DE602004007922T2

DE602004007922T2 - Verbindungssystem, Invers-Multiplexer, Datenübertragungsnetz, Verfahren und Computerprogramm

Info

Publication number: DE602004007922T2
Application number: DE602004007922T
Authority: DE
Inventors: Jan Herman Laarhuis; Bart-Jan Sweers
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2024-06-10
Also published as: CA2528960A1; EP1634410A1; WO2004109983A1; CN1833411A; KR20060036398A; EP1634410B1; US20070223400A1; HK1091339A1; JP2006527574A; DE602004007922D1; ATE368987T1; NL1023631C2; CN100481789C; US8000356B2; JP4510014B2; CA2528960C; KR101093248B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Telekommunikationsnetzwerk, das ein erstes Unternetzwerk und ein zweites Unternetzwerk verbindet, vorzugsweise über eine Anzahl von Teilnehmeranschluss-Telefonleitungen, ein Verbindungsgerät zur Verwendung in einem solchen Telekommunikationsnetzwerk, ein Verfahren zum Senden Daten zwischen einem ersten Unternetzwerk und einem zweiten Unternetzwerk und ein Computerprogramm.
Die PCT-Anmeldung WO 02/41660 beschreibt, wie Inversmultiplexen dazu verwendet werden kann, um Datenkommunikation zwischen einem Computersystem und dem Internet über eine Mehrzahl von Telefonleitungen zu verteilen, so dass eine kombinierte Bandbreite erhalten wird, die größer als die Bandbreite über eine einzelne Telefonleitung ist. Für die Verbindung von Computersystemen im Hause mit außerhause gelegenen Netzwerken, wie etwa dem Internet, ist ein weiter Bereich von möglichen Verbindungen mit Netzwerken bekannt, wie etwa Einwahlleitungen (dial-up lines), ISDN-Leitungen und ADSL-Leitungen und Kabelfernsehverbindungen. Solche Netzwerke werden als Telekommunikationsnetzwerke in dem Sinne bezeichnet, dass das Netzwerk voneinander entfernte Knoten, in verschiedenen Gebäuden, miteinander verbindet, ohne dabei auf das Telefonnetzwerk beschränkt zu sein.
PCT-Anmeldung WO 01/91383 beschreibt in ähnlicher Weise die Anwendung des Inversmultiplexens zum Übertragen eines Breitbandsignals über eine Vielzahl von verdrillten Telefonleitungen.
In dieser Anmeldung werden die folgenden kursiv gedruckten Begriffe mit jeweils wenigstens folgender Bedeutung verwendet. Ein Netzwerk wird durch zwei oder mehrere Knoten gebildet, die wenigstens indirekt miteinander verbunden sind. Ein (Netzwerk) Knoten wird wenigstens folgendermaßen verstanden: Jegliche Vorrichtung, wie etwa beispielsweise ein Computer, eine Schalteinrichtung oder eine andere Einrichtung, die in einem Datenkommunikationsnetzwerk vorhanden ist und mit einem oder mehreren anderen Knoten durch eine Verbindung verbunden ist. Ein (Netzwerk-)Endknoten ist ein Netzwerkknoten, der an dem Ende eines Netzwerks liegt, wie zum Beispiel ein Client-Computer in einem Client-Server-Netzwerk oder ein Telefon in einem Telefonnetzwerk. Im Allgemeinen erzeugt ein Endknoten Daten, während andere Knoten nur Daten übertragen. Eine Verbindung wird als physikalische Verbindung zwischen wenigstens zwei Netzwerkknoten verstanden, die zur Übertragung von Daten repräsentierenden Signalen zwischen den Netzwerkknoten geeignet ist. Eine Verbindung kann irgendein geeignetes Medium aufweisen, wie etwa ein Kabel oder eine drahtlose Funkverbindung. Eine Verbindung zwischen Knoten in zwei verschiedenen (Unter)Netzwerken wird als (Unter)Netzwerk-Zwischenverbindung bezeichnet, während eine (Unter)Netzwerk-Innenverbindung als eine Verbindung zwischen Knoten in demselben (Unter)Netzwerk verstanden wird.
Ein Multiplexer wird wenigstens mit folgender Bedeutung verstanden: Ein Gerät oder Apparat, der wenigstens zwei getrennte Ströme von Datensignalen in einen einzigen Strom von Multiplexdatensignalen kombinieren kann. In dieser Anmeldung wird folgendes Symbol für einen Multiplexer verwendet: mux. Ein Demultiplexer ist ein Gerät, das die ursprünglichen Ströme von Datensignalen aus dem Strom von Multiplexdatensignalen wieder zurückgewinnen kann. Folgendes Symbol wird für einen Demultiplexer verwendet: demux. Ein Inversmultiplexer ist ein Gerät oder ein Apparat, der einen einzelnen Strom von Datensignalen in wenigstens zwei getrennte Ströme von Inversmultiplexdatensignalen aufspalten kann. Das für einen Inversmultiplexer verwendete Symbol ist: mux^–1. Ein Inversdemultiplexer ist ein Ge rät oder ein Apparat, der Ströme von Inversmultiplexdatensignalen zu dem ursprünglichen, einzelnen Strom von Datensignalen kombinieren kann. Das für einen Inversdemultiplexer verwendete Symbol ist: demux^–1.
Es ist zu bemerken, dass sowohl (De)-Multiplexer als auch Invers-(De)-Multiplexer dazu ausgestaltet sein können, gleichzeitig an zwei oder mehr eingehenden Strömen zu arbeiten. Es ist auch zu bemerken, dass sowohl (De)-Multiplexer als auch Invers-(De)-Multiplexer an sich in dem Gebiet der Datenkommunikation bekannt sind, zum Beispiel aus Alex C. Snoeren, "Adaptive Inverse Multiplexing For Wide-Area Wireless Networks", in Proceedings of IEEE GlobeCom, Rio de Janeiro, Dezember 1999; Luiz Magalhaes und Robin Kravets, "End-to-End Inverse Multiplexing For Mobile Hosts", in Proceedings of the 19^th Brazilian Symposium an Computer Networks, Florianopolis, Brasilien, 2001, und K. Sklower et all, "The PPP Multilink-Protocol", IETF RFC 1990, August 1996.
Datenkommunikationsnetzwerke mit Unternetzwerken, die durch ein Verbindungssystem verbunden sind, sind allgemein bekannt. Beispielsweise für die Verbindung von Computersystemen im Hause mit außerhause befindlichen Netzwerken, wie etwa dem Internet, gibt es einen weiten Bereich von möglichen Datenkommunikationsnetzwerken.
Bekannt sind zum Beispiel Netzwerke, bei denen es eine einzelne Verbindung pro Haus gibt, und ein einzelner Endknoten, wie etwa ein Personalcomputer, der in dem Hause vorhanden ist, mit einem Einwahl-Server verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise einen herkömmlichen Telefonanschluss POTS (plain old telephone system) oder eine ISDN-Leitung (integrated services digital network) und Modems und andere dafür geeignete Netzwerkkomponenten aufweisen. In diesem Fall bildet der Endknoten den einzigen Knoten in einem ersten Unternetzwerk in nerhalb des Hauses, während der Einwahl-Server den einzigen Knoten in einem zweiten Unternetzwerk außerhalb des Hauses bildet, der das erste und das zweite Netzwerk verbindet. Eine solche Konfiguration ist jedoch nicht effizient, da die verfügbare Kapazität der Verbindung zwischen den Unternetzwerken nicht ausgenutzt oder für die meiste Zeit nicht vollständig ausgenutzt wird.
Wenn mehrere Endknoten in einem Haus vorhanden sind, ist es auch bekannt, diese mit einem außerhalb des Hauses liegenden Netzwerk zu verbinden. Es ist beispielsweise bekannt, ein internes Netzwerk in eine Haus vorzusehen, das mehrere Endknoten aufweist, beispielsweise Personal-Computer, und einen Knoten, der das interne Netzwerk mit dem außerhalb liegenden Netzwerk verbindet, zum Beispiel ein Hausvermittlungsknoten (home router). Dieses interne Netzwerk bildet dann das erste Unternetzwerk, das vollständig innerhalb des Hauses liegt. Der Verbindungsknoten kann dann mit einem anderen Unternetzwerk außerhalb des Hauses verbunden werden, zum Beispiel dem Internet oder dergleichen, mittels einer geeigneten Datenverbindung. In diesem Fall kann durch statistisches Multiplexen die verfügbare Kapazität der Verbindung zwischen den Unternetzwerken besser ausgenutzt werden, als wenn nur ein Endknoten in dem ersten Unternetzwerk vorhanden ist, weil beim statistischen Multiplexen die Spitzen und Täler in den von den verschiedenen Endknoten erzeugten Datenströmen einander wegmitteln können.
Jedoch gibt es insbesondere bei Netzwerken mit Computersystemen in Endverbraucherhaushalten, aber auch in anderen Netzwerken, einen Bedarf, den Datendurchsatz sowohl von als auch zu den Endknoten zu erhöhen. Der Durchsatz zu den Endknoten wird auch als "Herunterladegeschwindigkeit" (download speed) bezeichnet, während der Durchsatz von den Endknoten auch als "Hochladegeschwindigkeit" (upload speed) bezeichnet wird. Zum Erhöhen des Durchsatzes sind verschiedene Lösungen bekannt, wie beispielsweise die Ersetzung einer schmalbandigen Verbindung durch eine Breitbandverbindung für jedes einzelne Haus. Zum Beispiel kann eine asymmetrische digitale Teilnehmerleitung (asymmetric digital subscriber line – ADSL) oder eine Verbindung über das Fernsehkabel des Hauses mit einem außerhalb des Hauses liegenden Netzwerk installiert werden, um eine POTS- oder ISDN-Leitung zu ersetzten. Mit diesen bekannten Breitbandverbindungen kann eine Herunterladegeschwindigkeit erreicht werden, die üblicherweise zwischen 0,5 und 2 Mbps liegt, und eine Hochladegeschwindigkeit zwischen 0,1 und 0,5 Mbps.
Diese bekannten Lösungen zur Erhöhung des Durchsatzes haben jedoch den Nachteil, dass, obwohl der Durchsatz nach gegenwärtigen Standards ausreichend ist, es in der näheren Zukunft einen Bedarf für eine weitere Erhöhung des Durchsatzes geben wird. Die Erhöhung dieses Durchsatzes erfordert jedoch umfangreiche und teure Einstellungen an den vorhandenen Infrastrukturen, zum Beispiel die Installation von Glasfaserkabeln in dem Haus.
Das inverser Multiplexen und/oder Demultiplexen wie es in der PCT-Anmeldung WO 02/41660 beschrieben ist, erfüllt diesen Bedarf nach einer Erhöhung der Bandbreite. Jedoch hat die vorgeschlagene Lösung den Nachteil, dass jede Verbindung nur von den Endknoten in einem individuellen Haus verwendet werden kann. Infolgedessen wird die Bandbreite zeitlich nicht effektiv ausgenutzt, weil für den Großteil der Zeit die maximal verfügbare Datenkapazität durch den Endknoten nicht verwendet wird, zum Beispiel weil die Benutzer der Endknoten, für einen großen Teil der Zeit abwesend sind oder nur einen Teil der verfügbaren Kapazität nutzen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine allgemeine Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Verbindungssystem zum Verbinden eines ersten Unternetzwerkes und eines zweiten Unternetzwerkes in einem Datenkommunikationsnetzwerk bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungssystem bereitzustellen, mit dem der Durchsatz zwischen Unternetzwerken effizienter ausgenutzt und dadurch einfach vergrößert werden kann.
Zu diesem Zweck stellt die Erfindung ein Netzwerk gemäß den Patentansprüchen 1 uns 2 bereit. In einem solchen Netzwerk kann der Durchsatz zwischen Unternetzwerken in einem Datenkommunikationsnetzwerk effizienter genutzt werden. Die von oder zu einem Knoten gesendeten Daten, wie etwa einem Personalcomputer oder einen Verbund von Personalcomputern, werden über mehrere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen, wie etwa Teilnehmeranschluss-Telefonverbindungen (local loop telephone lines), durch Inversmultiplexen verteilt. Zu diesem Zweck teilen sich verschiedene Knoten die mehreren Unternetzwerk-Zwischenverbindungen. Jeder der Knoten ist dazu in der Lage Originaldaten zu empfangen und/oder zu senden, die über eine gemeinsame Mehrzahl von Unternetzwerk-Zwischenverbindungen in inversgemultiplexter Weise übertragen werden. Es wird daher eine Mehrzahl von Inversmultiplex-/Demultiplex-Untersystemen bereitgestellt, jedes für einen bestimmten Knoten, während die verschiedenen Inversmultiplex-/Demultiplex-Untersysteme die Mehrzahl von Unternetzwerk-Zwischenverbindungen miteinander teilen. Auf der Seite der Knoten weist jedes Invermultiplex-/Demultiplex-Untersystem für jeden Knoten einen inversen Multiplexer und/oder Demultiplexer, der mit dem Knoten verbunden ist, auf.
Vorzugsweise wird dazu an jedem Knoten von einem separaten Verbindungsgerät Gebrauch gemacht, das auf einer Seite lokal mit dem Knoten und der Unternetzwerk-Zwischenverbindung gekoppelt ist und auf der anderen Seite in Entfernung mit einem oder mehreren solcher Verbindungsgeräte gekoppelt ist. Solche Verbindungsgeräte sind zum Beispiel in verschiedenen Gebäuden untergebracht, beispielsweise jedes mit einer regulären Verbindung mit einem lokalen Computer und beispielsweise einer drahtlosen Übertragungsverbindung zu entsprechenden Verbindungsgeräten in benachbarten Gebäuden. Dabei bewirkt das lokale Verbindungsgerät das Inversmultiplexen und/oder -demultiplexen von Originaldaten von oder für den lokalen Knoten. Ein Teil der invers-gemultiplexten Signale wird über die lokale Unternetzwerk-Zwischenverbindung kommuniziert und ein anderer Teil über die anderen Verbindungsgeräte über andere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen kommuniziert. Wenigstens in diesem Sinne bilden die Verbindungen zwischen den Verbindungsgeräten ein Unternetzwerk, ohne dass der Begriff "Unternetzwerk" impliziert, ob es möglich ist, andere Nachrichten außerhalb der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen auszutauschen oder nicht, zum Beispiel von Computer zu Computer über das Verbindungsgerät.
Durch Verwenden von verschiedenen Inversmultiplexern und/oder -Demultiplexern für verschiedene Knoten wird, im Vergleich zur Anwendung eines zentralen Multiplexers für diese Knoten, weniger Bandbreite für die Kombination des Datenverkehrs von den Knoten zu den Invers-(De)-Multiplexern und von dort zu den verschiedenen Unternetzwerk-Zwischenverbindungen benötigt.
Die von einem Knoten in einem ersten Unternetzwerk zu einem zweiten Unternetzwerk, durch den Inversmultiplexer über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen, die wenigstens indirekt damit verbunden sind, gesendeten Daten können als Inversmultiplexdaten gesendet werden. Die Inversmultiplexdaten können auf der Seite des zweiten Unternetzwerks wieder in die Originaldaten umgewandelt werden. Ein Endknoten in dem ersten Unternetzwerk kann daher mehrere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen zum Übertragen von Daten verwenden. Der kombinierte Durchsatz der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen liefert daher den maximal verfügbaren Gesamtdurchsatz für diesen Endknoten.
Ferner kann der Durchsatz einfach dadurch erhöht werden, dass eine oder mehrere weitere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen mit dem Inversmultiplexer verbunden werden. Zusätzlich zur Bereitstellung der hinzugefügten Unternetzwerk-Verbindung(en) erfordert dies keine weiteren Einstellungen der Infrastruktur, zum Beispiel Verändern des Typs der Verbindung. Dann kann der Datenstrom einfach über die bereits vorhandenen und die hinzugefügten Unternetzwerk-Zwischenverbindungen über den wenigstens einen Inversmultiplexer verteilt werden.
Wenn in dem ersten Unternetzwerk mehrere Knoten mit dem Verbindungssystem verbunden sind, die jeweils einen Datenstrom von variierender Größe erzeugen, können die Fluktuationen in den separaten Datenströmen der Knoten sich gegenseitig kompensieren. Deswegen können die Datenströme der von den separaten Datenströmen erhaltenen Inversmultiplexsignale eine einheitliche Größe haben. Der maximale Durchsatz der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen wird aufgrund der gleichmäßigen Größe effizienter genutzt. Ferner muss proportional weniger Reservekapazität zum Auffangen von Spitzen vorhanden sein.
Spezielle Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen aufgeführt. Weitere Details und Aspekte der Erfindung werden im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen:
1 schematisch ein Beispiel eines Datenkommunikationsnetzwerkes gemäß der Erfindung zeigt;
2 schematisch ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Inversmultiplexers zeigt, der zur Verwendung in dem Beispiel aus 1 geeignet ist;
3 schematisch ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Inversdemultiplexers zeigt, der zur Anwendung in dem Beispiel aus 1 geeignet ist;
4 schematisch ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Verbindungssystems gemäß der Erfindung zeigt;
5 schematisch ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Unternetzwerks und eines damit verbundenen Verbindungssystems für ein Datenkommunikationsnetzwerk gemäß der Erfindung zeigt;
6 einen Graphen zeigt, der das statistische Multiplexen illustriert.
Das in 1 gezeigte Beispiel umfasst ein erstes Unternetzwerk 1 und ein zweites Unternetzwerk 2. Das zweite Unternetzwerk kann beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits-Internet sein, und das erste Unternetzwerk kann zum Beispiel ein oder mehrere Netzwerke in Häusern oder Netzwerke zwischen Häusern umfassen.
Das erste Unternetzwerk 1 und das zweite Unternetzwerk 2 sind miteinander über ein Verbindungssystem verbunden, das Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 aufweist. Sowohl auf der Seite des ersten Unternetzwerks sind die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31, wo sie mit dem ersten Unternetzwerk 1 verbunden sind, als auch auf der Seite des zweiten Unternetzwerks, wo sie mit dem zweiten Unternetzwerk 2 verbunden sind, mit einer Routing-Einheit 10, 11; 20 verbunden.
Das erste Unternetzwerk 1 umfasst Netzwerkknoten 10–15. Die Netzwerkknoten 10–15 weisen Netzwerkendknoten 12–15 auf, die über Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 33–38 mit Routing-Einheiten 10 und 11 verbunden sind. Die Knoten 10–15 können in separaten Gebäuden, zum Beispiel Häusern, unterge bracht sein, es ist auch möglich, dass zwei oder mehr Knoten sich in demselben Gebäude befinden. Hierbei können die Knoten 10–15 eine physikalisch getrennte Ausgestaltung haben oder ein integriertes Ganzes bilden. Zum Beispiel kann ein Allzweck-Computer gleichzeitig als ein Client-Computer verwendet werden, zum Beispiel zum Senden von Email, und als ein Router arbeiten. Bei funktionaler Betrachtungsweise umfasst der Allzweck-Computer dann zwei Knoten, d.h. einen Endknoten (Client-Computer) und einen Verbindungsknoten (Router), der direkt damit verbunden ist, bildet aber physikalisch ein integrales Ganzes (d.h. den Allzweck-Computer). Es ist beispielsweise auch möglich, dass der Allzweck-Computer als ein Server für andere mit dem Allzweck-Computer verbundene Computer arbeitet und gleichzeitig als Router für die zu oder von diesen anderen. Computern gesendeten Daten arbeitet.
Das zweite Unternetzwerk 2 umfasst drei Knoten 20–22, von denen eine Routing-Einheit 20 über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 mit dem ersten Unternetzwerk 1 verbunden ist. Die Routing-Einheit 20 ist über jeweilige Unternetzwerk-Innenverbindungen 39, 40 mit den Endknoten 22, 21 verbunden. In dem ersten Unternetzwerk 1 in 1 ist eine erste Routing-Einheit 10 direkt mit den Netzwerkknoten 12, 13 in einem Unternetzwerk 1 über Unternetzwerk-Innenverbindungen 33, 35 verbunden. Eine zweite Routing-Einheit 11 ist mit den Endknoten 13–15 über zugehörige Unternetzwerk-Innenverbindungen 36–38 direkt verbunden. Die Endknoten 12 und 13 sind auch direkt miteinander durch eine Unternetzwerk-Innenverbindung 34 verbunden. Die beiden Routing-Einheiten 10, 11 sind direkt miteinander über eine Unternetzwerk-Innenverbindung 32 verbunden.
Es ist zu bemerken, dass die mit der ersten Routing-Einheit 10 verbundenen Knoten 12, 13 und die erste Routing-Einheit 10 zusammen als ein erstes Unterunternetzwerk in dem ersten Unter netzwerk 1 betrachtet werden können. Die mit der zweiten Routing-Einheit 11 verbundenen Knoten 13–15 und die zweite Routing-Einheit können als zweites Unterunternetzwerk in dem ersten Unternetzwerk 1 betrachtet werden.
Ein Netzwerk gemäß der Erfindung kann auch eine andere Topologie als die in 1 gezeigt haben. Zum Beispiel können die Unternetzwerke 1, 2 eine Ringtopologie haben oder anderweitig abweichen. Insbesondere können die Unternetzwerke 1, 2 mehr oder weniger Knoten enthalten, mehr oder weniger Unterunternetzwerke aufweisen, mit weiteren Unternetzwerken verbunden sein oder sich in anderer Weise von dem in 1 gezeigten Beispiel unterscheiden. Ferner können das erste und das zweite Unternetzwerk 1, 2 miteinander durch eine größere oder geringere Anzahl von Unternetzwerk-Zwischenverbindungen als die in 1 gezeigte Anzahl verbunden sein und/oder können jeweils mehr oder weniger Routing-Einheiten als in 1 gezeigt aufweisen.
Die Routing-Einheiten 10, 11 in dem ersten Unternetzwerk 1 weisen jeweils einen Inversmultiplexer (mux^–1) auf, der zum Beispiel wie in dem in 3 gezeigten Beispiel aufgebaut sein kann, das weiter unten detaillierter beschrieben wird. Der Inversmultiplexer kann jedoch auch einen anderen Aufbau haben. Die Routing-Einheit 20 in dem zweiten Unternetzwerk 2 umfasst einen Inversdemultiplexer, der zum Beispiel wie in dem in 3 gezeigten Beispiel oder anders aufgebaut sein kann.
Der Inversmultiplexer in der ersten Routing-Einheit 10 ist dazu ausgelegt, Datensignale zu empfangen, die von den Endknoten 12, 13 zu dem zweiten Unternetzwerk 2 gesendet werden. In dem dargestellten Beispiel ist der Inversmultiplexer in der ersten Routing-Einheit so ausgelegt, um einen Datenstrom von Origianaldatensignalen von dem Endknoten 12 über die Unternetzwerk-Innenverbindung 33 und einen Datenstrom von Originaldatensi gnalen von dem Endknoten 13 über die Unternetzwerk-Innenverbindung 35 zu empfangen und die eingehenden Datenströme auf die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 durch Inversmultiplexen zu verteilen.
Die zweite Routing-Einheit 11 in dem ersten Unternetzwerk 1 ist auch mit einen Inversmultiplexer ausgestattet, der die eingehenden Datenströme von den Endknoten 13–15 in ähnlicher Weise über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 verteilt. Die Datenströme zu dem zweiten Unternetzwerk von den Endknoten 12, 13 und 13–15 in dem ersten Unternetzwerk 1 werden auf die beiden Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 durch die Inversmultiplexer in den Routing-Einheiten 10, 11 verteilt.
Die Inversmultiplexer verarbeiten die empfangenen Origianldatensignale in den eingehenden Datenströmen in Inversmultiplexdatensignale. Die Inversmultiplexdaten werden durch den Inversmultiplexer zu den Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31, die mit den jeweiligen Routing-Einheiten 10, 11 verbunden sind, und zu einer oder mehreren der anderen Routing-Einheiten in dem ersten Unternetzwerk 1 übertragen.
Der Inversmultiplexer in der Routing-Einheit 20 in dem zweiten Unternetzwerk 2 kann zum Beispiel wie der in 3 gezeigte Multiplexer 200 aufgebaut sein. Der Inversmultiplexer kann jedoch auch einen anderen Aufbau haben. Der Inversdemultiplexer ist dazu ausgelegt, von den Inversmultiplexern über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 übertragene Inversmultiplexdaten zu empfangen. Der Inversmultiplexer in der Routing-Einheit 20 gewinnt aus den Inversmultiplexdaten die Originaldatensignale wieder zurück und überträgt die wiedergewonnenen Originaldatensignale weiter, zum Beispiel zu den Knoten 21, 22.
Durch die in dem Beispiel in 1 gezeigten Invers-(De)-Multiplexer empfangen die Knoten in dem zweiten Unternetzwerk 2 die von den (End)-Knoten in dem ersten Unternetzwerk 1 kommenden Daten, während alle Knoten 10–15 in dem ersten Unternetzwerk 1 den Datendurchsatz der mehreren Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 verwenden können. Für jeden der Knoten 10–15 in dem ersten Unternetzwerk 1 ist daher der maximale Durchsatz der addierte Durchsatz der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31. Der maximale Durchsatz kann einfach erhöht werden, indem Unternetzwerk-Zwischenverbindungen hinzugefügt und geeignete Invers-(De)-Multiplexer vorgesehen werden.
In dem Beispiel aus 1 übertragen die Inversmultiplexer in den beiden Routing-Einheiten 10, 11 Inversmultiplexdaten zu der anderen Routing-Einheit in dem ersten Netzwerk 1 über die Unternetzwerk-Innenverbindung 32, die die Routing-Einheiten 10, 11 direkt miteinander verbindet. Die Inversmultiplexdaten können jedoch auch über eine indirekte Verbindung gesendet werden. Zum Beispiel können bei dem Beispiel aus 1 Inversmultiplexdaten durch den Inversmultiplexer von der ersten Routing-Einheit 10 zu der zweiten Routing-Einheit 11 in dem ersten Unternetzwerk 1 über die Unternetzwerk-Innenverbindungen 35, 36 und den Knoten 13 gesendet werden.
Zum Senden der Inversmultiplexdatensignale zu dem zweiten Unternetzwerk 2 können die Inversmultiplexdatensignale Zieldaten enthalten, die anzeigen, dass die Inversmultiplexdaten zu dem zweiten Unternetzwerk 2 zu übertragen sind. Die Routing-Einheiten 10, 11 übertragen dann die von der anderen Routing-Einheit empfangenen Inversmultiplexdaten über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31. Daher werden die von den Endknoten 12–15 eingehenden Datenströme durch die Inversmultiplexer auf zwei oder mehr der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 als herausgehende Ströme von Inversmulti plexdaten verteilt. Die Inversmultiplexdaten können jedoch auf eine andere Weise zu dem zweiten Unternetzwerk gesendet werden. Zum Beispiel kann der Inversmultiplexer die Invermultiplexdaten zu den Unternetzwerk-Zwischenverbindungen über einen oder mehrere separate Datenkanäle übertragen, die die Inversmultiplexer mit den anderen Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 verbinden und über die keine anderen Arten von Daten übertragen werden.
Der Inversmultiplexer kann so ausgelegt sein, dass er Inversmultiplexdaten über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 gemäß einem vorgegebenen Verteilungskriterium verteilt. Der Inversmultiplexer kann dann die Daten mit oder ohne Abstimmung auf die anderen Inversmultiplexer in dem ersten Unternetzwerk 1 verteilen. Zum Beispiel kann jeder Inversmultiplexer den eingehenden Datenstrom von jedem Endknoten 12–15 ohne Abstimmung in zwei oder mehr Ströme von Inversmultiplexdaten der gleichen Größe aufspalten und diese zu jeder Unternetzwerk-Zwischenverbindung 30, 31 übertragen. Wenn die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 einen Durchsatz haben, der im Wesentlichen die gleiche Größe hat, werden die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 gleichermaßen ausgelastet.
Ferner kann durch statistisches Multiplexen ohne weitere komplexe Steuerungsgeräte eine gleichmäßige Auslastung der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen realisiert werden, weil die Spitzen und Täler in den von jeder der Routing-Einheiten 10, 11 zu der jeweiligen Unternetzwerk-Zwischenverbindung 30, 31 gesendeten Datenströmen sich im Laufe der Zeit herausmitteln und relativ weniger stark sind.
Wie in 6 gezeigt, kann zum Beispiel der Datenstrom S₁ von einem Inversmultiplexer eine Spitze p₁ mit einer Höhe von 100%, wie durch den Pfeil B angedeutet, der mittleren Größe des Datenstromes, angedeutet durch den Pfeil A, zur Zeit t₁ haben und der Datenstrom S₂ von einem anderen Inversmultiplexer kann im zeitlichen Mittel gleich groß sein, aber eine Spitze p₂ von 100% der mittleren Größe zu der Zeit t₂ haben. Dann sind die relativen Spitzenhöhen der Spitzen pt₁ bei t₁ und pt₂ bei t₂ in dem Strom S_t der addierten Inversmultiplexdaten niedriger (50% der mittleren Größe der addierten Ströme, wie durch die Pfeile C und D angedeutet) als in den separaten Strömen der Inversmultiplexdaten. Ferner können Spitzen durch Puffern zum Beispiel der Routing-Einheit zeitlich auseinander gezogen werden, so dass die (relative) Spitzenhöhe ebenfalls reduziert wird.
Das Verteilungskriterium kann jedoch anders ausgelegt sein. Zum Beispiel können die Inversmultiplexer dazu ausgelegt sein, die eingehenden Originaldaten in zwei oder mehr verschiedene Ströme von Inversmultiplexdaten aufzuspalten, deren Größen proportional zu dem Durchsatz der Unternetzwerk-Zwischenverbindung ist, durch die der jeweilige Strom gesendet wird, zum Beispiel wenn die Unterneztwerk-Zwischenverbindungen 30, 31 unterschiedliche Durchsätze haben.
Es sind jedoch auch andere Verteilungskriterien möglich, zum Beispiel auf Grundlage der Anzahl von mit einer Unternetzwerk-Zwischenverbindung verbundenen Knoten, der Anzahl von indirekt mit einem Inversmultiplexer verbundenen Unternetzwerk-Zwischenverbindungen oder dergleichen.
2 zeigt schematisch ein Beispiel eines Inversmultiplexers 100, der zur Anwendung in einem Netzwerk oder einer Routing-Einheit gemäß der Erfindung geeignet ist. Das dargestellte Beispiel des Inversmultiplexers 100 umfasst Dateneingänge 101 zum Empfangen von eingehenden Datenströmen. Ein Multiplexerelement 110 ist mit den Dateneingängen 101 verbunden. Die Dateneingänge 101 können zum Beispiel (indirekt) mit Endknoten verbunden sein. Das Multiplexelement 110 multiplext die eingehenden Datenströme in einen einzelnen Strom von Multiplexda ten. In diesem Beispiel kann das Multiplexelement 110 auch fortgelassen werden, wenn nur ein Knoten mit dem Inversmultiplexer 100 verbunden ist.
Durch das Multiplexelement 110 wird der Strom Multiplexdaten zu einem mit dem Multiplexelement 110 verbundenen Inversmultiplexelement 120 addiert. Das Inversmultiplexelement 120 spaltet den einzelnen Strom von Multiplexdaten in mehrere Ströme von Inversmultiplexdaten, indem die Multiplexdaten einem an sich bekannten Inversmultiplexprozess unterzogen werden, der zu den Inversmultiplexdaten führt. Der Strom der Inversmultiplexdaten wird von dem Inversmultiplexer an den Inversmultiplexdatenausgängen 102 bereitgestellt. In dem Beispiel aus 1 können die Inversmultiplexdatenausgänge zum Beispiel mit einer Unternetzwerk-Innenverbindung 30, 31 und/oder der Unternetzwerk-Zwischenverbindung 32 zwischen den Routing-Einheiten 10, 11 verbunden sein.
Nach Empfang in dem zweiten Unternetzwerk 2 werden die verschiedenen Ströme von Inversmultiplexdaten wieder in Ströme von Originaldaten umgewandelt, zum Beispiel durch einen Inversdemultiplexer 200 wie in 3 gezeigt. Das in 3 gezeigte Beispiel umfasst zwei Inversmultiplexdateneingänge 201 zum Empfangen eingehender Ströme von Inversmultiplexdaten. Ein Inversdemultiplexelement 220 ist mit den Inversmultiplexdateneingängen 201 verbunden. Das Inversdemultiplexelement 220 kombiniert die eingehenden Inversmultiplexdaten in einen ausgehenden Datenstrom durch Inversdemultiplexen der eingehenden Inversmultiplexdaten. In dem Fall, dass die Inversmultiplexdaten mit dem Inversmultiplexer 100 aus 2 erzeugt werden, führt dies zu Multiplexdaten. Der ausgehende Datenstrom wird durch den Inversdemultiplexer 220 zu einem Demultiplexer 210 zugeführt, der mit dem Inversdemultiplexer 220 verbunden ist. Der Demultiplexer 210 gewinnt die Ströme von Originaldaten aus dem eingehenden Strom von Multiplexdaten zurück. Die zurückge wonnen Originaldaten werden dann durch den Demultiplexer 210 zu den Datenausgängen 202 geführt, die in dem Beispiel wie in 1 mit den Knoten 21, 22 verbunden sein können.
4 zeigt schematisch ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Verbindungssystems gemäß der Erfindung. Das Verbindungssystem umfasst Routing-Einheiten 10a–10c an einer ersten Unternetzseite 1', die mit Routing-Einheiten 20a–20c auf einer zweiten Unternetzwerkseite 2 durch Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 301–303 verbunden sind.
Die Routing-Einheiten 10a–10c und 20a–20c sind jeweils mit Sendeeinrichtungen versehen, die nicht dargestellt und an sich bekannt sind, um eingehende Daten zu empfangen und sie durch einen Ausgang zu senden, der für das Ziel der Daten geeignet ist. Die Leitungen in 4 repräsentieren physikalische Verbindungen, während die Pfeile Kommunikation zwischen verschiedenen Einheiten repräsentieren, während dann die Sendeeinrichtungen (nicht gezeigt) in den Routing-Einheiten und den vorhandenen physikalischen Verbindungen angewendet werden können.
Die Routing-Einheiten 10a–10c sind jeweils miteinander durch Unternetzwerk-Innenverbindungen 130, 131 verbunden. Die Routing-Einheiten 10a–10c sind weiter auch mit den Knoten 1–n₁, 1–n₂ und 1–n₃ in dem erste Unternetzwerk 1 durch Unternetzwerk-Innenverbindungen 310, 311, 312, 313 und 314, 315 verbunden. Die Routing-Einheiten 20a–20c sind miteinander durch Unternetzwerk-Innenverbindungen 230, 231 verbunden. Die Routing-Einheiten 20a–20c sind weiter mit den Knoten 1–p₁, 1–p₂ und 1–p₃ in dem zweiten Unternetzwerk 2 durch Unternetzwerk-Innenverbindungen 320, 321, 322, 323 und 324, 325 verbunden.
Die Routing-Einheiten 10a–10c auf der ersten Unternetzwerkseite 1' weisen jeweils einen lokalen (De)Multiplexer, loc (de)mux 111, auf, der mit den Unternetzwerk-Innenverbindungen 310, 311, 312, 313 und 314, 315 verbunden sind. Der loc (de)mux 111 ist mit einem Invers-(De)-Multiplexer 121 (demux^–1) verbunden. Der Invers-(De)-Multiplexer 121 in jeder der Routing-Einheiten 10a–10c kann einen Strom von Inversmultiplexdaten zu einem System-(De)-Multiplexer, sys (de)mux 112 in der jeweiligen Routing-Einheit führen, wie durch die Pfeile 143, 144 und 146 angedeutet ist. Der Invers-(De)-Multiplexer 121 kann auch Ströme von Inversmultiplexdaten zu den System-(De)-Multiplexern 112 in den anderen Routing-Einheiten senden, wie durch die Doppelpfeile 140, 145, 141, 142 und 147, 148 angedeutet. Die System-(De)-Multiplexer 112 sind zur Kommunikation mit den Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 301, 302 beziehungsweise 303 verbunden.
Wie durch die Pfeile in 4 angedeutet können die Routing-Einheiten 10a–10c, 20a–20c Datenströme sowohl in einer Aufwärtsrichtung, von der ersten Unternetzwerkseite 1' zu der zweiten Unternetzwerkseite 2', und in einer Abwärtsrichtung prozessieren, die der Aufwärtsrichtung entgegen von der zweiten Unternetzwerkseite 2' zu der ersten Unternetzwerkseite 1' führt.
Hier fungieren die (Invers)-(De)-Multiplexer 111, 112, 121 auf der ersten Unternetzwerkseite 1' als (inverse) Multiplexer für von der ersten Netzwerkseite 1' zu der zweiten Unternetzwerkseite 2' gesendete Daten, während sie als (inverse) Demultiplexer für von der zweiten Unternetzwerkseite 2 zu der ersten Unternetzwerkseite 1' gesendete Daten fungieren. Umgekehrt fungieren die (Invers)-(De)-Multiplexer 211, 212, 221 auf der zweiten Unternetzwerkseite 2' als (inverse) Demultiplexer für von der ersten Unternetzwerkseite 1' zu der zweiten Unternetzwerkseite 2' gesendete Daten, während sie als (inverse) Multiplexer für von der zweiten Unternetzwerkseite 2' zu der ersten Unternetzwerkseite 1' gesendete Daten fungieren.
Im Betrieb werden von den Knoten 1–n₁, 1–n₂ oder 1–n₃, die mit den jeweiligen Routing-Einheiten 10a–10c verbunden sind, an die zweite Unternetzwerkseite 2' gerichtete Daten dem jeweiligen loc (de)mux 111 zugeführt. Der loc (de)mux 111 multiplext diese Datenströme in einen Strom von Multiplexdaten und präsentiert diese Daten dem Invers-(De)-Multiplexer 121. Jeder der lokalen (De)-Multiplexer 111 empfängt daher nur Daten von den Knoten 1–n₁, 1–n₂ beziehungsweise 1–n₃, die mit der zugehörigen Routing-Einheit 10a–10c verbunden sind. Der Invers-(De)-Multiplexer 121 führt eine Inversmultiplexung der Multiplexdaten in zwei oder mehr Ströme von Inversmultiplexdaten durch. Diese Ströme werden verschiedenen System-(De)-Multiplexern 112 durch die Inversmultiplexer 121 präsentiert. Die System-(De)-Multiplexer 112 empfangen daher Ströme von Inversmultiplexdaten von den verschiedenen Routing-Einheiten 10a–10c. Die System-(De)-Multiplexer 121 kombinieren jeweils die eingehenden Inversmultiplexdatenströme in einen einzelnen Datenstrom, der über die jeweiligen Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 301, die mit dem jeweiligen (De)-Multiplexer in dem Unternetzwerk 2 verbunden sind, übertragen wird.
Der zu dem zweiten Unternetzwerk 2 übertragene Datenstrom wird auf der zweiten Unternetzwerkseite 2' für jede Unternetzerk-Zwischenverbindung 301–303 durch einen System-(De)-Multiplexer 212 in jeder der Routing-Einheiten 20a–20c empfangen. Im Betrieb führt jeder dieser System-(De)-Multiplexer 212 eine Operation aus, die im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem Verfahren der System-(De)-Multiplexer 112 auf der ersten Unternetzwerkseite 1' ist. Die System-(De)-Multiplexer 212 gewinnen daher die Ströme von Inversmultiplexdaten zurück, die von den Inversdemultiplexern 121 auf der ersten Unternetzwerkseite 1' übertragen worden sind, indem die eingehenden Daten in zwei oder mehr Ströme von gedemultiplexten Daten gedemultiplext werden. Die Ströme der wiedergewonnenen Inversmultiplex daten werden dann durch die System-(De)-Multiplexer 212 sowohl zu einem Invers-(De)-Multiplexer 221 in der jeweiligen Routing-Einheit 20a–20c geleitet, wie durch die Pfeile 244, 246 beziehungsweise 243 angedeutet, als auch den Invers-(De)-Multiplexer 221 in den anderen Routing-Einheiten 20a–20c präsentiert, wie durch die Pfeile 240–242, 245, 247 beziehungsweise 248 angedeutet, was zum Beispiel durchgeführt werden kann, indem diese Ströme über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 230, 231 zu den jeweiligen Invers-(De)-Multiplexern gesendet werden.
Die Invers-(De)-Multiplexer 221 kombinieren die verschiedenen eingehenden Ströme von wiedergewonnenen Inversdemultiplexdaten in einen Strom von Inversdemultiplexdaten durch ein Verfahren, das im Wesentlichen die Umkehrung des von den Invers-(De)-Multiplexern 121 in dem ersten Unternetzwerk ausgeführten Verfahrens ist. Die Invers-(De)-Multiplexer 221 in den Routing-Einheiten 20a–20c auf der zweiten Unternetzwerkseite 2' gewinnen daher die von den lokalen (De)-Multiplexern 111 gesendeten Multiplexdaten zurück.
Die wiedergewonnenen Multiplexdaten werden von den Invers-(De)-Multiplexern 221 den lokalen (De)-Multiplexern 211 präsentiert, die die Originaldatenströme aus den wiedergewonnenen Multiplexdaten zurückgewinnen. Die lokalen (De)-Multiplexer 211 präsentieren die wiedergewonnenen Originaldaten einer Unternetzwerk-Innenverbindung 320–325, die die Daten auswählt und weiter zu den Knoten 1–p₁, 1–p₂ beziehungsweise 1–p₃ in dem zweiten Unternetzwerk 2 sendet.
Für von dem zweiten Unternetzwerk 2 zu dem ersten Unternetzwerk 1 übertragene Daten arbeiten die Routing-Einheiten 20a–20c auf der zweiten Unternetzwerkseite 2' in einer ähnlichen Weise wie die Routing-Einheiten 10a–10c auf der ersten Unternetzwerkseite 1', indem sie von dem ersten Unternetzwerk 1 zu dem zweiten Unternetzwerk 2 gesendete Daten prozessieren. Die Routing-Einheiten 10a–10c auf der ersten Unternetzwerkseite 1' arbeiten in ähnlicher Weise wie die Routing-Einheiten 20a–20c auf der zweiten Unternetzwerkseite 2'.
Es ist zu bemerken, dass in dem Beispiel von 4 die System-(De)-Multiplexer fortgelassen werden können, wenn nur eine Routing-Einheit in dem jeweiligen Unternetzwerk vorhanden ist, wie zum Beispiel in 5 in dem zweiten Unternetzwerk gezeigt. Auch kann der lokale (De)-Multiplexer weggelassen werden, wenn die jeweilige Routing-Einheit nur mit einer Unternetzwerk-Zwischenverbindung verbunden ist.
Das schematisch in 5 dargestellte Beispiel umfasst ein erstes Unternetzwerk 1 mit Endknoten E1–E3, zum Beispiel Computer in verschiedenen Häusern. Jeder der Endknoten E1–E3 ist mit einem lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100 verbunden. Die lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100 haben jeweils einen Inversmultiplexereingang, mit dem sie mit dem jeweiligen Endknoten verbunden sind, und zwei oder mehr Inversmultiplexerausgänge. Die Inversmultiplexerausgänge sind jeweils mit einem System-(De)-Multiplexer verbunden, in dem vorliegenden Beispiel ausgeführt als Routing-Element R1–R3 mit der Funktionalität eines System-(De)-Multiplexers, wie detaillierter weiter unten beschrieben wird. Jeder der lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100 ist mit einem separaten Routing-Element R1–R3 verbunden. Jedes der Routing-Elemente R1–R3 ist sowohl mit den anderen Routing-Elementen als auch mit einer Unternetzwerk-Zwischenverbindung 301–303 verbunden.
Die Endknoten E1–E3 können jeweils Daten zu einem lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100 senden, der mit dem Endknoten E1–E3 verbunden ist. Die lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100 können jeweils diesen Datenstrom in zwei oder mehr Ströme von Inversmultiplexdaten aufspalten. Über die Inversmultiplexausgän ge werden die Ströme der Inversmultiplexdaten den Eingängen der Routing-Elemente R1–R3 präsentiert. Die Routing-Elemente R1–R3 übertragen einen Teil der eingehenden Ströme von Inversmultiplexdaten zu einem Unternetzwerkausgang, der mit der Unternetzwerk-Zwischenverbindung 301–303 verbunden ist. Ein anderer Teil des Stroms von Inversmultiplexdaten wird zu den anderen Routing-Elementen R1–R3 gesendet.
Daher empfängt jedes Routing-Element R1–R3 nicht nur Inversmultiplexdaten von den damit direkt verbundenen lokalen Invers-(De)-Multiplexer 100, sondern auch Ströme von Inversmultiplexdaten, die von den anderen Routing-Elementen R1–R3 kommen. Die von den anderen Routing-Elementen R1–R3 kommenden Inversmultiplexdatenströme werden von dem jeweiligen Routing-Element R1–R3 zu dem Unternetzwerkausgang geführt und mit dem Inversmultiplexdatenstrom gemischt, der von dem direkt mit dem jeweiligen Routing-Element verbundenen lokalen Invers-(De)-Multiplexer stammen. Die Routing-Elemente R1–R3 fungieren daher als System-(De)-Multiplexer. Der von einem Endknoten kommende Datenstrom wird daher über zwei oder mehr Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 301–303 verteilt, in diesem Beispiel auf alle vorhandenen Unternetzwerk-Zwischenverbindungen.
Es ist auch möglich, dass anstelle der Endknoten E1–E3 ein oder mehrere Unterunternetzwerke mit dem Inversmultiplexer verbunden sind. Zum Beispiel können Netzwerk-Server am Ort der Endknoten E1–E3 vorgesehen werden, wobei die Netzwerk-Server dann mit weiteren Knoten in dem jeweiligen Unterunternetzwerk verbunden sind. Die Unterunternetzwerke können zum Beispiel Internet-Netzwerke in verschiedenen Häusern sein, und die Netzwerk-Server können die Internet-Server eines Internet-Providers sein. Diese Unterunternetzwerke können dann mittels des Verbindungssystems mit einem Netzwerk in einer anderen Stadt verbunden werden, so dass die Durchsatzgeschwindigkeit zwischen den Netzwerken in verschiedenen Städten erhöht werden kann. Außerdem kann die Unternetzwerk-Zwischenverbindung einen drahtlosen Aufbau haben, zum Beispiel durch eine Funkverbindung, oder die Unternetzwerk-Zwischenverbindung kann existierende Leitungen umfassen, wie etwa eine gemietete Leitung, wodurch die Notwendigkeit vermieden wird, Glasfaserverbindungen zwischen den Städten zu installieren.
Die Unternetzwerk-Zwischenverbindung 301–303 auf der zweiten Unternetzwerkseite 2' sind alle drei mit derselben Routing-Einheit 20 verbunden. Die Routing-Einheit 20 umfasst einen Invers-(De)-Multiplexer 222 und einen lokalen (De)-Multiplexer 211. Die Ströme der Inversmultiplexdaten von allen drei Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 301–303, die von dem ersten Unternetzwerk 1 kommen, werden von den Invers-(De)-Multerplexer 222 einem Invers-(De)-Multiplexvorgang in einen Strom von Daten unterzogen, der dem lokalen (De)-Multiplexer 211 präsentiert wird. Der lokale (De)-Multiplexer 211 demultiplext diesen Strom in mehrere Datenströme, die geeigneten Unternetzwerk-Innenverbindungen 320–321 in dem zweiten Unternetzwerk 2' präsentiert werden.
Vorhandene Unternetzwerke können einfach zu dem in 5 gezeigten Beispiel modifiziert werden. Zum Beispiel kann eine vorhandenen Konfiguration, bei der ein oder mehrere Endknoten vorhanden sind, d.h. Personal-Computer in dem Haus, die mit einem ADSL(oder Kabel-)Modem oder einem Router mit einem Netzwerk verbunden sind, das sich außerhalb des Hauses befindet (das Internet), zu dem in 5 gezeigten Beispiel modifiziert werden. Zum Beispiel kann der Computer oder der Router in geeigneter Weise mit einem Computerprogramm oder mit Hardware versehen werden, die die Inversmultiplexfunktion bereitstellt, und die Router in verschiedenen Häusern können drahtlos miteinander in an sich bekannter Weise verbunden werden. Zum Beispiel können die Router durch drahtlose lokale Netzwerkgeräte (WLAN-Geräte – Wireless local area network) in be kannter Weise verbunden werden oder mit vermaschten drahtlosen Netzwerkverbindungen (meshed wireless network connections), wie etwa die unter den Marken Mesh networks, Rooftop networks und Hiperlan erhältlichen Systeme.
Die Unternetzwerk-Zwischenverbindung kann auch drahtlos sein und zum Beispiel eine Funkverbindung umfassen, wodurch die Notwendigkeit der Installation spezieller Verbindungen mit hoher Durchsatzkapazität, zum Beispiel Glasfaserverbindungen, vermieden wird.
In dem in 5 gezeigten Beispiel ist das Verhältnis der Anzahl der Endknoten zu der Anzahl der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen 1:1, so dass die mittlere pro Endknoten verfügbare Kapazität wenigstens gleich derjenigen einer Unternetzwerk-Zwischenverbindung ist. Es ist jedoch auch möglich, ein anderes Verhältnis vorzusehen, zum Beispiel können mehrere Endknoten pro Unternetzwerk-Zwischenverbindung vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass ein Anteil an mehreren Unternetzwerk-Zwischenverbindungen pro Endknoten bereitgestellt wird, so dass die mittlere verfügbare Kapazität pro Endknoten erhöht wird.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiel beschränkt. Nach der Lektüre dieser Beschreibung werden für Fachleute Varianten offensichtlich sein. Es ist zum Beispiel offensichtlich, die Erfindung als Computerprogramm auszuführen, dass mit einem Computer-Code zur Ausführung eines oder mehrerer Schritte eines Verfahrens gemäß der Erfindung programmiert ist, wenn es in ein programmierbares Gerät geladen ist, zum Beispiel in einen Computer, einer Telefon-Wechselstation, einen Router oder dergleichen. Ein solches Computerprogramm kann auf einem physikalischen (Daten)-Träger vorgesehen sein, wie etwa einem magnetischen Speichermedium, einem optischen Datenträger, einem Medium für Signalübertragung oder einem anderen Medium.
Es ist auch offensichtlich, dass ein oder mehrere Elemente in einem Gerät in einer physikalisch integrierten Weise eingebaut werden können, obwohl sie logisch separate Elemente darstellen. Zum Beispiel können in dem Beispiel aus 5 die Invers-(De)-Multiplexer in demselben physikalischen Gerät wie die Endknoten untergebracht sein, aber die Invers-(De)-Multiplexer können in diesem Beispiel auch in demselben physikalischen Gerät wie die Routing-Elemente eingebaut sein. Auch können zum Beispiel in dem in 4 gezeigten Beispiel verschiedene Eingänge oder Ausgänge als eine physikalische Verbindung ausgelegt sein, wo verschiedene Datenströme eingegeben oder ausgegeben werden.
Vorzugsweise wird für die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen von Teilnehmeranschluss-Telefonverbindungen (local loop telephone lines) Gebrauch gemacht, zum Beispiel mit normaler, DSL oder ADSL Übertragung. Der Begriff Teilnehmeranschluss (local loop) ist Fachleuten bekannt und betrifft die letzten individuellen Verbindungen von dem Telefonnetzwerk mit den Terminals der individuellen Abonnenten.
In dem oben beschriebenen Beispiel können das erste und das zweite Unternetzwerk grundsätzlich ausgetauscht werden, so dass das über das Inversmultiplexen in dem ersten Unternetzwerk und das Inversdemultiplexen in dem zweiten Unternetzwerk auch auf das Inversdemultiplexen in dem ersten Unternetzwerk und das Inversmultiplexen in dem zweiten Unternetzwerk anwendbar ist. Die Unternetzwerke müssen jedoch nicht symmetrisch sein. Zum Beispiel können im Fall der Kommunikation über Teilnehmeranschluss-Telefonleitungen, zwischen Anschlüssen verschiedener Abonnenten und der Vermittlungsanlage, vorzugsweise in der Vermittlungsanlage, ein gemeinsamer Multiplexer und/oder Demultiplexer für die verschiedenen Knoten verwendet werden. Dieser gemeinsame Inversmultiplexer und/oder -demultiplexer überträgt dann die jeweils wiedergewonnenen Originaldaten von verschiedenen Knoten weiter zu verschiedenen Zielen oder führt ein Inversmultiplexen auf Nachrichten für die verschiedenen Knoten aus, um so die resultierenden Inversmultiplexsignale zu senden, so dass sie auf verschiedene Teilnehmeranschluss-Verbindungen verteilt werden. Eine Ausführungsform sieht nur Inversmultiplexen auf der Seite der Vermittlungsanlage vor und nur Inversdemultiplexen auf der Seite des Abonnentenanschlusses. Dies ist in vielen Anwendungen ausreichend, bei denen vielmehr Daten zu den Knoten als von den Knoten gesendet werden. In diesem Fall können die Originaldaten über eine einzelne Teilnehmeranschlussverbindung von den Knoten zu der Vermittlungsanlage ohne Inversmultiplexen gesendet werden.
In einer anderen Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Inversmultiplexern oder -demultiplexern auf der Seite der Vermittlungsanlage vorgesehen, zum Beispiel einer für jeden Knoten. In diesem Fall werden die von verschiedenen Knoten über mehrere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen empfangenen Multiplexdaten zu einem ausgewählten Demultiplexer geführt oder die von dem Unternetzwerk für verschiedene Knoten kommenden Originaldaten werden durch verschiedene Inversmultiplexer gemultiplext und über mehrere Unternetzwerk-Zwischenverbindungen gesendet.
Der Begriff "aufweisen" schließt nicht das Vorhandensein von einem oder mehreren anderen Elementen als dem erwähnten aus. Das Wort "ein" schließt nicht aus, dass mehr als eines (1) verwendet wird.

Claims

Telekommunikationsnetzwerk mit – einem ersten Unternetzwerk (1), – einer Mehrzahl von Knoten (12–15) in dem ersten Unternetzwerk (1), – einer Mehrzahl von Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) zum Verbinden des ersten Unternetzwerks (1) mit einem zweiten Unternetzwerk (2), wobei jede Unternetzwerk-Zwischenverbindung eine Seite im ersten Unternetzwerk (1) und eine Seite im zweiten Unternetzwerk (2) hat, – einer Mehrzahl von Inversmultiplexern (121), von denen jeder einen Eingang hat, der mit einem jeweiligen der Knoten (12–15) des ersten Unternetzwerks (1) verbunden ist, wobei die Inversmultiplexer (121) dazu ausgestattet sind, um ein von dem jeweiligen der Knoten (10–15) gesendetes Originaldatensignal für die Übertragung zu dem zweiten Unternetzwerk (2) zu empfangen und das Originaldatensignal invers zu multiplexen in eine Mehrzahl von Inversmultiplexdatensignalen, – einer Mehrzahl von Systemmultiplexern (112), von denen jeder mit Ausgängen einer Mehrzahl der Inversmultiplexer (121) und wenigstens einer der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (301, 303) verbunden ist, wobei jeder Systemmultiplexer (112) mit einer unterschiedlichen Unternetzwerk-Zwischenverbindung (301–303) verbunden ist und die Systemmultiplexer (112) dazu ausgestaltet sind, um die Inversmultiplexdatensignale zu dem zweiten Unternetzwerk (2) zu senden, wobei jedes der Inversmultiplexdatensignale über eine unterschiedliche Unternetzwerk-Zwischenverbindung (301–303) übertragen wird, wobei jeder der Systemmultiplexer (112) dazu ausgestaltet ist, Inversmultiplexdatensignale von jedem der Inversmultiplexer (121) zu empfangen und zu übertragen, wodurch das Originaldatensignal in einer invers multiplexen Weise über die Mehrzahl von Unternetz-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) übertragen wird.
Telekommunikationsnetzwerk mit: – einem ersten Unternetzwerk (1), – einer Mehrzahl von Knoten (12–15) in dem ersten Unternetzwerk (1) – einer Mehrzahl von Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) zum Verbinden des ersten Unternetzwerks (1) mit einem zweiten Unternetzwerk (2), wobei jede Unternetzwerk-Zwischenverbindung eine Seite im ersten Unternetzwerk (1) und eine Seite im zweiten Unternetzwerk (2) hat, – einer Mehrzahl von Inversdemultiplexern (121), von denen jeder einen Eingang hat, der mit einem jeweiligen der Knoten (12–15) des ersten Unternetzwerks (1) verbunden ist, wobei die Inversdemultiplexer (121) dazu ausgestaltet sind, eine Mehrzahl von Inversmultiplexdatensignalen zu empfangen, aus den Inversmultiplexdatensignalen ein von dem zweiten Unternetzwerk (2) gesendetes Originalsignal zurückzugewinnen und das zurückgewonnene Signal dem jeweiligen der Knoten des Inversdemultiplexers zur Verfügung zu stellen, – einer Mehrzahl von Systemdemultiplexern (112), von denen jeder zwischen wenigstens einer der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (301–303) und Eingängen der Mehrzahl der Inversdemultiplexer (121) verbunden ist und wobei jeder Systemdemultiplexer (112) mit einer unterschiedlichen Unternetzwerk-Zwischenverbindung (301–303) verbunden ist, und wobei die Systemdemulitplexer (112) dazu ausgestaltet sind, die Inversmultiplexdatensignale von dem zweiten Unternetzwerk (2) zu empfangen, wobei jedes der Inversmultiplexdatensignale über eine unterschiedliche Unternetzwerk-Zwischenverbindung (301–303) empfangen wird, wobei jeder der Systemdemultiplexer (112) Verbindungen hat, um Inversmultiplexdatensignale zu jedem der Inversdemultiplexer (121) zu senden.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) unterschiedliche Teilnehmeranschluss-Telefonverbindungen umfassen.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 3, wobei wenigstens zwei Knoten (12–15) auf der Seite des ersten Unternetzwerks (1) sich in verschiedenen Gebäuden befinden.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Routing-Einheiten (10a–d), die jeweils eine Kombination aus einem der Inversmultiplexer (121) und einem der Systemmultiplexer (212) und/oder eine Kombination von einem der Inversdemultiplexer (121) und einem der Systemdemultiplexer (212) umfassen, wobei jede Routing-Einheit zum Austauschen der Inversmultiplexdatensignale mit den Knoten (12–15) – ohne Eingriff einer der anderen Routing-Einheiten (10a–d) – mit einem bestimmten Knoten verbunden ist und über wenigstens eine der Routing- Einheiten (10a–d) mit den anderen Knoten (12–15) als dem bestimmten Knoten verbunden ist.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 5, wobei wenigstens eine der Routing-Einheiten (10a–d) über eine reguläre Verbindung mit seinem jeweiligen Knoten verbunden ist und über eine drahtlose Verbindung zur Kommunikation mit wenigstens einer der anderen Routing-Einheiten (10a–d) zum Austausch der Inversmultiplexdatensignale mit den anderen Knoten (12–15) als dem bestimmten Knoten verbunden ist.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der wenigstens zwei Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) eine Breitbandverbindung ist, wie etwa eine ADSL-Verbindung.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 7, wobei wenigstens eine der Breitbandverbindungen eine Datendurchsatzgeschwindigkeit zwischen 0,5 und 2,0 Mbps in der Richtung von dem zweiten Unternetzwerk (2) zu dem ersten Unternetzwerk (1) hat.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die Anzahl der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) kleiner als die Anzahl der mit dem Verbindungssystem in dem ersten Unternetzwerk (1) verbindbaren Knoten (12–15) ist.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, wobei die Anzahl der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) gleich der Anzahl der Endknoten (12–15) in dem ersten Unternetzwerk (1) ist, die mit dem zweiten Unternetzwerk (2) über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen verbindbar sind.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Inversmultiplexer (121) dazu ausgestaltet ist, die Inversmultiplexdatensignale über die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303), die mit dem Inversmultiplexer verbunden sind, nach einem vorgegebenen Verteilungskriterium zu verteilen.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 11, wobei der Inversmultiplexer dazu ausgestaltet ist, eine Menge von Inversmultiplexdatensignalen über jede der Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) zu senden, deren Anteil in Beziehung zu der Bandbreite der jeweiligen Unternetzwerk-Zwischenverbindung steht.
Telekommunikationsnetzwerk nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Inversmultiplexer dazu ausgestaltet ist, eine Menge von Inversmultiplexdatensignalen über jede der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (30, 31, 301–303) zu senden, die in Beziehung zu der Zahl der Unternetzwerk-Zwischenverbindungen steht.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Unternetzwerk (2) einen gemeinsamen Inversdemultiplexer und/oder Inversmultiplexer zum Inversdemultiplexen und/oder -multiplexen von Originaldaten von und/oder für die kombinierten Knoten (12–15) aufweist.
Telekommunikationsnetzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das zweite Unternetzwerk (2) eine Mehrzahl von Inversdemultiplexern (121) und/oder Inversmultiplexern (121) aufweist, wobei jeder zum Inversdemultiplexen und/oder -multiplexen von Originaldaten von und/oder für einen jeweiligen Knoten aus dem ersten Unternetzwerk (1) dient.
Verbindungsgerät zur Unterstützung des Austauschs von Datensignalen zwischen Knoten (12–15) und einem Unternetzwerk (1), wobei das Verbindungsgerät versehen ist mit: – einem Anschluss zur Verbindung mit dem ersten Knoten, – einem Anschluss für eine Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) mit dem Unternetzwerk (1), – einem Inversmultiplexer und/oder Inversdemultiplexer, zum Inversmultiplexen und/oder -demultiplexen einer lokalen Originalbotschaft, während der Kommunikation mit dem Unternetzwerk (1), wobei der Inversmultiplexer und/oder Inversdemultiplexer die lokale Botschaft in eine Mehrzahl von Multiplexdatensignalen umwandelt und/oder die lokale Botschaft aus einer Mehrzahl von Multiplexdatensignalen zurückgewinnt, – einem Multiplexerlement, das zwischen den Inversmultiplexer und den Anschluss für die Unternetzwerk-Zwischenverbindungen geschaltet ist und das weiter mit einer Verbindung zur Kommunikation mit einem Multiplexerelement von wenigstens einem anderen Verbindungsgerät versehen ist, wobei das Multiplexerelement dazu ausgestaltet ist, (a) ein erstes der Multiplexdatensignale für die lokale Originalbotschaft dem ersten Unternetzwerk (1) über die Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) mitzuteilen, und (b) ein zweites der Multiplexdatensignale für die lokale Originalbotschaft dem ersten Unternetzwerk (1) über das Multiplexerelement wenigstens eines anderen Verbindungsgerätes mitzuteilen, und (c) Multiplexdatensignale von einer nicht-lokalen Originalbotschaft für weitere Knoten (12–15) zwischen der Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) und dem Multiplexerlement von dem wenigstens einen anderen Verbindungsgerät zu leiten (Routing).
Verbindungsgerät nach Anspruch 16, wobei die Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) eine Teilnehmeranschlussverbindung ist.
Verbindungsgerät nach Anschluss 16, wobei die Verbindung für die Kommunikation mit dem Multiplexerelement des wengistens einen anderen Verbindungsgerätes eine drahtlose Übertragungsverbindung ist.
Verbindungsgerät nach Anspruch 16, wobei die Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) eine Breitbandverbindung ist, wie etwa eine ADSL- oder Kabelverbindung.
Verbindungsgerät nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei der Inversmultiplexer dazu ausgestaltet ist, die Inversmultiplexdatensignale über die Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) und das Multiplexerelement des wenigstens einen anderen Verbindungsgerätes nach Maßgabe eines vorgegebenen Verteilungskriteriums zu verteilen.
Verfahren zum Senden von Daten in einem Telekommunikationsnetzwerk zwischen einem ersten Unternetzwerk (1) und einem zweiten Unternetzwerk (2), mit den Schritten: – Inversmultiplexen von Originaldaten in Inversmultiplexdatensignale, – Kommunizieren der Inversmultiplexdatensignale zwischen dem ersten Unternetzwerk (1) und dem zweiten Unternetzwerk (2) über wenigsten zwei Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (301–303), wobei wenigstens zwei der Inversmultiplexdatensignale jeweils über eine unterschiedliche Unternetzwerk-Zwischenverbindung (301–303) übertragen werden, und wobei – Mehrfachsysteme von Inversmultiplexdatensignalen, wobei jedes System Orignaldaten umfasst, die von oder zu einem der jeweils anderen Knoten übertragen werden, indem dieselbe der wenigstens zwei Unternetzwerk-Zwischenverbindungen (301–303) geteilt verwendet wird, wobei jedes System von Multiplexdatensignalen verteilt über die wenigstens zwei Unternetzwerk-Zwischenver-bindungen (30, 31, 301–303) und durch das erste Unternetzwerk (1) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Unternetzwerk-Zwischenverbindung (30, 31, 301–303) Teilnehmeranschlusstelefonleitungen sind.
Computerprogrammprodukt, das eine Programmkodierung aufweist, die so ausgeführt ist, um ein programmierbares Gerät dazu zu veranlassen, die Schritte des Verfahrens gemäß Patentanspruch 22 auszuführen, wenn die Programmkodierung in ein programmierbares Gerät geladen ist.