FI113926B - QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa - Google Patents

QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa Download PDF

Info

Publication number
FI113926B
FI113926B FI20011657A FI20011657A FI113926B FI 113926 B FI113926 B FI 113926B FI 20011657 A FI20011657 A FI 20011657A FI 20011657 A FI20011657 A FI 20011657A FI 113926 B FI113926 B FI 113926B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
qos
qos value
packet
field
value
Prior art date
Application number
FI20011657A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20011657A0 (fi
FI20011657A (fi
Inventor
Jouni Korhonen
Mikko Laukkanen
Heimo Laamanen
Original Assignee
Teliasonera Finland Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teliasonera Finland Oyj filed Critical Teliasonera Finland Oyj
Priority to FI20011657A priority Critical patent/FI113926B/fi
Publication of FI20011657A0 publication Critical patent/FI20011657A0/fi
Priority to AT02396118T priority patent/ATE358928T1/de
Priority to EP02396118A priority patent/EP1304831B1/en
Priority to ES02396118T priority patent/ES2284803T3/es
Priority to DK02396118T priority patent/DK1304831T3/da
Priority to DE60219263T priority patent/DE60219263T2/de
Publication of FI20011657A publication Critical patent/FI20011657A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI113926B publication Critical patent/FI113926B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/50—Network service management, e.g. ensuring proper service fulfilment according to agreements
    • H04L41/5003—Managing SLA; Interaction between SLA and QoS
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/02—Capturing of monitoring data
    • H04L43/026—Capturing of monitoring data using flow identification
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H04L43/0864—Round trip delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/22—Arrangements for supervision, monitoring or testing
    • H04M3/2227—Quality of service monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M7/00—Arrangements for interconnection between switching centres
    • H04M7/006—Networks other than PSTN/ISDN providing telephone service, e.g. Voice over Internet Protocol (VoIP), including next generation networks with a packet-switched transport layer
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2207/00—Type of exchange or network, i.e. telephonic medium, in which the telephonic communication takes place
    • H04M2207/18—Type of exchange or network, i.e. telephonic medium, in which the telephonic communication takes place wireless networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M2207/00—Type of exchange or network, i.e. telephonic medium, in which the telephonic communication takes place
    • H04M2207/18—Type of exchange or network, i.e. telephonic medium, in which the telephonic communication takes place wireless networks
    • H04M2207/185—Type of exchange or network, i.e. telephonic medium, in which the telephonic communication takes place wireless networks wireless packet-switched

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Description

113926 f
QOS-ARVON MONITOROIMINEN JA VÄLITTÄMINEN TIETOLIIKENNEVERKOSSA
KEKSINNÖN ALA
Esillä oleva keksintö liittyy tietoliikenne -5 tekniikkaan. Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja järjestelmä QoS-arvon jakamiseksi, kuljettamiseksi ja monitoroimiseksi pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa .
10 KEKSINNÖN TAUSTA
Langaton liityntätekniikka erilaisiin tietoliikenneverkkoihin muodostuu yhä tärkeämmäksi ja suositummaksi tekniikaksi IP-protokollaa (IP, Internet Protocol) käyttävissä järjestelmissä. Vallitsevana 15 liityntätekniikkana tällä hetkellä ovat langalliset yhteydet. Internet on pakettivälitteinen verkko, jossa paketeille ei perinteisesti pystytä takaamaan perillemenoa. Internet on ns. best effort -verkko. Kun palvelun laatua ei pystytä takaamaan, tietoliikenneyhteyden 20 palvelun kannalta olennaiset parametrit, esimerkiksi | . siirtoteho, viive, viiveen vaihtelu, virhesuhde jne., vaihtelevat. Useimmat sovellukset, esimerkiksi paket- • · * "···* tivälitteisessä verkossa välitetty puheliikenne, reaa- ' * liaikainen videokuva jne., ovat alttiita tietoliiken- '·“· 25 neyhteyden laadun vaihtelulle.
* · I
Palvelun laadun vaihtelu on luonut tarpeen sille, että palvelun laatutaso (QoS, Quality of Servi-• V. ce) pystyttäisiin takaamaan Internetissä tapahtuvalle .··. tiedonsiirrolle. Tiedonsiirtoverkoissa verkon suori - • 30 tuskykyä kuvataan muun muassa tiedon lähettäjältä tie- ’ ‘ don vastaanottajalle välittyvän tiedonsiirtonopeuden i t » avulla. Palvelun laatutasolla (QoS) kuvataan tieto-virran suorituskykyä siirtää IP-paketti lähettäjältä .···, vastaanottajalle. Palvelun laatutaso mitataan esimer- 35 kiksi siirtotehon, viiveen, viiveen vaihtelun ja virhesuhteen avulla. Palvelun laadun takaamisongelmaa 2 113926 voidaan yrittää ratkaista esimerkiksi Integrated Services (IntServ) arkkitehtuurin (RFC 2211, RFC 2212, RFC 2215) ja RSVP-protokollan (RSVP, Resource Reservation Protocol) (RFC 2205, RFC 2206, RFC 2207, RFC 5 2208, RFC 2209, RFC2210) avulla. Lisäksi on esitetty
Differentiated Services -malli (DiffServ) . UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) on kolmannen sukupolven (3G) matkaviestinjärjestelmä, joka mahdollistaa laajakaistaisen langattoman tiedonsiirron. UMTS 10 on pakettivälitteinen matkaviestinjärjestelmä, jossa voidaan siirtää niin puhetta, videokuvaa, tekstiä kuin multimediaa parhaimmillaan lähes 2Mb/s nopeudella.
UMTS:n ansiosta liikkuvat päätelaitteet voivat olla nopeassa pakettivälitteisessä tiedonsiirtoyhteydessä 15 tietoliikenneverkkoon laajalla maantieteellisellä alueella. Kuitenkin tiedonsiirron laatutaso voi vaihdella huomattavasta paikasta, ajasta ja verkon kuormituksesta riippuen. Perinteiset matkaviestinjärjestelmät ova.t pääasiassa piirikytkentäisiä eli muodostettava yhteys 20 varataan päästä päähän koko yhteyden ajaksi.
.. Pakettivälitteisyys tuo kuitenkin mukanaan * »* ; , useita ongelmakohtia. IP-pohjainen pakettivälitteinen : verkko on perusluonteeltaan best-effort -verkko, ts.
• ♦ · paketteja välitetään perille verkon sallimissa rajois-25 sa mitenkään takaamatta pakettien perillemenoa. Paket-tivälitteiseen verkkoon liittyviä ongelmakohtia käsi-teltiin jo edellä.
3G TR 23.907 (versio 1.1.0) on QoS-konseptin spesifikaatio, joka määrittelee UMTS-verkkoon QoS- • · 30 funktioita, joiden tehtävänä on QoS-arvon keruu UMTS- • · verkon eri elementeistä.
’·“ Perinteisesti QoS-arvoa kerätään kyseistä
I t I
tietoa haluavien sovellusten toimesta. Lisäksi QoS-,V, arvoa jaetaan yleisesti verkon yli tehtävään erikois- !.! 35 tuneilla protokollilla, jotka usein ovat käytännössä sovellusaluekohtaisia. QoS-arvon jako tapahtuu palautteena vain yhteen suuntaan, ja lisäksi protokollat 3 113926 saattavat pysähtyä palomuuriin. QoS-arvon jakelussa käytetyt protokollat vaativat usein erillisen istunnon pystytyksen. UMTS-verkkokohtaista tietoa ei saada pelkästään seuraamalla päästä-päähän liikennettä. Lisäksi 5 QoS-arvon jakeluun käytettävät protokollat aiheuttavat ylimääräistä kuormaa verkolle.
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä 10 mainitut epäkohdat tai ainakin merkittävästi lieventää niitä. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä ja järjestelmä, jonka ansiosta QoS-arvoa monitoroidaan, kuljetetaan ja jaetaan pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa uudella tavalla.
15
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kanavakohtaisen QoS-arvon monitoroimiseksi, kuljettamiseksi ja jakamiseksi pakettivälitteisessä matkaviestin-.. 2 0 verkossa. Menetelmässä monitorointiagentit keräävät ; ’’ QoS-arvon matkaviestinverkon elementeistä. Keksinnön • * · ···’ : mukaisesti QoS-arvo kuljetetaan IP-otsikkotietoj en laajennuskentissä. Jokaista QoS-arvoa edeltää IP-paketissa otsikkokenttä, joka kertoo halutun QoS-arvon.
25 Otsikon laajennuskenttä koostuu sanoman tyyppi -kentäs-tä, kysyjäkentästä, suuntakentästä ja tyyppikentästä. Qos-arvon välitys toimii pyyntö - vastaus -periaatteen mukaisesti. Pyyntö lähetetään Request-kentällä ja vas-taus Replied-kentällä. QoS-arvon lisäyksessä IP-T 30 pakettiin käytetään RFC791:ssä tai RFC246 0:ssä määri- teltyjä tapoja muodostaa laajennusotsikko. QoS-arvolla : varustettua IP-pakettia ei saa paloitella. Tämä il- .·.·. maistaan edullisesti "don't fragment" -bitin avulla.
ti.i IP-paketin laaj ennusotsikoissa välitettävää 35 tietoa voidaan esikäsitellä ja jalostaa QoS-arvoa tarvitsevien sovellusten käyttämään muotoon.
4 113926
Keksinnön kohteena on myös monitorointiagent -ti kanavakohtaisen QoS-arvon kuljettamista, ja jakamista varten pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa. Keksinnön mukaisesti monitorointiagentti käsittää tie-5 donhakuvälineet QoS-arvon hakemiseksi pakettivälitteisen matkaviestinverkon elementtien QoS-komponenteilta, käsittelyvälineet QoS-arvon esikäsittelemiseksi ja jalostamiseksi, asetusvälineet QoS-arvon asettamiseksi IP-paketin otsikkotietojen laajennuskenttään ja pois-10 tovälineet QoS-arvon poistamiseksi IP-paketin otsikkotietojen laajennuskentästä.
Eräässä keksinnön sovelluksessa monitoroin-tiagentti käsittää myös tiedonvälitysvälineet QoS-arvon jakamiseksi QoS-arvoa käyttäville sovelluksille.
15 Keksinnön kohteena on myös järjestelmä kana vakohtaisen QoS-arvon kuljettamiseksi ja jakamiseksi pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa. Järjestelmä käsittää pakettivälitteisen matkaviestinverkon, päätelaitteen, joka on yhteydessä pakettivälitteiseen mat-20 kaviestinverkkoon ja QoS-komponentit, joilla kerätään .. QoS-arvoa pakettivälitteisen matkaviestinverkon eri ; , elementeistä. Keksinnön mukaisesti järjestelmä käsit- • · a : tää edelleen sovellusagentin, joka käsittää tiedonha- kuvälineet QoS-arvon hakemiseksi pakettivälitteisen 25 matkaviestinverkon elementtien QoS-komponenteilta, kä- sittelyvälineet QoS-arvon esikäsittelemis eksi ja ja-lostamiseksi, asetusvälineet QoS-arvon asettamiseksi • · · IP-paketin otsikkotietojen laajennuskenttään ja pois-tovälineet QoS-arvon poistamiseksi IP-paketin otsikko-,···_ 30 tietojen laajennuskentästä.
'y Eräässä keksinnön sovelluksessa järjestelmä ”·”· edelleen käsittää tiedonvälitysvälineet QoS-arvon jaka- miseksi QoS-arvoa käyttäville sovelluksille .
Eräässä keksinnön sovelluksessa IP-paketti on 35 IPv4- tai IPv6-version mukainen.
Eräässä keksinnön sovelluksessa [pakettivälitteinen matkaviestinverkko on UMTS-verkko.
5 113926
Esillä olevan keksinnön ansiosta QoS-arvo pääsee palomuurien läpi, jos kyseisellä IP-paketilla on yleensäkään mahdollisuus päästä palomnurista läpi . Lisäksi QoS-arvo ei rajoitu päästä-päähän-yhteyd.en 5 QoS-arvoon, vaan jokaisen UMTS-verkon elementin, jossa toteutettu keksinnössä esitetty monitorointiagentt 1, QoS-arvo on saatavilla. Edelleen esillä olevassa keksinnössä QoS-arvo ei ole sovelluskohtaista, vaan käsittää kaiken liikenteen. QoS-arvon välitystä varten 10 ei tarvita erillistä istuntoa (sessiota) vaan QoS-arvo kulkee IP-pakettien mukana. Lisäksi esillä olevassa keksinnössä QoS-arvon muutokseen pystytään reagoimaan nopeasti.
Esillä olevan keksinnön mukaisessa toteutuk-15 sessa UMTS-verkkokohtaista tietoa saadaan suoraan verkosta itsestään, ei vain seuraamalla päästä-päähän-liikennettä. Lisäksi QoS-arvo ei ota kantaa käytettävään sovellukseen eikä protokolliin ja QoS-arvon jakelua varten ei tarvitse pystyttää session, sovellusten 20 välille. Koska QoS-arvon jakelussa ei käytetä erillistä protokollaa, ei verkolle aiheudu ylimääräistä sig- ; # nalointikuormaa.
• · · I
*
:.i.: KUVALUETTELO
* 25 Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityis kohtaisesti sovellusesimerkkien avulla, jossa * * * kuva 1 esittää erästä edullista esimerkkiä keksinnön mukaisesta järjestelmästä, ja • * : kuva 2 esittää erään edullisen signaali - 30 vuokaavioesimerkin esillä olevan keksinnön toiminnas- ‘ . ta.
I I
V.: KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
* * '*' 35 Kuvan 1 esittämä järjestelmä käsittää UMTS- verkon päätelaitteen UE (UE, User Equipment), radio- 6 113926 liityntärajapinnan UTRÄN (UTRAN, UMTS Radio Access Network), runkoverkon CN (CN, Core Network) ja UMTS-verkon ulkopuolisen päätelaitteen TE. Kuvan 1 tietoliikenneverkosta NET on esitetty ainoastaan keksinnön 5 kannalta olennaisia komponentteja ja toiminnallisuuksia.
QoS Concept -spesifikaatio (3G TR 23.90 7 1.2.0) määrittelee UMTS-verkkoon QoS-funktioita, joiden tehtävänä on UMTS -verkon laatutason seuraaminen 10 ja ylläpitäminen. Näihin funktioihin viitataan ainoastaan yhtenä joukkona funktioita (UMTS QoS-komponentit) , jotka mahdollistavat valmistajakohtaisen rajapinnan kautta QoS-arvon välittämisen sovelluksille. IPv[4|6] viittaa käytettäkään IP- 15 protokollaversioon (IPv4 tai IPv6) , jonka alla toimii UMTS-ve.rkkospesifiset protokollat.
Kuvan 1 esittämässä järjestelmässä UMTS QoS-komponenteilta saatava QoS-arvo välitetään monitoroin-tiagentille MA. Monitorointiagentilla MA on kolme teh.-20 tävää, joista ensimmäinen on QoS-arvon esikäsittely ja jalostaminen sovelluksille sopivaan muotoon. Näitä '* toimenpiteitä ovat mm. siirtotehon, keskihajontojen : laskeminen ja prosentuaalisten osuuksien laskeminen esimerkiksi pakettien hävikissä. Monitorointisagentti 25 MA sijaitsee ainakin päätelaitteessa UE, RNC:ssä sekä ·:··· SGSNrssä (SGSN, (Serving GPRS Support Node) ja GGSN: ssä (GGSN, GPRS Gateway Support Node) . Monito- • · · rointiagentti MA voi tarvittaessa sijaita myös muissa verkkoelementeissä kuin mitä kuvassa 1 on esitetty.
• · 30 Monitorointiagentin MA toinen tehtävä on QoS- arvon välittäminen verkossa käyttäen IPv4- tai IPv6-otsikoita. Monitorointiagentin MA ja käytettävän IP-kerroksen välinen liittymä on käyttöjärjestel-mä/toteutuskohtainen, koska IP-kerroksen toteutus 35 saattaa vaihdella käyttöjärjestelmästä ja valmistajas-“··’ ta riippuen.
7 113926
Kolmas monitorointiagentin MA tehtävä on QoS -arvon jakaminen käyttäjäsovelluksille. On huomattava, että tämä toiminnallisuus tarvitaan ainoastaan käyttäjän päätelaitteissa, ei UMTS-verkon verkkoelementeis -5 sä. Tätä tarkoitusta varten monitorointiagentti MA käsittää tiedonvälitysvälineet CM QoS-arvon jakamiseksi QoS-arvoa käyttäville sovelluksille.
Tiedon jakamiseen monitoroint iagentti MA käyttää agenttien välisessä kommunikoinnissa käytettä-10 vää FIPA-ACL (FIPA, Foundation for Intelligent Physical Agents; ACL, Agent Communication Language) kieltä. Monitorointiagentti MA tarjoaa kaksi tapaa kysyä QoS-arvoa: suora kysyminen (query) ja tilaus (subscribe) . Suorassa kysymisessä käyttäjäsovellus lähettää monito-15 rointiagentille MA kyselyn sen hetkisestä QoS-arvosta ja monitorointiagentti MA vastaa kyselyyn heti. Tila.-uksessa käyttäj äsovellus lähettää monitoroint iagenti 1 -le MA tilauksen, jossa monitorointiagenttia MA pyydetään ilmoittamaan aina kun QoS-arvo muuttuu tiettyjen 20 kriteerien mukaisesti tai ilmoittamaan tilauksessa määritellyn aikavälein. Edellä kuvatut interaktiot ja 1 . niissä käytettävät sanomaformaatit on kuvattu FIPA No- * · • · madic Application Support Specif ication-dokumenteissa .
I I i
Kuvan 1 mukainen monitorointiagentti MA kä- 25 sittää tiedonhakuvälineet QoS-arvon hakemiseksi paket- ·’”·' tivälitteisen matkaviestinverkon elementtien QoS- komponenteilta QoS, käsittelyvälineet HM QoS-arvon esikäsittelemiseksi ja jalostamiseksi, asetusvälineet SM QoS-arvon asettamiseksi IP-paketin otsikkotietojen ,···. 30 laajennuskenttään ja poistovälineet RM QoS-arvon pois- • » tamiseksi IP-paketin otsikkotietojen laa j ennuskentäs-*·*"· tä. Edellä luetellut välineet on toteutettu sinänsä tunnetulla tavalla, esimerkiksi ohjelmallisesti, eikä ,v. niitä tässä yhteydessä kuvata tarkemmin.
35 Kuvassa 2 esitetään eräs edullinen keksinnön mukainen signaalivuokaavioesimerkki keksinnön toiminnasta. Nuolen 20 mukaisesti käyttäjän sovellus luo ai- 8 113926 kuperäisen IP-paketin, joka on tarkoitus lähettää verkon suuntaan. Matkaviestimen UE monitorointi agentti MA lisää QoS-otsikkokentän käyttäjän haluamien QoS-arvojen mukaisesti, nuoli 21. QoS-arvo kuljetetaan 5 IPv4- ja IPv6-otsikkotietojen laajennuskentissä. QoS-arvolla varustettua IP-pakettia ei saa f: ragmentoida., joten IPv4:ssa DF (don't fragment) bitti täytyy olla päällä. Myöskään IPv6:ssa lähettävä solmu ei saa frag-mentoida IP-pakettia. QoS-arvon välitys toimii Request 10 - Reply tyylisesti. Haluttua QoS-arvoa pyydetään Re quest-kentällä ja vastaus pyyntöön tulee Repliecl-kentällä paluupaketeissa. Ne Request-pyynnöt, joita ei voida toteuttaa, ilmoitetaan NotSupported-kentällä.
Nuolen 22 mukaisesti matkaviestin UE lähettää 15 QoS-otsikolla varustetun paketin radioverkko-osalle (RAN, Radio Access Network). Radioverkko —osa RAN sisältää myös monitorointiagentin MA, joka lukee QoS-otsikon, lisää tarvittaessa siihen QoS-arvon ja lähettää päivitetyllä QoS-otsikolla varustetun paketin 20 edelleen runkoverkkoon CN esimerkiksi SGSMille, nuolet 23 ja 24. Runkoverkon CN komponentti käsittää myös mo-nitorointiagentin MA, joka lukee QoS-otsilcon ja lisää : tarvittaessa QoS-arvon, nuoli 25. Runkoverkon CN moni- torointiagentti MA tallentaa QoS-otsikon, poistaa IP- 25 paketista tallentamansa QoS-otsikon ja lähettää alku-*:··: peräisen IP-paketin päätelaitteelle TE, nuolet 26 ja :*"· 27. QoS-arvolla varustettuja IP-paketteja ei päästetä UMTS:n runkoverkon CN ulkopuolelle, vaan. joko GGSN-tai viimeistään GGSN.-n takana oleva erityinen QoS-30 solmu poistaa QoS-kentät IP-paketeista.
T Nuolen 28 mukaisesti päätelaite TE lähettää runkoverkolla CN alkuperäisen IP-vastauspaketin. Run-; : koverkossa CN lisätään aiemmin tallenettu QoS-otsikko ja lisäksi lisätään tarvittaessa QoS-arvo, nuoli 29.
!.! 35 Päivitetyllä QoS-arvolla varustettu pakett i lähetetään takaisin radioverkko-osalle RAN, nuoli 30 . Radioverkko-osa RAN lukee QoS-otsikon, lisää tarvittaessa QoS- 9 113926 arvon ja lähettää päivitetyllä QoS-arvolla varustetun paketin matkaviestimelle UE, nuolet 31 ja 32 .
Matkaviestimessä UE olevat monitorointiagent -ti MA lukee IP-paketista QoS-arvon ja poistaa sen, 5 nuoli 33. Näin matkaviestimessä UE oleva, sovellusohjelma saa itselleen alkuperäisen IP-vastauspaketin, nuoli 34.
Matkaviestinverkon päätelaitteen UE vastapää voi myös olla UMTS-verkon toinen päätelaite UE eikä 10 välttämättä kiinteässä verkossa (Internet, PSTN, ISDN jne.) oleva verkkoelementti. QoS-arvon pyytäminen ja lisääminen IP-paketteihin vaatii UE:n, RNC:n ja GGSN: n (tai GGSN:n takana olevan erityisen QoS-solmun) IP-pinoilta IP-pakettien jatkuvaa muokkaamista. Esimer·-15 kiksi jos RNC vastaanottaa Request-viestillä varustetun IP-paketin, niin RNC:n IP-pinon täytyy lisätä haluttu QoS-arvo IP-pakettiin Replied-kentällä varustettuna ja poistaa alkuperäinen Request-kenttä.
Sekä IPv4:ssä että IPv6:ssa itse QoS-arvon 20 esittäminen IP-otsikossa on samanlainen. Jokaista QoS-arvoa edeltää kahdeksan bitin otsikkokenttä, joka kertoo halutun QoS-arvon. Koko QoS-otsikkokentän ja QoS-: : arvon pituus riippuu halutusta informaatiosta. Alla on esitetty otsikkokentän rakenne:
·;··: 25 7 5 4 3 O
*.«** j-----1-----j_----^-------+---+----1----+* | MSG |WH0|DIR| TYPE |
+ — + *----h----h H-----l·---+ 1-----H
‘..I 3 0 MSG: QoS-sanoman tyyppi 00 Request 01 Replied Λ 10 Not Supported 35 11 ei määritelty WHO: Kuka kysyy QoS-arvoa, UE vai Core 10 113926
0 UE
1 Core (GGSN / QoS-solmu) 5 DIR: Kummasta suunnasta tieto halutaan,
Uplink vai Downlink
0 UL
1 DL
10 TYPE: Haluttu QoS-arvo 0000 linerate 0001 packet drop rate
15 0010 BER
0011...1111 ei määritelty vielä
Replied-sanomien yhteydessä tarpeellinen QoS-arvo lisätään Replied-kentän perään. Lisätty tieto voi 20 olla kiinteän pituinen tai vaihtuva. QoS-arvot sisäl-lytetään (ns. PiggyBagging) IP-liikenteeseen (TCP/IP, * » * ! , TCP, Transmission Control Protocol, UDP/IP; UDP, User * * · · Datagram Protocol, Internet Control Message Protocol (ICMP) , ...). Päätelaite UE ja UMTS-verkon verkkoele- • · 25 mentti kaiuttavat tarvittaessa Request- ja Replied.- viestit takaisin. IP-sanomia ei vartavasten muodosteta : : vain QoS-arvon jakelua varten.
Seuraavassa esitetään kaksi esimerkkiä Re-jV. quest- ja Replied-kenttien kaiutuksesta:
• I
,··*. 30 l.UE pyytää downlinkin bittivirhesuhdetta • · (BER) ja jostain syystä RNC ei halua lait-' 1 taa downlinkin QoS-arvoa uplinkkiin mene- viin UE:n pyytämiin IP-paketteihin. Tällöin UMTS-verkon elementti kaiuttaa Request-. *·, 35 viestin seuraavaan downlinkkiin menevään IP-pakettiin.
11 113926 2. UE pyytää uplinkin bittivirhesuhdetta (BER) ja RNC laittaa IP-pakettiin tarvittavan QoS-arvon Replied-kentän. mukaan ja poistaa Request-kentän. UMTS-verkon ele-5 mentti huomaa, että UE haluaa kyseisen QoS- arvon. Tällöin UMTS-verkon elementti kaiuttaa Replied-kentän QoS-arvoineen seuraavaan downlinkkiin menevään IP-pakettiin.
QoS-arvoa IP-paketteihin lisäävien ja parsi -10 vien IP-pinojen täytyy pystyä tekemään tarvittava optimointi. Seuraavassa esitetään kaksi esimerkkiä ei-toivotuista kombinaatioista: 1. UMTS-verkon elementistä UE:n suuntaan menee IP-paketti, jossa on Replied-kentässä BER-15 tieto uplinkistä (UE:n pyytämä.) ja samalla
Request uplinkin BER-tiedosta (Coren pyytämä) . UMTS-verkon elementin pitäisi pystyä hyödyntämään jo saatavilla oleva ja joka tapauksessa kaiutettava Replied-kentän BER-20 tieto.
. 2. UMTS-verkon elementistä UE:n suuntaan menee t > » , IP-paketti, jossa ovat UE:n pyytämä down- ’ link BER Request ja UMTS-verkon elementin !.' pyytämä downlink BER Request. UMTS-verkon *’ · 25 elementin pitäisi pudottaa UE:n downlink « ί'Ί BER Request-kenttä, sillä UE:n täytyy joka tapauksessa kaiuttaa takaisin downlinkin BER-tieto Replied-kentässä.
. Seuraavassa esitetään muutama esimerkki Re- > · 30 quest-Reply -optioiden käytöstä: • » ' * 1. UE:n pyytämä downlink Line rate Request: i 3 ., 35 7 5 4 3 0 + -- + - + - +----+ | oo|o111oooo | 12 113926 + -- + - + - +----+ 2. UMTS-verkon elementin kaiuttama Replied downlink Line rate UE:lle UE:n pyyntöön: 5 7 5 4 3 0 10 10110 111 00001 dataa n tavua | 3. NotSupported UE:n downlink Line rate -pyyntöön (UMTS-verkon elementti lähettää UE:lle): 15 7 5 4 3 0 + -- + - + - +----+ I ίο I o 111ooooI + -- + - + - +----+ 20
Kun QoS-arvoa halutaan lisätä IPv4- • 0 protollapakettiin, käytetään normaaleja RFC791:n mää-/V rittelemiä tapoja tehdä laajennusotsikko (extension header) . Option-type kentän koostumus on esitetty sen- * 1 f » · 25 rasvassa. QoS-arvot (yhden laajennusotsikon alle voi-daan laittaa useita QoS-arvoja) ja informaatiot kooda- • · · taan IPv4-laajennukseen Option-typen perään "variable length" -tyyppisenä: • » 1 • · · • 1 • ,
ί’1’: 30 7 6 4 017 01n O
1 » » Ϊ |l|l0|nnnnn| pituus | QoS-arvot | '...· +-+--+-----+--------+ -==========—h • » 35 Nnnnn on laajennustyypin numero, joka täytyy rekisteröidä IANA:n (IANA, Internet Address Naming Authority) kautta.
13 113926
Kun QoS-arvoa halutaan lisätä IPv6-protollapakettiin, käytetään normaaleja RF*C2460:n määrittelemiä tapoja tehdä laaj ennusotsikko (extension header) . Option-type kentän koostumus on esitetty seu-5 raavassa. QoS-arvot (yhden laajennusotsikon alle voidaan laittaa useita QoS-arvoja) ja informaatiot koodataan IPv6-laajennukseen Option-typen perään "variable length" -tyyppisenä:
10 754 017 01 n O
|θθ|θ|ηηηηη| pituus | QoS-arvot | 15 Nnnnn on laaj ennus tyypin numero, joka täytyy rekisteröidä IANA:n kautta.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patent ti vaatimus- 20 ten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa .
* · · • ’ t * 1 . | • 1 · * » 1 * » •» * * · • · * t t t · » · t t » * J * »

Claims (16)

113926
1. Menetelmä kanavakohtaisen QoS-arvon moni-toroimiseksi, kuljettamiseksi ja jakamiseksi pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa, joka menetelmä kä- 5 sittää vaiheet: kerätään QoS-arvo matkaviestinverkon elementissä; tunnettu siitä, että menetelmä edelleen käsittää vaiheet: kuljetetaan QoS-arvo IP-otsikkotietojen laajennus -10 kentissä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokaista QoS-arvoa edeltää IP-paketissa otsikkokenttä, joka yksilöi halutun QoS-arvon.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että otsikkokenttä koostuu sanoman tyyppi -kentästä, kysyjäkentästä, suuntakentäs -tä ja tyyppikentästä.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen 20 menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä edel- • · • leen käsittää vaiheet: : pyydetään QoS-arvoa Request-kentällä; ja ; .*; vastataan pyyntöön Replied-kentällä.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, • · >ttf. 25 tunnettu siitä, että QoS-arvon lisäyksessä IPv4-• · ... pakettiin käytetään RFC791:n määrittelemiä tapoja muo- dostaa laajennusotsikko.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, « * · tunnettu siitä, että QoS-arvon lisäyksessä IPv6- I I I 30 pakettiin käytetään RFC2460:n määrittelemiä tapoja muo-dostaa laajennusotsikko.
.··· 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, * » ' tunnettu siitä, että esikäsitellään ja jaloste-·.’.· taan QoS-arvo sitä tarvitsevien sovellusten käyttämään 35 muotoon.
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jaetaan IP-otsikkotietojen 113926 laajennuskentissä oleva QoS-arvo käyttäj äsovelluksil -le.
9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään erityistä 5 monitorointiagenttia QoS-arvon esikäsittelyyn, jalostamiseen, välittämiseen ja jakamiseen.
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että QoS-arvolla varustettua IP-pakettia ei saa paloitella.
11. Monitorointiagentti kanavakohtaisen QoS- arvon kuljettamista ja jakamista varten pakettivälitteisessä matkaviestinverkossa, tunnettu siitä, että monitorointiagentti käsittää: 15 tiedonhakuvälineet (IM) QoS-arvon hakemiseksi pa kettivälitteisen matkaviestinverkon elementtien QoS-komponenteilta ; käsittelyvälineet (HM) QoS-arvon esikäsittelemi-seksi ja jalostamiseksi; 20 asetusvälineet (SM) QoS-arvon asettamiseksi IP- paketin otsikkotietojen laajennuskenttään; • · poistovälineet (RM) QoS-arvon poistamiseksi IP-paketin otsikkotietojen laajennuskentästä.
’*'·' 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen monito- • * 25 rointiagentti, tunnet tu siitä, että monitoroin- tiagentti käsittää tiedonvälitysvälineet (CM) QoS-arvon jakamiseksi QoS-arvoa käyttäville sovelluksille.
13. Järjestelmä kanavakohtaisen QoS-arvon I'.·. kuljettamiseksi ja jakamiseksi pakettivälitteisessä • · ,···, 30 matkaviestinverkossa, joka järjestelmä käsittää; • · '** pakettivälitteisen matkaviestinverkon (NET) ; * · päätelaitteen (UE), joka on yhteydessä pakettivä- litteiseen matkaviestinverkkoon (NET) ; QoS-komponentit (QoS) , joilla kerätään QoS-arvoa 35 pakettivälitteisen matkaviestinverkon (NET) eri ele- menteistä; i , 113926 tunnettu siitä, että järjestelmä edelleen käsittää: monitorointiagentin (MA) , joka käsittää tiedonhakuvälineet (IM) QoS-arvon hakemiseksi pakettivälittei-5 sen matkaviestinverkon elementtien QoS-komponenteilta (QoS) ; käsittelyvälineet (HM) QoS-arvon esikäsittele-miseksi ja jalostamiseksi; asetusvälineet (SM) QoS-arvon asettamiseksi IP-paketin otsikkotietoj en laaj en-nuskenttään; ja poistovälineet (RM) QoS-arvon poista-10 miseksi IP-paketin otsikkotietojen laajennu, s kentästä .
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmä edelleen käsittää tiedonvälitysvälineet (CM) QoS-arvon jakamiseksi QoS-arvoa käyttäville sovelluksille.
15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että IP-paketti on IPv4- tai IPv6-version mukainen.
16. Patenttivaatimuksen 13, 14 tai 15 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että jpakettivälifc-20 teinen matkaviestinverkko on UMTS-verkko. » i7 113926
FI20011657A 2001-08-16 2001-08-16 QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa FI113926B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20011657A FI113926B (fi) 2001-08-16 2001-08-16 QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa
AT02396118T ATE358928T1 (de) 2001-08-16 2002-07-17 Überwachung und übertragung von qos-daten in einem telekommunikationsnetzwerk
EP02396118A EP1304831B1 (en) 2001-08-16 2002-07-17 Monitoring and transmission of QoS-data in a telecommunication network
ES02396118T ES2284803T3 (es) 2001-08-16 2002-07-17 Supervision y transmision de datos qos en una red de telecomunicaciones.
DK02396118T DK1304831T3 (da) 2001-08-16 2002-07-17 Overvågning og transmission af QoS-data i et telekommunikationsnetværk
DE60219263T DE60219263T2 (de) 2001-08-16 2002-07-17 Überwachung und Übertragung von QOS-Daten in einem Telekommunikationsnetzwerk

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20011657A FI113926B (fi) 2001-08-16 2001-08-16 QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa
FI20011657 2001-08-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20011657A0 FI20011657A0 (fi) 2001-08-16
FI20011657A FI20011657A (fi) 2003-02-17
FI113926B true FI113926B (fi) 2004-06-30

Family

ID=8561748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20011657A FI113926B (fi) 2001-08-16 2001-08-16 QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1304831B1 (fi)
AT (1) ATE358928T1 (fi)
DE (1) DE60219263T2 (fi)
DK (1) DK1304831T3 (fi)
ES (1) ES2284803T3 (fi)
FI (1) FI113926B (fi)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1685731B1 (en) 2003-11-17 2012-02-29 Telecom Italia S.p.A. Quality of service monitoring architecture, related method, network and computer program product
DE602004017793D1 (de) * 2004-12-30 2008-12-24 Telecom Italia Spa System zur überwachung der dienstqualität in einem kommunikationsnetz
CN100456834C (zh) * 2005-10-17 2009-01-28 华为技术有限公司 H.264多媒体通信的服务质量监测方法
US8553554B2 (en) 2008-05-16 2013-10-08 Alcatel Lucent Method and apparatus for providing congestion control in radio access networks
US20090296613A1 (en) 2008-06-03 2009-12-03 Colin Kahn Method and apparatus for providing quality-of-service in radio access networks
US8503432B2 (en) 2008-09-30 2013-08-06 Alcatel Lucent Method and apparatus for signaling proprietary information between network elements of a core network in a wireless communication network
US8027255B2 (en) 2008-09-30 2011-09-27 Alcatel Lucent Method and apparatus for prioritizing packets for use in managing packets in radio access networks
WO2010098705A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Service specific bandwidth policy configuration in data networks
US10447558B2 (en) 2014-12-15 2019-10-15 Nokia Solutions And Networks Oy Measurement coordination in communications
EP3251295A1 (en) * 2015-01-27 2017-12-06 Nokia Solutions and Networks Oy Traffic flow monitoring
CN109155744B (zh) * 2016-04-01 2022-01-11 诺基亚通信公司 通信中的动态体验管理

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0975123A1 (en) * 1998-07-15 2000-01-26 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Communication device and method for reliable and low-delay packet transmission
EP1142266A1 (en) * 1998-12-23 2001-10-10 Opuswave Networks, Inc. Wireless local loop system supporting voice/ip
US6654363B1 (en) * 1999-12-28 2003-11-25 Nortel Networks Limited IP QOS adaptation and management system and method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1304831A3 (en) 2003-05-07
EP1304831A2 (en) 2003-04-23
FI20011657A0 (fi) 2001-08-16
ES2284803T3 (es) 2007-11-16
DE60219263T2 (de) 2008-01-03
EP1304831B1 (en) 2007-04-04
FI20011657A (fi) 2003-02-17
ATE358928T1 (de) 2007-04-15
DE60219263D1 (de) 2007-05-16
DK1304831T3 (da) 2007-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8825070B2 (en) Radio resource reservation for wireless networks
FI108200B (fi) Yhteyden vaihto matkaviestinverkkojen välillä
US8179846B2 (en) DPI-driven bearer termination for short-lived applications
EP1976196B1 (en) Data transmission
US8289864B2 (en) DPI-triggered application-aware dormancy timer adjustment for mobile data bearers
JP3574788B2 (ja) 移動通信システムにおけるサービスクオリティの制御
US6990086B1 (en) Method and system for label edge routing in a wireless network
US8537754B2 (en) Network requested packet data protocol context activation
US6819652B1 (en) Method and apparatus for processing control messages in a communications system
FI114132B (fi) Tiedonsiirron laatutason tukeminen langattomassa tiedonsiirrossa
US6980523B1 (en) Method and system for facilitating end-to-end quality of service in a wireless packet data system
US7779245B2 (en) Providing access bearer related information in a packet data network
CN101965724B (zh) 远程终端的优先和占先扩展
EP1371238A2 (en) Method and apparatus for communicating data based on a plurality of traffic classes
FI113926B (fi) QOS-arvon monitoroiminen ja välittäminen tietoliikenneverkossa
US20080247346A1 (en) Communication node with multiple access support
US8059660B2 (en) Communications routing systems and methods
CN101345903A (zh) Umts或grps通信网络告知业务平台当前无线承载信息的方法
Fankhauser et al. RSVP support for mobile IP version 6 in wireless environments
US9686380B1 (en) Method and apparatus for bypassing internet traffic
EP1262046B1 (en) Interworking in a communication system
Yang et al. A multi-link mechanism for heterogeneous radio networks
Havinga et al. Wireless Internet on Heterogeneous Networks
Suthar et al. Native ICN Deployment in LTE Networks
US20100265902A1 (en) Apparatus and Method for Home Agent Initiated Flow Binding

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed