DE60203708T2

DE60203708T2 - Resourcen Zutrittskontrolle in einem Zugangsnetz

Info

Publication number: DE60203708T2
Application number: DE60203708T
Authority: DE
Inventors: Sven Maurice Joseph Ooghe; Ludwig Alice Julienne Pauwels
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-07-06
Also published as: US7688729B2; US20050276218A1; EP1383353A1; ATE293346T1; EP1383353B1; ES2236461T3; DE60203708D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, um über ein Zugangsnetz einen Datenstrom bereitzustellen, der eine bestimmte Bandbreite und eine bestimmte Dienstgüte erfordert, wie in der Präambel von Anspruch 1 beschrieben, und auf ein Zugangsnetz, in dem das Verfahren angewendet wird, wie in der Präambel von Anspruch 7 beschrieben.
Ein solches Verfahren ist bereits in der Technik bekannt, z.B. aus dem Dokument mit dem Titel "Traffic Management Specification", veröffentlicht vom technischen Komitee des ATM-Forums im März 1999, Version 4.1, Referenz AF-TM-0121.000. Darin wird ein Verfahren zum Erreichen von Leistungsfähigkeits-Zielen in einem ATM-Netz (Asynchronous Transfer Mode) und zum Schutz des Netzes vor Verkehrsblockierungen beschrieben.
In US-Patent US5953338A von Northern Telecom Limited wird ein ATM-Netzwerk offen gelegt, in dem jede ATM-Vermittlung über ein CAC-Modul verfügt, um zu bestimmen, ob eine virtuelle Verbindung (VP, VC) über diese spezielle ATM-Vermittlung hergestellt werden kann.
Ein Zugangsnetz ist der Teil eines Datenkommunikationsnetzes, der die Teilnehmer mit dem Kernnetz verbindet. Das Zugangsnetz kann einem eingerichteten Netzwerk überlagert sein, wie z.B. dem öffentlichen Fernsprechnetz (Public Switched Telephone Network, PSTN), typischerweise auf den letzten Kilometern des PSTN, um verstreute private Teilnehmer zu bedienen. Man versucht, die höchsten Verkehrs-Konzentrations-Verhältnisse im Zugangsnetz zu erhalten, d.h. weniger Einrichtungen und weniger Mietleitungen, wobei den Teilnehmern die beste Leitungsfähigkeit des Netzes garantiert wird.
ATM kommt als Technologie für die Übertragungsebene zwischen Teilnehmer und Kernnetz in Frage. ATM ist ein verbindungsorientiertes, auf Zellen basierendes Übertragungsverfahren und hat das Ziel, eine Vielzahl von Diensten und Anwendungen zu unterstützen. Beim Teilnehmer zerteilt eine Datenkommunikationseinrichtung (Data Communication Equipment, DCE) den Verkehr in Aufwärtsrichtung von einer Datenendeinrichtung (DTE) in Datenblöcke, verpackt die Datenblöcke in ATM-Zellen und sendet die ATM-Zellen über die Teilnehmer-Netzwerk-Schnittstelle (User Network Interface, UNI). Die ATM-Zellen werden über eine virtuelle Verbindung übertragen, die im Zugangsnetz zwischen der DCE und einem Rand-Knoten des Zugangsnetzes, der mit dem Kernnetz gekoppelt ist, aufgebaut wird. Der Rand-Knoten entnimmt den Verkehr in Aufwärtsrichtung aus den ATM-Zellen und sendet ihn über das Kernnetz. In der Gegenrichtung verpackt der Rand-Knoten den Verkehr in Abwärtsrichtung vom Kernnetz in ATM-Zellen und sendet sie über die geeignete virtuelle Verbindung. Der Rand-Knoten kann auch folgendes sein:

– Ein Netzwerkelement des Zugangsnetzes, das mit dem PSTN gekoppelt ist, wie z.B. ein Sprach-Gateway,
– Ein Netzwerkelement des Zugangsnetzes, das einen Dienstanbieter enthält, oder das über ein lokales Netz (LAN) mit einem Dienstanbieter verbunden ist,

ATM definiert ein hierarchisches Verbindungs-Schema mit zwei Ebenen:

– Der virtuelle Kanal (Virtual Channel, VC) ist eine Verbindung zwischen zwei Endsystemen für einen speziellen Dienst oder eine spezielle Anwendung,
– Der virtuelle Pfad (Virtual Path, VP) ist eine Verbindung zwischen zwei Netzwerk-Knoten, die eine große Zahl gleichzeitiger VCs überträgt.

Eine Verbindung kann von jedem der beiden Endsysteme ausgelöst werden, die an der Verbindung beteiligt sind, oder kann durch einen Dritten, wie z.B. durch einen Netzwerk-Manager bereitgestellt werden. Im letztgenannten Fall wird die Verbindung als permanenter virtueller Kanal (Permanent Virtual Channel, PVC) oder als permanenter virtueller Pfad (Permanent Virtual Path, PVP) bezeichnet.
Die verbindungsorientierte Betriebsart erlaubt es dem Netz zu überprüfen, ob genug Ressourcen für eine Verbindung zur Verfügung stehen und dann für die Verbindung eine Dienstgüte (Quality of Service, QoS) festzulegen. Die für eine Verbindung benötigte Bandbreite und die QoS werden zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus ausgehandelt. Das Netzwerk kann daraus die für diese Verbindung geeigneten Ressourcen reservieren. Das Netzwerk garantiert, dass eine Blockierung der Netzwerk-Ressourcen nur mit einer sehr kleinen vordefinierten Wahrscheinlichkeit auftritt.
Eine Aufgabe des bekannten Verfahrens ist es, Bandbreite und QoS-Anforderungen in einem ATM-Netzwerk in Übereinstimmung zu bringen. Eine weitere Aufgabe ist es, die effiziente Verwendung der Netzwerk-Ressourcen zu fördern.
In einem einleitenden Schritt des bekannten Verfahrens wird ein Satz von Parametern zur Beschreibung der Bandbreiten- und der QoS-Anforderungen definiert.
Die Bandbreiten-Anforderungen werden mittels Verkehrs-Deskriptoren ausgedrückt, welche die Art enthalten, wie eine Quelle Zellen über das Netzwerk übertragen kann. Die Spitzen-Zellen-Rate (PCR) definiert die maximale Zellen-Rate, die eine Quelle erreichen kann. Für den Fall einer schwankenden Zellen-Rate (z.B. wegen eines Algorithmus zur Video-Kompression) können zusätzliche Deskriptoren spezifiziert werden, um es dem Netzwerk zu erlauben, Ressourcen effizienter zuzuweisen.
Die Dienstgüte einer Verbindung bezieht sich auf den Zellen-Verlust, die Verzögerung und die Verzögerungs-Änderung (auch Jitter genannt), welche die über die Verbindung übertragenen Zellen erfahren.
Demzufolge werden geeignet differenzierte Dienstkategorien definiert. Immer wenn eine Verbindung aufgebaut wird, werden die Dienst-Kategorie, zu der die Verbindung gehört, und die für die Dienstkategorie relevanten Verkehrs- und QoS-Parameter spezifiziert.
Die ATM-Dienstkategorien sind:

– Dienstkategorie Unspecified Bit Rate (UBR)
– Dienstkategorie Constant Bit Rate (CBR)
– Dienstkategorie Real Time – Variable Bit Rate (rt-VBR)
– Dienstkategorie Non-Real Time – Variable Bit Rate (nrt-VBR)
– Dienstkategorie Available Bit Rate (ABR)
– Dienstkategorie Guaranteed Frame Rate (GFR)

Die Dienstkategorie UBR ist für Nicht-Echtzeit-Best-Effort-Anwendungen gedacht, wie z.B. Internet-Browsing, Dateiübertragung oder E-Mail.
Die Dienstkategorie CBR wird für Verbindungen benutzt, die eine statische Menge an Bandbreite erfordern, die kontinuierlich während der gesamten Verbindungsdauer zur Verfügung steht. Diese Menge an Bandbreite wird durch den PCR-Wert gekennzeichnet. Die Quelle kann jederzeit und für eine beliebige Dauer Zellen mit oder unter der ausgehandelten PCR senden (und kann sogar auch nicht senden), und die QoS-Verpflichtungen gelten weiterhin. Der CBR-Dienst ist für Echtzeit-Anwendungen gedacht, die enge Grenzen der Verzögerung, der Verzögerungs-Änderung und des Zellen-Verlust-Verhältnisses erfordern, wie z.B. Video-Streaming oder Voice-over-IP (VoIP).
Weitere Details über die restlichen Dienstkategorien und den für jede Kategorie relevanten Satz von Parametern finden Sie in der oben erwähnten Spezifikation.
In einem weiteren Schritt des bekannten Verfahrens werden Mechanismen zur Verwaltung und zur Kontrolle des Verkehrs und der Blockierungen in ATM-Netzen spezifiziert. Diese Mechanismen sind:

– Connection Admission Control (CAC), die als Satz von Aktionen definiert ist, die vom Netzwerk während der Verbindungsaufbau-Phase durchgeführt werden, um festzustellen, ob eine Verbindungsanforderung fortfahren kann oder entsprechend der Netzwerk-Ressourcen, die für diese Verbindung bleiben, abgewiesen werden muss,
– Usage Parameter Control (UPC), die als Satz von Aktionen definiert ist, die vom Netzwerk durchgeführt werden, um den. Verkehrsvertrag an der UNI zu überwachen und möglicherweise zu erzwingen,
– Network Parameter Control (NPC), die als Satz von Aktionen definiert ist, die vom Netzwerk durchgeführt werden, um den Verkehrsvertrag an der Network Node Interface (NNI) zu überwachen und möglicherweise zu erzwingen,
– Feedback Control, die als Satz von Aktionen definiert ist, die vom Netzwerk und den End-Systemen durchgeführt werden, um den Verkehr, der auf einer ATM-Verbindung übertragen wird, entsprechend dem Zustand der Netzwerkelemente entlang der Verbindung einzustellen
– Steuerung mit Cell Loss Priority (CLP), die es dem Netzwerk erlaubt, einige Zellen geringerer Priorität zu verwerfen, um die QoS-Ziele von Zellen höherer Priorität so weit wie möglich zu schützen,
– Traffic Shaping, was dazu verwendet wird, eine gewünschte Änderung der Verkehrscharakteristik einer Verbindung zu erreichen.

Die Hauptaufgabe der UPC- und NPC-Steuerungen ist es, die Netzwerk-Ressourcen vor böswilligem, sowie unbeabsichtigtem Fehlverhalten zu schützen, wodurch die QoS anderer aufgebauter Verbindungen beeinflusst werden kann. Dieser Schutz wird erreicht, indem Abweichungen von den ausgehandelten Verkehrsparametern erkannt und geeignete Aktionen ergriffen werden, wie z.B. das Verwerfen von Zellen.
Bei den meisten auf ATM basierenden Zugangsnetzen werden PVCs benutzt, um eine DCE eines Teilnehmers mit einem Rand-Knoten des Zugangsnetzes zu verbinden. Tatsache ist, dass die installierte Basis von Teilnehmer-DCEs größtenteils nicht in der Lage ist, selbst eine ATM-Verbindung aufzubauen. Ihnen fehlen wichtige ATM-Eigenschaften (kein Signalisierungs-Kanal, usw.), sowie die erforderlichen Informationen (keine ATM-Adressierungs-Daten, usw.).
Ein Teilnehmer ist mit so vielen PVCs ausgestattet, wie Dienstklassen zur Unterstützung dieses Teilnehmers vorhanden sind. Jedem PVC wird eine geeignete Dienstkategorie entsprechend dem bekannten Verfahren zugeordnet.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist die sehr lose Integration zwischen den PVCs, die dem Zugangsnetz überlagert und so angepasst sind, dass sie eine Verkehrsmenge mit einer QoS über das Zugangsnetz übertragen, und den höheren Kommunikations-Ebenen, die den Verkehr dorthin liefern. Der über eine virtuelle Verbindung übertragene Verkehr muss nicht notwendigerweise mit dem ATM-Verkehrs-Vertrag der virtuellen Verbindung übereinstimmen. Wenn die tatsächliche Verkehrslast die bereitgestellte Bandbreite übersteigt, beginnt eine UPC- oder NPC-Steuerung damit, ATM-Zellen zu verwerfen, und zwar unabhängig von dem Dienst, zu dem die ATM-Zellen gehören. Folglich kann sich, wenn man einen neuen Dienst ohne weitere Überprüfung über eine Verbindung liefert, die Integrität der vorhandenen Dienste ändern, die über die Verbindung geliefert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dienst-Integrität zu verbessern, indem die Berechtigung einer Dienst-Instanz zur Benutzung von Netzwerk-Ressourcen überprüft wird, die für ihre Dienstklasse bereitgestellt wurden.
Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel durch das in Anspruch 1 definierte Verfahren und durch das in Anspruch 7 definierte Zugangsnetz erreicht.
Wenn ein Teilnehmer einen Dienst anfordert, der eine vordefinierte Bandbreite in einem Zugangsnetz mit einer vordefinierten QoS erfordert, wird der Dienst gewährt oder abgelehnt, und zwar entsprechend der Ressourcen des Zugangsnetzes, die verfügbar bleiben, um den Dienst an den Teilnehmer mit der Dienstgüte zu liefern.
Als erstes wird/werden die virtuellen Verbindung (en) erkannt, die im Zugangsnetz für die Dienstklasse und den Teilnehmer bereitgestellt wurden. Der Erkennungs-Schritt umfasst:

– Erkennung des Rand-Knotens des Zugangsnetzes, durch den der Dienst an den Teilnehmer geliefert wird,
– Umsetzung der Datenübertragungseigenschaften, wie von dem Dienst bezüglich des Datenkommunikationsnetzes gefordert, in Datenübertragungseigenschaften, wie von dem Dienst bezüglich des Zugangsnetzes gefordert,
– Abruf der Konfiguration des Zugangsnetzes,
– Erkennung, welche der virtuellen Verbindungen, die zwischen dem Teilnehmer und dem so erkannten Rand-Knoten bereitgestellt wurden, die so umgesetzten Datenübertragungseigenschaften unterstützt/unterstützen.

Als nächstes wird überprüft, ob die so erkannte(n) virtuelle(n) Verbindung(en) die erforderliche Bandbreite mit der geforderten QoS übertragen kann/können, wobei die mit den Diensten, die bereits die virtuelle Verbindung gemeinsam nutzen, vereinbarte QoS aufrecht erhalten bleibt. Entsprechend dem Ergebnis der Überprüfung wird dem Teilnehmer der Dienst gewährt oder abgelehnt.
Indem bei der Anforderung des Dienstes überprüft wird, ob ein Zugangsnetz eine zusätzliche Menge an Verkehr aufnehmen kann, kann man weiterhin die Bereitstellung von zu vielen Netzwerk-Ressourcen vermeiden. In dem bekannten Verfahren werden die Bandbreite und die Dienstkategorie eines PVC aus einer Vereinbarung über die Dienstebene zwischen dem Teilnehmer und dem Netzbetreiber bestimmt. Einem PVC werden die erforderlichen Netzwerk-Ressourcen zugeordnet, um jederzeit und für beliebige Dauern die mit dem Teilnehmer vereinbarte Verkehrsmenge zu übertragen, zu der sich der Netzbetreiber verpflichtet hat, sogar wenn dieser PVC nicht aktiv ist, d.h. keinen Verkehr führt. Eine Alternative wäre es, nur UBR PVCs zu definieren, wie sie in den meisten Zugangsnetzen überwiegen. Die UBR PVCs sind jedoch für Best-Effort-Verkehr gedacht und sind somit für Netzwerk-Anwendungen, die QoS-Verpflichtungen für die über das Zugangsnetz übertragenen Daten erfordern, nicht geeignet.
Man kann sich viele Ausführungen vorstellen, welche die Optimierung der Netzwerk-Ressourcen in einem Zugangsnetz realisieren, über das virtuelle Verbindungen bereitgestellt wurden, um Verkehrs- und QoS-Anforderungen einzuhalten, während die Integrität der über diese virtuellen Verbindungen gelieferten Dienste noch verbessert wird.
Drei von ihnen werden in den Ansprüchen 2 und 8, bzw. 3 und 9, bzw. 4 und 10 definiert.
In der ersten Ausführung (Ansprüche 2 und 8) wird die Kapazität der so erkannten virtuellen Verbindung angepasst, um die erforderliche Bandbreite mit der geforderten QoS zu übertragen, vorausgesetzt es stehen hierzu genug Ressourcen im Zugangsnetz zur Verfügung, oder alternativ dazu vorausgesetzt, dass die CAC der Netzwerkelemente, über welche die virtuelle Verbindung aufgebaut wird, die Genehmigung dazu erteilt. Man kann entweder eine geeignete Bandbreite für diese virtuelle Verbindung bereitstellen oder die Steuerungs-Parameter so einstellen, dass es mehr Zellen erlaubt ist, die UNI und die NNI zu durchlaufen. Durch eine engere Anpassung an den tatsächlichen Verkehrsbedarf kann man mehr Verkehr über das Zugangsnetz übertragen als man es könnte, wenn man die virtuellen Verbindungen lässt wie sie anfangs bereitgestellt wurden.
In der zweiten und der dritten Ausführung (Ansprüche 3 und 9, bzw. 4 und 10) wird ein Pfad durch das Zugangsnetz bereitgestellt, über den eine Anzahl virtueller Verbindungen gemultiplext wird. Der Pfad wird zwischen dem Knoten bereitgestellt, an den die Teilnehmer angeschlossen sind, und dem Rand-Knoten oder zwischen beliebigen Zwischen-Knoten.
Ein Pfad steht für jede Menge an Bandbreite, mit der ein Netzwerkelement des Zugangsnetzes mit einem anderen verbunden wird. Er kann einfach eine physikalische Verbindung oder ein logischer Teil davon sein. Er kann auch ein Pfad sein, der transparent durch das Zugangsnetz verbunden ist, wie z.B. ein PVP in einem ATM-Netzwerk.
Die für den Pfad bereitgestellte Bandbreite wird aus einer erwarteten Verkehrslast bestimmt. Die Summe der für jede virtuelle Verbindung bereitgestellten Bandbreiten kann die für den Pfad bereitgestellte Bandbreite überschreiten, wodurch eine von Null verschiedene Wahrscheinlichkeit eingeführt wird, dass eine virtuelle Verbindung nicht die Bandbreite bekommt, die für sie bereitgestellt wurde.
Das Multiplex kann vielfach sein:

– In der zweiten Ausführung (Ansprüche 3 und 9) werden die virtuellen Verbindungen untereinander über den Pfad zusammengefasst, wobei das CAC-Mittel zuvor gesperrt wird, so dass mehr virtuelle Verbindungen zusammengefasst werden als Bandbreite zur Verfügung steht,
– In der dritten Ausführung (Ansprüche 4 und 10) wird eine virtuelle Verbindung dynamisch mit dem Pfad verbunden, wenn der erste über die Verbindung zu liefernde Dienst gewährt wird, und dynamisch getrennt, wenn der letzte gewährte Dienst beendet ist.

In beiden Ausführungen wird weiterhin der Pfad erkannt, über den die so erkannte virtuelle Verbindung gemultiplext wird. Als nächstes wird überprüft, ob der so erkannte Pfad die erforderliche Bandbreite mit der geforderten QoS übertragen kann, wobei die mit den Teilnehmern, die den Pfad bereits gemeinsam nutzen, vereinbarte QoS erhalten bleibt. Dieser zusätzliche Überprüfungsschritt dient zur Erhaltung der Integrität der über den Pfad gelieferten Dienste.
Eine weitere kennzeichnende Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in den Ansprüchen 5 und 6 definiert. Die für den Pfad bereitgestellte Bandbreite wird entsprechend einer Gesetzmäßigkeit für statistischen Verkehr bestimmt, wobei eine Anzahl von virtuellen Verbindungen, die über den Pfad gemultiplext werden, eine geschätzte oder gemessene Verkehrslast pro Benutzer und eine Wahrscheinlichkeit für das Zurückweisen des Dienstes gegeben ist. Auf dem Weg kann ein Pfad auch eine vordefinierte Bandbreite bekommen, wie zum Beispiel die durch eine physikalische Verbindung erzwungene. Dann wird die Anzahl von virtuellen Verbindungen, die über den Pfad gemultiplext werden, entsprechend einer Verkehrs-Gesetzmäßigkeit bestimmt, wobei diese vordefinierte verfügbare Bandbreite, eine geschätzte oder gemessene Verkehrslast pro Benutzer und eine Wahrscheinlichkeit für das Zurückweisen des Dienstes gegeben ist. Die Verkehrs-Gesetzmäßigkeit kann zum Beispiel die Erlang-Formel sein, bei der eine Poisson-Verteilung der Netzwerk-Benutzung über die Teilnehmer vorausgesetzt wird.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass der in den Ansprüchen benutzte Begriff "enthält" nicht so interpretiert werden darf, als ob er auf die danach aufgelisteten Mittel begrenzt wäre. Der Umfang des Ausdrucks "eine Vorrichtung, die Mittel A und Mittel B enthält" darf nicht auf Vorrichtungen begrenzt werden, die nur aus den Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet bezüglich der vorliegenden Erfindung, dass nur die Komponenten A und B der Vorrichtung relevant sind.
Auf gleiche Weise muss darauf hingewiesen werden, dass der Begriff "verbunden", der ebenfalls in den Ansprüchen verwendet wird, nicht so interpretiert werden darf, als ob er auf direkte Verbindungen begrenzt wäre. Der Umfang des Ausdrucks "eine Vorrichtung A, die mit einer Vorrichtung B verbunden ist" darf nicht auf Vorrichtungen oder Systeme begrenzt werden, bei denen ein Ausgang von Vorrichtung A direkt an einen Eingang von Vorrichtung B angeschlossen ist. Er bedeutet, dass ein Pfad zwischen einem Ausgang von A und einem Eingang von B vorhanden ist, der ein Pfad sein kann, welcher andere Vorrichtungen oder Mittel enthält.
Die obigen und weitere Aufgaben und Eigenschaften der Erfindung werden deutlicher, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden, wenn auf die folgende Beschreibung einer Ausführung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
1 ein Zugangsnetz ACCESS gemäß der Erfindung darstellt,
2 die virtuellen Verbindungen darstellt, die im Zugangsnetz ACCESS bereitgestellt werden, um Video on Demand mit einer garantierten QoS zu liefern.
In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Zugangsnetz ACCESS ein auf ATM basierendes Datenkommunikationsnetz, das eine Vielzahl von Teilnehmern USR1 bis USRN mit einem Kernnetz CORE verbindet. Das Kernnetz CORE ist Teil eines auf IP basierenden Datenkommunikationsnetzes, wie z.B. des Internet.
Das Zugangsnetz ACCESS enthält die folgenden verschiedenen Netzwerkelemente:

– einen Zugangsknoten ANOD,
– einen Rand-Knoten ENOD.

Das Zugangsnetz ACCESS enthält weiterhin:

– eine Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC,
– einen Netzwerk-Manager NM.

Die Teilnehmer USR1 bis USRN sind mit dem Zugangsknoten ANOD verbunden. An den entsprechenden Teilnehmer-Standorten, zum Beispiel an USRi, wobei i eine ganze Zahl von 1 bis N ist, ist eine DTE TERMi, wie z. B. ein Personal Computer, mit einer DCE MODEMi, wie z. B. einem DSL-(Digital Subscriber Line)-Modem verbunden. Die DCE MODEMi ist über eine Übertragungsleitung, wie z.B. eine nicht abgeschirmte verdrillte Kupfer-Doppelleitung mit dem Zugangsknoten ANOD verbunden.
Der Zugangsknoten ANOD ist mit den Rand-Knoten ENOD verbunden. Die Rand-Knoten ENOD, sowie die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC sind mit dem Kernnetz CORE verbunden. Der Netzwerk-Manager NM ist mit Netzwerkelementen des Zugangsnetzes ACCESS verbunden, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – die Netzwerkelemente ANOD und ENOD.
Der Zugangs-Knoten ANOD enthält die Protokolle, die auf die Verkehrsebenen, die Signalisierungs-Ebenen und die Management-Ebenen, die an jedem seiner physikalischen Anschlüsse enden oder sie durchlaufen, angewendet werden können, sowie alle erforderlichen Hardware-Komponenten für den Betrieb dieser Ebenen.
Spezieller und mit Bezug auf den Umfang der vorliegenden Erfindung enthält der Zugangsknoten ANOD eine Vielzahl von physikalischen Eingangs-/Ausgangs-Anschlüssen (I/O), die so angepasst sind, dass sie ein elektrisches Signal einer Teilnehmerleitung abschließen, wie z.B. ein DSL-Signal, und eine Vielzahl von physikalischen I/O-Anschlüssen, die so angepasst sind, dass sie ein elektrisches oder optisches Signal von einem Netzwerkelement des Zugangsnetzes ACCESS, wie z.B. ein STM-1-Signal abschließen. Der Zugangsknoten ANOD enthält einen ATM-Koppelbaustein zur Vermittlung von ATM-Zellen von jedem eintreffenden virtuellen ATM-Kanal zu jedem abgehenden virtuellen ATM-Kanal. Der Zugangsknoten ANOD enthält die erforderlichen Warteschlangen-Mittel an den ATM-Ausgangs-Anschlüssen. Um die ATM-QoS-Anforderungen zu erfüllen, implementiert der Zugangsknoten ANOD eine geeignete Strategie zur Ablauffolgesteuerung der Zellen zusammen mit ATM-Verkehrs-Management-Funktionen, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – CAC, UPC, NPC und CLP. Der Zugangsknoten ANOD enthält einen Agent, um Management-Operationen auf Anforderung durch den Netzwerk-Manager NM auszuführen. Als Beispiel kann der Zugangsknoten aufgefordert werden, einen PVC mit einer gegebenen Bandbreite und einer gegebenen QoS auf einem beliebigen ATM-Anschluss bereitzustellen. Aus Gründen der Lesbarkeit ist keine dieser Komponenten in 1 gezeigt.
Der Zugangsknoten ANOD kann zum Beispiel ein Zugangsmultiplexer für digitale Teilnehmerleitungen (Digital Subscriber Line Access Multiplexer, DSLAM) sein.
Der Rand-Knoten ENOD enthält die Protokolle, die auf die Verkehrsebenen, die Signalisierungs-Ebenen und die Management-Ebenen, die an jedem seiner physikalischen Anschlüsse enden oder sie durchlaufen, angewendet werden können, sowie alle erforderlichen Hardware-Komponenten für den Betrieb dieser Ebenen.
Spezieller enthält der Rand-Knoten ENOD eine Vielzahl von physikalischen I/O-Anschlüssen, die so angepasst sind, dass sie ein elektrisches oder optisches Signal von einem Netzwerkelement des Zugangsnetzes ACCESS abschließen, und eine Vielzahl von physikalischen I/O-Anschlüssen, die so angepasst sind, dass sie ein elektrisches oder optisches Signal von einem Netzwerkelement des Kernnetzes CORE, wie z.B. ein 1-Gigabit-Ethernet-Signal abschließen. Der Rand-Knoten ENOD ist so angepasst, dass er den IP-Verkehr aus einem eintreffenden virtuellen ATM-Kanal entnimmt und ihn an das Kernnetz LORE weiterleitet, und umgekehrt. Die Weiterleitung des Verkehrs wird erreicht, indem pro Teilnehmer-Sitzung eine Tabelle mit Quer-Referenzen unterhalten wird, mit der die Kennung eines virtuellen ATM-Kanals einer IP-Adresse des Teilnehmers, zu dem der virtuelle Kanal gehört, zugeordnet wird. Die Weiterleitung des Verkehrs kann möglicherweise auf Protocol Control Information (PCI) der Datenpakete beruhen. Der Rand-Knoten ENOD enthält die erforderlichen Warteschlangen-Mittel an den ATM-Ausgangs-Anschlüssen. Um die ATM-QoS-Anforderungen zu erfüllen, implementiert der Rand-Knoten ENOD eine geeignete Strategie zur Ablauffolgesteuerung der Zellen zusammen mit ATM-Verkehrs-Management-Funktionen, einschließlich – aber nicht beschränkt auf – CAC, NPC und CLP. Der Rand-Knoten ENOD ist so angepasst, dass er eine Punkt-zu-Punkt-Wählsitzung eines Teilnehmers, wie z.B. eine PPPoE-Sitzung, abschließt, die über das Zugangsnetz ACCESS über einen virtuellen ATM-Kanal aufgebaut wird. Der Rand-Knoten ENOD enthält Mittel zur Berechtigungsprüfung und Kontoführung (Authentication Authorization and Accounting, AAA), entweder direkt oder über einen speziellen Server. Der Rand-Knoten ENOD kann weiterhin Firewall-Mittel, Zwischenspeicherungs-Mittel, usw. enthalten. Der Rand-Knoten ENOD enthält einen Agent, um Management-Operationen auf Anforderung durch den Netzwerk-Manager NM auszuführen. Aus Gründen der Lesbarkeit ist keine dieser Komponenten in 1 gezeigt.
Der Rand-Knoten ENOD kann zum Beispiel ein Breitband-Zugangsserver (Broadband Access Server, BAS) sein.
Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC ist eine Rechnerstation, die einen Pentium-III-Prozessor enthält, der von der Intel Corp. geliefert wird, sowie alle erforderliche Hardware, die einem Fachmann bekannt ist, wie z.B. einen Arbeitsspeicher, eine Festplatte, einen Interrupt-Controller, einen DMA-Controller, eine Grafikkarte, I/O-Peripheriegeräte.
Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC implementiert eine Schnittstelle für Bandbreite auf Anforderung (Bandwidth on Demand, BoD), über die ein Dienstanbieter für einen Teilnehmer eine vordefinierte Bandbreite über das Zugangsnetz ACCESS mit einer vordefinierten QoS anfordert. Die erforderliche Bandbreite wird für eine Zeit gewährt, deren Länge durch den Dienstanbieter spezifiziert wird. Die erforderliche Bandbreite und die erforderliche QoS werden beide bezüglich des IP-Datenkommunikationsnetzes spezifiziert. Die erforderliche Bandbreite wird als obere Grenze des IP-Durchsatzes definiert, der erforderlich ist, um dem Teilnehmer den Dienst bereitzustellen. Die erforderliche QoS wird als die IP-Dienstklasse definiert, zu welcher der Dienst gehört, wie z.B. Differentiated Service Code Point. Weiterhin können quantitative Ziele für das Paketverlustverhältnis, die Paketverzögerung und den Paket-Jitter spezifiziert werden.
Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC ist für folgendes angepasst:

– Kommunikation über das Kernnetz CORE mit Dienstanbietern, indem das geeignete IP-Protokoll implementiert wird,
– Abruf der Konfigurationsdaten des Zugangsnetzes ACCESS,
– Erkennung der Ressourcen des Zugangsnetzes ACCESS, die für eine Dienstklasse und für einen Teilnehmer bereitgestellt wurden,
– Unterhaltung eines Bandbreiten-Zählers pro ATM-Verbindung, wobei jeder Bandbreiten-Zähler den Wert der Bandbreite enthält, der für eine Verbindung verfügbar bleibt,
– Überprüfung, ob eine ATM-Verbindung eine erforderliche Bandbreite mit einer erforderlichen QoS übertragen kann.

Der Netzwerk-Manager NM des Zugangsnetzes ACCESS ist eine Rechnerstation, wie z.B. von dem oben erwähnten Typ.
Der Netzwerk-Manager NM enthält das Protokoll, das auf der Schnittstelle zwischen dem Netzwerk-Manager NM und den Netzwerk-Agents angewendet werden kann, wie z.B. das Q.3-Protokoll. Der Netzwerk-Manager NM benutzt eine Management-Informations-Basis (MIB), in der die Ressourcen des Zugangsnetzes ACCESS in verwaltete Objekte abstrahiert werden und welche die Management-Operationen definiert, welche diese verwalteten Objekte unterstützen können. In der vorliegenden Erfindung ist der Netzwerk-Manager NM so angepasst, eine gegebene Bandbreite im Zugangsnetz ACCESS mit einer gegebenen QoS in Form eines PVC oder eines PVP bereitzustellen, indem er geeignete Management-Befehle an die geeigneten Agents ausgibt.
Mit den Teilnehmern USR1 bis USRN wird ein Vertrag über die Ebene der Dienste geschlossen, der einen garantierten IP-Durchsatz für Streaming-Anwendungen, wie Radio- oder Video-Rundsenden enthält. Eine Wahrscheinlichkeit für das Zurückweisen des Dienstes wird darin erwähnt, so dass der Teilnehmer davon unterrichtet ist, dass es sein kann, dass er die zugesagte Bandbreite mit einer vordefinierten Wahrscheinlichkeit nicht bekommt.
Daraufhin werden PVCs mit geeigneten ATM-Dienstkategorien zwischen den Teilnehmern USR1 bis USRN und dem Rand-Knoten ENOD konfiguriert. In der bevorzugten Ausführung wird jeder Teilnehmer mit einem UBR PVC für Best-Effort-Verkehr und einem CBR PVC für Echtzeit-Verkehr ausgestattet. Die PCR der CBR PVCs wird aus dem vereinbarten IP-Durchsatz bestimmt, indem der vom Zugangsnetz ACCESS eingeführte Overhead, wie z.B. der PPPoE-Overhead, einbezogen wird, und indem der resultierende Durchsatz in eine ATM-Zellen-Rate umgesetzt wird.
Die Weiterleitung des Verkehrs auf dem richtigen PVC liegt außerhalb des Umfanges der vorliegenden Erfindung. Ein Algorithmus, der auf der Dienstklasse basiert, zu den die Datenpakete gehören, ist eine mögliche Lösung aus einer Anzahl gültiger Alternativen, wie sie einem Fachmann bekannt sind.
Die Verzweigung des Verkehrs wird für den Verkehr in Aufwärtsrichtung in der Teilnehmer-DCE MODEMi und für den Verkehr in Abwärtsrichtung im Rand-Knoten ENOD durchgeführt.
Der Netzwerk-Manager NM fordert die Agents des Zugangs-Knotens ANOD und des Rand-Knotens ENOD auf, folgendes zu tun:

– Bereitstellung von N UBR PVCs U11 bis U1N zwischen den jeweiligen Teilnehmer-DCEs MODEM1 bis MODEMN und dem Zugangsknoten ANOD,
– Bereitstellung von N UBR PVCs U21 bis U2N zwischen dem Zugangsknoten ANOD und dem Rand-Knoten ENOD,
– Verbinden der N PVCs U11 bis U1N mit den entsprechenden N PVCs U21 bis U2N, wodurch N Ende-zu-Ende-UBR-Verbindungen U1 bis UN zwischen den jeweiligen Teilnehmern USR1 bis USRN und dem Rand-Knoten ENOD bereitgestellt werden,
– Bereitstellung von N CBR PVCs C11 bis C1N zwischen den jeweiligen Teilnehmer-DCEs MODEM1 bis MODEMN und dem Zugangsknoten ANOD,
– Bereitstellung von N CBR PVCs C21 bis C2N zwischen dem Zugangsknoten ANOD und dem Rand-Knoten ENOD,
– Verbinden der N PVCs C11 bis C1N mit den entsprechenden N PVCs C21 bis C2N, wodurch N Ende-zu-Ende-CBR-Verbindungen C1 bis CN zwischen den jeweiligen Teilnehmern USR1 bis USRN und dem Rand-Knoten ENOD bereitgestellt werden,
– Bereitstellung eines CBR PVP C zwischen dem Zugangsknoten ANOD und dem Rand-Knoten ENOD, dessen Bandbreite aus dem Echtzeit-Verkehr bestimmt wird, der für die Teilnehmer USR1 bis USRN erwartet wird,
– Sperren der CAC-Mittel an den Anschlüssen des Zugangsknotens ANOD, wo der PVP C bereitgestellt wurde,
– Sperren der CAC-Mittel an den Anschlüssen des Rand-Knotens ENOD, wo der PVP C bereitgestellt wurde,
– Zusammenfassen der N PVCs C1 bis CN über den PVP C.

In 2 sind nur einige Verbindungen gezeigt, um die Zeichnung nicht zu überladen.
Die für den PVP C bereitzustellende PCR wird aus der Erlang-B-Formel abgeleitet. Diese Formel wird dazu verwendet, die Fluss-Blockierungswahrscheinlichkeit (FBP) einer Multiplex-Einrichtung zu berechnen:
In dieser Formel bezeichnet n die Anzahl der Eingänge der Multiplex-Einrichtung, m bezeichnet die Anzahl der Ausgänge und ρ bezeichnet die mittlere Last der n Eingänge. ρ liegt zwischen 0 (ein Eingang wird nie benutzt) und 1 (ein Eingang wird immer benutzt). Das Multiplex-Verhältnis der Multiplex-Einrichtung ist n/m.
Der Wert von m wird mit festen Werten von n und ρ und für eine gewünschte FBP berechnet. Ein typischer Wert für die gewünschte FBP ist 10^–4, ein typischer Wert für ρ ist 10^–1. Die Berechnung nutzt einen iterativen Prozess, bei dem der Wert von FBP für steigende Werte von m berechnet wird, bis der mit der Erlang-B-Formel erhaltene Wert für FBP kleiner als die gewünschte FBP ist.
Die Zusammenfassung der PVCs C1 bis CN über den PVP C kann an eine solche Multiplex-Einrichtung angepasst werden, worin:

– n = N
– FBP die oben erwähnte Wahrscheinlichkeit für das Abweisen von Diensten ist,
– die PCR des PVP C das m-fache der PCR des PVC Ci ist.

Nach der Aufforderung durch den Netzwerk-Manager NM führen die Agents des Zugangsknotens ANOD und des Rand-Knotens ENOD die Zuweisung der Ressourcen und die Aktivierung der Verbindung aus. In der Stufe wird die Vorkonfiguration des Zugangsnetzes ACCESS in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
Die Konfigurationsdaten des Zugangsnetzes ACCESS sind in einer Datei codiert, die anschließend mittels einer Diskette in die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC geladen wird.
Im Folgenden wird der Betrieb der bevorzugten Ausführung mit Bezug auf einen Dienstanbieter VOD beschrieben, der mit dem Kernnetz CORE gekoppelt ist und an die Teilnehmer USR1 bis USRN den Dienst Video on Demand (Video-Abruf) liefert.
Ein Teilnehmer USRi fordert über die UBR-Verbindung Ui und als nächstes über das Kernnetz CORE ein Video V beim Dienstanbieter VOD an.
Das Video V erfordert eine Bandbreite B_IP mit einer QoS Q_IP für eine Zeitdauer T. Der Dienstanbieter VOD fragt bei der Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC über das Kernnetz CORE an, ob diese Ressourcen für den Teilnehmer USRi gewährt werden können.
Zuerst setzt die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC die IP-Datenübertragungs-Fähigkeiten, die vom Dienstanbieter VOD gefordert werden, in ATM-Datenübertragungs-Fähigkeiten um.
B_IP wird in B_ATM umgesetzt, indem der vom Zugangsnetz ACCESS eingeführte Overhead mit einbezogen wird und indem der sich ergebende Durchsatz in eine ATM-Zellenrate umgesetzt wird. Q_IP wird in Q_ATM umgesetzt, indem die vom Dienstanbieter geforderte IP-Dienstklasse mit einer geeigneten ATM-Dienstkategorie verglichen wird, wobei möglicherweise Werte für den Zellen-Verlust, die Zellen-Verzögerung und den Zellen-Jitter zugewiesen werden.
Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC ruft die Konfiguration des Zugangsnetzes ACCESS ab und erkennt, dass PVC Ci in der Lage ist, die erforderliche Bandbreite B_ATM mit der erforderlichen QoS Q_ATM zwischen dem Rand-Knoten ENOD und dem Teilnehmer USRi zu übertragen. Als nächstes sucht die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC einen Blockierungspunkt im Zugangsnetz, an dem sich die ursprüngliche Bandbreite verkleinern könnte. Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC erkennt den PVP C als solchen.
Ein Satz von Zählern enthält den Wert der Bandbreite, die für die PVCs C1 bis CN und für den PVP C verfügbar bleiben. Diese Zähler werden dekrementiert, wenn einem Dienstanbieter Bandbreite gewährt wird und inkrementiert, wenn die Ressourcen freigegeben werden.
Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC überprüft, ob die zum PVC Ci und zum PVP C gehörenden Zähler beide größer oder gleich B_ATM sind. Falls ja, wird die Bandbreite gewährt, und beide Zähler werden entsprechend dekrementiert. Ein Zeitgeber wird auf T Sekunden eingestellt und von da gestartet. Beim Ablaufen des Zeitgebers werden beide Zähler wieder auf ihren ursprünglichen Wert inkrementiert.
Schließlich gewährt oder verweigert die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC dem Dienstanbieter VOD die erforderliche Bandbreite über das Kernnetz CORE, der wiederum dem Teilnehmer USRi über das Kernnetz CORE und als nächstes über die UBR-Verbindung Ui dem Teilnehmer USRi das Video V liefert oder die Lieferung ablehnt.
Wenn der Dienst gewährt wird, wird das angeforderte Video V zum Teilnehmer USRi gesendet. Die Video-Datenpakete sind mit einem geeigneten Dienstklassen-Wert gekennzeichnet und werden über das Kernnetz CORE gesendet. Die Datenpakete werden durch das Kernnetz CORE bis zum Rand-Knoten ENOD geleitet, wo sie in ATM-Zellen eingebettet und über die CBR-Verbindung Ci an den Teilnehmer USRi geliefert werden.
In der bevorzugten Ausführung wird für den Verkehr in Aufwärts- und Abwärtsrichtung dieselbe Bandbreite bereitgestellt. ATM unterstützt asymmetrische Verbindungen, wobei die für die Ausgangsrichtung spezifizierte PCR sich von der für die Eingangsrichtung spezifizierten PCR unterscheidet. Eine solche Eigenschaft ist hilfreich für einen ADSL-(Asymmetric Digital Subscriber Line)-Zugang, worin dem Verkehr in Aufwärtsrichtung auf dem Teil der Teilnehmerleitung eine geringere Bandbreite zugewiesen wird als dem Verkehr in Abwärtsrichtung. Die Reservierung und Überwachung der Ressourcen erfolgt dann pro Verkehrsfluss-Richtung.
In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC mit dem Netzwerk-Manager NM gekoppelt sein, um die Konfiguration des Zugangsnetzes ACCESS abzurufen. Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC kann die Konfiguration des Zugangsnetzes ACCESS vom Netzwerk-Manager NM über eine M3-Schnittstelle laden, wie in dem Dokument mit dem Titel "Customer Network Management for ATM Public network Service (M3 Specification)", veröffentlicht vom technischen Komitee des ATM-Forums im Oktober 1994, Version 1.04, Referenz AF-NM-0019.000 definiert. Die Zugangs-Ressourcen-Steuerung kann auch eine Datei laden, z.B. über eine FTRM-Sitzung, in der die Konfiguration des Zugangsnetzes ACCESS entsprechend einem geeigneten Format codiert wurde.
In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung kann die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC mit dem Zugangsknoten ANOD und mit dem Rand-Knoten ENOD gekoppelt sein, um lokale Performance-Zähler zu lesen. Der Zugangsknoten ANOD und der Rand-Knoten ENOD würden dann Zähler implementieren, mit denen die belegte Bandbreite pro ATM-Verbindung gemessen würde. Bei einer Bandbreitenanforderung würde die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC überprüfen, ob ein PVC oder ein PVP die benötigte Bandbreite übertragen kann, indem der Echtzeit-Wert der entsprechenden Zähler gelesen und überprüft wird, ob der PVC oder der PVP die zusätzliche Bandbreite aufnehmen kann. Geht man so vor, muss die Zugangs-Ressourcen-Steuerung selbst keinen eigenen Zähler oder Zeitgeber unterhalten.
In einer alternativen Ausführung der vorliegenden Erfindung würden PVCs mit anderen ATM-Dienstkategorien bereitgestellt, wie z.B. die Dienstkategorie rt-VBR oder ABR. Die über die BoD-Schnittstelle benötigte Bandbreite würde weiterhin zusätzliche Parameter zusammen mit dem maximalen IP-Durchsatz enthalten, wie z.B. den mittleren IP-Durchsatz oder den erforderlichen Mindest-IP-Durchsatz. Geht man so vor, würde die Zugangs-Ressourcen-Steuerung ARC die Netzwerk-Ressourcen effizienter reservieren, indem sie sich auf die statistische Mittelwertbildung von nicht korrelierten zusammengefassten Verkehrsflüssen verlässt.
Ein Fachmann kann jede andere Technologie mit Label-Switching anstelle von ATM als gültige Alternative für die Transportebene im Zugangsnetz ACCESS in Betracht ziehen, wie z.B. MPLS oder die Frame-Relay-Technologie.
Eine abschließende Anmerkung ist, dass Ausführungen der vorliegenden Erfindung oben anhand von Funktionsblöcken beschrieben wurden. Aus der oben angegebenen funktionellen Beschreibung ist es einem Fachmann für die Entwicklung elektronischer Geräte offensichtlich, wie Ausführungen dieser Blöcke mit bekannten elektronischen Bauelementen hergestellt werden können. Eine detaillierte Architektur des Inhaltes der Funktionsblöcke wird daher nicht angegeben.
Obwohl die Prinzipien der Erfindung oben in Verbindung mit einer speziellen Vorrichtung beschrieben wurden, muss deutlich verstanden werden, dass diese Beschreibung nur als Beispiel erfolgt und nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.

Claims

Ein Verfahren, um auf einem Zugangsnetz einen Datenstrom bereitzustellen, der eine bestimmte Bandbreite und eine bestimmte Dienstgüte erfordert, wobei das Verfahren den Schritt der Bereitstellung einer Vielzahl von virtuellen Verbindungen umfasst, die in der Lage sind, die Anforderungen an die Bandbreite und die Dienstgüte einer Vielzahl von Benutzern zu erfüllen, die an das Zugangsnetz angeschlossen sind, und der Bereitstellung eines Zugangs-Servers des Zugangsnetzes, der an einen Inhaltsanbieter angeschlossen ist, der den Datenstrom liefert, dadurch gekennzeichnet, dass, nachdem ein bestimmter Benutzer den Datenstrom von dem Inhaltsanbieter angefordert hat, und wenn dem bestimmten Benutzer die Unterstützung fehlt, um die bestimmte Bandbreite über das Zugangsnetz mit der bestimmten Dienstgüte auszuhandeln oder zu bestätigen, das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: – In einer zentralen Steuerungseinheit des Zugangsnetzes Erkennung einer virtuellen Verbindung aus der Vielzahl virtueller Verbindungen, die in der Lage sind, die bestimmte Dienstgüte zwischen dem bestimmten Benutzer und dem Zugangs-Server zu garantieren, – In der zentralen Steuerungseinheit Überprüfung, ob die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des Überprüfungsschrittes Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, oder Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite nicht übertragen kann, zusätzlich die Überprüfung, ob das Zugangsnetz die bestimmte Bandbreite zwischen dem bestimmten Benutzer und dem Zugangs-Server übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes: – Anpassung der Kapazität der virtuellen Verbindung an die Übertragung der Bandbreite und Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, – andernfalls Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende vorausgehende Schritte umfasst: – Bereitstellung einer virtuellen Verbindung im Zugangsnetz, deren Bandbreite von einer Verkehrslast bestimmt wird, die von der Vielzahl der Benutzer erwartet wird, – Zusammenfassen der Vielzahl von virtuellen Verbindungen über den virtuellen Pfad, – Sperren aller Verbindungs-Zutritts-Steuerungs-Mittel im Zugangsnetz, die verhindern könnten, dass die Vielzahl von virtuellen Verbindungen über den virtuellen Pfad zusammengefasst wird, und dadurch, dass das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, zusätzlich die Überprüfung, ob der virtuelle Pfad die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, oder Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den vorausgehenden Schritt der Konfiguration eines virtuellen Pfades im Zugangsnetz umfasst, dessen Bandbreite von einer Verkehrslast bestimmt wird, die von der Vielzahl der Benutzer erwartet wird und dadurch, dass das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfasst: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, zusätzlich die Überprüfung, ob der virtuelle Pfad die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes, – Verbinden der virtuellen Verbindung mit dem virtuellen Pfad und Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, – andernfalls Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandbreite des virtuellen Pfades entsprechend einer Gesetzmäßigkeit für statistischen Verkehr bestimmt wird, wobei eine Anzahl von virtuellen Verbindungen, die über den virtuellen Pfad gemultiplext werden, eine Verkehrslast pro Benutzer und eine Wahrscheinlichkeit für das Zurückweisen des Dienstes gegeben ist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von virtuellen Verbindungen, die über den virtuellen Pfad gemultiplext werden, entsprechend einer Gesetzmäßigkeit für statistischen Verkehr bestimmt wird, wobei eine Bandbreite des virtuellen Pfades, eine Verkehrslast pro Benutzer und eine Wahrscheinlichkeit für das Zurückweisen des Dienstes gegeben ist.
Ein Zugangsnetz, das einen Datenstrom überträgt, der eine bestimmte Bandbreite und eine bestimmte Dienstgüte erfordert, und das folgendes umfasst: – Einen Zugangs-Server, der mit einem Inhaltsanbieter verbunden ist, der den Datenstrom liefert, – Verwaltungs-Mittel, die so angepasst sind, dass sie eine Vielzahl von virtuellen Verbindungen bereitstellen, die in der Lage sind, die Anforderungen an die Bandbreite und die Dienstgüte zwischen einer Vielzahl von Benutzern, die mit dem Zugangsnetz verbunden sind, und einem Zugangs-Server des Zugangsnetzes, der mit einem Inhaltsanbieter verbunden ist, der den Datenstrom liefert, einzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugangsnetz weiterhin eine zentrale Steuerungseinheit enthält, die so angepasst ist, dass sie, nachdem ein bestimmter Benutzer den Datenstrom vom Inhaltsanbieter angefordert hat, und wenn dem bestimmten Benutzer die Unterstützung fehlt, um die bestimmte Bandbreite über das Zugangsnetz mit der bestimmten Dienstgüte auszuhandeln oder zu bestätigen, folgendes ausführt: – Erkennung einer virtuellen Verbindung aus der Vielzahl virtueller Verbindungen, die in der Lage sind, die bestimmte Dienstgüte zwischen dem bestimmten Benutzer und dem Zugangs-Server zu garantieren, – Überprüfung, ob die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des Überprüfungsschrittes Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, oder Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Zugangsnetz gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit mit den Verwaltungs-Mitteln verbunden ist, dadurch, dass die Verwaltungs-Mittel weiterhin so angepasst sind, dass sie die Kapazität der virtuellen Verbindung anpassen und dadurch, dass die zentrale Steuerungseinheit weiterhin so angepasst ist, folgendes zu tun: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite nicht übertragen kann, zusätzlich Überprüfung, ob das Zugangsnetz die Bandbreite zwischen dem bestimmten Benutzer und dem Zugangs-Server übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes: – Aktivieren der Verwaltungs-Mittel zur Anpassung der Kapazität der virtuellen Verbindung, um die Bandbreite zu übertragen und es zu erlauben, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, – andernfalls Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Zugangsnetz gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwaltungs-Mittel weiterhin so angepasst sind, folgendes zu tun: – Bereitstellung eines virtuellen Pfades im Zugangsnetz, dessen Bandbreite von einer Verkehrslast bestimmt wird, die von der Vielzahl der Benutzer erwartet wird, – Zusammenfassen der Vielzahl von virtuellen Verbindungen über den virtuellen Pfad, – Sperren aller Verbindungs-Zutritts-Steuerungs-Mittel im Zugangsnetz, die verhindern könnten, dass die Vielzahl von virtuellen Verbindungen über den virtuellen Pfad zusammengefasst werden, und dadurch, dass die zentrale Steuerungseinheit weiterhin angepasst ist, folgendes zu tun: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, zusätzlich Überprüfung, ob der virtuelle Pfad die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, oder Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.
Ein Zugangsnetz gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Steuerungseinheit mit den Verwaltungs-Mitteln verbunden ist, und dadurch, dass die Verwaltungs-Mittel weiterhin so angepasst sind, folgendes zu tun: – Bereitstellung eines virtuellen Pfades im Zugangsnetz, dessen Bandbreite von einer Verkehrslast bestimmt wird, die von der Vielzahl der Benutzer erwartet wird, – Verbinden der Vielzahl von virtuellen Verbindungen mit dem virtuellen Pfad, und dadurch, dass die zentrale Steuerungseinheit weiterhin angepasst ist, folgendes zu tun: – Wenn die virtuelle Verbindung die bestimmte Bandbreite übertragen kann, zusätzlich Überprüfung, ob der virtuelle Pfad die bestimmte Bandbreite übertragen kann, – Entsprechend dem Ergebnis des zusätzlichen Überprüfungs-Schrittes, – Aktivieren der Verwaltungs-Mittel zur Verbindung der virtuellen Verbindung mit dem virtuellen Pfad und Zulassen, dass der Datenstrom über die virtuelle Verbindung an den bestimmten Benutzer geliefert wird, – andernfalls Verbieten, dass der Datenstrom an den bestimmten Benutzer geliefert wird.