DE202012013443U1

DE202012013443U1 - Optimierung von Service-und Anwendungsschichten durch Lichtwellenleiterübertragung mit variabler Geschwindigkeit

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Publication number: DE202012013443U1
Application number: DE202012013443.4U
Authority: DE
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Current assignee: Google LLC
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2017-01-17
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: US20130129350A1; US20160080103A1; DK2781076T3; EP2781076A4; EP2781076A1; AU2012339917B2; CA2855798A1; CA2855798C; US9225614B2; EP2781076B1; WO2013074349A1; US10027436B2; AU2012339917A1

Abstract

Variables Verbindungskontrollgerät zur Kontrolle der Anwendungsschicht eines Lichtwellenleitersystems, wobei das variable Verbindungskontrollgerät folgendes umfasst: ein Medienzugangskontrollelement; eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichteilschicht; ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Rahmenelement; und ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelter Paketbuffer; wobei das variable Verbindungskontrollgerät so konfiguriert ist, dass es mit variabler Geschwindigkeit von einer Paketquelle an ein physikalisches Übertragungssystem zuordnet, einschließlich der Verwaltung von Paketübertragungen in einem optischen Netzwerk mithilfe einer oder mehrerer Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.

Description

Kommunikation über optische Hochgeschwindigkeitsnetze basiert im Allgemeinen auf einer festgelegten Datenübertragungsgeschwindigkeit je Kanal bzw. je Kabel, unabhängig von der Übertragungsentfernung. So haben beispielsweise optische DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)-Systeme im Allgemeinen eine unveränderliche Datenrate wie z. B. 10 GB/s, 40 GB/s oder 100 GB/s, wobei die Geschwindigkeit von Erstellung und Alter der optischen Ausstattung abhängig ist. Neuere Lichtwellenleitertechniken, wie etwa kohärente optische Modems, können eine variable Übertragungsrate ermöglichen, wobei das System mit der für den Übertragungskanal höchstmöglichen Geschwindigkeit überträgt, auf eine Weise, die analog zu DSL-Netzwerken ist.
Jedoch können selbst bei diesen Systemen mit variabler Geschwindigkeit die höheren Schichten im Netzwerk, einschließlich der Anwendungsschicht, die verfügbare höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit nicht einfach nutzen, da die Verbindungskontrollschicht unveränderbar ist und die Anwendungsschicht gegenüber der Übertragungsschicht blind ist. Darüber hinaus wird in bekannten Netzwerkarchitekturen die Übertragungsschicht den höheren Schichten möglicherweise als Einzel-Übertragungsprofil abstrahiert (präsentiert), das durch Kanaldurchsatzrate und garantierter Bitfehlerrate charakterisiert wird. Solche Systeme können möglicherweise keinen optimalen Übertragungsdurchsatz bieten.
ZUSAMMENFASSUNG
Wie bereits hierin erläutert, befassen sich Aspekte der Offenbarung mit der Verwendung von Lichtwellenleitersystemen mit variabler Geschwindigkeit zur Optimierung von Service- und Anwendungsschichten.
Bei optischen Kommunikationssystemen besteht ein Austausch von Datenrate, Entfernung und Energienutzung. Systeme, die für eine bestimmte Datenrate und eine bestimmte Entfernung konzipiert sind, verfügen möglicherweise über einen Rest an optischem Spielraum, wenn sie mit dieser Datenrate über eine viel kürzere Entfernung betrieben werden. Aus diesem Grund werden bei optischen Systemen mit unveränderlicher Geschwindigkeit selbst kurze Verbindungen, die möglicherweise mit viel höheren Geschwindigkeiten betrieben werden können, auf eine suboptimale Weise verwendet. Bei Übertragungstechniken mit variablen Geschwindigkeiten können unterschiedliche Kanäle mit Profilen von unterschiedlicher Servicequalität (QoS, quality of service) konfiguriert werden, einschließlich einer Kombination von Durchsatz, garantierter Fehlerrate und Kosten und die Anwendungsschicht kann die Anwendungen auf Grundlage der QoS-Anforderungen den unterschiedlichen Übertragungskanälen optimal zuordnen.
Hierin präsentierte Verkörperungen bieten eine Methode und ein Gerät für die Optimierung von Anwendungsschichten in einem modernen Datennetzwerk durch den Einsatz von Lichtwellenleiterübertragung mit variabler Geschwindigkeit. So steigert die Methode z. B. durch die Maximierung des Datendurchsatzes und Aktivierung von QoS-Profilen auf einem Übertragungskanal die Netzwerkeffizienz insgesamt. Wie oben erwähnt, ist bei typischen optischen Hochgeschwindigkeitsnetzen die Datenrate des Übertragungskanals unveränderlich und kann nicht auf Grundlage der Bedingungen des Übertragungskanals erhöht bzw. verringert werden. Die Einschränkungen eines Systems basierend auf einer unveränderlichen Geschwindigkeit ist in Szenarien, bei denen der Übertragungskanal eine höhere Datenrate erreichen könnte, suboptimal; jedoch kann ein solches System dies nicht nutzen, oder das System ist für die nicht benötigte Bandbreite zu gut ausgestattet.
Gemäß eines Aspekts der Offenbarung wird ein variables Verbindungskontrollgerät zur Kontrolle der Anwendungsschicht eines Lichtwellenleitersystems bereitgestellt. Das variable Verbindungskontrollgerät umfasst ein Zugangskontrollelement, eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichsteilschicht, ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppeltes Rahmenelement, sowie einen an das Medienzugangskontrollelement gekoppelten Paketbuffer. Das variable Verbindungskontrollgerät wird so konfiguriert, dass es mit variabler Geschwindigkeit von einer Paketquelle an ein physikalisches Übertragungssystem zuweist (mappt), einschließlich der Verwaltung von Paketübertragungen in einem optischen Netzwerk mithilfe einer oder mehrerer Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.
In einem Beispiel wird der Paketbuffer so konfiguriert, dass er mit einem oder mehreren Host-Computern über Pakete, die mit Servicequalität markiert sind, kommuniziert. In einem weiteren Beispiel beinhaltet das Rahmenelement eine physikalische Kodierungsteilschicht und eine optische Transportnetzteilschicht. Hier können die physikalische Kodierungsteilschicht und die optische Transportnetzteilschicht möglicherweise an eine physikalische Medienzugangsteilschicht gekoppelt werden. In diesem Fall sind Medienzugangskontrollelement, physikalische Kodierungsteilschicht, optische Transportnetzteilschicht und physikalische Medienzugangsteilschicht möglicherweise Teil eines Paketvermittlungsgeräts.
In einem weiteren Beispiel umfasst das variable Verbindungssteuergerät weiterhin eine Zentralsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem oder mehreren Host-Computern kommuniziert, ein optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit und mindestens einen der Paketbuffer und das Medienzugangskontrollelement, um eine oder mehrere Datengeschwindigkeiten, Service-Profile und Servicequalitätsmarkierungen aufzubauen. In einer Alternative beinhaltet die Zentralsteuerung Konfigurationsprofile, um anzuzeigen, welche Elemente über eine variable Bitratenerkennung verfügen sowie die Grenzen dieser Variabilität. Hierbei ist die Zentralsteuerung möglicherweise so konfiguriert, dass sie ein Gleichgewicht zwischen den Fähigkeiten einer Übertragungsverbindung und den Anforderungen des Datenaufkommens feststellen kann, um eine Übereinstimmung zu erhalten. In einem anderen Beispiel werden eine oder mehrere Datenraten, Serviceprofile und Servicequalitätsmarkierungen mithilfe direkter Signalgebung zwischen zugehörigen funktionalen Blöcke angeordnet.
In einem weiteren Beispiel ist das Medienzugangskontrollelement Teil des Paketvermittlungsgeräts. In diesem Fall beinhaltet das variable Verbindungskontrollgerät weiterhin eine Zentralsteuerung, die für die Kommunikation mit einem oder mehreren Host-Computern und dem Paketvermittlungsgerät konfiguriert ist, und eine oder mehrere Verbindungen zwischen dem Paketvermittlungsgerät und einem optischen Modem mit variabler Geschwindigkeit.
Gemäß einem anderen Aspekt der Offenbarung umfasst ein variables Verbindungssteuergerät ein Zugangssteuerungselement, eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichsteilschicht, ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppeltes Rahmenelement, einen an das Medienzugangskontrollelement gekoppelten Paketbuffer und ein an das Rahmenelement gekoppeltes optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit. Das variable Verbindungskontrollsystem ist so konfiguriert, dass es Daten aus einer Paketquelle an das optische Modem mit variabler Geschwindigkeit mappt, indem es eine oder mehrere Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit nutzt, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.
Gemäß einem Beispiel ist das optische Modem mit variabler Geschwindigkeit so konfiguriert, dass es ein oder mehrere Wellenlängen-, orthogonale Frequenz-, Zeit- oder Polarisationsmultiplexverfahren verwendet. In einem weiteren Beispiel sind Medienzugangskontrollelement, Rahmenelement und optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit Teil eines Paketvermittlungsgeräts.
In einem weiteren Beispiel ist das System konfiguriert, um Kapazitäten des optischen Modems mit variabler Geschwindigkeit anzubieten, erste und periodische Anfragen des Übertragungsmedienstatus durchzuführen, um mögliche Übertragungsmodi mit unterschiedlichen Servicequalitätsprofilen festzustellen und eine Übertragungsgeschwindigkeit mit einer Anwendungsschicht zu vereinbaren.
Gemäß einer Alternative umfasst das variable Verbindungskontrollgerät weiterhin eine Zentralsteuerung, die so konfiguriert ist, dass sie mit einem oder mehreren Host-Computern kommuniziert, ein optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit und mindestens einen der Paket-Buffer und das Medienzugangskontrollelement, um eine oder mehrere Datengeschwindigkeiten, Service-Profile und Servicequalitätsmarkierungen aufzubauen. In diesem Fall beinhaltet die Zentralsteuerung Konfigurationsprofile, um anzuzeigen, welche Elemente über eine variable Bitratenerkennung verfügen und die Grenzen dieser Variabilität.
In einer weiteren Alternative wird die Signalgebung zwischen unterschiedlichen funktionalen Elementen des Systems durchgeführt, um Parameter zu kommunizieren, eine Datengeschwindigkeit und ein entsprechendes Profil aufzubauen, und Sicherheitsabfragen über eine aufgebaute Verbindung zu senden. In diesem Fall kann die Signalgebung mithilfe einer voreingestellten Basisrate aufgebaut werden. Alternativ kann die Signalgebung möglicherweise auch bandexterne Signalgebung sein. Hier kann die bandexterne Signalgebung einen FM-Ton einsetzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung umfasst ein variables Verbindungskontrollgerät zur Anwendungsschichtsteuerung eines Lichtwellenleitersystems ein Medienzugangskontrollelement, eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichsteilschicht, ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppeltes Rahmenelement, einen an das Medienzugangskontrollelement gekoppelten Paketbuffer sowie Instrumente zur Anwendungsschichtverwaltung zum Mappen von Daten von einer Paketquelle an ein physikalisches Übertragungssystem mit variabler Geschwindigkeit.
In einem Beispiel ist das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert, dass es Paketübertragungen in einem optischen Netz mithilfe einer oder mehrerer Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit verwendet, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren. In einem weiteren Beispiel vermittelt das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung die Wahrnehmung von Anwendungsebenen über einen passiven Kennungsmechanismus, Echtzeitoptimierung oder Nahe-Echtzeitoptimierung der aktuell verfügbaren Übertragungsquellen. In diesem Fall verwendet das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung möglicherweise ein oder mehrere Attribute aus der Gruppe, bestehend aus Durchsatzrate, Verbindungsqualität und Kosten je Bit, um eine Übertragungsbitrate zu variieren. Alternativ kann das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung als Reaktion auf die tageszeitlichen Anforderungen möglicherweise die Kapazität paarweise im Lichtwellenleitersystem neu konfigurieren. Gemäß einer weiteren Alternative ermöglicht das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung einen energieeffizienten Betriebsmodus, wenn eine Computer- oder Kommunikationslast unterhalb eines gegebenen Schwellenwerts liegt, sodass das Lichtwellenleitersystem mit einer geringeren Geschwindigkeit und dem damit einhergehenden geringeren Energiebedarf betrieben wird.
In einem weiteren Beispiel ist das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert, dass es Anwendungen auf Übertragungskanäle mappt. In diesem Fall basiert das Mappen möglicherweise auf einem oder mehreren Attributen des Übertragungskanals, darunter Verlusttoleranz, tageszeitabhängige Flexibilität, Kostenmessgrößen und Energieeffizienz. Hierbei sind möglicherweise unterschiedliche Servicequalitätsklassen auf Grundlage unterschiedlicher Kombinationen der Übertragungskanalattribute definiert.
Gemäß einem weiteren Beispiel ist das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung konfiguriert, sodass es eine Verbindungsmodusanfrage durchführt, die, basierend auf dem Verbindungsspielraum für unterschiedliche Datenraten eine zu unterstützende Datenrate bestimmt. Alternativ ist das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert, dass es unterschiedliche Anwendungen auf verschiedene Übertragungsserviceklassen mappt. In diesem Fall basieren die unterschiedlichen Übertragungsserviceklassen möglicherweise auf einem oder mehreren von Datendurchsatzrate, garantierten Fehlerquoten, Latenz und Kosten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Beispiel einer Netzwerkschichtarchitektur zur Nutzung mit Aspekten der Offenbarung dar.
2 stellt eine Feedbacksystemkonfiguration gemäß Aspekten der Offenbarung dar.
3 stellt eine Systemkonfiguration ohne Feedback dar.
4 stellt ein Beispiel eines variablen Verbindungskontrollsystems gemäß Aspekten der Offenbarung dar.
5 stellt ein weiteres Beispiel eines variablen Verbindungskontrollsystems gemäß Aspekten der Offenbarung dar.
6 stellt eine Zeitverlaufsdiagramm von Verbindungsverhandlung und -aufbau gemäß einem Aspekt der Offenbarung dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Aspekte, Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden ersichtlich, wenn sie unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung von Ausführungsformen und beigefügten Figuren betrachtet wird. Dieselben Referenznummern in unterschiedlichen Zeichnungen können dieselben oder ähnliche Elemente identifizieren. Des Weiteren schränkt die folgende Beschreibung die Offenbarung nicht ein, sondern der Umfang wird durch die angehängten Ansprüche und Äquivalente definiert.
In einem Aspekt wird ein System bereitgestellt, in dem die Anwendungsschicht die zugrundeliegenden Übertragungsrate und -qualität erkennt und steuert, wodurch die Anwendung so angepasst wird, dass die Übertragungskapazität des Kanals vollständig genutzt wird. Ein weitere Aspekt ermöglicht QoS-gesteuerte, dynamische Übertragungskanäle. So kann z. B. ein Übertragungsprofil mit unterschiedlichen QoS-Klassen unterschiedlichen Übertragungskanälen zugeordnet werden. Basierend auf Parametern wie garantierter Bitfehlerrate (BER, bit error rate), Latenz, Energieeffizienz und Durchsatz verfügen die unterschiedlichen Kanäle möglicherweise über unterschiedliche Übertragungsprofile.
Die Übertragungsarchitektur insgesamt kann möglicherweise dargestellt werden, als hätte sie mehrere Schichten. Eine exemplarische Übertragungsarchitektur ist das Basisreferenzmodell „Open Systems Interconnection“ („OSI“), das eine geschichtete, abstrakte Beschreibung für Kommunikationssysteme und Computernetzwerke bietet, wie dargestellt in 1. Hier umfasst jede Schicht eine Sammlung verwandter Funktionen, die Dienste für die darüber liegende Schicht bereitstellen und Dienste von der darunter liegenden Schicht erhalten. In einem solchen geschichteten Kommunikationssystem gibt es an beiden Seiten des Systems in jeder Schicht unterschiedliche verarbeitende Entitäten. Abhängig von den Anforderungen des Endnutzers sind alternative Netzwerkschichtkonfigurationen auf der Grundlage einer Zusammenlegung von Funktionen einer oder mehreren Schichten in einer Schicht möglich.
In jeder Schicht an einer Seite des Kommunikationssystems kommuniziert eine verarbeitende Stelle normalerweise mit einer verarbeitenden Stelle in derselben Schicht an der anderen Seite des Kommunikationssystems. Die physikalische Schicht an einer Seite des Kommunikationssystems beispielsweise ist gleichrangig mit der physikalischen Schicht an der anderen Seite des Kommunikationssystems, wie dargestellt in 1. Die logischen Verbindungen zwischen zugehörigen verarbeitenden Stellen in einer bestimmten Schicht werden mit gestrichelten Linien dargestellt in 1. Für jede Schicht sind möglicherweise unterschiedliche Kommunikationsprotokolle festgelegt. In jeder Schicht kommunizieren die Peers mithilfe dieser Protokolle miteinander. Außerdem kommuniziert jede Peer-Stelle normalerweise mit den verarbeitenden Stellen in der darüber liegenden und der darunter liegenden Schicht.
Gemäß einer Ausführungsform ermöglicht das System der Anwendungsschicht (oder Serviceschicht), die größtmögliche Durchsatzrate für die vorgegebene Übertragungsverbindung zu nutzen. Außerdem ermöglicht es der Anwendungs- oder Serviceschicht aufgrund temporärer und statistischer Faktoren, den „verlorenen Spielraum“ in einer optischen Verbindung zu nutzen. Gemäß einem Aspekt bezieht sich „verlorener Spielraum“ auf die Differenz der optischen Leistung (im Allgemeinen durch Q gemessen) zwischen dem, was das optische System leisten kann und was für einen bestimmten Einsatz erforderlich ist. So kann ein System beispielsweise einen erforderlichen Q von 12 dB, aber einen Grenzwert von 14 dB aufweisen. In diesem Beispiel gibt es einen verlorenen Spielraum von 2 dB. Beispiele für Faktoren, die zum verlorenen Spielraum beitragen, sind Herstellungsspielraum, Ausstattungsalterungsspielraum, Temperaturspielraum, Spielraum für vorübergehende Ereignisse, Glasfaseralterungsspielraum sowie optische Beeinträchtigungsspielraum im Extremfall. Durch einleitende Verhandlung und periodische Verwaltungsnachrichtenprotokolle wie hierin beschrieben, kann die Übertragungsrate möglicherweise auf die höchstmögliche Rate gesteigert werden, die der Kanal unterstützen kann und gleichzeitig die QoS-Anforderungen der Anwendungsschicht zu dem Zeitpunkt erfüllen.
Ein weiterer Aspekt ermöglicht der Anwendungsschicht, unterschiedliche Anwendungen auf unterschiedliche Serviceklassen der Übertragung zu mappen. Diese können auf Grundlage der Datendurchsatzrate, garantierter Fehlerraten, Latenz, Kosten usw. eingeordnet werden. Dadurch kann die Anwendungsschicht einige verlusttolerante Anwendungen einer Übertragungsklasse mit geringeren Kosten (pro Bit) zuordnen, die verlustreicher ist als eine kostenintensivere Übertragungsklasse. Im Gegensatz dazu, werden bei aktuellen Betriebstechniken alle Übertragungskanäle durch die selben Messgrößen charakterisiert und verfügen nicht über die Möglichkeit, verschiedene Serviceklassenstufen anzubieten.
Die Technologie gemäß dieser Offenbarung ermöglicht es Netzwerkbetreibern, eine dynamische optische Schicht einzusetzen, die über die Fähigkeit verfügt, als Reaktion auf die tageszeitabhängigen Anforderungen die Kapazität des Systems paarweise neu zu konfigurieren. So kann beispielsweise zeitunabhängiger Maschinen-Maschinen-Datenverkehr in der Nacht oder zu anderen Nebenzeiten gesteigert werden, wenn die Belastung durch den normalen Nutzer-Datenverkehr abnimmt. Diese dynamische Neukonfiguration ist jedoch nur dann effizient, wenn die Anwendungsschicht über Kenntnis der Kapazitäten der Übertragungsschicht verfügt. Eine solche Architektur ermöglicht einen energieeffizienten Betriebsmodus, wenn die Computer- oder Kommunikationslast gering ist, und das Netzwerk mit einer geringeren Geschwindigkeit und dem damit einhergehenden geringeren Energiebedarf betrieben werden kann.
2 stellt ein Beispiel von System 200 nach Aspekten der Offenbarung dar. System 200 stellt Feedback-Schleifen zur Vermittlung von Informationen bezüglich des Übertragungskanals zur Medienzugangskontrollschicht (MAC, media access control) und der Paketquelle dar. Wie dargestellt, enthält System 200 eine Paketquelle 202, einen Buffer 204, einen Framer 206, MAC 208 sowie eine physikalische Schicht 210. System 200 bietet Übertragung mit variabler Geschwindigkeit. Die physikalische Schicht (optische Schicht 210) beinhaltet ein optisches System, das die Übertragungsdatenrate auf Grundlage der Kanalbedingungen ändern kann.
Übertragung mit variablen Geschwindigkeit kann mithilfe diverser Techniken erreicht werden. So kann beispielsweise DWDM (Wellenlängenmultiplexverfahren) verwendet werden, wobei unterschiedliche eintreffende Datenströme auf unterschiedliche Wellenlängen gemappt und anschließend mittels Multiplexverfahrens auf eine einzelne Glasfaser geleitet werden. Die DWDM-Übertragung von multiplen Wellenlängen mit jeder Wellenlänge kann mithilfe kohärenter Übertragungstechniken in Zusammenspiel mit einem variablen Modulationsformat (z. B. BPSK, QPSK, 16-QAM usw.) durchgeführt werden. Hier kann jede Wellenlänge eine eigene Datenrate und ein eigenes Modulationsformat erhalten und unabhängig von den anderen Wellenlängen sein. Eine weitere Übertragungstechnik ist das orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM, orthogonal frequency division multiplexing), bei dem jeder Unterträger unabhängig moduliert werden kann. Alternativ kann auch die serielle Übertragung durch Zeitmultiplexverfahren mit variabler Bitrate (TDM, time division multiplexing) eingesetzt werden, wobei die serielle Bitrate basierend auf der Qualität der Übertragungskanäle und den Anforderungen der Anwendungsschicht verändert werden kann. Eine weitere Alternative ist das Polarisationsmultiplexverfahren (PDM, polarisation division multiplexing), sowie eine Kombination von WDM, OFDM, TDM und PDM.
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ermöglicht eine Geschwindigkeitsänderung, die nicht in Echtzeit, sondern über viel längere Zeitrahmen, z. B. Stunden oder sogar Monate, verläuft. Die Auslöser für die Anpassung über diesen längeren Zeitraum beinhalten (a) Abbau des Verbindungsspielraums im Zeitverlauf und (b) Veränderungen der Anforderungen des Datenaufkommens und der QoS-Profile.
Wieder unter Bezug auf 2, wird dargestellt, dass die funktionalen Blöcke von System 200 Informationen zwischen der Paketquelle 202 und der physikalischen Schicht 210 weiterleiten. Wie durch die untere gestrichelte Linie 212 dargestellt, wird die Datenübertragungsrate gemäß den Informationen festgelegt, die von der Paketquelle 202 an den Framer 206, MAC 208 und die physikalische Schicht 210 geleitet werden. Des Weiteren werden, wie durch die gestrichelte Linie 214 dargestellt, Attribute wie Durchsatz, Verbindungsqualität (z. B. Fehlerrate) und Kosten pro Bit von der physikalischen Schicht 210 zur Paketquelle 202 geleitet. Das ist der Unterschied zu System 300, dargestellt in 3, bei dem es kein Feedback zwischen der physikalischen Schicht und der Paketquelle gibt. Hier überträgt die Paketquelle mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit und die Pfeile zeigen den Datenverkehrsstrom zu und von der Paketquelle an.
Gemäß einer Ausführungsform verwendet das System eine variable Verbindungskontrollschicht, um eine optimierte Übertragung zu ermöglichen. Ein Beispiel wird dargestellt in 4. Hier beinhaltet das System 400 eine variable Verbindungskontrollschicht, die ein Medienzugangskontrollelement 402, eine Abgleichteilschicht 404, ein Rahmenelement 406 und einen Paketbuffer 408 umfasst. Zusammen ermöglichen diese Elemente die Zuordnung von einer Paketquelle, wie z. B. einem der Host-Computer 410, zu einem physikalischen Übertragungssystem 412 mit einer variablen Geschwindigkeit.
Der Paketbuffer 408 wird dargestellt als Teil eines Paketvermittlers/Routers (Paketvermittlungsgerät) 409, der mit dem (den) Host-Computer(n) 410 über QoS-markierte Pakete kommuniziert. QoS wird möglicherweise durch ein Feld „Serviceklasse“ in der Paketkopfzeile markiert. Das physikalische Übertragungssystem 412 kann möglicherweise als optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit eingesetzt werden, wie dargestellt in 4. Außerdem beinhaltet das Rahmenelement 406 möglicherweise eine physikalische Kodierungsteilschicht (PCS, physical coding sublayer) und eine optische Transportnetzteilschicht (OTN, optical transport network), die möglicherweise an eine physikalische Medienzugangsteilschicht (PMA, physical medium attachment) gekoppelt sind. In einer Ausführungsform sind MAC, PCS/OTN, PMA und das optischer Modem mit variabler Geschwindigkeit möglicherweise alle Teil des Paketvermittlers/Routers 409.
Die variable Verbindungskontrollschicht ist auch verantwortlich für das Anbieten der Kapazitäten des optischen Modems mit variabler Geschwindigkeit, die Durchführung einer ersten und regelmäßiger Anfragen des Übertragungsmedienstatus, um mögliche Übertragungsmodi mit unterschiedlichen QoS-Profilen festzustellen sowie für die Vereinbarung der Übertragungsgeschwindigkeit mit der Anwendungsschicht. Diese Kontrollschicht kann durch Verwendung mehrerer Architekturlösungen erreicht werden.
4 stellt eine dieser Architekturlösungen dar, die eine Zentralsteuerung 414 enthalten. In dieser Architektur kommuniziert die Zentralsteuerung 414 mit allen Elementen, die eine variable Geschwindigkeit erkennen können oder deren Teilnahme zum Aufbau der Verbindung (Anwendungsschicht, Paketvermittler und Übertragungsschicht) und Aufbau der entsprechenden Datenrate, Serviceprofile und QoS-Markierungen erforderlich ist. Die Zentralsteuerung 414 umfasst möglicherweise einen Prozessor wie z. B. eine CPU, der Teil eines Servers, PCs oder anderen Computers sein kann. Gemäß einem Aspekt beinhaltet die Zentralsteuerung Konfigurationsprofile, um anzuzeigen, welche Elemente über eine variable Bitratenerkennung verfügen und die Grenzen dieser Variabilität. Mit diesen Konfigurationsinformationen kann die Zentralsteuerung ein Gleichgewicht zwischen den Fähigkeiten einer Übertragungsverbindung und den Anforderungen des Datenaufkommens herstellen, um eine Übereinstimmung zu erstellen. Sie fungiert im Grunde genommen als Vermittler mit dem vollständigen Wissen aller Elemente und ist demzufolge in der Lage, die bestmögliche Konfiguration zu optimieren. Eine Erweiterung der Zentralsteuerungsarchitektur erstreckt sich möglicherweise über mehrere Netzwerkelemente (Netzwerkweite Zentralsteuerung).
5 stellt eine alternative Architektur 500 dar, die eine dezentrale Steuerung des Systems bietet. In dieser Architektur gibt es keine Zentralsteuerung für die Koordination der Datenraten, Serviceprofile und der entsprechenden QoS-Markierungen. Diese Parameter werden mithilfe direkter Signalgebung zwischen funktionalen Blöcken eingerichtet, z. B. zwischen zwei Übertragungselementen, zwischen dem Paketvermittler und der Übertragungsschicht und zwischen dem Paketvermittler und der Anwendungsschicht. Im Gegensatz zur Zentralsteuerungsarchitektur sind in dieser Konfiguration die einzelnen Elemente so konfiguriert, dass sie direkt miteinander sprechen, so etwa über die in der Figur abgebildeten Signalpfade.
Eine weitere Alternative ist ein Hybrid-Steuerungssystem, eine Kombination der Zentral- und der dezentralen Steuerungssysteme aus 4 und 5. Hierbei werden einige der Elemente zentral gesteuert und andere basieren auf einer verteilten Steuerung. In einer Ausführungsform ist die Verbindung zwischen Paketvermittler/Router und dem optischen Modem mit variabler Geschwindigkeit möglicherweise verteilt und der Host-Computer und der Paketvermittler werden zentral gesteuert.
Unabhängig von Zentralsteuerung, verteilter Steuerung oder einer Kombination aus beiden, ist eine Signalgebungsmethode zwischen den diversen funktionalen Elementen für die Kommunikation der wichtigsten Parameter, dem Aufbau der gewünschten Datenrate und des gewünschten Profils sowie zur Versendung einer Sicherheitsabfrage über die erstellte Verbindung erforderlich. Für den Aufbau der Übertragungsverbindung gibt es mehrere Möglichkeiten und sie können ganz allgemein gefasst als bandinterne oder bandexterne Signalgebung klassifiziert werden. Bandinterne Signalgebung bezieht sich auf die Verwendung des Datenkanals selbst zum Zweck der Signalgebung. Die Signalgebung kann mithilfe einer vorab festgelegten niedrigen (Basis-)Rate aufgebaut werden, mit der die Verbindung im Allgemeinen garantiert funktioniert. Ein Beispiel für eine Basisrate ist 50 GB/s. Es bestehen keinerlei Mindestanforderungen für die Häufigkeit, mit der dies funktioniert. Es kann sich vielmehr um eine Funktion des Systemalters handeln. So verliert beispielsweise die Verbindung mit wachsendem Systemalter ihren Spielraum durch den normalen Alterungsprozess oder Glasfaserreparaturen. Bandexterne Signalgebung bezieht sich auf die Verwendung eines Kommunikationsschemas, das vom Datenkanal getrennt, Signalgebungsinformationen empfängt und übermittelt. Einige Beispiele für bandexterne Signalgebung sind digitale Overhead-Bytes und AM- oder FM-Töne. FM-Töne werden in vielen Situationen bevorzugt, da diese am wenigsten anfällig für Verbindungsbeeinträchtigungen sind und das toleranteste Signal bieten. Digitale Overhead-Bytes funktionieren in anderen Situationen, wenn z. B. die Basisverbindung bereits aufgebaut ist. AM-Töne sind anfällig für Verbindungsrauschen und können dementsprechend nicht in Situationen verwendet werden, in denen diese ein Problem darstellen.
Die Anwendungsschicht ist die Quelle der im Netzwerk zu übermittelnden Pakete und die Kenntnis dieser Schicht hinsichtlich des Bandbreitendurchsatzes und der Qualität der verfügbaren Übertragungskanäle, ermöglicht der Anwendung, die geeigneten Übertragungskanäle auszuwählen. Die Kenntnis auf Anwendungsebene kann über einen passiven Kennungsmechanismus, Echtzeitoptimierung oder Nahe-Echtzeitoptimierung der aktuell verfügbaren Übertragungsquellen vermittelt werden. In einem Beispiel mit einem passiven Kennungsmechanismus werden die eingehenden Pakete mit einer Serviceklassen-(oder Servicequalitäts-/QoS-)Profilkennung etikettiert (gekennzeichnet, markiert), die kennzeichnet, in welches Serviceprofil dieses Paket gehört. QoS-Profile basieren häufig auf einer Kombination von Faktoren, wie z. B. Verlusttoleranz, Kosten usw. In diesem Beispiel eines passiven Kennungsmechanismus werden diese Kennungen eingehenden Paketen ohne Interaktion mit (oder Feedback von) der physikalischen Schicht zugewiesen, und die Steuerung tut ihr Möglichstes, um sie auf die verfügbaren Übertragungsressourcen zu mappen. Bei der Echtzeit- oder Nah-Echtzeitoptimierung ist die Kennungszuweisung möglicherweise abhängig von verfügbaren Ressourcen auf der Übertragungsseite und zwischen den beiden besteht eine Feedback-Schleife. Zum Beispiel, wie in 2 dargestellt, werden Attribute wie Durchsatz, Verbindungsqualität und Kosten pro Bit möglicherweise von der physikalischen Schicht zur Paketquelle geleitet und das Kontrollsystem (zentral, dezentral oder hybrid) verwendet diese Informationen, um die Bitrate effizient zu variieren.
Die Architektur gemäß der vorliegenden Offenbarung ermöglicht eine optimale Zuordnung von Anwendungen auf geeignete Übertragungskanäle. Diese Zuordnung kann auf einem oder mehreren der folgenden Attribute des Übertragungskanals basieren: Verlusttoleranz, tageszeitabhängige Flexibilität, Kostenmessgrößen und Energieeffizienz. Hinsichtlich der Verlusttoleranz können Übertragungskanäle mit höheren Datenraten betrieben werden, sofern eine Toleranz für größere Verluste vorhanden ist. Anwendungen, die einige Fehler bewältigen können, können gegebenenfalls höhere Übertragungsraten nutzen. Verlusttoleranz gibt es in zwei Formen-Einzelfehler aufgrund des Grundrauschens oder Fehlerbündel aufgrund temporärer Ereignisse wie Polarisationsmodendispersion (PMD). PMD-Ereignisse beziehen sich auf Bitfehler, die zufallsbedingt als Ergebnis des Polarisationsstatus des Lichts in der Glasfaser und Spannungen in der Glasfaser, die Polarisationsänderungen verursachen, auftreten.
Hinsichtlich der tageszeitabhängigen Flexibilität können Anwendungen, die über eine Flexibilität hinsichtlich der Planung der Uhrzeit und des erforderlichen Bandbreitenbereichs verfügen, Übertragungssysteme mit variabler Geschwindigkeit und geeignete Umweltfaktoren (wie z. B. niedrigere Temperaturen) nutzen, um die Übertragungsverbindung mit höherer oder geringerer Geschwindigkeit zu betreiben. Die Verwendung von Übertragungssystemen mit variabler Geschwindigkeit ermöglicht eine effizientere Methode, um eine Messgröße für die Kosten einer Verbindung bereitzustellen, die für Fragen zum Routing wichtig sind. Bei einer Übertragung mit nicht-variabler (unveränderlicher) Geschwindigkeit sind die angezeigten Verbindungskosten für das Routing größtenteils unabhängig von der Verbindungsentfernung. Im Gegensatz dazu verfügen bei einem optischen System mit variabler Geschwindigkeit die kürzeren Verbindungen über eine höhere Kapazität und bieten damit geringere Kosten/Bit als die längeren Verbindungen. Dadurch kann eine Kostenmessgröße verwendet werden, die eine Funktion der Entfernung ist und dementsprechend der Anwendungsschicht echte und optimierte Kosten ankündigt, die dann diese Kostenmessgrößen nutzen kann.
Hinsichtlich der Energieeffizienz gibt es einige Situationen, in denen nur ein Bruchteil der größtmöglichen Datengeschwindigkeit erforderlich ist, da das Datenaufkommen im Netzwerk nicht hoch ist. Ein Beispiel für einen solch geringen Verwendungsanteil ist die tageszeitliche Variation. Diese kann Situationen beinhalten, bei denen der Nutzerdatenverkehr während der Nacht nur gering ausfällt, oder bei denen Verbindungen, die nur zur gelegentlichen Datenreplizierung genutzt werden, zu anderen Zeiten brachliegen. Für solche Verbindungen kann eine Verringerung der Datenübertragungsrate Vorteile für den Energieverbrauch bedeuten. Energieeffizienz kann mithilfe geringerer Datenraten durch Umgehen von Regenerationsstellen (für eine längere nichtregenerierte Reichweite), oder durch Verwendung einfacherer Modulationssysteme und Umgehen einiger Fehlerkodierungs-/Dekodierungsphasen erreicht werden.
Die oben beschriebenen Attribute können möglicherweise gegeneinander ausgetauscht werden und einige QoS-Klassen können auf Grundlage einer Kombination der Attribute festgelegt werden. Beispiele für einen solchen Austausch sind Kosten- gegen Verlusttoleranz (gelegentliche Fehler) und Kapazität gegen Verlusttoleranz. Anschließend kann die Anwendungsschicht die Anwendungen/Dienste auf diese Klassen mappen. In dieser Situation bezieht sich das Mappen auf die Kennzeichnung von Paketen gemäß ihrem Wert und der Toleranz gegenüber Verlust/Absturz (und dementsprechender erneuter Übermittlung). Die Zentralsteuerung weiß, wie viele Verbindungen (und entsprechende Bandbreiten) mit einer qualitativ hochwertigen Übertragung und wie viele Verbindungen mit einer geringeren Qualität verknüpft werden können. Die Zentralsteuerung ist so konfiguriert, dass sie die Pakete mit hoher Priorität auf die guten Bahnen und die Pakete mit geringer Priorität auf die Bahnen mit geringer Qualität mappt.
Es sind mehrere Ausführungsformen für die Stufe (Granularität) möglich, mit der diese QoS-Klassen definiert werden können. In einem Fall wird die gesamte Übertragungsglasfaser mit der höchstmöglichen Kapazität betrieben. In einer anderen Ausführungsform können unterschiedliche Wellenlängen über unabhängig voneinander konfigurierbare QoS-Profile verfügen. In einer weiteren Ausführungsform kann jeder der Unterträger ein unterschiedliches QoS-Profil aufweisen, sofern ein Modulationsschema so verwendet wird, dass jede Übertragungswellenlänge aus mehreren Unterträgern (z. B. optische OFDM) zusammengesetzt ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das System so konfiguriert, dass es QoS-Profile auf der Grundlage von Verbindungsspielraum und Verbindungsqualität (z. B. häufige Glasfaserschnitte, -reparaturen usw.) erstellt.
6 stellt ein exemplarisches Zeitablaufdiagramm 600 dar, in dem eine erste Verbindungsverhandlung und -einrichtung, gefolgt von anschließenden periodischen Verbindungsaktualisierungen gezeigt werden. Wie zum Zeitpunkt t₁ dargestellt, kündigt die Übertragungsschicht der Anwendungsschicht zuerst ihre Fähigkeiten (z. B. Verbindungsqualität und -kapazität) an. Zum Zeitpunkt t₂ bestätigt die Anwendungsschicht die Ankündigung der Übertragungsschicht und sendet die erhaltene Signalqualität zurück. Die Anwendungsschicht kündigt außerdem ihre Kapazitäten an, wie z. B. zur Ermittlung geeigneter Datenverkehrsklassen und schickt eine Anfrage an die Übertragungsparameter. Die Übertragungsschicht empfängt diese Informationen zum Zeitpunkt t₃. Zum Zeitpunkt t₄ bestätigt die Übertragungsschicht die von der Anwendungsschicht erhaltenen Informationen und sendet eine Verbindungsmodusanfrage zurück. Die Verbindungsmodusanfrage kann durch die Zentralsteuerung oder ein anderes Gerät berechnet werden. Eine Verbindungsmodusanfrage beinhaltet einen Prozess, in dem die Steuerung Rohdaten von der Verbindung (Verbindungsspielraum für unterschiedliche Datenraten) entnimmt und, auf Grundlage dieser Informationen, die zu unterstützende Datenrate berechnet. Die Anwendungsschicht erhält diese Informationen zum Zeitpunkt t₅ Anschließend beginnt die Anwendungsschicht zum Zeitpunkt t₆ mit der Übertragung unter Verwendung des vereinbarten Verbindungsmodus und die Übertragungsschicht empfängt die Informationen zum Zeitpunkt t₇. Die Datenübertragung von einem Gerät zum anderen über den (die) optischen Kanal (Kanäle) findet von Zeitpunkt t₈ bis Zeitpunkt t₉ statt. Periodische Verbindungsverhandlungen finden wie dargestellt statt, um zu gewährleisten, dass eine optimale Übereinstimmung von Verbindungsbedingungen und Anwendungsanforderungen aufrecht erhalten bleibt.
Obwohl die Erfindung hierin mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht sich, dass diese Ausführungsformen lediglich die Grundsätze und Anwendungen der vorliegenden Erfindung darstellen. Es versteht sich daher, dass zahlreiche Modifizierungen an den darstellenden Ausführungsformen vorgenommen werden können, und dass andere Anordnungen konzipiert werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Umfang der vorliegenden Erfindung, wie durch die hinzugefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung erfreut sich einer breitgefächerten industriellen Anwendbarkeit, darunter auch Lichtwellenleitersysteme mit variabler Geschwindigkeit.

Claims

Variables Verbindungskontrollgerät zur Kontrolle der Anwendungsschicht eines Lichtwellenleitersystems, wobei das variable Verbindungskontrollgerät folgendes umfasst: ein Medienzugangskontrollelement; eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichteilschicht; ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Rahmenelement; und ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelter Paketbuffer; wobei das variable Verbindungskontrollgerät so konfiguriert ist, dass es mit variabler Geschwindigkeit von einer Paketquelle an ein physikalisches Übertragungssystem zuordnet, einschließlich der Verwaltung von Paketübertragungen in einem optischen Netzwerk mithilfe einer oder mehrerer Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 1, wobei der Paketbuffer so konfiguriert ist, dass er mit einem oder mehreren Host-Computern mithilfe von durch Servicequalität markierte Pakete kommuniziert.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 1, wobei das Rahmenelement eine physikalische Kodierungsteilschicht und eine optische Transportnetzteilschicht beinhaltet.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 3, wobei die physikalische Kodierungsteilschicht und die optische Transportnetzteilschicht an eine physikalische Medienzugangsteilschicht gekoppelt sind.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 4, wobei das Medienzugangskontrollelement, die physikalische Kodierungsteilschicht, die optische Transportnetzteilschicht und die physikalische Medienzugangsteilschicht Teil eines Paketvermittlungsgeräts sind.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 1, wobei das variable Verbindungskontrollgerät weiterhin eine Zentralsteuerung die für die Kommunikation mit einem oder mehreren Host-Computern konfiguriert ist, ein optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit und mindestens einen der Paket-Buffer und das Medienzugangskontrollelement zum Aufbau einer oder mehrerer Datengeschwindigkeiten, Service-Profile und Servicequalitätsmarkierungen umfasst.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 6, wobei die Zentralsteuerung Konfigurationsprofile, zur Anzeige welche Elemente über eine variable Bitratenerkennung verfügen und die Grenzen dieser Variabilität beinhaltet.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 7, wobei die Zentralsteuerung so konfiguriert ist, dass sie ein Gleichgewicht zwischen der Fähigkeit einer Übertragungsverbindung und den Anforderungen des Datenaufkommens feststellen kann, um eine Übereinstimmung zu erstellen.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 1, wobei eine oder mehrere Datenraten, Serviceprofile und Servicequalitätskennzeichnungen mithilfe direkter Signalgebung zwischen passenden funktionalen Blöcke angeordnet werden.
Variables Verbindungskontrollgerät aus Anspruch 1, wobei das Medienzugangskontrollelement Teil eines Paketvermittlungsgeräts ist und das variable Verbindungskontrollgerät weiterhin umfasst: eine Zentralsteuerung, die für die Kommunikation mit einem oder mehreren Host-Computern und dem Paketvermittlungsgerät konfiguriert ist; und eine oder mehrere Verknüpfungen zwischen dem Paketvermittlungsgerät und einem optischen Modem mit variabler ^{Geschwindigkeit.}
Variables Verbindungskontrollsystem, umfassend: ein Medienzugangskontrollelement; eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichteilschicht; ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Rahmenelement; einen an das Medienzugangskontrollelement gekoppelter Paketbuffer; und ein an das Rahmenelement gekoppeltes optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit; worin das variable Verbindungskontrollsystem so konfiguriert ist, dass es Daten aus einer Paketquelle an das optische Modem mit variabler Geschwindigkeit zuordnet, indem es eine oder mehrere Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit nutzt, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 11, wobei das optische Modem mit variabler Geschwindigkeit so konfiguriert ist, dass es ein oder mehrere Wellenlängen-, orthogonale Frequenz-, Zeit- oder Polarisationsmultiplexverfahren verwendet.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 11, wobei Medienzugangskontrollelement, Rahmenelement und optisches Modem mit variabler Geschwindigkeit Teil eines Paketvermittlungsgeräts sind.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 11, wobei das System konfiguriert ist, um: Kapazitäten des optischen Modems mit variabler Geschwindigkeit anzukündigen; erste und periodische Anfragen des Übertragungsmedienstatus durchzuführen, um mögliche Übertragungsmodi mit unterschiedlichen Servicequalitätsprofilen festzustellen; und eine Übertragungsrate mit einer Anwendungsschicht zu vereinbaren.
Variables Verbindungskontrollsystem aus Anspruch 11, wobei das variable Verbindungskontrollgerät weiterhin eine Zentralsteuerung die für die Kommunikation mit einem oder mehreren Host-Computern konfiguriert ist, das optische Modem mit variabler Geschwindigkeit und mindestens einen der Paket-Buffer und das Medienzugangskontrollelement zum Aufbau einer oder mehrerer Datengeschwindigkeiten, Service-Profile und Servicequalitätsmarkierungen umfasst.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 15, wobei die Zentralsteuerung Konfigurationsprofile beinhaltet, um anzuzeigen, welche Elemente über eine variable Bitratenerkennung verfügen und die Grenzen dieser Variabilität.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 11, wobei die Signalgebung zwischen unterschiedlichen funktionalen Elementen des Systems durchgeführt wird, um Parameter zu kommunizieren, Datengeschwindigkeit und entsprechendes Profil aufzubauen, und Sicherheitsabfragen über eine aufgebaute Verbindung zu senden.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 17, worin die Signalgebung unter Verwendung einer vorab festgelegten Basisrate aufgebaut wird.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 17, wobei die Signalgebung eine bandexterne Signalgebung ist.
Variables Verbindungskontrollsystem nach Anspruch 19, wobei die bandexterne Signalgebung einen FM-Ton verwendet.
Variables Verbindungskontrollgerät zur Kontrolle der Anwendungsschicht eines Lichtwellenleitersystems, wobei das variable Verbindungskontrollgerät folgendes umfasst: ein Medienzugangskontrollelement; eine an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Abgleichteilschicht; ein an das Medienzugangskontrollelement gekoppelte Rahmenelement; einen an das Medienzugangskontrollelement gekoppelter Paketbuffer; und Instrumente zur Anwendungsschichtverwaltung zur Zuordnung von Daten aus einer Paketquelle zu einem physikalischen Übertragungssystem mit einer variablen Geschwindigkeit.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 21, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert ist, dass es Paketübertragungen in einem optischen Netz mithilfe einer oder mehrerer Übertragungstechniken mit variabler Geschwindigkeit verwendet, um unterschiedliche Kanäle mit unterschiedlichen Servicequalitäten zu konfigurieren.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 21, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung die Wahrnehmung von Anwendungsebenen über einen passiven Kennungsmechanismus, Echtzeitoptimierung oder Nahe-Echtzeitoptimierung der aktuell verfügbaren Übertragungsquellen vermittelt.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 23, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung ein oder mehrere Attribute aus der Gruppe, bestehend aus Durchsatz, Verbindungsqualität und Kosten je Bit, verwendet, um eine Übertragungsbitrate zu variieren.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 23, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung als Reaktion auf die tageszeitlichen Anforderungen die Kapazität paarweise im Lichtwellenleitersystem neu konfiguriert.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 23, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung einen energieeffizienten Betriebsmodus ermöglicht, wenn eine Computer- oder Kommunikationslast unterhalb eines gegebenen Schwellenwerts liegt, sodass das Lichtwellenleitersystem mit einer geringeren Geschwindigkeit und dem damit einhergehenden geringeren Energiebedarf betrieben wird.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 21, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert ist, dass es Anwendungen Übertragungskanälen zuordnet.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 27, wobei das Mappen auf einem oder mehreren Übertragungskanalattributen basiert, einschließlich Verlusttoleranz, tageszeitabhängiger Flexibilität, Kostenmessgrößen und Energieeffizienz.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 28, wobei unterschiedliche Servicequalitätsklassen auf Grundlage unterschiedlicher Kombinationen der Übertragungskanalattribute definiert sind.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 21, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung konfiguriert ist, um Verbindungsmodusanfrage durchzuführen, die, basierend auf dem Verbindungsspielraum, für unterschiedliche Datenraten eine zu unterstützende Datenrate bestimmt.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 21, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert ist, dass es unterschiedliche Anwendungen unterschiedlichen Serviceklassen der Übertragung zuordnet.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 31, wobei die unterschiedlichen Serviceklassen der Übertragung auf einer oder mehreren von Datendurchsatzrate, garantierten Fehlerraten, Latenz und Kosten basieren.
Variables Verbindungskontrollgerät nach Anspruch 31, wobei das Instrument zur Anwendungsschichtverwaltung so konfiguriert ist, dass es eine verlusttolerante Anwendung einer Übertragungsklasse mit geringeren Kosten pro Bit zuordnet, die verlustreicher ist als eine Übertragungsklasse mit höheren Kosten pro Bit.