CN100350797C - 多点传播信息传送***和多点传播信息传送方法 - Google Patents

多点传播信息传送***和多点传播信息传送方法 Download PDF

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Abstract

从上行线路线(130)接收的用于与电视节目等等对应的多个频道的多点传播通信帧遵从关于总接收数量的限制或依照优先级的限制，并被从第一个优先级控制部件(192)发送出去，然后做为ATM单元从ATM SAR(134)转发到背板总线(128)。DSL用户线终端单元(127)查阅它们自己的基于全局多点传播分配表(205)得到的本地多点传播分配表(211)，从而复制所需数量的相关频道的ATM单元拷贝，并把它们发送到相应的DSL线。

Description

多点传播信息传送***和多点传播信息传送方法
技术领域
本发明涉及用于有选择性的把复合频道通信信息传送给订约人的一种多点传播信息传送***和一种多点传播信息传送方法。特别地，本发明涉及一种多点传播信息传送***和一种多点传播信息传送方法，在其中各个订约人从电影，电视广播等等的多个频道的通信信息中选择期望的频道，并接受其中所传送的信息。
背景技术
在每个人主张诸如电视节目的内容的个性化，这些个体能够通过广播获得的电视节目的多样性，已经被强烈地要求。随之而来，对现有的电视台不满并利用诸如CATV(有线电视)提供多频道节目的***来从更多的频道中选择期望的节目的用户已经在增加。
在使用CATV用于电视节目的一种信息传送***中，同轴电缆被铺设在CATV台和每个订约人的家庭之间。在这个信息传送***中，因为使用了同轴电缆，几十个频道那么多的电视节目能被同时传送给每个***订约人的家庭，并且用户能从频道中选择一个期望的频道。
图1展示了在CATV台501中用于节目的一种传统的信息传送***。在信息传送***500中，CATV台501使用同轴电缆503把CATV网络504分布到每个订约人的家庭502-1到502-P。如上所述，每个同轴电缆503能容纳许多频道。因而，CATV台501能把所有频道的节目传送到布置在每个订约人家502-1到502-P的电视505附近的机顶盒506。在每个订约人家502-1到502-P中，使用机顶盒506从传送的节目中选择期望的频道和订约了的频道并观看它们就成为可能。
也就是说，在CATV信息传送***500中，一个CATV台501能广播到各个订约人的家502-1到502-P。
在另一方面，随着在因特网基础上的通信环境的准备，花费低通信费用接收相关地大量数据成为可能。进一步的，关于用于在被高度压缩状态中传送图像数据和声音数据的数据压缩技术已经得到发展。在这些情况下，使用因特网传送电视节目，音乐节目，电影节目，和类似节目到各个订约人的家中成为了可能。然而，在使用因特网的通信***中，如图1所示广播多个频道的节目到各个订约人的家中是不实际的。最大的原因是因为每个频道的节目数据在每单位时间的数据传输量是相当大的，如图像和声音数据，所以在因特网上同时传送多个节目的数据到各个定约人的家中是困难的。
例如，为了观看由相关的高质量图像和声音组成的电视节目，每频道3Mbps的数据传输量据说是必须的。因而，在使用现有的ADSL线广播多个频道的情况下，仅仅可能最多传送一个频道的电视节目或几个频道的电视节目到每个订约人的家中。因此，每个订约人家必须从小数量的频道中选择频道来观看，所以给每个订约人选择节目的空间很小。
即使通过使用另一种通信技术或由于通信技术的进一步发展，足够数量的电视节目能被同时传送给每个订约人的家中，当某个节目发行公司持续传送大量数据到每个订约人的家中时，可能会带给其他一般使用因特网的数据的传输以严重的限制。因而，这是不可取的。进一步，即使多个节目的数据被传送到每个订约人的家中，当一个节目被观看时，剩余节目数据全被丢弃，从而带给网络不必要的负载。
由于这个原因，传统上已经提议实施关于多个频道的数据传送的多点传播通信(例如，日本卫星3288365号)。注意，“多点传播通信(multicast communication)”是一种把带有同样内容的信息包传输到有限的指定目标组的技术。
图2展示了在多点传播通信基础上传统上提议的信息传送***520的概括图。在信息传送***520中，服务器521被通过网络523连接到桥522，且每个主机524被连接到分类成许多组的网络接口(IFs)525-1到525-C中的一个上。桥522具有基于MAC(Media AccessControl，媒体接入控制)地址对信息包分类的功能，且因而不加入来自网络523的不需要的信息包。
桥522包括网络接口528，它有一个末端连接到把网络接口525-1到525-C连接在一起的背板总线527上且另一个末端连接到网络523；和管理接口(IF)529，它管理网络接口525-1到525-C和528。管理接口529监控所有主机524发送和接收的数据的目的地，且准备显示出主机和目的地之间的相关性的数据库。进一步的，在这些数据库中，管理接口529把那些通过网络接口525-1到525-C和528个别地请求的数据库传送到网络接口525-1到525-C和528，做为那些数据库的相应表。
服务器521通过多点传播为每个网络接口525-1到525-C发送信息包。这些信息包基于每个相应表通过网络接口528发送到网络接口525-1到525-C中的相应接口上。例如，网络接口525-1能通过多点传播把诸如从服务器521接收的特定频道的电视节目的多种信息发送到所有属于那里的主机524。在这种情况下，在多点传播通信中，网络接口525-1复制接收到的信息包的拷贝，并把它们传送到从属的主机524。
关于图2中所示的提议，做为例子，已经给出了对在诸如电视节目的多种信息被通过多点传播发送自服务器521的情况下的说明。另一方面，除服务器521外的多种数据发送源也存在于网络523。从那些数据发送源发出的信息包同样通过网络接口528和桥522中的背板527被发送到单独的网络接口525-1到525-C。因而，即使多种数据被通过多点传播从服务器521发送出，当传送总量增加的时候，加到桥522中的背板总线527上的负载也变得相当高。结果，特别当服务器521在多个频道上发送数据量很大的数据时，例如电视节目，就出现了问题：不能完成对从其他数据发送源发送的信息包的接收。进一步的，有可能甚至对从服务器521发送的信息的接收衰减到不能使观看者满意的水平。
发明内容
因而本发明的目标是，提供一种多点传播信息传送***和多点传播信息传送方法，即使当从网络通过多点传播接收相对大量信息的时候，也不会对从网络上接收其他信息产生不好的影响。
本发明的另一个目标是提供一种多点传播信息传送***和多点传播信息传送方法，能够在从网络通过多点传播接收相对大量信息时确保必要的质量。依照本发明的第一方面的一种多点传播信息传送***包括多个用户线终端单元，每个提供可选数量的用户线，每个连接到终端上；信息包接收部件，响应信息包的到达接收该信息包，该信息包被定址到多个用户线终端单元的任何终端；和公共传送线，用于向多个用户线终端单元发送由信息包接收部件接收的信息包。该多点传播信息传送***进一步包括优先级分类部件，用于分类转发到公共传送线的关于各个从信息包接收部件接收的信息包的优先级；和信息包转发控制部件，依照优先级分类部件的分类结果控制关于公共传送线的每个信息包每个单位时间里的转发数量。
在依照本发明的第一方面的多点传播信息传送***中，它被配置成，当向多个用户线终端单元通过公共传送线发送由信息包接收部件接收的信息包，以便对应目的地终端的那些用户线终端单元把信息包发送到相应的用户线的时候，优先级分类部件分类关于转发到公共传送线的关于各个由信息包接收部件接收的信息包的优先级，且在这个结果的基础上，信息包转发控制部件能控制每单位时间里关于公共传送线的每个信息包的转发数量。通过这种配置，即使当电视节目等的信息包被集中时，能通过防止对其他信息包的接收造成的不好的影响或者当信息包的带宽太大的时候限制信息包的带宽为适当值来保证整体的信息包质量。
依照本发明的第二方面的一种多点传播信息传送***包括多个用户线终端单元，每个提供可选数量的用户线，每个都连接到终端；信息包接收部件，响应信息包的到达接收所述信息包，该信息包被定址到到多个用户线终端单元的任何终端；和信息包选择部件，从由信息包接收部件接收的信息包中，选择每个都具有多个目的地的多点传播信息包和每个都具有单独目的地的单点传播信息包。该多点传播信息传送***进一步包括公共传送线，用于在被信息包选择部件选出后，向多个用户线终端单元发送多点传播信息包和单点传播信息包；和多点传播信息包转发数量调节部件，它被提供在公共传送线和信息包选择部件之间，并调节每个单位时间里由信息包选择部件选出的，将被转发到公共传送线的每个多点传播信息包的转发数量。
在依照本发明的第二方面的多点传播信息传送***中，它被配置成，当通过公共传送线向多个用户线终端单元发送由信息包接收部件接收的信息包，以便对应于目的地终端的那些用户线终端单元把信息包发送到相应的用户线，单位时间里每个将被转发到公共传送线的多点传播信息包的数量被调节。通过这种配置，即使当电视节目等的多点传播信息包被集中时，整体的信息包质量能通过防止单点传播信息包的接收造成的不好影响或当多点传播信息包的带宽太大时根据多点传播信息包的种类限制多点传播信息包的带宽为适当的值而得到保证。
依照本发明的第三方面提供一种多点传播信息传送方法。该多点传播信息传送方法包括信息包接收步骤，即当到达的信息包被定址到任何连接到用户线的终端时，可选数量的用户线被容纳在由从属设备提供的多个用户线终端单元中的每一个里，接收所述信息包；和信息包转发数量调节步骤，即当向为发送信息包到多个用户线终端单元而服务的公共传送线转发在信息包接收步骤中接收的信息包时，根据信息包和各个信息包被定址到的终端，调节在单位时间里各个被转发到公共传送线的信息包的数量。
在依照本发明的第三方面的多点传播信息传送方法中，它被配置成，关于每个通过公共传送线被转发到多个用户线终端单元的信息包，当把它转发到公共传送线时，根据内容和其中的目的地调节每单位时间里的转发数量，从而把每个信息包的转发数量在公共传送线的允许值范围中合理化。
一种依照本发明的第四方面的多点传播信息传送方法包括信息包接收步骤，即当到达的信息包被定址到任何连接到用户线的终端时，可选数量的用户线被容纳在从属设备中提供的多个用户线终端单元中的每一个，接收信息包；和信息包选择步骤，即从在信息包接收步骤中接收的信息包中，选择每个具有多个目的地的多点传播信息包和每个具有单个目的地的单点传播信息包。该多点传播信息传送方法进一步包括多点传播转发数量调节步骤，即当在信息包选择步骤中被选出后，向为发送多点传播信息包和单点传播信息包到多个用户线终端单元而服务的公共传送线转发多点传播信息包和单点传播信息包时，根据每个多点传播信息包被定址到的终端组，调节单位时间里转发到公共传送线的多点传播信息包的数量。
在依照本发明的第四方面的多点传播信息传送方法中，它被配置成，当通过公共传送线把信息包发送到多个用户线终端单元时，每单位时间转发到公共传送线的多点传播信息包的数量根据各个多点传播信息包被定址到的终端的组被调节，从而通过防止单点传播信息包的接收造成的不好影响和当这些带宽太大时根据多点传播信息包的种类把多点传播信息包的带宽限制在适当的值，来保证整体信息包的质量。
如上所述，在本发明中，当在其中信息包被通过公共传送线传送到多个用户线终端单元的设备存在于通信***时，转发到公共传送线的多点传播信息包和单点传播信息包依照其中的目的地或优先级或与关于公共传送线的转发允许数量相关的多点传播信息包总转发数量而被调整。因而，在公共传送线做为瓶颈工作的信息包通信中，各个信息包能在终端侧被适当的接收。通过这种配置，更多的多点传播帧能成为传送对象，且防止需要实时处理的内容质量衰减成为可能，如防止由于信号延迟导致的图像质量衰减。因而，使提高信息传送可靠性并在限制构建和管理***所需的花费时实现稳定的服务成为了可能。
附图说明
图1是展示用于CATV台的节目的传统信息传送***概况的***配置图；
图2是展示基于多点传播通信的传统提议的信息传送***概况的***配置图；
图3是展示依照本发明的最佳实施例用于收看和收听电视图像和声音的多点传播信息传送***概况的***配置图；
图4是展示本发明的实施例中的用户线容纳设备和它的***电路配置概况的框图；
图5是展示本发明实施例中的用户线容纳设备的主要部分的***配置的框图；
图6是展示本发明实施例中的集成网关单元的硬件配置概况的框图；
图7是展示本发明实施例中的集成网关单元的软件配置概况的框图；
图8是展示用户线容纳设备中用于多点传播信息包接收处理的电路的主要部分的框图；
图9是展示本发明实施例中的全局多点传播分配表的主要部分的说明图；
图10是展示本发明的实施例中通过桥部件实现的帧接收处理概况的流程图；
图11是展示关于在图10的流程图的步骤S306中传送的帧的由IGMP探测部件实现的处理概况的流程图；和
图12是展示本发明实施例中本地多点传播分配表的主要部分的说明图。
具体实施方式
现在，本发明的首选实施例将被详细说明。
<***概括>
图3展示了依照这个实施例的用于观看和收听电视图像和声音的多点传播信息传送***100的概括。该多点传播信息传送***100使用ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户线)。在该多点传播信息传送***100中，用户分离器101-1到101-M分别布置在用户(或订约人)家中且用户线容纳设备102通过DSL用户线103-1到103-M连接在一起。电话104-1到104-M和ADSL调制解调器105-1到105-M被分别连接到用户分离器101-1到101-M。完成诸如主页浏览的多种数据处理的个人电脑106-1到106-M被分别连接到ADSL调制解调器105-1到105-M。此外，用于观看电视节目的因特网电视108-1到108-M通过机顶盒107-1到107-M分别连接到ADSL调制解调器105-1到105-M。
用户线容纳设备102连接到语音交换机112且从而使其适合被连接到公用交换电话网(PSTN)113。此外，用户线容纳设备102通过路由器114连接到诸如因特网的用于完成信息包通信的信息包通信网115。信息包通信网115连接到用于分配关于各个用户的因特网电视108-1到108-M的多种电视节目的节目分配服务器116。
图4展示了用户线容纳设备102的配置和它的***配置。在这个实施例中，用户线容纳设备102具有每***最大1920线的容量。
用户线容纳设备102包括分别通过DSL用户线103-1到103-1920连接到ADSL调制解调器105-1到105-1920的分离器单元122-1到122-1920。在它们之中，将代表性地描述分离器单元122-1。分离器单元122-1把通过DSL用户线103-1接收到的信号123-1分离为语音频段的电话信号124-1和高于语音频段的预设频段的ADSL信号125-1。电话信号124-1被发送到用于线路交换的语音交换机112。
在另一方面，由分离器单元122-1分离的ADSL信号125-1被在DSL用户线终端单元(LTU)127-1到127-J中的相应DSL用户线终端单元(LTU)127-1的初始化阶段(未画出)中被调制/解调，以便ATM单元被提取并被随后通过背板总线128输入到集成网关单元(IGU)131。集成网关单元131的细节将在后面说明。每个DSL用户线终端单元127-1到127-J包含对应预设数量的线例如最大32线的DSL收发模块(后面将被说明的DSP(数字信号处理))。每个DSL用户线终端单元127-1到127-J通过使用DSL用户线103-1到103-1920中对应的线，通过做为连到因特网的接口的上行线路线130在上行线路方向上(图3中朝向信息包通信网115的方向)执行高速数据通信，同时接收和调制下行线路数据并向DSL用户线103-1到103-1920中对应的线发送已调制的下行线路数据。
图5展示了用户线容纳设备102的主要部分的***配置。用户线容纳设备102包括参照图4说明的DSL用户线终端单元127-1到127-J，它们被连接到集成网关单元131的一个末端。集成网关单元131具有用于连接到因特网，并在其它末端连接到上行线路线130的接口功能。
集成网关单元131包括设备控制部件132，它执行全部控制和用户线容纳设备102的监控；做为背板的接口的背板总线接口电路133；ATM SAR(Asynchronous Transfer Mode Segmentation andReassembly，异步传输模式分段与重组)134，它完成ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)单元的分段和重组；和桥转发器135，它执行在层2的转发并基于MAC(Media AccessControl，媒体接入控制)地址对信息包分类。该ATM单元在ATMSAR134和DSL用户线终端单元127-1到127-J之间发送，同时以太网(注册商标)帧在上行线路线130的输入和输出部分被发送。
图6展示了集成网关单元131的电路配置的概括图。集成网关单元131包括两个处理器，即设备控制CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)141和网络处理器142；具有闪存ROM(ReadOnly Memory，只读存储器)143、SDRAM(Synchronous Dynamic RandomAccess Memory，同步动态随机访问存储器)144和非易失性RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)145的存储器组；由做为专用集成电路的ASIC(Application Specific IntegratedCircuit，特定用途集成电路)组成的背板总线接口电路133；和由LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)芯片(未画出)组成的GbE(Gigabit Ethernet，千兆比特以太网(注册商标))IF(Interface，接口)电路147。
设备控制CPU141执行关于管理、通信、和设备配置的设定的控制。网络处理器142是高速通信处理器，包括内置CPU151和ATMSAR134。图5中所示的桥转发器135是通过使用网络处理器142在软件意义上创建的，并完成诸如帧接收、目的地识别、和转发到目的地的处理。背板总线接口电路133由硬件创建并执行多种关于线的控制，例如关于用于完成千兆速率的帧传送的高速处理的线的总线控制。背板总线接口电路133分别通过轮询来处理DSL用户线终端单元127-1到127-J。
图7展示了集成网关单元131的主要功能模块。集成网关单元131包括由设备控制CPU141和图6中其相关硬件创建的基本功能部件161、和信号处理部件162。信号处理部件162是在软件意义上通过使用网络处理器142和其图6中的相关硬件和控制程序创建的。自然的，信号处理部件162也能仅由硬件创建。
在这个实施例中，基本功能部件161包括功能软件部件171，它执行诸如与主机(未画出)通信来操作控制台(未画出)的处理；TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网协议)部件172，做为执行信息包与功能软件部件171通信的协议；和MAC部件173，它管理MAC(Media Access Control，媒体接入控制)。
在这个实施例中，功能软件部件171由以下部分形成：如探测多点传播通信的IGMP(Internet Group Management Protocol，因特网组管理协议)探测部件171A，自动执行在IP网络可重用的IP地址的动态分配和多种设置的DHCP(Dynamic Host Configura tion Protocol，动态主机配置协议)服务器171B，TFTP(trivial file transferprotocol，一般文件传输协议)客户端171C，用于设备监控的SNMP(Simple Network Mana gement Protocol，简单网管协议)代理171D，***控制应用程序(APL)171E，CLI(命令线接口)部件171F，虚拟终端协议(TELNET)服务器171G，和串行驱动器171H。  在它们之中，将在后面详细描述那些对说明本发明来说特别需要的部分。
信号处理部件162包括以太发送/接收控制部件182，以太发送/接收控制部件182在以太网上(注册商标)执行它本身和GbE接口电路147之间的帧的发送和接收。例如，从图3所示的节目分配服务器116通过图5所示的上行线路线130接收的信息包和以太发送/接收控制部件182和通过背板总线接口电路133从DSL用户线终端单元127-1到127-J接收的信息包和图6中的ATM SAR134，被发送到检测部件183，在那里每个信息包的转发目的地在MAC部件173或包括在桥部件194中的输入分离器部件184中被分类。携带IGMP控制消息的信息包和被指引到基本功能部件161的IP(因特网协议)地址的IP信息包被转发到MAC部件173。
例如，输入分离器部件184为阻挡非法访问层2帧或层3信息包而服务。输入分离器部件184把转发的信息包和预先注册的条件相比较，并丢弃已同意的信息包或仅仅通过已同意的信息包。已经从输入分离器部件184通过的信息包被传送到MAC获知部件185。MAC获知部件185得知各个接收到的信息包的发送者MAC地址和已接收信息包的逻辑端口号码并把这些结果注册到MAC表186。然后，该信息包被传送到桥转发器135。桥转发器135从信息包提取目的地MAC地址并搜寻MAC表186来取得连接到提取出的目的地MAC地址的逻辑端口。即使要被传播的信息包的传送目的地不能在开始找到以把信息包发送到除具有接收到的信息包的逻辑端口以外的所有逻辑端口，通过这样获知的传送目的地通过使用发送者目的地做为关键值可以把信息包仅传送到与它的目的地对应的逻辑端口。
MAC期限部件188被连接到MAC表186。即使在MAC地址被做为获知的结果保存在MAC表186中的情况下，除非相同地址被在预设时间内重新获得，当确定有效时间结束时MAC期限部件188把它从MAC表186中删除。
做为层2转发器形成的桥转发器135被连接到MAC获知部件185、MAC表186、输出过滤器部件191和MAC部件173。输出过滤器部件191对应输入过滤器部件184，且在识别对应于目的地的输出逻辑端口之后，在与为识别输出逻辑端口设定的过滤条件而控制丢弃或通过帧的处理中丢弃不适当的信息包而不把它发送出去。用于这种过滤由输出过滤器部件191使用的条件依照协议、IP地址、和输入/输出逻辑端口由网络管理器预先设定。
在输出过滤器部件191的输出端被布置了包含第一优先级控制部件192A和第二优先级控制部件192B的优先级控制部件192。优先级控制部件192执行优先于其它信息包的转发携带语音等需要实时传送的信息的特定信息包的转发的控制。为了该控制，存在给协议设置优先级的优先级控制和给特定目的地的地址设定优先级的优先级控制。通过第一优先级控制部件192A指向DSL用户线终端单元127-1到127-J(图4)的帧头被转发到ATM SAR134，在ATM SAR134以太网(注册商标)上的帧被转换为ATM单元，该ATM单元随后通过背板总线接口电路133被发送到DSL用户线终端单元127-1到127-J的ATM单元。在另一方面，通过第二优先级控制部件192B指向上行线路线130(图4)的帧头被转发到以太发送/接收控制部件182且随后从那里输入到GbE(Gigabit Ethernet，千兆比特以太网(注册商标))接口电路147，即它以帧的形式。
<接收中集成网关单元的处理>
图8展示了用于在用户线容纳设备102中的多点传播信息包的接收处理的电路的主要部分。在用户线容纳设备102中，提供了DSL用户线终端单元127-1到127-J、通过背板总线128连接到它们的ATM SAR134、和连接到上行线路线130的桥部件194(也见于图7)。桥部件194包括基于信息包的发送者描述获知传送目的地的结果的MAC表186。在桥部件194和ATM SAR134之间，提供了依照优先级把从桥部件194输出的帧转发到ATM SAR134的第一优先级控制部件192A。第一优先控制部件192A包括依照加权轮转***(a weightedround robin system)的序列分配从桥部件194接收的帧转发的转发控制部件(WRR)202，和控制每单位时间里每多点传播组的每个帧的转发数量的多点传播处理部件203。指向上行线路线130的帧头从桥部件194通过第二优先级控制部件192B和以太的发送/接收控制部件182，因而成为上行线路线130中的上行信号。
在图7中所示的由基本功能部件161创建的管理部件204中，提供了全局多点传播分配表205。全局多点传播分配表205是用于把在桥部件194中有效的多点传播信息包与DSL用户线终端单元127-1到127-J中对应的线的逻辑端口(端口标识)关联的表。例如，假设连接到图3中所示的ADSL调制解调器105-1的因特网电视108-1请求观看由节目分配服务器116提供的第一个频道的电视节目，并且ADSL调制解调器105-1的DSL用户线103-1被容纳在DSL用户线终端单元127-1。在这种情况下，与节目分配服务器116的第一个频道的电视节目对应的多点传播组的标识，和ADSL调制解调器105-1的DSL用户线103-1被连接处的DSL用户线终端单元127-1的线号码和逻辑端口(ATM-VC(Virtual Channel，虚拟频道))，将在全局多点传播分配表205中与已经被描述的其它类似的组合一起被描述。
在另一方面，在每个DSL用户线终端单元127-1到127-J中，提供了与全局多点传播分配表205对应的本地多点传播分配表211；执行每个ATM单元头部分的转换并按需要的拷贝数量复制每个ATM单元的头转换拷贝部件212；做为在逻辑端口和包含在ATM单元头中的ATM-VC标识之间的相关表的VPI/VCI(Virtual PathIdentifier/Virtual Channel Identifier，虚拟路径标识/虚拟频道标识)表213；和由通过编程完成数字信号处理的DSP组成的中心站侧DSL调制解调器214。DSL用户线终端单元127-1到127-J全部具有相同的电路配置，因此只有DSL用户线终端单元127-1的电路配置被展示在图8中。因为背板总线128被用于传送ATM信息包，控制专用的单元间通信频道216被分配在管理部件204和DSL用户线终端单元127-1到127-J之间，与背板总线128分离。使用该单元间通信频道216，管理部件204轮询DSL用户线终端单元127-1到127-J从而来分别更新本地多点传播分配表211。
分配在管理部件204中的全局多点传播分配表205基于从组成图7中所示的基本功能部件161的IGMP探测部件174中获得的信息而被准备好。特别地，在以观看第一个频道的电视节目做为例子的情况中，IGMP探测部件174识别从节目分配服务器116发送的多点传播信息包使其与DSL用户线终端单元127-1到127-J中的单独传送目的地(图3中在与因特网电视108-1到108-M相对应的DSL用户线103-1到103-M上的逻辑端口(端口标识))相关联，并把这些信息输送给管理部件204。在以节目分配服务器116做为例子的情况中，基于这些得到的信息，管理部件204准备全局多点传播分配表205，在全局多点传播分配表205中基于电视节目频道定义的多点传播组与相应的端口标识相关联。
图4中所示的背板总线128可以被称作权利要求1中的公共传送线。图7中所示的GbE接口电路147，以太发送/接收控制部件182和检测部件183可以集合起来作为权利要求1中的信息包接收部件。图7中所示的桥部件194和第一优先级控制部件192A也可以集合起来作为权利要求1中的优先级分类部件。第一优先级控制部件192A也可以作为权利要求1中的信息包转发控制部件。桥部件194也可以作为权利要求2中的信息包选择部件。多点传播处理部件203中的整形器233(图8)作为权利要求2中的多点传播信息包转发数量调节部件。图8中的管理部件204作为权利要求8中的全局多点传播分配表准备部件。管理部件204和本地多点传播分配表211作为权利要求9中的本地多点传播分配表准备和更新部件。桥部件194，多点传播处理部件203和管理部件204可以集合起来作为权利要求10中的信息包接收部件的总数分类部件和上限值改变部件。
图9展示了全局多点传播分配表205的主要部分。在全局多点传播分配表205中，其中用于每个通过多点传播发送的相同信息包的多点传播组的地址(MC group addresses，多点传播组地址)被分别基于DSL用户线终端单元127-1到127-J加以说明。这样配置的全局多点传播分配表205被管理部件204用于处理通过多点传播发送的帧，和用于分别准备并更新在DSL用户线终端单元127-1到127-J中安排的本地多点传播分配表211。
在以图3中所示的节目分配服务器116做为例子的情况中，图9中所示的全局多点传播分配表205中的“多点传播组地址”分别标识与电视节目的频道对应的多点传播组地址。例如，多点传播组地址“1”表示“第一个频道”，同时多点传播组地址“3”表示“第三个频道”。在全局多点传播分配表205中，每个多点传播组地址与诸如端口标识和计时器的预定信息相关联。
在全局多点传播分配表205中，“端口标识”标识DSL用户线终端单元127-1到127-J中相应的每一个的槽号码、物理端口的号码、和物理端口中的逻辑端口的号码。例如，“端口标识”中的“2/5.3”表示DSL用户线终端单元127-2中的第五个物理端口的第三个逻辑端口。当物理端口和逻辑端口彼此一一对应的时候，因为每个物理端口有单一的逻辑端口，在这样配置的通信***中不需要说明逻辑端口的号码。在使用ATM-VC的情况下，因为多条逻辑线(VC)能关于一条物理线而被准备，所以使用逻辑端口的号码。当“端口标识”中端口标识被提供为“X/Y.Z”的时候，“X”表示DSL用户线终端单元127-1到127-J中对应的一个的号码，“Y”表示线号码(物理端口)，且“Z”表示逻辑端口。
“计时器”表示当相应信息被写在全局多点传播分配表205时的时间或当内容被更新时的时间。当这个时间比当前的时间早预定的时间或者更长时，从全局多点传播分配表205做出删除。这是为了防止，例如，即使在用户已经停止观看电视节目后该节目仍然被传送给该用户的情况出现。
在全局多点传播分配表205中说明的其它信息可以是在帧分配中表示优先级的信息或表示帧中发送的数据的种类的信息。这些信息也由管理部件204从IGMP探测部件174中获得，并当从ATM SAR134转发到背板总线128的ATM单元超过可转发的上限值时，能被用于频段限制控制。
图10展示了由桥部件194实现的帧接收处理的流程。当帧从上行线路线130中发出(步骤S301：Y)，桥转发器135从其中的目的地分类出该帧是否能进入用户线容纳设备102(步骤S302)。在这个分类中，桥转发器135参***的设定条件和全局多点传播分配表的注册状态，从而来分类该帧是否应该被多点传播。当目的地同意时，该帧进入(步骤S302：Y，步骤S303)。然后，分类该帧是否通过多点传送发送(步骤S304)，如果该帧通过多点传送来发送(步骤S304：Y)，分类是否使用IGMP协议(步骤S305)。如果是(步骤S305：Y)，该帧被转发到IGMP探测部件171A(步骤S306)。如果不是(步骤S305：N)，该帧被发送到参考图8所说明的多点传播处理部件203(步骤S307)。如果在步骤S304中分类出该帧不通过多点传播来发送(步骤S304：N)，执行普通的桥处理，例如过滤、获知、和桥接处理(步骤S308)。在另一方面，如果在S302中分类出帧不应当进入(步骤S302：N)，则该帧被丢弃(步骤S309)。
在这个实施例中，在多点传播信息包按照图10中的顺序被选出后，对单点传播信息包进行过滤和获知。然而，本发明不仅局限于此。例如，可以首先执行过滤和获知，然后可以执行图10中所示的多点传播信息包的选择。
图11展示了关于在步骤S305中接收的帧的由IGMP探测部件171A实现的处理的流程。在IGMP探测部件171A中，该过程由程序完成。特别地，IGMP探测部件171A从收到的IGMP协议帧读取预设的信息(步骤S321)且把它反应在管理部件204的全局多点传播分配表205中(步骤S322)。在其信息被探测到后，帧232(见图8)被发送到预设的目的地。仅对IGMP信息包进行信息读取且理论上不做任何改变的传播到目的地，在目的地它应该被首先发送(步骤S323)。
在图8中所示的多点传播处理部件203中，提供了整形器233用于分别对应多点传播组实现频段限制。基于帧的优先级或从桥部件194提供的表示了ATM单元拥塞程度的数据和信息的种类，每个整形器233为转发ATM单元到背板总线128的中相应的多点传播组调整频段。例如，关于定址到图3中所示的因特网电视108-1到108-M中任何一个的电视节目的帧，例如，频段限制被实现为每频道3Mbps的频段，使其不占用更多不必要的频段。从而按每个多点传播组进行了频段限制的帧207被发送到转发控制部件202。自然地，网络管理者基于经验设置单独的整形器233的频段等也是可能的。
将给出在一个频段被全部多点传播通信帧占有的情况下由设备端的算法调整帧的例子的描述。特别地，假设在多点传播通信中每单位时间允许的数量相对于单位时间中能被转发到背板总线128的ATM单元的最大数量的比率为10％，执行频段限制以便在ATM SAR134上从接收自转发控制部件202后被转发到背板总线128的帧的被转换的ATM单元数量下降到10％的范围。例如，在转发到背板总线128的ATM单元的最大允许数量是1Gbps的情况下，发送到转发控制部件202的多点传播通信帧207的总数被控制为100Mbps的频段。假设图3中所示所有发自节目分配服务器116的信息都是电视节目，如果每个频道被限制到3Mbps的频段，则大约32频道的帧被从多点传播处理部件203发送到转发控制部件202。
在不同于只有电视节目被简单传送的情况下，多种多点传播通信帧被输入到多点传播处理部件203，图像或声音的帧高度需要实时重现，携带诸如灾难信息的紧急信息的帧，或定址到给了优先级的预设端口的帧被优先分配频段并从多点传播处理部件203发送到转发控制部件202。这里已经说明的是，从多点传播处理部件203发送到转发控制部件202的帧的总数相对于每单位时间转发到背板总线128的ATM单元的最大允许数量是固定的。然而，还需要配置检测实际流经背板总线128的ATM单元的总数量，并且，当这个数量小于预设参考值的时候，相应缓和由多点传播处理部件203执行的频段限制，或不执行频段限制。例如，这可以通过在管理部件204继续监测上行线路线130中的下行帧的数量并把这个结果通过桥部件194或类似部件送到多点传播处理部件203而做到，从而动态控制其中的总数调节的上限值。
概括来说，相比与如何控制多点传播通信中每频道的允许数量，重要的是能使每个频道都被在背板总线128的最大允许容量的范围中的最大值上使用的时序安排。即使关于上述的每频道3Mbps的频段的限制，也存在这样的服务器，它以突发的方式临时需要更大的频段。因此，通过把上限从3Mbps的频段的限制增加到5Mbps的频段的限制，当允许通信有小的突发时，关于有更多突发的传送源对通信量进行整形使其成为了可能。这保证了频段的平滑，且在设备部分或以后阶段布置的网络中允许防止诸如临时缓冲耗尽的麻烦的频段控制。
转发控制部件202选出从多点传播处理部件203发送的各个多点传播通信帧207，和除多点传播通信帧以外，按轮转方式的顺序直接从桥部件194发送的帧232，并把选出的帧转发到ATM SAR134。ATMSAR134把每个帧分成ATM单元并把它们转发到背板总线128。
在这个实施例中，多点传播处理部件203执行单个多点传播通信帧的频段控制。在另一方面，也可以被配置为，多点传播处理部件203对每帧设定频段限制值，且基于这些信息，转发控制部件202在调整每单位时间的转发数量的比率的同时分别转发帧。在这种情况下，做为一个例子，转发控制部件202按每帧被提供有缓冲存储器，并从具有更高优先级的缓冲存储器中优先把帧转发到ATM SAR134。
图12展示了本地多点传播分配表211的结构的例子。做为一个例子，该图展示了图8中所示的DSL用户线终端单元127-1的本地多点传播分配表211的内容。关于由DSL用户线终端单元127-1传播的ATM单元，本地多点传播表211说明了将要从那里输出的ATM单元的端口标识，这在图9中所示的全局多点传播表205中做为以列表的形式表达了DSL用户线终端单元127-1的线的位图数据被说明。假设DSL用户线终端单元127-1容纳DSL用户线103(图3)中的32条线，且每条线设置三个逻辑端口，由其中3比特作为用于标识每条线的三个逻辑端口的单元的96比特组成的位图被分配给与电视节目频道对应的每个多点传播频道。例如，本地多点传播分配表211中的第一个频道被传送到DSL用户线103-2的第三个逻辑端口、DSL用户线103-4的第二个逻辑端口，等。
在图8中所示的在背板总线128上转发的ATM单元中，与多点传播通信帧对应的每个ATM单元在预设位置都具有表明它是多点传播信息包的标志(标识信息)，且随后带有预设数量位的比特字符串组成标识了将被接收的多点传播组的多点传播组标识。这些标志和标识能用在单元头的虚拟路径标识和虚拟频道标识(VPI/VCI)的描述域来描述。当DSL用户线终端单元127-1到127-J中的任何一个参考对应的ATM单元的标志并分类出它是多点传播信息包时，它随后参考图12中所示的本地多点传播分配表211。从而，从属DSL用户线终端单元127能分类出该信息包应当被发送到哪个物理端口的哪个逻辑端口。当有多个发送目的地时，从属DSL用户线终端单元127复制ATM单元的拷贝，并向每个拷贝的单元头中写入成为用于对应逻辑端口的ATM通信的虚拟路径标识和虚拟频道标识的VPI/VCI。这意味着，表示多点传播信息包的标志和多点传播组标识已经被转换为VPI/VCI。通过为每个有关的逻辑端口重复这个转换，即把VPI/VCI写到每个上述拷贝的单元头中，从属DSL用户线终端单元127执行到所有在本地多点传播分配表211中指定的端口的发送。这样的转换和复制在头转换复制部件212中被实现。中心站侧DSL调制解调器214执行发送到每个逻辑端口的ATM单元的ADSL调制并把它发出到DSL用户线103-1到103-384中对应的一个。
从上行线路线130发送到图8中所示用户线容纳设备102的多点传播通信帧包含在全局多点传播分配表205中注册的帧、还没有在其中注册的帧、曾在其中注册但已被删除且进入了多点传播处理部件203并正停留在那里的帧，等等。即使当某个因为某些原因没有在全局多点传播分配表205中注册的某个多点传播组的帧通过了多点传播处理部件203和转发控制部件202，这样的帧被在图6中所示的DSL用户线终端单元127-1到127-J中的任何一个丢掉。特别地，该在全局多点传播分配表205中没有注册的多点传播组在DSL用户线终端单元127-1到127-J中任何一个的本地多点传播分配表211中不具有相应的位图。因而，该组的多点传播信息包在所有DSL用户线终端单元127-1到127-J中被丢掉。
在如上所述的这个实施例中，多点传播通信帧都经历了在第一个优先级控制部件192A中的每组频段调整。因此，关于诸如电视节目的需要实时处理，保证通信满足这样的要求成为可能。进一步的，因为除了多点传播通信之外的通信并不被抑制，可以实现整个使用ADSL调制解调器105-1到105-M的通信***得到和谐。
在该实施例中，ATM单元在背板总线128上被传送。然而，本发明并不仅限于此。例如，在以太网(注册商标)上的帧可以在背板总线128上传送，像它们以多点传播通信的方式一样。在这种情况下，表示多点传播通信的标志不像在ATM单元中那样被特别地提供，且帧根据它的头中说明的目的地的MAC地址被带入相应的一个或多个DSL用户线终端单元127-2到127-J中。因此，有效进行遍布多个DSL用户线终端单元127的多点传播通信是可能的。在这种情况下，具有高优先级的帧可以被预先保护，像在固定周期中被转发到背板总线128的优先信息包一样。
此外，在该实施例中，已经描述了使用ADSL信号的多点传播通信。然而，本发明也适用于其他DSL类型或使用光用户线的类型的通信。更进一步的，在该实施例中，通过使用专用控制的单元间通信频道216，管理部件204把与本地多点传播通信表211相关的数据发送到各个DSL用户线终端单元127-1到127-J。然而，只要通信的迅速性得到保证，背板总线128或类似公共传送线也可以被使用从而完成相同的处理。
此外，在该实施例中，转发控制部件202只为单独的多点传播通信帧执行优先级控制。然而，也可能为单点传播通信帧实现优先级控制。优先级控制的时序安排能通过使用加权轮转(WRR)***或其它算法与多点传播通信帧的转发相结合地完成。例如，提供多点传播信息传送***，在其中依照IP(Internet Protocal，因特网协议)电话的信息包得到了最高的优先级，多点传播通信帧被在不变的频段中以低优先级传送，且诸如访问网站的数据通信被安排了更低的优先级，也是有效的。

Claims (12)

1.一种多点传播信息传送***，包括：
多个用户线终端单元，每个单元容纳可选数量的用户线，每条用户线都连接到终端；
信息包接收部件，响应定址到任何所述多个用户线终端单元的终端的信息包的到达，接收所述信息包；
信息包选择部件，从由所述信息包接收部件接收的信息包中选出每个具有多个目的地的多点传播信息包和每个具有单个目的地的单点传播信息包；
公共传送线，用于在被所述信息包选择部件选出后将多点传播信息包和单点传播信息包向所述多个用户线终端单元发送信息包；和
多点传播信息包转发数量调节部件，被提供在所述公共传送线和所述信息包选择部件之间以便对所述多个用户线终端单元公共地起作用，并调节每单位时间由所述信息包选择部件选出且要转送到所述公共传送线的多点传播信息包中的每个多点传播信息包的转发数量。
2.如权利要求1所述的多点传播信息传送***，进一步包括优先级分类部件，用于对关于由所述信息包选择部件选出的各个多点传播信息包转发到所述公共传送线的优先级进行分类，
其中，所述多点传播信息包转发数量调节部件根据由所述优先级分类部件分类出的优先级，调节每单位时间将被转发到所述公共传送线的每个多点传播信息包的转发数量。
3.如权利要求2所述的多点传播信息传送***，其中，通过把多点传播信息包的总数占用被转发到所述公共传送线的信息包的最大允许数量的比率设置为预设上限值，来调节所述转发数量。
4.如权利要求2所述的多点传播信息传送***，其中，所述优先级分类部件根据信息包是否被定址到一个特定的终端来分类优先级。
5.如权利要求2所述的多点传播信息传送***，其中，所述优先级分类部件根据信息包中携带的数据是否是应当被实时重现的数据，来对优先级进行分类。
6.如权利要求3所述的多点传播信息传送***，其中，所述多点传播信息包转发数量调节部件把各个多点传播信息包的转发限制到预设的重现电视图像必需的带宽，所述多点传播信息包由所述优先级分类部件分类为具有被定址到接收电视图像的终端的优先级。
7.如权利要求1所述的多点传播信息传送***，进一步包括全局多点传播分配表准备部件，它准备了表明所述多个用户线终端单元中的一个、该所述多个用户线终端单元中的一个的用户线、和所述用户线的逻辑端口做为每个接收到的多点传播信息包的传送目的地的全局多点传播分配表，
其中，借助查阅由所述全局多点传播分配表准备部件准备好的所述全局多点传播分配表，经由所述公共传送线把多点传播信息包发送到相应的用户线终端单元。
8.如权利要求7所述的多点传播信息传送***，进一步包括本地多点传播分配表准备和更新部件，它基于所述全局多点传播分配表准备本地多点传播分配表并更新其内容，由所述多个用户线终端单元单独要求所述本地多点传播分配表，
其中所述用户线终端单元分别查阅它们各自的本地多点传播分配表以便由此来把多点传播信息包发送到接收目的地的用户线。
9.如权利要求3所述的多点传播信息传送***，进一步包括：
总数判断部件，对转发到所述公共传送线的信息包的每单位时间的总数进行判断；和
上限值改变部件，根据由所述总数判断部件所判断的结果，来改变多点传播信息包的总数所占比率的上限值。
10.如权利要求2所述的多点传播信息传送***，其中，转发到所述公共传送线的信息包是ATM信息包，所述ATM信息包中的每个多点传播信息包具有添加了表示其为多点传播信息包的标识信息的包头。
11.一种多点传播信息传送方法，包括：
信息包接收步骤，当到达的信息包被定址到任何连接到用户线的终端时，接收所述信息包，可选数量的用户线被容纳在从属设备中提供的多个用户线终端单元中的每一个里；
信息包选择步骤，从在所述信息包接收步骤中接收的信息包中，选择每个具有多个目的地的多点传播信息包和每个具有单个目的地的单点传播信息包；和
多点传播信息包转发数量调节步骤，当从所述信息包选择步骤中选择出以后，向为所述多个用户线终端单元发送多点传播信息包和单点传播信息包而服务的公共传送线，转发多点传播信息包和单点传播信息包时，根据各个多点传播信息包被定址到的终端的组，调节每单位时间转发到所述公共传送线的多点传播信息包的数量。
12.如权利要求11所述的多点传播信息传送方法，其中，所述多点传播信息包转发数量调节步骤把多点传播信息包的总量占被转发到所述公共传送线的信息包的最大允许数量的比率设置为预设的上限值。
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