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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines
Zugangsnetzes für
ein Mobilfunksystem, bei dem für
ein Endgerät
bestimmte Daten zwischen zwei Knoten des Zugangsnetzes in IP-Paketen übertragen
werden.
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Ein
Zugangsnetzwerk bildet die Brücke
zwischen einzelnen mobilen Endgeräten und einem Stammnetzwerk
oder Core Network, in dem Informationen einer Vielzahl von Verbindungen
zwischen mobilen Endgeräten
oder zwischen einem mobilen Endgerät und einer anderen Datenquelle
oder -senke wie z.B. dem Internet leitungsgebunden übertragen werden.
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Die
Zugangsnetzwerke der Mobilfunksysteme der dritten Generation wie
etwa des UMTS-Systems basieren auf der ATM-Netzwerktechnologie. Auf
dieser Technologie bauen Protokollsysteme auf, die für die verschiedenen
Typen von Knoten innerhalb des Zugangsnetzes und je nachdem, ob
eine verbindungsorientierte Übertragung,
d.h. im wesentlichen Sprachübertragung,
oder eine paketorientierte Übertragung,
also im wesentlichen Übertragung
von Datendiensten, vorliegt, unterschiedlich sind.
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Bekannte
Zugangsnetzwerke haben Knoten unterschiedlicher Art auf einer Mehrzahl
von hierarchischen Ebenen. Eine oberste Ebene bilden sogenannte
Access Network Gateways oder kurz Gateways, die jeweils die Schnittstelle
zum Stammnetzwerk bilden. Auf einer nächstniedrigeren Stufe angesiedelte
Knoten werden als Netzzugangsknoten (Access Network Nodes) bezeichnet.
Knoten der untersten hierarchischen Ebene, die direkt per Funk mit
den Endgeräten
kommunizieren, werden als Transceiver bezeichnet. Jedem Transceiver
steht eine bestimmte Zahl von Signalträgern zur Verfügung, die
je nach von einem Endgerät
benötigter
Bandbreite einzeln oder zu mehreren für die Kommunikation mit dem Endgerät genutzt
werden können.
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Für die paketorientierte Übertragung
von Daten zwischen dem Gateway und den Knoten niedrigerer Stufe
ist aus 3GPP TS 29.060 „General
Packet Radio Service (GPRS); GPRS Tunnelling Protokoll (GTP)" ein Protokollstapel
bekannt, der eine IP-Schicht
und darauf aufbauend eine UDP-Schicht und einen GTP-U-Tunnel umfasst.
Diese komplizierte Schichtstruktur ist notwendig, weil es auf der IP-Protokollebene
des Zugangsnetzes nur möglich ist,
einzelne Knoten des Zugangsnetzes zu adressieren, nicht aber ein
Endgerät
oder eine Funktionseinheit, die die Daten zur Übertragung zum Endgerät aufbereitet.
Um eine Adresseninformation über
das Empfängerendgerät zu transportieren,
werden zusätzliche
Protokollschichten benötigt,
die es dem Gateway erlauben, diese Informationen als Nutzlast in
die IP-Pakete einzufügen.
Auf der Ebene des Netzzugangsknotens wird diese Information wieder
extrahiert. Sie dient dem Netzzugangsknoten zum Auswählen eines
Signalträgers,
auf dem das Empfängerendgerät das Paket
zu empfangen erwartet.
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Im
Falle von verbindungsorientierter Übertragung zu einem Endgerät wird zwischen
dem Gateway und dem mit dem Endgerät kommunizierenden Netzzugangsknoten
eine explizite AAL2-Verbindung aufgebaut.
Eine Zuordnung dieser Verbindung zu einem oder mehreren Signalträgern eines
Transceivers ist am Netzzugangsknoten aufgezeichnet. Der Netzzugangsknoten
kann daher anhand der AAL2-Verbindung, über die er Information empfängt, den
Signalträger
ermitteln, auf dem diese Information ausgestrahlt werden muss.
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Auf
einer niedrigeren Hierarchieebene, zwischen dem Netzzugangsknoten
und dem Transceiver, wird für
jeden Signalträger
eine eigene AAL2-Verbindung aufgebaut. Dies erlaubt es dem Transceiver,
anhand der AAL2-Verbindung, über
die er ein Datenpaket empfängt,
und einer Zuordnungstabelle den Signalträ ger zu erkennen, den der Netzzugangsknoten
zum Senden des Pakets ausgewählt hat.
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Aus
der WO 99/51055 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einem Zugangsnetz
eines Funkkommunikationssystems Datenpakete IP-basiert übertragen
und an ein mobiles Terminal über Funkressourcen
gesendet werden. Zur Kennzeichnung unterschiedlicher Datenflüsse im Zugangsnetz und
im mobilen Terminal dienen ein IP flow label und ein radio flow
label. Diese werden in einem Zugangspunkt mittels einer Tabelle
miteinander verknüpft.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist, ein Betriebsverfahren für ein Zugangsnetz
anzugeben, das einen durchgängigen
Betrieb des Zugangsnetzes mit IP-Transporttechnologie erlaubt, und
dabei Überhänge an Verarbeitungsleistung
und zu übertragender
Datenmenge, wie sie sich durch einen komplizierten Protokollstapel
ergeben, vermeidet.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes für ein Mobilfunksystem,
bei dem für
ein Endgerät
bestimmte Daten zwischen zwei Knoten des Zugangsnetzes in IP-Paketen übertragen
werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Pakete IPv6-Pakete
sind, und dass das Flow-Label-Feld eines IPv6-Paketes zur Übertragung
einer Angabe verwendet wird, anhand derer der das Paket empfangende
Knoten unter mehreren Wegen, auf denen das Paket weiterleitbar ist,
eine Auswahl trifft. Erfindungsgemäß ist die Kennung eine Kennung
eines für
die Funkübertragung
an das Endgerät
zu verwendenden Signalträgers.
Diese Variante eignet sich besonders für die Übertragung an einen Transceiver
des Zugangsnetzes. Im Falle einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung umfasst diese Auswahl jeweils
einen einzigen Weg, bei Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen kann aber
auch eine Mehrzahl von Wegen gleichzeitig ausgewählt werden.
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Das
Flow-Label-Feld des IPv6-Protokolls hat eine Länge von 20 Bit. Dies entspricht
einer Menge von etwas über
einer Million möglichen
Werten. Die Zahl der Endgeräte
an einem Zugangsnetz kann aber diesen Wert ohne weiteres überschreiten,
so dass eine eindeutige Kennzeichnung aller Endgeräte durch
die besagte Angabe nicht mehr möglich
ist, wenn sie eine jedem Endgerät
in Art eines Namen's fest
zugeordnete Bezeichnung enthielte. Da aber diese Endgeräte in der
Regel nie alle gleichzeitig aktiv sind, lässt sich das Problem dadurch
beheben, dass als die Angabe eine Kennung verwendet wird, die jeweils
bei der Einrichtung eines Datenflusses diesem eindeutig zugeteilt
wird. Nach Beendigung des Datenflusses kann die Kennung neu vergeben
werden.
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Die
Kennung muss lediglich zwischen zwei Knoten (z.B. zwischen Gateway
und Netzzugangsknoten oder zwischen Netzzugangsknoten und Transceiver)
im Zugangsnetz eindeutig sein. Ein erster Knoten kann eine Kennung,
die er in der Kommunikation mit einem zweiten Knoten zur Bezeichnung
eines ersten Datenflusses verwendet, in der Kommunikation mit einem
dritten Knoten zur Bezeichnung eines beliebigen anderen Datenflusses
verwenden.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die Zahl der mit Hilfe der besagten Angabe unterschiedlich bezeichenbaren
Endgeräte
zu vergrößern ist,
einem Knoten des Zugangsnetzes eine Mehrzahl von Netzwerkadressen
zuzuordnen, eine gleiche Kennung in Kombination mit jeweils verschiedenen
der mehreren Netzwerkadressen unterschiedlichen Datenflüssen zwischen
diesem Knoten und einem zweiten Knoten zuzuteilen und bei der Wegauswahl
für die
Paketweiterleitung neben der Kennung auch die Netzwerkadresse heranzuziehen.
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Eine
weitere Möglichkeit,
die Zahl der mit Hilfe der besagten Angabe unterschiedlich bezeichenbaren
Endgeräte
zu vergrößern ist,
die Angabe zusätzlich
auch über
das Traffic-Class-Feld der IPv6-Pakete zu erstrecken.
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Eine
derartige Nutzung des Traffic-Class-Feldes bedeutet aber nicht,
dass auf eine Differenzierung nach Dienstgüteklassen für unterschiedliche Datenströme verzichtet
werden müsste. Vielmehr
kann dem Traffic-Class-Feld eine Doppelfunktion zugewiesen werden.
Wenn z. B. (n1, n2) eine erste Angabe ist, die einen ersten Datenfluss
bezeichnet, wobei n1 der Inhalt des Traffic-Class-Feldes und n2
der des Flow-Label-Feldes ist, so wird dieser Datenfluss mit der
durch n1 bezeichneten Dienstqualität im Zugangsnetz befördert. Eine
zweite Angabe (n1',
n2) mit gleichem Wert n2 des Flow Labels kann einen völlig anderen,
zu einem anderen Endgerät
führenden
Datenfluss mit der durch n1' definierten
Dienstqualität
bezeichnen. Das Transportnetzwerk ist dabei so zu konfigurieren, dass
das Traffic-Class-Feld nicht vom Transportnetzwerk verändert wird.
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Moderne
Mobilfunkendgeräte
wie insbesondere UMTS-Endgeräte
werden jedoch in der Lage sein, eine Mehrzahl von Datendiensten,
wie z.B. Sprachtelefonie, Telefax, Internetzugriff etc. gleichzeitig
zu betreiben bzw. im Laufe einer bestehenden Verbindung den genutzten
Dienst zu wechseln oder zusätzliche
Dienste in Anspruch zu nehmen. In diesem Fall ist es für den von
jedem dieser Dienste verursachten Datenfluss sinnvoll, ihm eine
eigene Kennung zuzuordnen, um dem empfangenden Knoten die Zuordnung
empfangener Daten zu den einzelnen Diensten zu ermöglichen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten
Figuren. Es zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Zugangsnetzwerks, in dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar
ist;
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2 die
zwischen den verschiedenen Knoten des Zugangsnetzwerks sowie zwischen
den Transceivern und den Endgeräten
zum Einsatz kommenden Protokollstrukturen;
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3 stark
schematisiert einen Netzzugangsknoten;
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4 einen
erstes Beispiel eines Gateway-Knotens; und
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5 ein
alternatives Beispiel eines Gateway-Knotens.
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1 zeigt
stark schematisiert den Aufbau eines Zugangsnetzwerks AN für die Informationsübertragung
zwischen Endgeräten
UE eines Mobilfunk-Kommunikationssystems und einem Stammnetzwerk
NW. Das Zugangsnetzwerk AN hat eine hierarchische Struktur mit unterschiedlichen
Arten von Knoten auf verschiedenen Hierarchiestufen. Eine oberste
Hierarchiestufe ist durch als Gateway bezeichnete Knoten GW gebildet,
die direkt mit dem Stammnetzwerk NW verbunden sind. Eine zweite Stufe
ist durch hier als Netzzugangsknoten ANN (Access Network Node) bezeichnete
Knoten gebildet, von denen jeweils mehrere einem Gateway-Knoten GW
zugeordnet sind, von denen in der Fig. der Übersichtlichkeit halber aber
nur einer, mit seinem zugeordneten Gateway-Knoten GW durch eine Übertragungsstrecke
TGN verbunden, gezeigt ist. An jedem Netzzugangsknoten
ANN wiederum sind mehrere Transceiver T über Übertragungsstrecken TNT angeschlossen, die jeweils über eine
begrenzte Zahl von Signalträgern
RB mit Endgeräten
UE per Funk kommunizieren können.
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Zunächst soll
ein Zugangsnetz mit einer einfachen Baumstruktur betrachtet werden,
bei dem jeder Knoten einer gegebenen Hierarchiestufe mit (sofern
vorhanden) genau einem Knoten der nächsthöheren Hierarchiestufe und (sofern
vorhanden) mehreren Knoten der nächstniedrigeren
Hierarchiestufe verbunden ist.
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Im
Falle eines UMTS-Mobilfunksystems oder allgemein eines Codemultiplex-Mobilfunksystems entspricht
jedem Signalträger
RB einer aus einer Mehrzahl von von dem Transceiver-Knoten T verwendeten
orthogonalen Spreizcodes. Im Falle eines Zeitmultiplex-Mobilfunk-Kommunikationssystems könnte man
jeden Signalträger
mit einem Zeitschlitz gleichsetzen.
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2 veranschaulicht
die zwischen den Knoten der unterschiedlichen Hierarchiestufen des
in 1 gezeigten Zugangsnetzwerks verwendeten Protokollschichten.
Zwischen dem Gateway-Knoten GW, den Netzzugangsknoten ANN und den
Transceivern T erfolgt die Kommunikation leitungsgebunden, die zugrundeliegende
Schicht L2/PHY kann auf einer Übertragungstechnologie
wie etwa ATM, Ethernet etc. basieren.
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Auf
dieser Schicht baut eine IPv6-Protokollschicht auf. Vom Gateway
GW aus dem Stammnetzwerk NW empfangene, für ein bestimmtes Endgerät UE bestimmte
Daten bilden ohne dazwischenliegende weitere Protokollebene die
Nutzlast von zwischen dem Gateway-Knoten GW und den Netzzugangsknoten
ANN ausgetauschten IPv6-Paketen. Diese Pakete enthalten als Zieladresse
die Adresse eines Netzzugangsknotens ANN. Information, die dem empfangenden
Netzzugangsknoten ANN mitteilt, wohin die Pakete weiterzuleiten
sind, sind im Flow-Label-Feld und ggf. im Traffic-Class-Feld der
Pakete enthalten. Auf die Auswertung dieser Felder durch den Netzzugangsknoten
ANN wird später
noch genauer eingegangen.
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Der
Netzzugangsknoten ANN ordnet einen vom Gateway GW empfangenen Paket
in Abhängigkeit
von der das Empfänger-Endgerät spezifizierenden
Information im Flow-Label-Feld bzw. dem Traffic-Class-Feld den Signalträger, auf
dem das Endgerät
das Paket zu empfangen erwartet, einen Sendezeitpunkt etc. zu. Vom
Netzzugangsknoten an den Transceiver-Knoten T übertragene Pakete brauchen daher
keine explizite Angabe über
das Empfängerendgerät mehr zu
enthalten; die Angabe des Signalträgers genügt. Dies ist in 2 durch
die ohne Einfluß des
Trans ceiver-Knotens T über
diesen zum Endgerät
UE übertragenen
Signalisierungsinstanzen RLC (Radio Link Control) und MAC (Medium
Access Control) veranschaulicht.
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Um
insbesondere im Falle der Sprachübertragung
eine zeitlich korrekte Aufeinanderfolge der Pakete bei der Funkübertragung
an das Endgerät
UE zu gewährleisten,
kann eine Konvergenzschicht CL in der Kommunikation zwischen Netzzugangsknoten und
Transceiver-Knoten erforderlich sein.
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Im
folgenden wird im einzelnen auf den Aufbau und die Durchführung eines
Datenflusses zwischen Gateway GW und einem Endgerät UE eingegangen.
Dabei wird zunächst
nur der Transport in Downlink-Richtung betrachtet, die Gegenrichtung wird
später
diskutiert.
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Der
Bedarf nach Einrichtung eines neuen Datenflusses kann sich dadurch
ergeben, dass das Endgerät
UE eine diesbezügliche
Anforderung an das Zugangsnetzwerk richtet, oder dass der Gateway
GW Daten zur Weiterleitung an ein Endgerät UE empfängt, zu dem bislang kein Datenfluss
existiert. Im einen wie im anderen Falle empfängt der Netzzugangsknoten ANN
eine Signalisierungsnachricht, die die Identität des betreffenden Endgeräts UE, z.B. dessen
Rufnummer oder seine IMSI, und die benötigte Dienstklasse angibt.
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Der
in 3 gezeigte Netzzugangsknoten ANN verfügt über ein
Verzeichnis V, in dem zu allen aktuell über ihn laufenden Datenflüssen jeweils
eine Kennung, als GN-Kennung bezeichnet, für den Verkehr mit dem ihm zugeordneten
Gateway GW und eine als NT-Kennung bezeichnete Kennung für den Verkehr
mit den zugeordneten Transceivern T in Verbindung mit den Identitäten der
zugehörigen
Endgeräte
gespeichert sind. Die GN-Kennungen setzen sich jeweils aus einem
die Dienstklasse des Datenflusses bezeichnenden ersten Teil und
einem willkürlich
gewählten
zweiten Teil zusammen. Um eine GN-Kennung für den neu einzurichtenden Datenfluss zu
erzeugen, wählt
der Netzzugangskno ten ANN einen zweiten Teil, der in Kombination
mit der für
den Datenfluss verlangten Dienstklasse im Verkehr zwischen ihm und
dem Gateway GW noch nicht vergeben ist. In Verbindung mit einer
anderen Dienstklasse oder zwischen anderen Knoten kann der gleiche zweite
Teil bereits für
einen Datenfluss vergeben sein, ohne dass dies die Eindeutigkeit
der so gebildeten Kennung beeinträchtigt.
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Die
ausgewählte
GN-Kennung wird an den Gateway-Knoten GW übermittelt und dort in einer
Tabelle in Verbindung mit der Identität des Endgeräts aufgezeichnet.
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Gemäß einer
in 4 gezeigten ersten Variante ist am Gateway-Knoten
GW für
jeden an ihn angeschlossenen Netzzugangsknoten ANN eine solche Tabelle
Tab eingerichtet.
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Auf
der Ebene des Gateway-Knotens GW müssen die GN-Kennungen nicht
eindeutig sein, da der Gateway-Knoten GW bei von einer Mehrzahl
von verschiedenen Netzzugangsknoten ANN identisch vergebenen GN-Kennungen
anhand der Tabelle Tab, in der er zu einer gegebenen Endgeräteidentität die GN-Kennung
findet, den Netzzugangsknoten ANN erkennen kann, an den ein mit
der Identität
gekennzeichnetes, vom Stammnetzwerk empfangenes Paket übertragen
werden muss. Man mag sich diese Tabellen Tab jeweils als individuelle
Speicherelemente oder als begrenzte Regionen innerhalb eines größeren Speicherbausteins
vorstellen. Im einen wie im anderen Falle erlaubt der Ort, an dem
eine gegebene Endgeräteidentität und die
zugehörige
Kennung gespeichert sind, dem Gateway GW den Rückschluß auf den Netzzugangsknoten
ANN, an den das Paket, mit der gefundenen GN-Kennung versehen, weitergeleitet werden
muss.
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Selbstverständlich kann
der Gateway-Knoten einer in 5 gezeigten
zweiten Variante zufolge anstelle der mehreren Tabellen eine einheitliche
Tabelle Tab' führen, deren
Einträge
jeweils eine Endgeräteidentität, die zugeordnete
GN-Kennung und die Adresse A1, A2,... des Netzzugangsknoten ANN
ent hält,
der die Kennung für
einen Datenfluß des
Endgeräts
vergeben hat und an den das Paket weiterzuleiten ist.
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Zusätzlich ordnet
der Netzzugangsknoten ANN dem Endgerät UE einen Transceiver-Knoten
T, über
den das Endgerät
UE per Funk erreichbar ist, an diesem Transceiver-Knoten T einen
freien Signalträger.
Auch die Adresse dieses Ziel-Transceivers ist in dem Verzeichnis
V des Netzzugangsknotens ANN gespeichert. Die Kombination von zugeordnetem Transceiver
T, Signalträger
und ggf. Funktionseinheit definiert einen Weg für die Weiterleitung des Datenpakets.
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Der
Netzzugangsknoten ANN wählt
nun eine in der Kommunikation mit dem zugeordneten Transceiver T
bislang noch freie NT-Kennung
und speichert sie in seinem Verzeichnis V in Verbindung mit der
Identität
des Endgeräts.
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Die
NT-Kennungen bezeichnen jeweils umkehrbar eindeutig einen der verschiedenen
dem Transceiver T zur Verfügung
stehenden Signalträger.
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Wenn
ein mit einer vollständigen
Adressinformation gekennzeichnetes Datenpaket vom Stammnetzwerk
NW den Gateway-Knoten GW erreicht, so ermittelt dieser anhand seiner
Tabellen die dieser Adressinformation zugehörige GN-Kennung und den Netzzugangsknoten
ANN, der diese Kennung vergeben hat. Er trägt die GN-Kennung in das Flow-Label-Feld
und ggf. in das Type-of-Service-Feld eines
IPv6-Paketes ein, mit dem er die empfangenen Daten an den ermittelten
Netzzugangsknoten ANN weiterleitet. Durch diese GN-Kennung ist der
Weg des Datenpakets durch das Zugangsnetz bereits vollständig festgelegt;
und die im Stammnetzwerk verwendete Adresse des Empfänger-Endgeräts UE wird für die weitere
Vermittlung des Pakets nicht mehr benötigt.
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Der
Netzzugangsknoten ANN empfängt
das Paket und ermittelt anhand seines Verzeichnisses den oder die
Transceiver T, an den/die das Paket weitergeleitet werden muss,
und die NT-Kennung
desjenigen Signalträgers,
den der jeweilige Transceiver T verwenden muss, damit das Paket
vom Empfänger-Endgerät korrekt
empfangen werden kann. Der Netzzugangsknoten ANN erzeugt ein neues IPv6-Paket
mit den für
das Endgerät
UE bestimmten Daten als Nutzlast, das als Empfängeradresse die IP-Adresse(n) des/der
Transceiver(s) T enthält,
in dessen/deren Funkreichweite sich das Endgerät UE befindet, und dessen Flow-Label-Feld
die NT-Kennung, d.h. die Bezeichnung des Signalträgers enthält, über den
das Endgerät
UE Daten zu empfangen erwartet. Mehr als die Angabe des Signalträgers ist auf
dieser Stufe der Übertragung
des Pakets nicht mehr notwendig, um seine korrekte Weiterleitung
an das Endgerät
UE zu gewährleisten.
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Bei
der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass der Netzzugangsknoten
eine GN-Kennung vergibt und diese dem Gateway-Knoten mitteilt. Selbstverständlich kann
die GN-Kennung alternativ auch vom Gateway-Knoten vergeben und dann
an den Netzzugangsknoten übermittelt
werden. Genauso kann auch jede NT-Kennung vom Transceiver T festgelegt
und an den Netzzugangsknoten ANN übermittelt werden.
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Bislang
wurde nur der Fall der Downlink-Übertragung
vom Gateway GW zum Transceiver T betrachtet. Mit geringfügigen Anpassungen
ist das gleiche Verfahren auch für
die Übertragung
in Gegenrichtung anwendbar. Dabei können Kennungen für einen
gleichen Datenfluß in
Uplink und Downlink unabhängig
voneinander und unterschiedlich vergeben werden.
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In
analoger Weise wie oben für
den Downlink beschrieben, werden eine TN-Kennung für die Übertragung
von Transceiver T zum Netzzugangsknoten ANN und eine NG-Kennung
für die Übertragung
von Netzzugangsknoten zum Gateway GN festgelegt. Jedes anschließend vom
Endgerät
UE gesendete Datenpaket wird vom Transceiver T mit einer dem vom Endgerät UE verwendeten
Signalträger
entsprechenden TN-Kennung in einem an den Netzzu gangsknoten ANN
adressierten IPv6-Paket gesendet. Der Netzzugangsknoten bestimmt
in seinem Verzeichnis die dem Transceiver T und der TN-Kennung zugeordnete
NG-Kennung, und sendet ein neues Paket an den Gateway, in dem die
TN-Kennung durch die NG-Kennung ersetzt ist. Der Gateway GW stellt
anhand seiner Tabelle(n) die Identität des Empfänger-Endgeräts UE' fest und leitet das Paket seinerseits
entsprechend dieser Identität
weiter.
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Wie
man sieht, erlaubt das beschriebene Verfahren die Verwendung einer
einheitlichen Transport-Infrastruktur im gesamten Zugangsnetzwerk
bis hin zum Transceiver. Die gesamte Datenübertragung kann mit standardisierten
IETF-Protokollen erfolgen, wodurch Kosten reduziert und die Verfügbarkeit
von Komponenten verbessert sowie ihre Weiterentwicklung vereinfacht
wird.
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Entsprechende
Vorteile können
durch eine vereinfachte Variante des Verfahrens erzielt werden, bei
der lediglich das Flow-Label-Feld
eines IPv6-Paketes für
die Kennung verwendet wird. Die einzige Beschränkung, die sich aus dieser
Vereinfachung ergibt, ist, dass ein Netzzugangsknoten entsprechend der
Länge des
Flow-Label-Felds von 20 bit nicht mehr als 220 gleichzeitig
aktive Datenflüsse
versorgen kann. Durch eine geeignete geographische Struktur des
Netzes kann die Zahl von Endgeräten
im Bereich eines Netzzugangsknotens leicht klein genug gehalten
werden, um sicherzustellen, dass die Zahl von 220 Datenflüssen nicht überschritten
wird.
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Wenn
es notwendig ist, an einem Knoten mehr Datenflüsse zu handhaben als die unter
Nutzung des Flow-Label-Feldes möglichen
220 oder die bei gleichzeitiger Nutzung
des Traffic-Class-Feldes mögliche noch
größere Zahl,
so kann man diesem Knoten mehrere Netzwerkadressen zuordnen und die
Auswertung der Kennung jeweils unter Mitheranziehen der Netzwerkadresse
vornehmen.
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Als
Beispiel wird der Fall betrachtet, dass dem Gateway GW zwei Netzwerkadressen
A1, A2 zugeordnet sind. Die oben beschriebenen Tabellen des Gateways
sind für
jede Adresse je einmal vorhanden, oder alternativ existiert eine
Tabelle, in der zu jeder Endgeräteidentität zusätzlich zu
der zugeordneten GN- und/oder NG-Kennung eine zugeordnete Adresse
des Gateways eingetragen ist. Wenn dieser Gateway ein mit einer
Endgeräteidentität versehenes
Paket vom Stammnetzwerk NW empfängt, so
leitet er es an den anhand dieser Identität in der/den Tabelle(n) ermittelten
Netzzugangsknoten ANN weiter, wobei er dem an den Netzzugangsknoten
gesendeten Paket als Absenderadresse diejenige Adresse hinzufügt, die
er im entsprechenden Eintrag der Tabelle vorfindet. Die Verzeichnisse
des Netzzugangsknotens ANN enthalten in entsprechender Weise für jeden
Eintrag eines Datenflusses eine Angabe der Absenderadresse, die
es dem Netzzugangsknoten ermöglicht,
zwei mit der gleichen GN-Kennung an ihn gesendete, für verschiedene
Datenflüsse
bestimmte Pakete zu unterscheiden, ihnen jeweils die korrekte NT-Kennung
zuzuordnen und sie weiterzuleiten. Umgekehrt kann ein Netzzugangsknoten
beim Uplink zu diesem Gateway GW Pakete mit einer gleichen Kennung
an jeweils unterschiedliche Adressen des Gateways als Empfängeradressen senden,
wobei dieser gleichen Kennung je nach Empfängeradresse unterschiedliche
Empfängerendgeräte zugeordnet
sein können.
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Selbstverständlich können auch
einem Netzzugangsknoten mehrere Adressen zugeteilt werden; in diesem
Falle muss die Verarbeitung der von diesem Knoten gesendeten Datenpakete
im Gateway GW oder den angeschlossenen Transceivern T anhand von
differenzierten Tabellen abhängig
von der Absenderadresse durchgeführt
werden.
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Eine
nach Absenderadressen differenzierte Verarbeitung der Datenpakete
erlaubt übrigens
auch eine flexiblere Struktur des Zugangsnetzes: anstelle eines
Netzes mit reiner Baumstruktur, wo jeder Knoten an genau einen Knoten
der nächsthö heren Hierarchieebene
angeschlossen ist, kann auch eine „verflochtene" Netzstruktur zum
Einsatz kommen, in der Verbindungen zu mehreren Knoten der nächsthöheren Hierarchieebene
vorkommen können,
wie in 1 für
den Netzzugangsknoten ANN anhand der gestrichelt dargestellten Verbindung
zu einem zweiten Gateway GW' exemplarisch
gezeigt. Anhand der in jedem Paket enthaltenen Absenderadresse kann ein
Empfängerknoten
zwischen verschiedenen Absenderknoten unterscheiden und ein Paket
jeweils unter Zugrundelegung einer im Verhältnis zu jedem möglichen
Absenderknoten (genauer gesagt jeder möglichen Absenderadresse) definierten
Kennung korrekt weiterleiten.
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Aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
wurde bei der obigen Beschreibung von einem Zugangsnetz mit drei
Hierarchiestufen ausgegangen. Es liegt jedoch auf der Hand, dass
die vorliegende Erfindung auch auf Zugangsnetze anwendbar ist, die
mehr oder aber auch weniger als drei Hierarchiestufen aufweisen,
d.h. Zugangsnetze, bei denen Funktionen, die in der vorliegenden
Beschreibung Knoten unterschiedlicher Hierarchiestufen zugeordnet
wurden, von einem einheitlichen Knoten realisiert werden.