EP1327375A1 - Verfahren zum bereitstellen von diensten im teilnehmeranschlussbereich - Google Patents

Verfahren zum bereitstellen von diensten im teilnehmeranschlussbereich

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EP1327375A1
EP1327375A1 EP01988005A EP01988005A EP1327375A1 EP 1327375 A1 EP1327375 A1 EP 1327375A1 EP 01988005 A EP01988005 A EP 01988005A EP 01988005 A EP01988005 A EP 01988005A EP 1327375 A1 EP1327375 A1 EP 1327375A1
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Thomas Gemmer
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Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
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Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
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    • H04L2012/5672—Multiplexing, e.g. coding, scrambling

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
  • Video distribution services such as switched digital video broadcast can be distinguished.
  • the latter are characterized by the fact that the same data stream is distributed to several authorized participants at the same time.
  • FIG. 1 shows schematically the situation in the subscriber access area for the provision of such video services.
  • a device VSU Video Streaming Unit
  • OLT Optical Line Termination
  • the video data are inserted into ATM cells and fed to a multiplexer DSLAM via the core network.
  • the data are generally carried in an ATM cell stream up to the multiplexer DSLAM and then multiplied in this as a "multicast" to all the subscriber connections NT who have subscribed to this data stream at the same time.
  • the Set Top Box STB is connected to the subscriber line NT. From this the information contained in the ATM cell stream is received, evaluated and displayed on a display device such as a screen.
  • the multiplexers DSLAM used in the prior art are generally ATM based, i.e. they do not perform any other functions above the ATM layer.
  • An ATM multicast can usually be implemented simply and efficiently in hardware.
  • IP Internet Protocol
  • the object of the invention is to show a way in which the services using a plurality of different transmission methods can be provided with simple means in the subscriber access area.
  • An advantage of the invention is that the ATM-based multiplexers used in the prior art can continue to be used unchanged. This means that both ATM-based and Ethernet / IP-based can be used with these multiplexers
  • Figure 1 is a schematic representation of the situation in the subscriber line area
  • Figure 2 shows a network architecture for video over ATM
  • FIG. 3 shows the protocol layers between set top box STB and video distributor VSU
  • Figure 4 shows a network architecture for video over IP / Ethernet
  • FIG. 5 shows the protocol layers between set top box STB and video distributor VSU
  • FIG. 6 shows the protocol layers according to the inventive method
  • a known network architecture for video via ATM is shown by way of example in FIG. Accordingly, information designed as video data is supplied to an ATM multiplex device OLT by a video distributor VSU.
  • the video data are integrated and transmitted as data encoded in MPEG format in ATM cells.
  • the ATM multiplex device OLT is optionally offered by an Internet access router IAR services.
  • the ATM cells are received by a multiplexer DSLAM and fed to the subscriber line NT via a broadband connection BB.
  • a standardized signaling protocol DSM-CC is used there for channel selection between the subscriber terminal STB and the multiplexer DSLAM in the ATM-based approach that comes into effect here. there the channels are clearly assigned to ATM connections.
  • a narrowband control connection SB is used between the multiplexer DSLAM and the subscriber line NT.
  • An ATM connection technology such as ATM25 can be used as the transmission method between the subscriber line NT and the subscriber terminal STB.
  • FIG. 3 A schematic representation with the protocol layers used is shown in FIG. 3.
  • the protocol layers between set top box STB and the video distributor VSU are disclosed.
  • the multiplexer DSLAM and the device NT are integrated into these connections.
  • the set top box STB supports the protocols MPEG, AAL5, ATM, ATM25, the subscriber line NT the protocols ATM, ATM25, VDSL etc.
  • the superimposed layers in FIG. 3 describe the layer up to which the respective device must handle the data.
  • the solution with a purely IP-based protocol layer between the subscriber terminal STB and the video distributor VSU is similar, which is shown in FIG.
  • the video data are incorporated here as MPEG data in IP packets and these are fed to the ATM multiplex device OLT and the multiplexer DSLAM in the information part of the ATM cells.
  • the Internet Group Management Protocol IGMP is used as the signaling protocol between the subscriber terminal STB and the multiplexer DSLAM.
  • the task of the multiplexer DSLAM is to process the received IGMP Most Membership Report messages and to switch the corresponding multicast within the IP layer. This means that the received ATM cell stream is terminated, ie unpacked, in the multiplexer DSLAM.
  • IP packets are taken from the ATM cells, reproduced as IP packets in the sense of a multicast, integrated back into ATM cells and sent to the subscriber via the subscriber line NT.
  • mer terminal STB supplied.
  • the Ethernet transmission technology that does not support ATM transmission methods is used here as the transmission method between the subscriber line NT and the terminal STB.
  • FIG. 5 A schematic representation with the protocol layers used is shown in FIG. 5. There the protocol layers between set top box STB and the video distributor VSU are disclosed. Multiplexer DSLAM and subscriber line NT are integrated in these connections. According to FIG. 5, the set top box STB supports the protocols MPEG, UDP / IP, Ethernet etc.
  • the protocol layers of the method according to the invention are now shown in FIG. It is assumed that the DSLAM multiplexer can be retained as a pure ATM multiplexer.
  • the information arriving from the video distributor VSU or from the Internet access router IAR is received by the ATM multiplex device OLT and fed to the multiplexer DSLAM as an ATM cell stream.
  • the information is designed as video data. These are made available to the authorized participants by the multiplexer DSLAM.
  • the ATM cells are reproduced with the video data integrated in the information part in the sense of a multicast and sent over a broadband connection BB to the subscriber line NT of the subscribers in question.
  • the multicast is controlled with the standardized signaling protocol DSM-CC of the ATM transmission process. Since Ethernet transmission technology is generally used in the home, the video data in the subscriber line NT must be taken from the ATM cells, converted into the Ethernet protocol and fed to the subscriber terminal STB.
  • the IP layer is treated exclusively in the subscriber line NT.
  • a message adaptation is to be carried out in the subscriber line NT at the subscriber.
  • the IGMP messages of the IGMP Internet protocol are converted to the DSM-CC messages of the ATM protocol.
  • the proposed solution was described as an example for a video distribution service, but the application is not limited to this, but can be used independently of the content to be distributed (e.g. broadcast or multicast of audio data, stock exchange news, etc.).

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Abstract

Beim Stand der Technik werden entweder ATM oder IP basierte Multiplexer verwendet. Eine Kombination beider Multiplexertypen wäre unwirtschaftlich und nur mit hohem Aufwand zu erreichen. Das Verfahren schafft hier Abhilfe, indem die Behandlung der IP Schicht in den Teilnehmeranschluss ausgelagert wird. Damit können die ATM basierten Multiplexer auch bei Bereitstellen von Internet basierten Diensten und Leistungsmerkmalen weiter verwendet werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Bereitstellen von Diensten im Teilnehmeran- schlußbereich .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Beim Stand der Technik gelangen im Teilnehmeranschlußbereich unterschiedliche xDSL Übertragungsverfahren zur Geltung. Diese bieten die Möglichkeit, verschiedene Dienste über eine Kupferdoppelader dem Teilnehmer anzubieten. Neben dem schnellen Internetzugang werden gegenwärtig auch Sprachdienste und Videodienste über xDSL angeboten. Bei letzteren wird zwischen individuellen Videoangeboten wie z. B. Video on Demand und
Videoverteildiensten wie Switched Digital Video Broadcast unterschieden werden. Letztere zeichnen sich dadurch aus, dass derselbe Datenstrom an mehrere berechtigte Teilnehmer gleichzeitig verteilt wird.
Figur 1 zeigt schematisch die Verhältnisse im Teilnehmeranschlußbereich für das Bereitstellen solcher Videodienste. Demgemäss ist eine als Videoverteiler ausgebildete Vorrichtung VSU (Video Streaming Unit) vorgesehen, über die Videoda- ten einer Vorrichtung OLT (Optical Line Termination) zugeführt werden. Dort werden die Videodaten in ATM-Zellen eingefügt und über das Core-Netz einem Multiplexer DSLAM zugeführt. Um die Bandbreite an der Schnittstelle zwischen dem Multiplexer DSLÄM und dem Core-Netz effizient zu nutzen, wer- den die Daten im allgemeinen in einem ATM-Zellenstrom bis zum Multiplexer DSLAM geführt und dann in diesem als "Multicast" zu allen den Teilnehmeranschlüssen NT vervielfältigt, die diesen Datenstrom zeitgleich abonniert haben.
Diese Vervielfältigung findet heute in der Regel auf zwei verschiedenen Protokollschichten statt. Zum einen kann dies auf der ATM-Schicht, zum anderen auf der IP-Schicht erfolgen. An den Teilnehmeranschluss NT ist die Set Top Box STB angeschlossen. Von dieser werden die im ATM-Zellenstrom enthaltenen Informationen entgegengenommen, ausgewertet und an einer Anzeigevorrichtung wie beispielsweise einem Bildschirm ange- zeigt.
Die beim Stand der Technik verwendeten Multiplexer DSLAM sind im allgemeinen ATM basiert, d.h. sie nehmen keine weiteren Funktionen oberhalb der ATM Schicht wahr. Ein ATM Multicast kann in der Regel einfach und effizient in Hardware realisiert werden. Viele Dienste dagegen werden heute ausschließlich über das Internet Protokoll (IP) abgewickelt. Sie können auf einer weit verbreiteten IP Infrastruktur aufsetzen und vielfach bereits existierende Implementierungen wiederverwen- den. In diesem Fall müssten entweder IP basierte Multiplexer eingesetzt werden, was die Flexibilität im Hinblick auf ATM Dienste stark einschränkt, oder die Multiplexer DSLAM müssten derart erweitert werden, dass ATM und IP Funktionen wahlweise bedient werden können, was unter wirtschaftlichen Gesichts- punkten nicht zu vertreten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die eine Mehrzahl von unterschiedliche Übertragungsverfahren nutzenden Dienste mit einfachen Mitteln im Teilneh- eranschlußbereich bereitgestellt werden können.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass die beim Stand der Technik verwendeten ATM basierten Multiplexer unverändert weiter benutzt werden können. Damit können über diese Multi- plexer sowohl ATM basierte als auch Ethernet/IP basierte
Dienste bereitgestellt werden. Hierzu müssen auch keine weitere Funktionen in den ATM basierten Multiplexern zum IP Multicast implementiert werden. Das Behandeln der IP Schicht erfolgt erfindungsgemäß im Teilnehmeranschluss. Vorteilhaft ist damit der Umstand, dass die gesamte Internet sowie ATM Infrastruktur beibehalten werden kann. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines figürlich darge- stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung der Verhältnisse im Teilnehmeranschlußbereich
Figur 2 eine Netzarchitektur für Video über ATM
Figur 3 die Protokollschichten zwischen Set Top Box STB und Video Verteiler VSU
Figur 4 eine Netzarchitektur für Video über IP/Ethernet
Figur 5 die Protokollschichten zwischen Set Top Box STB und Video Verteiler VSU
Figur 6 die Protokollschichten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
In Figur 2 ist beispielhaft eine bekannte Netzarchitektur für Video über ATM aufgezeigt. Demgemäss werden von einem Videoverteiler VSU als Videodaten ausgebildete Informationen einer ATM Multiplexeinrichtung OLT zugeführt. Die Videodaten werden als im MPEG Format codierte Daten in ATM-Zellen eingebunden und übertragen. Wahlweise werden der ATM Multiplexeinrichtung OLT von einem Internet Access Router IAR Dienste angeboten. Von einem Multiplexer DSLAM werden die ATM-Zellen entgegengenommen und über eine breitbandige Verbindung BB dem Teilnehmeranschluss NT zugeführt. Dort wird beim hier zur Geltung kommenden ATM basierten Ansatz ein standardisiertes Signali- sierungsprotokoll DSM-CC zur Kanalauswahl zwischen dem Teilnehmerendgerät STB und dem Multiplexer DSLAM verwendet. Dabei werden die Kanäle eindeutig ATM-Verbindungen zugeordnet. Zwischen Multiplexer DSLAM und dem Teilnehmeranschluss NT kommt neben der breitbandigen Verbindung BB noch eine schmalbandige Steuerverbindung SB zum Einsatz. Als Übertragungsverfahren zwischen der Teilnehmeranschluss NT und dem Teilnehmerendgerät STB kann ein ATM-Anschlusstechnik wie z.B. ATM25 zur Anwendung kommen.
Eine schematische Darstellung mit den verwendeten Protokoll- schichten ist in Figur 3 dargestellt. Dort sind die Protokollschichten zwischen Set Top Box STB und dem Videoverteiler VSU offenbart. In diese Verbindungen sind der Multiplexer DSLAM und die Vorrichtung NT eingebunden. Demgemäss unterstützt die Set Top Box STB die Protokolle MPEG, AAL5, ATM, ATM25, der Teilnehmeranschluss NT die Protokolle ATM, ATM25, VDSL etc.. Die übereinanderliegenden Schichten in Figur 3 beschreiben, bis zu welcher Schicht die jeweilige Einrichtung die Daten behandeln muss.
Ähnlich ist die Lösung mit rein IP basierten Protokollschicht zwischen dem Teilnehmerendgerät STB und dem Videoverteiler VSU, die in Figur 4 aufgezeigt ist. Als Unterschied zu der in Figur 2 aufgezeigten ATM basierten Konfiguration werden hier die Videodaten als MPEG Daten in IP Pakete eingebunden und diese im Infor ationsteil der ATM-Zellen der ATM Multiplexeinrichtung OLT und dem Multiplexer DSLAM zugeführt. Bei dem IP basierten Lösungsansatz wird zwischen dem Teilnehmerendgerät STB und dem Multiplexer DSLAM als Signalisierungsproto- koll das Internet Group Management Protokoll IGMP verwendet. Dabei fällt dem Multiplexer DSLAM die Aufgabe zu, die empfangenen IGMP Most Membership Report Nachrichten zu verarbeiten und innerhalb der IP Schicht den entsprechenden Multicast zu schalten. Dies bedeutet, dass im Multiplexer DSLAM der empfangene ATM-Zellenstrom abgeschlossen d.h. entpackt wird. Die IP Pakete werden den ATM-Zellen entnommen, als IP Pakete im Sinne eines Multicast vervielfältigt, wieder in ATM-Zellen eingebunden und über den Teilnehmeranschluss NT dem Teilneh- merendgerät STB zugeführt. Als Übertragungsverfahren zwischen dem Teilnehmeranschluss NT und dem Endgerät STB kommt hier die Ethernet-Übertragungstechnik zur Anwendung, die keine ATM-Übertragungsverfahren unterstützen .
Eine schematische Darstellung mit den verwendeten Protokoll- Schichten ist in Figur 5 dargestellt. Dort sind die Protokollschichten zwischen Set Top Box STB und dem Video Verteiler VSU offenbart. In diese Verbindungen sind Multiplexer DSLAM und Teilnehmeranschluss NT eingebunden. Die Set Top Box STB unterstützt gemäß Figur 5 die Protokolle MPEG, UDP/IP, Ethernet etc..
In Figur 6 sind nun die Protokollschichten des erfindungsge- maßen Verfahrens aufgezeigt. Dabei wird davon ausgegangen, dass der Multiplexer DSLAM als reiner ATM Multiplexer beibehalten werden kann. Die vom Videoverteiler VSU oder vom Internet Access Router IAR eintreffenden Informationen werden von der ATM Multiplexeinrichtung OLT entgegengenommen und dem Multiplexer DSLAM als ATM-Zellenstrom zugeführt. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Informationen als Videodaten ausgebildet sind. Diese werden vom Multiplexer DSLAM den berechtigten Teilnehmern zur Verfügung gestellt.
Hierzu werden die ATM-Zellen mit den im Informationsteil eingebundenen Videodaten im Sinne eines Multicast vervielfältigt und über eine breitbandige Verbindung BB zum Teilnehmeranschluss NT der in Frage kommenden Teilnehmer gesendet. Der Multicast wird mit dem standardisierten Signalisierungsproto- koll DSM-CC des ATM Übertragungsverfahrens gesteuert. Da im Hausbereich in der Regel die Ethernet-Übertragungstechnik zur Anwendung gelangt, müssen die Videodaten in der Teilnehmeranschluss NT den ATM-Zellen entnommen, in das Ethernetprotokoll umgesetzt und dem Teilnehmerendgerät STB zugeführt werden.
Dies ist unabhängig davon, ob die Videodaten ATM oder IP ba- siert übertragen wurden. Erfindungsgemäß wird die IP Schicht ausschließlich im Teilnehmeranschluss NT behandelt.
Für die schmalbandige Steuerverbindung SB ist hier in der Teilnehmeranschluss NT beim Teilnehmer eine Nachrichtenadaption vorzunehmen. Hierzu werden die IGMP Nachrichten des IGMP Internetprotokolls auf die DSM-CC Nachrichten des ATM Protokolls umgesetzt.
Die vorgeschlagene Lösung wurde für einen Videoverteildienst beispielhaft beschrieben, allerdings ist die Anwendung nicht darauf beschränkt, sondern unabhängig vom zu verteilendem Inhalt anwendbar (z.B. Broadcast oder Multicast von Audiodaten, Börsennachrichten etc.).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Übertragen von Informationen zwischen einer 5 Verteilvorrichtung (VSU) und einer Gruppe von Teilnehmern
(STB) , wobei von ersterer Informationen mit Hilfe eines vorgegebenen Übertragungsverfahrens (ATM) einem, dieser Gruppe zugeordneten und für dieses Übertragungsverfahren (ATM) spezifischen Multiplexer (DSLAM) zugeführt wird, von dem diese
10 Informationen aufgenommen und der Gruppe der Teilnehmer zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Übertragungsverfahren (ATM, IP) vorgesehen wird, wobei über jeweils eines davon die Informationen
15 dem Multiplexer (DSLAM) zur Verfügung gestellt werden, dass vom Multiplexer (DSLAM) die Informationen im Sinne eines Multicasts mit einem für das vorgegebenen Übertragungsverfahren (ATM) charakteristischen Signalisierungsprotokoll (DSM- CC) der der Gruppe von Teilnehmern entsprechenden Teilnehmer-
20 anschlüssen (NT) zugeführt werden, dass in den der Gruppe von Teilnehmern entsprechenden Teilnehmeranschlüssen (NT) die Behandlung der für das betreffende Übertragungsverfahren (ATM, IP) repräsentierenden Schicht vorgenommen wird.
25
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das vorgegebene Übertragungsverfahrens (ATM) ein nach einem asynchronen Transfermodus arbeitendes Übertragungsver- 30 fahrens (ATM) unterstützt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Übertragungsverfahren (IP) Internet ba- 35 sierte Übertragungsverfahren (IP, MPLS) unterstützt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen Videodaten sind.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen IP basierte Dienste sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen ATM basierte Dienste sind.
EP01988005A 2000-10-18 2001-10-18 Verfahren zum bereitstellen von diensten im teilnehmeranschlussbereich Withdrawn EP1327375A1 (de)

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DE10051721 2000-10-18
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