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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Infrastruktur mobiler
Netze, insbesondere der dritten Generation, im Allgemeinen als UMTS
(Universal Mobile Telecommunication System) bezeichnet.
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Genauer
gesagt bezieht sie sich auf einen Router, insbesondere einen Access-Router, der zu einem
solchen Netz und zu einem an dieses Netz angeschlossenen Endgerät gehört.
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Mobile
Endgeräte
der dritten Generation erfordern einerseits eine beträchtliche Übertragungskapazität, um Multimediadaten,
wie beispielsweise Bilder, Videos etc. übertragen zu können, sowie
andererseits die Umsetzung von Vorgaben für die Dienstgüte wie z.B.
die Garantie für
eine Mindest-Übertragungsgeschwindigkeit
auf der Strecke, für
die Verlustrate oder dafür,
dass der Jitter zwischen zwei aufeinander folgenden Datenpaketen
einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet.
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Zu
diesem Thema werden im Dokument WO 00/13436 ein Verfahren und ein
System zur Umsetzung der Dienstgüte
in einem drahtlosen Netz beschrieben.
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Im Übrigen ist
in den Spezifikationen des UMTS-Systems erläutert, dass das Zugangsnetz, das
den Verkehr übertragen
muss, dem Protokoll IP (Internet Protocol) entsprechen sollte. Genauer
gesagt sollte es sich auf der Grundlage von Version 5 der UMTS-Spezifikationen
um das Protokoll IPv6 (Internet Protocol, Version 6) handeln.
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Dieses
Netz wird allgemein als UTRAN für «UMTS Terrestrial
Radio Access Network» im
Englischen bezeichnet.
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Im Übrigen kann
auch vorgesehen werden, dass das Netz zudem den Datenverkehr von
Teilnehmern «ohne
UMTS» übertragen
kann, d.h. mit oder ohne Spezifikation der Dienstgüte. Dieses
Netz ist dann wie ein Dienstleister zur Datenübertragung mit anderen Netzen
aufgebaut.
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Diese
Situation ist in 1 dargestellt.
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Die
Bezeichnung Tu kennzeichnet ein UMTS-Endgerät, das über die
Basisstation Node B mit einem Router R kommunizieren und auf diese Weise
Daten im Netz N übertragen
kann. Die auf diese Weise übertragenen
Daten bilden einen Multimedia- Datenfluss
fu. Dieser Multimedia-Datenfluss fu wird über
das Netz N übermittelt,
ehe er an den UMTS-Netzkern Nu übertragen
wird. Bei diesen Multimedia-Daten handelt es sich typischerweise
um Sprache, Bilder oder Videos (eventuell jedoch auch um Daten),
und wie bereits erwähnt,
sind sie mit strengen Vorgaben im Hinblick auf die Dienstgüte verknüpft.
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Im Übrigen kann
das Endgerät
Ti, beispielsweise ein Mikrocomputer, mit
dem gleichen Router R kommunizieren und seine Daten im Netz N übertragen.
Diese Daten bilden einen Datenfluss fi,
der über das
Netz N übermittelt
und an das Netz Ni übertragen wird.
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In
diesem Beispiel wird deutlich, dass im Netz N zwei Arten von Verkehr übertragen
werden: der Verkehr, der aus dem Multimedia-Datenfluss (der so genannte «Multimedia-Verkehr») besteht,
und der Verkehr, der aus Daten besteht, die nicht unbedingt Multimedia-Daten
sind (dem so genannten «Datenfluss»). Allgemeiner
ausgedrückt
kann ein Netz N Verkehr vom Typ UMTS (hier Multimedia-Verkehr) und
Verkehr vom Typ „Nicht-UMTS" (hier Datenverkehr) übertragen.
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Diese
Teilung der Ressourcen im Netz N unter zwei Verkehrsarten kann ein
Problem darstellen: Wenn nämlich
der Datenverkehr zu umfangreich wird, kann er den Multimedia-Verkehr
beeinträchtigen
und aufgrund dessen die Einhaltung der Kriterien für die Dienstgüte gefährden.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, dieses Problem zu lösen.
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Zu
diesem Zweck besteht der erste Gegenstand der Erfindung in einem
Telekommunikations-Endgerät,
das über
eine Vorrichtung zur Übertragung
eines Datenpaketflusses an einen Access-Router in einem Telekommunikationsnetz
verfügt.
Dieses Endgerät
ist dadurch gekennzeichnet, dass es über eine Vorrichtung zur Integration
einer Kundeninformation in diesen Datenfluss verfügt, die
angibt, ob der Datenfluss einer Mobiltelefonie-Norm entspricht.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung handelt es sich bei der Mobiltelefonie-Norm um eine
Mobiltelefonie-Norm wie z.B. die UMTS-Norm (Universal Mobile Telecommunication
System). Die Erfindung kann jedoch auch für jede andere Mobiltelefonie-Norm
der dritten Generation bzw. der Generation «2,5», wie das GPRS-System (General
Packet Radio Service), eingesetzt werden.
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Insbesondere
kann sie in den Systemen NE 2000 oder i-mode, entsprechend den Spezifikationen des
japanischen Unternehmens NTT, angewendet werden.
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Die
Kundeninformation wird vorzugsweise in einen Paketheader eingefügt. Dies
kann insbesondere der Header der Abschnittsoption sein.
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Der
zweite Gegenstand der Erfindung ist ein Router, insbesondere ein
Access-Router, der
zu einem Telekommunikationsnetz gehört, das über Vorrichtungen zum Empfang
von Datenpaketflüssen
verfügt.
Gemäß der Erfindung
ist der Router dadurch gekennzeichnet, dass er Folgendes umfasst:
- • Vorrichtungen
zur Feststellung, ob der Fluss einer Mobiltelefonie-Norm entspricht,
und zwar ausgehend von der Kundeninformation, die in den Datenfluss
integriert ist, und
- • Vorrichtungen
zur Umsetzung von Mechanismen zur Sicherstellung der Dienstgüte in Abhängigkeit
von dieser Feststellung.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung sind die Mechanismen zur Sicherstellung der Servicequalität von anderen
Informationen über
den Kunden abhängig,
die im Datenfluss enthalten sind.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung kann der Router außerdem Vorrichtungen zur Information
eines Fakturierungsservers umfassen, die angeben, ob der Fluss einer
Mobiltelefonie-Norm entspricht.
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Die
Erfindung und ihre Vorteile werden in der folgenden Beschreibung
deutlich, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt.
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Die
bereits erläuterte 1 stellt
den Kontext dar, in den sich die Erfindung einfügt.
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2 stellt
das Format eines Datenpaketes gemäß dem Protokoll IPv6 dar.
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3 ist
eine schematische Darstellung eines «Hop-by-hop»-Headers gemäß der Erfindung.
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Gemäß der Erfindung
kann es sich bei dem Telekommunikationsendgerät um ein mobiles Endgerät handeln,
das einer Mobiltelefonie-Norm, wie beispielsweise UMTS, entspricht
oder um ein mobiles oder nicht mobiles Endgerät, das die Möglichkeit
zur Übertragung
von Datenverkehr bietet. Dieses letztgenannte Endgerät kann beispielsweise
ein (fester oder tragbarer) Mikrocomputer oder ein PDA (Personal
Digital Assistant) sein.
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Diese
Telekommunikationsendgeräte
verfügen über Vorrichtungen
zur Übertragung
von Datenpaketflüssen über einen
Access-Router an ein Telekommunikationsnetz. Bei diesen Vorrichtungen
kann es sich um Funkschnittstellen oder Leitungsverbindungen handeln.
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Gemäß der Erfindung
verfügen
die Telekommunikationsendgeräte
außerdem über Vorrichtungen zur
Integration einer Kundeninformation in diesen Datenpaketfluss, die
angibt, ob dieser Datenfluss einer Mobiltelefonie-Norm entspricht,
insbesondere der Norm UMTS, die in der folgenden Beschreibung als
Beispiel verwendet wird.
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Handelt
es sich bei dem Endgerät
also um ein UMTS-Endgerät,
fügt es
eine Kundeninformation ein, die angibt, ob es sich bei dem Datenfluss
um UMTS-Fluss handelt.
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Handelt
es sich im umgekehrten Fall nicht um ein UMTS-Endgerät (sondern
beispielsweise um einen Mikrocomputer), wird eine Kundeninformation eingefügt, die
angibt, dass es sich bei dem Datenfluss nicht um UMTS-Fluss handelt.
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Diese
Kundeninformation kann direkt in die Pakete eingefügt werden,
die zum Datenpaketfluss gehören.
Vorzugsweise wird sie in den Paketheader eingefügt.
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Typischerweise
entspricht das Telekommunikationsnetz im Rahmen eines UMTS-Systems dem Protokoll
IPv6 (Internet Protocol Version 6). Das Protokoll IPv6 wurde im
RFC (Request For Comments) 2460 der IETF (Internet Engineering Task
Force) definiert, der im Dezember 1998 veröffentlicht wurde.
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In 2 ist
das Datenpaketformat gemäß dem Protokoll
IPv6 dargestellt. Gemäß den Spezifikationen
des Protokolls IPv6 besteht ein Datenpaket aus einer Folge von Header
und Nachrichtenkörpern.
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Der
Nachrichtenkörper
kann einem Protokoll der unmittelbar übergeordneten Ebene entsprechen, z.B.
TCP (Transport Control Protocol) oder UDP (User Datagram Protocol).
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Die
Abfolge von Headern umfasst mindestens einen IPv6 H – Header.
Dieser H-Header
muss zwangsläufig
als Erstes aufgeführt
werden und enthält
die erforderlichen Informationen für die Weiterleitung des Pakets
innerhalb des Netzes.
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Als
Option können
auch andere Header zwischen dem Header IPv6 H und dem Nachrichtenkörper PL
(für Englisch:
Payload), auch «Nutzdaten» genannt,
vorhanden sein. Dies sind beispielsweise Header für «Hop-by-hop», Routing,
Fragmente, Zieloptionen oder Authentifikation.
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Die
Abfolge der Header wird von dem Wert im Feld «Next Header» verwaltet,
das in jedem Header vorhanden ist.
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In
dem Beispiel in 2 ist nur der optionale Header
HbH, «Hop-by-hop», dargestellt.
Seine Anwesenheit wird durch den Wert des Feldes NH «Next Header» gleich
Null im Header IPv6 N angegeben. Außerdem enthält dieser Header HbH ein Feld
NHbH, das anzeigt, dass nach diesem HbH-Header
die Nutzdaten PL (und kein anderer optionaler Header) folgen.
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Die
Eigenschaft dieses «Hop-by-hop»-Headers
besteht darin, dass er zwangsläufig
von allen Routern (oder anderen Netzelementen), die das Paket weiterleiten,
ausgelesen und analysiert wird.
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Dieser
Header besteht aus einer Einheit (gegebenenfalls reduziert auf eine
Einermenge) aus optionalen Feldern. Jedes optionale Feld entspricht dem
so genannten Typ «TLV» für den englischen
Begriff Type-Length-Value, d.h. es besteht aus 3 Teilfeldern:
- • Das
erste Feld gibt den Optionstyp an,
- • Das
zweite Feld gibt die Länge
des folgenden Teilfeldes an,
- • Das
dritte Feld gibt den diesem Typ entsprechenden Wert an.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung wird die Kundeninformation als Option in den Hop-by-Hop-Header
eingefügt.
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Diese
Ausführungsvariante
ist in 3 dargestellt, wobei die verschiedenen Felder,
aus denen der HbH-Header besteht, abgebildet sind. Dieser Header
enthält
die bereits erläuterten
Felder NHbH, und das Feld LHbH gibt
die Gesamtgröße des HbH-Headers
an.
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Er
umfasst außerdem
eine oder mehrere Optionen. Hier wurde eine einzige abgebildet,
und zwar diejenige, die die Kundeninformationen enthält. Diese
Option beinhaltet zunächst
ein Teilfeld T. Der Wert dieses Teilfelds ist charakteristisch für den Typ
der Information, die in der Option enthalten ist. Typischerweise
muss es sich bei diesem Wert um einen von der IANA (Internet Assigned
Number Authority) zugewiesenen Wert handeln.
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Das
Teilfeld V gibt den Wert und das Teilfeld L die Länge des
Teilfelds V an.
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Das
Teilfeld V kann beispielsweise 6 Byte belegen; in diesem Fall ist
der Wert des Teilfeldes L gleich 6 und die Gesamtlänge der
Option beträgt
8 Byte.
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Der
Wert des Teilfeldes V gibt die Kundeninformation an, d.h. er gibt
zunächst
an, ob es sich bei dem Fluss, der dem ihn enthaltenden Paket entspricht,
um einen UMTS-Fluss handelt oder nicht.
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Er
kann auch andere Informationen über
den Kunden beinhalten. Beispielsweise kann er die vom Kunden gewünschte Dienstgüte angeben: «Gold», «Silver» (Silber)
oder «Bronze» ...
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Daher
müssen
alle Router, die ein solches Paket empfangen, den «Hop-by-hop»-Header auslesen und
anhand dessen feststellen, ob der Datenfluss, dessen Bestandteil
das Paket ist, einer Mobiltelefonie-Norm entspricht. Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung können
sie außerdem präzisere Informationen über den
Kunden beinhalten.
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In
Abhängigkeit
von dieser Feststellung können
sie anschließend
die Mechanismen zur Sicherstellung der Dienstgüte umsetzen.
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Typischerweise
liegt die Aufgabe zur Umsetzung solcher Mechanismen ausschließlich beim
Access-Router R.
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Er
kann beispielsweise die Technologie DiffServ einsetzen, die in RFC
2474 der IETF spezifiziert ist. In diesem Fall kann er einfach jedem
Wert für
die Kundeninformation (d.h. dem Wert des Teilfeldes V) eine unterschiedliche
Farbe zuordnen.
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Jeder
weitere Router, der das Paket weiterleitet und die Technologie DiffServ
umsetzt, übermittelt
UMTS-Pakete und Nicht-UMTS-Pakete auf differenzierte Weise. Aus
der Sicht des Netzes wird es somit möglich, die UMTS-Pakete vorrangig zu
verarbeiten, so dass die Vorgaben in Bezug auf die Dienstgüte eingehalten
werden.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung ist es möglich,
den Datenfluss auf differenzierte Weise weiterzuleiten, und zwar
in Abhängigkeit
von anderen Informationen über
den Kunden.
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Wenn
wir wieder auf das bereits zuvor erwählte Beispiel zurückkommen,
können
die Datenflüsse,
die die Dienstgüte «Gold» erfordern,
vorrangiger verarbeitet werden als die Datenflüsse, die nur die Dienstgüte «Silver» oder «Bronze» benötigen.
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Eine
alternative Ausführungsvariante
besteht darin, die Technologie vom Typ RSVP (Resource ReSerVation
Protocol) zu nutzen, die in RFC 2205 der IETF spezifiziert ist.
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In
dieser Ausführungsvariante
erstellt der Access-Router R ein Signalisierungspaket, das an das
Netz N übermittelt
wird und die Reservierung von Ressourcen innerhalb dieses Netzes
ermöglicht,
um die Einhaltung der Dienstgüte
zu gewährleisten,
die in diesem Signalisierungspaket spezifiziert ist.
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Die
Dienstgüte
wird dann von dem Access-Router in Abhängigkeit von der Kundeninformation
festgelegt, die angibt, ob es sich bei dem Datenfluss um einen UMTS-Fluss
handelt.
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Gehört das Paket
beispielsweise nicht zu einem UMTS-Fluss, wird kein Signalisierungspaket versandt;
gehört
das Paket jedoch zu einem UMTS-Fluss, wird ein Signalisierungspaket
versandt, das eine bestimmte Dienstgüte erfordert:
- • entweder
in Abhängigkeit
vom Kunden, d.h. in Abhängigkeit
von den Angaben, die in dieser Kundeninformation enthalten sind,
wie zuvor erläutert;
- • oder
in Abhängigkeit
von einer durchschnittlichen Dienstgüte.
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In
dem Maße,
in dem sich das Netz N (UMTS-Zugangsnetz) wie ein Dienstleister
für den Datenverkehr
ohne UMTS verhält,
kann in Betracht gezogen werden, eine differenzierte Fakturierungspolitik
in Abhängigkeit
von der Art des Verkehrs vorzusehen: Internet-Serviceprovider können das UMTS-Zugangsnetz
nutzen, jedoch auch die Endnutzer, die nur Zugang zum Internet,
ohne UMTS, benötigen.
Es scheint somit angemessen, dass diesen Teilnehmern ein geringerer
Tarif fakturiert wird als den Nutzern des UMTS-Systems. Aus Sicht
des Netzes ist es daher erforderlich, diese unterscheiden zu können.
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Die
Erfindung bietet die Möglichkeit,
diese Unterscheidung zu treffen. Der Access-Router ist dann beispielsweise in der
Lage, einen Fakturierungsserver darüber zu informieren, ob der
betreffende Datenfluss einer Mobiltelefonie-Norm entspricht oder
nicht.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der Erfindung ist es anhand der Kundeninformation außerdem möglich, präzisere Informationen über den
Kunden zu übermitteln.
Es wird damit möglich,
die Fakturierungspolitik für
den Kunden genauer zu differenzieren, insbesondere aufgrund der
vom Kunden gewünschten
Dienstgüte
(Gold, Silver, Bronze, ...).
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Der
Access-Router kann die ihm zur Verfügung stehenden Informationen über den
Kunden auch zur Bereitstellung anderer Dienste nutzen, beispielsweise
für Verkehrsmanagement,
dynamische Netzwerkkonfiguration etc.