DE10133833A1

DE10133833A1 - Verfahren zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen Stationen eines Netzwerks und Station dafür

Info

Publication number: DE10133833A1
Application number: DE10133833A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Abel; Manfred Huber; Cornel Klein; Werner Lindemann; Norbert Schoenfeld
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen einer Anruferstation (A) und einer angerufenen Station (B) eines Paketdatennetzwerks, wobei die angerufene Station (B) in dem Paketdatennetzwerk nicht notwendigerweise über eine feste Adresse verfügen muss. Das Verfahren umfasst das Übermitteln einer Nachricht, dass eine Paketdatenverbindung mit der angerufenen Station (B) hergestellt werden soll (S2), an die angerufene Station (B) über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, das Anfordern einer temporären Adresse für die angerufene Station (B) von einer zentralen Station (ISP(B)) (S4) und das Übermitteln (S5) der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen zwei Stationen, als Anruferstation bzw. als angerufene Station bezeichnet, eines Paketdatennetzwerks, sowie eine Station, die zur Anwendung eines solchen Verfahrens geeignet ist.

In einem großen paketorientierten Datenübertragungsnetzwerk wie etwa dem Internet gibt es zwei Klassen von angeschlossenen Stationen, nämlich Stationen, die über eine eigene, feste Adresse verfügen, und solche die dies nicht tun. Der Grund dafür ist, dass die Zahl der möglichen Adressen innerhalb eines paketorientierten Netzwerks begrenzt ist. Wenn die Zahl der zugangsberechtigten Nutzer eines solchen Netzwerks größer wird als die Zahl der verfügbaren Adressen, so kann ein Teil der Nutzer nur dadurch bedient werden, dass Teile des verfügbaren Adressraums nicht dauerhaft vergeben werden, sondern denjenigen Benutzern, die über keine eigene feste Adresse verfügen, jeweils für eine Zeitspanne, in der sie an das Netz angeschlossen sind, zugewiesen werden. Die Zuteilung einer solchen temporären Adresse ermöglicht es einer Station, von ihr gesendete Datenpakete mit der temporären Adresse als Absenderadresse zu kennzeichnen, so dass eine Empfängerstation anhand der Adresse zu erkennen vermag, wohin Antwortpakete zurückgesendet werden müssen.

Eine Teilnehmerstation ohne feste Adresse kann so zwar jederzeit eine Paketdatenverbindung zu einer Station herstellen, die im Besitz einer festen Adresse ist, nicht aber zu einer zweiten Station ohne eigene feste Adresse. Voraussetzung hierfür wäre, dass die erste Station eine Adresse kennt, unter der die zweite erreichbar ist, dies kann sie jedoch nicht, da die zweite Station erst dann eine Adresse erhält, wenn sie selbst diese anfordert, um sich mit dem Netz verbinden zu können, und diese Adresse von Mal zu Mal verschieden sein kann.

Dies ist der Grund dafür, dass ein Internetbenutzer ohne eigene feste Adresse zwar jeder Zeit auf eigene Initiative Inhalte aus dem Internet anfordern kann, dass er aber nicht über das Internet benachrichtigt werden kann, wenn Daten über das Internet an ihn übermittelt werden sollen, sofern er nicht vorher selbst eine Verbindung zum Internet hergestellt hat.

Dieses Problem stellt sich insbesondere im Bereich der Internet-Telefonie, denn es gehört zu den wesentlichen Eigenschaften eines Telefonsystems, dass ein Teilnehmer über für ihn eintreffende Anrufe jederzeit und unverzüglich informiert werden kann, um ihm die Annahme eines Anrufs zu ermöglichen.

Dieses Problem wird bisher umgangen, indem Internet- Telefoniedaten über Internetteilnehmer mit einer festen Adresse geleitet werden. D. h. Telekommunikationsanlagen mit Voice over IP-(VoIP)-Gateways werden durch Router über WAN- (Wide Area Network)-Verbindungen oder über Festverbindungen zu einem Internet Service Provider (ISP) miteinander gekoppelt, wobei die Internet Service Provider, die jeweils eine feste Adresse haben, als Sender bzw. Empfänger der IP- Telefoniedaten auftreten. Diese WAN-Verbindungen können z. B. mit ISDN oder Frame-Relay-Strecken realisiert werden, über die die Telefoniedaten jeweils zwischen einer Teilnehmerstation und ihrem Internet Service Provider getunnelt werden.

Diese Lösungen sind apparativ aufwendig und kostspielig und daher für einen Massenmarkt schlecht geeignet.

Das Problem, die ständige Erreichbarkeit einer angerufenen Station im Internet zu gewährleisten, stellt sich jedoch auch auf anderen Gebieten. So ist es z. B. wünschenswert, über Techniken zu verfügen, die es einem Benutzer ermöglichen, von einem beliebigen Ort aus per Internet mit intelligenten Geräten an einem anderen Ort zu kommunizieren, um z. B. von unterwegs Dokumente von einem daheim aufgestellten Computer anzufordern, Hausgeräte fernzusteuern, Überwachungsanlagen oder Webcams abzufragen etc.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen einer Anruferstation und einer angerufenen Station eines Paketdatennetzwerks anzugeben, das preiswert und einfach realisierbar ist und das erlaubt, eine Paketdatenverbindung zu einer angerufenen Station auch dann herzustellen, wenn diese über keine eigene feste Adresse in dem Paketdatennetzwerk verfügt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, eine Station anzugeben, die als angerufene Station in einem solchen Verfahren einsetzbar ist.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten:

a) Übermitteln einer Punkt-zu-Punkt-Nachricht an die angerufene Station, die anzeigt, dass eine Paketdatenverbindung mit der angerufenen Station hergestellt werden soll,
b) Anfordern einer temporären Adresse für die angerufene Station von einer zentralen Station,
c) Übermitteln der temporären Adresse der angerufenen Station an die Anruferstation.

Bei diesem Verfahren wird ausgenutzt, dass in der Praxis Internet-Teilnehmerstationen, die über keine eigene feste Adresse verfügen, an das Internet über einen Übertragungsweg angeschlossen sind, den Austausch von Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit einer zugeordneten Station, im allgemeinen dem sogenannten Internet Service Provider, unterstützt. Um eine solche Nachricht an die angerufene Station, sei es über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder nicht verbindungsgebunden wie etwa im Falle einer SMS-Nachricht, übermitteln zu können, sind daher in der Regel keine oder allenfalls geringe Geräte- Investitionen an der angerufenen Station erforderlich. Die Anforderung einer temporären Adresse für die angerufene Station kann dann im Prinzip in der gleichen Weise erfolgen, wie dies herkömmlicherweise beim Einwählen der Station ins Internet geschieht. Durch Übermitteln der temporären Adresse der angerufenen Station an die Anruferstation wird diese in die Lage versetzt, Datenpakete gezielt an die angerufene Station zu übermitteln. Dies ermöglicht es z. B. einem Versender von Informationen, seine Informationen direkt an die Teilnehmerstationen seiner Kunden zu überspielen, ohne dafür den Umweg über eine E-Mail nehmen zu müssen, die möglicherweise so lange ungelesen beim Service Provider gespeichert bleibt, bis der Empfänger daran denkt, sie von dort abzufragen. In gleicher Weise kann so ein Anwender z. B. von seinem Arbeitsplatz aus Daten an einen bei sich zu Haus aufgestellten Computer oder beliebige andere über einen Internetzugang verfügende Hausgeräte übermitteln, um diese fernzusteuern, oder Daten von diesen Geräten abfragen.

Wenn der Versender der Daten, d. h. die Anruferstation, über eine feste Kennung wie etwa eine Rufnummer für die Übertragung von Punkt-zu-Punkt-Nachrichten oder eine feste Adresse in dem Paketdatennetzwerk verfügt, so ist es nicht erforderlich, die Kennung zusammen mit der Nachricht, dass eine Paketverbindung hergestellt werden soll, an die angerufene Station zu übermitteln. Vielmehr ist es in einem solchen Fall sicherer, wenn die Kennung der Anruferstation an der angerufenen Station vorkonfiguriert ist. Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass ein Eindringling mit der angerufenen Station Kontakt aufnimmt, sich deren temporäre Adresse verschafft und unbefugt Daten abfragt oder überträgt.

Wenn Paketdaten zwischen Anruferstation und angerufener Station in beide Richtungen übertragen werden sollen, so ist die Übermittlung der Adresse der Anruferstation an die angerufene Station notwendig. Dadurch wird es insbesondere möglich, Internet-Telefonieverbindungen zwischen beliebigen Internet- Teilnehmern aufzubauen, ohne dass diese, wie bisher, über eine spezielle Verbindungstechnik, Standleitungen oder dergleichen verfügen müssen. Die Übertragung der Adresse der anrufenden Station kann bereits mit der Nachricht des Schritts a) erfolgen.

Selbstverständlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Anruferstation eine Station ohne eigene feste Adresse sein. In diesem Fall genügt es, dass die Anruferstation vorab eine temporäre Adresse für sich von einer zentralen Station anfordert, die dann anschließend, z. B. über als Punkt-zu-Punkt-Nachricht, an die angerufene Station übermittelt wird.

Wenn die Punkt-zu-Punkt-Nachricht verbindungsgebunden übertragen wird, wird die hierfür benötigte Punkt-zu-Punkt-Verbindung zur angerufenen Station vorzugsweise von der Anruferstation selbst aufgebaut. Diese Möglichkeit ist sowohl bei einer Anruferstation mit fester eigener Adresse als auch bei einer mit temporärer Adresse anwendbar. Es ist aber auch denkbar, dass diese Aufgabe von einer dritten Station des Paketdatennetzwerks übernommen wird, die von der anrufenden Station hierzu aufgefordert wird. In diesem Fall würde es sogar genügen, dass allein diese dritte Station über die Möglichkeit verfügt, eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu etablieren, wohingegen es für die Anruferstation genügt, wenn sie ausschließlich Paketverbindungen unterstützt. Bei der dritten Station kann es sich z. B. um die zentrale Station handeln, die der Anruferstation zuvor ihre temporäre Adresse zugeteilt hat, oder um einen Gateway, der mit der Anruferstation über das Paketdatennetzwerk kommuniziert.

Nach Empfang der Adresse der Anruferstation beendet die angerufene Station vorzugsweise die Punkt-zu-Punkt-Verbindung, um eine eigene temporäre Adresse bei einer zentralen Station anzufordern. Diese Variante ist insbesondere zweckmäßig bei einer angerufenen Station, die zum Kommunizieren mit dem Internet eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung über ein Telefonnetz zu einem Internet Service Provider aufbauen muss. Indem diese Station die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zur anrufenden Station abbricht, kann sie anschließend über die gleiche Leitung, über die die Punkt-zu-Punkt-Verbindung übertragen wurde, den Kontakt mit ihrem Internet Service Provider herstellen. So benötigt sie während des ganzen Verfahrens nur eine einzige Verbindungsleitung.

Sofern die angerufene Station auf mehr als eine Verbindungsleitung zugreifen kann, kann die Punkt-zu-Punkt-Verbindung, über die sie die Adresse der anrufenden Station empfangen hat, natürlich auch bestehen bleiben, und die angerufene Station meldet eine ihr zugeteilte temporäre Adresse über diese gleiche Verbindung an die anrufende Station oder deren zentrale Station zurück.

Wenn die angerufene Station zur Übermittlung der ihr zugeteilten temporären Adresse an die Anruferstation eine Punktzu-Punkt-Verbindung jeweils neu aufbaut, so erlaubt dies die Verwendung des gleichen Protokolls, jeweils in entgegengesetzten Richtungen, für die Übermittlung der Adressen jeweils von der anrufenden an die angerufene Station bzw. umgekehrt. Dadurch wird die technische Realisierung der Stationen vereinfacht.

Selbstverständlich können auch einzelne oder alle oben erwähnten Punkt-zu-Punkt-Nachrichten nicht verbindungsgebunden, z. B. als SMS-Nachrichten, übertragen werden.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit ist die Übermittlung der der angerufenen Station zugeteilten temporären Adresse an die Anruferstation auf einem indirekten Wege, insbesondere per SMS (Short Message Service). Diese Vorgehensweise ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die Anruferstation aus einem SMS-fähigen Telefon einerseits und einem Datenendgerät wie etwa einem Computer andererseits besteht, die untereinander nicht gekoppelt sein müssen. So kann ein Benutzer mit Hilfe des Telefons die Nachricht, dass eine Paketdatenverbindung hergestellt werden soll, an die angerufene Station übermitteln, deren per SMS übermittelte temporäre Adresse ebenfalls mit dem Telefon empfangen und sie dann eigenhändig in das Datenendgerät eingeben, um dieses in den Stand zu versetzen, Paketdaten an die angerufene Station zu übermitteln.

Da die angerufene Station mit der ihr zugeteilten Adresse und der übermittelten Adresse der Anruferstation über die zum Senden von Datenpaketen an die Anruferstation erforderlichen Informationen bereits verfügt, besteht auch die Möglichkeit, die temporäre Adresse der angerufenen Station über das Paketdatennetzwerk an die Anruferstation zu übermitteln. Diese Lösung spart dem Inhaber der angerufenen Station die Kosten der ansonsten erforderlichen Punkt-zu-Punkt-Verbindung. Diese Lösung kann daher für Anwender, die mit einem hohen Übertragungsaufkommen rechnen, interessant sein.

Eine hinsichtlich der Signalisierung zwischen den beteiligten Stationen einfache Möglichkeit ist, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station an die Anruferstation als Absenderadresse in einem an die Anruferstation adressierten Datenpaket erfolgt. D. h. die angerufene Station sendet, nachdem sie ihre temporäre Adresse erhalten hat, ein "normales" Datenpaket in dem von dem Paketdatennetzwerk verwendeten Format an die ihr - z. B. durch Vorkonfigurierung oder Übermittlung seitens der Anruferstation - bekannte Adresse der Anruferstation, und diese erkennt am Inhalt der Nutzlast des Pakets, dass dieses Paket die Antwort auf die zuvor gesendete Nachricht, dass eine Paketdatenverbindung hergestellt werden soll, ist, extrahiert die temporäre Adresse der angerufenen Station, die in diesem Paket als Absenderadresse oder als Nutzlast enthalten ist, und verwendet diese, um ihrerseits Pakete an die angerufene Station zu senden.

Eine weitere Möglichkeit ist, dass die angerufene Station, wenn sie eine temporäre Adresse erhalten hat, diese an einem festgelegten Speicherort des Paketdatennetzwerks zur Abholung durch die Anruferstation hinterlegt. Diese Variante ist insbesondere zweckmäßig in dem bereits oben betrachteten Fall, dass die Anruferstation aus einem Telefon und einem mit diesem nicht gekoppelten Datenendgerät besteht. Durch die Hinterlegung am festgelegten Speicherort entfällt nämlich für den Benutzer die fehlerträchtige Notwendigkeit, die Adresse der angerufenen Station selbst in das Datenendgerät einzugeben; es genügt, dass er dem Datenendgerät anzeigt, dass die temporäre Adresse der angerufenen Station an dem festgelegten Speicherort zu finden sein sollte, damit das Datenendgerät sich mit dem Paketdatennetzwerk verbindet und die Adresse von dem festgelegten Speicherort einliest. Sollte die Adresse dort nicht vorhanden sein, weil das Datenendgerät sie zu lesen versucht, noch bevor die angerufene Station sie hat hinterlegen können, so führt das Datenendgerät zweckmäßigerweise mehrere Leseversuche durch.

Als Speicherort zum Hinterlegen der temporären Adresse der angerufenen Station kann insbesondere ein URL oder eine Mailbox verwendet werden, deren Bezeichnung fest vereinbart sein kann oder von der Anruferstation von Fall zu Fall an die angerufene Station übermittelt werden kann.

Eine Station für ein Datennetzwerk, die zur Durchführung des oben definierten Verfahrens geeignet ist, unterscheidet sich schaltungstechnisch allenfalls marginal von herkömmlichen Stationen. Wesentlich für ihre Anwendbarkeit für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Fähigkeit einer solchen Station, in Reaktion auf eine über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung von einer zweiten Station empfangene Anforderung eine temporäre Adresse von einer zentralen Station anzufordern und die so erhaltene temporäre Adresse an die zweite Station zu übermitteln. Diese Fähigkeiten sind im allgemeinen durch geeignete Programmierung einer Steuereinheit der Station realisierbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung von per Internet verbindbaren Stationen als Beispiel für ein Paketdatennetzwerk, in dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 einen Ablauf der Signalisierung zwischen beteiligten Stationen gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 einen Ablauf der Signalisierung gemäß einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens;
Fig. 4 ein zweites Beispiel einer Anordnung von Stationen, zwischen denen das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist;
Fig. 5 einen Ablauf der Signalisierung zwischen den Stationen der Anordnung aus Fig. 4;
Fig. 6 einen alternativen Ablauf der Signalisierung zwischen den Stationen der Anordnung aus Fig. 4;
Fig. 7 ein drittes Beispiel einer Anordnung von Stationen, zwischen denen das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist und
Fig. 8 einen Ablauf der Signalisierung zwischen den Stationen der Anordnung aus Fig. 7.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung von über das Internet 1 verbindbaren Stationen 2, 3, 4 als Beispiel für ein Paketdatennetzwerk, in dem die Erfindung anwendbar ist. Bei den Stationen kann es sich z. B. um eine TK-Zentrale 2 eines LAN, z. B. eines internen Netzwerks am Hauptsitz einer Firma handeln, an das eine Vielzahl von Datengeräten wie etwa herkömmliche Nebenstellen-Telefone 5, LAN-Telefone 6, Arbeitsplatzrechner 7 etc. angeschlossen sind.
Die zweite Station 3 ist eine TK-Zentrale einer Filiale der Firma; die dritte Station 4 ein Arbeitsplatzrechner eines heimarbeitenden Firmenmitarbeiters.
Bei der Station 2 wird hier als Beispiel angenommen, dass sie über eine permanente IP-Adresse verfügt, über die sie für weitere Stationen über das Internet 1 erreichbar ist. Die Stationen 3, 4 hingegen verfügen über keine permanente Adresse und benötigen deshalb jeweils einen Internet Service Provider ISP 8, 9, der in der Lage ist, ihnen für die Internet- Kommunikation eine temporäre Adresse zuzuteilen.
Die Stationen 2, 3, 4 sind ferner durch Übertragungswege für Punkt-zu-Punkt-Nachrichten, hier z. B. durch ein ISDN- Fernmeldenetz 10, verbindbar.
Bei der hier gezeigten Anordnung können die zwei Stationen 3, 4 jederzeit die Zentrale 2 über das Internet 1 erreichen, da letztere über eine permanente Adresse verfügt, an die Datenpakete adressiert werden können. Umgekehrt kann die Zentrale 2 die Stationen 3, 4 nicht ohne weiteres erreichen, solange diese nicht mit dem Internet 1 verbunden sind und keine eigene Adresse haben.
Die Verfahrensschritte, die erfindungsgemäß vorgesehen sind, um die Stationen 3, 4 auch von der jeweils anderen bzw. der Station 2 aus erreichbar zu machen, werden im folgenden anhand der Fig. 2 beschrieben.
Fig. 2 zeigt den zeitlichen Ablauf des Austauschs von Signalisierungsnachrichten zwischen jeweils einer als Anruferstation bezeichneten Station A, einer als angerufene Station bezeichneten Station B und ihnen zugeordneten Internet Service Providern ISP(A) bzw. ISP(B). Dabei wird zu Beispielzwecken angenommen, dass die Übertragung der Punkt-zu-Punkt- Nachrichten (im folgenden auch einfach Nachrichten genannt) verbindungsgebunden erfolgt. Selbstverständlich können stattdessen auch nicht verbindungsgebundene Nachrichten wie etwa SMS-Nachrichten übertragen werden; der Inhalt der Nachrichten ist in beiden Fällen der gleiche, es entfallen im letzteren Fall lediglich die Schritte des Verbindungsauf- und -abbaus. Der im folgenden nicht eigens beschriebene Fall der Übertragung nicht verbindungsgebundener Nachrichten ist aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen leicht ableitbar.
Es kann die Anruferstation A als mit der Station 3 aus Fig. 1 und ihr Internet Service Provider ISP(A) mit dem Internet Service Provider 9 aus Fig. 1 und die angerufene Station B mit der Station 4 aus Fig. 1 und ISP(B) mit dem Internet Service Provider 8 aus Fig. 1 identisch angenommen werden, oder umgekehrt.
In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens baut die Anruferstation A eine Verbindung zu ihrem Internet Service Provider ISP(A) auf, um sich von diesem eine temporäre IP-Adresse zuteilen zu lassen. Der Provider ISP(A) wählt eine temporäre Adresse aus einem vorgegebenen, für ihn spezifischen Adressenkontingent je nach Verfügbarkeit aus. Nachdem die Anruferstation A die temporäre IP-Adresse empfangen hat, baut sie in Schritt S2 eine ISDN-Verbindung zu der angerufenen Station B auf. Über die so erzeugte Punkt-zu-Punkt-Verbindung sendet die Anruferstation A an die angerufene Station B eine Nachricht, die letzterer den Wunsch der Anruferstation A nach einer paketorientierten Verbindung über das Internet signalisiert und gleichzeitig die temporäre Adresse der Anruferstation A übermittelt.
Die angerufene Station B, die diese Nachricht empfangen hat, kann nun eine Entscheidung treffen, ob sie die Paketverbindung zustande kommen lassen will oder nicht. Da beim Aufbau einer ISDN-Verbindung die Rufnummer der Anruferstation A übertragen werden kann, kann z. B. vorgesehen werden, dass an der angerufenen Station B eine Positivliste von Rufnummern gespeichert ist, deren Anforderungen nach einer Paketverbindung die angerufene Station B stattgibt, wohingegen sie Anforderungen von nicht in der Liste enthaltenen Rufnummern ignoriert. Selbstverständlich kann auch umgekehrt vorgesehen werden, dass Anforderungen nach einer Paketverbindung normalerweise stattgegeben wird, sofern die Rufnummer der Anruferstation A nicht in einer Negativliste enthalten ist. Auch eine Überprüfung der Berechtigung der Anruferstation A durch einen Austausch von Schlüsselinformationen kann vorgesehen werden.
Nachdem die Anforderung mit der temporären Adresse der Anruferstation A und gegebenenfalls die Schlüsselinformation übertragen sind, wird in Schritt S3 die ISDN-Verbindung abgebaut. Die angerufene Station B nimmt nun in Schritt S4 in entsprechender Weise wie zuvor die Anruferstation A in Schritt S1 Verbindung mit ihrem Internet Service Provider ISP(B) auf und läßt sich von diesem eine temporäre Adresse zuteilen. Nachdem sie diese Adresse vom Provider ISP(B) erhalten hat, baut die angerufene Station B ihrerseits eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung über das ISDN-Netz mit der Anruferstation A auf (S5) und überträgt an diese die ihr zugeteilte temporäre Adresse.
Nachdem auch diese Verbindung wieder abgebaut ist (S6) verfügen beide Stationen A, B über die IP-Adresse der jeweils anderen Station A, B und können nun Datenpakete über das Internet austauschen.
Da die angerufene Station B nach erfolgreichem Abschluss des Schritts S4 sowohl ihre eigene temporäre IP-Adresse als auch die der Anruferstation A kennt, kann nach einer Abwandlung des Verfahrens die zweite ISDN-Verbindung auch entfallen, stattdessen sendet die angerufene Station B direkt über das Internet eine Nachricht an die Anruferstation A, in der sie sich als die Station zu erkennen gibt, die von der Anruferstation A in Schritt S2 angerufen worden ist, und ihre IP- Adresse mitteilt.
Falls die angerufene Station B in der Lage ist, gleichzeitig eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit der Anruferstation A und eine Verbindung zu Ihrem Provider ISP(B) zu unterstützen, kann natürlich die in Schritt S2 aufgebaute Punkt-zu-Punkt- Verbindung auch erhalten bleiben, während die angerufene Station B eine temporäre Adresse von ihrem Provider ISP(B) anfordert. Diese wird dann auf der bestehend gebliebenen Verbindung an die Anruferstation A übermittelt.
Eine weitere Abwandlung des Verfahrens ist in Fig. 3 dargestellt. Der Schritt S1' dieser Abwandlung unterscheidet sich vom Schritt S1 der Fig. 2 dadurch, dass die Anruferstation A an den Internet Service Provider ISP(A) zusätzlich die Rufnummer übermittelt, über die eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu der angerufenen Station B hergestellt werden kann. Diese Verbindung wird in Schritt S2' von dem Internet Service Provider ISP(A) hergestellt, um der angerufenen Station B den Wunsch der Anruferstation A nach einer Paketverbindung und die temporäre Adresse der Anruferstation A zu signalisieren. Die Verbindung wird wieder abgebaut (Schritt S3'), und die angerufenen Station B fordert, wenn sie die Verbindung zustande kommen lassen will, wie oben beschrieben eine temporäre Adresse von ihrem Internet Service Provider ISP(B) an. Wenn die angerufene Station B eine temporäre Adresse erhalten hat, ist die angerufene Station B in der Lage, ein Datenpaket an die Anruferstation A zu senden, in der sie der Anruferstation A ihre temporäre Adresse mitteilt (Schritt S5'). Sobald die Anruferstation A dieses Datenpaket empfangen hat, verfügen beide Stationen A, B über die für einen Paketdatenaustausch benötigten Adressinformationen.
Selbstverständlich könnte auch bei dieser Variante die temporäre Adresse der angerufenen Station B über eine zu diesem Zweck eingerichtete Punkt-zu-Punkt-Verbindung an die Anruferstation A übermittelt oder aber an deren Internet Service Provider ISP(A) übermittelt und von diesem an die Anruferstation A weitergeleitet werden.
Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung von Stationen A, B, zwischen denen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Paketdatenverbindung aufgebaut werden kann. Die Anruferstation A besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Telefon TEL(A), insbesondere einem Mobiltelefon, das in der Lage ist, mit der angerufenen Station B eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, über ein Telefonnetz PSTN, z. B. das GSM- oder UMTS-Netz, einzurichten, und einem Computer PC(A), der in der Lage ist, eine Verbindung zum Internet IN über einen Internet Service Provider ISP(A) herzustellen. Die angerufene Station B umfasst einen Computer, der sowohl für die Kommunikation mit dem Telefonnetz PSTN als auch mit dem Internet IN ausgerüstet ist.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für den möglichen Meldungsablauf zwischen den Stationen A und B beim Aufbau einer Paketdatenverbindung. In einem ersten Schritt S11 ruft ein Benutzer mit dem Telefon TEL(A) der Anruferstation A die angerufene Station B an, um ihr die Nachricht zu übermitteln, dass eine Paketdatenverbindung hergestellt werden soll.
Im einfachsten Fall ist die Rufnummer des Telefons TEL(A) in der angerufenen Station B gespeichert. In diesem Fall braucht in Schritt S11 nicht mehr als die Information übermittelt zu werden, dass eine Paketverbindung verlangt wird; die angerufene Station B geht dann im weiteren davon aus, dass die Verbindung zur Anruferstation A hergestellt werden soll. Dies bringt für den Benutzer der Anruferstation A ein hohes Maß an Sicherheit mit sich, denn es ist sichergestellt, dass außer ihm niemand eine Paketdatenverbindung mit der angerufenen Station B aufbauen kann; jeder Versuch eines Dritten, dies zu tun, würde dazu führen, dass die angerufene Station B sich bei der Anruferstation A meldet.
Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Rufnummer des Telefons TEL(A) in der Nachricht des Schritts S11 an die angerufene Station B übermittelt wird. In diesem Fall könnte im Prinzip eine beliebige Anruferstation eine Paketdatenverbindung mit der angerufenen Station B aufbauen; um dies zu verhindern, können diverse Sicherheitskontrollen wie Passwortabfragen etc. vorgesehen werden, die erfolgreich durchlaufen werden müssen, bevor die angerufene Station B die Paketverbindungsanforderung der Anruferstation A akzeptiert.
Um dem Benutzer im Laufe des Schritts S11 eine komfortable Kommunikation mit der angerufenen Station B zu ermöglichen, ist deren Computer beispielsweise mit einer Spracherkennungs- und Synthesefunktion ausgestattet, die in der Lage ist, Sprachmeldungen an das Telefon TEL(A) auszugeben, die den Benutzer über mögliche Funktionen, Bedienungsalternativen und von ihm erwartete Eingaben von Steuerbefehlen informieren. Die Steuerbefehle können vom Benutzer z. B. in Form gesprochener Worte gegeben werden, die vom Computer der angerufenen Station B entschlüsselt und verarbeitet werden; eine andere Möglichkeit ist, dass der Benutzer, angeleitet durch Sprachmeldungen des Computers der angerufenen Station B, eine Auswahl durch Drücken einer Taste des Telefons TEL(A) trifft, woraufhin die entsprechende Information als DTMF-Ton oder Impulsfolge an die angerufene Station B übermittelt und dort verarbeitet wird.
Wenn der Schritt S11 erfolgreich durchgeführt worden ist, stellt die angerufene Station B eine Verbindung zu ihrem Internet Service Provider ISP(B) her, um sich von diesem eine temporäre Adresse zuteilen zu lassen (Schritt S12). Diese temporäre Adresse liefert sie in Schritt S13 an die Anruferstation A, genauer gesagt an das Telefon TEL(A) der Anruferstation A, dessen Rufnummer der angerufenen Station B bekannt ist.
Wenn zwischen dem Telefon TEL(A) und dem Computer PC(A) der Anruferstation A eine Übertragungsverbindung, z. B über ein Kabel, eine Infrarot-Schnittstelle o. dgl. existiert, so kann die temporäre Adresse der angerufenen Station B in Schritt S14 über diese automatisch an den Computer PC(A) weitergegeben werden; anderenfalls ist für diesen Schritt ein manueller Eingriff des Benutzers erforderlich. In letzterem Fall kann z. B. der Computer der angerufenen Station B aus der zugeteilten Adresse eine Sprachmeldung synthetisieren, die vom Benutzer am Telefon TEL(A) abgehört und in den Computer PC(A) eingetippt wird, oder die angerufene Station B sendet eine SMS- Nachricht, die die temporäre Adresse enthält, über einen SMS- Server SMSS des Telefonnetzes PSTN an das Telefon TEL(A), so dass der Benutzer die Adresse auf einer Anzeige des Telefons TEL(A) lesen und in den Computer PC(A) übertragen kann.
Anschließend stellt der Computer PC(A) seinerseits eine Verbindung zu seinem Internet Service Provider ISP(A) her, um sich eine temporäre Adresse zuteilen zu lassen (Schritt S15). Wenn er diese Adresse erhalten hat, verfügt er über alle notwendigen Informationen, um ein Datenpaket an die angerufene Station B schicken zu können, und der Paketdatenverkehr kann beginnen (Schritt S16). Die angerufene Station B extrahiert aus einem solchen Paket die darin als Absenderadresse enthaltene temporäre Adresse der Anruferstation A und ist somit in der Lage, die empfangenen Pakete zu beantworten.
Fig. 6 zeigt einen alternativen Signalisierungsablauf zwischen den Stationen A, B der Fig. 4, der insbesondere in dem Fall zweckmäßig ist, dass keine Übertragungsverbindung zwischen dem Telefon TEL(A) und dem Computer PC(A) der Anruferstation A vorhanden ist. Die Schritte S11 und S12 dieses Signalisierungsablaufs sind die gleichen wie oben mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Schritt S13' unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Schritt S13 darin, dass keine Punkt-zu- Punkt-Verbindung über das Telefonnetz PSTN aufgebaut wird, sondern die der angerufenen Station B zugeordnete temporäre Adresse über das Internet IN übertragen wird.
Wenn wie im Falle der Fig. 2 der Anruferstation A als erste Station eine temporäre Adresse zugewiesen wird und sie diese an die angerufene Station B übertragen hätte, so könnte letztere die ihr zugeteilte Adresse direkt an die Anruferstation A adressieren. Im Falle der Fig. 6 existiert eine solche Adresse jedoch noch nicht. Die angerufene Station B überträgt daher in Schritt S13' ihre Adresse an einen zuvor festgelegten Speicherort im Internet IN.
Einer ersten Variante zufolge ist dieser Speicherort eine festgelegte URL, genauer gesagt die URL eines Servers, der dazu programmiert ist, die Meldungen über zugeteilte temporäre Adressen von einer Vielzahl von an das Internet IN angeschlossenen angerufenen Stationen zu sammeln und an die jeweils entsprechenden anrufenden Stationen - ggf. nach Prüfung von deren Legitimation - herauszugeben.
Diese URL wird von dem Computer PC(A) der Anruferstation A, sobald er dazu vom Benutzer einen Befehl erhalten hat, in Schritt S14' nach der temporären Adresse der angerufenen Station B abgefragt. Solange die angerufene Station B die temporäre Adresse noch nicht hinterlegt hat, bleiben die Anfragen erfolglos, und der Computer PC(A) wiederholt die Anfrage nach einer vorgegebenen Zeitspanne, bis er die temporäre Adresse der angerufenen Station B erhält oder nach einer vorgegebenen Zahl von Wiederholungen aufgibt und eine Fehlermeldung an den Benutzer ausgibt.
Einer zweiten Variante zufolge ist der Speicherort, an dem die temporäre Adresse der angerufenen Station B hinterlegt wird, eine Mailbox. Diese Mailbox kann genauso wie die Rufnummer des Telefons TEL(A) im Falle des oben mit Bezug auf Fig. 5 beschriebenen Verfahrens fest vorkonfiguriert sein. Dies hat hinsichtlich der Sicherheit die gleichen Vorteile wie oben angegeben; ein zusätzlicher Vorteil ist, dass der Benutzer die angerufene Station B von einem beliebigen Telefonanschluss aus ansprechen kann. Es ist aber auch möglich, die Bezeichnung der Mailbox in Schritt S11 an die angerufene Station B zu übertragen.
Die Schritte S15, S16 nach erfolgreicher Übergabe der temporären Adresse der angerufenen Station B an die Anruferstation A sind die gleichen wie oben mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben.
Wenn die angerufene Station B in einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Herstellen ihrer Verbindung mit dem Internet IN und der Zuteilung der temporären Adresse keine Datenpakete empfängt, beendet sie die Verbindung zum Internet IN, und die hinterlegte temporäre Adresse verliert ihre Gültigkeit.
Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Anordnung von Stationen A, B, zwischen denen das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Diese Ausgestaltung ist geeignet für eine vereinfachte Anruferstation A, die im Gegensatz zu den bisher behandelten Beispielen nicht in der Lage ist, selbständig eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung herzustellen, und die deshalb in der Figur ohne Telefon, lediglich als Computer PC(A), dargestellt ist.
Das Telefonnetz PSTN und das Internet IN sind hier durch einen Voice-over-IP-Gateway VoIP gekoppelt.
Fig. 8 zeigt einen möglichen Ablauf der Signalisierung zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen den Stationen A und B aus Fig. 7. Die Anruferstation A fordert zunächst von ihrem Internet Service Provider ISP(A) eine temporäre Adresse an (Schritt S21). Mit dieser Adresse ist sie in der Lage, mit dem Voice-over-IP-Gateway VoIP zu kommunizieren. An diesen meldet sie in Schritt S22 ihre temporäre Adresse sowie die Rufnummer, unter der die angerufene Station B erreichbar ist. Der Voice-over-IP-Gateway VoIP stellt daraufhin in Schritt S23 eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu der angerufenen Station B her, um ihr den Wunsch nach einer Paketdatenverbindung mitzuteilen. Die Steuerung der angerufenen Station B zu diesem Zweck kann wie oben angegeben, auf einfache Weise durch Übertragung von DTMF-Tönen erfolgen, die der Voice-over-IP- Gateway VoIP entweder anhand von von der Anruferstation A empfangener Steuerinformation selbst generiert oder die er über die zwischen der Anruferstation A und ihm bestehende Paketdatenverbindung in Echtzeit empfängt und an die angerufene Station B weiterübermittelt.
Anschließend lässt sich die angerufene Station B von Ihrem Internet Service Provider ISP(B) eine temporäre Adresse zuteilen (Schritt S24) und übergibt diese an den Voice-over-IP- Gateway VoIP (Schritt S25). Nachdem dieser sie an die Anruferstation A weitergegeben hat (Schritt S26), kann der Paketdatenverkehr zwischen den Stationen A, B aufgenommen werden. Alternativ könnte der Voice-over-IP-Gateway VoIP bereits in Schritt S23 die temporäre Adresse der Anruferstation A der angerufenen Station B mitteilen; in diesem Fall kann die angerufene Station B unmittelbar nach Zuteilung ihrer temporären Adresse durch den Internet Service Provider ISP(B) den Paketdatenverkehr aufnehmen.
Die Erfindung ist zwar oben speziell bezogen auf das Internet als Beispiel für ein Paketdatennetzwerk und ein ISDN-, GSM- oder UMTS-Netz als Träger für die Punkt-zu-Punkt-Nachrichten beschrieben worden, es versteht sich jedoch, dass das oben beschriebene Verfahren ohne weiteres auf beliebige andere Paketdatennetze und Träger von Punkt-zu-Punkt-Nachrichten anwendbar ist, z. B. ein IP-Netz der Version 6 (IPv6), in der sich das Problem der Adressenknappheit des gegenwärtigen Internets nicht mehr stellen wird und in dem es möglich sein wird, jeder Station eine eigene Adresse zuzuordnen.
Der Internet Service Provider kann je nach Typ des Paketdatennetzwerks durch eine beliebige andere zentrale Station ersetzt werden, die die Fähigkeit hat, ihr zugeordneten Stationen ohne permanente Netzwerkadresse bei Bedarf eine temporäre Adresse zuzuteilen.

Claims

1. Verfahren zum Etablieren einer Paketdatenverbindung zwischen einer Anruferstation (A) und einer angerufenen Station (B) eines Paketdatennetzwerks (IN), mit den Schritten:

a) Übermitteln einer Punkt-zu-Punkt-Nachricht, dass eine Paketdatenverbindung mit der angerufenen Station (B) hergestellt werden soll, an die angerufene Station (B) (S2),

b) Anfordern (S4) einer temporären Adresse für die angerufene Station (B) von einer zentralen Station (ISP(B)),

c) Übermitteln der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kennung der Anruferstation (A), mit der die Paketdatenverbindung hergestellt werden soll, in der angerufenen Station (B) vorkonfiguriert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung der Anruferstation (A) von der Anruferstation (A) an die angerufene Station (B) übermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der Kennung der Anruferstation (A) mit der Nachricht des Schritts a erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung eine Rufnummer zum Herstellen einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit der anrufenden Station (A) ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennung eine Adresse der anrufenden Station (A) in dem Paketdatennetzwerk (IN) ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, soweit nicht auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Adresse der Anruferstation (A) ebenfalls eine temporäre Adresse ist, die die Anruferstation (A) vorab von einer zentralen Station (ISP(A)) anfordert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Punkt-zu-Punkt-Nachricht zur angerufenen Station (B) von der Anruferstation (A) gesendet wird (S2).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Punkt-zu-Punkt-Nachricht von einem Gateway (VoIP) gesendet wird, der mit der Anruferstation (A) über das Paketdatennetzwerk (IN) kommuniziert.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Punkt-zu-Punkt-Nachricht zur angerufenen Station (B) von der zentralen Station (ISP(A)) gesendet wird, die der Anruferstation (A) ihre temporäre Adresse zuteilt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angerufene Station (B) nach Empfang der Adresse der Anruferstation (A) eine bestehende Punkt-zu-Punkt-Verbindung beendet (S3), um eine eigene temporäre Adresse bei einer zentralen Station (ISP(B)) anzufordern.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die angerufene Station (B) während des Bestehens der Punkt-zu-Punkt-Verbindung eine eigene temporäre Adresse bei einer zentralen Station (ISP(B)) anfordert.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A) über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung erfolgt (S5).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A) per SMS erfolgt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A) über das Paketdatennetzwerk erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A) als Absenderadresse in einem an die Anruferstation adressierten Datenpaket erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermittlung der temporären Adresse der angerufenen Station (B) an die Anruferstation (A) erfolgt, indem die angerufene Station (B) diese Adresse an einem festgelegten Speicherort (URL) des Paketdatennetzwerks (IN) hinterlegt und die Anruferstation (A) diesen Speicherort (URL) abfragt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherort (URL) eine Mailbox ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die anrufende Station (A) der angerufenen Station den Speicherort (URL) mitteilt.

20. Station für ein Paketdatennetzwerk, die außer einer Paketdatenverbindung auch in der Lage ist, eine Punkt-zu- Punkt-Verbindung zu unterhalten, dadurch gekennzeichnet, dass sie eingerichtet ist, in Reaktion auf eine über die Punkt-zu-Punkt-Verbindung von einer zweiten Station (A) empfangene Anforderung (S2) eine temporäre Adresse anzufordern (S4) und die erhaltene temporäre Adresse an die zweite Station (A) zu übermitteln (S5).