帶有下游多播的模塊化頭端架構的制作方法
【專利摘要】提供了用于使能多播有線調制解調器終止系統（CMTS）模塊化頭端架構（MHA）系統的流量的技術。這些技術允許當個模塊化CMTS核介質訪問控制（MAC）域服務于多個物理層設備。當與獨立的控制平面、下游外部物理（PHY）層接口（DEPI）和上游外部物理層接口（UEPI）相組合時，下游PHY設備變為完全獨立的和可擴展的網絡元件。
【專利說明】帶有下游多播的模塊化頭端架構
[0001]本申請要求于2011年9月16日遞交的美國臨時申請N0.61/535715、于2011年9月20日遞交的美國臨時申請N0.61/536726、于2011年11月30日遞交的美國臨時申請N0.61/565102、和于2012年3月9日遞交的美國臨時申請N0.61/608977的權益，通過引用將它們的全部內容合并于此。
【技術領域】
[0002]本公開涉及通過多播(multicast)向多個物理層設備發送下游纜上數據服務接口規范(DOCSIS, Data-Over-Cable Service Interface Specification)或 MPEG 視頻。
【背景技術】
[0003]DOCSIS是用于在集線器或頭端設施(HEF,headend facility)與客戶端(customerpremise)處的有線調制解調器(CM)、網關、或機頂盒之間發送數字視頻和數據的協議。DOCSIS源自一端并經由有線調制解調器終止系統(CMTS)終止于另一端的CM處。對于下游和上游傳輸，使用正交幅度調制(QAM)技術將數字數據調制到射頻(RF)載波或信道上。存在兩種類型的CMTS架構:I)帶有集成式物理(PHY)層的CMTS和2)帶有分布式PHY的CMTS(例如，在與CMTS并列的分離PHY構層(shelf)或者更下游并更靠近客戶的端裝備的遠程PHY上)。帶有分布式架構的CMTS被稱作模塊化CMTS (M-CMTS)。在此上下文中，PHY指物理調制和上轉換器技術，并且有時被稱作同軸介質轉換器(CMC)或者光同軸單元(0CU)。
[0004]為了促進一些市場，有線(cable)行業的管理主體CableLabs?規定了支持除DOCSIS之外的傳統視頻的第三種CMTS架構，該第三種CMTS架構被稱作聚合電纜接入平臺(CCAP)0當QAM在物理上從集成式CMTS中移除并且被放置于下游時，它被稱為邊緣QAM(EQAM)或者下游PHY設備。因此，CCAP架構允許DOCSIS和現有的視頻分配在下游被組合，從而允許網絡組件復用以減少總體消耗。盡管提供了更模塊化的架構，但這些下游物理層設備具有劣勢，因為這些設備中的每個都必須由網絡管理員對它們的多個操作參數進行手動配置并且未被配備它們的下游能力的集成式上游等同物。
[0005]對于下游(DS)通信，已經為下游數據傳輸開發了下游協議。該協議是下游外部PHY接口(DEPI)協議，并且是一組對準許M-CMTS核連接到并且控制EQAM的第2層隧道協議版本3 (L2TPv3)協議的擴展。DEPI的標準用途包括介質訪問控制(MAC)到物理層(PHY)對，并且具有用于管理DEPI控制平面的控制連接和用于傳輸下游數據(稱為數據平面)的單播(unicast)數據會話。DEPI數據會話中的DOCSIS幀的有效負荷本身可以攜帶特定端點的IP單播或IP多播流量(traffic)，然而，數據流量的外封裝和控制流量是單播的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]本公開的MHA下游多播的特征和優點在考慮對其示例實施例的下述描述的情況下(特別是當結合附圖時)將變得顯而易見，其中各種圖中的相似的標號被用于指定相似的組件。[0007]圖1A是根據這里所述的技術，采用控制平面偽線(pseudowire)的有線電視分配系統的示例框圖。
[0008]圖1B是圖1A的帶有服務于多個EQAM的M-CMTS的集線器的示例框圖。
[0009]圖2是居于圖1A中所示的節點內的、被配置為通過偽線連接CMTS的CCAP接入點的示例框圖。
[0010]圖3-5是實現MHA多播的MHA MAC和PHY組件的示例框圖。
[0011]圖6是用于發送用來配置PHY設備的控制平面消息的示例消息格式。
[0012]圖7是能夠用來向多個PHY設備提供多播信息的控制平面消息的一部分的具體示例。
[0013]圖8是示出了多播信息被發送到多個PHY設備所用的方式的示例程序性流程圖。
【具體實施方式】
[0014]MM
[0015]這里提供了用于將包括被配置來提供多播地址信息的信息的控制平面消息從有線調制解調器終止系統(CMTS)發送到多個物理層設備的技術。從多個物理層設備中的一個或多個接收確認消息。多播數據平面流量被發送到多個物理層設備。
[0016]示例實施例
[0017]參考圖1A，示出了示例有線系統或網絡100。具體地，系統100包括頭端設施(HEF)110、多個集線器120 (1)-120 (m)、多個節點130 (1)-130 (η)、和多個客戶140 (1)-140(P)。每個集線器120或者HEFllO可以具有諸如集線器120 (I)中所示的CMTS170之類的有線調制解調器終止系統(CMTS)。請注意任意給定的CMTS都可以駐留在集線器中或其它地方，這取決于系統設計。節點130 (1)-130 (η)中的每個都具有一個或多個對應的CCAP接入點(AP) 135 (1)-135 (n)，同時客戶140 (1)-140 (P)中每個都具有一個或多個對應的 CM150 (1)-150 (p)。AP135 (1)-135 (η)可以被認為是 CCAP 接入點。
[0018]HEF100被耦合到互聯網180、內容提供商160、和公共交換電話網絡(PSTN) 190，以將這些服務提供給客戶140 (I)和140 (2)。HEFllO被連接到用于提供媒體內容(例如，電影、電視頻道等等)的各種內容提供商160。內容還被集線器120 (1)-120 (m)分配到多個節點。在此示例中，集線器120 (I)將內容分配給節點130 (1)-130 (η)。節點130(1)-130 (η)將內容分配給各種客戶，例如，節點130 (I)將內容以傳統的數字或互聯網協議(IP)電視的形式分配給客戶140 (I)。圖1B示出了集線器120 (I)的另一實現方式，其中單個M-CMTS通過使用被稱作RF跨越(spanning)的技術的多播服務于多個EQAM，其將在后面進行描述。
[0019]節點130 (1)-130 (η)通過光纖與集線器120 (I)進行通信，并且通過同軸的(同軸)電纜與客戶端140 (1)-140 (P)進行通信，像這樣的光纖和同軸的組合被稱為混合光纖同軸(HFC)網絡(光纖和同軸的任意組合，可以用于系統100中的任何地方)。CMTS170被用于向各種訂戶提供包括有線互聯網、IP語音(VoIP)、和IP電視服務在內的高速數據服務。
[0020]HEFllO被耦合到互聯網180和PSTN190以用于(例如，向客戶140 (1)-140 (p)以及從140 (1)-140 (P)中)提供互聯網和電話服務。媒體內容還可以由內容提供商160通過互聯網180進行分配。集線器120 (1)-120 (m)中的每個還可以耦合到互聯網180和PSTN190。DOCSIS用于傳送基于互聯網或其它分組的聯網信息，以及CMTS和CM之間的分組化的數字視頻。
[0021]DOCSIS可以使用光纖或物理層上的其它介質在CMTS核170和節點130 (I)之間進行運送。物理(PHY)層在這里可以被簡稱作下游PHY或者PHY層。在節點130 (I)處，CCAP AP135 (I)將下游光PHY轉換為下游同軸PHY以用于到CM150 (I)的傳輸。類似地，CCAP AP135 (I)將上游同軸PHY轉換為上游光PHY以用于到CMTS核170的傳輸。CCAPAP135 (I)還可以提供媒體接入控制(MAC)協議層服務。在其它M-CMTS設計中，CCAP接入點可以作為PHY構層的一部分與M-CMTS并列放置。將結合圖2對這些操作進行更詳細地描述。
[0022]傳統的或者現有的M-CMTS結構采用下游PHY (例如，光纖節點)，該下游PHY容納一個或多個EQAM以提供對下游傳輸的射頻(RF)調制。應當理解，各種電到光(E/0)和光到電(0/E)的轉換可以沿下游和上游DOCSIS通路發生，最終在客戶端處(例如，在CM150
(1)-150 (P)處)呈現同軸PHY。下游節點能夠采用根據下游外部PHY接口(DEPI)規范對DOCSIS進行封裝的互聯網協議(IP)隧道。盡管DEPI提供了一些控制平面信息，但該信息可能限于DOCSIS領域。正因如此，CCAP訪問點的硬件、固件、和/或軟件組件被手動地配置，例如，或者EQAM是否將使用本領域所知的QAM-64或者QAM-256。一些下游參數可以使用DEPI來進行配置。CCAP接入點的IP地址和站點ID通常是手動配置的。
[0023]根據這里所述的技術，輔助CCAP接入點的配置的控制平面隧道被添加，該CCAP接入點具有與控制平面隧道接口連接的架構。控制平面隧道使用被稱為通用控制協議(GCP)的新協議，下文將簡要描述該通用控制協議。另外，由于上游通信一般是通過分離的通信通路來進行操作的，執行與DEPI對應的上游功能的上游外部PHY接口(UEPI)隧道被引入。
[0024]DOCSIS版本3.1使能用于RF傳輸的正交頻分復用(OFDM)技術。盡管DEPI具有EQAM控制平面功能，它目前還沒有被設計來配置OFDM PHY，但可以被擴展到涵蓋這一情況。然而，通過將控制平面分離到GCP，諸如DEPI和UEPI之類的協議能夠被免除控制平面的責任，從而使得DEPI和UEPI的無關性(agnostic)朝向硬件和相關聯的調制方案。
[0025]GCP,DEPI和UEPI隧道可以被稱作由CMTS170和節點130 (I)之間的鏈路195所指示的偽線。偽線是使用分組網絡協議對點對點協議進行封裝的網絡連接，其中封裝對于點對點端點是透明的。許多偽線運送時間敏感數據或者要求同步的協議，因此使用了時序源(timing source)。偽線例如可以由多協議標簽交換(MPLS)或者L2TPv3來輔助。請注意，技術上講，GCP本身不是偽線，因為它攜帶了控制平面信息，但是為便于描述，GCP可以被概念性地理解為偽線。系統100中的任何節點或接入點可以包括被配設為實現這里描述的技術的硬件和軟件，并且可以用對于節點130 (I)和/或接入點135 (I)所描述的方式來配置。
[0026]圖2中示出了居于圖1A中示出的節點內的CCAP接入點(例如，接入點135 (O)的示例框圖。CCAP AP135 (I)被配置為:通過GCP、DEP1、和UEPI偽線將CMTS連接至多個CM (例如，DOCSIS機頂網關(DSG)或CM150 (1)-150 (p))。AP135 (I)可以包含可選的高通和低通濾波器或者雙工器(dipleXer) 220 (I)和220 (2)，以及可選的上游和下游放大器280 (I)和280 (2)來輔助穿過連接的一個或多個下游和上游路徑。穿過連接的路徑可以用于視頻覆蓋(overlay)或者其它旁路信令，例如，用于發自另一設備或系統的交換數字視頻(SDV)。例如，一些下游頻譜可以被分配給頭端供應的視頻(例如，視頻點播(VOD)或者交換數字視頻)，而其它頻譜被分配用于DOCSIS。穿過連接可以包含在組合器270 (I)處將穿過視頻的功率與遠程PHY子部件(subassembly)的輸出功率進行匹配的同軸(in-line)衰減器。在其它示例中，CCAP AP是光節點、CCAP外部PHY、或者DOCSIS PHY。這些設備對于帶有CMTS核的PHY構層的一部分或者CMTS而言能夠是遠程的。視頻能夠被封裝在DEPI中并且由GCP進行控制。
[0027]AP135 (I)包括遠程PHY子部件210，該遠程PHY子部件210用于將例如下游傳入PHY層轉換為下游同軸PHY層以用于到下游設備(例如，CM150 (I))的傳輸。遠程PHY子部件210包括網絡接口(I/F) 230、MAC層接口 240、多個下游(DS) PHY發送器250、多個上游(US) PHY接收器260、控制器290、和存儲器295。組合器270 (I)將視頻覆蓋與來自DSPHY250的DOCSIS進行組合以用于下游轉發，并且分離器270 (2)將DOCSIS上游拆分至USPHY260。
[0028]對于視頻或者其它旁路機制，PHY層下游視頻覆蓋在雙工器220 (I)處被接收，并且通過高通濾波器的方式被轉發到組合器270 (1)，并且被雙工器220 (2)的高通側進一步濾波。在上游側，雙工器220 (2)傳遞低頻RF上游成分(例如，非DOCSIS CM上游信號)并且阻擋可能干擾下游通信的高頻RF成分。分離器270 (2)還將上游信號沿可選的(虛線的)返回路徑285分離至雙工器220 (I)。返回路徑285是可選的，因為通過網絡接口 230提供了 DOCSIS返回路徑。
[0029]網絡接口 230將DOCSIS上游和下游與M-CMTS核(例如，CMTS核170)相連接。網絡接口 230可以包括下述接口中的一個或多個:例如，光接口、以太網無源光網絡(EPON)接口、千兆比特以太網無源光網絡(GPON)接口、以太網接口、和電網絡接口。MAC層240對MAC進行解封裝并對幀進行轉發，并且封裝用于上游傳輸的幀(例如，UEPI封裝)。例如，MAC層240使用幀的開始和結束的分隔符來檢測引入的分組或者幀。在對幀進行轉發以進一步處理之前，MAC層可以在巾貞上預裝(prepend)內部的頭部(header)來向上游和下游流提供諸如入口( ingress)端口、端口類型、入口虛擬局域網(VLAN)、幀服務質量標記、以及指示該幀何時進入該AP的時間戳記。MAC層240還可以通過驗證其循環冗余校驗碼(CRC)來檢查所接收的下游幀不含有錯誤。MAC層240可以提供任何所需的格式化、丟掉過時的幀、并且添加或者移除適當的頭部信息。
[0030]在下游側，以MAC方式的DOCSIS流、或者其它信息被轉發到多個DS PHY250，以由多個下游設備(例如，CM150 (1)-150 (P))接收。多個DS PHY將各種DOCSIS下游或流調制到對于CM150 (1)-150 (P)的適當RF信道上。多個DS PHY通過組合器270 (I)與視頻覆蓋相組合。對于返回或上游路徑，DOCSIS流通過分離器270 (2)從旁路流中分離。DOCSIS上游流由多個US PHY260接收、由MAC接口 240進行處理、并且通過網絡接口 230轉發至CMTS170。MAC接口 240封裝上游分組，以傳輸到CMTS核170。
[0031]為了輔助下游和上游流動，遠程PHY子部件210可以包括控制器290和存儲器295，或者其它輔助的硬件、固件和軟件。控制器290和/或存儲器295可以(例如，通過電路板或其它接口)被連接到AP135 (I)中的任何組件。如上面所提到的，下游PHY的現有M-CMTS實現方式通常是單播會話，例如，DEPI MAC和PHY層被配對在一對一的對應關系中。根據這里所述的技術，單一上游MAC能夠通過多播技術支持多下游PHY。將結合余下的附圖對這些技術進行進一步描述。
[0032]存儲器單元295存儲由控制器290執行來操作AP135 (I)的處理器指令或者數據和/或軟件。DEPI和UEPI偽線運送DOCSIS數據和控制平面信息，而AP135 (I)配置信息是通過GCP進行傳送的。控制器290可以是微控制器、處理器、現場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等等。控制器290被編程來配置AP135 (I)中的各種組件。存儲器295可以被提供以輔助這里所述的技術，存儲器295可以是單獨的或者是控制器290的部分。可以提供任何形式的非暫態有形或計算機可讀介質，例如，隨機存取存儲器(RAM)或者閃存存儲器。接口單元230可以配備有無線(例如，W1-Fi? /長期演進(LTE))或有線的網絡接口(例如，以太網)從而使得可以對GCP控制編程信息或者基于分組的信息進行交換。類似的硬件存儲器、處理器、和軟件元件可以被呈現在整個網絡100中，例如，CMTS170具有這樣的處理能力。
[0033]最終GCP允許一個設備控制另一設備。GCP允許對來自其它協議的數據總線結構的重新使用，并且因此允許對硬件、固件、和/或軟件配置參數的直接讀取和/或寫入，以包括在硬件寄存器級別的讀取和寫入，以包括任何相關聯的設備中斷和服務任何中斷服務例程(ISR, interrupt service routineXGCP可以包括對端口、信道、頻率、調制方案、和協議的配置。在一些實現方式中可以有多個控制器，例如，節點控制器和ASIC控制器。M-CMTS核和節點控制器之間的第一 GCP連接可以使用結構化訪問(TLV)消息，同時節點控制器和ASIC控制器之間的第二 GCP連接可以在節點控制器和ASIC控制器之間運送寄存器訪問消肩、O
[0034]現在轉向圖3，示出了通過M-CMTS核上的單個DOCSIS MAC信道進行多播以向一個或多個DOCSIS PHY信道發送分組的MHA組件的示例框圖，這些DOCSIS PHY信道可以位于一個或多個RF端口中，并且可以位于CMTS組件附近或者一個或多個下游設備(例如，CCAPAP)中。圖3中示出的MHA組件包括上游MAC310和下游PHY320 (I)和320 (2)。控制連接330 (I)和330 (2)允許控制平面信息在MAC310和PHY320 (I)和320 (2)之間進行交換。在這一示例中，已經在MAC310和PHY320 (I)和320 (2)之間建立了多播會話340，例如，一個或多個DEPI會話。
[0035]多播技術在此稱為“MHA多播”，并且其實施例與MHA版本I (vl)和MHA版本2(v2)系統及源于其中的擴展相兼容。當采用MHA vl時，外部PHY設備是上面提到的EQAM。在MHA v2中，外部PHY設備是CCAP AP或者在一些實現方式中是同軸介質轉換器(CMC)。MHA多播修改DEPI (下游外部PHY接口)協議在下游方向中的使用以包含代替傳統單播實現方式的多播。實現多播的協議改良能夠直接應用于帶有或沒有DEPI擴展的L2TPv3。結合圖8描述了用于通過M-CMTS的方式實現MHA多播的過程，該過程利用M-CMTS中的可用的處理和其它資源。
[0036]當采用多播DEPI偽線時，存在內部以太網幀和外部以太網幀。內部以太網幀表示能夠被單播或多播的端到端網絡流量。對于傳統的DEPI連接或會話而言，外部封裝一直是單播的。當使用MHA多播時，外部幀是多播的。為保持明顯的差別，對下面的術語進行介紹:MHA “分組”多播和MHA “有效負荷”多播。對于MHA分組多播而言，外部封裝是多播的(例如，在L2TPv3分組級別的多播)，并且是在M-CMTS核和外部PHY設備之間的；對于MHA有效負荷多播而言，內部幀是多播的。有效負荷是在DEPI會話中攜帶的端到端網絡流量。[0037]多播幀/分組包含多播IP目的地地址和多播目的地以太網地址。對于MHA多播至少存在兩種可能的用例。第一用例是對于帶有EQAM的RF跨越。第二用例是對于遠程PHY (O⑶類型)連接性。當前，在CMTS或EQAM上的一個RF端口可以被連線到HFC裝置中的多個光節點。這通常是在視頻廣播組中完成的。也能夠以攜帶實際上被廣播的IP視頻的DOCSIS組實現。這種一到多技術也稱作RF跨越。在DOCSIS網絡中，RF跨越允許CMTS(MAC到PHY)的成本跨多個光節點進行攤銷。隨著QAM成本的持續下降、每個RF端口的QAM通道的密度的增加、以及M-CMTS架構的日益普及，虛擬RF跨越架構變得有益。
[0038]有了虛擬RF跨越，位于M-CMTS的MAC實體跨位于一個或多個EQAM的多個PHY實體被共享，其中每個PHY實體與EQAM上的端口相關聯，該EQAM隨后與光節點相關聯。圖1B中示出了這一概念，圖1B是來自圖1A的一些組件的變體。圖1B示出了集線器120 (I)、多個節點132 (1)-132 (η)(例如，光纖節點)、和來自圖1A的帶有ΑΡ135 (I)的節點130
(I)。集線器120 (I)具有帶有多個MAC層接口 175 (1)-175 (x)的M-CMTS核170、通過DEPI多播偽線耦合到多個EQAM185 (1)-185 (z)的交換機或分組復制器177。每個EQAM具有對應的電光(E/0)轉換器188 (1)-188 (z)以使能通過光纖的傳輸。
[0039]在此實施例中，每個EQAM端口已經有一個光節點，因為RF端口中的一些通道是單播的并且需要從該EQAM端口到該光節點(例如，節點132 (1)-132 (η))的直接連接性。通過使用MHA多播，旨在被廣播的RF端口中的RF信道能夠跨帶有MHA多播的RF端口被共享，而不是具有帶有廣播RF信道的專用RF端口，該廣播RF信道隨后單獨地與組合器線連(wire)進入每個光節點的正向通路(forward path)。因此，當采用MHA多播時，RF跨越被虛擬地實現，即，一個CMTS MAC信道(例如，MAC175 (I))連接到跨一個或多個EQAM (例如，圖1B中所示的EQAM185 (1)-185 (z))上的多個端口的多個EQAM PHY信道。MHA多播在每個QAM信道的基礎上發送相同的流量到每個端口中的一個信道。另外的MAC175可用于與節點130 (I)中的AP135 (I)進行通信，從而使能對能夠耦合到EQAM、偽線、或EQAM和偽線的組合的不同節點類型的使用。
[0040]虛擬RF跨越對于DOCSIS視頻(VDOC)廣播是有用的，即，一個IP視頻會話能夠從DOCSIS CMTS核被發送到跨EQAM的多個端口或者甚至是跨多個EQAM的多個QAM信道。虛擬RF跨越對于DOCSIS服務組選型(sizing)也是有用的。DOCSIS下游和上游被組合在一起成為服務組。具有一組小的服務組是可取的，例如，每個節點一個下游和一個上游。這可被稱作I X I服務組。隨后具有跨越一組光節點的第二 DOCSIS服務組可能是有用的。例如，當跨越八個光節點時，隨后I X 8服務組被創建。MHA多播允許8個不同的PHY通道被匹配到一個DOCSIS MAC源。通過示例的方式，圖3中所示的架構能夠被稱作I x 2服務組。
[0041]此方案對D0CSIS3.0信道綁定有效。例如，服務流(數據或服務)可以是跨I x 8服務組中的四個下游信道被綁定的分組。CMTS核使用DOCSIS協議來分類和標記每個分組并且將這些分組放置在適當的下游MAC信道上。隨后MHA多播信道將這些分組從四個CMTS核MAC信道之一遞送到全部32 (4信道X I X 8)個EQAM PHY信道。
[0042]MHA多播的第二用例是用于MHA版本2 (MHAv2)系統的，就像應用于帶有CCAP AP的M-CMTS系統。MHAv2類似于MHAvl，除DOCSIS上游PHY也遠程地位于外部PHY設備(例如，CCAP AP或CMC)中之外。下游操作保持相同。CCAP AP設備傾向于只具有一個帶有一個RF端口的遠程PHY，但是可以配備服務于多個RF端口的多個遠程PHY。MHA多播用于允許多個CCAP AP由單組M-CMTS源來服務。MHA多播將多個CCAP AP PHY連接到一個MAC域，從而降低了 M-CMTS成本。例如，60個MAC域能夠支持600個CCAP AP,而不是讓60個MAC域支持60個CCAP AP。當CCAP AP的總帶寬超過連接以太網/EPON鏈路的帶寬時，MHA多播也適用。
[0043]因此，具有了圖3中所示的MHA多播配置，存在一個M-CMTS對多個M-CMTS或CCAPAP PHY0 MAC信道的數據容量與單個PHY信道的數據容量相同。因此，全部PHY信道共享同一帶寬。例如，8信道MAC可以饋送4個AP，其中的每個都具有8個PHY信道。整體封裝仍然采用MPEG傳輸(MPT)或MPEG-TS，并且MPT對有效負荷分組是不可知的，無論這些分組實際上是單播還是多播的。
[0044]如圖3中所示，控制平面是點對點(P2P)的，而數據平面是點對多點(P2MP)的。存在從M-CMTS到每個CCAP AP的唯一 P2P隧道。該隧道用于控制平面信令。數據平面使用多播MAC和多播IP地址。M-CMTS使用L2TPv3P2P控制平面來告知每個CCAP AP端點要訂閱哪個IP地址。控制平面可以使用GCP，其使得L2TPv3屬性-值對適合于設備控制。目前，L2TPv3對于控制平面和單播數據平面使用同一目的地IP地址。新的L2TPv3AVP被用于為多播操作指定IP源地址以及IP源和分組地址{S，G}。L2TPv3隧道的存在足以管理端點。下面結合圖6和7描述新的AVP0
[0045]針對DEPI的默認子層封裝是D-MPT (MPEG-TS)。MPT模式能夠被用于MHA多播，當每個QAM信道被連接到一個或只連接到一個數據會話時。請注意對于DEPI MPT而言，對混合數據會話(例如，MHA單播或MHA多播)的任何多路復用，一般都發生在MPT封裝之前。因此，MPT封裝機制基本上防止了 EQAM從多于一個源接收數據。CMTS核必須知道多個CCAPAP下游組，以及那些組如何與特定上游會話排列在一起。例如，使用單個M-CMTS MAC和四個CCAP AP是可能的，其中每個CCAP AP具有16個下游會話和四個上游會話。CMTS將這點視作一個前向路徑和四個返回路徑，所有這些都在單個MAC域中。每個上游被分配MAC域中的唯一 US信道。CMTS被配置有CCAP AP的MAC地址和QAM信道的傳送流(TSID)，這些QAM信道被布置在同一 MAC域中。可選地，CMTS能夠被給定一組MAC地址、MAC域大小，并且隨后CMTS將QAM信道分配給MAC域。
[0046]除使用靜態尋址的基本MHA多播之外，各種擴展都能夠被添加。如果動態多播尋址是想要的，那么互聯網組管理協議(IGMP)或等價協議可以被使用(或者當與IGMP相關聯的網絡、信令和管理功能被需要時)。如果CCAP AP連接到帶有單跳網絡段的CMTS核，那么由CMTS核發送的任何多播分組將總是到達CCAP AP，并且免除IGMP可以是可能的。當存在被橋接的過渡網絡節點時，這種方案也適用于多播分組涌向所有輸出端口的情況。
[0047]如果CCAP AP與要求轉發要被建立的信息的網絡(比如，獲知多播路徑的被橋接的網絡或者被路由的網絡)相連接，那么CMTS核和CCAP AP能夠運行IGMP，以使得過渡節點能夠獲知多播地址并且適當地填入它們的轉發表。MHA多播獨立于基礎封裝。D-MPT是默認封裝，只是因為它是一般用于DEPI的封裝。存在其它封裝選擇。封裝能夠是分組流協議(PSP)0如果封裝是PSP，那么MAP控制平面流量能夠被放置在它自己的會話中。該MAP會話能夠被用于發送MAP到QAM下游和到CCAP AP上游電路。封裝還能夠是帶有CCAP AP中的DPCSIS下游成幀器的L2TPv3上的以太網。在這層意義上，MHA多播變為L2TPv3多播。
[0048]現在轉向圖4，來自圖3的MHA組件與附加的M-CMTS MAC域310 (2)—起被示出。在此示例中，CMTS通過使用PSP能夠將單播流量分離為DEPI單播會話并且將多播流量分離為DEPI多播會話。QAM信道能夠訂閱一個DEPI單播會話和一個或多個DEPI多播會話。如圖4中所示，在MAC310 (I)和PHY320 (I)之間存在一個單播會話350 (I)，并且在MAC310
(2)和PHY320 (2)之間存在一個單播會話350 (2)。MHA多播會話340與圖3中保持相同。
[0049]當封裝是基于分組(例如，分組流協議(PSP)或L2TPv3上的以太網)時，分組多路復用技術能夠被應用到QAM信道中。這種方法的一個優點是跨整個網絡維持了多播的效率。如果MHA分組僅是單播的，那么MHA有效負荷多播(端到端網絡流量)將不得不跨每個單播會話被復制，并且因此同一有效負荷多播分組將不只一次地遍歷該網絡并且CMTS將不得不主動管理每個QAM信道的帶寬。因此，M-CMTS將不得不保持跟蹤去往每個QAM的單播和多播流量的總和，以使得QAM沒有緩沖區溢出。
[0050]參照圖5，來自圖4的MHA組件與附加的M-CMTS MAC域310 (3 )—起被示出。MHA多播會話340以及單播會話350 (I)和350 (2)與圖3中保持相同。在此示例中，存在兩個附加的多播會話340 (2)和340 (3)，它們由PHY320 (I)和320 (2)訂閱。因此，源自MAC310 (1)-310 (3)的全部三個多播流340 (1)-340 (3)分別每個都終止于PHY320 (I)和 320 (2)。
[0051]從圖5中可見，存在可能的連接的組合。MHA多播會話能夠從任何供應單播DEPI的MAC信道或者從與任何單播MAC信道分開的MAC信道被供應。在多數應用中，單個DEPI隧道能夠服務于一組PHY信道。然而，如果有效載荷多播流量最初是在其本地的MAC-PHY對上設立的，并且隨后多播會話被使用動態DEPI連接擴展到另一QAM信道，那么到多個QAM信道的多個DEPI多播會話可以被建立起來。
[0052]如果DEPI會話使用基于分組的封裝，即，無需使用MPT，那么聚合會話帶寬能夠被允許超出單個PHY信道的帶寬。例如，四個PHY中的每個都使能38Mbps，得到總共152Mbps，而聚合MAC信道具有IOOMbps的限制。CMTS能夠在每個QAM基礎上執行流量整形(trafficshaping)。隨后CMTS能夠在聚合MAC域(DEPI會話)上整形流量。可選地，下游和上游中的鏈路帶寬能夠被看作具有三個級別或層級:1)每個QAM資源的帶寬，2)聚合會話的網絡鏈路的帶寬(通常為IGbps或IOGbps)，以及3) CMTS處的每個MAC域中的帶寬。
[0053]為了促進針對MHA多播的控制平面活動，L2TP隧道被設置用于傳輸GCP AVP。圖6中示出了用于GCP傳輸的L2TP分組的示例。分組具有標準以太網頭部600和CRC640。該以太網分組內部是可選的VLAN頭部605、IPv6或IPv4頭部610、可選的UDP頭部615、L2TPv3控制頭部620、以及一個或多個L2TPv3AVP630的列表。自定義AVP攜帶MHA多播配置參數。
[0054]如在圖6中所見，L2TPv3頭部620遵從標準格式參數。這些字段遵從用于連接設置、流動和拆除的L2TPv3請求評論(RFC)3931規定(definition)。數據字段攜帶用于UEPI控制平面的自定義AVP信息。AVP630包括M、H、長度、供應商ID、屬性類型、屬性值、和字段。一比特的強制性(M)字段判斷AVP是否足夠重要來拆除L2TPv3連接，而隱藏(H)字段指示是否使用了加密。
[0055]圖7中示出了自定義AVP。在此不對標準L2TPv3AVP進行描述。圖7示出了帶有自定義字段的來自圖6的AVP字段630，這些自定義字段包括IP多播組(G)地址710和多播源(S)地址720。表I中描述了每個自定義字段的值，表I如下:
【權利要求】
1.一種方法，包括: 從有線調制解調器終止系統(CMTS)向多個物理層設備發送控制平面消息，所述控制平面消息包括配置來提供多播地址信息的信息； 在所述CMTS處接收來自所述多個物理層設備中的一個或多個的確認消息；以及 將在所述CMTS處起源的下游外部物理層(PHY)接口(DEPI)流量多播至所述多個物理層PHY設備。
2.如權利要求1所述的方法，其中發送所述控制平面消息包括:將所述控制平面消息發送到具有射頻(RF)調制器的物理層設備，所述射頻RF調制器用于在所述DEPI流量中將數據傳送到多個端點。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述CMTS包括介質訪問控制MAC層，所述介質訪問控制MAC層用于將所述DEPI流量分發至所述多個PHY層設備。
4.如權利要求1所述的方法，其中多播包括:將所述DEPI流量多播至多播組，所述多播組包括纜上數據服務接口規范(DOCSIS)服務組。
5.如權利要求1所述的方法，還包括:在多播所述DEPI流量之前，基于一個或多個PHY層設備中的每個和基于每個介質訪問控制(MAC)域，整形多播DEPI流量。
6.如權利要求1所述的方法，還包括:發送單播DEPI流量至所述PHY層設備中的至少一個。
7.如權利要求1所述的方法，其中發送所述控制平面消息包括發送通用控制協議(GCP)消息和互聯網組管理協議IGMP消息中的一個。
8.如權利要求1所述的方法，`其中所述CMTS包括多個介質訪問控制(MAC)層用于將多個DEPI多播流多播至所述多個PHY層設備，從而使得所述PHY層設備能夠基于所述控制平面消息選擇性地訂閱所述DEPI多播流。
9.如權利要求1所述的方法，還包括在所述CMTS和所述多個PHY層設備之間建立第2層偽線，其中所述第2層偽線包括第2層隧道協議(L2TP)偽線，并且發送包括通過所述第2層偽線發送所述DEPI流量。
10.一種系統,包括: 有線調制解調器終止系統(CMTS)Jy^ii CMTS被配置來: 向多個物理層設備發送控制平面消息，所述控制平面消息包括被配置來提供多播地址信息的信息； 在所述CMTS處接收來自所述多個物理層設備中的一個或多個的確認消息；以及 網絡設備，所述網絡設備被配置來: 將在所述CMTS處起源的下游外部物理層(PHY)接口(DEPI)流量多播至所述多個物理層PHY設備。
11.如權利要求10所述的系統，其中所述多個物理層(PHY)設備每個都具有射頻(RF)調制器，所述射頻RF調制器被配置來在所述DEPI流量中將數據傳送到多個端點。
12.如權利要求10所述的系統，其中所述CMTS包括介質訪問控制(MAC)層，所述介質訪問控制MAC層用于將所述DEPI流量分發至多所述多個PHY層設備。
13.如權利要求10所述的系統，其中所述網絡設備被配置來將所述DEPI流量多播至多播組，所述多播組包括纜上數據服務接口規范DOCSIS服務組。
14.如權利要求10所述的系統，其中所述CMTS還被配置來在多播所述DEPI流量之前，基于一個或多個PHY層設備中的每個和基于每個介質訪問控制(MAC)域，整形多播DEPI流量。
15.如權利要求10所述的系統，其中所述CMTS還被配置來發送單播DEPI流量至所述PHY層設備中的至少一個。
16.如權利要求10所述的系統，其中所述CMTS包括多個介質訪問控制(MAC)層用于將多個DEPI多播流多播至所述多個PHY層設備，從而使得所述PHY層設備能夠基于所述控制平面消息選擇性地訂閱所述DEPI多播流。
17.如權利要求10所述的系統，其中所述CMTS還被配置來在所述CMTS和所述多個PHY層設備之間建立第2層偽線，其中所述第2層偽線包括第2層隧道協議(L2TP)偽線。
18.編碼有指令的一種或多種計算機可讀介質，當所述指令被處理器執行時，使得所述處理器執行以下操作: 向多個物理層設備發送控制平面消息，所述控制平面消息包括被配置來提供多播地址信息的信息； 接收來自所述多個物理層設備中的一個或多個的確認消息；以及 通過第2層偽線將下游外部物理層(PHY)接口(DEPI)流量多播至所述多個物理(PHY)層設備。
19.如權利要求18所述的計算機可讀介質，其中用于發送的指令包括當被執行時使得所述處理器發送所述控制 平面消息至具有射頻(RF)調制器的物理層設備的指令，所述射頻RF調制器用于將所述DEPI流量中的數據傳送至多個端點。
20.如權利要求18所述的計算機可讀介質，其中用于多播的指令包括當被處理器執行時使得所述處理器將所述DEPI流量多播至多播組的指令，所述多播組包括纜上數據服務接口規范(DOCSIS)服務組。
【文檔編號】H04L12/28GK103828303SQ201280044895
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2011年9月16日
【發明者】約翰·T·查普曼, 薩吉塔·拉馬克里斯南 申請人:思科技術公司