DE60105391T2

DE60105391T2 - Verfahren zur dynamischen optimisierung der dienstqualität in einem datenübertragungsnetzwerk

Info

Publication number: DE60105391T2
Application number: DE60105391T
Authority: DE
Inventors: Thierry Grenot; François LECERF; Jean-Yves Leclerc
Original assignee: Ipanema Techonologies SA
Current assignee: Infovista SAS
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2021-02-03
Also published as: US20030206517A1; BR0108017A; FR2804808B1; EP1252744A1; JP2003534678A; ATE275786T1; PT1252744E; CA2398366C; DK1252744T3; WO2001058094A1; EP1252744B1; DE60105391D1; JP4663196B2; US7333434B2; ES2227121T3; FR2804808A1; AU3196801A; CA2398366A1; AU2001231968B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Optimierung der Dienste-Qualität eines Datenübertragungsnetzwerks im Paketmodus, wobei dieses Netzwerk eine Vielzahl von Quellen Si und eine Vielzahl von Zielen Di umfasst, die über eine Vielzahl von Zugangsnetzwerken mit einem Übertragungsnetzwerk verbunden sind, jede Quelle einen maximalen Datenstrom L_max,s,x senden kann, jedes Ziel einen maximalen Datenstrom L_max,x,d empfangen kann und jede der genannten Quellen eine Einrichtung zur Klassifizierung und Kontrolle des gesendeten Datenstroms umfasst.
Dieses Verfahren und diese Vorrichtung können unabhängig von der geografischen Ausdehnung des Netzwerks, unabhängig von dem übertragenen Datenstrom und unabhängig von der Anzahl der Benutzer verwendet werden.
Die Paketbetrieb-Telekommunikationsnetzwerke sind dadurch gekennzeichnet, dass die übertragenen Informationen zu Gruppen zusammengefasst sind, Pakete genannt, im Wesentlichen gebildet:

– durch einen Kopf, der die Informationen für den Leitweg des Pakets in dem Netzwerk enthält;
– durch die zu übertragenden Daten.

US 5 359 593 offenbart ein Beispiel eines solchen Netzwerks.
Die in den Köpfen enthaltenen Adressierungsinformationen ermöglichen, Informationsflüsse zwischen den finalen Anwendungen bzw. Verwendungen zu identifizieren. Diese Pakete werden durch das Netzwerk gesendet und benutzen in Abhängigkeit vom Netzwerk unterschiedlichste Übertragungs- und Durchschaltungseinrichtungen.
Die gegenwärtig bei diesen Paketbetrieb-Telekommunikationsnetzwerken benutzte Technik ist das IP-Protokoll (Internet Protocol). Dieses Protokoll wird von Anfang bis Ende benutzt und eignet sich für sehr unterschiedliche Übertragungsnetzwerke.
Die 1 liefert ein Beispiel eines solchen Netzwerks.
Die Benutzer können entweder individuelle Benutzer sein oder Agenturen, Unternehmen (die ihr eigenes internes lokales Netzwerk haben), usw.
Die Transitnetzwerke stellen den zentralen Teil dar, haben im Allgemeinen eine große Kapazität und decken ein großes Territorium ab (im Falle des Internets die ganze Welt).
Dieses Netzwerk wird im Allgemeinen durch eine Vielzahl von Benutzern und/oder private Netzwerke geteilt.
Die Zugangsnetzwerke übertragen generell mittlere oder kleine Datenströme und werden von lokalisierten Benutzern in einer geografisch begrenzten Zone geteilt. Die "lokale Schleife" – Verbindung über Draht, optische Faser, Funk usw. zwischen dem Benutzer und dem Diensteanbieter -, wird in der Folge als Teil des Zugangsnetzwerks betrachtet.
Die 2 zeigt verschiedene mögliche Fälle eines Zugangsnetzwerks. Die Schreibkonventionen sind die folgenden:

– Für die Netzwerke: Carrier (in englischer Sprache): Träger bzw. Transporteur großer Informationsmengen über lange Strecken; er realisiert auch die Verbindung mit anderen Trägern bzw. Transporteuren und ermöglicht so im Falle des Internet-Netzwerks Austauschoperationen zwischen den Benutzern der verschiedenen Internet-Diensteanbieter ISP (Internet Service Provider in englischer Sprache). IAP (Internet Access Provider in englischer Sprache): Internet-Zugangsanbieter; er sammelt den Datenverkehr für den ISP, wobei dieser Letztere seinen Verbrauchern typisch diverse Server zur Authentifizierung, Website-Speicherung, Abrechnung, Mitteilungsübermittlung usw. sowie den Zugang zum Transitnetzwerk zur Verfügung stellt. Local Loop (Lokale Schleife in englischer Sprache): Verbindung (Draht, optische Faser, Funk, ...) verbindet den Benutzer mit dem Netzwerk. TELCO: Telefonnetz-Betreiber, oft Besitzer der lokalen Schleife.
– Für die Vorrichtungen: CPE (Customer Premices Equipment in englischer Sprache): mit dem Netzwerk verbundene Benutzervorrichtung (im Allgemeinen ein Zugangs-Router). MUX: Multiplexer/Demultiplexer (es gibt mehrere Ausgänge: telefonische, xDSL, SDH, usw. ...). NAS (Network Access Server in englischer Sprache): Netzwerkzugangsserver; dies kann auch ein Zugangs-Router sein. R: Router (oder Durchschaltungseinrichtungen).

Man kann sehen, dass es sehr viele mögliche Konfigurationen gibt. Jede der Vorrichtungen (CPE, MUX, NAS, R, ...) entspricht einer Funktion der Datenverkehrskonzentration und der Telekommunikationsmittelvereinigung bzw. -zusammenschaltung.
Mit der außergewöhnlichen Entwicklung der Datenaustausche durch die Telekommunikationsnetzwerke wird es für die Betreiber wichtig, ihren Kunden Dienste-Qualität zu bieten. Die Dienste-Qualität wird zum Beispiel durch sachdienliche Charakteristika gebildet, die den Transfer der Daten zwischen zwei bestimmten Punkten eines Netzwerks betreffen. Darunter insbesondere:

– Qualität des Dienste-Zugangs: – die Verfügbarkeit der Dienste; – die Wiederherstellung der Dienste nach einer Störung.
– Informationsübertragungsdienstqualität: – die Übertragungsdauer der Informationen bzw. Daten zwischen der Quelle und dem Ziel; – die Schwankungen der Datenübertragungsdauer (Jitter); – die Verschlechterung der übertragenen Daten (Verluste, Fehler).

Ein Hauptproblem besteht darin, dass die geographische Ausdehnung, die große Mutualisation der Infrastrukturausrüstung zwischen sehr zahlreichen Benutzern, die Vielfalt bzw. Verschiedenartigkeit der ausgetauschten Flüsse und die Komplexität der Architekturen es sehr schwierig macht, die Dienste-Qualität solcher Netzwerke vorauszusagen und zu garantieren. Die zwischen zwei bestimmten Benutzern mögliche Datenrate, die Datenübertragungsdauer, die zeitlichen Schwankungen dieser Dauer (Jitter) und die damit verbundene Verlustrate sind fundamentale Elemente dieser Dienste-Qualität. Nur ihre Beherrschung ermöglicht, kritische professionelle Dienste zu leisten (Übertragung von Stimmen, Bildern, kritischen Daten, elektronischem Handel, usw...).
Eine übliche Art der Verbesserung des Dienstes ist die Überdimensionierung der Netzwerkkapazität. Jedoch ist diese Lösung aufgrund der hohen Investitions- und Benutzungskosten der dann letztlich nicht maximal ausgelasteten Netzwerke teuer.
Einrichtungen (Protokolle, Übertragungs-, Durchschalt-, Router-Ausrüstungen, usw.), abhängig von der Art der verschiedenen Netzwerke, können benutzt werden, um diese Dienste-Qualität herzustellen. Sie basieren im Allgemeinen auf Prioritätsmechanismen und Übertragungsmittelreservierung bei der Anfrage (ATM, RSVP im IP, ...) oder bei der Konfiguration (ATM, DiffServ im IP, ...). Diese Einrichtungen haben im Allgemeinen eine nur auf einen Teil des Netzwerks beschränkte Reichweite. Durch den ständigen Wechsel ist ihre Zusammenarbeit schwierig.
Auf alle Fälle hängt das Resultat stark von dem Verhalten der quellseitigen Benutzer ab: Datenrate beim Senden, Gleichmäßigkeit des Datenverkehrs, Verkehrsmatrix, usw... Dieses Verhalten ist sehr schwierig vorauszusehen aufgrund der Verschiedenartigkeit der das Netzwerk benutzenden Anwendungen (Stimmen-, Bild-, Dateienübertragung; Datenbasen-Konsultationen usw...), der Vielzahl vorhandener Benutzer und der Vielfalt ihrer Bedürfnisse.
Auf alle Fälle hängt das Resultat auch sehr von den Regeln der Ingenieurtechnik und der Konfiguration der vielen Parameter des Netzwerks ab. Diese Regeln sind sehr schwierig festzulegen, insbesondere aufgrund der Größe des Netzwerks, der Verschiedenartigkeit der zu einem bestimmten Zeitpunkt angewendeten Techniken (inhomogener Gerätepark) und der Vielzahl der Organisationen (Dienstzugangsbetreiber, Präsenzpunkt- oder POP-Betreiber, Langstrecken-Transporteure, usw.), die von einem zum anderen Ende der Strecke beteiligt sind.
Außerdem ist die Dienste-Qualität hauptsächlich verknüpft mit der Verstopfung der verschiedenen Elemente des Netzwerks, welche für die jeweiligen Datenübertragung benutzt werden. Obwohl es unendlich viele Abstufungen gibt, kann man die vorgefundenen Betriebsartenfälle folgendermaßen schematisieren:

– entweder gibt es keine Übertragungsmittelreservierung, und das Netzwerk bemüht sich bestmöglich, die Daten bis zum Empfänger durchzuschalten;
– oder es gibt eine Übertragungsmittelreservierung, und der in das Netzwerk eingespeiste Datenstrom wird statistisch mehr oder weniger kontrolliert.

Auf alle Fälle ermöglichen Systeme (Speicher) zu temporären Warteschlagen-Speicherung, die sich an jedem Multiplexing-, Konzentrations- oder Durchschaltpunkt befinden, die Simultaneitäten beim Eintreffen der Pakete zu verarbeiten. Der durch ein Paket angetroffene momentane Speicherbelegungsgrad und die Verwaltungspolitik (Priorität, Anzahl der Warteschlangen, Entleerungsregel, Zurückweisung, ...), angewendet bei jeder Warteschlange, bestimmt die Zeit, die ein Paket in dieser Vorrichtung verweilt sowie seine eventuelle Zurückweisung.
Die Übertragungsdauer zwischen zwei Punkten des Netzwerks ist abhängig:

– von der Summe der Durchlaufzeiten der Leitungen, Kabel, optischen Fasern, Satellitenverbindungen usw., wobei diese Dauer im Allgemeinen fest ist und im Wesentlichen von dem von der Information durchlaufenen Medium und von der Distanz abhängt.
– von der Summe der Durchlaufzeiten der Warteschlangen in den verschiedenen Einrichtungen, wobei diese Dauer global von der durch jedes Paket angetroffenen momentanen Belastung und von den Verwaltungspolitiken dieser Warteschlangen abhängt. Eine zu starke momentane Belastung verursacht eine Zurückweisung des Informationspakets (Verlust). Es ist dieses Phänomen, das den Verlust von Pakten erklärt.

Diese Übertragungsdauer ist also abhängig von der momentanen Belastung, den "saisonbedingten" Schwankungen (Tag-/Nachtzyklen, Spitzenstunden, usw.), den Konfigurationswechseln (im Netzwerk benutzte Wege). Die Übertragungsdauerschwankungen haben häufig die Größenordnung ihres Mittelwerts (und deutlich mehr), sowohl kurzfristig (momentane Verstopfung) als auch langfristig (Aktivitätszyklus der Benutzer).
Eine detailliertere Analyse dieser Verstopfungsphänomene ermöglicht, das Problem zu segmentieren. Wenn man den von einem Paket durchlaufenen Weg rückwärts analysiert, kann man drei Segmente unterscheiden:

– Dauer, Schwankung der Dauer und Verluste aufgrund der Belastung des Zugangsnetzwerks in Richtung eines Benutzers: das Zugangsnetzwerk ist im Allgemeinen langsamer als das Transitnetzwerk; die Summe der Datenflüsse in Richtung dieses Benutzers kann folglich die Kapazität dieses Netzwerks überschreiten. Das Verhalten ist hier im Wesentlichen mit dem Verhalten der Quellen verbunden, die Pakete in Richtung des betreffenden Benutzers erzeugen.
– Dauer, Schwankung der Dauer und Verluste aufgrund der Belastung des Transitnetzwerks gehen zu Lasten der Resultierenden des Verhaltens einer Vielzahl von Quellen. Es ist nur wenig mit dem für einen bestimmten Benutzer bestimmten Datenverkehr korreliert. Man kann das Transitnetzwerk als ein Ausbreitungs- bzw. Fortpflanzungsmedium mit folgenden Charakteristika (Dauer, Schwankung der Dauer, Verluste) betrachten: erstens langsam veränderlich in Bezug auf die Emissionsperioden der Pakete und zweitens unabhängig von der Emission der Pakete einer bestimmten Quelle.
– Dauer, Schwankung der Dauer und Verluste aufgrund der Belastung des Zugangsnetzwerks eines Benutzers (in Richtung des Transitnetzwerks) sind insbesondere mit der durch den betreffenden Benutzer gesendeten Datenmenge.

Eine bekannte Methode zur Kontrolle von Verstopfungen in den Telekommunikationsnetzwerken im Paketbetrieb wird beschrieben in dem amerikanischen Patent US 5,936,940 (Adaptive rate-based congestion control in packet networks). Das in diesem Patent vorgeschlagene Prinzip ist in der 3 dargestellt und besteht darin, die "Netzwerkdauer", welche die Dauer im unbelasteten Zustand (Übertragungsleitungen usw.) und die "Warteschlangendauer" darstellt, die von dem eingespeisten Verkehr abhängt und repräsentativ ist für den Zustand der Verstopfung des Systems. Testpakete werden beim Senden und beim Empfangen entsprechend der lokalen Zeit zeitmarkiert. Die Schätzung der "Warteschlangendauer" basiert auf dem Unterschied zwischen den Intervallen, die aufeinanderfolgende Testpakete trennen.
Die Rückwärtsschätzungsformel und ihre untere Begrenzung bei Null ermöglicht, sich freizumachen von der angetroffenen Minimaldauer, die den festen Teil der Dauer darstellt, die "Netzwerkdauer". Diese "absolute" Information wird benutzt, um die Quellen zu steuern. Die geschätzte "Warteschlangendauer" dient dann als Indikator zur Klassierung des Netzwerkzustands in einige Kategorien. Je nach Netzwerkzustand wird ein Ausgangsbegrenzer bei der Quelle mit einer nichtlinearen Funktion moduliert.
Ein Nachteil dieser Methode beruht auf der Tatsache, dass sie auf Relativmessungen basiert, die eine Idee von der Verstopfungsveränderung liefern, aber nicht ermöglichen, das Ausmaß dieser Verstopfung zu kennen. Dies macht eine reelle Optimierung sehr schwierig. Zudem stellen sich Initialisierungsprobleme der Vorrichtungen. Außerdem liefern diese partiellen oder indirekten Messungen nur eine fragmentarische Ansicht der Situation des beobachteten Netzwerks und sind nicht mit den quantifizierbaren Zielen der durch die Benutzer des Netzwerks wahrgenommenen Dienste-Qualität verknüpft. Außerdem sind in den modernen Netzwerken die Testpakete wegen der großen Vielfalt der Wege nicht repräsentativ für die Nutzpakete, insbesondere in den Warteschlangen-Einreihungsvorrichtungen. Auch ermöglicht das Einspeisen von Testpaketen keine ausreichende Anzahl von Messungen und kann sogar eine Überbelastung erzeugen. Auch ist festzustellen, dass die vorgeschlagenen Mechanismen voraussetzen, dass alle Quellen des Netzwerks eine identisches Verhalten haben, was in den großen schon vorhandenen Netzwerken nicht der Fall ist.
Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ermöglichen, die Benutzung und die Dienste-Qualität der Paketmodus-Netzwerke zu optimieren, insbesondere der mit dem Protokoll IP arbeitenden Netzwerke.
Ein anderer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ermöglichen, die Verstopfung des Zugangsnetzwerks in der Netzwerk-Benutzer-Richtung dynamisch zu verwalten, und dies insbesondere, wenn sich der Verstopfungspunkt in diesem Zugangsnetzwerk nicht in der Zugangsleitung selbst befindet und wenn das Verstopfungsniveau zeitlich schwankt. Die Verwaltung dieser Verstopfung ermöglicht, die Belastung zu erhöhen und dabei die Dauern bzw. Fristen, den Jitter und die Verluste zu beherrschen.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ermöglichen, die Verstopfung des Zugangsnetzwerks in der Richtung Benutzer-Netzwerk dynamisch zu verwalten, und dies insbesondere (aber nicht nur), wenn sich der Verstopfungspunkt in diesem Zugangsnetzwerk nicht in der Zugangsleitung selbst befindet und wenn das Verstopfungsniveau zeitlich schwankt. Die Verwaltung dieser Verstopfung ermöglicht, die Belastung zu erhöhen und dabei die Dauern bzw. Fristen, den Jitter und die Verluste zu beherrschen.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ermöglichen, die Verstopfung des Transitnetzwerks dynamisch zu verwalten, auch dann, wenn das Verstopfungsniveau zeitlich schwankt. Die Verwaltung dieser Verstopfung ermöglicht ganz bewusst andere Telekommunikationseinrichtungen zu benutzen.
Um diese Ziele zu erreichen, umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

a- Messen der absoluten Übertragungsdauer, des Jitters, der Menge der ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D und Ausführen der nachfolgenden Teilschritte in Abhängigkeit von den in diesem Schritt a erhaltenen Messungen: a1- für jedes Ziel D Aufteilung des maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen; a2- für jedes Ziel D dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks zur Optimierung des maximalen Datenstroms L_max,x,d; a3- für jede Quelle S dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks zur Optimierung des maximalen Gesamtdatenstroms L_max,s,x und des maximalen Datenstroms in Richtung jedes Ziels L_max,s,d; a4- für jede Quelle S Bestimmung der Auswirkung der Verstopfung des Transitnetzwerks (4); und
b- Steuerung der Einrichtungen zur Klassifizierung (8) und Kontrolle (10) des Datenstroms in Abhängigkeit von den Teilschritten a1, a2, a3 und a4.

Vorzugsweise umfasst der Schritt a1 die folgenden Operationen:

– Festlegung des Datenstroms L_max,x,d aufgrund von einerseits dem Datenstrom der Zugangsleitung und andererseits dem Schritt a2;
– Aufteilung des genannten maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den aktiven Quellen, um für jede Quelle einen ersten maximalen Datenstromwert L_max,s,d zu definieren, wobei die genannte Aufteilung erfolgt, indem Daten von Konfigurationen und eventuellen dynamischen Datenstromreservierungen R_s,d von allen oder einem Teil der Quellen berücksichtigt werden;
– Übertragung des genannten ersten Werts L_max,s,d zu jeder der Quellen.

Der Schritt a2 umfasst die folgenden Operationen:

– Berechnung eines ersten Datenstromwerts, der eine Datenstromgewichtung zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt;
– Berechnung eines ersten Jitterwerts, der eine Jittergewichtung zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt;
– Berechnung eines ersten Werts der Verluste, der eine Gewichtung der Verluste zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt;
– Bestimmung der Kurve dieser gewichteten Werte in Abhängigkeit von dem durch dieses Ziel empfangenen Datenstrom;
– Festlegung des maximalen Datenstromwerts L_max,x,d in Abhängigkeit von den genannten Kurven.

Der Schritt a3 umfasst die folgenden Operationen:

– Berechnung eines ersten Datenstromwerts, der eine Datenstromgewichtung zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt;
– Berechnung eines ersten Jitterwerts, der eine Jittergewichtung zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt;
– Berechnung eines ersten Werts der Verluste, der eine Gewichtung der Verluste zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt;
– Bestimmung der Kurve dieser gewichteten Werte in Abhängigkeit von dem durch diese Quelle gesendeten Datenstrom;
– Festlegung eines Maximalwerts des Gesamtdatenstroms L_max,s,x und eines zweiten Maximalwerts des Datenstroms pro Richtung L_max,s,d in Abhängigkeit von den genannten Kurven, des Datenstroms der Leitung in Richtung Zugangsnetzwerk, von Daten von Konfigurationen und eventuellen dynamischen Datenstromreservierungen R_s,d in Richtung eines Teils oder aller Ziele.

Der Schritt a4 umfasst die folgenden Operationen:

– Vergleichen der Dauer-, Jitter-, Verluste- und Durchsatzmessungen und der Resultate der Schritte a1, a2 und a3 mit vorher definierten Dauer-, Jitter-, Verluste- und Durchsatzwerten;
– Erstellen einer Diagnose bezüglich der Dienste-Qualität in Abhängigkeit von diesem Vergleich.

Nach einer zweiten Charakteristik der Erfindung umfasst das Verfahren außerdem einen Schritt, der darin besteht, von den Datenstrom-Maximalwerten L_max,s,d, nämlich dem ersten und dem zweiten, der Datenstrom-Kontrolleinrichtung den kleineren dieser Werte sowie den Maximalwert des Gesamtdatenstroms L_max,s,x zu senden.
Dieses Verfahren wird mittels einer Vorrichtung angewendet, die umfasst:

– Einrichtungen zum Messen der absoluten Übertragungsdauer, des Jitters, der Menge der ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D;
– für jedes Ziel D Einrichtungen zum Aufteilen des maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen;
– für jedes Ziel D Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks zur Optimierung des maximalen Datenstroms L_max,x,d;
– für jede Quelle S Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks, global und in Richtung jedes Ziels;
– für jede Quelle S Einrichtungen zur Bestimmung der Auswirkung der Verstopfung des Transitnetzwerks in Richtung jedes Ziels;
– Einrichtungen zur Klassifizierung der gesendeten Datenpakete;
– Einrichtungen zur Kontrolle des Datenstroms, und
– Einrichtungen zum Steuern der Datenstrom-Kontrolleinrichtungen.

Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung außerdem einen Modul M1, fähig dynamisch einen ersten maximalen Informations- bzw. Datenstrom L_max,s,d zu bestimmen, den eine Quelle S einem Ziel D senden kann, und einen Modul M2, fähig dynamisch den maximalen Datenstrom L_max,x,d zu bestimmen, den das Ziel D bei optimaler Nutzung der Zugangsleitung und Aufrechterhaltung der Dienste-Qualität empfangen kann, und einen Modul M3, fähig dynamisch den Gesamtdatenstrom L_max,s,x und einen zweiten maximalen Datenstrom L_max,s,d zu bestimmen, den eine Quelle S einem Ziel D senden kann, bei optimaler Nutzung der Zugangsleitung und Aufrechterhaltung der Dienstqualität, und einen Modul M4, fähig dynamisch die Charakteristika des Transitnetzwerks zu ermitteln und einen Netzwerkselektor zu steuern, sowie einen Modul M5, der dynamisch den Wert von Begrenzern der Quelle S in Abhängigkeit von den Werten festlegt, die von den Modulen M1 und M3 stammen.
Die Parameter des Moduls M1 sind:

– die Datenstrommessungen;
– der Maximalwert L_max,x,d, den das Ziel D von der Gesamtheit der Quellen Si empfangen kann, wie festgelegt durch den Modul M2;
– eventuelle Datenstrom-Reservierungen R_s,d zwischen jeder Quelle S und dem Ziel D.

Der Modul 2 berechnet aus Dienstqualitäts-Messungen zwischen allen Quellen Si gewichtete Dienstqualitäts-Variable und liefert den maximalen Datenstrom, den das Ziel D von dem Netzwerk empfangen kann.
Der Modul 3 berechnet aus Dienstqualitäts-Messungen zwischen allen Quellen Di gewichtete Dienstqualitäts-Variable und liefert den maximale Datenstrom, welchen die Quelle S in Richtung jedes Ziels D; senden kann.
Der Modul M4 realisiert eine Diagnostik bezüglich der Dienstqualität zwischen der Quelle S und jedem Ziel D, um den Selektor so zu steuern, dass der Datenverkehr ganz oder teilweise in ein anderes Netzwerk geleitet wird.
Dank dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung erlangt man die folgenden Vorteile:

– eine dynamische Anpassung an die Schwankungen der Dienstqualitäts-Charakteristika des Transitnetzwerks und der Ausgangs- und Eingangs-Zugangsnetzwerke;
– eine dynamische Anpassung an diverse Qualitätskriterien wie zum Beispiel Dauer, Jitter und Verluste. Es sind auch Kombinationen von Kriterien möglich;
– es muss nicht die Gesamtheit der Benutzer der benutzten Netzwerke denselben Mechanismen unterliegen. Dieser Punkt erleichtert die Einführung und Verwendung der Vorrichtung bei schon vorhandenen Netzwerken;
– eine dynamische Maximierung des Datenstroms innerhalb absoluter und exakter (und nicht nur relativer) Grenzen von Transitzeit, Jitter und Verlusten;
– eine dynamische Maximierung der Dienstqualität (Minimierung von Dauer, Jitter und Verlusten) innerhalb absoluter und exakter Grenzen für eine bestimmte Datenrate;
– eine dynamische Optimierung der Kombination (Dienste-Qualität; Datenrate) in Abhängigkeit von den an jeden Benutzer-Datenstrom angepassten Kriterien;
– eine optimierte Benutzung mehrerer Netzwerke in Abhängigkeit von der präsentierten Belastung, der effektiven Dienstqualität, der festgestellten Preise, des Dienstqualitäts-Ziels und der Preis-Ziele (Wahl des Netzwerks, Wahl des angebotenen Dienste-Typs, usw.).

Weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung gehen noch besser aus der nachfolgenden, nur beispielhaften und nicht einschränkenden Beschreibung hervor, bezogen auf die beigefügten Figuren:
die 1 zeigt ein allgemeines Schema eines Übertragungsnetzwerks, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird;
die 2 zeigt verschiedene mögliche Fälle von Zugangsnetzwerken;
die 3 zeigt eine Methode zur Berechnung der Warteschlangendauer bzw. -verzögerung nach dem Stand der Technik;
die 4 zeigt schematisch eine Kurve der erfindungsgemäßen Dienstequaltitäts-Optimierung;
die 5 zeigt schematisch ein Netzwerk, in dem eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird;
Die 6 zeigt ein spezielles Beispiel von erfindungsgemäßen Optimierungskurven;
die 7 zeigt schematisch Datenverkehrsbegrenzer, mit denen die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgestattet ist.
In der Folge der Beschreibung gelten folgende Bezeichnungen:

MRTT_sd: Mittelwert der Hin- und Zurückdauer für ein SD- oder Quelle-Ziel-Benutzerpaar.
L_max,s,d: maximaler Grenzwert des Datenstroms einer Quelle S in Richtung eines Ziels D.
L_max,s,x: maximaler Grenzwert des Datenstroms einer Quelle S in Richtung aller Ziele.
L_max,x,d: maximaler Grenzwert des Gesamtdatenstroms in Richtung eines Ziels D von allen Quellen.
D_s,d: realer Datenstrom einer Quelle S in Richtung des Ziels D.
D_x,d: reeller Gesamtdatenstrom in Richtung Ziel D von allen Quellen.
D_s,x: realer Gesamtdatenstrom, gesendet durch die Quelle S an alle Ziele.
R_s,d: Datenstrom-Reservierung zwischen der Quelle S und dem Ziel D.

Verfahren zur dynamischen Optimierung der Dienstqualität eines im Paketmodus arbeitenden Datenübertragungsnetzwerks 2, wobei dieses Netzwerk eine Vielzahl Quellen Si und eine Vielzahl Ziele Di umfasst, die über eine Vielzahl von Zugangsnetzwerken 6 mit einem Transitnetzwerk 4 verbunden sind, wobei jede Quelle einen Maximaldatenstrom L_max,s,x senden kann und jedes Ziel einen Maximaldatenstrom L_max,x,d empfangen kann und die genannten Quellen jede eine Klassierungseinrichtung 8 und eine Kontrolleinrichtung 10 des gesendeten Datenstroms umfasst.
Die Dienstqualitätselemente (Datenstrom, Dauer, Verluste) haben ihren Ursprung vor allem in der Verstopfung der diversen Teile des Netzwerks 2. Man fasst diese Phänomene in drei Kategorien zusammen:

Kategorie C1: Die Kollektivcharakteristika. Man fasst in dieser Kategorie die durch die gemeinsame Aktivität der Quellen des Unternetzwerks verursachten Phänomene zusammen. Es handelt sich insbesondere aber nicht ausschließlich um die Verstopfung des im Ausgangsbetrieb in Richtung Ziele arbeitenden Zugangs.
Kategorie C2: Die Individualcharakteristika. Man fasst in dieser Kategorie die durch die Aktivität jeder Quelle verursachten Phänomene zusammen. Es handelt sich insbesondere aber nicht ausschließlich um die Verstopfung des im Eingangsbetrieb arbeitenden Netzwerks.
Kategorie C3: die Charakteristika des Mediums. Das Transitnetzwerk 4 wird als ein Ausbreitungsmedium betrachtet, dessen Charakteristika sich relativ langsam und relativ unabhängig von der Aktivität der Quellen des Unternetzwerks entwickeln.

Das vorgeschlagene Verfahren beruht auf den folgenden Punkten:

– Benutzung von genauen, zahlreichen und absoluten Messungen;
– das betrachtete Netzwerk muss nicht homogen sein;
– eine Segmentierung der Dauer der verschiedenen Teile, und
– Kontroll- und Optimierungsmechanismen, die diese segmentierten Messungen benutzen.

Bei einer bevorzugten Realisierungsart umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte:

a- Messen der absoluten Übertragungsdauer, des Jitter, des Stroms der genannten ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D, und Durchführen der folgenden Teilschritte in Abhängigkeit von den in diesem Schritt a erhaltenen Messungen: a1- für jedes Ziel D den Maximaldatenstrom L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen neu beginnen; a2- dynamisches Bestimmen der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks 6 für jedes Ziel D, um den Maximaldatenstrom L_max,x,d zu optimieren; a3- dynamisches Bestimmen der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks 6 für jede Quelle S, um den globalen Maximalstrom L_max,s,x und den Maximalstrom L_max,s,d in Richtung jedes Ziels zu optimieren. a4- Bestimmen des Effekts der Verstopfung des Transitnetzwerks 4 für jede Quelle S; und
b- Steuern der Klassifizierungs- und Kontrolleinrichtungen 8 und 10 des Datenstroms in Abhängigkeit von den Resultaten der Teilschritte a1, a2, a3 und a4.
Ein Modul M1 12 hat die Aufgabe, den Datenverkehr in Richtung einer bestimmten Quelle zu begrenzen und die kollektive Verstopfung und die Verteilung des Zugangs zwischen den Quellen des Unternetzwerks zu kontrollieren.
Für ein bestimmtes Ziel D wird ein Grenzwert L_max,x,d festgelegt aufgrund: – des Datenstroms der Zugangsleitung (L_max,x,d <= Datenstrom der Zugangsleitung); – des Moduls M2 14, der den besten laufenden bzw. üblichen Wert L_max,x,d sucht; – von Konfigurationsparametern.

Dieser Datenstrom L_max,x,d muss aufgeteilt werden unter den aktiven Quellen des Unternetzwerks. Dazu kann der Modul M1 benutzen:

– eine momentane lokale Messung des Durchsatzes D_s,d jeder Quelle;
– dynamische Datenstromreservierungen R_s,d, ausgeführt durch alle oder einen Teil der Quellen;
– statische Konfigurationsdaten (zum Beispiel die Datenrate der Zugangsleitung, eine durch Abonnement mit dem Betreiber des Zugangsnetzwerks festgelegte Grenze, eine Gewichtung a priori, usw.).

Ein mögliches Prinzip besteht für das Ziel D darin, jeder der Quellen einen ersten Wert L_max,s,d mitzuteilen, den die jeweilige Quelle S beim Senden von Daten an das Ziel D nicht überschreiten kann (Programmierung eines Begrenzers 10).
Für ein bestimmtes Ziel D umfasst der Kontrollmodul M1 12 die folgenden Schritte:

– Festlegen einer Grenze L_max,x,d aufgrund einerseits der Datenrate der Zugangsleitung und andererseits des Moduls M2 14;
– Verteilen der Grenze L_max,x,d zwischen den aktiven Quellen des Unternetzwerks entsprechend den lokalen und momentanen Messungen der Datendurchsätze D_s,d jeder Quelle, den dynamischen Datenstromreservierungen R_s,d, ausgeführt durch alle oder einen Teil der Quellen, den statischen Konfigurationsdaten;
– Übertragen des ersten Datenstrom-Grenzwerts L_max,s,d in Richtung des Ziels D.

Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt oder durch den Aufbau des Zugangsnetzwerks 6 der kollektive Verstopfungspunkt in Richtung D nicht die Zugangsleitung dieses Zugangsnetzwerks 6 ist, ist der nützliche Datenstrom kleiner als derjenige der Zugangsleitung zu dem Ziel D. Außerdem ist es in diesem Fall sehr wahrscheinlich, dass dieser maximale Datenstrom zeitlich variiert, zum Beispiel weil er durch eine Konzentrationsstufe verursacht wird, in der andere Quellen, die nicht zu dem Unternetzwerk gehören, beteiligt sind.
Es ist daher notwendig, die durch den Modul M1 12 anzuwendende Grenze L_max,x,d zu finden und dynamisch anzupassen. Dies ist die Funktion des Moduls M2 14, der in jedem der Ziele benutzt wird.
Das Prinzip der Entdeckung dieser Grenze besteht darin, folgende Relation in Betracht zu ziehen:
DIENSTE-QUALITÄT = F(KOLLEKTIVE BELASTUNG).
Eine zu große Belastung führt zu einer Verschlechterung der Dienstqualitäts-Parameter (Dauer, Jitter, Verluste). Eine zu geringe Belastung führt zu einer schlechten Nutzung des Zugangsnetzwerks, also einer Vergeudung von teuren Ressourcen.
Die 4 zeigt den typischen Verlauf einer solchen Funktion. Man sieht drei Zonen:

Zone 1: die Dienstqualität ist relativ unabhängig vom Durchsatz; der Zugang ist nicht verstopft und er ist wahrscheinlich nicht ausgelastet.
Zone 2: die Dienstqualität beginnt sich mit zunehmendem Durchsatz deutlich zu verschlechtern; der Zugang ist an der Verstopfungsgrenze.
Zone 3: die Dienstqualität verschlechtert sich mit jeder kleinen Zunahme des Durchsatzes stark; der Zugang ist verstopft.

Der ideale Gleichgewichtspunkt befindet sich in der Zone 2: starker Zugangsdurchsatz und kontrollierte Dienstqualität.
Der Modul M2 14 realisiert periodisch:

– eine Berechnung eines gewichteten Werts zwischen den Quellen für jeden der verschiedenen Dienstqualitäts-Parameter (gewichtete Dauer, gewichteter Jitter, gewichtete Verluste);
– eine Bestimmung der Kurve der gewichteten Werte in Abhängigkeit von der gemessenen Belastung D_x,d. Diese Untersuchung erfolgt aufgrund der momentanen Messungen und kann in der Forderung resultieren, die Grenze L_max,x,d um einen provisorischen Betriebspunkt herum variieren zu lassen, um eine bessere Sichtbarkeit auf die Funktionen zu erhalten;
– eine Festlegung einer Grenze L_max,x,d in Abhängigkeit von den parametrierbaren Kurven und Schwellen, insbesondere für die Dienstqualität (zum Beispiel maximale Dauer oder maximaler Verlust).

Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt der erste autorisierte Datenstrom L_max,s,d zwischen der Quelle S und dem Ziel D zu einer Verschlechterung des von dieser Quelle stammenden Stroms führt (zum Beispiel weil das Zugangsnetzwerk 6 der Quelle S in Richtung des Transitnetzwerks 4 sich verstopft), muss diese Quelle ihren Durchsatz begrenzen, wenn eine Qualitätsverschlechterung vermieden werden soll.
Es ist also notwendig, den Grenzwert für den Datenstrom D_s,d zwischen der Quelle S und dem Ziel D zu finden und anzupassen. Dies ist die Funktion des Moduls M3 16 jeder Quelle.
Eine Methode zur Benutzung des Moduls M3 16 ist der in Bezug auf den Modul M2 14 beschriebenen ähnlich. Man bestimmt begrenzte Datenstromwerte L_max,s,d in Richtung jedes Ziels innerhalb bestimmter Grenzen eventuell durch dynamische Datenstromreservierungen R_s,d, realisiert für alle oder einen Teil der Ziele, der statischen Konfigurationsdaten und den Datenstrom der Zugangsleitung. Diese Datenstrom-Grenzwerte werden bestimmt aufgrund der Kurve der Dienstqualitätswerte in Richtung jedes Ziels in Abhängigkeit von der global gemessenen Belastung D_s,x und in Richtung jedes Ziels D_s,d.
Ein Modul M5 17 steuert die Klassifizierungseinrichtungen 8 und die Kontrolleinrichtungen 10 des Datenstroms, indem er den Wert von Begrenzern 10 der Quelle S dynamisch festlegt in Abhängigkeit von den von den Modulen M1 12 und M3 16 stammenden Werten.
Die 5 zeigt ein Beispiel eines Netzwerks in dem das Verfahren angewendet wird.
Die 6 liefert ein Beispiel zu Bestimmung des Grenzwerts des optimalen Datenstroms bzw. -durchsatzes L_max,s,d in Abhängigkeit von der relativen Positionierung des Grenzwerts L_2,max,s,d, bestimmt durch den Modul M3 16, und des Grenzwerts L_1,max,s,d, autorisiert durch den Modul M1 12.
Die Wahl des optimalen Durchsatzes hängt von den für die betreffenden Datenströme vorgesehenen Dienstqualitätszielen ab.
Die Methode kann auch ein globales Sendekriterium der Quelle berücksichtigen, indem für die Gesamtheit der Datenströme bei Senden eine gewichtete Funktion der Dienstqualitäts-Parameter berechnet wird (wenn nämlich die individuelle Verstopfung in dem Zugangsnetzwerk 6 zum Transitnetzwerk 4 stattfindet, sind alle durch die Quelle gesendeten Datenströme daran beteiligt).
In dem Falls sucht man in einer ersten Zeit, welches der beste Wert für die Begrenzung des globalen Sendedurchsatzes L_max,s,x ist, der dazu führt, einen globalen Sendebegrenzer 10 zu programmieren, und sucht dann den besten Durchsatz L_max,s,d in Richtung jedes Ziels D, was dazu führt, einen individuellen Begrenzer 10 für die Ströme in Richtung jedes Ziels zu programmieren.
Die 5 zeigt das erfindungsgemäße Optimierungsverfahren in einem Paketmodus-Datenübertragungsnetzwerk.
Die Vorrichtung zur Anwendung dieses Verfahrens umfasst:

– Einrichtungen zum Messen der absoluten Übertragungsdauer, des Jitters, der Menge der ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D;
– für jedes Ziel D Einrichtungen zum Aufteilen des maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen;
– für jedes Ziel D Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks zur Optimierung des maximalen Datenstroms L_max,x,d;
– für jede Quelle S Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Verstopfungspunkts des Zugangsnetzwerks 6, global und in Richtung jedes Ziels;
– Einrichtungen um für jede Quelle S die Auswirkung der Verstopfung des Transitnetzwerks 4 zu bestimmen;
– Einrichtungen zur Klassifizierung der gesendeten Datenpakete;
– Einrichtungen zur Kontrolle des Datenstroms,
– Einrichtungen zum Steuern der Klassifizierungseinrichtungen und der Kontrolleinrichtungen; und
– Einrichtungen zur Netzwerkselektion zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D.

Die 7 zeigt Anordnung von Durchsatz-Kontrolleinrichtungen 10, gebildet durch globale Begrenzer und Begrenzer pro Ziel am Ausgang jeder Quelle.
Das Transitnetzwerk 4 hat auch eine Auswirkung auf die Dienstqualität der Datenströme zwischen Quellen und Zielen. Hypothetisch ist diese Qualität nicht mit dem Durchsatz der Quellen korreliert.
Diese Auswirkung variiert zeitlich (zum Beispiel in Abhängigkeit von dem Aktivitätszyklus der Benutzer: Tag/Nacht, Spitzenstunden, usw.) mit einer Geschwindigkeit, die in Bezug auf die Phänomene der kollektiven und individuellen Verstopfungen relativ langsam ist.
Es ist wichtig, die intrinsische Dienstqualität des Transitnetzwerks 4 zu kennen, insbesondere um die beste Gesamtdienstqualität zu bestimmen, die man zwischen Quelle und Ziel erreichen kann, und um die Resultate der Module M1 12, M2 14 und M3 16 zu verfeinern. Die Kenntnis dieser Dienstqualität wird durch den Modul M4 22 geliefert, der eine Diagnostik der Dienstqualität zwischen der Quelle S und jedem Ziel Di erstellt, um den Selektor 24 so zu steuern, dass der Datenverkehr ganz oder teilweise in Richtung eines anderen Netzwerks geleitet wird.
Da die finale Dienstqualität die des Transitnetzwerks nicht überschreiten kann, hat man in Bezug auf ein bestimmtes Dienstqualitätsziel folgende Fälle:

1. Transitqualität ausreichend höher als das gesteckte Ziel: die Optimierungsmodule M1 12, M2 14 und M3 16 sind effizient.
2. Transitqualität niedriger oder zu nahe beim gesteckten Ziel: die Optimierungsmodule M1 12, M2 14 und M3 16 genügen nicht, um dieses Ziel zu erreichen. Man muss eventuell weitere Maßnahmen ergreifen.

In dem Fall, wo der Datenverkehr, die Optimierungsmethoden oder auch die Eigenqualität des Transitnetzwerks 4 nicht ermöglichen, eine befriedigende Dienstqualität zu erreichen, könnte man weitere Kommunikationsnetzwerke zwischen Quellen und Zielen vorsehen, indem man dem Selektor 24 zum Beispiel befiehlt:

– die Benutzung eines Dienstes mit besserer Qualität zu höherem Preis über dieselbe Zugangsleitung;
– einen Zugang zu einem anderen Dienstanbieter (anstelle des Ersten oder zusätzlich zu diesem);
– eine direkte Verbindung (zum Beispiel über das Telefonnetz).

Die genaue Kenntnis der Qualität, die man erreichen kann, ermöglicht also, die Qualität/Preis-Kompromisse entsprechend den charakteristischen Kriterien der Benutzer zu schließen.

Claims

Verfahren zur dynamischen Optimierung der Dienstqualität eines im Paketmodus arbeitenden Datenübertragungsnetzwerks (2), wobei das genannte Netzwerk (2) eine Vielzahl von Quellen Si und eine Vielzahl von Zielen Di umfasst, die über eine Vielzahl von Zugangsnetzwerken (6) mit einem Übertragungsnetzwerk (4) verbunden sind, jede Quelle einen maximalen Bitstrom L_max,s,x senden kann und jedes Ziel einen maximalen Bitstrom L_max,x,d empfangen kann, jede der genannten Quellen eine Einrichtung zur Klassifizierung (8) und Kontrolle (10) des gesendeten Datenstroms umfasst, und dieses Verfahren dabei dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst: a- Messen der absoluten Übertragungsverzögerung, des Jitters, der Menge der ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D, und Ausführen der nachfolgenden Teilschritte in Abhängigkeit von den in diesem Schritt a erhaltenen Messungen: a1- für jedes Ziel D Aufteilung des maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen; a2- für jedes Ziel D dynamische Bestimmung der Grenze des Überlastungspunkts des Zugangsnetzwerks (6) zur Optimierung des maximalen Datenstroms L_max,x,d; a3- für jede Quelle S dynamische Bestimmung der Grenze des Überlastungspunkts des Zugangsnetzwerks (6) zur Optimierung des maximalen Gesamtdatenstroms L_max,s,x und des maximalen Datenstroms in Richtung jedes Ziels L_max,s,d; a4- für jede Quelle S Bestimmung der Auswirkung der Verstopfung des Übertragungsnetzwerks (4); und b- Steuerung der Einrichtungen zur Klassifzierung (8) und Kontrolle (10) des Datenstroms in Abhängigkeit von den Teilschritten a1, a2, a3 und a4.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a1 für ein bestimmtes Ziel D die folgenden Operationen umfasst: – Festlegung des Datenstroms L_max,x,d aufgrund von einerseits dem Datenstrom der Zugangsleitung und andererseits dem Schritt a2; – Aufteilung des genannten maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den aktiven Quellen, um für jede Quelle einen ersten maximalen Datenstromwert L_max,s,d zu definieren, wobei die genannte Aufteilung erfolgt, indem Daten von Konfigurationen und eventuellen dynamischen Datenstromreservierungen R_s,d von allen oder einem Teil der Quellen berücksichtigt werden; – Übertragung des genannten ersten Werts L_max,s,d jede der Quellen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a2 die folgenden Operationen umfasst: – Berechnung eines ersten Datenstromwerts, der eine Datenstromgewichtung zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt; – Berechnung eines ersten Jitterwerts, der eine Jittergewichtung zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt; – Berechnung eines ersten Werts der Verluste, der eine Gewichtung der Verluste zwischen jeder der Quellen und dem genannten Ziel darstellt; – Bestimmung der Kurve dieser gewichteten Werte in Abhängigkeit von dem durch dieses Ziel empfangenen Datenstrom; – Festlegung des maximalen Datenstromwerts L_max,x,d in Abhängigkeit von den genannten Kurven.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a3 die folgenden Operationen umfasst: – Berechnung eines ersten Datenstromwerts, der eine Datenstromgewichtung zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt; – Berechnung eines ersten Jitterwerts, der eine Jittergewichtung zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt; – Berechnung eines ersten Werts der Verluste, der eine Gewichtung der Verluste zwischen jeder der Quellen und jedem der genannten Ziele darstellt; – Bestimmung der Kurve dieser gewichteten Werte in Abhängigkeit von dem durch diese Quelle gesendeten Datenstrom; – Festlegung eines Maximalwerts des Gesamtdatenstroms L_max,s,x und eines zweiten Maximalwerts des Datenstroms pro Richtung L_max,s,d in Abhängigkeit von den genannten Kurven, des Datenstroms der Leitung in Richtung Zugangsnetzwerk, von Daten von Konfigurationen und eventuellen dynamischen Datenstromreservierungen R_s,d in Richtung eines Teils oder aller Ziele.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes der genannten Ziele der Schritt a4 die folgenden Operationen umfasst: – Vergleichen der Verzögerungs-, Jitter-, Verluste- und Datenstrommessungen und der Resultate der Schritte a1, a2 und a3 mit vorher definierten Verzögerungs-, Jitter-, Verluste- und Datenstromwerten; – Erstellen einer Diagnose bezüglich der Dienstqualität in Abhängigkeit von diesem Vergleich.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen Schritt umfasst, der darin besteht, von den Datenstrom-Maximalwerten L_max,s,d – das heißt dem ersten und dem zweiten -, der Datenstrom-Kontrolleinrichtung (10) den kleineren dieser Werte sowie den Maximalwert des Gesamtdatenstroms L_max,s,x zu senden.
Vorrichtung zur dynamischen Optimierung der Dienstqualität eines im Paketmodus arbeitenden Datenübertragungsnetzwerks (2), wobei das genannte Netzwerk (2) eine Vielzahl von Quellen Si und eine Vielzahl von Zielen Di umfasst, die über eine Vielzahl von Zugangsnetzwerken (6) mit einem Übertragungsnetzwerk (4) verbunden sind, jede Quelle einen maximalen Bitstrom L_max,s,x senden kann und jedes Ziel einen maximalen Bitstrom L_max,x,d empfangen kann, jede der genannten Quellen eine Einrichtung zur Klassifizierung und Kontrolle des gesendeten Datenstroms umfasst, und dieses Vorrichtung dabei dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: – Einrichtungen zum Messen der absoluten Übertragungsverzögerung, des Jitters, der Menge der ausgetauschten Daten und der Verluste zwischen jeder Quelle S und jedem Ziel D; – für jedes Ziel D Einrichtungen zum Aufteilen des maximalen Datenstroms L_max,x,d zwischen den verschiedenen Quellen; – für jedes Ziel D Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Überlastungspunkts des Zugangsnetzwerks (6) zur Optimierung des maximalen Datenstroms L_max,x,d; – für jede Quelle S Einrichtungen zur dynamische Bestimmung der Grenze des Übertastungspunkts des Zugangsnetzwerks (6), global und in Richtung jedes Ziels; – für jede Quelle S Einrichtungen zur Bestimmung der Auswirkung der Verstopfung des Übertragungsnetzwerks (4); Einrichtungen zur Klassifizierung der gesendeten Datenpakete; Einrichtungen zur Kontrolle der Bitrate bzw. des Datenstroms, und Einrichtungen zur Netzwerkselektion von jeder Quelle zu jedem Ziel.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem einen Modul M1 (12) umfasst, fähig dynamisch einen ersten maximalen Informations- bzw. Datenstrom L_max,s,d zu bestimmen, den eine Quelle S einem Ziel D senden kann, einen Modul M2 (14) umfasst, fähig-dynamisch den maximalen Datenstrom L_max,x,d zu bestimmen, den das Ziel D bei optimaler Nutzung der Zugangsleitung und Aufrechterhaltung der Dienstqualität empfangen kann, einen Modul M3 (16) umfasst, fähig dynamisch den Gesamtdatenstrom L_max,s,x und einen zweiten maximalen Datenstrom L_max,s,d zu bestimmen, den eine Quelle S einem Ziel D senden kann, bei optimaler Nutzung der Zugangsleitung und Aufrechterhaltung der Dienstqualität, einen Modul M4 (22), fähig dynamisch die Charakteristika des Übertragungsnetzwerks (4) zu ermitteln und einen Netzwerkselektor (24) zu steuern, und einen Modul M5 (17) umfasst, der die Klassifizierungseinrichtungen (8) und die Kontrolleinrichtungen (10) des Datenstroms steuert, indem er dynamisch den Wert von Begrenzern (10) der Quelle S in Abhängigkeit von den Werten festlegt, die von den Modulen M1 (12) und M3 (16) stammen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamischen Parameter am Eingang des Moduls M1 (12) die folgenden sind: – die Bitraten- bzw. Datenstrommessungen; – Bitraten- bzw. Datenstromreservierungswerte R_s,d zwischen jeder Quelle S und dem Ziel D; – der Maximalwert L_max,x,d, den das Ziel D von der Gesamtheit der Quellen Si empfangen kann, wie festgelegt durch den Modul M2 (14).
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul M2 (14) aufgrund der Dienstqualitäts-Messungen zwischen allen Quellen Si gewichtete Dienstqualitäts-Variable berechnet und davon den maximalen Datenstrom L_max,x,d ableitet, den das Ziel D von dem Netzwerk (2) empfangen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul M3 (16) den ersten Wert L_max,s,d des Moduls M1 von jedem Ziel D empfängt und aufgrund der Dienstqualitäts-Messungen zwischen allen Zielen Di gewichtete Dienstqualitäts-Variable berechnet und das Datenstrom-Maximum L_max,s,x liefert, das die Quelle S in Richtung Netzwerk (2) senden kann, und den zweiten maximalen Datenstromwert L_max,s,d empfängt, den die Quelle S an jedes Ziel D senden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Modul M4 (22) eine Diagnostik bezüglich der Dienstqualität zwischen der Quelle S und jedem Ziel D erstellt, um den Selektor (24) so zu steuern, dass der Datenverkehr ganz oder teilweise in ein anderes Netzwerk (26) geleitet wird.