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Der Gegenstand der Erfindung ist ein Datenübertragungsnetzwerk zur Datenübertragung und Verarbeiten von Daten, das einen oder mehrere Übertragungskanäle und Datenweichen, die miteinander mittels dieser Übertragungskanäle verbunden sind, umfasst.
Normalerweise umfasst das Datenübertragungsnetzwerk Datenendgeräte, Server, Router und verschiedene Datenweichen, die an den Übertragungskanal angeschlossen sind. Die Datenendge- räte sind normalerweise dazu vorgesehen, Information vom Netzwerk zu empfangen und dem Benutzer zu präsentieren, und/oder die Daten, die der Benutzer am Datenendgerät eingibt, an das Netzwerk zu senden. Die Server werden normalerweise dazu benutzt, Daten zu speichern und/oder diese zu verarbeiten. Aufgabe der Router ist es, die Daten, die vom Datenendgerät oder von einem Server empfangen wurden, an einen Router einer höheren Ebene weiterzusenden, und/oder die Daten, die von einem Router einer höheren Ebene empfangen wurden, an einen Server oder an ein Datenendgerät weiterzusenden.
Das Datenendgerät kann direkt mit den Ser- vern verbunden sein, oder die Verbindung wird durch die Verwendung eines lokalen Netzwerks erstellt. Der Übertragungskanal zwischen zwei Datenendgeräten in einem Datenübertragungs- netzwerk umfasst verschiedene verdrahtete und drahtlose Übertragungskanäle, die miteinander durch Server, Router oder Datenweichen verbunden sind.
Normalerweise ist ein Netzwerk so in Form eines Sterns oder eines Baums gebildet, dass die Datenendgeräte miteinander durch ein lokales Netzwerk, Server und Router verbunden sind. Das Netzwerk kann auch durch sternähnliche Teile gebildet sein, die miteinander verbunden sind. Die Verbindungen von einem Datenendgerät zu einem anderen werden in der Regel durch Server und Router gebildet. Normalerweise nehmen die Benutzer eine Verbindung von ihren Datenendgeräten mit dem Server des Diensteanbieters durch das Netzwerk und dessen Geräte auf. Normalerweise muss sogar die Bildung der Verbindung zwischen zwei benachbarten Datenendgeräten durch den Server des Diensteanbieters durchgeführt werden, da dieser Dienst im allgemeinen nur auf dem Server des Diensteanbieters zur Verfügung steht.
Dies führt leicht zu einer Verstopfung des Netz- werks und deshalb zu einer Verlängerung der Antwortzeiten. Um diese Nachteile beispielsweise beim Internet zu vermindern, werden sogenannte Proxy-Server speziell zum Speichern der Daten, die häufig oder kürzlich benutzt wurden, verwendet. In den Datenendgeräten können die entspre- chenden Daten in ihren eigenen Zwischenspeichern abgespeichert werden. Die Daten, die auf diese Weise gespeichert sind, weisen jedoch nicht den gleichen Inhalt auf wie die entsprechenden Daten, die vom Server aufgefunden wurden, und deshalb müssen die Datenendgeräte und die Server auf eine Weise gesteuert werden, dass sie die gespeicherten Daten -hin und wieder aktuali- sieren.
Es ist auch kennzeichnend für bekannte Netzwerke, dass die von ihnen benutzten Server, Rou- ter und Datenweichen alle zweckgebunden sind und dass sie nur geeignet sind, im allgemeinen eine für sie charakteristische Funktion im Netzwerk auszuführen. Darüber hinaus ist es kennzeich- nend für die bekannten Netzwerke, dass sie gesteuert werden und ihre funktion zentral durch bestimmte Verbindungen überwacht wird, die für die Steuerung oder für die Überwachung reser- viert sind.
Es ist kennzeichnend für die Erfindung, dass alle Datenweichen des Netzwerks schnell und in- telligent sind, und dass jede von ihnen als Server, Router und/oder allgemein als Datenweiche für die Daten, die im Netzwerk übertragen werden, arbeiten kann. In einer bevorzugten Ausführungs- form des erfindungsgemässen Datenübertragungsnetzwerks ist mit schneller Datenweiche gemeint, dass die Datenweichen eine Schaltzeit von weniger als 1 ms zur Errichtung einer Verbindung auf- weisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Netzwerks bestehen die zu übertragenden und zu verarbeitenden Daten zusätzlich zur Übertragung von Daten und Steuerda- ten auch aus der Übertragung von Daten zur Ausführung verschiedener Dienste. Solche Dienste können beispielsweise Telefonverbindungen, Fernsehprogramme, Videofilme, Abhalten von Vi- deokonferenzen, Internet-Verbindungen oder andere solche Dienste sein, die Datenkommunikation verwenden. Diese Dienste sind mit dem Netzwerk durch Schnittstellenmittel in den Datenweichen verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwischen zwei Datenweichen ein oder mehrere Datenkanäle vorgesehen, mit denen die Datenweichen durch die Schnittstellenmittel verbunden sind. Die Datenweichen sind bevorzugt mit Mitteln, die den Typ der Daten, die vom
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Übertragungskanal stammen, erkennen können, und mit Mitteln versehen, die einen Übertra- gungskanal auf der Basis des Anzeigemodus und/oder Transfermodus der Daten, die durch die Datenweiche übertragen werden, auswählen können. Von den Übertragungskanälen zwischen den beiden Datenweichen kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mindestens einer ein drahtloser Übertragungskanal sein.
Andere Übertragungskanäle können beispielsweise Kup- ferkabel, optische Fasem, Koaxialkabel oder andere entsprechende Übertragungskanäle sein, die zur Datenübertragung geeignet sind.
Das erfindungsgemässe Netzwerk wird bevorzugt mit einem oder mehreren Übertragungskanä- len zwischen den Datenweichen versehen, wobei dies von der Art der zu übertragenden Daten und/oder dem zu liefernden Dienst, den verwendeten Protokollen beim Datentransfer und der Datenmenge abhängt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Datenweiche ebenfalls mit Mitteln versehen, die einen Übertragungskanal aus vielen möglichen Übertragungskanälen zwischen den Datenweichen auswählen können, wobei dies bevorzugt beispielsweise von der Auslastung der Übertragungskanäle oder von anderen Steuerdaten abhängt, die zu der Datenweiche übertragen werden und/oder die auf der Basis der Steuerdaten durch den Gebrauch der Mittel der Datenwei- che erzeugt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine nach der anderen Datenweiche miteinander verbunden, und zwar so, dass sie eine Kette bilden, bei der jede Datenweiche mit höchstens zwei anderen Datenweichen verbunden ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung wird wenigstens eine Datenweiche im Netzwerk mit mehr als zwei anderen Datenweichen verbunden, um bevorzugt z. B. eine Ersatzverbindung zwischen den Datenweichen des Netzwerks zu erzeugen. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die zwei oder mehr Datenweichen parallel verbunden sein, um den Weichenbetrieb sicher- zustellen.
In einem erfindungsgemässen Datenübertragungsnetzwerk ist es möglich, wenigstens ein Da- tenendgerät direkt mit wenigstens einer Datenweiche zu verbinden. Diese anschliessbaren Daten- endgeräte sind in bevorzugter Weise z. B. Drucker, Bildschirmgeräte, Workstations oder andere Datenendgeräte, die zum Gebrauch des Benutzers bestimmt sind. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung kann an jede Datenweiche des Netzwerks wenigstens ein Datenendgerät, das für den Benutzer bestimmt ist, angeschlossen werden. Das Datenendgerät ist an die Daten- weiche in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch die Verwendung von Schnitt- stellenmitteln entweder des Datenendgeräts oder der Datenweiche angeschlossen.
In einem weiteren erfindungsgemässen Datenübertragungsnetzwerk ist es möglich, wenigstens eine Datenweiche wenigstens an ein lokales Netzwerk anzuschliessen, wobei für das Netzwerk die besagte Datenweiche als Server fungiert. Das lokale Netzwerk und die Datenweiche sind mitein- ander durch die Verwendung geeigneter Schnittstellenmittel verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, jede Datenweiche des Netzwerks mit wenigstens einem lokalen Netzwerk zu verbinden. Das besagte lokale Netzwerk ist bevorzugt mit einem oder mehreren Datenendgeräte versehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Datenweichen des Netzwerks mit Schnittstellenmitteln versehen, die die Übertragungsprotokolle, die im Netzwerk und/oder in den Datenendgeräten und/oder in dem lokalen Netzwerk benutzt werden, aneinander anpassen kön- nen.
Es ist kennzeichnend für ein erfindungsgemässes Netzwerk, dass die Datenweichen des Netz- werks mit Mitteln versehen sind, die bevorzugt eine kontinuierliche Verbindung miteinander durch das Netzwerk aufweisen, um den Zustand des Netzwerks zu erfassen.
Weiterhin ist es kennzeichnend für die Erfindung, dass jede Datenweiche des Netzwerks mit Mitteln versehen ist, die den Zustand des Eingangsanschlusses und des Ausgangsanschlusses dieser Datenweichen identifizieren, steuern und/oder lenken können, und mit Mitteln versehen ist, die die Daten, die diese Zustände beschreiben, an wenigstens eine weitere Datenweiche des Netzwerks übertragen können. Jede Datenweiche ist auch mit Mitteln versehen, die die Daten, die die Zustände der Eingangsanschlüsse und der Ausgangsanschlüsse der anderen Weichen, die mit der Datenweiche verbunden sind, beschreiben, an wenigstens eine andere Datenweiche des Netzwerks weitersenden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überträgt
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die Datenweiche von den Daten, die die Zustände ihrer Eingangsanschlüsse und Ausgangsan- schlüsse beschreiben, und/oder von den entsprechenden Daten der anderen Datenweichen, die von ihr empfangen werden, nur die als abweichend definierten Daten. Die Datenweichen sind bevorzugt mit Mitteln versehen, die die Daten, die die Zustände dieser Anschlüsse beschreiben, mit vorherbestimmten Werten oder mit Werten, die von der Datenweiche über das Netzwerk emp- fangen werden, vergleichen können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können an jede Datenweiche im Netzwerk Mittel angeschlossen werden, die den Zustand des Netzwerks und des Zustands der ausgewählten Datenweichen des Netzwerks verfolgen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zum Steuern des Betriebs der Datenweiche des Netzwerks zusätzlich zu den Daten, die in der Datenweiche enthalten sind, auch die Daten, die von einem Datenendgerät bezüglich des Netzwerks gesendet werden, und/oder die Daten benutzt, die in den von der Datenweiche empfangenen Daten enthalten sind. In einer bevor- zugten Ausführungsform der Erfindung ist die Datenweiche mit Mitteln versehen, die die Daten, die an die Datenweiche gesendet werden, und/oder die Daten, die zum Weitersenden bestimmt sind, und die Daten, die in der Datenweiche zum Steuern des Betriebs der Datenweiche enthalten sind, kombinieren kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Datenwei- che mit Mitteln versehen, die die Daten, die den Betrieb wenigstens einer weiteren Datenweiche auf der Basis der Daten steuern, die in der ersten Datenweiche enthalten sind, die Daten, die zur ersten Datenweiche gesendet werden, und die Daten, die von der ersten Datenweiche weiterge- sendet werden, zusammensetzen können, und mit Mitteln versehen, die die Daten, die so zusam- mengesetzt sind und die dazu vorgesehen sind, eine andere Datenweiche zu steuern, entweder als separate Steuerdaten oder durch Zusammensetzten der besagten Steuerdaten zu Daten, die weitergesendet werden sollen, versenden können.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Betrieb der Datenweichen auf der Basis der von ihnen gesendeten Daten so gesteuert werden, dass in bevorzugter Weise z.B. die Datenweiche, wenn sie gepackte oder gezippte Daten, die weitergesendet werden sollen, empfängt und wenn sie beobachtet, dass die nächste Datenweiche die empfangenen Daten in gepackter und gezippter Form weitersendet, die von ihr empfangenen Daten weiterversendet, ohne diese zu entpacken oder zu entzippen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erzeugt die Datenweiche des Netz- werks eine Datenübertragungsverbindung zwischen einerseits einem Datenendgerät oder Daten- endgeräten, die an diese Datenweiche angeschlossen sind, und/oder einem lokalen Netzwerk, das mit dieser Datenweiche verbunden ist, oder einem oder mehreren Datenendgeräten, die an das mit der Datenweiche verbundene lokale Netzwerk angeschlossen sind, und andererseits einer weite- ren Datenweiche des Netzwerks, um die Daten oder die Steuerdaten, die von dieser zweiten Datenweiche zur ersten Datenweiche und/oder zu einem an sie angeschlossenem Datenendgerät gesendet werden, zu senden.
In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Daten- endgerät mit den Daten, Steuerdaten und/oder Diensten, die von ihm benötigt oder verlangt wer- den, verbunden, und zwar bevorzugt beispielsweise mit der Datenweiche, die dem Datenendgerät am nächsten ist und die die besagten Daten, Steuerdaten und/oder Dienste benutzt oder weiter- versendet. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es nicht notwendig, eine Verbindung bis zur Datenweiche oder bis zum Datenendgerät, die die Daten, Steuerdaten und/oder Dienste liefern, zu erzeugen, was die Auslastung des Netzwerks oder die Auslastung der Datenweiche oder des Datenendgeräts, die die Daten, Steuerdaten und/oder Dienste liefern, vermindert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Datenweiche mit Mitteln versehen, die eine Verbindung zwischen einerseits einem Datenendgerät und/oder einem lokalen Netzwerk, das mit dem Datenendgerät verbunden ist, und/oder einem Datenendgerät dieses Netzwerks und andererseits den Daten, Steuerdaten und/oder Diensten, die von der Datenweiche weitergesendet werden, erzeugen können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind eine oder mehrere Datenweichen mit Mitteln versehen, die die von den Datenweichen gesendeten Daten, z. B. zum Verschlüsseln oder Packen und/oder Entpacken oder Entschlüsseln der Daten, bearbeiten können. Die Datenweichen werden bevorzugt mit Mitteln versehen, die auf der Basis der Steuerdaten, die von der Datenwei- che empfangen werden, und/oder in den Daten, die von der Datenweiche weitergesendet werden, enthalten sind, das besagte Bearbeiten bewirken können.
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Ferner sind in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine oder mehrere
Datenweichen mit Mitteln versehen, die einen sogenannten Firewall zur Überwachung der Daten- kommunikation durch die Datenweiche und zu einer möglichen Filterung bilden können. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird wenigstens eine Datenweiche mit
Mitteln versehen, die Daten, die schädlich für den Betrieb des Netzwerks, sämtlicher Mittel des
Netzwerks oder sämtlicher an das Netzwerk angeschlossener Mittel sind, wie z. B. Datenviren, nachweisen können, und mit Mitteln versehen, die das Weitersenden dieser Daten verhindern können.
Das erfindungsgemässe Netzwerk ist bevorzugt z. B. für ein internes Netzwerk (Intranet) eines
Unternehmens oder einer entsprechenden Einheit, für ein Netzwerk (Extranet) zwischen zwei oder mehr Unternehmen oder entsprechenden Einheiten, für ein gemeinsames Datenübertragungs- netzwerk oder für eine Kombination aus einigen oder all diesen Elementen geeignet.
Die Erfindung wird mit mehr Details unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrie- ben, in denen
Fig. 1 eine prinzipielle Veranschaulichung eines Bestandteils des erfindungsgemässen Daten- übertragungsnetzwerks zeigt ; Fig. 2 ein weiteres Beispiel eines Bestandteils des erfindungsgemässen Netzwerks zeigt.
- --In den-Figuren werden für-gleiche Bestandteile die gleichen Bezugszeichen verwendet.-- - -
In Fig. 1 sind die Datenweichen des Datenübertragungssystems mit den Bezugszeichen 1 a, 1 b und 1c und die Übertragungskanäle zwischen den Datenweichen 1a und 1b mit den Bezugszei- chen 2a, 2b und 2c bezeichnet, wobei die Übertragungskanäle durch Schnittstellenmittel an die
Datenweiche 1 a und 1 b angeschlossen sind. Die Schnittstellenmittel der Datenweichen 1 a, 1 b und
1c ermöglichen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowohl das Senden als auch das Empfangen der Daten. An die Datenweiche 1a ist ein Datenendgerät 3a angeschlossen, das
Mittel zum Anschliessen des Datenendgeräts 3a an die Datenweiche 1 a zum Senden und/oder
Empfangen von Daten aufweist.
Die Datenweiche 1a ist mit Mitteln versehen, die das Datenendgerät mit dem Übertragungska- nal 2b des Datenübertragungsnetzwerks verbinden können. Die Datenweiche 2b ist ebenfalls mit
Mitteln versehen, die die Daten, die vom Übertragungskanal 2b stammen, mit der Datenweiche 1 b verbinden können, und die die Daten durch die Datenweiche 1 b an den Übertragungskanal 20b weitersenden können. Eine entsprechende Anordnung ist auch in der Datenweiche 1c zum Weiter- verbinden der Daten, die vom Übertragungskanal 20b stammen, an den Übertragungskanal 21 b enthalten. Der Übertragungskanal 20b ist mit der Datenweiche 1c durch Schnittstellenmittel der
Datenweiche 1 c verbunden. Das Datenendgerät 3c ist durch Schnittstellenmittel mit der Datenwei- che 1c und durch die Datenweiche 1c mit dem Übertragungskanal 20b zum Senden und/oder
Empfangen von Daten verbunden.
Auf diese Weise wird zwischen den Datenendgeräten 3a und 3b eine Datenübertragungsverbindung geschaffen, die in einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung doppeltgerichtet ist. Die Schnittstellenmittel der Datenweichen 1 a und 1 b passen die
Datenübertragungsprotokolle, die von den Datenendgeräten 3a und 3c benutzt werden, so an, dass sie an die Datenübertragungsprotokolle, die von den Übertragungskanälen 2b und 20b benutzt werden, angeglichen sind. Entsprechend übergeben die Schnittstellenmittel der Datenweichen 1b und 1c durch diese Datenweichen die Daten so, dass sie an das Protokoll der Übertragungskanäle
2b, 20b und 21 b angepasst sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das gleiche Übertragungsprotokoll für die Übertragungskanäle 2b, 20b und 21 b verwendet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Protokoll das gleiche, das die
Datenendgeräte 3a und 3b beim Senden und Empfangen von Daten verwenden.
In der Fig. 2 ist ein weiteres Beispiel eines Bestandteils des erfindungsgemässen Netzwerks gezeigt. In diesem Beispiel ist das Datenendgerät 3e ein Sender, der ein Fernsehprogramm an das jenige Datenendgerät sendet, bei dem eine Verbindung vom Datenendgerät 3a auf oben beschrie- bene Weise durch die Datenweichen 1a, 1b und 1c und durch die Übertragungskanäle 2a, 20a,
21 a und 22a geschaffen wurde. Zwischen den Datenweichen 1 a, 1 b, 1 c, 1 d und 1 e können mehre- re verschiedene Übertragungskanäle sein, aber aus Gründen der Einfachheit wird in diesem Bei- spiel nur einer von diesen gezeigt.
Wenn verlangt wird, dieses Programm von dem Datenendgerät
3b, das mit der Datenweiche 1 b verbunden ist, aus zu betrachten, ist es bei einem erfindungsge- mässen Datenübertragungsnetzwerk nicht nötig, eine neue Verbindung durch die Daten-
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weichen 1b, 1c und 1d vom Datenendgerät 3b zum Datenendgerät 3e zu erstellen, sondern es kann in der Datenweiche 1 b eine Verbindung vom Datenendgerät 3b zum Datenstrom, der das Fernsehprogramm darstellt, durch die Datenweiche 1b hindurchgehend geschaffen werden. Auf entsprechende Weise kann verfahren werden, falls das Datenendgerät 3e beispielsweise ein Internet-Server ist, von dem gewünscht wird, eine Verbindung sowohl zum Datenendgerät 3a als auch zum Datenendgerät 3b zu schaffen.
Die Datenweiche 1 b erkennt, dass durch sie solche Daten übertragen werden, die das Datenendgerät 3b, das an diese Datenweiche angeschlossen ist, anfordert. Die Verbindung vom Datenendgerät 3b zu diesem vom Datenendgerät 3e bereitgestell- ten Dienst wird in der Datenweiche 1 b geschaffen, was sowohl die Auslastung des Netzwerks als auch die Auslastung des Datenendgeräts, das diesen Dienst bereitstellt, in diesem Beispiel ist das die Auslastung des Datenendgeräts 3e, vermindert.
In Fig. 2 ist ein lokales Netzwerk 31c an die Datenweiche 1c durch geeignete Schnittstellenmit- tel 30c angeschlossen, wobei an dieses lokale Netzwerk mehrere Datenendgeräte angeschlossen werden können. Von den Datenendgeräten dieses lokalen Netzwerks 31c und von den Datenend- geräten, die mit ihm verbunden sind, kann durch die Datenweiche 1c eine Verbindung zu jedem Dienst des Netzwerks in der oben beschriebenen Weise geschaffen werden.
ANSPRÜCHE :
1. Datenübertragungsnetzwerk zur Übertragung und zum Verarbeiten von Daten, das einen oder mehrere Übertragungskanäle (2a, 2b, 2c, 20a, 20c, 21a, 21b, 21c, 22a) und Daten- weichen (1a, 1b, 1c, 1d, 1e), die miteinander durch diese Übertragungskanäle verbunden sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass jede Datenweiche (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) des
Netzwerks als ein Server, ein Router und/oder eine Datenweiche für die in dem Netzwerk zu übertragenden Daten arbeiten kann und dass eine oder mehrere der Weichen mit Mitteln versehen sind, die die von ihr übertragenen Daten bearbeiten können.