DE19845076A1 - Verfahren zum Übermitteln von paketorientierten Informationen über eine zeitmultiplexorientierte Funkstrecke - Google Patents

Abstract

In Downstream-Übermittlungsrichtung werden die Übertragungskanäle (DOC) allen Kommunikationsendgeräten (KE) permanent zugeteilt. Die zu übermittelnden, paketorientierten Informationen (pi) werden in Frame-Relay-orientierte Übertragungspakete (tp1...tpn) einschließlich einer Zieladresse (za1...n) eingefügt und über die permanent zugeteilten Übertragungskanäle (DOC) an alle Kommunikationsendgeräte (KE) rundgesendet. Die rundgesendeten Übertragungspakete (tp1...tpn) werden von den Kommunikationsendgeräten (KE) mit den zugeordneten Zieladressen (za1...zan) empfangen und weitergeleitet.

Description

An Zubringernetze von Kommunikationsnetzen - beispielsweise öffentliche oder private Kommunikationsnetze - sind häufig Kommunikationsendgeräte mit paketorientierter Informa­ tionsübermittlung angeschlossen - beispielsweise Personalcom­ puter mit einer Internetfunktion. In zunehmenden Maße sind die Kommunikationsendgeräte drahtlos, d. h. über eine Funk­ strecke, mit dem Zubringernetz verbunden, wobei das Kommuni­ kationsendgerät drahtgebunden an eine die Kommunikationsend­ geräte-seitige Funkstrecke realisierende Abschlußeinrichtung angeschlossen ist. Zubringernetz-seitig ist die Funkstrecke durch eine Basisstation realisiert, die meist über weitere optische oder Koaxial- oder Kupfer-Übertragungsstrecken mit einer Zubringernetz-Zugangseinrichtung verbunden ist. Die teilweise die Steuerung der Funkstrecken übernehmende Zubrin­ gernetz-Zugangseinrichtung ist beispielsweise über eine ISDN- orientierte Schnittstelle - beispielsweise eine ISDN-Primär­ schnittstelle S20 - direkt oder über ein öffentliches oder privates Kommunikationsnetz an einen Internet-Server ange­ schlossen. Funkstrecken im Zubringernetz sind derzeit vor­ zugsweise gemäß einem Zeitmultiplex-Zugriffsverfahren - bzw. TDMA-Zugriffsverfahren - insbesondere gemäß dem standardi­ sierten DECT-Zugriffsverfahren realisiert - siehe hierzu auch ETSI-Standard 300 175 Teil 1 bis 9.

Bei einem Einleiten eines Verbindungsaufbaus durch ein Kommu­ nikationsendgerät wird eine physikalische Verbindung über die Funkstrecke und das Zubringernetz direkt oder mit Hilfe der Vermittlungseinrichtung entsprechend der beim Verbindungsauf­ bau angegebenen Wahlinformation bei einer Internetverbindung zum zuständigen Internet-Server aufgebaut. Im Rahmen des Ver­ bindungsaufbaus wird eine logische Verbindung zwischen dem Kommunikationsendgerät und dem Internet-Server installiert. Diese logische Verbindung ist bei einer Internet-Verbindung durch ein Punkt-zu-Punkt-Protokoll realisiert - in der Fach­ welt als PPP bezeichnet -, mit dessen Hilfe der Austausch der Internet-Pakete geregelt wird. Hierbei werden Informationspa­ kete unterschiedlicher Protokolle mit Hilfe eines übergeord­ neten PPP-Protokolls transparent transportiert. Die zum In­ ternet-Server aufgebaute Verbindung bleibt solange bestehen, bis die jeweilige Verbindung von dem Kommunikationsendgerät ausgelöst und die Verbindung abgebaut wird. Da bei einer In­ ternet-Verbindung häufig Phasen auftreten - z. B. Betrachten oder Auswerten einer übermittelten Graphik -, bei denen keine Internet-Pakete übermittelt werden, werden die Ressourcen insbesondere der aufwendigen Funkstrecke ineffizient genutzt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Ressourcen der Funkstrecke, d. h. deren Übertragungskanäle ef­ fizienter zu nutzen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß in Downstream-Übermittlungsrichtung zu­ mindest ein Teil der Übertragungskanäle allen Kommunikations­ endgeräten permanent zugeteilt wird und die für die jeweili­ gen Kommunikationsendgeräte zu übermittelnden, paketorien­ tierten Informationen mit Hilfe eines paketorientierten Über­ tragungsprotokolls in Übertragungspakete eingefügt werden, wobei für die jeweiligen Kommunikationsendgeräte jeweils eine Zieladresse in die Übertragungspakete eingefügt ist. Die Übertragungspakete werden über die permanent zugeteilten Übertragungskanäle an alle Kommunikationsendgeräte rundgesen­ det und die rundgesendeten Übertragungspakete werden von den Kommunikationsendgeräten mit den zugeordneten Zieladressen empfangen und weitergeleitet. Vorteilhaft ist das Zugriffs­ protokoll durch ein Frame-Relay-Übertragungsverfahren reali­ siert - Anspruch 2.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren ist darin zu sehen, daß die funktechnischen Ressourcen in Down­ stream-Richtung maximal genutzt werden können, wobei in den die Funkstrecke realisierenden Komponenten keine Änderung des implementierten, zeitmultiplexorientierten Zugriffsverfahrens vorgenommen werden muß. Dies bedeutet eine Effizienzsteige­ rung der funktechnischen Ressourcen mit geringstem zusätzli­ chen Aufwand. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Realisierung eines paketorientierten Überträgungsproto­ kolls extern, d. h. nicht in den die Funkstrecke realisieren­ den Komponenten, möglich ist, wobei durch die Verwendung des einfachen, leistungsfähigen Frame-Relay-Übertragungsproto­ kolls der Realisierungsaufwand gering gehalten wird.

Die Zieladressen können vorteilhaft direkt den vorgesehenen Kommunikationsnetz-Adressen der Kommunikationsendgeräte ent­ sprechen - Anspruch 3 - oder jedem Kommunikationsendgerät wird eine Zieladresse zugeordnet und bei einer Übermittlung eines Übertragungspaketes wird aus der kommunikationsnetz­ spezifischen Zieladresse die protokollorientierte Zieladresse abgeleitet und in die jeweiligen Übertragungspakete eingefügt- Anspruch 4. Dies bedeutet, daß entweder für die zielgerich­ tete Übermittlung der Übertragungspakete an die jeweiligen Kommunikationsendgeräte die bereits im Verbindungsaufbau übermittelte Kommunikationsnetz-spezifische Zieladresse oder eine Übertragungsprotokoll-spezifische Zieladresse aus der Kommunikationsnetz-spezifischen Zieladresse abgeleitet und benutzt wird.

Vorteilhaft kann in Upstream-Übermittlungsrichtung ein DECT- oder ein CDMA-Zugriffsverfahren vorgesehen sein, wobei die Übertragungskanäle (UPC) verbindungsindividuell, oder durch einen Token- oder durch ein TDMA-orientiertes oder durch ein Kollisions- oder ein Zeittabellen-gesteuertes Verfahren zuge­ teilt werden. - Anspruch 5. In Upstream-Übermittlungsrichtung ist ein Zugriffsverfahren vorteilhaft, bei dem die funktech­ nischen Ressourcen, d. h. die Übertragungskanäle temporär ei­ ner Verbindung zugeteilt werden, da bei einer Realisierung ei­ ner Bus-ähnlichen Upstream-Funkstrecke die Zuteilung einen erheblichen Steuerungsaufwand verursachen würde.

Vorteilhaft ist die Anzahl der je Zeiteinheit übermittelbaren Übertragungspakete (tp1 . . tpn) für jede Verbindung V variabel- Anspruch 7. Dies bedeutet, daß die funktechnischen Ressour­ cen in Abhängigkeit von dem verfügbaren Ressourcenumfang Ver maximal genutzt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vom Kommunikationsendgerät zu einem Internet- Server eine logische Verbindung aufgebaut und die aufgebaute Verbindung V bleibt permanent bestehen - Anspruch B. Durch diese Maßnahme kann dem Kommunikationsendgerät, insbesondere einem Personalcomputer mit einer E-Mail-Funktion, jederzeit eine E-Mail übermittelt werden. Auch ist eine feste Gebühr für einen derartigen Anschluß möglich, da die Verbindungsdau­ er nicht berücksichtigt werden muß.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand drei­ er Blockschaltbilder näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 in einem Blockschaltbild ein zur Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Kommuni­ kationsanordnung und

Fig. 2a, Fig. 2b in einem Blockschaltbild die Struktur der Übertra­ gungspakete und deren Einfügen in Zeitschlitze bzw. Übertragungskanäle der DECT-orientierten Downlink- Funkstrecke.

Fig. 1 zeigt einen Internet-Server IS, an den über bei­ spielsweise 2 Mbit/s-Schnittstellen Basisstations-Steuer­ einrichtung BSC angeschlossen sind - beispielhaft ist eine Basisstations-Steuereinrichtung BSC dargestellt. Die Basis­ stations-Steuereinrichtung BSC ist einer Basisstation BS ver­ bunden, die die zentrale Einrichtung eines drahtlosen An­ schlußssystems DAS repräsentiert. Im drahtlosen Anschlußsy­ stem ist die Basisstation BS über eine Funkstrecke FS mit Ab­ schlußeinrichtungen RNT verbunden - in Fig. 1 ist beispiel­ haft eine Abschlußeinrichtung RNT dargestellt. Das drahtlose Anschlußsystem DAS und die Basisstations-Steuereinrichtung BSC bilden zusammen ein Zubringernetz AN. In der Abschlußein­ richtung RNT ist eine V.24-Schnittstelle V.24 oder optional eine USB-Schnittstelle USB realisiert, an die ein durch einen Personalcomputer PC realisiertes Kommunikationsendgerät KE angeschlossen ist. Für das Kommunikationsendgerät KE ist bei­ spielsweise eine Internet-Funktion vorgesehen, mit deren Hil­ fe internetorientierte, paketorientierte Informationen pi ge­ bildet und den Internet-Server IS übermittelt bzw. von diesem empfangen werden.

Die paketorientierten Informationen pi sind gemäß dem bekann­ ten Internetprotokoll 4 oder 6 - in der Fachwelt auch als IP 4 oder IP 6 bekannt - gebildet, d. h. die Internetpakete wei­ sen die jeweiligen Internetadressen ia1 . . ian im Kopfteil auf. Derartig gebildete paketorientierte Informationen pi1 . . pin bzw. Internetpakete - siehe hierzu Fig. 2a - werden für die an das drahtlose Anschlußsystem DAS angeschlossenen Perso­ nalcomputer PC von dem Internet-Server IS an die Basissta­ tions-Steuereinrichtung BSC übermittelt und in dieser werden die paketorientierten Informationen pi in Übertragungspakete tp eingefügt, die nach dem Frame-Relay-Übertragungsverfahren gebildet sind. Ein Übertragungspaket tp nach dem Frame-Relay- Übertragungsverfahren besteht aus einer Anfangsbitkombina­ tion, einem Kopffeld, einem Nachrichtenfeld, einer Überprü­ fungsinformation für das Kopffeld und eine Endebitkombina­ tion, wobei für die Nachrichteninformationen keine Datensi­ cherungsinformation gebildet und eingefügt wird. Das Frame- Relay-Übertragungsverfahren wird insbesondere bei der Über­ mittlung von paketorientierten, transaktionsorientierten Da­ ten eingesetzt. Dies bedeutet, daß es besonders vorteilhaft für die Übermittlung von paketorientierten, transaktionsori­ entierten Internetpaketen verwendet werden kann. In den Kopf­ teil der Übertragungspakete tp1 . . tpn werden in der Basissta­ tions-Steuereinrichtung BSC entsprechende Zieladressen za1 . . zan eingefügt, wobei jedem Kommunikationsendgerät KE ei­ ne Zieladresse za1 . . zan zugeordnet ist. In die Übertragungs­ pakete tp1 . . tpn wird jeweils diejenige Zieladresse za derje­ nigen Abschlußeinheiten RNT bzw. Kommunikationsendgeräte (KE) eingefügt, an die die darin enthaltenen paketorientierten In­ formationen pi zu übermitteln sind.

Die Funkstrecke FS ist in Upstream- und in Downstream-Über­ tragungskanäle UPC, DOC aufgeteilt. Bei einer Realisierung der Funkstrecke FS gemäß dem standardisierten DECT-Zugriffsver­ fahren sind bei einem Frequenzbereich 12 Upstream- und 12 Downstream-Übertragungskanäle UPC,DOC verfügbar. Bei mehreren Frequenzbereichen stehen entsprechend mehr Upstream- und Downstream-Übertragungskanäle UPC,DOC zur Verfügung. Erfin­ dungsgemäß werden alle oder ein großer Teil der verfügbaren Downstream-Übertragungskanäle DOC - es kann auch eine asymme­ trische Aufteilung von Upstream- und Downstream-Übertragungs­ kanälen vorgesehen werden - für die Übermittlung von Informa­ tionen allen Abschlußeinrichtungen RNT bzw. Kommunikations­ endgeräten KE permanent zugeteilt. Dies bedeutet, daß bei­ spielsweise bei einem DECT-Frequenzbereich eine Übertragungs­ kapazität von 12×32 kbit/s zur Verfügung steht. Im Rahmen eines vom Kommunikationsendgerät KE eingeleiteten Verbin­ dungsaufbaus wird eine virtuelle Verbindung V vom Kommunika­ tionsendgerät KE über die Funkstrecke FS zur Basisstations- Steuereinrichtung BSC aufgebaut. Beim Verbindungsaufbau wird ebenfalls eine Verbindung zum Internet-Server IS aufgebaut und beide Verbindungen können permanent bestehen bleiben. Al­ ternativ kann bei einer Realisierung des Frame-Relay-Über­ mittlungsverfahrens bis zum Internet-Server IS die logische Verbindung V bis zum Internet-Server IS eingerichtet werden und permanent bestehen bleiben. Dies bietet den Vorteil, daß insbesondere in der Downstream-Übertragungsrichtung zu belie­ bigen Zeitpunkten paketorientierte Informationen pi - insbe­ sondere e-mail-Informationen - übermittelt werden können.

Die gebildeten Übertragungspakete tp1 . . tpn einschließlich der eingefügten Zieladressen za1 . . zan werden über die Downstream- Übertragungskanäle DOC an alle Abschlußeinrichtungen RNT übermittelt. Gebildete Übertragungspakete tpx,tpy werden bei­ spielsweise mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 64kbit/s in "freien Double Slot Channels" der Downstream- Übertragungskanäle DOC1 . . DOC12 übermittelt - siehe hierzu Fig. 2b. In den Abschlußeinrichtungen RNT werden in allen zu­ geteilten Downstream-Übertragungskanälen DOC1 . . DOC12 die übermittelten Übertragungspakete tp1. . . tpn empfangen und die in den Kopfteil eingefügte Zieladresse tp1 . . tpn untersucht. Stimmt die eingefügte Zieladresse za1 . . zan mit der jeweili­ gen Abschlußeinrichtung RNT bzw. dem Kommunikationsendgerät KE zugeordneten Zieladresse za1 . . zan überein, wird das zuge­ hörige Übertragungspaket pt1 . . ptn in der betreffenden Ab­ schlußeinrichtung RNT empfangen und an den Personalcomputer PC weitergeleitet.

In den Upstream-Übertragungskanälen UPC - nicht detailliert dargestellt - können beliebige Zugriffsverfahren für den Zu­ griff der Abschlußeinrichtungen RNT auf die funktechnischen Ressourcen der Upstream-Übermittlungsrichtung verwendet wer­ den. Mögliche Zugriffsverfahren sind das bereits angegebene DECT-Zugriffsverfahren oder das CDMA-Verfahren. Des weiteren können die für den Zugriff auf lokale Netzwerke vorgesehenen Token-Zugriffsverfahren oder Zugriffsverfahren mit Kollisons­ erkennung oder Zeittabellen-gesteuerte Verfahren eingesetzt bzw. vorgesehen werden.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt und kann bei anderen Zu­ bringernetz-Konfigurationen mit mehreren Funkstrecken FS oder mehreren Zubringernetzkomponenten eingesetzt werden, wobei leidiglich die Zieladressen za bei unterschiedlichen Zu­ griffs- und Vermittlungsverfahren konvertiert bzw. angepaßt werden müssen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Übermitteln von paketorientierten Informa­ tionen (pi) zwischen einer zentralen Einrichtung (IS) und Kommunikationsendgeräten (KE) über ein Zubringernetz (AN), wobei in dem Zubringernetz im Kommunikationsendgeräte-Bereich zumindest eine Funkstrecke (FS) mit gemäß einem TDMA-Zu­ griffsverfahren realisierten Übertragungskanälen (DOC,UPC) angeordnet sind,

• - bei dem in Downstream-Übermittlungsrichtung zumindest ein Teil der Übertragungskanäle (DOC) allen Kommunikationsend­ geräten (KE) permanent zugeteilt wird,
• - bei dem die für die jeweiligen Kommunikationsendgeräte (KE) zu übermittelnden, paketorientierten Informationen (pi) mit Hilfe eines paketorientierten Übertragungsprotokolls in Übertragungspakete (tp1 . . tpn) eingefügt werden, wobei für die jeweiligen Kommunikationsendgeräte (KE) jeweils eine Zieladresse (za1 . . n) in die Übertragungspakete (tp1 . . tpn) eingefügt wird,
• - bei dem die Übertragungspakete (tp1 . . tpn) über die perma­ nent zugeteilten Übertragungskanäle (DOC) an alle Kommuni­ kationsendgeräte (KE) rundgesendet werden, und
• - bei dem die rundgesendeten Übertragungspakete (tp1 . . tpn) von den Kommunikationsendgeräten (KE) mit den zugeordneten Zieladressen (za1 . . zan) empfangen und weitergeleitet wer­ den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Übertragungsprotokoll durch ein Frame-Relay-Übertra­ gungsverfahren realisiert ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zieladressen (za1 . . zan) den vorgesehenen Kommunika­ tionsnetz-Adressen der Kommunikationsendgeräte (KE) entspre­ chen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kommunikationsendgerät (KE) eine protokollorien­ tierte Zieladresse (za1 . . zan) zugeordnet wird, und daß aus der kommunikationsnetz-spezifischen Zieladresse die proto­ kollorientierte Zieladresse (za1 . . zan) abgeleitet und in die jeweiligen Übertragungspakete (tp1 . . tpn) eingefügt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in Upstream-Übermittlungsrichtung ein DECT- oder ein CDMA-Zugriffsverfahren vorgesehen ist, wobei die Übertra­ gungskanäle (UPC) verbindungsindividuell, oder durch einen Token- oder durch ein TDMA-orientiertes oder durch ein Kolli­ sions- oder eine Zeittabellen-gesteuertes Verfahren zugeteilt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Summe der über zumindest einen Teil der Downstream- Übertragungskanäle (DOC) rundgesendeten Übertragungspakete (tp1 . . tpn) je Zeiteinheit gleich der Summe aller über den Freame-Relay-Übertagungsweg übermittelten Übertragungspakete (tp1 . . tpn) je Zeiteinheit entspricht.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der je Zeiteinheit übermittelbaren Übertra­ gungspakete (tp1 . . tpn) für jede Verbindung V variabel ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß vom Kommunikationsendgerät (KE) zum Internet-Server IS eine logische Verbindung V aufgebaut wird, und daß diese auf­ gebaute Verbindung V permanent bestehen bleibt.