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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Empfänger zur Verwendung in einem Datenübertragungssystem, wobei das System eine Bitübertragungsschicht („physical communication layer“), eine Vermittlungsschicht („network layer“) und eine Anwendungsschicht („application layer“) umfasst. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Empfänger, der einen Videodatenpakete enthaltenden Datenpaketstrom über eine physikalische Datenverbindung empfängt und Datenpakete verwirft, wenn auf der Bitübertragungsschicht ein Fehler detektiert wird.
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Datenübertragungssysteme wie das Internet, jedoch nicht auf das Internet beschränkt, sind häufig gemäß einem mehrschichtigen Modell wie zum Beispiel dem OSI-Modell („open systems interconnection model“, engl. für „offenes Kommunikationssystemmodell“) oder dem TCP/IP („transmission control protocol/internet protocol“, engl. für „Internetzugangsprotokoll“) aufgebaut. In den verschiedenen Schichten können unterschiedliche Datenübertragungsprotokolle verwendet werden. Daten, einschließlich Audio- und Videodaten werden in einem Datenpaketstrom übertragen. Ein übliches Videodatenpaket enthält circa 1165 Byte, einschließlich z.B. 20 Byte IP-Header, 8 Byte UDP-Header, 12 Byte RTP-Header und 6 * 188 Byte Videodaten. Die meisten Datenübertragungsprotokolle verwenden Fehlerdetektionsverfahren. Datenpakete werden zum Beispiel mit einer Prüfsumme versehen, wodurch eine Redundanzprüfung des Datenpakets zur Detektion jeglicher Fehler ermöglicht wird. Datenpakete können ebenso mit einer Paketlängenprüfung versehen werden, bei der die Anzahl von übertragenen Bit überprüft wird. Je nach Protokoll wird ein beschädigtes Datenpaket entweder ohne jegliche Signalisierung verworfen oder mit Anforderung einer erneuten Übertragung verworfen. Es gibt auch Protokolle wie UDPlite, die die Weiterleitung eines beschädigten Pakets gestatten.
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Ein gebräuchliches Medium zur Datenübertragung von dem Internet an den Endanwender oder genauer von einer Hauptvermittlungsstelle an den Teilnehmer ist die so genannte digitale Teilnehmeranschlussleitung (DSL, engl. „digital subscriber line“). Die Teilnehmeranschlussleitungen verwenden häufig die alten verdrillten Doppelleitungen, die seit langem zur Übertragung von analogen Telefonsignalen sowie von digitalen Telefonsignalen verwendet werden. Zur Übertragung von digitalen Daten über die verdrillte Doppelleitung mit einer hohen Bitrate wird normalerweise die ATM-Übertragung („asynchronous transfer modus“, engl. für „asynchroner Übertragungsmodus“) verwendet: die Daten eines Datenpakets werden durch eine Mehrzahl von ATM-Zellen übertragen, wobei eine ATM-Zelle lediglich 48 Byte an Informationen enthält, während ein über das Internet übertragenes Videodatenpaket bei einem MPEG2-Übertragungsstrom typischerweise 9320 Bit enthält. Jede ATM-Zelle wird mit einem Header versehen, der Adressinformationen in Form von VPI/VCI-Paaren („virtual path identifier/virtual channel identifier“, engl. für „virtueller Pfadbezeichner/virtueller Kanalbezeichner“) enthält. Die die letzten Bit eines Datenpakets enthaltende ATM-Zelle enthält ferner ein Paket-Ende-Bit (EOP, „end of packet“, engl. für „Paketende“) und Informationen über die Datenpaketlänge. Der ATM-Zellenstrom wird dann, wie in dem Fachgebiet der Datenübertragung bekannt, verschlüsselt und moduliert, zum Beispiel unter Verwendung von Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM).
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Diese durch eine verdrillte Doppelleitung realisierten digitalen Teilnehmeranschlussleitungen sind anfällig für Impulsstörungen. Der Ausdruck „Impulsstörung“ bezieht sich auf kurze, gelegentlich auftretende Störungen. Es gibt bekannte Lösungen für den Schutz der DSL-Leitung vor Impulsstörungen, bei denen jedoch die nutzbare Bandbreite der physikalischen Teilnehmeranschlussleitung verringert wird. Deshalb gehen die Betreiber einen Kompromiss zwischen Fehlerkorrektur und Bandbreite ein. Wenn beschädigte ATM-Zellen detektiert werden, seien sie durch Impulsstörungen oder andere Ursachen beschädigt, wird das gesamte Datenpaket verworfen, selbst wenn es nur eine einzige beschädigte ATM-Zelle gibt, die lediglich einen kleinen Teil des Datenpakets überträgt. Bei Videopaketen sieht der Endanwender diesen Paketverlust als ein Artefakt auf dem Bildschirm.
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Analysen haben gezeigt, dass es auf Grund von Impulsstörungen typischerweise circa 50 Bitfehler in einem 9320 Bit enthaltenden Paket gibt. Moderne Videodecoder können eine Fehlerrate von 50 Bit aus 9320 Bit verarbeiten, ohne ein für den Endkunden sichtbares Artefakt zu erzeugen.
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US 2005/0089104 A1 offenbart eine Methode zum Dekodieren von MPEG-2-Videodaten. Dabei werden Transportpakete über einen Übertragungskanal, bevorzugt über Funk, übertragen. Die Daten eines Transportpaketes können in vier ATM-Zellen eingeschlossen werden. Auf der Bitübertragungsschicht entstandene Fehler werden detektiert und fehlerbehaftete Videodatenpakete mit einer Kennzeichnung weitergeleitet.
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WO 00/36755 offenbart eine Fehlerkorrektur für einen MPEG-2-Datenstrom. Es wird ein parity-check codeword eingefügt, um einzelne bit-Fehler korrigieren zu können.
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US 5,878,041 betrifft den Umgang mit Fehlern bei der Übertragung von Videodaten über AAL Typ 5. Hierbei werden in einen Paketdatenstrom Leerpakete eingefügt, wenn eine Sequenznummerierung gestört ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Qualität der empfangenen Videobilder für den Endanwender zu verbessern.
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Die Erfindung stellt einen Empfänger mit den Eigenschaften gemäß Anspruch 1 bereit. Der Empfänger umfasst ein Bearbeitungsmittel, das so konfiguriert ist, dass es jedes empfangene Datenpaket daraufhin untersucht, ob es ein Videodatenpaket ist und ob es durch einen spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt wurde. Das Bearbeitungsmittel ist ferner so konfiguriert, dass es ein Videopaket als beschädigt markiert, wenn die Zelle durch einen spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt wurde, und das markierte beschädigte Videopaket an die Vermittlungsschicht weiterleitet. Allgemein können Videopakete aus anderen Gründen als durch spezifische Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt sein. In diesem Fall kann es eine große Anzahl von beschädigten Bit geben, und das Videodatenpaket muss verworfen werden. Es kann auch sein, dass ein Hacker versucht, in das System des Endanwenders einzudringen, und somit muss dieses Videopaket ebenfalls verworfen werden. Es gibt ebenfalls Anwendungen, für die andere Daten als Videodaten transportiert werden müssen und für die die Übertragung eines beschädigten Datenpakets ernsthafte Folgen haben kann. Deshalb ist das in dem erfindungsgemäßen Empfänger enthaltene Bearbeitungsmittel so konfiguriert, dass es lediglich beschädigte Videodatenpakete weiterleitet, und nur dann, wenn sie durch einen spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt wurden. Vorzugsweise wird der spezifische Fehler an dem Ausgang des in dem Empfänger bereitgestellten Demodulationsmittels detektiert. Zur Übertragung des digitalen Datenstroms wird der Datenstrom verschlüsselt und moduliert, damit er als an das Übertragungsband der verdrillten Doppelleitung angepasstes, moduliertes Signal übertragen werden kann. Nach der Demodulation wird das Signal entschlüsselt. Wenn die Übertragung durch den spezifischen Fehler gestört wird, gibt der Entschlüssler („descrambler“) ein bestimmtes Bitfehlermuster aus.
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Die Datenpakete werden in Form von ATM-Zellen empfangen, und das Bearbeitungsmittel ist so konfiguriert, dass es jede ATM-Zelle daraufhin untersucht, ob sie eine potenzielle Zelle für Videodaten ist.
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Das Bearbeitungsmittel ist ferner so konfiguriert, dass es detektiert, ob der ATM-Zellen-Header beschädigt ist, und vorzugsweise einen ATM-Zellen-Header der beschädigten Zelle wiederherstellt. Da ein ATM-Zellen-Header die Adresse der Zelle umfasst, wird die Zelle falsch weitergeleitet, wenn der Zellen-Header nicht korrigiert wird, was zu einem vollständigen Verlust der Zellinhalte führt, was möglicherweise sogar mit Verlusten von in keinem Zusammenhang stehenden Daten einhergeht. Vorzugsweise umfasst die Vermittlungsschicht eine Tabelle mit gültigen VPI/VCI-Paaren, die Videoströme tragen. Somit kann das Bearbeitungsmittel die in dem ATM-Zellen-Header der beschädigten Zelle angegebenen VPI/VCI-Paare mit den in der Tabelle enthaltenen VPI/VCI-Paaren vergleichen.
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Das Bearbeitungsmittel ist für die Wiederherstellung einer beschädigten VPI/VCI-Adresse so konfiguriert, dass es die Adresse basierend auf dem Bitfehlermuster und auf einer Korrelationsfunktion korrigiert.
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Eine ATM-Zelle, die die letzten Datenbit eines Datenpakets umfasst, hat ein sogenanntes EOP-Bit gesetzt (Paketende) und enthält Informationen über die Datenpaketlänge. Somit ist es möglich, eine Datenpaketlänge zu detektieren. Das Bearbeitungsmittel ist vorzugsweise so konfiguriert, dass es verifiziert, ob eine Datenpaketlänge typisch für eine Videodatenpaketlänge ist, und die beschädigte ATM-Zelle wird verworfen, falls keine typische Videopaketlänge detektiert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Empfänger ferner ein Segmentierungs- und Neuzusammensetzungsmittel, das so konfiguriert ist, dass es die ATM-Zellen-Header entfernt und die Datenpakete neu zusammensetzt. Datenpakete werden normalerweise mit einer Prüfsumme versehen, wodurch eine Redundanzprüfung des Datenpakets zur Detektion jeglicher Fehler ermöglicht wird. Das in dem erfindungsgemäßen Empfänger enthaltene Segmentierungs- und Neuzusammensetzungsmittel ist ferner so konfiguriert, dass es eine derartige Redundanzprüfung der Datenpakete durchführt und ein Videodatenpaket als beschädigt markiert, wenn die Redundanzprüfung negativ ist. Das markierte Videodatenpaket wird dann an die Vermittlungsschicht weitergeleitet. Somit werden Datenpakete mit einer negativen Redundanzprüfung weitergeleitet, wenn sie Videodatenpakete sind und die Beschädigung auf einem spezifischen physikalischen Fehler beruht.
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Vorzugsweise umfasst der Empfänger ferner ein Verifizierungsmittel, das eine Prüfsumme neu berechnet, wenn die Redundanzprüfung negativ war. Somit erkennt die folgende Vermittlungsschicht eine gültige Prüfsumme und behandelt das Datenpaket als nicht beschädigtes Datenpaket.
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In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bitübertragungsschicht eine digitale Teilnehmeranschlussleitung, umfassend eine verdrillte Doppelleitung, und der auf der Bitübertragungsschicht auftretende Fehler wurde durch eine Impulsstörung verursacht.
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Vorzugsweise wird das Bearbeitungsmittel durch Software realisiert.
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Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zur Bearbeitung eines Videodatenpakete enthaltenden Datenpaketstroms gemäß Anspruch 11. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Überprüfung jedes Datenpakets daraufhin, ob es ein Videodatenpaket ist; die Überprüfung jedes Videodatenpakets daraufhin, ob es durch einen spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt wurde; die Markierung eines Videopakets als beschädigt, wenn es durch den spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht beschädigt wurde; und die Weiterleitung des markierten beschädigten Videopakets an die Vermittlungsschicht.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen sind in den beigefügten Ansprüchen enthalten und können durch die untenstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser verstanden werden. Es zeigen:
- - 1 eine Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Empfängers;
- - 2 ein Ablaufdiagramm, das die Bearbeitung der Datenpakete auf der ATM-TC-Schicht zeigt;
- - 3 ein Ablaufdiagramm, das die Bearbeitung der Datenpakete auf der ATM-AAL5-SAR-Schicht zeigt;
- - 4 ein Ablaufdiagramm, das die Bearbeitung der Datenpakete auf der Vermittlungsschicht zeigt; und
- - 5 eine Prinzipdarstellung, die die erfindungsgemäßen Bearbeitungsschritte näher erläutert.
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In 1 wird die Bearbeitung von Datenpaketen in einem erfindungsgemäßen Empfänger veranschaulicht. Der Empfänger in der gezeigten Ausführungsform ist ein so genanntes Kundenendgerät (CPE, engl. „customer's premises equipment“), d.h. die Bearbeitung wird auf der Seite des Endanwenders durchgeführt. Auf einer physikalischen Datenverbindung 10, die eine digitale Teilnehmeranschlussleitung (DSL) ist, trifft ein Datenpaketstrom ein. Die in der gezeigten Ausführungsform gezeigte digitale Teilnehmeranschlussleitung 10 ist eine verdrillte Doppelleitung, wie sie bereits seit langem im Stand der Technik für Telefonleitungen verwendet wird. Der Datenpaketstrom wird auf in dem Fachgebiet der Datenübertragung bekannte Weise zum Beispiel unter Verwendung des Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) moduliert. Die Signalübertragung wird durch eine Impulsstörung 12 gestört. In einem DSL-Modem 14, das die Bearbeitung auf der Bitübertragungsschicht durchführt, wird das modulierte Signal in einem Demodulator 16 demoduliert und in einem Entschlüssler 18 entschlüsselt. Da es einen spezifischen Fehler auf der Bitübertragungsschicht gibt, d.h. eine Impulsstörung 12, gibt der Entschlüssler 18 ein typisches Bitfehlermuster aus.
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In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform werden alle Bearbeitungsschritte durch Software realisiert. Gestrichelte Linien symbolisieren, dass Informationen über die Bearbeitungsschritte gespeichert und in anderen Bearbeitungsschritten verwendet werden können. Dies betrifft zum Beispiel das typische Bitfehlermuster. Wenn der Entschlüssler 18 ein spezifisches Bitfehlermuster ausgibt, wird ein Fehler detektiert und als err_phy-crc signalisiert. Dann wird der Datenpaketstrom, der an dieser Stelle eigentlich ein Strom von ATM-Zellen ist, in einer ATM-TC-Einheit bearbeitet („asynchronous transfer modus transmission conversions“, engl. für „Übertragungsumwandlungen in asynchronem Übertragungsmodus“).
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Nun wird die Bearbeitung auf der ATM-TC-Schicht unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert. Der ATM-Header wird in einem Bearbeitungsschritt 20 auf einen ATM-HEC-Fehler („header error control“, engl. für „Headerfehlerüberwachung“) hin überprüft. Wenn kein Fehler vorliegt, wird die ATM-Zelle weitergeleitet. Wenn ein Fehler detektiert wird, wird in einem folgenden Schritt 22 entschieden, ob die ATM-Zelle eine Datenzelle oder eine so genannte OAM-Zelle („operation and maintenance“, engl. für „Bedienung und Wartung“) ist. Wenn die ATM-Zelle keine Datenzelle ist, wird sie verworfen. Im Falle einer Datenzelle wird die in dem ATM-Header enthaltene ATM-Adresse als nächstes in einem Schritt 24 überprüft. Wenn die Adresse gültig ist, kann eine in der Vermittlungsschicht bereitgestellte Tabelle mit gültigen VPI/VCI-Paaren überprüft werden, um in Erfahrung zu bringen, ob das detektierte gültige VPI/VCI-Paar einen Videostrom tragen sollte. Falls dies so ist, wird die ATM-Zelle dem nächsten Bearbeitungsschritt 26 unterzogen. Bei einer ungültigen Adresse wird die Tabelle mit gültigen VPI/VCI-Paaren überprüft, das von dem Entschlüssler 18 ausgegebene typische Bitfehlermuster wird berücksichtigt, und die Adresse wird unter Verwendung einer Korrelationsfunktion korrigiert, bevor Schritt 26 ausgeführt wird. OAM-Zellen verwenden andere VPI/VCI-Paare und haben ein reserviertes Sechs-Bit-Feld an dem Ende des Informationsfelds („payload“). Man kann eine Gegenprobe durchführen, indem die mit dem neuen VPI/VCI-Paar empfangene Header-Prüfsumme verifiziert wird.
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Obwohl die Identifizierung eines Videopakets vorzugsweise an Hand der ATM-Adresse (VPI/VCI) durchgeführt wird, kann man auch die MAC-Adresse, die VLAN-Markierung, die IP-Adresse, die Port-Nummer oder die IP-Paketlänge zur Identifizierung verwenden.
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Wenn eine gültige ATM-Adresse detektiert wird, oder wenn die ATM-Adresse korrigiert wurde, wird in dem Bearbeitungsschritt 26 überprüft, ob das Paket-Ende-(EOP-)Bit gesetzt ist. Wenn kein EOP-Bit gesetzt ist, wird die ATM-Zelle weitergeleitet. Wenn es gesetzt ist, findet in Bearbeitungsschritt 28 eine Verifizierung der Paketlänge statt, um zu sehen, ob sie mit einer typischen Videopaketlänge übereinstimmt. Wenn die ATM-Zelle nicht mit einer typischen Länge übereinstimmt, wird sie verworfen. Andernfalls wird die ATM-Zelle weitergeleitet. Somit wird die ATM-Zelle in der ATM-TC-Einheit abhängig von einer Anzahl von Bearbeitungsschritten entweder verworfen oder an die ATM-Segmentierungs- und Neuzusammensetzungseinheit (SAR) weitergeleitet. Wenn die ATM-TC-Einheit einen Header-Fehler detektiert, wird dieser Fehler als err_tc-hec signalisiert. Diese Fehlersignale werden durch das Softwareprogramm gespeichert.
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Die Bearbeitung in der ATM-SAR-Schicht, die der so genannten ATM-Anwendungsschicht 5 (AAL 5) entspricht, wird nun unter Bezugnahme auf 3 erläutert. In der ATM-SAR-Einheit werden die ATM-Zellen-Header entfernt, und die Datenpakete werden neu zusammengesetzt. In Bearbeitungsschritt 30 wird das Längenfeld überprüft. Dies ist möglich, da die letzte ATM-Zelle einer Protokolldateneinheit (PDU) einen so genannten PDU-Nachsatz („PDU-trailer“) hat, der Länge und Prüfsumme enthält. Falls das EOP-Bit beschädigt ist, ergibt die Längenüberprüfung einen Fehler, und es liegt auch ein Fehler vor, wenn ATM-Zellen des Pakets verworfen wurden. Pakete mit ungültigem Längenfeld werden verworfen, und ein Fehler err_sar_length wird signalisiert.
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Falls das Längenfeld korrekt ist, wird in Bearbeitungsschritt 32 die Prüfsumme überprüft. Falls die PDU-Prüfsumme nicht korrekt ist, wird ein Fehler err_sar_crc signalisiert, und das Paket wird als beschädigt markiert oder gekennzeichnet („flagged“) und an die Vermittlungsschicht weitergeleitet. Falls die PDU-Prüfsumme korrekt ist, wird das AAL5-PDU-Paket ebenfalls weitergeleitet. Durch Korrelation der Längenprüfung in der AAL5-SAR mit einem beschädigten ATM-Header-EOP-Bit und vorher festgelegter Paketlänge für Videopakete kann eine weitere Optimierung erreicht werden. Dabei wird angenommen, dass das Längenfeld in dem ATM-Zelleninformationsfeld korrekt ist und mit der Größe eines Videopakets übereinstimmt, wenn der ATM-Zellen-Header beschädigt ist. Wie vorher erwähnt, können diese Fehlersignale in einem Speicher gespeichert werden, da der Vorgang durch Software realisiert wird.
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Folglich wird ein neu zusammengesetztes Datenpaket von der Bitübertragungsschichteinheit 14 in 1 an eine Vermittlungsschichteinheit weitergeleitet, und in der bevorzugten Ausführungsform wird es an einen Block 34 weitergeleitet. Wenn das neu zusammengesetzte Datenpaket ein Videopaket ist, das durch eine Impulsstörung auf der digitalen Teilnehmeranschlussleitung 10 beschädigt wurde, wird es als beschädigt gekennzeichnet oder markiert. Ein Datenpaket, das kein Videopaket ist und beschädigt wurde, wurde in der Bitübertragungsschicht verworfen. 1 zeigt ferner einen Zylinder 36, der die Bitübertragungsschichtkonfiguration und die Bitübertragungsschichtstatistik symbolisiert. Die Bitübertragungsschichtkonfiguration enthält Rahmenparameter, Verschlüssler, eine Fehlerkorrektur, eine Fehlerlokalisierung, eine Bitzuweisung usw., während die Bitübertragungsschichtstatistik die Kanalkapazität, die Kanalstabilität, korrigierte Fehler und unkorrigierte Fehler, die Zellensynchronisation, Zellen-Header-Fehler, Zelltypen und Paketfehler umfasst. Diese Informationen können während aller Bearbeitungsschritte verwendet werden. Da die gesamte Bearbeitung durch ein Softwareprogramm durchgeführt wird, können die verschiedenen detektierten Fehler und die oben erwähnten Informationen gespeichert werden, und das Softwareprogramm kann bei Bedarf jederzeit darauf zugreifen.
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Block 34 ist optional und steht für ein so genanntes Medien-Gateway. In Block 34 kann der Protokollstapel des ankommenden Datenpakets an die Endempfangsvorrichtung, die zum Beispiel ein DECT-Telefon, ein Mobiltelefon, ein Personal Computer usw. sein kann, angepasst werden. 1 zeigt nicht nur eine Verbindung von dem ATM-SAR-Ausgang zu dem Eingang der Einheit 34 sondern ebenfalls eine direkte Verbindung von dem Entschlüsslerausgang 18 zu dem Medien-Gateway 34. Dies hängt davon ab, ob der Block 34 ATM-Zellen direkt bearbeiten kann oder nicht. Der Protokollstapel in Einheit 34 umfasst ganz oben eine Anwendung, darunter das TCP/UDP („transmission control protocol/user datagram protocol“), darunter das IP („Internet protocol“) und darunter das PPPoE („point-to-point protocol over Ethernet“), darunter Ethernet und auf der Eingangsseite LLC („logical link control“, d.h. die obere Unterschicht der OSI-Sicherungsschicht) und ATM. Während auf der Ausgangsseite „Phy“ eingetragen ist, um die Bitübertragungsschicht zu symbolisieren, ohne das auf der Bitübertragungsschicht verwendete Protokoll zu spezifizieren, da dieses Protokoll von der Endempfangsvorrichtung abhängt.
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Block 34 wird durch dasselbe Softwareprogramm wie Block 14 gesteuert, und es können Daten ausgetauscht werden, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Ein Zylinder 40 steht für die Vermittlungsschichtkonfiguration und die Vermittlungsschichtstatistik. Die Vermittlungsschichtkonfiguration umfasst eine Netzwerkadresse, Verkehrsart, Paketart, Sicherheitsfragen, Quality of Service, Fehlerkorrektur usw. Die Vermittlungsschichtstatistik umfasst Paketfehler auf mehreren Ebenen, zum Beispiel Ethernet, IP und UDP, sowie Paketlänge usw.
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1 zeigt ebenfalls einen Block 38 als Endempfangsvorrichtung, dessen Eingang mit dem Ausgang von Block 34 verbunden ist aber ebenso direkt mit der Einheit 14 verbunden sein könnte, vorausgesetzt, dass das Protokoll in der Bitübertragungsschicht entsprechend ausgewählt wird.
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Block 38 umfasst auf der linken Seite die Vermittlungsschicht mit einem Protokollstapel, der von oben nach unten die Anwendung, TCP/UDP, IP, Ethernet und das durch „Phy“ symbolisierte Bitübertragungsschichtprotokoll umfasst. Auf der rechten Seite von Block 38 gibt es die Anwendungsschicht, die in dem Fall eines Videodatenpakets einen Audio- und Video-Codec umfasst und die Signale an eine Videoanzeige und Lautsprecher 42 ausgibt.
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Block 38 wird durch dasselbe Softwareprogramm wie die Blöcke 14 und 34 gesteuert, und es können Daten ausgetauscht werden, was durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Ein Zylinder 44 symbolisiert die Anwendungsschichtkonfiguration und die Anwendungsschichtstatistik. Die Anwendungsschichtkonfiguration umfasst Sicherheit, Audio-Codec, Video-Codec, Fehlerkorrektur usw., während die Anwendungsschichtstatistik verworfene Pakete, Pakete außerhalb der Synchronisierung, verzögerte Pakete, PSNR („peak signal-to-noise ratio“, engl. für „Spitzen-Signal/Rauschabstand“, eine Eigenschaft der Videoqualität) u.a. enthält.
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Gemäß der gestrichelten Linie 46 in 1 kann in allen Schichten auf die in diesen Zylindern enthaltenen unterschiedlichen Informationen zugegriffen werden.
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Die Bearbeitung auf der Vermittlungsschicht wird unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert. Bei einem Schritt 48 wird detektiert, ob das Paket als beschädigt gekennzeichnet ist. Falls nicht, wird der Standardnetzvorgang durchgeführt. Andernfalls wird eine Überprüfung 50 auf der nächsten Protokollschicht durchgeführt. Gemäß 1 ist dies die Ethernetschicht. Für Ethernet besteht eine gebräuchliche Überprüfung in der Überprüfung der Rahmenprüfzeichenfolge (FCS, engl. „frame check sequence“). Da das Paket als beschädigt markiert ist, wird ein Fehler ignoriert, und das Paket wird an die nächste Schicht weitergeleitet, selbst wenn die FCS nicht korrekt ist. Natürlich wird das Paket ebenfalls weitergeleitet, wenn die FCS korrekt ist. Gemäß 1 ist die nächste Protokollschicht PPPoE. Hier wird in Bearbeitungsschritt 52 die Prüfsumme überprüft. Wie für die Ethernetschicht wird das Paket an die nächste Schicht weitergeleitet, selbst wenn ein Fehler detektiert wurde. Die nächste, in Schritt 54 zu überprüfende Schicht ist das Internetprotokoll. Wenn die IP-Header-Prüfsumme nicht korrekt ist, wird die Prüfsumme neu berechnet und an die nächste Schicht weitergeleitet. Die nächste Protokollschicht ist das Nutzer-Datagramm-Protokoll. Hier wird in Schritt 56 die Informationsfeldprüfsumme überprüft. Wenn die Prüfsumme nicht korrekt ist, wird die Prüfsumme neu berechnet und an die nächste Schicht weitergeleitet. Natürlich werden auch Pakete ohne detektierte Fehler weitergeleitet. Somit werden für ein als beschädigt gekennzeichnetes Paket falsche Prüfsummen auf der IP-Schicht und/oder der TCP/UDP-Schicht neu berechnet, so dass eine folgende Vorrichtung die Pakete auf diesen Schichten als unbeschädigte Pakete behandelt.
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5 veranschaulicht die erfindungsgemäße Kombination der Bitübertragungsschichtinformationen mit der Kenntnis über den Videostrom zur Entscheidung über die Paketweiterleitung. Auf der linken Seite befindet sich die Bitübertragungsschicht mit dem physikalischen Demodulator 16, der ATM-TC und der AAL5-SAR. Jede dieser drei Einheiten signalisiert einen detektierten Fehler, wie in einer Ellipse 58 gezeigt und bereits oben erläutert. Diese Fehlerinformationen werden, wie durch zwei fett eingezeichnete Pfeile 60 veranschaulicht, an einen ATM-Treiber und an einen Vermittlungsschicht-Protokollstapel 62 übertragen. Der ATM-Treiber entspricht Block ATM in 1 innerhalb des Blocks 34, und die Übertragung der Fehlerinformationen ist in 1 durch gestrichelte Linien 46 veranschaulicht. Des Weiteren signalisiert ein Pfeil 64 zwischen dem Block AAL5-SAR und dem Videoblock, dass ein Videopaket detektiert wurde. Der ATM-Treiber kann somit entscheiden, das Paket abhängig von der Art des detektierten Fehlers und von der Kenntnis, dass das Paket ein Videodatenpaket ist, weiterzuleiten. Außerdem kann das Protokoll UDPlite, das eine Unterform des UDP-Protokolls ist und die Weiterleitung von beschädigten Paketen gestattet, auf der Vermittlungsschicht verwendet werden. Der in 5 gezeigte Protokollstapel 62 auf der Vermittlungsschicht unterscheidet sich leicht von dem in 1 gezeigten Protokollstapel und zeigt nähere Details und/oder andere Optionen. Es handelt sich um einen Protokollstapel, wie er zum Beispiel in einem Router verwendet wird. Oben befindet sich das Echtzeit-Transportprotokoll (RTP), das ein standardisiertes Paketformat zur Übertragung von Video über das Internet festlegt. Die Zahl 1483 steht für ein Protokoll gemäß RFC 1483, das sich mit einer Multiprotokoll-Encapsulation über AAL5 beschäftigt. Die Abkürzung VLAN betrifft ein virtuelles lokales Netzwerk.
