(57)【要約】第一ネットワークデータフローを複数のサブフローに細分する方法の開示。各サブフローは特別なサービスクラスや優先順位の値を割当てられている。トークンが第一フローから各サブフローまでのネットワークを通じたデータ伝送を調整するため、最も高位の優先順位のパケットをより高い伝送優先順位として受け取るという方法などで割当てられる。
2004514355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットを伝送したり受信するのための複数のネットワークデバイスを備える第一サービスフローからなるネットワーク内で、
第一サービスフローを複数のサブフローに分割する工程と、
複数のサブフローに各々優先順位を割当てる工程と、
各パケットに優先順位を割当てる工程と、
割当てられた優先順位基づいたサブフローに伝送する工程と、
からなるパケット伝送を管理するための方法。
【請求項２】
各優先順位がサービスクラスに関連づけられている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各サービスクラスがデータ伝送優先順位に関連付けられ、各パケットがパケットに割当てられたサービスクラスに従って伝送される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
優先順位が規定された伝送ビットレートに関連付けられた請求項１に記載の方法。
【請求項５】
各パケットが伝送前にキューに入り、優先順位がキューに到着したパケットと対応サブフロー上に伝送したパケット間の規定最大時間に関連付けられた請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ネットワーク伝送パラメータの階層中からのパラメータが各優先順位に関連付けられた請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のサブフローからなる各サブフロー内のパケットの伝送がパケットへのトークン数の割当てを求め、トークン数がパケット長に基づく請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第一サービスフローにはトークン数を割当てられ、次にトークンが複数のサブフローの中に割当てられる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
トークンがサブフロー内の不使用のトークン数に基づき複数のサブフローの間に割当てられる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
トークンがサブフローに関連付けられた優先順位に基づき複数のサブフロー間に割当てられる請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
トークンが第一サービスに割当てられ、次にトークンが複数のサブフローに分配され、最も高位の優先順位のサービスフローが第一サービスフローからトークンの規定割合の割当てを受信し、各劣位の優先順位のサービスフローが同様により少ない割合の割当てを受信する請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
第一サービスフローが第一サービスフローに関連付けられたトークンバケットを備え、各サブフローがサブフローに関連付けられたトークンバケットを備え、各トークンバケットは放出量、中間レートで定義され、放出量は各放出で伝送できるデータの最大量を定義し、中間レートは定義された時間間隔の伝送可能データの最大量を定義する請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
第一サービスフロートークンバケットのトークンが周期的に補充され、各サブフロートークンバケットが第一サービスフローから補充される請求項１２に記載の方法
【請求項１４】
各パケットの優先順位がパケットヘッダーで設定される請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
各パケットの優先順位がパケットを生成するソフトウェアアプリケーションに基づいて決定される請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ネットワークデバイスがケーブルモデムを備える請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
コンピュータ使用可能媒体が第一サービスフローを備えるネットワーク内で、パケット伝送の管理を実施するコンピュータ可読プログラムをコンピュータ使用可能媒体内に備え、該ネットワークがパケット伝送と受信のための複数のネットワークデバイスを備え、
コンピュータが複数のサブフローに第一サービスフローを分配するよう設定するコンピュータ可読プログラムコードと、
コンピュータが複数のサブフローに各々優先順位を割当てるよう設定するコンピュータ可読プログラムコードと、
コンピュータが各パケットに優先順位を割当てるよう設定するコンピュータ可読プログラムコードと、
コンピュータが割当てられた優先順位に関連したサブフロー上にパケットを伝送するよう設定するコンピュータ可読プログラムコードと、
からなる製品。
【請求項１８】
複数のネットワークデバイスの各々のデバイス内の装置で、ネットワークデバイスは第一サービスフローを備えるネットワークを通じてパケットを伝送し、かつ受信し、
複数のサブフロー内に第一サービスフローを分離するための第一モジュールと、
複数のサブフローの各サブフローに優先順位を割当てる第二モジュールと
各パケットに優先順位を割当てる第三モジュールと
割当てられた優先順位に関連したサブフローにパケットを伝送する第四モジュールと、
からなるパケット伝送を管理する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は広くコミュニケーションシステム、より詳細にはサービスデータフローが複数のサブフローに細分化されるコミュニケーションシステムに関する。
【０００２】
発明の背景
電話モデムを使用したインターネットアクセスは現在５６Ｋｂｐｓまでスピードアップし供給されている。電話ベースモデムは電話ネットワークの音声帯域を通じて伝送するためにデータ信号を変調し復調する。対照的に、ケーブルモデムはケーブルテレビシステムを使用してインターネットや他の外部ネットワークへのアクセスを供給する。これによりケーブルモデムは高い帯域幅が供給されて、電話システムより高いデータレートで機能する。ケーブルモデムは、ユーザーのコンピュータや他のコミュニケーションデバイスやケーブルシステムヘッドエンド間の接続を可能にし、例えばＴ１回線（Ｔ１　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｌｉｎｅ）等を通じてヘッドエンドから外部ネットワークまで接続が可能となる。ケーブルネットワークでは、ネットワークヘッドエンドからユーザーや加入者へ転送されるデータはダウンストリームデータといわれる；ユーザーからネットワークヘッドエンドへ転送されるデータはアップストリームデータといわれる。
【０００３】
典型的な現在の技術の双方向ケーブルシステムを図１においてブロックダイヤグラムにて図示した。現在の技術のケーブルシステムは、ヘッドエンド装置１０１、光同軸ハイブリット（ＨＦＣ）ケーブルプラント１０３、複数のケーブルモデム１０５，１０６（２つ図示）、関連したコミュニケ−ションリンク１１６，１１７を通じてケーブルモデム１０６，１０７に接続された関連した多くの加入者のコミュニケーションデバイス１０７，１０８（２つ図示）からなる。加入者のコミュニケーションデバイス１０７，１０８はコンピュータや、テレビや、電話などからなり得る。当業者に周知のように、ヘッドエンド装置１０１は、プロセッサー、ルーター、スイッチ、ダウンストリームトランスミッタ、アップストリームレシーバー、スプリッター、コンバイナー、加入者データベース、ネットワークマネージメントステーション、ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）、トリビアルファイル転送プロトコル（ＴＦＴＰ）サービス、コールエージェント、メディアゲートウェイ、課金システムからなる。ＨＣＦケーブルプラント１０３は光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、ファイバー／同軸ノード、増幅器、フィルター、タップからなり、タップはヘッドエンド装置１０１からケーブルモデム１０５，１０６へ共有ダウンストリームチャネル１１０を通じた伝送とケーブルモデム１０５，１０６からヘッドエンド装置１０１へ共有アップストリームチャネル１１２を通じた伝送をサポートする。プログラム信号はヘッドエンド装置１０１にＨＦＣケーブルプラント１０３を通じて加入者にブロードキャストするために入力される。
【０００４】
ダウンストリームチャネル１１０とアップストリームチャネル１１２は通信情報への各伝送プロトコルを利用する。よくある例として、ダウンストリームチャネル１１０を通じて情報を伝送するために使用する変調スキーム（例、６４―配列直交振幅変調（ＱＡＭ））はアップストリームチャネル１１２を通じて情報を伝送するために使用する変調（例、差動４相位相変調（ＤＱＰＳＫ）や１６配列ＱＡＭ）よりも高い順位（Ｏｒｄｅｒ）であり、結果としてダウンストリームの伝送速度はアップストリームの伝送速度よりも早い。アップストリームの伝送速度がダウンストリームの伝送速度よりも遅いケーブルシステムは一般的に“非同期”システムといわれる。アップストリームの伝送速度がダウンストリームの伝送速度とほぼ同様なケーブルシステムは“同期”システムといわれる。
【０００５】
各チャネル１１０，１１２上で使用される変調のための特有のタイプに加えて、各チャネル１１０，１１２における共有される性質は他のプロトコル要求を導入する。例えば、ダウンストリームチャネル１１０が共有された場合、ダウンストリームプロトコルはアドレス情報を含み、各ケーブルモデム１０５，１０６は情報パケットがそこに向けられているかダウンストリームチャネル１１０をモニターする。一方、特定のケーブルモデム１０５や，１０６（接続されたコミュニケーションデバイス１０７や，１０８や、（ブロードキャストメッセージなど）全てのケーブルモデム１０５，１０６（、接続されたコミュニケーションデバイス１０７，１０８）に向けられた情報パケットはケーブルモデム１０５，１０６により処理され、必要に応じて接続された加入者コミュニケーションデバイス１０７，１０８（例えば、電話、パーソナルコンピュータ、他の終端デバイス）へ転送される。アップストリームチャネルが共有された場合、アップストリームチャネルアクセスプロトコルはケーブルモデム１０５，１０６から生じる通信情報の衝突の可能性を減少するように使用される。数多くのアクセスプロトコルがアップストリームチャネルアクセスの定義用に存在している。その中にはＡＬＯＨＡ、スロット（ｓｌｌｏｔｔｅｄ）ＡＬＯＨＡ、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、時間分割多重接続（ＴＤＭＡ）、衝突検出型ＴＤＭＡ（ＴＤＭＡ　Ｗｉｔｈ　Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　Ｄｅｔｅｃｔ）、キャリア検知多重接続、などのよく知られたプロトコルが含まれている。
【０００６】
一部の双方向ケーブルシステムは近年公開されたデータ・オーバー・ケーブルシステムインターフェース（ＤＯＣＳＩＳ）バージョン１．０により定義されたアップストリームとダウンストリームチャネルプロトコルにより遵守され、使用する。
【０００７】
ＤＯＣＩＳの詳細は本願に組み入れられている。ＤＯＣＳＩＳ標準により定義されたアップストリームプロトコルはタイミングをヘッドエンド装置１０１（ＤＯＣＳＩＳ標準における“ケーブルモデムターミネーションシステム”（ＣＭＴＳ））によりコントロールされ、ダウンストリームチャネル１１０を通じて伝送されたタイムスタンプ同期メッセージを経由してケーブルモデム１０５，１０６と接続する。そのため、順番に、高い精度で（ｈｉｇｈ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｍａｎｎｅｒ）、アップストリームコミュニケーションを発生させるために、モデム１０５，１０６で加入者のコミュニケーションデバイス１０７，１０８によって供給される情報の伝送が始まる前に、各ケーブルモデム１０５，１０６内のタイムレファレンスとヘッドエンド装置１０１の同様のタイムレファレンスがほぼ同期する必要がある。；さもなければ、モデム１０５からの伝送は他のモデム１０６からの伝送と衝突する可能性がある。
【０００８】
ヘッドエンド装置１０１は一般的に、光ファイバ配信データインタフェース（ＦＤＤＩ）リンクや１００ベースＴイーサーネット（１００ｂａｓｅＴＥｔｈｅｒｎｅｔ）リンクなど、適切なコミュニケーションリンク１１９を経由して、パブリックスイッチテレフォンネットワーク等の外部ネットワーク１１４やインターネット等の広域パケットネットワークに接続される。従って、双方向ケーブルシステムは加入者のコミュニケーションデバイス１０７，１０８や、図１に含まれていない同様のデバイスや、インターネットサーバーや、コンピュータネットワークや、その他外部ネットワーク１１４によって代表されるもの間のコミュニケ―ション接続性を供給する。
【０００９】
また、ヘッドエンド装置１０１は（サテライトダウンリンク、地上マイクロ波、有線を経由した）加入者へのブロードキャストのためにプログラム信号を受信する。
【００１０】
加入者データは６ＭＨｚチャンネルを通じて送信される。６ＭＨｚチャンネルは全ての加入者向けのブロードキャスティングテレビジョン信号ためのケーブルテレビジョンチャネル用に割当てられた帯域のサイズである。加入者側では、ダウンストリームデータがケーブルモデム１０５，１０６によりそれぞれ受信する間、セットトップボックス（図２）によりプログラム信号が受信される。ケーブルモデムシステム内の多くのアップストリームやダウンストリームチャネルはサービスエリア、ユーザー数、各ユーザーに契約したデータレート、可能帯域に基づいて処理されている。
【００１１】
図２は加入者やユーザー側でのケーブルシステムコンポーネントのブロックダイヤグラムであり、コミュニケーションデバイス１０８に関連している。加入者側の構内では、スプリッター１３４はケーブルシステムヘッドエンド１０１からの入力信号を分配する。テレビジョン信号はセットトップボックス１３８のコントロールによりテレビ１４０上に表示される。スプリッター１３４からの第２のアウトプットはケーブルモデム１０５との接続を可能にする。ヘッドエンド装置１０１からのダウンストリーム信号はＲＦ（無線周波数）チューナー１４２に供給される。ケーブルモデム１０５のスタートアップやコンフィグレーションフェーズ中にケーブルモデム１０５に割当てた周波数帯に信号を同調させる。上記で述べたように、ダウンストリームチャネルは典型的に直交振幅変調（ＱＡＭ）を使用し、復調器１４４内で復調される。復調された信号はメディアアクセスコントローラー１４６に入力される。メディアアクセスコントローラー１４６からのベースエンドデータ信号はケーブルモデム１０５の全体的なコントロールをし、データコントロール機能を供給するデータ／管理ロジックユニットに入力される。コミュニケーションデバイス１０８はダウンストリーム方向に送信されるデータを受信し、アップストリーム方向にデータを送信するためのケーブルモデム１０５のデータ／管理ロジックユニットに接続される。
【００１２】
アップストリームデータはコミュニケーションデバイス１０８からデータ／管理ロジックユニット、メディアコントローラーを経て、最後に変調のための変調器へ送り出す。一般的に、差動４相位相変調（ＤＱＰＳＫ）や１６ＱＡＭ変調がアップストリームデータ用に採用される。選択した変調の種類は各ケーブル１０５に供給される設定情報に記載される。アップストリームデータは伝送のためにスプリッター１３４を通り、光同軸ケーブルプラント１０３を経由してヘッドエンド１０１へ送り出される。最終的には、図１で述べたようにデータは外部ネットワーク１１４に到達する。
【００１３】
ある実施では、ダウンストリームチャネルは６ＭＨｚケーブルチャネル上のデータを３０〜４０Ｍｂｐｓに分配する能力をもつ６４ＱＡＭ変調や２５６ＱＡＭ変調を採用する。アップストリームチャネルは３２０Ｋｂｐｓ〜１０Ｍｂｐｓまで使用可能なデータレートと共にＱＰＳＫや１６ＱＡＭ信号を使用する。アップストリームとダウンストリームデータレートはシステムオペレーターによって設定される。例えば、ビジネスユーザーに使用されるケーブルモデム１０５は双方向にそれぞれ高いデータレートで情報を受信し伝送できるように設定されえる。一方、家庭ユーザーはアップストリームデータ伝送が低い速度に制限され、外部ネットワーク１１４からデータを受信するためのダウンストリーム方向の広い帯域幅アクセス（そのため高いデータレート）に設定されたケーブルモデム１０５を持ち得る。さらにもう一つの実施では、データレートの割当ては時刻に依存（ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｄａｙ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）でありえる。
【００１４】
しかし、ケーブルモデムが規定の変調タイプを使用して、規定変調速度（やデータレート）を作用することを強調しなければならない。独立したデータパケットの優先順位は設定されたアップストリームデータレートや帯域幅に影響しない。アップストリームチャネル上の伝送する全てのモデムは同じ変調速度や変調型を使用する。しかし、ケーブルモデムによって使用される帯域幅の実際の量はモデムをコントロールするソフトウェアによって制限されている。上記で示したように家庭ユーザーは１Ｍｂｐｓに制限されている中、ビジネスユーザーはアップストリーム方向で２Ｍｂｐｓにするように設定されている。しかし、ビジネスユーザーや家庭ユーザーをサポートしているケーブルモデムは高いシステムレートで使用する能力がある。個々のデータパケットの優先順位は設定変調速度や変調型に影響しない。
【００１５】
ケーブルモデム１０５か１０７が電力を入れたとき、光同軸ケーブルプラント１０３を経由してヘッドエンド装置１０１向けて接続が作成される。この接続はインターネットプロトコル（ＩＰ）を採用している、そのためヘッドエンド装置１０１により受信したようなＩＰフォーマットのインターネットやワールトワイドウェブ（一般的には外部ネットワーク１１４）から来たデータはケーブルモデム１０５や１０６に向けダウンストリームを前進することができる。ケーブルモデムの初期化のプロセスで、モデムはＩＰアドレス、他の操作上の（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ）パラメータ、ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）からのモデム設定ファイルのサーバーアドレスなどを獲得する。どのＤＨＣＰサーバーもブロードキャスト要求に応えられ、必要な情報を供給できる。設定ファイルは様々なモデム設定パラメータからなり、それらは、アクセスコントロール情報、ダウンストリームとアップストリームチャネルの割当て、モデム操作ソフトをダウンロード可能なトリビアルファイル転送プロトコル（ＴＦＴＰ）サーバーからなる。
【００１６】
図１に示されるケーブルシステムネットワークなど、パケットスイッチネットワークは典型的にベストエフォート型配信（ｂｅｓｔ−ｅｆｆｏｒｔ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｄｅｌｉｖｅｒｙ）方法で運営されている。好ましくないことに、コネクションレスベストエフォート型配信モデルを使用したインターネットプロトコルは順番に、時間通りに、などパケットを配信することを保証しない。全てのトラフィックは同様の優先順位を持ち、時間通りに配信される同様の可能性を持つ。ネットワークが込み合った場合、また全てのトラフィックは、遅延や脱落の同様の可能性を持つ。ネットワークを使用する多くの種類のアプリケーションで、ワールドワイドウェブにインターフェースするミッションクリティカル（ｍｉｓｓｉｏｎ−ｃｒｉｔｉｃａｌ）アプリケーションや、オンラインビジネスクリティカルアプリケーションや、（ディスクトップビデオ会議やウェブベーストレーニングなど）マルチメディアに基づくアプリケーションや、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）（ｖｏｉｃｅ　ｏｖｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がある。あるネットワークアプリケーションは帯域幅や遅延に敏感の場合があり、そのためネットワーク上のサービス要求の特別なクラスを要求する。一部のアプリケーションは受信側にリアルタイムの配信を要求し、他のアプリケーションは少々の遅延は許容できる。インターネットプロトコルを使用する、ＶｏＩＰやビデオ会議等のリアルタイムアプリケーションを配備するために、帯域幅の待ち時間や変動の要求などからなる許容可能なレベルの品質が保証される必要があり、さらに、ネットワーク上に伝統的なデータトラフィックを使用して共存するリアルタイムトラフィックを可能にする方法を満たす必要がある。サービスクラス（ＣｏＳ）の概念の採用は、劣位のクリティカルアプリケーションに合理的で効率的な方法でネットワークの使用を許可することにより、ネットワークマネージャーにミッションクリティカルやリアルタイムアプリケーションのトラフィックについて、帯域幅を必要とする他のアプリケーションから保護を保証することを可能にする。この目的を達成するため、ネットワークサービスクラスのポリシーはネットワークユーザーの目的によりネットワークのリソースを調整する。それらのサービスクラスのパラメータがなければ、ネットワークのリソースは重要でないアプリケーションによってすぐに消費されてしまうだろうし、より重要なものに使用できなくなる。サービスクラスの実装の形態はネットワークデバイスに予測可能な方法で高い優先順位のトラフィックを認識し、配信する。ネットワークの混雑が起こった時、サービスクラスのメカニズムは高い優先順位のトラフィックを配信するために、劣位の順位のトラフィックを脱落させたり遅延させる。
【００１７】
そのため、パケットスイッチケーブルモデムシステムでサービスクラススキームを設立し、それを実装するためのメカニズムを開発する必要性があり、それによって高い優先順位のアップストリームデータの可能性増加は時間通りに目的地に到達するだろう。
【００１８】
好適な実施例の詳細な説明
双方向ケーブルモデムコミュニケーションシステム内のデータ−フローに対するサービスクラスの優先順位の割当てや実装のための特定の方法や装置について詳細を記述する前に、本発明は第一にそこに関連するステップや装置の斬新な組合せに有ることが見られるだろう。従って、ハードウェアのコンポーネントや方法のステップは図面中の従来の要素によって表現され、現在の発明に関係のある特定の詳細だけを示し、本発明の備える此処に記述された利点が当業者に簡単に理解できるような構造の詳細によって本開示を明確にした。
【００１９】
ＤＯＣＳＩＳ１．０プロトコルは、ケーブルモデム１０５，１０６のようなケーブルモデムがアップストリーム方向のキャリー（Ｃａｒｒｙｉｎｇ）データのための複数のサービスフローを設定することを可能とする。しかし、ケーブルオペレーターにとってこの特性を有効利用することは不可能である。なぜなら業界内にデータを、あるサービスフローと他の優先的なサービスフローと分類するメカニズムがないからである。従って、全てのデータが第一アップストリームサービスフローを流れる。ＤＯＣＳＩＳ１．１基準はケーブルモデムに有るパケットを特定のサービスフローに送信を指示するための、設定時に活動化される、分類特性を備えている。例えば、他の全てのデータパケットが第一サービスフローを通じて送信される間に、全ての音声パケットを第二サービスフローに乗せるように分類を設定できるだろう。
【００２０】
本発明に基づいて、第一サービスフローは多くのサブフローに分割される。サブフローの一つ一つは、ケーブルモデム１０５，１０６からヘッドエンド装置１０１へのサブフロー上の伝送待機データ用の順位を決定する関連ランキングや優先スキームによるサービスクラスに割当てられる。高い優先順位のデータは低い優先順位のデータの前に伝送される。例えばＩＰ電話のコールは遅延や会話の途切れを避けるためにほぼリアルタイムで伝送される必要がある。約３００ミリ秒以上の遅延は会話の当事者にはたいてい我慢できないと知られている。それゆえ、ＩＰ電話などで示されるデータは高い優先順位のサービスクラスが割当てられるだろう。反対に、文章データは低い順位のサービスクラスの割当てを受けるだろう。
【００２１】
モデムによって与えられる（伝送優先順位など）サービスフローパラメータは設定ファイルにより設定される。サブフローのパラメータは下で記述するように、サービスフローパラメータより生成される。
【００２２】
本発明のある実施形態は、トークンバケット方法はデータパケットを運ぶアップストリームサブフローを管理し、保証されたパケットはケーブルモデム１０５，１０６から割当てられたサービス優先順位により伝送される。各トークンバケットは３つのコンポーネント；放出量、中間レート（Ｍｅａｎ　Ｒａｔｅ）、時間間隔からなる。中間（平均）レートは、時間間隔により定義された単位時間当りどれぐらいの量のデータが伝送できるか指定している。放出量は（ビットで測定され、）ネットワークスケジュールコンフリクトの発生を防ぐために一回の放出で送信されるデータの量を指定している。５Ｍｂのトークンバケット放出量を使用した典型的なトークンバケットアルゴリズムは１Ｍｂｐｓの中間ビットレートと１秒の時間間隔からなる。バケットは５メガビットの最大容量を持つ。バケットがフルになった時（５メガビット相当のトークンを含むとき）、それ以上のトークンが加えられない。
【００２３】
各トークンはヘッドエンド装置１０１に向けたある数のビットを送信するケーブルモデムのための許可を表す。パケットを伝送するため、ケーブルモデムはバケットからパケットサイズに対する表示と等しい数のトークンを持ち去る。もしも、パケットを送信するバケット内に十分なトークンがない場合、バケットが十分なトークンを持つか、パケットが単に廃棄されるかまでパケットは待つ。それゆえ、どんなときでも、ネットワーク内にケーブルモデムが送信可能な最も大きい放出やパケットはバケット許容量におおよそ比例する。
【００２４】
さらに本発明の教示によれば、ケーブルモデム１０５，１０６からのパケットの伝送は多くのトークンバケットによってコントロールされ、各トークンバケットはケーブルモデムに対する特定のサービス（サブフロー）クラスによって構成される。第一フローバケットからのトークンは多くのサブフローバケットの間に分配される。上記で記載のように、トークンは第一バケットより周期的に補充される。各サブフローバケットは第一トークンバケットより補充される。事実、サブフローバケットを補充するための多くのアルゴリズムがある。例えば、第一バケットは各サブフロー向けに規定の割合の受信トークを割当てることによりコントロールできる。例えば、最も優先順位の高いサブフローバケット（バケットワン）は任意の時間間隔を通して第一バケット内のトークンの５０％を受信することができる。最も優先順位の低いサブフローバケット（バケットスリー）は同じ時間間隔を通して第一バケット内のトークンの１５％を受信する。最後に真中の優先順位のバケット（バケットツウ）は任意の時間間隔を通して第一バケットトークンの３５％を受信する。あるいは、第一バケットにトークンが入っている場合、それが満杯になるまで第一にバケットワン（最も優先順位の高いサブフローバケット）に配置することができる。高い優先順位のパケットはトークンを受信する高い可能性と、伝送の高い優先順位を持つことを保証する。より遅く受信されたトークンはバケットツウが満杯になるまでバケットツウに配置され（前提としてバケットワンは満杯である。）、最後に、他の二つのバケットが満杯の場合到着したトークンはバケットスリーに配置される。当業者によって理解されるように、第一バケットと多くのサブフローバケットのどちらへの補充プロセスを管理する様々な技術が用意されている。
【００２５】
第一バケットの補充のためのアルゴリズムと多くのサブフローバケットはケーブルモデム１０５，１０６にハードコードされる場合がある、また、アルゴリズムは設定ファイルに設定されている場合もある。ベンダー特異ＴＬＶパラメータ通じて、設定ファイルはスタートアップフェーズ中にケーブルモデム１０５，１０６にダウンロードされる。コントロールメカニズム用に設定ファイルを使用することにより、ケーブルシステムオペレータが複数のサブフローに対して補充アルゴリズムを変更することを可能にする。またケーブルシステムオペレータは各ケーブルモデム１０５，１０６をシンプルネットワークマネージメントプロトコル（ＳＮＭＰ）の下で実行するネットワーク管理アプリケーションソフトを使用することにより管理することができる。ＳＮＭＰはネットワークマネージャーがネットワークデバイス内のネットワークオブジェクトの修正することを可能にし、それによりネットワークパラメータを変更する。例えば、バケット補充プロセスはＳＮＭＰに基づく命令によりリアルタイムで修正されえる。
【００２６】
ある実施では、各データパケットはパケットヘッダーに含まれている情報によりサブフローの一つに割当てられる。例えば、パケットヘッダーはＩＰデータ、ＬＬＣデータ、ＴＣＰ／ＵＤＰデータを識別する。データタイプに基づき、データパケットは適切な優先順位のサブフローに割当てられ、データタイプとサブフローの優先順位間の相互関係は設定ファイルで設定されたり、モデム内でハードコードされている。もしくはデータタイプを識別するため、モデムは特別なデータ署名のためのデータファイルを調べることができる。ＶｏＩＰデータはこのような特別の署名を持つ。他の実施では、モデムはデータタイプを識別し、パケットを発生させる内蔵ケーブルモデムソフトアプリケーションを調べることにより、サブフローに割当てることができる。例えば、ネットワーク管理アプリケーションはシンプルネットワークマネージメントプロトコル（ＳＮＭＰ）パケットを発生させる。典型的にＳＮＭＰパケットはデータパケットより高い優先順位を割当てられる。
【００２７】
ケーブルモデムのサブフローの割当てに関するヘッダーの検査の代わりに、パケットを作成するアプリケーションソフトはサブフローの割当てが可能で、これらのパラメータを提供できる。別の例では、モデムは電話の可聴音をデジタル化し、それをパケット化するＶｏＩＰソフトウェアアプリケーションを備える。この例では、パケットの優先順位の確定する検査は必ずしも必要としない。なぜなら、モデムを操作するソフトはパケットが音声データを操作するソフトウェアアプリケーションから来ることを確定できるからである。そのため、一般的にはこれらのパケットは高い優先順位のサブフローを割当てられる。
【００２８】
図３は本発明のソフトウェアのフローチャートを示すものである。モデム１０５，１０６がステップ１８０で起動し、ステップ１８２で設定ファイルをダウンロードする。本発明の実施で、複数のサブフローとバケット補充アルゴリズムの詳細は設定ファイル内で識別される。この情報は設定ファイル内で生成され、補充プロセスとサブフローの割当てを管理するモデム操作ソフトに供給される。ステップ１８６では、パケットは伝送のための準備としてパケットに伴い決定したサービスクラスを検査する。他の例で議論したように、サービスクラスはヘッダーの検査以外の技術でも決定しえる。いずれにせよ、一度パケット用のサービスクラスが決定されると、パケットによって構成されたサブフロー（またはサービスクラス）バケットを検査するステップ１８８にプロセスは移動する。もし十分なトークンがバケット内に用意されると、プロセスは決定ステップ１９０から適切な数のトークンがパケットに割当てられるステップ１９２に移動する。ステップ１９４では、パケットが伝送される。そしてプロセスは待機中の次のパケットを検査するステップ１８６に戻る。もし十分な数のトークンが決定ステップ１９０で用意されていない場合、パケットは転送することができず、キューの中に保持される。プロセスは決定プロセス１９０から次の待ちパケットを検査するためのステップ１８６に戻る。遅延したパケットで構成されたサブフロートークンバケットが補充されるとき、パケットは伝送される。上記で議論したように、補充プロセスは周期的に各サブフローバケットにトークンを配置するが、これは図３のフローチャートに記述されていない。ある実施例では、補充プロセスは以下のように実行される。Ｒ／Ｔをアルゴリズムの中間レートとする。Ｒはビットで測定され、Ｔは秒で測定される。そして毎Ｔ秒ごとのＲビット相当のトークンがバケットに加えられる。例えば、Ｒ＝１ミリオンビット、Ｔ＝１秒、毎秒１ミリオンビット相当のトークンがバケットに加えられる。このとき中間レートは１Ｍｂｐｓである。
【００２９】
上記したように、ケーブルシステムオペレータはケーブルモデム１０５，１０６に対する（ＳＮＭＰプロトコルを使用）伝送ネットワーク管理コントロール情報によってサブフロー割当てプロセスの操作を修正できる。このような管理情報は図３のフローチャートに対する中断として機能（ｏｐｅｒａｔｅ）する。
【００３０】
好ましい実施を例示として本発明を記述してきた、当業者は本発明の範囲と精神から逸脱することなく、様々な修正や変更がなしえることが認識されるであろう。本発明の範囲から逸脱することなく特定の実施形態に適応するための変更が作成できる。本発明は開示されたベストモードと考えられる実施だけに限定するものではなく、添付の特許請求の範囲並びにその代替物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】典型的な従来技術における双方向ケーブルコミュニケーションシステムを示す電気ブロックダイヤグラム。
【図２】加入者構内における双方向ケーブルコミュニケーションシステムの要素を示す電気ブロックダイヤグラム。
【図３】本発明に関連したサービスクラスの割当てと方法論を示すフローチャート。
【図１】
2004514355.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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