电缆调制解调器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于基于DOCSIS(电缆数据服务接口规范）的网络的电缆调制解 调器。
【背景技术】
[0002] DOCSIS标准允许加入对现有电缆TV(CATV)系统的高速数据传送。很多电缆电视运 营商应用DOCSISW通过它们的现有混合光纤同轴化FC)网络基础架构提供互联网接入。
[0003] 电缆调制解调器(CM)是一类网络设备，其在HFC网络上经由射频信道提供双向数 据通信。电缆调制解调器将与网络中的电缆调制解调器终端系统(CMTS)-起运作，电缆调 制解调器终端系统是用于向电缆调制解调器W及从电缆调制解调器转发数字IP分组W将 高速数据服务提供给电缆订阅者的电缆电视运营商的头端设备。
[0004] 传统上，基于DOCSIS的网络的电缆调制解调器可W仅在特定时间与一个CMTS-起 运作。电缆调制解调器在初始化时将首先捜索由CMTS所广播的可用下行和上行信道。在信 道锁定之后，电缆调制解调器将完成测距(ranging)阶段和IP初始化阶段，然后关于信道绑 定设置和服务流程合约与CMTS达成协议。自此，电缆调制解调器作为层2桥运作，W在电缆 接口与CPE接口之间转发分组。
[000引图1是示出用于DVB直播TV分发的传统网络架构的示例性图。如图1所示，CMTS通过 W太网电缆101与IP骨干网络交换IP分组。由RF混合器混合来自IP骨干网络的CMTS和DVB月良 务平台的下行RF(射频)信号102。可W理解的是，RF混合器是无源组件，用于将来自各个输 入路径的RF信号混合为一个输出路径。混合后的RF信号通过HFC光纤103发送到光纤节点， 光纤节点将通过RF电缆104与电缆调制解调器交换信号。光纤节点还通过HFC光纤103将反 馈信号发送到CMTS。电缆调制解调器可W与一个或多个CPE(客户预置装备（Customer Premise Equipments))交换数据分组。例如，如图1所示，电缆调制解调器可W提供通过W 太网电缆101与PC或通过W太网电缆101或RF电缆104与STB(机顶盒)的双向通信。通过电缆 来自电缆调制解调器的反馈信号在光纤节点处被转换为光纤信号，并且直接通过返回路径 105发送到CMTS头端。因此，实际上将CMTS与电缆调制解调器之间的双向数据通信划分为分 别用于下行和上行的不同路径。
[0006] 当前电缆调制解调器中所使用的很多忍片具有同时调谐多个RF信道的全频带能 力。然而，并未充分使用运种频带能力。
【发明内容】
[0007] 鉴于传统技术中的上述问题，本发明提出利用电缆调制解调器的全频带能力W同 时与多个CMTS-起运作。将电缆调制解调器的全频带捕获能力划分为用于上行和下行两者 的多个RF信道集合，并且每个RF信道集合专用于与一个CMTS的DOCSIS通信。在此意义上，物 理电缆调制解调器显现为多个虚拟电缆调制解调器。
[000引根据本发明一方面，提供一种用于网络的电缆调制解调器。所述电缆调制解调器 包括:射频资源管理器单元，用于将射频资源分配给多个电缆调制解调器终端系统；W及接 口管理器单元，用于根据所述射频资源管理器单元的射频资源分配来分别建立与所述多个 电缆调制解调器终端系统的射频接口。
[0009] 根据本发明一方面，提供一种网络系统。所述网络系统包括:服务平台，用于提供 IP数据和直播TV服务;第一电缆调制解调器终端系统，用于执行与所述服务平台的IP数据 的通信;第二电缆调制解调器终端系统，用于执行与所述服务平台的直播TV信号的通信；W 及电缆调制解调器，用于利用分配的射频资源来执行与所述第一电缆调制解调器终端系统 和所述第二电缆调制解调器终端系统的通信，并且将IP数据和直播TV信号提供给相应的客 户预置装备。
[0010] 应当理解，在本发明的W下详细描述中将发现本发明的更多方面和优点。
【附图说明】
[0011] 包括附图W便连同用于解释实施例的原理的描述一起提供本发明实施例的进一 步的理解。本发明不限于实施例。
[0012] 在附图中；
[001引图1是示出用于DVB直播TV分发的传统网络架构的示例性图；
[0014]图2是示出根据本发明实施例的用于直播TV分发的网络架构的示例性图；W及 [001引图視示出根据本发明实施例的电缆调制解调器的结构的框图。
【具体实施方式】
[0016] 现将结合附图详细描述本发明实施例。在W下描述中，为了简明起见，可W省略公 知功能和配置的一些详细描述。
[0017] 在图1所示的传统DVB-C网络中，直播数字TV信号被封装在TS(传输流)格式中，并 且在电缆上通过QAM调制被广播到所有STB。数字节目流由CA(有条件接收)系统保护，W防 止服务窃取。
[0018] 在S网融合(triple play)的出现W及电信和TV领域的融合的情况下，电信运营 商现在正通过IPTV服务和宽带IP连接进入直播TV市场。
[0019] 由于IP(互联网协议)技术现在事实上是用于几乎所有技术领域的传输标准，因此 电缆运营商也寻求迁移到全IP解决方案，W拥抱=重播放时代。为了减少运营负担，用于 TV、互联网和语音服务的全IP解决方案对于电缆运营商非常有吸引力。然而，电缆网络简单 地采用与电信相同的IPTV技术并非最佳选项。主要原因在于，该解决方案将需要构造重量 化eavy)互联网基础架构W承载大量IPTV业务，运也可能导致浪费电缆带宽。
[0020] 鉴于上述缺点，对于电缆运营商提出一种新的网络架构，W在电缆资源用于直播 TV广播的同时保持互联网网络专用于HSI(高速互联网）服务。运样对于电缆运营商也可W 实现关于TV分发迁移到IP解决方案的目标。
[0021] 图2是示出根据本发明实施例的用于直播TV分发的网络架构的示例性图。
[0022] 图2所示的系统包括服务平台201，用于支持对订阅者的服务。根据具体应用上下 文，服务平台201可W包括用于多个服务的多个服务器。在该实施例中，服务平台201可W经 由IP数据平面(plane)202提供IP数据，并且经由直播TV平面203提供直播TV服务。
[0023] 服务平台201可W经由IP骨干网络与第一CMTS 204交换IP数据。可W在服务平台 201与第一CMTS 204之间使用传统IP通信处理，并且将不提供其它细节。
[0024] 关于直播TV服务，在服务平台201处，将直播TV节目编码为数字格式，并且将单个 节目的分组封装在UDP/IP格式中。然后，将用于直播TV流的IP分组经由IP骨干网络持续地 发送到第二CMTS 205。可W理解的是，单播和多播都可W用于传输。为了简化起见，将描述 多播传输，运是因为直播TV流也必须W多播方式在电缆上传递到电缆调制解调器，其中每 个单个节目流占用一个专用多播群组地址。
[0025] 在CMTS 205处，由与正常CMTS传递下行广播IP分组的方式相同的MAC封装将接收 到的直播TV信号的IP流简单地转发到电缆接口，其中仅有的差异在于，目的地是多播IP地 址，并且发送的RF信道由用于每个多播IP地址的配置固定。CMTS 205保留一些专用Docsis 下行信道，而无需任何其它CMTS MAC功能。可W仅复用接收到的直播TV IP流，并且通过相 同DOCSIS下行MAC(媒体访问控制）格式和PHY(物理层）性质将它们调制到一个或多个 Docsis下行RF信道。在该实施例中，由于Docsis 2.0下行MAC格式和PHY性质不具有用于实 现复杂的Docsis 3.0特征(例如信道绑定）的Docsis MAC管理特征，因此其为优选的。因此， 对于运些设备没有信道绑定要求。
[00%] 来自CMTS 204的IP数据和来自CMTS 205的直播TV的IP分组都发送到电缆调制解 调器206。
[0027] 电缆调制解调器206具有用于调谐W同时使得两个Docsis MAC域最小化的能力。 在此意义上，将物理电缆调制解调器206实现为分别用于IP数据和直播TV服务的两个虚拟 电缆调制解调器2061和2062。电缆调制解调器支持的同时工作的下行信道被划分为2个集 合，其中一个信道集合由电缆调制解调器206使用，W便在IP数据平面202中正常地与CMTS 204-起运作，而另一信道集合用于在直播TV平面203中从CMTS 205接收直播TV的多播IP分 组。在该实施例中，IP数据平面202是双向通信信道，但直播TV平面203仅为单向下行广播信 道。
[0028] 可W理解的是，电缆调制解调器206可W与对应CPE(例如图2中的PC 207和STB 208)交换数据。
[0029] 图3是示出根据本发明实施例的用于实现图2所示的网络架构中的直播TV分发的 电缆调制解调器的结构的框图。
[0030] 如图3所示，电缆调制解调器206包括RF资源管理器单元3001，用于管理电缆调制 解调器206的RF资源分配。稍后将描述详细处理。
[0031] 电缆调制解调器206还包括接口管理器单元3002,用于根据RF资源管理器3001的 RF资源分配来建立与多个CMTS的多个虚拟RF接口。接口管理器3002将管理所有LAN接口、RF 接口 W及虚拟接口。在该实施例中，两个虚拟RF接口被示出为分别用于CMTS 204和205。接 口管理器单元3002可W还管理用于CPE站点的LAN接口（图3中示出S个LAN接口）。
[0032] 电缆调制解调器206还包括分组分类器单元3003,用于将分组分类为朝向不同上 行CMTS的不同服务流。
[0033] 电缆调制解调器206保存转发策略3004,该转发策略定义每个接口之间的分组转 发规则。
[0034] 电缆调制解调器206还包括分组转发器单元3005,该分组转发器单元是用于在多 个CMTS与相应C阳之间移交(SWi tch)分组的引擎。
[0035] 接下来，将详