ES2813391T3 - Método y sistema para acceso híbrido controlado por red y servicio - Google Patents
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Abstract
Método para la optimización contralada de red de una gestión de tráfico de acceso híbrido para dispositivos de usuario de extremo residencial conectados a través de una pasarela doméstica de acceso híbrido, que proporciona al menos dos enlaces de red diferentes con diferente tecnología a una red principal que pasa a través de una red de agregación, en el que se establece un enlace de red a través de una red móvil que tiene una pluralidad de células y el otro a través de una conexión de cable, en el que la red principal tiene una conexión a la internet, en el que en la red principal se ubica un servidor de acceso híbrido, que tiene una conexión a la pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido, a través de los dos enlaces de red, en el que usando la información disponible de redes de agregación y acceso fijo y móvil, el servidor de acceso híbrido, los al menos dos diferentes enlaces de red, las redes de agregación y acceso fijo y móvil, y la pasarela doméstica de acceso híbrido se operan por un operador de red, el método comprende las etapas: - determinar por el servidor de acceso híbrido una o más de la siguiente información: disponibilidad del enlace de red, utilización del enlace de red, información de calidad de servicio con respecto a servicios solicitados desde el dispositivo de usuario final a través de la pasarela doméstica de acceso híbrido; - controlar uno o más de los siguientes procesos mediante el servidor de acceso híbrido en comunicación con la pasarela doméstica de acceso híbrido basándose en la información determinada: activación y selección de los enlaces de red, selección del tráfico de red que se encaminan a través de los diferentes enlaces, paquete de IP a los diferentes enlaces y/o selección de encaminamiento de servicios incluyendo sesión dinámica o asignación de categoría de servicio a los diferentes enlaces; y en el que cuando el dispositivo de usuario final solicita un servicio diferente y/o adicional se informará al servidor de acceso híbrido mediante componentes en la red y desencadenará que la pasarela doméstica de acceso híbrido cambie el encaminamiento a través de los enlaces de red específicamente para los servicios.
Description
DESCRIPCIÓN
Método y sistema para acceso híbrido controlado por red y servicio
Sector de la técnica
La invención se refiere un método o dispositivo para la optimización controlada por red de una gestión de tráfico de acceso híbrido para un usuario residencial conectado a través de una pasarela doméstica de acceso híbrido, que proporciona al menos dos enlaces de red diferentes con diferente tecnología a una red principal, en el que la red principal tiene una conexión a la internet, en el que en la red principal se ubica un servidor de acceso híbrido, que tiene una conexión a la pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido, a través de dos o más enlaces de red.
Estado de la técnica
Los servicios y aplicaciones basados en internet están creciendo rápidamente y son fundamentales para satisfacer las necesidades de las personas en áreas tales como comunicación, banca, compras, información, educación y entretenimiento. Las soluciones de acceso a internet de alto rendimiento son un prerrequisito importante. En la actualidad, en la mayoría de los casos los clientes residenciales usan tecnologías de DSL (tales como ADSL o VDSL) para acceso a internet, mientras que los clientes móviles usan tecnologías celulares (tales como GSM, UMTS o LTE).
Las tasas de datos máximas que pueden proporcionarse a través de DSL dependen de la longitud de la línea de acceso. Para distancias más largas, por ejemplo, en áreas rurales, en muchos casos únicamente hay disponibles unos pocos Mbit/s. Para mitigar las limitaciones en el acceso, puede aplicarse una unión de múltiples enlaces de acceso. Soluciones están disponibles en particular para clientes empresariales, por ejemplo, la unión de múltiples líneas de DSL [1].
También es posible combinar enlaces de acceso proporcionados mediante diferentes medios, tales como acceso DSL y celular, como se describe por ejemplo en [2]. Este "acceso híbrido" es técnicamente mucho más desafiante que la combinación de múltiples enlaces del mismo medio, en particular debido a las altas dinámicas del enlace de acceso móvil (por ejemplo, en términos de caudal disponible o latencia) y debido al acceso y arquitecturas de red principal completamente diferentes de redes fijas y móviles existentes. Una solución disponible típica para un "acceso híbrido" se esboza en la Figura 1. Esta consiste en múltiples "clientes de acceso híbrido" (por ejemplo, pasarelas residenciales u otros dispositivos tales como ordenadores de sobremesa o portátiles) controlados por un "servidor de acceso híbrido" común. (Por razones de simplicidad en la Figura 1 únicamente se representa un cliente). Cada cliente de acceso híbrido tiene al menos dos interfaces de acceso, una, por ejemplo, para acceso DSL y otra, por ejemplo, para acceso a redes celulares (por ejemplo, redes UMTS o redes lTe ). El servidor de acceso híbrido se ubica en la internet pública. El ancla común es quien procesa todos los paquetes de datos desde/al cliente cuando se comunica con un anfitrión de aplicación (por ejemplo, un servidor de contenido), por ejemplo, ubicado en la internet pública. El tráfico entre los clientes de acceso híbrido y el servidor de acceso híbrido se controla por "algoritmos y protocolos de acceso híbrido" distribuidos que deciden qué parte del tráfico de usuario se transmitirá a través de qué medio de acceso. La división de tráfico puede hacerse con diferentes granularidades, por ejemplo, división por paquetes o distribución de los diferentes flujos de IP. Además del tráfico de usuario, parte del tráfico de control generado por los algoritmos y protocolos de acceso híbrido tiene que transmitirse a través de los diferentes canales de acceso. En muchos casos, se establecen túneles entre un cliente de acceso híbrido y el servidor de acceso híbrido a través de los diferentes canales de acceso (por ejemplo, usando OpenVPN), por ejemplo, por razones de seguridad.
Soluciones más sofisticadas intentan realizar mediciones de parámetros de canal instantáneos (véase por ejemplo [4]) de los diferentes enlaces de acceso y usar estos parámetros como entrada para algoritmos que controlan los flujos de tráfico. Sin embargo, las mediciones a menudo muestran una baja precisión y producen sobrecarga de tráfico adicional.
El inconveniente general de las soluciones de acceso híbrido actuales, incluyendo soluciones que funcionan por encima de la capa de IP (por ejemplo, "TCP Multitrayectoria" [3]) es que funcionan "por transmisión libre", que significa que las redes entre el cliente de acceso híbrido y el servidor de acceso híbrido se usan como "nubes" desconocidas. El conocimiento disponible en redes de acceso y principales (por ejemplo, carga de red, capacidad disponible, servicios solicitados o usados...) no se utiliza para los algoritmos que controlan el acceso híbrido. Además, si se usan túneles a través de los diferentes enlaces entre cliente de acceso híbrido y servidor de acceso híbrido, puede no ser posible alcanzar plataformas de control de servicio ubicadas en la red principal del operador, por ejemplo, una plataforma de IMS para controlar un servicio de "Voz por IP (VoIP)".
El documento WO 2009/095779 A1 divulga el concepto de Femtocélulas, que mejoran el acceso a redes celulares.
El documento WO 2011/088901 A1 divulga el encaminamiento dentro de una Femtocélula basándose en las identidades de los terminales de usuario.
El documento EP 2 375 797 A1 divulga un dispositivo de pasarela y un método para conectar simultáneamente un dispositivo a una pluralidad de redes que usan todas las conexiones para una única dirección IP e intercambia tráfico
de datos a través de las redes simultáneamente. Se calculan los retardos de paquetes y la carga de tráfico de datos para regular tráfico de datos a través de cada red para evitar la degradación de rendimiento mediante una implementación de un mecanismo de ecualización de retardo.
Objeto de la invención
La invención comprende un método para la optimización contralada de red de una gestión de tráfico de acceso híbrido para dispositivos de usuario de extremo residencial conectados a través de una pasarela doméstica de acceso híbrido, que proporciona al menos dos enlaces de red diferentes con diferente tecnología a una red principal que pasa a través de una red de agregación, en el que se establece un enlace de red a través de una red móvil que tiene una pluralidad de células y el otro a través de una conexión de cable, en el que la red principal tiene una conexión a la internet, en el que en la red principal se ubica un servidor de acceso híbrido, que tiene una conexión a la pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido, a través de los dos enlaces de red, en el que usando información disponible de redes de agregación y acceso fijo y móvil, el servidor de acceso híbrido, los al menos dos diferentes enlaces de red, las redes de agregación y acceso fijo y móvil y la pasarela doméstica de acceso híbrido se operan por un operador de red, el método comprende las etapas:
- determinar por el servidor de acceso híbrido una o más de la siguiente información: disponibilidad del enlace de red, utilización del enlace de red, información de calidad de servicio con respecto a los servicios solicitados desde el dispositivo de usuario final a través de la pasarela doméstica de acceso híbrido, predicción a corto y largo plazo de capacidad disponible en segmentos de red seleccionados, información de progreso sobre la realización de tareas de transporte (por ejemplo, basándose en nivel de llenado de memoria intermedia en las interfaces de nodos de red)
- control de los siguientes procesos mediante el servidor de acceso híbrido en comunicación con la pasarela doméstica de acceso híbrido basándose en la información determinada: activación y selección de los enlaces de red, selección del tráfico de red que se encaminan a través de los diferentes enlaces, paquete de IP a los diferentes enlaces y/o selección del encaminamiento de servicios incluyendo sesión dinámica o asignación de categoría de servicio a los diferentes enlaces y en el que cuando el dispositivo de usuario final solicita un servicio diferente y/o adicional se informará al servidor de acceso híbrido mediante componentes en la red y desencadenará que la pasarela doméstica de acceso híbrido cambie el encaminamiento a través de los enlaces de red específicamente para los servicios.
Opcionalmente es posible adaptar las características de red de transporte o calidad de contenido: adaptación de planificación y priorización en segmentos de red seleccionados, implementación de equidad o políticas en todo el enlace híbrido, ecualización de parámetros de enlace y limitación de diferencias de parámetros de enlace por la red para conseguir un aspecto más homogéneo a capas de red superiores, adaptación de calidad de contenido al rendimiento del enlace híbrido.
En una realización preferida el enlace de red se establece a través de una red móvil y el otro a través de una conexión de cable, preferentemente DSL. La red móvil es preferentemente una red GSM, g Pr S, EDGE, UMTS, LTE, CDMA, etc.
Para optimizar la conexión, la célula del enlace de red móvil puede seleccionarse si varias células están accesibles. La selección se hace basándose en la carga instantánea y/o media de las células móviles, para proporcionar una tasa de datos máxima y/o retardo de respuesta mínimo, en el que la selección puede tener en cuenta diferentes horas de un día. En un posible enfoque, la selección de células puede hacerse basándose en una predicción a largo plazo de la carga diaria en las células. Esto permite un principio de selección diario. En reacción a cargas muy altas o una fuerte demanda de ancho de banda, las células también pueden cambiarse en un tiempo de reacción muy corto.
En otra realización el servidor de acceso híbrido está en comunicación con la pasarela doméstica de acceso híbrido para definir rutas para diferentes servicios proporcionados al usuario final a través de diferentes enlaces, para garantizar demandas de calidad de los servicios. Mediante este enfoque, por ejemplo, puede realizarse comunicación de internet a través del enlace inalámbrico, en el que puede realizarse difusión en continuo de vídeo o audio a través de la conexión de DSL. El servidor de acceso híbrido consigue la información de diferentes componentes de red, dentro de las redes de acceso fijo o móvil, o las redes principales fijas o móviles.
Los diferentes tipos de servicios solicitados por un usuario final pueden determinarse por la pasarela doméstica de acceso híbrido sobre la base de dirección IP, protocolo, conexiones, etc.
También el servidor de acceso híbrido consigue su información conectándose con los componentes de red fija o móvil para recuperar información acerca del estado de red:
• Para las redes de agregación y principales todos los componentes implicados (especialmente encaminadores, conmutadores y equipo similar) debería notificar acerca de su situación de carga actual y utilización actual de enlaces usados. Los componentes mencionados pueden ser:
o Para redes LTE: Pasarela de Servicio (S-GW), Pasarela de Paquetes (P-GW).
o Para redes DSL: Encaminador de Acceso Remoto a Banda Ancha (BBRAR).
o Para redes UMTS y GSM: Nodo de Soporte de Servicio GPRS (SGSN) y Nodo de Soporte de Pasarela GPRS (GGSN).
o Todas las demás clases de conmutadores y encaminadores.
• Para redes de acceso:
o En caso de un medio compartido (por ejemplo, redes inalámbricas, redes de TV por cable): el controlador del medio compartido debería notificar acerca de la carga actual del medio compartido y acerca de las condiciones de enlace (por ejemplo, esquema de codificación y modulación) a los clientes de acceso híbrido. El controlador puede ser:
• NodoB mejorado en caso de LTE.
• Controlador de Estación Base (BSC) en caso de GSM.
• Controlador de Red de Radio (RNC) en caso de UMTS.
• Sistema de Terminación de Módem de Cable (CMTS) en caso de una red de TV por cable.
o En caso de medio no compartido (por ejemplo, redes DSL) el controlador del enlace de acceso debería notificar acerca de condición de enlace actual a los clientes de acceso híbrido. El controlador puede ser: • Multiplexor de Acceso de Línea de Abonado Digital (DSLAM) en caso de DSL.
Con respecto a redes móviles, los parámetros solicitados para nuevos Sistemas de Operación y Gestión se describen por la siguiente especificación de requisitos de NGMN Alliance (R19/página 24): http://www.ngmn.org/uploads/media/NGMN_Recommendation_on_SON_and_O_M_Requirements.pdf
Por lo tanto, puede esperarse que en un futuro cercano casi todos estos parámetros puedan usarse para acceso híbrido en el contexto de la solución descrita en este documento.
También el servidor de acceso híbrido puede estar en conexión con los componentes de la red principal para recuperar información de los servicios usados por la pasarela doméstica de acceso híbrido y/o las Clases de QoS (Calidad de Servicios) asignadas a los servicios. Esta información está habitualmente disponible a partir de entidades de IMS (Subsistema Multimedia de IP) o SIP (Protocolo de Iniciación de Sesión). En términos de IMS, estos son Función de Control de Recursos y Admisión (RACF) y Función de Control de Sesión de Llamada (CSCF). En relación con SIP, estos son Pasarela de Capa de Aplicación y Servidor de Intermediario de SIP.
El servidor de acceso híbrido calcula una predicción a largo plazo de parámetros de los canales de acceso y/o actualización correctiva a corto plazo. La predicción a largo plazo usa información recopilada durante varios meses para predecir las demandas de trabajo diarias de los usuarios finales. Además, la carga de los componentes de red del núcleo, red de acceso y móvil puede supervisarse y usarse para establecer la conexión y la selección de las células de la pasarela doméstica de acceso híbrido.
Por ejemplo el ancho de banda o la carga se estima usando pruebas de rendimiento regularmente y/o solicitando información de una estación base móvil.
Sobre la base de esta información en enlace en la red móvil puede cambiarse para forzar un traspaso entre células, que se realiza sobre la base de una instrucción del servidor de acceso híbrido para establecer un equilibrio de carga con respecto a diferentes células.
La pasarela doméstica de acceso híbrido tiene en general varias conexiones de red a la red doméstica, a través de Ethernet o WLAN para conectar unidades locales.
Cuando un usuario final solicita, con un dispositivo de usuario final conectado, un servicio diferente y/o adicional se informará al servidor de acceso híbrido mediante los componentes en la red y puede cambiar el encaminamiento de enlace descendente así como desencadenar que la pasarela doméstica de acceso híbrido cambie el encaminamiento de enlace ascendente a través de los enlaces de red específicamente para los servicios. También esta información puede proporcionarse por la pasarela doméstica de acceso híbrido al servidor de acceso híbrido. La conexión entre las unidades puede usar un protocolo de servicio definido que permite un intercambio de información y que permite un establecimiento de la pasarela doméstica de acceso híbrido, especialmente para establecer el encaminamiento. Otro aspecto de la invención es un sistema que consta de un servidor de acceso híbrido y una pasarela doméstica de
acceso híbrido configurados para implementar el método de acuerdo con las reivindicaciones. Las unidades tienen las interfaces de red descritas anteriormente e implementan el proceso descrito.
El rendimiento, la eficiencia y flexibilidad de las soluciones de acceso híbrido pueden mejorarse significativamente si se usa información disponible en las redes de acceso y principales para optimizar los mecanismos de control de tráfico de acceso híbrido.
Información determinada de diferentes partes de las redes puede ser de entre las siguientes categorías:
• Disponibilidad de recursos y utilización de recursos así como información de QoS (Calidad de Servicio) en las redes de acceso y agregación.
• Información acerca de peticiones de servicio, utilización de servicio e información de QoS relacionada disponibles en las redes principales.
Proporcionando el acceso híbrido algoritmos con esta clase de información e integrando el servidor de acceso híbrido en la red principal de un operador de red pueden conseguirse las siguientes ventajas:
• Proporcionar a todos los usuarios (usuarios de acceso fijo, usuarios de acceso híbrido y usuarios móviles) calidad óptima y rendimiento mediante una gestión de tráfico global, incluyendo un control y priorización de QoS global.
• Optimización optimizada de todos los recursos disponibles en las redes.
Descripción de las figuras
La Figura 1 muestra el componente de la red de acceso híbrido;
La Figura 2 muestra una implementación del método de acuerdo con la invención basándose en la Figura 1. Descripción detallada de la invención
Un ejemplo para la invención es una optimización controlada por red de la gestión de tráfico de acceso híbrido para un usuario residencial conectado a través de una pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido usando la siguiente información disponible de las redes de agregación y acceso fijo y móvil:
• Desde la red de acceso fijo: información acerca de la tasa de bits de DSL disponible para un cierto usuario residencial.
• Desde la red de acceso móvil: información acerca de la carga instantánea y media de las células móviles (incluyendo carga media durante el día) adecuadas para cubrir la pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido y acerca de la tasa de datos máxima posible para el usuario residencial especializado (dependiendo de las condiciones de propagación de radio).
Basándose en esta información, el algoritmo de acceso híbrido puede realizar la siguiente funcionalidad (entre otras): 1. Establecimiento de distribuciones medias óptimas de tráfico entre los diferentes canales de acceso. El establecimiento puede cambiar durante el día teniendo en cuenta que la carga en la red móvil puede ser diferente para diferentes horas del día. Basándose en distribuciones de carga conocidas durante el día también es posible una predicción de la capacidad disponible en el futuro.
2. Decisión de a qué célula de radio móvil se conectará el cliente de acceso híbrido: si el cliente de acceso híbrido puede ser capaz de establecer conexiones a diferentes células de radio en el área circundante, se seleccionará la célula con la menor carga, aunque esta célula puede no proporcionar la mejor cobertura de radio (es decir, equilibrio de carga entre células de radio vecinas).
Estas funciones son posibles incorporando información de las redes. La capacidad global y gestión de carga garantiza, por ejemplo, que no haya impacto negativo en los usuarios móviles por usuarios de acceso híbrido.
Un segundo ejemplo es una dirección controlada por servicio del mecanismo de acceso híbrido. Si el usuario, por ejemplo, quiere iniciar una llamada de voz entonces se informará al servidor de acceso híbrido por los componentes de red principal relacionados (por ejemplo, IMS) y decide no dividir el tráfico, sino transportar el mismo a través de un único enlace de acceso, por ejemplo, la conexión de DSL. Pero si durante la llamada de voz el usuario puede decidir iniciar un segundo servicio, por ejemplo, una difusión en continuo de vídeo, que podría transportarse ventajosamente, por ejemplo, a través del enlace de DSL, a continuación el algoritmo puede decidir conmutar la llamada de voz al enlace celular si por ejemplo el enlace de DSL puede no ser capaz de soportar el servicio de voz y vídeo simultáneamente con suficiente calidad.
En las Figuras 1 y 2 se ilustra el principio básico de la invención. En contraste a soluciones anteriores, el servidor de acceso híbrido se ubica en la red principal de un operador de red y tiene conexiones a las siguientes entidades de red:
1. Conexión a entidades en la red de agregación y acceso móvil que realizan control de tráfico y gestión de recursos:
En estas entidades está disponible la información acerca de la carga media de las células de radio y además una vista instantánea en los recursos solicitados por los usuarios en las células de radio y recursos aún disponibles en las células de radio (por ejemplo, disponibles en el planificador en una estación base móvil). Adicionalmente, en estos componentes se realiza la gestión de movilidad, incluyendo traspasos entre células de radio.
2. Conexión a componentes principales móviles (incluyendo gestión de movilidad, control y distribución de servicios, control de QoS...):
En estos componentes está disponible la información acerca de los servicios usados por los usuarios móviles en las células de radio, acerca de las clases de QoS asignadas a servicios especializados o a diferentes usuarios, etc. En este punto se controla la gestión de movilidad.
3. Conexión a control de tráfico de agregación y acceso fijo: En estas entidades (que pueden ser, por ejemplo, el DSLAM) está disponible información acerca de las tasas de datos máximas disponibles para diferentes usuarios de DSL.
4. Conexión a componentes principales fijos (incluyendo control y distribución de servicios, control de QoS, control de admisión y recursos...):
En estos componentes está disponible información acerca de los servicios usados por los usuarios de acceso fijo, acerca de las clases de QoS asignadas a servicios especializados o a diferentes usuarios y recursos disponibles para servicios adicionales.
Para el intercambio de información entre las mencionadas entidades de red y los protocolos de servidor de acceso híbrido puede definirse normalizar el intercambio de información.
Con esta nueva arquitectura y nuevos métodos, pueden realizarse las siguientes funcionalidades únicas de acceso híbrido:
1. Utilización de recursos de red optimizada, incluyendo:
a. Predicción a largo plazo de parámetros de los canales de acceso (por ejemplo, ancho de banda medio disponible, latencia...), complementada por adaptaciones a corto plazo (en particular para el canal de acceso móvil). La información a corto plazo puede derivarse mediante dos métodos diferentes:
i. Medición de parámetros a corto plazo mediante métodos como se describe, por ejemplo, en [4]. El inconveniente es que se genera sobrecarga de señalización adicional.
ii. Determinar la información acerca de recursos solicitados por los usuarios en las células de radio y recursos aún disponibles en las células de radio fuera del planificador en una estación base móvil.
Los parámetros a corto plazo de los canales de acceso pueden usarse ventajosamente en el algoritmo de acceso híbrido para optimizar la asignación de tráfico (por ejemplo, paquetes o flujos) a los diferentes canales de acceso.
b. Equilibrio de carga entre células de radio móviles: si el cliente de acceso híbrido puede ser capaz de establecer conexiones a diferentes células de radio en el área circundante, se seleccionará la célula con la menor carga (aunque esta célula puede no proporcionar la mejor cobertura de radio). Adicionalmente, puede realizarse un traspaso iniciado por red para conseguir una mejor distribución de carga entre las células de radio. Para iniciar el traspaso, el servidor de acceso híbrido puede tener una conexión con la función de gestión de movilidad ubicada en la red principal móvil o la red de acceso móvil.
2. Control dependiente del servicio de acceso híbrido, que incluye:
a. Determinar y predecir requisitos de tasa de datos de servicios usados:
Mediante la comunicación con componentes de red principal de la red fija y la móvil, la funcionalidad de acceso híbrido puede identificar los servicios usados de los clientes de acceso híbrido.
b. Gestión de tráfico de acceso híbrido adaptado a requisitos de servicio usado: usando el conocimiento acerca de los servicios usados, la funcionalidad de acceso híbrido puede dirigir el tráfico al canal de acceso más adecuado, por ejemplo, para usar únicamente DSL para servicios de voz.
c. Adaptar calidad de servicio a recursos de red disponibles: para servicios con una calidad de servicio adaptable (por ejemplo, flujos de vídeo que pueden distribuirse con diferentes resoluciones y tasas de bit) el
acceso híbrido puede adaptar, en cooperación con otros componentes de red principal, la calidad de servicio teniendo en cuenta todos los enlaces de acceso existentes al cliente de acceso híbrido.
3. - Control de QoS global, que incluye:
a. priorización de canales de acceso dependiendo de requisitos de QoS de servicios usados y acuerdos de QoS con usuarios, respectivamente
b. optimizar la asignación de recursos de acuerdo con criterios de "costes" generales ("coste" puede ser, por ejemplo, de acuerdo con un cumplimiento optimizado de los requisitos de QoS de todos los usuarios de acceso híbrido y móvil, de acuerdo con esfuerzo del operador de red para transmitir datos a través de un cierto canal de acceso...). Esto puede hacerse sobre una base de por cliente (por ejemplo, que primero todos los recursos disponibles de un canal de acceso de DSL se usan antes de que se usen recursos adicionales de un canal de acceso celular). Adicionalmente es posible optimizar la asignación de recursos para múltiples clientes de acceso híbrido: ya que el servidor de acceso híbrido puede recopilar la información para varios clientes, puede tener por objetivo optimizar el uso de red general de todos los clientes de acceso híbrido, por ejemplo, para proporcionar una tasa de datos mínima a todos los clientes.
4. Optimización de funcionalidades de red (de operador) para un escenario de acceso híbrido.
Con respecto a artículos 1. - 3. La optimización se realiza en la pasarela doméstica de acceso híbrido y el servidor de acceso híbrido basándose en información solicitada desde la red. En etapas de optimización adicionales, algunas funcionalidades de red pueden adaptarse al escenario de acceso híbrido.
a. Planificador de la estación base móvil.
En la actualidad existen diferentes tipos de planificadores usados para conseguir una cuota justa de los recursos de la estación base. Un tipo de planificador distribuye los recursos basándose en intervalos de tiempo iguales (orden cíclico). Otro tipo de planificador considera la calidad de enlace para conseguir una mejor equidad (equidad proporcional). Un nuevo "planificador de equidad proporcional de acceso híbrido" también debe tener en cuenta la calidad de enlace del enlace de DSL.
b. Ecualización de parámetro de enlace y limitación de diferencias de parámetros de enlace en el algoritmo de acceso híbrido de red de transporte muestran muy buen rendimiento si los enlaces híbridos unidos tienen parámetros similares, por ejemplo, con respecto a caudal y retardo. Además, algunas capas de red superiores como TCP se adaptan permanentemente a estos parámetros de enlace, que es más eficiente si el enlace híbrido muestra un comportamiento casi estacionario. Por lo tanto, ecualización de parámetro de enlace y limitación de diferencias de parámetros de enlace pueden ser un medio adecuado para mejorar el rendimiento general del acceso híbrido. En soluciones "de transmisión libre", la pasarela de acceso híbrido y el servidor de acceso híbrido tienen únicamente la posibilidad de retardar o limitar parte del tráfico en uno u otro enlace que resulta en ajuste al enlace más débil. Ecualización en la red de transporte puede usar, además, priorización (por ejemplo, en la red de transporte de MPLS) y asignación de ancho de banda muy alto en algunos segmentos de red para compensar cuellos de botella en otros segmentos. Esto resultará en mejores parámetros de rendimiento del acceso híbrido a menor coste esperado para ecualización debido a efectos de agregación (por ejemplo, la memoria de hardware para almacenamiento en memoria intermedia de datos no se usa principalmente si el cliente está fuera de línea).
c. Transcodificación
A pesar de que el cliente usa un sistema de acceso híbrido, alguna aplicación, por ejemplo, vídeo puede mostrar un mal rendimiento durante algún tiempo. A menudo la calidad perceptible puede mejorarse (menor resolución es mejor que intermitencias) si se realiza una transcodificación. El sistema y algoritmo de transcodificación se controlará ahora mediante la calidad de enlace del acceso híbrido.
Bibliografía
[1] Recomendaciones de la ITU G.998.2, Ethernet-based multi-pair bonding.
[2] Documento EP 2375797 A1: ADSL and 3G T raffic Aggregation in Home Gateway Environment.
[3] IETF RFC 6182: Architectural Guidelines for Multipath TCP Development.
[4] Ningning Hu, Peter Steenkiste: Estimating Available Bandwidth Using Packet Pair Probing, Facultad de Ciencias de la Computación, Universidad de Carnegie Mellon, Pittsburgh, septiembre de 2002.
Acrónimos
BS Estación base
CN Red principal
DSLAM Multiplexor de acceso de línea de abonado digital
EPC Núcleo de paquetes evolucionado
GGSN Nodo de soporte de GPRS de puerta de enlace
GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles IMS Subsistema Multimedia de IP
LTE Evolución a largo plazo
MS Estación móvil
P-GM Pasarela de paquetes
QoS Calidad de servicio
RAN Red de acceso por radio
UMTS Sistema de telecomunicaciones móviles universales VolP Voz sobre IP
Claims (13)
1. Método para la optimización contralada de red de una gestión de tráfico de acceso híbrido para dispositivos de usuario de extremo residencial conectados a través de una pasarela doméstica de acceso híbrido, que proporciona al menos dos enlaces de red diferentes con diferente tecnología a una red principal que pasa a través de una red de agregación, en el que se establece un enlace de red a través de una red móvil que tiene una pluralidad de células y el otro a través de una conexión de cable, en el que la red principal tiene una conexión a la internet, en el que en la red principal se ubica un servidor de acceso híbrido, que tiene una conexión a la pasarela doméstica habilitada para acceso híbrido, a través de los dos enlaces de red, en el que usando la información disponible de redes de agregación y acceso fijo y móvil, el servidor de acceso híbrido, los al menos dos diferentes enlaces de red, las redes de agregación y acceso fijo y móvil, y la pasarela doméstica de acceso híbrido se operan por un operador de red, el método comprende las etapas:
- determinar por el servidor de acceso híbrido una o más de la siguiente información: disponibilidad del enlace de red, utilización del enlace de red, información de calidad de servicio con respecto a servicios solicitados desde el dispositivo de usuario final a través de la pasarela doméstica de acceso híbrido;
- controlar uno o más de los siguientes procesos mediante el servidor de acceso híbrido en comunicación con la pasarela doméstica de acceso híbrido basándose en la información determinada:
activación y selección de los enlaces de red, selección del tráfico de red que se encaminan a través de los diferentes enlaces, paquete de IP a los diferentes enlaces y/o selección de encaminamiento de servicios incluyendo sesión dinámica o asignación de categoría de servicio a los diferentes enlaces;
y en el que cuando el dispositivo de usuario final solicita un servicio diferente y/o adicional se informará al servidor de acceso híbrido mediante componentes en la red y desencadenará que la pasarela doméstica de acceso híbrido cambie el encaminamiento a través de los enlaces de red específicamente para los servicios.
2. El método de acuerdo con la reivindicación anterior en el que la adaptación de características de red de transporte o calidad de contenido se hace por una o más de las siguientes etapas:
adaptación de planificación y priorización en segmentos de red seleccionados, implementación de equidad o políticas en todo el enlace híbrido, ecualización de parámetro de enlace y limitación de diferencias de parámetros de enlace por la red para conseguir un aspecto más homogéneo a capas de red superiores, adaptación de calidad de contenido al rendimiento del enlace híbrido.
3. El método de acuerdo con la reivindicación anterior 1, en el que la selección de la célula del enlace de red se hace basándose en la carga instantánea y/o media de las células móviles, para proporcionar una tasa de datos máxima y/o retardo de respuesta mínimo, en el que la selección puede tener en cuenta diferentes horas de un día.
4. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que el servidor de acceso híbrido en comunicación con la pasarela doméstica de acceso híbrido encamina los diferentes servicios proporcionados al dispositivo de usuario final a través de diferentes enlaces, para garantizar demandas de calidad de los servicios.
5. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que llamadas de voz se encaminan a través de la red móvil si la conexión de DSL se usa con un servicio de difusión en continuo.
6. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que el servidor de acceso híbrido está
- en conexión con los componentes principales de la red móvil para recuperar información acerca de las células de red y su ocupación; y/o
- en conexión con los componentes de la red de DSL, para recuperar información acerca de la velocidad de DSL y/o la carga de trabajo de los componentes; y/o
- en conexión con los componentes de la red principal para recuperar información de los servicios usados por la pasarela doméstica de acceso híbrido y/o las clases de QoS (Calidad de Servicio) asignadas a los servicios.
7. El método de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que el servidor de acceso híbrido calcula una predicción a largo plazo de parámetros de los canales de acceso y/o adaptación a corto plazo basándose en la información determinada, y realiza la selección.
8. El método de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el que el ancho de banda se estima usando una prueba y/o solicitando información de una estación base móvil.
9. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que en el enlace en la red móvil puede realizarse un traspaso entre células sobre la base de una instrucción del servidor de acceso híbrido para establecer un equilibrio de carga con respecto a diferentes células.
10. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que un planificador de una estación base móvil para el enlace de red también tiene en cuenta la calidad de enlace del otro enlace, especialmente el enlace
de DSL.
11. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que los enlaces unidos se establecen a parámetros similares, especialmente con respecto a caudal y retardo, que puede conseguirse mediante asignación adicional de ancho de banda, priorización o retardo de tráfico en los respectivos enlaces de red.
12. El método de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en el que calidad perceptible puede mejorarse, realizando transcodificación, que se controla por la calidad de enlace del acceso híbrido.
13. Sistema que consta de un servidor de acceso híbrido y una pasarela doméstica de acceso híbrido configurados para implementar el método de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12.
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