue Trägerfrequenz und Symbolrate – auf unterschiedliche Weisen implementieren können. (Es ist sogar möglich, dass ein Kabelmodem einige Gewährungen in einem MAP nicht beachtet, wenn die Gewährungen andere Trägerfrequenzen erfordern.)
  • Im Augenblick können Kabelmodems nicht nahtlos zwischen Kanälen hin- und herwechseln. Sie können keine "eingestellte" (Leistungspegel, Feinfrequenz, Zeitsteuerung und sogar Senderentzerrung) Bedingung in mehr als einer Trägerfrequenz zur gleichen Zeit aufrechterhalten. Die Standards nehmen diesen Typ von Operation nicht vorweg und sehen diesen Typ von Operation nicht vor. Dies trifft vor allem für den sich entwickelnden fortgeschrittenen physikalischen Schicht-Standard zu, bei dem die Übertragungsentzerrung an dem Kabelmodem unterstützt wird, aber es gibt keine Bestimmung, die es erfordert, dass sich ein Kabelmodem an eine Ent zerrung für mehr als einen Träger (oder Symbolrate) zur gleichen Zeit "erinnern" muss.
  • Im Stand der Technik, wie er in den 68 gezeigt ist, arbeitet das Kabelmodem mit einem Burst-Profil, das für kurze Pakete anders ist als für lange Pakete, mit der Erkennung, dass die physikalische Schicht für jeden Fall mit unterschiedlichen Parametern optimiert ist, aber die Übertragung den gleichen Kanal oder die gleiche Trägerfrequenz verwendet. Ein Kabelmodem wechselt relativ nahtlos zwischen dem Burst hin und her, der für kurze Pakete und lange Pakete auf einem gegebenen Kanal optimiert worden ist. Aber das Kabelmodem ist immer für entweder einen Breitbandkanal mit seinem hohen Übertragungsgeschwindigkeiten-Burstvorteil oder einen Schmalbandkanal mit seiner Robustheit gegenüber Impulsrauschen für kurze Pakete dediziert. Ein Kabelmodem kann nicht den Vorteil aus beiden dieser wünschenswerten Merkmale ziehen. Im Augenblick besteht eine Notwendigkeit, diese Burstflexibilität zu erweitern, um die Übertragung der langen Pakete und der kurzen Pakete auf separaten Trägerfrequenzen zu umfassen, mit jeweils hohen und niedrigen Symbolraten (Bandbreiten) (sowie auch anderen Unterschieden bei den Burst-Attributen).
  • 6 veranschaulicht den Stand der Technik der Verwendung eines Einträger-Kabelmodems in einem Breitbandkanal (hohe Symbolrate) zur Handhabung des gesamten Datenverkehrs des Kabelmodems. Wie vorher schon erwähnt wurde, sind die kurzen Pakete anfällig für Impulsrauschen; FEC kann angewandt werden, aber der notwendige Betrag an Parität ist für die Effizienz von kurzen Datenpaketen eine Belastung.
  • 7 veranschaulicht den Stand der Technik der Verwendung eines Einträger-Kabelmodems in einem Schmalbandkanal (niedrige Symbolrate) zur Handhabung des gesamten Datenverkehrs des Kabelmodems. Die Figur veranschaulicht adäquat die längere Dauer der Übertragung für lange Datenpakete, was zu mehr Latenzzeit und zum Aufbau der Warteschlangenverzögerung führt; diese Vorgehensweise erlaubt potentiell eine weniger effiziente Verwendung der Upstream-Frequenzressourcen.
  • 8 veranschaulicht den Stand der Technik der Verwendung von parallelen Wellenformen niedriger Symbolraten. Obwohl diese Modulationsverfahren aufgrund der niedrigen Symbolrate (in kurzen Paketen) eine gewisse Immunität gegenüber Impulsrauschen bereitstellen, gehen sie auf Kosten von (1) der Notwendigkeit von signifikant genaueren Spezifikationen (und somit Testen); (2) der Notwendigkeit von mehr Rechenintensität; (3) der Notwendigkeit von mehr Wiedergabetreue in der Frequenz- und Zeitsteuerungssynchronisation; und (4) sie entwickeln sich nicht so kontrolliert in der Anzeige eines langen Pakets, das eine Übertragung über einen Breitbandkanal benötigt. Eine Anforderung für eine Gewährung von 13 Minischlitzen oder weniger weist auf ein kurzes Datenpaket hin, das eine Übertragung über einen Schmalbandkanal verlangt. Mit der Fragmentierung könnte die Kopfstelle ein langes Datenpaket in mehrere kürzere Pakete aufteilen, um diese auf zur Verfügung stehenden Schmalbandkanälen zu übertragen. Wenn zum Beispiel das Kabelmodem eine Gewährung für ein langes Paket anfordert, könnte die Kopfstelle eine Übertragung für mehrere kurze Pakete gewähren, so dass das lange Datenpaket für die Übertragung in mehrere kurze Pakete aufgeteilt werden würde. Wenn das Kabelmodem andererseits Gewährungen für mehrere kurze Pakete anfordert, könnten diese kurzen Pakete zusammengepackt werden und könnten eine Gewährung für einen Breitbandkanal bekommen. Mit anderen Worten, die Kopfstelle kann Gewährungen erteilen, die nicht explizit angefordert wurden.
  • Wenn viele Kabelmodems eine große Menge an langen Paketen und wenige kurze Pakete zur Übertragung aufweisen, dann kann der Schmalbandkanal von dem Scheduler für eine Verwendung für lange Pakete gewährt werden, wobei dies nur die Netzwerkkapazität verbessert. Die Upstream-Bandbreite bleibt vollständig benutzt. Wenn eine große Menge an kurzen Paketen vorhanden ist, dann können die Kabelmodems separaten Schmalbandträgern zugewiesen werden und sie können darauf eingestellt werden. Wenn der Verkehr zu mehr langen Paketen zurückkehrt, dann können die Schmalbandkanäle wieder für lange Pakete aufgerufen werden und können die volle Verwendung der Upstream-Bandbreite aufrechterhalten. Dies erlaubt es, dass das Kabelmodem mehr als einen Kanal zur Übertragung von Datenpaketen verwenden kann.
  • Mit anderen Worten, lange Datenpakete können dem Schmalbandkanal zugewiesen werden, wobei ein robustes und effizientes Burst-Profil verwendet wird (effizienter als für die kurzen Pakete). Die Kopfstelle kann auf eine Anforderung für ein langes Datenpaket mit einer Gewährung in dem Breitbandkanal antworten, oder wenn ein Defizit an kurzen Paketen besteht, kann sie den schmalen Kanal benutzen, anstatt diesen untätig sein zu lassen.
  • Erweiterung, um mehrere Breitbandkanäle und mehrere Schmalbandkanäle zu enthalten
  • Wenn aufgrund eines Mangels an Upstream-Verkehr von langen Datenpaketen eine Unterbenutzung des Breitbandkanals besteht, dann wird schließlich im äußersten Fall nur ein einziger Breitbandkanal in dem gesamten Upstream-Band vorhanden sein, um alle Kabelmodems zu versorgen. Diese Kanalisierung der gesamten Upstream-Bandbreite zur Versorgung des Verkehrsgemisches, die das Verhältnis der Schmalbandkanäle zu den Breitbandkanälen variiert, stellt ähnlich wie das "statistische Multiplexing" Vorteile gegenüber den vorgeschlagenen niedrigen Symbolratenkonfigurationen bereit. Die Konfigurationen, die eine Vielfalt von niedrigen Symbolratenwellenformen benutzen, weisen oder "ordnen" jedes Kabelmodem einem gegebenen Träger, wahrscheinlich einem Breitband, zu. Die Anzahl von solchen Kabelmodems, die einem gegebenen Träger zugewiesen werden, wird von dem Verkehr abhängen, aber für eine gegebene Anzahl wird es Zeiten geben (gemäß traditionellen Verkehrs- und Multiplexing-Analysen), in denen es einen Rückstau in den zusammengesetzten Warteschlangen gibt. Mit der hohen Kapazität des Breitbandkanals wird diese Warteschlange so schnell wie möglich entleert. Aber es gibt immer noch eine feste Anzahl von Benutzern, die einen festgelegten einzelnen Breitbandkanal gemeinsam nutzen (höchstens 6,4 MHz).
  • Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Satz von Benutzern eine größere Bandbreite als die des breitesten Kanals gemeinsam benutzen. Zum Beispiel kann die doppelte Anzahl von Benutzern einen Breitbandkanal gemeinsam benutzen und kann unter mehreren Schmalbandkanälen aufgeteilt werden, die gleich der Bandbreite eines anderen Breitbandkanals sind. Obwohl bei diesem Szenario nur ein Breitbandkanal für die doppelte Anzahl von Benutzern zur Verfügung steht, steht immer noch doppelt soviel Bandbreite für diesen Satz von Benutzern zur Verfügung. Dieses Verdoppeln der gepoolten Bandbreite, die von der doppelten Anzahl von gepoolten Benutzern gemeinsam genutzt wird, ist heuristisch die Schlüsselkomponente in dem Argument für den Nutzen des statistischen Multiplexing – größere Pools von Benutzern, die größere Beträge an Bandbreite gemeinsam benutzen, führen zu einer besseren Netzwerkperformanz.
  • Wie vorher erwähnt worden ist, gibt es mindestens zwei Verfahren zur Durchführung von mehreren Kanalinitialisierungen eines Kabelmodems. Das erste Verfahren erlaubt wenigstens zwei unterschiedliche Techniken (Methode 1A und Methode 1B), die verwendet werden können, um ein Einträger-Kabelmodem mehreren Kanälen zuzuordnen. Die erste Technik (Methode 1A) erfordert eine Änderung bei dem Kabelmodem, das DOCSIS-konform ist, während die zweite Technik (Methode 1B) eine Modifikation der DOCSIS-Spezifikation einschließt.
  • 9 veranschaulicht den Initialisierungsprozess, der auf die erste Technik (Verfahren 1A) anwendbar ist, um den Gesamtfluss zwischen den Stufen der Initialisierung eines Kabelmodems auf mehreren Kanälen und der Kopfstelle, die die Datenpakete speziellen Kanälen zur Übertragung zuweist, zu erhalten. Aber die anderen Verfahren könnten dem gleichen Modell folgen. Der Block 900 stellt den ersten Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem nach einem Downstream-Kanal scannt. Dies tritt nicht nur während der Initialisierung auf, sondern auch dann, wenn ein Verlust eines Signals besteht. Bei der Initialisierung eines Kabelmodems muss das Kabelmodem einen Downstream-Kanal akquirieren. Außerdem muss es auch einen nicht-flüchtigen Speicher aufweisen, in dem die letzten Operationsparameter gespeichert sind. Das Kabelmodem versucht zuerst, den Downstream-Kanal zu reakquirieren, den es vorher benutzt hat. Wenn dies fehlschlägt, muss das Kabelmodem damit beginnen, kontinuierlich die 6 MHz Kanäle des Downstream-Frequenzoperationsbandes zu scannen, bis ein gültiger Downstream-Kanal gefunden ist, den es verwenden kann. Das Kabelmodem weiß, dass ein Kanal gütig ist, wenn es Folgendes erreicht hat: (1) Synchronisation des QAM Symbol Timing; (2) Synchronisation des FEC Framing; (3) Synchronisation der MPEG-Paketisierung; und (4) Erkennung von SYNC Downstream MAC-Nachrichten. Dieser erste Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.1.)
  • Block 902 stellt den zweiten Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem Übertragungsparameter erhält. Wenn das Kabelmodem einen Downstream-Kanal akquiriert hat, muss es auf eine Upstream-Kanal-Deskriptor-(UCD; upstream channel descriptor)-Nachricht warten. Diese Nachricht wird von dem CMTS übertragen, so dass das Kabelmodem einen Satz von Übertragungsparametern für einen Upstream-Kanal abrufen kann. Das CMTS überträgt periodisch die Parameter für alle zur Verfügung stehenden Upstream-Kanäle. Das Kabelmodem bestimmt, ob es den Upstream-Kanal aus seinen Kanalbeschreibungsparametern verwenden kann. Es sammelt alle UCDs, die sich in ihrem Kanal-ID-Feld unterscheiden, und baut einen Satz von Kanal-IDs, die es verwenden kann. Nachdem eine geeignete Zeit vergangen ist und das Kabelmodem keinen Kanal gefunden hat, den es verwenden kann, wird es nach einem anderen Downstream-Kanal suchen, um dies zu versuchen.
  • Auf der Grundlage der Kanalbeschreibungsparameter bestimmt das Kabelmodem, ob es den Upstream-Kanal verwenden kann. Wenn es einen Kanal findet, den es verwenden kann, extrahiert es die Parameter für diesen Upstream-Kanal aus dem UCD. Danach wartet das Kabelmodem auf die nächste SYNC-Nachricht und extrahiert den Upstream-Minischlitz-Zeitstempel aus dieser Nachricht. Nachdem das Kabelmodem ein Bandbreitenzuordnungs-MAP für den ausgewählten Kanal empfangen hat, kann es damit beginnen, in Übereinstimmung mit der MAC-Operation in die Upstream-Richtung zu übertragen. Dieser zweite Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.2.)
  • Block 904 stellt den dritten Schritt in dem Prozess dar, das Ranging (Bereichserstreckung; Aushandeln der Kanalqualität), durchgeführt in dem Kabelmodem. Das Ranging erlaubt es dem Kabelmodem, den korrekten Offset zu erwerben, so dass Übertragungen auf die korrekte Minischlitz-Bereichsgrenze ausgerichtet sind. Der erste Schritt bei dem Ranging-Prozess ist, dass das Kabelmodem eine Synchronisation auf den Downstream durchführen muss und die Upstream-Kanalcharakteristiken durch die UCD-MAC-Managementnachricht lernen muss. Es scannt die Bandbreitenzuordnungs-MAP-Nachricht, um einen Anfangs-Betreuungsbereich (Initial Maintenance Region) zu finden.
  • Während des Ranging-Prozesses wird der Zeitsteuerungs-Offset jedes Kabelmodems so eingestellt, dass es so erscheint, als ob es direkt neben dem CMTS angeordnet ist. Dies wird ausgeführt, damit der Betrag der internen festen Verzögerung äquivalent ist zu dem Anordnen des Kabelmodems neben dem CMTS. Dieser Betrag umfasst nicht nur die Verzögerungen, die durch eine bestimmte Implementierung eingeführt werden, sondern umfasst auch die Downstream-PHY-Verschachtelungs-Latenzzeit.
  • Wenn die Anfangs-Betreuungs-Übertragungsgelegenheit auftritt, sendet das Kabelmodem eine Ranging-Anforderungsnachricht (ranging request message). Aufgrund des Zeitsteuerungs-Offsets sieht es so aus, als ob das Kabelmodem die Nachricht so sendet, als ob es sich physikalisch an dem CMTS befinden würde. Eine Ranging-Rückantwortnachricht (return ranging response message) wird an das Kabelmodem gesendet, wenn das CMTS die Ranging-Nachricht erfolgreich empfängt. In der Ranging-Antwortnachricht ist eine temporäre SID enthalten, die dem Kabelmodem zugewiesen wird, bis das Kabelmodem den Registrierungsprozess vollendet hat (was unter Bezugnahme auf Block 912 diskutiert wird), sowie auch Informationen bezüglich der HF-Leistungspegeleinstellung, Offset-Frequenzeinstellungen und alle Zeitsteuerungs-Offset-Berichtigungen.
  • Nun wartet das Kabelmodem auf einen individuellen Stations-Betreuungsbereich (Station Maintenance Region), der seiner temporären SID zugewiesen ist. Das Kabelmodem muss dann zu diesem Zeitpunkt eine Ranging-Anforderungsnachricht unter Verwendung der temporären SID zusammen mit allen Leistungspegel- und Zeitsteuerungs-Offset-Berichtigungen übertragen.
  • Das CMTS sendet dann eine andere Ranging-Antwortnachricht an das Kabelmodem zurück mit allen zusätzlichen Feineinstellungen, die notwendig sind. Die Ranging-Anforderungs-/-Antwortschritte werden wiederholt, bis eine Mitteilung empfangen wird, dass das Ranging erfolgreich war. Wenn dies eingetreten ist, schließt sich das Kabelmodem dem normalen Datenverkehr in dem Upstream an. Dieser dritte Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (siehe DOCSIS Abschnitt 7.3.3.)
  • Block 906 stellt den vierten Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem eine IP-Konnektivität aufbaut. Das Kabelmodem ruft DHCP-Mechanismen auf, um eine IP-Adresse und alle anderen Parameter zu bekommen, die notwendig sind, um eine IP-Konnektivität zu errichten. Die DHCP-Antwort muss den Namen einer Datei enthalten, die weitere Konfigurationsparameter enthält. Dieser vierte Schritt ist Teil des Standardprozesses, der zur Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.5.)
  • Block 908 stellt den fünften Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem die Tageszeit einrichtet. Es ist sowohl für das Kabelmodem als auch für das CMTS wichtig, das augenblickliche Datum und die augenblickliche Zeit zu haben. Dies ermöglicht Zeitstempel-protokollierte Ereignisse, die von dem Managementsystem abgerufen werden können. Es besteht keine Notwendigkeit für die Authentifizierung, und die Zeit muss nur auf die nächste Sekunde genau sein. Dieser fünfte Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.6.)
  • Block 910 stellt den sechsten Schritt in dem Prozess dar, den Transfer von Betriebsparametern. Wenn das DHCP erfolgreich ist, lädt das Kabelmodem die Parameterdatei unter Verwendung von TFTP herunter. Wenn ein Kabelmodem eine Konfigurationsdatei herunterlädt, die einen Upstream-Kanal und/oder eine Downstream-Frequenz enthält, die anders sind als diejenigen, die es augenblicklich verwendet, muss das Kabelmodem nun eine Registrierungsanforderung an das CMTS senden. Dann muss es das anfängliche Ranging unter Verwendung des konfigurierten Upstream-Kanals und/oder der konfigurierten Downstream-Frequenz erneut durchführen. Dieser sechste Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.7.)
  • Nun wird Bezug auf Block 910 genommen. Wenn die Parameter bei dem Kabelmodem während der Initialisierung oder einer späteren Rücksetzung empfangen werden, werden sie unter der Steuerung der CPU 267 auf Bus 265 zum RAM 268 transferiert, wobei jeder Parameter in einem IUC abgebildet wird. Wenn dem Kabelmodem eine Bandbreite gewährt wird, werden die Parameter aus dem RAM 268 unter Verwendung des IUC in der Gewährung abgerufen. Durch Hinweis auf die Offenbarung der Anmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/574,558 wird diese hier vollständig eingefügt. Unter Bezugnahme auf diese Anmeldung wird der Zeitsteuerungseinstellungsparameter in den Zeitsteuerungs-Offset-Detektor 38 geladen, wie in 6A veranschaulicht ist, der Leistungseinstellungsparameter wird dem Leistungsverstärker 272 zu Verstärkungsregelungszwecken zugeführt, wie in 5B veranschaulicht ist, der Kanalparameter wird dem HF-Tuner 260 zugeführt, um den spezifizierten Kanal auszuwählen, und die Burst-Profilparameter werden zu den Registern 562 transferiert, um die Operation der physikalischen Schicht zu optimieren, wie dies in 65 veranschaulicht ist.
  • Block 912 stellt den siebten Schritt in dem Prozess dar, den Registrierungsprozess, der für das Kabelmodem erforderlich ist. Wenn das Kabelmodem initialisiert und konfiguriert ist, muss es eine Erlaubnis erhalten, Verkehr in das Netzwerk weiterleiten zu dürfen. Das Kabelmodem wird über die Registrierung dazu autorisiert, Verkehr in das Netzwerk einzuleiten. Um sich bei einem CMTS zu registrieren, muss das Kabelmodem seine konfigurierte Dienstklasse (class of service) und alle anderen Operationsparameter in der Konfigurationsdatei an das CMTS als einen Teil einer Registrierungsanforderung weiterleiten. Die Konfigurationsparameter, die zu dem Kabelmodem heruntergeladen werden, müssen ein Netzzugangs-Kontrollobjekt enthalten. Wenn dieses auf "kein Weiterleiten" eingestellt ist, darf das Kabelmodem keine Daten von dem angeschlossenen CPE zu dem Netz weiterleiten, aber das Kabelmodem muss dennoch auf die Netzwerkmanagementanforderungen antworten. Dies erlaubt es dem Kabelmodem, auf eine Weise konfiguriert zu werden, in der es zwar verwaltet werden kann, aber keine Daten weiterleiten wird. Dieser siebte Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.8.)
  • Wie vorher angegeben wurde, stellen die Blöcke 900912 die ersten sieben Schritte des Standardprozesses dar, der im Augenblick im DOCSIS-Standard zur Kabelmodeminitialisierung durchgeführt wird. Er ordnet ein Einträger-Kabelmodem nur einem Kanal zu. Wie vorher diskutiert worden ist, kann ein Einträger-Kabelmodem auch auf mehreren Kanälen verwendet werden.
  • Block 914 stellt den achten Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem die Kopfstelle von seiner Mehrkanalfähigkeit informiert. Das Kabelmodem zeigt der Kopfstelle an, dass es auf mehr als einem Kanal initialisiert werden kann und zeigt auch an, auf wie vielen zusätzlichen Kanälen es initialisiert werden kann. Wie vorher erwähnt worden ist, erfordert die erste Technik (Methode 1A) eine Änderung bei dem Kabelmodem, das DOCSIS-konform ist. Während des Herstellungsprozesses des Kabelmodems kann es mit händlerspezifischen Informationen zur Identifizierung spezieller Fähigkeiten codiert werden, um die Kopfstelle darüber zu informieren, dass es auf mehr als einem Kanal initialisiert werden möchte. Dies wird es dem Kabelmodem erlauben, Anforderungen auf mehr als einem Kanal zu stellen. Der DOCSIS-Standard erlaubt diesen Typ von Änderung. (Siehe DOCSIS Abschnitt C.1.1.17.) Das Kabelmodem signalisiert der Kopfstelle, dass es in diesem Modus arbeiten will.
  • Das Kabelmodem geht durch den Standardinitialisierungsprozess bis zu dem Registrierungsprozess. Nachdem das Kabelmodem den Registrierungsschritt vollendet hat, der in dem Block 912 angezeigt ist, signalisiert es der Kopfstelle unter Verwendung der "händlerspezifischen Informationen", die im DOCSIS bereitgestellt werden, dass es wünscht, auf zusätzliche Kanäle eingestellt zu werden.
  • Wie vorher erwähnt worden ist, umfasst die zweite Technik (Methode 1B) eine Modifikation der DOCSIS-Spezifikation. (Siehe DOCSIS Abschnitt C.1.3.1.) Während des Registrierungsprozesses von Block 912 sendet das Kabelmodem eine Nachricht an das CMTS und fordert die Initialisierung auf wenigstens einem Kanal mehr an. Dies erfordert das Hinzufügen eines zusätzlichen Byte zu der Registrierungsnachricht. Das Hinzufügen des Byte wird keine Last auf der Bandbreite schaffen, weil dies während des Registrierungsprozesses auftritt. Das zusätzliche Byte ist eine neues Untertypenfeld, das das Kabelmodem in die Lage versetzt, auf mehreren Kanälen zu arbeiten.
  • Block 916 stellt den neunten Schritt in dem Prozess dar, in dem die Kopfstelle eine auf Benutzer gerichtete Mitteilungsübermittlung benutzt, um das Kabelmodem zu instruieren, sich auf einen oder mehrere zusätzliche Kanäle einzustellen. Die Kopfstelle sendet eine Bestätigungsnachricht zurück zu dem Kabelmodem und bestätigt die Anforderung, auf zusätzlichen Kanälen initialisiert zu werden, zusammen mit Befehlen für das Kabelmodem, auf welchem zusätzlichen Kanal oder welchen zusätzlichen Kanälen es initialisieren soll.
  • Block 920 stellt den zehnten Schritt in dem Prozess dar, in dem das Kabelmodem auf die zusätzlichen Kanäle eingestellt wird. Block 920 wiederholt die gleiche Prozedur, wie sie oben unter Bezugnahme auf Block 904 beschrieben worden ist.
  • Block 922 stellt den letzten Schritt in dem Prozess zur Initialisierung des Kabelmodems dar, die Initialisierung der Baseline Privacy. Nachdem die Registrierung vollendet ist und das Kabelmodem auf mehreren Kanälen initialisiert ist, und wenn das Kabelmodem so ausgestattet ist, dass es die Baseline Privacy betreibt, muss das Kabelmodem Baseline Privacy Operationen initialisieren. Ein Kabelmodem ist damit ausgestattet, eine Baseline Privacy zu betreiben, wenn seine Konfigurationsdatei eine Konfigurationseinstellung für die Baseline Privacy umfasst und wenn der Privacy-Freigabeparameter auf Aktivieren eingestellt ist. Dieser letzte Schritt ist Teil des Standardprozesses, der bei der Initialisierung eines Kabelmodems verwendet wird. (Siehe DOCSIS Abschnitt 9.2.9.)
  • Anforderung in Bytes
  • Mit der oben beschriebenen ersten Methode weiß das CMTS nicht, wie viele Informationsbytes das Kabelmodem tatsächlich für eine bestimmte Gewährung anfordert. Das Kabelmodem weiß auf der Grundlage von Regeln in dem DOCSIS-Standard für einen bestimmten Informationstransfer, welches Burst-Profil es verwenden soll und stellt dann die Anforderung in Form von Minischlitzen. Der DOCSIS-Standard gibt dem Kabelmodem einen Satz von Burst-Profilen, und das Kabelmodem entscheidet, welches davon für die spezielle Gewährung benötigt wird, die das Kabelmodem anfordert. Das Kabelmodem teilt dem CMTS nicht mit, welche Informationen es zu übertragen wünscht.
  • Mit der zweiten Methode werden Anforderungen in Bytes gestellt. Verschiedene Ebenen von Komplexität der ersten Technik (Methode 1A) gelten hier auch für die zweite Methode. Eine adäquate Robustheit und Kanalverwendung wird über den Scheduler erhalten, wenn die Anforderungen in Bytes gestellt werden. Dies ist eher aufgrund der Effizienz der Kanalverwendung geeignet, das Scheduling ist flexibler. Auch die physikalische Schicht wird effizienter verwendet, weil nun die Kopfstelle alle Informationen besitzt, sie sieht die verschiedenen Kanalanforderungen, und somit kann sie Burst-Profilbeurteilungen treffen. Das Kabelmodem kann dort, wo die Anforderung zu der Kopfstelle gekommen ist, während die Anforderung darauf wartet, gewährt zu werden, sich dynamisch ändernde Bedingungen aufweisen, es gibt einen Störburst, und die Kopfstelle weiß davon, aber das Kabelmodem kann immer noch kommunizieren, wenn es mit einem ausreichend robusten Profil versehen worden ist. Die Kopfstelle kann alternative Burst-Profilparameter verwenden und kann dann dem Kabelmodem die Gewährung für das Informationspaket geben, das dieses immer noch übertragen will.
  • Veranschaulichendes Beispiel eines Zeit- und Frequenzbereichs, der ein einzelnes Kabelmodem verwendet
  • Hierbei wird entweder die erste Methode, Anforderung in Minischlitzen, oder die zweite Methode, Anforderung in Bytes, verwendet. 10 veranschaulicht einen Zeit- und Frequenzbereich, der mit einem Kabelmodem verwendet wird, das die Technik implementiert, die von dieser Erfindung benutzt werden. Die Kopfstelle kann auf eine Weise, die ausgeklügelt genug ist, damit ein gegebenes Kabelmodem keine sich überlappenden Gewährungen auf den beiden Kanälen erhält, kurze Datenpakete für einen Träger gewähren, der einen schmalen Kanal benutzt, und längere Datenpakete für einen anderen Träger gewähren, der einen breiten Kanal benutzt. Die Performanz von kurzen Bursts in einer Impulsrauschumgebung wird verbessert.
  • Die Erfindung ist nicht auf Kabelmedien beschränkt
  • Nun wird für eine Beschreibung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung Bezug auf die 12 und 13 genommen. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es drahtlose Übertragungsverknüpfungen zwischen Haushalten 14 und einem HFC-Netzwerk 1010. Jeder der Haushalte 14 ist mit einem Hochfrequenzmodem (HFM) 2000 ausgestattet. Eine Basisstation 2002 steht in einem drahtlosen HF-Kontakt mit dem HFM 2000. Die drahtlose Architektur ist einem Funktelefonsystem ähnlich. Die Basisstation 2002 ist über eine Faser 2004 mit einem CMTS-Verteiler 2006 verbunden. Der Verteiler 2006 ist Teil des HFC-Netzwerks 1010. Ansonsten sind die Komponenten in den 12 und 13 identisch zu denjenigen und tragen die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen, die in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben worden sind. Wie in 12 veranschaulicht ist, kann der CMTS-Verteiler 2006 in das gleiche Kabelsystem integriert sein, das auch Kabelmodems dient, die über eine Faser mit dem Verteiler 22 verbunden sind. Somit können Upstream- und/oder Downstream-Kanäle in einem Haushalt installiert werden, ohne dass physisch Kabel über die ganze Strecke zu dem Haushalt verlegt werden müssen. Falls gewünscht, könnte aufgrund der großen Bandbreitenanforderung der Downstream-Kanal eine Faser sein, und der Upstream-Kanal könnte drahtlos sein, weil es dort eine kleinere Bandbreitenanforderung gibt.
  • Vorher beschriebene veranschaulichende Ausführungsbeispiele sind nicht beschränkend
  • Es ist selbstverständlich, dass die beispielhafte Datenpaketfragmentierung, die hier beschrieben worden ist, nur im Augenblick erwünschte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt. In der Tat können verschiedene Modifikationen und Hinzufügungen bei solchen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden, ohne dass vom Schutzbereich der Erfindung abgewichen wird. Zum Beispiel brauchen Anforderung zur Übertragung von Daten von Kabelmodems nicht von dem Kabelmodem-Terminierungssystem empfangen werden, und das MAP muss nicht von dem Kabelmodem-Terminierungssystem generiert werden; Anforderungen können auch von einer autonomen Vorrichtung empfangen werden, die unabhängig von dem Kabelmodem-Terminierungssystem arbeitet, und die MAPs können von dieser oder einer anderen autonomen Vorrichtung generiert werden. Somit können diese und andere Modifikationen und Hinzufügungen den Fachleuten auf diesem Gebiet offensichtlich sein und können implementiert werden, um die vorliegende Erfindung zur Verwendung in einer Vielfalt von unterschiedlichen Anwendungen anzupassen. Die beschriebene Fragmentierungsfähigkeit kann in den Kabelmodems auf einer selektiven Basis aktiviert oder deaktiviert werden. Speziell dann, wenn ein Kabelmodem eine Registrierungsnachricht an das CMTS zu dem Zeitpunkt überträgt, an dem das Kabelmodem einen Dienst beginnt, umfasst die Bestätigungsantwort des CMTS ein Signal, das die Fragmentierung entweder aktiviert oder deaktiviert. Wenn die Fragmentierung aktiviert ist, arbeiten das Kabelmodem und das CMTS wie oben beschrieben, um die Daten zu fragmentieren, die upstream übertragen werden sollen. Wenn die Fragmentierung deaktiviert ist, überträgt das Kabelmodem nur Daten an die Kopfstelle, wenn der gewährte Betrag an Bandbreite gleich oder größer als die Bandbreite ist, die für die Übertragung der Daten benötigt wird. Alternativ dazu überträgt das CMTS, wenn die Fragmentierung deaktiviert ist, nur dann eine Gewährung, wenn die angeforderte Bandbreite gleich oder kleiner als die Bandbreite ist, die für die Übertragung zu der Kopfstelle zur Verfügung steht.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nur als bevorzugt und veranschaulichend für das erfinderische Konzept in Betracht gezogen; der Schutzumfang der Erfindung soll nicht auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt sein.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem Modem (12, 2000) und einem Kabelmodem-Terminierungssystem (CMTS), wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch: Speichern in dem Modem (12, 2000) von Parametern für die Übertragung von langen Datenpaketen auf wenigstens einem Breitbandkanal und zur Übertragung von kurzen Datenpaketen auf wenigstens einem Schmalbandkanal; und Empfangen an dem Modem (12, 2000) von Datenpaketen, die zu dem CTMS übertragen werden sollen, wobei die Datenpakete jeweils eines von den langen Datenpaketen oder kurzen Datenpaketen sind; Übertragen von entweder langen Datenpaketen über den wenigstens einen Breitbandkanal oder von kurzen Datenpaketen über den wenigstens einen Schmalbandkanal unter Verwendung der jeweiligen Parameter.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das zusätzlich folgendes umfasst: Empfangen durch das Modem (12, 2000) von Befehlen von dem CMTS, auf welchem Kanal initialisiert werden soll, wobei die Befehle von dem CMTS eine Antwort auf eine Anforderung von dem Modem (12, 2000) sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Parameter wenigstens einen aus Kanalparametern, Burst-Profilparametern und eindeutigen Benutzerparametern umfassen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Parameter verschiedene Bereichserstreckungsdaten umfassen, die für die jeweiligen Kanäle charakteristisch sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Parameter außerdem verschiedene Leistungsanpassungsparameter umfassen, die für die jeweiligen Kanäle charakteristisch sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Parameter außerdem verschiedene Entzerrungseinstellungen umfassen, die für die jeweiligen Kanäle charakteristisch sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem abwechselnd digitale Signale bei einer hohen Symbolrate über den Breitbandkanal und digitale Signale bei einer niedrigen Symbolrate über den Schmalbandkanal übertragen werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, außerdem umfassend das Übertragen der Bereichserstreckungsdaten zu dem Modem (12, 2000) im Ansprechen auf eine Anforderung davon.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die ursprünglichen langen Pakete aufgeteilt werden können, um in fragmentierter Form als mehrere kurze Pakete über den Schmalbandkanal übertragen zu werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die kurzen Pakete in verketteter Form über den Breitbandkanal übertragen werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, außerdem umfassend das Übertragen ausgehend von dem CMTS von MAP-Informationselementen (151153), die Zeitschlitze definieren.
  12. Modem (12, 2000), das so ausgelegt ist, dass es mit einem Kabelmodem-Terminierungssystem (CMTS) arbeiten kann, wobei das Modem Einrichtungen (12, 2000) umfasst, die jeden Schritt des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11 durchführen können.
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