EP1099326A2 - Method for connecting terminals to external modems - Google Patents

Method for connecting terminals to external modems

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Publication number
EP1099326A2
EP1099326A2 EP99944256A EP99944256A EP1099326A2 EP 1099326 A2 EP1099326 A2 EP 1099326A2 EP 99944256 A EP99944256 A EP 99944256A EP 99944256 A EP99944256 A EP 99944256A EP 1099326 A2 EP1099326 A2 EP 1099326A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
modems
terminal
modem
connection
terminals
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.)
Withdrawn
Application number
EP99944256A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Theimer
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 AG
Original Assignee
Siemens AG
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 AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1099326A2 publication Critical patent/EP1099326A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
    • H04L12/2863—Arrangements for combining access network resources elements, e.g. channel bonding
    • H04L12/2867—Physical combinations
    • H—ELECTRICITY
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
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    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
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    • H04L12/287—Remote access server, e.g. BRAS
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    • H04L12/2854—Wide area networks, e.g. public data networks
    • H04L12/2856—Access arrangements, e.g. Internet access
    • H04L12/2869—Operational details of access network equipments
    • H04L12/2898—Subscriber equipments
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00—Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/06—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors
    • H04M11/062—Simultaneous speech and data transmission, e.g. telegraphic transmission over the same conductors using different frequency bands for speech and other data

Definitions

  • the invention relates generally to a method for connecting terminals and modems, and more particularly to a method for connecting terminals to external modems via local area networks (LAN).
  • LAN local area networks
  • ADSL or more generally xDSL modems will enable Internet access that is much faster than today's modems. Similar to today with analog modems, there will also be two variants with xDSL modems: external modems in their own housing, which are connected to the end device (client) by cable, and internal modems, which are either permanently installed in the end device or in Form of plug-in cards that can also be retrofitted.
  • Ethernet is particularly suitable due to the high bandwidth and low costs. Ethernet has the advantage that several end devices can access one or more modems via a local network. This constellation is particularly interesting, for example, in networks in small companies.
  • Ethernet as the interface between the terminal and the modem has the disadvantage that the conversion of the data packets (PPP packets) that are exchanged via the modem link to the local area network (LAN) is very complex.
  • the protocol requires the previous configuration of the IP addresses of the end device (client) and modem. However, this is very expensive. In contrast, a plug-and-play configuration without prior configuration on the part of the user would be desirable.
  • the object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a technology for connecting terminal devices and modems via local networks which is particularly user-friendly.
  • a method for connecting terminal devices to external modems is provided for this purpose, wherein several modems can connect to the terminal devices by means of a local network.
  • Several steps are carried out to establish a connection between one of the several terminals and one of the modems.
  • a search request is sent from the corresponding terminal to all modems that are connected to the local network.
  • Those of the modems that have free resources then send a response back to the requesting terminal.
  • the terminal makes a selection from the Modems that have sent a response and a connection is established starting from the terminal with the selected modem by exchanging control information.
  • the external modems can in particular be ADSL modems.
  • the local area network can in particular be an Ethernet network.
  • Information on establishing a connection and setting the external modems can be exchanged between the end devices and the external modems via an integrated control channel.
  • the search request can contain further information about the required bandwidth and / or the required protocol, whereby only those external modems respond to a search request that can meet all the needs according to the further information.
  • settings of the modem can be carried out via an integrated control channel.
  • start / stop commands can be issued by the respective receiving party of the terminal device and modem, by means of which the data transmission of the respective sending party of the terminal device and modem can be started or stopped.
  • echo data can be exchanged periodically, which enables the modem to recognize whether the terminal is active.
  • connection between the modem and the terminal can be automatically terminated after a predetermined time if the modem or the terminal has not received any of the echo data during this predetermined time.
  • clearing information can be exchanged, the resources of the connection being released again after the connection has been cleared down.
  • Figure 1 schematically shows the structure of a system for using the method according to the invention
  • FIG. 2 shows the sequence of the method according to the invention for establishing a connection from a terminal to a modem via a local area network.
  • ADSL modems 3, 4 which can establish a connection between an ADSL line 5 and a local network, for example an Ethernet LAN 6.
  • the ADSL modems 3, 4 can be connected to end devices (clients) 1, 2 by means of the Ethernet LAN 6.
  • the procedure for establishing a connection between a terminal 1, 2 and a modem 3, 4 via the Ethernet interface 6 is as follows:
  • Phase 1 Search for the modem (s) (steps S1, S2)
  • the searching terminal 1, 2 sends a search request (modem request) to all the ADSL modems 3, 4 attached to the Ethernet LAN network 6.
  • a special address is used for this (also called “limited broadcast address" in IP networks 255.255 .255.255), which means that the packet of the search request is received by all modems 3, 4 on the connected Ethernet segment.
  • All modems 3, 4 that support the protocol described here and also have free resources send a response (modem Reply).
  • the terminal 1, 2 receives all responses and is thus informed about all modems that still have free resources.
  • the terminal 1, 2 can then select one of the available modems 3, 4.
  • the end device now initiates a connection establishment with the selected modem.
  • special control packages are exchanged (Connect Request, Connect Confir), which ultimately lead to a communication relationship (logical connection) between the terminal and the modem.
  • Each page assigns a number (session ID) that uniquely identifies the communication relationship in connection with the IP address. Both numbers are included in all subsequent packages of the connection.
  • Phase 3 control of the modem (steps S5, S6)
  • the terminal now sends different ones
  • Control commands to the modem can be informed of the destination number to which a connection should be established.
  • various modem parameters can be influenced, such as bit rate, compression method, error correction, etc.
  • These control commands are based on the commands for analog modems, but can also contain special extensions for xDSL modems.
  • Phase 4 Data exchange (steps S7, S8)
  • PPP packets can be sent bidirectionally via the connection between the modem and the end device. So that the receive buffers on both sides do not overflow, there is a flow control after the start / stop Principle provided. Each receiver can therefore stop the transmitter on the opposite side by sending a stop command, and also start it again with a start command. In addition, if desired, the connection can be monitored from both sides by periodically sending echo packets. This enables the modem to recognize when the end device has stopped responding or has been switched off.
  • Phase 5 Disconnection (steps S9, S10)
  • connection between the end device and the modem is cleared down in a controlled manner.
  • further control packages are exchanged (release request, release confirm), which ultimately lead to the release of the occupied resources.
  • FIG. 2 shows the typical flow of messages between the terminal and the modem, starting with the search phase (search query) and ending with the connection.
  • search phase search query
  • FIG. 2 shows the typical flow of messages between the terminal and the modem, starting with the search phase (search query) and ending with the connection.
  • This message is sent to find all modems connected to an Ethernet segment.
  • the message is sent to all stations and, in addition to the layer 3 address of the searching device, may contain further information such as the user name, the desired bandwidth, the desired protocol, etc. This information can be evaluated by the modems, so that only such Respond to modems that can meet all desired requirements.
  • Modem Reply (step S2! All suitable modems respond with this message and thus inform the terminal of their own layer 3 address. This message is sent directly to the end device (no broadcast).
  • the connection is started from the terminal.
  • the end device sends a Connect Request message to the selected modem.
  • the parameters contained in the modem request message should be repeated and, if necessary, additional parameters should be added.
  • the terminal already assigns a SessionID to enable the modem's response to be clearly assigned.
  • the modem replies with a Connect Reply message, which in addition to the session ID assigned by the end device also contains its own session ID. This message shows the end device whether the desired connection has been accepted or rejected. In the event of an acceptance, the connection is established and each side knows the session ID assigned by the other side, which is contained in all further messages. If the request is rejected, the connection is triggered from both sides.
  • Control commands can now be sent to the modem via the existing connection, similar to the case with analog modems.
  • the terminal can, for example, query various modem parameters such as the type, the maximum bit rate, the dialing ability, the supported ATM traffic classes, etc.
  • the terminal can possibly also influence some modem parameters and it can initiate the establishment of a dial-up connection.
  • you can also do this further parameters are specified which are required for the connection establishment (for example the ATM traffic class and the associated parameters such as peak bit rate etc.)
  • Each control command is confirmed by its own message, which can also contain the response from the modem.
  • This message contains the actual user data. It can be sent in both directions between the end device and the modem. User data is transmitted unsecured, so the loss of user data cannot be recognized within the protocol described here.
  • This message can be sent to avoid overflowing your own receive buffer. If a stop message is received, no further user data are sent in the opposite direction until a start message is received.
  • This message is used to check the accessibility and functionality of the opposite party during an active connection. If an Echo Request fails within a certain period of time with an Echo Reply If the message is answered, the connection can be terminated.
  • This mechanism allows the modem, for example, to clear all active network connections if the terminal has been switched off without clearing the connection in a controlled manner.
  • This message can be sent from both sides and serves to clear down an existing connection. Receiving a release request message is confirmed by the other side with a release confirm message.
  • the described method assumes that the end device already has a functioning Ethernet interface and an associated layer 3 address (e.g. IP address).
  • the described method can be combined with other protocols such as BOOTP or DHCP.
  • the modem acts as a simple BOOTP (DHCP) server, from which the end device can receive its configuration data.
  • the configuration data (essentially this is the layer 3 address and some other parameters such as subnet mask) must be made available on the modem. This can be done either by the manufacturer or by the network operator.
  • the driver software of the end device should be preset so that it is configured automatically via BOOTP (DHCP) and using the procedure described here. In this way, any user configuration can be avoided.
  • the described method can also be expanded by the fact that the search message (modem request) is transported across routers (similar to a BOOTP / DHCP proxy). As a result, such modems can be found in larger networks that are not directly connected to the local Ethernet segment, but can only be reached via routers. For this purpose, the router must contain a proxy function that sends the sub-message to all connected Passes on Ethernet segments (or to all segments that support broadcast).

Abstract

The invention relates to a method for connecting terminals (1, 2) to external modems (3, 4), whereby said modems (3, 4) can be connected to the terminals (1, 2) by means of a local area network (6). The local area network can be, more particularly, an Ethernet network (6) and the modems are preferably ADSL modems (3, 4). In order to set up a link between one of several terminals (1, 2) and one of the modems (3, 4), a search query is sent by the corresponding terminal (1, 2) to all modems (3, 4) that are connected to the LAN local area network (6). The modems (3, 4) with available resources send back a response to the terminal (1, 2), whereupon the terminal selects a modem (3, 4) from those that sent back said response. A link is then set up between the terminal (1, 2) and the selected modem (3, 4) by exchanging control information.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Verbindung von Endgeräten mit externen ModemsProcedure for connecting end devices to external modems
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren für die Verbindung von Endgeräten und Modems, und genauer gesagt auf ein Verfahren zur Verbindung von Endgeräten mit externen Modems über lokale Netze (LAN) .The invention relates generally to a method for connecting terminals and modems, and more particularly to a method for connecting terminals to external modems via local area networks (LAN).
ADSL (oder allgemeiner xDSL) -Modems werden in Zukunft einen gegenüber heutigen Modems wesentlich schnelleren Internet- Zugang ermöglichen. Ahnlich wie heute bei analogen Modems wird es auch bei xDSL-Modems zwei Varianten geben: Externe Modems in einem eigenen Gehäuse, die über Kabel mit dem Endgerät (Client) verbunden werden, sowie interne Modems, die entweder fest in das Endgerät eingebaut sind oder in Form von Steckkarten, die auch nachträglich eingebaut werden können.In the future, ADSL (or more generally xDSL) modems will enable Internet access that is much faster than today's modems. Similar to today with analog modems, there will also be two variants with xDSL modems: external modems in their own housing, which are connected to the end device (client) by cable, and internal modems, which are either permanently installed in the end device or in Form of plug-in cards that can also be retrofitted.
Externe Modems müssen über entsprechende Schnittstellen mit dem Endgerät verbunden werden, wobei sich das sogenannteExternal modems must be connected to the end device via appropriate interfaces, the so-called
Ethernet wegen der hohen Bandbreite und der geringen Kosten besonders gut eignet. Ethernet hat dabei den Vorteil, daß mehrere Endgeräte über ein lokales Netz auf ein oder mehrere Modems zugreifen können. Diese Konstellation ist beispielsweise in Netzen in kleinen Firmen besonders interessant.Ethernet is particularly suitable due to the high bandwidth and low costs. Ethernet has the advantage that several end devices can access one or more modems via a local network. This constellation is particularly interesting, for example, in networks in small companies.
Ethernet als Schnittstelle zwischen Endgerät und Modem hat indessen den Nachteil, daß die Umsetzung der Datenpakete (PPP-Pakete) , die über die Modemstrecke ausgetauscht werden, auf das lokale Netz (LAN) sehr aufwendig ist.However, Ethernet as the interface between the terminal and the modem has the disadvantage that the conversion of the data packets (PPP packets) that are exchanged via the modem link to the local area network (LAN) is very complex.
In T. Kwok et al "An Interoperable End-to-end Broadband Service Architecture over ADSL Systems (Version 3.0)", ADSL Forum Contribution 97215, Dezember 1997, wird für diesen Zweck die Verwendung eines zukünftigen Standardprotokolls (Layer 2 Tunnelling Protocol) vorgeschlagen, mit dessen Hilfe PPP-Pakete unter Verwendung von UDP/IP über das lokale Netz übertragen werden können. Diese Lösung hat jedoch mehrere Nachteile:In T. Kwok et al "An Interoperable End-to-end Broadband Service Architecture over ADSL Systems (Version 3.0)", ADSL Forum Contribution 97215, December 1997, the use of a future standard protocol (Layer 2 Tunneling Protocol) is proposed for this purpose , with their help PPP packets can be transmitted over the local network using UDP / IP. However, this solution has several disadvantages:
l.Das aus dem Stand der Technik bekannte Protokoll ist sehr komplex und stellt hohe Anforderungen an das Modem.l. The protocol known from the prior art is very complex and places high demands on the modem.
2. Das vorgeschlagene Protokoll bietet viele Funktionen, die für die Anwendung im Sinne der vorliegenden Erfindung nicht gebraucht werden.2. The proposed protocol offers many functions that are not used for the purposes of the present invention.
3. Das Protokoll erfordert die vorherige Konfiguration der IP- Adressen von Endgerät (Client) und Modem. Dies ist indessen sehr aufwendig. Wünschenswert wäre dagegen eine Plug-and- Play-Konfiguration ohne vorherige Konfiguration seitens des Benutzers wäre wünschenswert.3. The protocol requires the previous configuration of the IP addresses of the end device (client) and modem. However, this is very expensive. In contrast, a plug-and-play configuration without prior configuration on the part of the user would be desirable.
4.Eine direkte Steuerung der Modem-Parameter ist nicht möglich.4. Direct control of the modem parameters is not possible.
Die vorliegende Erfindung hat daher zur Aufgabe, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und eine Technik zur Verbindung von Endgeräten und Modems über lokale Netze bereitzustellen, die insbesondere benutzerfreundlich ist.The object of the present invention is therefore to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a technology for connecting terminal devices and modems via local networks which is particularly user-friendly.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dazu ein Verfahren zur Verbindung von Endgeräten mit externen Modems vorgesehen, wobei mehrere Modems mittels einem lokalen Netzwerk mit den Endgeräten in Verbindung treten können. Zum Verbindungsaufbau zwischen einem der mehreren Endgeräte und einem der Modems werden mehrere Schritte ausgeführt. Zuerst wird eine Suchanfrage von dem entsprechendem Endgerät an alle Modems ausgesendet, die an dem lokalen Netzwerk angeschlossen sind. Diejenigen der Modems, die über freie Ressourcen verfügen, senden daraufhin eine Antwort an das anfragende Endgerät zurück. Das Endgerät trifft daraufhin eine Auswahl aus den Modems, die eine Antwort gesendet haben und es erfolgt ein Verbindungsaufbau ausgehend von dem Endgerät mit dem ausgewählten Modem durch Austausch von Steuerinformationen.According to the present invention, a method for connecting terminal devices to external modems is provided for this purpose, wherein several modems can connect to the terminal devices by means of a local network. Several steps are carried out to establish a connection between one of the several terminals and one of the modems. First, a search request is sent from the corresponding terminal to all modems that are connected to the local network. Those of the modems that have free resources then send a response back to the requesting terminal. The terminal then makes a selection from the Modems that have sent a response and a connection is established starting from the terminal with the selected modem by exchanging control information.
Die externen Modems können insbesondere ADSL-Modems sein.The external modems can in particular be ADSL modems.
Das lokale Netzwerk kann insbesondere ein Ethernet-Netz sein.The local area network can in particular be an Ethernet network.
Es können Informationen zum Verbindungsaufbau und zur Einstellung der externen Modems zwischen den Endgeräten und den externen Modems über einen integrierten Steuerkanal ausgetauscht werden.Information on establishing a connection and setting the external modems can be exchanged between the end devices and the external modems via an integrated control channel.
Die Suchanfrage kann weitere Angaben über die benötigte Bandbreite und/oder das benötigte Protokoll enthalten, wobei nur diejenigen externen Modems auf eine Suchanfrage antworten, die sämtliche Bedürfnisse gemäß den weiteren Angaben erfüllen können.The search request can contain further information about the required bandwidth and / or the required protocol, whereby only those external modems respond to a search request that can meet all the needs according to the further information.
Ausgehend von dem Endgerät können Einstellungen des Modems über einen integrierten Steuerkanal ausgeführt werden.Starting from the end device, settings of the modem can be carried out via an integrated control channel.
Von dem jeweils Empfangenden von Endgerät und Modem können zur Flußsteuerung der übertragenen Daten Start-/Stop-Befehle ausgegeben werden, durch die die Datenübertragung des jeweils Sendenden von Endgerät und Modem gestartet bzw. angehalten werden kann.For flow control of the transmitted data, start / stop commands can be issued by the respective receiving party of the terminal device and modem, by means of which the data transmission of the respective sending party of the terminal device and modem can be started or stopped.
Nach dem Verbindungsaufbau können in periodischen Abständen Echo-Daten ausgetauscht werden, die es dem Modem ermöglichen, zu erkennen, ob das Endgerät aktiv ist.After the connection has been established, echo data can be exchanged periodically, which enables the modem to recognize whether the terminal is active.
Die Verbindung zwischen dem Modem und dem Endgerät kann nach einer vorbestimmten Zeit automatisch abgebaut werden, wenn während dieser vorbestimmten Zeit das Modem oder das Endgerät keine der Echo-Daten erhalten hat. Zum Verbindungsabbau zwischen dem Endgerät und dem Modem können Abbau-Informationen ausgetauscht werden, wobei die Ressourcen der Verbindung nach dem Abbau der Verbindung wieder freigegeben werden.The connection between the modem and the terminal can be automatically terminated after a predetermined time if the modem or the terminal has not received any of the echo data during this predetermined time. To clear the connection between the terminal and the modem, clearing information can be exchanged, the resources of the connection being released again after the connection has been cleared down.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und Bezug nehmend auf die begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:The present invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and with reference to the accompanying figures. Show it:
Figur 1 schematisch den Aufbau eines Systems zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens undFigure 1 schematically shows the structure of a system for using the method according to the invention and
Figur 2 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbau einer Verbindung von einem Endgerät zu einem Modem über ein lokales Netz.2 shows the sequence of the method according to the invention for establishing a connection from a terminal to a modem via a local area network.
In Figur 1 sind beispielsweise zwei ADSL-Modems 3, 4 gezeigt, die eine Verbindung zwischen einer ADSL-Leitung 5 und einem lokalen Netzwerk, beispielsweise einem Ethernet LAN 6 herstellen können. Mittels des Ethernet-LAN 6 sind die ADSL- Modems 3, 4 mit Endgeräten (Client) 1, 2 verbindbar.1 shows, for example, two ADSL modems 3, 4 which can establish a connection between an ADSL line 5 and a local network, for example an Ethernet LAN 6. The ADSL modems 3, 4 can be connected to end devices (clients) 1, 2 by means of the Ethernet LAN 6.
Das Verfahren zum Aufbau einer Verbindung zwischen einem Endgerät 1, 2 und einem Modem 3, 4 über die Ethernet- Schnittstelle 6 läuft dabei wie folgt ab:The procedure for establishing a connection between a terminal 1, 2 and a modem 3, 4 via the Ethernet interface 6 is as follows:
Phase 1: Suchen des (der) Modems (Schritte Sl, S2)Phase 1: Search for the modem (s) (steps S1, S2)
Das suchende Endgerät 1, 2 sendet eine Suchanfrage (Modem Request) an alle an dem Ethernet-LAN-Netz 6 hängenden ADSL- Modems 3, 4. Dazu wird eine spezielle Adresse verwendet (in IP-Netzen auch "limited broadcast address" genannt 255.255.255.255), die dazu führt, daß das Paket der Suchanfrage von allen Modems 3, 4 am angeschlossenen Ethernet-Segment empfangen wird. Alle Modems 3, 4, die das hier beschriebene Protokoll unterstützen und darüber hinaus über freie Ressourcen verfügen, senden eine Antwort (Modem Reply) . Das Endgerät 1, 2 empfängt alle Antworten und wird somit über alle Modems informiert, die noch über freie Ressourcen verfügen. Daraufhin kann das Endgerät 1, 2 eines der zur Verfügung stehenden Modems 3, 4 auswählen.The searching terminal 1, 2 sends a search request (modem request) to all the ADSL modems 3, 4 attached to the Ethernet LAN network 6. A special address is used for this (also called "limited broadcast address" in IP networks 255.255 .255.255), which means that the packet of the search request is received by all modems 3, 4 on the connected Ethernet segment. All modems 3, 4 that support the protocol described here and also have free resources send a response (modem Reply). The terminal 1, 2 receives all responses and is thus informed about all modems that still have free resources. The terminal 1, 2 can then select one of the available modems 3, 4.
Phase 2: Verbindungsaufbau (Schritte S5, S6)Phase 2: Connection establishment (steps S5, S6)
Das Endgerät initiiert nun einen Verbindungsaufbau mit dem ausgewählten Modem. Dazu werden spezielle Steuerpakete ausgetauscht (Connect Request, Connect Confir ) , die schließlich zu einer Kommunikationsbeziehung (logischen Verbindung) zwischen Endgerät und Modem Führen. Jede Seite vergibt dabei eine Nummer (Sessionld) , die in Verbindung mit der IP Adresse die Kommunikationsbeziehung eindeutig kennzeichnet. Beide Nummern sind in allen folgenden Paketen der Verbindung enthalten.The end device now initiates a connection establishment with the selected modem. For this purpose, special control packages are exchanged (Connect Request, Connect Confir), which ultimately lead to a communication relationship (logical connection) between the terminal and the modem. Each page assigns a number (session ID) that uniquely identifies the communication relationship in connection with the IP address. Both numbers are included in all subsequent packages of the connection.
Phase 3: Steuerung des Modems (Schritte S5, S6)Phase 3: control of the modem (steps S5, S6)
Im allgemeinen sendet das Endgerät nun verschiedeneIn general, the terminal now sends different ones
Steuerkommandos (Control) an das Modem (ähnlich wie bei heutigen, analogen Modems auch) . Unter anderem kann dem Modem mitgeteilt werden, zu welcher Zielrufnummer eine Verbindung aufgebaut werden soll. Außerdem können verschiedene Modemparameter beeinflußt werden, wie zum Beispiel Bitrate, Kompressionsverfahren, Fehlerkorrektur, etc.. Diese Steuerkommandos basieren auf den Kommandos für analoge Modems, können aber auch spezielle Erweiterungen für xDSL Modems enthalten.Control commands to the modem (similar to today's analog modems). Among other things, the modem can be informed of the destination number to which a connection should be established. In addition, various modem parameters can be influenced, such as bit rate, compression method, error correction, etc. These control commands are based on the commands for analog modems, but can also contain special extensions for xDSL modems.
Phase 4: Datenaustausch (Schritte S7, S8)Phase 4: Data exchange (steps S7, S8)
Wenn alle Einstellungen abgeschlossen sind, kann der eigentliche Datenaustausch beginnen., d.h. PPP-Pakete können bidirektional über die Verbindung zwischen Modem und Endgerät gesendet werden. Damit die Empfangspuffer auf beiden Seiten nicht überlaufen, ist eine Flußsteuerung nach dem Start/Stop Prinzip vorgesehen. Jeder Empfänger kann also durch Senden eines Stop-Kommandos den Sender der Gegenseite anhalten, und durch ein Start-Kommando auch wieder in Gang setzen. Außerdem kann die Verbindung, falls gewünscht, von beiden Seiten durch periodisches Senden von Echo-Paketen überwacht werden. Dadurch kann das Modem erkennen, wenn das Endgerät nicht mehr reagiert oder ausgeschaltet wurde.When all settings have been completed, the actual data exchange can begin, ie PPP packets can be sent bidirectionally via the connection between the modem and the end device. So that the receive buffers on both sides do not overflow, there is a flow control after the start / stop Principle provided. Each receiver can therefore stop the transmitter on the opposite side by sending a stop command, and also start it again with a start command. In addition, if desired, the connection can be monitored from both sides by periodically sending echo packets. This enables the modem to recognize when the end device has stopped responding or has been switched off.
Phase 5: Verbindungsabbau (Schritte S9, S10)Phase 5: Disconnection (steps S9, S10)
In dieser Phase wird die Verbindung zwischen Endgerät und Modem kontrolliert abgebaut. Dazu werden weitere Steuerpakete ausgetauscht (Release Request, Releas Confirm) , die schließlich zur Freigabe der belegten Ressourcen führen.In this phase, the connection between the end device and the modem is cleared down in a controlled manner. For this purpose, further control packages are exchanged (release request, release confirm), which ultimately lead to the release of the occupied resources.
NachrichtenflußMessage flow
Figur 2 zeigt den typischen Meldungsfluß zwischen Endgerät und Modem, beginnend mit der Such-Phase (Suchanfrage) bis hin zum Beenden der Verbindung. Die einzelnen zwischen Endgerät und Modem bzw. umgekehrt ausgetauschten Nachrichten werden im folgenden kurz beschrieben.FIG. 2 shows the typical flow of messages between the terminal and the modem, starting with the search phase (search query) and ending with the connection. The individual messages exchanged between the terminal and the modem or vice versa are briefly described below.
Modem Request (Schritt Sl)Modem request (step S1)
Diese Nachricht wird gesendet, um alle an einem Ethernet Segment angeschlossenen Modems zu finden. Die Nachricht wird an alle Stationen gesendet, und enthält neben der Schicht-3 Adresse des suchenden Endgeräts eventuell weitere Informationen wie den Benutzernamen, die gewünschte Bandbreite, das gewünschte Protokoll, etc.. Diese Informationen können von den Modems ausgewertet werden, so daß nur solche Modems antworten, die alle gewünschten Anforderungen erfüllen können.This message is sent to find all modems connected to an Ethernet segment. The message is sent to all stations and, in addition to the layer 3 address of the searching device, may contain further information such as the user name, the desired bandwidth, the desired protocol, etc. This information can be evaluated by the modems, so that only such Respond to modems that can meet all desired requirements.
Modem Reply (Schritt S2! Alle geeigneten Modems antworten mit dieser Nachricht, und teilen dem Endgerät damit ihre eigene Schicht-3 Adresse mit. Diese Nachricht wird direkt an das Endgerät gesendet (kein Broadcast) .Modem Reply (step S2! All suitable modems respond with this message and thus inform the terminal of their own layer 3 address. This message is sent directly to the end device (no broadcast).
Connect Request (Schritt S3)Connect Request (step S3)
Nachdem das Endgerät eines der Modems ausgewählt hat, wird der Verbindungsaufbau vom Endgerät aus gestartet. Das Endgerät sendet dazu eine Connect Request Nachricht an das ausgewählte Modem. In dieser Nachricht sollten die in der Modem Request Nachricht enthaltenen Parameter wiederholt, und falls nötig, weitere Parameter hinzugefügt werden. Das Endgerät vergibt bereits eine SessionID, um eine eindeutige Zuordnung der Antwort des Modems zu ermöglichen.After the terminal has selected one of the modems, the connection is started from the terminal. The end device sends a Connect Request message to the selected modem. In this message, the parameters contained in the modem request message should be repeated and, if necessary, additional parameters should be added. The terminal already assigns a SessionID to enable the modem's response to be clearly assigned.
Connect Reply (Schritt S4)Connect Reply (step S4)
Das Modem antwortet mit einer Connect Reply Nachricht, die neben der vom Endgerät vergebenen Sessionld auch die eigene Sessionld enthält. Diese Nachricht zeigt dem Endgerät an, ob die gewünschte Verbindung akzeptiert oder abgelehnt wurde. Im Fall einer Annahme steht die Verbindung, und jede Seite kennt die von der anderen Seite vergebene Sessionld, die in allen weiteren Nachrichten enthalten ist. Bei einer Ablehnung wird die Verbindung von beiden Seiten ausgelöst.The modem replies with a Connect Reply message, which in addition to the session ID assigned by the end device also contains its own session ID. This message shows the end device whether the desired connection has been accepted or rejected. In the event of an acceptance, the connection is established and each side knows the session ID assigned by the other side, which is contained in all further messages. If the request is rejected, the connection is triggered from both sides.
Control (Schritt S5)Control (step S5)
Über die bestehende Verbindung können nun Steuerkommandos an das Modem gesendet werden, ähnlich wie dies auch bei analogen Modems der Fall ist. Das Endgerät kann beispielsweise verschiedene Modem-Parameter abfragen wie den Typ, die maximale Bitrate, die Wählfähigkeit, die unterstützten ATM Verkehrsklassen, etc. Das Endgerät kann eventuell auch einige Modem-Parameter beeinflussen, und es kann den Aufbau einer Wählverbindung anstoßen. Dazu können neben der Rufnummer auch weitere Parameter angegeben werden, die für den Verbindungsaufbau benötigt werden (beispielsweise die ATM Verkehrsklasse und die dazugehörigen Parameter wie Spitzenbitrate u.a.)Control commands can now be sent to the modem via the existing connection, similar to the case with analog modems. The terminal can, for example, query various modem parameters such as the type, the maximum bit rate, the dialing ability, the supported ATM traffic classes, etc. The terminal can possibly also influence some modem parameters and it can initiate the establishment of a dial-up connection. In addition to the phone number, you can also do this further parameters are specified which are required for the connection establishment (for example the ATM traffic class and the associated parameters such as peak bit rate etc.)
ControlAck (Schritt S6)ControlAck (step S6)
Jedes Steuerkommando wird durch eine eigene Nachricht bestätigt, die gleichzeitig auch die Antwort des Modems enthalten kann.Each control command is confirmed by its own message, which can also contain the response from the modem.
PayloadPacket (Schritte S7, S8))PayloadPacket (steps S7, S8))
Diese Nachricht enthält die eigentlichen Nutzdaten. Sie kann in beiden Richtungen zwischen Endgerät und Modem gesendet werden. Nutzdaten werden ungesichert übertragen, der Verlust von Nutzdaten kann deshalb nicht innerhalb des hier beschriebenen Protokolls erkannt werden.This message contains the actual user data. It can be sent in both directions between the end device and the modem. User data is transmitted unsecured, so the loss of user data cannot be recognized within the protocol described here.
StopStop
Diese Nachricht kann gesendet werden, um das Überlaufen des eigenen Empfangspuffers zu vermeiden. Wird eine Stop- Nachricht empfangen, werden in der Gegenrichtung keine Nutzdaten mehr gesendet, bis eine Start-Nachricht empfangen wird.This message can be sent to avoid overflowing your own receive buffer. If a stop message is received, no further user data are sent in the opposite direction until a start message is received.
Startbegin
siehe oben.see above.
Echo RequestEcho request
Diese Nachricht wird verwendet, um während einer aktiven Verbindung die Erreichbarkeit und Funktionsfähigkeit der jeweiligen Gegenseite zu prüfen. Wenn ein Echo Request nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne mit einer Echo Reply Nachricht beantwortet wird, kann die Verbindung abgebaut werden. Dieser Mechanismus erlaubt beispielsweise dem Modem, alle aktiven Netzverbindungen abzubauen, wenn das Endgerät ausgeschaltet wurde ohne die Verbindung kontrolliert abzubauen.This message is used to check the accessibility and functionality of the opposite party during an active connection. If an Echo Request fails within a certain period of time with an Echo Reply If the message is answered, the connection can be terminated. This mechanism allows the modem, for example, to clear all active network connections if the terminal has been switched off without clearing the connection in a controlled manner.
Echo ReplyEcho Reply
Der Empfang einer Echo Request Nachricht wird umgehend mit einer Echo Reply Nachricht quittiert. Dadurch wird der Gegenseite bestätigt, daß die Verbindung noch aktiv ist.The receipt of an Echo Request message is immediately acknowledged with an Echo Reply message. This confirms to the other side that the connection is still active.
Release Request (Schritt S9)Release request (step S9)
Diese Nachricht kann von beiden Seiten gesendet werden, und dient dazu, eine bestehende Verbindung abzubauen. Der Empfang einer Release Request Nachricht wird von der Gegenseite mit einer Release Confirm Nachricht bestätigt.This message can be sent from both sides and serves to clear down an existing connection. Receiving a release request message is confirmed by the other side with a release confirm message.
Release ConfirmRelease Confirm
siehe Release Requestsee release request
Vorteile des beschriebenen VerfahrensAdvantages of the described method
Die Erfindung hat folgende Vorteile gegenüber bekannten Verfahren:The invention has the following advantages over known methods:
• Es müssen keine Modem-spezifischen Daten im Endgerät konfiguriert werden. Die Schicht-3 Adresse des Modems wird durch das Verfahren ermittelt, und auch weitere Modem- Parameter können automatisch vom Endgerät ermittelt werden, ohne daß der Benutzer eingreifen muß. Damit wird eine einfache Installation ohne spezielle Fachkenntnisse ermöglicht (Plug-and-Play) . • Das Verfahren ermöglicht die direkte Steuerung des Modems über einen integrierten Steuerkanal. Dadurch können Modem- Kommandos ähnlich wie über eine serielle Schnittstelle übermittelt werden.• No modem-specific data need to be configured in the end device. The layer 3 address of the modem is determined by the method, and other modem parameters can also be determined automatically by the terminal without the user having to intervene. This enables simple installation without special expertise (plug and play). • The procedure enables direct control of the modem via an integrated control channel. This means that modem commands can be transmitted in a similar way to a serial interface.
• Das vorgeschlagene Verfahren ist wesentlich einfacher zu realisieren.• The proposed method is much easier to implement.
Mögliche ErweiterungenPossible extensions
Das beschriebene Verfahren geht davon aus, daß das Endgerät bereits über eine funktionierende Ethernet-Schnittstelle und eine zugehörige Schicht-3 Adresse (z.B. IP Adresse) verfügt. Um diesen Konfigurationsvorgang ebenfalls zu vermeiden, und eine komplett selbständige Autokonfiguration zu ermöglichen, kann das beschriebene Verfahren mit weiteren Protokollen wie BOOTP oder DHCP kombiniert werden. Dazu fungiert das Modem als einfacher BOOTP (DHCP) Server, von dem das Endgerät seine Konfigurationsdaten erhalten kann. Die Konfigurationsdaten (im wesentlichen sind dies die Schicht-3 Adresse und einige weitere Parameter wie Subnetz-Maske) müssen dazu auf dem Modem bereitgestellt werden. Dies kann entweder bereits durch den Hersteller oder durch den Netzbetreiber geschehen. Die Treiber-SW des Endgeräts sollte so voreingestellt sein, daß eine automatische Konfiguration über BOOTP (DHCP) sowie mit dem hier beschriebenen Verfahren erfolgt. Auf diese Weise kann jegliche benutzerseitige Konfiguration vermieden werden.The described method assumes that the end device already has a functioning Ethernet interface and an associated layer 3 address (e.g. IP address). In order to avoid this configuration process as well and to enable a completely independent auto-configuration, the described method can be combined with other protocols such as BOOTP or DHCP. For this purpose, the modem acts as a simple BOOTP (DHCP) server, from which the end device can receive its configuration data. The configuration data (essentially this is the layer 3 address and some other parameters such as subnet mask) must be made available on the modem. This can be done either by the manufacturer or by the network operator. The driver software of the end device should be preset so that it is configured automatically via BOOTP (DHCP) and using the procedure described here. In this way, any user configuration can be avoided.
Das beschriebene Verfahren kann auch dadurch erweitert werden, daß die Suchnachricht (Modem Request) über Router hinweg transportiert wird (ähnlich einem BOOTP/DHCP Proxy) . Dadurch können in größeren Netzen auch solche Modems gefunden werden, die nicht direkt am lokalen Ethernet-Segment angeschlossen sind, sondern nur über Router erreicht werden können. Zu diesem Zweck muß der Router eine Proxy-Funktion enthalten, welche die Subnachricht an alle angeschlossenen Ethernet-Segmente (bzw. an alle Segmente, die Broadcast unterstützen) weitergibt.The described method can also be expanded by the fact that the search message (modem request) is transported across routers (similar to a BOOTP / DHCP proxy). As a result, such modems can be found in larger networks that are not directly connected to the local Ethernet segment, but can only be reached via routers. For this purpose, the router must contain a proxy function that sends the sub-message to all connected Passes on Ethernet segments (or to all segments that support broadcast).
Durch die vorliegende Erfindung lassen sich also insbesondere die folgenden Vorteile verwirklichen:The following advantages, in particular, can be realized by the present invention:
l.In der Einführung des automatischen Suchvorgangs, mit dessen Hilfe alle angeschlossenen Modems selbsttätig erkannt werden können. 2. In der Einführung eines eigenen Steuerkanals, über den das Modem konfiguriert und gesteuert werden kann. 3. In der Verwendung eines einfachen Verfahrens zurl.In the introduction of the automatic search process, with the help of which all connected modems can be recognized automatically. 2. In the introduction of its own control channel, through which the modem can be configured and controlled. 3. In using a simple procedure for
Flußkontrolle zwischen Endgerät und Modem. 4. In der Kombination mit BOOTP oder DHCP, wodurch eine vollständige Autokonfiguration ermöglicht wird. Flow control between end device and modem. 4. In combination with BOOTP or DHCP, which enables full auto-configuration.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Verbindung von Endgeräten (1, 2) mit externen Modems (3, 4), wobei mehrere Modems (3, 4) mittels einem lokalen Netzwerk (6) mit den Endgeräten (1, 2) in Verbindung treten können, wobei zum Verbindungsaufbau zwischen einem der mehreren Endgeräte (1, 2) und einem der Modems (3, 4) die folgenden Schritte ausgeführt werden: - Aussenden einer Suchanfrage von dem entsprechenden Endgerät (1, 2) an alle Modems (3, 4), die an dem lokalen Netzwerk (6) angeschlossen sind,1. A method for connecting terminals (1, 2) to external modems (3, 4), wherein several modems (3, 4) can connect to the terminals (1, 2) by means of a local network (6), whereby To establish a connection between one of the plurality of terminals (1, 2) and one of the modems (3, 4), the following steps are carried out: - Sending a search request from the corresponding terminal (1, 2) to all modems (3, 4) that are connected to the local network (6),
- Zurücksenden einer Antwort von denjenigen der Modems (3, 4), die über freie Ressourcen verfügen, an das Endgerät (1, 2),Sending back a response from those of the modems (3, 4) which have free resources to the terminal (1, 2),
- Auswahl von einem der Modems (3, 4), die eine Antwort gesendet haben, durch das Endgerät (1, 2), und- Selection of one of the modems (3, 4) that have sent a response by the terminal (1, 2), and
- Verbindungsaufbau ausgehend von dem Endgerät (1, 2) mit dem ausgewählten Modem (3, 4) durch Austausch von Steuerinformationen.- Establishing a connection starting from the terminal (1, 2) with the selected modem (3, 4) by exchanging control information.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die externen Modems ADSL-Modems (3, 4) sind.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the external modems are ADSL modems (3, 4).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das lokale Netzwerk ein Ethernet-Netz (6) ist.3. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the local area network is an Ethernet network (6).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Informationen zum Verbindungsaufbau und zur Einstellung der externen Modems (3, 4) zwischen den Endgeräten (1, 2) und den externen Modems (1, 2) über einen integrierten Steuerkanal ausgetauscht werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that information for establishing a connection and for setting the external modems (3, 4) between the terminals (1, 2) and the external modems (1, 2) are exchanged via an integrated control channel.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Suchanfrage weitere Angaben über die benötigte Bandbreite und/oder das benötigte Protokoll enthalten und nur diejenigen externen Modems (3, 4) auf die Suchanfrage eines Endgeräts (1, 2) antworten, die sämtliche Bedürfnisse gemäß den weiteren Angaben erfüllen können.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the search request contain further information about the required bandwidth and / or the required protocol and only those external modems (3, 4) respond to the search request of a terminal (1, 2) that can meet all needs according to the other information.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ausgehend von dem Endgerät (1, 2) Einstellungen des6. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that starting from the terminal (1, 2) settings of
Modems (3, 4) über einen integrierten Steuerkanal ausgeführt werden.Modems (3, 4) can be executed via an integrated control channel.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß von dem jeweils empfangenden von Endgerät (1, 2) und Modem (3, 4) zur Flußsteuerung der ausgetauschten Daten Start-/Stop-Befehle ausgegeben werden, durch die die Datenübertragung des jeweils sendenden von Endgerät (1, 2) und Modem (3, 4) gestartet bzw. angehalten wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that start / stop commands are issued by the respective receiving end device (1, 2) and modem (3, 4) for flow control of the exchanged data, through which the data transmission of each sending from terminal (1, 2) and modem (3, 4) is started or stopped.
8. Verfahren nach einem vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach dem Verbindungsaufbau in periodischen Abständen Echo-Daten ausgetauscht werden, die dem Modem (3, 4) die Erkennung ermöglichen, ob das Endgerät (1, 2) noch aktiv ist.8. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that echo data are exchanged in periodic intervals after the connection is established, which enable the modem (3, 4) to detect whether the terminal (1, 2) is still active.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbindung nach einer vorbestimmten Zeit automatisch abgebaut wird, wenn während dieser Zeit das Modem (3, 4) oder das Endgerät (3, 4) keine Echo-Daten erhalten hat. 9. The method according to claim 8, characterized in that the connection is automatically cleared after a predetermined time if during this time the modem (3, 4) or the terminal (3, 4) has received no echo data.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Verbindungsabbau zwischen dem Endgerät (1, 2) und dem Modem (3, 4) Abbau-Informationen ausgetauscht werden und die Ressourcen der Verbindung wieder freigegeben werden. 10. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that to clear the connection between the terminal (1, 2) and the modem (3, 4) exchange information is exchanged and the resources of the connection are released again.
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