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In
der aktuellen Kommunikationstechnologie werden Kabelfernsehnetze – auch als "CATV-Netze" bezeichnet – größtenteils
zur Verteilung von unidirektionalen Rundsendeinformationen bzw.
Verteilinformationen wie beispielsweise Fernsehinformationen bzw.
-signale benutzt. In seiner einfachsten Ausführungsform ist das Kabelfernsehnetz
als aus Koaxialkabeln bestehendes, baumförmiges Netz mit in verschiedenen
Netzebenen angeordneten Verstärkern und
Kabel-Verzweigern ausgestaltet. Es dient zur Verteilung von Rundfunk-
und Fernseh-Informationen.
Ein Beispiel für
ein derartiges Koax-Kabelnetz ist das in Deutschland eingeführte BK-450,
welches beispielsweise in der Druckschrift „High-Speed-Netze: Kommunikationsinfrastruktur
der Zukunft"; Orlamünder, Harald;
Heidelberg; Hüthig-Verlag;
2000, ISBN 3-7785-3940-X; Seite 513–516 beschrieben ist. Das BK-450
ist für
aktuelle Anforderungen, insbesondere für breitbandige Dialog-Dienste
nur unzureichend nutzbar, da hierfür ein Rückkanal erforderlich ist, der
im BK-450 nur mit großem
technischem und somit wirtschaftlichem Aufwand realisierbar ist.
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Des
Weiteren sind Hybrid-Fiber-Coax-Kabelnetze (HFC) bekannt – siehe
oben genannte Druckschrift S. 514–515. Dieses HFC-Kommunikationsnetz
besteht aus Glasfasern, lediglich der letzte Abschnitt hinter den
opto-elektrischen Wandlern – auch als
Fibernodes bezeichnet – ist
noch als Koaxialkabelnetz ausgestaltet. Auf Seite 515 der oben genannten
Druckschrift ist der Aufbau eines HFC-Kommunikationsnetzes genauer
dargestellt. Ausgehend von einem Headend werden unidirektional auszusendende
Breitbandinformationen wie beispielsweise Fernsehsignale über ein
analoges optisches Kommunikationsnetz an einen ersten Verteiler – auch als
HUB oder Distribution HUB bezeichnet – übermittelt. Dieser HUB ist über ein
weiteres optisches Kommunikationsnetz mit einer optischen Netzabschlusseinheit – auch Fiber
Node genannt – verbunden.
In dieser optischen Netzabschlusseinheit werden die übermittelten
Rundfunk- und Fernsehsignale in elektrische Signale umgewandelt,
mittels eines elektrischen Verstärker
verstärkt
und über
ein baumartig ausgestaltetes aktives Koaxialkabelnetz an die jeweiligen
Hausübergangspunkte übermittelt.
Hinter den Hausübergabepunkten
befindet sich die Netzebene 4, welche aus einzelnen oder auch einer
Vielzahl von Teilnehmern besteht.
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Im
Zuge der Einführung
von breitbandigen Dialogdiensten bzw. interaktiven Diensten wie
beispielsweise „Video-on-Demand" war insbesondere ein
sogenannter "Rückkanal" zur Übermittlung
von Anforderungsinformationen in Upstream-Richtung erforderlich.
Für die
Realisierung des Rückkanals sind
bereits mehrere Lösungen
bekannt – beispielsweise
werden Rückkanäle mit Hilfe
des Telefonnetzes oder durch einen in einen speziellen Frequenzbereich
angeordneten Rückkanal
im Koaxialkabelnetz realisiert. Die Einführung eines Rückkanals
im Koaxialkabelnetz ist jedoch mit einem technischen und somit wirtschaftlichem
Aufwand verbunden. Des Weiteren stehen dem Ausbau der bekannten
Kabelfernsehnetze zu einem sogenannten Multimedianetz vor allem
kommerzielle Barrieren in Form der Aufteilung des Kabelfernsehnetzes
in unterschiedliche Netzebenen – hier
Netzebenen 1 bis 4 – entgegen. So
gehört
das auch als Access-Netzwerk
bezeichnete Teilnehmerzugangsnetz – Netzebene 3 – heute
einigen wenigen großen
Betreibern, während
die Hausverteilung – Netzebene
4 – und
damit auch der Endkundenzugang in den Händen einer Vielzahl von Betreibern
ganz unterschiedlicher Größenordnungen und
wirtschaftlicher Interessen liegt.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit
zu schaffen, bestehende Kabelfernsehnetze, insbesondere unter Berücksichtigung
der den unterschiedlichen Netzebenen zugrundeliegenden Interessen,
für die
Einführung
von breitbandigen Dialogdiensten mit geringem technischen und somit
wirtschaftlichen Aufwand zu erweitern. Die Aufgabe wird durch ein
Verfahren und eine Kommunikationsanordnung gemäß den Merkmalen jeweiligen
Oberbegriffs der Patentansprüche
1 und 11 durch die jeweils kennzeichnenden Merkmale gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
zum Übermitteln
von abrufbaren, zentral in einem Multimediakommunikationsnetz gespeicherten
Information an zumindest einen über
ein draht- oder leitungsgebundenes Teilnehmeranschlussnetz an das
Multimedia-Kommunikationsnetz
angeschlossenen Teilnehmer, werden vom Teilnehmer Abrufinformationen erzeugt,
an das Multimedia-Kommunikationsnetz übermittelt
und in Abhängigkeit
von den übermittelten Abrufinformationen
die angeforderten Informationen aus den gespeicherten Informationen
ausgewählt und
diese über
das Multimedia-Kommunikationsnetz und über das Teilnehmeranschlussnetz
an den Teilnehmer übermittelt.
Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass die von dem zumindest einem Teilnehmer erzeugten Abrufinformationen
zumindest teilweise drahtlos parallel über das Teilnehmeranschlussnetz übermittelt,
anschließend
für eine
draht- oder leitungsgebundene Übertragung
umgewandelt und an das Multimedia-Kommunikationsnetz weitervermittelt
werden.
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Der
wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß für die Informationsübermittlung
in Upstream-Richtung (Rückkanal) eine
vom Koaxialkabelnetz unabhängige
drahtlose Übertragungstechnologie
d.h. drahtlose Rückkanäle und für die Informationsübermittlung
in Downstream-Richtung in Richtung Teilnehmer die bereits vorhandenen Übertragungsressourcen
des Koaxialkabelnetzes verwendet werden. Mit Hilfe der drahtlosen
Rückkanäle können breitbandige
Dialogdienste mit geringem technischen und somit geringem wirtschaftlichen
Aufwand realisiert werden. Vorteilhaft wird den Betreibern der Netzebene
3 ein schneller und wirtschaftlicher Ausbau ihrer Kabelnetze ermöglicht,
um neben Fernsehen und Rundfunk auch beispielsweise interaktive
Dienste anbieten zu können.
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Als
weiterer Vorteil bleibt die Netzebene 4 bei dieser Art der erfindungsgemäßen Erweiterung
unberührt – d.h. es
sind keine technischen Modifikationen erforderlich-, so daß keinerlei
Rücksicht
auf die Interessen der Netzbetreiber auf Netzebene 4 genommen werden
muß.
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Vorteilhaft
werden die Abrufinformationen mit Hilfe eines WLAN-Übertragungsverfahrens
zumindest teilweise drahtlos über
das Teilnehmeranschlussnetz übermittelt – Anspruch
3. WLAN ist eine aktuell ausgereifte und somit kostengünstig erhältliche Übertragungstechnologie.
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Im
Rahmen einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die zumindest teilweise drahtlos über das Teilnehmeranschlussnetz übermittelten
Abrufinformationen durch zumindest ein im Teilnehmeranschlussnetz
angeordnetes Kabelmodem für
die draht- oder leitungsgebundene Übertragung umgewandelt und
an das Multimedia-Kommunikationsnetz
weitergeleitet – Anspruch
9. Durch diese vorteilhaften Ausgestaltungen können die bereits heute in Kabelfernsehnetzen
bestehenden Verstärker
bzw. Zwischenverstärker
bzw. Verstärkerpunkte,
welche sich üblicherweise
in der Nähe
von Endteilnehmern befinden, um Kabelmodems sowie Wireless LAN Access
Punkte (WLAN-AP) erweitert werden. Mit Hilfe des WLAN-AP wird (zumindest
teilweise) parallel zur Netzebene 4 ein drahtloses Kommunikationsnetz – beispielsweise
mittels WLAN-Technologie realisiert – aufgebaut, über welches
mit Hilfe drahtloser Rückkanäle den Endteilnehmern
sämtliche
interaktive Dienste zur Verfügung
gestellt werden, wie beispielsweise schnelles Internet, Sprache,
sowie der Rückkanal
für On-Demand-Dienste.
Die Verteilung (Downstream) der Fernseh- und Rundfunksignale sowie
der interaktiven Videosignalen in Richtung Teilnehmer erfolgt weiterhin über die
bestehende Verkabelung der Netzebene 4, wobei das Koaxialkabel jedoch
nicht mehr um einen Rückkanal
erweitert werden muß.
Endteilnehmer, die interaktive Dienste nutzen wollen, werden z.B.
mit einem Standard-WLAN-Endgerät
ausgestattet.
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Des
Weiteren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein relativ ungestörter Rückkanal über die
drahtgebundenen Netze geschaffen. Der drahtgebundene Rückkanal
wird lediglich mit Hilfe zumindest einer logischen bzw. virtuellen
Verbindung zwischen dem im Teilnehmerzugangsnetz angeordneten Kabelmodem
und dem Headend eingerichtet, so dass Störungen, die normalerweise durch
die einzelnen Haushalte bzw. Teilnehmer verursacht werden (ca. 90%
der Rückkanalstörungen werden
auf Netzebene 4 verursacht) nicht wirksam werden.
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Als
weiterer Vorteil wird ein skalierbares Kommunikationsnetz geschaffen,
wobei Investitionen zur Einrichtung einer WLAN-Infrastruktur nur für die Teilnehmer bzw. Haushalte
getätigt
werden, welche auch tatsächlich
interaktive Dienste nutzen bzw. abonnieren wollen. Dadurch entfällt der
kostenintensive Ausbau der gesamten Netzebene 4.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die umgewandelten Abrufinformationen mit Hilfe des (Euro-)DOCSIS Übertragungsverfahrens
an das Multimedia-Kommunikationsnetz weitervermittelt – Anspruch
10. Somit können
mit Hilfe der Kabelmodems, welche sich in den Verstärkerpunkten
befinden, die empfangenen Rückkanalinformationen
mit Hilfe eines bereits standardisierten Verfahrens bzw. Protokolls
von und zu dem Headend transportiert werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eine Kommunikationsanordnung
zum Übermitteln
von abrufbaren Informationen sind den weiteren Ansprüchen zu
entnehmen.
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Im
Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren
anhand mehrerer Zeichnungen näher
erläutert.
Dabei zeigen
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1 ein für die Nutzung breitbandiger
Dialogdienste ausgebautes Kabelfernsehnetz, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzt wird, und
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2 ein teilnehmerseitiges
Anschlußszenario
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1 zeigt in einem Blockschaltbild
die beispielhafte Ausführung
eines erfindungsgemäß um drahtlose
Rückkanäle erweiterten
HFC-Kabelfernsehnetzes. Gemäß 1 ist eine in einem Multimedia-Kommunikationsnetz
MKOM angeordnete Kopfstation HE – auch als Headend bezeichnet – mit einem
optischen Kommunikationsnetz OKN verbunden. Durch das Headend HE
werden Fernseh- und/oder Rundfunkverteilprogramme in das Multimedia-Kommunikationsnetz
MKOM eingespeist. Des Weiteren sind in dem Headend HE abrufbare
Multimedia-Informationen vodi, wie beispielsweise Video-on-demand-Informationen
gespeichert. Die Multimedia-Informationen vodi sind z.B. in einem
dem Headend HE zugeordneten Video-Server VSERV gespeichert.
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An
das optische Kommunikationsnetz OKN ist zusätzlich ein für die Übertragung
von schmalbandigen Sprachinformationen ausgestaltetes ISDN-Kommunikationsnetz
ISDN sowie ein gemäß dem Internetprotokoll
ausgestaltetes Kommunikationsnetz IP angeschlossen. Das optische
Kommunikationsnetz OKN ist mit einer auch als Fiber Node bezeichneten
optischen Abschlusseinheit FN verbunden – im Blockschaltbild ist ein
Fiber Node FN stellvertretend für
viele dargestellt. Die optische Netzabschlusseinheit FN weist Umwandlungsmittel
O/E zur Umwandlung von optischen in elektrische Signale und umgekehrt
auf. An die optische Netzabschlusseinheit bzw. an den Fiber Node
FN sind mehrere Teilnehmer TLN1...n über ein baumartig ausgestaltetes Koaxial-Kabelnetz
COAX angeschlossen Der Anschluss (z.B. Hausanschluss) der jeweiligen
Teilnehmer TLN1...n oder Teilnehmergruppen der Netzebene 4 an das
Koaxial-Kabelnetz COAX erfolgt jeweils über einen Haus-Übergabepunkt
HÜP. Zwischen dem
Fiber Node FN und den Haus-Übergabepunkten HÜP der Teilnehmer
TLN1...n können
weitere Verstärker
bzw. Verstärker punkte
WVER – in 1 ist ein Verstärkerpunkt
WVER stellvertretend für
viele dargestellt – im
Koaxial-Kabelnetz COAX angeordnet sein, durch welche die von Fiber
Node FN in Richtung Teilnehmer TLN1...n ausgesendeten Signale elektrisch
verstärkt
bzw. regeneriert werden. Die für den
Anschluß der
einzelnen Teilnehmer bzw. Teilnehmergruppen TLN1...n an den Fiber
Node FN erforderliche Netzwerktopologie wird auch als Teilnehmeranschlußnetz bzw.
Access-Network ACCESS bezeichnet.
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Erfindungsgemäß ist jeder
interaktive Dienste nutzender Teilnehmer TLN1...n mit zumindest
einem WLAN-(Wireless LAN)Modul WLAN zur drahtlosen Übermittlung
von Informationen ausgestattet. Entsprechend ist in dem Fiber Node
FN und gegebenenfalls in den weiteren Verstärkern WVER ebenfalls ein drahtloses
WLAN-Modul WLAN-AP angeordnet, welches jeweils mit einem zusätzlich in
dem Fiber Node FN bzw. in den weiteren Verstärkern WVER angeordneten und
den Anschluß an
das optische Kommunikationsnetz OKN realisierenden Kabelmodem KMOD
verbunden ist. Das Kabelmodem KMOD ist über eine logische Verbindung
mit einer im Multimedia-Kommunikationsnetz MKOM angeordneten Kobelmodem-Abschlußeinrichtung
CMTS – Cable
Modem Termination System – verbunden.
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Durch
die im Fiber Node FN und in den weiteren Verstärkern WVER angeordneten WLAN-Module
WLAN-AP wird jeweils ein Wireless LAN Access Punkt – auch als
WLAN-AP bezeichnet – gebildet, welcher
mit den den jeweiligen Teilnehmern TLN1...n zugeordneten WLAN-Modulen
WLAN in Funkverbindung steht. Erfindungsgemäß wird mit Hilfe der WLAN-Module
WLAN, WLAN-AP für
jeden Teilnehmer TLN1...n ein teilnehmerindividueller, drahtloser Rückkanal
realisiert, welcher innerhalb des Teilnehmerzugangsnetzes ACCESS
parallel zu zumindest einen Teil des Koaxial-Kabelnetzes COAX angeordnet
ist.
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Bei
Anordnung eines Wireless LAN Access Punkt WLAN-AP in einem weiteren
Verstärker
WVER es jedoch erforderlich, daß zwischen
diesem weiteren Verstärker
WVER und dem Fiber Node FN eine bidirektionale Verbindung zur Realisierung
eines Rückkanals
vorhanden ist – in 1 durch einen Doppelpfeil
verdeutlicht. Hierzu muß das
bestehende Koaxial-Kabelnetz COAX gegebenenfalls um zumindest einen
Rückkanal
aufgerüstet
bzw. nachgerüstet werden.
Dies ist jedoch mit einem geringen und damit vertretbarem Aufwand
verbunden, da die Entfernungen zwischen einem weiteren Verstärker WVER
und dem Fiber Node FN im allgemeinen relativ gering sind.
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Beispielsweise
werden von dem ersten und n-ten Teilnehmer TLN1,n gebildete Abrufinformationen
di (beispielsweise Informationen zur Anforderung eines Spielfilms
zu einer bestimmten Uhrzeit) über
das dem ersten und n-ten Teilnehmer TLNn zugeordnete WLAN-Modul
WLAN drahtlos zu dem nächstliegend
im Teilnehmerzugangsnetz ACCESS angeordneten WLAN-AP des Fiber Node
FN übermittelt
und von diesem an das Kabelmodem KMOD weitergeleitet. Des Weiteren
werden von dem zweiten Teilnehmer TLN2 gebildete Abrufinformationen
di über
das dem zweiten Teilnehmer TLN2 zugeordnete WLAN-Modul WLAN drahtlos
zu dem WLAN-AP des weiteren Verstärkers WVER übermittelt und von diesem an
das dort angeordnete Kabelmodem KMOD weitergeleitet.
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Durch
den WLAN-AP werden die drahtlos übermittelten
Anforderungsinformationen di für
die leitungs- bzw. drahtgebunden Übertragung umgewandelt, anschließend werden
die umgewandelten Anforderungsinformationen durch das Kabelmodem KMOD
zur Übertragung über das
optische Kommunikationsnetz OKN bzw. über das restliche Koaxialkabelnetz
COAX umgewandelt und über
das optische Kommunikationsnetz OKN an den Headend HE übermittelt.
Im Headend HE werden durch geeignete Auswahlmittel in Abhängigkeit
von den übermittelten Abrufinformationen
di die entsprechenden Multimedia-Informationen bzw. Spielfilm-Informationen vodi ausgewählt. Die
ausgewählten
Spielfilm-Informationen
vodi werden in bekannter Art und Weise über das optische Kommunikationsnetz
OKN an den Fiber Node übermittelt,
durch diesen in elektrische Signale umgewandelt und ü ber das
Koaxial-Kabelnetz KOAX zu den einzelnen Teilnehmern TLN1...n übermittelt.
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2 zeigt in einer detaillierten
Darstellung den Hausanschluss eines der in 1 dargestellten Teilnehmers TLN1...n.
Der Anschluss des Teilnehmers TLN an das Koaxial-Kabelnetz COAX
erfolgt, wie bereits erläutert,
mit Hilfe des Haus-Übergabepunktes
HÜP. Der
Haus-Übergabepunkt
HÜP ist
mit einem Standard-Antennenanschluss ANT (beispielsweise einer Antennendose)
verbunden. An diesen Antennenanschluss ANT ist eine Set-Top-Box
STB angeschlossen, welche wiederum über ein Koaxial-Kabel mit einem
Fernsehgerät
TV verbunden ist.
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Gemäß einer
ersten Ausgestaltungsvariante ist die Set-Top-Box STB mit einer
ein internes WLAN-Modem repräsentierenden
WLAN-PCMCIA-Karte
WLAN1 bestückt. Über diese
WLAN-PCMCIA-Karte WLAN1 wird der drahtlose Rückkanal rk vom Teilnehmer zum
dem im weiteren Verstärker WVER
oder im Fiber Node FN angeordeten WLAN-AP realisiert.
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Gemäß einer
alternativen Ausgestaltungsvariante ist die Set-Top-Box STB mit einem externen WLAN-Modul
WLAN2 verbunden. Das WLAN-Modul WLAN2 kann z.B. als WLAN-Modem ausgestaltet sein.
Der Anschluß des
externen WLAN-Moduls WLAN2 an die Set-Top-Box kann z.B. über IEEE 802.3 (Ethernet) oder
USB erfolgen.
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Vom
Teilnehmer vorgenommene Auswahlvorgänge bzw. vom Teilnehmer gebildete
Abruf-Informationen di werden durch die Set-Top-Box STB über die PCMCIA-Karte WLAN1
bzw. über
das externe WLAN-Modul WLAN2 als Rückkanalinformationen über den
realisierten drahtlosen Rückkanal
rk an den in dem weiteren Verstärker
oder im Fiber Node FN angeordneten WLAN-AP übermittelt und an das jeweilige
Kabelmodem KMOD weitergeleitet. Vorzugsweise ist das Kabelmodem
KMOD mittels einer 10 Base T-Verbindung
an den WLAN-AP angeschlossen.
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In
Downstream-Richtung werden die abgerufenen Informationen vodi ,
wie beispielsweise Spielfilm-Informationen in beschriebener Art
und Weise über
das Koaxial-Kabelnetz COAX an den Hausübergabepunkt HÜP des jeweiligen
Teilnehmers TLN übermittelt
und von dort über
die Antennendose ANT an die Set-Top-Box
STB weitergeleitet. Durch die Set-Top-Box STB werden die empfangenen
Informationen vodi in geeignete Video-Signale umgewandelt und an
das Fernsehgerät
TV weitergeleitet.
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Weiterhin
kann der in 2 dargestellte
Teilnehmer TLN ein Telefon TEL besitzen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
ist dieses Telefon TEL über
eine Umwandlungseinheit MTA mit einem weiteren WLAN-Modul WLAN3
verbunden. Der Anschluß an
die Umwandlungseinheit MTA kann wiederum gemäß IEEE 802.3 oder über USB-Schnittstelle
erfolgen. Durch die Umwandlungseinheit MTA werden die vom Telefon
TEL übermittelten
Sprachsignale spri z.B. in an das Ethernet-Übertragungsverfahren (IEEE
802.3) angepaßte
Informationen (gegebenenfalls über
Voice-over-IP) umgewandelt und umgekehrt. Die zwischen diesem WLAN-Modul
WLAN3 und den entsprechenden WLAN-AP's in dem Fiber Node FN bzw. in den weiteren
Verstärkern
WVER eingerichteten WLAN-Verbindungen sind dabei als bidirektionale
Verbindungen ausgestaltet.
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Des
Weiteren kann der Teilnehmer TLN einen tragbaren Personalcomputer
PC verfügen.
Dieser Personalcomputer PC kann mit einer mit einem WLAN-Modul WLAN4
ausgestatteten PCMCIA-Karte verbunden sein. Die zwischen diesem
WLAN-Modul WLAN4 und den entsprechenden WLAN-AP's in dem Fiber Node FN bzw. in den weiteren
Verstärkern WVER
eingerichteten WLAN-Verbindungen sind dabei ebenfalls als bidirektionale
Verbindungen ausgestaltet so das bidirektionale Dienste zum Austausch von
bidirektionalen Daten dati am Personalcomputer PC ermöglicht werden.
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Durch
die dem jeweiligen Teilnehmer TLN zugeordneten WLAN-Module WLAN1...4
können durch
Anordnung weiterer teilnehmerin dividueller, bidirektionaler drahtloser Übertragungskanäle zusätzlich zu
den drahtlos übermittelten
Rückkanal-Informationen di
weitere bidirektionale Informationen wie beispielsweise Sprachinformationen
(Telefon) als auch schnelle Internet-Informationen (PC) über die WLAN-Verbindungen
sowohl vom als auch zum Teilnehmer TLN übermittelt werden. Diese weiteren drahtlosen
teilnehmerindividuellen bidirektionalen Übertragungskanäle sind
unabhängig
vom Koaxial-Kabelnetz
COAX.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausgestaltungsvariante können die in 2 dargestellten WLAN-Module WLAN1...4
zu einem einzigen WLAN-Modul (welches z.B. an einer Hauswand befestigt
ist) zusammengefaßt
werden, wobei die dem Teilnehmer jeweils zugeordneten Kommunikationsendgeräte TV, TEL,
PC über
entsprechende Anschlüsse
mit dem einzigen WLAN-Modul verbunden sind.