ES2216138T3 - Asignacion dinamica de ancho de banda para una red de comunicacion. - Google Patents
Asignacion dinamica de ancho de banda para una red de comunicacion.Info
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Abstract
UNA ANCHURA DE BANDA ES ASIGNADA ADAPTATIVAMENTE EN UN CANAL CORRIENTE ARRIBA DE UNA RED DE COMUNICACIONES DE DATOS EN CAPAS, DE FORMA QUE PUEDA UTILIZARSE PARA LLEVAR MENSAJES DESDE VARIAS UNIDADES DE ABONADO (250, 252,... , 254) HASTA UN CONTROLADOR CENTRAL (210), POR EJEMPLO, PARA PERMITIR QUE LAS UNIDADES DE ABONADO ENVIEN DATOS PARA ACCESO A INTERNET, VIDEOCONFERENCIA O COMUNICACIONES POR VOZ. LA EJECUCION TOTAL DE LAS ANCHURAS DE BANDA NO ASIGNADAS (BWA(J)) SE MANTIENE EN INTERVALOS DE CONTROL SUCESIVOS. SE DETERMINA UNA CUENTA DEL TRAFICO (C(I)) PARA CADA UNIDAD DE ABONADO, MIDIENDO LA ANCHURA DE BANDA UTILIZADA POR EJEMPLO, CONTANDO EL NUMERO DE CANALES UTILIZADOS EN UN INTERVALO DE CONTROL. LUEGO, LA ANCHURA DE BANDA ASIGNADA (B(I)) DE LAS UNIDADES DE ABONADO SE AJUSTA CUANDO LA RELACION (K) DE LA CUENTA DEL TRAFICO A LA ANCHURA DE BANDA ASIGNADA ESTA A UN UMBRAL MENOR (T1), Y LA EJECUCION TOTAL DE LAS ANCHURAS DE BANDA NO ASIGNADAS SE INCREMENTA DISMINUYENDO LA ANCHURA DE BANDA ASIGNADA. LA ANCHURA DE BANDA ASIGNADA PODRA INCREMENTARSE CUANDO LA RELACION (K) DE LA CUENTA DEL TRAFICO ASIGNADA A LA ANCHURA DE BANDA ESTA POR ENCIMA DE UN NIVEL UMBRAL SUPERIOR (T2), DISTRIBUYENDO LA ANCHURA DE BANDA NO ASIGNADA ENTRE LAS UNIDADES DE ABONADO. SE PUEDE UTILIZAR UNA JERARQUIA DE UNIDADES DE ABONADO PARA OTORGAR PRIORIDAD A USUARIOS SELECCIONADOS.
Description
Asignación dinámica de ancho de banda para una
red de comunicación.
La presente invención trata de la transmisión de
datos en un esquema estratificado de comunicación de datos, y es
particularmente aplicable a la transmisión de mensajes ascendentes
en una red híbrida coaxial y de fibra óptica. La invención es útil,
por ejemplo, para permitir a las unidades de abonado comunicar
mensajes a un controlador central (por ejemplo, cabezal de
televisión por cable) para acceso a Internet, videoconferencia,
comunicación por audio o similares. El ancho de banda es asignado
dinámicamente por el controlador central a abonados de la red según
el ancho total de banda disponible, la cantidad de ancho de banda
que está siendo usada actualmente por cada abonado y el número de
abonados actuales, entre otros factores.
Antiguamente, los sistemas de televisión por
cable han utilizado cable coaxial para llevar señales desde un
cabezal hasta unidades de abonado individuales. Con la llegada de
nuevos servicios de televisión digital, así como el deseo de llevar
datos a y desde unidades de abonado, el ancho de banda incrementado
proporcionado por el cable de fibra óptica se ha vuelto
interesante. La implementación de redes de fibra óptica todo el
recorrido desde el cabezal hasta unidades de abonado individuales
no es actualmente una alternativa práctica debido al elevado coste
de construir una planta de fibra óptica en la que la fibra se tira
por todo el recorrido hasta hogares individuales. Como compromiso,
se están implementando plantas híbridas de fibra
óptica-cable coaxial (HFC). En los sistemas HFC, la
fibra se tira desde el cabezal hasta concentradores del vecindario.
El cable coaxial existente se conecta entonces para recibir las
señales desde la fibra óptica, para distribución a hogares
individuales.
Los diversos servicios interactivos que se van a
proporcionar mediante sistemas de transmisión digital requieren un
enlace bidireccional entre el controlador central y unidades de
abonado individuales. Una manera de proporcionar un camino de
retorno desde las unidades de abonado de vuelta al controlador
central es basarse en líneas telefónicas existentes. Sin embargo,
sería claramente ventajoso proporcionar comunicación bidireccional
sobre la misma planta, como una planta HFC, en la que se
proporcionen señales descendentes de televisión a las unidades de
abonado. Para lograr esto, se han realizado propuestas para
desarrollar redes sólidas de comunicación ascendente sobre plantas
HFC. Por ejemplo, se ha propuesto frecuencia portadora única y
acceso múltiple por división de tiempo (F/TDMA) para proporcionar
una propuesta de bajo riesgo y alta capacidad, que ofrece
características adecuadas para modulación ascendente sobre un
sistema HFC.
El documento EP0522391A2 describe un controlador
de nodo que controla el ancho de banda disponible en una línea de
comunicación que tiene una pluralidad de terminales de usuario. El
ancho de banda disponible total está dividido en dos recursos, un
recurso de ancho de banda libre y un recurso de ancho de banda de
grupo. El recurso de ancho de banda de grupo normalmente está
compartido por todas las conexiones. El ancho de banda libre se usa
a medida que se establecen nuevas conexiones, reduciendo la
cantidad de ancho de banda libre disponible. El controlador recibe
una solicitud de conexión de un terminal de usuario, la cual es
aceptada o rechazada por el controlador dependiendo de la cantidad
de recursos solicitados por el terminal. Si se acepta, una parte
del ancho de banda libre se asigna exclusivamente al terminal
durante la duración de la conexión. También se asigna temporalmente
al usuario ancho de banda de grupo en respuesta a un mensaje de
aceptación, indicando que la misma cantidad del ancho de banda de
grupo reservado está disponible en un nodo descendente.
Es el objeto de la presente invención asignar
eficazmente ancho de banda en respuesta a demandas de abonado
actuales.
Este objeto se logra mediante un procedimiento
según la reivindicación 1 y un aparato según la reivindicación
11.
Otras realizaciones ventajosas son materia de las
reivindicaciones 2 a 10 y las reivindicaciones 12 a 20.
Para implementar eficazmente un canal ascendente
práctico, la ventaja de la presente invención es permitir que el
controlador central asigne ancho de banda en un canal ascendente
según las demandas de abonado actuales. El controlador central
tiene la capacidad de proporcionar un ancho de banda mínimo a cada
abonado, y de distribuir ancho de banda entre usuarios de manera
equitativa.
En particular, el controlador central también
tiene la capacidad de proporcionar prioridad a usuarios
seleccionados, como quienes pagan una cuota adicional.
Por ejemplo, el esquema es aplicable a
virtualmente cualquier tipo de red, incluyendo redes que comunican
señales de televisión y/o otros datos, y opera de manera que es
transparente a las unidades de abonado.
La presente invención proporciona un esquema de
comunicación que disfruta de las anteriores y otras ventajas.
Se presentan un procedimiento y un aparato para
asignar ancho de banda en una red estratificada de comunicación de
datos en la que una pluralidad de unidades de abonado se comunica
con un controlador central, por ejemplo, para acceso a Internet,
videoconferencia o comunicación por voz.
El procedimiento incluye el paso de mantener un
total acumulado de ancho de banda sin asignar en intervalos de
control sucesivos. Para cada unidad de abonado se determina una
cuantía de tráfico, contando el número de franjas usadas en un
intervalo de control. El índice de uso de la franja corresponde a
un ancho de banda.
Luego se ajusta el ancho de banda asignado a las
unidades de abonado según la cuantía de tráfico. Por ejemplo, puede
reducirse el ancho de banda asignado cuando el ancho de banda
asignado actualmente supera la cuantía de tráfico, por ejemplo, por
una cantidad programable que es mayor o igual que cero. Puede
establecerse el ancho de banda asignado para igualar la cuantía de
tráfico para cada unidad de abonado en concreto. Generalmente, la
utilización de ancho de banda se optimiza adaptando el ancho de
banda asignado al ancho de banda requerido de la unidad de
abonado.
Opcionalmente, para asegurar que a cada unidad de
abonado se le asigna un ancho de banda no nulo, puede establecerse
el ancho de banda asignado como el mayor de: (a) la cuantía de
tráfico para la unidad de abonado en concreto, y (b) un ancho de
banda mínimo, R_{min}. El total acumulado de ancho de banda sin
asignar se incrementa entonces por la disminución en el ancho de
banda asignado para cada unidad de abonado. El total acumulado de
ancho de banda sin asignar se transfiere a intervalos de control
posteriores (por ejemplo, intervalos de tiempo), donde se ajusta de
nuevo el ancho de banda asignado.
Alternativamente, puede determinarse una relación
de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para la unidad
de abonado en concreto, y puede reducirse el ancho de banda
asignado cuando la relación está en o por debajo de un umbral
inferior de utilización, T1.
Puede incrementarse el ancho de banda asignado
para unidades de abonado concretas según el total acumulado de
ancho de banda sin asignar cuando la cuantía de tráfico está en o
cerca del ancho de banda asignado actualmente. Esto puede lograrse
marcando unidades de abonado concretas para un incremento en ancho
de banda asignado y distribuyendo el ancho de banda sin asignar
entre las unidades de abonado marcadas. Por ejemplo, el ancho de
banda sin asignar puede distribuirse por igual a las unidades de
abonado marcadas. Opcionalmente, puede determinarse el ancho de
banda asignado para las unidades de abonado según una jerarquía de
unidades de abonado. Por ejemplo, a los usuarios que pagan una
cuota adicional se les pueden conceder diversos beneficios,
incluyendo acceso prioritario a ancho de banda sin asignar y/o una
asignación superior de ancho de banda máximo (por ejemplo, límite
superior). Adicionalmente, el ancho de banda asignado puede estar
basado en un historial de uso de ancho de banda de la unidad de
abonado, hora del día y otros factores.
Alternativamente, puede determinarse una relación
de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para las
unidades de abonado concretas, y puede incrementarse el ancho de
banda asignado cuando la relación está en o por encima de un umbral
superior de utilización, T2.
Puede asignarse el ancho de banda en un camino de
transmisión entre las unidades de abonado y el controlador
central, o en un camino de transmisión entre el controlador central
y otra red de comunicación.
También se presenta un aparato
correspondiente.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de una
entidad de gestión de Control de Acceso a Medios (MAC) para
realizar asignación dinámica de ancho de banda (DBA) según la
presente invención.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de una red
de comunicación bidireccional según la presente invención.
La Figura 3 es una ilustración esquemática de una
estructura de trama de acceso múltiple por división de tiempo
(TDMA) que puede usarse con la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama de flujo del esquema
de asignación dinámica de ancho de banda según la presente
invención.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de una
realización alternativa de una red de comunicación bidireccional
según la presente invención.
La presente invención proporciona un
procedimiento y un aparato para asignar dinámicamente ancho de
banda entre una pluralidad de unidades de abonado en un canal
ascendente de una red de comunicación, como un sistema de
televisión por cable híbrido de fibra óptica-coaxial
(HFC) multicanal.
La Figura 2 es un diagrama de bloques de una red
de comunicación bidireccional según la presente invención. Un
controlador central 210 comunica señales, como señales de
televisión y/o otros datos a una pluralidad de unidades de abonado,
incluyendo una primera unidad de abonado 250, una segunda unidad de
abonado 252 y una X-ésima unidad de abonado 254. El controlador
central incluye un equipo que está situado en un extremo de la
capa física HFC y la capa de control de acceso a medios. El término
"controlador central" pretende ser aplicable a la situación de
un cabezal de red de televisión por cable además de una unidad de
control de virtualmente cualquier otra red de comunicación,
incluyendo, por ejemplo, redes de satélite, redes de radio, redes
de área local, redes extendidas, intranets e Internet. La "unidad
de abonado" es una unidad en el hogar o negocio de un abonado que
está situada en otro extremo de la capa física HFC y la capa MAC.
La unidad de abonado, que puede conocerse alternativamente como
receptor multimedia, decodificador o terminal, es usada por un
abonado para ver servicios de programación u otros datos en una
pantalla de televisión. Observar que el término "abonado"
pretende englobar cualquier tipo de acuerdo que permite a una
unidad de abonado comunicarse en una red sin tener en cuenta si se
paga una cuota o si existe cualquier otro acuerdo contractual. La
capa física HFC y la capa MAC se termina así en extremos separados
por el controlador central 210 y las unidades de abonado
respectivas 250, 252 y 254.
En el sistema mostrado de televisión por cable
híbrido de fibra óptica-coaxial, un camino de
transmisión 220, por ejemplo, una fibra óptica, lleva señales
bidireccionales entre el controlador central 210 y un concentrador
230. Los cables coaxiales 240, 242 y 244 se usan para llevar las
señales entre el concentrador 230 y las unidades de abonado 250,
252 y 254, respectivamente. Típicamente, se proporcionarán
concentradores, ramas y ramas secundarias adicionales de fibra
óptica y cable coaxial. Sin embargo, debe comprenderse que la
invención es igualmente adecuada para uso con un sistema todo de
fibra óptica, un sistema todo de cable coaxial o virtualmente
cualquier otra red de comunicación, incluyendo redes inalámbricas.
Adicionalmente, pueden agruparse unidades de abonado específicas
para compartir un canal ascendente común. El controlador central
puede comunicarse con una red extendida 225 para acceder a
diversos recursos, como otras unidades de abonado, o medios de
almacenamiento como, por ejemplo, servidores de archivos.
Según una realización de la presente invención,
el controlador central 210 asigna ancho de banda al camino de
transmisión 220 para gestionar comunicaciones entre las unidades de
abonado y el controlador central. El camino 220 puede comprender
uno o más canales que son compartidos entre las unidades de
abonado, por ejemplo según esquemas múltiplex por división de
tiempo conocidos. Opcionalmente, el controlador central 210
también puede asignar ancho de banda en la red extendida 225 para
gestionar comunicaciones entre otros recursos de red y el
controlador central 210.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de una
realización alternativa de una red de comunicación bidireccional
según la presente invención. Aquí, las unidades de abonado 560,
562,...554 se comunican con el controlador central 510 a través de
caminos de transmisión independientes 540, 542,...544,
respectivamente. Los caminos de transmisión 540, 542,...544 pueden
ser líneas físicamente independientes y/o pueden llevarse por una
línea común según esquemas conocidos de multiplexado por división
de longitud de onda. El controlador central 510 se comunica con
otros recursos de red a través de una red extendida 525. Según
esta realización alternativa de la presente invención, el
controlador central 510 asigna ancho de banda al camino de
transmisión 525 para gestionar comunicaciones entre los otros
recursos de red y el controlador central.
La Figura 3 es una ilustración esquemática de una
estructura de trama de acceso múltiple por división de tiempo
(TDMA) que puede usarse con la presente invención. Una corriente de
transporte, mostrada en general en 300, incluye supertramas
primera, segunda y tercera, indicadas respectivamente por los
números de referencia 310, 350 y 380. Cada supertrama se muestra
compuesta de un número N_{f} de tramas, aunque el número de tramas
no tiene que ser el mismo en cada supertrama en diferentes canales.
En particular, la primera supertrama 310 incluye las tramas 320,
330,...340, la segunda supertrama 350 incluye las tramas 360,
362,...364, y la tercera supertrama 380 incluye las tramas 390,
392,...394. Además, se muestra cada trama incluyendo un número
N_{s} de franjas, aunque el número de franjas no tiene que ser el
mismo en cada trama. Por ejemplo, la primera trama 320 de la
supertrama 310 incluye las franjas 322, 324, 326 y 328. Además, el
tamaño de cada supertrama, trama o franja puede variar. Observar
también que no es necesaria la provisión de supertramas, ya que
sólo tienen que proporcionarse dos capas en un esquema de
comunicación TDMA.
El MAC controla la transmisión ascendente desde
una unidad de abonado tanto en frecuencia como en tiempo usando
acceso múltiple por división de frecuencia y tiempo (F/TDMA). El
MAC también soporta acceso no sincronizado a la red según sea
necesario. Pueden existir múltiples modos de acceso en el mismo
canal usando gestión de recursos en el controlador central. El TDMA
es el esquema de acceso básico para transmisión ascendente, ya que
soporta un alto grado de capacidad de programación, fácil
reconfiguración y permite velocidades variables de transmisión de
datos. Es decir, el TDMA ascendente es totalmente configurable y
programable en cuanto a tamaño de franja, tamaño de trama, tamaño
de supertrama y formato de trama. La entidad de gestión MAC del
controlador central controla las frecuencias ágiles ascendentes y
transmite los parámetros de configuración TDMA a las unidades de
abonado.
El tamaño de franja se define en cuanto al número
de recuentos de referencia de la base de tiempo (por ejemplo,
tics) que ocupa la franja. El tic de referencia se usa para medir
el paso de tiempo para transmisión ascendente, para un bit o un
grupo de bits. La entidad de gestión MAC proporciona información de
tamaño de franja a las unidades de abonado durante los estados de
inicio y aprovisionamiento. El tamaño de trama se expresa como el
número de franjas por trama, y es configurable a través de
diferentes canales de frecuencia, permitiendo así una multitud de
velocidades de transmisión ascendente de datos. El tamaño de
supertrama se expresa como el número de tramas por supertrama.
Cada trama puede estar compuesta opcionalmente de
un número variable de franjas que se asignan para acceso de
contención, donde dos o más usuarios compiten por la misma franja.
El resto de la trama puede usarse para acceso TDMA "asignado
fijo" o "asignado según demanda". Con acceso asignado fijo,
se asignan franjas a usuarios específicos. Con acceso asignado
según demanda, se asignan franjas según se necesite. Debe
observarse que puede configurarse toda la trama para acceso basado
en contención, acceso fijo, acceso asignado dinámicamente o
cualquier combinación de los mismos. La función de gestión de
conexión MAC determina dinámicamente la composición de trama
requerida basada en requisitos de tráfico de usuario, como se
describe más adelante.
La Figura 1 es una ilustración esquemática de una
entidad de gestión de control de acceso a medios (MAC) para
realizar asignación dinámica de ancho de banda (DBA) según la
presente invención. La ilustración es conceptual porque se muestra
la entidad de gestión MAC, denominada también en lo sucesivo
simplemente como MAC, estando implementada en una subcapa MAC de
una corriente de datos. Como será evidente para los expertos en la
materia, las funciones de la entidad de gestión MAC aquí descrita
pueden estar implementadas en hardware y/o software en el
controlador central. Una capa de transporte, mostrada en general en
102, incluye una capa física 180, una subcapa MAC 100 y capas
superiores 160. La subcapa MAC 100 incluye una entidad de gestión
MAC 105 que, a su vez, incluye una función de gestión de enlace
110, una función de gestión de conexión 115 y una función de
gestión de inicio, registro y aprovisionamiento 120. La subcapa MAC
100 también incluye una función de adaptación de datos 130, una
función de señalización de MAC 135, una función de resolución de
dirección de multidifusión 140 y una función de resolución de
dirección de unidifusión 145.
En 185 se muestra en general un modelo de
referencia (que corresponde al estándar IEEE 802), e incluye una
capa MAC 192 que corresponde a la subcapa MAC 100, una capa física
194 que corresponde a la capa física 180, y una capa de control de
enlace lógico (LLC) 190, que corresponde a las capas superiores
160. La capa LLC 190 y la capa MAC 192 son parte de una capa de
enlace de datos. La capa MAC es el protocolo que arbitra el acceso
al medio por los diferentes usuarios. La capa LLC controla las
comunicaciones por el enlace de datos.
La entidad de gestión MAC 105 realiza el control
y gestión necesarios de recursos MAC descendentes y ascendentes.
Ascendente se refiere a comunicación desde las unidades de abonado
al controlador central, y descendente se refiere a comunicación
desde el controlador central a las unidades de abonado. Esta gestión
incluye controlar el inicio, aprovisionamiento y registro para
permitir la entrada en la red. La entidad de gestión MAC también
controla la gestión de conexión, lo cual permite el establecimiento
y liberación de recursos de ancho de banda de red, y la gestión de
enlaces, lo cual proporciona control y calibración de parámetros de
potencia y alineación y relacionados con el enlace. La entidad de
gestión MAC también mantiene bases de datos relacionadas con
unidades de abonado, seguridad y gestión de claves, diagnósticos y
configuración de red.
El protocolo empleado por la subcapa MAC es
independiente del esquema de modulación física y la velocidad de
transmisión de datos usados. Esto permite flexibilidad en la
implementación de un protocolo de señalización MAC común a través
de una diversidad de tipos de canales físicos. Los esquemas de
modulación física incluyen, pero no están limitados a, 256 QAM, 64
QAM, y QPSK.
La función Adaptación de Datos 130 proporciona
servicios de adaptación correspondientes, por ejemplo, a la capa 5
de adaptación ATM (AAL-5) estándar, entre la
función de señalización 135, que proporciona mensajes de órdenes
HFC, y la capa ATM.
El MAC controla el medio a través del HFC. En la
dirección ascendente, el medio no debería considerarse solamente
como un canal concreto. El medio debería considerarse como el
espectro ascendente completo, que puede extenderse, por ejemplo,
entre 5-40 MHz en un sistema de televisión por
cable (CATV). Sin embargo, debe entenderse que puede usarse
virtualmente cualquier espectro en cualquier red. Por lo tanto, el
MAC hace más que arbitrar o controlar el acceso por parte de
usuarios a un canal concreto. También es responsable de gestionar
el ancho de banda (tanto espectral como de datos) del espectro
ascendente, que puede incorporar varios canales, teniendo cada uno
diferentes anchos de banda y velocidades de transmisión de datos.
También puede ser ventajoso para el MAC albergar diversos canales
en los que difieran las velocidades de los canales.
Además, algunas regiones del espectro ascendente
pueden tener mejor tasa de error que otras regiones. Por
consiguiente, puede ser posible para el MAC asignar ancho de banda
para datos en canales según el tipo de servicio. Por ejemplo, los
datos más críticos pueden llevarse por canales con mejor tasa de
error. Dependiendo de las condiciones del canal, puede requerirse
retransmisión en la capa de enlace de datos.
Por lo tanto, con la perspectiva anteriormente
mencionada de controlar y gestionar el medio ascendente completo, y
criterios para seleccionar un MAC, las características clave de la
entidad de gestión MAC de la presente invención son como sigue. En
primer lugar, el MAC debería soportar comunicaciones en modo de
transmisión asíncrona (ATM) de manera eficaz y favorable,
incluyendo comunicaciones tanto ascendentes como descendentes. El
MAC debería minimizar datos en exceso en la capa de enlace de datos
y en la celda ATM. El MAC debería soportar servicios de tipo de
velocidad de transmisión de bits constante (CBR), velocidad de
transmisión de bits variable (VBR) y velocidad disponible de
transmisión de bits (ABR). El MAC debería proporcionar acceso de
contención, acceso de no contención total para conexiones de datos
o ambos. El MAC debería incluir además un esquema de retransmisión
de capa de enlace de datos y función de monitorización de error
para los canales ascendentes que, debido al acceso de banda
estrecha bien conocido y observado, pueden ser un medio
problemático. Por último, el MAC debería incluir un esquema de
sincronización de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) que
opere independientemente del tipo de modulación descendente,
velocidad de símbolos y estructura de trama.
El MAC puede proporcionar opcionalmente acceso
para encendido e inicio por medio de franjas de contención. Una
franja de contención es una franja que puede asignarse a varios
usuarios y no está reservada para un usuario en concreto. Además,
las franjas de contención pueden configurarse en uno o múltiples
canales ascendentes, en cuyo caso se informa a las unidades de
abonado de la frecuencia de canal, estructura de trama (por
ejemplo, el número de franjas por trama) y números de franjas por
medio de un mensaje de invitación, que es transmitido periódicamente
por el controlador central. La sincronización puede lograrse usando
una diversidad de procedimientos, incluyendo, por ejemplo, el uso
de mensajes de sincronización de base de tiempo. Puede suponerse
que sobre el canal no existen franjas de encendido, ya que la
entidad de gestión MAC en el controlador central puede elegir
realizar el encendido en un canal concreto y trasladar a los
usuarios a otros canales cuando la secuencia de encendido e inicio
está terminada.
Para comunicación de sesión puede emplearse un
mecanismo de contención. Puede usarse una estructura de trama
simple en la que las franjas de contención y las franjas asignadas
están contenidas en una trama. La contención puede suponer intentos
de hacer una reserva, intentos de transmitir datos o una
combinación de ambos. Se han propuesto diversos planteamientos de
acceso de contención. Los esquemas de contención generalmente
requieren información suplementaria adicional, pueden estar sujetos
a problemas de estabilidad y pueden plantear ciertos problemas de
control de potencia relacionados con grandes números de usuarios
que están implicados en un conflicto, en el que varios usuarios
están solicitando acceso a la misma franja al mismo tiempo. Además,
deben determinarse los criterios para detección de un conflicto y
las probabilidades de falsa alarma asociadas (es decir, un falso
conflicto).
Debe observarse que muchos esquemas de acceso
aleatorio basados en contención logran un alto grado de estabilidad
a grandes cargas y en sobrecarga. Sin embargo, los retrasos de
acceso a grandes cargas pueden ser mayores que ciertas
alternativas. Una alternativa es proporcionar un ancho de banda
garantizado a algún nivel mínimo, como aquí se describe en la
realización preferida. En otras palabras, cuando una unidad de
abonado tiene acceso a al menos una franja de tiempo asignado, la
entidad de gestión MAC puede asignar un ancho de banda mínimo a la
unidad de abonado. El ancho de banda mínimo es un parámetro
configurable, como se describe más adelante.
El MAC puede ser un sistema basado en ATM, donde
se emplea señalización ATM para establecer conexiones ATM, y
existe una interfaz ATM en la que la señalización ATM informa a la
entidad de gestión MAC acerca de conexiones, contrato de tráfico
asociado, y calidad de parámetros de servicio. La calidad de
parámetros de servicio indica generalmente la velocidad de
transmisión de bits de la conexión, e incluye una velocidad de
transmisión de bits constante (CBR), una velocidad de transmisión
de bits variable (VBR) y una velocidad de transmisión de bits sin
especificar (UBR). Observar que aunque una conexión tenga una
velocidad de transmisión de bits sin especificar (UBR), la unidad
de gestión MAC sabe que una unidad de abonado en concreto tiene
implementadas conexiones activas.
Además de la asignación de un ancho de banda
mínimo, se usa asignación dinámica de ancho de banda (DBA) según
la presente invención para proporcionar utilización eficaz de ancho
de banda ascendente entre las unidades de abonado. Por lo tanto, la
DBA debería funcionar junto con el ancho de banda mínimo
garantizado, así como la diferente calidad de niveles de servicio.
La capa ATM espera que la capa MAC proporcione transporte de
calidad de celdas ATM desde las unidades de abonado hasta el
controlador central en la dirección ascendente. Además, se espera
que las capas ATM y MAC intercambien información de señalización e
información de usuario.
Durante el establecimiento de la conexión ATM, la
capa ATM proporciona información de señalización a la capa MAC
para reservar recursos de nivel MAC si están disponibles. Esta
información de señalización puede solicitar una clase de calidad de
servicio y parámetros de tráfico en el contrato de tráfico, por
ejemplo. Los parámetros de tráfico están relacionados con elementos
como velocidad máxima, velocidad de celdas sostenible, velocidades
de celdas máxima y mínima, y tolerancia de variación de retraso, y
están especificados en el contrato de tráfico. Un contrato de
tráfico se refiere a criterios que se establecen para un
establecimiento de conexión ATM. Durante la vida de cada conexión
ATM establecida, la capa MAC mantiene la calidad de transporte de
celdas ATM según el acuerdo de calidad de servicio y parámetro de
tráfico del contrato de tráfico. Al añadir o suprimir conexiones
ATM sobre la capa MAC, la capa MAC no debe afectar a la calidad del
transporte de celdas ATM en otras conexiones ATM ya existentes.
El ejemplo siguiente muestra cómo puede
gestionarse ancho de banda de nivel MAC para una unidad de abonado
que puede tener múltiples conexiones ATM simultáneamente.
Inicialmente, cuando no están establecidas conexiones ATM a través
del enlace HFC, el ancho de banda mínimo, R_{\text{mín}} se
establece en un valor por omisión, que se usa para tráfico de
señalización ATM. Cuando las conexiones ATM están establecidas, se
incrementa R_{\text{mín}} como sigue, dependiendo de la clase de
calidad de servicio y parámetros de tráfico del contrato de
tráfico solicitados:
- (1)
- Si se selecciona una velocidad de transmisión de bits (CBR) constante, entonces R_{\text{mín}}=R_{\text{mín}}+PCR, donde PCR es la velocidad máxima de celdas seleccionada;
- (2)
- Si se selecciona una velocidad de transmisión de bits variable (VBR) en tiempo real o no en tiempo real, entonces R_{\text{mín}}=R_{\text{mín}}+ \ SCR, donde SCR es la velocidad de celdas sostenible especificada;
- (3)
- Si se selecciona una velocidad de transmisión de bits sin especificar (UBR), entonces R_{\text{mín}} no cambia; y
- (4)
- Si se selecciona la velocidad disponible de transmisión de bits (ABR), entonces R_{\text{mín}}=R_{\text{mín}}+MCR, donde MCR es la velocidad de celdas mínima. ABR está soportado por señalización de interfaz usuario-red (UNI) 4.0.
Después de que se ha establecido la conexión se
produce el procesamiento de asignación dinámica de ancho de banda
(DBA). El DBA puede optimizar ventajosamente el uso del ancho de
banda disponible en el camino de transmisión ascendente desde las
unidades de abonado al controlador central, mientras que también
mantiene un ancho de banda mínimo para cada unidad de abonado.
Además, cuando se termina la conexión ATM, puede reducirse en
consecuencia el ancho de banda mínimo, R_{\text{mín}}.
La estructura TDMA que se adopta para el MAC para
implementar la DBA es como sigue. El MAC supone que las franjas
ascendentes están organizadas en una estructura de trama. Por
ejemplo, pueden especificarse dos niveles de entramado, incluyendo
un nivel de trama, que es el nivel en el que las asignaciones de
franja están gestionadas por el controlador central, y un nivel de
supertrama, que está relacionado con sincronización TDMA. Se
muestra la trama 320 con un número entero de franjas N_{F},
mientras que cada supertrama tiene igualmente un número entero de
tramas. En particular, la longitud de una supertrama es el valor de
bloqueo del reloj maestro de base de tiempo, que es la cuantía de
tics de reloj a la que el contador maestro de base de tiempo vuelve
a cero. En otras palabras, el reloj maestro de base de tiempo es
un contador de módulos M en el que M es la longitud de supertrama
en tics.
Un objetivo del esquema DBA de la presente
invención es proporcionar un sistema que no requiera participación
de las unidades de abonado. Las unidades de abonado reciben
asignaciones de ancho de banda (por ejemplo, franjas) y reducen la
información suplementaria de la capa MAC requerida en las
direcciones ascendente y descendente. Las unidades de abonado no
tienen que enviar una señal al controlador central para solicitar
ancho de banda o informar sobre el tamaño de la memoria intermedia
de la unidad de abonado. Por consiguiente, el esquema DBA es
esencialmente transparente a las unidades de abonado, de manera que
pueden emplearse unidades de abonado convencionales.
Las unidades de abonado se inician siendo
autentificadas, registradas, alineadas, reguladas, asignándoseles
una dirección MAC y asignándoseles parámetros de encriptación.
Después se asigna a las unidades de abonado una franja o franjas
que corresponde a una cantidad mínima de ancho de banda (por
ejemplo, R_{\text{mín}}). Cuando un cable módem o similar de la
unidad de abonado cambia de un estado inactivo a un estado activo,
por ejemplo, cuando ha sido establecido un circuito virtual
conmutado entre el conmutador ATM y la unidad de abonado, el
controlador central puede incrementar la cantidad mínima de ancho
de banda ascendente que está asignada a la unidad de abonado.
Por ejemplo, si se ha establecido una conexión de
la clase de calidad de servicio de velocidad de transmisión de
bits constante (CBR), el ancho de banda ascendente mínimo debería
ser al menos la velocidad de celdas sostenible (SCR) que
corresponde a la conexión CBR. Incluso con conexiones múltiples
implementadas de velocidad de transmisión de bits sin especificar
(UBR), el ancho de banda mínimo puede incrementarse desde la
cantidad por omisión (por ejemplo, inicial).
El controlador central ajusta el ancho de banda
que se asigna a las unidades de abonado en el camino de transmisión
ascendente al final de cada intervalo de control. Existen j=1,...,
L canales ascendentes totales, y X_{J} usuarios totales en el
canal j-ésimo. Para el usuario i-ésimo del canal j-ésimo, un cable
módem en el controlador central mantiene una cuantía de tráfico
C_{i} en cada usuario durante uno o más intervalos de control. A
cada usuario se le asigna un ancho de banda de información B_{i}
que puede corresponder, por ejemplo, a varias franjas por trama,
velocidad de transmisión de datos en bits o bytes por segundo, o
velocidad de celdas en una red ATM. Durante un intervalo de
control, el usuario i-ésimo habrá tenido B_{i} franjas asignadas
a él. El cable módem y un sistema de terminación de cable módem en
el controlador central mantienen un registro del número de franjas
asignadas por trama, S_{i}, para cada usuario. El sistema de
terminación de cable módem también mantiene un recuento del número
de usuarios activos en cada canal, y rastrea la cantidad total de
ancho de banda asignado, BW(j), para cada canal.
La Figura 4 es un diagrama de flujo del esquema
de asignación dinámica de ancho de banda según la presente
invención. Los parámetros relevantes incluyen el número de franjas
por trama, ancho de banda por franja, número de tramas por
intervalo de control, número de usuarios por canal, y umbrales
inferior y superior de utilización. En el procedimiento mostrado,
puede asignarse (es decir, ajustarse) el ancho de banda para cada
usuario en cada canal en intervalos de control sucesivos. Cada
canal tiene un número X_{J} de usuarios, donde i=1,..., X_{J}
indica el usuario i-ésimo en el canal j-ésimo. Los intervalos de
control son incrementos de tiempo que pueden estar sincronizados
con varias franjas, tramas y/o supertramas de un canal, aunque la
sincronización no es obligatoria. Además, el intervalo de control
puede ajustarse para que se proporcionen intervalos de control de
diferentes duraciones en un solo canal o en múltiples canales.
En primer lugar, en el bloque 40 se inicia un
contador de canal j, donde j=canal 1,..., L. En el bloque 405 se
incrementa el contador de canal. Por ejemplo, j=1 indica que se
está procesando el primer canal. Observar que cuando se provee más
de un canal, cada canal puede procesarse en serie o en paralelo. El
procedimiento de la Figura 4 muestra cada canal y cada usuario
procesándose en serie sólo para propósitos ilustrativos.
Adicionalmente, no tienen que procesarse todos los canales o todos
los usuarios en cada intervalo de control. Por ejemplo, algunos
canales y usuarios pueden procesarse en un intervalo de control,
mientras que otros canales y usuarios se procesan en otro intervalo
de control. El controlador central primero inicia un grupo de
ancho de banda sin asignar, BWA(j), en el canal actual.
BWA(j) es un total acumulado que se mantiene durante
intervalos de control sucesivos, e indica la cantidad disponible de
ancho de banda sin asignar en un intervalo de control dado.
Observar que, en el presente ejemplo, el ancho de banda se
considerará en cuanto a franjas, aunque puede usarse virtualmente
cualquier medida de datos disponible. De esta manera, el ancho de
banda corresponde directamente a un número de franjas (o tramas, o
supertramas o similares) que están asignadas a un abonado para
transmisión ascendente en un intervalo de control.
En el bloque 415 se inicia un contador de
usuarios. En el bloque 420 se incrementa el contador de usuarios.
Por ejemplo, el primer usuario (i=1) puede procesarse primero. En
el bloque 425, para cada usuario i-ésimo en el canal j-ésimo se
calcula una relación K=C(i)/B(i), donde C(i)
es la cuantía de tráfico del usuario actual durante un intervalo de
control, y B(i) es el número de franjas asignadas durante el
intervalo de control. Es decir, C(i) es el número de franjas
que el usuario actual realmente usó para transmisión ascendente de
datos durante el intervalo de control, según se determinó por la
entidad de gestión MAC en el controlador central. B(i) es el
número de franjas que la entidad de gestión MAC ha asignado al
usuario durante el intervalo de control. Observar que el tamaño y
número de franjas corresponden a un ancho de banda, de manera que
C(i) corresponde a un ancho de banda que es consumido por el
usuario, y B(i) corresponde a un ancho de banda que está
asignado al usuario.
En el bloque 430 se realiza una determinación de
si K<=T1, donde T1 es un umbral inferior de utilización, que
puede ser 0,85, por ejemplo. Si K<=T1, la entidad de gestión MAC
reduce el ancho de banda asignado B(i) para el usuario
i-ésimo en el siguiente intervalo de control (o un intervalo de
control sucesivo) al ancho de banda que se usó realmente (por
ejemplo, C(i)) o R_{\text{mín}}, el que sea mayor. Se
provee opcionalmente R_{\text{mín}} como asignación de ancho de
banda mínimo. El procedimiento de la Figura 4 se conoce como
sistema de no contención, ya que a cada usuario se le proporciona
un ancho de banda mínimo. Sin embargo, observar que esto no indica
necesariamente que a cada usuario se le proporciona una o más
franjas en cada trama o intervalo de control. Generalmente, la
necesidad de ancho de banda mínimo corresponderá a una velocidad
media de transmisión de datos, o franjas por variación de tiempo
unitaria, durante una trama o intervalo de control.
En el bloque 440 se añade el ancho de banda
reclamado (por ejemplo, la reducción de ancho de banda asignado,
B(i)-C(i)) al grupo de ancho de banda
disponible, BWA(j). Después, en el bloque 445, se realiza
una determinación de si el usuario actual es el último usuario del
canal (por ejemplo, i=X_{j}). Si no lo es, el flujo pasa al bloque
420, donde el contador de usuario se incrementa para procesar el
siguiente usuario en el canal. Si i=X_{j}, el procedimiento pasa
al bloque 450, donde se realiza una determinación de si el canal
actual es el último canal (por ejemplo, j=L). Si no lo es, el
flujo pasa al bloque 405, donde el contador de canal se incrementa
para procesar el siguiente canal. Sin embargo, si j=L, todo el
procedimiento de asignación de ancho de banda, empezando en el
bloque 400, se repite durante el siguiente intervalo de control o
un intervalo de control posterior. Generalmente, la asignación de
ancho de banda en cada intervalo de control proporciona caudal
eficaz óptimo en los canales ascendentes.
Volviendo al bloque 430, si K > T1, el flujo
pasa al bloque 460, donde se realiza una determinación de si
K>=T2, donde T2 es un umbral superior de utilización, que puede
estar, por ejemplo, en el intervalo 0,90 a 1,0. Si no lo está,
entonces el ancho de banda asignado actualmente se iguala a las
necesidades del usuario, y no hay cambio en el número de franjas
asignadas, como se indica en el bloque 490. Observar que Ti y T2
son ajustables. El flujo pasa entonces al bloque 445, descrito
anteriormente. En el bloque 460, si K>=T2, entonces en el bloque
465, se marca el usuario actual para un posible incremento de ancho
de banda asignada en un intervalo de control posterior. Esto puede
lograrse almacenando en una memoria un identificador de usuario y
el estado apropiado, accediendo después a los datos almacenados en
un intervalo de control posterior. En el bloque 475 se realiza una
determinación de si el usuario actual es el último usuario del
canal (por ejemplo, i=X_{j}). Si no lo es, el flujo vuelve al
bloque 420, descrito anteriormente.
Si i=X_{j}, entonces la entidad de gestión MAC
calcula en el bloque 480 el número n de usuarios marcados en el
canal actual para el intervalo de control actual. En el bloque 485,
el ancho de banda asignado para cada uno de los n usuarios se
incrementa por BWA(j)/n redondeando por abajo al siguiente
número entero si BWA(j)/n no es entero. Es decir, el ancho
de banda sin asignar disponible se distribuye equitativamente entre
los usuarios marcados. Observar que BWA(j) puede no tener un
valor nulo después de este paso ya que, en el caso de franjas
TDMA, por ejemplo, no pueden asignarse números de franjas no
enteros. Por ejemplo, supongamos que existen n=12 usuarios marcados
en el canal actual y el intervalo de control, y que el balance
actual de BWA(j) es 40 franjas. Así, en el bloque 485, a
cada uno de los 12 usuarios pueden asignársele 40/12=3,33 franjas
adicionales. Para evitar asignar franjas fraccionarias, se toma la
función del límite inferior de 3,33 (por ejemplo, límite inferior
de (3,33)=3). Por consiguiente, a cada uno de los usuarios marcados
se le pueden asignar tres franjas adicionales, y el balance
restante para BWA(j) es
12 x 0,33=4 franjas. Estas cuatro franjas pueden distribuirse entre los usuarios marcados o transferirse a un intervalo de control posterior.
12 x 0,33=4 franjas. Estas cuatro franjas pueden distribuirse entre los usuarios marcados o transferirse a un intervalo de control posterior.
En particular, cuando BWA(j)/n corresponde
un número no entero de franjas, la entidad de gestión MAC puede
realizar un segundo o incluso un tercer paso para distribuir tanta
cantidad de BWA(j) restante como sea posible en el intervalo
de control actual. Por ejemplo, cuando sobran cuatro franjas
después de la primera distribución, estas franjas pueden
distribuirse aleatoriamente o en un orden predeterminado, por
ejemplo, por turno, entre los 12 usuarios marcados. Si queda un
número no entero de franjas sin asignar incluso después de una o
más distribuciones, el balance restante puede transferirse a un
intervalo control posterior. Por último, el flujo pasa después al
bloque 487, donde se disminuye BWA(j) la cantidad de ancho de
banda recién asignada para los usuarios marcados, y al bloque 450,
descrito anteriormente. Si se asignan valores de franja
fraccionarios para B (i), esto se pondrá de manifiesto en
B(i) en un intervalo de control posterior.
Por otra parte, puede asignarse opcionalmente
BWA(j) según una jerarquía de usuario (por ejemplo, unidad
de abonado). Por ejemplo, puede darse prioridad a la hora de
recibir ancho de banda adicional a los usuarios de primera que
pagan una cuota adicional. Esto puede lograrse proporcionando a
cada usuario un factor de ponderación que el controlador central
puede recuperar de una memoria. Por ejemplo, a un usuario no de
primera puede asignársele un factor de ponderación de "1",
mientras que a un usuario de primera se le asigna un factor de
ponderación de "2". Entonces, usando el ejemplo anterior,
donde BWA(j)=40 franjas y hay 12 usuarios, y suponiendo
además 6 usuarios de primera y 6 usuarios no de primera, a cada
usuario de primera se le pueden asignar 40x2/18=4,4 franjas (por
ejemplo, redondeando por abajo a cuatro franjas), mientras que a
cada usuario no de primera se le asignan 40x1/18=2,2 franjas (por
ejemplo, redondeando por abajo a dos franjas). Las fracciones 2/18
y 1/18 se obtuvieron tomando la relación del valor del usuario a la
suma de los valores de todos los usuarios marcados. Tal esquema de
ponderación es particularmente efectivo cuando raramente está
disponible ancho de banda sin asignar, ya que los usuarios de
primera serán los primeros en recibir cualquier ancho de banda sin
asignar disponible.
Además, es posible limitar el ancho de banda
máximo que se asigna a un usuario comparando el ancho de banda
asignado con un valor límite que está almacenado en una memoria.
Además, el valor límite puede ajustarse según la jerarquía de
usuarios descrita anteriormente, de manera que a los usuarios de
prioridad superior se les da un ancho de banda límite superior.
Adicionalmente, puede haber interés en que el
esquema DBA nunca reduzca el ancho de banda asignado de un usuario
cuando el usuario usa continuamente todo su ancho de banda
asignado. Tal situación puede ser injusta para otros usuarios de la
red. En este caso, algo de la asignación de ancho de banda (por
ejemplo, franja) del usuario en cuestión puede redistribuirse a
otros usuarios que usan todo o la mayoría de su ancho de banda
asignado, por ejemplo, de manera mezclada, donde cada uno de tales
usuarios recibe las nuevas franjas en un orden predeterminado, como
por turnos, o en un orden aleatorio. Alternativamente, o además,
puede imponerse al usuario un ancho de banda máximo (por ejemplo,
límite). Además, es posible usar un mecanismo de cronometraje para
proporcionar ancho de banda adicional a un usuario intensivo, pero
sólo durante una cierta cantidad de tiempo. En otra opción, la
entidad de gestión MAC puede mantener un registro histórico de uso
de ancho de banda para cada usuario. Entonces, puede darse
prioridad superior a los usuarios que tienen niveles de uso
relativamente bajos al solicitar un nivel de ancho de banda que, si
no, podría estar limitado. La entidad de gestión MAC puede asignar
además ancho de banda según un perfil histórico de uso de ancho de
banda de canal total. Por ejemplo, puede incrementarse el límite de
ancho de banda de un usuario durante las horas de menos ocupación
de la red. Para los expertos en la materia resultarán evidentes
otras variaciones en el esquema de asignación de ancho de banda de
la presente invención.
Por consiguiente, puede observarse que el esquema
de asignación dinámica de ancho de banda de la presente invención
optimiza el uso de canales en una red de comunicación adaptando el
ancho de banda asignado a las necesidades reales del usuario. Una
entidad de gestión de de control de acceso a medios en el
controlador central de un sistema de televisión por cable o similar
monitoriza el uso de ancho de banda en canales ascendentes, y
ajusta en consecuencia el ancho de banda asignado para cada
usuario. La entidad de gestión puede estar implementada en hardware
y/o software. También puede proporcionarse a cada usuario un ancho
de banda mínimo garantizado. Además, el esquema puede adaptarse
para uso con una jerarquía de usuarios, en la que a los usuarios de
primera, como los que pagan una cuota adicional, puede
concedérseles prioridad sobre otros usuarios.
Aunque se ha descrito la invención en relación
con diversas realizaciones descritas, debe comprenderse que pueden
realizarse diversas adaptaciones y modificaciones a la misma sin
apartarse del alcance de la invención como está expuesta en las
reivindicaciones.
Claims (20)
1. Un procedimiento para asignar ancho de banda
en una red estratificada de comunicación de datos en el que una
pluralidad de unidades de abonado se comunican con un controlador
central, que comprende los pasos de:
- mantener un total acumulado de ancho de banda sin asignar en intervalos de control sucesivos;
- determinar una cuantía de tráfico de cada una de dichas unidades de abonado;
- ajustar un ancho de banda asignado de dichas unidades de abonado según dicha cuantía de tráfico;
- y
- modificar dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar según el ajuste en el ancho de banda asignado;
caracterizado
porque
se asigna ancho de banda en al menos uno de: (a)
un camino de transmisión entre dichas unidades de abonado y dicho
controlador central, y (b) un camino de transmisión entre dicho
controlador central y otra red de comunicación.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende el paso adicional de:
- determinar una relación de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para una en concreto de dichas unidades de abonado; e
- incrementar el ancho de banda asignado de la unidad de abonado en concreto cuando dicha relación está en o por encima de un umbral superior de utilización.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el
que:
- dicha cuantía de tráfico se determina según un ancho de banda que es usado por las unidades de abonado respectivas.
4. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende el paso adicional de:
- disminuir el ancho de banda asignado de una en concreto de dichas unidades de abonado cuando el ancho de banda asignado actualmente supera la cuantía de tráfico por una cantidad programable.
5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el
que:
- dicho paso de disminución incluye el paso de ajustar el ancho de banda asignado de dicha unidad de abonado en concreto para igualar aproximadamente la cuantía de tráfico para dicha unidad de abonado en concreto.
6. El procedimiento de la reivindicación 4, en el
que:
- dicho paso de disminución incluye el paso de ajustar el ancho de banda asignado de dicha unidad de abonado en concreto al mayor de: (a) la cuantía de tráfico para dicha unidad de abonado en concreto, y (b) un ancho de banda mínimo.
7. El procedimiento de la reivindicación 4, que
comprende el paso adicional de:
- incrementar dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar por la disminución de dicho ancho de banda asignado en dicho paso de disminución.
8. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 1 a 7, que comprende los pasos adicionales de:
- determinar una relación de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para la unidad de abonado en concreto; y disminuir el ancho de banda asignado de la unidad de abonado en concreto cuando dicha relación está en o por debajo de un umbral inferior de utilización.
9. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende el paso adicional de:
- incrementar el ancho de banda asignado de una en concreto de dichas unidades de abonado según dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar cuando la cuantía de tráfico supera un nivel predeterminado;
en el que dicho paso de incremento comprende los
pasos
de:
- marcar al menos una unidad de abonado en concreto para un incremento de ancho de banda asignado; y distribuir al menos parte de dicho ancho de banda sin asignar entre la(s) unidad(es) de abonado marcada(s).
10. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 1 a 9, que comprende el paso adicional de:
- ajustar dicho ancho de banda asignado de dichas unidades de abonado según una jerarquía de unidades de abonado.
11. Un aparato para asignar ancho de banda en una
red estratificada de comunicación de datos en la que una
pluralidad de unidades de abonado se comunican con un controlador
central, que comprende:
- medios para mantener un total acumulado de ancho de banda sin asignar en intervalos de control sucesivos;
- medios para determinar una cuantía de tráfico para cada una de dichas unidades de abonado;
- medios para ajustar un ancho de banda asignado de dichas unidades de abonado según dicha cuantía de tráfico; y
- medios para modificar dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar según el ajuste del ancho de banda asignado;
caracterizado
porque
se asigna ancho de banda en al menos uno de: (a)
un camino de transmisión entre dichas unidades de abonado y dicho
controlador central, y (b) un camino de transmisión entre dicho
controlador central y otra red de comunicación.
12. El aparato de la reivindicación 11, que
además comprende:
- medios para determinar una relación de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para una en concreto de dichas unidades de abonado; y
- medios para incrementar el ancho de banda asignado de la unidad de abonado en concreto cuando dicha relación está en o por encima de un umbral superior de utilización.
13. El aparato de la reivindicación 11, en el
que:
- dicha cuantía de tráfico se determina según un ancho de banda que es usado por las unidades de abonado respectivas.
14. El aparato de una de las reivindicaciones 11
a 13, que además comprende:
- medios para disminuir el ancho de banda asignado de una en concreto de dichas unidades de abonado cuando el ancho de banda asignado actualmente supera la cuantía de tráfico por una cantidad programable.
15. El aparato de la reivindicación 14, en el
que:
- dichos medios para disminuir ajustan el ancho de banda asignado de dicha unidad de abonado en concreto para igualar aproximadamente la cuantía de tráfico para dicha unidad de abonado en concreto.
16. El aparato de la reivindicación 14, en el
que:
- dichos medios para disminuir ajustan el ancho de banda asignado de dicha unidad de abonado en concreto al mayor de: (a) la cuantía de tráfico para dicha unidad de abonado en concreto, y (b) un ancho de banda mínimo.
17. El aparato de la reivindicación 14, que
además comprende:
- medios para incrementar dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar por la disminución de dicho ancho de banda sin asignar.
18. El aparato de una de las reivindicaciones 11
a 17, que además comprende:
- medios para determinar una relación de la cuantía de tráfico al ancho de banda asignado para la unidad de abonado en concreto; y
- medios para disminuir el ancho de banda asignado de la unidad de abonado en concreto cuando dicha relación está en o por debajo de un umbral inferior de utilización.
19. El aparato de una de las reivindicaciones 11
a 18, que además comprende:
- medios para incrementar el ancho de banda asignado de una en concreto de dichas unidades de abonado según dicho total acumulado de ancho de banda sin asignar cuando la cuantía de tráfico supera un nivel predeterminado; en el que:
- dichos medios para incrementar están adaptados para marcar al menos una unidad de abonado en concreto para un incremento de ancho de banda asignado; y al menos parte de dicho ancho de banda sin asignar se distribuye entre la(s) unidad(es) de abonado marcada(s).
20. El aparato de una de las reivindicaciones 11
a 19, que además comprende:
- medios para ajustar dicho ancho de banda asignado de dichas unidades de abonado según una jerarquía de unidades de abonado.
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