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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Steuereinheit sowie ein Computerprogramm zur Reduzierung von Spitzenlasten in Kommunikationsnetzwerken.
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Beim Verwenden von datenintensiven Anwendungen aus dem Internet, wobei die Anwendungen insbesondere auf mobilen Endgeräten auch als Apps bezeichnet werden, wie etwa Netflix oder YouTube ist es für die Nutzer störend, wenn temporär die Bildschirmauflösung reduziert wird, Ruckler zu sehen sind oder die Übertragung für kurze Zeit gänzlich stoppt. Zudem bekommen die Nutzer in der Regel keine Mitteilung wie lange diese Störungen andauern können.
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Zumeist basieren Störungen dieser Art auf Engpässen bezüglich der Datenübertragung in den Server und/oder den Kommunikationsnetzwerken. Zumeist treten diese Engpässe temporär auf, wenn zu viele Nutzer datenintensive Anwendungen „Apps“ nutzen. Für den Nutzer sind diese technischen Vorgänge im Hintergrund nicht sichtbar. Er hat keine Kenntnis darüber wie die endlichen Ressourcen der Server- und/oder Kommunikationsnetzwerkkapazitäten verteilt werden. In der Regel führt das dazu, dass einige Endnutzer eine geringere Datenübertragung erhalten als sie für ihr gewünschtes Kundenerlebnis, UX User Experience, benötigen. In der Regel treten solche Störungen ohne Vorwarnungen für den Nutzer auf, wobei auch die Dauer der Störung nicht bekannt geben wird bzw. bekannt gegeben werden kann, da die Dauer insbesondere von dem Nutzungsverhalten anderer Nutzer abhängig ist.
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In diesem Zusammenhang beschriebt die
EP 3 633 936 A1 ein Verfahren zur Überlastungsverwaltung in einem Netzwerk, das Folgendes umfasst: Bestimmen, ob eine Zelle in dem Netzwerk überlastet ist; Identifizieren von mindestens einem Vielnutzer in der Zelle; Bestimmen von Verkehrsflusskriterien des mindestens einen Vielnutzers; und Gestalten des Netzwerkverkehrs des mindestens einen Vielnutzers basierend auf den Verkehrsflusskriterien des Vielnutzers. System zur Überlastungsverwaltung in einem Netzwerk, das Folgendes umfasst: ein QoE-Modul, das so konfiguriert ist, dass es bestimmt, ob eine Zelle in dem Netzwerk überlastet ist; ein Analysemodul, das so konfiguriert ist, dass es mindestens einen „Heavy User“ in der Zelle identifiziert und Verkehrsflusskriterien des mindestens einen „Heavy User“ bestimmt; und mindestens eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass er den Netzwerkverkehr des mindestens einen „Heavy Users“ auf der Grundlage der Verkehrsflusskriterien des Heavy Users formt.
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In diesem Zusammenhang beschriebt die
US 2007/0091920 A1 dass mindestens eine Betriebsbedingung, die mit einem Endbenutzer eines Netzwerks verbunden ist, ermittelt wird. Basierend auf der Betriebsbedingung wird eine Medieneinspeisung mit hoher Bitrate, die an den Endbenutzer erfolgt, gestoppt. Danach kann dem Endbenutzer anstelle der Medieneinspeisung mit hoher Bitrate eine Medieneinspeisung mit niedrigerer Bitrate zugeführt werden. Es ist demnach die Aufgabe der Erfindung ein effizientes Verfahren, Kommunikationssystem sowie ein Computerprogramm anzugeben, die das Auftreten von unerwünschten Störungen beim Verwenden der Apps für die Nutzer verhindert.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen verschiedenen Aspekte der Erfindung bzw. der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen ist oder sich technisch zwingend ausschließt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Reduzierung eines Datenvolumens bei der Kommunikation zwischen Endgeräten von Nutzern und einem Service-Provider in einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere bei der Kommunikation im Internet, angegeben. Hierbei umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- • Überwachung einer Auslastung eines Servers des Service-Providers und/oder Überwachung einer Auslastung des Kommunikationsnetzwerks;
- o die Auslastung des Servers und/oder des Kommunikationsnetzwerks kann beispielsweise mit aus dem Stand der Technik bekannten Überwachungsmodulen gemessen werden. Beispielsweise können diese Überwachungsmodule Downloadraten der Server und/oder der Kommunikationsnetzwerke ermitteln. Die Überwachungsmodule können einer Steuereinheit zugeordnet sein oder ihre Ergebnisse an eine Steuereinheit übertragen. Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet den Datenverkehr des Servers und/oder des Kommunikationsnetzwerks zu regeln.
- • Analyse vermittels eines Algorithmus, ob die Auslastung des Servers einen vorab definierten Server-Auslastungswert, insbesondere einen ersten Server-Auslastungswert, überschreitet und/oder ob die Auslastung des Kommunikationsnetzwerks einen vorab definierten Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert, insbesondere einen ersten Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert, überschreitet;
- o eine Möglichkeit ist es diesen Algorithmus entweder auf dem entsprechenden Server oder dem Kommunikationsnetzwerk zu implementieren. Der Algorithmus kann aber auch auf der Steuereinheit implementiert sein. Überschreitet also die Auslastung den vorab definierten Server-Auslastungswert und/oder Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert ist dies ein Hinweis darauf, dass Störungen bezüglich der Datenübertragung in dem Kommunikationsnetzwerk auftreten können bzw. schon aufgetreten sind.
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Aus diesem Grund werden bei einer Überschreitung des Server-Auslastungswerts und/oder des Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswerts folgende Schritte von der Steuereinheit ausgeführt:
- • Auswahl einer ersten Anzahl von Nutzern durch den Algorithmus, wobei die Nutzer gegenwärtig mittels ihres Endgeräts mit dem Service-Provider kommunizieren, insbesondere verwenden die Nutzer gegenwärtig eine erste App, wobei die erste App ein Datenvolumen aus dem Kommunikationsnetzwerk verbraucht;
- o Nutzer, die gegenwärtig eine erste App verwenden, die Daten aus dem Kommunikationsnetzwerk anfordert belasten also genau in diesem Moment sowohl den entsprechenden Server des Service Providers als auch das Kommunikationsnetzwerk. Die entsprechend ausgewählten Nutzer tragen also dazu bei, dass eine Spitzenlast erzeugt wird, die über dem Server-Auslastungswert und/oder Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert liegt;
- • Anbieten eines Dialogs auf den Endgeräten der ausgewählten Nutzer, wobei der Dialog eine Option zum Wechseln von der gegenwärtig genutzten ersten App zu einer alternativen zweiten App bereitstellt, wobei die zweite App weniger Datenvolumen verbraucht als die erste App.
- o Der Dialog ist hierbei ein Dialog, der mit technischen Mitteln umgesetzt wird. In dem Dialog wird der Nutzer gefragt, ob er zu einer anderen App wechseln möchte, wobei ihm der Wechsel zu einer anderen App auf verschiedene Art und Weise „schmackhaft“ gemacht werden kann. Beispielsweise kann die andere App seinen Vorlieben entsprechen oder aber der Service-Provider bietet ihm eine Gutschrift an, wenn er auf die andere App wechselt. Unter dem Begriff App wird in der vorliegenden Offenbarung insbesondere auch jede Art von Anwendung verstanden, die Datentransfer aus dem Kommunikationsnetzwerk benötigt. Eine App kann also beispielsweise die Netflix App auf einem Smartphone sein oder aber auch die Verwendung eines Netflix Streams über den Browser eines Computers. Insbesondere können Prognosemodelle über eine zu erwartende kritische Last erstellt werden, auf deren Auswertung die Entscheidung basiert, den Dialog an die Endgeräte zu senden.
oder
- • automatisiertes Wechseln der gegenwärtig genutzten ersten App zu der alternativen zweiten App, falls der Nutzer im Vorfeld einem temporären Wechsel zu der alternativen zweiten App zugestimmt hat.
- o bei dieser Option kann der Nutzer beispielsweise im Vorfeld bestimmen, dass er ein temporäres automatisiertes Wechseln der gegenwärtig genutzten App zu der alternativen zweiten App zulässt. Das Einverständnis kann der Nutzer beispielsweise beim Abschluss des entsprechenden Vertrages oder durch ein entsprechendes Aktivieren dieser Option auf einer Website des Service Providers geben. Diese Option hat den Vorteil, dass zuverlässig vorhergesagt werden kann, um wie weit sich der Datenverbrauch reduziert, da ein aktives zustimmen des Nutzers zum Wechseln auf die alternative zweite App keine Voraussetzung ist.
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Dieses Verfahren bietet nun den Vorteil, dass die Spitzenlast eines Servers und/oder eines Kommunikationsnetzwerks effektiv, insbesondere rechtzeitig und temporär, reduziert werden kann, indem aktive Nutzer der Datenkommunikation dazu motiviert werden auf eine andere Applikation zu wechseln, die weniger Datenvolumen verbraucht. Da diese Nutzer aktiv den Wechsel auf eine andere App zustimmen, entsteht für sie kein „Störgefühl“, das ansonsten durch das Auftreten von Störungen erzeugt wird. Ist die Anzahl und eine Verteilung der Ressourcen im Netz bei Netzengpässen der Nutzer entsprechend hoch gewählt und hat deren gegenwärtig genutzte App einen ausreichend hohen Datenverbrauch, so wird durch einen Wechsel der ausgewählten Nutzer auf die andere App erreicht, dass für alle anderen Nutzer des Kommunikationsnetzwerks die Datenübertragung ohne Störungen abläuft. Dieses Verfahren reduziert also die durch Spitzenlasten erzeugten Störungen, ohne dass hierbei das Kommunikationsnetzwerk und/oder der Server hardwaretechnisch aufgerüstet werden muss. Das Verfahren erzeugt also ein verändertes „Datenabnehmerverhalten“. Im Idealfall stellt der zumindest zeitweilige Wechsel des Nutzers auf die andere App einen Zusatznutzen für den Nutzer dar. Selbst wenn nicht alle der ausgewählten Nutzer zu der anderen App wechseln, wird dennoch eine Lastreduzierung erreicht.
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Bevorzugt verbraucht die zweite App weniger als 10 % der Daten der ersten App, besonders bevorzugt verbraucht die zweite App weniger als ein Prozent der Daten der ersten App. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Wechsel auf die zweite App auch zu einer effizienten Reduzierung der Datenlast führt. Die zweite App im Sinne dieser Offenbarung umfasst auch, wenn der Nutzer bereit ist, die erste App mit reduzierter Datenrate zu nutzen. Am Beispiel von VideoStreaming würde der Nutzer als zustimmen, sich das Video in einer niedrigeren Auflösung anzusehen. Eine mit reduzierter Datenrate genutzte erste App ist als im Sinne dieser Erfindung die Nutzung der zweiten App.
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Bevorzugt wird die Auslastung des Servers und/oder des Kommunikationsnetzwerks regelmäßig überwacht, wobei den ausgewählten Nutzern wieder ein Dialog zum Wechseln auf die erste App angeboten wird, wenn der Server-Auslastungswert einen zweiten vorab definierten Server-Auslastungswert unterscheidet und/oder wenn die Auslastung des Kommunikationsnetzwerks einen zweiten vorab definierten Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert unterscheidet. Insbesondere werden der zweite Server-Auslastungswert und der zweite Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert niedriger gewählt ist als die entsprechenden ersten Werte. Dies bietet den Vorteil, dass den Nutzern wieder der Wechsel zu der ersten App angeboten werden kann, ohne dass zugleich ein Störszenario aufgrund einer erneuten erzeugten Spitzenlast zu erwarten ist.
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In einem Ausführungsbeispiel wird der Dialog als Dialogfenster auf einem Bildschirm des Endgeräts und/oder als Sprachdialog bereitgestellt. Der Dialog umfasst hierbei sowohl die Frage zum Wechseln auf die andere App sowie die entsprechende Antwort des Nutzers. Antwortet der Nutzer auf die Frage nicht, wird das von dem Algorithmus dahingehend interpretiert, dass der Nutzer nicht auf die zweite App wechseln möchte. Technisch kann der Dialog wie folgt umgesetzt werden: Beispielsweise kann auf einem Endgerät ein Fenster, vorzugsweise in der ersten App, eingeblendet werden, wobei der Dialog in dem Fenster dargestellt wird. Durch Anklicken bzw. Drücken bestimmter Bereich dieses Fensters kann der Nutzer eine Auswahl treffen. Der Dialog kann aber auch als eine „Sprachdialog“ geführt werden. Virtuelle Sprachassistenten sind heute schon in der Lage solche Sprach-Dialoge mit dem Nutzer zu führen.
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Vorzugsweise wird der Wechsel von der ersten App zu der zweiten App nach einer Bejahung durch den Nutzer von der Steuereinheit, dem Endgerät oder dem Service-Provider durchgeführt wird. Dies stellt sicher, dass nur dann zu der zweiten App gewechselt wird, wenn der Nutzer dies wirklich möchte. Indem die Steuereinheit über den Wechsel zur zweiten App informiert wird, können Sie dies bei der Steuerung des Datenverkehrs in dem Kommunikationsnetzwerk berücksichtigen - dies gilt analog auch für den Service-Provider. Wird der Wechsel von dem Endgerät durchgeführt hat dies den Vorteil, dass hierzu keinerlei weitere Datenübertragung aus dem Konditionsnetzwerk notwendig ist.
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Eine weitere Anzahl von Nutzern kann ausgewählt werden, falls die erste Anzahl von Nutzern nicht ausreicht, um die Auslastung des Servers unter den Server-Auslastungswert und/oder die Auslastung des Kommunikationsnetzwerks unter den Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert zu verringern. Dies bietet also den Vorteil, dass das Verfahren die Lastverteilung in dem Kommunikationsnetz und/oder auf dem Server dynamisch regulieren kann.
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In einem Ausführungsbeispiel liegt der Server-Auslastungswert unter einer maximalen Kapazität des Servers und/oder liegt der Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert unter einer maximalen Kapazität des Kommunikationsnetzwerks liegt. Beispielsweise können der Server-Auslastungswert und der Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert bei 95 %, bevorzugt bei 90 % und besonders bevorzugt bei 75 % der maximalen Kapazität liegen. Je näher der Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert und der Server-Auslastungswert an der Kapazitätsgrenze liegen, desto weniger häufig werden Nutzer nachgefragt, ob sie auf die zweite App wechseln wollen. Je weiter entfernt der Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert und der Server-Auslastungswert von der Kapazitätsgrenze liegen, desto größer ist ein entsprechender Sicherheitsbereich, der verhindert, dass entweder das Kommunikationsnetzwerk oder der Server Störungen erfahren, da rechtzeitig im Vorfeld die Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
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Die Anzahl der ausgewählten Nutzer kann von dem Server-Auslastungswert und/oder von dem Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert abhängen. Je höher diese beiden Werte sind, desto größer ist die Anzahl der Nutzer, die ausgewählt werden. Dies bietet den Vorteil, dass dynamisch eine geeignete Anzahl von Nutzern bestimmt wird, die weder unnötig hoch noch unnötig klein ist, sondern der aktuellen Lastsituation entsprechend bestimmt wird. Die Auswahl der Nutzer kann auch von deren räumlichen Verteilung, also dem Ort ihres Zugangs zum Kommunikationsnetzwerk abhängen. Es ist sinnvoll, nur solche Nutzer auszuwählen, die einem „kritischen“ Netzknoten angehören, da eine Datenreduktion von Nutzern von „nicht-kritischen“ Netzknoten kaum zu einer Verhinderung von Störungen führen kann.
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Zweckmäßigerweise werden die Nutzer anhand ihres aktuellen und/oder ihres prognostizierten Datenverbrauchs von der Steuereinheit ausgewählt werden.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die auch kombiniert werden können, um diese Entscheidung zu treffen. i) Die Entscheidung kann anhand von Historie-Daten getroffen werden, die das Datenverbrauchsverhalten eines Nutzers umfassen. Ein entsprechend eingerichteter Algorithmus kann auswerten wie der Datenverbrauch eines Nutzers beim Nutzen einer ersten App zeitlich verlaufen ist und hieraus Rückschlüsse auf die Zukunft ziehen. Ein einfacher Weg ist die Extrapolation des aktuellen Datenverbrauchs für ein bestimmtes Zeitfenster in der Zukunft. Verbraucht also ein Nutzer beispielsweise aktuell 10 Mbit/s, so kann angenommen werden, dass er auch noch für den Zeitraum einer Stunde diese 10 Mbit/s verbraucht; ii) Die aktuell benutzte erste App kann dahingehend analysiert werden, ob der Nutzer geneigt ist zu der zweiten App zu wechseln. Beispielsweise ist ein Nutzer in der Mitte eines Films eher zum Wechseln geneigt als am Anfang oder kurz vor dem Ende. Typischerweise wird der Nutzer beim Abspann eines Films bereitwillig zu der zweiten App wechseln; iii) der Nutzer ist dafür bekannt, sich häufig selbst bei der Verwendung der ersten App zu unterbrechen; iv) bestimmte Vorlieben von Nutzern sind bekannt, und können gegebenenfalls sogar im Vorfeld abgefragt werden.
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Dies bietet den Vorteil, dass zielgerichtet die Nutzer ausgewählt werden, bei dem eine höhere Wahrscheinlichkeit besteht, dass sie auf die zweite App wechseln.
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Bevorzugt werden die Nutzer anhand der IP-Adresse des Endgerätes und/oder anhand ihres Nutzernamens identifiziert. Dies bietet den Vorteil, dass das Nutzerverhalten, und damit auch die Auswahl der geeigneten Nutzer, zuverlässig bestimmten Nutzern zugeordnet und entsprechend ausgewertet werden kann. Nutzen beispielsweise mehrere Personen Netflix über ein einziges Endgerät, beispielsweise einen Smart TV, aber über mehrere Accounts, kann das Nutzerverhalten eindeutig einem Nutzer über sein Account Nutzer zugeordnet werden.
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Zweckmäßigerweise ist die zweite App auf dem Endgerät des Nutzers vorinstalliert. Im Idealfall braucht die zweite App im Betrieb keine weiteren Daten mehr oder aber die entsprechenden Daten werden im Vorfeld, insbesondere zu lastarmen Zeiten, heruntergeladen. Dies bietet den Vorteil einer effizienten Reduzierung des Datenverkehrs. Es reicht also die Übertragung schon weniger Bits von der Steuereinheit zur Aktivierung der zweiten App aus. Diese wenigen Bits können das Erscheinen des Dialogs triggern und beispielsweise ein entsprechendes Dialogfenster auf dem Bildschirm starten. Dieses Dialogfenster sollte möglichst nicht störend in der Darstellung sein, für den Fall, dass der Nutzer nicht zu der zweiten App wechseln möchte. In diesem Fall verschwindet das entsprechende Dialogfenster nach beispielsweise 10 Sekunden wieder von dem Bildschirm. Die Steuereinheit kann zusätzlich noch weitere wenige Byte umfassende Informationen senden zur a) Auswahl einer vorinstallierten zweiten App und/oder b) Daten für den Inhalt der zweiten App.
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Bevorzugt werden Nutzer von bestimmten kritischen Anwendungen von dem Verfahren ausgeschlossen. Dies bietet den Vorteil, dass beispielsweise Notrufe, polizeiliche Internetdienste usw. nicht dadurch gestört werden, dass ihnen ein Dialog zum Wechseln auf eine zweite App angezeigt wird. Insbesondere ist es also möglich, dass sich Nutzer im Vorfeld in eine Liste eintragen lassen, ob sie an dem Verfahren zur Reduzierung des Datenverkehrs teilnehmen wollen. Dies bietet den Vorteil, dass nur denjenigen Nutzern eine Option zum Wechsel auf die zweite App angeboten wird, die prinzipiell bereit sind, das Angebot anzunehmen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Steuereinheit in einem Kommunikationsnetzwerk zur Reduzierung eines Datenvolumens bei der Kommunikation zwischen Endgeräten von Nutzern und einem Service-Provider in einem Kommunikationsnetzwerk angegeben, wobei die Steuereinheit zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Die wesentlichen Aspekte des Verfahrens können hierbei auf einer Steuereinheit ausgeführt werden, wobei die Steuereinheit entweder zentral in einem Kommunikationsnetzwerk vorgesehen ist oder aber dem Service-Provider zugeordnet ist. Die Steuereinheit kann allerdings auch in einem Kommunikationssystem zur Reduzierung des Datenvolumens bei der Kommunikation zwischen Endgeräten von Nutzern und einem Service-Provider integriert sein.
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Überwachungsmodule, mit denen die Auslastung des Kommunikationsnetzwerks und/oder des Servers überwacht werden können, können ebenfalls in der Steuereinheit angebracht sein oder sich an anderen Stellen in dem Kommunikationsnetzwerk befinden. Das Kommunikationsnetzwerk ist hierbei insbesondere das Internet und umfasst sowohl den mobilen als auch den leitungsgebundenen Datenverkehr. Die Steuereinheit übersendet den Dialog in Form einer Datenübertragung über das Kommunikationsnetzwerk zu den Endgeräten der Nutzer. Bei den Endgeräten kann es sich beispielsweise um Smartphones, Tablet, Computer, Smarte Lautsprecher und/oder TV Geräte handeln. Alle diese Geräte sind eingerichtet und geeignet, einen entsprechenden Dialog führen zu können.
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Ein solche Steuereinheit, respektive ein solches Kommunikationssystem, hat den Vorteil, dass Datenaufkommen frühzeitig durch entsprechendes Gegensteuern reduziert werden kann, sodass negative Auswirkungen auf Nutzer selbst bei Spitzenlasten reduziert werden. Da hierfür keine aufwändige Hardwarenachrüstung von Nöten ist, führt dies zu einer Kostenreduktion der Internetdienste, die von einem Service-Provider an den Nutzer weitergegeben werden können. Zudem kann eine solche Steuereinheit flexibel auf defekte Teile des Kommunikationsnetzwerks, wie etwa zerstörte Kabel, reagieren und dann eine ungestörte Versorgung für ein Gebiet durch eine höhere Anzahl an Angeboten der zweiten App ermöglichen. Ähnliches gilt auch, wenn ein Serviceanbieter wie Netflix den zeitweiligen Ausfall von mehreren Servern zu verzeichnen hat. Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Last in den Systemen ist z.B. die Reduzierung der Auflösung beim Übertragen eines Video-Streams.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Steuereinheit eines Netzwerks dieses veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen. In vorteilhafter Weise ermöglicht ein solches Computerprogramm der Steuereinheit das Verfahren automatisiert und effizient auszuführen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Figur erläutert:
- 1: zeigt einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 2: zeigt eine erfindungsgemäße Steuereinheit in einem Kommunikationssystem.
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Nachfolgend werden zahlreiche Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen ausführlich erläutert. Die vorliegende Offenbarung ist dabei nicht auf die konkret genannten Merkmalskombinationen beschränkt. Vielmehr lassen sich die hier genannten Merkmale beliebig zu erfindungsgemäßen Ausführungsformen kombinieren, sofern dies nachfolgend nicht ausdrücklich ausgeschlossen ist.
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1 zeigt einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens 10, wobei das Verfahren beispielsweise auf einer Steuereinheit zur Steuerung des Datenflusses in einem Kommunikationsnetzwerk implementiert sein kann. Das Verfahren dient der Reduzierung eines Datenvolumens bei der Kommunikation zwischen Endgeräten von Nutzern und einem Service-Provider in einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere bei der Kommunikation im Internet.
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In Schritt 15: Überwachung einer Auslastung zumindest eines Servers 55a, b des Service-Providers und/oder Überwachung einer Auslastung des Kommunikationsnetzwerks 50, siehe auch 2.
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Schritt 20: Analyse vermittels eines Algorithmus 70, ob die Auslastung des Servers 55a, b einen vorab definierten Server-Auslastungswert überschreitet und/oder ob die Auslastung des Kommunikationsnetzwerks 50 einen vorab definierten Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswert überschreitet, wobei bei einer Überschreitung des Server-Auslastungswerts und/oder des Kommunikationsnetzwerk-Auslastungswerts Schritte 25 und 30 von einer Steuereinheit 45 ausgeführt wird, siehe auch 2.
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Schritt 25: Auswahl einer ersten Anzahl von Nutzern 60a, b durch den Algorithmus 70, wobei eine Gesamtanzahl an Nutzer zum Zeitpunkt der Auswahl gegenwärtig mittels ihrer Endgeräte 60a, b, c mit dem Service-Provider kommunizieren, siehe auch 2.
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Schritt 30: Anbieten eines Dialogs 65a, b auf den Endgeräten 60a, b der ausgewählten Nutzer, wobei der Dialog eine Option zum Wechseln von einer gegenwärtig genutzten ersten App zu einer alternativen zweiten App bereitstellt, wobei die zweite App weniger Datenvolumen verbraucht als die erste App, siehe auch 2.
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2 zeigt ein Kommunikationssystem 40, wobei das Kommunikationssystem 40 zur Ausführung des Verfahrens gemäß 1 eingerichtet ist. Das Kommunikationssystem 40 umfasst eine Steuereinheit 45, wobei die Steuereinheit 45 über ein Kombinationsnetzwerk 50, insbesondere das Internet 50, mit Server 55a, b von Serviceprovidern und mit Endgeräten 60a, b, c von Nutzern verbunden ist. Die Steuereinheit 45 weist ein erstes Überwachungsmodul 48 auf, das den Datenverkehr in dem Kommunikationsnetzwerk 50 überwacht, insbesondere das übertragene Datenvolumen messen kann. Zudem weisen die Server 55a, b auch jeweils ein ihnen zugeordnetes Überwachungsmodul 58 a, b, wobei die Überwachungsmodule 58a, b eine Auslastung der Server 55a, b messen. Da die Service-Provider den Endgeräten 60a, b, c die gegenwärtig genutzten ersten Apps zur Verfügung stellen, können die Service-Provider den gegenwärtigen Datenverbrauch dieser ersten Apps ermitteln. Der Datenverbrauch der ersten Apps der Endgeräte 60a, b, c sowie die Messwerte der Überwachungsmodule 48, 58a, b werden an die Steuereinheit 45 über das Kommunikationsnetzwerk 50 übertragen und dort von dem Algorithmus 70 entsprechend den Schritten 20 und 25 ausgewertet. In Schritt 30 bestimmt der Algorithmus dann an welche Nutzer ein Dialogfenster 65a, b zum Wechseln auf eine zweite App, die einen geringeren Datenverbrauch als erste App verursacht, angezeigt wird.
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Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass die Spitzenlast eines Servers 55a, b und/oder eines Kommunikationsnetzwerks 50 effektiv, insbesondere rechtzeitig und temporär, reduziert werden kann, indem aktive Nutzer der Datenkommunikation dazu motiviert werden auf eine andere Applikation zu wechseln, die weniger Datenvolumen verbraucht.
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Anhand weiterer Beispiele wird dieses Verfahren nochmals technisch spezifiziert.
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Das erste Beispiel basiert auf einer Reduzierung der Serverlast. Ein Applikationsserver 55, APPLIS 55, z.B. für Videostreaming, kennt die aktuell genutzten Datenraten jedes Endkunden über dessen Endgerät 60a, b, c, deren IP-Adresse und deren Position, insbesondere deren Netzwerkposition (also welchem Netzwerkknoten der Nutzer zugeordnet werden kann) und die „zeitliche“ Position innerhalb eines Video-Streams. Die Steuereinheit 45 kann auf dem APPLIS 55 implementiert sein.
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Der APPLIS 55 hat ein Prognosemodell implementiert, wie sich seine Gesamt-Datenrate in Abhängigkeit von Wochentag und Uhrzeit i.d.R. entwickelt. Der APPLIS 55 kann somit rechtzeitig erkennen/prognostizieren, wann seine maximale Gesamt-Datenrate einen kritischen Wert als Schwellwert erreichen wird, die eine gestörte Darstellung bei mindestens einem seiner Endkunden als nicht mehr ausgeschlossen erscheinen lässt.
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Der APPLIS 55 wird rechtzeitig, insbesondere bei einem Überschreiten des vorab definierten Server-Auslastungswert, folgende Gegenmaßnahmen wie ergreifen. Der APPLIS 55 sucht die Nutzer aus, die am wahrscheinlichsten bereit sind/wären ihre Daten-Bandbreite zu reduzieren und/oder von denen der größte positive Beitrag geleistet werden würde - als die größte Reduzierung des Datenverkehrs.
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Dies können sein: 1. Nutzer, die sich ein Video an einer aktuell „nichtspannenden“ Stelle ansehen. 2. Nutzer, die in Vergangenheit auch bereit waren, auf eine App mit reduziertes datenrate zu wechseln. 3. Nutzer, von denen bekannt ist, dass sie Videos von sich aus häufig unterbrechen.
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Mittels einer Funktion F() im APPLIS 55, F(1.,2.,3., aktuelle Bandbreite, maximale Bandbreite, Bandbreitenprognose), kann der APPLIS 55 ausgewählten Nutzern eine 1-Bit Information senden, die in den Nutzer-Applikationen, z.B. Videoplayer oder Service-Shell des APPLIS Providers, den Dialog 65 am Bildschirm der Endgeräte 60 auslösen. Der Dialog 65 bietet dem Nutzer an, von dem Videostreaming von sich aus zu einer anderen Anwendung zu wechseln, wodurch weniger Daten verbraucht werden.
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Diese angebotene Unterbrechung des Video-Streams hat der APPLIS 55 Provider entweder vorab vorbereitet, indem er die Daten hierzu vorab bereits an den die Endgeräte 60 der Nutzer gesendet und dort zwischengespeichert hat, um sie „zeitversetzt“ zu nutzen und dadurch den aktuellen Datenbedarf zu reduzieren. Der APPLIS Provider kann aber auch Textdaten als zweite Anwendung senden, die der Nutzer lesen kann. Solche Textdaten weisen üblicherweise nur geringe Datenmengen auf.
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Die inhaltlichen Angebote der alternativen App, auch als „Unterbrechungsentertainment“ bezeichnet, sollten zum Nutzerprofil und/oder zum aktuell zu unterbrechenden Video passen. Beispielsweise wichtige Schlagzeilennachrichten mit denen sich Nutzer gerne unterbrechen lassen oder eine Beschreibung der wichtigsten Personen und Handlungen des Video-Streams in Textform. Weitere mögliche „Unterbrechungsentertainment-Angebote ‟könne sein: Ein Angebot den „Ausgang“ des Videos durch den Nutzer vorherzusagen und bei richtigem Ergebnis an einer Gewinnauslosung teilzunehmen. Stimmt der Endkunde dem Angebot zu, so wird dadurch die Datenrate der APPLIS 55 für eine begrenzte Zeitdauer reduziert. Dem Nutzer kann vom APPLIS 55 nach Ablauf des Unterbrechungsentertainments ein Verlängerungsangebot unterbreitet werden. Lehnt der Nutzer ab, so läuft sein Video ungestört weiter.
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Das zweite Beispiel basiert auf einer Reduzierung der Last des Kommunikationsnetzwerks 50. Ein intelligenter Netzknoten, INK, erkennt die APPLIS-Server 55 und deren prozentuale Anteile am gesamten aktuellen Datenstrom. Der INK, der der Steuereinheit 45 entsprechen kann, hat ein Datenstrom-Prognosemodell implementiert und informiert die beteiligten APPLIS 55 gemäß dem vorstehend beschriebenen Beispiel vorzugehen. Jeder APPLIS 55 erhält vom INK eine Vorgabe um wie viel Prozent er seine Last reduzieren sollte und er dieses über welchen Zeitraum durchführen sollte, oder einer der APPLIS 55 erhält eine Obergrenze für das Volumen des Datenverkehrs, die er einzuhalten hat. Die INK sind so im Netz zu verteilen, dass der Last-Reduktionseffekt für einzelne APPLIS 55 nicht zu groß wird. Vorzugsweise ist einer der APPLIS 55 nur seinem zugeordneten INK bekannt. Einer der INK kann aber auch in eine hierarchische Knotenstruktur bestehend aus verschiedenen hierarchischen INK-Ebenen eingebunden sein. Das bedeutet, dass ein INK höchster Ebene an einem Netz-Hauptstrang ein aktuelles oder prognostiziert zukünftiges Lastproblem erkennt und diese Information an die INK einer unteren Ebene weitergibt und diese entsprechend zu einer Datenreduktion auffordert. In einer Kaskadierung von Haupt-INK zu Unter-INK der nächsten Ebene bis zu INK mit APPLIS Kenntnissen werden die prozentuellen Reduktionszahlen jeweils neu anhand eines festen Schlüssels und ggf. zusätzlich zu deren eigener aktuellen Last und Lastprognose ermittelt und als Vorgabe an die nächst niedrigere Stufe weitergegeben. Am Ende dieser „Kette“ sind die APPLIS, die wie in dem vorherigen Beispiel die Maßnahmen zur Reduktion des Datenverkehrs veranlassen.
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Die APPLIS 55 und die INK überwachen regelmäßig den Datenverkehr und steuern ggf. nach, um die notwendige Datenreduktion zu erreichen, die das Auftreten von Störungen verhindert. Die APPLIS und INK verbessern ständig ihr Prognosemodell aufgrund der schon erhobenen Daten zu den Angeboten und zum Alternativ-Entertainment-Verhalten der Nutzer. Die APPLIS 55 und der INK erhalten für ihr Prognosemodell auch unsystematische Zusatzinformationen, die das Nutzerverhalten beeinflussen werden, wie: Welches Fußballspiel in Echtzeit auf den öffentlich-rechtlichen Sendern läuft.
