ES2249485T3 - Sistema de telecomunicaciones. - Google Patents

Abstract

Sistema de acceso a telecomunicaciones, que comprende: una interfaz (1) con una red de telecomunicaciones; un dispositivo de bifurcación (21); primeros medios de transmisión para transmitir datos en ambas direcciones entre la interfaz y el dispositivo de bifurcación; segundos medios de transmisión (B) para transmitir datos en ambas direcciones entre el dispositivo de bifurcación y un terminal de usuario (7); y terceros medios de transmisión (A) para transmitir datos desde el dispositivo de bifurcación hasta el terminal del usuario; caracterizado porque el dispositivo de bifurcación (21) está dispuesto en funcionamiento para examinar los datos recibidos desde la interfaz y, de manera selectiva dependiente de la información contenida en los datos, encaminarlos por medio de los segundos o por medio de los terceros medios de transmisión; y porque los terceros medios de transmisión (B) presentan una capacidad que es superior a la de los segundos medios de transmisión (A) y están dispuestos parasuministrar los datos a las instalaciones donde se halla el terminal del usuario, a través de una trayectoria (14) que llega a dichas instalaciones, independientemente de la trayectoria empleada por los segundos medios de transmisión (B).

Description

Sistema de telecomunicaciones.

La presente invención se refiere a las redes de telecomunicaciones y, más particularmente, a la provisión de servicios de telecomunicaciones de banda ancha, tales como los que pueden utilizarse en Internet y en servicios similares.

Actualmente, existe una creciente demanda de servicios de banda ancha para dar apoyo a un amplio rango de servicios de información para los usuarios finales, incluidos, por ejemplo, el correo electrónico, el acceso a Internet e Intranet, la transferencia de archivos y la distribución de programas de audio y de vídeo. Una solución a esta demanda ha sido el desarrollo de servicios de línea de abonado digital asimétrica (ADSL), mediante los cuales pueden proporcionarse velocidades binarias relativamente altas en la dirección aguas abajo (es decir, desde un proveedor de información, tal como un proveedor de servicios de Internet (ISP) o un sistema principal corporativo, hasta los usuarios finales) a través de líneas telefónicas de pares de cobre. (Las líneas ADSL y variantes de éstas, tales como las líneas VDSL o ADSL de muy alta velocidad, se denominan comúnmente "xDSL"). No obstante, estas líneas adolecen de diversas desventajas. En particular, la utilización de líneas de pares de cobre presenta un alcance limitado, y los costes asociados a las redes de distribución troncales y de acceso pueden determinar que dichas líneas no resulten económicas para la cobertura de ciertas partes de un área de servicio deseada.

Como se ilustra en el documento de M. Fitch y A. Fidler, "An overview of satellite access networks", BT Technology Journal, vol. 18, nº 3 (julio de 2000), pp. 94-101, pueden utilizarse radioenlaces por satélite en una disposición en la que las señales de un ISP se transmiten en formato de difusión de vídeo digital (DVB) por medio de un enlace por satélite hasta el terminal de un usuario, mientras que el tráfico en la dirección opuesta se envía por medio de la red telefónica pública conmutada.

El documento DE-A-197 37 855 da a conocer un sistema de telecomunicaciones en el que los terminales de los usuarios están conectados por medio de redes de acceso a las estaciones del proveedor de servicios de Internet (ISP) y desde allí a Internet. También están conectadas a Internet las fuentes de datos y un dispositivo de selección que selecciona datos en tiempo real y los transmite por medio de un enlace por satélite a los ISP, que envían los datos a los terminales de los usuarios por medio de la red de acceso. En caso de fallo del enlace por satélite, el dispositivo de selección envía los datos a través de Internet.

Según la presente invención, se proporciona un sistema de acceso a telecomunicaciones que comprende:

una interfaz con una red de telecomunicaciones;

un dispositivo de bifurcación;

primeros medios de transmisión para transmitir datos en ambas direcciones entre la interfaz y el dispositivo de bifurcación;

segundos medios de transmisión para transmitir datos en ambas direcciones entre el dispositivo de bifurcación y un terminal de usuario; y

terceros medios de transmisión para transmitir datos desde el dispositivo de bifurcación hasta el terminal del usuario;

en el que el dispositivo de bifurcación está dispuesto en funcionamiento para examinar los datos recibidos desde la interfaz y, de manera selectiva dependiente de la información contenida en los datos, encaminarlos por medio de los segundos o por medio de los terceros medios de transmisión; y en el que los terceros medios de transmisión presentan una capacidad que es superior a la de los segundos medios de transmisión y están dispuestos para suministrar los datos a las instalaciones donde se halla el terminal del usuario, a través de una trayectoria que llega a dichas instalaciones, independientemente de la trayectoria empleada por los segundos medios de transmisión.

En las reivindicaciones adjuntas se especifican otros aspectos de la presente invención.

A continuación se describirán, a título de ejemplo, algunas formas de realización de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de telecomunicaciones según una forma de realización de la presente invención;

la Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de telecomunicaciones según una segunda forma de realización y

la Figura 3 ilustra una disposición de enlace por satélite modificada que puede ser utilizada en la Figura 1 o la Figura 2.

La Figura 1 representa una primera versión de la presente invención, en la que un servidor de red 1, que forma una interfaz con Internet (no representada) utilizada, por ejemplo, por un proveedor de servicios de Internet o un servicio de Intranet corporativa, está conectado por un enlace de transmisión 2 de cualquier tipo adecuado a un encaminador 3 (denominado también pasarela de usuario o servidor L2TP). Éste está conectado, a su vez, por medio de una red de protocolo Internet (IP) 4 (tal como una plataforma multiservicio) a un servidor de acceso a la red o un concentrador de acceso local (LAC) 5. Los terminales de los usuarios 7 se conectan a éste por medio de conexiones de acceso telefónico a través de la ISDN (red digital de servicios integrados) 8 o la PSTN (red telefónica pública conmutada) 9 y los módems 10, conectados al LAC 5.

Debe sobrentenderse que cada ordenador de servidor 1 presenta su propia pasarela de usuario 3, aunque pueda existir (y, en la práctica, será así generalmente) un grupo de servidores y pasarelas conectadas a la
red 4.

La disposición descrita hasta aquí es, evidentemente, convencional. No obstante, la pasarela 3 también se conecta, por medio de un enlace de transmisión 11, a una pasarela IP/DVB 12 (para la conversión al formato de difusión de vídeo digital) y de allí a un transmisor de estación terrestre de satélite 13. Las señales del transmisor son retransmitidas por un transpondedor de satélite 14 hasta las unidades receptoras 15 que forman parte de los terminales de los usuarios 7. Es posible, sin embargo, utilizar también otros tipos de radioenlace para este propósito.

Una característica importante de la disposición representada en la Figura 1 es que, para la transmisión de tráfico desde el servidor del ISP 1 al terminal del usuario 7, se utiliza tanto una trayectoria de banda ancha A por medio del enlace por satélite como una trayectoria de banda estrecha B por medio de la PSTN. La conexión aguas arriba en la dirección opuesta tiene lugar por medio de la trayectoria B de la PSTN sólo. En consecuencia, se requieren funciones adicionales del dispositivo 3, en la medida en que es necesario examinar el tráfico de aguas abajo para decidir si éste debe ser enviado por medio del enlace por satélite (A) o por medio del canal de retorno terrestre (B).

Llegados hasta aquí, debe observarse (como se describirá de forma más detallada más adelante) que aunque los datos concretos que se intercambian entre el servidor 1 y el terminal del usuario 7 constan de paquetes IP (aparte de la señalización de establecimiento), la trayectoria de transmisión real entre el servidor y el terminal es simplemente una conexión transparente en la que se emplea un protocolo de tunelado para transmitir los datos.

Por consiguiente, el encaminador 3 de la Figura 1 contiene también disposiciones para reconocer patrones en los paquetes que pasan a través del mismo, en la medida necesaria para esta función.

Los datos que deben enviarse y la trayectoria a través de la cual deben enviarse se deciden basándose en las condiciones predominantes en la red o en la información insertada en los datos por el servidor 1, que indica qué trayectoria debe seguirse. Por lo tanto, los criterios de selección pueden incluir:

\bullet

capacidad disponible en los respectivos enlaces de aguas abajo y de retorno;

\bullet

números de puerta UDP identificados en la cabecera del paquete;

\bullet

identificadores de multidifusión/unidifu- sión de la cabecera IP; e

\bullet

información contenida en estructuras de protocolo de nivel más alto para indicar una QoS específica, o parámetros relativos a una aplicación.

Estas funciones pueden basarse en la aplicación de protocolos de encaminamiento sujetos a una regla o a propiedad, por ejemplo, MPLS, DiffServ, IntServ, RSVP, conmutación de Nivel 4, encaminamiento basado en política, encaminamiento de acceso condicional, características de gestión de QoS/ancho de banda, etc.

Evidentemente, este procedimiento requiere la inserción previa en los datos de los números de puerta, identificadores o similares relacionados. Normalmente esta función será realizada por el servidor 1, dependiendo del tipo de datos. Por ejemplo, los datos que forman parte de la transmisión de un archivo de gran tamaño serán obvios candidatos a ser marcados para la transmisión por satélite, mientras que será preferible que los datos de tiempo real, para los cuales el retardo de un cuarto de segundo aproximado inherente a los enlaces por medio de satélites geoestacionarios resultará significativo, se transmitan por medio de la trayectoria terrestre. Algunos tipos de juegos de ordenador, por ejemplo, entran dentro de esta categoría. Otra posibilidad es enviar una parte inicial de un archivo o documento por el enlace B y el resto por el enlace A.

Por lo tanto, se observará que, en un punto adecuado de la red entre el servidor de la red de proveedores de información y el concentrador de acceso local, se estará seleccionando el tráfico que va a enviarse al usuario final por medio del enlace por satélite con capacidad de ancho de banda de alta velocidad, y el tráfico que va a enviarse al usuario final por medio del enlace terrestre de bajo retardo. La figura 1 muestra un punto posible en una red a modo de ejemplo en el que podría tener lugar este proceso de decisión.

En la Figura 1, se representa también mediante la referencia 16 la posibilidad de utilizar un canal de retorno por satélite, para ilustrar la posibilidad que tiene el enlace de aguas arriba de utilizar la transmisión por satélite, y la posibilidad que tienen de hecho otros usuarios de utilizar enlaces por satélite de forma exclusiva, coexistiendo dichos usuarios en el mismo sistema que los usuarios que utilizan el servicio mixto satelital/terrestre que se acaba de describir.

Como se comprenderá, en la práctica, el transpondedor 14 transmitirá tráfico para más de un terminal de usuario 7. Por lo tanto, la pasarela 12 incluirá, en la estructura de trama DVB, identificadores que indican el usuario destinatario de los datos, y el receptor 15 examinará las tramas recibidas para extraer las que van dirigidas al usuario particular 7.

En vistas a conseguir una conexión ininterrumpida del satélite aguas abajo y aguas arriba de la red de acceso con un pequeño grupo de nodos de la red terrestre de banda ancha para un uso común de la infraestructura de banda ancha (por ejemplo, la red central, la conexión con los proveedores de información, los servidores proxy, los complejos de memorias caché y el entorno del servicio), se describe a continuación una versión modificada en la que se utiliza un servicio de acceso de banda ancha por satélite (BAS) dedicado en un ejemplo de red.

En la Figura 1, el procedimiento de encaminamiento inteligente se indica como una función de un servidor o encaminador de red situado en un punto en la red que conecta el proveedor de información con la red de distribución. Esta función puede adoptar formas diferentes (tanto de hardware como de software) dependiendo de la topología de la red y, por ejemplo, puede ser (como en la Figura 1) una pasarela de usuario asociada a un proveedor de información particular, un servidor de red L2TP (o de protocolo equivalente), un servidor de acceso de banda ancha que es capaz de acceder a toda la red o una combinación híbrida de estas opciones.

Aunque el sistema de la Figura 1 es sumamente satisfactorio, no aprovecha necesariamente al máximo los recursos de red disponibles.

Por consiguiente, en la Figura 2, se representa la segunda forma de realización de la presente invención, en la que se emplea un pequeño número de servidores de acceso local o concentradores para conectar ininterrumpidamente la red de distribución por satélite con la infraestructura de banda ancha básica. Esta forma de realización puede ser de diferentes maneras (tanto de hardware como de software) dependiendo de la topología de la red y, por ejemplo, puede ser un concentrador de acceso local modificado (LAC), un servidor de acceso de banda ancha (BAS), un servidor de red L2TP (pasarela de usuario), un encaminador normalizado o una combinación híbrida
de éstos.

De forma más específica, la Figura 2 presenta también los servidores 1, la misma trayectoria terrestre B con los componentes de red de acceso 4 a 6 y 8 a 10, la trayectoria A con los componentes 11 a 15 y los terminales de los usuarios 7. También esta vez, cada servidor presenta un encaminador 20 análogo al encaminador 3 de la Figura 1, excepto porque estos encaminadores son convencionales en la medida en que dejan de ser el punto donde el enlace por satélite "irrumpe" en la trayectoria terrestre. En su lugar, los encaminadores 20 se conectan por medio de una red de telecomunicaciones de banda ancha a un servidor de acceso de banda ancha por satélite 21, que se conecta a las dos trayectorias A y B y que encamina el tráfico a través de una u otra de la manera descrita anteriormente. Asimismo, se representa un servidor de acceso de banda ancha 22, que presta el servicio por medio de una red de distribución ADSL (o más generalmente, xDSL), para ilustrar cómo esta disposición ofrece la flexibilidad de mezclar diferentes modalidades de suministro, de tal manera que es posible ampliar la cobertura económica para un servicio de banda ancha a la totalidad de un área de mercado deseada, utilizando, en algunas partes del área de cobertura, enlaces completamente terrestres, y en otras, la transmisión terrestre para el tráfico aguas arriba desde los usuarios finales, y una combinación de transmisión terrestre y satelital para el tráfico aguas abajo hasta los usuarios finales. En los sistemas convencionales, los servidores de acceso de banda ancha (BAS) y los servidores de acceso a la red (NAS) se encargan de la conexión entre la red de distribución y la red central en los contextos de acceso terrestre ADSL e IP de acceso telefónico, respectivamente. Las funciones principales de éstos es realizar el tunelado de la señalización de los usuarios finales y el tráfico de datos (p.ej., sesión de protocolo de punto a punto (PPP)) a través de la red central de operadores de red hasta el servidor de red (LNS) de protocolo de tunelado de nivel 2 (L2TP) adecuado o la pasarela de usuario (HG) (el término genérico "pasarela de usuario" hace referencia tanto a un encaminador de pasarela de usuario autónomo como a los complejos de pasarelas de usuario con varias pasarelas) asociada al proveedor de información. En ambos contextos, se crea un túnel bidireccional de extremo a extremo entre el equipo de los usuarios finales y
el LNS o la HG.

En el sistema de la Figura 2, es necesario subdividir este túnel en un punto adecuado de la red entre el LNS/HG y el LAC y redirigir el tráfico de aguas abajo a través de la trayectoria de distribución por satélite. Se propone que la realización de estas funciones tenga lugar en el servidor de acceso de banda ancha por satélite modificado (SatBAS), que se sitúa transparentemente entre el LAC/NAS de IP de acceso telefónico y el LNS/HG asociada al proveedor de información. Se propone que el tráfico de aguas abajo del satélite se subdividida transparentemente en el túnel bidireccional normalizado mediante la manipulación de protocolos de tunelado sujetos a propiedad y a reglas (L2TP, L2F), protocolos de punto a punto (PPPoA, PPP, PPTP y ATMP) y protocolos de encaminamiento IP/UDP adicionales, según convenga. Se prevé que estos servidores de acceso de banda ancha por satélite (SatBAS) designados estén situados generalmente en el mismo emplazamiento que sus respectivas pasarelas IP/DVB y estaciones satelitales de enlace
ascendente.

A continuación, se describirá una modificación (aplicable al sistema de la Figura 1 o al de la Figura 2) que atañe a la asignación de recursos de transmisión en las estaciones centrales 13 y los satélites 14, y las funciones de recepción en el receptor satelital de las instalaciones del cliente 15, para prestar de forma simultánea un amplio rango de servicios, aumentando al máximo el rendimiento del recurso de transmisión. Esto conlleva la utilización de transpondedores de satélite separados para los diferentes tipos de tráfico, por ejemplo, el tráfico de difusión en tiempo real de los canales de TV y de radio, el tráfico de archivos de difusión (tales como los paquetes de software, los paquetes de datos o los programas de vídeo) y el tráfico interactivo (tal como la navegación por Internet, el acceso remoto y los juegos). La Figura 3 ilustra la correspondiente asignación de la capacidad de transpondedor y de las funciones de recepción de las instalaciones del cliente.

En este caso, lo que se pretende es que, en un emplazamiento de órbita geoestacionaria dado, se asignen transpondedores separados a los distintos tipos de tráfico con características particulares. El objetivo es emplear un grado de repetición o duplicación mínimo del tráfico transmitido en el satélite, proporcionando suficientes módulos de recepción individuales en el terminal del usuario 7, para permitir la ejecución concurrente de varios servicios diferenciados. Por ejemplo, la provisión de dos módulos de recepción permite la recepción de un flujo de difusión desde un transpondedor, mientras se utiliza de forma simultánea la navegación individual interactiva por medio de otro transpondedor. Un tercer módulo permitirá también, por ejemplo, realizar el almacenamiento en memoria caché de páginas web habituales o la descarga de programas de vídeo dentro de un horario dado sin afectar a las otras aplicaciones. Pueden proporcionarse módulos adicionales para servicios simultáneos adicionales. De este modo, en la Figura 3, se representa la duplicación de las unidades 12, 13 y 15 para cada trayectoria diferenciada A1, A2, etc. La asignación concreta de los datos entre las trayectorias alternativas A1, A2, ..., B puede ser realizada por el encaminador 3 o el servidor 21 de la misma forma que la descrita anteriormente para la selección entre las dos trayectorias A y B.

Deberá observarse además que las disposiciones representadas en la Figura 3 pueden utilizarse, si se desea, en un sistema basado en satélite sólo, sin el servicio satelital/terrestre dual descrito anteriormente. En este caso, la Figura 3 puede combinarse con la Figura 1 (o la Figura 2), omitiéndose la transmisión aguas arriba por medio del satélite y la trayectoria B (es decir, los elementos 4, 5, 6, 8, 9, 10).

Se observará que los sistemas descritos palian algunas de las limitaciones que pueden determinar que los sistemas convencionales no resulten económicos para los mercados de masas, por ejemplo, su incapacidad para transmitir de forma simultánea tráfico individual y de difusión a un usuario, y los diversos medios para conectar el servidor de la red de proveedores de información con la red de distribución.

Claims (14)

1. Sistema de acceso a telecomunicaciones, que comprende:

una interfaz (1) con una red de telecomunicaciones;

un dispositivo de bifurcación (21);

primeros medios de transmisión para transmitir datos en ambas direcciones entre la interfaz y el dispositivo de bifurcación;

segundos medios de transmisión (B) para transmitir datos en ambas direcciones entre el dispositivo de bifurcación y un terminal de usuario (7); y

terceros medios de transmisión (A) para transmitir datos desde el dispositivo de bifurcación hasta el terminal del usuario;

caracterizado porque el dispositivo de bifurcación (21) está dispuesto en funcionamiento para examinar los datos recibidos desde la interfaz y, de manera selectiva dependiente de la información contenida en los datos, encaminarlos por medio de los segundos o por medio de los terceros medios de transmisión; y porque los terceros medios de transmisión (B) presentan una capacidad que es superior a la de los segundos medios de transmisión (A) y están dispuestos para suministrar los datos a las instalaciones donde se halla el terminal del usuario, a través de una trayectoria (14) que llega a dichas instalaciones, independientemente de la trayectoria empleada por los segundos medios de transmisión (B).

2. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 1, en el que los segundos medios de transmisión (B) son un enlace terrestre de telecomunicaciones.

3. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 1 ó 2, en el que los segundos medios de transmisión (B) son una red terrestre de telecomunicaciones que incluye cables.

4. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los terceros medios de transmisión (A) incluyen un transmisor de radio (13) y un receptor de ra-
dio (15).

5. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 4, en el que los terceros medios de transmisión (A) son un enlace por satélite.

6. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de terceros medios de transmisión (A), en la que el dispositivo de bifurcación (21) puede funcionar selectivamente, dependiendo de la información contenida en un dato, para encaminar el dato por medio de los segundos medios de transmisión (B) o por medio de uno de los terceros medios de transmisión seleccionado (A).

7. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la interfaz (1) puede utilizarse para insertar, dentro de los datos, información que indica a través de cuál de las trayectorias representadas por los segundos y los terceros medios de transmisión (B, A) debe encaminarse el respectivo dato.

8. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 7, en el que la información insertada indica la segunda o la tercera trayectoria, dependiendo de si el dato forma parte, respectivamente, de un cuerpo de datos relativamente pequeño o relativamente grande que debe ser transmitido.

9. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la red a la cual está conectada la interfaz (1) es una red de paquetes y dichos datos son pa-
quetes.

10. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 9, en el que los primeros y los segundos medios de transmisión forman un enlace de punto a punto, y el dispositivo de bifurcación (21) está dispuesto en funcionamiento para examinar los paquetes recibidos desde la interfaz (1), sólo con el propósito de determinar si el paquete debe ser encaminado por medio de los segundos medios de transmisión (B) o los terceros medios de transmisión (A).

11. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de bifurcación (21) está dispuesto para supervisar la capacidad de los segundos y/o los terceros medios de transmisión (B, A), y en el que la decisión de encaminamiento que éste toma depende también de la capacidad.

12. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de bifurcación (21) está conectado a una pluralidad de dichas interfaces (1) que se interconectan con la red.

13. Sistema de acceso a telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los primeros medios de transmisión son una red de telecomunicaciones que conecta el dispositivo de bifurcación (21) con una pluralidad de dichas inter-
faces (1).

14. Sistema de acceso a telecomunicaciones según la reivindicación 13, en el que los primeros medios de transmisión se conectan también a unos cuartos medios de transmisión para transmitir datos a otros terminales de usuario y viceversa, sin necesidad de efectuar ninguna bifurcación.