用于为电缆调制解调器选择下载软件图像的方法和装置的制作方法

专利名称：用于为电缆调制解调器选择下载软件图像的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及电缆调制解调器(cable modem)，具体来说涉及用于在单个配置文件中，为多个不同的电缆调制解调器硬件平台提供调制解调器配置信息的方法和装置。


图1是有线系统10的方框图，该系统包括与未在图1中示出的有线系统数据转发器进行通讯的电缆调制解调器20，电缆电视节目信号从有线系统数据转发器发出，数据转发器还进一步提供了到互联网或其他外部网络的连接。在获得了用户许可时，1到2(1 to 2)的分解器14分解进入的信号。电视节目信号在机项盒16的控制下显示在电视18上。
1到2分解器14的第二个输出提供了到电缆调制解调器20的连接。来自数据转发器的下行信号流被提供给RF(射频)调谐器22，在调制解调器启动阶段期间将该信号调谐到被分配给电缆调制解调器20的频率波段。通常，下行信号流使用QAM(正交调幅)，因此，用QAM解调器24中进行解调。被解调的信号输入到媒体访问控制器26中。基带数据信号被输入到数据和控制逻辑单元28，这个单元控制电缆调制解调器20的全部操作，并进一步提供数据控制功能。计算机30与数据和控制逻辑单元28连接，用于接收下行方向上发送的数据，并在上行方向上发送数据。从计算机30或其他数据通信设备流出的数据，经数据和控制逻辑单元28，媒体访问控制器26，并最终被QPSK(正交相移键控)/QAM调制器调制。QPSK或是QAM的选择在提供给每个电缆调制解调器20的配置信息中进行了阐明。上行数据流于是经过1到2分解器14，以发送到有线系统的数据转发器，并最终发送到外部网络。
在一个实施例中，下行信号流使用64/256QAM信令，能够通过6MHz电缆信道传递多达30到40Mbps的数据。上行数据流使用可获得从320Kbps到10Mbps数据速率的QPSK或16QAM信令。上行和下行数据流速率都可以灵活配置成适合用户数据速率的需要。例如，可以将由商业用户使用的电缆调制解调器20编程为在双向上以相对高的数据速率进行接收和发送。另一方面，可以对居民用户的电缆调制解调器20进行配置成这样在下行方向上具有较宽的带宽接入(因此有较高的数据速率)以从互联网进行下载；而在上行数据流上，将其限制在较低的速率。
在图2中示出的有线系统数据转发器45处，有线系统52对来自用户50经过电缆网络51发送的上行数据流进行解调和处理，在其将数据从许多用户50路由到所示的互联网、万维网、或另外的外部网络时，对数据进行转换。类似地，电缆调制解调器终端系统52从外部网络接收数据，并提供必要的数据转换，以将收到的下行数据流经数据转发发射机54路由到适当的用户50。数据转发发射机54也接收节目信号(经卫星下行连路，陆地微波或陆地线缆)，用于广播到用户50。用户数据通过6MHz信道传送，这是分配给电缆电视信道用于节目信号广播的频谱。在用户的位置，节目信号由机顶盒16接收，同时下行数据流被电缆调制解调器20单独接收。RF调谐器22将节目信号从电缆调制解调器20调谐出来，而机顶盒16将数据信号调谐出来。基于服务区域、用户数量、承诺给每个用户的数据速率和可用的频谱，对在给定电缆调制解调器终端中的上行和下行信道进行设计。
元件管理系统(未示出)是位于电缆数据转发器45处的有线系统10的另一元件，用于配置和管理多个电缆调制解调器终端系统52。元件管理系统的运行包括对系统的进行规定，系统的日常管理，监视，激活报警和对电缆调制解调器终端系统52的各种元件的测试。通常，单个的元件管理系统位于有线系统网络运行中心，并且能够支持在宽的地理区域中的许多电缆调制解调器终端系统52。
当电缆调制解调器20上电时，产生经电缆网络51到电缆调制解调器终端52的连接。这个连接使用网际协议(IP)格式生成，以便将电缆终端系统52所接收的来自互联网和万维网的数据可以经电缆网络51在下行方向上发送到用户50的电缆调制解调器20。
在典型的电缆调制解调器初始(即上电)阶段，电缆调制解调器20与使用动态主机配置协议(DHCP)的动态主机配置协议服务器联系。许多这种DHCP服务器都可在网络上获得，并且电缆调制解调器20简单地向所有DHCP服务器进行广播。任何DHCP服务器都可以回答广播请求。电缆调制解调器20从DHCP服务器获得IP地址，其他与运行参数相关的IP，和它的配置文件的地址。然后通过使用由DHCP服务器提供的配置文件地址，将这个配置文件从普通文件传输协议(TFTP)服务器下载下来。如本领域技术人员熟知的，TFTP是一种用来传输文件的简单协议，在这个协议下，文件传输过程中所发生的任何错误通常导致文件传输过程的中止。TFTP提供有限的错误校正能力。TFTP文件包括多个连续的512字节的块。接收机处理512字节的块，直到收到少于512字节数或为零个字节的块。此时，接收器件识别出TFTP文件传输已结束。从TFTP服务器下载的配置文件包括各种调制解调配置设置，例如访问控制信息，下行和上行信道分配，安全配置信息和TFTP服务器地址。因为DHCP服务器仅提供一个配置文件地址，在有线系统10上的所有电缆调制解调器都从这个文件配置。
假设许多不同商标和型号的电缆调制解调器都可用，单个的公共配置文件是不合适的。用作电缆调制解调器运行的软件的文件名和位置也包含在配置文件中。因此，系统上所有的电缆调制解调器将不得不使用相同的运行软件。配置文件的内容由电缆调制解调器工业标准进行管理，该标准称为DOCSIS(经电缆服务接口标准传送数据)。根据这个标准，在配置文件中只能包含单个运行软件文件名。不利之处在于，将相同的运行软件用于各种不同商标和型号的电缆调制解调器阻碍了某种电缆调制解调器可能提供的独有的操作特性。然而，要支持多种商标和型号的电缆调制解调器，就需要每个调制解调器具有在TFTP服务器上的唯一的配置文件，其唯一的运行软件可以来自于这个配置文件。进一步，则这个DHCP服务器将需要维持一个用于每类调制解调器的配置文件列表。在有线系统10中使用多个配置文件被认为是不实用的。进一步，修改DHCP服务器以适应多个配置文件名与DHCP标准的精神冲突，并且由于需要修改现有有线系统中大量的DHCP服务器，这样做也是很昂贵的。
图1是在用户站点的现有技术的元件方框图；图2是现有技术的有线系统方框图；图3是根据本发明教导的用于电缆调制解调器的最近软件配置信息的下载流程图；和图4示出运行软件名称的不同字段。
如上所述，存在一种对方法和装置的需要，假设在某种电缆调制解调器标准和可用硬件和软件元件的限制下，可允许电缆调制解调器制造商，也就是电缆调制解调器运营商为所有的电缆调制解调器硬件平台使用一个配置文件，而同时又为不同商标和型号的电缆调制解调器提供唯一的运行软件。特别地，DOCSIS标准(电缆传送数据服务接口规范)说明了一种机制，通过这种机制，将配置信息和运行软件版本信息提供给电缆调制解调器，例如图1的电缆调制解调器20。因此，本发明可在那些标准的限制之下运行。
配置电缆调制解调器的过程在图3的流程图中示出，这个过程必须在每次上电周期时执行。当电缆调制解调器20上电时，图3的处理过程开始于步骤70。电缆调制解调器20于是在步骤72与电缆调制解调器终端系统52关联，以接收信道分配(见步骤74)，用于通过有线系统10在上行和下行方向上发送数据。在步骤76，电缆调制解调器20向DHCP服务器发布对IP地址以及包含电缆调制解调器配置参数的配置文件名称的请求。IP地址请求被广播到所有可用的DHCP服务器。电缆调制解调器20简单地从第一个DHCP服务器中选择IP地址和配置文件名称，以响应广播请求。将在交互会话期间使用IP地址，以允许电缆调制解调器20到达并与在互联网或其他外部网络上的站点通信。IP地址被“出租”给电缆调制解调器一段配置期间。当超过“出租”期间时，电缆调制解调器从DHCP服务器请求更新过的IP地址。通常，更新请求被许可。在步骤78，DHCP服务器向电缆调制解调器20发送配置文件的名称和地址(即TFTP服务器地址)。
在现有技术中，每个DHCP服务器包含相同的配置文件名。因此，响应它的请求，有线系统10中的每个电缆调制解调器接收这个相同的配置文件名。在现有技术中，根据DOCSIS标准，配置文件指的是单个运行软件名。因此，每个电缆调制解调器的运行由相同的运行软件所控制。根据本发明教导，配置文件的内容用于为电缆调制解调器指示它的唯一运行软件文件，这是基于电缆调制解调器商标和型号，或所分配的电缆调制解调器分类标志符的。
在步骤80，电缆调制解调器20使用在步骤78处提供的名称，从TFFP服务器上载配置文件。如本领域技术人员所知，TFTP以连续的5 12字节块发送数据。字节块在接收端被处理，直至收到包含了少于512字节的字节块或包含了零个字节的字节块。这两种情况中的任意一种显示TFTP会话已经结束。
如本领域人员所知，除了本发明的主题的电缆调制解调器运行软件文件名以外，配置文件还包括许多配置设置，其包含了整个有线系统通用的标准配置和制造商制定的用于特定电缆调制解调器硬件平台。配置文件的内容是二进制(.bin)类型/长度/值的格式。类型字段是在值字段中列出的定义了配置参数的单个字节标识符。长度字段也是单字节字段，其确定紧随其后的值字段的长度。值字段范围为1到254字节，并包含配置参数所使用的特定值。
根据本发明教导，不论电缆调制解调器的制造商或型号是什么，在步骤80处的配置文件下载允许有线系统运行者配置其电缆调制解调器的所有配置，以用电缆调制解调器所特定希望的运行软件来进行运行。根据本发明，如现有技术教导那样代替运行软件文件名称，配置文件包括电缆调制解调器运行软件列表的名称。而且，嵌入在列表文件名称中的是列表的最近版本号。列表本身包含调制解调器硬件标识符(例如，分类标志符)和用于每个调制解调器硬件标识符的运行软件文件名(包括最近版本号)。
在步骤82，配置文件被验证。如果配置文件是有效的，就在步骤84读取配置文件的运行软件字段。在现有技术中，这个字段包括相关的电缆调制解调器的文件名。其不利之处在于，这种单个文件名和与其相关的单个运行软件不能适应有线系统上使用的各种各样的电缆调制解调器，包括来自不同制造商的以及来自一个制造商的不同型号的电缆调制解调器。例如，当电缆调制解调器制造商发布了带有与先前型号不同的中央处理单元的新的电缆调制解调器型号时，就必须将软件升级以使用新处理器的附加特性。如果有线系统上所有的调制解调器被限制于使用最低的公共特性运行软件运行，就不能获得并入硬件元件中的某些特性和功能。因此，识别用于每个电缆调制解调器的唯一和最佳运行软件显然是有利的。
在步骤86，将在步骤84处读取的运行软件列表文件名与在先前的上电过程期间所下载的、现在储存于电缆调制解调器20中的软件列表文件名相比较。如果版本号不匹配，则过程移至步骤88，在这里从TFTP文件服务器下载运行软件列表文件的最近的版本。在步骤78处，从DHCP服务器将调用那个TFTP文件服务器地址提供给电缆调制解调器20。
注意，因为运行软件列表文件名包括版本信息，不论何时改变了列表中参考的运行软件文件，也必须改变文件名。例如由于，主要软件版本加入了新的特性，次要的版本修补软件漏洞，或其中只有几行代码经过了修改的补丁版本，可能进行这种运行软件改变。应当进一步注意，在步骤88处下载新版本之前，电缆调制解调器20首先存储运行软件列表文件的较早版本。在下载过程出损坏了文件或由于任何原因使文件不可读时，电缆调制解调器20可以继续使用旧的文件版本，直至新版本被成功地下载。
如果存储在电缆调制解调器20的现有版本文件实际上是文件的最近版本，或一旦在步骤88下载了最近的版本，过程继续进行到步骤90，在此处使用调制解调器分类或其他硬件标识作符为进入列表的索引来查阅版本列表文件。
示例性的运行软件列表文件如下表所示调制解调器分类运行软件文件名32mot020000t51p5g2.bin33mot020000t51p5g2.bin34mot030000t51p5g2.bin35mot030100t51p5g2.bin36mot030001t51p5g2.bin左边的列通过调制解调器分类号来标识有线系统10上的每个调制解调器。右边的列通过文件名来标识用于每个调制解调器分类的运行软件。图4是示例性的运行软件文件名，其中识别出文件名的不同成份的意义。列110表示了电缆调制解调器制造厂商。列112，114和116，分别表示了主要版本号，次要版本号和补丁版本号。由参考字符118所表示的两列被调制解调器厂商使用来在内部跟踪新软件版本发布的各阶段。参考字符120显示用于调制解调器的软件代数。最后，文件扩展名122显示文件的内容是二进制格式的。
本发明的实现需要每个电缆调制解调器包括硬件标识符(在一个实施例中，在制造过程中将其存储在非易失存储器中)，以便运行软件列表能够被用于标识最近的运行软件版本。假设调制解调器分类由分类号34所标识，那么用于可用的电缆调制解调器运行软件的文件名是mot030000t51p5g2.bin。注意，运行软件文件的每个修订反映为文件名的改变。因此，在步骤92，电缆调制解调器20将来自列表的运行软件文件名与存储在电缆调制解调器存储器中的运行软件相比较，最后用于电缆调制解调器20。这两个文件名相匹配说明电缆调制解调器20已经使用了最近的运行软件。因此，可以得出这样的结论新的版本列表文件名称肯定已由于另一个运行软件文件名的改变，而不是用于这个调制解调器的运行软件文件名的改变而改变。在步骤94，电缆调制解调器20存储运行软件列表文件名，以便在下一次上电时能够将这个存储的值与配置文件的运行软件字段中的值相(如步骤84和86所阐述的)比较以确定列表中是否发生了任何变化。
如果在确定步骤92指出电缆调制解调器20没有使用电缆调制解调器运行软件的最近版本，那么过程进行到步骤96，在这里电缆调制解调器使用TFTP协议从TFTP服务器下载最近的运行软件版本，TFTP服务器地址是在步骤76从DHCP服务器中获得的。在本发明的一个实施例中，即使文件名反映出仅仅是最近版本的次要版本或补丁改变，也总会下载最近的运行软件版本。在下载步骤96执行之前，电缆调制解调器20首先复制并将旧的软件版本存入另外一个存储器位置，以便当新的下载覆盖存储器中的旧版本时，在新的运行软件在下载过程中被损坏或由于某些原因而不能读的情况下，旧的版本仍可以可用。在步骤96下载后，在步骤94将列表文件名存储起来。调制解调器于是开始其操作状态，如步骤98所示。
根据本发明，不论何时修订了用于特定电缆调制解调器的运行软件，都必须改变运行软件名以反映修订。然后，根据调制解调器标识符，用修订过的运行软件文件名来更新运行软件列表文件。最后，列表文件名也必须被修订以反映运行软件的修订。
在本发明的另一个实施例中，DHCP服务器询问电缆调制解调器20以确定电缆调制解调器商标和型号，即调制解调器分类。基于这个信息，DHCP服务器识别如下面的列表中所示的可用的电缆调制解调器运行软件文件名。DHCP服务器于是将这个文件发送给电缆调制解调器20，用于与存储在电缆调制解调器中的现有运行软件版本比较。如果两个软件版本相同，则电缆调制解调器可以转移到其运行状态。如果两个版本不同，则调制解调器20必须如图3中步骤96所示下载新的运行软件版本。
在本发明的又一个实施例中，(见上面列表)可以只简单地显示出表示用于相关的电缆调制解调器分类的运行软件的最近版本的版本号，而不是显示在运行软件列表文件中提出的文件名。在这个实施例中，当取回和读取运行软件列表时，电缆调制解调器为现在所使用运行软件确定版本号，并将这个值与列表中列出的版本号比较。如果版本号不匹配，则电缆调制解调器没有使用最近的运行软件版本，因而应当在继续操作前下载那个最近版本，以确保所有包含在电缆调制解调器内的功能可在运行期间使用。在本发明的再一个实施例中，可以删除如图3的步骤86和92所示的版本检查进程，并且在其位置上，文件可以在每次图3进程执行时被下载。因此，在这个实施例中，与图3中仅仅在版本号改变自最近下载时下载这些文件的过程相比，运行软件列表和运行软件文件在每次上电过程期间被下载。
尽管已参考了优选实施例对本发明进行了阐述，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行不同的改变和发明中的要素进行等价替换而不背离本发明的范围。此外，在不背离基本范围的情况下，可以进行修改本发明的教导以适应特定的应用。因此，本发明不应只限于作为用于试图实现本发明的最佳模式所公开的特定的实施例，而应当包括所有落入所附权利要求范围的实施例。
权利要求
1.在包括多个网络设备的网络中，基于设备的特征给每个网络设备分配了类别，一种用于向网络设备提供软件文件的方法，所述方法包括(a)将列表下载到网络设备，其中所述列表包括一列软件文件名，其中每个软件文件名与一网络设备类别相关；(b)确定网络设备类别；(c)将网络设备类别作为进入列表的索引，确定可用于网络设备的软件文件；和(d)下载在步骤(c)中识别的软件文件。
2.根据权利要求1的方法，其中所述网络设备是可在电缆上传送数据的网络中运行的电缆调制解调器。
3.根据权利要求1的方法，其中所述网络设备类别由网络设备制造商和网络设备型号中至少一个所确定。
4.根据权利要求3的方法，其中所述网络设备类别存储在网络设备中。
5.根据权利要求1的方法，其中，所述下载软件文件为网络设备提供一些可运行信息。
6.根据权利要求1的方法，其中所述下载软件文件包括网络设备运行软件。
7.根据权利要求1的方法，其中所述步骤(c)进一步包括(c1)将网络设备作为进入所述列表的索引使用，确定可用于网络设备的软件文件；和(c2)将步骤(c1)中所确定的软件文件版本与网络设备所使用的软件文件中的版本相比较，其中如果步骤(c2)的结果显示比较的版本之间有不同，则执行步骤(d)。
8.根据权利要求7的方法，其中所述软件文件的版本号包含在软件文件名中。
9.根据权利要求1的方法，其中所述列表包含在用于网络设备的配置文件中。
10.根据权利要求9的方法，其中所述列表文件名包含在配置文件的运行软件字段中，其中使用列表文件名来下载所述列表。
11.在包括多个网络设备的网络中，基于设备的特征给每个网络设备分配了类别，一种用于向每个网络设备提供可运行的软件的方法，所述方法包括(a)将配置文件下载到网络设备，其中所述配置文件包括软件列表的文件名；(b)确定软件列表的版本；(c)将软件列表的版本与存储在网络设备中的版本进行比较；(d)如果步骤(c)的结果显示所比较的版本之间不同，就下载在步骤(b)确定的软件列表，其中所述软件列表包括一列可运行的软件文件名，其中每个文件名与网络设备类别相关。(e)确定网络设备类别；(f)将网络设备类别作为进入软件列表的索引，确定可用于网络设备的运行软件；(g)将在步骤(f)中所确定的可运行软件的版本与网络设备所使用的运行软件版本比较；和(h)如果步骤(g)的结果显示所比较的版本有同，就下载在步骤(f)所确定的运行软件。
12.根据权利要求11的方法，其中所述网络设备是可在电缆上传送数据的网络中运行的电缆调制解调器。
13.根据权利要求11的方法，其中所述网络设备类别由网络设备制造商和网络设备型号中至少一个所确定，其中所述网络设备类别存储在网络设备中。
14.根据权利要求11的方法，其中运行软件的版本号包括在运行软件文件名中，其中所述的运行软件文件名在步骤(f)确定，并且步骤(g)进一步包括将在步骤(f)处所确定运行软件文件名与网络设备所使用的运行软件文件名相比较。
15.根据权利要求11的方法，其中，所述软件列表的版本号包括在软件列表文件名中，其中所述的运行软件文件名是在步骤(b)中被确定，并且其中步骤(c)进一步包括将在步骤(b)处所确定的软件列表文件名与网络设备所使用的软件列表文件名相比较。
16.根据权利要求11的方法，其中进一步包括在步骤(a)下载配置文件之前，确定配置文件的有效性。
17.在包括多个网络设备的网络中，其中基于一个或多个设备的特征给每个网络设备分配了类别，一种用于向每个网络设备提供可运行的软件的方法，所述方法包括(a)将配置下载到网络设备，其中所述配置文件包括软件列表；(b)确定软件列表的版本；(c)将软件列表的版本与存储在网络设备中的版本进行比较；(d)如果步骤(c)的结果显示所比较的版本之间不同，就下载在步骤(b)中确定的软件列表，其中所述软件列表包括可运行的软件文件名，其中每个可运行软件文件名与网络设备类别相关。(e)确定网络设备类别；(f)将网络设备类别作为进入软件列表的索引，确定可用于网络设备的可运行软件；(g)将在步骤(f)中所确定的可运行软件文件的版本与网络设备所使用的可运行软件版本比较；和(h)如果步骤(g)的结果显示所比较的版本有同，就下载在步骤(f)所确定的可运行软件文件。
18.一种产品，包括具有嵌入在其中的可机读程序代码的计算机可用介质，该介质用于向网络设备提供初始化文件，其包括(a)对计算机可读程序代码进行配置，使计算机向网络设备下载列表，其中所述列表包括一列文件名，其中每个文件名与网络设备类别相关。(b)对计算机可读程序代码进行配置，确定网络设备类别；(c)对计算机可读程序代码配置，将网络设备类别用作进入列表的索引，使计算机确定可用于网络设备的文件名；(d)对计算机可读程序代码进行配置，使计算机将在步骤(c)中确定的文件版本与网络设备所使用的文件版本相比较；和(e)对计算机可读程序代码进行配置，如果步骤(d)的结果显示所比较的版本不同时，使计算机下载在步骤(c)确定的文件。
19.根据权利要求18的产品，其中所述计算机可读代码嵌入在网络设备中。
全文摘要
通过电缆调制解调器传送数据需要在每次上电时初始化。初始化过程包括下载(步骤88)包括运行软件列表文件的文件名的配置文件。电缆调制解调器将运行软件列表文件名与存储在电缆调制解调器中的有版本相比较(步骤86)。如果两个版本不匹配，电缆调制解调器下载磨擦的运行软件列表文件。运行软件列表文件(步骤90)根据类别(基于制造商和/或型号)列出电缆调制解调器，并识别用于每个调制解调器类别的运行软件的最近版本。电缆调制解调器确定用于它的类别的最近的运行软件版本，并且如果这个版本与现在使用的版本不同，电缆调制解调器下载(步骤96)最近的运行软件版本。
文档编号G06F9/445GK1474978SQ01818949
公开日2004年2月11日 申请日期2001年10月30日 优先权日2000年11月17日
发明者约翰·迪纳塔莱, 布赖恩J·斯库利, 托马斯M·费雷拉, 斯蒂芬·福利, 福利, J 斯库利, M 费雷拉, 约翰 迪纳塔莱 申请人:摩托罗拉公司