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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenverteilung
zwischen einer hochbitratigen Datenverteilungseinheit DSLAM und
mehreren Benutzerendgeräten
und eine dazugehörige
Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 6.
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Heutzutage
werden Digital Subscriber Line Access Module DSLAM (z.B. als Multiplexer)
für mehrere
Benutzer verwendet. Dadurch werden DSL-Anschlüsse (DSL = Digital Subscriber
Line) mehrerer Benutzer und deren unterschiedlichen Kommunikationsendgeräte in Verbindung
mit einem Broadband-Netzwerk – z. B.
einem Voice-Netzwerk, Internet, SONET, etc – in Betrieb genommen. Zweck solcher
DSLAMs ist u. a. für
alle DSL-Verbindungen mit jedem Benutzer bzw. mit seinen Endgeräten, eine Hochgeschwindigkeitsdatenrate
für viele
Datenformaten (Broadcast Data) zu ermöglichen.
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Wenn
ein Telekommunikationsdienstanbieter ein DSL-Signal eines Benutzers
empfängt,
kann ein ADSL-Modem (ADSL = Asymetric Digital Subscriber Line) mit
einem Teiler Sprachanrufe und Daten (z.B. zur Anforderung eines
Bildes oder eines Video-Streams eines Internet-Providers) detektieren bzw.
trennen. Sprachanrufe sind z. B. zu einem öffentlichen Telekommunikationsnetzwerk
PSTN (Public Service Telecommunication Network) und Daten sind zu
dem DSLAM zugeführt,
mit welchem eine Verbindung z. B. mit dem Internet-Netzwerk hergestellt
wird. Anschliessend wird meistens eine Rückverbindung aus dem Internet-Netzwerk über den
DSLAM zu dem Benutzer erstellt, so dass z. B. das angeforderte Bild
oder Video-Stream aus dem Internet-Netzwerk am Computer des Benutzers angezeigt wird.
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Bei
einer solcher zentralen Übertragungstechnik
(„Multicast") innerhalb des DSLAMs
(auch SDVB = „Switched
Digital Video Broadcast" genannt) werden
sogenannte protokollierte Anforderungen IGMP (Internet Group Management
Protocol) aus einem Endgerät
STB eines Benutzers (STB = Set Top Box, z. B. ein ISDN Telefon oder
ein Multimedia-Gerät
zur Wiedergabe eines Video-Streams) bis zu einer zentralen Linieneinheit
CLU (CLU = Central Line Unit) des DSLAMs übertragen.
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Die
CLU, die als Kontrolleinheit von Verbindungen zwischen dem Brodband-Netzwerk
und einer Benutzereinheit dient, schaltet in einer zentralen Weise
die angeforderte Daten, wie ein Video-Stream, durch, indem dementsprechend
ein Cross-Connector (in
Englisch „cross-connect", z. B. ATM Unicast Cross-Connectors)
bei IGMP-„Join
Messages" (Anmeldungsanforderung)
eines Benutzers aus der CLU eingerichtet wird. Damit ist die Verbindung
aktiviert. Ist ein Video-Stream von der STB eines Benutzers bei
IGMP-„Leave
Message" (Abmeldungsanforderung)
nicht mehr erwünscht,
so wird der für
den Benutzer eingerichteten Cross-Connector durch die CLU gelöscht. Damit
ist die Verbindung deaktiviert.
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Das
Einrichten und Löschen
von Cross-Connectoren zum Übertragen
von angeforderten Daten (hier z. B. Video-Streams) ist ein dynamischer
Prozess, bei welchem die Konsistenz der An- und Abmeldung der angeforderten
Daten durch Quittierungsmeldungen aus der CLU bis zu einer Benutzereinheit
SU (SU = Suscriber Unit) bzw. bis zu einem Benutzerendgerät STB nicht überwachbar
bleibt. Aufgrund der Quittierungsmeldungen zwischen einer CLU und
mehreren SUs bzw. STBs steigt nämlich
die ohnehin durch die weitergeleiteten IGMP-Anforderungen erzeugte
Spitzenlast an Nachrichten erheblich. Deshalb kann das Problem auftreten,
dass An- und Abmeldungen von Daten nicht mehr zur CLU bei hoher
Last durchkommen.
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In
Falle wo IGMP-Anmeldeanforderungen einer Eingangsqueue an der CLU
verloren gehen, muss und kann nur der Benutzer eine neue spätere Anforderung
erzeugen. Z. B. muss er noch mal einen Download-Button eines Internet-Domains
drücken. Dabei
erfolgt das Herunterladen einer Internet Seite im DSLAM über statische,
quasi-permanente Cross-Connectoren Es kann aber auch Anforderungen
von video streams betreffen, bei welchen der Auf- und Abbau von
Cross-Connectoren dynamisch ist.
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Ebenfalls
verursachen verlorene IGMP-Abmeldeanforderfungen in der Eingangsqueue
das Problem, dass vorherige an jeder SU eingerichtete Cross-Connectoren
zur Durchschaltung von Video-Streams
weiterhin bestehen bleiben, und dadurch bleiben Ressourcen – d. h.
auch eine Bandbreite an einem CellBus® (heutige
Bezeichnung einer Gruppe von Cross-Connectoren) zwischen einer CLU
und mehreren SUs – innerhalb
des DSLAMs unnötig
verbraucht. Der CellBus ist die Physikalische Verbindung zwischen
der CLU und den SUs im DSLAM, auf dem der Datenverkehr zwischen
diesen Einheiten über
darauf gelegte Cross-Connectoren läuft.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine effektivere
Verwaltung von Datenanforderungen zwischen einer Datenverteilungseinheit
DSLAM („Digital
Subscriber Line Access Module")
und mehreren Benutzern zu gewährleisten.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 6 angegebenen Massnahmen
gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
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Die
Erfindung geht aus einem Verfahren zur Datenverteilung zwischen
einer hochbitratigen Datenverteilungseinheit DSLAM und mehreren
Benutzerendgeräten,
mit welchen Daten aus einem Broadband-Netzwerk – wie PSTN, Internet, SONET,
... – angefordert
werden. Datenanforderungen werden mindestens mittels einer An- oder
Abmeldeinformation aktiviert bzw. deaktiviert, indem bei einer neuen An-
oder Abmeldeinformation eine Verbindung zwischen der Datenverteilungseinheit
DSLAM und dem dazugehörigen
Benutzerendgerät
erzeugt bzw. gelöscht
wird.
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Dadurch
dass Meldungen von aktuell angeforderten Verbindungen bei jedem
Benutzerendgerät erzeugt
und an die Datenverteilungseinheit DSLAM weitergeleitet werden,
dass die Meldungen mit einer Liste von aktuell freien oder bestehenden
Verbindungen zwischen der Datenverteilungseinheit DSLAM und Benutzerendgeräten verglichen
werden, und daraus abzumeldende bzw. neu angeforderte Verbindungen
gelöscht
oder aufgebaut werden, sowie die Liste mit den Ab- oder Anmeldungsinformationen
gelöschter
bzw. noch bestehender Verbindungen aktualisiert wird, kann eine
effektivere Verwaltung von Datenanforderungen zwischen einer Datenverteilungseinheit
DSLAM und mehreren Benutzern gewährleistet
werden.
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Dadurch
dass die Datenverteilungseinheit DSLAM bzw. ihre Kontrolleinheit
CLU zur Schaltung der Cross-Connectoren alle aktuell bestehende
Zustände
der Cross-Connectoren in Verbindung mit neu angeforderten Meldungen,
erfolgt die Datenverteilung mit einer deutlich kräftigeren Überwachung,
und somit mit einer wesentlich höheren
Zuverlässigkeit der
Verwaltung der Anforderungen. Durch die effektivere Nutzung/Löschung von
Cross-Connectoren wird die benötigte
Bandbreite der Daten zu jedem Benutzer am DSLAM optimal angepasst.
Staugefährdete oder
verlorene Anforderungen werden dadurch stark minimiert.
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So
können
sich die folgenden Vorteile zusätzlich
ergeben:
- i) Alle Meldungen und die Liste werden
periodisch verglichen, so dass die Überwachung der Anforderungen
regelmässig
und daher nicht mehr zu spät
erfolgt.
- ii) Dazu kann der periodische Vergleich mit einer passenden
Frequenz erfolgen. Z. B. können
die Meldungen aus den Benutzerendgeräten und die Liste am CLU bei
steigender Zahl der Datenanforderungen für Verbindungen häufiger verglichen werden.
Dies ermöglicht
eine bessere Dynamik der Überwachung
bzw. bei Überschreitung
einer kritischen Frequenz ein Alarm auszulösen. Dadurch könnten aus
der CLU Abmeldenachrichten dem betroffenen Benutzer zurückgesendet
werden. Jede nicht erfüllte
Anforderung bei einer nicht ausreichenden Bandbreite wird also deutlich berücksichtigt
und gemeldet.
- iii) An- oder Abmeldungsinformationen der Meldungen und der
Liste werden mit zusätzlichen
Benutzer spezifischen Anforderungszeitpunkten einer Verbindung verglichen,
die in der Liste aktualisiert und gespeichert werden können. Damit
können
Anforderungen identischer Benutzerendgeräte zeitlich identifiziert und
chronologisch zugeordnet werden. Weitere Anforderungsinformationen könnten ebenfalls
in den Meldungen integriert werden, z. B. einen Zugriff an einer
vertraglich zugelassenen hohen Menge der Bandbreite. Somit könnten Prioritäts- und
Rechtszugriffe zwischen Benutzern effektiver verwaltet werden.
- iv) Historische Bandbreitennutzungen oder besondere Zugriffe
könnten
ebenfalls durch eine zeitliche Verfolgung der Liste an der CLU gespeichert
werden. Bei einem Benutzerseitigen Missbrauch könnten somit nützliche
Beweismitteln nachgeliefert werden.
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Vorrichtungsmässig wird
weiterhin die Erfindung durch eine Datenverteilungseinrichtung für von Benutzerendgeräten angeforderte
Daten über
eine hochbitratige Datenverteilungseinheit DSLAM dargestellt. Ziel
dieser Datenverteilungseinrichtung ist es, eine einfache Durchführung des
oben dargestellten Verfahrens anzugeben.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1:
Datenverteilungseinrichtung mit effektiver Verwaltung von Datenanforderungen
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1 zeigt
eine Datenverteilungseinrichtung mit effektiver Verwaltung von Benutzerendgeräten NT_ADSL1,
NT_ADSL2, etc ausgehende Datenanforderungen mit einer An- bzw. Abmeldungsinformation
IMPG_AN, IMPG_AB für
einen Zugriff auf Daten DATA aus einem Broadband-Netzwerk PSTN,
Internet, SONET, etc (z.B. Video-Streams aus Internet). Die Datenverteilungseinrichtung
weist eine Datenverteilungseinheit DSLAM mit einer zentralen Kontrolleinheit
CLU auf, die mehrere Verbindungen mit Benutzerendgeräten NT_ADSL1,
NT_ADSL2, etc über
steuerbare Cross-Connectoren CC je nach Anforderung IMPG_AN, IMPG_AB
einlegt oder löscht. Ausgänge von
eingelegten Cross-Connectoren
CC sind mit Benutzereinheiten SU_A, SU_B, etc verbunden, die ferner
jeweils angeforderte Daten DATA1, DATA2, etc z.B. ein der Video-Streams
aus den Daten DATA zu einem der Benutzerendgeräte NT_ADSL1, NT_ADSL2, etc
weiterleiten. Die Gruppe von Cross-Connectoren CC wird in heutigen
Produkten „CellBus" genannt.
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In
Verbindung mit der Kontrolleinheit CLU ist eine Registriereinheit
RE vorgesehen, die zum Vergleich der aktuellen angeforderten Ab-
oder Anmeldungsinformationen IMPG_AB, IMPG_AN und des aktuell bestehenden
Zustandes aller Cross-Connectoren CC dient. Dadurch wird bei angeforderter
Ab- oder Anmeldeinformation IMPG_AB, IMPG_AN ein aktiver bzw. nicht-aktiver
Cross-Connector CC deaktiviert bzw. aktiviert wird. Damit werden
je nach Bedarf Cross-Connectoren CC gelöscht oder eingelegt und die
benötigte
Bandbreite des Cellbus effektiver benutzt.
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Zur
Vermeidung der oben erwähnten
Probleme des Standes der Technik kann in der Registriereinheit RE
eine Liste L DSLAM erzeugt werden, die aktuell freie oder bestehende
Verbindungen zwischen der Datenverteilungseinheit DSLAM und Benutzereinheiten
SU_A, SU_B, etc – d.
h. Benutzerendgeräten
NT_ADSL1, NT_ADSL2, etc und deren Set Top Box STB – enthält.
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Als
Beispiel wird eine Anmeldeinformation IMPG_AN aus dem Benutzerendgerät NT_ADSL1 als
Meldung L_SU über
die Benutzereinheit SU_A zur Kontrolleinheit CLU bzw. Registriereinheit
RE verschickt. Die Meldung L_SU und der Inhalt der Liste L_DSLAM
werden verglichen, so dass bei nicht bestehender Verbindung zur Übertragung
der angeforderten Daten DATA1 an das gewünschte Benutzerendgerät NT_ADSL1
ein neuer Cross-Connector CC eingelegt wird. Enthält die Meldung
L_SU die Anmeldeinformation IMPG_AN nicht mehr, wird es durch den
vergleich mit der Liste L DSLAM sofort ermittelt. In diesem Fall
wird der entsprechende Cross-Connector CC gelöscht, so dass die verwendete
jedoch jetzt nicht nützliche
Bandbreite zurückgestellt
wird.
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Zur
Identifizierung bzw. Klassifizierung aller Meldungen L SU bezüglich Benutzerendgerät, Zeitpunkt
der Anforderung, Wiederholungsvorgang einer Anforderung, etc können zusätzlich zur
An- oder Abmeldeinformation weitere angepasste Informationen – z.B. mit
dem Zeitpunkt der Anforderung – in
der Meldung L_SU hinzugefügt
werden, die ebenfalls in der Liste L_DSLAM in der Registriereinheit
RE aktualisiert und kontrolliert werden. Damit wird z.B. eine unnötige Einlegungen
von zwei Cross-Connectoren aufgrund von zwei zeitlich aufeinanderfolgenden
Anmeldeanforderungen aus einem einzelnen Benutzerendgerät vermieden.
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Die
Registrierungseinheit RE weist ein aktualisierbares und tabelliertes
Speichermodul aller Zustände – Cross-Connector
für eine
Anforderung angemeldet/abgemeldet – und entsprechender weiterer Anforderungsinformationen
(z.B. Zeitpunkt der Anforderung) der Cross-Connectoren (CC) auf.
Dieses Speichermodul kann als wiederschreibbare Speicherkarte oder
als Software-Tabelle realisiert werden.
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Der
Inhalt der Liste L DSLAM in der Registrierungseinheit RE kann mit
einem periodischen Taktsignal CLK aktualisiert werden, das eine
steuerbare Frequenz aufweisen kann, die von Anzahl der aktuellen
Datenanforderungen IMPG_AN, IMPG_AB abhängt. Damit können zahlreichen
Anforderungen mit einer entsprechenden hohen Geschwindigkeit behandelt
werden. Hier ist es auch vorstellbar, eine Schwellfrequenz zu definieren, über welcher
eine Meldung (z.B. „Der
Zugriff auf Video ist momentan nicht möglich" aus der Kontrolleinheit CLU zu dem Benutzereinheiten
SU_A, SU_B, etc zur späteren Nachholung
einer Anmeldeanforderung aus der Benutzerseite erzeugt wird.
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Verfügt die Benutzereinheit
SU_A über
eine höher
zugelassene Bandbreite als die Benutzereinheit SU_B (z.B. aufgrund
unterschiedlichen DSL-Anschluss-Verträgen bei einem Telekommunikationsdienstanbieter)
können
auch beim Bedarf – z.B.
bei voller Beanspruchung der Bandbreite durch alle Benutzer – dementsprechende
Verhältnisse
der Zahl der eingelegten Cross-Connectoren CC gemäss einer
relativ zugelassenen Bandbreite zwischen Benutzern kontinuierlich
angepasst werden.
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In
der 1 wurde die Registriereinheit RE mit der Liste
L_DSLAM innerhalb der Kontrolleinheit CLU dargestellt, jedoch könnte sie
ebenfalls ausserhalb als Zusatzmodul realisiert werden.
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Meldungen
L_SU aus allen anfordernden Benutzerendgeräten (z.B. hier NT_ADSL1, NT_ADSL2,
etc oder deren Set Top Boxes STBs) können ebenfalls in der dazugehörigen Benutzereinheit
SU_A, SU_B als SDVB-Verbindungsliste zusammengefasst werden, die
mit der gesamten Liste L_DSLAM aus der Registriereinheit RE verglichen wird.
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Ferner
können
den Benutzerendgeräten NT_ADSL1,
NT_ADSL2, ... und der Kontrolleinheit CLU weitere Verteiler wie
ein analoger und/oder digitaler Router zwischengeschaltet sein.