專利名稱：基于面板操作的寬帶接入帶寬調節方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及寬帶接入系統，尤其涉及用戶可根據自己的需求自行 調節帶寬的寬帶接入系統及相應的帶寬調節方法。發明背景隨著新技術的不斷推動，互聯網業務從窄帶到寬帶，從文字到視 頻，無論是形式還是內容都有了很大的發展。眾多業務基于互聯網日 趨融合，使得互聯網應用呈現多樣化和差異化的趨勢。對用戶而言，通過互聯網既可以瀏覽網頁，收發電子郵件；也期望享受高清晰的視 頻文件，與遠端用戶進行實時網絡游戲等等。這些應用的網絡帶寬要 求差別巨大，從十幾Kbit/s到幾Mbit/s不等。在某些應用的帶寬要求 不斷提高而網絡帶寬資源總體有限的前提下，由用戶自行調節帶寬是 保證業務服務質量、提高網絡帶寬利用率、提升網絡價值的重要手段。 從網絡運營商的角度看，對不同應用提供差異化的帶寬保障，既滿足 了用戶需求，也節約了寶貴的網絡資源，同時據此收取相應的資費， 可以確保用戶對網絡資源的公平使用。在現有技術中，對網絡進行帶寬控制，總體上有兩大類方式。一 種是靜態的帶寬分配方式。用戶接入后即根據其申請時約定的帶寬要 求，為其分配一定的網絡帶寬。用戶使用過程中，無論進行何種業務 都為其提供不定不變的帶寬。這種方式系統實現簡單，但是隨著寬帶 應用的不斷出現，業務的網絡帶寬需求差別將十分明顯。用戶申請使 用固定的網絡帶寬，太高則可能造成網絡資源的浪費，太低則影響某 些高帶寬業務的使用，缺乏靈活性。另一種方式是半動態的帶寬調節方式，即基于Web網站的帶寬選 擇法。用戶接入后，首先為其分配約定的帶寬。如果用戶在使用業務
過程中想調節帶寬，可登錄到運營商的帶寬管理網站，通過Web方式 選取其新的帶寬，系統接受到用戶的帶寬調節請求后，為其分配新的 網絡帶寬。這種半動態調節網絡帶寬的方式相對于笫一種固定帶寬的 方式有了進步，可以根據用戶的需要調整網絡帶寬。但是這種調整方 式對用戶的技術水平有較高的要求，調整的過程和效果不很直觀。因此，本發明的任務是提供一種新的控制方法，它允許用戶基于 業務使用需求自行調整網絡帶寬。由于調控的操作鍵位于用戶網關上， 因此操作更簡單直接，而且能夠比較快速地從服務端得到帶寬調整的 信息反饋。發明內容目前，為提供可運營、可管理、可增值的IP電信業務，電信運營 商期望在寬帶接入網系統中引入一種機制，即接入帶寬可以根據用戶 需要及業務需要進行(動態)調整，運營商網絡服務端(后面簡稱服 務端)可根據用戶對于帶寬的調整指令靈活地提供接入服務，例如， 用戶在起用視頻點播、視訊會議等高帶寬業務時自行調高帶寬，而在 進行網絡瀏覽時，可以將接入網絡的帶寬自行調低。本方案的核心思想是在用戶端設備(具體指用戶網關)內設計了接入帶寬的控制面板，該控制面板包括操作鍵；另外，設計了用戶網關和服務端間的接入帶寬控制協議，該協議在用戶網關和服務端設備 內分別駐留有用戶端控制模塊和服務端控制模塊。基于以上設計，用 戶可以自行調整接入控制面板上的操作鍵，用戶網關將操作鍵的狀態 變化變換成帶寬調節指令，并通過帶寬控制協議將帶寬調節指令傳遞 到服務端控制模塊，然后即時下發到運營商網絡設備處。根據本發明的一個方面，提供了一種基于面板操作的帶寬可調節 的寬帶接入系統，包括用戶網關和服務端網絡設備。其中用戶網關包括上行帶寬控制器，用于調整用戶上行鏈路的帶寬；服務端網絡設備， 包括下行帶寬控制器，用于調整下行鏈路的帶寬。用戶網關還包括控 制面板和用戶端控制模塊，而服務端網絡設備還包括服務端控制模塊，
其中控制面板具有帶寬調整操作鍵。控制面板用于接受用戶調整帶寬 的操作，將用戶的操作動作轉換為帶寬調整指令，并將帶寬調整指令發送給用戶端控制模塊；用戶端控制模塊用于與所述服務端控制模塊 建立信令通道；在從所述控制面板所接收的帶寬調整指令為上行帶寬 調整指令時，控制所述上行帶寬控制器調整上行帶寬，并通過所建立 的信令通道將上行帶寬調整結果發送給所述服務端控制模塊，而在從 所述控制面板所接收的帶寬調整指令為下行帶寬調整指令時，生成下 行帶寬調整請求信令，通過所建立的信令通道將其發送給所述服務端 控制模塊，并從所述服務端控制模塊接收下行帶寬調整結果信令；服 務端控制模塊用于從所述用戶端控制模塊接收下行帶寬調整請求信 令，控制所述下行帶寬控制器調整相應用戶的下行帶寬，并將下行帶 寬調整結果發送給所述用戶端控制模塊。根據本發明另一方面，提供了一種基于面板操作調整接入帶寬的 方法，包括以下步驟在用戶網關與服務端網絡設備之間建立物理的 接入通道；通過控制面板將帶寬調整指令傳送給用戶端控制模塊；所 述用戶控制模塊與服務端控制模塊建立信令通道；如果帶寬調整指令 為上行帶寬調整指令，則所述用戶控制模塊控制上行帶寬控制器調整 上行帶寬，并通過所建立的信令通道將上行帶寬調整結果發送給所述 服務端控制模塊；如果帶寬調整指令為下行帶寬調整指令，貝'h所述 用戶控制模塊生成下行帶寬調整請求信令，并通過所建立的信令通道 將其發送給所述服務端控制模塊；所述服務端控制模塊控制下行帶寬 控制器調整下行帶寬，并將下行帶寬調整結果發送給所述用戶控制模 塊。
以下參考附圖借助于具體實施例來詳細介紹本發明。附圖中 圖l表示根據本發明的基于用戶網關面板操作的帶、寬可調節的寬 帶接入系統的基本架構。
具體實施方式
在圖1中表示了根據本發明的基于用戶網關面板操作的帶寬可調 節的寬帶接入系統的基本架構。與傳統的寬帶接入系統一樣，根據本發明的寬帶接入系統可以包 括用戶網關、接入網絡、服務端網絡設備、城域骨干網和計費認證系 統。其中，用戶網關是放置在用戶側(包括個人用戶和企業用戶)的 設備，它是用戶網絡內設備和外界通信的關口，也是用戶網絡和外界 網絡的邊界。用戶網關中可包括用戶信息管理模塊，其中記錄有該網 關所屬用戶的身份信息，作為網絡側對于用戶網關進行認證的主要依 據。另外，用戶網關中可以包括上行帶寬控制器，負責調整用戶上行 鏈路的帶寬。服務端網絡設備指通過寬帶接入網絡、直接面向于用戶網關的寬帶接入服務器設備，這些設備一般包括寬帶接入服務器 (BRAS)、邊緣路由器(ER)和業務路由器(SR)。服務端網絡設 備具有下行帶寬控制器，負責對于特定用戶網關所對應的物理(或邏 輯)端口的下行帶寬做出調整。認證計費系統是在城域網中為用戶提 供認證和計費服務的后臺系統。為了使用戶可以方便地自行調整上下行帶寬參數，如圖l所示， 在根據本發明的寬帶接入系統中的用戶網關中增加了控制面板和用戶 端控制模塊，并在服務端網絡設備中增加了服務端控制模塊。這些模 塊和系統原有的模塊之間有相應的接口。在用戶網關內，用戶端控制 模塊和用戶信息管理模塊之間具有用戶信息提取接口 ，以從用戶信息 管理模塊中提取用戶的身份信息；在服務端設備內，服務端控制模塊 和帶寬控制器之間具有帶寬控制指令交互的接口。此外，為了在客戶 端和服務端間進行帶寬控制信令的交互，需要在物理的接入通道內建 立一個邏輯的信令通道。以下詳細描迷所增加的三個模塊的功能。 (1)控制面板控制面板是安裝在用戶網關上的用戶搮控界面，它包括帶寬調整 操作鍵。帶寬調整操作鍵接受用戶操控，并將用戶的操作動作轉換成 帶寬調整指令。用戶可根據自己和業務的需求操作帶寬調整操作鍵， 控制面板將帶寬調整操作鍵的動作狀態變化轉換成帶寬控制指令，并 發送給用戶端控制模塊。在系統實現時，帶寬調整棟作鍵可以分為上 行帶寬調整操作鍵和下行帶寬調整操作鍵。此外，控制面板也可以包括顯示器，用于顯示用戶操作的過程和帶寬調整的結果。顯示器接收用戶端控制模塊所反饋的控制反饋指令， 其中含有帶寬控制的結果信息，將調整后的帶寬及狀態等信息顯示在顯示界面上。需要指出的是，增加顯示器裝置只要是讓用戶方便快捷地獲得帶寬調節結果信息，增強帶寬調整結果的直觀性。(2)用戶端控制模塊用戶端控制模塊是位于用戶網關中負責發起帶寬控制指令的用 戶側模塊，主要功能如下a) 與服務端控制模塊建立信令通道以進行信令交互。建立信令 通道時，可以要求進行用戶認證，以確定用戶網關是否具有帶寬控制 的權利；為此，用戶端控制模塊從用戶信息管理模塊中讀取用戶網關 所屬的用戶信息，并在信令通道建立請求中將所提取的信息傳送給服 務端控制模塊；b) 接收操作鍵發送來的帶寬控制指令，然后生成下行帶寬控制 信令，發送給服務端控制模塊。在用戶網關中對于上行帶寬進行控制， 并可以將調整的結果發送給服務端控制模塊以進行記錄和相應的調 整；c) 附加地，用戶端控制模塊也可以接收服務端控制模塊發送的 帶寬調整結果信令，從中提取出帶寬結果及其它狀態信息，并且在設 置有顯示器裝置的情況下，將信息發送給控制面板中的顯示器模塊， 并顯示給用戶。(3 )服務端控制模塊服務端控制模塊駐留在服務端設備內，它負責接收用戶端控制模 塊的帶寬參數調整請求，并將用戶的操作指令下載到服務端網絡設備 中的下行帶寬控制器內，并對于該用戶的數據帶寬進行調整。它的主
要功能包括a) 與用戶端控制模塊建立信令通道以進行信令交互。在需要進 行用戶認證的情況下，根據信令通道建立請求中的用戶信息，向認證 系統發出請求，確定本用戶是否有建立信令通道的權限，如果沒有， 則拒絕；如果有，則接收客戶端請求建立信令通道。并且與用戶端控 制模塊進行交互，接收其發送來的下行帶寬控制信令；b) 帶寬控制根據下行帶寬控制信令中所含有的參數對于該用 戶的接入通道的帶寬進行調整增加或者減小；c) 并且，服務端控制模塊還可以進行結果反饋服務端控制模 塊讀取帶寬調整后的數據，并將帶寬調整結果及狀態發送給用戶端控 制模塊。以下詳細介紹根據本發明的寬帶接入系統進行帶寬調整的工作 流程。帶寬調整可以分為對于下行帶寬和上行帶寬調整兩部分。 a)下行帶寬控制流程 下行帶寬的控制流程如下(1) 在用戶網關和服務端網絡設備之間建立物理的接入通 道。用戶網關向服務端網絡設備發出會話建立請求，這一過程是傳 統的寬帶接入會話建立過程，如PPPoE建立過程。基于該過程， 在用戶網關和服務端網絡設備之間建立了物理的接入通道；(2) 用戶操作帶寬調整操作鍵以改變下行帶寬，帶寬調整 操作鍵將用戶的操作動作轉換成下行帶寬調整指令發給用戶端控 制模塊；(3) 用戶端控制模塊判斷自己是否已經與服務端控制模塊 建立了信令通道，如果沒有，則與其建立信令通道。在建立信令通 道的過程中，可以對用戶網關進行認證，以確定其是否具有帶寬控 制的權利。在這種情況下，建立信令通道的過程可以包括以下子步 趿.i) 用戶端控制模塊在接收到用戶的帶寬調整指令后，從用戶 網關系統的用戶信息管理模塊中提取用戶網關的用戶標
識信息；ii) 用戶端控制模塊向服務端控制模塊的特定端口發出信令 通道建立請求信令(Signalling—channel—setup—request)， 該請求中包含有所提取的用戶網關的用戶標識信息；iii) 服務端控制模塊在接收到用戶端控制模塊發來的請求后， 首先提取出用戶網關的用戶標識信息，然后查詢城域網的 后臺認證計費系統，判定本會話建立請求是否合法，該用 戶網關是否具有帶寬控制的權利，如果是，則進行下一步； 否則，拒絕用戶的請求，發送信令通道建立拒絕信令(Signalling channel setup reject);iv) 服務端控制模塊接收用戶請求，并給用戶端控制模塊回送 信令通道建立接受信令(Signalling—channel—setup—accept )，從而信令通道建立。(4) 用戶端控制模塊基于操作鍵生成的下行帶寬調整指令生 成帶寬調整請求信令(Bandwidth—adjust—r叫uest)，該信令中含有用戶期望的帶寬信息，并發送給服務端控制模塊；(5) 服務端控制模塊在收到下行帶寬調整請求信令后，根據 其向服務端網絡設備中的下行帶寬控制器發出下行帶寬調整指令；(6) 下行帶寬控制器對于該用戶網關所對應的物理(或邏輯) 端口的下行帶寬做出調整；(7) 在調整下行帶寬后，下行帶寬控制器可以將調整的結果 和當前的狀態信息發送給服務端控制模塊；(8) 服務端控制模塊可以將帶寬調整后的結果信息以帶寬調 整響應信令(bandwidth_adjust_repsone )的形式發送給用戶端控制模塊；(9) 用戶端控制模塊可以將下行帶寬調整結果數據發送給顯 示器，然后顯示在顯示器上；(10) 如果用戶還需要進一步的調整帶寬，可以重新按照第 (2) ~ (9)的步驟進行處理，只不過由于不必再進行信令通道建
立過程，因此省去了第(3)到第(6)步。 b)上行帶寬控制流程上行帶寬的調整主要在用戶網關處實施，但要將調整結果及狀態 通過信令通道上報給服務端控制模塊，在服務端控制模塊處作調整及 記錄，上行帶寬的調整流程如下為了簡化說明，本過程省去了上面 所述的物理通道和信令通道建立過程。(1)用戶操作帶寬調整操作鍵以改變上行帶寬，帶寬調整 操作鍵將用戶的操作動作轉換成上行帶寬調整指令發給用戶端控制模塊；(2 )用戶端控制模塊根據上行帶寬調整指令生成上行帶寬調整命令，該命令中含有用戶期望的上行帶寬信息，并發送給上行帶寬控制器；(3) 上行帶寬控制器對于該用戶網關的上行帶寬做出調整；(4) 在改變上行帶寬后，用戶網關中的上行帶寬控制器將調整的結果和當前的狀態信息發送給用戶端控制模塊；(5 )用戶端控制模塊可以將上行帶寬調整結果數據發送給顯示器，并顯示在顯示器上；(6 )用戶端控制模塊將上行帶寬調整后的結果信息以帶寬調整請求信令(Bandwidth一adjust—request)的形式發送給服務端控制模塊；(7)在收到客戶端的指令后，服務端控制模塊做相應的調 整，并做記錄；(8 ) 服務端控制模塊將調整后的結果以帶寬調整響應信令 (bandwidth—adjust—repsone )的形式反饋給用戶端控制模塊。 以上介紹了根據本發明的寬帶接入系統進行帶寬調整的工作流 程。其中在用戶端控制模塊和服務端控制模塊之間建立信令通道以進 行信令交互。信令通道是承栽在物理通道之上，因此在物理通道建立
后才可啟動信令通道的建立工作。當用戶網關與服務端網絡設備之間 的IP可達性建立后，就可以由用戶網關向服務端網絡設備的一個特定端口發起一個TCP連接請求，在TCP連接成功建立后，服務端網絡 設備中的服務端控制模塊將和用戶端控制模塊進行信令層面的交互， 如果用戶端的請求被接納，此TCP會話連接就正式成為信令通道。在 端口選擇上，建議選擇端口號為0 1024之間的某個TCP端口作為信 令通道的通信端口。由于用戶網關和運營商設備之間要就接入帶寬等各種參數進行 協商，因此帶寬的表示方法是具有非常重要的作用，可以采用以下兩 種方法(1) 絕對表示法，就是采用數值表示帶寬的絕對大小，該 數值以Mbit/s或Kbit/s為單位。這種方法比較直觀，但不靈活。(2) 相對表示法，就是以用戶網關和服務端網絡設備之間 的最大帶寬的百分比作為帶寬的表示。這種表示法不直觀，但比 較靈活。根據本發明的寬帶接入系統是從新一代寬帶接入用戶的現實需 求出發，結合電信網絡的實際和家庭網關發展的趨勢，為滿足不同業 務/應用情況下，用戶自主、靈活、直觀的進行帶寬控制搮作而制定的， 它有如下方面的優點1) 操作方式簡單直觀，便于用戶接受和使用。本辦法充 分整合了用戶需求及使用習慣，既滿足了其帶寬動態調整的自主 需求，又兼有類似于家電按鍵式操作的易用性；2) 業務流程筒單，系統實現方便。本方法的流程比較簡 單，中間件少，有利于簡化系統的開發，特別是在現有電信網設 備/系統實現復雜度較高的情況下，降低了系統開發的難度和成 本，有助于業務的快速提供。3) 融合能力強，擴展性突出。本方法充分結合了電信網 寬帶接入部分的特色，融合了未來家庭網絡的發展方向，將對業 務的控制延伸到客戶端，適應了下一代網絡融合的要求。同時，
利用本發明的思路，今后可以將更多的業務功能實現在網關設備 中，便于電信業務的快速升級和部署。 綜合而言，本方法在滿足客戶自主帶寬控制/調整的前提下，充分考慮了電信網的架構，以及用戶使用和系統開發的簡便性，并符合 未來網絡和業務發展的趨勢，在快速開展業務和降低相關成本方面均 有獨到的考慮。在根據本發明的寬帶接入系統中，用戶網關用戶端模塊可將用戶 的控制動作轉換成相應的指令，并通過專門的控制信令交互和控制通 道傳給上游的服務端網絡設備，然后對本用戶所對應的接入帶寬進行 調控，帶寬調控的結果同樣可通過信令通道傳遞給用戶端模塊，從而 即時顯示在用戶網關的顯示器上。同時，運營商可以基于用戶對于帶 寬的不同調控結果，可以按照不同的費率對于用戶進行計費。這種設 計方便用戶根據自己的需求隨時調整接入帶寬及其它參數，也方便了 電信運營商提供差異化服務。在下表中進行了根據本發明的基于面板操作的寬帶接入帶寬調控方法與現有技術中的用戶接入帶寬控制方法之間的比較
接入帶寬靜態 設置基于Web方式 的動態帶寬控 制基于面板操作 的寬帶接入帶 寬調控法靈活性接入帶寬固定， 缺乏靈活性。基于Web操 作，具有一定靈 活性通過操作鍵操 作具有良好的 靈活性可操作 性用戶不能進行 網絡帶寬的設 置。可以進行帶寬 調節，用戶可以 通過Web界面 設置。可以根據業務 應用需求自主 改變網絡帶寬。界面友 好程度無用戶界面。操作需要一定 的技術基礎，并 需要電腦終端 的配合。用戶對 操作的執行結 果不很清楚。操作方便，直觀 簡單。帶寬調整 后的信息回顯 給用戶端設備， 操控結果對用 戶一目了然。資費策 略網絡接入實行 固定資費。可以根據用戶 使用網絡帶寬 的實際情況收 取費用。可以根據用戶 使用網絡帶寬 的實際情況靈 活收取費用。對寬帶 系統的 改造程 度無較大，需要在 BRAS和后臺 支撐系統中增 添相應模塊。較大，需要在 BRAS和后臺 支撐系統中增 添相應模塊。1權利要求
1.一種基于面板操作的帶寬可調節的寬帶接入系統，包括用戶網關，包括上行帶寬控制器，用于調整用戶上行鏈路的帶寬；服務端網絡設備，包括下行帶寬控制器，用于調整下行鏈路的帶寬；其特征在于，所述用戶網關還包括控制面板和用戶端控制模塊，所述服務端網絡設備還包括服務端控制模塊，其中所述控制面板具有帶寬調整操作鍵；所述控制面板用于接受用戶調整帶寬的操作，將用戶的操作動作轉換為帶寬調整指令，并將帶寬調整指令發送給用戶端控制模塊；所述用戶端控制模塊用于與所述服務端控制模塊建立信令通道；在從所述控制面板所接收的帶寬調整指令為上行帶寬調整指令時，控制所述上行帶寬控制器調整上行帶寬，并通過所建立的信令通道將上行帶寬調整結果發送給所述服務端控制模塊，而在從所述控制面板所接收的帶寬調整指令為下行帶寬調整指令時，生成下行帶寬調整請求信令，通過所建立的信令通道將其發送給所述服務端控制模塊，并從所述服務端控制模塊接收下行帶寬調整結果信令；所述服務端控制模塊用于從所述用戶端控制模塊接收下行帶寬調整請求信令，控制所述下行帶寬控制器調整相應用戶的下行帶寬，并將下行帶寬調整結果發送給所述用戶端控制模塊。
2. 根據權利要求1的寬帶接入系統，其中所述用戶網關具有用 戶信息管理模塊，用于存儲所述用戶網關的用戶的身份信息；并且所 述寬帶接入系統還包括認證系統，用于在所述用戶端控制模塊與服務 端控制模塊之間建立信令通道時利用所述用戶的身份信息進行用戶認 證，以確定用戶網關是否具有帶寬控制的權利。
3. 根據權利要求1或2的寬帶接入系統，其中所述控制面板還 具有顯示器，用于顯示帶寬調整結果。
4. 一種基于面板操作調整接入帶寬的方法，包括以下步驟 在用戶網關與服務端網絡設備之間建立物理的接入通道； 通過控制面板將帶寬調整指令傳送給用戶端控制模塊； 所述用戶控制模塊與服務端控制模塊建立信令通道； 如果帶寬調整指令為上行帶寬調整指令，則所述用戶控制模塊控制上行帶寬控制器調整上行帶寬，并 通過所建立的信令通道將上行帶寬調整結果發送給所述服務端控制模 塊；如果帶寬調整指令為下行帶寬調整指令，貝，J:所述用戶控制模塊生成下行帶寬調整請求信令，并通過所建 立的信令通道將其發送給所述服務端控制模塊；所述服務端控制模塊控制下行帶寬控制器調整下行帶寬，并 將下行帶寬調整結果發送給所述用戶控制模塊。
5. 根據權利要求4的方法，其中在用戶控制模塊與服務端控制 模塊建立信令通道之前，進行用戶認證鑒權，以確定用戶是否具有帶 寬控制的權利。
6. 根據權利要求5的方法，其中所述用戶認證鑒權步驟包括 所述用戶端控制模塊從用戶信息管理模塊提取用戶的身份信息； 所述用戶端控制模塊向所述服務端控制模塊發送信令通道建立請求信令，其中所述信令通道建立請求信令中包含所提取的用戶的身 份信息；所述服務端控制模塊接收信令通道建立請求信令，從中提取用戶 的身份信息，并查詢認證系統以確定用戶是否具有帶寬控制的權利； 如果確定用戶具有帶寬控制權利，則所述服務端控制模塊接受信 令通道建立請求，從而建立信令通道，否則，所述服務端控制模塊拒 絕信令通道建立請求。
7.根據權利要求4至6中任一項的方法，其中還包括顯示帶寬調 整結果。
全文摘要
本發明提供了一種新的控制方法，它允許用戶基于業務使用需求自行調整網絡帶寬。在用戶端設備(具體指用戶網關)內設計了接入帶寬的控制面板，該控制面板包括操作鍵；另外，設計了用戶網關和服務端間的接入帶寬控制協議，該協議在用戶網關和服務端設備內分別駐留有用戶端控制模塊和服務端控制模塊。基于以上設計，用戶可以自行調整接入控制面板上的操作鍵，用戶網關將操作鍵的狀態變化變換成帶寬調節指令，并通過帶寬控制協議將帶寬調節指令傳遞到服務端控制模塊，然后即時下發到運營商網絡設備處。
文檔編號H04L29/06GK101166182SQ200610136280
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月18日 優先權日2006年10月18日
發明者凡 史, 廣小明, 瑋 王, 解沖鋒 申請人:中國電信股份有限公司