DE60016979T2

DE60016979T2 - Verfahren und system zum senden und/oder empfangen von information zwischen netzwerkelementen

Info

Publication number: DE60016979T2
Application number: DE60016979T
Authority: DE
Inventors: Sami Kekki
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2020-06-10
Also published as: AU2000255317A1; DE60016979D1; WO2001095574A1; EP1293066B1; US7508758B1; EP1293066A1; ATE285647T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein System, insbesondere auf ein Informationsübertragungssystem wie beispielsweise ein Kommunikationssystem oder -netz, das Informationen zu oder von anderen Netzelementen senden und/oder empfangen kann. Es können jegliche Arten von Informationen sein, wie beispielsweise Sprache, Daten, Audio- oder Videosignale, etc. Die Informationen können in jeder geeigneten Form übertragen werden, beispielsweise als Pakete, die beispielsweise ATM-übertragen (ATM = "Asynchronous Transfer Mode") werden können, oder dergleichen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Druckschrift EP-A-0678996 offenbart eine Struktur, bei der Eingangsports Pakete zu Ausgangsports senden. Eine an den Ausgangsports eingerichtete Steuereinrichtung prüft eine tatsächlich verwendete Bandbreite und steuert/informiert die Eingangsseite für eine Bandbreitensteuerung. Diese Druckschrift bezieht sich auf die Aufgabe einer Bandbreitensteuerung.
Informationen können im Allgemeinen über ein Kommunikationsnetz gemäß mehrerer unterschiedlicher Verfahren wie beispielsweise einer leitungsvermittelten Verbindung oder eines paketvermittelten Schemas übertragen werden. Wenn eine paketvermittelte Übertragung verwendet wird, werden die zu übertragenden Informationen für gewöhnlich in Pakete zerlegt, die zu der End- oder einer Zwischennetzeinheit übertragen werden. Die zu übertragenden Informationselemente wie beispielsweise Mitteilungen, Daten, Pakete und dergleichen können vorübergehend in einem Sendepuffer gepuffert werden, der die Informationselemente in Übereinstimmung mit geeigneten Bedingungen wie der Flussrate und dergleichen an das Netz ausgibt.
Wenn eine große Zahl von Informationselementen unter Verwendung eines Sendepuffers zu übertragen ist, gibt es eine bestimmte Wahrscheinlichkeit eines Verlustes von Informationselementen, wenn der Sendepuffer eine Füll- oder Überlaufbedingung erreicht. Wenn versucht wird, dieses Problem durch ein Erhöhen der Pufferkapazität zu mindern, werden die Hardwareanforderungen nachteilig erhöht und die Verzögerung zwischen dem Eingeben von Informationselementen in den Sendepuffer und der Ausgabe dieser wird wesentlich erhöht. Die sich ergebende Verzögerung kann in einigen Fällen für Echtzeit-Verkehr wie eine Sprachdatenübertragung zu hoch sein.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ziel der Erfindung ist das Bereitstellen eines Systems und eines Verfahrens, die zu einer effizienten Übertragung von Informationselementen wie beispielsweise Paketen beitragen können.
Die Erfindung stellt gemäß einem Gesichtspunkt ein Informationsübertragungssystem nach Patentanspruch 1 bereit.
Ein derartiges System, beispielsweise ein Kommunikationssystem, kann ein Teil eines Netzes wie beispielsweise eines Datennetzes oder eines Kommunikationsnetzes sein, oder kann aus einem oder mehreren Netzen bestehen.
Zwei oder mehrere erste Pufferstufen können bereitgestellt sein, die mit einer oder mehreren zweiten Pufferstufen zusammenarbeiten, wobei zumindest eine der ersten Pufferstufen zum Übertragen von Steuerdaten zu oder zum Empfangen von Steuerinformationen von einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen eingerichtet ist, wobei die Steuerinformationen Informationen über die tatsächliche oder beabsichtigte Informationsübertragung von der/den entsprechenden ersten Pufferstufe/n zu der zweiten Pufferstufe darstellen oder diese Informationsübertragung steuern.
Die Informationen werden vorzugsweise als Datenpakete übertragen. Die Informationen können von der zweiten Pufferstufe unter Verwendung einer ATM-VCC übertragen werden, die von mehreren Kanälen gemeinsam verwendet wird. Die Kanäle sind vorzugsweise AAL2-Kanäle. Das System kann eine Zerlegungs- und Wiederzusammensetzungssteuereinrichtung umfassen, die mit der/den ersten Pufferstufe/n zum Zerlegen und Wiederzusammensetzen von Informationselementen zusammenarbeitet.
Die Erfindung stellt ferner gemäß einem weiteren Gesichtspunkt ein Verfahren zur Informationsübertragung nach Patentanspruch 14 in einem System wie vorstehend beschrieben bereit.
Außerdem ist gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ein Netzelement bereitgestellt, das einen ersten Puffer, wobei in dem ersten Puffer zur Übertragung zu einem zweiten Puffer zu übertragende Informationen gepuffert sind, und eine Einrichtung zum Empfangen von Steuerinformationen von dem zweiten Puffer umfasst, wobei die Steuerinformationen die Übertragung von folgenden Informationen von dem ersten zu dem zweiten Puffer beeinflussen.
Die Steuerdaten oder Steuerinformationen können beispielsweise von dem (der) zweiten Pufferstufe) zu dem (der) ersten Puffer(stufe) gesendet werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Pufferschema bereitgestellt, das vorzugsweise zwei oder mehrere Pufferstufen enthält. Beispielsweise kann ein Zweistufen-Pufferschema bereitgestellt werden. Die Daten von einem oder mehreren Kanälen können in einem verbindungsspezifischen (logischen) Puffer gepuffert werden, der einen Teil der ersten Pufferstufe bildet. Danach können die in der ersten Pufferstufe gepufferten Daten zu der zweiten Pufferstufe gebracht werden, die geteilt, d.h. von allen die gleiche Verbindung verwendenden Kanälen gemeinsam verwendet werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Rückkopplung zwischen den beiden Pufferstufen bereitgestellt. Dies ermöglicht eine effiziente Verwendung von Transportmitteln innerhalb des (der) Netze(s) und stellt somit eine vorteilhafte Transportlösung bereit. Statistisches Multiplexen kann in der zweiten Pufferstufe bereitgestellt werden, was zur Transporteffizienz beiträgt. Der erreichbare statistische Multiplexgewinn kann außerdem durch das Berücksichtigen der Fähigkeiten der Multiplexstufen der ersten Pufferstufe(n) erhöht werden, beispielsweise der ATM-Anpassungsschicht-2 ("ATM Adaption Layer 2" AAL2). Die Multiplexstufe besitzt somit zusätzliche Intelligenz, die die Gesamttransporteffizienz verbessert.
Wenn Informationen in Form von Paketen übertragen werden, können insbesondere diese Pakete leicht in die zweite Pufferstufe ein- und aus ihr ausgegeben werden, um sie zu ihrer Ziel- oder einer Zwischennetzkomponente zu übertragen.
Die erste Pufferstufe kann zum Zerlegen und Wiederzusammensetzen der Informationselemente zum Erzeugen von für die Verbindung mit dem Netz geeigneten Paketen versehen sein.
Bei Verwendung der vorgeschlagenen Struktur und des vorgeschlagenen Verfahrens kann die Kapazität der zweiten Pufferstufe in einem vernünftigen Rahmen gehalten werden, ohne die Gefahr einer Überlastung, die andernfalls einen Datenverlust verursachen könnte.
Außerdem kann die in der zweiten Pufferstufe auftretende Übertragungsverzögerung auf einem annehmbar niedrigen Niveau gehalten werden. Das ist besonders der erreichbaren kleinen Kapazität des zweiten Puffers zu verdanken, die zu einer entsprechend kleinen mittleren Verzögerung zwischen einer Eingabe und einer Ausgabe von Informationselementen führt.
Das (die) die Erfindung enthaltende(n) oder implementierende(n) Netz e) kann(können) beispielsweise als UTRAN ("UMTS Terrestrial Radio Access Network", bzw. terrestrisches UMTS-Funkzugangsnetz) implementiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine schematische Darstellung eines ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden oder enthaltenden Netzes und
2 zeigt Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
1 zeigt eine grundlegende Struktur eines ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbindungssystems darstellenden Netzes 1.
Das Netz 1 kann als UTRAN-Netz, als UMTS- ("Universal Mobile Telecommunications System") Netz, als GPRS- ("General Packet Radio Service") Netz, als GSM- ("Global System for Mobile Telecommunications") Netz oder als jede andere Art von Netz implementiert werden. Das Netz 1 ist vorzugsweise ein paketvermitteltes Netz, bei dem die Informationen in Form von Paketen übertragen werden.
Das Netz 1 umfasst mehrere Netzeinheiten (von zwei bis mehrere tausend oder mehr Netzelemente) 2 bis 6, die Mobilstationen 2, Serving-Knoten, beispielsweise Serving-GPRS-Unterstützungsknoten (Serving GPRS Support Nodes SGSN) 3, 4, einen oder mehrere Gateway-Knoten 5, wie beispielsweise einen GGSN ("Gateway GPRS Support Node" bzw. Gateway GPRS-Unterstützungsknoten) und eine oder mehrere Datenbanken 6, wie beispielsweise ein HLR ("Home Location Register" bzw. Heimatstandortregister) und ein VLR ("Visitor Location Register" bzw. Besucherstandortregister) umfassen oder aus diesen bestehen können. Die Struktur, Funktion und Interaktion der Netzeinheiten 2 bis 6 sind allgemein bekannt und werden deshalb hier nicht ausführlicher beschrieben.
2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindung oder eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems. Das System umfasst zwei oder mehrere (normalerweise eine Vielzahl N von) Verkehrsquellen 10 bis 13, die den in 1 gezeigten Netzeinheiten 2 bis 6 entsprechen können. Die N Verkehrsquellen 10 bis 13 können beispielsweise aus RLC- ("Radio Link Control", bzw. Funkverbindungssteuerung) Einheiten in einem 3G- (dritte Generation) WCDMA- ("Wideband Code Division Multiple Access" bzw. Breitband-Codevielfachzugang) Zellularsystem bestehen. Jede Quelle 10 bis 13 besitzt bestimmte Eigenschaften wie ein Übertragungszeitintervall ("transmission time interval" TTI), eine Spitzenrate/maximale-SDU- ("Service Data Unit" bzw. Servicedateneinheit) Größe, eine Durchschnittsrate/Durchschnitts-SDU-Größe, eine Verzögerungsanforderung (beispielsweise Echtzeit-, Nicht-Echtzeit-Verbindung oder -Informationsübertragung) und dergleichen. Das TTI bestimmt die Zwischenankunftszeit zweier aufeinanderfolgender Datenpakete. In einem zellularen System ist das TTI normalerweise wohlbekannt, beispielsweise aufgrund von Luftschnittstelleneigenschaften (RLCP-Verhalten), Sprach-Video-Codecs (beispielsweise 20 ms für "Enhanced Full Rate", EFR und "Adaptive Multi-Rate" AMR), etc.
In einem AAL2- ("ATM Adaption Layer 2") Endsystem werden die Datenpakete der Quellen 10 bis 13 zuerst empfangen und in verbindungsspezifische, den entsprechenden Quellen 10 bis 13 zugeordnete Puffer 14 bis 17 gepuffert. Diese Puffer 14 bis 17 werden zum Zerlegen, wobei jedes Paket segmentiert bzw. zerlegt wird und jedes Segment in sein Commom-Part-Sub-Layer- (CPS) Paket eingekapselt wird, und zum Wiederzusammensetzen verwendet, was den umgekehrten Vorgang darstellt. Die Puffer 14 bis 17 stellen erste Pufferstufen dar. Eine (nicht gezeigte) den Quellen 10 bis 13 zugeordnete Steuereinrichtung führt dieses Zerlegen und das Wiederzusammensetzen durch Zugreifen auf die zugeordneten Puffer 14 bis 17, Auslesen der Pakete oder Segmente, Verarbeiten der Pakete oder Segmente und Zurückspeichern dieser in verarbeiteter Art durch. Die Puffer 14 bis 17 können auch zum Formen von Verkehr verwendet werden, wobei die Segmente eines Pakets mit bestimmten Zeitintervallen weitergeben werden, um einen sich ergebenden Übertragungsblock aus Segmenten in einer gegebenen Verbindung (die eine AAL2-Verbindung sein kann) zu formen.
Das System umfasst einen weiteren Puffer 29, der eine zweite Pufferstufe darstellt und hier ein Sendepuffer (TX-Puffer) ist. Die CPS-Pakete der individuellen Verbindungen, d.h. der Puffer 17, werden in dem Puffer 29 unter Verwendung einer geeigneten Steuereinrichtung in ATM- ("Asynchronous Transfer Mode") Zellen zusammengestellt. Diese ATM-Zellen werden zu der Übertragungsleitung (dargestellt durch das Bezugszeichen 31) gemäß der ATM-VCC- ("Virtual Channel Connection") Rate (Zellen/s) gesendet.
Die Puffer 14 bis 17 stellen allgemein eine verbindungsspezifische Warteschlangeneinreihung bereit, die in der AAL2-Schicht durchgeführt werden kann. Die Daten jedes individuellen AAL2-Kanals (oder möglicherweise auch eines Kanalbündels) werden in ihren verbindungsspezifischen (oder bündelspezifischen) Puffer 14 bis 17 gepuffert, der als logischer Puffer durch ein Reservieren einer angemessenen Kapazität von beispielsweise M Bytes implementiert sein kann. Die Kapazität M jedes Puffers 14 bis 17 kann individuell pro Verbindung bestimmt werden. Die Kapazität M des n-ten Puffers ist vorzugsweise gleich oder größer als die maximale Länge der SDU ("Service Data Unit") der entsprechenden Quelle.
Nach dem Puffern und Zerlegen der Pakete werden die Daten zu der zweiten Pufferstufe gebracht, d.h. zu dem Puffer 29, der ein ATM-VCC-spezifischer Puffer ist, der von allen AAL2-Kanälen gemeinsam verwendet wird, die dieselbe ATM-VCC verwenden. Die verbindungsspezifische erste Stufe der Pufferung (Puffer 14 bis 17) wird nicht nur zum Zerlegen und Wiederzusammensetzen ("Segmentation and Reassembly" SAR) der AAL2-SDUs und möglicherweise zum Steuern der Senderate der Segmente zu dem gemeinsamen Puffer 29 (d.h. zur Verkehrsformung), sondern auch zum Steuern des gesamten Informationsflusses von den Puffern 14 bis 17 zum Puffer 29 verwendet.
Ohne eine Steuerung des gesamten, d.h. des gleichzeitigen Informationsflusses von den Puffern 14 bis 17 zum Puffer 29 könnte eine gebündelte Ankunft von Segmenten von verschiedenen, verbindungsspezifischen Puffern 14 bis 17 auftreten, die entweder einen Zellenverlust (Überlauf des Sendepuffer 29) zur Folge hat oder einen vergrößerten Umfang des Sendepuffers 29 erfordert, was zu einer erhöhten Übertragungszeitverzögerung führt. Der Sendepuffer 29 würde in letzterem Fall eine zum Speichern einer großen Anzahl von Bytes ausreichende Kapazität erfordern, die durch die Verlust- und Verzögerungsanforderungen einerseits und die Pufferdienstrate R (Ausgabe von ATM-Zellen pro Sekunde) andererseits bestimmt ist. Die sich ergebende Verzögerungsschwankung wäre eine Funktion einer annehmbaren Verlustrate und einer Pufferdienstrate.
Der Puffer 29 führt ein statistisches Multiplexen der von den individuellen ersten Pufferstufen 14 bis 17 empfangenen CPS-Pakete durch.
Gemäß einer bevorzugten Implemetation der Erfindung werden die Eigenschaften der individuellen Quellen 10 bis 13 (hauptsächlich die TTI) zum Optimieren des erforderlichen Umfanges und der Kapazität von Puffern, insbesondere der ersten Puffer gegenüber der Leistung des Systems wie beispielsweise einer Verlustrate und einer Verzögerung berücksichtigt.
In den quellenspezifischen Puffern 14 bis 17 erfolgt die Steuerung herkömmlicherweise derart, dass nach der Ankunft eines vorhergehenden Pakets das nächste Paket erst nach der TTI-Zeitspanne an dem quellenspezifischen Puffer ankommen wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die verbindungsspezifische Stufe, d.h. werden die Puffer 14 bis 17 auf fortgeschrittenerer Weise verwendet. Zur Vermeidung einer zu gebündelten Ankunft von CPS-Paketen aus verschiedenen quellenspezifischen Warteschlangen in den Puffern 14 bis 17 an dem gemeinsam verwendeten Sendepuffer 29 ist ein Rückkopplungsverfahren zwischen dem Sendepuffer und den quellenspezifischen Puffern und zwischen den quellenspezifischen Puffern 14 bis 17 bereitgestellt. Das ermöglicht die Verwendung der verbindungsspezifischen Eigenschaften bei der Auslegung der Puffer 14 bis 17 und insbesondere bei der Auslegung des Sendepuffers 29.
Die quellen- oder verbindungsspezifischen Eigenschaften enthalten vorzugsweise die SDU-Periodizität, die Anforderungen an eine zulässige Verzögerung (beispielsweise Echtzeit, Nicht-Echtzeit), etc.
Genauer gesagt können die kanalspezifischen Puffer 14 bis 17 als vorübergehende Speichereinrichtung für die Datensegmente verwendet werden, damit der gemeinsame Puffer, vorzugsweise der AAL2-Puffer, 29 nicht überladen wird, da die Eigenschaften des Verkehrs auf einem gegebenen Kanal wie beispielsweise einem AAL2-Kanal (beispielsweise SDU-Periodizität and Ratenverzögerungsanforderungen, etc.) bekannt sind. In der Praxis ergibt eine derartige Überlastung einen Pufferüberlauf und Datenverlust.
Das Senden eines (von) Pakets(Paketen) von den kanalspezifischen Puffern 14 bis 17 kann in Abhängigkeit von den Verzögerungsanforderungen eines gegebenen AAL2-Benutzers verzögert werden, wenn ansonsten eine gebündelte Ankunft von Daten in dem gemeinsamen Puffer 29 auftreten würde. Die Bündeligkeit bezieht sich hierbei auf das Verhalten der Ansammlung aller (AAL2-) Kanäle, die sich den gemeinsamen Puffer 29 teilen. Zur Ermöglichung einer Anpassung an große Bündel würde die Warteschlangenlänge des gemeinsamen Puffersohne die Implementierung der Erfindung normalerweise lang werden und daher eine große Speicherkapazität erfordern. Diese Auswirkung kann durch die Erfindung überwunden werden.
Wie in 2 gezeigt, enthält jeder Puffer 14 bis 17 einen entsprechenden Stapel 18 bis 21 aus zu dem gemeinsamen Puffer 29 zu übertragenden Paketen oder Segmenten. Die Höhe der Stapel ist unterschiedlich in Abhängigkeit von den tatsächlichen Übertragungsanforderungen der individuellen Quellen 10 bis 13 und der in den Puffern durchgeführten Zwischen-Pufferung, und kann von 0 bis zu einem Maximum reichen.
Die gezeigten unterschiedlichen Höhen der Stapel 18 bis 21 stellen unterschiedliche Mengen an in den Puffern 14 bis 17 für die Übertragung zum Puffer 29 und ferner zum Empfänger der Informationen gepufferten Informationen dar.
Das zusätzliche, in den kanalspezifischen Puffern 14 bis 17 durchgeführte Puffern erfordert nicht unbedingt eine zusätzliche Pufferkapazität, insbesondere dann nicht, wenn die Verkehrseigenschaften wie beispielsweise die SDU-Periodizität bei dem Pufferverwaltungsvorgang in Betracht gezogen werden. Das zweistufige Puffern gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung vermindert außerdem die Gesamtverzögerungsschwankung aller AAL2-Kanäle, da die Warteschlangenlänge in dem gemeinsamen Puffer kleiner ausgelegt werden kann und trotzdem die ursprünglichen Verlustkriterien wie beispielsweise den Umfang der durch einen Überlauf verursachten Verluste erfüllt werden können.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden eine Rückkopplung zwischen den zwei Stufen des Pufferns (vorzugsweise ALL2-Pufferns) bereitstellende Rückkopplungsinformationen verwendet. Diese Technik trägt zu einer effizienten Verwendung von Transportmitteln innerhalb des Netzes wie beispielsweise UTRAN bei und trägt somit zur Bereitstellung einer wettbewerbsfähigen Transportlösung bei. Das in der zweiten Pufferstufe durchgeführte statistische Multiplexen trägt nicht nur zur Transporteffizienz selbst bei, sondern stellt auch einen erhöhten Multiplexgewinn in Abhängigkeit von den Leistungen der Multiplexstufen (AAL2) bereit.
Jeder Puffer 14 bis 17 arbeitet mit einer entsprechenden Steuereinrichtung 22 bis 25 zusammen, die als Scheduler implementiert sein kann und die Übertragung von Paketen oder Segmenten von den Puffern 14 bis 17 zu dem gemeinsamen Puffer 29 zur Vermeidung aller Überlastungsbedingungen des Puffers 29 und/oder vorzugsweise auch der Puffer 14 bis 17 steuert. Der Puffer 29 ist ausgestattet oder arbeitet mit einer Erfassungs- oder Steuereinrichtung 27 zusammen, die den Füllstand des Puffers 29 erfasst, d.h. die Anzahl oder die Menge der zur Ausgabe zu dem Netz über die Verbindung 31 in Puffer 29 gespeicherten Pakete 28. Ähnlich wie auch die Puffer 14 bis 17 ist der Puffer 29 ausgestattet oder arbeitet mit einer Steuereinrichtung 30 zusammen wie beispielsweise einem die Ausgabe von Paketen 28 aus dem Puffer 29 zu dem Netz steuernden Scheduler. Durch die Steuereinrichtung 27 erfasste Informationen werden über eine Verbindung wie beispielsweise eine Leitung 26 zu den Steuereinrichtungen 22 bis 25 rückgekoppelt. Die Steuereinrichtungen 22 bis 25 tauschen ferner Informationen hinsichtlich der individuellen Übertragungszustände untereinander aus, wie beispielsweise über einen tatsächlichen Übertragungszustand, eine beabsichtigte Übertragung, einen Pufferfüllstand, Prioritätsanforderungen, ein dringendes Erfordernis einer Übertragung aufgrund von Verzögerungsbeschränkungen wie beispielsweise Echtzeitverkehr, und dergleichen. Dieser Informationsaustausch ist in 2 mittels zwischen den Steuereinrichtungen 22 bis 25 (beispielsweise den Schedulern) gezeigter Doppelpfeile dargestellt.
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben. Angenommen, der der Quelle 10 zugeordnete Puffer 14 hat ein Paket von der Quelle 10 empfangen. Dann wird dieses Paket unverzüglich in CPS-Pakete zerlegt. Bevor eines der Segmente, d.h. eines der CPS-Pakete, zu dem gemeinsam verwendeten Sendepuffer 29 gesendet wird, überprüft die Steuereinrichtung 22 des Puffers 14 die tatsächliche Situation in dem Sendepuffer 29 und in den anderen quellenspezifischen Puffern 15 bis 17. Für diese Untersuchung ist die vorstehend beschriebene zusätzliche Kommunikation zwischen den beteiligten Einheiten bereitgestellt, wie durch eine Verbindung (beispielsweise eine Leitung oder einen Kanal) 26 und Pfeile zwischen den Steuereinrichtungen 22 bis 25 dargestellt. Wenn die Steuereinrichtung 22 bestimmt, dass der Pufferspeicherplatz in dem Sendepuffer 29 sich einem Überlauf nähert, oder wenn sie erkennt, dass ein oder mehrere weitere Quellenpuffer 15 bis 17 bereits Segmente zu dem Sendepuffer 29 senden, was zu einem Überlauf des Puffers 29 führen könnte, dann plant die Steuereinrichtung 22 die Paketübertragung lediglich, verschiebt jedoch die tatsächliche Übertragung.
Der Puffer 14 der Quelle 10 kann aufgrund der Kenntnis der Eigenschaften seiner Quelle 10 gefahrlos die Übertragung hinausschieben. Im Fall von AMR-Sprache beispielsweise wird das nächste Paket erst nach einer TTI von 20 ms ankommen. Beim Bestimmen der Länge einer möglichen Hinausschiebung des Beginns der Übertragung besteht neben der TTI eine weitere Einschränkung in dem Verzögerungsanforderung des Dienstes selbst (beispielsweise Echtzeit-, Nicht-Echtzeitverkehr).
Die vorstehende Beschreibung ist für die Funktion und die Steuerung der anderen Puffer 15 bis 17 und der anderen Steuereinrichtungen 23 bis 25 ebenso gültig.
Die Ausgaberate, d.h. eine Zellenübertragungsrate R des Sendepuffers 29, die angewendete CAC und dergleichen sind in Übereinstimmung mit den Netzparametern in bekannter Weise passend ausgelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Struktur führen zu einer wesentlichen Verringerung des erforderlichen Pufferspeicherplatzes eines Puffers 29 im Vergleich zu einer herkömmlichen Anordnung. Theoretisch kann die Kapazität des Puffers 29 derart verringert werden, dass sie zum Puffern nur einer einzigen ATM-Zelle ausreicht, da der Puffer 29 nicht zum Aufnehmen von gebündelten Eingängen von den quellenspezifischen Puffern 14 bis 17 verwendet werden muss. Derartige gebündelte Eingänge, die ansonsten durch ein gleichzeitiges Senden mehrerer erster Pufferstufen oder durch das Senden einer großen Anzahl von Segmenten auf einmal verursacht werden, werden durch die Steuereinrichtungen 22 bis 25 verhindert.
Auf ähnliche Weise müssen die quellenspezifischen Puffer 14 bis 17 lediglich die Maximalgrößen-SDU (d.h. Paket) speichern können, da das TTI der Quellen in der Praxis normalerweise ausreicht, ein Weiterleiten von Segmenten zu dem Sendepuffer 29 sicherzustellen, bevor eine Überlaufbedingung erreicht wird.
Die beschriebene Struktur und Funktion stellen die Vorteile einer Pufferspeicherplatzoptimierung bereit, während sie gleichzeitig die Verwendung von statistischem Multiplexen erlauben, was eine hohe Transporteffizienz insbesondere hinsichtlich der Übertragungsleitung 31 zur Folge hat.
In 2 sind mehrere quellenspezifische Puffer 14 bis 17 gezeigt. Alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung können auch nur einen quellenspezifischen Puffer enthalten, der für nur eine Quelle reserviert sein kann, oder können einen gemeinsamen Puffer oder Kanal der ersten Stufe für mehrere Quellen bereitstellen. Außerdem können zwei oder mehrere Puffer der zweiten Stufe bereitgestellt sein, die mit mehreren Puffern der ersten Stufe zusammenarbeiten.
Obwohl vorstehend spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, soll der Schutzbereich der Erfindung alle für einen Fachmann ersichtlichen Änderungen, Modifizierungen, Weglassungen und Hinzufügungen zu der offenbarten Lehre umfassen.

Claims

Informationsübertragungssystem, mit zum Senden oder Empfangen von Informationen zu oder von anderen Netzelementen eingerichteten Netzelementen, gekennzeichnet durch: zumindest eine Puffereinrichtung zum Puffern der Informationen, wobei die Puffereinrichtung zumindest eine erste und eine zweite Pufferstufe (14 bis 17, 29) umfasst, wobei die zu sendenden Informationen in der ersten Pufferstufe (14 bis 17) gepuffert werden und dann zu der zweiten Pufferstufe (29) übertragen werden, von der sie zu einem anderen Netzelement übertragen werden, und eine mit der zweiten Pufferstufe (29) zusammenarbeitende Steuereinrichtung (27), wobei die Steuereinrichtung (27) zur Erfassung des Füllstandes der zweiten Pufferstufe und zur Erzeugung von Steuerdaten eingerichtet ist, wobei die erste Pufferstufe zum Empfangen der Steuerdaten eingerichtet ist, wobei die Steuerdaten die Übertragung von folgenden Informationen von der ersten zur zweiten Pufferstufe zur Vermeidung der Gefahr einer Überladung der zweiten Pufferstufe beeinflussen.
System nach Patentanspruch 1, wobei zwei oder mehrere erste Pufferstufen bereitgestellt sind, die mit einer oder mehreren zweiten Pufferstufen zusammenarbeiten, wobei zumindest eine der ersten Pufferstufen zum Senden von Steuerinformationen zu oder zum Empfangen von Steuerinformationen von einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen eingerichtet ist, wobei die Steuerinformationen Informationen über die tatsächliche oder beabsichtigte Informationsübertragung von der bzw. den entsprechenden ersten Pufferstufe(n) zu der zweiten Pufferstufe darstellen.
System nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei zwei oder mehrere erste Pufferstufen bereitgestellt sind, die mit einer oder mehreren zweiten Pufferstufen zusammenarbeiten, wobei zumindest eine der ersten Pufferstufen zum Senden von Steuerinformationen zu oder zum Empfangen von Steuerinformationen von einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen eingerichtet ist, wobei eine Steuereinrichtung die Steuerinformationen zum Steuern der tatsächlichen oder beabsichtigten Informationsübertragung von der bzw. den entsprechenden ersten Pufferstufe(n) zu der zweiten Pufferstufe verwendet.
System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei zumindest einige der Pufferstufen die Ausgabe von Informationen aus der zugehörigen Pufferstufe steuernde Steuereinrichtungen umfassen oder mit diesen zusammenarbeiten.
System nach Patentanspruch 4, wobei die Steuereinrichtungen zum Austausch von Informationen bezüglich der tatsächlichen oder beabsichtigten Übertragung von Informationen zu einer anderen Pufferstufe miteinander verbunden oder verbindbar sind.
System nach Patentanspruch 4 oder 5, wobei die Steuereinrichtungen zur Übertragung von Informationen bezüglich des tatsächlichen Füllzustandes der zugehörigen Pufferstufe miteinander verbunden oder verbindbar sind.
System nach Patentanspruch 4, 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtungen Scheduler sind.
System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Informationen als Datenpakete übertragen werden.
System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Informationen von der zweiten Pufferstufe unter Verwendung einer von mehreren Kanälen gemeinsam verwendeten ATM-VCC übertragen werden.
System nach Patentanspruch 9, wobei die Kanäle AAL2-Kanäle sind.
System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, mit einer Zerlegungs-und-Wiederzusammensetzungs-Steuereinrichtung, die mit der bzw. den ersten Pufferstufe(n) zum Zerlegen und Wiederzusammensetzen von Informationselementen zusammenarbeitet.
System nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die erste(n) Pufferstufe(n) zum Aufschieben der Übertragung von Informationen von den ersten zu den zweiten Pufferstufen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern eingerichtet ist/sind.
System nach Patentanspruch 12, wobei der Parameter, oder einer der Parameter ein TTI (Übertragungszeitintervall) einer Ankunft von Daten in dem bzw. den ersten Puffer(n) ist.
Verfahren zur Übertragung von Informationen in einem System mit zum Senden oder Empfangen von Informationen zu oder von anderen Netzelementen eingerichteten Netzelementen, gekennzeichnet durch: zumindest eine Puffereinrichtung zum Puffern der Informationen, wobei die Puffereinrichtung zumindest eine erste und eine zweite Pufferstufe (14 bis 17, 29) umfasst, wobei die zu sendenden Informationen in der ersten Pufferstufe (14 bis 17) gepuffert werden und dann zu der zweiten Pufferstufe (29) übertragen werden, von der sie zu einem anderen Netzelement übertragen werden, eine Steuereinrichtung (27), die mit der zweiten Pufferstufe (29) zusammenarbeitet, wobei die Steuereinrichtung (27) den Füllstand der zweiten Pufferstufe erfasst und Steuerdaten erzeugt, und die erste Pufferstufe (14 bis 17), die zum Empfangen der Steuerdaten eingerichtet ist, wobei die Steuerdaten die Übertragung von folgenden Informationen von der ersten zu der zweiten Pufferstufe zur Vermeidung der Gefahr einer Überladung der zweiten Pufferstufe (29) beeinflussen.
Verfahren nach Patentanspruch 14, wobei zwei oder mehrere erste Pufferstufen mit einer oder mehreren zweiten Pufferstufen zusammenarbeiten, wobei zumindest eine der ersten Pufferstufen Steuerinformationen zu einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen überträgt oder von einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen empfängt, wobei die Steuerinformationen Informationen über die tatsächliche oder beabsichtigte Informationsübertragung von der bzw. den entsprechenden ersten Pufferstufe(n) zu der zweiten Pufferstufe darstellen.
Verfahren nach Patentanspruch 14 oder 15, wobei zwei oder mehrere erste Pufferstufen mit einer oder mehreren zweiten Pufferstufen zusammenarbeiten, wobei zumindest eine der ersten Pufferstufen Steuerinformationen zu einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen überträgt oder von einer oder mehreren der anderen ersten Pufferstufen empfängt, wobei die Steuereinrichtung die Steuerinformationen zum Steuern der tatsächlichen oder beabsichtigten Informationsübertragung von der bzw. den entsprechenden ersten Pufferstufe(n) zu der zweiten Pufferstufe verwendet.
Verfahren nach Patentanspruch 14, 15 oder 16, wobei zumindest einige der Pufferstufen die Ausgabe von Informationen aus der zugehörigen Pufferstufe steuernde Steuereinrichtungen umfassen oder mit diesen zusammenarbeiten.
Verfahren nach Patentanspruch 17, wobei die Steuereinrichtungen Informationen bezüglich der tatsächlichen oder beabsichtigten Übertragung von Informationen zu einer anderen Pufferstufe austauschen.
Verfahren nach Patentanspruch 17 oder 18, wobei die mehreren Steuereinrichtungen Informationen bezüglich des tatsächlichen Füllzustandes der zugehörigen Pufferstufe übertragen.
Verfahren nach Patentanspruch 17, 18 oder 19, wobei die Steuereinrichtungen die Übertragung von Informationen zu einer anderen Pufferstufe planen.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 20, wobei die Informationen als Datenpakete übertragen werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 21, wobei die Informationen von der zweiten Pufferstufe unter Verwendung einer von mehreren Kanälen gemeinsam genutzten ATM-VCC übertragen werden.
Verfahren nach Patentanspruch 22, wobei die Kanäle AAL2-Kanäle sind.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 23, wobei die Informationselemente in der bzw. den ersten Pufferstufe(n) vor der Übertragung zerlegt werden.
Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 24, wobei die erste(n) Pufferstufe(n) zum Aufschieben der Übertragung von Informationen von den ersten zu den zweiten Pufferstufen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern eingerichtet ist/sind.
Verfahren nach Patentanspruch 25, wobei der Parameter, oder einer der Parameter, ein Übertragungszeitintervall TTI einer Ankunft von Daten in dem bzw. den ersten Puffer(n) ist.