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CN1663267A

Full-service broadband cable modem system

Abstract

A method and system are disclosed to allow full service between a full-service cable modem terminal system (fsCMTS) and multiple full-service cable modems (fsCM) related to conventional two-way hybrid fiber coaxial (HFC) cable television networks Communication. Full-service communications include data, voice and video. Video includes broadcast quality MPEG-2 transport stream and Internet protocol media stream. Multi-channel full-service media access control (fsMAC) coordinates access to the shared upstream and downstream channels. Provide at least two downstream channels and at least two upstream channels. Several MAC management messages are defined to allow the definition of multi-channel full-service MAC domains, and to allow true seamless channel changes from packet to packet. By using these novel technologies described in the present invention, multiple upstream channels can be used in various ways, so as to optimize the use of the spectrum to adapt to various service quality requirements of different types of services.

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57 claims: 7 independent, 50 dependent

  1. 1
    一种全服务电缆调制解调器网络系统,包括:处于头端的全服务电缆调制解调器终端系统,处于远程客户建筑物处的多个全服务电缆调制解调器;其中,全服务媒体访问控制域进一步包括至少第一和第二顺流信道、以及至少第一和第二逆流信道;其中,所述第一顺流信道运送媒体访问控制管理消息和有效负载数据包流;其中,所述第一逆流信道运送媒体访问控制管理消息;其中,所述第二和其他顺流信道运送有效负载数据包流;其中,所述第二和其他逆流信道运送有效负载数据包流和控制管理消息中的任何一项或两者。
  2. 2
    如权利要求1的网络系统,其特征在于,所述顺流信道既运送MPEG-2运输流,也运送电缆上数据“网际协议”数据包流。
  3. 3
    如权利要求1的网络系统,其特征在于,所述网络系统是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  4. 4
    一种用于允许全服务电缆调制解调器终端系统经由多信道共享媒体多路访问网络而与多个全服务电缆调制解调器进行通信的方法,包括以下步骤:(a)经由与所述电缆调制解调器交换第一校准MAC消息,并经由第一顺流控制和有效负载顺流信道以及第一逆流控制信道,来对所述第一逆流控制信道执行第一校准,(b)经由与所述电缆调制解调器交换第二校准MAC消息,并经由所述第一顺流控制和有效负载顺流信道以及至少一个逆流信道,来对所述至少一个逆流信道中的每个逆流信道执行第二校准,(c)经由交换所述MAC消息,并经由所述第一顺流控制和有效负载顺流信道以及所述第一逆流信道,来从所述电缆调制解调器中执行登记,(d)在所述第一逆流控制信道中传送带宽请求MAC消息,经由所述第一顺流信道而接收带宽分配MAC消息中的传输给予,然后在传输时间将具有规定的脉冲串特征表的脉冲串中的许可的数据长度传送到逆流信道上;其中,在所述传输给予中规定所述许可的数据长度、所述脉冲串特征表、所述逆流信道和所述传输时间。
  5. 5
    如权利要求4的方法,其特征在于,所述第一和所述第二校准包括以下参数中的一个或多个参数的调节:同步时间、逆流测距和延迟、逆流发送器功率电平和预均衡系数。
  6. 6
    如权利要求4的方法,其特征在于,所述第一顺流信道和至少一个其他的顺流信道运送MPEG-2运输流和电缆上数据“网际协议”数据包流。
  7. 7
    如权利要求4的方法,其特征在于,所述第一MAC管理消息包含具有信道特征表参数的信道标识符清单。
  8. 8
    如权利要求4的方法,其特征在于,所述第一和第二校准MAC消息每个进一步包括从所述电缆调制解调器接收的校准请求MAC消息,以及作为响应的、被传送到所述电缆调制解调器的校准响应MAC消息。
  9. 9
    如权利要求4的方法,其特征在于:所述多信道共享媒体多路访问网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  10. 10
    一种用于允许全服务电缆调制解调器经由多信道共享媒体多路访问网络而与全服务电缆调制解调器终端系统进行通信的方法,包括以下步骤:(a)通过与所述电缆调制解调器终端系统交换第一校准MAC消息,并经由第一顺流控制和有效负载顺流信道以及第一逆流控制信道,来对所述第一逆流控制信道执行第一校准,(b)通过与所述电缆调制解调器终端系统交换第二校准MAC消息,并经由所述第一顺流控制和有效负载顺流信道以及至少一个逆流信道,来对所述至少一个逆流信道中的每个逆流信道执行第二校准,(c)经由交换登记MAC消息,并经由所述第一顺流控制和有效负载顺流信道以及所述第一逆流信道,来执行所述电缆调制解调器的登记,(d)所述电缆调制解调器在所述第一逆流控制信道中传送带宽请求MAC消息,经由所述第一顺流信道而接收带宽分配MAC消息中的传输给予,然后在传输时间将具有规定的脉冲串特征表的脉冲串中的许可的数据长度传送到逆流信道上;其中,在所述传输给予中规定所述许可的数据长度、所述脉冲串特征表、所述逆流信道和所述传输时间。
  11. 11
    如权利要求10的方法,其特征在于,所述第一和所述第二校准包括以下参数中的一个或多个参数的调节:同步时间、逆流测距和延迟、逆流发送器功率电平和预均衡系数。
  12. 12
    如权利要求10的方法,其特征在于,所述第一顺流信道和至少一个其他的顺流信道运送MPEG-2运输流和电缆上数据“网际协议”数据包流。
  13. 13
    如权利要求10的方法,其特征在于,所述第一MAC管理消息包含具有信道特征表参数的信道标识符清单。
  14. 14
    如权利要求10的方法,其特征在于,所述校准MAC消息进一步包括由所述电缆调制解调器终端系统传送的校准请求MAC消息,以及作为响应的、由所述电缆调制解调器传送的校准响应MAC消息。
  15. 15
    如权利要求10的方法,其特征在于:所述多信道共享媒体多路访问网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  16. 16
    一种用于允许全服务电缆调制解调器终端系统经由共享媒体网络而与多个全服务电缆调制解调器进行通信的电路,包括:(a)至少两个顺流信道发送器,(b)至少两个逆流信道脉冲串接收器,以及(c)所述发送器和接收器被耦合到全服务媒体访问控制(MAC)部件,其中,所述MAC部件协调所述逆流信道中的该逆流传输。
  17. 17
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第一接收器用于接收MAC管理消息。
  18. 18
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第二接收器用于接收有效负载数据包。
  19. 19
    如权利要求16的MAC部件,其特征在于:它被进一步耦合到“网际协议”网络接口。
  20. 20
    如权利要求16的电路,其特征在于:进一步包括与该MAC部件连接的时间标记发生器。
  21. 21
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  22. 22
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述MAC部件生成MAC消息,这些MAC消息被封装在电缆上数据MPEG-2运输流中,并被传送到所述第一顺流发送器。
  23. 23
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述MAC部件从所述时间标记发生器中生成时间标记同步MAC消息,这些时间标记同步MAC消息被封装为电缆上数据MPEG-2运输流,并被耦合到所述第一和第二所述顺流发送器。
  24. 24
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述MAC部件从所述IP网络接口部件那里转送IP数据包,这些IP数据包被封装为电缆上数据MPEG-2运输流,并被耦合到所述第一和第二所述顺流发送器。
  25. 25
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第一和第二发送器多路复用来自至少一个视频服务器的MPEG-2运输流数据包。
  26. 26
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述的这两个发送器能够将至少所述电缆上数据IP数据包流、MPEG-2运输流、所述MAC消息多路复用到MPEG-2运输流中。
  27. 27
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第一发送器在所述顺流控制和有效负载信道中传送多信道描述符MAC消息,用于建立全服务MAC域,识别具有唯一信道标识符和信道特征表参数的信道,并识别具有唯一脉冲串标识符和脉冲串特征表的脉冲串。
  28. 28
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第一发送器将所述多信道带宽分配MAC消息传送到用于为所述电缆调制解调器分配传输给予的该顺流控制和有效负载信道;每个所述给予属于以下类型之一:单点传送给予、广播带宽请求给予、或广播校准给予、或未决给予。
  29. 29
    如权利要求16的电路,其特征在于,所述第二发送器将广播质量MPEG-2运输流和电缆上数据IP流传送到该顺流有效负载信道。
  30. 30
    如权利要求16的电路,其特征在于,至少第一脉冲串接收器接收MACI消息,然后将它们转送到所述MAC部件。
  31. 31
    如权利要求16的电路,其特征在于,至少第二脉冲串接收器接收有效负载数据包流,然后将它们转送到所述MAC部件。
  32. 32
    一种用于允许全服务电缆调制解调器经由共享媒体网络而与全服务电缆调制解调器终端系统进行通信的电路,包括:(a)两个接收器,用于从两个顺流信道接收MPEG-2运输数据包流和IP数据包流,(b)至少一个逆流脉冲串发送器,用于将媒体访问控制管理数据包和有效负载数据包流传入至少一个逆流信道,(c)全服务媒体访问控制部件,(d)客户建筑物接口,以及(e)MPEG-2运输流多路分解部件。
  33. 33
    如权利要求32的电路,其特征在于,所述网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  34. 34
    如权利要求32的电路,其特征在于:进一步包括。
  35. 35
    如权利要求32的电路,其特征在于,所述的这两个接收器能够接收MPEG-2运输数据包流和“网际协议”数据包流。
  36. 36
    如权利要求32的电路,其特征在于,进一步包括MPEG-2运输流多路分解电路,以便通过唯一的数据包标识符来将电缆上数据数据包流与常规的MPEG-2运输流分离开来。
  37. 37
    如权利要求32的电路,其特征在于,进一步包括用于协调多路访问逆流传输的全服务媒体访问控制部件。
  38. 38
    如权利要求32的电路,其特征在于,进一步包括客户建筑物设备接口,该客户建筑物设备接口与能够对数据、语音和视频执行任何混合的设备进行通信。
  39. 39
    如权利要求32的电路,其特征在于,进一步包括关于常规的MPEG-2解码器或数字置顶盒的MPEG-2运输流接口,用于递送广播质量电影和其他视听内容。
  40. 40
    如权利要求32的电路,其特征在于,所述第一接收器从该顺流控制和有效负载信道接收同步媒体访问控制消息,用于当地时间与所述全服务电缆调制解调器终端系统的当地时间的时间同步。
  41. 41
    如权利要求32的电路,其特征在于,所述第一接收器从该顺流控制和有效负载信道接收多信道信道描述符媒体访问控制消息,用于建立全服务访问控制域,识别具有唯一标识符和信道特征表参数的信道,并识别和规定脉冲串特征表。
  42. 42
    如权利要求32的电路,其特征在于,所述第一接收器从用于为所述电缆调制解调器分配带宽给予的该顺流控制和有效负载信道接收多信道带宽分配媒体访问控制消息;所述给予可以是单点传送给予、广播带宽请求给予、或广播校准给予、或未决给予。
  43. 43
    如权利要求32的电路,其特征在于,一接收到所述传输给予,所述发送器就传送由所述脉冲串信道标识符识别的、具有规定的脉冲串特征表的脉冲串;按所述信道特征表所规定的所述信道中心频率;如果所述给予是单点传送给予,则在规定的传输时间;或者,在导出的开始传输时间,该开始传输时间从这个规定的传输起动时间、脉冲串特征表、补偿开始和停止时间、以及常规补偿算法中加以计算。
  44. 44
    如权利要求32的电路,其特征在于,通过使用MPEG-2运输流或“网际协议”媒体流动数据包,并经由所述顺流信道中的任何一个顺流信道或两者,所述全服务电缆调制解调器能够递送广播质量MPEG-2数字电影中的任何一部数字电影或两者。
  45. 45
    如权利要求32的电路,其特征在于,每个信道具有其自己的唯一的频率、带宽、调制方案和脉冲串特征表。
  46. 46
    一种方法,用于允许电缆调制解调器终端系统执行对关于多信道共享媒体通信网络的电缆调制解调器的真无缝信道改变,包括以下步骤:(a)将媒体访问控制信道描述符消息经由所述多信道共享媒体通信网络而传送到顺流控制和有效负载信道,再到所述电缆调制解调器,(b)在至少发生一次(a)之后,将多信道带宽分配媒体访问控制消息中的单点传送传输给予经由所述网络而传送到所述顺流控制和有效负载信道,再到所述电缆调制解调器,(b)在传输起动时间,所述单点传送传输给予指示所述电缆调制解调器在具有规定的脉冲串特征表的脉冲串中、在由逆流信道标识符识别的逆流信道中传送数据长度;其中,在所述单点传送传输给予中规定所述数据长度、所述脉冲串特征表、所述逆流信道标识符和所述传输起动时间;其中,所述逆流信道标识符识别如在所述媒体访问控制信道描述符消息内所规定的所述逆流信道。
  47. 47
    如权利要求46的方法,其特征在于,所述共享媒体网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  48. 48
    如权利要求46的方法,对步骤(a),其特征在于,所述信道描述符消息进一步包括一个或多个参数,包括:全服务媒体访问控制域标识符的、信道标识符与信道参数的清单、以及逆流脉冲串特征表标识符与脉冲串参数的清单。
  49. 49
    如权利要求46的方法,对步骤(b),其特征在于,所述单点传送传输给予包括一个或多个参数,包括:逆流信道标识符、脉冲串特征表标识符和传输起动时间。
  50. 50
    如权利要求46的方法,对步骤(b),其特征在于,所述脉冲串特征表进一步包括一个或多个参数,包括:脉冲串间保护时间、前同步信号样式、交错因素、转送纠错码和代码字长度。
  51. 51
    如权利要求46的方法,对步骤(c),其特征在于,所述信道特征表进一步包括一个或多个参数,包括:符号率、中心载波频率、调制格式和前置均衡器系数。
  52. 52
    一种方法,用于允许全服务电缆调制解调器执行关于多信道共享媒体通信网络的真无缝信道改变,包括以下步骤:(a)经由所述多信道共享媒体通信网络,从顺流控制和有效负载信道中的电缆调制解调器终端系统接收媒体访问控制信道描述符,(b)在至少发生一次(a)之后,经由所述顺流控制和有效负载信道中的所述网络,来接收多信道带宽分配媒体访问控制消息内的单点传送传输给予,(c)在传输起动时间,在具有规定的脉冲串特征表的脉冲串中、在由逆流信道标识符识别的逆流信道中传送所述单点传送传输给予许可的数据长度;其中,在所述单点传送传输给予中规定所述数据长度、所述脉冲串特征表、所述逆流信道标识符和所述传输起动时间;其中,所述逆流信道标识符识别如在所述媒体访问控制信道描述符消息内所规定的所述逆流信道。
  53. 53
    如权利要求52的方法,其特征在于,所述共享媒体网络是双向混合光纤同轴线电缆电视网络。
  54. 54
    如权利要求52的方法,对步骤(a),其特征在于,所述信道描述符消息进一步包括一个或多个参数,包括:全服务媒体访问控制域标识符、信道标识符与信道参数的清单、以及具有脉冲串参数的逆流脉冲串特征表标识符的清单。
  55. 55
    如权利要求52的方法,对步骤(b),其特征在于,所述单点传送传输给予包括一个或多个参数,包括:逆流信道标识符、脉冲串特征表标识符和传输起动时间。
  56. 56
    如权利要求52的方法,对步骤(b),其特征在于,所述脉冲串特征表进一步包括一个或多个参数,包括:脉冲串间保护时间、前同步信号样式、交错因素、转送纠错码和代码字长度。
  57. 57
    如权利要求52的方法,对步骤(c),其特征在于,所述信道特征表进一步包括一个或多个参数,包括:符号率、中心载波频率、调制格式和前置均衡器系数。
Independent claims57