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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Netzwerkzugriffstechnik auf
der Grundlage einer ATM-(Asynchronous
Transfer Mode) Technik und einer DSL-(Digital Subscriber Line) Technik.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
Verbiest W., Electrical communication, Alcatel, Brüssel, BE,
1. Oktober 1997, (1997-10-01), Seiten 280-286, ist ein Internetzugriff
bzw. Internetzugang für
eine hohe Geschwindigkeit über
ADSL beschrieben. Im Besonderen ist eine Modem-Technologie beschrieben,
die existenzfähige End-zu-End-Netzwerkarchitekturen
und durchführbare
Transaktionsgeschäftspläne erläutert. Ausgehend
von einem Dienstmodell sind Erfordernisse vielfältiger Beteiligter erläutert, die
beim Implementieren einer ADSL-Produkt-Strategie involviert sind.
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Ferner
sind in Staxen P. et al., Annual review of communications, National
Engineering Consortium, Chicago, Il., US, Vol. 50, 1997, Seiten
585-592, die Gründe
für die
Verjüngung
von ADSL in dem Kontext des Internet erläutert. Ferner ist eine Rolle
von ADSL in der Evolution in Richtung eines Zugangs größerer Bandbreite
und zusätzlicher
Breitbanddienste über
lokale Kupferleitungen eines Telekommunikationsanbieters beschrieben.
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Ferner
ist in Mading G., Electronic Design, Hayden Pub. Co., New York,
NY, US, Vol. 45, Nr. 13, 23. Juni 1997 (1997-06-23), Seiten 133-134, 136, eine Übersicht über ATM
und bezogene ADSL-Dienste gegeben, mit Erläuterung einer Zugriffs-Multiplexer-DSLAM-Architektur
für eine
digitale Teilnehmerleitung, einer Vermittlungsstellen-Schnittstellenleitungskarte,
die einen DSLAM mit entweder einer ATM-Vermittlung oder mit einem öffentlichen Fernsprechnetz
verbindet, bzw. einer ADSL-Schnittstellenleitungskarte.
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Mit
der raschen Popularisierung des Internet ist der Bedarf zum schnellen
Zusammenschalten von Endbenutzern und dem Internet gestiegen.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines typischen Systems
vom Zugreifen auf das Internet zeigt.
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Ein
Internet-Backbone 2101 ist direkt mit Websites 2102,
ftp-Sites 2103, Unternehmens-LANs (Local Area Networks) 2104 mit
dedizierten Leitungen, und durch Internet Service Provider (hier
im Nachfolgenden als ISPs bezeichnet) betriebene Zugangspunkte 2105 verbunden.
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Jeder
gemeine Benutzer (Heimbenutzer) oder jeder Benutzer 2107 in
einem kleinen Unternehmen stellt eine Verbindung mit einer gewünschten Site über den
Internet-Backbone 2101 durch Zugreifen auf einen Zugangspunkt 2105 von
einem PC (Personalcomputer) oder ein Zugangsnetzwerk bzw. Zugriffsnetzwerk 2106 her.
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Da
der Internet-Backbone 2101 und der Zugangspunkt 2105 normalerweise
mit einer dedizierten digitalen Hochgeschwindigkeitsleitung zusammengeschaltet
sind, ist ein schneller Zugriff sichergestellt. Außerdem ist
das einen Benutzer 2107 und einen Zugangspunkt 2105 verbindende
Zugangsnetzwerk 2106 typischerweise in vielen Fällen ein
Netzwerk niedriger Geschwindigkeit, so wie ein öffentliches Telefon-Netzwerk,
ISDN (Integrated Services Digital Network) usw., obwohl ein dediziertes
digitales Leitungsnetzwerk manchmal verwendet werden kann.
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Jedoch
ist es für
solch ein Netzwerk niedriger Geschwindigkeit schwierig geworden,
den rasch ansteigenden Bedarf für
das Internet in den vergangenen Jahren zu erfüllen. Da SOHO (Small Office/Home
Office) populär
wird, ist besonders der Bedarf für ein
schnelles Verbinden eines kleinen LAN mit dem Internet rasch angestiegen.
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Die
Einführung
einer neuen Hochgeschwindigkeits-Leitungs-Infrastruktur, so wie eine optische Faser
usw., ist eine Endlösung,
um solche Bedürfnisse
zu erfüllen.
Da dieses jedoch eine Menge an Ausrüstungsinvestition, Arbeit und
Zeit erfordert, kann es kaum eine praktikable und kurzfristige Lösung werden.
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Als
eine existenzfähige
Alternative zieht die DSL-(Digital Subscriber Line) Technik die öffentliche Aufmerksamkeit
auf sich als eine Hochgeschwindigkeits-Kommunikationstechnik, die
die aktuell in den meisten Heimbereichen und Unternehmen eingerichteten
Telefonkupferdraht-Kabel verwendet, wie sie sind, und mit existierende
Telefone verwendenden Kommunikationen koexistieren kann.
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Die
DSL-Technik ist ein Typ einer Modemtechnik. Diese Technik enthält Verfahren,
so wie ADSL (Asymmetric DSL), SDSL (Symmetric DSL), HDSL (High bit
rate DSL), VDSL (Very high bit rate DSL), usw., die entwickelt wurden
zum Unterstützen vielfältiger Übertragungsraten,
einer symmetrischen/asymmetrischen Kommunikation, eines Modulations-/Demodulations-Verfahrenstyps
usw.. Diese Verfahren werden im Allgemeinen als xDSL bezeichnet.
Der allgemeine Begriff "xDSL" wird hier im Nachfolgenden
in dieser Spezifikation verwendet.
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In
der xDSL-Technik sind xDSL-Modems bei beiden Enden eines existierenden
Kupferdrahtkabels angeordnet, das einen Teilnehmerheimbereich und eine
Unterbringungsstation einer Telefongesellschaft verbindet. Als ein
Modulations-/Demodulations-Verfahren
wird in diesem Fall irgendeines der drei Verfahren, so wie 2B1Q
(2 Binary 1 Quarternary), CAP (Carrierless Amplitude/Phase modulation),
und DMT (Discrete Multi-Tone), übernommen.
Mit irgendeinem dieser Modulations- /Demodulations-Verfahren wird eine Hochgeschwindigkeits-Kommunikation einiger hundert
bis einiger Millionen Bits pro Sekunde über ein Hochfrequenzband von
ungefähr
30 KHz bis 1 MHz getätigt.
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Wie
oben beschrieben, unterscheidet sich das in einer xDSL-Kommunikation verwendete
Frequenzband von dem von ungefähr
30 Hz bis 4 KHz, das von einem Telefonsprachsignal verwendet wird. In
solch einem Fall können
ein Telefonsprachsignal und ein xDSL-Signal auf einer Teilnehmerleitung
gemultiplext werden durch Verbinden von Schaltkreisen für unterschiedliche
Frequenzen, die als Splitter bezeichnet werden, mit beiden xDSL-Modems
in dem Teilnehmerheimbereich und bei der Telefongesellschaft. Das
heißt,
dass in dem Teilnehmerheimbereich das Telefon und das DSL-Modem
mit der Teilnehmerleitung über
den Splitter in dem Teilnehmerheimbereich verbunden sind. Außerdem sind,
in der Unterbringungsstation, die existierende Telefonvermittlung
und das xDSL-Modem mit der Teilnehmerleitung über einen Splitter in der Unterbringungsstation verbunden.
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Ein
Sammelmodem, das eine Multiplex-Fähigkeit hat und als ein DSLAM
(DSL Access Multiplexer) bezeichnet wird, wird hauptsächlich als
das xDSL-Modem in der Unterbringungsstation verwendet. In dem DSLAM
werden xDSL-Signale
von einer Vielzahl von xDSL-Leitungen durch jeweilige Modem-Schaltkreise
terminiert bzw. abgeschlossen, und die jeweiligen terminierten xDSL-Signale
werden durch eine Hochgeschwindigkeits-Backbone-Schnittstelle gemultiplext.
Eine Verwendung solch eines DSLAM ermöglicht, dass eine xDSL-Leitung
als eine zu jedem Backbone-Typ führende
Zugangsleitung für niedrige
Kosten und eine hohe Geschwindigkeit eingesetzt wird.
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Der
oben beschriebene Backbone enthält ein
dediziertes Leitungsnetzwerk, das über eine dedizierte digitale
Hochgeschwindigkeitsleitungs-Schnittstelle verbunden ist und Firmensitze
und Filialen innerhalb eines Unternehmens, das über ein LAN und einen Router
verbundene Internet, ein über eine ATM-Schnittstelle,
so wie eine SONET-Schnittstelle, verbundenes ATM-(Asynchronous Transfer
Mode) Netzwerk usw. verbindet.
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Es
wird erwartet, dass die Technik zum Verwenden des DSLAM als das
Front End des ATM-Netzwerks aus den oben beschriebenen Techniken
eine vielversprechende Technik zum Implementieren eines ATM-Dienstes
im globalen Maßstab ist,
wo Telefongesellschaften dazu tendieren, ein Grundverbindungsleitungssystem
in einer ATM-Form zu nutzen. Weiterhin wird das ATM-Netzwerk als
ein Netzwerk zum Implementieren des Internet-Backbones 2101 und
des Zugangsnetzwerks 2106 angesehen, die in 1 gezeigt
sind. Unter Berücksichtigung
dieser Tatsache und der Bequemlichkeit, dass ein existierendes Kupferdrahtkabel
verwendet werden kann, während
eines Aufrechterhaltens eines Telefondienstes, ist es bedeutsam,
dass die durch den DSLAM untergebrachte xDSL-Leitung als eine Zugangsleitung
zu dem ATM-Netzwerk oder dem Internet verwendet wird.
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In
diesem Fall wird ein IP-Datagramm, das z.B. von dem PC oder dem
LAN im Besitz des Benutzers 2107 an die Website 2102 übertragen
ist, in eine ATM-Zelle umgewandelt und weiter in ein xDSL-Signal
durch das xDSL-Modem in dem Heimbereich des Benutzers 2107 umgewandelt.
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Das
xDSL-Signal wird über
den Splitter in dem Heimbereich des Benutzers 2107 an das
Kupferdrahtkabel übertragen,
das die digitale Teilnehmerleitung ist, und erreicht die Unterbringungsstation.
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Nachdem
das xDSL-Signal von einem Telefonsprachsignal durch den Splitter
in der Unterbringungsstation abgespalten ist, wird es durch den
DSLAM innerhalb der Unterbringungsstation empfangen.
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Die
durch den DSLAM empfangene ATM-Zelle wird mit einer von einer anderen
Teilnehmerleitung empfangenen ATM-Zelle gemultiplext, und dann an
eine ATM-Schnittstelle (so wie eine SONET-Schnittstelle) übertragen,
die zu dem durch das ATM-Netzwerk konfigurierten Zugangsnetzwerk 2106 führt.
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Die
ATM-Zelle, die durch das Zugangsnetzwerk 2106 geschritten
ist, wird durch einen Zugangsserver innerhalb des Zugangspunktes 2105 empfangen.
Der Zugangsserver extrahiert das IP-Datagramm aus der empfangenen
ATM-Zelle.
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Das
extrahierte IP-Datagramm wird an die Website 2102 über den
Internet-Backbone 2101 transferiert.
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Um
typisch die Verbindung mit dem Internet zu implementieren, stellt
der Benutzer 2107 zuerst eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit dem Zugangsserver
innerhalb des Zugangspunktes 2105, der der Zutrittspunkt
zu dem Internet-Backbone 2101 ist, durch
Verwenden eines als PPP (Point to Point Protocol) bezeichneten Protokolls
her. Zu dieser Zeit wird dem Benutzer 2107 eine globale
IP-Adresse zugewiesen, die gemäß einem
als IP (Internet Protocol) bezeichneten Protokoll bestimmt ist und
eindeutig im Internet identifiziert werden kann, von einem DHCP-(Dynamic
Host Configuration Protocol) Server usw., der zu einem Zugangsserver
gehört,
in Abhängigkeit
vom Bedarf. Danach speichert der Benutzer 2107 das die
IP-Adresse eines gegenüberliegenden Servers
enthaltende IP-Datagramm in einem PPP-Paket durch Verwenden einer
globalen IP-Adresse, die ursprünglich
in dem Besitz des Benutzers 2107 ist oder dynamisch zugewiesen
ist, und tauscht das IP-Datagramm mit einem Server bei einer Bestimmungsortsseite
aus.
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Wenn
z.B. zwei kommunizierende Geräte eine
Kommunikation in einem ATM-Netzwerk tätigen, müssen außerdem ATM-Adressen jeweils
beiden Geräten
zugewiesen sein. Gleichzeitig muss eine ATM-Verbindung (VC: Virtual
Connection/Channel), die eindeutig innerhalb des ATM-Netzwerk identifiziert
werden kann, zwischen den zwei Geräten etabliert sein.
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Demgemäß muss bei
der Technik zum Integrieren der xDSL-Leitung, des ATM-Netzwerks und des Internet
eine ATM- Verbindung
auf der Grundlage der Spezifikation von ATM-Adressen zwischen dem xDSL-Modem des
Benutzers 2107 und dem Zugangsserver in dem Zugangspunkt 2105 etabliert werden,
wenn eine PPP-Sitzung startet, wie oben beschrieben.
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Da
die xDSL-Technik jedoch annimmt, dass eine Hochgeschwindigkeitsverbindung
mit niedrigen Kosten durch direktes Verbinden eines xDSL-Knotens
innerhalb eines Teilnehmerheimbereichs und eines DSLAM unterhalb
einer Unterbringungsstation getätigt
wird, gibt es kein Konzept zum Verbinden/Trennen einer xDSL-Kommunikation
für jede Kommunikation.
Deshalb arbeitet diese Technik nicht sehr gut mit der Steuerung
zum Etablieren/Freigeben einer ATM-Verbindung.
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Demgemäß wurde
konventioneller Weise eine dedizierte Leitungsverbindungsform, wo
der Zugriffsserver innerhalb des Zugangspunktes 2105, der DSLAM
innerhalb der Unterbringungsstation und das xDSL-Modem in dem Teilnehmerheimbereich
kontinuierlich bzw. fortwährend
mit einem PVC (Permanent Cirtual Connection/Channel) verbunden sind,
in dem Netzwerksystem übernommen,
wo die xDSL-Leitung, das ATM-Netzwerk und das Internet integriert
sind.
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Jedoch
ist dieselbe Anzahl von ATM-Verbindungen wie die der Benutzer 2107 in
der oben beschriebenen konventionellen Verbindungsform erforderlich,
obwohl gemeine Endbenutzer, so wie Heimbereichsbenutzer usw., nicht
dauerhaft bzw. fortwährend
mit dem Internet verbunden sind. Deshalb werden die Verbindungs-Ressourcen
(genauer genommen die Anzahl von VPIs/VCIs oder die durch eine Vermittlung
verwendete Bandbreite) innerhalb des ATM-Netzwerks fest und verschwenderisch
verwendet, was zu der Unfähigkeit
von ATM-Netzwerken führt, dass
sie auf eine große
Anzahl von Teilnehmern angewendet werden.
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Eine
SVC (Switched Virtual Connection/Channel), die eine Verbindung für jeden
Anruf ist, kann zum Überwinden
dieses Problems angewendet werden. Da jedoch angenommen wird, dass die
Verbindungsform der xDSL-Verbindung verbindungslos ist, wie oben
beschrieben, arbeitet diese Kommunikation nicht gut mit einer verbindungslosen SVC-Kommunikation,
und ein effektives SVC-Steuerungsverfahren existiert aktuell nicht.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit dem oben beschriebenen Hintergrund
entwickelt und zielt auf ein Realisieren einer Verbindungsform,
wo die Verbindungs-Ressourcen innerhalb eines ATM-Netzwerks effizient
verwendet werden können,
wenn eine xDSL-Leitung mit einem bestimmten Bestimmungsort, so wie
ein Zugangsserver usw., über
ein Zellenvermittlungsnetzwerk, so wie ein ATM-Netzwerk usw., verbunden
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Aufgabe erreicht durch ein SVC-Zugriffsverfahren
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1, durch eine ATM-DSLAM-Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch
14, und durch einen ATM-Zugriffsserver mit
den Merkmalen gemäß Anspruch
23.
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Gemäß der obigen
Erfindung wird eine PVC vorweg zwischen einem Terminierungsgerät für eine Unterbringungsstationsseite
(Modem) und einem Zugriffsserver etabliert. Das Abschlussgerät für eine Unterbringungsstationsseite
(Modem) stellt eine Kommunikation mit dem Zugriffsserver auf der Grundlage
einer von dem Terminierungsgerät
für eine
Teilnehmerseite (Modem) ausgestellten Anrufabgangsanforderung her,
so dass eine nicht verwendete virtuelle Verbindung dem Abschlussgerät für eine Teilnehmerseite
zugeteilt wird. Als ein Ergebnis sind das Terminierungsgerät für eine Unterbringungsstationsseite
(Modem) und der Zugriffsserver kontinuierlich durch die oben beschriebene
PVC verbunden, wodurch die Verbindungs-Ressourcen bedeutsam reduziert werden
können,
eine Verwindungssteuerung dramatisch vereinfacht werden kann, und
die Antwortleistungsfähigkeit
im Vergleich mit dem Fall verbessert werden kann, wo das Terminierungsgerät für eine Unterbringungsstationsseite und
der Zugriffsserver für
jeden Anruf verbunden werden.
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Außerdem kann,
gemäß der vorliegenden Erfindung,
die Steuerung zum Etablieren/Freigeben einer virtuellen Verbindung
innerhalb der PVC effizient durchgeführt werden durch eine Verwendung
von Verwaltungs- und Aufrechterhaltungs-Broadcastzellen.
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Weiterhin
kann, gemäß der vorliegenden
Erfindung, der Betrieb/Nicht-Betrieb des Modems für eine Unterbringungsstationsseite
gemäß dem Betrieb/Nicht-Betrieb
des Modems für
eine Teilnehmerseite gesteuert werden, wodurch eine Verschwendung
elektrischer Leistung vermieden wird, wenn keine Kommunikation getätigt wird.
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Weiterhin
kann, gemäß der vorliegenden
Erfindung, eine Leitung getrennt werden, selbst wenn eine Verbindung
ohne einen passenden Prozess getrennt wird, so wie einen Prozess
zum Abschalten bzw. Herunterfahren eines Modems oder eines PC.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Ein
Fachmann kann leicht zusätzliche
Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung aus der Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform und
manchen der angefügten
Zeichnungen verstehen.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Systems zum Zugreifen
auf das Internet zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Netzwerksystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 zeigt
Kommunikationsprotokoll-Stacks zwischen jeweiligen Geräten.
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4(a) bis 4(f) zeigen
die Datenformate des Kommunikationsprotokoll-Stacks in einem PC 106.
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5(a) bis 5(e) zeigen
die Datenformate eines Kommunikationsprotokoll-Stacks in einem Modem 101 auf
einer IP-Tunnelseite.
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6(a) bis 6(c) zeigen
die Datenformate eines Kommunikationsprotokoll-Stacks in dem Modem 101 auf
einer ATM-Seite.
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7(a) bis 7(d) zeigen
die Datenformate eines Kommunikationsprotokoll-Stacks in einem Zugriffsserver
bzw. Zugangsserver 104.
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8 zeigt
die Konfiguration des Modems 101.
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9 zeigt
die Konfiguration eines DSLAM 102.
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10 zeigt
die Konfiguration des Zugriffsservers bzw. Zugangsservers 104.
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11 zeigt
die Struktur einer OAM-Zelle.
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12 zeigt
die Datenstruktur eines aufgestellten VC-Verzeichnisses.
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13 zeigt
die Sequenz zum Etablieren einer Ende-zu-Ende-Verbindung.
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14 zeigt
die Sequenz zum Verbinden eines IP-Tunnels und einer ATM-Verbindung.
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15 zeigt
das Datenformat einer Startsteuerungsverbindungs-Anforderung.
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16 zeigt
das Datenformat einer Startsteuerungsverbindungs-Erwiderung.
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17 zeigt
das Datenformat von SetLinkInfo.
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18 zeigt
das Datenformat einer abgehenden Anrufanforderung.
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19 zeigt
das Datenformat einer abgehenden Anruferwiderung.
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20 zeigt
eine Steuerzellenliste (Nr. 1).
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21 zeigt
eine Steuerzellenliste (Nr. 2).
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Unten
ist die Erläuterung
der Details einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen bereitgestellt.
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<Systemkonfiguration einer bevorzugten
Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung>
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Netzwerksystems gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Ein
Modem 101 ist ein xDSL-Modem. Ein oder mehrere PCs 106 sind
mit dem Modem 101 über
10Base-T-Schnittstellen verbunden.
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Das
Modem 101 und ein DSLAM 102 sind durch ein Kupferdrahtkabel
verbunden, das eine existierende Teilnehmerleitung ist.
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Ferner
kann jeweils ein Splitter innerhalb eines Teilnehmerheimbereichs
und einer Unterbringungsstation zwischen dem Modem 101 und
dem DSLAM 102 angeordnet sein.
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ATM-Vermittlungen 103,
eine ATM-Vermittlung 103 und ein DSLAM 102, eine
ATM-Vermittlung 103 und ein Zugriffsserver für eine ISP-(Internet
Service Provider) Seite 104, eine ATM-Vermittlung 103 und
ein Zugriffsserver 117 usw. sind jeweils durch SONET-Schnittstellen
zusammengeschaltet.
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Der
Zugriffsserver für
eine ISP-Seite 104 ist mit einem zu dem entsprechenden
ISP gehörenden Internet 105 verbunden.
Websites 107 oder ein anderer Zugriffsserver 108,
der ein LAN 109 beherbergt, mit dem PCs 110 verbunden
sind, sind mit dem Internet 105 verbunden. Eine ein IP-Datagramm
verwendende IP-Kommunikation wird auf dem Internet 105 getätigt.
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Der
DSLAM 102 kann mit einem LAN 112, das PCs 113 usw.
beherbergt, über
eine DSU (Data Service Unit bzw. Datendiensteinheit) 111 zusätzlich zu
dem Modem 101 verbunden sein. In diesem Fall sind der DSLAM 102 und
die DSU 111 kontinuierlich verbunden.
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Der
DSLAM 102 kann mit einem Zugriffsserver 114 verbunden
sein, der eine xDSL-Kommunikation unterstützt, und der Zugriffsserver 114 kann
ferner mit einem LAN 115 verbunden sein, das PCs 116 beherbergt.
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Außerdem kann
eine ATM-Vermittlung 103 mit einem Zugriffsserver 117 verbunden
sein, mit dem ein Inhouse-LAN 118, das PCs 119 beherbergt, verbunden
ist.
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<Kommunikationsprotokoll-Stacks zwischen
jeweiligen Geräten>
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3 zeigt
die Kommunikationsprotokoll-Stacks zwischen das in 2 gezeigte
Netzwerk konfigurierenden jeweiligen Geräten.
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Zuerst
ist die Erläuterung
hinsichtlich eines Kommunikationsprotokolls zwischen einem PC 106 und
einem Modem 101 mittels eines beispielhaften Falls bereitgestellt,
in dem Daten von dem PC 106 an das Modem 101 transferiert
werden, mit Verweis auf 3 bis 5. Man beachte,
dass das Kommunikationsprotokoll auch dasselbe in dem Fall ist,
in dem Daten von dem Modem 101 an den PC 106 transferiert
werden, abgesehen von dem Unterschied, dass der Datenfluss umgedreht
wird.
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Eine
von einer Anwendung innerhalb des PC 106 erzeugte Benutzerinformation
(so wie TCP-(Transfer Control Protocol) Segmentdaten usw.) sind
in einem Datenbereich des IP-Datagramms
gespeichert, wo eine öffentliche
IP-Adresse in seinem Header spezifiziert ist, wie in 4(a) gezeigt. Die öffentliche IP-Adresse kann
eindeutig weltweit in dem Internet-Raum identifiziert werden. Wie
später
beschrieben werden wird, wird die dem IP-Datagramm zugewiesene IP-Adresse durch den
Zugriffsserver für eine
ISP-Seite 104 (im Nachfolgenden einfach als ein Zugriffsserver 104 bezeichnet)
identifiziert, so dass das IP-Datagramm z.B. an eine Website bzw.
einen Standort 107 auf dem Internet 107, wie in 2 gezeigt,
transferiert wird.
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Als
Nächstes
wird das IP-Datagramm in dem Datenbereich eines PPP-Paketes gespeichert,
dem ein Header und ein Nachsatz hinzugefügt sind, wie in 4(b) gezeigt. Nachdem das PPP-Paket durch das Modem 101 identifiziert
ist, wird es durch den Zugriffsserver 104 terminiert, wie
später
beschrieben werden wird. Mit diesem Paket kann eine Punkt-zu-Punkt-Datenkommunikation
zwischen dem PC 106 und dem Zugriffsserver 104 über das
Modem 101 getätigt
werden.
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Das
PPP-Paket wird dann in dem Datenbereich eines basierend auf einem
PPTP (Point to Point Tunneling Protocol) oder einem L2TP (Layer
2 Tunneling Protocol) erzeugten PPP-Paketes gespeichert, wie in 4(c) gezeigt. Dieses PPTP-(oder L2TP) Paket
wird durch das Modem 101 terminiert bzw. abgeschlossen,
wie später
beschrieben werden wird. Das PPTP (oder das L2TP) ist ein Protokoll
zum Weiterübertragen
eines PPP-Paketes an ein zweites Gerät, dessen Leitung mit einem
ersten Gerät
verbunden ist, so dass das erste Gerät, das nicht direkt mit einer
Leitung verbunden ist, mit einem PPP-Verbindungsbestimmungsort kommuniziert,
der über eine
Leitung erreichbar ist. In diesem Fall wird das PPTP-(oder L2TP)
Paket einschließlich
des PPP-Paketes dazu gebracht, durch einen logischen Kommunikationskanal
zwischen dem ersten und dem zweiten Gerät zu passieren. In der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das PPTP-(oder L2TP) Paket, das
durch den PC 106 erzeugt ist, der nicht direkt mit einer
xDSL-Leitung verbunden ist, an das Modem 101 durch den
Tunnel eines privaten IP-Kommunikationskanals übertragen, der
als Nächstes
zu beschreiben ist. Das Modem 101 extrahiert das PPP-Paket
aus dem PPTP-(oder L2TP) Paket, und überträgt das extrahierte Paket an die
xDSL-Leitung, die zu dem Zugriffsserver 104 führt, der
ein PPP-Verbindungsbestimmungsort ist. Der Grund, warum das PPP-Paket
in das PPTP-(oder L2TP) Paket eingebracht wird, ist es, zu ermöglichen,
dass eine Vielzahl von Sitzungen ohne Inkonsistenz verarbeitet wird.
Um dieses zu implementieren, ist ein Identifizierer zum Identifizieren
jeder Sitzung oder eine Sequenznummer usw. in dem Header des PPTP-(oder
L2TP) Paketes gespeichert.
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Als
Nächstes
wird, in dem PC 106, das PPTP-(oder L2TP) Paket in dem
Datenbereich eines basierend auf einem UDP (User Datagram Protocol) erzeugten
UDP-Datagramms gespeichert, wie in 4(d) gezeigt.
Das UDP-Datagramm wird durch das Modem 101 terminiert bzw.
abgeschlossen, wie später
beschrieben werden wird. Eine Port-Nummer zum Identifizieren einer
PPTP-(oder L2TP) Treiberanwendung, die ein PPTP-(oder L2TP) Paket
verarbeitet, ist an den Header des UDP-Datagramms zugewiesen.
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Außerdem ist,
in dem PC 106, das UDP-Datagramm in dem Datenbereich des
IP-Datagramms gespeichert, wo eine IP-Adresse in privaten IP-Adressen, die
für das
lokale Netzwerk zwischen dem PC 106 und dem Modem 101 zugewiesen
sind, an seinen Header zugewiesen ist, wie in 4(e) gezeigt.
Selbst wenn ein Benutzer, der das Modem 101 besitzt, z.B.
nur eine öffentliche
IP-Adresse mit dem privaten IP-Datagramm
zuweisen kann, kann das Gerät
(PC 106) innerhalb des LAN, mit dem das Modem 101 verbunden
ist, eine wechselseitige Kommunikation in einem lokalen Adressraum
tätigen.
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Zum
Schluss wird, in dem PC 106, das private IP-Datagramm in
dem Datenbereich eines basierend auf einem MAC-(Media Access Control)
Protokoll erzeugten Ethernet-Rahmens gespeichert, wie in 4(f) gezeigt, und wird an eine 10Base-T-Schnittstelle übertragen.
Die physikalische Adresse eines der beiden Geräte, zwischen welchen die Kommunikation
getätigt
wird, wird in dem Header des Ethernet-Rahmens spezifiziert. Mit
diesem Rahmen wird die Steuerung zum Vermeiden einer Rahmenkollision in
der 10Base-T-Schnittstelle
durchgeführt.
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Nachdem
der an die 10Base-T-Schnittstelle auf die oben beschriebene Weise übertragene
Ethernet-Rahmen durch das Modem 101 empfangen ist, wird
das private IP-Datagramm aus seinem Datenbereich extrahiert, wie
in 5(e) und 5(d) gezeigt.
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Als
Nächstes
wird, in dem Modem 101, das UDP-Datagramm aus dem Datenbereich
des privaten IP-Datagramms extrahiert, wie in 5(c) gezeigt.
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Dann
wird, in dem Modem 101, eine PPTP-(oder L2TP) Treiberanwendung
basierend auf der an den Header des UDP-Datagramms zugewiesenen Port-Nummer
aufgerufen, so dass das PPTP-(oder L2TP) Paket aus dem Datenbereich
des UDP-Datagramms
durch den aufgerufenen Treiber extrahiert wird, wie in 5(b) gezeigt.
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Weiterhin
wird, in dem Modem 10, das PPP-Paket aus dem Datenbereich
des PPTP-(oder L2TP) Paket extrahiert, nachdem die PPP-Sitzung basierend
auf der an den Header des Paketes zugewiesenen Information identifiziert
ist, wie in 5(a) gezeigt ist.
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Als
Nächstes
wird die Erläuterung
hinsichtlich des Kommunikationsprotokolls zwischen dem Modem 101 und
dem Zugriffsserver 104 mit Hilfe des beispielhaften Falls
bereitgestellt, in dem Daten von dem Modem 101 an den Zugriffsserver 104 transferiert
werden, mit Verweis auf 3 6 und 7. Das
Kommunikationsprotokoll ist auch dasselbe in dem Fall, in dem Daten
von dem Zugriffsserver 104 zu dem Modem 101 transferiert
werden, abgesehen von dem Unterschied, dass der Datenfluss umgekehrt
wird.
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Das
Modem 101 speichert das von dem PC 106 empfangene
PPP-Paket in dem
Datenbereich einer AAL5-(ATM Adaption Layer 5) Protokolldateneinheit
unverändert
ohne weiteres Extrahieren des öffentlichen
IP-Datagramms (Verweis zu 4(a)) aus dem
PPP-Paket, wie in 6(a) und 6(b) gezeigt. Die AAL5-Protokolldateneinheit enthält einen CRC-(Cyclic
Redundancy Check bzw. zyklischer Redundanzprüfungs-) Code zum Korrigieren
von Daten in ihrem Nachsatz.
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Das
Modem 101 speichert dann die AAL5-Protokolldateneinheit
in der Nutzlast einer oder mehrerer ATM-Zellen, wie in 6(c) gezeigt. Der Algorithmus zum Bestimmen
einer ATM-Zellenverbindung
betrifft im Besonderen die vorliegende Erfindung. Dieses wird später beschrieben
werden. Zuletzt moduliert das Modem 101 den Datenstrom
der ATM-Zellen auf ein xDSL-Signal und überträgt das modulierte Signal an
eine Teilnehmerleitung.
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Das
von der Teilnehmerleitung auf die oben beschriebene Weise übertragene
xDSL-Signal wird durch den in 2 gezeigten
DSLAM 102 empfangen.
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Der
DSLAM 102 extrahiert die ATM-Zellen durch Demodulieren
des von der Teilnehmerleitung empfangenen xDSL-Signals.
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Nachdem
der DSLAM 102 die in dem Header der ATM-Zellen enthaltene
Verbindungsinformation umwandelt, überträgt er die ATM-Zellen an eine
SONET-Schnittstelle, die eine optische Faser als ein physikalisches
Medium (PHY) verwendet, wie sie sind, ohne Extrahieren der Benutzerinformation
aus den ATM-Zellen. Genauer genommen wird das Format des SONET-Signals
aus den ATM-Zellen zusammengesetzt.
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Die
an die SONET-Schnittstelle auf diese Weise übertragenen ATM-Zellen werden
dazu gebracht, durch die SONET-Schnittstelle
zu passieren, indem sie durch eine oder mehrere ATM-Vermittlungen 103 (in 2 gezeigt)
in einer ATM-Zellenebene vermittelt werden.
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Beim
Empfang einer oder mehrerer ATM-Zellen von der SONET-Schnittstelle (PHY)
extrahiert der Zugriffsserver 104 die AAL5-Protokolldateneinheit
aus dem Datenbereich jeder der ATM-Zellen und setzt die extrahierten
Einheiten zusammen, wie in 7(d) und 7(c) gezeigt. Der Zugriffsserver 104 extrahiert
dann das PPP-Paket aus dem Datenbereich der AAL5-Protokolldateneinheit, wie in 7(b) gezeigt.
-
Zuletzt
extrahiert der Zugriffsserver 104 das IP-Datagramm aus
dem Datenbereich des PPP-Paketes, wie in 7(a) gezeigt.
-
Der
Zugriffsserver 104 routet bzw. leitet das IP-Datagramm
durch Identifizieren der an den Header des IP-Datagramms zugewiesenen öffentlichen IP-Adresse,
wandelt das IP-Datagramm
in das physikalische Rahmenformat einer ausgangsseitigen Leitung
um, und überträgt es dann
an das Internet 105.
-
<Konfiguration des Modems 101>
-
8 zeigt
die Konfiguration des Modems 101 von 2.
-
Das
Modem 101 hat eine Fähigkeit
zum Übertragen
eines Aufwärtsstroms
mit einer vorbestimmten Frequenz an den DSLAM 102 über einen xDSL-Treiber 712,
wenn das Modem 101 angeschaltet wird. Der xDSL-Treiber 712 schaltet
den xDSL-Treiber
für die
entsprechende xDSL-Leitung usw. durch Erfassen dieses Aufwärtsstroms
an. Als ein Ergebnis kann eine Verschwendung elektrischer Leistung
verhindert werden, wenn keine Kommunikation getätigt wird.
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Ein
10Base-T-Hub 701 verbindet eine Vielzahl von PCs 106 mit
Ethernet-Kabeln.
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Ein
PAC (PPTP Access Concentrator) 703, zusammen mit einem
PNS (PPTP Network Server) 702 innerhalb des PC 106,
stellt eine Client/Server-Fähigkeit
zum Steuern des PPTP (Point to Point Tunneling Protocol) bereit.
-
Ein
PPTP-(oder L2TP-) Multiplexschaltkreis 704 innerhalb des
PAC 703 empfängt
einen Ethernet-Rahmen von dem 10Base-T-Hub 701, extrahiert ein PPTP-(oder
L2TP) Paket, wie sequentiell in 5(e) bis 5(b) gezeigt, und gibt das extrahierte
Paket an einen PPTP-Controller 705 entsprechend jeder PPP-Sitzung
weiter.
-
Umgekehrt
setzt der PPTP-Multiplexschaltkreis 704 einen Ethernet-Rahmen
aus dem PPTP-(oder L2TP-) Paket zusammen, das von jedem PPTP-Controller 705 weitergegeben
ist, in der Reihenfolge von 5(b) bis 5(e), multiplext Ethernet-Rahmen, und überträgt den gemultiplexten
Rahmen von dem 10Base-T-Hub 701 an den PC 106.
-
Als
Nächstes
extrahiert der PPTP-Controller 705 innerhalb des PAC 703 das
PPP-Paket aus dem PPTP-(oder L2TP-) Paket, wie in 5(a) gezeigt, und
gibt das extrahierte Paket an einen mit dem PPTP-Controller 705 verbundenen
entsprechenden SAR 710 weiter.
-
Umgekehrt
setzt der PPTP-Controller 705 das PPTP-(oder L2TP) Paket
aus dem PPP-Paket zusammen, das von dem entsprechenden SAR weitergegeben
ist, in der Reihenfolge von 5(a) bis 5(b), und gibt das zusammengesetzte Paket
an den PPTP-Multiplexschaltkreis 705.
-
Ein
BootP-Server 706 innerhalb des PAC 703 weist dem
PC 106 eine IP-Adresse in privaten IP-Adressen, die für das lokale Netzwerk
zwischen dem PC 106 und dem Modem 101 zugewiesen
sind, durch Kommunizieren mit einem BootP-Client 714 innerhalb
des PC 106 zu, wenn der PC 106 mit dem 10Base-T-Hub 701 verbunden
wird und gebootet wird.
-
Ein
IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707 führt eine
Umwandlung zwischen der IP-Tunnelverbindungsinformation gemäß dem PPTP-(oder L2TP) und der
ATM-VC-(ATM Virtual Connection) Information durch, die die Information über eine
ATM-Verbindung ist,
und meldet einem Q.2931-Prozessor 709 oder dem PPTP-Controller 705 die
umgewandelte Information.
-
Außerdem empfängt der
IP-Tunnel/ATM-VC-Unterhändler 707 eine
von der Steuereinheit 705 angeforderte Übertragungsgeschwindigkeit,
wenn der IP-Tunnel/ATM-VC-Unterhändler 707 verbundene
PPTP-Controller 705 das Auftreten der von dem PC 106 ausgestellten
IP-Tunnelanforderung erfasst.
Der IP-Tunnel/ATM-VC-Unterhändler 707 arbitriert
bzw. entscheidet dann, ob oder nicht die angeforderte Transfergeschwindigkeit
anzunehmen ist, durch Tätigen
einer Anfrage an einen Ressourcenverwalter 708, der die
Bandbreite einer xDSL-Leitung verwaltet, und koppelt die basierend
auf dem Ergebnis der Arbitrierung bestimmte Transfergeschwindigkeit
zurück
an den PPTP-Controller 705.
-
Der
Q.2931-Prozessor 709 führt
die Steuerung zum Verbinden/Trennen einer ATM-VC zwischen dem DSLAM 102 und
dem Modem 101 selbst gemäß den ITU-T Q.2931-Signalisierungsprozeduren
durch. Wenn eine ATM-VC-Anforderung
ausgestellt ist, wird ein VPI (Virtual Path Identifier)/VCI (Virtual
Channel Identifier) für
eine ATM VC von dem DSLAM 102 zugewiesen. Deshalb setzt
der Q.2931-Prozessor 709 den
zugewiesenen VPI/VCI auf die SAR (Segmentation And Reassembly unit) 710.
-
Die
SAR 710 setzt eine ATM-Zelle aus dem PPP-Paket zusammen,
das von dem PPTP-Controller 705 weitergegeben ist, mit
dem die SAR 710 verbunden ist, in der Reihenfolge von 6(a) bis 6(c), weist
den von dem Q.2931-Prozessor 709 gemeldeten VPI/VCI an
den Header der zusammengesetzten ATM-Zelle zu, und gibt die ATM-Zelle
an einen Zellenmultiplexschaltkreis 711 weiter.
-
Umgekehrt
setzt die SAR 710 ein PPP-Paket aus der ATM-Zelle zusammen,
die von dem Zellenmultiplexschaltkreis 711 weitergegeben
ist, in der Reihenfolge von 6(c) bis 6(a), und gibt das zusammengesetzte Paket
an den PPTP-Controller 705 weiter,
mit dem die entsprechende SAR 710 verbunden ist.
-
Der
Zellenmultiplexschaltkreis 711 multiplext die von einer
Vielzahl von SARs 710 weitergegebenen ATM-Zellen, und gibt
die gemultiplexte Zelle an einen xDSL-Treiber 712.
-
Umgekehrt
demultiplext der Zellenmultiplexschaltkreis 711 jede ATM-Zelle
entsprechend jeder der Vielzahl von SARs 710 von der ATM-Zellengruppe,
die von dem xDSL-Treiber 712 weitergegeben ist, und gibt
die gedemultiplexte ATM-Zelle an jede entsprechende SAR 710 weiter.
-
Der
xDSL-Treiber 712 moduliert das gemultiplexte Signal, das
von dem Zellenmultiplexschaltkreis 711 weitergegeben ist,
und überträgt das resultierende
xDSL-Signal an eine Teilnehmerleitung, die eine xDSL-Leitung ist.
-
Umgekehrt
empfängt
der xDSL-Empfänger 712 das
xDSL-Signal von der Teilnehmerleitung, demoduliert das xDSL-Signal,
und gibt das resultierende gemultiplexte Signal an den Zellenmultiplexschaltkreis 711 weiter.
-
Ein
Ratencontroller 713 erfasst die durch die xDSL-Leitung
verwendete Bandbreite und steuert die Bandbreite für die xDSL-Leitung.
Der Bandbreiten-Steuerzustand wird durch den Ressourcenverwalter 708 verwaltet.
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<Konfiguration des DSLAM 102>
-
9 zeigt
die Konfiguration des in 2 veranschaulichten DSLAM 102.
-
Als
eine Fähigkeit,
die im Besonderen die vorliegende Erfindung betrifft, erfasst ein
Frequenzdetektor 802 einen Aufwärtsstrom mit einer vorbestimmten
Frequenz auf einer Teilnehmerleitung, die eine xDSL-Leitung ist, über einen
Hybridschaltkreis 802, mit dem der Frequenzdetektor 802 verbunden ist
bzw. wird. Wenn der Frequenzdetektor 802 diesen Aufwärtsstrom
erfasst, schaltet ein mit dem Frequenzdetektor 802 verbundener
Leistungscontroller 803 einen xDSL-Treiber 804 und
einen SVC-Controller (SVC Cont.) 807 ein, die mit dem Leistungscontroller 803 verbunden
sind. Als ein Ergebnis kann eine Verschwendung elektrischer Leistung
vermieden werden, wenn keine Kommunikation getätigt wird.
-
Der
DSLAM 102 umfasst eine Vielzahl von Ports, von denen jeder
durch die jeweiligen Schaltkreise 801 bis 805 und 807 bis 809 in
Entsprechung zu jeder Teilnehmerleitung, die eine xDSL-Leitung ist, konfiguriert
ist.
-
In
jedem der Vielzahl von Ports extrahiert der xDSL-Treiber 804 eine
ATM-Zelle durch Demodulieren des xDSL-Signals, das von dem Hybridschaltkreis 801 empfangen
ist, mit dem der xDSL-Treiber 804 und eine Teilnehmerleitung
verbunden sind, und transferiert die extrahierte ATM-Zelle an eine
ATR 809 über
einen UPC (Usage Parameter Controller) 808.
-
Umgekehrt
erzeugt der xDSL-Treiber 804 ein xDSL-Signal durch Modulieren
der von der ATR 809 über
den UPC 808 übertragenen
ATM-Zelle, und überträgt das erzeugte
Signal an die Teilnehmerleitung über
den Hybridschaltkreis 801, mit dem der xDSL-Treiber 804 verbunden
ist.
-
Der
Ratencontroller 805 erfasst die durch die xDSL-Leitung
verwendete Bandbreite und steuert die Bandbreite für die xDSL-Leitung über den
xDSL-Treiber 804. Der Bandbreiten-Steuerzustand wird durch einen Ressourcenverwalter 806 verwaltet.
Der Ressourcenverwalter 806 verwaltet auch den Verwendungszustand
jeder ATM-VC-Bandbreite durch Überwachen
jedes Puffers innerhalb einer ATM-Matrix 810.
-
Der
UPC 808 führt
eine Verwendungs-Parametersteuerung für eine ATM-Zelle durch. Da
diese Steuerung nicht im Besonderen die vorliegende Erfindung betrifft,
werden ihre Details weggelassen.
-
Ein
SVC Cont. (SVC Controller) 807 ist eine Komponente, die
im Besonderen die vorliegende Erfindung betrifft, und die umfassend
die Verbindung/Trennung einer ATM-VC innerhalb der PVC (später zu beschreiben)
steuert, die zwischen dem Zugriffsserver 104 und dem DSLAM 102 selbst
etabliert ist. Seine Details werden später beschrieben werden.
-
Ein
ATR (Address Translator bzw. Adressenübersetzer) 809 führt eine
gegenseitige Umschreibungsoperation zwischen dem VPI/VCI des Headers des
ATM-Zelleneingangs-/Ausgangs zu/von der ATM-Matrix 810 und
dem VPI/VCI des Headers des ATM-Zelleneingangs-/Ausgangs
zu/von dem UPC 808 durch. Die VPIs/VCIs, zwischen welchen
die Umschreibungsoperation durchgeführt wird, bilden eine einzelne
ATM VC.
-
Wie
später
beschrieben werden wird, verbindet dann die ATM-Matrix 810 die ATM-Zelle mit
dem VPI/VCI, der der ATM VC entspricht, mit der mit dem SVC Cont. 807 verbundenen
ATR 809, was zu/von dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 eingegeben/ausgegeben
wird, der zu der ATM-Vermittlung 103 führt, nachdem eine ATM VC zwischen
den SVC Cont. 807 innerhalb des die Teilnehmerleitung beherbergenden
Ports und einem Con. Mgr. 902 innerhalb des Zugriffsservers 104,
der ein Verbindungsbestimmungsort ist, basierend auf einer von der
Teilnehmerleitungsseite ausgestellten ATM VC-Anforderung bestimmt
ist, nachdem eine ATM VC bestimmt ist.
-
Außerdem kopiert
die ATM-Matrix 810 eine OAM-(Operation Administration and
Maintenance bzw. Betriebsadministrations- und Verwaltungs-)Zelle, die eine von
jedem SONET- Schnittstellenschaltkreis 811 eingegebene
Steuerzelle ist und später
innerhalb der ATM-Matrix 810 selbst beschrieben werden
wird, gibt die kopierte Zelle an die ATRs 809 innerhalb
sämtlicher
Ports aus, und bewirkt, dass die Zelle den mit jedem der ATRs 809 verbundenen
SVC Cont. 807 erreicht.
-
Umgekehrt
kopiert die ATM-Matrix 810 die OAM-Zelle, die von dem SVC
Cont. 807 innerhalb jedes der Ports über die ATR 807 ausgegeben
ist, und gibt die kopierte Zelle an sämtliche der SONET-Schnittstellenschaltkreise 811 aus.
-
Die
SONET-Schnittstellenschaltkreise 811 sind mit der in 2 gezeigten
ATM-Vermittlung 103 verbunden.
-
Eine
PVC (Permanent Virtual Connection/Channel) wird vorweg zwischen
dem Zugriffsserver 104 (in 2 gezeigt)
und dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 innerhalb des
DSLAM 102 etabliert, der davon erreichbar ist. Zum Beispiel
wird ein vorbestimmter VPI-Wert und ein vorbestimmter Spannen-(oder
beliebiger) VCI-Wert dieser PVC zugewiesen. Die ATM-Zelle, wo der
vorbestimmte VPI-Wert und der vorbestimmte Spannen-(oder beliebige)
VCI-Wert ihrem Header zugewiesen sind, wird von dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 übertragen,
und wird dann fest an den Zugriffsserver 104 durch die
ATM-Vermittlung 103 (in 2 gezeigt)
transferiert. Auch die umgekehrte Richtung ist dieselbe. Das heißt, dass
der Zugriffsserver 104 und der DSLAM 102 kontinuierlich
verbunden sind, und die ATM-Vermittlung 103 (in 2 gezeigt)
deshalb nicht die Verbindungs-/Trennungsprozeduren zwischen dem
Zugriffsserver 104 und dem DSLAM 102 durchführen braucht.
-
Wie
oben beschrieben, ist eine PVC vorweg zwischen dem DSLAM 102 und
dem Zugriffsserver 104 gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingerichtet. Es werden, mit anderen
Worten, eine vorbestimmte Anzahl von ATM VCs (VCI-Verbindungen)
und eine vorbestimmte Kommunikationsbandbreite vorweg zwischen dem DSLAM 102 und
dem Zugriffsserver 104 gesichert.
-
Außerdem wird,
gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die Prozedur zum Etablieren einer Verbindung
durch Verwenden von OAM-Zellen zwischen dem SVC Cont. 807 des
Anschlusses, der eine Teilnehmerleitung beherbergt und in dem DSLAM 102 enthalten ist,
und dem Con. Mgr. 902, der in dem Zugriffsserver 104 enthalten
ist, der ein Verbindungsbestimmungsort ist, basierend auf der von
der Teilnehmerleitungsseite ausgestellten ATM-VC-Anforderung durchgeführt, so
dass eine einzelne ATM-VC (d.h., ein Paar von einem VPI und einem
VCI) innerhalb der PVC zwischen dem mit der Teilnehmerleitung verbundenen
Modem 101 und dem Zugriffsserver 104 zugeteilt wird.
-
Als
ein Ergebnis wird es möglich,
eine Kommunikation zwischen dem mit dem Modem 101 verbundenen
PC 106 und dem Zugriffsserver 104 zu tätigen. Wenn
die Kommunikation zwischen dem PC 106 und dem Zugriffsserver 104 vollendet
ist, wird diese ATM-VC freigegeben.
-
In
diesem Fall können
die Anzahl von ATM-VCs (die Anzahl von VCIs) und die Kommunikationsbandbreite,
die für
die PVC vorweg gesichert sind, viel kleiner sein als die für die in
dem Fall erforderlichen, wo sämtliche
der mit dem DSLAM 102 mit der PVC verbundenen Modems 101 gleichzeitig
mit den der PVC entsprechenden Zugriffsservern 104 kommunizieren.
(Zum Beispiel ein Fünftel
bis ein Zehntel oder ähnlich).
Dieses ist so, weil die Anzahl gemeiner Heimbereichsverwender, die
möglicherweise
und gleichzeitig Kommunikationen tätigen können, statistisch gleich oder
weniger als ein Fünftel
bis ein Zehntel der Gesamtanzahl der Benutzer ist.
-
Außerdem sind
der DSLAM 102 und der Zugriffsserver 104 durch
die oben beschriebene PVC kontinuierlich verbunden, wodurch eine
Verbindungssteuerung bedeutsam vereinfacht werden kann, und auch
die Antwortleistungsfähigkeit
im Vergleich mit dem Fall verbessert werden kann, wo der DSLAM 102 und
der Zugriffsserver 104 durch eine SVC für jeden Anruf verbunden werden.
Darüber
hinaus kann die Steuerung zum Etablieren/Freigeben einer ATM-VC
innerhalb der PVC effizient durchgeführt werden mit der Steuerung,
die eine Leerlauf-VC-Angabezelle und ein aufgestelltes VC-Verzeichnis
verwendet, was die vorliegende Erfindung betrifft und später beschrieben
werden wird.
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<Konfiguration des Zugriffsservers 104>
-
10 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Zugriffsservers 104 auf
der ISP-Seite zeigt, die in 2 gezeigt
ist.
-
Ein
SONET-Schnittstellenschaltkreis 901 ist mit der in 2 gezeigten
ATM-Vermittlung 103 verbunden.
-
Wie
oben beschrieben, ist eine PVC vorweg zwischen dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 901 und
dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 innerhalb
des DSLAM 102 etabliert, der davon erreichbar ist.
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Ein
Con.Mgr (Verbindungsverwalter) 902 ist ein Teilstück, das
im Besonderen die vorliegende Erfindung betrifft, und führt die
gesamte Steuerung zum Verbinden/Trennen einer ATM-VC innerhalb einer PVC
(später
zu beschreiben) durch, die zwischen dem DSLAM 102 und dem
Zugriffsserver 104 selbst etabliert ist. Seine Details
werden später
beschrieben werden.
-
Eine
SAR 903 setzt ein IP-Datagramm aus der ATM-Zelle zusammen,
die von dem Con.Mgr 902 weitergegeben ist, der mit der
SAR 903 verbunden ist, in der Reihenfolge von 7(d) bis 7(a),
und gibt das zusammengesetzte IP-Datagramm an einen IP-Router 904 weiter.
-
Umgekehrt
setzt die SAR 903 eine ATM-Zelle aus dem IP-Datagramm zusammen,
das von dem IP-Router 904 weitergegeben ist, in der Reihenfolge von 7(a) bis 7(d),
und gibt die zusammengesetzte Zelle an den Con.Mgr. 902 weiter,
mit dem die SAR 903 verbunden ist.
-
Der
IP-Router 904 routet bzw. leitet das IP-Datagramm durch
Identifizieren der öffentlichen IP-Adresse,
die in dem Header des von der SAR 903 weitergegebenen IP-Datagramms
spezifiziert ist, wandelt das IP-Datagramm in das physikalische Rahmenformat
der ausgabeseitigen Leitung um, und überträgt es an das Internet 105.
-
Ein
DHCP-(Dynamic Host Configuration Protocol) Server 905 weist
eine IP-Adresse an einem PC 106 mit DHCP-Prozeduren zu,
wenn er beginnt, eine PPP-Kommunikation mit dem PC 106 zu
tätigen.
-
<Details der Leitungsverbindungsprozeduren>
-
Unten
ist die Erläuterung
hinsichtlich der Details der in der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementierten Leitungsverbindungsprozeduren
bereitgestellt, welche die oben beschriebene Konfiguration hat.
-
Die
Neustartoperationen einer xDSL-Leitung, wenn das Modem 101 angeschaltet
bzw. hochgefahren wird, wurden früher beschrieben.
-
Und
zwar überträgt das Modem 101 einen Aufwärtsstrom
mit einer vorbestimmten Frequenz an den DSLAM 102 über den
xDSL-Treiber 712,
wenn die Energieversorgung angeschaltet wird.
-
Der
Frequenzdetektor 802 des Ports, der die mit dem Modem 101 verbundene
Teilnehmerleitung beherbergt und in dem DSLAM 102 enthalten
ist, erfasst einen Aufwärtsstrom
mit einer vorbestimmten Frequenz auf der Teilnehmerleitung über den
Hybridschaltkreis 801, mit dem der Frequenzdetektor 802 verbunden
ist. Wenn der Frequenzdetektor 802 diesen Aufwärtsstrom
erfasst, schaltet der mit dem Frequenzdetektor 802 verbundene
Leistungscontroller 803 den xDSL-Treiber 804 und
den SVC Cont. 807 ein, die mit dem Leistungscontroller 803 verbunden sind.
Als ein Ergebnis kann eine Verschwendung elektrischer Leistung vermieden
werden, wenn keine Kommunikation getätigt wird.
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Der
Frequenzdetektor 802 fährt
fort mit einem Überwachen
des Aufwärtsstroms
mit der vorbestimmten Frequenz auf der Teilnehmerleitung über den
Hybridschaltkreis 801, mit dem der Frequenzdetektor 802 verbunden
ist, selbst nachdem die entsprechende xDSL-Leitung neu gestartet
wurde.
-
Wenn
der Frequenzdetektor 802 eine Unstetigkeit des Aufwärtsstroms
erfasst, bestimmt er, dass das Modem 101 abgeschaltet wird
bzw. ist. Dann schaltet der mit dem Frequenzdetektor 802 verbundene
Leistungscontroller 803 den xDSL-Treiber 804 und
den SVC Cont. 807 ab, die mit dem Leistungscontroller 803 verbunden
sind. Als ein Ergebnis kann eine fortwährende Verschwendung elektrischer
Leistung vermieden werden.
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Als
Nächstes
ist eine Erläuterung
hinsichtlich der Details der in der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung implementierten Leitungsverbindungsprozeduren
bereitgestellt.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung empfängt
der SVC Cont. 807 innerhalb jedes Ports eine Leerlauf-VC-Angabezelle, die
eine OAM-Zelle ist, über
die ATR 809 und die ATM-Matrix 810, mit der der
SVC Cont. 807 verbunden ist, innerhalb des in 9 gezeigten
DSLAM 102.
-
Die
Leerlauf-VC-Angabezelle wird durch den Con.Mgr. 902 innerhalb
des Zugriffsservers 104 übertragen, der in 10 gezeigt
ist. Der Con.Mgr. 902 sendet an sämtliche der Geräte innerhalb
des ATM-Netzwerks den VPI/VCI einer ATM-VC, die in der Spanne der
ATM-VC nicht verwendet ist, die zu der PVC gehört, die der Con.Mgr. 902 selbst
besitzt, über
den SONET-Schnittstellenschaltkreis 901 als die
Leerlauf-VC- Angabezelle,
bei regulären
Zeitintervallen (so wie bei Fünf-Minuten-Intervallen).
-
11 zeigt
die Datenstruktur einer OAM-Zelle, die die Leerlauf-VC-Angabezelle
bilden kann.
-
Weil
die OAM-Zelle innerhalb eines ATM-Netzwerkes ausgesendet wird, kann
der Wert des in einem Zellen-Header enthaltenen VPI/VCI beliebig
sein (er wird ignoriert). Außerdem
ist der Wert (111), der eine Referenz auf das Innere einer Nutzlast anweist,
als ein Nutzlasttyp zugewiesen.
-
Die
Nutzlast der OAM-Zelle speichert eine AAL5-(ATM Adaptation Layer
5) Protokolldateneinheit.
-
Der
Wert "00000001", der die Leerlauf-VC-Angabezelle
angibt, ist an das erste Oktett als ein Zellentyp-Identifizierer
zugewiesen.
-
Der
VPI/VCI, der eine ATM-VC angibt, die der Con.Mgr. 902 aktuell
nicht verwendet, wird besonders in einem Informationsfeld als ein
Merkmal der Leerlauf-VC-Angabezelle gespeichert.
-
Die
Leerlauf-VC-Angabezelle wird durch jeden SVC Cont. 807 von
der ATM-Vermittlung 103 (in 2 gezeigt) über den
SONET-Schnittstellenschaltkreis 811, die ATM-Matrix 810,
und jeden ATR 809 empfangen, die in dem in 9 gezeigten
DSLAM 102 enthalten sind.
-
Beim
Empfang der Leerlauf-VC-Angabezelle extrahiert der SVC Cont. 807 den
VPI/VCI der Leerlauf-ATM-VC, die in dem Informationsfeld der Zelle gespeichert
ist, und registriert den extrahierten VPI/VCI an ein aufgestelltes
VC-Verzeichnis,
das im Besitz des SVC Cont. 807 ist.
-
Das
aufgestellte VC-Verzeichnis speichert nicht nur die Information über eine
Leerlauf-ATM-VC, sondern auch die Information über die ATM-VC, die durch den
Port verwendet ist, zu dem das Verzeichnis aktuell selbst gehört.
-
12 zeigt
die Datenstruktur des aufgestellten VC-Verzeichnisses.
-
Dieses
Verzeichnis speichert, für
jede ATM-VC, die Port-Nummer
(NW Port #) des SONET-Schnittstellenschaltkreises 811 des
DSLAM 102, zu welchem eine ATM-VC gehört, eine STS-Kanalnummer (STS
CH#), die die SONET-Schnittstelle konfiguriert, bei welcher der
SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 terminiert
bzw. abschließt,
den VPI (VPI #)/VCI (VCI #) der ATM-VC, eine ATM-Adresse des Zugriffsservers 104,
zu welchem die ATM-VC gehört,
einen Identifizierer (ISP ID) des ISP (Internet Service Provider),
der den Zugriffsserver 104 verwaltet, und den aktuellen
Verwendungszustand (Status) der ATM-VC. Eine Vielzahl von PCs 106 kann
mit der Teilnehmerleitung verbunden sein, die durch den Port beherbergt
ist, zu welchem dieses Verzeichnis gehört, über das Modem 101,
und jeder der PCs 106 kann individuell eine PPP-Sitzung
mit dem Zugriffsserver 104 etablieren. Deshalb kann eine
einem Zugriffsserver 104 entsprechende ATM-Adresse an Einträge einer
Vielzahl von ATM-VCs in dem oben beschriebenen Verzeichnis zugewiesen
sein.
-
Der
SVC Cont. 807 innerhalb des Ports, der jeder Teilnehmerleitung
innerhalb des DSLAM 102 entspricht, kann kontinuierlich
identifizieren, welche ATM-VC nicht für jeden Zugriffsserver 104 verwendet wird,
durch Referenzieren des aufgestellten VC-Verzeichnisses im Besitz
des SVC Cont. 807. Deshalb kann ein Teilnehmeranruf mit
einer Leerlauf-ATM-VC innerhalb der PVC verbunden werden, die dem
Zugriffsserver 104 entspricht, der ein Verbindungsbestimmungsort
ist, ohne Bestätigen
an ein externes Netzwerk-Verwaltungssystem oder ein Aufwärtsstrom-Gerät, mit den
folgenden Prozeduren.
-
13 zeigt
die Sequenz zum Etablieren einer Ende-zu-Ende-Verbindung.
-
Die
Operationen zum Anschalten bzw. Hochfahren des Ports auf der Seite
des DSLAM 102, wenn das Modem 101 angeschaltet
bzw. hochgefahren wird, sind dieselben wie die oben beschriebenen
(S1 und S2 von 13).
-
Als
Nächstes
wird eine IP-Tunnel-Anforderung von dem PC 106 (in 2 gezeigt)
an das Modem 101 ausgestellt (S3 von 13).
-
Die
Details der IP-Tunnel-Anforderung sind in der Sequenz von 14 veranschaulicht.
Die folgende Sequenz basiert auf einem PPTP. Jedoch ist die auf
einem L2TP basierende Sequenz dieser Sequenz ähnlich.
-
Als
Erstes stellt der PNS 702 innerhalb des PC 106 eine
Startsteuerungsverbindungs-Anforderung an den PCC 703 (in 8 gezeigt)
innerhalb des Modems 101 aus (S3-1 von 14).
Diese Anforderung ist eine PPTP-Steuernachricht zum Etablieren einer
Steuerverbindung zwischen dem PNS 702 und dem PAC 703,
und hat die in 15 gezeigte Struktur.
-
In 15 ist "Length" (bzw. "Länge") der Gesamtdatenlänge der Startsteuerverbindungs-Anforderung. "PPTP-Message Type" (bzw. "PPTP-Nachrichtentyp") ist auf den Wert "1" gesetzt, der die Steuernachricht angibt. "Magic Cookie" (bzw. "Magisches Cookie") ist der Code zum
Validitätsprüfen zugewiesen.
In "Control Message
Type" (bzw. "Steuernachrichtentyp") ist der Wert "1" zugewiesen, der die Startsteuerverbindungs-Anforderung
angibt. Sämtliche
der Bits von "Reserved0" (bzw. "Reserviert 0") und "Reserved1" (bzw. "Reserviert 1") sind auf "0" gesetzt. "Protocol Version" (bzw. "Protokollversion") ist die von einer Übertragungsseite angeforderte PPTP-Version
zugewiesen. "Framing
Capabilities" (bzw. "Rahmenfähigkeiten") ist ein Rahmentyp
zugewiesen, den die Übertragungsseite
bereitstellen kann. "1" ist zugewiesen für asynchrones
Rahmen, während "2" zugewiesen ist für synchrones Rahmen. "Bearer Capabilities" (bzw. "Trägerfähigkeiten") ist die Trägerfähigkeit
zugewiesen, die die Übertragungsseite
bereitstellen kann. "1" ist zugewiesen für eine analoge
Zugriffsunterstützung,
während "2" zugewiesen ist für eine digitale Zugriffsunterstützung. "Maximum Channels" (bzw. "Maximale Kanäle") ist die Anzahl
von PPP-Sitzungen zugewiesen, die der PAC 703 unterstützen kann.
Da dieses Feld durch den PAC 703 zugewiesen ist, sind sämtliche
Bits dieses Feldes auf "0" gesetzt.
-
"Firmware Revision" (bzw. "Firmware-Revision") ist die Firmware-Versionsnummer
des PNS 702 zugewiesen. "Rost Name" (bzw. "Host-Name") ist der Host-Name des PNS 702 zugewiesen.
Dieser Host-Name kann durch ein DNS (Domain Name System) identifiziert
werden. "Vendor
String" (bzw. "Lieferantzeichenkette") ist der Lieferantenname
des PNS 702 zugewiesen.
-
Beim
Empfang der oben beschriebenen Startsteuerverbindungs-Anforderung gibt
der PAC 703 eine Startsteuerverbindungs-Erwiderung an den PNS 702 innerhalb
des PC 106 zurück,
der die Startsteuerverbindungs-Anforderung übertrug (S3-2 von 14).
Diese Erwiderung ist auch eine PPTP-Steuernachricht und hat die in 16 gezeigte
Struktur.
-
Die
in 16 gezeigte Datenstruktur ähnelt der in 15 gezeigten
Datenstruktur. Jedoch ist "Control
Message Type" (bzw. "Steuernachrichtentyp") der Wert "2" zugewiesen, was die Startsteuerungsverbindungs-Erwiderung
angibt. Außerdem
ist "Result Code" (bzw. "Ergebniscode") "1" zugewiesen, wenn ein Kanal erfolgreich
etabliert ist, "2", wenn ein allgemeiner
Fehler auftritt, "3", wenn ein Befehlskanal
aktuell existiert, "4", wenn die Anforderung
keine Autorität
zum Etablieren eines Befehlskanals hat, und "5",
wenn die Protokollversion der Anforderung nicht unterstützt wird.
Weiterhin werden Details eines Problems nur angezeigt, wenn ein
allgemeiner Fehler auftritt. "Maximum
Channels" (bzw. "Maximale Kanäle") ist die Anzahl
von PPP-Sitzungen zugewiesen, die der PAC 703 unterstützen kann. "Host Name" (bzw. "Host-Name") ist der DNS-Host-Name
des PAC 703 zugewiesen.
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Beim
Empfang der Startsteuerverbindungs-Erwiderung überträgt der PNS 702 innerhalb des
PC 106 "StLinkInfo" (S3-3). Das "SetLinkInfo" ist eine PPTP-Steuernachricht,
die zum Setzen einer PPP-Arbitriert-Option übertragen ist, und hat die
in 17 gezeigte Struktur.
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In 17 ist "Length" (bzw. "Länge") die Gesamtdatenlänge des "SetLinkInfo". "PPTP
Message Type" (bzw. "PPTP-Nachrichtentyp") ist auf "1" gesetzt, was die Steuernachricht angibt. "Magic Cookie" (bzw. "Magisches Cookie") ist der Code zum
Validitätsprüfen zugewiesen. "Control Message Type" (bzw. "Steuernachrichtentyp") ist auf den Wert "15" gesetzt, was das "SetLinkInfo" angibt. Sämtliche
der Bits von "Reserved0" und "Reserved1" sind auf "0" gesetzt. "Peer's
Call ID" (bzw. "Anruf-ID des Peers") ist ein Anrufidentifizierer
zugewiesen, den der PAC 703 diesem Anruf zuweist. "SendACCM" (bzw. "ACCM Senden") und "ReceiveACCM" (bzw. "ACCM Empfangen") sind jeweils einem
ACCM zugewiesen, das ein Client für ausgehende und eingehende PPP-Pakete
verwendet.
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Dann
stellt der PNS 702 innerhalb des PC 106 eine ausgehende
Anrufanforderung an den PAC 703 innerhalb des Modems 101 (S3-4).
Diese Anforderung ist eine PPTP-Steuernachricht, um den PAC 703 aufzufordern,
einen externen Anruf zu verursachen (Zugriffsserver 104).
Diese Anforderung enthält die
Information, die zum Verursachen eines Anrufs erforderlich ist,
und die Information zum Steuern eines Datentransfers. Sie hat die
in 18 gezeigten Struktur.
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In 18 ist "Length" (bzw. "Länge") die Gesamtdatenlänge dieser Anforderung. "PPTP Message Type" (bzw. "PPTP-Nachrichtentyp") ist auf den Wert "1" gesetzt, was die Steuernachricht angibt. "Magic Cookie" (bzw. "Magisches Cookie") ist der Code zum
Validitätsprüfen zugewiesen. "Control Message Type" (bzw. "Steuernachrichtentyp") ist auf den Wert "7" gesetzt, was den ausgehenden Anruf angibt.
Sämtliche
der Bits von "Reserved0" und "Reserved1" sind auf "0" gesetzt. "Call ID" (bzw. "Anruf-ID") ist ein Identifizierer zum eindeutigen
Identifizieren eines Paares des PNS 702 und des PAC 703 zugewiesen,
d.h., ein IP-Tunnel. "Call
Serial Number" (bzw. "Anrufseriennummer") ist ein Identifizierer
zum Identifizieren dieses Anrufs in Log-Information zugewiesen. "Minimum BPS" und "Maximum BPS" sind minimale und
maximale Leitungsgeschwindigkeiten (Bits pro Sekunde) zugewiesen,
die für
diese Sitzung zulässig
sind. "Baerer Capabilities" (bzw. "Trägerfähigkeiten") ist eine für diesen
ausgehenden Anruf erforderliche Trägerfähigkeit zugewiesen. "1" ist an den auf einem analogen Kanal
etablierten Anruf zugewiesen, während "2" an den auf einem digitalen Kanal etablieren
Kanal zugewiesen ist. "3" ist an einen auf einem
beliebigen Kanal etablierten Anruf zugewiesen. "Framing Type" (bzw. "Rahmentyp") ist ein PPP-Rahmentyp zugewiesen. "1" ist für einen Anruf zugewiesen, der
asynchrones Rahmen verwendet, während "2" für
einen Anruf zugewiesen ist, der synchrones Rahmen verwendet. "Packet Recv. Window Size" (bzw. "Paket-Empfangs-Fenstergröße") ist die Anzahl
empfangenen Datenpakete zugewiesen, die der PNS 702 für diese
Sitzung puffert. "Packet
Processing Delay" (bzw. "Paketverarbeitungsverzögerung") ist die Dauer einer
Paketverarbeitungsverzögerung-Erweiterung
der Daten, die von dem PAC 703 an den PNS 702 zu übertragen
sind, in Einheiten von Zehnteln einer Sekunde zugewiesen. "Phone Number Length" (bzw. "Telefonnummernlänge") ist die Anzahl
von Ziffern einer Telefonnummer in einem "Phone Number"-(bzw. "Telefonnummer") zugewiesen. "Phone Number" (bzw. "Telefonnummer") und "Subaddress" (bzw. "Subadresse") ist die ATM-Adresse des Zugriffsservers 104 zugewiesen.
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Beim
Empfang der oben beschriebenen ausgehenden Anrufanforderung von
dem PC 106 gibt der PPTP-Controller 705 (in 8 gezeigt),
der dem oben beschriebenen Anruf entspricht und in dem PAC 703 enthalten
ist, innerhalb des Modems 101 an den Q.2931-Prozessor 709 die "Phone Number" und die "Subaddress" des Zugriffsservers 104 weiter,
die aus der ausgehenden Anrufanforderung extrahiert sind, und gibt
an den IP-Tunnel-ATM-VC-Unterhändler 707 das "Minimum BPS" und das "Maximum BPS" weiter, die aus
der Anforderung extrahiert sind.
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Der
in 8 gezeigten IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707 führt die
folgenden Steueroperationen aus, um zu vermeiden, dass eine Stauung
auf einer xDSL-Leitung auftritt, die UBR (Unspecified Bit Rate bzw.
unspezifizierte Bitrate) gesteuert ist. Das heißt, dass der IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707 das
minimale PPS und das maximale PPS, die die oben beschriebene IP-Tunnelanforderung
erfordert, in eine minimale Zellenrate bzw. eine maximale Zellenrate
umwandelt, die Parameter einer ATM-VC sind, und die umgewandelten
Raten mit der Bandbreite der xDSL-Leitung und der aktuell nicht
verwendeten Bandbreite vergleicht, die von dem Ressourcenverwalter 708 empfangen
sind. Als ein Ergebnis des Vergleichs fordert der IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707 den PPTP-Controller 705 zum Ändern dieser
Werte auf, wenn die Werte der IP-Tunnel-Anforderung ungeeignet sind.
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Wenn "Phone Number" und "Subaddress" des Zugriffsservers 104 von
dem PPTP-Controller 705 weitergegeben sind, stellt der
in 8 gezeigte Q.2931-Prozessor 709 an den
DSLAM 102 die AT-VC-Anforderung aus, wo die ATM-Adresse
des Zugriffsservers 104 gemäß den ITU-T Q.2931-Signalisierungsprozeduren
spezifiziert ist (S4 von 13 oder 14).
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Diese
ATM-VC-Anforderung wird in eine ATM-Zelle zur UNI-(User Network Interface
bzw. Benutzernetzwerk-Schnittstelle) Signalisierung in der in 8 gezeigten
SAR 710 umgewandelt, und wird an eine Teilnehmerleitung,
die eine xDSL-Leitung ist, über
den Zellenmultiplexschaltkreis 711 und den xDSL-Treiber 712 übertragen.
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In
dem in 9 gezeigten DSLAM 102, beim Empfang der
oben beschriebenen ATM-VC-Anforderung über den Hybridschaltkreis 801,
den xDSL-Treiber 804, den UPC 808 und die ATR 809,
sucht der SVC Cont. 807 nach einer Leerlauf-VC mit den
folgenden Prozeduren.
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Als
Erstes identifiziert der SVC Cont. 809 aus der ATM-VC-Anforderung die ATM-Adresse
des Zugriffsservers 104, der der Verbindungsbestimmungsort
ist.
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Der
SVC Cont. 807 sucht dann die ATM-VC-Gruppe einschließlich der
ATM-Adresse des Zugriffsservers 104 in dem aufgestellten
VC-Verzeichnis (Verweis auf 12), und
extrahiert den Eintrag einer ATM-VC, deren aktueller Verwendungsstatus
unbelegt ist, das heißt,
eine Leerlauf-ATM-VC von der durchsuchten Gruppe.
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Wenn
der SVC Cont. 807 erfolgreich den Eintrag der Leerlauf-ATM-VC extrahiert,
bestätigt
er, dass der an den extrahierten Eintrag zugewiesene VPI/VCI nicht
verwendet wird, durch Kommunizieren mit dem Con.Mgr. 902 innerhalb
des Zugriffsservers 104, der der Verbindungsbestimmungsort
ist.
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Genauer
genommen überträgt der SVC Cont. 87 eine
Verbindungsbestätigungszelle,
die eine OAM-Zelle ist (S6 von 13). Diese
OAM-Zelle hat die in 11 gezeigte oben beschriebene
Datenstruktur. Der Wert "00000002", der die Verbindungsbestätigungszelle
angibt, wird als der Zellentyp Identifizierer innerhalb der Nutzlast
zugewiesen. Außerdem
werden die ATM-Adresse des Zugriffsservers 104, der der
Verbindungsbestimmungsort ist, der VPI/VCI der Leerlauf-ATM-VC, die ATM-Adresse
des DSLAM 102, und die Port-Nummer des SVC Cont. 807 in
dem Informationsfeld gespeichert.
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Die
oben beschriebene Verbindungsbestätigungszelle wird von dem SVC
Cont. 807 an die ATM-Matrix 810 über die
ATR 809 eingegeben, in der ATM-Matrix 810 kopiert,
und von sämtlichen
der SONET-Schnittstellenschaltkreise 811 als eine OAM-Zelle
ausgesendet, in 9.
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Wenn
die OAM-Zelle den Con.Mgr 902 (Verweis auf 10)
innerhalb des Zugriffsservers 104, der der Verbindungsbestimmungsort
ist, erreicht, identifiziert der Con.Mgr 902, dass diese
OAM-Zelle die an den Con.Mgr 902 selbst adressierte Verbindungsbestätigungszelle
ist durch Erkennen des in der Nutzlast der OAM-Zelle gespeicherten
Zellentyp-Identifizierers und der in dem Informationsfeld innerhalb
der Nutzlast gespeicherten ATM-Adresse von sich selbst.
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Der
Con.Mgr 902 bestimmt dann, ob oder nicht der VPI/VCI, der
in dem Informationsfeld innerhalb der Nutzlast dieser Verbindungsbestätigungszelle
gespeichert ist, aktuell verwendet wird (S7 von 13).
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Wenn
der Con.Mgr 902 bestimmt, dass VPI/VCI aktuell nicht verwendet
werden, überträgt er eine
Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle,
die eine OAM-Zelle ist (S8 von 13). Diese
OAM-Zelle hat die in 11 gezeigte oben beschriebene
Datenstruktur, und der Wert "00000003", der die Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle
angibt, wird als der Zellentyp-Identifizierer innerhalb der Nutzlast
zugewiesen. Die Inhalte des Informationsfeldes der oben beschriebenen
Verbindungsbestätigungszelle werden
in dem Informationsfeld unverändert
gespeichert.
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Diese
Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle
wird als die OAM-Zelle von dem Con.Mgr. 902 über den
SONET-Schnittstellenschaltkreis 901 in 10 ausgesendet
(S8 von 13).
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Wenn
diese OAM-Zelle den DSLAM 102 erreicht, der der Verbindungsbestimmungsort
ist, wird sie von dem SONET-Schnittstellenschaltkreis 811 an die
ATM-Matrix 810 transferiert, kopiert, und an die ATRs 809 innerhalb
sämtlicher
der Ports, in 9 gezeigt, ausgesendet.
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Beim
Empfang der OAM-Zelle über
die ATR 809 identifiziert der SVC Cont. 807, der
die Verbindungsbestätigungszelle übertrug,
dass diese OAM-Zelle die an den SVC Cont. 807 selbst adressierte
Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle
ist durch Erkennen des in der Nutzlast der OAM-Zelle gespeicherten
Zellentyp-Identifizierers und seine eigenen, in dem Informationsfeld
innerhalb der Nutzlast gespeicherten ATM-Adresse.
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Beim
Empfang der Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle überträgt der SVC
Cont. 807 eine Verbindungsholzelle, die eine OAM-Zelle ist,
an den Zugriffsserver 104, der der Verbindungsbestimmungsort
ist (S9 von 13). Diese OAM-Zelle hat die in 11 gezeigte
oben beschriebene Datenstruktur. Der Wert "00000004", der die Verbindungsholzelle angibt,
wird als der Zellentyp-Identifizierer
innerhalb der Nutzlast zugewiesen. Die ATM-Adresse des Zugriffsservers 104,
der der Verbindungsbestimmungsort ist, der VPI/VCI der Leerlauf-ATM-VC, die ATM-Adresse
des DSLAM 102, und die Port-Nummer des SVC Cont. 807 werden
in dem Informationsfeld gespeichert.
-
Außerdem ändert der
SVC Cont. 807 den Verwendungszustand des entsprechenden
Eintrags in dem aufgestellten VC-Verzeichnis in den Belegt-Zustand
bei einem vorbestimmten Zyklus.
-
Weiterhin
steuert der SVC Cont. 807 die ATM-Matrix 810,
und verbindet den SONET-Schnittstellenschaltkreis 811,
der den Zugriffsserver 104 erreichen kann, der ein Verbindungsbestimmungsort ist,
und die ATR 809, mit der der oben beschriebene SVC Cont. 807 verbunden
ist, für
die ATM-Zelle mit dem
erhaltenen VPI/VCI der ATM-VC.
-
Die
oben beschriebene Verbindungsholzelle wird empfangen und identifiziert
durch den Con.Mgr. 902 innerhalb des Zugriffsservers 104,
der der Verbindungsbestimmungsort ist, in einer ähnlichen Weise wie in dem Fall
der Verbindungsbestätigungszelle.
-
Danach überträgt der Con.Mgr. 902 nicht eine
Leerlauf-VC-Angabezelle
für den
als die Verbindungsholzelle spezifizierten VPI/VCI.
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Beim
Empfang der Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle
meldet der SVC Cont. 807 zuerst dem Modem 101,
das die ATM-VC-Anforderung
ausstellte, einen lokalen VPI/VCI zusammen mit der Etablierung der
Verbindung mit den Q.2931-Signalisierungsprozeduren
(S10 von 13 oder 14).
-
Gleichzeitig
bildet der SVC Cont. 807 den lokalen VPI/VCI und den VPI/VCI
der Leerlauf-ATM-VC, identifiziert für den Zugriffsserver, in der
Tabelle innerhalb der ATR 809 ab. Als ein Ergebnis sind
das Modem 101 und der Zugriffsserver 104 verbunden.
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In 8,
beim Empfang der oben beschriebenen Meldung von dem DSLAM 102,
meldet der Q.2931-Prozessor 709 innerhalb des Modems 101 dem
PPTP-Controller 705 über
den IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707,
dass die Verbindung hergestellt ist.
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Als
ein Ergebnis gibt der PPTP-Controller 705 eine ausgehende
Anruferwiderung an den PNS 702 innerhalb des PC 106 zurück (S11
von 13 oder 14). Diese
Erwiderung ist eine PPTP-Steuernachricht ähnlich einer ausgehenden Anrufanforderung
und hat die in 19 gezeigte Struktur.
-
Genauer
genommen setzt der PPTP-Controller 705 das Arbitrierungsergebnis
bzw. Entscheidungsergebnis des Leitungsgeschwindigkeits-Anforderungswertes,
der von dem IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 702 gemeldet
ist, auf "Connect
Speed" (bzw. "Verbindungsgeschwindigkeit").
-
In 19 ist "Control Message Type" (bzw. "Steuernachrichtentyp") auf den Wert "8" gesetzt, was die ausgehende Anruferwiderung
angibt. "Call ID" (bzw. "Anruf-ID") ist der Identifizierer
zum eindeutigen Identifizieren eines Paares des PNS 702 und des
PAC 703, d.h. ein IP-Tunnel,
zugewiesen. "Peer's Call ID" (bzw. "Anruf-ID des Peers") ist auf denselben
Wert wie der von "Call
ID" gesetzt (Verweis
auf 18), der auf die ausgehende Anrufanforderung gesetzt
ist. "Result Code" (bzw. "Ergebniscode") ist der Wert der
ausgehenden Anrufanforderung zugewiesen, und zwar wird "1" zugewiesen, wenn ein Anruf etabliert
ist. "2" wird zugewiesen, wenn
ein allgemeiner Fehler auftritt. "3" wird
zugewiesen, wenn kein Träger
extrahiert wird. "4" wird zugewiesen,
wenn eine Leitung belegt ist. "5" wird zugewiesen,
wenn es keinen Wählton
gibt. "6" wird zugewiesen,
wenn ein Zeitablauf auftritt. "7" wird zugewiesen,
wenn ein Anruf abgelehnt wird. Außerdem werden Details eines
Problems nur angezeigt, wenn ein allgemeiner Fehler auftritt. "Cause Code" (bzw. "Grundcode") ist ein weiterer
detaillierter Grundcode zugewiesen. "Connect Speed" (bzw. "Verbindungsgeschwindigkeit") ist eine Leitungsgeschwindigkeit zugewiesen,
die ein Arbitrierungsergebnis bzw. Entscheidungsergebnis von dem
IP-Tunnel-/ATM-VC-Unterhändler 707 ist,
wie oben beschrieben. In "Packet
Recv. Window Size" (bzw. "Paket-Empfangsfenstergröße") ist die Anzahl
empfangener Datenpakete zugewiesen, die der PNS 702 für diese
Sitzung puffert. "Packet
Processing Delay" (bzw. "Paketverarbeitungsverzögerung") ist eine Paketverarbeitungsverzögerungs-Erweiterung
für die von
dem PAC 703 an den PNS 702 übertragenen Daten in Einheiten
von Zehnteln einer Sekunde zugewiesen. "Physical Channel ID" (bzw. "ID des physikalischen Kanals") ist eine Information
in Abhängigkeit von
einem Lieferanten und ist "don't care" (bzw. "beliebig") in dieser Spezifikation.
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Der
PNS 702 innerhalb des PC 106 empfängt die
oben beschriebene ausgehende Anruferwiderung, so dass ein IP-Tunnel etabliert
wird und eine PPP-Kommunikation gestartet wird (S12 von 13).
-
Dann
wird eine IP-Adressenanforderung von dem PC 106 an den
DHCP-Server 905 innerhalb des Zugriffsservers 104 übertragen,
der der Verbindungsbestimmungsort ist (S13 von
-
13),
und eine IP-Adresse wird von dem DHCP-Server 905 an den
PC 106 in Ansprechen auf diese Anforderung zugewiesen.
Zu dieser zeit ändert der
Con.Mgr. 902 die PPP-Einstellung
(S15 von 13).
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Auf
diese Weise wird eine PPP-Sitzung zwischen dem PC 106 und
dem IP-Router 904 innerhalb des Zugriffsservers 104 etabliert
(S16 von 13). Danach wird es möglich, auf
der Internet 105 mit der oben beschriebenen IP-Adresse
zuzugreifen.
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Der
Zugriffsserver 104 enthält
die Zuordnungstabelle zwischen einer PPP-Sitzungs-ID und dem VPI/VCI
einer ATM-VC, die ein PPP-Paket transferiert.
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20 und 21 zeigen
die Listen von OAM-Zellen, die in der bevorzugten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden oder möglicherweise verwendet werden,
und erläutern
die jeweiligen OAM-Zellen.
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<Details der Leitungsterminierungsprozeduren>
-
Zuerst
ist die Erläuterung
hinsichtlich der Operationen bereitgestellt, wenn eine Leitungsterminierungsanforderung
von dem Modem 101 empfangen wird.
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Zuerst
empfängt
der SVC Cont. 807 innerhalb des DSLAM 102 eine
Anrufterminierungsanforderung konform zu den Q.2931-Signalisierungsprozeduren
von einem gegenüberliegenden
Modem 101.
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Der
SVC Cont. 807 hebt die Abbildung des entsprechenden VPI/VCI
in der ATR 809 gemäß der Anrufterminierungsanforderung
auf.
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Außerdem stellt
der SVC Cont. 807 den Verwendungszustand des dem VPI/VCI
entsprechenden Eintrags zu dem Unbelegt-Status in dem ausgestellten
VC-Verzeichnis in einem vorbestimmten Zyklus wieder her.
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Weiterhin überträgt der SVC
Cont. 807 eine Verbindungsfreigabezelle, die eine OAM-Zelle
ist. Diese OAM-Zelle
hat die in 11 gezeigte oben beschriebene
Struktur. Der Wert "00000005", der die Verbindungsbestätigungszelle
angibt, wird als der Zellentypidentifizierer der Nutzlast zugewiesen.
Die ATM-Adresse
des Zugriffsservers 104, der ein Verbindungsbestimmungsort
ist, der VPI/VCI der ATM-VC entsprechend der Anrufterminierungsanforderung,
die ATM-Adresse
des DSLAM 102, und die Port-Nummer des SVC Cont. 807 werden
in dem Informationsfeld gespeichert.
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Die
oben beschriebene Verbindungsfreigabezelle wird von dem SVC Cont. 807 an
die ATM-Matrix 810 über
die ATR 809 eingegeben, kopiert, und als die OAM-Zelle
von sämtlichen
der SONET-Schnittstellenschaltkreisen 811, in 8,
ausgesendet.
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Wenn
die OAM-Zelle den Con.Mgr. 902 (Verweis auf 10)
innerhalb des Zugriffsservers 104 erreicht, der der Verbindungsbestimmungsort
ist, identifiziert der Con.Mgr. 902, dass diese OAM-Zelle eine
Verbindungsfreigabezelle ist, die an den Con.Mgr. 902 selbst
adressiert ist, durch Erkennen des in der Nutzlast der OAM-Zelle
gespeicherten Zellentypidentifizierers und seiner eigenen, in dem
Informationsfeld innerhalb der Nutzlast gespeicherten ATM-Adresse.
-
Der
Con.Mgr. 902 setzt dann die Übertragung der Leerlauf-VC-Angabezelle für den in
dem Informationsfeld innerhalb der Nutzlast der Verbindungsfreigabezelle
gespeicherten VPI/VCI fort.
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<Anrufterminierungsprozess aufgrund
eines Abschaltens des Modems 101>
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Wenn
z.B. die Energieversorgung des Modems 101 abgeschaltet
wird, wird eine xDSL-Leitung von der Teilnehmerseite terminiert,
ohne das Ausstellen der Anrufterminierungsanforderung. Wenn dieser Zustand
unbeaufsichtigt bleibt, wird dieser Anruf fortdauern, ohne freigegeben
zu werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wenn der Frequenzdetektor 802 die Unstetigkeit
eines Aufwärtsstroms
auf einer Teilnehmerleitung erfasst, nachdem eine xDSL-Leitung neu
gestartet ist, kann deshalb der mit dem Frequenzdetektor 802 verbundene
Leistungscontroller 803 konfiguriert werden, um den oben
beschriebenen Anrufteminierungsprozess für den SVC Cont. 807 durchzuführen, unmittelbar bevor
der xDSL-Treiber 804 und der SVC Cont. 807, die mit dem
Leistungscontroller 803 verbunden sind, abgeschaltet bzw.
heruntergefahren werden.
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<Anrufterminierungsprozess aufgrund
einer IP-Tunnel-Trennung>
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Wenn
z.B. die Energieversorgung des PC 106 abgeschaltet wird,
wird eine Leitung terminiert, ohne die Terminierung eines IP-Tunnels.
Wenn dieser Zustand unbeaufsichtigt bleibt, dauert dieser Anruf
fort, ohne freigegeben zu werden, solange wie die Energieversorgung
des Modems 101 AN ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist deshalb die Konfiguration möglich, dass der PPTP-Controller 705 die
Trennung eines IP-Tunnels z.B. durch Erfassen der Unstetigkeit einer
Echo-Nachricht basierend auf dem PPTP erfasst, und der Q.2931-Prozessor 709 eine
Anrufterminierungsanforderung ausstellt, wenn die Trennung erfasst
wird, in dem in 8 gezeigten Modem 101.
-
<Vermeidung unpassender Operationen
zum Etablieren einer ATM-VC durchgeführt, durch den SVC Cont. 807 und
den Con.Mgr. 902>
-
Gemäß der oben
beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Leerlauf-VC-Angabezelle konfiguriert, bei
regulären
Zeitintervallen (so wie bei 5-Minuten-Intervallen) von dem Con.
Mgr. 902 übertragen
zu werden, um zu vermeiden, dass Netzwerk-Ressourcen verschwendet werden,
durch Nutzen einer Übertragung
einer Zelle in Abhängigkeit
von dem Bedarf.
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Die
Leerlauf-VC-Angabezelle kann jedoch konfiguriert sein, kontinuierlich übertragen
zu werden, als ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision. In diesem
Fall gibt es keinen Bedarf, die Bestätigungsprozedur mit Verwenden
einer Verbindungsbestätigungszelle
und einer Verbindungsbestätigungs-Erwiderungszelle
durchzuführen.
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<Aufnehmen der OAM-Zellenterminierungsfähigkeit in
ein Netzwerk-Schnittstellengerät>
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Wenn
DSLAMs 102 als ein Ring verbunden sind, muss eine OAM-Zelle konfiguriert
sein, nicht an einen ursprünglichen
DSLAM 102 zurückzukehren.
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In
diesem Fall kann die OAM-Zellenbeendigungsfähigkeit in ein Netzwerk-Schnittstellengerät, so wie
einen SONET-Schnittstellenschaltkreis
usw., als eine Option aufgenommen sein.
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<Verfahren zum automatischen Setzen
eines aufgestellten VC-Verzeichnisses>
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Der
SVC Cont. 807 kann die ATM-Adresse des ISP, dem eine Leerlauf-ATM-VC
zugeteilt ist, durch Speichern der ATM-Adresse des Zugriffsservers 104 extrahieren,
der eine Leerlaufangabezelle in der Nutzlast der Zelle übertrug,
und kann das aufgestellte VC-Verzeichnis dem SVC Cont. 807 selbst
basierend auf diesen Daten hinzufügen.