EP2567515A1 - Verfahren und vorrichtung zur synchronisierung von prozessen, die mehrpunktmessungen in einem datenübertragungsnetzwerk durchführen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur synchronisierung von prozessen, die mehrpunktmessungen in einem datenübertragungsnetzwerk durchführen

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Publication number
EP2567515A1
EP2567515A1 EP12745793A EP12745793A EP2567515A1 EP 2567515 A1 EP2567515 A1 EP 2567515A1 EP 12745793 A EP12745793 A EP 12745793A EP 12745793 A EP12745793 A EP 12745793A EP 2567515 A1 EP2567515 A1 EP 2567515A1
Authority
EP
European Patent Office
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devices
pulse
selection probability
coupled
oscillator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12745793A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tanja Zseby
Michael Kleis
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2567515A1 publication Critical patent/EP2567515A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/02—Capturing of monitoring data
    • H04L43/022—Capturing of monitoring data by sampling
    • H04L43/024—Capturing of monitoring data by sampling by adaptive sampling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/02—Details
    • H04J3/06—Synchronising arrangements
    • H04J3/0635—Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0638—Clock or time synchronisation among nodes; Internode synchronisation
    • H04J3/0658—Clock or time synchronisation among packet nodes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/12—Network monitoring probes

Definitions

  • the invention relates to a method for synchronizing multipoint measurements in a data transmission network and to a device for synchronizing
  • Multipoint measurements in a data transmission network are Multipoint measurements in a data transmission network.
  • Transmission of data packets e.g., network delays, packet loss, paths that take packets in the network
  • packets e.g., network delays, packet loss, paths that take packets in the network
  • the data traffic is usually subject to large dynamic fluctuations, so that the necessary resources in the data transmission network
  • resource consumption e.g., not to exceed a set threshold
  • resource consumption can be reduced through the use of
  • a special case are multipoint measurements, i. the measurements are made with at least two
  • Such measurements are useful to e.g. determine the path of a data packet or the quality of the data transmission in the data transmission network.
  • One possible solution is to use a packet selection method that makes the selection based on a hash value over the packet content. This is on all at
  • Such a method is u. a. described in RFC 5475.
  • the selection probability can be changed by changing the selection range (e.g., more packages are usually selected for a larger selection range).
  • the number of selected packages also depends on the data traffic and can therefore not be defined exactly.
  • Selection probabilities i.e., probability with which a packet is selected for measurement
  • Input used for one or more sampling process (s) at the observation point is used for one or more sampling process (s) at the observation point.
  • Measurements in the data transmission network can e.g. the path taken by the packet (determination of the sequence of measurement points on which
  • Observation devices associated with at least two pulse-coupled oscillator devices are Observation devices associated with at least two pulse-coupled oscillator devices.
  • v Max and v Max may differ at the different observation points and may change dynamically (eg, depending on the current resource consumption at the observation point).
  • Each of the pulse coupled oscillator devices automatically sends a signal to other pulse coupled oscillator devices upon reaching the threshold v Max .
  • the charge function v (t) is raised by the amount ⁇ , i. the charging function is the
  • the oscillator with the smallest threshold V max (corresponds to the highest fire speed) dominates all other oscillators. That is, its firing frequency is transmitted to all oscillator devices.
  • the procedure is set up so that a
  • Oscillator device i.e., when the
  • an association between the loading function and the selection probability is chosen such that the functional relationship between the loading function v (t) and the selection probability is formed such that the new threshold 't ax correlates positively with the new selection probability (ie If the value for the new threshold v'Max is reduced, the new selection probability for the
  • the charging function v (t) is strictly monotonically increasing and concave.
  • Oscillator devices is at least partially linearized. It is particularly advantageous if the relationship between the new threshold v 'ax and the new
  • the change of the parameters causes a better utilization of the available resources. This can e.g. the reduction of the selection probability to be an overload of the
  • the at least one observation device reacts adaptively to a change in the data transmission in the
  • Data transmission network coupled together, in particular, they exchange signals with each other.
  • the selection of packets is effected by means of a hash selection area which has the function of a filter.
  • the task is also performed by a device with the
  • the device has at least two
  • Observation devices for performing measurements on data packets at intervals, wherein the at least two observation devices are associated with at least two pulse-coupled oscillator devices.
  • the charging function v (t) is raised by the amount ⁇ .
  • Such a device shows a self-synchronizing behavior.
  • a synchronized selection probability of the traffic observation devices is formed from the functional relationship between the loading function v (t) and the selection probability such that the
  • the Oscillator device correlated.
  • the device thus has a certain, preset link between the oscillator device frequency and the measurement frequency.
  • the functional relationship between the charging function v (t) is formed so that the new threshold 't ax correlates positively with the new measurement frequency.
  • the charging function v (t) is strictly monotonically increasing and concave. Also embodiments are advantageous in which the
  • Charging function v (t) of the oscillator devices is at least partially linearized to a relationship between a new threshold v ' Max and a new
  • Selection probability p ' s to find.
  • a particularly simple relationship arises when the relationship between the new threshold v ' Max and the new one
  • Fig. 1 is a schematic representation of a
  • Fig. 2A is an illustration of a charging function for a
  • Embodiment of a pulse-coupled oscillator device Embodiment of a pulse-coupled oscillator device
  • Fig. 2B is an illustration of the charging function with an increase in the state variable upon receipt of a signal in one embodiment
  • Fig. 4 is a schematic representation of a
  • Data transmission network with an embodiment. Data transmission networks 100 are found in all
  • the Internet is an example of a communications network 100.
  • FIG. 1 schematically shows a data transmission network 100 with three in order to illustrate the basic terms
  • Observation devices 11, 12, 13 can be computers or microchips that determine the data volume
  • Detect points in the data transmission network 100 in particular the data volume per time measure.
  • the observation devices 11, 12, 13 can be spatially widely distributed, it is advantageous if the change of the selection probability p s takes place adaptively and spreads efficiently in the data transmission network 100.
  • Data processing network 100 the same (or at least substantially the same) selection probability p s on.
  • the individual observation devices 11, 12, 13 are pulse-coupled oscillator devices 21, 22, 23
  • the pulse-coupled oscillator devices 21, 22, 23 can be designed as software or hardware.
  • Phenomena are known (see, e.g., Mirollo, Strogatz;
  • Characteristic of these systems is that distributed, similar and related units initially exhibit different dynamic behavior (e.g., emission of firefly beacons). A very simple signal exchange between the fireflies finally causes after a certain time automatically a
  • Oscillator devices 21, 22, 23 have a charging function v (t) (charging function, based on the charging process of a capacitor).
  • v (t) charging function, based on the charging process of a capacitor.
  • the state function v (y-axis) is also normalized to an interval [0, 1]. In the following, however, the charging function v (t) is used as a function of the time t.
  • Such an oscillator device 21, 22, 23 undergoes a continuous cycle of charging and discharging phases; it lies an oscillation before.
  • Thresholds v Max can be the firing frequency of the
  • the oscillator device 21, 22, 23 When the oscillator device 21, 22, 23 has reached the threshold value v Max , it sends out a signal 30. In nature this can be a noise; in data processing this is usually an electrical signal or a
  • Data packet 30 an acoustic signal 30, an optical signal and / or a mechanical signal (for example pulse) 30 may also be used. In principle, combinations of signals 30 of different types are possible.
  • the emission of the signal 30 after reaching the threshold value V Max is also referred to as "firing", the oscillator device 21, 22, 23 has a firing frequency.
  • a reduction of the threshold value v Max causes the time until the transmission of the signal 30 to be shortened. This means that the "firing frequency" of the oscillator device 21, 22, 23 increases.
  • the oscillator devices 21, 22, 23 are designed not only to emit but also to receive signals 30. The receipt of a signal 30 at an oscillator device 21, 22, 23 causes the
  • State variable v of the oscillator device 21, 22, 23 is raised by an amount ⁇ , as shown first in FIG. 2B. It has been shown mathematically, inter alia, in the publications cited above, that identically constructed
  • Each oscillator device 21, 22, 23 simply follows the given rules; the phase synchronization of all oscillator devices 21, 22, 23 then adjusts automatically.
  • Data transmission network 100 is used.
  • the synchronization of the observation devices 11, 12, 13 is somewhat different than e.g. the synchronization of timers in a network, as e.g. from Hong et al. , IEEE Journal on Selected Areas in Communications, pp. 1085-1099, May 2005. It was about the influence of
  • Threshold v 'Max 1 is reduced, then this leads to the associated new fire time t'o occurring earlier; this means that lowering the
  • Threshold v Max leads to a faster rate of fire.
  • the threshold v max can not be arbitrary
  • Threshold v Max and the selection probability p s is a positive correlation. This means that a relatively small threshold v Max leads to a relatively small selection probability p s . A relatively large one
  • Threshold v Max leads to a relatively high Selection probability p s .
  • the selection probability p s is calculated or determined based on the current oscillator frequency. If a monitoring point has to lower the selection probability due to high CPU utilization, for example, it will change the
  • Fig. 3 is a second x-axis with the
  • the functional one is
  • Equation (1) represents an assignment function (mapping function), with which from the changing
  • Oscillator device 21, 22, 23 "discharges" faster, ie emits signals 30 with a higher frequency, which then leads to a lower selection probability p ' s due to the assignment function made.
  • Each observation device 11, 12, 13 is for this purpose at least with such a pulse-coupled
  • Observation device 11, 12, 13 is coupled.
  • Threshold v v reaches Max , it sends an IP packet as a signal 30 to all other oscillator devices 22, 23, the respective observation devices 11, 12, 13th
  • Oscillator devices 22, 23 are brought closer to the discharge.
  • Such a total system has the property of synchronizing itself, ie the selection probability p s of the observation devices 11, 12, 13 become automatic synchronized by the characteristics of the associated pulse-coupled oscillator devices 21, 22, 23. It always dominates the highest frequency, ie amount of
  • Oscillator devices 21, 22, 23 adapts to the highest frequency. Due to the assignment made above, this highest frequency is assigned the lowest selection probability p ' s .
  • each observation device 11, 12, 13 capable of the given functional relationship is the required new one
  • the selection probability p s is automatically lowered, if the data flow increases too much.
  • a central monitoring is not necessary because the automatically synchronizing properties of the

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisierung von Mehrpunktmessungen in einem Datenübertragungsnetzwerk (100) mit Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13), die Messungen durchführen, wobei den Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) zugeordnet sind, die jeweils eine Ladefunktion v(t) aufweisen, die von v(t=0)=0 bis v (t=tMax) = vMax anwächst und jede der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bei Erreichen des Schwellenwertes vMax automatisch ein Signal (30) für andere pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) sendet und dann auf v=0 gesetzt wird, wobei das Zeitintervall 0 bis tMax die Frequenzen der Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bestimmt, bei den das Signal (30) empfangenden pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) die Ladefunktion v(t) um den Betrag s angehoben wird, so dass alle miteinander durch Signale (30) gekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) und damit auch die gekoppelten Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) auf Grund der selbstsynchronisierenden Eigenschaften der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) synchron Messungen an den Datenpakete im Datenübertragungsnetzwerk vornehmen, wobei eine synchronisierte Auswahlwahrscheinlichkeit ps der Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) für den Datenverkehr aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass die Auswahlwahrscheinlichkeit ps negativ mit der Frequenz der Oszillatorvorrichtung (21, 22, 23) korreliert. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Synchronisierung von
Prozessen, die Mehrpunktmessungen in einem
Datenübertragungsnetzwerk durchführen .
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Synchronisierung von Mehrpunktmessungen in einem Datenübertragungsnetzwerk und eine Vorrichtung zur Synchronisierung von
Mehrpunktmessungen in einem Datenübertragungsnetzwerk.
Bei der Messung von Übertragungseigenschaften bei der
Übertragung von Datenpaketen (z.B. Laufzeiten im Netzwerk, Paketverluste, Pfade, die Pakete im Netzwerk nehmen) in einem Datenübertragungsnetzwerk werden verschiedene
Verfahren eingesetzt. Bei Verfahren in denen der vorhandene Datenverkehr zur Messung verwendet wird, bestimmen sich die für die Messung erforderlichen Ressourcen nach dem jeweils aktuell auftretenden Datenaufkommen (traffic) im
Datenübertragungsnetzwerk. Das Datenaufkommen unterliegt dabei meist großen dynamischen Schwankungen, so dass die notwendigen Ressourcen im Datenübertragungsnetzwerk
schwanken. Um den Ressourcenverbrauch zu kontrollieren (z.B. eine festgelegte Schwelle nicht zu überschreiten) kann der Ressourcenverbrauch durch den Einsatz von
Stichprobenverfahren bei der Messung an die vorhandenen Ressourcen angepasst werden.
Ein besonderer Fall sind dabei Mehrpunktmessungen, d.h. die Messungen erfolgen mit mindestens zwei
Beobachtungsvorrichtungen. Solche Messungen sind sinnvoll, um z.B. den Pfad eines Datenpaketes oder die Qualität der Datenübertragung im Datenübertragungsnetzwerk zu ermitteln. Bei solchen Mehrpunktmessungen muss die Vielzahl der
Beobachtungsvorrichtungen koordiniert werden, um
sicherzustellen, dass dasselbe Datenpaket von allen
Beobachtungsvorrichtungen erfasst wird.
Eine mögliche Lösung ist es, ein Paketauswahlverfahren zu verwenden, das die Auswahl basierend auf einem Hashwert über dem Paketinhalt trifft. Dabei wird auf alle am
Beobachtungspunkt eintreffenden Pakete eine Hashfunktion angewendet und damit ein Hashwert für jedes Paket berechnet. Alle Pakete, deren Hashwert in einen vordefinierten Bereich fällt (Hash-Auswahlbereich) werden selektiert, die anderen Pakete werden verworfen. Dies entspricht der Funktion eines Filters .
Ein solches Verfahren (hash-based packet selection) wird u. a. in RFC 5475 beschrieben. Die Auswahlwahrscheinlichkeit kann durch eine Änderung des Auswahlbereiches verändert werden (z.B. werden bei einem größeren Auswahlbereich in der Regel mehr Pakete selektiert) . Die Anzahl der ausgewählten Pakete hängt jedoch auch vom jeweiligen Datenverkehr ab und lässt sich in der Regel daher nicht exakt festlegen.
Um an allen Punkten dieselben Datenpakete zu erfassen, setzt dies aber eine synchronisierte Parametrisierung der
Beobachtungsvorrichtungen voraus .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, effiziente Verfahren und Vorrichtungen zu schaffen, mit denen eine Synchronisation von Prozessen für Mehrpunktmessungen in Datenübertragungsnetzwerken möglich ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Hierzu wird eine Synchronisation der Prozesse durch
pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen vorgeschlagen.
Speziell wird die Synchronisation der
Auswahlwahrscheinlichkeiten (d.h. Wahrscheinlichkeit, mit der ein Paket für die Messung selektiert wird) für die
Stichprobenprozesse an den verschiedenen Beobachtungspunkten betrachtet. Die Auswahlwahrscheinlichkeit wird als
Eingangsgröße für einen oder mehrere Stichprobenprozess (e) an dem Beobachtungspunkt verwendet .
Dabei nehmen mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen
Messungen im Datenübertragungsnetzwerk vor. Ergebnis der Messungen kann z.B. der Pfad sein, den das Paket genommen hat (Bestimmung der Sequenz der Messpunkte, an denen
dasselbe Paket beobachtet wurde) oder die Laufzeit, die das Paket auf dem Weg erfahren hat (Bestimmung, d.h. Messung der Differenz der Ankunftszeiten an den Beobachtungspunkten) .
Zur Steuerung der Stichprobenprozesse (speziell der
Auswahlwahrscheilichkeiten) sind den mindestens zwei
Beobachtungsvorrichtungen mindestens zwei pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen zugeordnet .
Es soll sichergestellt werden, dass an den
Beobachtungspunkten jeweils dieselben Pakete durch die
Filter selektiert werden.
Die mindestens zwei pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen weisen jeweils eine Ladefunktion v(t) auf, die von v(t=0)=0 bis v ( t=tMax) =vMax anwächst. tMax und vMax können sich z.B. an den verschiedenen Beobachtungspunkten unterscheiden und können sich dynamisch ändern (z.B. in Abhängigkeit des aktuellen Ressourcenverbrauchs am Beobachtungspunkt).
Jede der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen sendet bei Erreichen des Schwellenwertes vMax automatisch ein Signal für andere pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen. Nach dem Senden des Signals wird dann die Ladefunktion auf v=0 gesetzt und ein neuer Zyklus beginnt. Das Zeitintervall 0 bis tMax bestimmt die Frequenzen der Oszillatorvorrichtungen. Je schneller das Rücksetzen auf v=0 erfolgt, desto höher ist die Frequenz der Oszillatorvorrichtungen.
Bei den das Signal empfangenden pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen wird die Ladefunktion v(t) um den Betrag ε angehoben, d.h. die Ladefunktion wird dem
jeweiligen Schwellenwert vMax etwas näher gebracht.
Da jeder Oszillator periodisch nach Erreichen von VMax
Signale aussendet, werden die gekoppelten
Oszillatorvorrichtungen auf Grund der
selbstsynchronisierenden Eigenschaften von pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen zu einer synchronen Schwingung angeregt .
Ansatz der Erfindung ist, unter Verwendung dieses Effekts die Parameter für die Messung (z.B. die Auswahlwahrscheinlichkeit) an den verschiedenen Beobachtungspunkten zu synchronisieren.
Neben den beschriebenen selbstsynchronisierenden
Eigenschaften von pulsgekoppelten Oszillatoren, kann
vorteilhafterweise die Tatsache benutzt werden, dass bei geeigneter Wahl der Oszillatorparameter erreicht werden kann, dass der Oszillator mit dem kleinsten Schwellwert VMax (entspricht höchster Feuergeschwindigkeit) alle anderen Oszillatoren dominiert. D.h. Seine Feuerfrequenz überträgt sich auf alle Oszillatorvorrichtungen.
Dabei wird das Verfahren so eingerichtet, dass eine
synchronisierte Auswahlwahrscheinlichkeit der
Beobachtungsvorrichtungen für den Datenverkehr aus einem funktionalen Zusammenhang der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass die
Auswahlwahrscheinlichkeit negativ mit der Frequenz der
Oszillatorvorrichtung korrelieren (d.h. wenn die
Oszillatorfrequenz größer wird, wird die
Auswahlwahrscheinlichkeit kleiner) . Wenn der Maximalwert vMax der Ladefunktion verringert wird, steigt die Frequenz der Oszillatorvorrichtung an.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Zuordnung zwischen der Ladefunktion und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gewählt, dass der funktionale Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass der neue Schwellenwert 't ax positiv mit der neuen Auswahlwahrscheinlichkeit korreliert (d.h. wenn der Wert für den neuen Schwellenwert v'Max verringert wird, wird auch die neue Auswahlwahrscheinlichkeit für die
Datenpakete im Datenübertragungsnetzwerk verringert). Damit kann die Auswahlwahrscheinlichkeit effizient verringert werden, wenn das Datenaufkommen im Datenübertragungsnetzwerk zu hoch wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Ladefunktion v(t) streng monoton steigend und konkav. Für eine einfache Berechnung der Abhängigkeiten zwischen dem neuen Schwellenwert v ' ax und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit p's ist es vorteilhaft, wenn in einer Ausführungsform die Ladefunktion v(t) der
Oszillatorvorrichtungen mindestens teilweise linearisiert ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v ' ax und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit p's durch
a gegeben ist (für a>0) .
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bewirkt die Veränderung der Parameter eine bessere Auslastung der verfügbaren Ressourcen. Dies kann z.B. die Reduktion der Auswahlwahrscheinlichkeit sein, um eine Überlast der
Rechenkapazität zu vermeiden oder eine Erhöhung der
Auswahlwahrscheinlichkeit, um vorhandene Rechenkapazitäten zu nutzen. Die mindestens eine Beobachtungsvorrichtung reagiert in einer vorteilhaften Ausführungsform adaptiv auf eine Veränderung in der Datenübertragung im
Datenübertragungsnetzwerk .
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weisen die pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen der
Beobachtungsvorrichtungen im Wesentlichen die gleiche
Dynamik auf, d.h. die Ladefunktionen sind identisch (oder im Wesentlichen identisch) und sind im
Datenübertragungsnetzwerk miteinander gekoppelt, wobei sie insbesondere Signale miteinander austauschen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die
Synchronisation des Auswahlprozesses der Pakete unter
Verwendung einer Hash-Funktion . Dabei erfolgt die Auswahl von Paketen mittels eines Hash-Auswahlbereichs , der die Funktion eines Filters aufweist. Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Die Vorrichtung weist mindestens zwei
Beobachtungsvorrichtungen zur Durchführungen von Messungen an Datenpaketen in Abständen auf, wobei den mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen mindestens zwei pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen zugeordnet sind.
Die mindestens zwei pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen weisen jeweils eine Ladefunktion v(t) auf, die von v(t=0)=0 bis v ( t=tMax) =vMax anwächst, wobei jede der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen bei Erreichen des Schwellenwertes vMax automatisch ein Signal für andere pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen sendet und dann auf v=0 gesetzt wird, wobei das Zeitintervall 0 bis tMax die Frequenzen der Oszillatorvorrichtungen bestimmt .
Bei den das Signal empfangenden pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen wird die Ladefunktion v(t) um den Betrag ε angehoben.
Eine solche Vorrichtung zeigt ein selbstsynchronisierendes Verhalten .
Dabei wird eine synchronisierte Auswahlwahrscheinlichkeit der Beobachtungsvorrichtungen für den Datenverkehr aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet, dass die
Messfrequenz negativ mit der Frequenz der
Oszillatorvorrichtung korreliert. Die Vorrichtung weist somit eine bestimmte, voreingestellte Verknüpfung zwischen der Oszillatorvorrichtungsfrequenz und der Messfrequenz auf.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung wird der funktionale Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) so gebildet, dass der neue Schwellenwert 't ax positiv mit der neuen Messfrequenz korreliert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Ladefunktion v(t) streng monoton steigend und konkav. Auch sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen die
Ladefunktion v(t) der Oszillatorvorrichtungen mindestens teilweise linearisiert ist, um einen Zusammenhang zwischen einem neuen Schwellenwert v'Max und einer neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit p's zu finden. Ein besonders einfacher Zusammenhang ergibt sich, wenn der Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v'Max und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit p's durch
a
(für a>0) gegeben ist.
Vorteilhafterweise weisen in Ausführungsformen alle
pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen der
Beobachtungsvorrichtungen im Wesentlichen die gleiche
Dynamik auf und sind im Datenübertragungsnetzwerk
miteinander gekoppelt, so dass sie insbesondere Signale austauschen .
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
Datenübertragungsnetzwerkes mit Beobachtungsvorrichtungen für die Datenübertragung;
Fig. 2A eine Darstellung einer Ladefunktion für eine
Ausführungsform einer pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtung;
Fig. 2B eine Darstellung der Ladefunktion mit einer Erhöhung der Zustandsvariablen nach Empfang eines Signals in einer Ausführungsform;
Fig. 3 eine Darstellung des funktionalen Zusammenhanges zur Bestimmung eines neuen Schwellenwertes in einer
Ausführungsform;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines
Datenübertragungsnetzwerkes mit einer Ausführungsform. Datenübertragungsnetzwerke 100 finden sich in allen
Bereichen der Technik, wie z.B. in der Telekommunikation oder bei der Vernetzung von Computern. Das Internet ist ein Beispiel für ein Datenübertragungsnetzwerk 100.
Bei komplexen Netzwerken erfolgen Messungen mit mehreren Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 gleichzeitig, um den Weg von Datenpaketen 30 im Netzwerk nachzuverfolgen . Die Synchronisation der Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 1 ist zur Darstellung der grundlegenden Begriffe schematisch ein Datenübertragungsnetz 100 mit drei
Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 dargestellt. Die
Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 können Rechner oder Mikrochips sein, die das Datenaufkommen an bestimmten
Punkten im Datenübertragungsnetz 100 erfassen, insbesondere das Datenvolumen pro Zeit messen.
Erhöht sich in einem Bereich des Datenübertragungsnetzes 100 das Datenaufkommen, so ist es sinnvoll, die
Auswahlwahrscheinlichkeit ps abzusenken, mit denen die
Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 den Datenfluss
erfassen. Da die Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 räumlich weit verteilt sein können, ist es vorteilhaft, wenn die Änderung der Auswahlwahrscheinlichkeit ps adaptiv erfolgt und sich effizient im Datenübertragungsnetzwerk 100 verbreitet .
Im Folgenden werden Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, mit denen eine effiziente Synchronisation der
Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 möglich ist. Nach
Abschluss der Synchronisation weisen alle
Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 im
Datenverarbeitungsnetzwerk 100 die gleiche (oder eine zumindest im Wesentlichen gleiche) Auswahlwahrscheinlichkeit ps auf .
Dazu sind den einzelnen Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23
zugeordnet, die die Eigenschaft besitzen, die automatische Synchronisation zu bewerkstelligen. Die pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 können dabei als Software oder Hardware ausgebildet sein.
Bevor auf diese Anwendung eingegangen wird, wird auf die Funktionsweise der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 eingegangen.
In der Natur sind sich automatisch synchronisierende
Phänomene bekannt (siehe z.B. Mirollo, Strogatz;
Synchronization of pulse-coupled biological oscillators ; SIAM J. Appl. Math, Vol. 50, No . 6, pp . 1645-1662, December 1990; Ermentrout et al . ; Beyond a pacemaker's entrainment limit: Phase walk through. Am. J. Physiol., 1984 Jan, 246 (1 Pt . 2) : R 102-106) .
Kennzeichen dieser Systeme ist, dass verteilte, gleichartige und miteinander in Verbindung stehende Einheiten zu Beginn unterschiedliches dynamisches Verhalten (z.B. Aussendung von LeuchtSignalen von Leuchtkäfern) zeigen. Ein sehr einfacher Signalaustausch unter den Leuchtkäfern bewirkt schließlich, dass sich nach einer gewissen Zeit automatisch eine
Synchronisation einstellt; alle miteinander in Kontakt stehenden Leuchtkäfer blinken synchron.
Modellhaft wird eine solche automatische Synchronisation von Oszillatoren in den oben zitierten Veröffentlichungen beschrieben. Die dabei beschriebenen pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 weisen eine Ladefunktion v(t) (charging function; in Anlehnung an den Ladevorgang eines Kondensators) auf. In Fig. 2a ist eine solche
Ladefunktion v(t) beispielhaft dargestellt.
Die Ladefunktion v(t) ist konkav (v''(t) < 0), streng monoton steigend (v'(t) > 0) und glatt im normierten
Intervall [0, 1] . Die Zustandsfunktion v (y-Achse) ist ebenfalls auf ein Intervall [0, 1] normiert. Im Folgenden wird die Ladefunktion v(t) jedoch in Abhängigkeit von der Zeit t verwendet.
Eine solche Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 durchläuft einen dauernden Zyklus von Lade- und Entladephasen; es liegt eine Oszillation vor. Die Ladefunktion v(t) steigt von v(0)=0 an bis der Schwellenwert vMax =1 erreicht ist. Dann wird die Ladefunktion v(t) wieder auf 0 zurückgesetzt; es hat im übertragenen Sinne eine Entladung stattgefunden.
Aus dem Zeitraum von t=0 bis zum Erreichen des
Schwellenwerte vMax kann man die Feuerfrequenz der
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 herleiten; je kürzer das Zeitintervall , desto höher die Frequenz der
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23.
Wenn die Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 den Schwellenwert vMax erreicht hat, sendet sie ein Signal 30 aus. In der Natur kann dies ein Geräusch sein; in der Datenverarbeitung ist dies in der Regel ein elektrisches Signal oder ein
Datenpaket 30. Es können aber auch ein akustisches Signal 30, ein optisches Signal und / oder ein mechanisches Signal (z.B. Impuls) 30 zum Einsatz kommen. Grundsätzlich sind auch Kombinationen von Signalen 30 unterschiedlicher Art möglich.
In Anlehnung an die Natur wird die Aussendung des Signals 30 nach Erreichen des Schwellenwertes VMax auch als „feuern" bezeichnet; die Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 besitzt eine Feuerfrequenz .
Je häufiger der Schwellenwert vMax erreicht wird, desto häufiger wird ein Signal 30 versendet.
Eine Absenkung des Schwellenwertes vMax führt auf Grund der monoton steigenden Funktion v(t) dazu, dass die Zeit bis zum Aussenden des Signals 30 verkürzt wird. Dies bedeutet, dass sich die „Feuerfrequenz" der Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 erhöht.
Die Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 sind so ausgebildet, dass sie nicht nur Signale 30 aussenden, sondern auch empfangen können. Der Empfang eines Signals 30 bei einer Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 führt dazu, dass die
Zustandvariable v der Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 um einen Betrag ε angehoben wird, wie dies zuerst in der Fig. 2B dargestellt ist. Es wurde u. a. in den oben zitierten Veröffentlichungen mathematisch gezeigt, dass identisch aufgebaute
pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 mit diesen Eigenschaften, die miteinander Signale 30 austauschen können sich nach einer gewissen Zeit automatisch synchronisieren. Jede Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 folgt dabei einfach für sich den vorgegebenen Regeln; die Phasen-Synchronisation aller Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 stellt sich dann automatisch ein.
Es ist nicht notwendig, einen zentralen Rechner zur
Überprüfung oder Koordinierung der Messungen vorzusehen, da sich die Synchronisation automatisch als emergente
Eigenschaft ergibt. Wenn die Synchronisation einmal erreicht ist, ist sie stabil.
Angewandt auf die Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 in Datenübertragungsnetzwerken 100 bedeutet dies, dass auch bei zeitlichen Änderungen des Datenaufkommens, das von den entsprechend gesteuerten Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 gemessen wird, sich immer wieder automatisch ein
synchrones Verhalten einstellt.
Dieses Prinzip wird im Rahmen der gezeigten
Ausführungsformen auf die automatische Synchronisation der Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 in einem
Datenübertragungsnetzwerk 100 verwendet. Die Synchronisation der Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 ist dabei etwas anderes als z.B. die Synchronisation von Zeitgebern in einem Netzwerk, wie dies z.B. von Hong et al . , IEEE Journal on Selected Areas in Communications, pp . 1085-1099, May 2005 untersucht wurde. Dabei ging es um den Einfluss von
Zeitverzögerungen bei der Datenübertragung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das oben
beschriebene Verfahren der Auf- und Entladung der
Ladefunktion v(t) der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 modifiziert. Dabei wird aus dem aktuellen
FeuerZeitpunkt to, eine Auswahlwahrscheinlichkeit ps für die Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 generiert. Die Bestimmung dieser Auswahlwahrscheinlichkeit ps wird im Folgenden im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert.
In Fig. 3 ist im Zeitbereich die Ladefunktion v(t)
dargestellt, die sich in einem normierten Zeitintervall [0, 1] von v=0 auf v=l auflädt. Der Entladungszeitpunkt t=l entspricht dabei einem maximalen Wert für die Aufladezeit
Umgekehrt entspricht die maximale Aufladezeit einer
minimalen Feuerfrequenz. Wenn die Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 lange zum Aufladen benötigt, dann feuert sie
seltener .
Wenn der Schwellenwert von vMax=l auf einen neuen
Schwellenwert v' Max 1 verringert wird, dann führt dies dazu, dass der zugehörige neue FeuerZeitpunkt t'o früher eintritt; dies bedeutet, dass ein Absenken des
Schwellenwertes vMax zu einer schnelleren Feuerrate führt.
Allerdings kann der Schwellenwert vMax nicht beliebig
abgesenkt werden, da die Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 ansonsten unendlich schnell feuern würde. Es gibt somit ein vMin , das dem kleinstmögliche Feuerungszeitpunkt (tMin )
entspricht und somit der größtmöglichen Feuerfrequenz.
Nun wird ein Zusammenhang zwischen den neuen
FeuerZeitpunkten t' (tMin < t ' <tMax) , den neuen
Schwellenwerten (vMin < v' Max < vMax) und den tatsächlichen Auswahlwahrscheinlichkeiten p's (pMin < P ' s < PMax ) für die Beobachtungsvorrichtungen 21, 22, 23 hergestellt. In den meisten Fällen ist es sinnvoll die Grenzen pMiN=0 (kein Paket wird ausgewählt) und pMax =1 (alle Pakete werden ausgewählt) fest zulegen. ΡΜΙΠ und PMax können aber beliebig festgelegt werden, es gilt aber immer pMIN>0 und pMax -1·
Dabei wird davon ausgegangen, dass zwischen dem
Schwellenwert vMax und der Auswahlwahrscheinlichkeit ps eine positive Korrelation besteht. Dies bedeutet, dass ein relativ kleiner Schwellenwert vMax zu einer relativ kleinen Auswahlwahrscheinlichkeit ps führt. Ein relativ großer
Schwellenwert vMax führt zu einer relativ hohen Auswahlwahrscheinlichkeit ps . Es erfolgt eine
deterministische Kopplung zwischen dem Schwellenwert Vj4ax und der Auswahlwahrscheinlichkeit ps . In regelmäßigen Abständen wird die Auswahlwahrscheinlichkeit ps anhand der aktuellen Oszillatorfrequenz berechnet oder festgelegt. Falls ein Überwachungspunkt z.B. wegen zu hoher CPU-Auslastung die Auswahlwahrscheinlichkeit senken muss, ändert er den
Schwellwert vMax seiner assoziierten Oszillatorsvorrichtung 21, 22, 23.
In Fig. 3 ist eine zweite x-Achse mit der
Auswahlwahrscheinlichkeit ps eingezeichnet.
Zwischen der Auswahlwahrscheinlichkeit ps und der Frequenz der Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 besteht eine negative Korrelation, denn je höher die Frequenz der
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 ist, desto geringer ist die Auswahlwahrscheinlichkeit ps .
Im Folgenden wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v ' ax und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit p's beschrieben.
Der neue Schwellenwert v'Max kann nur zwischen vMax und vMin = 1- ε/a mit a>0, z.B. a=2 liegen.
Wie man in Fig. 3 erkennen kann, ist der minimalen
Auswahlwahrscheinlichkeit pMin der minimale Schwellenwert vMin=l - ε/a mit a>0, z.B. a=2 zugeordnet. Der maximalen Auswahlwahrscheinlichkeit pMax ist der maximale Schwellenwert vMax= 1 zugeordnet .
Wenn man den Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v'Max und der neuen Auswahlwahrscheinlichkeit p's, der durch v(t) gegeben ist, als linear annimmt (in Fig. 3 als
gestrichelte Linie eingezeichnet), kann man auf Grund der Streckenverhältnisse an der x-Achse für p und der y-Achse für v folgende Verhältnisgleichung aufstellen:
a Für den Fall, dass v ' Max~ ist (d.h. der Schwellenwert hat den theoretisch maximalen Wert), wird die maximale
Auswahlwahrscheinlichkeit p's = pMax erreicht.
Für den Fall, dass v'Max-1— ε/a — i4^n ist, wird die minimale Auswahlwahrscheinlichkeit p's = pMin erreicht .
In beiden Fällen gelten natürlich auch die umgekehrten
Aussagen .
Aus Gleichung (1) kann für jeden neuen Schwellenwert v'Max eine neue Auswahlwahrscheinlichkeit p's berechnet werden und umgekehrt .
In anderen Ausführungsformen ist der funktionale
Zusammenhang zwischen v ' ax und ps nicht-1inear , so dass die Berechnungsvorschriften aufwändiger sind, grundsätzlich aber nach dem gleichen Prinzip funktionieren. In jedem Fall stellt die Gleichung (1) eine Zuordnungsfunktion (Mapping- Funktion) dar, mit der aus den sich ändernden
Schwellenwerten v ' ax und den damit einhergehenden Änderungen in den Feuerungszeiten t schließlich neue
Auswahlwahrscheinlichkeit p's gefunden werden können.
Im Ergebnis wird der ursprüngliche Wertebereich der
Zustandsvariablen v (siehe Fig. 2) automatisch auf einen neuen Bereich normiert, so dass der neue Schwellenwert v'Max kleiner ist und somit die pulsgekoppelte
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 sich schneller „entlädt", d.h. Signale 30 mit einer höheren Frequenz aussendet, was dann auf Grund der getroffenen Zuordnungsfunktion zu einer geringeren Auswahlwahrscheinlichkeit p's führt.
Diejenige der Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 mit der höchsten Feuerfrequenz dominiert alle anderen, mit denen sie in Verbindung steht. Durch die gesendeten Signale 30 wird die Auswahlwahrscheinlichkeit aller anderen
Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 auf die neue
Auswahlwahrscheinlichkeit p's geändert. Durch die oben angegebene Umrechnungsvorschrift kann so jede
Beobachtungsvorrichtung 11, 12, 13 anhand ihrer zugeordneten Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 die neue Auswahlwahrscheinlichkeit p ' s bestimmen . D.h. alle Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13, laufen nach diesem Vorgang auf der niedrigsten Auswahlwahrscheinlichkeit ps . Das Prinzip ist: Die höchste Frequenz der
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 (also der kleinste
FeuerZeitpunkt to) korrespondiert zu der niedrigsten neuen Auswahlwahrscheinlichkeit p's-
Im Zusammenhang mit Fig. 4 wird dargestellt, in welcher Weise die pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 dazu verwendet werden können, die automatische Überprüfung des Datenverkehrs zu synchronisieren.
Dabei wird beispielhaft von drei Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 ausgegangen, an denen Daten zur Überwachung des Datenflusses im Datenübertragungsnetzwerk 100 gesammelt werden. Dabei soll die neue Auswahlwahrscheinlichkeit p's der Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 in der oben
beschriebenen Weise mit der Frequenz der pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 verknüpft sein. Jede Beobachtungsvorrichtung 11, 12, 13 ist zu diesem Zweck mindestens mit einer solchen pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 gekoppelt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine pulsgekoppelte
Oszillatorvorrichtung 21, 22, 23 mit mehr als einer
Beobachtungsvorrichtung 11, 12, 13 gekoppelt ist.
In dem Fall, das eine Oszillatorvorrichtung 21 ihren
Schwellenwert v=vMax erreicht hat, sendet sie ein IP Paket als Signal 30 an allen anderen Oszillatorvorrichtungen 22, 23, die jeweils Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13
zugeordnet sind. Diese empfangen das Signal 30 und
verarbeiten es so, wie es im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde, d.h. der Wert der Ladefunktion v(t) wird um den Betrag ε erhöht, so dass diese
Oszillatorvorrichtungen 22, 23 näher an die Entladung gebracht werden.
Ein solches Gesamtsystem hat die Eigenschaft, sich selbst zu synchronisieren, d.h. die Auswahlwahrscheinlichkeit ps der Beobachtungsvorrichtungen 11, 12, 13 werden automatisch durch die Eigenschaften der zugeordneten pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 synchronisiert. Dabei dominiert immer die höchste Frequenz, d.h. Menge der
Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23 passt sich der höchsten Frequenz an. Durch die oben getroffene Zuordnung wird dieser höchsten Frequenz die niedrigste Auswahlwahrscheinlichkeit p's zugeordnet.
Wie in Fig. 4 dargestellt, liegt nach einiger Zeit bei allen Beobachtungsvorrichtungen 21, 22, 23 die neue
Auswahlwahrscheinlichkeit p's vor.
Damit ist jede Beobachtungsvorrichtung 11, 12, 13 in der Lage auf Grund des gegebenen funktionalen Zusammenhangs (z.B. Gleichung (1)) die erforderliche neue
Auswahlwahrscheinlichkeit p's zu berechnen.
Auf diese Weise ist es möglich, dass im gesamten
Datenübertragungsnetzwerk 100 die Auswahlwahrscheinlichkeit ps automatisch gesenkt wird, wenn der Datenfluss zu sehr zunimmt. Eine zentrale Überwachung ist nicht notwendig, da die automatisch synchronisierenden Eigenschaften der
pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen 21, 22, 23
ausgenutzt werden.
Bezugs zeichenliste
11, 12, 13 Beobachtungsvorrichtung
21, 22, 23 pulsgekoppelte Oszillatorvorrichtung
30 Signal, Datenpaket
100 Datenübertragungsnetzwerk ps Auswahlwahrscheinlichkeit der
BeobachtungsVorrichtung p's neue Auswahlwahrscheinlichkeit oder
BeobachtungsVorrichtung to Feuerungs Zeitpunkt v(t) Ladefunktion vMax oberer Schwellenwert für Ladefunktion v'Max neuer oberer Schwellenwert für Ladefunktion vMin unterer Schwellenwert für Ladefunktion

Claims

1. Verfahren zur Synchronisierung von Mehrpunktmessungen in einem Datenübertragungsnetzwerk (100) mit mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13), die Messungen durchführen, a) wobei den mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) mindestens zwei pulsgekoppelte
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) zugeordnet sind, b) die mindestens zwei pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) jeweils eine
Ladefunktion v(t) aufweisen, die von v(t=0)=0 bis
v ( t=tMax) =vMax anwächst und jede der pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bei Erreichen des
Schwellenwertes vMax automatisch ein Signal (30) für andere pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) sendet und dann auf v=0 gesetzt wird, wobei das Zeitintervall 0 bis tMax die Frequenzen der Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bestimmt , c) bei den das Signal (30) empfangenden pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) die Ladefunktion v(t) um den Betrag ε angehoben wird, d) so dass alle miteinander durch Signale (30) gekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) und damit auch die gekoppelten Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) auf Grund der selbstsynchronisierenden Eigenschaften der
pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) synchron Messungen im Datenübertragungsnetzwerk vornehmen, wobei e) eine synchronisierte Auswahlwahrscheinlichkeit ps der Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) für den Datenverkehr aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit ps so gebildet wird, dass die Auswahlwahrscheinlichkeit ps negativ mit der
Frequenz der Oszillatorvorrichtung (21, 22, 23) korreliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , der funktionale Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t)und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass der neue Schwellenwert 't ax positiv mit der neuen Auswahlwahrscheinlichkeit p's korreliert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ladefunktion v(t) streng monoton steigend und konkav ist.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ladefunktion v(t) der Oszillatorvorrichtungen mindestens teilweise linearisiert ist, um einen Zusammenhang zwischen einem neuen Schwellenwert v'Max und einer neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit ps zu finden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet , dass der Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v ' ax und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit ps durch
a
(für a>0) gegeben ist.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beobachtungsvorrichtung (11, 12, 13) adaptiv auf eine Veränderung in der Datenübertragung im
Datenübertragungsnetzwerk (100) reagiert.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) der Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) im Wesentlichen die gleiche Dynamik aufweisen und im Datenübertragungsnetzwerk (100) miteinander gekoppelt sind, insbesondere Signale (30) austauschen .
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Synchronisation des Auswahlprozesses unter Verwendung einer Hash-Funktion erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet , dass der Auswahlprozess von Paketen mittels eines Hash-Auswahlbereichs erfolgt.
10. Vorrichtung zur Synchronisierung von Messungen an
Datenpaketen in einem Datenübertragungsnetzwerk (100) mit mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) zur Durchführung von Messungen, a) wobei den mindestens zwei Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) mindestens zwei pulsgekoppelte
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) zugeordnet sind, b) die mindestens zwei pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) jeweils eine
Ladefunktion v(t) aufweisen, die von v(t=0)=0 bis
v ( t=tMax ) =vMax anwächst und jede der pulsgekoppelten
Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bei Erreichen des
Schwellenwertes vMax automatisch ein Signal (30) für andere pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) sendet und dann auf v=0 gesetzt wird, wobei das Zeitintervall 0 bis tMax die Frequenzen der Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) bestimmt , c) bei den das Signal (30) empfangenden pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) die Ladefunktion v(t) um den Betrag ε angehoben wird, d) eine synchronisierte Auswahlwahrscheinlichkeit ps der Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) für den Datenverkehr aus dem funktionalen Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass die Auswahlwahrscheinlichkeit ps negativ mit der Frequenz der Oszillatorvorrichtung (21, 22, 23) korreliert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet , dass der funktionale Zusammenhang zwischen der Ladefunktion v(t) und der
Auswahlwahrscheinlichkeit so gebildet wird, dass der neue Schwellenwert v'Max positiv mit der neuen
Auswählwahrscheinlichkeitp 's korreliert.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladefunktion v(t) streng monoton steigend und konkav ist.
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladefunktion v(t) der Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) mindestens teilweise linearisiert ist, um einen Zusammenhang zwischen einem neuen Schwellenwert v ' ax und einer neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit ps zu finden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet , dass der Zusammenhang zwischen dem neuen Schwellenwert v ' ax und der neuen
Auswahlwahrscheinlichkeit ps durch
a gegeben ist.
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass alle
pulsgekoppelten Oszillatorvorrichtungen (21, 22, 23) der Beobachtungsvorrichtungen (11, 12, 13) im Wesentlichen die gleiche Dynamik aufweisen und im Datenübertragungsnetzwerk (100) miteinander gekoppelt sind, und insbesondere Signale (30) austauschen.
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