专利名称：实时改变eoc网络传输速率的方法
技术领域：
本发明涉及一种EOC网络传输速率的控制方法。
背景技术：
EOC(Ethernet Over C0AX，以太网通过同轴电缆传输)网络是点对多点架构，如图1所示，一个局端设备通过一个或多个分支器或分配器连接多个用户端设备，局端设备向用 户端设备的通信为下行方向，用户端设备向局端设备的通信为上行方向。EOC网络包括半双工和全双工两种模式，均采用TDM(Time DivisionMultiplexing，时分复用)方式管理多个用户端设备的上行通信。局端设备为多 个用户端设备分配各自的上行时间片，每个用户端设备只能在分配给自己的上行时间片内 进行上行数据传输。在大多数EOC系统中，局端设备向用户端设备发送GATE消息通知分配 给用户端设备的上行时间片；用户端设备向局端设备发送REPORT消息申请下一次的上行 时间片。请参阅图2a，半双工EOC网络中下行通信和上行通信不能同时进行。局端设备交 替分配下行时段和上行时段，每个下行时段及其后的一个上行时段作为一个周期。每个上 行时段包括一个或多个用户端设备的上行时间片。请参阅图2b，全双工EOC网络中下行通信和上行通信可以同时进行，因此下行通 信和上行通信都是连续的。局端设备分别定义各自独立的下行周期和上行周期。每个上行 周期包括一个或多个用户端设备的上行时间片。现有的EOC网络，无论是半双工还是全双工模式，在使用之前需要预先在局端设 备和用户端设备配置相匹配的传输速率。所述匹配是指每个用户端设备具有各自固定的上 行传输速率，局端设备知道每个用户端设备的上行传输速率，每个用户端设备均知道局端 设备与该用户端设备自身的下行传输速率。在通信过程中局端设备和用户端设备均无法改 变传输速率。可是EOC网络有时会由于线路干扰而导致线路情况剧烈变化。当线路情况较 差时，配置了较高传输速率的局端设备和用户端设备就会经常掉线。当线路情况较好时，配 置了较低传输速率的局端设备和用户端设备又会浪费带宽。目前改变EOC网络的传输速率的方法是先在局端设备和客户端设备之间采用三 步握手机制建立连接，然后一端向另一端发送带有新速率的特定控制信息。该方法使用握 手机制会额外耗费用户端设备的带宽，而且特定控制信息有可能意外丢失，这会造成两端 设备的更新不同步，最终导致时分复用冲突的严重问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实时改变EOC网络传输速率的方法，该方 法不需要增加额外的特定控制信息。为解决上述技术问题，本发明实时改变EOC网络传输速率的方法包括如下步骤第1步，局端设备向用户端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的分配消息；第2步，用户端设备收到所述上行时间片的分配消息，在其后的上行通信中改变 上行传输速率；或者，所述方法包括如下步骤第1’步，用户端设备向局端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的申请消 息；第2’步，局端设备收到所述上行时间片的申请消息，在其后的下行通信中改变下行传输速率。所述速率改变信息至少包括下列内容的一个或多个速率改变的数值、步长、速率 改变的方向为增大或减小、线路变化情况为变好或变坏。所述速率改变信息还包括下列内容的一个或多个速率改变的开始时间、时间范 围、开始周期、周期范围。本发明的进一步改进是，所述方法的第1步中，所述速率改变信息包括下列内容 的一个或多个速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2步中，用户端设备在所述速率改变信息所指定的速率改变的开始 时间、时间范围、开始周期或周期范围改变上行传输速率；或者，所述方法的第1’步中，所述速率改变信息包括下列内容的一个或多个速 率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2’步中，局端设备在所述速率改变信息所指定的速率改变的开始时 间、时间范围、开始周期或周期范围改变下行传输速率。本发明的另一种进一步改进是，所述方法的第1步中，所述速率改变信息不包括 下列内容的任何一个速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2步中，用户端设备默认在下一个上行时段或上行周期改变上行传 输速率；或者，所述方法的第1’步中，所述速率改变信息不包括下列内容的任何一个速 率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2’步中，局端设备默认在下一个下行时段或下行周期改变下行传输速率。本发明可以在既不影响用户使用，也不使用额外带宽的前提下，实时改变EOC网 络的传输速率。局端设备与线路情况好的用户端设备之间进行高速率传输，最大化利用网 络带宽；局端设备与线路情况差的用户端设备之间进行低速率传输，保证网络的基本使用。
图1是EOC网络的结构示意图；图2a是半双工EOC网络的下行时段和上行时段的示意图；图2b是全双工EOC网络的下行周期和上行周期的示意图；图3是现有的GATE消息、REPORT消息和本发明的GATE消息、REPORT消息的帧结 构；图4是局端设备向用户端设备发送GATE消息改变用户端设备的上行传输速率的示意图；图5是GATE消息丢失的示意图；图6是用户端设备向局端设备发送REPORT消息改变局端设备的下行传输速率的 示意图；图7是REPORT消息丢失的示意图。
具体实施方式
请参阅图3，现有EOC网络的GATE消息和REPORT消息的帧长为64字节，帧结构 从前到后依次为6字节的DA (Destination Address,目的地址)字段、6字节的SA (Source Address，源地址)字段、2字节的Length/Type (长度/类型)字段、2字节的Opcode (操作 码)字段、44字节的Pad (空时隙)字段、4字节的FCS (Frame Check Sequence，帧检验序 列)字段。其中的Pad字段都是由空时隙组成，没有实际意义。本发明所设计的GATE消息和REPORT消息，仅在原44字节的Pad字段中插入1字 节的Rate (速率)字段，Rate字段可以放置在原Pad字段的任意位置，例如在原Pad字段 的开头、中间或末端。剩余的Pad字段变为43字节，而GATE消息和REPORT消息的帧长不变。GATE消息和REPORT消息中新增加的Rate字段指示速率改变信息，可以包括如下 一项或多项内容速率改变的数值，例如指定速率改变为100Mbps，或者指定在当前速率的基础上增 大或减小50Mbps ；速率改变的步长，例如指定在100ms内速率增加或减小50Mbps或50% ；速率改变的方向为增大或减小；线路变化情况为变好或变坏，当线路情况变好时增大速率，当线路情况变差时减 小速率；速率改变的开始时间，例如在某个具体时刻开始改变速率；速率改变的时间范围，例如在某个具体时间范围内改变速率；速率改变的开始周期，例如在其后的第3个周期开始改变速率；速率改变的周期范围，例如在其后的第2、4_6个周期范围内改变速率。上述Rate字段中涉及速率改变数值相关内容的必须有，涉及速率改变时间相关 的可有可无。当Rate字段包括了速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围中的一 项或多项时，接收方设备就按照这些时间改变速率。当Rate字段不包括速率改变的开始 时间、时间范围、开始周期、周期范围中的任何一项时，接收方设备默认在下一个上行时段 (对半双工EOC网络且接收方是用户端设备而言)、或下一个下行时段(对半双工EOC网络 且接收方是局端设备而言)、或下一个下行周期(对全双工EOC网络且接收方是用户端设备 而言)、或下一个上行周期(对全双工EOC网络且接收方是局端设备而言)开始改变速率。当EOC网络的线路情况改变时，局端设备和用户端设备的任一方将能够通过某些 途径(例如设备的物理层获得线路情况后通知设备的数据链路层)获知这一情况。现假设 局端设备首先得到线路情况，然后需要通知用户端设备改变发送速率。
请参阅图4，现有EOC网络中，局端设备在每个周期都会向用户端设备发送GATE 消息，然后用户端设备根据GATE消息所分配的上行时间片进行上行通信。本发明在GATE 消息中增加了 Rate字段指示速率改变信息。例如在tl时刻，GATE消息指示速率改变为 50Mbps，用户端设备就在下一个上行时段或上行周期改为50Mbps的上行速率。在t2时刻， 新的GATE消息指示速率改变为100Mbps，用户端设备就在下一个上行时段或上行周期改为 50Mbps的上行速率。请参阅图5，如果t2时刻局端设备发送的GATE消息丢失，用户端设备没有收到该 GATE消息。由于该GATE消息还包括分配给用户端设备的下一个上行时间片，而用户端设备 同样没有接收到该上行时间片信息，因此在下一个上行时段或上行周期用户端设备不会进 行上行通信。直到t3时刻，新的GATE消息又指示速率改变为100Mbps，用户端设备才会在 下一个上行时段或上行周期改为IOOMbps的上行传输速率。图5分析了在GATE消息丢失且速率改变时间是下一个上行时段或上行周期的情况下，由于丢失的GATE消息还包括分配给用户端设备的下一个上行时间片信息，因此用户 端设备根本不会在该下一个上行时间片进行上行通信，这不会造成EOC网络的时分复用冲 突。而在GATE消息丢失且速率改变时间在下一个上行时段或上行周期以后的情况下，由于 在指定的时间该用户端设备仍采用旧速率进行上行通信，而局端设备是按照新速率分配的 上行时间片，这可能会造成该用户端设备的带宽或流量统计的错误。比较这两种情况可知， 本发明的优选实施方案是，局端设备向用户端设备发送GATE消息仅改变用户端设备在下 一个上行时段或下一个上行周期的上行传输速率。假设用户端设备首先得到EOC网络的线路情况，然后需要通知局端设备改变发送 速率。请参阅图6，现有EOC网络中，用户端设备会周期性地向局端设备发送REPORT消 息申请上行时间片。本发明在REPORT消息中增加了 Rate字段指示速率改变信息。例如在 tl时刻，REPORT消息指示速率改变为50Mbps，局端设备在下一个下行时段或下行周期改为 50Mbps的下行速率。在t2时刻，新的REPORT消息指示速率改变为100Mbps，局端设备在下 一个下行时段或下行周期改为IOOMbps的下行传输速率。请参阅图7，如果在t2时刻用户端设备发出的REPORT消息丢失，局端设备没有收 到该REPORT消息。那么在下一次下行时段或下行周期局端设备仍然采用50Mbps的下行传 输速率。直到t3时刻，新的REPORT消息指示速率改为100Mbps，局端设备在下一次下行时 段或下行周期才改为100Mbps的下行速率。因此，在REPORT消息丢失的情况下，本发明只会导致局端设备的速率改变滞后， 没有其他不利影响。某些EOC网络中，局端设备会向同一个用户端设备先后发出多个增加了 Rate字段 的GATE消息。这种情况下，用户端设备只需按照各个GATE消息中的Rate字段所指定或默 认的速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围的先后顺序，分别进行相应的上 行速率改变即可。一旦发生对于同一个开始时间、时间范围、开始周期或周期范围(包括部 分重叠的情况)，局端设备却指定了不同速率改变要求的情况，用户端设备就按照最后收到 的GATE消息中的Rate字段进行改变。对于同一个用户端设备向局端设备先后发出多个带有Rate字段的REPORT消息的情况，局端设备只需按照各个REPORT消息中的Rate字段所指定或默认的速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围的先后顺序，分别进行相应的下行速率改变即可。一旦 发生对于同一个开始时间、时间范围、开始周期或周期范围(包括部分重叠的情况)，同一 个用户端设备却指定了不同速率改变要求的情况，局端设备就按照最后收到的REPORT消 息中的Rate字段进行改变。 综上所述，本发明实时改变EOC网络传输速率的方法，可以根据EOC网络的具体线 路情况实时调整局端设备和/或用户端设备的传输速率。在进行速率调整时不影响用户正 常使用。相对于现有的特定控制信息的方式，具有更高的可靠性，并且不占用用户带宽。
权利要求
一种实时改变EOC网络传输速率的方法，其特征是，所述方法包括如下步骤第1步，局端设备向用户端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的分配消息；第2步，用户端设备收到所述上行时间片的分配消息，在其后的上行通信中改变上行传输速率；或者，所述方法包括如下步骤第1’步，用户端设备向局端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的申请消息；第2’步，局端设备收到所述上行时间片的申请消息，在其后的下行通信中改变下行传输速率。
2.根据权利要求1所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，所述速率改变 信息至少包括下列内容的一个或多个速率改变的数值、步长、速率改变的方向为增大或减 小、线路变化情况为变好或变坏。
3.根据权利要求2所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，所述速率改变 信息还包括下列内容的一个或多个速率改变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围。
4.根据权利要求3所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，所述方法的第 1步中，所述速率改变信息包括下列内容的一个或多个速率改变的开始时间、时间范围、 开始周期、周期范围；所述方法的第2步中，用户端设备在所述速率改变信息所指定的速率改变的开始时 间、时间范围、开始周期或周期范围改变上行传输速率；或者，所述方法的第1’步中，所述速率改变信息包括下列内容的一个或多个速率改 变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2’步中，局端设备在所述速率改变信息所指定的速率改变的开始时间、 时间范围、开始周期或周期范围改变下行传输速率。
5.根据权利要求3所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，所述方法的第 1步中，所述速率改变信息不包括下列内容的任何一个速率改变的开始时间、时间范围、 开始周期、周期范围；所述方法的第2步中，用户端设备默认在下一个上行时段或上行周期改变上行传输速率；或者，所述方法的第1’步中，所述速率改变信息不包括下列内容的任何一个速率改 变的开始时间、时间范围、开始周期、周期范围；所述方法的第2’步中，局端设备默认在下一个下行时段或下行周期改变下行传输速率。
6.根据权利要求1所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，所述上行时 间片的分配消息为GATE消息，所述上行时间片的申请消息为REPORT消息，所述速率改变信 息为GATE消息和REPORT消息中新增加的Rate字段，所述Rate字段在现有的GATE消息和 REPORT消息中的Pad字段的任意位置，增加Rate字段前后GATE消息和REPORT消息的帧长 不变。
7.根据权利要求4或5所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，当局端设 备向同一个用户端设备发出多个带有速率改变信息的上行时间片的分配消息时，该用户端 设备在各个消息所指定或默认的开始时间、时间范围、开始周期或周期范围按照各个消息所要求的上行传输速率进行通信；当出现指定了同一个开始时间、时间范围、开始周期或周期范围却要求不同的上行传 输速率时，该用户端设备按照最新收到的消息处理。
8.根据权利要求5所述的实时改变E0C网络传输速率的方法，其特征是，当一个或多个 用户端设备向局端设备发出多个带有速率改变内容的消息时，局端设备在各个消息所指定 或默认的开始时间、时间范围、开始周期或周期范围按照各个消息所要求的下行传输速率 进行通信；当出现指定了同一个开始时间、时间范围、开始周期或周期范围却要求不同的下行传 输速率时，局端设备按照最新收到的消息处理。
全文摘要
本发明公开了一种实时改变EOC网络传输速率的方法，所述方法包括如下步骤第1步，局端设备向用户端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的分配消息；第2步，用户端设备收到所述上行时间片的分配消息，在其后的上行通信中改变上行传输速率；或者，所述方法包括如下步骤第1’步，用户端设备向局端设备发送增加了速率改变信息的上行时间片的申请消息；第2’步，局端设备收到所述上行时间片的申请消息，在其后的下行通信中改变下行传输速率。本发明可以根据EOC网络的具体线路情况实时调整传输速率，且不影响用户正常使用。相对于现有的特定控制信息的方式，具有更高的可靠性，且不占用用户带宽。
文档编号H04L1/00GK101834691SQ20091005694
公开日2010年9月15日 申请日期2009年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者刘梅苍, 宋永明, 李珂 申请人:普然通讯技术(上海)有限公司;普然技术公司