DE60205108T2

DE60205108T2 - IP-Kommunikationssystem mit uni- und bi-direktionalen Netzen

Info

Publication number: DE60205108T2
Application number: DE60205108T
Authority: DE
Inventors: Antonio Heinrich-Hertz-Str. 1 Barletta; Rudolf Heinrich-Hertz-Str. 1 Bittner; Boris Heinrich-Hertz-Str. 1 Moser
Original assignee: Sony Deutschland GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-08-06
Also published as: DE60205108D1; EP1388993A1; EP1388993B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem auf IP-Basis. Genauer gesagt, betrifft die Erfindung ein Verfahren für Kommunikation zwischen einer ersten und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung, die über ein Kommunikationsnetz miteinander verbunden sind.
Während der letzten Jahrzehnte wurden IP-Netze zu einem sehr wichtigen Kommunikationsstandard für Computernetze. Tausende von Software/Hardware-Lösungen, die direkt oder indirekt auf TCP/IP beruhen, sind verfügbar.
Zunächst war Kommunikation über TCP/IP hinsichtlich Universal-Kommunikationsmedien mehr oder weniger auf das Internet (Ethernet, Sonet, Token Ring, ATM, usw.) eingeschränkt. In den letzten Jahren hat jedoch die zunehmende Anzahl von Softwarelösungen auf Basis von TCP/IP auch die Verwendung von TCP/IP bei anderen Netzen vorangetrieben: Mobiltelefonen (GSM, TPRS, UMTS), DAB und DVB-T. Derartige Lösungen, insbesondere im Fall von Übertragungsmedien, nutzen nur einen kleinen Teil der durch TCP/IP bereitgestellten Merkmale, und sie können daher nicht als "echte" TCP/IP-Lösung betrachtet werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kommunikationsarchitektur zu schaffen, die ein Übertragungs-Kommunikationsmedium (das einen uni-direktionalen Informationsfluss zeigt), in ein System bi-direktionaler Netze (LAN, GSM, GPRS, usw., die einen bi-direktionalen Informationsfluss zeigen) zu integrieren, die aber dennoch dazu in der Lage ist, alle durch TCP/IP bereitgestellten Merkmale während eines Kommunikationsprozesses zu nutzen, der dieses Übertragungs-Kommunikationsmedium verwendet.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist ein Verfahren für Kommunikation zwischen einer ersten und einer zweiten Kommunikationsschnittstelle gemäß dem Anspruch 1 geschaffen. Ferner ist ein Kommunikationssystem gemäß dem Anspruch 9 geschaffen. Schließlich sind ein Programmerzeugnis und eine Computerlesbare Speichereinrichtung gemäß den Ansprüchen 15 und 16 geschaffen. Weitere Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung sind in jeweiligen Unteransprüchen beschrieben.
Ein digitales Übertragungssystem ist ein System, das für einen uni-direktionalen, digitalen Datenstrom an eine große Anzahl von Terminals sorgt. Digitale Übertragungssysteme sind z.B. digitales Radio, drahtloses, digitales TV, Kabel-TV, Satellitennetzwerke oder dergleichen. Ein bedeutsamer Gesichtspunkt der Erfindung besteht darin, dass das Übertragungs-Kommunikationsnetz des genannten digitalen Übertragungssystems als "normales" IP-Kommunikationsnetz interpretiert werden kann: ein Sender des Übertragungs-Kommunikationsnetzes kann als Router eines IP-Kommunikationsnetzes angesehen werden, das Übertragungsmedium (Luft) kann als Unternetz (oder Unternetze) eines IP-Kommunikationsnetzes angesehen werden, und der Übertragungsempfänger kann als Hosts (oder, genauer gesagt, Netzwerkkarten von Hosts) angesehen werden, die mit den genannten Unternetzen des genannten IP-Kommunikationsnetzes verbunden sind (da jedoch das Übertragungs-Kommunikationsnetz tatsächlich kein "normales" IP-Kommunikationsnetz ist, wird es bei der vorliegenden Erfindung als "virtuelles" IP-Kommunikationsnetz bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, dass auch Dienste selbst (z.B. DAB-Unterkanäle und/oder DRM-Dienste), wie sie vom digitalen Übertragungssystem bereitgestellt werden, als Unternetze eines IP-Kommunikationsnetzes angesehen werden können.
Im Allgemeinen verwendet der IP-Protokollstandard IP-Adressen zum Erreichen von Vorrichtungen, die innerhalb des IP-Kommunikationsnetzes liegen. Um dies auszuführen, wird das "globale" IP-Kommunikationsnetz in IP-Unternetze unterteilt, die durch entsprechende IP-Netzadressen adressiert werden können. Jede mit einem IP-Unternetz verbundene Vorrichtung verfügt über eine eindeutige IP-Adresse. Die dem IP-Unternetz zugewiesene IP-Adresse und die der mit diesem verbundenen Vorrichtung zugewiesene IP-Adresse verfügen im Allgemeinen über identische Adressteile. Derjenige Adressteil, der identisch ist, wird als IP-Netz-Adressteil bezeichnet, wohingegen derjenige Adressteil, der zwischen diesen Adressen verschieden ist, als IP-Host-Adressteile bezeichnet wird. Im Allgemeinen wird eine IP-Adresse auf solche Weise aufgebaut, dass es möglich ist, die IP-Netzadresse aus der IP-Hostadresse herzuleiten.
Gemäß der Erfindung kann, wie bei einem "normalen" IP-Kommunikationsnetz, jedes virtuelle IP-Unternetz durch einen entsprechenden Adressteil für das virtuelle IP-Netz identifiziert werden. Dementsprechend kann jeder virtuelle IP-Host durch einen Adressteil für einen virtuellen IP-Host identifiziert werden. Nachfolgend bedeutet der Begriff "IP-Netz" ein "normales" IP-Kommunikationsnetz.
Wie bereits angegeben, kann der Sender des digitalen Übertragungsnetzes, der Daten an den Übertragungsempfänger überträgt, als einzelner Router interpretiert werden, der IP-Pakete an alle virtuellen IP-Hosts liefert, die mit den virtuellen IP-Unternetzen verbunden sind. Da der über das digitale Übertragungsnetz übertragene digitale Datenstrom uni-direktional ist, können die virtuellen IP-Hosts nur IP-Pakete empfangen, jedoch können sie mittels der virtuellen IP-Unternetze keine IP-Pakete senden.
Um diesen Nachteil zu überwinden, sind durch die Erfindung ein Verfahren, ein System und ein Computerprogramm gemäß den Ansprüchen 1, 9 bzw. 15 geschaffen.
Information, die von der zweiten Kommunikationsvorrichtung (die einem Übertragungsempfänger entspricht) an die erste Kommunikationsvorrichtung zu übertragen ist, wird in IP-Pakete eingekapselt, die über einen IP-Netz-Adressteil und einen IP-Host-Adressteil, die jeweils der ersten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, verfügen, und dann werden die IP-Pakete unter Verwendung des IP-Netzes an die erste Kommunikationsvorrichtung gesendet. So haben die virtuellen IP-Hosts die Möglichkeit, sowohl IP-Pakete (über das digitale Übertragungsnetz und/oder das IP-Netz) zu empfangen als auch IP-Pakete (über das IP-Netz) zu senden.
Die oben beschriebene Erfindung zeigt den Vorteil, dass nur wenig Mühen dazu erforderlich sind, ein digitales Übertragungsnetz nahtlos in einen IP-Kommunikationsprozess zu integrieren: die meisten Hardwarekomponenten sind Standard-Hardwarekomponenten; es sind nur geringe Hardware/Software-Erweiterungen erforderlich. Dies wird später ersichtlich werden.
Die zweite Kommunikationsvorrichtung kann entscheiden, ob sie den Adressteil des virtuellen IP-Netzes und den Adressteil des virtuellen IP-Hosts als IP-Quelladresse verwendet, oder ob sie einen IP-Netz-Adressteil und einen IP-Host-Adressteil, wie sie dem IP-Netz zugeordnet sind, als IP-Quelladresse verwendet, wenn sie IP-Pakete über das IP-Netz an die erste Kommunikationsvorrichtung sendet. Dies ermöglicht es der zweiten Kommunika tionsvorrichtung, zu entscheiden, über welchen Datenkanal (digitales Übertragungsnetz oder IP-Netz) IP-Pakete von der ersten Kommunikationsvorrichtung an die zweite Kommunikationsvorrichtung gesendet werden. Anders gesagt, kann die zweite Kommunikationsvorrichtung den Rückpfad von IP-Paketen wählen, die von der ersten Kommunikationsvorrichtung an die zweite Kommunikationsvorrichtung gesendet werden.
Anders gesagt: wenn die zweite Kommunikationsvorrichtung als "Clientvorrichtung" angesehen wird, die Information von der ersten Kommunikationsvorrichtung anfordert, die als "Servervorrichtung" angesehen werden kann, und die entsprechende Antworten in Reaktion auf die Informationsanforderungen an die Clientvorrichtung sendet, kann der oben beschriebene Mechanismus wie folgt ausgedrückt werden: eine mit einem virtuellen IP-Übertragungsmedium und einem IP-Netz (z.B. LAN, GSM, UMTS, WLAN) verbundene Clientvorrichtung hat die Möglichkeit, IP-Pakete über das IP-Netz (die "Ausgangs"-IP-Schnittstelle) an die Servervorrichtung zu senden. Die Servervorrichtung antwortet auf automatische Weise abhängig von der Sourceadresse innerhalb der entsprechenden IP-Pakete der Anforderung (die Servervorrichtung muss nicht über die IP-Rücklaufpfade entscheiden, sie reagiert nur "automatisch" und sendet Antwort-IP-Pakete an die IP-Quelladresse der eingehenden IP-Pakete zurück). Wenn es die Clientvorrichtung wählt, das virtuelle Übertragungs-IP-Netz als Schnittstelle zum Empfangen von IP-Paketantworten aus zukünftigen Servervorrichtungsantworten zu empfangen, setzt sie als Quell-IP-Adresse in das IP-Anforderungspaket nur die IP-Adresse des virtuellen IP-Übertragungsnetzes ein. Der Client kann selbstverständlich auch das IP-Netz als Schnittstelle zum Empfangen von IP-Paketantworten von der Servervorrichtung wählen. In diesem Fall muss keine "Manipulation" erfolgen, insoweit es um die Quell-IP-Adresse geht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Adressteile für das virtuelle IP-Netz entsprechend einem ersten Algorithmus bestimmt, der diese abhängig von physikalischen Parametern erzeugt, wie sie für das digitale Übertragungsnetz und/oder Teile desselben und/oder Dienste repräsentativ sind, wie sie jeweils über das digitale Übertragungsnetz angeboten werden. Demgemäß wird der Adressteil des virtuellen IP-Hosts entsprechend einem zweiten Algorithmus bestimmt, der den Adressteil für den virtuellen IP-Host abhängig von physikalischen Parametern erzeugt, wie sie für die zweite Kommunikationsvorrichtung oder Teile derselben repräsentativ sind. Der erste und der zweite Algorithmus werden vorzugsweise in der zweiten Kommunikationsvorrichtung selbst ausgeführt.
Eine Alternative besteht im Handhaben des Erzeugungsprozesses für den Adressteil des virtuellen IP-Netzes/den Adressteil des virtuellen IP-Hosts durch ein zentrales IP-Adressen-Datenbanksystem, das innerhalb des Kommunikationsnetzes liegt (z.B. ein Internetserver), wobei dieses zentrale IP-Adressen-Datenbanksystem auf einen Kontaktierungsprozess der zweiten Kommunikationsvorrichtung hin freie IP-Adressteile liefert.
Es wurde ersichtlich, dass ein allgemeines Konzept der Erfindung das Folgende ist: eine TCP/IP-Gruppe (oder ein TCP/IP-Netz) ist ein Kommunikationssystem, das die TCP/IP-Protokollfamilie (im Allgemeinen IP, UDP, TCP, HTTP, FTP, usw.) verwendet. Bisher wurde die TCP/IP-Gruppe dazu verwendet, verschiedene PC-Netze zu verbinden: LAN, ATM, Ethernet, Token Ring sowie aktuell Mobiltelefone. Die TCP/IP-Gruppe ist allgemein für bi-direktionale (symmetrisch und asymmetrisch) Kommunikationssysteme geeignet. Die Erfindung wendet TCP/IP bei einem Übertragungsmedium an. Diese Anwendung verwendet nicht nur ein übliches Datenformat (bei dem IP-Pakete in DAB und DVB eingekapselt werden), sondern es handelt sich um eine "vollständige" TCP/IP-Anwendung, da das Paketformat gemäß dem IP-Protokoll, der Adressiermechanismus, der Routingmechanismus und dergleichen berücksichtigt werden. DAB und DVB verwenden aktuell IP, jedoch nur als Datenformatprotokoll. Zu sendende Information wird ohne Verwendung der Gesamtfähigkeiten der TCP/IP-Gruppe von einem Sender an die Empfänger geleitet – es handelt sich nur um ein übliches Datenformat. Demgegenüber ist bei der Erfindung das Übertragungsnetz als Teil des IP-Netzes selbst in IP-Netze integriert: Terminalempfänger verfügen über IP-Adressen zum Ausführen eines Zugriffs auf das Übertragungssystem, Daten werden unter Verwendung von dem Übertragungssystem entsprechenden Adressen geroutet, und es werden mehrere Kommunikationssysteme (insbesondere Übertragungssysteme) gleichzeitig auf ausgeklügelte Weise adressiert.
Um das oben beschriebene Verfahren zu ermöglichen, kann ein Übertragungsrouter verwendet werden, der mit der ersten Kommunikationsvorrichtung und dem digitalen Übertragungsnetz verbindbar ist. Dieser Router routet IP-Pakete, die Adressteile eines virtuellen IP-Netzes enthalten, und die von der ersten Kommunikationsvorrichtung empfangen wurden, über das digitale Übertragungsnetz an die zweite Kommunikationsvorrichtung. Es ist erforderlich, dass dieser erste Algorithmus aus Gründen der Adressen-Widerspruchsfreiheit auch im genannten Übertragungsrouter ausgeführt wird.
Der o.g. Übertragungsrouter ist mit einem IP-Netz und einem digitalen Übertragungsnetz verbindbar, und er verfügt über Einrichtungen zum:

– Zuweisen virtueller IP-Unternetze und entsprechender Adressteile des virtuellen IP-Netzes zum digitalen Übertragungsnetz und/oder Teilen desselben und/oder Diensten, wie sie über das digitale Übertragungsnetz angeboten werden,
– Routen von IP-Paketen, die die genannten Adressteile des virtuellen IP-Netzes enthalten und die vom IP-Netz in das genannte digitale Übertragungsnetz hinein empfangen wurden.

Der Übertragungsrouter verfügt vorzugsweise über eine Einrichtung zum Bestimmen der Adressteile des virtuellen IP-Netzes abhängig von physikalischen Parametern, die für das digitale Übertragungsnetz und/oder Teile desselben und/oder durch das digitale Übertragungsnetz angebotene Dienste repräsentativ sind.
Es ist auch eine Kommunikationsvorrichtung geschaffen, die mit einem IP-Netz und einem digitalen Übertragungsnetz verbindbar ist und Einrichtungen für Folgendes aufweist:

– Zuweisen virtueller IP-Unternetze und entsprechender Adressteile des virtuellen IP-Netzes zum digitalen Übertragungsnetz und/oder Teilen desselben und/oder Diensten, wie sie über das digitale Übertragungsnetz angeboten werden,
– Bestimmen eines Adressteils eines virtuellen IP-Hosts, wobei dieser Adressteil für die Kommunikationsvorrichtung repräsentativ ist.

Die im letzten Absatz beschriebene Kommunikationsvorrichtung entspricht den Vorrichtungen, die in der folgenden Beschreibung als "zweite Kommunikationsvorrichtung" und "Clientvorrichtung" bezeichnet werden.
Vorzugsweise erzeugt die Kommunikationsvorrichtung die Adressteile für das virtuelle IP-Netz abhängig von physikalischen Parametern, wie sie für das digitale Übertragungsnetz und/oder Teile desselben und/oder über das digitale Übertragungsnetz angebotene Dienste jeweils repräsentativ sind, wohingegen der Adressteil für den virtuellen IP-Host abhängig von physikalischen Parametern erzeugbar ist, die für die Kommunikationsvorrichtung repräsentativ sind.
Ferner kann die Kommunikationsvorrichtung über eine Einrichtung verfügen, die dazu dient, zu bestimmen, mit welchen Netzwerkarten sie aktuell verbun den ist.
Die Kommunikationsvorrichtung kann ferner über eine Einrichtung zur nahtlosen Nutzung (Manipulieren/Ändern) von Adressteilen für das IP-Netz und Adressteilen für den IP-Host in IP-Paketen, bevor diese über das IP-Netz an die erste Kommunikationsvorrichtung gesendet werden, verfügen. Wenn die Kommunikationsvorrichtung z.B. erfasst, dass kein Übertragungssignal empfangen wird (d.h., die Kommunikationsvorrichtung ist nicht mit dem digitalen Übertragungsnetz verbunden), kann sie die Verwendung der Adressteile für das virtuelle IP-Netz und dessen Adressteils für den IP-Host als IP-Quelladresse stoppen, wenn sie IP-Pakete über das IP-Netz an eine andere Kommunikationsvorrichtung sendet, da aktuell über den digitalen Übertragungskanal keine IP-Pakete empfangen werden können.
Das Kommunikationssystem kann ferner über einen Übertragungsrouter gemäß der Erfindung verfügen, der die erste Kommunikationsvorrichtung mit dem digitalen Übertragungsnetz verbindet.
Vorzugsweise ist das IP-Netz das Internet, das die erste Kommunikationsvorrichtung direkt mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung verbindet. Bei dieser Ausführungsform verbindet der Übertragungsrouter vorzugsweise das Internet mit dem digitalen Übertragungsnetz.
Durch die Erfindung ist ferner ein Computerprogrammerzeugnis mit einem Computerprogrammmittel geschaffen, das so ausgebildet ist, dass es das erfindungsgemäße Verfahren/System ausführt/realisiert, wenn es auf einem Computer, einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen ausgeführt wird.
Schließlich ist durch die Erfindung eine Computer-lesbare Speichereinrichtung geschaffen, die so ausgebildet ist, dass sie das oben beschriebene Computerprogrammerzeugnis speichert.
Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert werden.
1 zeigt zwei verschiedene Arten zum Interpretieren eines Übertragungssystems;
2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Kommunikationssystems gemäß der Erfindung;
3 zeigt Eingangs-IP-Adressen-Schnittstellen und Ausgangs-IP-Adressen-Schnittstellen von IP-Hosts;
4 ist eine schematische Zeichnung zum Veranschaulichen des Kommunikationsmechanismus zwischen zwei Kommunikationsvorrichtungen über ein IP-Netz gemäß dem Stand der Technik;
5 ist eine schematische Zeichnung zum Veranschaulichen einer bevorzugten Ausführungsform eines Kommunikationsmechanismus zwischen zwei Kommunikationsvorrichtungen gemäß der Erfindung;
6 ist eine schematische Zeichnung zum Veranschaulichen einer bevorzugten Ausführungsform einer Netzzugriffsschicht, wie sie in Zusammenhang mit dem Kommunikationsmechanismus gemäß der Erfindung verwendet wird;
7 ist eine schematische Zeichnung zum Veranschaulichen einer bevorzugten Ausführungsform eines Kommunikationsmechanismus gemäß der Erfindung;
8A bis 8F zeigen, als Beispiel, die Datenstruktur von IP-Paketen, wie sie durch das erfindungsgemäße Kommunikationssystem verwendet werden.
Wenn auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, werden identische oder ähnliche Komponenten mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Wie es aus der 1 entnehmbar ist, verfügt ein digitales Übertragungssystem 2 über einen Übertragungssender 3, einen ersten bis fünften Empfänger 4₁ bis 4₅ sowie ein digitales Übertragungsnetz 5, das den Übertragungssender 3 mit dem ersten bis fünften Empfänger 4₁ bis 4₅ verbindet.
Das digitale Übertragungssystem 2 kann auch als virtuelles IP-Netz 2' mit einem Übertragungsrouter 3' entsprechend dem Übertragungssender 3 sowie einem ersten bis fünften virtuellen IP-Host 4'₁ bis 4'₅ , die dem ersten bis fünften Übertragungsempfänger 4₁ bis 4₅ entsprechen, interpretiert werden. Der Übertragungsrouter 3' ist über ein virtuelles IP-Unternetz 5', das dem digitalen Übertragungsnetz 5 entspricht, mit dem ersten bis fünften virtuellen IP-Host 4'₁ bis 4'₅ verbunden.
So kann die Struktur eines IP-Kommunikationssystem übereinstimmend auf ein digitales Übertragungssystem abgebildet werden.
Die 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssystems 1. Das Kommunikationssystem 1 verfügt über einen Übertragungssender 3, ein digitales Übertragungsnetz 5, eine Satellitenschüssel 6, einen Übertragungsrouter 7, ein Weitbereichsnetz 8, einen ersten bis fünften IP-Host 9₁ bis 9₅ , wobei der erste bis dritte IP-Host 9₁ bis 9₃ über einen ersten bis dritten Übertragungsempfänger 10₁ bis 10₃ verfügen. Der erste bis dritte IP-Host 9₁ bis 9₃ können sowohl IP-Pakete über den ersten bis dritten Übertragungsempfänger 10₁ bis 10₃ und das digitale Übertragungsnetz 5 empfangen als auch IP-Pakete über das Weitbereichsnetz 8 senden/empfangen, wohingegen der vierte und der fünfte IP-Host 9₄ , 9₅ nur IP-Pakete über das Weitbereichsnetz 8 senden/empfangen können. Das durch den ersten bis fünften IP-Host 9₁ bis 9₅ und jeweilige Verbindungen definierte Lokalbereichsnetz kann z.B. durch Schichten in einer Stadt gebildet sein.
Wie es in der 2 angedeutet ist, können der erste bis dritte IP-Host dahingehend angesehen werden, dass sie sich in einem Zustand entsprechend einem "Mehrfach-Ausgangsort" befinden. Dieser Begriff wird später erläutert.
Die 3 zeigt mögliche Eingangs-IP-Adressen-Schnittstellen und Ausgangs-IP-Adressen-Schnittstellen.
Die IP-Hosts sind durch die Bezugszahl 20 gekennzeichnet. Bei einem ersten Beispiel sendet ein IP-Host IP-Pakete über eine GSM-Ausgangsschnittstelle 21, und er empfängt IP-Pakete über eine GSM-Eingangsschnittstelle 22. So benötigt der entsprechende IP-Host nur eine Netzwerkkarte.
Bei einem zweiten Beispiel sendet ein IP-Host IP-Pakete über eine LAN-Ausgangsschnittstelle 23, und er empfängt IP-Pakete über eine Eingangsschnittstelle 24 für digitale Übertragung. In diesem Fall benötigt der IP-Host zwei Netzwerkkarten: eine für das LAN-Netz und eine für das digitale Übertragungsnetz. So kann gesagt werden, dass sich dieser IP-Host in einem Zustand mit "Mehrfach-Ausgangsort" befindet.
Bei einem dritten Beispiel sendet ein IP-Host IP-Pakete über eine WLAN-Ausgangsschnittstelle 25, und er empfängt IP-Pakete über eine LAN-Eingangsschnittstelle 26. Der entsprechende IP-Host benötigt daher zwei Netzwerkkarten: eine LAN-Netzwerkkarte und eine WLAN-Netzwerkkarte. Der aktuelle Stand der Technik hinsichtlich Hardware ist normalerweise ein PC (z.B. Laptop), der auf mehrere Netzwerke zugreifen kann (LAN-Stecker, GSM, WLAN, bluetooth, usw.). Die Software (Betriebssystem) verwendet derzeit keinen derartigen Netzwerkszugriff.
Nachfolgend wird, unter Bezugnahme auf die 4, ein Grundmechanismus von IP-Kommunikation gemäß dem Stand der Technik erläutert.
Ein Kommunikationssystem 30 verfügt über eine erste Kommunikationsvorrichtung 31 und eine zweite Kommunikationsvorrichtung 32, die über ein Kommunikationsnetz 33 mit dem Internet 34 miteinander verbunden sind, und einen ersten und einen zweiten Router 35, 36. Der erste Router 35 verbindet das Internet 34 mit der Kommunikationsvorrichtung 31, wohingegen der zweite Router 36 das Internet 34 mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung 32 verbindet.
Die erste Kommunikationsvorrichtung 31 ist durch eine IP-Adresse A gekennzeichnet, wohingegen die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 durch eine IP-Adresse B gekennzeichnet ist. Wenn die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 IP-Pakete von der ersten Kommunikationsvorrichtung 31 anfordert (z.B. während eines Downloadprozesses einer HTML-Seite), wird mindestens ein IP-Paket über den zweiten Router 36, das Internet 34 und den ersten Router 35 von der zweiten Kommunikationsvorrichtung 32 an die erste Kommunikationsvorrichtung 31 gesendet. Diese IP-Pakete führen als IP-Quelladresse die IP-Adresse B, und als IP-Zieladresse die IP-Adresse A.
Die erste Kommunikationsvorrichtung 31 analysiert die IP-Quelladresse, und sie sendet erforderliche IP-Pakete, die als Ziel-IP-Adresse die Quell-IP-Adresse der empfangenen IP-Pakete führen. Die Quell-IP-Adresse der gesendeten IP-Pakete ist die IP-Adresse A. Anders gesagt, werden die Quell-IP-Adresse und die Ziel-IP-Adresse umgeschaltet. Dann werden die benötigten IP-Pakete über den ersten Router 35, das Internet 34 und den zweiten Router 36 an die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 gesendet. Die gewünschte Information ist im IP-Körper des IP-Pakets enthalten.
Der oben beschriebene Kommunikationsmechanismus gehört zum Stand der Technik. Der in der 5 angegebene Kommunikationsmechanismus ist eine Modifizierung dieses Mechanismus: ein Kommunikationssystem 30' verfügt zusätzlich über einen Übertragungsrouter 37, der das Internet 34 mit einem digitalen Übertragungsnetz 38 verbindet, wobei die zweite Kommunikationsvor richtung 32 zusätzlich mit diesem digitalen Übertragungsnetz 38 verbunden ist.
Wenn IP-Pakete von der zweiten Kommunikationsvorrichtung 32 über den zweiten Router 36, das Internet 34 und den ersten Router 35 an die erste Kommunikationsvorrichtung 31 gesendet werden, hat die zweite Kommunikationsvorrichtung die Wahlmöglichkeit, entweder die IP-Adresse B oder eine IP-Adresse C als Quell-IP-Adresse zu verwenden. Die IP-Adresse B wird einer Netzwerkkarte zugewiesen, die die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 mit dem zweiten Router 36 verbindet, wohingegen die IP-Adresse C einer Netzwerkkarte zugewiesen wird, die die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 mit dem digitalen Übertragungsnetz 38 verbindet.
Wenn die zweite Kommunikationsvorrichtung IP-Pakete mit der Quell-IP-Adresse B sendet, zeigen durch die erste Kommunikationsvorrichtung 31 gesendete Antwort-IP-Pakete die Ziel-IP-Adresse B. Wenn die durch die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 gesendeten IP-Pakete die IP-Adresse C als Quell-IP-Adresse zeigen, zeigen die durch die erste Kommunikationsvorrichtung 31 gesendeten Antwort-IP-Pakete die Ziel-IP-Adresse C. In Folge dessen werden Antwort-IP-Pakete mit der Ziel-IP-Adresse B über den ersten Router 35, das Internet 34 und den zweiten Router 36 zur zweiten Kommunikationsvorrichtung 32 geleitet, wohingegen Antwort-IP-Pakete mit der Ziel-IP-Adresse C über den ersten Router 35, das Internet 34 und den Übertragungsrouter 37 über das digitale Übertragungsnetz 38 an die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 geleitet werden.
Dies bedeutet, dass die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 den Weg beeinflussen kann, über den Antwort-IP-Pakete von der ersten Kommunikationsvorrichtung 31 an die zweite Kommunikationsvorrichtung 32 geleitet werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 6 eine bevorzugte Ausführungsform einer Netzwerk-Zugriffsschicht, wie sie in einem Übertragungsrouter gemäß der Erfindung anwendbar ist, beschrieben.
Eine Netzwerk-Zugriffsschicht 40 verfügt über eine TCP-Schicht 41, eine UDP-Schicht 42, eine IP-Schicht 43, eine LAN-Netzwerkkarte 44 und eine DAB-Netzwerkkarte 45. Eingehende IP-Pakete werden von der LAN-Netzwerkkarte 44 empfangen und durch die IP-Schicht 43 verarbeitet. Wenn die eingehenden IP-Pakete über ein digitales Übertragungsnetz zu senden sind, leitet die IP-Schicht 43 die IP-Pakete über die DAB-Netzwerkkarte 45 an das digitale Übertragungsnetz. Der Gesamtprozess des Handhabens eingehender IP-Pakete wird durch die TCP-Schicht 41 und die UDP-Schicht 42 gesteuert.
Wie es aus der 7 entnehmbar ist, können zukünftige Heimnetzwerke 50 über einen Mehrfachnetzwerk-Heimzugriffspunkt 51 verfügen, der die IP-Kommunikation zwischen dem Heimnetzwerk und externen Kommunikationsnetzen verwaltet. Das Heimnetzwerk kann z.B. über PCs 52, eine Telefonstation 53, einen Fernseher 54, ein Radio 55 verfügen, wohingegen externe Kommunikationnetze durch einen Satellit 56, einen Sendeturm 57 oder das Internet 58 eingespeist werden können.
In der folgenden Beschreibung werden, unter Bezugnahme auf die 8A bis 8F, bevorzugte Datenstrukturen von IP-Paketen, die dazu verwendet werden, den erfindungsgemäßen Kommunikationsprozess auszuführen, erläutert.
Die 8A zeigt die Datenstruktur eines IP-Pakets 60 mit einem Kopfabschnitt 61 und einem Datenabschnitt 62. Der Kopfabschnitt 61 verfügt über einen Kopfinformationsblock 63, einen Quell-IP-Adresse-Block 64, einen Ziel-IP-Rdresse-Block 65 und einen Optionsblock 66. Die tatsächlichen Daten, die zwischen Kommunikationsvorrichtungen auszutauschen sind, befinden sich innerhalb des Datenabschnitts 62, wohingegen der Kopfabschnitt 61 hauptsächlich Routinginformation enthält.
Die allgemeine Adressstruktur des Quell-IP-Adresse-Blocks 64 und des Ziel-IP-Adresse-Blocks 65 ist in der 8B dargestellt: jeder der Adressblöcke 64, 65 verfügt über einen Netzwerkabschnitt 67 mit einer Netzwerkadresse sowie einen Hostabschnitt 68, der eine Unternetzadresse und eine Hostadresse enthält.
Die 8C bis 8E zeigen jeweilige Beispiele der in der 8B dargestellten allgemeinen Adressstruktur. Die 8C zeigt ein Beispiel unter Verwendung eines Bytes für den Netzwerkabschnitt 67 sowie dreier Bytes für den Hostabschnitt 68. Um diesen Adressstrukturtyp zu kennzeichnen, ist das erste Bit des Netzwerkabschnitts 67 auf "0" gesetzt. Die 8D zeigt eine Adressstruktur unter Verwendung zweier Bytes für den Netzwerkabschnitt 67 und zweier Bytes für den Hostabschnitt 68, wobei dieser Adressstrukturtyp durch die ersten zwei Bits des Netzwerkabschnitts 67 gekennzeichnet ist, die auf "10" gesetzt sind. Die 8E zeigt ein drittes mögliches Beispiel einer Adressstruktur unter Verwendung dreier Bytes zum Repräsentieren des Netzwerkabschnitts 67 und eines Bytes zum Repräsentieren des Hostabschnitts 68.
Die 8F zeigt ein konkretes Beispiel einer IP-Adresse unter Verwendung der in der 8D dargestellten Adressstruktur.
Der in den Ansprüchen und der Beschreibung verwendete Begriff "Adressteile des IP-Netzes" bedeutet hinsichtlich der 8A bis 8F Teile der Netzwerkadresse (oder die gesamte), wie sie im Netzwerkabschnitt 67 enthalten ist, und/oder Teile der Unternetzadresse (oder die gesamte), wie sie im Hostabschnitt 68 enthalten ist. Der in den Ansprüchen und der Beschreibung verwendete Begriff "Adressteile des IP-Hosts" bedeutet hinsichtlich der 8A bis 8F Teile der Hostadresse (oder die gesamte), die im Hostabschnitt 68 enthalten ist, und/oder Teile der Unternetadresse (oder die gesamte), die im Hostabschnitt 68 enthalten ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung beschriebene Erfindung kann auch wie folgt dargestellt werden.
Ein digitales Übertragungssystem ist ein System, das einen uni-direktionalen, digitalen Datenstrom für eine große Anzahl von Terminals bereitstellt. Derartige Systeme sind digitales Radio, drahtloses, digitales Fernsehen, Kabel-TV, Satellitennetze usw. Ein derartiges System kann als virtuelles Übertragungs-IP-Computernetzwerk (virtuelles Übertragungsnetz) angesehen werden, bei dem Daten über ein gemeinsames Medium an mehrere Host-PCs oder Terminals übertragen werden. Genauer gesagt, kann jeder mögliche Übertragungsweg (d.h. ein unabhängiger, digitaler Übertragungskanal) als virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz, mit IP-Host- und Netzwerkadressen, angesehen werden.
Der eindeutige Sender kann als einziger Router angesehen werden, der Daten an alle Hosts liefert, die mit dem virtuellen Unternetz (oder Unternetzen) verbunden sind, und er ist dafür zuständig, für die verschiedenen IP-Netze (LAN, ATM) eine Schnittstelle zum virtuellen Übertragungsnetz zu bilden (sh. die 1). Hosts können keine Daten über diesen Kanal senden (ausgehender IP-Verkehr), sondern sie können sie nur empfangen (eingehender IP-Verkehr). Bei einer derartigen Konfiguration können nur vorkonfigurierte Dienste automatisch laufen, und zwar aufgrund der Unmöglichkeit des Hosts, irgendeine bi-direktionale Unicast-Kommunikation anzufordern und aufzubauen. Im Fall eines Mehrfach-Netzterminals können die zugehörigen IP-Netze für den ausgehenden IP-Verkehr genutzt werden.
Eine IP-Adresse wird vom Host dazu verwendet, die Übertragungsschnittstelle zu adressieren (IP-Adressen der physikalischen Schnittstelle und nicht der Host selbst). Nachfolgend werden die Mechanismen beschrieben, die zum Auflösen und Konfigurieren dieser Adresse verwendet werden.
Immer dann, wenn ein anderes bi-direktionales (oder, als Minimalerfordernis, ein uni-direktionales Ausgangs)Netz den Hosts verfügbar ist, wird gesagt, dass sich das System in einer Konfiguration mit Mehrfach-Ausgangsort befindet (oder Host mit Mehrfach-Ausgangsort); d.h., dass Hostterminals Zugriff auf N > 1 physikalische Netze haben (sh. [8] für mehr Details). Eine mögliche Konfiguration besteht darin, dass jeder Host mit N > 1 verschiedenen Unternetzen verbunden ist (logisches Übertragungs-Unternetz sowie jedes verfügbare bi-direktionale Unternetz (GSM, LAN, WLAN)).
Bei einer derartigen Konfiguration ist jede mögliche Kombination von Multicast- oder Unicast-Kommunikation möglich. Für bi-direktionale Kommunikation ist es möglich, verschiedene Kombinationen physikalischer Kanäle zu verwenden. IP-Pakete können über bi-direktionale (oder uni-direktionale Ausgangs)Netze gesendet werden, und sie können über uni-direktionale (oder bidirektionale – trivial – oder ein anderes bi-direktionales Netz – verschieden von dem zum Senden verwendeten) Eingangsnetz empfangen werden (sh. die 2 und die 3).
Die Wegführung eines IP-Pakets über verschiedene Ausgangs- und Eingangspfade erfolgt durch geeignetes Einstellen der Quell-IP-Adresse (im Host). Normalerweise bezeichnet die Quell-IP-Adresse in den IP-Paketen die physikalische IP-Ausgangsschnittstelle: bei der Erfindung wird die IP-Adresse innerhalb des ausgehenden IP-Pakets entsprechend einer gewählten IP-Eingangsschnittstelle eingestellt. Eine derartige Vorgehensweise, wie sie in der 3 veranschaulicht ist, öffnet einen weiten Bereich neuer Möglichkeiten zum Optimieren des IP-Ausgangs/Eingangs-Verkehrs in einem Mehrfach-Netzwerkterminal.
Um ein IP-Netz-Unternetz in einem Übertragungsmedium zu Simulieren, ist zuallererst eine Schnittstellenadresse für das IP-Übertragungsnetz für das spezielle Unternetz und alle Hosts herzuleiten: beim Lösen dieses Problems sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen:

– eine IP-Adresse sollte auf jeden Host abgebildet werden;
– Ort des Datenbankdienstes zum Abbilden der IP-Adressen (auf dem Terminal oder einem zentralen Verwahrungsort im Internet);
– Auflösung von IP-Netzadressen auf der Terminalseite und der Senderseite.

Es werden zwei verschiedene Vorgehensweisen beschrieben:

a) vollständig automatischer Algorithmus zur Auflösung von IP-Adressen;
b) DHCP-ähnlicher Auflösungsmechanismus unter Verwendung eines Rückführkanals.
1. Mit lokaler IP-Verwaltung (jedes einzelne virtuelle IP-Unternetz wird unabhängig verwaltet);
2. mit zentralisierter IP-Adressenverwaltung (IP-Adressen für verschiedene virtuelle IP-Unternetze werden durch einen zentralen Server verwaltet).
a) Oben wurde die Tatsache genannt, dass ein digitales Übertragungsnetz als logisches Unternetz-Computernetzwerk angesehen werden kann: dies wird nur dann erreicht, wenn das Unternetz durch eine IP-Adresse identifiziert ist und jeder Host für seine Schnittstelle eine eindeutige IP-Adresse auflösen kann. Es wurden mehrere Mechanismen eingeführt, um auf diese Weise IP-Adressen in einem festen ([DHCP]) und einem mobilen Netzwerk [3] unter Verwendung der bi-direktionalen Fähigkeiten mobiler Netzwerke und Computernetzwerke automatisch aufzulösen; ein zustandsloser Mechanismus zum Auflösen von Adressen wird auch zum automatischen Auflösen der IP-Adresse in einer Konfiguration mit lokalem Netz eingeführt [4]. Der nachfolgend beschriebene Grundmechanismus versucht, die folgenden Erfordernisse zu lösen:
– der Mechanismus sollte eine eindeutige Unternetzadresse und eine eindeutige Hostadresse ohne bi-direktionalen Kanal erzeugen;
– der Mechanismus sollte ein allgemeiner Algorithmus sein, der sowohl auf der Hostseite als auch der Senderseite automatisch verwendet wird;
– die Unicast-Hostadresse sollte in einer Unternetzkonfiguration eindeutig (oder statistisch eindeutig) sein;
– die Adresse kann durch Hardware und Software mit kleinen Ressourcen aufgelöst werden;
– die Adresse sollte eine Funktion der eindeutigen physikalischen Eigenschaften des Übertragungskanals sein (z.B. Frequenz, Kanal-IDs, usw.).

Es ist ein Mechanismus erforderlich, um die IP-Netz-ID (die auch als UP-Unternetzadresse bezeichnet wird) und eine eindeutige IP-Adresse (IP-Host-ID) zu adressieren. Die Netz-ID wird durch eine eindeutige Zuordnung zwischen den Parametern des digitalen Übertragungsnetzes erhalten: IP (ID von Netzwerken) = g(pi, p2 ... pN)wobei pi mit i = 1 ... N eine eindeutige Kombination physikalischer Parameter ist, die dem digitalen Datenstrom eindeutig zugeordnet sind (z.B. enthält ein DAB-Ensemble eindeutige Parameter zum Kennzeichnen der Datenströme, DVB-Ströme können innerhalb des MPEG-Stroms unter Verwendung eindeutiger Parameter adressiert werden, usw.). Jedes mit dem Übertragungsmedium verbundene Terminal kann die IP-Netz-ID automatisch berechnen. Der Router, der das Übertragungssystem mit dem Internet (LAN, Einwahl usw.) verbindet, muss über denselben Algorithmus verfügen, um das durch das Übertragungsmedium adressierte "logische" Unternetz zu identifizieren (sh. die 3).
Um die Host-IP aufzulösen, wird die folgende Gesetzmäßigkeit verwendet: IP (Host-ID) = f(IP(Netzwerk-ID), t1, t2, ... tN)wobei t1 ... tN eindeutige Parameter betreffend die Hostterminals sind (z.B. MAC-Adresse, EUI-48[16], usw.). Eine derartige Gesetzmäßigkeit sollte die folgenden Erfordernisse berücksichtigen:

– der Mechanismus kann nur einen eingeschränkten (sehr großen) Satz von IDs liefern (ein Übertragungssystem verfügt theoretisch über eine unendliche Anzahl von Benutzernummern);
– IDs sollten eindeutig oder statistisch eindeutig sein;
– es sollte ein Rückführkanal erforderlich sein, wenn Routersteuerung verwendet wird [4].

Wenn statistisch eindeutige, automatische IP-Adressen vorliegen, muss man sich mit einem möglichen Konflikt zwischen Hosts beschäftigen, die mit derselben IP adressiert werden. In diesem Fall können möglicherweise zwei oder mehr Hosts dieselben IP-Pakete empfangen. Es gilt auch, dass eine weitere Filterung abhängig von der Quelle der IP-Pakete (mit der Ausnahme des Servers, von dem sie Daten anfordern), den Protokoll-IDs der oberen Ebene (mit Ausnahme der TCP- oder der UDP-Portnummer) usw. erfolgt.
Abhängig von den verwendeten Gesetzmäßigkeiten sollte eine bestimmte Anzahl von IP-Unternetzadressen für ein spezielles Übertragungssystem reserviert werden. Jedes Unternetz sollte über eine bestimmte Anzahl von IDs für Hosts verfügen, die auf jeden Terminalbesucher abgebildet werden. Darüber hinaus wird eine bestimmte Anzahl zu berücksichtigender Parameter hergeleitet:

– Maximalanzahl virtueller Unternetz-Netzadressen (Netz-ID);
– maximale Anzahl virtueller Unternetz-Hostadressen (Host-ID);
– Maximalanzahl möglicher virtueller Übertragungskanäle (Abhängigkeit auch innerhalb der gewählten Konfiguration);
– Universal-IP-Adressen zum Adressieren spezieller Dienste.

Dies sind wesentliche Faktoren zum Planen der Machbarkeit eines derartigen Systems.
Die Kernidee der automatischen Auflösung von IP-Adressen führt zur Möglichkeit, den Hauptanteil dieser Berechnung durch Hardware auszuführen: einige Beispiele sind in der Etheraction-Lösung [23] für IP-Datenleitung ([18][6][25]) eingeführt. Die IP-Netz-ID und die IP-Host-ID können durch Hardwarekomponenten automatisch berechnet werden. Infolgedessen kann ein Filtern der für die Terminals interessierenden IP-Pakete durch Hardware erfolgen. Unter spezieller Null-IP-Pakete könnte die Hardwarevorrichtung auch die Verwendung des Übertragungskanals ohne Wechselwirkungen mit den oberen Softwareprotokollschichten umfassen.

b) Wenn der Bereich automatischer IP-Adressen begrenzt ist, sollten gewisse Mechanismen eingeführt werden, um mögliche Konflikte zu verringern. Es kann ein zentralisierter DHCP-Mechanismus eingeführt werden, um die IP-Übertragungsadressen aufzulösen. Bei einem derartigen Szenarium treten die Terminals oder Hosts (unter Verwendung des Rückkopplungskanals) mit einem zentralen Verwahrungsagenten in Kontakt, der damit beauftragt ist, die IP-Adresse für das mindestens eine aktuelle Übertragungs-Hostnetzwerk und die Hosts aufzulösen oder abzubilden.

In diesem Fall können zwei wahlweise Szenariums beschrieben werden.

b.1) Das erste ist ein DHCP-ähnlicher Dienst, der IP-Adressen für ein einzelnes virtuelles IP-Übertragungsunternetz auflöst. Jedes virtuelle IP-Übertragungsnetz verfügt über einen DHCP-ähnlichen Dienst, der die mögliche IP-Netzadresse und Hostadressen erzeugt. Die Verwaltung ist in diesem Fall für den Erzeuger des virtuellen IP-Übertragungsunternetzes (Netzwerkprovider, Inhaltsprovider usw.) lokal. Der Roamingvorgang von einem virtuellen Unternetz zu einem anderen erfolgt dadurch, dass jedesmal eine neue IP-Adresse angefordert wird, wenn ein neues virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz angetroffen wird.
b.2) Die zweite Möglichkeit besteht im Bereitstellen eines zentralen Ver wahrungsorts für Gruppen virtueller IP-Übertragungsunternetze. Der Vorteil besteht darin, dass ein Datenbank-Verwahrungsort vorhanden ist, der Information an alle möglichen virtuellen IP-Übertragungsunternetze liefern kann. Die Verwaltung kann in diesem Fall beim Roamingvorgang zwischen verschiedenen virtuellen IP-Übertragungsunternetzen flexibler sein: ein Terminal kann alle Abbildungen "IP-Adresse – virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz" für die nächstliegenden Netze abfragen und es kann das Roaming automatisch ausführen.

Bei beiden Systemen können spezielle Protokolle für die Kommunikation "Hosts – zentraler Verwahrungsort" (Erweiterung von z.B. DHCP) und Sender – zentraler Verwahrungsort eingeführt werden.
Eine derartige Lösung ist hinsichtlich des Folgenden effizient:

– Steuerung/Wiederverwendung der Anzahl von IP-Adressen;
– Verwalten der Zuweisung einer IP-Adresse, um Adressenkonflikte zu vermeiden;
– Verwalten des Roamingvorgangs zwischen DAB-Netzwerksgebieten;
– nur eine berechtigte Maschine kann IP-Adressen empfangen.

Es können andere Mechanismen verwendet werden, z.B.:

a. IP-Sitzungstoken (Erweiterung der IP-Köpfe);
b. Zeitmarken;
c. usw.

Eine sehr wichtige Komponente der hier beschriebenen Architektur ist der Router (sh. Routerdefinition in der IP-Protokollgruppe ). Ein Router ist ein Host mit Mehrfach-Ausgangsort, in dem der IP-Verkehr zu den geeigneten Unternetzen weitergeleitet wird.
Beim oben beschriebenen System leitet ein Übertragungsrouter IP-Verkehr, der an das logische IP-Unternetz adressiert ist, über den Übertragungskanal weiter (sh. den folgenden Abschnitt für einen Detailfall). In den 4 und 5 ist das Routing eines IP-Pakets für einen Normalfall (4) und eine Konfiguration mit Mehrfach-Ausgangsort mit Übertragungsmedium (5) erkennbar.
Der Übertragungsrouter ist ein IP-Router mit physikalischer Schnittstelle zu einem herkömmlichen IP-Netz und einem oder mehreren Übertragungsmedien [26] (oder logisches Übertragungs-Unternetz). Ein derartiger Router verhält sich hauptsächlich als normaler IP-Router, wobei alle erforderlichen Dienste aktiviert sind: Weiterleiten des IP-Verkehrs von einem IP-Netz zu den anderen, und bei IP-Multicast-Kommunikation handhabt er spezielle Funktionseigenschaften der IP-Schicht (sh. die 6).
In einem virtuellen Übertragungs-IP-Unternetz sind verschiedene Typen von IP-Verkehr verfügbar:

a. DAB-IP-Multicast: wie in [IP über DAB] definiert, können Übertragungsvorrichtungen einen Multicast-Strom unter Verwendung des IP-Protokolls über DAB liefern;
b. IP-Multicast: ein Host oder mehrere im virtuellen IP-Unternetz können eine Registrierung für einen Multicast-Strom vornehmen;
c. IP-Unicast: IP-Verkehr, der an irgendeinen Host im virtuellen Übertragungs-IP-Unternetz gerichtet ist;
1. IP-Verwaltungsverkehr.

Der erste ist in [IP über DAB [6][15]] definiert, und er wird im Allgemeinen durch die Provider des DAB-Inhalts erzeugt; der zweite und der dritte entsprechen IP-Verkehr, der über das Übertragungsmedium in einer Mehrfachausgangsort-Konfiguration neu geführt wird. Der letzte ist der IP-Verkehr, der zum Verwalten des virtuellen Übertragungs-IP-Unternetzes verwendet wird; ein derartiger IP-Verkehr ist sehr wichtig, um über vollständige Kompatibilität zu IP-Netzen zu verfügen.
Normalerweise verfügen Übertragungssysteme über ein eingeschränktes Abdeckungsgebiet (von wenigen Quadrat-km bis zu tausenden Quadrat-km). Im speziellen Fall von Funk-Übertragungsmedien können sich Benutzer von einer Kleinzone in die anderen bewegen. Mobil-IP [2] versucht, das Problem einer Mobiltelefon-Kleinzone zu lösen. Mobil-IP leitet sich in ähnlicher Weise aus dem Mobiltelefon-Roamingmechanismus ab: ein Benutzer registriert sich bei einem Netzwerkprovider; immer dann, wenn sich der Benutzer in ein fremdes Netz bewegt (Roaming), wird eine zentrale Datenbank mit dem aktuellen Ort aktualisiert, und der Telefonanruf wird an das besuchte Netzwerk weitergeleitet. Das System ist beim Mobil-IP grundsätzlich dasselbe, jedoch mit einem Heimagentsystem und einem Fremdagentsystem. Ein Übertragungsnetz verfügt nicht implizit über das Konzept eines Heimhosts und eines Fremdhosts, und auch das Konzept eines Heimagenten und eines Fremdagenten. Jedes Terminal verwendet jede verfügbare Übertragungsmöglichkeit. Das Mobiltelefonsystem ist für ein Teilnehmer-Heim/Fremd-Agentenmodell geeigneter, da die Mobiltelefonbenutzer Teilnehmer bei einem bestimmten Netzprovider sind; bei einem Übertragungs-Mobilsystem verwenden Terminals die Netzressourcen, ohne dass sie explizit Teilnehmer bei irgendeiner Partei wären (mit Ausnahme verschlüsselter Satellitenkanäle). Z.B. greift ein Walkman unabhängig davon, wo er ist, immer auf die Radioressource zu.
Gemäß der Erfindung ändert ein Übertragungs-Mobilhost seine IP-Adresse bei Bewegung von einer Kleinzone zur anderen automatisch unter Verwendung des in den obigen Abschnitten beschriebenen Mechanismus: wahlweise können einige Mechanismen dazu erforderlich sein, den Übertragungsrouter zu informieren, um ein IP-Paket zu verwerfen, das für einen Host bestimmt ist, der sich aus der Kleinzone entfernt hat. In diesem Fall werden verschiedene Lösungen zum Lösen dieses Problems angegeben [2]: bei einem bidirektionalen Netz kann der Host den Router über sein verlassen informieren, oder der Router kann die Einträge abhängig von Zeitabläufen löschen [sh. RFC1971].
Terminals können sich in einem Funk-Übertragungssystem von einer Kleinzone in eine andere bewegen. Abhängig von der Art der Anwendung können einige Probleme auftreten: IP-Pakete erreichen die Zielterminals nicht mehr, die TCP-Sitzung kann nicht mehr aufrechterhalten werden, usw. Es können verschiedene Lösungen angewandt werden, um einen Fehler in den höheren Proto kollschichten (TCP, UDP, HTTP) zu verringern. Aus diesem Grund werden verschiedene Verkehrstypen unterschieden:

– stromorientiert (RSP);
– befehlsorientiert (HTTP, FTP; TELNET).

Bei stromorientierten Diensten ist eine ausgeklügeltere Lösung erforderlich. Das System kann transparent auf andere, alternative Pfade wechseln, ohne den Strom zu stoppen. Bei befehlsorientierten Protokollen wird durch das Fehlen eines Pakets in der IP-Schicht unmittelbar eine Wiederübertragung einer Anforderung erzeugt; die Wiederübertragung sollte an andere verfügbare Netze weitergeleitet werden. Unter Verwendung gewisser Standardprotokolle (ICMP) ist es möglich, das Protokoll der oberen Schicht darüber zu informieren, dass Fehler aufgetreten sind.
Die Protokollarchitektur eines Mehrfachausgangsort-Terminals ist derjenigen eines herkömmlichen IP-Hosts mit Ausnahme der folgenden Punkte ähnlich:

– das Protokoll der IP-Schicht muss sich mit mehr als einem Netzzugriff (LAN, WLAN, DAB, usw.);
– zum Liefern des ausgehenden und eingehenden IP-Verkehrs werden geschickte Routingstrategien angewandt;
– Unterstützung für spezielle Protokolle (falls erforderlich) zum Verwalten der Übertragungsmedien in der IP-Schicht.

Ein Mehrfachausgangsort-Terminal kennt alle möglichen IP-Netze. Dies ist ein grundsätzlicher Unterschiedspunkt zu vorgeschlagenen Lösungen betreffend IP über DAB/DVB-T: der Internetverkehr über Übertragungsmedien wird durch Spezialkomponenten (sh. [IP über DAB]) halb-transparent verwaltet.
Um den IP-Verkehr über ein Übertragungsmedium zu verwalten, sind einige Spezialdienste erforderlich: wenn z.B. eine gewisse Berechtigung dazu erforderlich ist, auf Ressourcen zuzugreifen oder sie zuzuordnen, muss eine gewisse mediumspezifische Steuerung implementiert werden. Ein derartiger Dienst kann als erweiterte Dienste auf der Routerseite oder durch einen speziellen Serverhost im Unternetz (auf der Senderseite implementiert) implementiert werden. Die mögliche Nutzung eines derartigen "Servers" sollte für den Rahmen des IP-Netzes transparent sein; aus diesem Grund kann es von Nutzen sein, ein Unternetz automatisch erzeugter IP-Adressen zuzuordnen, um ein derartiges Problem zu berücksichtigen. Das Ziel besteht immer darin, eine nahtlose Umgebung zu schaffen, in der nur Mechanismen auf IP-Basis auf transparente Weise genutzt werden: derartige Erfordernisse erlauben die Erzeugung eines völlig offenen Systems.
Der Art nach ist IP-Verkehr paket-gestützt. Normalerweise sind Übertragungskanäle stromorientiert. Bei einer derartigen Situation können verschiedene Möglichkeiten auftreten: der Übertragungskanal wird dynamisch an den Umfang des benötigten IP-Verkehrs angepasst; es wird eine Lösung mit Paketmodus verwendet, und ein anderer Datentyp wird mit dem IP-Verkehr gemultiplext; dem IP-Verkehr wird ein fester Bandbreitenumfang zugeordnet, jedoch werden einige IP-Nullpakete geliefert, um ein Stopfvolumen für die benötigten Daten zu bilden. In all diesen Fällen kann eine gewisse Statistik zur Nutzung des IP-Kanals abgeleitet werden; derartige Statistiken können als Maß für die Fähigkeiten des Übertragungskanals verwendet werden, und sie können zum Umleiten des IP-Verkehrs der Mehrfachausgangsort-Terminals an andere IP-Medien verwendet werden.
Bei einem derartigen System ergeben sich für den Sicherheitsfall mehrere Punkte. Es ist ein Berechtigungsmechanismus zur Verwendung von Übertragungsressourcen erforderlich, um nicht das Gesamtfunktionsvermögen zu verringern; tatsächlich kann der eingehende Übertragungs-IP-Verkehr abhängig von den berechtigten Benutzern gefiltert werden; in einigen Fällen kann ein gewisses Zurückweisen von Angriffen auf Dienste dadurch erfolgen, dass IP-Verkehr nicht-existenter Übertragungsnutzer gesendet wird, usw. Derartige Probleme können dadurch gelöst werden, dass Steuerungsmechanismen für einen bi-direktionalen Kanal (eine Mehrfachausgangsort-Konfiguration) unter Verwendung spezieller Mechanismen, wie sie in der IPv6-Architektur angesprochen sind, verwendet werden. Im Fall eines speziellen Netzes (beispielsweise DAB, wie in [17] beschrieben) können einige spezielle Sicherheits- und Berechtigungsmechanismen eingeführt werden.
Die Berechtigung für den Zugriff auf die Übertragungsressourcen kann unter Verwendung eines Mechanismus erfolgen, wie er für die Übertragungsmedien spezifisch ist (CA in DAB, Verschlüsselung von Dienstkomponenten, usw.). Die Registrierung zur Verwendung der Übertragungsmediumsressourcen oder zur Zuordnung einer derartigen Ressource kann durch spezielle Protokolle/Dienste erfolgen, wie sie im Übertragungsrouter implementiert sind. Z.B. muss ein Host immer dann, wenn er einen Übertragungskanal für Unicast-IP oder Multicast-IP-Verkehr verwenden will, eine IP registrieren und seine Kennung liefern (IP-Sicherheit). Nach dem Registrieren kann der Übertragungsrouter die IP-Verkehrsquote für jeden speziellen Host steuern.
Die im obigen Abschnitt beschriebene Architektur kann in beiden IP-Architekturversionen 4 und 6 implementiert werden.
IPv4: Gemäß der Ausgabe 4 des IP-Protokolls kann es schwierig sein, ausreichend viele IP-Adressen (32 Bits) zu finden, um jede spezielles libertragungssystem zu verwalten. Grundsätzlich ist die Netzwerk- und Host-ID-Struktur bei IPv4 das Grundelement zum Implementieren eines derartigen Systems. Weitere Erweiterungen an den Routerdiensten (ICMP usw.) können erforderlich sein.
IPv6: Die Ausgabe 6 des IP-Protokolls sorgt für einen sehr großen Bereich von IP-Adressen und eine sehr große Anzahl von Bits (128) zum Adressieren jeder speziellen Netzschnittstelle.
Auch bei der Übertragungslösung können einige spezielle Erweiterungen genutzt werden, wie sie bei Mobil-IP [Mobil-IP] zum Verwalten der Registrierung in einem fremden Unternetz von Mobilterminals verwendet werden.
DAB steht für Digital Audio Broadcast, und es handelt sich um ein Funk-Übertragungssystem zum Liefern digitaler Daten an mobile und feste Terminals (sh. [17]).
a. Adressenauflösung mit DAB-Parametern
Im DRB-System können virtuelle Übertragungs-IP-Unternetze erzeugt werden, die ein virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz verschiedenen physikalischen, digitalen Strömen zuordnen:

– ein virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz für jedes Ensemble (Ensemble-ID und Land-ID als eindeutige Parameter p1 und p2); der IP-Kanal kann ein fester DAB-Unterkanal sein (z.B. der Unterkanal 63);
– ein virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz für verschiedene DAB-Unterkanäle innerhalb eines einzelnen Ensembles (Ensemble-ID, Land-ID, Unterkanal-ID);
– ein Ensemble mit eindeutigem DAB-Unterkanal nur für IP-Verkehr (1,5 Mbit/s);
– Kombination von DAB-Unterkanälen zur automatischen Bandbreitezuordnung,
– PAD- oder NPAD-Dienste, die durch FIGO/13-Parameter usw. signalisiert werden.

Die Host-IP kann unter Verwendung der MAC-Adresse oder der EUI-Nummerierung für die Terminals [16] aufgelöst werden. Das Problem in einem Übertragungs system wie DAB besteht darin, dass die Anzahl möglicher Benutzer unendlich ist. Wenn mit der Größe der oben beschriebenen Parameter und der Größe der DAB-Abdeckungszelle gespielt wird, ist es möglich, sehr große Zahlen von IP-Schnittstellen zu erzielen. Mit einer ID von 16, 32 oder 64 Bits kann eine sehr große Anzahl möglicher IP-Schnittstellen erzielt werden. Im Fall einer Mehrfachausgangsort-Konfiguration mit verfügbarem bi-direktionalem Kanal, kann der Übertragungsrouter dazu verwendet werden, die Eindeutigkeit der erzeugten IP-Schnittstellenadresse unter Verwendung bekannter Mechanismen zu prüfen (sh. [4]). Wie ein IP-Paket über das DAB-System zu übertragen ist, ist durch [18] und [6] abgedeckt.
b. Sicherheit und Berechtigung unter Verwendung das DAB-CA-Mechanismus
Beim DAB-Standard ist es möglich, den Mechanismus mit bedingtem Zugriff (CA = Conditional Access) dazu zu verwenden, den Zugriff auf einige übertragene Inhalte zu schützen. Ein derartiger Mechanismus kann dazu verwendet werden, die Codierung eines speziellen DAB-Unterkanals zu steuern, der für IP-Verkehr verwendbar ist (wie oben erläutert). Eine derartige Lösung kann nur die Steuerung der übertragenen Ressource garantieren, jedoch kann sie kein Zurückweisen eines Angriffs auf den Dienst vermeiden.
Unter Verwendung der IPv6-Sicherheit ist es möglich, einen allgemeineren Sicherheitsmechanismus für den Zugriff auf Ressourcen einzuführen (sh. [4]).
Ein DRM-System ist die Digital-Weiterentwicklung eines analogen AM-Funksystems. Zukünftig wird es unter Verwendung eines sehr engen Spektrums (10 kHz) möglich sein, einen digitalen Strom oder Pakete von Daten/Audio zuzuordnen. Trotz der winzigen Bandbreite zeigt das DRM-System große Vorteile hinsichtlich der Zellengröße (hunderte von Quadrat-km) und der Benutzer-Skalierbarkeit. IP-Adressen-Auflösung gegenüber DRM-Diensten: innerhalb eines digitalen DRM-Stroms ist es möglich, bis zu vier separate Ströme zu adressieren. Jeder Strom wird durch spezielle IDs identifiziert. Es ist auch möglich, die Art des übertragenen Inhalts zu signalisieren. Derartige Möglichkeiten bilden die Grundelemente zum Erzeugen von DRM-Übertragungs-IP-Unternetzen.
Das DVB-System ist ein digitales System zur Übertragung eines MPEG-Videostroms großer Bandbreite über Satellit (DVB-S), Kabel (DVB-C) oder Funk (DVB-T). Ein derartiges System verfügt auch über Fähigkeiten zum Liefern eines Datenstroms für Datenanwendungen (sh. [24]). Bei einem derartigen System ist es möglich, den digitalen Strom unter Verwendung einer Sammlung von Kennungen zu identifizieren; dies eröffnet die Möglichkeit, die in diesem Erfindungsbericht beschriebene Lösung anzuwenden. Ein virtuelles Übertragungs-DVB-IP-Unternetz kann zum Liefern uni-direktionalen eingehenden IP-Paketverkehrs an mobile oder feste Terminals gebildet werden.
Ein MNHAP (Multi Network Home Access Point = Mehrfachnetzwerk-Heimzugriffspunkt) ist ein spezieller Heimrouter, der es ermöglicht, das Heim-Unternetz mit einer großen Anzahl physikalischer und virtueller Übertragungs-IP-Unternetze zu verbinden. Seine Hauptaufgabe besteht im Aufgeben des ausgehenden IP-Verkehrs vom Heimnetzwerk an den optimalen Pfad. Zu Hause wird man zukünftig über verschiedene Arten von Netzwerkvorrichtungen (digitales Radio, digitales Fernsehen, LAN, WLAN, optisches Kabel usw.) verfügen: ein MNHAP implementiert die gesamte mögliche Routingoptimierung für den IP-Verkehr von den Heimhosts zu den externen IP-Netzen (sh. die 7).
Eine Kombination aus DAB- und GPRS-Funksystemen ist eine sehr effiziente Weise zum Erstellen eines IP-Netzes mit einem sehr großen ländlichen Gebiet. IP-Verkehr zwischen Hosts in einer Client/Server-Konfiguration ist der Art nach asymmetrisch. Die Kommunikation zwischen dem Client und dem Server zeigt im Allgemeinen eine kleinere Bandbreite als Server/Client-Kommunikation. Z.B. erzeugt eine URL-Anforderung an einen HTTP-Server eine Übertragungsreihe von Bildern, Texten, Audio zum Client. GPRS-Kanäle können einen IP-Verkehr-Ausgangskanal auf Paketbasis für Terminals bilden, während ein DAB-Netz für sehr effizienten IP-Eingangsverkehr sorgen kann. Die Grundkomponenten eines derartigen Systems sind:

– ein Mehrfachausgangsort-Terminal, wie durch GPRS-Zugriff und einen DAB-Tuner bereitgestellt;
– ein GPRS/Internet-Router zum Weiterleiten des IP-Verkehrs im Internet-Netzwerk;
– ein DAB/Internet-Router zum Übertragen des IP-Verkehrs an Terminals.

Nachfolgend wird ein Fall erörtert, der eine direktere Realisierung eines Mehrfachausgangsort-Hosts mit Funk- und LAN-Zugriff bildet. Das festgelegte Netz verringert die Komplexität des Systems, und es sorgt immer für einen Steuerungspfad zum Koordinieren des virtuellen Übertragungs-IP-Unternetzes. In diesem Fall kann eine feste PC-Station mit sowohl einer PC-LAN-Karte als auch einem DAB-Empfänger eine Plattform zum Implementieren eines Systems bilden, wie es im Erfindungsbericht beschrieben ist. Das insgesamt einge führte Modell ist in diesem Fall aus dem folgenden Grund sehr einfach:

– es ist immer eine DAB-IP-Verbindung verfügbar, insoweit das DAB-Signal auf der Stationsseite nicht ausgeschaltet wird;
– es ist immer ein Rückkopplungspfad verfügbar, insoweit die LAN-Karte korrekt arbeitet;
– es können sich keine Mobilitätsprobleme ergeben, da die Station nicht mobil ist.

Die Station kann als Hostmaschine oder als Mehrfachnetzwerk-Heimzugriffspunkt verwendet werden.
Ein zweite alternative Vorgehensweise kann dazu eingeführt werden, eine Übertragungsressource auf ein IP-Netz abzubilden. In den vorigen Abschnitten wurde ein virtuelles Übertragungs-IP-Unternetz mit Netz- und Host-IP-Adressen eingeleitet. Eine andere Lösung kann unter Verwendung einer eindeutigen IP-Adresse für jeden digitalen Übertragungsweg erhalten werden, d.h., dem Übertragungsweg für die abgedeckte Kleinzone wird nur eine spezielle Übertragungs-IP-Adresse zugeordnet. Alle Terminals, die das Signal empfangen, haben dieselbe IP-Adresse gemeinsam. In diesem Fall wird nur eine eindeutige IP-Rdresse berechnet (unter Verwendung der in den vorigen Abschnitten eingeführten Mechanismen), und diese wird von allen möglichen Übertragungsterminals gemeinsam genutzt. An spezielle Terminals gerichtete Kommunikation wird unter Verwendung anderer Mechanismen ausgeführt. Tatsächlich wird Unicast-Kommunikation unter Verwendung einer speziellen "Rost" Token-ID ausgeführt: eine derartige Token-ID kann unter Verwendung verschiedener Mechanismen implementiert werden (z.B. durch zusätzliche IP-Attribute usw.). In diesem Fall ist die Anzahl der IP-Adressen extrem reduziert: die IP-Hostadressen werden durch einen anderen ID-Abbildungsmechanismus ersetzt. Die Schalt-IP-Technik kann auch in diesem Fall angewandt werden: wenn einmal der IP-Verkehr den Übertragungsrouter empfängt (mit Adressierung unter Verwendung der eindeutigen IP-Adresse), erfolgt ein weiteres Demultiplexen des IP-Verkehrs für jeden Host unter Verwendung anderer Adressierschemas.
Wie es ersichtlich wurde, ist durch die Erfindung eine allgemeine Architektur zum Lösen des Problems eines nahtlosen Integrierens eines digitalen Funk-Übertragungsmediums (ex: DAB, DVB-T, DRM) in ein IP-Netz geschaffen. Es werden neue Mechanismen eingeführt, und in jüngerer Zeit entwickelte Konzepte [Mobil-IP) werden in neuem Zusammenhang wiederverwendet.
Durch die Erfindung werden die folgenden Probleme gelöst:

– effiziente Bandbreitennutzung im Fall eines Mehrfach-IP-Netzes mit Übertragungsmedien;
– das Problem des besten Anschlusses mobiler Vorrichtungen, die auf ein Mehrfachnetzwerk-Mobilsystem und ein Übertragungssystem zugreifen können;
– Verwaltung der Mobilität innerhalb eines Übertragungsmediums unter Verwendung von IP (Roaming);
– Ermöglichen verschiedener Arten von IP-Verkehr in einem Übertragungssystem auf IP-Basis: Rundübertragung, Multicast und Unicast;
– Auflösung von IP-Adressen in einem Übertragungsmedium;
– Mehrfachausgangsort-Konfiguration des IP-Stacks für sowohl die Hostmaschine als auch den Router;
– IP-Neu-Wegführungsmechanismus (Schalt-IP) im Fall eines Mehrfachnetzwerk-Terminals (Übertragungsmedium und bi-direktionaler Zugriff).

Offenheit ist ein Grunderfordernis. Offenheit bedeutet es, einen IP-Netzzugriff so bereitzustellen, wie er durch die aktuelle IP-Netzarchitektur bereitgestellt wird und in den RFCs beschrieben ist; es sollte kein spezielles System verwendet werden, mit Ausnahme von Komponenten, wie sie bereits in der IP-Netzarchitektur spezifiziert sind. Darüber hinaus werden aktuell verfügbare Protokolle und Strukturen, wie sie für das IP-Netz definiert sind, mit sehr kleinen Anpassungen oder Erweiterungen verwendet. Die Lösung deckt auch den Fall ab, bei dem ein Mobilterminal mit einem Festnetz verbunden wird und seinen Ort nicht ändert (Beispiel: ein Fernseher/Radio zu Hause, das über ein LAN oder Modem angeschlossen ist).
Die beschriebene Architektur kann für Multicast-Kommunikation in einem Terminal mit nur Übertragungszugriff oder zusätzlich für Unicast-Kommunikation mit dem Terminal in einer IP-Mehrfachausgangsort-Konfiguration verwendet werden [8] [9].
Um eines oder mehrere Übertragungsmedien als IP-Transportmedien zu verwenden, ist es von Vorteil, einen dynamischen IP-Protokollstapel zu verwenden, wie er in der parallelen europäischen Patentanmeldung "Method for performing TCT/IP based communication over a multiple IP-network System" der Anmelderinnen beschrieben ist, die am selben Tag wie diese Anmeldung eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung eingeschlossen wird.
Begriffsverzeichnis
Virtuelles IP-Übertragungsunternetz. Ein Übertragungskanal oder -unterkanal, nach Anwendung des in diesem Patent beschriebenen Mechanismus (Adressenauflösung, IP-Mehrfachausgangsort-Host usw.) kann als virtualisiertes Übertragungs-IP-Unternetz (Ansammlung aus einer Hostmaschine und IP-Schnittstellenadressen) angesehen werden. Der Begriff virtuell wird verwendet, da das IP-Unternetz durch Anpassen eines Übertragungsmediums an die IP-Architektur (IP-Hostadressen, Netz-IP-Adressen, Übertragungsrouter usw.) erhalten wird: das Übertragungsmedium wird in ein IP-Netz transformiert, obwohl im Übertragungsmedium keine explizite Unterstützung für eine derartige Transformation vorhanden ist.
Mehrfachausgangsort-Host. Ein Mehrfachausgangsort-Host ist ein Terminal, das mit mehr als einem IP-Schnittstellennetz verbunden ist. Ein Router ist ein spezieller Mehrfachausgangsort-Host, und zwar in dem Sinn, dass er für einen Netzwerkmechanismus zum Weiterleiten eines IP-Pakets an ein anderes IP-Netz sorgt. (sh. [8], [9] für weitere Einzelheiten).
DHCP-ähnlicher Dienst. Ein DHCP-ähnlicher Dienst ist eine Serveranwendung, die für eine IP-Adressenverwaltung für ein IP-Unternetz sorgt. DHCP ist eine Standardlösung zur PC/IP-Unternetzverwaltung; im Fall eines virtuellen IP-Übertragungsnetzes wären spezielle Erweiterungen eines derartigen Systems zu spezifizieren.

DAB.: Digital Audio Broadcasting: Digitalstandard für Audioübertragung.
DVB.: Digital Video Broadcasting: Standard für digitale Videoübertragung.
DRM.: Digital Radio Mondiale: Standard für Digitalfunk mit Langwellen.
DR.: Digital Radio: manchmal wird dieser Begriff dazu verwendet, alle neuen Digitalstandards für Audioübertragung (DAB, DRM, Digital-FM) zu bezeichnen.
GSM.: Global System for Mobile Communication
GPRS.: General Packet Radio Service
WLAN.: Wireless Local Area Network
LAWN.: Local Area Wireless Network
Schalt-IP.: Dies ist der Name der Technik, die dazu verwendet wird, den ausgehenden IP-Verkehr über eine IP-Schnittstelle zu einer anderen Eingangs-IP-Schnittstelle umzuleiten.

LITERATURSTELLEN

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3. RFC 2002, IP Mobility Support (C. Perkins)
4. RFC 1971 – IPv6 Stateless Address Autoconfiguration (ftp://ftp.isi.edu/in-notes/rfc1971.txt)
5. RFC 2463 Internet Control Message Protocol (ICMP) for Internet Protocol Version 6 (ftp:/ftp.isi.edu/in-notes/rfc2463.txt)
6. Method for requesting and transferring information in a digital audio broadcasting system (PN: WO9914775-1999-03-25- Routtinen, Karlsson, Ossfeldt)
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14. WebAnywhere (http://ww.webanywhere.nl/index_e.htm)
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18. TS 101 735 V1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB): Internet Protocol Datagram Tunneling
19. DRM Digitl Radio Mondiale (http://www.drm.org)
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26. IP Router Architectures: An Overview (James Aweya) (http://citeseer.nj.nec.com/432651.html)
27. ES 201 736 X1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB); Network Independent Protocols for Interactive Services
28. ES 201 737 X1.1.1 Digital Audio Broadcasting (DAB); DAB Interaction Channel through GSM/PSTN/ISDN/DECT
29. RFC 825 – Security Architecture for the Internet Protocol

Claims

Verfahren zur Kommunikation zwischen einer ersten und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung (31, 32), die über ein Kommunikationsnetz (33) miteinander verbunden sind, wobei die erste und die zweite Kommunikationsvorrichtung (31, 32) zumindest mit einem IP-Netz (34) und einem digitalen Funk-Übertragungsnetz (38), die jeweils Teile des Kommunikationsnetzes (33) sind, verbunden sind, mit den folgenden Schritten: – Zuweisen virtueller IP-Unternetze und entsprechender Virtuelles-IP-Netz-Adressteile zum genannten digitalen Funk-Übertragungsnetz und/oder Teilen desselben und/oder Diensten, die über dieses digitale Funk-Übertragungsnetz angeboten werden; – Zuweisen eines virtuellen IP-Hosts und eines entsprechenden Virtueller-IP-Host-Adressteils zur zweiten Kommunikationsvorrichtung; – wobei, um Information von der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) zu übertragen, (a) Information in IP-Pakete gekapselt wird, die einen IP-Netz-Adressteil und einen IP-Host-Adressteil enthalten, die jeweils der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) zugewiesen sind; (b) die IP-Pakete unter Verwendung des IP-Netzes an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) gesendet werden, wobei die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) den Virtuelles-IP-Netz-Adressteil und den Virtueller-IP-Host-Adressteil, wie sie der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, oder eine IP-Netzadresse und einen IP-Host-Adressteil, wie sie der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, als IP-Quelladresse verwendet, wenn sie IP-Pakete über das IP-Netz (34) an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) sendet; – wobei, um Information von der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) an die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) zu übertragen; (a) Information in IP-Pakete gekapselt wird, die die IP-Quelladresse enthalten, wie sie in von der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) empfangenen IP-Paketen enthalten ist; (b) die IP-Pakete über das digitale Funk-Übertragungsnetz (38) übertragen werden, wenn die IP-Quelladresse dem Virtuelles-IP-Netz-Adressteil und dem Virtueller-IP-Host-Adressteil der zweiten Kommunikationsvorrichtung entspricht, oder sie über das IP-Netz (34) an die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) gesendet werden, wenn die IP-Quelladresse dem IP-Netz-Adressteil und dem IP-Host-Adressteil, die der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Bestimmen der Virtuelles-IP-Netz-Adressteile entsprechend einem ersten Algorithmus, der diese abhängig von physikalischen Parametern erzeugt, die für das digitale Funk-Übertragungsnetz (38) und/oder Teile desselben und/oder Dienste, wie sie durch dasselbe angeboten werden, erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch das Bestimmen des Virtueller-IP-Host-Adressteils entsprechend einem zweiten Algorithmus, der diesen abhängig von physikalischen Parametern erzeugt, wie sie für die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) oder Teile derselben repräsentativ sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Algorithmus in der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) ablaufen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess zum Erzeugen der Virtuelles-IP-Netz-Adressteile/des Virtueller-IP-Host-Adressteils durch eine zentrale Datenbank für IP-Adressen verwaltet wird, die sich innerhalb des Kommunikationsnetzes (33) befindet, wobei diese zentrale Datenbank für IP-Adressen freien IP-Adressteile liefert, wenn die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) Kontakt mit ihr aufnimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Übertragungsrouters (32), mit der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) und dem digitalen Funk-Übertragungsnetz (38) verbunden ist, um IP-Pakete, die die Virtuelles-IP-Netz-Adressteile enthalten und von der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) empfangen wurden, über das digitale Funk-Übertragungsnetz (38) an die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) weiterzuleiten.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Algorithmus im Übertragungsrouter (37) läuft.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Virtuelles-IP-Netz-Adressteile DAB-Unterkanälen und/oder DRM-Diensten zugewiesen werden.
Kommunikationssystem (1) mit: – einer ersten Kommunikationsvorrichtung (31) und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung (32), die mit einem IP-Netz bzw. einem digitalen Funk-Übertragungsnetz verbindbar sind; – einer Einrichtung zum Zuweisen virtueller IP-Unternetze und entsprechender Virtuelles-IP-Netz-Adressteile zum digitalen Funk-Übertragungsnetz (38) und/oder Teilen desselben und/oder Diensten, wie sie durch dieses angeboten werden; – einer Einrichtung zum Bestimmen eines Virtueller-IP-Host-Adressteils, der für die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) repräsentativ ist; – einem Kommunikationsnetz (33), das die erste Kommunikationsvorrichtung (31) mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) verbindet und über das genannte IP-Netz (34) und das genannte digitale Funk-Übertragungsnetz (38) verfügt; – wobei, um Information von der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) zu übertragen, (a) Information in IP-Pakete gekapselt wird, die einen IP-Netz-Adressteil und einen IP-Host-Adressteil enthalten, die jeweils der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) zugewiesen sind; (b) die IP-Pakete unter Verwendung des IP-Netzes an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) gesendet werden, wobei die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) den Virtuelles-IP-Netz-Adressteil und den Virtueller-IP-Host-Adressteil, wie sie der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, oder eine IP-Netzadresse und einen IP-Host-Adressteil, wie sie der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, als IP-Quelladresse verwendet, wenn sie IP-Pakete über das IP-Netz (34) an die erste Kommunikationsvorrichtung (31) sendet; – wobei, um Information von der ersten Kommunikationsvorrichtung (31) an die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) zu übertragen; (a) Information in IP-Pakete gekapselt wird, die die IP-Quelladresse enthalten, wie sie in von der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) empfangenen IP-Paketen enthalten ist; (b) die IP-Pakete über das digitale Funk-Übertragungsnetz (38) übertragen werden, wenn die IP-Quelladresse dem Virtuelles-IP-Netz-Adressteil und dem Virtueller-IP-Host-Adressteil der zweiten Kommunikationsvorrichtung entspricht, oder sie über das IP-Netz (34) an die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) gesendet werden, wenn die IP-Quelladresse dem IP-Netz-Adressteil und dem IP-Host-Adressteil, die der zweiten Kommunikationsvorrichtung zugewiesen sind, entspricht.
Kommunikationssystem (1) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Übertragungsrouter (37), der die erste Kommunikationsvorrichtung (31) mit dem digitalen Funk-Übertragungsnetz (38) verbindet und Einrichtungen für Folgendes aufweist: – Zuweisen virtueller IP-Unternetze und entsprechender Virtuelles-IP-Netz-Adressteile zum genannten digitalen Funk-Übertragungsnetz (38) und/oder Teilen desselben und/oder Diensten, wie sie von diesem angeboten werden; – Weiterleiten von IP-Paketen, die die genannten Virtuelles-IP-Netz-Adressteile enthalten und vom IP-Netz empfangen wurden, in das digitale Funk-Übertragungsnetz (38).
Kommunikationssystem (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das IP-Netz (34) das Internet ist, das die erste Kommunikationsvorrichtung (31) direkt mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung (32) verbindet.
Kommunikationssystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsrouter (37) das Internet (34) mit dem digitalen Funk-Übertragungsnetz (38) verbindet.
Kommunikationssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Virtuelles-IP-Netz-Adressteile abhängig von physikalischen Parametern erzeugbar sind, die für das digitale Funk-Übertragungsnetz (38) und/oder Teile desselben und/oder von diesem angebotene Dienste jeweils repräsentativ sind, wobei der Virtueller-IP-Host-Adressteil abhängig von physikalischen Parametern erzeugbar ist, die für die Kommunikationsvorrichtung (32) repräsentativ sind.
Kommunikationssystem (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kommunikationsvorrichtung (32) eine Einrichtung zum Bestimmen, mit welchen Netzwerken sie aktuell verbunden ist, aufweist.
Computerprogrammerzeugnis mit Computerprogrammmitteln, die so ausgebildet sind, dass sie das Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 ausführen, wenn eine Ausführung auf einem Computer, einem digitalen Signalprozessor oder dergleichen erfolgt.
Computer-lesbare Speichereinrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie ein Computerprogrammerzeugnis gemäß dem Anspruch 15 speichert.