DE102004034344A1

DE102004034344A1 - Verfahren zur xDSL-Technik-ergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Server eines Paketvermittlungsnetzes und einem Endgerät daran

Info

Publication number: DE102004034344A1
Application number: DE102004034344A
Authority: DE
Inventors: Igram Prof. Dr.-Ing. Schindler; Jan Hesse; Frank Paetsch; Karsten Lüdtke; Peter Schönberger; Marius Witke
Original assignee: Teles AG Informationstechnologien
Current assignee: Teles AG Informationstechnologien
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-01-19
Also published as: DE102004034344A8; WO2005122477A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur xDSL-Technik ergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Server eines Paketvermittlungsnetzes und einem Endgerät daran, das mit dem Paketvermittlungsnetz per xDSL-Technik verbunden ist. Es werden Rückkanal-Daten vom Server (4) zu einem Breitbandrückkanal-Zugangsswitch (5), von diesem Zugangsswitch (5) über das Paketvermittlungsnetz (3) zu einem xDSL-Anschlussknoten (31) des Endgeräts (1) an das Paketvermittlungsnetz (3) und anschließend vom xDSL-Anschlussknoten (31) mittels xDSL-Datenübertragungs-Technik an das Endgerät (1) übertragen. Des Weiteren erfolgt ein wiederholtes Prüfen bei dem Switch (5), ob ein durch den Nutzer des Endgerätes (1) oder ein Managementsystem ausgelöstes Steuersignal zur ergänzenden oder alternativen Verwendung eines Breitband-Rückkanals bis zum Endgerät (1) zur Übertragung der Rückkanal-Daten vorliegt. Für diesen Fall erfolgt ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal oder ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals, wobei die Rückkanal-Daten auf dem Breitband-Rückkanal breitbandig bis zum Endgerät (1) übertragen werden. Sofern ein entsprechendes weiteres Steuersignal des Nutzers oder des Managementsystems vorliegt, erfolgt ein Zurückwechseln auf eine Übertragung der Rückkanal-Daten allein über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur xDSL-Technikergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Server eines Paketvermittlungsnetzes und einem Endgerät daran, das mit dem Paketvermittlungsnetz per xDSL-Technik verbunden ist.

Hintergrund der Erfindung

Aus der DE 196 45 368 A1 ist ein Verfahren zur Übertragung von digitalen Daten in einem Telekommunikationsnetz bekannt, bei dem bei Vorliegen eines Steuersignals während einer bestehenden Verbindung ein Wechsel zwischen einer paketvermittelten und einer leitungsvermittelten Datenübertragung erfolgt.

Die EP 0 998 093 B1 beschreibt ein Verfahren zur Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Server eines Paketvermittlungsnetzes, bei dem zumindest auf einer Teilstrecke des Rückkanals eine Datenübertragung entweder schmalbandig über das Paketvermittlungsnetz und/oder POTS/ISDN-Leitungen und/oder breitbandig über einen Breitband-Rückkanal erfolgt. Der Breitband-Rückkanal wird dabei in einer Ausgestaltung durch eine Satelliten-Übertragungsstrecke bereitgestellt. Die Bandbreite der schmalbandigen Datenübertragung wird in der Regel begrenzt durch die geringe Bandbreite der POTS/ISDN Anbindung des Endgeräts an das Paketvermittlungsnetz.

Das Akronym „xDSL" (DSL = digital subscriber line = digitale Teilnehmeranschlussleitung) bezeichnet in diesem Dokument alle Übertragungstechniken für digitale Daten – sowohl über Telefonleitungen aus Zweidraht-Kupferkabeln als auch über andere physikalische Medien (etwa TV-Kabel, DVB-T-Strecken oder weitere terrestrische oder satellitengestützte Funkstrecken) – zur Datenübertragung zwischen dem Computer eines Benutzers eines Paketvermittlungsnetzes und diesem Paketvermittlungsnetz (bevorzugt das Internet), mit Ausnahme der ISDN-Technik und der marktüblichen Analogmodem-Technik (etwa gemäß der V-Serie von ITU-Empfehlungen) für Telefonleitungen aus Zweidraht-Kupferkabeln.

Die gebräuchlichste Form von xDSL-Technik ist die aDSL-Technik (asymmetric digital subscriber line) auf dem physikalischem Medium „kupferne Telefon-Doppelader": Sie ist asymmetrisch in dem Sinne, dass sie für diese Datenübertragung einen schnellen Empfangs- und einen langsameren Sendekanal vorsieht. Eine andere gebräuchliche Form Telefondraht-gebundener xDSL-Technik ist die sDSL-Technik (symmetric digital subscriber line): Hier liegt eine symmetrische, gleichermaßen schnelle Auslegung von Empfangs- und Sendekanal vor. Mit Telefondraht-xDSL-Techniken sind vorzugsweise Übertragungsraten im Megabit/s-Bereich möglich. Z.B. liegt die an einem aDSL-Anschluss für den Datenempfang des Endsystems vorgesehene Bandbreite in der Regel bei rund 0,8 Mbit/s bis 3 Mbit/s.

Aufgabe der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur xDSL-ergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Endgerät und einem Server eines Paketvermittlungsnetzes zur Verfügung zu stellen, das in Abhängigkeit von den Vorgaben eines Managementsystems und/oder eines Nutzers ein hohes Maß an Flexibilität bei der Einstellung der Bandbreite bereitstellt, mit der die Rückkanal-Daten an ein über einen xDSL-Anschluss mit dem Paketvermittlungsnetz verbundenes Endgerät übertragen werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Danach zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die an das Endgerät zu übertragenden Rückkanal-Daten zunächst vom Server des Paketvermittlungsnetzes zu einem Switch, nämlich einem Breitbandrückkanal-Zugangsswitch, vom diesem Zugangsswitch über ein Paketvermittlungsnetz zu einem xDSL-Anschlussknoten des Endgeräts an das Paketvermittlungsnetz und anschließend von diesem mittels xDSL-Datenübertragungs-Technik an das Endgerät übertragen werden. Die Bandbreite dieser Übertragung wird dabei weitgehend bestimmt durch die Bandbreite des xDSL-Anschlusses des Endgerätes an das Paketvermittlungsnetz.

In diesem Switch wird geprüft, ob ein durch den Nutzer des Endgerätes und/oder ein Managementsystem erzeugtes Steuersignal zur ergänzenden oder alternativen Verwendung eines Breitband-Rückkanals bis zum Endgerät zur Übertragung der Rückkanal-Daten vorliegt. Bei Vorliegen eines solchen Steuersignals erfolgt ein Wechsel auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal, oder alternativ ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals. Das Wechseln bzw. Zuschalten erfolgt bevorzugt unverzüglich, insbesondere im Sub-Millisekunden-Zeitraster. Die Rückkanal-Daten werden dann zunächst breitbandig vom Server zum Zugangsswitch übertragen, vom Zugangsswitch auf den Breitband-Rückkanal gegeben und breitbandig bis zum Endgerät übertragen. Die Übertragung über den Breitband-Rückkanal erfolgt dabei außerhalb des Paketvermittlungsnetzes und über ein unabhängiges Telekommunikationsnetz.

Sofern ein entsprechendes weiteres Steuersignal des Nutzers oder des Managementsystems vorliegt, erfolgt das Zurückwechseln auf eine Übertragung der Rückkanal-Daten allein über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung.

Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich somit dadurch aus, dass in Abhängigkeit von den Vorgaben eines Managementsystems und/oder eines Nutzers einer bestehenden xDSL-Verbindung ein Breitband-Rückkanal bis zum Endgerät zugeschaltet wird oder alternativ auf einen solchen Breitband-Rückkanal bis zum Endgerät gewechselt wird. Bei einem Zuschalten eines Breitband-Rückkanals erfolgt innerhalb eines betrachteten Zeitintervalls eine Datenübertragung sowohl über die bisherige Verbindung über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung als auch über den Breitband-Rückkanal. Die gesamte Rückkanal-Bandbreite wird dadurch erhöht. Über den Breitband-Rückkanal werden dabei im Allgemeinen andere Daten bzw. Datenpakete übertragen als über die xDSL-Verbindung.

Im Falle eines Wechseln auf eine Datenübertragung über einen Breitband-Rückkanal erfolgt innerhalb eines betrachteten Zeitraums nur noch eine Datenübertragung über den Breitband-Rückkanal und im Allgemeinen nicht mehr zugleich auch eine Datenübertragung über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung. In der Regel wird es sinnvoller sein, einen Breitband-Rückkanal bis zum Endgerät hinzuzuschalten, die xDSL-Verbindung also beizubehalten und weiter zur Datenübertragung zu nutzen, so dass die summierte Bandbreite beider Übertragungskanäle genutzt wird.

Das Akronym „xDSL" (DSL = digital subscriber line = digitale Teilnehmeranschlussleitung) im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet alle Übertragungstechniken für digitale Daten – sowohl über Telefonleitungen aus Zweidraht-Kupferkabeln als auch über andere physikalische Medien (etwa TV-Kabel, DVB-T-Strecken oder weitere terrestrische oder satellitengestützte Funkstrecken) – zur Datenübertragung zwischen dem Computer eines Benutzers eines Paketvermittlungsnetzes und diesem Paketvermittlungsnetz (bevorzugt das Internet), mit Ausnahme der ISDN-Technik und der marktüblichen Analogmodem-Technik (etwa gemäß der V-Serie von ITU-Empfehlungen) für Telefonleitungen aus Zweidraht-Kupferkabeln.

Weitere Varianten so zu verstehender xDSL-Technik sind etwa:

• unidirektionale digitale Datenübertragungstechniken vom Benutzer-Computer zum Paketvermittlungsnetz (genauer: zu einem seiner Server) auf jedwedem physikalischen Medium,
• nicht offensichtliche Varianten der standardisierten xDSL-Techniken auf kupfernen Telefondraht-Doppeladern wie etwa der „inverse" Einsatz von aDSL-Technik (mit schnellem Sende- und langsameren Empfangskanal) auf der Strecke zwischen Benutzer-Computer und Server, sowie
• alle Arten von xDSL-Techniken auf anderen physikalischen Medien als kupfernen Telefondraht-Doppeladern auf einer solchen Strecke.
• Jegliche Hintereinanderschaltungen von solchen xDSL-Datenübertragungsabschnitten.

Die Erfindung ermöglicht es, einem über eine xDSL-Verbindung mit einem Paketvermittlungsnetz verbundenen Endgerät bei Bedarf eine wesentlich größere Bandbreite zur Verfügung zu stellen als sie xDSL-Techniken ermöglichen. Zwar wird eine xDSL-Verbindung gegenwärtig in der Regel als breitbandig angesehen. Jedoch reicht die Bandbreite einer xDSL-Verbindung mit ihrer mittleren Bandbreite weit unterhalb 9 Mbit/s nicht aus, um den Bandbreitenerfordernissen der LAN- bzw. wLAN- Techniken zu entsprechen, die bei rund 75-100 Mbit/s liegen. Durch den erfindungsgemäß bereitgestellten Breitband-Rückkanal wird eine Datenrate in diesem letztgenannten Bereich ermöglicht. Als „Breitband-Rückkanal" wird also ein Rückkanal angesehen, auf dem eine Bandbreite oberhalb von 128 Kbit/s, bevorzugt von 1 bis 75, insbesondere von 10 bis 75 Mbit/s angefordert und ggf. auch gewährleistet werden kann.

Bei dem Switch handelt es sich bevorzugt um einen zentralen Switch, über den eine Vielzahl von Verbindungen zwischen Endgeräten und Servern geroutet werden. Der Switch kann an einer beliebigen Stelle des Paketvermittlungsnetzes angesiedelt sein und zentral alle Entscheidungen über die Bereitstellung von Breitband-Rückkanälen zu Endgeräten treffen.

Das Managementsystem, das bevorzugt über die eventuelle Bereitstellung eines Breitband-Rückkanals zu dem Endgerät entscheidet, ist bevorzugt als internes Netzwerk-Management in den Switch selbst integriert. Die Integration des Managementsystems in den Switch weist den Vorteil auf, dass im Switch die Entscheidungskompetenz dafür zur Verfügung gestellt wird, ob ein Breitband-Rückkanal zum Endgerät bereitgestellt wird oder nicht. Der Switch bzw. dessen Managementsystem kann somit autonom und schnell operieren. In der Regel erfolgen Entscheidungen über das Übertragen von Rückkanal-Daten über einen Breitband-Rückkanal im Sub-Millisekunden-Bereich.

Alternativ kann es sich bei dem Netzwerkmanagement auch um ein externes Netzwerk-Management handeln.

Das Managementsystem ist insofern bevorzugt ein Netzwerk-Management, als es die Auslastung der breitbandigen Telekommunikationsinfrastruktur überwacht und deren Auslastung möglichst optimal steuert. Wenn beispielsweise, was in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Fall sein kann, der Breitband-Rückkanal über eine Satelliten-Übertragungsstrecke realisiert ist, so sorgt das Managementsystem für eine optimale Auslastung des oder der eingesetzten Transponder und ihrer „Spot-Beams" des oder der Satelliten der Satelliten-Übertragungsstrecke(n). Eine breitbandige Übertragung über einen zusätzlichen Breitband-Rückkanal bis zum Endgerät wird dabei nur in dem Maße bereitgestellt, wie der Erlös aus dieser Übertragung sowie die Kapazitäten und die Kosten der/s eingesetzten/s Transponder/s dies rechtfertigen und zulassen.

Ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal oder ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals kann jedenfalls z.B innerhalb einer Internetsitzung des Endgeräts erfolgen. Eine Sitzung (z.B. Internetsitzung) wird definiert als der Zeitraum zwischen dem Einloggen des Endgeräts bei seinem Service-Provider (z.B.: Internet Service Provider, ISP) und seinem Ausloggen. während einer Sitzung können eine Vielzahl von Applikationen (= Anwendungen) ausgeführt werden. Applikationen unterscheiden sich voneinander u.A. durch die von ihnen benutzten Protokolle, wie das IETF-konforme (IETF = Internet Engineering Task Force) http (hypertext transport protocol) und ftp (file transfer protocol) oder die proprietären Protokolle für „streaming applications". Es ist möglich, dass der Breitband-Rückkanal zur Übertragung der Rückkanal-Daten der einer bestimmten Applikation an das Endgerät verwendet wird, während Rückkanal-Daten einer anderen Applikation über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung an das Endgerät übertragen werden.

In der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal oder ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals allerdings innerhalb bzw. während einer Applikation. Mit anderen Worten wird während der Benutzung einer Applikation ein Breitband-Rückkanal hinzugeschaltet bzw. auf einen solchen gewechselt. Beispielsweise wird ein Teil einer an das Endgerät zu übertragenen Datenmenge einer Applikation über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung zum Endgerät übertragen, während ein anderer Teil dieser Datenmenge über den Breitband-Rückkanal übertragen wird.

Eine Applikation wiederum besteht aus einer Schicht-7 Verbindung (Layer7- alias L7-Verbindung) gemäß dem OSI-Referenzmodell – jedoch nur dann, wenn sie nur einen einzigen originären Anwendungs-Kontext involviert. Involviert sie dagegen mehrere originäre Anwendungs-Kontexte so kann sie dafür auch mehrere L7-Verbindungen benutzen. Die Benutzung mehrerer originärer Anwendungs-Kontexte in einem einzigen Mensch-zu-Mensch-Kommunikationsvorgang ist allseits bekannt.

Der Aufbau einer WWW-Seite auf dem Bildschirm eines Endgerätes kann demnach eine Vielzahl von L7-Verbindungen involvieren: Zum ersten weil der Bildschirm benutzergesteuert den Status von ganz unterschiedlichen Anwendungen anzeigt (mit ihren jeweiligen L7-Verbindungen), zum zweiten weil jede solche Anwendung unterschiedliche originäre Anwendungs-Kontexte (mit ihren jeweiligen L7-Verbindungen) involviert und zum dritten weil in jede solche Anwendung servergesteuert/-toleriert nicht-originäre Anwendungs-Kontexte (mit ihren jeweiligen L7-Verbindungen, z.B. werbliche Anzeigen) integriert sein können. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals bzw. ein Wechseln auf einen solchen Breitband-Rückkanal sogar während jeder solchen L7-Verbindung erfolgen – also buchstäblich jederzeit.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Zuschalten eines Breitband-Rückkanals, das Wechseln auf einen Breitband-Rückkanal und das eventuelle Zurückschalten (auf eine Übertragung allein über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung) für den Nutzer transparent ist. Die betrachtete(n) Anwendung(en) bzw. ihre aktuelle(n) L7-Verbindung(en) wird (werden) von diesen Umschaltungen nicht tangiert. Das Zu-/Wegschalten eines Breitband-Rückkanals erfolgt auf tieferen Schichten des OSI-Referenzmodells, nämlich auf den OSI-Schichten 1-4. Insbesondere stellen Internet-Protokoll-Paare wie IP/UDP oder IP/TCP beide im Wesentlichen Protokolle für Kommunikationsvorgänge auf den OSI-Schichten 1-4 dar.

Mit anderen Worten ermöglicht die Erfindung es einem Nutzer und/oder einem Managementsystem, während der Benutzung einer Applikation, insbesondere während einer bestehenden L7-Verbindung innerhalb einer solchen Applikation, die aktuell praktizierte Datenübertragung über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Verbindung (insgesamt: L1/4-Verbindung) um eine Datenübertragung via Breitband-Rückkanal (ebenfalls L1/4-Verbindung) zu ergänzen oder auf eine solche breitbandige Verbindung umzuschalten. Ein solcher L1/L4-Breitband-Rückkanal kann dynamisch zugeschaltet und wieder weggeschaltet werden. Somit besteht die Möglichkeit, die für die Datenübertragung zur Verfügung stehende Dienste-Qualität dynamisch zu ändern und den Erfordernissen anzupassen. Dies erfolgt in für den Nutzer transparenter Weise.

Bei dem Switch handelt es sich bevorzugt um einen Proxy-Server bzw. der Switch ist in einen Proxy-Server integriert. Wie bereits erwähnt, kann der Proxy-Server an einer beliebigen Stelle des Paketvermittlungsnetzes angeordnet sein bzw. an einer Stelle Zugang zum Paketvermittlungsnetz besitzen. Der vom Switch zum Endgerät bereitgestellte Breitband-Rückkanal ist unidirektional und erfolgt unmittelbar bis zum Endgerät insofern, als er nicht erneut auf die Infrastruktur des Paketvermittlungsnetzes oder der xDSL-Datenübertragungstechnik zum Endgerät oder andere möglicherweise potentiell gravierend Bandbreite-limitierende TK-Komponenten zugreifen muss. Der Breitband-Rückkanal wird vielmehr außerhalb des Paketvermittlungsnetzes und der xDSL-Datenübertragungstechnik und dabei frei von unkalkulierbaren Bandbreitenbeschränkungen bis zum Endgerät bereitgestellt.

Bevorzugt wird der Breitband-Rückkanal durch eine Satelliten-Übertragungsstrecke realisiert. Dabei werden die Rückkanal-Daten vom Switch breitbandig zu einem Satelliten-Uplink übertragen, vom Satelliten-Uplink zu einem Satelliten-Transponder gesandt, vom Transponder ausgestrahlt, mittels einer terrestrischen Antenne des Benutzers empfangen und zum Endgerät übertragen. Die Daten können dabei beispielsweise mittels einer dem Endgerät oder dem LAN (dem es angehört) direkt zugeordneten Satellitenschüssel empfangen werden.

Ebenfalls ist es möglich, die vom Transponder ausgestrahlten Daten bzw. Datenpakete mittels einer TV-Kabel-Kopfstation eines TV-Kabelnetzbetreibers zu empfangen und in das entsprechende Kabelnetz einzugeben. Die Datenpakete werden dann über das TV-Kabel vom Endgerät empfangen. Dabei kann das TV-Kabel gleichzeig zur Realisierung von xDSL-Datenübertragungstechnik benutzt werden.

Auch können die vom Transponder ausgestrahlten Breitband-Rückkanal-Daten an die Empfangsantenne eines DVB-T-Diensterbringers geleitet werden. Die Datenpakete werden dann entsprechend dem DVB-T-Kanal am Endgerät empfangen.

Schließlich können die vom Transponder ausgestrahlten Breitband-Rückkanal-Daten auch an die Empfangsantenne eines WLAN- und/oder Funknetz- und/oder Stromnetz-Diensterbringers geleitet werden. Die Datenpakete werden dann entsprechend den jeweiligen Protokollen am Endgerät empfangen.

Für sämtliche Fälle gilt, dass die Datenpakete bevorzugt anhand ihrer Adressfelder als für das Endgerät bestimmt identifiziert werden. Beispielsweise enthalten die übersandten Daten die IP-Adresse des Endgerätes in der betrachteten Verbindung oder die MAC-Adresse des Endgerätes.

Alternativ zur Satelliten-Datenübertragungsstrecke wird der Breitband-Rückkanal in Gänze oder teilweise beispielsweise durch ein dezidiertes (Glasfaser-)Kabel, den Kanals eines Fernsehkabels eines Fernsehkabel-Netzes, einen Kanal eines DVB-T-Systems, ein Stromkabel eines Stromnetzes, eine breitbandige Funkstrecke (insbesondere etwa entsprechend dem Standard UMTS, Universal Mobile Telecommunications System, oder den WLAN-Standards realisiert). Hierzu wird für die Verbindung zwischen dem Switch und dem Endteilnehmer auf geeignete dedizierte (Glasfaser-)Kabeltechnik, Fernsehkabel-Techniken, Stromnetz-Techniken und Funk-Techniken zur Datenübertragung zurückgegriffen, die dem Fachmann an sich bekannt sind.

Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
1 schematisch ein Telekommunikationsnetz, das der xDSL-ergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten zwischen einem Endgerät und einem Server eines Paketvermittlungsnetzes dient; und
2 im Detail den xDSL-Anschluss des Endgeräts der 1 an das Paketvermittlungsnetz.
Die 1 zeigt ein Kommunikationssystem, bei dem ein Endgerät 1 über einen in der 2 im Einzelnen dargestellten xDSL-Anschluss mit einem Paketvermittlungs-Fernnetz 3 verbunden ist, bei dem es sich insbesondere um das Internet handeln kann. Des Weiteren ist das Endgerät 1 beispielsweise über einen Ethernet-Anschluß mit einem Breitband-Empfangssystem 2 verbunden, das über eine Satellitenantenne 91, 92 von einem Transponder ausgestrahlte Daten empfängt. Das Breitband-Empfangssystem 2 ist beispielsweise als PC-Karte oder als externe PC- oder TV-Box ausgebildet.
Bei der Satellitenantenne handelt es sich insbesondere um eine übliche Satellitenschüssel 91 oder die Empfangsstation 92 einer Satelliten-Gemeinschaftsantennenanlage. Auch kann vorgesehen sein, dass die vom Transponder gesandten Daten von einer Kopf-Station empfangen werden, in ein Breitbandnetz (etwa eines Fernseh-Kabelnetzes oder eines WLANs oder einer Funkzelle oder eines Strom-Netzes) eingespeist und über das dieser Kopf-Station entsprechende Breitbandnetz an das Breitband-Empfangssystem 2 übertragen werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Bezeichnung "Endgerät" für ein beliebiges Kommunikations-Endsystem steht. Es kann sich bei dem "Endgerät" beispielsweise um einen PC, jedoch ebenso um eine leitungs- oder paketvermittelnde TK-Anlage handeln, die ein LAN (etwa ein internes Firmennetz) oder etwas Ähnliches bedient.
Die xDSL-Anbindung des Endgeräts 1 an das Paketvermittlungsnetz 3 ist in der 2 beispielhaft dargestellt – andere Formen der xDSL-Anbindung sind ebenso sinnvoll. Hier ist das Endgerät 1 über ein xDSL-Modem 101 und einen Splitter 102 an eine Telefonanschlussleitung (TAL) angeschlossen. Der Splitter 102 sorgt dafür, dass beim Endgerät ankommende xDSL-Daten von Telefonsignalen getrennt werden. Telefonsignale werden beispielsweise einem in der Figur nicht dargestellten nutzerseitigen Telefon zugeführt.
Die Teilnehmeranschlussanleitung (TAL) kann bei der xDSL-Technik als Telefon-Kupferkabel-Adernpaar realisiert sein. Ein in diesem Fall etwa einem Hauptverteiler zugeordneter weiterer Splitter 103 trennt wiederum die bei ihm ankommenden xDSL-Daten von den Telefonsignalen. Letztere werden einer üblichen Vermittlungsstelle 108 eines Telefonnetzes zugeführt und von dort weiter über das ISDN/POTS-Netz übertragen. POTS steht dabei für „Plain Old Telephonie System", das herkömmliche und teilweise analoge Telefonnetz. ISDN steht für „Integrated Services Digital Network", das durchgängig digitale Netz.
Die xDSL-Daten werden im Beispiel der 2 einem DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) 104 zugeführt und von diesem etwa an ein Konzentratornetz 106 geleitet. Bei dem Konzentratornetz 106 handelt es sich um ein Breitbandnetz, beispielsweise ein ATM-Breitbandnetz.
Des Breitbandnetz 106 kann über mehrere xDSL-Zugangspunkte 31, auch als xDSL Anschlussknoten 31 bezeichnet, mit dem Paketvermittlungsnetz 3 verbunden sein (vgl. auch 1), wobei in der 2 lediglich ein Zugangspunkt 31 dargestellt ist. Der Zugangspunkt 31 der 1 abstrahiert also von den Einzelheiten der 2 und umfasst alle deren Komponenten.
An das Paketvermittlungsnetz sind zahlreiche Server 4 angeschlossen, auch als Host-Computer oder Anwendungs-Server 4 bezeichnet, zwischen denen der Nutzer eines Endgerätes 1" surfen" kann. Dabei ruft er Daten eines Servers 4 für sein Endgerät 1 ab. Ein Nutzer „browst" dabei unter Verwendung eines handelsüblichen, auf seinem Endgerät 1 installierten Browsers zwischen den einzelnen Servern 4 des Paketvermittlungsnetzes, wobei für diesen Datenabruf erfindungsgemäß zwei Rückkanäle zur Verfügung stehen.
Zum einen erfolgt die Übertragung der Rückkanaldaten zum Endgerät 1 in an sich bekannter Weise über das Paketvermittlungsnetz 3 und den xDSL-Anschluss daran. Zum anderen werden die herunterzuladenden Daten breitbandig vom Server 4 an einen Breitband-Zugangsswitch 5 und von dort mit hoher Bandbreite über einen Satelliten 8 zum Endgerät übertragen. Hierzu werden die Rückkanal-Daten vom Switch 5 zu einem Satelliten-Uplink 6 übertragen, vom Satelliten-Uplink 6 über eine Satelliten-Sendeantenne 7 an einen Satelliten-Transponder 8 gesandt, von diesem ausgestrahlt und über die dem Endgerät 1 zugeordnete Satelliten-Empfangsantenne 91, 92 breitbandig empfangen.
In der 1 sind die Datenströme durch dick gezeichnete Pfeile dargestellt. Die Bandbreite der Rückkanal-Übertragung über Satellit kann – abhängig von der Entscheidung des betroffenen Benutzers und des Managementsystems zu diesem Zeitpunkt – wesentlich größer oder kleiner sein als die Rückkanal-Bandbreite über das Paketvermittlungsnetz und seinen xDSL-Anschluss.
Die Entscheidung, ob das Rückkanal-Routing vom Switch über Satellit 8 oder über das Internet 3 erfolgt, treffen der Nutzer des Endgerätes 1 und/oder ein Netzwerkmanagement. Der Breitband-Zugangsswitch 5 besitzt dafür eine Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von den Steuersignalen des Endgerätes 1 und/oder des Netzwerkmanagements die Rückkanal-Daten entweder an das Paketvermittlungsnetz 3 oder an den Satelliten-Uplink 6 überträgt.
Insgesamt verläuft die Kommunikation zwischen Endgerät und Server bevorzugt folgendermaßen ab. Zunächst baut das Endgerät 1 eine xDSL-Verbindung zum Einwählknoten 31 auf, die ihm den Zugang zum Paketvermittlungsnetz 3 bereitstellt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird diese L7-Verbindung vom dem Endgerät 1 zum Server 4 erweitert. Diese L7-Verbindung wird bevorzugt unter Zwischenschaltung des Breitbandrückkanal-Zugangsswitch 5 aufgebaut, der seinerseits breitbandig mit dem Satelliten-Uplink 6 verbunden ist. Daten vom Endgerät 1 zum Server 4 und vom Server 4 zum Endgerät 1 werden bevorzugt stets unter Zwischenschaltung des Switches 5 geroutet.
Nach Aufbau der L7-Verbindung werden die Daten des Rückkanals bevorzugt zunächst über das Paketvermittlungsnetz 3 und die xDSL-Verbindung an das Endgerät 1 übertragen.
Der Switch 5 prüft in regelmäßigen Abständen (etwa im Abstand von 1 Millisekunde oder kürzer), ob ein durch den Nutzer des Endgerätes 1 und/oder ein Managementsystem erzeugtes Steuersignal zum Wechseln des Rückkanals auf einen Rückkanal über Satellit oder zum Zuschalten eines Rückkanal über Satellit zu dem vorhandenen Rückkanal vorliegt. Sofern das Steuersignal durch das Managementsystem erzeugt wird, so ist dieses bevorzugt in den Breitbandrückkanal-Zugangsswitch 5 integriert – es wird dann im Breitbandrückkanal-Zugangsswitch 5 selbst erzeugt.
Sobald der Switch 5 ein entsprechendes Steuersignal vorfindet, wechselt er – bevorzugt sofort, also während der bestehenden Applikation und L7-Verbindung – auf einen Breitband-Rückkanal über den Satelliten 8. Der Switch 5 dient insofern als Steuereinheit. Zum Wechseln auf einen Breitband-Rückkanal sendet der Switch 5 die Daten breitbandig zu dem Satelliten-Uplink 6, mit dem er beispielsweise über ein Glasfaserkabel verbunden ist. Anschließend werden die Daten vom Satelliten-Uplink 6 breitbandig über den Satelliten 8 und die Satellitenantenne 91, 92 bis zum Endgerät 1 übertragen.
Statt der üblichen Bandbreite von rund 1 Mbit/s eines xDSL-Anschlusses zur Überbrückung der "last mile" vom Internetzugang 31 zum Endgerät erfolgt die Rückkanal-Datenübertragung nun mit einer höheren Bandbreite, beispielsweise durchschnittlich mit 2, 4, 8, 16, 32 oder 64 Mbit/s – je nach Wunsch des PC-Benutzers oder Kopfstellen-Managers.
Sofern ein Wechsel zurück zu einer Übertragung über das Paketvermittlungsnetz und den xDSL-Anschluss gewünscht wird, erzeugt der Nutzer oder das Managementsystem ein weiteres Steuersignal für den Switch 5, der die herunterzuladenden Daten dann wieder über das Internet 3 routet.
Es wurde bereits daraufhingewiesen, dass in einer bevorzugten Ausgestaltung des beschriebenen Verfahren vorgesehen ist, den Breitband-Rückkanal zu der Übertragung über das Internet 3 und die xDSL-Verbindung hinzuzuschalten, ohne die Übertragung über das Internet 3 und die xDSL-Verbindung abzubrechen.
Dabei werden über das Internet andere Daten übertragen als über den Breitband-Rückkanal. Es steht dann für die Rückkanal-Datenübertragung die Bandbreite beider Rückkanäle additiv zur Verfügung.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass das Netzwerkmanagement eine Bandbreitenregulierungsvorrichtung vorsieht, mit deren Hilfe der Nutzer des Endgeräts 1 – in Abhängigkeit von der Auslastung der involvierten Transponder des Satelliten 8 – die Bandbreite der über den Satellit 8 an sein Endgerät 1 erfolgenden Datenübertragung einstellen kann. Es wird ihm hierdurch ermöglicht, bestimmte Geschwindigkeits- bzw. Dienstgüteklassen anzufordern. Der Wechsel zwischen verschiedenen Bandbreiten bzw. Dienstgüteklassen kann dynamisch während einer bestehenden Verbindung erfolgen. Dies ermöglicht, auch während einer Verbindung die Übertragungsgeschwindigkeit zu ändern.
Um diese von einem PC oder Kopfstellen-Manager angeforderten mittlere Bandbreite – sie ist gegenüber der gesamten zur Verfügung stehenden Rückkanal-Bandbreite im Allgemeinen zwar deutlich reduziert aber im Allgemeinen doch deutlich höher als die im Mittel allen Benutzern zur Verfügung stehende Bandbreite – zu realisieren, kann die Bandbreitenregulierungsvorrichtung (in Zusammenarbeit mit dem Netzwerkmanagement und dem Switch) die gesamte zur Verfügung stehende Transponder-Bandbreite in Kanäle aufteilen (etwa dem DVB-S-Standard folgend) und einem PC bzw. Kopfstellen-Manager nur einen solchen Sub-Kanal angeforderter Bandbreite zur Verfügung stellen, oder er kann diesen PC bzw. Kopfstellen-Manager zwar weiterhin mit der vollen Transponder-Bandbreite bedienen, ihm jedoch nur seltener Informationspakete zusenden, sodass er im Mittel mit dieser reduzierten Bandbreite bedient wird.
Das Managementsystem hat in Zusammenarbeit mit der Bandbreitenregulierungsvorrichtung insbesondere sicherzustellen, dass die maximalen Gebühren des Teilnehmers in einem bestimmten Zeitraum, etwa einem Monat, einen vorgegebenen Betrag nicht überschreiten.

Claims

Verfahren zur xDSL-Technik ergänzenden Breitband-Übertragung von Rückkanal-Daten in einer Verbindung zwischen einem Server eines Paketvermittlungsnetzes und einem Endgerät daran, das mit dem Paketvermittlungsnetz per xDSL-Technik verbunden ist, mit folgenden Schritten: a) Übertragen von Rückkanal-Daten vom Server (4) zum Endgerät (1), wobei die Daten a. vom Server (4) zu einem Switch (5), der Teil des Paketvermittlungsnetzes (3) ist oder zu diesem Zugang hat, b. vom Switch (5) über das Paketvermittlungsnetz (3) zu einem xDSL-Anschlussknoten (31) des Endgeräts (1) an das Paketvermittlungsnetz (3), und c. anschließend vom xDSL-Anschlussknoten (31) mittels xDSL-Datenübertragungs-Technik an das Endgerät (1) übertragen werden, b) wiederholtes Prüfen beim Switch (5), ob ein durch den Nutzer des Endgerätes (1) und/oder ein Managementensystem ausgelöstes Steuersignal zur ergänzenden oder alternativen Verwendung eines Breitband-Rückkanals bis zum Endgerät (1) zur Übertragung der Rückkanal-Daten vorliegt, c) Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal bei Vorliegen eines entsprechenden Steuersignals, oder Zuschalten eines Breitband-Rückkanals, wobei die Rückkanal-Daten zunächst breitbandig vom Server (4) zum Switch (5) übertragen und dann vom Switch (5) auf den Breitband-Rückkanal gegeben und breitbandig bis zum Endgerät (1) übertragen werden, ohne dass die auf den Breitband-Rückkanal gegebenen Daten auf ihrem Weg zum Endgerät (1) den xDSL-Anschlussknoten (31) durchlaufen, d) Zurückwechseln auf eine Übertragung der Rückkanal-Daten allein über das Paketvermittlungsnetz und die xDSL-Datenübertragungstechnik, sofern ein entsprechendes weiteres Steuersignal des Nutzers und/oder des Managementsystems vorliegt, wobei e) eine Datenübertragung vom Server (4) zum Endgerät (1) stets unter Zwischenschaltung des Switches (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Switch (5) nicht in einem xDSL-Anschlussknoten angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Managementsystem in den Switch (5) integriert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal oder ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals innerhalb einer Sitzung, inbesondere innerhalb einer Internet-Sitzung des Endgeräts (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal oder ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals innerhalb einer Anwendung erfolgt, die während der Sitzung ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Switch ein Proxy-Server ist bzw. in einen solchen integriert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Paketvermittlungsnetz ein Paketvermittlungs-Fernnetz, insbesondere das Internet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Rückkanal-Daten bei der Übertragung über den Breitband-Rückkanal in ihrem Format als Datenpakete erhalten bleiben.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Nutzer oder das Managementsystem die Bandbreite der über den Breitband-Rückkanal bis zum betrachteten Endgerät erfolgenden Datenübertragung einstellen kann.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem eine Einstellung der Bandbreite der Datenübertragung über den Breitband-Rückkanal dynamisch während einer bestehenden Verbindung zwischen dem Server und dem Endgerät erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem die gesamte zur Verfügung stehende Bandbreite des Breitband-Rückkanals in Kanäle aufgeteilt und dem Endgerät (1) oder einem dem Endgerät (1) vorgelagerten Verteiler maximal die Bandbreite eines solchen Kanals bereitgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, bei dem eine bestimmte Bandbreite der Datenübertragung zum Endgerät durch die Häufigkeit eingestellt wird, mit der für das Endgerät (1) bestimmte Datenpakete auf den Breitband-Rückkanal gegeben werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Breitband-Rückkanal durch eine Satelliten-Übertragungsstrecke realisiert wird, wobei ein Übertragen der Daten vom Switch zum Endgerät via Satellit die folgenden Schritte beeinhaltet: a) Breitbandiges Übertragen der Rückkanal-Daten vom Switch (5) zu einem Satelliten-Uplink (6) bei Vorliegen des entsprechenden Steuersignals, b) Senden der Daten vom Satelliten-Uplink (6) zu einem Satellit (8), c) Ausstrahlung der Daten vom Satelliten (8) und d) Empfang der Daten und Übertragen der Daten bis zum Endgerät (1).
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Endgerät (1) die Adreßfelder der über Satellit erhaltenen Datenpakete auswertet, um die für ihn bestimmten Daten zu erkennen.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die vom Satellit (8) ausgestrahlten Daten mittels einer dem Endgerät (1) oder mittels einer einem lokalen Netzwerk, dem das Endgerät (1) angehört, zugeordneten Sattelitenschüssel (91, 92) empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die vom Satellit ausgestrahlten Daten mittels einer Kabelkopfstation eines Kabelbetreibers empfangen, in das entsprechende Kabelnetz eingegeben und über Kabel vom Endgerät empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die vom Satellit ausgestrahlten Daten an die Empfangsantenne eines DVB-T-Diensterbringers geleitet und über einen DVB-T-Kanal am Endgerät (1) empfangen werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die vom Satellit ausgestrahlten Daten an die Empfangsantenne eines WLAN- und/oder Funknetz- und/oder Stromnetz-Diensterbringers geleitet und entsprechend den jeweiligen Protokollen am Endgerät empfangen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Breitband-Rückkanal vom Switch (5) zum Endgerät (1) zumindest teilweise durch ein Fernsehkabel eines Fernsehkabel-Netzes realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Breitband-Rückkanal vom Switch (5) zum Endgerät (1) zumindest teilweise durch ein Stromkabel eines Stromnetzes realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Breitband-Rückkanal vom Switch (5) zum Endgerät (1) zumindest teilweise durch ein Glasfaser-Kabel eines Glasfasernetzes realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Breitband-Rückkanal vom Switch (5) zum Endgerät (1) durch eine breitbandige Funkstrecke, insbesondere entsprechend dem Standard UMTS oder WLAN realisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der Breitband-Rückkanal vom Switch (5) zum Endgerät (1) eine DVB-T Datenübertragungsstrecke involviert.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die xDSL-Verbindung zwischen dem Endgerät (1) und dem xDSL-Anschlussknoten (31) eine aDSL-Verbindung oder eine sDSL-Verbindung ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem eine Verbindung zwischen dem Endgerät (1) und dem Server (4) stets unter Zwischenschaltung des Switches (5) hergestellt wird, insbesondere auch Daten vom Endgerät (1) zum Server (4) unter Zwischenschaltung des Switches (5) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Wechseln auf eine Übertragung via Breitband-Rückkanal, oder alternativ ein Zuschalten eines Breitband-Rückkanals, bei Vorliegen eines Steuersignalks unverzüglich, insbesondere im Sub-Millisekunden-Zeitraster, erfolgt.