DE69736371T2 - Bieten um Bandbreite - Google Patents

Bieten um Bandbreite Download PDF

Info

Publication number
DE69736371T2
DE69736371T2 DE69736371T DE69736371T DE69736371T2 DE 69736371 T2 DE69736371 T2 DE 69736371T2 DE 69736371 T DE69736371 T DE 69736371T DE 69736371 T DE69736371 T DE 69736371T DE 69736371 T2 DE69736371 T2 DE 69736371T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bandwidth
traffic
manager
link
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69736371T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69736371D1 (de
Inventor
Ian London Maffett
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens PLC
Original Assignee
Siemens PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens PLC filed Critical Siemens PLC
Publication of DE69736371D1 publication Critical patent/DE69736371D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69736371T2 publication Critical patent/DE69736371T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00Packet switching elements
    • H04L49/30Peripheral units, e.g. input or output ports
    • H04L49/3081ATM peripheral units, e.g. policing, insertion or extraction
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q11/00Selecting arrangements for multiplex systems
    • H04Q11/04Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q3/00Selecting arrangements
    • H04Q3/0016Arrangements providing connection between exchanges
    • H04Q3/0062Provisions for network management
    • H04Q3/0066Bandwidth allocation or management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5625Operations, administration and maintenance [OAM]
    • H04L2012/5626Network management, e.g. Intelligent nets
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/54Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56Packet switching systems
    • H04L12/5601Transfer mode dependent, e.g. ATM
    • H04L2012/5629Admission control
    • H04L2012/5631Resource management and allocation
    • H04L2012/5632Bandwidth allocation
    • H04L2012/5634In-call negotiation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13138Least cost routing, LCR
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13141Hunting for free outlet, circuit or channel
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13148Maximum profit routing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13174Data transmission, file transfer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13196Connection circuit/link/trunk/junction, bridge, router, gateway
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13332Broadband, CATV, dynamic bandwidth allocation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13349Network management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13384Inter-PBX traffic, PBX networks, e.g. corporate networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13395Permanent channel, leased line
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13514Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems quality of service - inc. grade of service
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13523Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems bandwidth management, e.g. capacity management
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04QSELECTING
    • H04Q2213/00Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems
    • H04Q2213/13567Indexing scheme relating to selecting arrangements in general and for multiplex systems negotiation, management policy, goals

Description

  • Eine digitale Übertragungsstrecke zwischen zwei Vermittlungsknoten in einem Netz weist eine gegebene Bandbreite auf. Diese Bandbreite kann von Verbindungen unterschiedlicher Verkehrsarten, beispielsweise Sprache, Daten, Video, genutzt werden. Die Art des Verkehrs, die einen bestimmten Teil der Bandbreite zu einem gegebenen Zeitpunkt in Anspruch nehmen kann, kann in den Vermittlungsknoten kontrolliert werden. In einem Schmalbandnetz ist die Bandbreite der Übertragungsstrecke in Leitungen fester Größe (beispielsweise 64 oder 56 kbit/s pro Leitung) unterteilt. Die Zuteilung dieser Leitungen (oder von Bandbreite im Allgemeinen) zu Verkehrsarten wird als Bandbreitenkontrolle bezeichnet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Zuteilung von Bandbreite zu Verkehrsarten. Das Verfahren berücksichtigt eine Reihe verschiedener Kriterien für jede Verkehrsart, für die eine bestimmte Übertragungsstrecke genutzt werden soll, und beachtet auch das Netz als Ganzes, um netzweite Interaktionen zu lösen. Das Verfahren wird in einem zentralen Management-System ausgeführt und die daraus resultierende Bandbreitenzuteilung wird an die Vermittlungsknoten im Netz heruntergeladen. Die Vermittlungsknoten sind zuständig dafür, die Verbindungen der verschiedenen Verkehrsarten innerhalb der ihnen zugeteilten Bandbreite zu halten.
  • Ein Bandbreiten-Manager soll die Bereitstellung von Netzbandbreite kontrollieren (vornehmlich in einem Privatnetz). Er kann als der Vermittler zwischen den Benutzern im Netz (dem Verkehr) und den Netzkomponenten (Vermittlungen, Standleitungen, Zugang zum öffentlichen Netz) betrachtet werden. Er ist zuständig für das Akzeptieren von Belegungswünschen (bei denen es sich in der Regel um Verbindungen handelt) und ihre Zuordnung zu den geeigneten Ressourcen.
  • Die am stärksten begrenzte Ressource im Netz ist im Allgemeinen die Bandbreite, durch die die Standorte miteinander verbunden sind. Dies umfasst sowohl Standleitungen (die in ihrer Verfügbarkeit begrenzt sind) als auch öffentliche Netze (deren Nutzung durch die Kosten beschränkt ist). Klarerweise ist auch die Verfügbarkeit von Standleitungen letztendlich durch die Kosten begrenzt, jedoch erscheinen sie aus der Perspektive einer einzelnen Verbindung betrachtet als Ressourcen einer festen Größe. Die Bandbreitenkontrolle ist außerdem eng an die Anruflenkung gebunden, da die Anruflenkung bestimmt, welche Anteile der Bandbreite für Verbindungen genutzt werden. Somit ist die Kontrolle der Anruflenkung ein wesentlicher Bestandteil der Bandbreitenkontrolle.
  • Die Patentanmeldung EP-A-0448073 beschreibt ein ATM-Kommunikationssystem, in dem zur Verwaltung des Verkehrs die Terminal-Station über eine zuteilbare Bandbreite informiert wird, die entsprechend dem Verkehrsaufkommen im ATM-Vermittlungsnetz noch genutzt werden kann, und in dem die Terminal-Station die Kommunikation im Rahmen dieser Bandbreite startet.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zur Zuteilung von Bandbreite zu verschiedenen Verkehrsarten für die Verwendung in einem Telekommunikationsnetz, welches einen Bandbreiten-Manager sowie eine Mehrzahl von Vermittlungsknoten und Übertragungsstrecken zwischen diesen aufweist, wobei jede Übertragungsstrecke eine definierte Bandbreite besitzt, das Telekommunikationsnetz dafür ausgelegt ist, eine oder mehrere Verkehrsart(en) zwischen einem Paar von Vermittlungsknoten zu übertragen, und jede Übertragungsstrecke einen Übertragungsstrecken-Manager sowie jede Verkehrsart einen Verkehrsart-Manager aufweist, und wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
    jeder Verkehrsart-Manager Gebote um Bandbreite für die jeweilige Verkehrsart gemäß einem allgemeinen Algorithmus für das betreffende Netz erzeugt;
    jeder Übertragungsstrecken-Manager die verschiedenen Gebote für die von ihm verwaltete Übertragungsstrecke abgleicht und die Verkehrsart-Manager über die zugeteilten Bandbreiten informiert;
    jeder Verkehrsart-Manager in der Lage ist, seine Gebote zu ändern, wenn die zugeteilte Bandbreite nicht den Anforderungen der von ihm verwalteten Verbindungen entspricht;
    woraufhin die Gebote erneut übermittelt werden und die Übertragungsstrecken-Manager die verschiedenen Gebote erneut abgleichen;
    wobei dieser Prozess so lange fortgesetzt wird, bis der Verkehrsart-Manager keine weiteren Änderungen mehr vornimmt;
    die Übertragungsstrecken-Manager die Vermittlungsknoten über die jeder Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke zugeteilte neue Bandbreite informieren; und
    die Verkehrsart-Manager ihre Bandbreite den einzelnen von ihnen verwalteten Verbindungen zuteilen (sofern erforderlich) und die rufenden Terminal-Stationen über ihre neue Bandbreite informieren.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1 in Form eines Diagramms die Verhandlung zwischen den Verkehrsart-Managern und den Übertragungsstrecken-Managern veranschaulicht;
  • 2 in Form eines Diagramms den Prozess des Bietens um Bandbreite zeigt;
  • 3 ein Beispiel der Gebot-Berechnungs-Funktion darstellt;
  • 4 ein Systemdiagramm enthält.
  • Um zu verdeutlichen, wie Bandbreite kontrolliert werden kann, sei eine einzelne Verbindung betrachtet. Das System (d. h. das Netz mit Bandbreitenkontrolle) kann den Verbindungswunsch akzeptieren oder zurückweisen. Wird der Verbindungswunsch akzeptiert, muss ein Leitweg für die Verbindung gefunden werden, auf dessen gesamter Länge Bandbreite zur Verfügung steht. Diese zusammenhängende Kette von Bandbreiten verbindet den Ursprung der Verbindung mit dem Ziel. Somit lässt sich die Steuerungsfunktion des Bandbreiten-Managers ausdrücken als das Akzeptieren bzw. Zurückweisen von Verbindungen und das Auswählen von Leitwegen für Verbindungen, die akzeptiert werden. Auf diese Weise lässt sich die Nutzung von Bandbreite im Netz kontrollieren.
  • Drei Gründe, warum der Bandbreiten-Manager möglicherweise einen Verbindungswunsch zurückweisen muss, sind: die nötige Bandbreite steht nicht zur Verfügung, die Verbindung wäre zu teuer oder die Verbindung würde eine anstehende Verbindung von größerer Wichtigkeit blockieren. Somit muss das System zur Kontrolle der Bandbreite sowohl die Menge der verfügbaren Bandbreite als auch die Kosten der Verbindung und die Reservierung von Bandbreite berücksichtigen.
  • In gewissem Grad muss bei jeder Verbindung eine Kontrolle erfolgen. Wenn allerdings bei jeder Verbindung eine Management-Auswertung verlangt würde, entstünde eine sperrende Belastung des Management-Systems und würden die Verbindungsaufbauzeiten erheblich verlängert, was in den meisten Fällen nicht akzeptabel wäre. Zusätzlich sind häufig nur in sehr begrenztem Umfang Informationen zu jeder Verbindung verfügbar, jedoch können nicht alle Verbindungen gleich behandelt werden. So können beispielsweise manche Verbindungen eine hohe Dienstgüte verlangen (etwa Verbindungen des Geschäftsführers), andere hingegen nicht. Eine Lösung hierfür ist, Verbindungen je nach ihren Merkmalen und Anforderungen zusammenzufassen zu einer kleinen Anzahl voneinander unabhängiger Gruppen, die als Verkehrsarten bezeichnet werden. In dieser Weise könnten etwa alle normalen Sprachverbindungen zu einer Verkehrsart „Sprache normal" zusammengefasst werden, sodass alle diese Verbindungen denselben Service erhielten. Wichtige Verbindungen könnten unter „Sprache mit hoher Priorität" gruppiert werden und den besten verfügbaren Service erhalten (mit uneingeschränktem Zugang zum öffentlichen Netz). Weitere Verkehrsarten könnten definiert werden für FAX- und Modem-Verkehr, LAN-Verbindungen, Video-Konferenzverbindungen und Voicemail. Jede Verkehrsart erhält ihr eigenes Service-Profil, und es können weitere Verkehrsarten hinzugefügt werden, wenn neue Dienste eingerichtet werden.
  • Im Zusammenhang mit Verkehrsarten ist die Rolle des Bandbreiten-Managers klarer. Für jede Verkehrsart muss der Bandbreiten-Manager die Menge der verfügbaren Bandbreite kontrollieren und den Zugriff auf Übertragungsstrecken und öffentliche Netze steuern (und dadurch die Kosten kontrollieren). Die Reservierung von Bandbreite kann für jede Verkehrsart dadurch gehandhabt werden, dass verhindert wird, dass Verbindungen anderer Verkehrsarten die reservierte Bandbreite nutzen.
  • Die verschiedenen Aspekte der Bandbreitenkontrolle, die vorstehend erläutert werden (Standleitungen und öffentliche Netze; Bandbreitenbegrenzung und Zugangskontrolle), können in einem System kombiniert werden, dass die Verfügbarkeit von Bandbreite auf jeder Übertragungsstrecke kontrolliert. Bandbreitenkontrolle auf Übertragungsstrecken für den Zugang zum öffentlichen Netz macht es möglich, die Nutzung öffentlicher Netze in derselben Weise zu steuern wie die Nutzung von Standleitungen. Die Zugangskontrolle entspricht einer Bandbreitenbegrenzung von Null oder nicht Null auf einer Übertragungsstrecke.
  • Zu beachten ist dabei, dass zwar ein großer Teil der Bandbreitenkontrolle auf einzelnen Übertragungsstrecken ausgeführt werden kann, dass sich jedoch in einigen Aspekten die Bandbreitenkontrolle über das gesamte Netz erstrecken muss. So entsteht beispielsweise bei jeder Verbindung, die mehr als eine einzelne Übertragungsstrecke in Anspruch nimmt, eine Wechselbeziehung zwischen den genutzten Übertragungsstrecken.
  • Nachdem nun auf die Bandbreitenkontrolle unter dem Gesichtspunkt eingegangen wurde, wie sie sich auf eine Verbindung auswirkt, werden nun die Netzressourcen betrachtet, um zu zeigen, wie die Bandbreitenkontrolle implementiert werden kann. Die für die heutige Vermittlungstechnologie am besten geeignete Form der Implementierung besteht darin, die Bandbreite einer Übertragungsstrecke auf die verschiedenen Verkehrsarten zu verteilen. Jede Leitung kann einer bestimmten Verkehrsart (oder Gruppe von Verkehrsarten) zugeteilt werden, sodass für jede Verbindung ausschließlich die Leitungen genutzt werden dürfen, die für diese Verkehrsart zugeteilt worden sind. In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff „Leitung" als Grundeinheit für die Bandbreite verwendet, jedoch kann im Allgemeinen jede beliebige Einheit verwendet werden, beispielsweise 1 Bit/s, 10 kbit/s, 64 kbit/s.
  • Die Kosten sind der Hauptfaktor bei der Begrenzung der zugeteilten Bandbreite, wenn Bandbreite teuer ist und wenn die verfügbare Bandbreite den wahrscheinlichen Nutzungsgrad übersteigt. Dabei wird unter Umständen ein wesentlicher Teil der verfügbaren Bandbreite nicht zugeteilt und ist aufgrund der Kostenbeschränkung nicht nutzbar. Naturgemäß sind die Kosten bei Übertragungsstrecken für den Zugang zum öffentlichen Netz ein wichtigerer Faktor als bei Standleitungen, wo die Kosten unabhängig sind von der Nutzung.
  • Die Durchsetzung von Bandbreitenzuteilungen ist abhängig von den Vermittlungen und Protokollen im Netz. Insbesondere erfordert die Aufteilung der Bandbreite auf verschiedene Verkehrsarten (d. h. die Zuteilung von Leitungen zu einer Gruppe von Verkehrsarten), dass die Verkehrsart jeder Verbindung ausdrücklich in den Verbindungsaufbaudaten angegeben wird und dass die Vermittlung in der Lage sein muss, diese Daten zu verarbeiten.
  • Das Problem bei der Entscheidung über die Zuteilung von Bandbreite kann in zwei Dimensionen gegliedert werden – die Übertragungsstrecken und die Verkehrsarten. Für jede Übertragungsstrecke wird versucht, potenziell widersprüchliche Bandbreitenanforderungen von jeder der Verkehrsarten abzugleichen, während bei jeder Verkehrsart die Bandbreite im gesamten Netz entsprechend variierenden Anforderungen koordiniert werden muss. In der Praxis spiegelt sich diese Zweiteilung in der Implementierung wider – jede Übertragungsstrecke wird von einem verwalteten Objekt des Typs link_manager (Übertragungsstrecken-Manager) verwaltet, während jede Verkehrsart von einem verwalteten Objekt des Typs traffic_type_manager (Verkehrsart-Manager) verwaltet wird. Potenziell könnte jede Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke Bandbreite anfordern und könnte jede Übertragungsstrecke daher Belegungswünsche von jeder Verkehrsart bearbeiten.
  • Entscheidungen, bei denen es darum geht, eine Reihe von Alternativen einer Einzelposition zuzuordnen, gehen naturgemäß von der Perspektive der Einzelposition aus, indem aus der Reihe der Alternativen gewählt wird oder diese miteinander kombiniert werden. Bei einem System mit Übertragungsstrecken-Manager und Verkehrsart-Manager bedeutet dies, dass der Übertragungsstrecken-Manager über die Bandbreitenzuteilungen entscheidet. Für jede Leitung wählt der Übertragungsstrecken-Manager eine Verkehrsart (oder Gruppe von Verkehrsarten) aus denjenigen, die Bandbreite anfordern. Anders herum wickeln die Verkehrsart-Manager die Anruflenkung ab, was die Auswahl einer Übertragungsstrecke (oder Gruppe von Übertragungsstrecken) für die Übertragung einer Verbindung beinhaltet.
  • Die Verkehrsart-Manager müssen ausreichende Informationen zur Verfügung stellen, damit die Übertragungsstrecken-Manager für jede Leitung aus den Verkehrsarten auswählen zu können. Die endgültig zugeteilten Bandbreiten können dann an die Verkehrsart-Manager zurückgemeldet werden. Darüber hinaus müssen die Übertragungsstrecken-Manager Prognosen oder Garantien über zukünftige Bandbreitenzuteilungen bereitstellen, um den Verkehrsart-Managern zu ermöglichen, bei der Anruflenkung zwischen Übertragungsstrecken zu wählen.
  • Wie in 1 dargestellt verhandelt in der hieraus resultierenden Lösung jeder Verkehrsart-Manager mit jedem Übertragungsstrecken-Manager, um Bandbreite zu erhalten. Die Übertragungsstrecken-Manager entscheiden über die Zuteilung von Bandbreite und benachrichtigen die Verkehrsart-Manager, wenn diese Zuteilungen sich ändern. Eine Verhandlung über zukünftige Bandbreite befähigt die Verkehrsart-Manager, die Anruflenkung durchzuführen.
  • Die Verkehrsart-Manager berechnen ihren Bandbreitenbedarf auf jeder Übertragungsstrecke anhand eines allgemeinen Algorithmus, der für das Netz aufgestellt wurde. Dieser Bedarf richtet sich nach den Verbindungen der betreffenden Verkehrsart, die diese Übertragungsstrecke nutzen. Der Bandbreitenbedarf wird mithilfe der Gebot-Berechnungs-Funktion in eine Reihe von Geboten umgesetzt (siehe weiter unten) und an den Übertragungsstrecken-Manager übermittelt. Die Antwort vom Übertragungsstrecken-Manager beinhaltet die tatsächliche Bandbreite für diese Verkehrsart. Der Verkehrsart-Manager muss dann die vorgegebene Bandbreite den von ihm verwalteten Verbindungen zuteilen.
  • Eine Verkehrsart kann gegebenenfalls aus nicht verwalteten Verbindungen bestehen, etwa Fernsprechverbindungen. In diesem Fall kann der Verkehrsart-Manager die Bandbreite nicht einzelnen Verbindungen zuteilen, da er keine Kontrolle über die Verbindungen hat. Diesen Verbindungen wird Bandbreite in der Reihenfolge ihres Eingehens zugeteilt, und wenn die gesamte Bandbreite bereits belegt ist, kommt keine Verbindung zustande und muss dafür ein anderer Leitweg gewählt werden. Der Bandbreitenbedarf kann die tatsächlich von Verbindungen in Anspruch genommene Bandbreite berücksichtigen, indem die Statistiken von den Vermittlungsknoten zur tatsächlichen Auslastung einer Übertragungsstrecke überwacht werden.
  • Eine Verkehrsart kann aus verwalteten Verbindungen bestehen. Hierbei handelt es sich um Verbindungen, die direkt von dem Management-System kontrolliert werden, d. h., sie können aufgebaut oder ausgelöst werden und ihre Bandbreite kann erhöht oder verringert werden. In diesem Fall muss der Verkehrsart-Manager Bandbreite für eine bestimmte Übertragungsstrecke den Verbindungen zuteilen, die diese Übertragungsstrecke nutzen. Dies kann bedeuten, dass die Bandbreite für jede einzelne Verbindung eingestellt werden kann, oder es kann bedeuten, dass eine Verbindung ausgelöst wird, wenn nicht genügend Bandbreite zur Verfügung steht. Hierdurch kann sich der Bandbreitenbedarf auf anderen Übertragungsstrecken im Netz ändern, die von den betreffenden Verbindungen genutzt werden. Der Verkehrsart-Manager wird dann unter Umständen neue Gebote übermitteln. Diese neuen Gebote müssen die an späterer Stelle noch anzusprechenden Stabilitätsanforderungen erfüllen.
  • Die Entscheidung über die Bandbreitenzuteilungen und die Anruflenkung muss der Management-Richtlinie für das betreffende Netz folgen. Diese Management-Richtlinie wird in aller Regel Angaben zu der minimalen Dienstgüte für jede Verkehrsart, zu Kostenbeschränkungen und zur normalen Behandlung von Überlastungen und Störungen enthalten. Die aktuelle Management-Richtlinie muss in den Übertragungsstrecken- und Verkehrsart-Managern explizit eingestellt sein. Die zwischen den Übertragungsstrecken- Managern und den Verkehrsart-Managern ausgetauschten Nachrichten (d. h. das Verhandlungsprotokoll) müssen ausreichend Informationen enthalten, um eine auf der Richtlinie basierende Entscheidung treffen zu können. Diese Informationen sind abhängig von der (sowie ihrerseits bestimmend für die) Palette von Richtlinien, die von dem System verarbeitet werden können. Die Form dieser Informationen richtet sich nach dem Verfahren, das für die Entscheidung über Bandbreitenzuteilungen gewählt wurde.
  • Die Übertragungsstrecken-Manager legen die Bandbreitenzuteilungen fest, indem sie Bandbreite an die Verkehrsart-Manager „versteigern". Jeder Verkehrsart-Manager berechnet eine Reihe von „Geboten" für die Leitungen auf jeder Übertragungsstrecke. Zur Ermittlung dieser Gebote wird eine standardmäßige Gebot-Berechnungs-Funktion verwendet, die ein Bestandteil der aktuellen Management-Richtlinie ist. Die von dem Verkehrsart-Manager an jeden Übertragungsstrecken-Manager übermittelten Informationen beinhalten die für die betreffende Übertragungsstrecke berechneten Gebote. Die Übertragungsstrecken-Manager teilen Bandbreite den höchsten Geboten zu (siehe 2). Diese Zuteilung kann unter Umständen weiteren Beschränkungen gemäß der Richtlinie unterliegen (obwohl zahlreiche Beschränkungen schon in die Gebot-Berechnungs-Funktion eingebunden werden können).
  • Dieses Verfahren des Bietens um Bandbreite ist flexibel und kann gegebenenfalls genutzt werden, eine breite Palette von Richtlinien zu implementieren. Die aktuelle Richtlinie kann geändert werden, indem einfach die Gebot-Berechnungs-Funktion oder ihre Parameter verändert wird/werden. Dementsprechend werden die Übertragungsstrecken-Manager und das Verhandlungsprotokoll von Änderungen der Richtlinie oder Erweiterungen des Richtlinien-Modells nicht beeinflusst.
  • Die tatsächlichen Werte der Gebote müssen die Management-Richtlinie widerspiegeln. So sind Gebote beispielsweise davon abhängig, ob hierdurch die Dienstgüte verbessert wird, ob die Kosten hierfür hoch sein werden, ob die Verbindung im Voraus gebucht wurde, wie wichtig der Verkehr ist, sowie weiteren Faktoren. Bezogen auf das Gesamtsystem ist ein Gebot eine Schätzung des Gesamtnutzens (in Übereinstimmung mit der aktuellen Richtlinie), den die Zuteilung einer Leitung auf einer bestimmten Übertragungsstrecke zu einer bestimmten Verkehrsart hat.
  • Eine einfache, aber nützliche Formel zur Berechnung von Geboten lautet:
    Gebot = Bn = C/n
    d. h., jedes Gebot verhält sich umgekehrt proportional zu der aktuellen Anzahl von Leitungen, n. Wenn eine Reihe von Verkehrsarten um Bandbreite konkurrieren, die diese Gebot-Berechnungs-Funktion verwenden, verhält sich die Anzahl der zugeteilten Leitungen proportional zu einem Wert C. Entsprechend der verwendeten Richtlinie kann C sich beispielsweise auf die relative Wichtigkeit jeder einzelnen Verkehrsart sowie auf die Anzahl der Leitungen, die sie jeweils benötigt, beziehen. Diese Gebote können modifiziert werden, um eine Anzahl weiterer Richtlinien umzusetzen; einige Beispiele hierfür werden nachstehend beschrieben.
  • Die Buchung im Voraus kann in das Bietesystem einbezogen werden, indem die Gebote für im Voraus gebuchte Verbindungen gemäß einer anderen, durch die Richtlinie bestimmten Funktion modifiziert werden. Beispielsweise könnten die Gebote um einen festen Faktor skaliert werden, wobei der Skalierungsfaktor die Wichtigkeit darstellt, die dem Buchen von Verbindungen beigemessen wird (großer Wert für höhere Wichtigkeit, Eins für vollständiges Ignorieren der Vorausbuchung).
  • Wie in 3 dargestellt, kann eine Mindest-Bandbreitenzuteilung für jede Verkehrsart dadurch erreicht werden, dass die Gebote für die minimale Anzahl von Leitungen gemäß einer anderen, durch die Richtlinie bestimmten Funktion erhöht werden.
  • Eine Möglichkeit, die Verbindungskosten zu begrenzen, ist, einen „Reservierungspreis" für jede Übertragungsstrecke festzusetzen, der sich nach den Kosten für die Nutzung von Bandbreite auf dieser Übertragungsstrecke richtet. In diesem Fall wird Bandbreite nur Geboten zugeteilt, die höher sind als der Reservierungspreis, und wird nur Bandbreite zugeteilt, die ausreichend „nützlich" ist. Dieser Ansatz würde sich für Netze mit hoher Bandbreite eignen, beispielsweise für ATM-Netze.
  • Es ist zu beachten, dass ein verhandlungsbasiertes System instabil sein kann, da es ein Rückmeldungselement enthält (d. h. es kann schwanken). Dieses Instabilitäts-Potenzial lässt sich auf einem von zwei Wegen angehen: Die Verhandlung kann eingeschränkt werden, um Schwankungen zu verhindern, oder die Rückmeldung kann so weit verzögert werden, dass der mögliche Bereich der Schwankungen begrenzt wird (und belastend hohe Frequenzschwankungen vermieden werden).
  • Wenn der Prozess des Bietens eingeschränkt wird, um Schwankungen zu vermeiden, kann die Verhandlung in unterschiedlicher Weise eingeschränkt werden. Zunächst können Gebote für aufeinander folgende Leitungen auf einer Übertragungsstrecke nicht erhöht werden, d. h.
    Bn+1 <= Bn
    für jede Gruppe von Geboten. Hierdurch wird eine Abhängigkeit von dem vorherigen Zustand des Systems verhindert, sodass abrupte Wechsel zwischen alternativen stabilen Zuständen vermieden werden. Auch durch die Verwendung kleinerer Gebote für größere Zuteilungen ergibt sich eine natürliche Dämpfung im Bieteprozess.
  • Weitere Beschränkungen wirken sich auf die Art und Weise aus, wie Verkehrsart-Manager ihre Gebote infolge von Änderungen der Bandbreite anpassen können. Wenn sich die Bandbreitenzuteilung für eine Verkehrsart erhöht, kann der Verkehrsart-Manager seine Gebote (auf beliebigen Übertragungsstrecken) ebenfalls erhöhen, er kann sie jedoch nicht reduzieren; d. h.
    B'n >= Bn
    wobei B'n das Gebot nach einer Erhöhung der Bandbreitenzuteilung ist. Wenn die Bandbreitenzuteilung für eine Verkehrsart dagegen reduziert wird, kann der Verkehrsart-Manager seine Gebote (auf beliebigen Übertragungsstrecken) ebenfalls senken, jedoch nicht erhöhen, d. h.
    B''n <= Bn
    wobei B''n das Gebot nach einer Reduzierung der Bandbreitenzuteilung ist. Diese beiden Regeln stellen sicher, dass es zwischen einer Änderung der Bandbreitenzuteilungen und der Änderung der Gebote keine Rückmeldungen gibt, die Schwankungen verursachen könnten.
  • Das System kann auf zweifache Weise arbeiten:
    • 1. Der Verkehrsart-Manager kann eine Gruppe von Geboten an den Übertragungsstrecken-Manager übermitteln, der mit der tatsächlichen Bandbreite antwortet. Daraufhin kann der Verkehrsart-Manager seine Gebote ändern und erneut übermitteln. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis keine Änderungen mehr erfolgen. Danach informiert der Übertragungsstrecken-Manager die Vermittlungsknoten über die jeder Verkehrsart auf der Übertragungsstrecke zugeteilte neue Bandbreite und teilt der Verkehrsart-Manager die gegebene Bandbreite den einzelnen Verbindungen zu.
    • 2. Der Verkehrsart-Manager übermittelt eine Gruppe von „Was wäre wenn"-Geboten an den Übertragungsstrecken-Manager, der mit der tatsächlichen Bandbreite antwortet, die für die betreffende Verkehrsart mit dieser Gruppe von Geboten zur Verfügung stünde. Der Vorgang wiederholt sich wie oben beschrieben, bis keine Änderungen mehr erfolgen. Allerdings informiert der Übertragungsstrecken-Manager die Vermittlungsknoten nicht über diese Bandbreitenzuteilung und teilt der Verkehrsart-Manager diese Bandbreite nicht zu. Der Verkehrsart-Manager nutzt dieses Verfahren, um festzustellen, was gegebenenfalls geschehen würde. Dies kann für einen Benutzer interessant sein, der möglicherweise wissen will, wie viel Bandbreite für eine bestimmte Verbindung in Anspruch genommen werden könnte.
  • Um die Bandbreite tatsächlich zuzuteilen, müsste der Verkehrsart-Manager die Gebote erneut wie unter Punkt 1 oben beschrieben übermitteln und würde dieselbe Antwort erhalten, sofern sich an den Gegebenheiten im Netz seither nichts geändert hat.
  • 4 zeigt, wie das System zum Bieten um Bandbreite in ein System eingegliedert werden kann. Verbindungswünsche werden analysiert, um zu ermitteln, zu welcher Verkehrsart sie gehören, und danach an den entsprechenden Verkehrsart-Manager weitergeleitet. Der Verkehrsart-Manager wendet sich an den Netz-Router, um Pfade durch das Netz vom Ursprung zum Ziel der Verbindung zu finden. Bei diesen Pfaden handelt es sich um Listen von Übertragungsstrecken, über die die Verbindung hergestellt werden könnte. Danach bietet der Verkehrsart-Manager um die entsprechende Bandbreite auf den betreffenden Übertragungsstrecken, indem er Gebote an die Übertragungsstrecken-Manager sendet. Die Übertragungsstrecken-Manager gleichen die Gebote ab und antworten mit der Bandbreite, die jeder Verkehrsart zugeteilt ist. Darauf können die Verkehrsart-Manager wiederum mit neuen Geboten reagieren. Sobald das System stabil ist, informieren die Übertragungsstrecken-Manager die Vermittlungen im Netz über die jeder Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke zugeteilte Bandbreite und verteilen die Verkehrsart-Manager diese Bandbreite auf die von ihnen verwalteten Verbindungen und melden, ob der Verbindungswunsch erfolgreich war oder fehlgeschlagen ist.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Zuteilung von Bandbreite zu verschiedenen Verkehrsarten für die Verwendung in einem Telekommunikationsnetz, welches einen Bandbreiten-Manager sowie eine Mehrzahl von Vermittlungsknoten und Übertragungsstrecken zwischen diesen aufweist, wobei jede Übertragungsstrecke eine definierte Bandbreite besitzt, das Telekommunikationsnetz dafür ausgelegt ist, eine oder mehrere Verkehrsart(en) zwischen einem Paar von Vermittlungsknoten zu übertragen, und jede Übertragungsstrecke einen Übertragungsstrecken-Manager sowie jede Verkehrsart einen Verkehrsart-Manager aufweist, und wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: jeder Verkehrsart-Manager Gebote um Bandbreite für die jeweilige Verkehrsart gemäß einem allgemeinen Algorithmus für das betreffende Netz erzeugt; jeder Übertragungsstrecken-Manager die verschiedenen Gebote für die von ihm verwaltete Übertragungsstrecke abgleicht und die Verkehrsart-Manager über die zugeteilten Bandbreiten informiert; jeder Verkehrsart-Manager in der Lage ist, seine Gebote zu ändern, wenn die zugeteilte Bandbreite nicht den Anforderungen der von ihm verwalteten Verbindungen entspricht; woraufhin die Gebote erneut übermittelt werden und die Übertragungsstrecken-Manager die verschiedenen Gebote erneut abgleichen; wobei dieser Prozess so lange fortgesetzt wird, bis der Verkehrsart-Manager keine weiteren Änderungen mehr vornimmt; die Übertragungsstrecken-Manager die Vermittlungsknoten über die jeder Verkehrsart auf jeder Übertragungsstrecke zugeteilte neue Bandbreite informieren; und die Verkehrsart-Manager ihre Bandbreite den einzelnen von ihnen verwalteten Verbindungen zuteilen, sofern erforderlich, und die rufenden Terminal-Stationen über ihre neue Bandbreite informieren.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, welches die Übermittlung von „Was wäre wenn"-Geboten umfasst, die einen Hinweis darauf geben, welche Bandbreite gegebenenfalls zugeteilt würde, ohne dass tatsächlich eine Zuteilung dieser Bandbreiten erfolgt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, welches Mittel zum Ändern des allgemeinen Algorithmus beinhaltet.
DE69736371T 1996-03-29 1997-03-18 Bieten um Bandbreite Expired - Fee Related DE69736371T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9606708 1996-03-29
GBGB9606708.7A GB9606708D0 (en) 1996-03-29 1996-03-29 Bandwidth bidding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69736371D1 DE69736371D1 (de) 2006-09-07
DE69736371T2 true DE69736371T2 (de) 2007-08-09

Family

ID=10791312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69736371T Expired - Fee Related DE69736371T2 (de) 1996-03-29 1997-03-18 Bieten um Bandbreite

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0798898B1 (de)
DE (1) DE69736371T2 (de)
ES (1) ES2267120T3 (de)
GB (2) GB9606708D0 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2322514A (en) * 1997-02-21 1998-08-26 Northern Telecom Ltd Telecommunications system
ES2245043T3 (es) * 1997-08-28 2005-12-16 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento para la negociacion de parametros de calidad del servicio para una red inteligente.
GB2338144A (en) * 1998-04-22 1999-12-08 Northern Telecom Ltd Predictive capacity management
GB2343583B (en) 1998-11-09 2004-05-05 Mitel Corp System for discounting in a bidding process based on quality of service
GB2353915B (en) * 1999-07-09 2001-12-12 Mitel Corp Mechanism for the sharing of guaranteed resouces
DE102007001519B4 (de) * 2007-01-10 2015-08-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Konzept zum Vergeben von Datenraten an Informationssignalanbieter in einem Netzwerk
US8090835B1 (en) 2011-08-31 2012-01-03 magnify360, Inc. Optimizing website traffic among content sources

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2038646C (en) * 1990-03-20 1995-02-07 Katsumi Oomuro Atm communication system with optimal traffic control by changing the allocated bandwidth
US5029164A (en) * 1990-04-13 1991-07-02 Digital Equipment Corporation Congestion avoidance in high-speed network carrying bursty traffic
CA2104753C (en) * 1992-10-29 1999-02-16 Kotikalapudi Sriram Bandwidth allocation, transmission scheduling, and congestion avoidance in broadband atm networks
GB2272820B (en) * 1992-11-14 1996-08-07 Roke Manor Research Improvements in or relating to asynchronous transfer mode communication systems
US5426635A (en) * 1993-09-08 1995-06-20 At&T Corp. Method for adaptive control of windows and rates in networks
SE9402059D0 (sv) * 1994-06-13 1994-06-13 Ellemtel Utvecklings Ab Sätt och anordning vid telekommunikation
US5533009A (en) * 1995-02-03 1996-07-02 Bell Communications Research, Inc. Bandwidth management and access control for an ATM network

Also Published As

Publication number Publication date
DE69736371D1 (de) 2006-09-07
GB9706224D0 (en) 1997-05-14
GB2311689B (en) 2000-03-08
EP0798898A2 (de) 1997-10-01
EP0798898A3 (de) 1999-02-17
GB9606708D0 (en) 1996-06-05
EP0798898B1 (de) 2006-07-26
GB2311689A (en) 1997-10-01
ES2267120T3 (es) 2007-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728630T2 (de) Verfahren und System zur Steigerung der Dienstleitungsqualität bei oder unter einem Grenz-Tarif
DE69433968T2 (de) Kommunikationsnetwerkverwaltung
DE69828511T2 (de) Verfahren und system zur kanalzuteilung nach endgeräteprioritäten
DE69919569T2 (de) Verwaltung von verbindungsorientierten diensten über das internet-protokoll
DE60216534T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bandbreitenverwaltung, dazugehöriges Rechnerprogramm, und Aufzeichnungsmedium, welches das Programm gespeichert hat
DE19834115B4 (de) Verfahren und Gerät zur Datenübertragung, die Protokollvarianten verwenden
DE69730392T2 (de) Verbindungsmatrix basierte Multikosten-Leitweglengkung
DE60109809T2 (de) Verfahren und system für betriebsmittelreservierungen in einem multicast-netzwerk
DE69916747T2 (de) Verfahren zur Bereitstellung von Dienstgüte in IP-Netzwerken für verzögerungsempfindliche Verkehr
DE60204645T2 (de) Ressourcenverwaltung in heterogenen dienstqualitätsbasierten Paketnetzwerken
EP0608279B1 (de) Verfahren zur nichthierarchischen verkehrslenkung in einem kommunikationsnetz
DE19538804A1 (de) Verfahren zum Regulieren und Verwalten des Netzwerkverkehrs bei einem Dienststeuerpunkt für vermittelten Zugriff in einer offenen Umgebung eines höheren intelligenten Netzwerks
DE60127120T2 (de) Verfahren und netzwerk zur ausbreitung von statusinformationen
DE4445800C1 (de) Verfahren zum Bilden von für die nachfolgende Vermittlung von Verkehrsbeziehungen vorgesehenen Routinginformationen in einem Kommunikationsnetz
EP1451980A1 (de) Verfahren zur uebertragung von daten von applikationen mit unterschiedlicher qualität
DE69925697T2 (de) Unterbrechende Anrufweglenkung in einem Fernmeldenetz
DE60125518T2 (de) Mobile kommunikationsnetzwerke
DE60130587T2 (de) Asymmetrische bandbreitenzuteilung
DE602006000347T2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Kommunikationssitzung und Kommunikationsnetzwerk
DE69736371T2 (de) Bieten um Bandbreite
DE60038171T2 (de) Verfahren zur Auswahl von Übertragungsentitäten
EP1700434B1 (de) Verfahren zur bestimmung von grenzwerten für eine verkehrskontrolle in kommunikationsnetzen mit zugangskontrolle
EP1249154B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur zugangssteuerung eines kommunikationsnetzes
EP1815648B1 (de) Abschätzung des bandbreitenbedarfs in einem kommunikationsnetz mit zugangskontrollen
DE69733245T2 (de) Fernmeldesystemdienst und eine Dienstvorrichtung zur Realisation eines solchen Dienstes

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee