DE10354323A1

DE10354323A1 - Efficient communications network outage and disturbance compensation procedure uses displacement of low priority traffic from radio network

Info

Publication number: DE10354323A1
Application number: DE2003154323
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr. Charzinski; Stefan Kopf; Michael Menth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2005-06-30

Abstract

An efficient communications network (IPNet) outage and disturbance compensation procedure exchanges information during disturbances between elements (R1-7) using another radio network (FK) from which lower priority information is displaced in the event of disturbance. INDEPENDENT CLAIM is included for a Internet Protocol communications network using the procedure.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation einer Störung in einem mit Netzelementen gebildeten Kommunikationsnetz, wobei zwischen Netzelementen Informationen ausgetauscht werden, und auf ein Kommunikationsnetz, welches mit Netzelementen gebildet ist.The The invention relates to a method for compensating a disorder in a communication network formed with network elements, wherein between Network elements information is exchanged, and on a communication network, which is formed with network elements.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik und betrifft im Speziellen vermittlungstechnische Aspekte.The Invention is in the field of communication technology and concerns in particular, call processing aspects.

Ausfallsicherheit bzw. die Fähigkeit, Störungen zu kompensieren – in der Fachwelt spricht man hier häufig von Resilience –, ist eine wichtige Anforderung an Kommunikationsnetze, vor allem in Hinblick auf die Übertragung von Echtzeitverkehr. Derzeit gibt es für die Sicherung von Kommunikationsnetzen gegen Ausfälle und Störungen im Wesentlichen zwei Ansätze:

• Die Dopplung der für die Kommunikation verwendeten Übertragungsressourcen. Beispiele für entsprechende Maßnahmen sind die Bereitstellung einer zweiten Kommunikationsleitung bzw. -verbindung für Routerpaare oder die Bereitstellung eines zweiten BUS oder Ringsystems. Von einem abstrakt en Blickwinkel aus handelt es sich hier um Maßnahmen auf der sogenannten physikalischen Ebene oder dem Layer 1 im OSI-Modell (OSI: Open System Interconnection), weil diese Lösung in der Bereitstellung zusätzlicher Hardware besteht.
• Eine andere Möglichkeit, auf Ausfälle oder Störungen zu reagieren, ist es, den normalerweise über eine gestörte Verbindung geführten Verkehr umzulenken und über nicht gestörte Verbindungsleitungen zum Ziel zu führen. In dem OSI-Referenzmodell handelt es sich hier um eine Lösung auf der Netzwerkebene oder dem Layer 3, auf welchem das Rou ting entlang Wegen in dem Kommunikationsnetz realisiert wird.

Resilience or the ability to compensate for disturbances - experts often speak of resilience here - is an important requirement for communication networks, especially with regard to the transmission of real-time traffic. There are currently two main approaches to securing communication networks against failures and disruptions:

• The duplication of the transmission resources used for the communication. Examples of corresponding measures are the provision of a second communication line or connection for router pairs or the provision of a second BUS or ring system. From an abstract point of view, these are measures at the so-called physical level or Layer 1 in the OSI (Open System Interconnection) model, because this solution consists in providing additional hardware.
• Another way of responding to failures is to divert the traffic normally routed through a faulty link to the destination via undisturbed links. In the OSI reference model, this is a solution at the network level or the layer 3, on which the routing along paths in the communication network is realized.

Beide Lösungsansätze haben Nachteile. Bei einer Dopplung von Übertragungsressourcen ist der entsprechende Ressourcenaufwand sehr hoch. Die Umleitung von Verkehr über andere Wege ist ein sehr komplexer Vorgang, weil es auf den anderen Wegen nicht zu Überlastsituationen kommen darf und weil die Dienstgütemerkmale der Übertragung wie z.B. Verzögerungszeiten weiter garantiert werden sollen. Die Ausfallsicherheit ist in beiden Fällen also entweder durch einen hohen Ressourceneinsatz oder durch den Einsatz von komplizierten Algorithmen zur Umverteilung von Verkehr innerhalb des Netzes verbunden.Both Have solutions Disadvantage. With a doubling of transmission resources is the appropriate Resource expenditure very high. The diversion of traffic over others Paths is a very complex process because it is not in the other ways to overload situations may come and because the quality of service features the transmission such as. delay times should be guaranteed. The reliability is in both make either through a high use of resources or through the Use of complicated algorithms for redistribution of traffic connected within the network.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, Ausfallsicherheit in Kommunikationsnetzen zu erzielen, wobei die Nachteile herkömmlicher Verfahren vermieden werden.The The invention has the task of reliability in communication networks to achieve, avoiding the disadvantages of conventional methods become.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 9 gelöst.The Task is through the objects the claims 1 and 9 solved.

Erfindungsgemäß wird für ein mit Netzelementen gebildetes Kommunikationsnetz ein von dem Kommunikationsnetz verschiedenes Kommunikationsmedium bereitgehalten bzw. zur Verfügung gestellt, auf welches eine Vielzahl von Netzelementen des Kommunikationsnetzes Zugriff haben (shared medium) und über welches bei einer Störung der Übertragung von Informationen zwischen zwei zu der Vielzahl gehörigen Netzelemente Informationen umgeleitet werden. Das Kommunikationsmedium hat somit die Funktion einer Backup-Ressource bzw. einer zusätzlichen Übertragungskapazität für das Kommunikationsnetz. Dabei hat eine Vielzahl (Vielzahl ist als drei oder mehr zu interpretieren) von Netzelementen des Kommunikationsnetzes Zugang zu dem Kommuni kationsmedium. Eventuell haben auch alle Netzelemente eines Typs, z.B. alle Router eines paketbasierten Netzes, Zugriff auf das Kommunikationsmedium.According to the invention for a with Network elements formed a communication network from the communication network various communication medium available or made available, on which a plurality of network elements of the communication network Have access (shared medium) and about which in case of a fault in the transmission information between two network elements belonging to the plurality Information will be redirected. The communication medium has thus the function of a backup resource or an additional transmission capacity for the communication network. It has a variety (variety is to be interpreted as three or more) of network elements of the communication network access to the Kommuni cation medium. You may also have all network elements of one type e.g. all routers of a packet-based network, access to the communication medium.

Die Verwendung des Kommunikationsmediums hat zwei wesentliche Vorteile:

• Auf Seiten des Kommunikationsmediums brauchen für die Ausfallsicherheit des Kommunikationsnetzes nur Ressourcen im Rahmen der Ausfallszenarien bereitgestellt zu werden. Ressourcen für die vollständige Übernahme des Verkehrs des Kommunikationsnetzes brauchen dagegen beim Kommunikationsmedium in der Regel nicht bereitzustehen, weil der vollständige Ausfall des Kommunikationsnetzes ein unrealistisches Szenarium ist. Die vorgeschlagene Lösung ist folglich deutlich ressourceneffizienter als eine Doppelung des Kommunikationsnetzes.
• Die Umleitung von Verkehr über das Kommunikationsmedium ist relativ unkompliziert. Ein Ausfall einer Verbindung für den Transport von Verkehr zwischen zwei zu der Vielzahl gehörigen Netzelementen triggert z.B. bei einem der Netzelemente eine Umleitung des Verkehrs zu dem anderen Netzelement der Vielzahl über das Kommunikationsmedium. Es ist keine komplizierte Neuverteilung des Verkehrs innerhalb des Kommunikationsnetzes erforderlich, sondern es kann auf die beim Kommunikationsmedium für den Störungsfall bereitgestellte Ressourcen zugegriffen werden.

The use of the communication medium has two major advantages:

• On the side of the communication medium, only resources for the failure safety of the communication network need to be provided as part of the failure scenarios. On the other hand, resources for the complete adoption of the traffic of the communication network usually do not need to be available in the communication medium, because the complete failure of the communication network is an unrealistic scenario. The proposed solution is therefore significantly more resource efficient than a duplication of the communication network.
• Redirecting traffic over the communication medium is relatively straightforward. A failure of a connection for the transport of traffic between two network elements belonging to the plurality triggers eg in one of the network elements a diversion of the traffic to the other network element of the plurality via the communication medium. There is no complicated redistribution of traffic within the communication network required, but it can be accessed on the resources provided in the communication medium for the fault case.

Ein Beispiel für eine Realisierung der Erfindung ist beispielsweise ein Festnetz, welches als Kommunikationsmedium für den Störfall ein Funknetz (z.B. ein WLAN (Wireless LAN), ein Satellitennetz, ein GSM Netz (GSM: Global System for Mobile Communications) oder ein UMTS Netz (UMTS: Universal Mobile Telecommunication System)) verwendet. Die Netzelemente (z.B. Router) werden mit Sender und Empfänger aus gestattet. Ein Ausfall im Festnetz (z.B. der Ausfall einer Glasfaserverbindung) triggert dann die Übertragung von Information über das Funknetz. Die zur Verfügung gestellten Ressourcen, d.h. Funkkanäle, brauchen nur nach Maßgabe der zu erwartenden Fehlerfälle dimensioniert zu werden.An example of an implementation of the invention is, for example, a landline network which uses a radio network (eg a WLAN (Wireless LAN), a satellite network, a GSM network (GSM: Global System for Mobile Communications) or a UMTS network (UMTS: Universal Mobile Telecommunication System)). The network elements (eg routers) are permitted with sender and receiver. A failure in the fixed network (eg the failure of a fiber optic connection) then triggers the transmission of information via the wireless network. The resources made available, ie radio channels, need only be dimensioned according to the expected error cases.

Ein anderes Beispiel ist die Bereitstellung eines Ringsystems, wie z.B. ein FDDI Netz (FDDI: Fiber Distributed Data Interface), an welches die zu der Vielzahl gehörigen Netzelemente angeschlossen sind. Im Störungsfall werden dann Informationen, die normalerweise über das Kommunikationsnetz übertragen würden, über das Ringsystem übertragen.One Another example is the provision of a ring system, such as e.g. an FDDI network (FDDI: Fiber Distributed Data Interface) to which those belonging to the multitude Network elements are connected. In the event of a malfunction, information, normally over transmit the communication network would, about that Transfer ring system.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die beim Kommunikationsmedium für die Abfangung von Störfällen im Kommunikationsnetz bereitgestellten Ressourcen für die Übertragung von niedrig priorisiertem Verkehr genützt (z.B. bei Paketnetzen sogenannter best-effort Verkehr), so lange keine Störung im Kommunikationsnetz gegeben ist. Im Falle einer Störung kann dann durch höher priorisieren umzuleitenden Verkehr niedrig priorisierter Verker verdrängt bzw. ersetzt werden.According to one advantageous development are the communication medium for the Interception of incidents in the Communication network provided resources for the transmission of low-priority Used traffic (e.g., so-called best effort traffic in packet networks), so long as none disorder is given in the communication network. In case of a fault can then through higher Prioritize traffic to be redirected to low-priority traffic repressed or replaced.

Der Erfindungsgegenstand wird im Folgenden anhand einer Figur im Rahmen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.Of the Subject of the invention is hereinafter with reference to a figure in the frame an embodiment explained in more detail.

Die Figur zeigt ein Netz IPNet (IPNet: steht für IP Netz, d.h. ein auf dem Internet Protokoll basierenden Netz), welches mit Routern R1 bis R7 gebildet ist. Jeder der Router R1 .. R7 ist mit einer Sende/Empfangseinrichtung S ausgestattet. In der Figur ist angedeutet, dass eine Störung durch den Ausfall des Links zwischen den Routern R1 und R2 (Links sind durch durchgezogene Linien gekennzeichnet) gegeben ist. In diesem Fall verwenden die Router R1 und R2 das erfindungsgemäß bereitgestellte Kommunikationsmedium, nämlich ein Funknetz FK, um Informationen bzw. Daten zwischen ihnen zu übertragen (durch eine gestrichelte Linie dargestellt). In der Figur ist eine direkte Übertragung zwischen den Sende/Empfangseinrichtungen S über das Funknetz FK dargestellt: Ebenso gut ist aber denkbar, dass die Sende/Empfangseinrichtung S des Routers R1 die Informationen oder Daten zuerst an eine Basisstation des Funknetzes FK übermittelt, von wo aus die Information bzw. Daten an eine zweite Basisstation gesendet werden, welche sich im Bereich des Routers R2 befin det und von dort zu der Sende/Empfangseinrichtung S des Routers R2 übertragen werden. Letzterer Fall wird vor allem dann gegeben sein, wenn die Entfernung zwischen den beiden Routern R1 und R2 relativ groß ist, so dass die Ausstattung der einzelnen Routern mit einer Sende/Empfangseinrichtung S mit entsprechender Reichweite nicht ressourceneffizient wäre. Das kann beispielsweise bei Weitverkehrsnetzen der Fall sein.The Figure shows a network IPNet (IPNet: stands for IP network, i.e. one on the Internet Protocol based network), which with routers R1 to R7 is formed. Each of the routers R1 .. R7 is provided with a transceiver S equipped. In the figure, it is indicated that a fault by the failure of the link between the routers R1 and R2 (links are indicated by solid lines). In this In this case, the routers R1 and R2 use the invention provided Communication medium, namely a radio network FK to transfer information or data between them (shown by a dashed line). In the figure is a direct transmission between the transceivers S over the radio network FK: But it is equally possible that the transmitting / receiving device S of the router R1, the information or data first to a base station of Radio network FK transmitted, from where the information or data to a second base station which is located in the area of the router R2 and from there to the transmitting / receiving device S of the router R2 become. The latter case will be given especially when the distance between the two routers R1 and R2 is relatively large, so that equipping the individual routers with a transceiver S with the appropriate range would not be resource-efficient. The may for example be the case with wide area networks.

Claims

Method for compensating for a fault in a with network elements (R1, .., R7) formed communication network (IP-Net), wherein between Network elements are exchanged information in which - a communication medium (FK), to which a plurality of the network elements (R1, .., R7) of the communication network (IPNet) have access and - at a disorder the information exchange between two network elements belonging to the plurality (R1, R2) information between the two network elements (R1, R2) via the Communication medium (FK) are exchanged.

Method according to claim 1, characterized in that that - the Communication medium (FK) through another communication network given is.

Method according to claim 2, characterized in that that - the further communication network is given by a radio network.

Method according to claim 3, characterized that - that those belonging to the multitude Network elements (R1, .., R7) each equipped with a transmitter and a receiver are.

Method according to claim 1 or 2, characterized that - the Communication medium (FK) is given by a ring system, to which all belonging to the multitude Network elements (R1, .., R7) are connected.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that - all Network elements of the type belonging to the plurality.

Method according to Claim 6, characterized that the network elements are routers.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that - in the communication medium (FK) for the transmission of information between network elements (R1, .., R7) of the communication network (IPNet) resources in accordance with the communication network (IPNet).

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that - in the communication medium (FK) resources, which in case of failure for transmission of information between network elements (R1, .., R7) of the communication network (IPNet), with undisturbed operation of the communication network (IPNet) for the low priority transmission of information is used, and - in case of failure the low priority Information through between network elements (R1, .., R7) of the communication network (IPNet) transmitted Information displaced by giving this information a higher priority to get.

Communication network (IPNet), which with network elements (R1, .., R7) is formed, wherein between the network elements (R1,. .., R7) information is exchangeable, characterized - the existence Communication medium (FK) is given, on which a variety the network elements (R1, .., R7) of the communication network (IPNet) access have and - at a fault the information exchange between two network elements belonging to the plurality (R1, R2) Information between the two network elements (R1, R2) about this Communication network (IPNet) are interchangeable.