D0I:10.13374/1.issm100103.2008.09.021 第30卷第9期 北京科技大学学报 Vol.30 No.9 2008年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep·2008 一种适用于HFC网络CM的QoS解决方案 宋丽华1，) 李培娅2)张燕2)王沁2) 1)北方工业大学信息工程学院，北京1001442)北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要通过对不同网络QS机制进行分析比较和对D0CSIS1.1规范Qo标准的深入研究，提出了一种适用HFC网络接 入网设备CM的QS机制解决方案，给出了CMQS体系的设计模型，对各模块进行了详细的功能介绍，从设计上保证了为 不同的P数据提供不同的服务质量.详细阐述了动态业务的发起过程和实现技术，讨论了HFC网络QS的下一步研究方 向 关键词QoS:DOCSIS1.1;CM;HFC网络：RSVP 分类号TP393.07 A QoS solution for CMin HFC network SONG Lihua).LI Peiya2),ZHA NG Yan2),WANG Qin2) 1)School of Information Engineering.North China University of Technology.Beijing 100144.China 2)School of Information Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT A QoS solution for CM which is a kind of network-access equipment in HFC net work was proposed by analyzing differ- ent network QoS mechanisms and studying the DOCSIS1.1 QoS standards in-depth.A model for CM QoS mechanism was designed to ensure providing different QoS for different kinds of IP data,and the function of each module was described in detail.The dynamic service initiation technology was introduced lately.and finally the development of HFC network QoS mechanism was reviewed. KEY WORDS QoS:DOCSIS1.1:CM:HFC network:RSVP QoS(quality of service)是在通信系统中为了统 specifications)作为HFC网络的射频接口规范在其 一对网络服务性能进行描述而引入的概念，所谓 1.0版本的基础上扩展并完善了QoS标准，使HFC QS,从用户层面看，是服务性能的总效果，体现的 网络不仅能传输数字信号，还能传输对时延、抖动要 是用户对服务者所提供的服务水平的一种度量和评 求苛刻的音频、视频信号山，真正将数字网、电信 价，从技术角度来看，QS是一组服务要求参数，网 网、广播电视网融合在一起，但是，接口规范中对如 络须满足这些要求才能确保数据传输的适当服务级 何构建相应的QS体系并没有给出参考模型，并且 别，具体可以量化为带宽、延迟、抖动、丢失率等性能 没有规定采用什么样的QS协议，何时以及如何发 指标， 起动态业务，为此，本文进行了相关研究，并给出了 HFC(hybrid fiber-coax)网络是一种重要的带宽 基于CM(cable modem)端的Qos机制参考设计 接入技术，利用HFC可以方便地开展基于IP(in 模型， ternet protocol)的各种业务，如VolP(voice-over 1不同网络QS管理机制分析 IP)、VOD(video-on-demand)、HDTV(high defini tion TV,交互式高清晰数字电视)和高速Web浏览 为了满足Internet上各种网络应用传输服务质 业务，但是如何为不同的服务提供不同的服务质量 量的需求，近年来IETF(internet engineering task 保i证，DOCSIS1.l(data-over-cable service interface force)在此方面做了很多工作，先后提出了三种不同 收稿日期：2007-08-07修回日期：2007-09-28 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(N。.2006AA09Z115):北京市科技产业化项目(N。,D0306008041021) 作者简介：宋丽华(1979一)，女，博士研究生，E mail:sdh2g@126.com;王沁(1961一)，女，教授，博士生导师，博士一种适用于 HFC 网络 CM 的 QoS 解决方案 宋丽华1‚2） 李培娅2） 张 燕2） 王 沁2） 1） 北方工业大学信息工程学院‚北京100144 2） 北京科技大学信息工程学院‚北京100083 摘 要 通过对不同网络 QoS 机制进行分析比较和对 DOCSIS1∙1规范 QoS 标准的深入研究‚提出了一种适用 HFC 网络接 入网设备 CM 的 QoS 机制解决方案．给出了 CM QoS 体系的设计模型‚对各模块进行了详细的功能介绍‚从设计上保证了为 不同的 IP 数据提供不同的服务质量．详细阐述了动态业务的发起过程和实现技术‚讨论了 HFC 网络 QoS 的下一步研究方 向． 关键词 QoS；DOCSIS1∙1；CM；HFC 网络；RSVP 分类号 TP393∙07 A QoS solution for CM in HFC network SONG Lihua 1‚2）‚LI Peiya 2）‚ZHA NG Y an 2）‚W A NG Qin 2） 1） School of Information Engineering‚North China University of Technology‚Beijing100144‚China 2） School of Information Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT A QoS solution for CM which is a kind of network-access equipment in HFC network was proposed by analyzing differ￾ent network QoS mechanisms and studying the DOCSIS1∙1QoS standards in-depth．A model for CM QoS mechanism was designed to ensure providing different QoS for different kinds of IP data‚and the function of each module was described in detail．T he dynamic service initiation technology was introduced lately‚and finally the development of HFC network QoS mechanism was reviewed． KEY WORDS QoS；DOCSIS1∙1；CM；HFC network；RSVP 收稿日期：2007－08－07 修回日期：2007－09－28 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目（No．2006AA09Z115）；北京市科技产业化项目（No．D0306008041021） 作者简介：宋丽华（1979－）‚女‚博士研究生‚E-mail：slh2g＠126．com；王 沁（1961－）‚女‚教授‚博士生导师‚博士 QoS（quality of service）是在通信系统中为了统 一对网络服务性能进行描述而引入的概念．所谓 QoS‚从用户层面看‚是服务性能的总效果‚体现的 是用户对服务者所提供的服务水平的一种度量和评 价．从技术角度来看‚QoS 是一组服务要求参数‚网 络须满足这些要求才能确保数据传输的适当服务级 别‚具体可以量化为带宽、延迟、抖动、丢失率等性能 指标． HFC（hybrid fiber-coax）网络是一种重要的带宽 接入技术‚利用 HFC 可以方便地开展基于 IP （in￾ternet protocol） 的各种业务‚如 VoIP （voice-over IP）、VOD （video-on-demand）、HDTV （high defini￾tion TV‚交互式高清晰数字电视）和高速 Web 浏览 业务‚但是如何为不同的服务提供不同的服务质量 保证‚DOCSIS1∙1 （data-over-cable service interface specifications）作为 HFC 网络的射频接口规范在其 1∙0版本的基础上扩展并完善了 QoS 标准‚使 HFC 网络不仅能传输数字信号‚还能传输对时延、抖动要 求苛刻的音频、视频信号［1］‚真正将数字网、电信 网、广播电视网融合在一起．但是‚接口规范中对如 何构建相应的 QoS 体系并没有给出参考模型‚并且 没有规定采用什么样的 QoS 协议‚何时以及如何发 起动态业务．为此‚本文进行了相关研究‚并给出了 基于 CM （cable modem） 端的 QoS 机制参考设计 模型． 1 不同网络 QoS 管理机制分析 为了满足 Internet 上各种网络应用传输服务质 量的需求‚近年来 IETF （internet engineering task force）在此方面做了很多工作‚先后提出了三种不同 第30卷 第9期 2008年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．9 Sep．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．09．021