DE19727808C2 - Selbstkonfigurierendes Multimedia - Kommunikationssystem mit ortsbeliebigem Zugang durch den Teilnehmer - Google Patents

Description

Der Anmeldungsgegenstand betrifft ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Ein Kommunikationssystem mit leitungsgebundenem Zugang, wie z. B. das ISDN-Schmalbandnetz, stellt dem Teilnehmer nach An­ meldung bei dem Netzbetreiber einen ortsfesten Anschluß zur Verfügung. Ein Kommunikationssystem mit funkgebundenem Zu­ gang, wie z. B. das GSM-Netz, stellt dem Teilnehmer nach An­ meldung bei dem Netzbetreiber einen ortsunabhängigen Anschluß innerhalb des Netzes zur Verfügung. Das Internet bietet einen weltweiten Zugang, ohne daß eine Zuordnung von Verbindungsge­ bühren zu Teilnehmern gegeben ist. Ein Teilnehmer, der eine Telekommunikationsverbindung aufbauen will, hat sich genau für ein Kommunikationssystem nach Maßgabe der Eignung für den gewünschten Dienst und gegebenenfalls nach Wirtschaftlich­ keitserwägungen zu entscheiden.

In dem ETSI-Papier GMM (Global Multimedia Mobility: A stan­ dardisation framework for multimedia mobility in the informa­ tion society, Oct. 96 siehe dort S. 91 ff (conclusions and recomandations)) wird vorgeschlagen, die vorhandenen und die bei UMTS vorgesehenen Systeme/Netze für PC basierte Multime­ dia-Anwendungen nutzbar zu machen.

Aus Der Fernmelde-Ingenieur, 1997, Heft 4 und 5, S. 1-38, Brüggemann, H.: DAVIC-Spezifikationen für digitale audiovisu­ elle und multimediale Dienste ist ein Multimedia-fähiges Kom­ munikationssystem bekannt, bei dem die Teilnehmerendgeräte über ein leitungsgebundenes Zugangsnetz oder ein funkgestütz­ tes Zugangsnetz mit einem Kernnetz verbunden sind.

Der Anmeldungsgegenstand stellt sich die Aufgabe, ein Kommu­ nikationssystem zu schaffen, das dem Teilnehmer über einen ortsunabhängigen Zugang beliebige Dienste mit einer bis zu einer für Multimedia-Übertragung ausreichenden Übertragungs­ rate zur Verfügung stellt.

Das vorgeschlagene Kommunikationssystem vereint die Vorzüge von bislang gesondert nebeneinander existierenden Kommunika­ tionsnetzen und bietet dem Teilnehmer die Möglichkeit sämtli­ che Dienste über ein nach außen hin als einziges in Erschei­ nung tretendes Kommunikationsnetz eines Betreibers in An­ spruch zu nehmen.

Das vorgeschlagene Kommunikationssystem leistet für Multime­ dia mit einer vorgegebenen Übertragungsrate ≦ 6 Mbit/s_symme­ trisch und asymmetrisch, #7 und IP (Internet Protokoll) mit einem Netzanschluß über fest verlegte Leitungen und Funk all das, was GSM (≦ 14 kbit/s) für Sprache als Nutzen gebracht hat.

Das vorgeschlagene Kommunikationssystem bietet

• - Verbindungen zu einem oder mehreren anderen Terminals des Kommunikationssystems mit Bitraten bis zu 3xISDN PRA (≦ 6 Mbit/s)
• - verbindungslosen Verkehr (IP bis zu 6 Mbit/s) zu Terminals und Servern am Kommunikationssystem MGS und am Internet
• - netzweite globale teilnehmerindividuelle Gebührenerfassung (roaming) über Festanschlüsse bzw. Funkanschlüsse
• - ein Interworking, das applikationsspezifisch Schmal­ band/ISDN und GSM für Sprache, Fax usw. zusammenarbeitet.

Das vorgeschlagene Kommunikationssystem weist durch beliebige Wahl zwischen Breitbandnetz und Schmalbandnetz eine Dualität der beiden Netze auf, wobei beispielsweise im Falle eines Engpasses im Internet ein Ausweichen auf das dann eine immer­ noch höhere Übertragungsrate bietende Schmalbandnetz gegeben ist.

Das vorgeschlagene Kommunikationssystem erlaubt, vorhandene und noch hinzukommende Multimediadienste des Internet einzu­ binden.

Der Anmeldungsgegenstand wird im folgenden als Ausführungs­ beispiel in einem zum Verständnis erforderlichen Umfang an­ hand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung des anmeldungsgemäßen Kommunikationsssystems und

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung einer spezifischen Aus­ führung des anmeldungsgemäßen Kommunikationsssystems.

In den Figuren haben gleichbezeichnete Elemente gleiche Funk­ tion.

Das in Fig. 1 dargestellte Kommunikationssystem MGS (für: Mul­ timedia Global System) ist mit einem Netzkern MGSC (für: Mul­ timedia Global System-Core), der sowohl mit einer leitungsge­ bundenen Zugangsstelle FA (für: fixed access) als auch mit einer funkgestützten Zugangsstelle RA (für: radio/cellular access) verbunden ist, gebildet. Die leitungsgebundene Zu­ gangsstelle FA und die funkgestützte Zugangsstelle RA sind jeweils über ein Vermittlungsnetz niedriger Übertragungsrate, wie z. B. ein Schmalband-ISDN (Integrated Services Digital Network) Vermittlungsnetz, und ein Vermittlungsnetz hoher Übertragungsrate, wie z. B. ein Breitband-ISDN (Integrated Services Digital Network) Vermittlungsnetz oder das Internet, mit dem Netzkern MGSC, der im Zuständigkeitsbereich eines Be­ treibers liegen mag, verbunden.

Die leitungsgebundene Zugangsstelle FA und die funkgestützte Zugangsstelle RA mögen jeweils durch einen Einwählknoten ge­ geben sein und Vermittlungsfunktion aufweisen.

Zwischen der leitungsgebundenen Zugangsstelle FA und der funkgestützten Zugangsstelle RA einerseits und dem Netzkern MGSC andererseits sind sowohl Wählverbindungen, beispielswei­ se nach dem Zeichengabesystem #7 als auch sogenannte verbin­ dungslose (connectionless) Verbindungen, beispielsweise nach dem Internet Protokoll IP gegeben.

Die leitungsgebundene Zugangsstelle FA ist teilnehmerseitig über eine Schnittstelle (multimode interface), die mehrere unterschiedliche Anschlußmöglichkeiten aufweist, prinzipiell mit jedem beliebigen Telefonanschluß, wie z. B. 2-Draht- Leitungen (a/b-Leitungen), ISDN (BA/PR. A, Fractional PRA cf Project AFRA, xDSL) oder Coaxialleitungen verbindbar. An die leitungsgebundene Zugangsstelle FA sind nahezu jedwede Kommu­ nikationsendeinrichtungen T (für: Terminal), wie z. B. Perso­ nal Computer, Network Computer, PDA's (Personal Digital Assi­ stent) Telefon, Facsimileendeinrichtung (Fax) anschließbar. Ein Personal Computer mag über eine Einsteck- Schnittstellenkarte oder eine PCMCIA (Personal Computer Memo­ ry Card International Association) - Schnittstellenkarte, die jeweils eine Aufnahmeeinrichtung (transceiver/connector) für eine Identifikationskarte, wie z. B. einer Chipkarte, auf­ weist, mit der Schnittstelle der leitungsgebundenen Zugangs­ stelle FA verbunden sein. Ein Notebook-Computer oder ein PDA (Personal Digital Assistent) mag über eine integrierte Schnittstelle mit der Schnittstelle der leitungsgebundenen Zugangsstelle FA verbunden sein. Die Kommunikationsendein­ richtung mag durch ein Multimedia- Terminal gegeben sein, das eine spezifische Anschllußeinrichtung mit spezifischer Soft­ ware (Benutzeroberfläche, Midleware) hat.

Die funkgestützte Zugangsstelle RA weist zur Verbindung mit einer oder mehreren Teilnehmerendeinrichtungen eine oder meh­ rere Funkschnittstellen beispielsweise nach dem GSM- Mobilfunk-Standard, dem DECT - Schnurlostelefon - Standard oder nach dem TD-CDMA (Time Division-Code Division Mul­ tiplex Access)-Standard auf. Zwischen einer Teilnehme­ rendeinrichtung und der funkgestützten Zugangsstelle RA kön­ nen zur Erhöhung der Datenübertragungsrate mehrere Kanäle gleichzeitig belegt sein. Eine Datenverarbeitungseinrichtung, wie z. B. Personal Computer, Network Computer, Notebook- Computer, PDA (Personal Digital Assistent), Facsimileendein­ richtung (Fax) ist über eine zugeordnete Funkschnittstelle mit der Funkschnittstelle der funkgestützten Zugangsstelle RA verbindbar. Die funkgestützte Zugangsstelle RA kann über eine Funkschnittstelle mit einem Satelliten verbunden sein.

Zur Authentisierung eines Teilnehmers beim Zugang zu dem Kom­ munikationssystem MGS ist eine Identifikation vorgesehen. Die Identifikation kann durch Einführen einer Identifikationskar­ te, wie z. B. einer Chipkarte in eine der Teilnehmerendein­ richtung T zugeordnete Identifikationseinrichtung ID und/­ oder durch Eingabe eines Geheimcodes, wie z. B. einer PIN (Personal Identification Number) erfolgen. Im Zuge der Iden­ tifikation erfolgt ein Abgleich der an der Teilnehmerendein­ richtung T eingespeisten teilnehmerspezifischen Daten mit in dem Netzkern MGSC abgelegten teilnehmerspezifischen Daten vergleichbar mit dem vom GSM-Netz bekannten Anmelden eines Teilnehmers bei Inbetriebsetzung einer Teilnehmerendeinrich­ tung, was in Fachkreisen auch als einloggen oder log in be­ zeichnet wird.

In Fig. 2 ist der Anschluß einer durch ein Notebook gegebenen Teilnehmerendeinrichtung an die leitungsgebundene Zugangs­ stelle FA des Kommunikationssystems MGS genauer dargestellt. Eine Anordnung mit einem Notebook stellt über ISDN/AFRA eine CSCW(computersupported cooperativ working) - Applikation in einer gewählten Verbindung und einen Zugang zum Internet dar. Das Notebook ist über eine Schnittstelle, die eine Identifi­ kationseinrichtung aufweist, über ein Verbindungsleitung, wie z. B. eine Kupfer 2- Drahtleitung, eine Koaxialleitung oder eine Glasfaserleitung, mit einer Leitungsabschlußeinrichtung LIC (für: Line Interface Card), die einer Leitungsab­ schlußeinheit DLU (für: Digital Line Unit)/D-SLAM (für: Digi­ tal Subscriber Line Access Multiplex) zugeordnet ist. Die Leitungsabschlußeinheit DLU/D-SLAM ist wiederum dem Schalt­ netz des Einwählknotens, der durch eine Ortsvermittlungs­ stelle (Local Exchange) gegeben sein mag, zugeordnet. Auf der Verbindungsleitung zwischen der Schnittstelle der Teilnehme­ rendeinrichtung und der Leitungsabschlußeinrichtung erfolgt eine weiter unten näher beschriebene adaptive Ermittlung der maximal möglichen Übertragungsrate.

Ein realisiertes Kommunikationssystem MGS kann eine kontinen­ tale oder sogar eine globale Erstreckung aufweisen und ist mit einer Vielzahl von Zugangsstellen gebildet.

Eine Teilnehmerendeinrichtung kann durch den Teilnehmer an einer beliebigen Zugangsstelle des Kommunikationssystems MGS eingeloggt werden, wobei ein Zugang zu dem Kommunikationssy­ stem MGS wie bei dem Internet gegeben ist.

Der Netzkern MGSC weist eine Zusammenwirkungseinrichtung IWU (für: Interworking unit) auf. Die Zusammenwirkungseinrichtung IWU bildet eine Schnittstelle zwischen dem Schmalband-ISDN Vermittlungsnetz, dem Breitband-Internet, einem Koppelnetz sw (für: switches), einer Anzahl von Leitwegeinrichtungen R (für: router), einem Übertragungssystem, das Daten nach dem SDH (Synchronous Digital Hierarchy) - Übertragungsverfahren zu übertragen vermag, einem Übertragungssystem, das Daten nach dem ATM (Asynchronous Transfer Mode) - Übertragungsverfahren zu übertragen vermag und mehreren Hilfs- Datenverarbeitungseinrichtungen S1..Sn (für: server), wie z. B. ein Server für das World Wide Web.

Die Hilfs-Datenverarbeitungseinrichtung CD (für: Customer Da­ ta) verwaltet die Daten der Teilnehmer und führt im Zusammen­ wirken mit den Identifikationseinrichtungen der Teilnehme­ rendeinrichtungen die Identifikation der Teilnehmer, wie sie z. B. vom GSM-Standard bekannt ist, aus.

Die Hilfs-Datenverarbeitungseinrichtung RD (für: Roaming Da­ ta) verwaltet die Daten betreffend die Gebühren für Teilneh­ merverbindungen wie dies beispielsweise von GSM-Netzen be­ kannt ist.

Die Hilfs-Datenverarbeitungseinrichtung AA (für: Applicati­ ons/Applets) hält Software wie z. B. Programme oder Datensät­ ze zum Herunterladen (downloading) durch die Teilnehmer be­ reit.

Das Kommunikationssystem MGS stellt zwischen beliebigen Teil­ nehmerendeinrichtungen eine vorgegebene Übertragungsrate von bis zu 6 Mbit/s zur Verfügung, wodurch zwischen den Teilneh­ merendeinrichtungen Multimedia-taugliche Verbindungen gegeben sind.

Bei Aufbau einer Verbindung wird zunächst untersucht, wie hoch der Bedarf an Übertragungsrate für den gewünschten Dienst ist. Der Bedarf an Übertragungsrate kann durch die Übertragungsrate gegeben sein, die zwischen den an der Ver­ bindung beteiligten Einrichtungen, wie z. B. einer Teilnehme­ rendeinrichtung und einer Hilfs- Datenverarbeitungseinrichtung, im Zuge eines Kennungsaustau­ sches als höchste den Einrichtungen gemeinsame Übertragungs­ rate ermittelt wird. Dabei kann die höchste den beteiligten Einrichtungen gemeinsame Übertragungsrate wie vom Kennungs­ austausch zwischen Faxgeräten bekannt ermittelt werden. Bei Diensten, die Video-Sequenzen in Echtzeit übertragen, ergibt sich der Bedarf an Übertragungsrate bereits aus der erforder­ lichen Übertragungsrate für eine Video-Sequenz in Echtzeit.

Weiter wird untersucht welche Übertragungswege zwischen den zu verbindenden Teilnehmerendeinrichtungen gegeben sind und wie hoch die jeweiligen maximal übertragbaren Übertragungsra­ ten dieser Übertragungswege sind. Die maximal übertragbare Übertragungsrate eines Verbindungsweges hängt von den maximal übertragbaren Übertragungsraten auf den einzelnen Abschnitten der Übertragungswege ab, wobei der Abschnitt mit der niedrig­ sten maximal übertragbaren Übertragungsrate die maximal über­ tragbare Übertragungsrate festlegt. Durch Zusammenfassung mehrerer paralleler Abschnitte von Übertragungswegen mit je­ weils niedriger Übertragungsrate zu einem Bündel von Übertra­ gungswegen mit insgesamt hoher Übertragungsrate ist ein Er­ reichen und Einhalten der vorgegebenen Übertragungsrate des Kommunikationssystem MGS gegeben.

Die Untersuchung der maximal übertragbaren Übertragungsrate erfolgt vorzugsweise derart, daß beginnend mit einer niedri­ gen Übertragungsrate, beispielsweise der Übertragungsrate für eine Fernsprechverbindung, wie z. B. 64 kBit/s, eine Untersu­ chung mit schrittweise erhöhten Übertragungsraten erfolgt. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Erhöhung in ganzzahligen Vielfachen der Übertragungsrate für eine Fernsprechverbin­ dung, wie z. B. N × 64 kBit/s, erfolgt.

Im Zuge der Untersuchung der maximal übertragbaren Übertra­ gungsrate können auf einem Abschnitt eines Übertragungsweges unterschiedliche Übertragungsverfahren durchprobiert werden. So kann auf einem 2-Draht-Abschnitt des Vermittlungsnetzes niedriger Übertragungsrate zwischen einem Code für ISDN- Schmalbandanschlüsse, wie z. B. dem 4B/3T-Code, und einem Code für höherbitratige Teilnehmeranschlüsse, wie z. B. dem ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line)-Code oder dem HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line)-Code umgeschal­ tet werden.

Das Aufsuchen der maximal übertragbaren Übertragungsrate kann also adaptiv erfolgen.

Es kann vorgesehen sein, daß die schrittweise Erhöhung der Übertragungsrate bei der Aufsuche geeigneter Übertragungswege abgebrochen wird sobald die zuletzt untersuchte Übertragungs­ rate die gemeinsame Übertragungsrate der beteiligten Einrich­ tungen abdeckt oder einschließt.

Beim Aufsuchen der maximal übertragbaren Übertragungsrate ist in Abhängigkeit des zur Anwendung kommenden Übertragungsver­ fahrens eine physikalische Grenze, die unter anderem durch das die Digital-Signal-Übertragung begrenzende Dämpfungsmaß des Abschnitts des Übertragungsweges vorgegeben ist, gegeben.

Durch Zusammenfassung mehrerer paralleler Abschnitte von Übertragungswegen mit jeweils niedriger Übertragungsrate zu einem Bündel von Übertragungswegen mit insgesamt hoher Über­ tragungsrate ist ein Erreichen und Einhalten der vorgegebenen Übertragungsrate des Kommunikationssystem MGS gegeben.

Die Untersuchung erstreckt sich gleichermaßen auf die Über­ tragungswege des Vermittlungsnetzes niedriger Übertragungsra­ te und des Vermittlungsnetzes hoher Übertragungsrate. Die für die einzelnen Übertragungsraten ermittelten Abschnitte von Übertragungswegen werden gegebenenfalls ergänzt um die Kosten auf den Abschnitten von Übertragungswegen für die betreffende Verbindung festgehalten oder gespeichert.

Die für die aufzubauende Verbindung ermittelten Übertragungs­ raten werden der am Verbindungsaufbau beteiligten Teilnehme­ rendeinrichtung mitgeteilt. In der Teilnehmerendeinrichtung werden die möglichen Übertragungsraten gegebenenfalls ergänzt um Kosteninformationen angezeigt. Durch eine vom Teilnehmer bewirkte Eingabe an der Teilnehmerendeinrichtung ist eine Auswahl der gewünschten Übertragungsrate gegeben.

Claims (4)

1. Kommunikationssystem (MGS) zur multimedia-fähigen Kommuni­ kation zwischen Teilnehmerendgeräten, die an beliebiger Stelle des Kommunikationssystems durch den Teilnehmer ein­ logbar sind, umfassend

• 1. zumindest eine leitungsgebundene Zugangsstelle und zumin­ dest eine funkgestützte Zugangsstelle, die jeweils über ein Schmalband-Vermittlungsnetz und über ein Breitband- Vermittlungsnetz oder das Internet mit einem Kernnetz (MGSC) verbunden sind,
• 2. das Kernnetz eine Datenbasis mit Daten der Teilnehmer auf­ weist
• 3. ein Teilnehmerendgerät eine Identifikationseinrichtung aufweist

mit folgenden Schritten

• 1. Verbinden eines Teilnehmerendgeräts mit einem beliebigen Zugang des Kommunikationssystems
• 2. Identifikation des Teilnehmers am Teilnehmerendgerät und Abgleich der teilnehmerspezifischen Daten mit den Daten der Teilnehmer in der Datenbasis
• 3. Ermittlung des Bedarfs an Übertragungsrate
• 4. Auswahl von Übertragungswegen gleichermaßen über das Schmalband-Vermittlungsnetz und das Breitband- Vermittlungsnetz bzw. Internet nach Maßgabe des ermittelten Bedarfs an Übertragungsrate.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl von Übertragungswegen durch stufenweises Er­ höhen der Übertragungsrate erfolgt.

3. Kommunikationssystem nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Abschnitt eines Übertragungsweges eine Umschal­ tung von Übertragungsverfahren erfolgt.

4. Kommunikationssystem nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Abschnitt eines Übertragungsweges eine Bünde­ lung paralleler Übertragungswege zur Erreichung der vorgege­ benen Übertragungsrate erfolgt.