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Auslesbare
Funkmarken, insbesondere RFID-Tags, sind wichtige Bestandteile einer
automatisierten Erkennung von Gütern
und eröffnen
zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten
im Bereich der Logistik. Beispiele für derartige Anwendungsmöglichkeiten sind
automatisierte Logistikprozesse von der Herstellung von Waren bis
zu deren Entsorgung oder von der Reservierung einer Unterhaltungsveranstaltung bis
zur Platzeinweisung.
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Aufgrund
der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten
von auslesbaren Funkmarken und der damit verbundenen Menge zu verarbeitender
ausgelesener Informationen ist eine starke Zunahme der Auslastung
von Kommunikationsnetzen, über
welche die Informationen übermittelt
werden, zu erwarten. Bei der Übermittlung
der Informationen bestehen im Hinblick auf Datendurchsatz, Datenverlustraten,
Fehlerraten oder Antwortzeiten hohe Anforderungen seitens der jeweiligen
Anwendungen an eine Gewährleistung
einer hinreichenden, möglichst
konstanten Dienstgüte
(Quality of Service – QoS).
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Bisherige
Ansätze
zur Informationsübermittlung
zielen darauf ab, Daten beispielsweise entsprechend den Protokollen
IPv4 oder IPv6 in Datenpaketen zu kapseln, deren Header mit einem
den jeweiligen Datentyp kennzeichnenden Eintrag versehen werden.
Aufgrund eines solchen Eintrags ist eine differenzierte Behandlung
von Daten möglich.
Allerdings basieren bestehende QoS-Ansätze auf kontinuierlichen Datenströmen. Bei
Informationen, die aus Funkmarken ausgelesen werde, handelt es sich jedoch
regelmäßig um Daten,
die sich in kurzen Datenpaketen kapseln lassen und keine kontinuierlichen Datenströme bilden.
Damit sind Informationen, die aus Funkmarken ausgelesen und zur
weiteren Verarbeitung beispielsweise in automatisierten Logistiksystemen über ein
Kommunikationsnetz übermittelt werden,
traditionellen QoS-Ansätzen
nicht zugänglich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Übermittlung
von in einem Funk-Etikett gespeicherten Informationen in einem Kommunikationsnetz
anzugeben, das eine sichere Übermittlung
und schnelle Verarbeitung der Informationen ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein
wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zur Übermittlung
von in einem Funk-Etikett gespeicherten Informationen über ein Kommunikationsnetz
die Informationen mittels eines Lesegeräts aus dem Funk-Etikett ausgelesen
und in einem Datenrahmen zusammengefaßt werden, wobei in einen Header
des Datenrahmens eine Angabe über
einen Empfänger
der Informationen und eine Kennzeichnung für aus einem Funk-Etikett ausgelesene
Informationen eingefügt
werden. Netzwerkressourcen für
eine Weiterleitung des Datenrahmens durch das Kommunikationsnetz
zum Empfänger
werden aufgrund der Kennzeichnung priorisiert verfügbar gemacht.
Anhand der Kennzeichnung ist auch eine priorisierte Behandlung von
diskreten Datenpaketen möglich,
die keine kontinuierlichen Da tenströme bilden. Das Funk-Etikett
kann beispielsweise ein RFID-Tag mit zugeordneter Speichereinheit
sein.
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Für die Weiterleitung
des Datenrahmens werden bevorzugt kurzzeitig verfügbare Netzwerkressourcen
priorisiert bereitgestellt. Damit kann einerseits auf schnell verfügbare Ressourcen
zurückgegriffen
werden. Andererseits wird eine optimierte Ressourcenauslastung erzielt,
insbesondere im Hinblick auf andernfalls ungenutzte Ressourcen.
Vorzugsweise wird der Datenrahmen für die Weiterleitung zum Empfänger als
nichtkontinuierlicher Datenstrom behandelt. Der Datenrahmen kann
beispielsweise hinsichtlich Latenzzeit, Datendurchsatz und/oder
Verlustrate priorisiert zum Empfänger
weitergeleitet werden. Die Kennzeichnung wird vorzugsweise im Protocol-Feld
eines IPv4-Headers oder im Next-Header-Feld eines IPv6-Headers eingefügt.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine Angabe über einen Datentyp der ausgelesenen
Informationen in den Datenrahmen eingefügt und anhand der Angabe über den
Datentyp eine Filterung des Datenrahmens bei der Weiterleitung durch
das Kommunikationsnetz und/oder bei einer Verarbeitung durch eine
Datenverarbeitungsanlage vorgenommen. Auf diese Weise kann eine
Firewall für
Datenverkehr mit aus Funk-Etiketten ausgelesenen Informationen realisiert
werden, so daß eine
Proliferation von in Funk-Etiketten gespeichertem Schad-Code wirksam unterbunden
werden kann. Dies ist insbesondere deswegen von Bedeutung, da Funk-Etiketten üblicherweise
nicht über
hinreichend viel Rechenleistung zum Ablauf von entsprechender Sicherheits-Software
verfügen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung näher
erläutert.
Es zeigt
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1 ein
Ablaufdiagramm für
ein Verfahren zur Übermittlung
von in einem Funk-Etikett gespeicherten Informationen in einem Kommunikationsnetz,
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2 einen
modifizierten IPv4-Header zur Implementierung des Verfahrens gemäß 1,
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3 einen
modifizierten IPv6-Header zur Implementierung des Verfahrens gemäß 1.
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Entsprechend
dem in 1 dargestellten Verfahren werden zur Übermittlung
von in einem Funk-Etikett gespeicherten Informationen über ein Kommunikationsnetz
zunächst
die Informationen mittels eines Lesegeräts aus dem Funk-Etikett ausgelesen
(Schritt 101). Bei dem Funk-Etikett handelt es sich vom
vorliegenden Ausführungsbeispiel
um ein RFID-Tag mit zugeordneter Speichereinheit. Nach Auslesen
der Informationen aus dem Funk-Etikett werden die ausgelesenen Informationen
in einem Datenrahmen zusammengefaßt (Schritt 102).
In einen Header des Datenrahmens werden dann eine Angabe über einen
Empfänger
der Informationen und eine Kennzeichnung für aus einem Funk-Etikett ausgelesene
Informationen eingefügt
(Schritt 103). Bei einer Anforderung von Netzwerkressourcen
wird überprüft, ob eine
Kennzeichnung für
eine Übermittlung
von aus einem Funk-Etikett gelesenen Informationen im Header eingetragen
ist (Schritt 104). Falls dies der Fall ist werden Netzwerkressourcen
für eine Weiterleitung
des Datenrahmens durch das Kommunikationsnetz zum Empfänger aufgrund
der Kennzeichnung priorisiert verfügbar gemacht (Schritt 105). Für die Weiter leitung
des Datenrahmens werden im Sinne einer optimalen Ressourcenauslastung
und kurzer Latenzzeiten – sofern
verfügbar – kurzzeitig verfügbare Netzwerkressourcen
priorisiert bereitgestellt.
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Mit
der Kennzeichnung für
aus einem Funk-Etikett ausgelesene Informationen können beispielsweise
RFID-Datenpakete auf einer Datenleitung, über die in einem gemischten
Betrieb RFID-Daten,
Video, Audio, Sprache oder sonstige Daten übermittelt werden, durch eine
Kommunikationseinrichtung wie einen Router oder einen Switch identifiziert und
separat behandelt werden. Auf diese Weise können für eine Übermittlung von zeitkritischen RFID-Daten
ausgewählte
Leitungswege oder Pfade innerhalb eines Kommunikationsnetzes festgelegt werden.
Die ausgewählten
Leitungswege oder Pfade verfügen
dabei über
spezielle QoS-Parameter, die für einen
RFID-Datenverkehr angepaßt
sind. Außerdem können RFID-Datenströme durch
die Kennzeichnung gezielt aus gemischten Datenströmen ausgefiltert und
zu reinen RFID-Datenströmen
zusammengefaßt werden.
Für derartige
Datenströme
können
beispielsweise ausgewählte Übertragungsmedien
wie Glasfaser bereitgestellt werden oder Spezialanforderungen wie
Echtzeitfähigkeit
gewährleistet
werden.
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Entsprechend
einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird
die Kennzeichnung im Protokoll-Feld 209 eines in 2 dargestellten
IPv4-Headers (Internet Protocol Version 4) eingefügt. IPv4
ist in RFC 791 definiert und benutzt 32-Bit-Adressen. Eine IP-Adresse
ist in einen Netzwerkteil und einen Hostadressenteil gegliedert.
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Ein
IP-Datenpaket besteht aus einem Header (Kopf) und einem Bereich
mit Nutzdaten befinden. Der Header ist den Nutzdaten vorangestellt.
Der Header ist in jeweils 32-Bit-Blöcke unterteilt. Dort sind Angaben
zu Servicetypen, Paketlänge,
Sender- und Empfängeradresse
abgelegt. Ein IP-Datenpaket enthält
mindestens einen 20 Byte großen
Header und 8 Byte Nutzdaten bzw. Nutz- und Fülldaten. Die Gesamtlänge eines
IP-Datenpakets ist kleiner oder gleich 65.535 Byte. Je nach Datenmenge
und Übertragungsverfahren
auf der Bitübertragungsschicht werden
die Nutzdaten üblicherweise
in mehrere IP-Datenpakete aufgeteilt. Bei aus einem Funk-Etikett
ausgelesenen Informationen ist dies jedoch in der Regel aufgrund
der geringen Datenmenge nicht erforderlich. Durch Vermittlungseinrichtungen
des Kommunikationsnetzes kann ein Datenpaket mit aus einem Funk-Etikett ausgelesenen
Informationen bei einer Weiterleitung zum Empfänger als nichtkontinuierlicher
Datenstrom behandelt und hinsichtlich Latenzzeit, Datendurchsatz
bzw. Verlustrate priorisiert zum Empfänger weitergeleitet werden.
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Im
Version-Feld 201 des IPv4-Headers ist die Version des IP-Protokolls abgelegt,
nach der das IP-Datenpaket erstellt ist. Das IHL-Feld 202 (Internet Header
Length) gibt dagegen die Länge
des IP-Headers als Vielfaches von 32 Bit an. Im ToS-Feld 203 (Type
of Service) wird die Qualität
des jeweils angeforderten Dienstes festgelegt. Das Paketlänge-Feld 204 (Total
Length) enthält
die Gesamtlänge
des IP-Datenpakets. Vermindert im die im IHL-Feld 202 angegebenen
Länge ergibt
sich die Länge
der reinen Nutzdaten. Im Kennung-Feld 205 (Identification)
wird der Wert wird zur Numerierung der Datenpakete verwendet. Die
Kennung ist eindeutig und fortlaufend.
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Da
die Nutzdaten in der Regel nicht in ein IP-Datenpaket hineinpassen,
werden die Daten zerlegt und in mehrere IP-Datenpakete verpackt
und versendet. Das Flags-Feld 206 ist zur Be handlung von
fragmentierten Daten vorgesehen. Das erste Bit des Flags-Felds 206 ist
immer auf 0 gesetzt. Durch das zweite Bit des Flags-Felds 206 kann
eine Fragmentierung eines Datenpakets unterbunden werden. Das dritte
Bit des Flags-Felds 206 enthält Informationen über weitere
Datenpaket-Fragmente. Enthält
ein IP-Datenpaket fragmentierte Nutzdaten, steht im Fragment-Offset-Feld 207 die
Position der Nutzdaten im ursprünglichen
IP-Datenpaket.
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Durch
das TTL-Feld 208 (Time to Live) bezeichnet der Sender eines
Datenpakets die Lebensdauer des Datenpakets. Jede Station, die ein
IP-Datenpaket weiterleitet, vermindert den im TTL-Feld 208 angegebenen
Wert um 1. Hat Wert 0 erreicht, wird das IP-Datenpaket verworfen.
Hierdurch wird verhindert, daß Datenpakete
fortwährend
weitergeleitet werden, wenn sie faktisch nicht zustellbar sind.
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Durch
die im Header-Checksummen-Feld 210 (Header Checksum) angegebene
Checksumme wird die Korrektheit des Headers sichergestellt. Für die Nutzdaten übernimmt
ein übergeordnetes
Protokoll die Fehlerkorrektur. Da sich bei einer Weiterleitung eines
Datenpaket vom Start bis zum Ziel Felder des Headers ändern, prüft jede
Vermittlungseinrichtung auf dem Weg zum Ziel die Checksumme und
berechnet diese wieder neu. Um die Verzögerung durch eine Prüfsummenvalidierung
gering zu halten wird lediglich der Header eines Datenpakets geprüft.
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Im
Quell-IP-Adresse-Feld 211 (Source IP-Address) ist IP-Adresse der Kommunikationseinrichtung
angegeben, die eine Datenpaket versendet hat. In entsprechender
Weise ist im Ziel-IP-Adresse-Feld 212 (Destination
IP-Address) die IP-Adresse der Kommunikationseinrichtung angegeben,
für die das
Datenpa ket bestimmt ist. Soll ein Datenpaket an mehrere Stationen
zugestellt werden, wird im Ziel-IP-Adresse-Feld 212 eine
Multicast-Adresse angegeben.
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Das
Optionen/Füllbits-Feld 213 (Options/Padding)
des Headers enthält
Informationen zu Routing-, Debugging-, Statistik- und Sicherheitsfunktionen
und ist optional und kann zu Diagnosezwecken verwendet werden.
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An
die Felder 201–213 des
Headers schließt sich
bei einem IPv4-Datenpaket ein Feld 214 mit Nutzdaten (Payload)
an.
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Entsprechend
einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung
wird die Kennzeichnung im Next-Header-Feld 305 eines in 3 dargestellten
IPv6-Headers (Internet Protocol Version 6) eingefügt.
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Der
Kopfdatenbereich eines IPv6-Datenpakets setzt sich aus folgenden
Feldern zusammen:
- – Version 301 mit
der Versionsnummer des verwendeten Protokolls,
- – Traffic
Class/Priority 302 zur QoS-Spezifikation,
- – Flow
Label 303 zur Spezifikation von Dienstgüte oder Echtzeitanwendungen,
- – Payload
Length 304 zur Angabe der Länge eines IPv6-Paketinhalts
ohne Kopfdatenbereich aber inklusive Extension Header (Erweiterungskopfdaten),
- – Next
Header 305 zur Identifizierung des nächsten Extension Headers,
- – Hop
Limit/TTL (Time to Live) 306 für eine Festlegung einer maximalen
Anzahl von Zwischenstationen über
Router,
- – Source
Address 307 für
die Adresse des Senders,
- – Destination
Address 308 für
die Adresse des Empfängers.
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Bei
einer Datenübermittlung
per ATM (Asynchronous Transfer Mode) erfolgt eine Kennzeichnung für aus einem
Funk-Etikett ausgelesene Informationen anhand einer Assigned Number
im Header einer ATM-Zelle.
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Die
Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das hier beschriebene
Ausführungsbeispiel
beschränkt.