Die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe besteht darin, derartige Einschränkungen mit geringem Aufwand
in bestehende oder zukünftige
Netze zu implementieren. Die Erfindung wird ausgehend von einem
Verfahren bzw. einer Kommunikationsanordnung zum Aufbau von Verbindungen
in einem durch Knoten gebildeten und zumindest teilweise durch zwischen
den Knoten angeordneten Kanten vermaschten Netzwerk jeweils durch
die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.
Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist darin zu sehen, dass in einem Graph jeder Knoten des Netzwerks
durch einen Knoten einer ersten Art mit zu allen angeschlossenen Kanten
vermittelnde Verbindungen oder durch einen Knoten einer zweiten
Art, ausgehend von jeweils einer angeschlossenen Kante mit zu vorgegebenen, weiteren
Kanten vermittelnde Verbindungen definiert ist. Die Knoten sind
derart ausgestaltet sind, dass eine Verbindung von einem Knoten
zu einem anderen Knoten durch Finden des kürzesten Weges durch das Netzwerks
mit Hilfe des Graphen aufgebaut wird. Ein wesentlicher Vorteil des
erfindungsgemäßen Verfahrens
ist darin. zu sehen, dass die meisten Vermittlungsalgorithmen mit
geringstem Änderungsaufwand weiterverwendet
werden können
und somit das erfindungsgemäße Verfahren
auch in bereits bestehende Kommunikationsnetze mit geringem Aufwand
implementiert werden kann.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in dem Graph für
einen Knoten der zweiten Art für
jede ausgehende Kante, an der eine Verbindung ankommen kann, die weiteren
Kanten vorgegeben, über
die die Verbindung aufgebaut werden kann – Anspruch 2. Innerhalb einer
ausgehenden Kante ist zumindest eine Teilkanten definiert, über die
eine Verbindung ankommen kann und ausgehend von der zumindest einen Teilkante
sind die weiteren Kanten vorgegeben, an die eine ankommende Verbindung
weitergeleitet wird – Anspruch
3. Die Teilkanten können
auch Zugriffspunkte sein – Anspruch
5 – die
im Zubringerbereich bzw. Zubringernetz der Knoten angeordnet sind. Über diese
Zugriffspunkte werden beispielsweise alle Verbindungen eines Benutzer
oder eines Dienstes geführt.
Meist stehen diese Zugriffspunkte permanent dem jeweiligen Benutzer
zur Verfügung über die permanente
Verbindungen durch das Kommunikationsnetz geführt werden. Um permanente Wege durch
das Kommunikationsnetz zu schalten, ist es zusätzlich vorteilhaft, dass bei
den weiteren Kanten zumindest eine Teilkante angegeben ist, an die
die ankommende Verbindung weitergeleitet wird. – Anspruch 4. Hierdurch ist
eine detaillierte Vorkonfiguration eines Weges durch das Kommunikationsnetz möglich, d.h.
zumindest bestimmte Teile des Weges sind vorkonfiguriert, an denen
eine ankommende Verbindung bzw. ein Verbindungsaufbau an eine vorgegebene
weitere Teilkante oder weitere Kante des jeweiligen Knotens weitergeleitet
wird. Der für
die Knoten. realisierte Vermittlungsalgorithmus wird weiterhin in
den Fällen
verwendet, in denen keine Vorkonfiguration in dem jeweiligen Graph
des Knotens für
die jeweilige ausgehende Teilkante bzw. Zugriffpunkt der ausgehende
Kante angegeben ist. Dies bedeutet, dass bei einer gegebenen Vorkonfigurtion
ein erfindungsgemäß modifizierter
Vermittlungsalgorithmus vorzusehen ist.
In dem Graph ist jeder Knoten durch
eine Knotenadresse und ein Knoten der zweiten Art zusätzlich durch
eine Information angegeben, an welche Kanten oder zumindest eine
Teilkante eine Verbindung von einer ausgehenden Kante oder zumindest
ei ner ausgehenden Teilkante aufgebaut werden kann – Anspruch
6. Durch diese zusätzliche
Information zu den bekannten Adressen kann weitgehend der ursprüngliche
Vermittlungsalgorithmus verwendet werden und die sätzliche
Information kann bei der Bestimmung des Weges durch das Kommunikationsnetz
mitberücksichtigt
werden. Dies bedeutet einen geringen zusätzlichen Aufwand sowohl in
den Vermittlungsalgorithmen als auch in den Graphen, mit dem eine
Vorkonfiguration von wegen oder Pfaden durch zumindest von Teilen
des Kommunikationsnetzes bzw. Netzwerkes erreicht wird.
Besonders vorteilhaft wird der kürzeste Weges
einer aufzubauenden Verbindung durch das Netzwerk von einem Ausgangsknoten
zu einem Zielknoten mit Hilfe des in jedem Knoten realisierten Dijkstra-Vermittlungs-Algorithmus
gefunden, wobei die Vermittlungseigenschaften der Knoten zweiter
Art zu berücksichten
sind – Anspruch
7.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
ist der Graph in jedem Knoten enthalten und der Pfad für die aufzubauende
Verbindung (V) wird durch das Netzwerk mit Hilfe der Knoten ermittelt
oder der Graph ist zentral in einer Managementzentrale enthalten
und der Pfad für
die aufzubauende Verbindung durch das Netzwerk in der Managementzentrale
ermittelt und die Verbindung wird durch eine Administrierung der betroffenen
Knoten aufgebaut – Anspruch
8. Die Ermittlung der Pfade für
die aufzubauende Verbindung in einer Netzmanagementzentrale wird
vorteilhaft für die
Ermittlung der Pfade für
Festverbindungen durch das Netzwerk verwendet, da hierbei die Knoten
nicht belastet werden und durch die meist vorhandene Fernadministrierung
die betroffenen Knoten auf einfache Weise eingestellt werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
einer erfindungsgemäßen Kommunikationsanordnung sind
den weiteren Ansprüchen
zu entnehmen.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Kommunikationsanordnung
an zweier Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei zeigen.
1 in
einem Blockbild beispielhaft ein Kommunikationsnetz einschließlich einer
Erläuterung
eines Dijkstra-Vermittlungsalgorithmus und
2 in
einem weiteren Blockschaltbild ein gleichartiges Kommunikationsnetz
einschließlich
einer Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt
beispielhaft ein Kommunikationsnetz, das durch sieben Knoten K1..K7
gebildet ist. Die Knoten K1..7 sind untereinander durch Verbindungsleitungen
oder Verbindungsleitungsbündel
verbunden, die in der Fachwelt auch als Kanten bezeichnet werden.
Für das
Ausführungsbeispiel
sind folgende Kanten angenommen, wobei die in Klammern gesetzten
Werte jeweils einen Längenindikator
L repräsentieren
bzw. den unterschiedlich langen Kanten sind unterschiedliche Werte
des Längenindikatiors (L)
zugeordnet:
- Kante a (1) zwischen dem ersten und zweiten
Knoten K1,K2,
- Kante b (3) zwischen dem zweiten und vierten Knoten K2,K4,
- Kante c (2) zwischen dem vierten und sechsten Knoten K4,K6,
- Kante d (1) und m (2) zwischen dem zweiten und dritten Knoten
K2, K3,
- Kante e (2) zwischen dem dritten und vierten Knoten K3,K4,
- Kante f (2) zwischen dem vierten und fünften Knoten K4,K5,
- Kante g (2) zwischen dem vierten und siebten Knoten K4,K7,
- Kante h (2) zwischen dem sechsten und siebten Knoten K6,K7,
- Kante i (3) zwischen dem ersten und dritten Knoten K1,K3,
- Kante j (1) zwischen dem dritten und fünften Knoten K3,K5 und
- Kante k (2) zwischen dem fünften
und siebten Knoten K5,K7.
Diese Informationen sind in einem
Graphen in jedem der Knoten K1..K7 enthalten oder in einer übergeordneten
zentralen Managementeinrichtung hinterlegt, wobei in dem Graph jeweils
die Topologie des Kommunikationsnetzes festgelegt ist. Bei einer Hinterlegung
in einer Managementeinrichtung wird der komplette Pfad durch das
Kommunikationsnetz berechnet und die berechneten Informationen werden
mit Hilfe von Fernadministrierverfahren in die Knoten geladen.
Bei Anwendung des bekannten Dijkstra-Vermittlungsalgorithmus
wird vorausgesetzt, dass in jedem Knoten K1..K7 ein an einer Kante
a..k ankommender Verbindungsaufbau für eine Verbindung V, die von
einem Ursprungs- zu einem Zielknoten aufgebaut werden soll, an jede
der weiteren, an den jeweiligen Knoten K1..K7 angeschlossenen Kanten a..k
an die daran angeschlossenen Nachbarknoten weitergeleitet wird.
Für
das Ausführungsbeispiel
sei zur Erläuterung
des bekannten Dijkstralgorithmus angenommen, dass am ersten Knoten
ein Verbindungswunsch vorliegt und damit eine an diesem Knoten K1
ankommende Verbindung V vom ersten zum siebten Knoten K1,K7 aufgebaut
werden soll. Ziel des Dijkstralgorithmus ist das Auffinden des kürzesten
Weges und damit auch des kostengünsigsten
Weges zwischen dem Ursprungs- und dem Zielknoten, d.h. im Ausführungsbeispiel
zwischen dem ersten Knoten K1 und dem siebten Knoten K7.
Gemäß Dijkstralgorithmus wird der
Verbindungsaufbau vom ersten Knoten K1 zu den beiden Nachbarknoten
weitergeleitet, d.h. an den zweiten und dritten Knoten K2,K3, wobei
mit der Verbindung V ein Längenindikator
L = 0 mit übermittelt
wird. Mit dem Verbindungsaufbau wird jeweils ein aktueller Längenindikator
L sowie eine Herkunftsinformation P in dem zweiten und dritten Knoten
K2,K3 mit Hilfe des Graphen G ermittelt. Die Herkunftsinformation
P gibt hierbei an, von welcher Kante a..k der Verbindungsaufbau
herkommt. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel
wird aufgrund der Konfiguration in dem zweiten Knoten K2 mit Hilfe
des Graphen G die Längeninformation
L = 1 – im
weiteren mit L1 bezeichnet – und
die Herkunftsinformation P = a – im
weiteren mit Pa bezeichnet – ermittelt.
Im zweiten Knoten K2 wird der Verbindung V bzw. der Verbindungsaufbau über die
Kanten d(1) und m(2) ebenfalls an den dritten Knoten K3 aber ebenso über die
Kante b(3) an den vierten Knoten K4 weitergeleitet. Im dritt Knoten K3
wird anhand des Graphen G ermittelt, dass die Verbindung V über die
Kanten a(1), d(1) am kürzesten
ist – ergibt
sich durch die kumulierten Längenwerte
1 von Kante a plus 1 von Kanten d und im dritten Knoten K3 werden
daher die Information L2 und Pd gespeichert.
Vom dritten Knoten K3 wird gemäß Dijkstralgorithmus
die Verbindung V bzw. der Verbindungsaufbau über die Kante e(2) an den vierten
und über die
Kante j(1) an fünften
Knoten K4, K5 weitergeleitet. Aufgrund der Längenindikatoren L in den Graphen
G der Knoten K4, K5 und der mitübermittelten kumulierten
Längenindikatoren
L wird im vierten Knoten K4 als kürzester Längenindikator L der kumulierte Wert
4 ermittelt und eingetragen, wobei der Weg über die Kanten a(1), d(1) und
e(2) und über
die Kanten a(1) und b(3) hinsichtlich der kumulierten Werte 4 gleich
ist. Im fünften
Knoten K5 wird mit Hilfe der vom dritten Knoten K3 übermittelten
Informationen L2Pd mit Hilfe des Graphen G ein Längenindikator L mit dem Wert
3 ermittelt – L3,
Pj. Desweiteren wird vom fünften
Knoten K5 der Verbindungsaufbau bzw. die Verbindung V über die
Kante f(2) an den vierten Knoten K4 und über die Kante k(2) an den siebten
Knoten K7 weitergeleitet. Da der Längenindikators L im vierten
Knoten K4 über
die Kante f(2) den kumulierten Wert = 6 aufweist, bleibt im vierten
Knoten K4 der kürzeste
Weg mit den Informationen L4Pb bestehen.
Gemäß Dijkstralgorithmus wird vom
vierten Knoten K4 der Verbindungsaufbau bzw. die Verbindung V über die
Kante c(2) an den sechsten Knoten K6 und über die Kante g(2) an den siebten
Knoten K7 weitergeleitet, wobei jeweils die Information L4Pb weitergeleitet
wird. Im sechsten Knoten K6 wird mit Hilfe des Graphen G der übermittelten
Informationen L4Pb die Information L6Pc ermittelt und im Sinne des Weiterleitens
der Verbindung V ebenfalls an den siebten Knoten K7 übermittelt.
In diesem wird aufgrund des übermittelten
Längenindikators
L und der Herkunftsinformation P der über die Kanten k(2), g(2) und
h(2) drei ankommenden Verbindungen V des gleichen Verbindungsaufbaus
ermittelt, welcher kumulierte Wert des Längenindikators L am kleinsten ist.
Beim Ausführungsbeispiel
ist dies der Wert 5, der nur über
die Kante k(2) erreicht wird. Folglich ist der kürzeste Weg für den Verbindungsaufbau
bzw. die Verbindung V von dem ersten zum siebten Knoten K1, K7 unter
Berücksichtigung
der für
die Knoten K1..K7 vorgesehenen Graphen G über die Kanten a(1), d(1),
j(1) und k(2) ermittelt, wobei in den zurückliegenden Knoten K5, K3,
K2, K1 des kürzesten
Weges jeweils wieder die Kante j(1), d(1), a(1) des kürzesten
Weges angegeben ist.
Für
das Ausführungsbeispiel
sei angenommen, dass der Knoten 5 erfindungsgemäß vorkonfiguriert ist, d.h.
beispielsweise eine über
die Kante j(1) ankommende Verbindung V kann nur zur Kante f(2) weitergeleitet
werden. Dies bedeutet, dass anstelle der Kante k(2) der Pfad über die
Kanten f(2), Knoten 4 und Kante g(2) zu führen ist und sich hierbei ein
kumulierter Längenindikator
L mit dem Wert 7 ergibt. Gemäß dem Dijkstraalgorithmus
ergibt sich jedoch bei einem ersten Pfad: K1 = a(1) K2 – b(3) K4
g(2) – K7
und bei einem zweiten Pfad: K1 – a(1) – K2 – d(1) – K3 – e(2) – K4 – g(2) – K7 jeweils
ein geringerer Längenindikator
L mit dem Wert 6. Da weiterhin beim ersten Pfad ein Knoten weniger
benötigt
wird, ergibt sich resulierend, dass der erste Pfad der günstige Pfad
für eine
Verbindung V vom ersten zum siebten Knoten ist. Der mit dem unveränderten
Dijkstra-Algorithmus ermittelte Pfad durch das Kommunikationsnetz
ist zwar der kürzeste
Pfad – Längenindikatior
L mit dem Wert 5 -, jedoch ist dieser Pfad aufgrund vorliegender
Netzbedingungen bzw. Netzkonfiguration und der da mikt verbundenen
Vorkonfiguration des fünften
Knoten K5 nicht realisierbar bzw. geschwünscht.
Für
das Ausführungsbeispiel
sei weiterhin angenommen, dass der vorhergehend erläuterte Dijkstraalgorithmus
um das erfindungsgemäße Verfahren
ergänzt
wird. Zur Erläuterung
der erfindungsgemäßen Ergänzung wird
das in 2 dargestellte Kommunikationsnetz
vorausgesetzt, das hinsichtlich der Struktur, d.h. der Anzahl der
Knoten K1..K7 und der Anordnung der Kanten a..k der in 1 dargestellten Topologie
entspricht. Für
das Ausführungsbeispiel
sei beispielhaft angenommen, dass an dem ersten Knoten K1 über zwei
Zugriffspunkte bzw. ausgehende Teilkanten x, y Verbindungen V ankommen. Für diese
ausgehenden Teilkanten x, y ist im Graph G angegeben, dass an diese
ankommende Verbindungen V an die Teilkanten x, y der Kante a(1)
weitergeleitet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass im Graph
der ausgehenden Teilkanten x, y die weitere Kante a und in diesen
die Teilkanten x, y angegeben sind. Dies bedeutet, dass alle an
den Teilkanten x, y ankommenden Verbindungen V jeweils an die Teilkante
x, y der Kante a weitergeleitet werden. Hierdurch wird eine feste
bzw. permanente Zuordnung von ausgehenden Teilkanten x, y zu Teilkanten
q, y der Kante a erreicht und somit eine permanente bzw. feste Verbindung
vom ersten zum zweiten Knoten K1, K2 für die Teilkanten x, y eingerichtet
bzw. aufgebaut. Sollten beispielsweise alle an den Teilkanten x, y
ankommenden Verbindungen V an die Kante a weitergeleitet werden,
so ist im Graph leidiglich die Kante a für die ausgehenden Teilkanten
x,y anzugeben.
Für
das Ausführungsbeispiel
sei weiterhin beispielhaft angenommen, dass im zweiten Knoten K2
eine Verbindung V, die von Teilkante x der Kante a kommt, an die
Teilkante x über
die Kante b zum vierten Knoten K4 weitergeleitet werden soll. Hierzu wird
in den Graph G des zweiten Knotens K2 eingetragen, dass von der
ausgehende Teilkante x der Kante a eine Verbindung V an die Teilkante
x der Kante b weitergeleitet wird.
Diese Vorkonfigurationen von ausgegenden Teilkanten
oder Kanten zu weiteren Kanten eines Knotens K1..K7 können beliebig
in den Knoten vorgenommen werden und damit permanente Verbindungen
bzw. Leased Lines im Komunikationsnetz oder in Teilen des Kommunikationsnetzes
eingerichtet werden, beispielsweise per Administration. So ist es
beispielsweise möglich
das Teilkanten x, y durch das in 2 dargestellte
Kommunikationsnetz oder Teilen des Kommunikationsnetzes auf unterschiedlichen
Pfaden bzw. Wegen geführt
werden. In den Knoten K1..K7 des Kommunikationsnetzen, in denen keine
Vorkonfigurationen für
die ausgehenden Teilkanten oder Kanten angegeben sind, wird weiterhin gemäß dem Dijkstralgorithmus
die jeweilige Verbindung V aufgebaut. Dies bedeutet, das für diejenigen Verbindungen
V, für
die der Weg durch das Kommunikationsnetz in den betroffenen Knoten
K1..K8 nicht vollständig
vorkonfiguriert ist, weiterhin der kürzeste Weg bzw. der kostengünstigse
Weg durch das Kommuikationsnetz ermittelt und eingerichtet wird.
Hierbei werden die jeweiligen Werte der Längenindikatoren L wie in 1 beschrieben von Knoten
zu Knoten kumuliert, wobei der Weg mit dem kleinsten Wert der kumulierten
Längenindikatioren
L den kürzesten
Weg repräsentiert,
wobei in den Knoten, in denen für
die jeweiligen Kanten oder Teilkanten eine Vorkonfiguration eingerichtet
ist, ein eingeschränkten
bzw. modifizierter Dijkstralgorithmus angewandt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann nicht nur
als Ergänzung
oder Modifikation beim Dijkstralgorithmus sondern für alle Vermittlungsalgorithmen vorgesehen
werden, bei denen Verbindungen V von ausgehenden Kanten und Teilkanten
zu weiteren an die Knoten angeschlossenen Kanten oder Teilkanten weitergeleitet
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist auch nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern kann in unterschiedlichen zeitmultiplexorientierten und
unterschiedlich großen
Kommunikationsnetzen, auch drahtlosen Kommunikations netzen oder
Teilen von Kommunikationsnetzen eingesetzt werden.