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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren für die Telekommunikation mit der Option für einen Endanwender, Dienste auszuwählen.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Die schnelle Entwicklung der Daten- und (Sprach-)Telekommunikation erzeugt einen konstanten Fluss von neuen Möglichkeiten, um eine Zahl von neuen Anforderungen zu unterstützen für die Erfüllung dieser neuen Anforderungen. Die Zeit, zu der jedes Netzwerk einen einzigen Standarddienst anbot, ist vorüber. Es ist nun möglich, eine Vielzahl von Diensten anzubieten mit unterschiedlichen Charakteristiken, in demselben Netzwerk, zum Unterstützen individueller, spezifischer Anforderungen. Ein individueller Haushalt hat die Fähigkeit, seine eigene Gruppe von Diensten auszuwählen gemäß den eigenen Anforderungen, und zwar aus einer Vielzahl von Möglichkeiten. Wohnungsfirmen können die Verwaltung und das Unterhalten ihrer Gebäude rationalisieren und zur selben Zeit neue Diensttypen für ihre Mieter anbieten. Andere Firmen und ebenso Gemeinschaften können von den angebotenen Möglichkeiten profitieren.
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Eine der Techniken, die dann angewandt werden, betreffen virtuelle lokale Netzwerke oder Techniken in virtuellen Sendegebieten mit größerem Bereich. Dem Begriff ”virtuelles lokales Netzwerk” wird manchmal das Akronym VLAN zugewiesen (Engl.: Virtual Local Area Network). Das Akronym VLAN selbst ist ein Marktbegriff, der von nahezu jedem Vermittlungshersteller verwendet wird, jedoch fehlt ihm eine detaillierte Definition. Die Ergebnisse hiervon sind, dass unterschiedliche Hersteller denselben Begriff verwenden können, ohne dass ihre Ausrüstungsgegenstände kompatibel sind. Eine Definition, die breit genug ist, unterschiedliche Herstellerausrüstungsgegenstände abzudecken, lautet wie folgt. VLAN: Eine Sendedomäne bzw. ein Sendegebiet auf dem Logikpegel zwei (Verbindungspegel). Die Auswahl aus dem gesamten Sendegebiet (Engl.: broadcast domain), d. h. sämtlicher Ports und MAC-Adressen (Mediumszugangssteuerung; Engl.: Medium Access Control), lässt sich auf irgendeine der folgenden Weisen ausführen. a) Auswahl der Gruppe der Ports, b) Auswahl einer Gruppe von MAC-Adressen oder c) Auswahl einer Gruppe von Protokollen, beispielsweise IP oder IPX.
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Der Standard IEEE 802.1Q, der als Industriestandard für VLAN angepasst wurde, basiert auf Standard-LAN-Vermittlungsstellen gemäß den IEEE 802.2-Standards. Vermittlungsstellen, die den Standard IEEE 802.1Q implementieren, sind im Prinzip Vermittlungsstellen (Engl.: switches), die mit dem Standard IEEE 802.1D kompatibel sind (LAN-Vermittlungsstellen), die Modifikationen für Regeln im Zusammenhang mit dem Ankommen und mit gesendeten Datenpaketen enthalten, sowie ein zusätzliches Protokoll zum Identifizieren der VLAN-Fähigkeit anderer Vermittlungsstellen, und verbunden mit Endsystemen, und zusätzlich mit einem VLAN-Transportmechanismus auf der Grundlage einer Implementierung einer VLAN-Markierung der Datenpakete über spezifische Identifikationsbits in den Datenpaketen.
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Der Standard IEEE 802.1D beschreibt, wie eine sogenannte LAN-Vermittlungsstelle arbeiten sollte. Eine LAN-Vermittlungsstelle dient zum Kommunizieren von Anwenderdaten in der Schicht zwei des OSI-Modells, auf der Grundlage einer MAC-Adressierung. Innerhalb dieses Standards gibt es Regeln im Zusammenhang mit der Übertragungslogik und wie Ports wirken sollen, um in Übereinstimmung mit beispielhaften Anforderungen für eine transparente Brückenbildung zu stehen, d. h. derart, dass die Übertragungslogik für Geräte unsichtbar bleibt, die mit der Domäne verbunden sind. In dem Standard gibt es auch Topologieregeln zum Vermeiden von Schleifen.
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Für das Anbieten einer Ethernet-Verkehrspriorität gibt es den Standard IEEE 802.1p. Dies ist eine Ergänzung zu dem Standard IEEE 802.1D. Eine Ethernet-Kommunikation erfolgt unter Verwendung von Datenpaketen, bei denen ein Paket mit einer Adresse ergänzt ist. Die Kommunikation wird auch in unterschiedliche Pegel bzw. Niveaus unterteilt, so dass jedes Niveau seine eigenen Adresspakete aufweist.
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Die Technik für virtuelle lokale Netzwerke wird zum Reduzieren der Kosten in Zuordnung zu der Ergänzung, dem Bewegen oder dem Ändern der Endanwenderausrüstung, beispielsweise innerhalb von Firmen, verwendet. Das Personal in einem Teil der Firma, beispielsweise die Einkaufsabteilung, teilt dieselben Ressourcen in dem Netzwerk. Mittels dem Zuweisen sämtlicher Anwender und Ressourcen zu einem VLAN ist es möglich, neue Ausrüstungsgegenstände zu ergänzen oder alte zu entfernen, Personal zwischen Stockwerken zu bewegen und ihre zugehörige Abteilung zu ändern, ohne das Bewegen von Kabeln oder das Ändern von Zugangsfiltern in IP-Pfad-Auswahlvorrichtungen.
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In dem amerikanischen Patent
US-A-5,751,967 ist ein System zum Konfigurieren virtueller lokaler Netzwerke beschrieben. Das System setzt die Vermittlungsstellen in einer gewünschten Weise, so dass angeschlossene Endstationen in einer gewünschten Topologie angeschlossen sind, und das System kann die Vermittlungsstellen dann konfigurieren, wenn sich die Endstationen bewegen. Das System hat eine zentrale Einrichtung zum Ausführen dieser Aufgaben. Die Einrichtung enthält eine Schaltung zum Erfassen von Modifikationen der Topologie. Die zentrale Einrichtung hat auch eine Schaltung mit Regeln, wie die Vermittlungsstellen zu rekonfigurieren sind, wenn Endstationen bewegt werden, und eine Schaltung zum Lesen der Regeln und zum Bestimmen, wie Endstationen und Vermittlungsstellen-Ports zu gruppieren sind. Schließlich ist in der zentralen Einrichtung eine Schaltung aufgenommen, die die automatisch entschiedene Rekonfigurierung ausführt. Das System ist effizient, weise jedoch den Nachteil auf, dass es vollständig automatisch durch die zentrale Einrichtung gesteuert ist, und es kann nicht in irgendeiner einfachen Art durch die Anwender betrieben werden.
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Die internationale Patentanmeldung
WO98/44684 beschreibt eine Technik zum Erzeugen virtueller Sendedomänen, und dies sind virtuelle Netzwerke in einem größeren physikalischen Netzwerk. Weiterhin wird ein Einlogverfahren beschrieben, gemäß dem ein angeschaltetes Terminal einer ersten virtuellen Sendedomäne zugewiesen wird. Logt sich der Anwender später ein, so wird er zu der virtuellen Sendedomäne vermittelt, zu der er gehört. Ein Teil der Stationen in dem größeren Netzwerk sind mit dieser virtuellen Sendedomäne verbunden. Eine Meldung von einer dieser Stationen erreicht lediglich diejenigen Stationen, die mit der Domäne verbunden sind. Das Einlogverfahren hat den Vorteil, dass es möglich ist, von einem beliebigen Terminal einzuloggen, jedoch bewirkt es auch administrative Kosten.
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US 5,812,533 betrifft eine Dienstbereitstellung in Kommunikationsnetzwerken. Ein Kommunikationsnetzwerk bietet eine Vielzahl von Diensten einem Benutzer an, wobei die verfügbaren Dienste modifiziert werden können. Hier wird eine Dienstlieferinfrastruktur beschrieben mit einer objektorientierten Architektur, die mit Systemen interagiert, wie zum Beispiel Abrechnungs- und Netzwerkverwaltung. In dem System können ein oder mehrere Dienste einer Gruppe von Diensten mindestens einem Benutzer zur Verfügung gestellt werden, wobei das Dienstliefersystem eine Dienstbereitstellungsfunktionalität umfasst, die für den Benutzer bestimmt ist. Die Funktionalität umfasst ein Dienstverzeichnis, das die ausgewählten Dienste definiert und ein Nummernverzeichnis, das ein virtuelles Netzwerk definiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung adressiert das Problem, wie ein Endanwender in einem Telekommunikationssystem gewünschte Dienste aus einer Zahl angebotener Dienste auswählt, die über ein Dienstnetzwerk von den Dienstanbietern angeboten werden.
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Ein anderes Problem betrifft die Geheimhaltung, und vielmehr der Frage, wie unterschiedliche Dienste geheim zu halten sind, für nicht autorisierte Anbieter.
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Eine Lösung wird durch die Einrichtung nach Patentanspruch 1 und dem Verfahren nach Patentanspruch 8 bereitgestellt.
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Das Problem wird gelöst mittels der Bildung der Dienstnetze in Dienstnetzwerkgruppen mit einem gewünschten Inhalt der Dienste. An die Dienstnetzwerkgruppen werden unterschiedliche virtuelle Sendedomänen vergeben, die die Information von ihrer Dienstnetzwerkgruppe führen. Die Endanwender können dann Dienste mittels der Auswahl einer oder mehrerer der virtuellen Sendedomänen auswählen.
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Detaillierter wird das Problem so gelöst, dass unterschiedliche Dienstnetzwerke, beispielsweise Telefonnetzwerke, das Internet, Kabelfernsehnetzwerke, Alarmnetzwerke, etc., mit einer vermittelten Domäne verbunden sind, möglicherweise über einen Router. Mittels einer Auswahl zwischen den Dienstnetzwerken werden diese in einer gewünschten Weise in Dienstnetzwerkgruppen gebildet. An jede Dienstnetzwerkgruppe wird zumindest eine virtuelle Sendedomäne vergeben, mittels der Konfiguration von Ports in den Vermittlungsstellen in der vermittelten Domäne. Die Endanwender können dann eine Dienstnetzwerkgruppe mittels der Auswahl einer oder mehrerer der virtuellen Sendedomänen auswählen. Die vermittelte Domäne hat eine Einrichtungsverbindung, mit der der Endanwender erforderliche Endeinrichtungen verbinden kann und er seine ausgewählte virtuelle Sendedomäne mittels der Konfiguration der Vermittlungsstellenports verbinden kann. Wünscht der Endanwender einen geänderten Dienst, so kann er eine andere virtuelle Sendedomäne auswählen, die Dienste von den nun gewünschten Dienstnetzwerken führt. Eine Änderung zu der neuen Domäne wird durch Rekonfiguration der Ports in den Vermittlungsstellen ausgeführt, sowie durch eine Rekonfiguration bei dem Endanwender. Die Dienstnetzwerke sind voneinander auch bei den virtuellen Sendedomänen mittels dem Ausschluss eines bestimmten Typs eines Kopplungselements getrennt, sogenannte Zentralknoten (Engl.: hubs), und zwar von der vermittelten Domäne. Es besteht vollständige Geheimhaltung zwischen den Dienstanbietern, so dass kein Anbieter eine Zugriff auf Verkehr in einem anderen Dienstnetzwerk ausführen kann.
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Ein technisches Problem der vorliegenden Erfindung besteht somit in dem Anbieten eines Anwenderzugangs zu Diensten, die in unterschiedlichen Dienstnetzwerken vorliegen. Der Endanwender muss die Fähigkeit haben, ein Dienstniveau auszuwählen, und er soll in einfacher Weise in der Lage sein, sein Dienstniveau zu ändern.
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Ein anderes technisches Problem besteht darin, dass unterschiedliche Dienstanbieter im Hinblick auf den Zugang zu Information der jeweils wechselseitigen anderen Netzwerke zu blockieren sind.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Anwender in einfacher Weise einen gewünschten Dienst von den Dienstnetzwerken abrufen können. Eine Änderung des Dienstniveaus erfordert keine teuren Neueinstellungen der Server in den Netzwerken.
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Ein anderer Vorteil besteht darin, dass der Netzbetreiber – oft der Eigner des lokalen Netzwerkes – von der Aufgabe des Verfolgens der Dienstanbieter sowie der Frage, mit welchen Anbietern die Anwender verbunden sind, enthoben sind. Der Netzwerkbetreiber kann es, wenn gewünscht, den Anwendern selbst überlassen, ihre Verbindung zu den Sendedomänen neu einzustellen, wenn die Anwender einen geänderten Dienst wünschen.
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Ein anderer Vorteil besteht darin, dass es einfach ist, den neuen Dienst zu ergänzen mittels der Bildung neuer Dienstnetzwerkgruppen.
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Ein zusätzlicher, anderer Vorteil besteht darin, dass ein nicht autorisiertes Lauschen zwischen Dienstanbietern schwieriger wird.
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In der vorliegenden Erfindung wird der Begriff ”Telekommunikationssystem” verwendet, mit der Absicht, dass er sehr breites technisches Gebiet abdeckt, und beispielsweise Telefonie-, Daten-, Video- und Telemetrie-Systeme umfasst.
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Die Erfindung wird nun detaillierter unter Verwendung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung beschrieben.
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BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Es zeigen:
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1 ein vereinfachtes Blockschaltbild des Netzwerks;
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2 detaillierter das Blockschaltbild des Netzwerks;
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3 die Blockschaltbilder der Dienstnetzwerkgruppen;
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4 ein Blockschaltbild einer Kommunikationsstruktur mit unterschiedlichen Schichten;
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5 Blockschaltbilder mit Datensequenzen für die Schichten;
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6 ein Diagramm unterschiedlicher Einrichtungen in dem Netzwerk mit ihren Verbindungen;
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7 ein Blockschaltbild eines ringkonfigurierten Netzwerks;
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8 ein Blockschaltbild eines sternkonfigurierten Netzwerks; und
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9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine relativ große Zahl unterschiedlicher Telekommunikations- und Datendienste sind in unterschiedlichen Dienstnetzwerken verfügbar, und unterschiedliche Anwender haben die Option, einige gewünschte Dienste auszuwählen und bei diesen teilzunehmen. Der Anwender kann beispielsweise eine private Person sein, oder zu irgendeinem Typ einer Gruppe gehören. In 1 ist dieser sehr schematisch anhand einer Mieter-Eigentümer-Gesellschaft 1 gezeigt, mit einem Verteilungsnetzwerk 2 für Telekommunikations- und Datendienste. Mit dem Verteilungsnetzwerk 2 ist ein Außendienstnetzwerk A11 für Telefonie verbunden, sowie ein externes Kabelfernsehnetzwerk B11, Internet C11 und ein Dienstnetzwerk D11 zum Führen von Alarmdiensten. Für jedes Dienstnetzwerk gibt es einen externen Dienstanbieter, der jedoch in der Figur nicht gezeigt ist. In der Gesellschaft 1 gibt es interne Dienstnetzwerke, ein internes Überwachungsnetzwerk E11 und ein internes, interaktives Kabelfernsehnetzwerk F11. Unterschiedliche Anwender G1, H1, K1 und L1 in der Gesellschaft haben die Option, auszuwählen, welche Dienste sie verwenden wollen. Beispielsweise hat der Anwender G1 als Anwendereinrichtungen ein Telefon G21 für den Telefoniedienst, einen Computer G22 für das interne Kabelfernsehnetzwerk und ein Fernsehgerät G23 für das externe Kabelfernsehnetzwerk. Der Anwender L1 hat ein Telefon L21, einen Computer L22 für das Internet und das interne Kabelfernsehnetzwerk, ein Fernsehgerät L23 für das externe Kabelfernsehnetzwerk und eine Alarmeinrichtung L24, die mit dem Netzwerk D11 verbunden ist. Die nachfolgende Beschreibung beschreibt, wie die Anwender mit den Dienstnetzwerken verbunden sind, und wie sie ihre Anwendung derselben ändern können.
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In 2 ist das Netzwerk gemäß 1 detaillierter gezeigt. Das Verteilungsnetzwerk enthält eine geschaltete Domäne bzw. eine Vermittlungsdomäne 2A mit Ethernet-Vermittlungsstellen SW1 und SW2, die miteinander über eine Verbindung 4 verbunden sind. Die unterschiedlichen Dienstnetzwerke in 1 sind mit Vermittlungsstellen bzw. Switches verbunden. Das Internet C11 ist gemäß dem Beispiel einer IP-Pfadauswahlvorrichtung 3 über einen Router mit der Vermittlungsstelle SW2 verbunden, und es ist ein Dienstanbieter C1 für das Internet gezeigt. Ein Dienstanbieter A1 für Telefonie, ein Kabelfernsehbetreiber B1 und ein Alarmbetreiber D1 sind mit der Vermittlungsstelle SW2 über ihre jeweiligen Dienstnetzwerke A11, B11 und D11 verbunden. Ein interner Dienstanbieter E1 zum Anbieten einer internen Überwachung und ein interner Kabelfernsehbetreiber F1 sind mit der Vermittlungsstelle SW2 jeweils über die internen Dienstnetzwerke E11 und F11 verbunden. Die Anwender G1, H1, K1 und L1 sind mit der Vermittlungsstelle SW1 über ihre jeweilige Verbindung G11, H11, K11 und L11 verbunden. Die Einrichtungen des Anwenders G1, d. h. das Telefon G21, der Computer G22 und das Fernsehgerät G23 sind mit der Verbindung G11 verbunden. In derselben Weise sind die Einrichtungen des Anwenders L1 – das Telefon L21, der Computer L22, das Fernsehgerät L23 und die Alarmeinrichtung L24 – mit der Verbindung L11 verbunden. Die Enden der Anwender G1, H1, K1 und L11 haben lediglich einen Verbindungspunkt jeweils für den Anschluss ihrer Verbindung zu der Vermittlungsstelle. Ein Netzbetreiber OP1 has ein Endgerät OP11, das mit den Vermittlungsstellen verbunden ist. Der Betreiber kann die Vermittlungsstellen über sein Terminal rücksetzen.
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Die unterschiedlichen Dienste in den Dienstnetzwerken werden in Gruppen gewählt und verschmolzen, als Dienstnetzwerkgruppen, mit denen sich die Anwender in der Hausgemeinschaft 1 verbinden können. Diese Auswahl der Dienste in Dienstnetzwerkgruppen erfolgt beispielsweise durch einen Netzwerkbetreiber, und in 3 sind zwei derartige Dienstnetzwerkgruppen T1 und T2 gezeigt. Die erste Dienstnetzwerkgruppe enthält die Dienste, die der Anwender G1 verwendet: den Telefondienst, externes Kabelfernsehen und internes Kabelfernsehen, die jeweils in dem Dienstnetzwerk A11, B11 und F11 vorliegen. Die andere Dienstnetzwerkgruppe T2 enthält die Dienste, die der Anwender L1 verwendet: den Telefondienst, externes Kabelfernsehen, Internet, den Alarmdienst und internes Kabelfernsehen, die bei den jeweiligen Dienstnetzwerken A11, B11, C11, D11 und F11 vorliegen. Die unterschiedlichen Dienste lassen sich in eine Zahl anderer Dienstnetzwerkgruppen durch den Netzwerkbetreiber verschmelzen, was jedoch in 3 nicht gezeigt ist.
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Ein wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die unterschiedlichen Dienstnetzwerkgruppen auf unterschiedliche virtuelle Sendedomänen verteilt sind, die in den Beispielen virtuelle lokale Netzwerke sind. In Zusammenhang mit den 4, 5, 6, 7, 8 und 9 wird beschrieben, wie die Anwender mit diesen lokalen Netzwerken verbunden sind und sie eine Änderung hierzwischen ausführen können, zum Empfangen der gewünschten Zahl der insgesamt angebotenen Dienste.
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Unabhängig von dem Typ der Telekommunikation, beispielsweise Daten oder Telefonie, wird die Kommunikation in eine schichtartige Struktur aufgeteilt, wie in 4 gezeigt. Jede Schicht hat ihre spezifische Aufgabe zu darunter liegenden und darüber liegenden Schichten, und zusammen bilden die Schichten einen Stapel. Im Rahmen der Internettechnik wird der sogenannte TCP/IP-Stapel 10 verbunden. Dieses Kommunikationsmodell, das in der Figur gezeigt ist, besteht aus 5 Schichten 11–15:
Schicht 11, Anwendung: Definiert durch einen Anwenderprozess, der mit einem anderen Prozess kommuniziert. Dieser andere Prozess kann beispielsweise eine Email über das Protokoll SMTP sein oder das ”Surfen” über das Protokoll HTTP.
Schicht 12, Transport: dadurch definiert, dass die Steuerung der Übertragung von Daten zwischen Endstationen ergänzt werden kann. Das Übertragungssteuerprotokoll (Engl.: transmission control protocol TCP) gewährleistet eine sichere Übertragung von Daten zwischen den Anwenderprozessen, wohingegen das Anwenderdatagramm-Protokoll (Engl.: user datagram protocol UDP) nicht eine sichere Übertragung anbietet. Ferner ist in dieser Schicht der Begriff ”Port” definiert, und er ist nicht zu verwechseln mit dem Port, der zu einer Vermittlungsstelle gehört. Der Begriff ”Port” hat hier die Aufgabe, es zu ermöglichen, Prozesse in derselben Maschine zu unterscheiden, die dasselbe Transportprotokoll verwendet.
Schicht 13, Internet: Das Internet-Protokoll (IP) definiert diese Schicht. Es ist auf dieser Schicht, auf der man unterschiedliche Pfade über sogenannte IP-Pfadauswahlvorrichtungen (Router) anbieten kann. Das IP-Protokoll, die IP-Adressierung und die IP-Auswahlvorrichtung mit ihrem zugewiesenen Pfadauswahlprotokoll bietet die Skalierbarkeit, die in dem heutigen Internet vorliegt. Das IP-Protokoll bietet nicht eine sichere Übertragung. Dies wird zu den darüberliegenden Protokollen verschoben, was TCP sein kann, oder sofern man UDP verwendet, zu dem Anwendungsprotokoll.
Schicht 14, Verbindung: Diese Schicht definiert die Verbindung zu dem physikalischen Medium, über das Daten zu übertragen sind. Diese Schicht kann, muss jedoch nicht, eine sichere Übertragung bereitstellen. Ferner kann die Schicht Paket- oder Strom-orientiert sein; IP stellt nicht irgendwelche Anforderungen im Hinblick auf diese Frage. Typische Verbindungstechniken sind Ethernet, ATM, Frame Relay, etc.
Schicht 15, physikalisch: Diese Schicht beschreibt das physikalische Medium, und dieses kann eine Lichtleitfaser, Kupfer, Ether (Engl.: Ether), etc. sein.
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5 zeigt das Verkapselungsverfahren für Daten in unterschiedlichen Schichten. Anwendungsdaten 16 werden von der Anwendungsschicht 11 zu der Transportschicht 12 abgegeben, unter Ergänzung eines Headerteils 17 bei den Daten. Der Headerteil 17 und die Daten 16 werden in ähnlicher Weise zu der Internetschicht 13 übertragen, und wiederum wird ein Headerteil 18 ergänzt. Schließlich werden Daten zu der Verbindungsschicht 14 übertragen, und in demselben Prozess wird das Ergänzen eines Headerteils 19 zu den Daten ausgeführt. Die Verbindungsschicht-Anwendungsdaten 16 und der Headerteil 17 und 18 werden nun als Daten angesehen. Daten werden nun vollständig verkapselt, und sie lassen sich zwischen dem Sender und Empfänger über die physikalische Schicht 15 transportieren.
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Die vollständig verkapselten Daten 16, 17, 18, 19 erreichen über die physikalische Schicht 15 ihre abschließende Zielvorgabe bei dem Empfänger. Hier wird der Stapel 10 nach oben traversiert, und die Headerteile 19, 18 und 17 werden in Folge bei der jeweiligen Schicht entfernt. Der Headerteil 19 mit dem Label Ram-Header in der Figur enthält 12 Bits, mittels derer sich die Datenfolge in bekannter Weise zu dem gewünschten virtuellen lokalen Netzwerk richten lässt. In den anderen Headerteilen gibt es Information im Hinblick auf eine Fehlersteuerung, ein Multiplexen, usw.
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In 6 ist die Verbindung eines Anwenders zu einem bestimmten virtuellen Netzwerk detaillierter gezeigt. Als ein Beispiel ist der Anwender G1 in 2 gewählt und – damit nicht 6 überladen ist – sind lediglich die Dienste der Telefonie und Kabelfernsehen als ein Beispiel gewählt. Dies bedeutet, dass das Telefonnetzwerk A11 mit dem Telefon G21 zu verbinden ist, und dass das Kabelnetzwerk B11 mit dem Fernsehgerät G23 bei dem Anwender G1 zu verbinden ist. Demnach wird das Telefonnetzwerk im dem Beispiel als Dienstnetzwerkgruppe AT11 angesehen, mit lediglich einem Dienst, und das Kabelfernsehnetzwerk B11 wird als eine Dienstnetzwerkgruppe BT11 angesehen.
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In 6 ist schematisch gezeigt, wie die Anwendungsschicht 11, die Transportschicht 12, die Internetschicht 13 und die Verbindungsschicht 14 für die unterschiedlichen Teile in dem Kommunikationssystem nach 2 gemeinsam sind. Die Figur zeigt Ports Pa, Pb ... Pk, über die die Teile verbunden sind. Der Anwender G1 hat, wie beschrieben, ein Telefon G21 und ein Fernsehgerät G23, die sich auf den unterschiedlichen Schichten 11–14 adressieren lassen, d. h. den Schichten Verbindung (MAC), Internet (IP), Transport (über UDP und einen zugeordneten Port) und Anwendung. Die beiden Dienstnetzwerkgruppen AT11 und BT11 können in derselben Weise wie die Anwendereinrichtungen über die unterschiedlichen Schichten adressiert werden. Eine Dienstnetzwerkgruppe AT11 enthält, wie beschrieben, lediglich Telefonie, und die andere Dienstnetzwerkgruppe BT11 enthält lediglich Kabelfernsehen. Der Endanwender G1 empfängt anfänglich die andere Dienstnetzwerkgruppe BT11 für Kabelfernsehen.
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Zwischen dem Endanwender G1 und den Dienstnetzwerkgruppen AT11 und BT11 gibt es die geschaltete Domäne mit den Vermittlungsstellen SW1 und SW2, in Übereinstimmung mit einem VLAN-Standard. Ferner gibt es die IP-Pfadauswahlvorrichtung 3, die den Transport von Verkehr zwischen unterschiedlichen virtuellen lokalen Netzwerken ermöglicht. Die IP-Pfadauswahlvorrichtung kann beispielsweise über einen oder mehrere der Vermittlungsstellen-Ports verbunden sein, und in dem Beispiel enthält sie den Vermittlungsstellen-Port Pj, der mit dem Vermittlungsstellenport Pe bei der Vermittlungsstelle SW2 verbunden ist. In dem Fall, in dem die IP-Pfadauswahlvorrichtung mit der geschalteten Domäne über mehrere Ports verbunden ist, ist es nicht erforderlich, dass die Verbindungsschicht 14 in der IP-Pfadauswahlvorrichtung einen VLAN-Standard erfüllt.
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Die Dienstnetzwerkgruppe BT11 in dem Dienstnetzwerk B11 gehört zu einem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1, das mit gestrichelten Linien gezeigt ist, und das durch die geschalteten Ports Pb und Pf definiert ist. In ähnlicher Weise gehört die Dienstnetzwerkgruppe AT11 zu einem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN2, das mit punktierten Linien gezeigt ist, und durch den Vermittlungsport Pg definiert ist.
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Die durchlaufenden Linien beschreiben die Kopplung jeweils zwischen den geschalteten Ports Pc, Pd und Pe und Pj, die die Fähigkeit aufweisen, eine VLAN-Auszeichnung der Pakete auf dem Verbindungsniveau aufzulösen, d. h. derart, dass Daten im Zusammenhang sowohl mit den Dienstnetzwerkgruppen Telefonie und Kabelfernsehen auf diesen Leitungen übertragen werden können. Das Fernsehgerät G23 des Endanwenders G1 ist somit über das lokale virtuelle Netzwerk VLAN1 verbunden, das die Dienstnetzwerkgruppe BT11 mit dem Kabelfernsehdienst führt. Das Fernsehgerät G23 ist mit der Vermittlungsstelle SW1 über den Port Pb verbunden.
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Der Netzwerkbetreiber OP1 der geschalteten Domäne 2A managet das System gemäß den folgenden Ausführungsformen, um dem Anwender G1 den gewünschten Dienst bereitzustellen.
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Der Netzwerkbetreiber bestimmt, welche Dienstnetzwerkgruppen einen Teil der geschalteten Domäne bilden, gemäß dem Beispiel die Dienstnetzwerkgruppen AT11 und BT11. Die Dienstnetzwerkgruppen können gemäß zwei unterschiedlichen Vorgehensweisen verbunden sein. Eine Möglichkeit besteht über Ports auf der Verbindungsebene 14, was in dem obigen Beispiel der Fall für die Dienstnetzwerkgruppen AT11 und BT11 ist. Eine andere Vorgehensweise besteht über einen Port, der auf einer Internetschicht 13 verbunden ist, beispielsweise über die IP-Pfadauswahlvorrichtung 3.
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Ferner kann der Netzwerkbetreiber neue virtuelle lokale Netzwerke erzeugen, die die Aufgabe haben, eine Zugänglichkeit über die IP-Pfadauswahlvorrichtung anzubieten, für Permutationen der virtuellen lokalen Netzwerke und der Dienstnetzwerkgruppen, die bereits definiert sind.
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Schließlich kann der Netzwerkbetreiber OP1 den Anwender mit dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1 verbinden, was dem Wunsch des Anwenders entspricht. Dies erfolgt mittels der Konfigurierung der nächstliegenden Vermittlungsstelle Pb, die mit der Anwendereinrichtung G23 des Anwenders G1 zu dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1 verbunden ist.
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Der Anwender kann gemäß den folgenden Vorgehensweisen bei unterschiedlichen Situationen wirken.
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In einer bestimmten Situation kann der Anwender, beispielsweise der Anwender G1, den Wunsch haben, die Dienstnetzwerkgruppe von BT11 mit Kabelfernsehen zu AT11 mit Telefonie zu ändern. Die Weise, in der der Anwender G1 die Verbindungsschicht 14 in der geschalteten Domäne über die gewünschte Änderung informiert, ist nicht wesentlich. Der Anwender kann dies entweder dadurch ausführen, dass er eine Mitteilung zu dem Netzwerkbetreiber OP1 der Domäne abgibt, oder dass er die Änderung selbst ausführt, über eine existierende Schnittstelle der Einrichtung des Anwenders.
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Zwei Rekonfigurationen des Kommunikationssystems nach 6 sind erforderlich, damit der Anwender die Dienstnetzwerkgruppe AT11 mit der Telefonie empfängt, anstelle der Dienstnetzwerkgruppe BT11 mit Kabelfernsehen. Die Rekonfigurationen können manuell oder dynamisch ausgeführt werden. Zunächst ist der Vermittlungsstellenport Pd so zu konfigurieren, dass er von dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1 abgetrennt und mit dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN2 verbunden wird. Zweitens ist die Internet-Schicht, also Schicht 13, des Anwenders G1 so zu rekonfigurieren, dass sie zu dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN2 gehört, und Parameter empfängt, beispielsweise eine IP-Adresse, so dass die Anschlussmöglichkeit unterstützt wird.
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Bei einer anderen Situation kann der Anwender die Dienstnetzwerkgruppe BT11 mit Kabelfernsehen haben und ebenso wünschen, die Dienstnetzwerkgruppe AT11 zu empfangen, ohne ein Abtrennen des Zugangs zu der Dienstnetzwerkgruppe BT11. Dies lässt sich auf drei unterschiedliche Weisen implementieren.
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Zunächst kann die IP-Pfadauswahlvorrichtung 3 so konfiguriert werden, dass der IP-Adresse, die der Anwender G1 hat und die zu dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1 gehört, die Möglichkeit eingeräumt wird, die IP-Adresse zu erreichen, die die Dienstnetzwerkgruppe AT11 hat. Dies erfordert kein Neukonfigurieren des Vermittlungsstellenports Pb.
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Zweitens kann die Ausrüstung, die die Verbindungsschicht bei dem Anwender G1, die Schicht 14, bereitstellt, die Option anbieten, für das virtuelle lokale Netzwerk zu wirken. In diesem Fall lässt sich der Port Pb so konfigurieren, dass er neben der Tatsache, dass er zu dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN1 gehört, ebenso zu dem virtuellen lokalen Netzwerk VLAN2 gehört. In derselben Weise wird der Port Pa bei dem Anwender G1 dann zu den zwei virtuellen lokalen Netzwerken VLAN1 und VLAN2 gehören.
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Drittens kann ein gemeinsames virtuelles lokales Netzwerk, das aus VLAN1 + 2 bezeichnet wird, in der geschalteten Domäne bzw. der vermittelten Domäne definiert werden. Ferner ist der Vermittlungsport Pb der Hauptteil dieses virtuellen lokalen Netzwerks. Die IP-Pfadauswahlvorrichtung ist dann so konfiguriert, dass die Anwender, die mit dem Netzwerk VLAN1 + 2 verbunden sind, einen Zugriff auf die Dienstnetzwerkgruppen AT11 und BT11 ausführen. Diese dritte Vorgehensweise ermöglicht die Option, dass aus einer Zahl von Diensten die Möglichkeit der Auswahl von Permutationen derselben besteht, und die Permutationen über unterschiedliche lokale Netzwerke abgegeben werden.
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Gemäß der obigen Beschreibung wurde die Erfindung unter Verwendung der Ethernet-Technik implementiert, und die beispielhafte Ausführungsform nach 2 zeigt die nächstgelegene Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Zusätzlich ermöglicht die Ethernet-Technik auch eine Netzwerktopologie sowohl in Sternkonfiguration als auch in Ringkonfiguration. In Zusammenhang mit der 7 wird eine Ausführungsform unter Verwendung der Ringtechnik beschrieben.
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Die Figur zeigt ein Ringnetzwerk 20 mit vier Vermittlungsstellen bzw. Switches SW3, SW4, SW5 und SW6. Die Vermittlungsstellen sind miteinander über Leitungen 21 verbunden. Die Vermittlungsstelle SW3 ist mit zwei Dienstanbietern M1 und N1 verbunden, die jeweils ein Dienstnetzwerk haben, und mit einem Anwender S1, der Anwendereinrichtungen hat. Die Vermittlungsstelle SW4 ist mit einem Anwender T1 verbunden, die Vermittlungsstelle SW5 ist mit einem Dienstanbieter O1 verbunden, und ein Anwender P1 und die Vermittlungsstelle SW6 ist schließlich mit zwei Anwendern Q1 und R1 verbunden. Der Netzwerkbetreiber OP2 ist mit sämtlichen Vermittlungsstellen über die Vermittlungsstelle SW4 und die Leitungen 21 unter Verwendung eines Terminals OP21 verbunden. Ein Router 22 ist ebenso mit der Vermittlungsstelle SW4 verbunden.
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Der Netzwerkbetreiber wählt aus den Dienstanbietern M1-, N1- und O1-Dienstnetzwerken und stellt Dienstnetzwerkgruppen zusammen. Mittels der Konfigurierung von Ports bei den Vermittlungsstellen SW3 und SW5 werden die ausgewählten Dienstnetzwerkgruppen in ihren jeweiligen virtuellen Netzwerk platziert, in der entsprechenden Weise wie es im Zusammenhang mit der 6 beschrieben ist. Die Anwender P1, Q1, R1, S1 und T1 wählen eine Dienstnetzwerkgruppe, und ihre jeweilige Vermittlungsstelle wird konfiguriert, zum Empfangen der gewählten Dienstnetzwerkgruppe auf dem jeweiligen virtuellen lokalen Netzwerk.
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In 8 ist ein Stern konfiguriertes Netzwerk 25 entsprechend dem Ringnetzwerk 20 nach 7 gezeigt. Das Sternnetzwerk hat vier Switches bzw. Vermittlungsstellen SW3, SW4, SW5 und SW6 mit denselben Anwendern und Dienstanbietern wie bei dem Ringnetzwerk 20. Die vier Vermittlungsstellen sind in einer Sterntopologie verbunden, mit einer gemeinsamen Vermittlungsstelle SW7, über Leitungen 26. Der Netzwerkbetreiber OP2 mit dem Terminal OP21 ist mit der Vermittlungsstelle SW7 verbunden, mit der ein Router 27 ebenso verbunden ist. Weiterhin bewirkt in diesem Netzwerk der Betreiber eine Auswahl von Netzwerkgruppen, und ersetzt diese auf die virtuellen lokalen Netzwerke. Diese Netzwerke sind mittels den Netzwerkbetreiber OP-Konfigurierungsport bei sämtlichen Vermittlungsstellen SW3, SW4, SW5, SW6 und SW7 konfiguriert.
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Das Verfahren zum Verbinden der Anwender in dem Kommunikationsnetzwerk mit bestimmten der Diensten, wie in der obigen Beschreibung offenbart, wird im Zusammenhang mit der 9 beschrieben. Für das Verfahren wird angenommen, dass das Kommunikationssystem so entworfen ist, wie beispielsweise in 2, 7 oder 8 gezeigt. Das System enthält die geschaltete Domäne 2A, und die Dienstnetzwerke sind mit den Vermittlungsstellen in der Domäne verbunden. Auch diese haben Ports für die Anwendereinrichtungen, und der Netzwerkbetreiber hat sein Terminal, zum Konfigurieren der Ports in den Vermittlungsstellen. In einem ersten Schritt 31 werden die Dienstnetzwerke ausgewählt, und in Dienstnetzwerkgruppen platziert. Die virtuellen lokalen Netzwerke werden in dem Schritt S32 definiert, und in dem Schritt 33 werden die Ports, wo ein Zugang auf die Dienstnetzwerkgruppe möglich ist, so konfiguriert, dass sie zu dem jeweiligen virtuellen lokalen Netzwerk gehören. Im Schritt 34 wird an den Anwender eine Adresse gemäß dem ausgewählten virtuellen Netzwerk vergeben. Beim Ändern der Dienstnetzwerkgruppe werden die Schritte 33 und 34 wiederholt.
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Bei den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen wurde die Technik der virtuellen lokalen Netzwerke verwendet. Hierdurch wurde anfänglich beschrieben, dass sich die Erfindung auf virtuelle Sendedomänen anwenden lässt, die den Begriff virtuelle lokale Netzwerke umfassen. Ein Beispiel, wie sich eine virtuelle Sendedomäne implementieren lässt, ist nachfolgend angegeben.
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Über ATM (Verbindungsniveau) wird die Standard LANE verwendet, wobei LANE durch das ATM Forum definiert ist. LANE hat auch die Funktion zum Erzeugen logischer Sendedomänen über eine Verbindungsebenenstruktur. Dies ist möglich, obgleich ATM im Gegensatz beispielsweise zu Ethernet oder der Token Ring, eine vermittelte bzw. geschaltete Technik ist und nicht eine Sendetechnik.
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Ferner beschreiben die beispielhaften Ausführungsformen, wie sich die Erfindung auf die Verbindungstechnik Ethernet anwenden lässt. Anstelle der Ethernet Technik ist es möglich, andere Verbindungsebenen-Techniken zu verwenden, beispielsweise Token Ring und FDDI.
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Das Internetprotokoll IP wurde über alle beispielhaften Ausführungsformen hinweg verwendet. Jedoch ist es möglich, andere Ebenen drei Protokolle zu verwenden, beispielsweise IPX, NetBEUI oder Apple Talk.
