FI105138B - Solmuryhmien käyttö sijaintitietona - Google Patents

Description

1 105138

Solmuryhmien käyttö sijaintitietona Keksinnön soveltamisala

Keksintö liittyy tietoliikennejärjestelmiin ja erityisesti yhteydelliseen 5 pakettiverkkoon, joka käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä, joissa solmuryhmän jäsenet tietävät ainakin saman solmuryhmän jäsenten reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöintiparametrit, ja joka verkko käsittää ainakin yhden kotitietokannan liikkuvien päätelaitteiden tai tilaajien sijaintitietojen säilyttämiseksi tilapäisten osoitteiden muodossa.

10 Keksinnön taustaa

Tietoliikennealan suuntaus on kulkenut kohti uusia korkealuokkaisia palveluita, joiden toteutus vaatii suuria bittinopeuksia. Verkkojärjestelmien kehittyessä ja laajentuessa tiedonsiirron optimaalinen hallinta verkkojen välillä on muodostunut yhä tärkeämmäksi.

15 Eräitä mielenkiinnon kohteena olevia ratkaisuja ovat laajakaistaiset verkot, joissa bittinopeudet ylittävät tyypillisesti 2Mbit/s. Näiden B-ISDN-verkkojen (Broadband Integrated Services Digital Network) siirtotekniikaksi on valittu asynkroninen toimintamuoto eli ATM (Asynchronous Transfer Mode). ATM-siirtotekniikka on erityisesti datalinkkikerrokseen (OSI Layer 2) liittyvä 20 kytkentä- ja multipleksointiratkaisu, jonka avulla B-ISDN-verkoissa voidaan . . . toteuttaa yhteydellinen (Connection Oriented) pakettiverkko.

: Esillä oleva keksintö on sovellettavissa useiden yhteydellisten pa- '^1 kettiverkkojen yhteydessä, joihin voidaan lisätä langattomia päätelaitteita tu- .! * kevia reitittimiä (esimerkiksi TCP/IP-protokolla). Keksintöä havainnollistetaan • · 25 jatkossa hyödyntäen ATM-siirtotekniikan elementtejä ja termejä keksintöä ; näihin kuitenkaan rajoittamatta.

ATM-tiedonsiirrossa loppukäyttäjän dataliikenne kuljetetaan läh- • · « teestä kohteeseen virtuaalisten yhteyksien välityksellä. Tieto siirretään ver-kossa kytkimien välityksellä vakiomittaisissa 53 tavun pituisissa paketeissa, r.).t 30 joita kutsutaan ATM-soluiksi. ATM-solujen rakennetta on havainnollistettu ku- viossa 1. Yksi solu käsittää viiden tavun pituisen otsikon ja 48 tavun pituisen varsinaista hyötykuormaa sisältävän informaatiokentän. Fyysinen kerros voi käsittää useita virtuaalireittejä, jotka multipleksoidaan ATM-kerroksessa. Reitit identifioidaan virtuaalireittitunnisteen (Virtual Path Identifier, VPI) avulla.

2 105138 Käyttäjä-verkko-rajapinnassa (User-to-Network Interface, UNI) VPI on 8 bitin ja verkko-solmu-rajapinnassa (Network-Node-Interface, NNI) VPI on 12 bitin pituinen. Kunkin virtuaalireitti voi käsittää joukon virtuaalikanavia, jotka identifioidaan 16 bitin pituisella virtuaalikanavatunnisteella (Virtual Channel Identi-5 fier, VCI).

Otsikon päätarkoituksena on identifioida yhteysnumero solujen sekvenssille, joka siirtyy yhteyteen liittyvän virtuaalisen kanavan välityksellä. Otsikko sisältää edellämainittujen lisäksi myös muita kenttiä, kuten otsikon vir-hekontrolli (Header Error Control, HEC), yleinen vuonohjaus (Generic Flow 10 Control, GFC), solunmenetysprioriteetti (Cell Loss Priority, CLP) ja hyöty-kuormatyyppi (Payload Type, PT). ATM-solu sisältää välillisesti tiedon vastaanottajan osoitteesta, joten kukin solu on itsenäinen tiedonkuljetusyksikkö. Solujen lukumäärä aikayksikössä on verrannollinen käyttäjän kaistanleveys-vaatimuksiin.

15 ATM on yhteydellinen liikennöintitekniikka, mutta koska yhteyttä ei ennen sen muodostusta ole, on yhteydenmuodostuspyyntö reititettävä lähteestä ATM-verkon läpi kohteeseen jokseenkin samalla tavoin kuin paketit reititetään pakettikytkentäisissä verkoissa. Yhteydenmuodostuksen jälkeen paketit kulkevat samaa virtuaalikanavaa yhteyden ajan. ATM Forum ehdottaa 20 reitityksen toteutukseen PNNI-protokollaa (Private NNI), jonka ominaisuuksia on tarkemmin kuvattu esimerkiksi julkaisussa ATM Forum, 1996, PNNI Specification, version 1.0, ATM Forum document af-PNNI-0055.000.

" PNNI-protokolla toimii PNNI-linkeillä yhdistettyjen ATM- v.: välitysjärjestelmien, esimerkiksi yksittäisten kytkimien tai kokonaisten verkko-

• I

· 25 jen välillä. PNNI-linkki voi olla fyysinen linkki tai virtuaalinen linkki. PNNI-linkki ·:··: voi olla esimerkiksi virtuaalireitti, joka yhdistää kaksi solmupistettä. Solmupis- teet ovat PNNI-prokollan kannalta loogisesti rinnakkaiset.

PNNI muodostuu periaatteessa kahdesta komponentista: PNNI signalointiprotokollasta ja virtuaalipiirireititysprotokollasta. PNNI signalointiproto- ..... 30 kollaa käytetään ATM yhteydenmuodostussanomien välittämiseksi verkossa • · I” lähteen ja kohteen käyttäjä-verkko-rajapinnan UNI välillä. UNI-signalointi • · **:·* muunnetaan NNI-signaloinniksi lähdekytkimessä ja NNI-signalointi muunne- • '[ taan UNI-signaloinniksi kohdekytkimessä. Virtuaalipiirireititysprotokollaa käy- Γ": tetään reitittämään signalointipyyntö ATM-verkon läpi. Tätä ajatusta on ha- 35 vainnollistettu kuviossa 2, jossa on esitetty signalointi, jonka avulla muodos-tetaan yhteys kahden kiinteän päätelaitteen FT1 ja FT2 välille.

• · 3 105138 PNNI muodostuu periaatteessa kahdesta komponentista: PNNI signalointiprotokollasta ja virtuaalipiirireititysprotokollasta. PNNI signalointiprotokollaa käytetään ATM yhteydenmuodostussanomien välittämiseksi verkossa lähteen ja kohteen käyttäjä-verkko-rajapinnan UNI välillä. UNI-signalointi 5 muunnetaan NNI-signaloinniksi lähdekytkimessä ja NNI-signalointi muunnetaan UNI-signaloinniksi kohdekytkimessä. Virtuaalipiirireititysprotokollaa käytetään reititettämään signalointipyyntö ATM-verkon läpi.

PNNI protokollan kehittämisessä on tähdätty ensisijaisesti kahteen päämäärään: joustavaan laajennettavuuteen ja palvelun laatuun perustuvaan 10 reititykseen. PNNI-protokolla reitittää yhteyden pääasiassa pyydetyn palvelun laadun (Quality of Service, QoS), liikennöintiparametrien ja verkon käytettävissä olevien resurssien perusteella. Yhteydenmuodostuspyynnön yhteydessä määritetään haluttu palvelun laatutaso, joka sen jälkeen ylläpidetään koko yhteyden ajan. Tämä perustuu ATM-kytkimien suorittamaan yhteysohjauk-15 seen (Connection Admission Control, CAC), joka yksinkertaistettuna toimii siten, että kytkin yhteydenmuodostuspyynnön saadessaan tarkistaa, voiko se toteuttaa yhteyden aiheuttamatta häiriötä jo olemassa oleville yhteyksille. Kytkin hyväksyy yhteyden vain, jos häiriötä ei ole odotettavissa, muussa tapauksessa yhteys reititetään toisen kytkimen välityksellä.

20 Joustava laajennettavuus PNNI-protokollassa on toteutettu hierark kisella verkko-organisaatiolla, johon liittyy yhdistettyjen saatavuustietojen vaihtaminen eri hierarkiatasojen välillä. PNNI-hierarkiaa on havainnollistettu kuviossa 3. Jokainen PNNI-hierarkiataso noudattaa samaa rekursiivista verk- :.v komallia siten, että periaatteessa samat mekanismit ovat käytössä kullakin < < : 25 hierarkiatasolla. Jokainen hierarkiataso muodostuu ryhmistä joita kutsutaan *:*·: solmuryhmiksi. Solmuryhmä on oleellisesti joukko ryhmiä, joilla kaikilla on pääsy identtiseen topologiseen tietokantaan ja jotka vaihtavat keskenään lin- kin tilaa koskevia tietoja. Hierarkiassa ylemmällä tasolla olevalle solmuryh- mälle kukin alemman tason solmuryhmä esiintyy loogisena ryhmäsolmuna, .···, 30 joka normaalin solmun tapaan vaihtaa linkkien ja solmupisteiden tilaa koske- • « via parametreja muiden samaan tasoon kuuluvien solmupisteiden kanssa.

*.** Kussakin solmuryhmässä on solmu, joka toimii solmuryhmäjohtajana (Peer »♦ ♦ : V Group Leader, PGL) suorittaen loogisen ryhmäsolmun toiminnot. Ylempien tasojen solmuryhmien tilatieto aggregoidaan hierarkiatasojen välillä, joten sa-35 man solmuryhmän jäsenet tietävät tarkasti oman ryhmän tilatiedot ja ylempien " ". tasojen tiedot pienemmällä tarkkuudella, sen mukaisesti miten suuri ero ryh- * mien hierarkiatasoilla on.

4 105138

Verkon elementtien tilatieto PNNI-protokollassa on ehdotettu siirrettäväksi topologiatilapakettien (Topology state packets, PTSP) välityksellä. Paketit käsittävät suuren määrän linkkien ja solmujen tilaparametreja, jotka ilmaisevat liikennöintiolosuhteita verkon sisällä. Tilatiedonsiirto voi käynnistyä 5 tiettyjen tapahtumien perusteella ja tilatietoa on PNNI-protokollassa suunniteltu myös ryöpytettäväksi halutulla tarkkuudella säännöllisin väliajoin koko verkossa. Tämän ryöpytystoiminnon (flooding) ansiosta päivitetty tilatieto on valitulla tasolla käytettävissä koko verkossa ja erityisesti saman solmuryhmän jäsenet tietävät tarkasti omaa solmuryhmää koskevat tiedot.

10 Saman solmuryhmän jäsenet on kytketty horisontaalisilla linkeillä.

Reunasolmut ovat solmuryhmän solmuja, joilla on linkki toisiin solmuryhmiin, myös ulkopuolisiin verkkoihin, jotka eivät toteuta PNNI-protokollaa. Saman hierarkiatason eri solmuryhmien reunasolmut määrittävät toisensa nousevan siirtosuunnan (uplink) linkiksi vastaavaan solmuryhmään ja tiedottavat myös 15 tämän linkin käytettävyystiedot oman solmuryhmänsä sisällä.

Eräs kiinnostava kehityssuunta viime aikoina on ollut langattoman tiedonsiirron ja liikkuvuuden tuominen yhteydellisiin tiedonsiirtoverkkoihin.

Tämä tarkoittaa sitä, että verkko laajennetaan ilmarajapinnan yli langattomille päätelaitteille. Nykyiset standardit eivät sellaisenaan tue langattoman viestin-20 nän edellyttämiä lisäpiirteitä, mutta erilaisia ratkaisuja liikkuvuuden hallinnan toteuttamiseksi esimerkiksi ATM:n yhteydessä on jo esitetty. Pyrkimyksenä on ollut lisätä langaton tiedonsiirto ja liikkuvuus ATM-verkkoon ilman merkittä-: ' viä muutoksia olemassa oleviin ATM-verkkoihin ja -standardeihin.

Julkaisu [AF96-1699] Potter, Gilmurray (ORL), 1996, "Tunnelled 25 Signalling for the Support of the Mobile ATM, ATM Forum Contribution 96- *”’i 1699”, kuvaa erinomaisen PNNI-protokollaa tukevan menetelmän yhteyksien reitittämiseksi langattomassa ATM-verkossa. ATM-laitteiden liikkuvuus ehdo- tetaan toteutettavaksi tunneloidulla signaloinnilla, jota tuetaan sijainnin päivi- tyspalvelulla. Esitetyssä ratkaisussa päätelaitteelle annetaan pysyvään muis- .···. 30 tiin tallennettava kotiosoite (Flome Address, MHA), jota käytetään yhteyden- • · muodostuspyynnön SETUP-sanomassa. MHA osoitteet ehdotetaan allokoita-*:*’ vaksi siten, että numeron perusteella voidaan suoraan päätellä liittyykö nume- V ro liikkuvaan päätelaitteeseen vai ei. Liikkuvan päätelaitteen rekisteröityessä vierailtavaan verkkoon sille annetaan vierailunumero (Mobile Foreign Add-35 ress, MFA). Liikkuvan päätelaitteen kotiverkossa säilytetään tieto päätelait-teen kotiosoitteesta ja senhetkisestä vierailunumerosta. Aina, kun liikkuva ’ ’ päätelaite rekisteröityy uuden kytkimen alaisuuteen, tieto uudesta vierailuo- 5 105138 soitteesta MFA päivitetään päätelaitteen kotiverkkoon. Yhteydenmuodostus-sanoman saapuessa kytkimeen, joka huomaa yhfeydenmuodostussanoman kohdeosoitteen liittyvän liikkuvaan päätelaitteeseen, sanoman alkuperäinen kohdeosoite kapseloidaan sanoman sisälle ja reititysosoitteena käytetään ko-5 tiverkosta saatavaa vierailuosoitetta MFA. Sanoman saapuessa vierailuosoit-teen ilmaisemalle kytkimelle, kapselointi puretaan ja sanoma reititetään liikkuvalle päätelaitteelle.

Kapseloinnin ansiosta yhteydenmuodostussanoma liikkuvaan päätelaitteeseen voidaan läpinäkyvästi reitittää verkon läpi PNNI-protokollan 10 avulla. Mainitussa ratkaisussa, kuten muissakin esille tulleissa julkaisussa kapseloitu sanoma ohjautuu tyypillisesti ankkurikytkimelle, joka liittyy tukiasemaan, jonka alaisuuteen päätelaite on rekisteröitynyt. Liikkuvuuden hallinnan kannalta sijainnin seurannan järjestäminen kytkimien tarkkuudella ei kuitenkaan ole edullisin vaihtoehto. Määrittämällä langattoman päätelaitteen rei-15 titys kulkemaan tiettyjen kytkimien läpi jätetään käyttämättä hierarkkisen verkkorakenteen luoma etu, jonka ansiosta reititys voidaan optimaalisesti ohjata päätelaitteelle valittujen liikennöintiin liittyvien parametrien mukaisesti, esimerkiksi pitkin mahdollisimman lyhyttä reittiä ja ruuhkaisia linkkejä välttäen. Pakottamalla liikenne tietyille kytkimille heikennetään reititystä, joka näkyy huo-20 nontuneena palvelun laatuna, esimerkiksi viiveen lisääntymisenä tai menetettyjen solujen määrän kasvamisena. Yhteydet saattavat lisäksi ahtautua ankkurikytkimelle, jolloin kytkimen puskurit ja käytettävissä olevat kaistanle-·’ " veydet nopeasti loppuvat.

;.v Tilaajan liikkuminen ankkurikytkimen palvelualueelta toiselle aiheut- < < :.; 25 taa aina uuden rekisteröitymisen ja siihen liittyvän sijainnin päivityksen tilaajan *:··: kotiverkkoon. Jos kytkimen palvelualue on pieni ja tilaajat liikkuvat paljon, verkko, ja etenkin kapseloinnin kohdeosoitteena käytetty kytkin, kuormittuvat ylimääräisestä liikkuvuuden hallinnan edellyttämästä signaloinnista. Jos ti- laaja vierailee kotiverkosta kaukana olevassa verkossa, joudutaan sijainnin .···, 30 päivityssanomia kuljettamaan etäälle, jolloin signaloinnin määrä tulisi saada • · mahdollisimman vähäiseksi. Jos ankkurikytkimen palvelualuetta suurenne-taan, on vastaavasti vaarana, että kytkin ruuhkautuu.

• · »

Keksinnön lyhyt yhteenveto 35 Tämän keksinnön päämääränä on esittää ratkaisu, jonka avulla yh- . teydenmuodostussanoma ja sitä seuraavat yhteyteen liittyvät liikennöintipake- · 6 105138 tit voidaan reitittää verkon läpi siten, että edellä mainitut ongelmat voidaan ratkaista aiheuttamatta olemassa oleviin verkkoihin merkittäviä muutoksia.

Keksinnön tavoite saavutetaan patenttivaatimuksen 1 mukaisella yhteydellisellä pakettiverkolla. Mainitulle verkolle on tunnusomaista, että tila-5 päinen sijaintitieto kotitietokannassa käsittää sen solmuryhmän osoitteen, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on viimeksi rekisteröitynyt, ja että mainitut reitityksen kannalta merkitykselliset parametrit sisältävät informaation solmuryhmän sisäistä reititystä varten.

Keksinnön kohteen on myös patenttivaatimuksen 8 mukainen liikku-10 va päätelaite yhteydellistä pakettiverkkoa varten, joka verkko käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä, joissa solmuryhmän jäsenet tietävät muiden saman solmuryhmän jäsenten reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöin-tiparametrit, joka verkko käsittää ainakin yhden kotitietokannan liikkuvien päätelaitteiden tai tilaajien sijaintitietojen säilyttämiseksi tilapäisen osoitteen 15 muodossa. Päätelaitteelle on tunnusomaista, että mainittu tilapäinen osoite on käsittää sen solmuryhmän osoitteen, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on viimeksi rekisteröitynyt, ja että päätelaite on sovitettu päivittämään sijaintitiedon kotitietokannassa siirtyessään solmuryhmästä toiseen.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 9 mukainen me-20 netelmä sanoman reitittämiseksi yhteydellisessä pakettiverkossa, joka käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä, joissa kunkin solmuryhmän jäsenet tietävät muiden saman solmuryhmän jäsenten reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöintiparametrit, joka menetelmä käsittää vaiheet vastaanotetaan ensimmäisessä verkkosolmussa, joka tukee liikkuvi-25 en päätelaitteiden hallintaa, yhteydenmuodostussanoma, joka sisältää kutsu-*:*: tun liikkuvan päätelaitteen tai tilaajan pysyvän osoitteen, lähetetään ensimmäisestä verkkosolmusta reititystietokysely kutsu-tun liikkuvan päätelaitteen tai tilaajan kotitietokantaan, jossa säilytetään liikkuvien päätelaitteiden tai tilaajien sijaintitietoja tilapäisen osoitteen muodossa, .··· 30 annetaan ensimmäiselle verkkosolmulle vasteena kutsutun liikkuvan • · !!! päätelaitteen tai tilaajan tilapäinen osoite, reititetään yhteydenmuodostus ensimmäisestä verkkosolmusta kyt- «· · i V kimestä eteenpäin käyttäen mainittua tilapäistä osoitetta yhteyden kohde- :, [[: osoitteena. Menetelmälle on tunnusomaista, että 35 säilytetään mainitussa kotirekisterissä tilapäisenä osoitteena sen < j."'. solmuryhmän osoitetta, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on viimeksi rekiste- • röitynyt, 7 105138 reititetään yhteydenmuodostus mainitun solmuryhmän osoitteen perusteella kyseiseen solmuryhmään, jatkoreititetään solmuryhmään saapunut yhteydenmuodostus solmuryhmän sisällä reitityksen kannalta merkityksellisten liikennöintiparametrien 5 avulla.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että yksittäisen verkkosolmun tai kytkimen sijasta liikkuvan päätelaitteen/tilaajan sijaintia seurataan kotitietokannassa 10 solmuryhmän tarkkuudella. Tilaajan sijainti solmun tarkkuudella tunnetaan ainakin solmuryhmän sisällä. Sijainnin päivitys kotiverkkoon suoritetaan pääasiassa silloin, kun päätelaite/tilaaja siirtyy solmuryhmästä toiseen. Yhtey-denmuodostussanomaa reitittävä kytkin, joka suorittaa sijainnin kyselyn sijaintitiedot sisältävästä tietokannasta reitittää sanoman saatuun tilapäiseen 15 osoitteeseen, joka on solmuryhmän osoite. Sanoma liikkuu protokollan mukaisesti kohti mainittua solmuryhmää. Kun sanoma saapuu johonkin solmuryhmän reunasolmuun, reunasolmu tunnistaa sanoman liikkuvalle päätelaitteelle tai tilaajalle osoitetuksi sanomaksi ja joko reitittää sanoman liikkuvalle päätelaitteelle tai, jos reunasolmu ei sisällä riittävää toiminnallisuutta reitityk-20 sen suorittamiseksi, lähettää sanoman toiselle solmuryhmän solmulle, joka pystyy reitittämään sanoman päätelaitteelle. Solmuryhmän sisäisessä reitityk-, sessä käytetään hyväksi solmuryhmän sisäistä tiedonhallintaa, jonka ansiosta : ‘ jokaisella jäsenellä on tiedossaan tieto muiden saman solmuryhmän jäsenten . reitityksen kannalta merkityksellisistä liikennöintiparametreistä. Keksinnön 25 mukaisesti tietoihin sisältyy langatonta päätelaitetta palvelevan tukiaseman identiteetti tai osoite. Tämän tiedon levittämiseen soluryhmän sisällä voidaan käyttää sinänsä tunnettua PNNI-ryöpytystä (flooding). Oleellisesti reunasol-mulla on valmiiksi tiedossaan, miten sanoma pitää solmuryhmän sisällä reitit-tää.

.···. 30 Keksinnönmukaisen ratkaisun avulla pystytään reititystä tehosta- • · maan hyödyntämällä hierarkkisen verkkorakenteen ja -protokollan tarjoamat • · T edut myös langattomien yhteyksien toteutuksessa ja samalla välttämään ai- ·· · : emmin kuvatut ongelmat. Keksinnön ansiosta sijainninpäivityssignalointi ei vaikuta ankkurikytkimen palvelualueen kokoon, koska sijaintitieto kotitietokan-. 35 nassa tarvitsee päivittää vain päätelaitteen tai tilaajan vaihtaessa solmuryh- mää. Menetelmä on helposti implementoitavissa eikä aiheuta merkittäviä ‘ : muutoksia olemassa oleviin verkkoihin tai protokolliin. Liikkuvuuden hallintaan 8 105138 liittyvän signaloinnin vähentäminen helpottaa myös hajautettujen tietokanta-toimintojen toteuttamista.

Kuvioluettelo

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen 5 yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: kuvio 1 havainnollistaa ATM-solujen rakennetta, kuvio 2 havainnollistaa solmupisteitä PNNI-protokollassa kuvio 3 havainnollistaa PNNI-protokollan hierarkkista rakennetta ja solmuryhmän käsitettä, 10 kuvion 4 lohko- ja signalointikaavio havainnollistaa tekniikan tason mukaista yhteydenmuodostussanoman reititystä tunnelointia hyödyntäen, kuvion 5 lohko- ja signalointikaavio havainnollistaa keksinnönmukai-sen ratkaisun avulla saavutettavaa etua esitetyn esimerkin tapauksessa.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Kuvion 4 lohko- ja signalointikaavio havainnollistaa tekniikan tason mukaista yhteydenmuodostussanoman reititystä tunnelointia hyödyntäen. Esimerkissä on kuvattu kolme solmuryhmää A, B ja C. Solmuryhmän A kiinteä päätelaite FT, jonka osoite on A. 10. lähettää yhteydenmuodostuspyynnön solmuryhmän (C.2) päätelaitteelle MT 4, jonka osoite (MHA) on (C.2.11). Kyt-20 kimet 5, jotka eivät tue liikkuvien päätelaitteiden hallintaa reitittävät yhteyden-; muodostussanomaa normaalisti kohti solmuryhmää C.2 (askel 1 ja 2). Kun sanoma saapuu langattomia päätelaitteita tukevalle kytkimelle MESI 6, se huomaa osoitteesta, että kyse on liikkuvalle päätelaitteelle osoitetusta sano- masta ja suorittaa sijainnin kyselyn päätelaitteen MT 4 kotiverkosta (C.2) 2 :·. 25 (askel 3). Kotiverkossa on tietokanta HLR 7, joka käsittää tiedon verkkoon

• M

liittyvien päätelaitteiden pysyvistä ja tilapäisistä osoitteista. Tilaajatietokanta * HLR 7 palauttaa kytkimelle MESI 6 päätelaitteen MT 4 tilapäisen osoitteen (askel 4), joka on sen tukiasemaan AP1, johon päätelaite on viimeksi rekiste- *···* röitynyt, liittyvän ankkurikytkimen MES2 8 osoite (B.3.3). Kytkin MESI 6 • · · 30 muuttaa yhteydenmuodostussanoman kohdeosoitteeksi tilapäisen osoitteen «*··; (B.3.3), sijoittaa alkuperäisen kohdeosoitteen (C.2.11) johonkin sanoman toi-

« I

.···. seen kenttään (esimerkiksi ’’called party subaddress”), ja lähettää PNNI- ·' protokollan mukaisesti sanoman eteenpäin kohti vierailuverkkoa (B.3) 3 < < · ··: (askeleet 5, 6 ja 7). Kun sanoma saapuu vierailuverkon kytkimelle MES2 8, 35 kytkin purkaa kapseloinnin lukemalla sanoman muusta kentästä alkuperäisen 9 105138 kohdeosoitteen C.2.11, vaihtaa sen väliaikaisen kohdeosoitteen B.3.3 tilalle ja lähettää sanoman päätelaitteelle MT (askeleet 8-9) tukiaseman AP1 välityksellä.

Kuvioon 4 on merkitty myös verkon (B.3) toinen tukiasema AP2, joka 5 liittyy samaan ankkurikytkimeen kuin tukiasema AP1. Kun päätelaite liikkuu ankkurikytkimen MES2 palvelualueella, esimerkiksi kun päätelaite MT liikkuu tukiaseman AP1 alueelta tukiaseman AP2 alueelle, sijaintitietoa ei välttämättä päivitetä verkon C tilaajatietokantaan HLR 7. Jos tukiasemia on paljon tai vastaavasti liikennöinti solmuryhmään (B.3) lisääntyy, liikennöinti ruuhkauttaa 10 ankkurikytkimen MES2.

Kuviossa 5 on kuvattu solmuryhmä (B.3) 3, jossa on useampia tukiasemia. Jos kaikkien tukiasemien liikenne ohjattaisiin kytkimen MES2 kautta, kytkin ennen pitkää kuormittuisi liikaa. Periaatteessa tilanne voitaisiin ratkaista lisäämällä solmuryhmään B.3 useampia ankkurikytkimiä, mutta silti geneeri-15 nen ongelma liikennöinnin pakottamisessa yhden kytkimen läpi säilyisi eikä verkkorakenteen tarjoamaa etua reitityksen ohjaamiseksi voitaisi hyödyntää. Palvelun laatu ei merkittävästi paranisi ja silti sijainnin päivitykseen liittyvä signalointi tarpeettomasti lisääntyisi, koska sijainnin päivitys kotiverkkoon olisi tehtävä aina siirryttäessä ankkurikytkimen alueelta toiselle.

20 Kuviossa 5 on havainnollistettu keksinnönmukaisen ratkaisun avulla saavutettavaa etua edellä esitetyn esimerkin tapauksessa. Verkot A, (B.3) ja , (C.2) ovat erillisiä PNNI-solmuryhmiä. Esimerkissä solmuryhmät kuuluvat : “ osaksi eri hierarkiatasolle, mutta solmuryhmien keskinäinen hierarkia ei ole keksinnön kannalta oleellista. Askeleet 1-3 tapahtuvat kuten kuviossa 4. Kek- • « ! 25 sinnönmukaisessa ratkaisuissa päätelaitteen MT tilapäinen osoite säilytetään kotisolmuryhmän C.2 tilaajatietokannassa HLR siten, että päätelaitteen MT pysyvään osoitteeseen liittyy sen solmuryhmän osoite (B.3), johon päätelaite on viimeksi rekisteröitynyt. Tämä osoite (B.3) palautetaan kytkimelle MESI vastauksena sijainnin kyselyyn (askel 4). Kytkin 6 muuttaa yhteydenmuodos- .···. 30 tussanoman kohdeosoitteeksi tilapäisen osoitteen, joka on solmuryhmän • · osoite (B.3), sijoittaa alkuperäisen kohdeosoitteen (C.2.11) sanoman kent- • · “* tään”called party subaddress”, ja lähettää PNNI-protokollan mukaisesti sano- • · · i man eteenpäin kohti vierailuverkkoa (B.3) (askeleet 5 ja 6).

Kun sanoma saapuu vierailuverkon reunasolmuun (B.3.1), reuna-35 solmu 9 tunnistaa sanoman liikkuvalle päätelaitteelle MT 4 osoitetuksi sano-maksi. Tunnistus voi perustua esimerkiksi siihen, että solmu tunnistaa sano- « · 4 ' ’ man kohdeosoitteen solmuryhmän eikä kytkimen osoitteeksi. Tunnistusmeka- 10 105138 nismi voi olla myös jokin muu, eikä sinänsä ole keksinnön kannalta oleellinen.

Jos reunakytkin 9 ei ole langattomia päätelaitteita tukeva kytkin, se ohjaa sanoman jollekin solmuryhmän langattomia päätelaitteita tukevalle kytkimelle suorittaen reitityksen PNNI-protokollan mukaisesti. Jos reunasolmu (B.3.1) on 5 langattomia päätelaitteita tukeva kytkin, se reitittää sanoman tukiasemalle AP2 PNNI-protokollan mukaisesti esimerkiksi reittiä (7a, 8a, 10) tai reittiä (7b, 8b, 9b, 10) pitkin.

Niin kauan, kun päätelaite MT liikkuu solmuryhmässä (B.3), rekisteröityminen tukiasemille AP1-AP4 ei aiheuta muutoksia sijaintirekisteriin HLR 10 7. Tieto päätelaitteen MT tukiasemasta on solmuryhmän B solmujen käytettävissä keksinnön mukaisesti sijaintitiedon ryöpyttämisen ansiosta. Vasta, jos päätelaite rekisteröityy uuteen solmuryhmään, sijaintitiedot päivitetään koti-solmuryhmään C.2.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön 15 perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

« i < 4

I I I I

I I a

• I

* 4 ( 4 < I I ·

4 I a I

• · • » • · • · ·

• M

• · · • · · « · · • · • · • · · • ·· • · • · M· •

• # I

< 4 I

• a ' a i f i I I f

· I

4 I

Claims (14)

11 105138

1. Yhteydellinen pakettiverkko, joka käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä (1,2,3), joissa solmuryhmän jäsenet tietävät ainakin saman 5 solmuryhmän jäsenten reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöintipara-metrit, joka verkko käsittää ainakin yhden kotitietokannan (7) liikkuvien päätelaitteiden (4) tai tilaajien sijaintitietojen säilyttämiseksi tilapäisten osoitteiden muodossa, tunnettu siitä, että tilapäinen sijaintitieto kotitietokannassa (7) käsittää sen solmuryhmän (3) osoitteen, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on 10 viimeksi rekisteröitynyt, ja että mainitut reitityksen kannalta merkitykselliset parametrit sisältävät informaation solmuryhmän sisäistä reititystä varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen verkko, tunnettu siitä, että verkko tai päätelaite on sovitettu päivittämään tilapäinen sijaintitieto kotitietokannassa, kun päätelaite siirtyy solmuryhmästä toiseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen verkko, tunnettu siitä, että verkko käsittää ensimmäisen solmun (6), joka tukee liikkuvien päätelaitteiden hallintaa ja on sovitettu, vasteena vastaanottamalleen yhteydenmuodostussa-nomalle, kysymään mainitusta kotitietokannasta (7) liikkuvan päätelaitteen tai 20 tilaajan tilapäisen osoitteen, ja reitittämään sanoman mainittuun tilapäiseen osoitteeseen, kohdesolmuryhmän reunasolmun (9), jonka solmuryhmään (3) liik- « : '· kuva päätelaite on rekisteröitynyt ja joka vasteena vastaanottamalleen sano- :V: made, tunnistaa sanoman liikkuvalle päätelaitteelle tai tilaajalle osoitetuksi : 25 sanomaksi, ja jatkoreitittää sanoman solmuryhmän sisällä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen verkko, tunnettu siitä, että mainittu reunasolmu, havaittuaan sanoman liikkuvalle päätelaitteelle osoite- ]·;·. tuksi sanomaksi, jatkoreitittää sanoman saman solmuryhmän toiselle solmulle, ♦ ♦ · joka tukee liikkuvien päätelaitteiden hallintaa, mainitun toisen kytkimen ollessa ... 30 sovitettu, vasteena vastaanottamalleen sanomalle, reitittämään sanoman liik- • · ‘lii kuvalle päätelaitteelle. *···* 5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen verkko, tunnettu siitä, että mai- '; nittu reunasolmu tukee liikkuvien päätelaitteiden hallintaa ja havaittuaan sa- 4 « noman liikkuvalle päätelaitteelle osoitetuksi sanomaksi reitittää sanoman liik-·. 35 kuvalle päätelaitteelle. « 4 · 14 4· • 4 · 12 105138

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3-5 mukainen verkko, tunnettu siitä, että reunasolmu tunnistaa sanoman liikkuvalle päätelaitteelle osoitetuksi sanomaksi siitä, että sanoman kohdeosoite on solmuryhmän osoite.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen verkko, tunnettu siitä, 5 että mainitut solmut ovat ATM-kytkimiä.

8. Liikkuva päätelaite yhteydellistä pakettiverkkoa varten, joka verkko käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä (1,2,3), joissa solmuryhmän jäsenet tietävät muiden saman solmuryhmän jäsenten reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöintiparametrit, joka verkko käsittää ainakin yhden 10 kotitietokannan (7) liikkuvien päätelaitteiden tai tilaajien sijaintitietojen säilyttämiseksi tilapäisen osoitteen muodossa, tunnettu siitä, että mainittu tilapäinen; osoite Käsittää solmuryhmän (3) osoitteen, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on viimeksi rekisteröitynyt, ja että 15 päätelaite on sovitettu päivittämään sijaintitiedon kotitietokannassa siirtyessään solmuryhmästä toiseen.

9. Menetelmä sanoman reitittämiseksi yhteydellisessä pakettiverkossa, joka käsittää hierarkkisesti järjestyneitä solmuryhmiä (1,2,3), joissa kunkin solmuryhmän jäsenet tietävät muiden saman solmuryhmän jäsenten 20 reitityksen kannalta merkitykselliset liikennöintiparametrit, joka menetelmä käsittää vaiheet vastaanotetaan ensimmäisessä verkkosolmussa (6), joka tukee liik- ; '· kuvien päätelaitteiden (4) hallintaa, yhteydenmuodostussanoma, joka sisältää : V kutsutun liikkuvan päätelaitteen tai tilaajan pysyvän osoitteen, ; ; 25 lähetetään ensimmäisestä verkkosolmusta (6) reititystietokysely kut- sutun liikkuvan päätelaitteen tai tilaajan kotitietokantaan (7), jossa säilytetään :·. liikkuvien päätelaitteiden tai tilaajien sijaintitietoja tilapäisen osoitteen muo- • ·« dossa, • · · ** * annetaan ensimmäiselle verkkosolmulle (6) vasteena kutsutun liik- 30 kuvan päätelaitteen tai tilaajan tilapäinen osoite, • · reititetään yhteydenmuodostus ensimmäisestä verkkosolmusta (6) • · · kytkimestä eteenpäin käyttäen mainittua tilapäistä osoitetta yhteyden kohde-osoitteena, .· ·. tunnettu siitä, että : 35 säilytetään mainitussa kotirekisterissä (7) tilapäisenä osoitteena sen <.: solmuryhmän (3) osoitetta, johon liikkuva päätelaite tai tilaaja on viimeksi re- * t :. ‘ ·: kisteröitynyt, 105138 13 reititetään yhteydenmuodostus mainitun solmuryhmän osoitteen perusteella kyseiseen solmuryhmään (3), jatkoreititetään solmuryhmään saapunut yhteydenmuodostus solmuryhmän sisällä reitityksen kannalta merkityksellisten liikennöintiparametrien 5 avulla.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vastaanotetaan solmuryhmän osoitteen perusteella reititetty yhtey- denmuodostussanoma solmuryhmän reunasolmuun, tunnistetaan kohdesolmuryhmän reunasolmuun saapunut sanoma 10 liikkuvalle päätelaitteelle osoitetuksi sanomaksi ja jatkoreititetään sanoma solmuryhmän sisällä.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reititetään liikkuvalle päätelaitteelle osoitettu sanoma reunasolmusta 15 saman solmuryhmän toiselle solmulle, joka tukee liikkuvien päätelaitteiden hallintaa, reititetään sanoman liikkuvalle päätelaitteelle.

12. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 reititetään sanoma reunasolmusta suoraan liikkuvalle päätelaitteelle

13. Jonkin patenttivaatimuksen 9-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanoma tunnistetaan liikkuvalle päätelaitteelle osoitetuksi sa- : '·· nomaksi siitä, että kohdeosoite on solmuryhmän osoite.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 9-13 mukainen menetelmä, tunnet-25 tu siitä, että mainittu yhteydellinen pakettiverkko on ATM-pohjainen tietolii- ·:··; kenneverkko. • · • · • · · • · · • · · • · t • · · • · • · • · ♦ • « · • · • · ··♦ < t « 4 «4 105138 14