FI115180B

FI115180B - Tiedonsiirtomenetelmä ja -järjestely

Info

Publication number: FI115180B
Application number: FI20021512A
Authority: FI
Inventors: Jouni Korhonen
Original assignee: Teliasonera Finland Oyj
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2005-03-15
Also published as: FI20021512A0; EP1392036B1; DK1392036T3; EP1392036A1; FI20021512A

Description

11518Γ

Tiedonsiirtomenetelmä ja -järjestely

Ala

Keksinnön kohteena on menetelmä ja järjestely datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa.

5 Tausta

Tietoliikennealalla on pyrkimyksenä käyttää Internetiä yhä suuremmassa määrin myös puhelinliikenteen, datan tai puheen, välitykseen. Tällöin on käytännöllisintä noudattaa IP-protokollia (IP, Internet Protocols) koko siirtoyhteydellä lähettäjältä vastaanottajalle. Puheen siirtäminen Internetin kautta 10 (voice over IP) asettaa Internet-teknologialle uusia haasteita, joista yksi on riittävän tiedonsiirtonopeuden saavuttaminen: IP-protokollille tyypilliset otsikot (header) vievät nykymuodossaan paljon tilaa varsinaiselta hyötykuormalta eli datalta. Ongelman ratkaisemiseksi on kehitetty erilaisia menetelmiä otsikoiden kompressoimiseksi (header compression). Kompressointimenetelmien tavoit-15 teenä on pienentää otsikon osuutta koko lähetettävästä paketista eli ns. header overhead -suhdetta, joka ilmaistaan tyypillisesti prosentteina.

Esimerkiksi välitettäessä puhetta ilman otsikon kompressointia pienimmät mahdolliset IPv6/UDP/RTP (Internet Protocol version 6/ User Datagram Protocol/ Real-Time Protocol eli datasanomapohjainen reaaliaikainen 20 kuljetusprotokolla) otsikot vievät minimissään 60 oktettia. Tällöin siirtonopeu-....j deksi saadaan 24 kbit/s, kun pakettien lähetysnopeus on 50 pakettia/sekunti.

: Nykyiset otsikoiden kompressointimenetelmät on kehitetty päästä- | päähän-järjestelmiä (point-to-point) varten, joten ne eivät ole reitittyviä. Lisäksi . . verkkovierailu (roaming) on monimutkaista: sekä tukiasemaohjaimen että *; ,/ 25 kompressointialgoritmin täytyy tukea kontekstin vaihtoa (context transfer) ja '·*·’ sekä kotiverkon että vierailtavan verkon täytyy tukea samoja kompressointial- goritmeja.

Lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on toteuttaa parannettu kompressointimene- 30 telmä ja järjestely menetelmän toteuttamiseksi. Tämä saavutetaan menetel- mällä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa. Keksinnön mukaisessa mene- : telmässä kompressoidaan lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän kotiver- * : kossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, liitetään kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin.

11518Γ 2

Keksinnön kohteena on myös menetelmä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa. Menetelmässä kompressoidaan lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, liitetään kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljetta-5 vaan protokollapakettiin ja korvataan kompressoidun datapaketin kompres-sointikontekstin tunniste Flow Label -kentällä, reititetään hyötykuormaa kuljettava protokollapaketti vastaanottajalle sopivalla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa Flow Label -kentän tietoa kompressointikontekstin tunnisteesta.

Keksinnön kohteena on myös järjestely datan siirtämiseksi tietolii-10 kenneverkossa. Järjestely käsittää välineet kompressoida lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallentaa kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, järjestely käsittää välineet liittää kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin.

Keksinnön kohteena on myös järjestely datan siirtämiseksi tietolii-15 kenneverkossa. Järjestely käsittää välineet kompressoida lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallentaa kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, järjestely käsittää välineet liittää kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin ja korvata kompressoidun datapaketin kompressointikontekstin tunniste Flow Label -kentällä, järjestely 20 käsittää välineet reitittää hyötykuormaa kuljettava protokollapaketti vastaanottajalle sopivalla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa lähettäjän kotiverkkoon ·! tallennettua kompressointikontekstia.

: Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on kuvattu epäitsenäisissä pa- : : : tenttivaatimuksissa.

i · » i ·: i 25 Keksintö perustuu siihen, että lähetettävä datapaketti kompressoi- :*· ; daan lähettäjän kotiverkossa ja kompressointikonteksti tallennetaan lähettäjän ,··. kotiverkkoon.

» |

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan . useita etuja. Otsikon kompressointi voidaan suorittaa missä tahansa lähettäjän , * 30 kotiverkon verkkoelementissä ja menetelmä tukee IP-reititystä.

Kuvioluettelo «

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa : kuvio 1 esittää esimerkkiä tietoliikennejärjestelmästä, 35 kuvio 2 esittää lpv6-otsikon yleistä rakennetta, kuvio 3 esittää Hop-by-Hop Options -otsikon rakennetta,

11518C

3 kuvio 4 esittää Destination Options -otsikon rakennetta, kuvio 5 on vuokaavio, kuvio 6 on toinen vuokaavio, kuvio 7 esittää reitittyvää IP-otsikkokompressiota.

5 Suoritusmuotojen kuvaus

Viitaten kuvioon 1 selostetaan seuraavaksi pakettivälitteisen tietoliikenneverkon yleistä rakennetta. Kuvion esimerkissä on käytetty radioverkkona UMTS-verkkoa, mutta alan ammattilaiselle on selvää, että keksintöä voidaan soveltaa erilaisissa viestintäjärjestelmissä, joista solukkoradiojärjestelmät ja 10 lankaverkko eli PSTN esitetään vain esimerkkeinä. Alan ammattilaiselle on myös selvää, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa myös eri modulointimenetelmiä tai ilmarajapintastandardeja käyttäviin järjestelmiin.

UMTS-matkapuhelinjärjestelmän pääosat ovat ydinverkko (Core Network) CN 102, matkapuhelinjärjestelmän maanpäällinen radioliittymäverkko 15 (Universal Terrestrial Radio Access Network) UTRAN 106 ja tilaajapäätelaite (user equipment) UE 110, 112. Ydinverkko koostuu yhdestä tai useasta matkapuhelinkeskuksesta (Mobile Switching Center, MSC) 118, 120 ja porttimat-kapuhelinkeskuksesta (Gateway Mobile Switching Center, GMSC) 114, joka hoitaa matkapuhelinjärjestelmän yhteydet ulkopuoliseen maailmaan, tässä 20 yleiseen puhelinverkkoon PSTN (Public Switched Telephone Network) 100. Porttimatkapuhelinkeskus on yhteydessä tilaajan tiedot käsittävään kotirekiste-·:· · riin HLR (Home Location Register) 116, josta haetaan tietoja esimerkiksi si- • jainnin seuranta- tai verkkovierailu- (roaming) ja tilaajan tunnistustilanteissa •» t · : (authetication).

: 25 UTRAN käsittää radioverkkokontrollereita (Radio Network Control- !,/ ler) RNC 128, 130, 132 ja yhden tai usean B-solmun (node B), joita kutsutaan myös tukiasemiksi 134, 136, 138, 140, 142. Tukiaseman kuuluvuusaluetta kutsutaan soluksi.

i Radioverkkokontrolleri (Radio Network Controller, RNC) 128, 130, 30 132 välittää päätelaitteiden yhteydet muualle verkkoon. Radioverkkokontrolleri ,: ohjaa tyypillisesti useita siihen yhteydessä olevia tukiasemia. Radioverkkokont- rollerissa sijaitseva ohjausyksikkö suorittaa esimerkiksi puhelunohjausta, Hik-kuvuuden hallintaa, tilastotietojen keräystä ja signalointia.

. i Operointisolmu (Serving GPRS Support Node, SGSN) 124, 126 on 35 pakettiydinverkon osa. Sen tehtävänä on lähettää ja vastaanottaa paketteja 11518Γ 4 pakettikytkentäistä siirtoa tukevan käyttäjälaitteen kanssa. Operointisolmuun on tallennettu tilaajatietoa sekä käyttäjälaitteen sijaintitietoa.

Yhdyskäytäväsolmu (Gateway GPRS Support Node, GGSN) 122 on pakettikytkentäpuolen yhdyskeskus. Sen tehtävänä on reitittää liikennettä esi-5 merkiksi Internet-verkkoon 108, jonka kautta voi tulevaisuudessa ohjautua huomattava osa myös langattomasta puhelinliikenteestä.

Tietoliikennejärjestelmistä löytyy lisätietoa alan kirjallisuudesta ja standardeista.

Seuraavaksi esitellään kuvion 2 avulla Internet-protokollan versio 10 6:n mukaista otsikon (header) rakennetta (format). Kuviossa 2 on esitetty IPv6-standardin mukainen otsikkorakenne 200. Versiokenttä 202 (version) on 4-bittinen ja ilmoittaa protokollaversion. Liikenneluokkakenttä 204 on 8-bittinen ja ilmoittaa liikenneluokan (traffic class). Liikenneluokkakentän tietoa käytetään lähtösolmussa (originating node) ja reitittimissä (router) identifioimaan ja erot-15 tamaan pakettien luokat tai prioriteetit toisistaan. Kuorman pituus -kenttä (payload lenght) 208 on 16-bittinen etumerkitön kokonaisluku (unsigned integer) ja se ilmoittaa tätä kenttää seuraavan paketin loppuosan koon eli kuorman pituuden (payload lenght) oktetteina. Seuraava otsikko -kenttä (next header field) 210 on 8-bittinen ja ilmoittaa ΙΡνβ-otsikkoa välittömästi seuraavan otsikon 20 tyypin. Hyppyrajoitinkenttä (hop limit) 212 on 8-bittinen etumerkitön kokonaisluku, jota pienennetään yhdellä jokaisessa solmussa, josta paketti välitetään eteenpäin. Kun tämän kentän arvo on nolla, pakettia ei siten enää välitetä : eteenpäin. Lähtöosoitekenttä 214 on 218-bittinen ja ilmoittaa paketin lähtö- i : osoitteen (source address). Päämääräosoitekenttä 216 (destination address) *; I 25 on myös 128-bittinen ja ilmoittaa paketin vastaanottajan, joka voi olla varsinai-. ’ j nen vastaanottaja tai reititin.

, ·*. Flow Label -kenttä 206 on 20-bittinen ja tarkoitettu esimerkiksi mer kitsemään pakettisarjoja, joita reitittimien pitäisi käsitellä jollakin erityisellä tavalla. Sanalla flow eli virta tarkoitetaan sarjaa paketteja, joille halutaan tiettyä : 30 ennalta määrättyä käsittelyä reitittimissä. Flow Label -kenttää voidaan käyttää ' esimerkiksi laatuluokan (Quality of Service) ilmoittamiseen. Paketit, jotka eivät ί kuulu merkittyyn virtaan, saavat Flow Label -kentän arvoksi nolla. Kaikilla sa- : maan virtaan kuuluvilla paketeilla on sama lähtö- ja määränpääosoite sekä sama Flow Label. Flow Label -kentän arvot voidaan valita heksaluvuista väliltä » * ; 35 1-FFFFF. Flow Label -kentän käyttöä ei ole vielä täsmällisesti standardoitu.

11518Γ 5

Kuviossa 3 on esitetty Hop-by-Hop Options -otsikon 300 rakennetta. Hop-by-Hop Options -otsikkoa käytetään kuljettamaan valinnaista tietoa, jota jokaisen solmun paketin reitillä täytyy tutkia. Hop-by-Hop Options -otsikko identifioidaan IPv6-protokollan otsikon seuraava otsikko -kentän (next header) 5 arvosta nolla. Hop-by-Hop Options -otsikon seuraava otsikko -kenttä 302 on 8-bittinen ja se identifioi Hop-by-Hop Options -otsikkoa seuraavan otsikon tyypin. Hdr Ext Len -kenttä 304 on myös 8-bittinen ja ilmoittaa Hop-by-Hop Options -otsikon pituuden 8-oktettisina yksiköinä poislukien ensimmäiset kahdeksan oktettia. Valinnainen kenttä 306 (options) on pituudeltaan vaihteleva siten, 10 että koko Hop-by-Hop Options -otsikon pituus on kokonaisluku, joka muodostuu 8-oktettien monikertana.

Kuviossa 4 puolestaan on esitetty Destination Options -otsikon 400 rakennetta. Destination Options -otsikkoa käytetään kuljettamaan valinnaista tietoa, jota vain paketin määränpääsolmun (destination node) täytyy tutkia. 15 Destination Options -otsikko identifioidaan seuraava otsikko -kentän arvolla 60. Destination Options -otsikon oma seuraava otsikko -kenttä 402 on puolestaan 8-bittinen ja se identifioi Destination Options -otsikkoa seuraavan otsikon tyypin. Hdr Ext Len -kenttä 404 on myös 8-bittinen ja ilmoittaa Destination Options -otsikon pituuden 8-oktettisina yksiköinä poislukien ensimmäiset kahdek-20 san oktettia. Valinnainen kenttä 406 on pituudeltaan vaihteleva siten, että koko Destination Options -otsikon pituus on kokonaisluku, joka muodostuu 8-oktettien monikertana.

·:· : Internet-protokollista löytyy lisätietoa alan kirjallisuudesta ja stan- : ; ‘: dardeista.

25 Seuraavaksi selostetaan tarkemmin yhtä edullista suoritusmuotoa . ·. ; menetelmästä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa kuvion 5 avulla. Mene- , telmän suoritusmuoto mahdollistaa Internet-protokollan mukaisten eli niin sa nottujen IP-pakettien kompressoinnin siten, että kompressoidut paketit voidaan kuljettaa IP-verkon yli. Kompressointi tarkoittaa tiedon tiivistämistä. Keksintöä 30 voidaan soveltaa radioverkoissa ja lankaverkoissa. Menetelmän selostuksessa : ei oteta kantaa siihen, kuinka otsikon kompressointialgoritmi neuvotellaan, > ; koska neuvottelumenetelmät ovat kulloisenkin protokollan mukaiset. Neuvotte- . . luun voidaan käyttää esimerkiksi SIP- (Session Initiation Protocol) tai RTSP- (Real Time Streaming Protocol) protokollia. Menetelmän soveltaminen asettaa ‘: 35 kompressointialgoritmille sen rajoituksen, että algoritmin täytyy sallia pakettien järjestyksen muuttuminen. Yksinkertaistaen voidaan sanoa, että menetelmäs- 11518Γ 6 sä kompressoitu IP-paketti kapseloidaan (encapsulate) tai tunneloidaan (tunnel), jotta se voidaan kuljettaa IP-verkon yli.

Menetelmän suorittaminen alkaa lohkosta 500.

Lohkossa 502 kompressoidaan lähetettävän datapaketin otsikko lä-5 hettäjän kotiverkossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon. Kompressointi voidaan suorittaa missä tahansa verkkoelementissä lähettäjän kotiverkossa. Verkkoelementtejä ovat muun muassa tukiasema, tukiasemaohjain, operointisolmu ja yhdyskäytäväsolmu. Kontekstilla (context) tarkoitetaan näkemystä tai oletusta kompressoimattomasta (uncompressed) 10 paketista. Konteksti-ID:n eli -tunnistimen (identifier) tietosisällöstä voidaan saada selville alkuperäinen paketti. Kontekstitunnistinta (context ID, CID) käytetään kompressoidun paketin kompressoinnin purkamiseen (decompress).

Kompressointikonteksti käsittää kompressoitavaan IP-liikenteeseen tarvittavaa tietoa. Kontekstitieto ei tyypillisesti siedä hyvin suuria ennakoimat-15 tornia muutoksia ja sen siirtäminen on hankalaa, täten kontekstitiedon säilyttäminen kotiverkossa on edullista.

Kompressointi voidaan suorittaa jollakin tunnetun tekniikan mukaisella kompressointialgoritmilla, kuten yllä on todettu. Kompressoinnilla pyritään pienentämään otsikon kokoa poistamalla otsikon kenttiä tai pienentämällä nii-20 den kokoa.

Suuri osa otsikkoinformaatiosta pysyy pakettivirran elinajan sama-V i na, esimerkiksi TCP-pakettien (TCP = Transmission Control Protocol) otsikois- ta osa pysyy samana ja osa muuttuu vain vähän ja ennustettavalla tavalla.

: : I Samoin UDP-pakettien (UDP = User Datagram Protcol) otsikkoinformaatio ei *:··· 25 juurikaan muutu. Tyypillisesti, pakettivirran kompressoimiseksi CID eli konteks- ,* titunnistin (context identifier) lähetetään verkon yli dekompressorille. CID on , ··. yleensä jokin luku, jonka sekä kompressori että dekompressori tietävät tarkoit tavan tietynlaista IP-pakettia. Kompressori ja dekompressori eli kompressoinnin purkaja tallentavat tämän tiedon tai tarvittavan osan siitä. Usein konteksti 1 30 muuttuu vain vähän, joten kontekstitiedon päivittämiseksi yleensä riittää vain 1 * ‘ muuttuneen informaation lähettäminen. Jos pakettien järjestys muuttuu siirron • · aikana, ne järjestetään uudelleen ennen dekompressointia. Kompressointial- : ; goritmeja on selostettu alan kirjallisuudessa ja standardeissa eikä niitä siten , , selosteta tässä tarkemmin.

» > I

* ; 35 Lohkossa 504 liitetään kompressoidun datapaketin hyötykuorma » > k ' * kuljettavaan Internet-protokollapakettiin. Yksi tapa lisätä kompressoidun pake- 11 51 8 f 7 tin hyötykuorma IP-pakettiin on lisätä se yhtenä seuraava otsikko -kenttänä (next header) käyttäen esimerkiksi kuviossa 3 esitettyä Hop-by-Hop Options -otsikkoa, jolloin valinnainen kenttä (Options) 306 sisältää kompressoidun datapaketin. Toinen tapa on käyttää kuviossa 4 esitettyä Destination Options 5 -otsikkoa, mikäli paketti on korkeintaan 255 bittiä. Tällöin valinnainen kenttä (Options) 406 sisältää kompressoidun datapaketin.

Menetelmän suorittaminen loppuu lohkoon 506. Tyypillisesti hyöty-kuormaa kuljettava Internet-protokollapaketti reititetään vastaanottajalle sopivalla algoritmilla. Reititystä varten kompressoitu paketti liitetään toisen 1P-10 paketin sisälle, jotta se voidaan kuljettaa halutulle vastaanottajalle IP-verkossa. Lähtöpäässä paketti tunneloidaan eli kapseloidaan kompressoimattoman IP-paketin sisälle. Vastaanottopäässä tunnelointi puretaan ja kompressoitu paketti dekompressoidaan, jotta sitä voidaan kuljettaa IP-verkossa, tai siirto vastaanottajalle suoritetaan muulla tavoin ja kompressointi puretaan vasta vastaan-15 ottajalla.

Dataa voidaan reitittää esimerkiksi Internet-verkon ja radiotietolii-kenneverkon välillä. Nuoli 508 kuvaa yhtä mahdollisuutta toistaa menetelmää.

Seuraavaksi selostetaan tarkemmin toista edullista suoritusmuotoa menetelmästä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa kuvion 6 avulla. Mene-20 telmän suoritusmuoto mahdollistaa Internet-protokollan mukaisten hyötykuor-mapakettien kompressoinnin. Keksintöä voidaan soveltaa radioverkoissa ja * · •Υ ί lankaverkoissa. Menetelmän selostuksessa ei oteta kantaa siihen, kuinka otsi- i kon kompressointialgoritmi neuvotellaan, koska neuvottelumenetelmät ovat f : kulloisenkin protokollan mukaiset. Neuvotteluun voidaan käyttää esimerkiksi ·: · 25 SIP- (Session Initiation Protocol) tai RTSP- (Real Time Streaming Protocol) ./ : protokollia. Menetelmän soveltaminen asettaa kompressointialgoritmin valin- , [ taan rajoituksen, että algoritmin täytyy sallia pakettien järjestyksen muuttumi nen. Yksinkertaistaen voidaan sanoa, että menetelmässä kompressoitu IP-pa-ketti kapseloidaan (encapsulate) tai tunneloidaan (tunnel) ja kuljetetaan IP-ver- : 30 kon yli.

: Menetelmän suorittaminen alkaa lohkosta 600.

• Lohkossa 602 kompressoidaan lähetettävän datapaketin otsikko lä- . hettäjän kotiverkossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän koti verkkoon. Kompressointi voidaan suorittaa missä tahansa verkkoelementissä ‘ » * 35 lähettäjän kotiverkossa. Verkkoelementtejä ovat muun muassa tukiasema, tu- : : kiasemaohjain, operointisolmu ja yhdyskäytäväsolmu. Kontekstilla (context)

11 51 8 C

8 tarkoitetaan näkemystä tai oletusta kompressoimattomasta (uncompressed) paketista. Konteksti-ID:n eli -tunnistimen (identifier) tietosisällöstä voidaan saada selville alkuperäinen paketti. Konteksti-ID:tä käytetään kompressoidun paketin kompressoinnin purkamiseen (decompress).

5 Kompressointikonteksti käsittää kompressoitavaan IP-liikenteeseen tarvittavaa tietoa. Kontekstitieto ei tyypillisesti siedä hyvin suuria ennakoimattomia muutoksia ja lisäksi sen siirtäminen on hankalaa. Täten kontekstitiedon säilyttäminen kotiverkossa on edullista.

Kompressointi voidaan suorittaa jollakin tunnetun tekniikan mukai-10 sella kompressointialgoritmilla, kuten yllä on todettu.

Suuri osa otsikkoinformaatiosta pysyy pakettivirran elinajan samana, esimerkiksi TCP-pakettien (TCP = Transmission Control Protocol) otsikoista osa pysyy samana ja osa muuttuu vain vähän ja ennustettavalla tavalla. Samoin UDP-pakettien (UDP = User Datagram Protcol) otsikkoinformaatio ei 15 juurikaan muutu. Tyypillisesti, pakettivirran kompressoimiseksi CID eli konteks-titunnistin (context identifier) lähetetään verkon yli dekompressorille. CID on yleensä jokin luku, jonka sekä kompressori että dekompressori tietävät tarkoittavan tietynlaista IP-pakettia. Kompressori ja dekompressori eli kompressoinnin purkaja tallentavat tämän tiedon tai tarvittavan osan siitä. Usein konteksti 20 muuttuu vain vähän, joten kontekstitiedon päivittämiseksi yleensä riittää vain muuttuneen informaation lähettäminen. Jos pakettien järjestys muuttuu siirron • · aikana, ne järjestetään uudelleen ennen dekompressointia. Kompressointial- " goritmeja on selostettu alan kirjallisuudessa ja standardeissa eikä niitä siten ♦ » ·.: · selosteta tässä tarkemmin.

·.* "i 25 Lohkossa 604 liitetään kompressoidun datapaketin hyötykuorma :' f kuljettavaan Internet-protokollapakettiin ja korvataan kompressoidun datapake- ' tin kompressointikontekstin tunniste Flow Label -kentällä.

Yksi tapa lisätä kompressoidun paketin hyötykuorma IP-pakettiin on lisätä se yhtenä seuraava otsikko -kenttänä (next header) käyttäen esimerkiksi / 30 kuviossa 3 esitettyä Hop-by-Hop Options -otsikkoa, jolloin valinnainen kenttä (Options) 306 sisältää kompressoidun datapaketin. Toinen tapa on käyttää : kuviossa 4 esitettyä Destination Options -otsikkoa, mikäli paketti on korkein taan 255 bittiä. Tällöin valinnainen kenttä (Options) 406 sisältää kompressoi-. dun datapaketin.

; 35 Flow Label -kenttä on 20-bittinen ja tarkoitettu esimerkiksi merkit semään pakettisarjoja, joita reitittimien pitäisi käsitellä jollakin erityisellä tavalla.

11 51 8 c 9

Sanalla flow eli virta tarkoitetaan sarjaa paketteja, joille halutaan tiettyä ennalta määrättyä käsittelyä reitittimissä. Paketit, jotka eivät kuulu merkittyyn virtaan, saavat Flow Label -kentän arvoksi nolla. Kaikilla samaan virtaan kuuluvilla paketeilla on sama lähtö- ja määränpääosoite sekä sama Flow Label. Flow 5 Label -kentän arvot voidaan valita heksaluvuista väliltä 1-FFFFF.

Kompressorin kontekstitietoa voidaan sijoittaa Flow Label -kenttään, mikä mahdollistaa jopa 2A20 kompressoitua yhteyttä yhtä isäntäkonetta (host-computer) kohden.

Lohkossa 606 reititetään hyötykuormaa kuljettava Internet-10 protokollapaketti vastaanottajalle sopivalla algoritmilla. Kirjallisuudessa esitetään Internet-protokollan mukaisia pakettidatalle sopivia reititysalgoritmeja.

Reitityksessä käytetään hyväksi Flow Label -kenttää, jolla on korvattu kompressoidun datapaketin kompressointikontekstin tunniste. Koska kompressointikonteksti on tallennettuna lähettäjän kotiverkkoon, niin konteksti-15 tiedon vaihtaminen esimerkiksi tukiasemaohjaimelta tai muulta vastaavalta verkkoelementiltä toiselle vaatii vain yhteisen Flow Label -avaruuden neuvottelemista. Toisaalta Flow Labelien allokoinnin voi hoitaa myös käyttäjän kotiverkon verkkopalvelin, jolloin eri verkkojen verkkoelementtien ei tarvitse neuvotella yhteistä Flow Label -avaruutta. Käytettäessä Flow Label -kenttää 20 reititykseen operaattoreiden verkkoelementit neuvottelevat yhteyden muodos-. . tuksen aikana, miten Flow Label -kenttää käsitellään esimerkiksi reitityksen ’· optimoinnissa tai Quality of Service -määrityksissä.

: Radiorajapinnassa käyttäjän kompressoidun datavirran Flow Label • t : -kenttä voidaan esimerkiksi UMTS-verkoissa korvata radioverkkokontrollerissa '•“i 25 PDCP-protokollan (PDCP = Packet Pata Convergence Protocol) PID/CID-kent- *.: tään (PID =Packet Identifier, CID = Context Identifier).

Menetelmän suorittaminen loppuu lohkoon 608. Nuoli 610 kuvaa yhtä mahdollista tapaa toistaa menetelmää.

Seuraavaksi selostetaan tarkemmin keksinnön yhden toteutusmuo- » / 30 don mukaista tapaa kompressoida ja reitittää datapaketti verkonvaihtotilan- teessa (routing) kuvion 7 esimerkin avulla. Kuviossa 7 on esitetty tietoliikenne- ' verkon osa, jossa lähettäjän kotiverkko 700 on yleinen puhelinverkko ja mää- ränpäänä on vastaanottajan tilaajapäätelaite 712 solukkoradioverkossa 708.

, ; Oletetaan, että istunto (session) on neuvoteltu lähettäjän kotiverkosta vastaan- * 35 ottajan verkkoon. Internet-protokollan mukainen datapaketti lähetetään lähettä- I > jän kotiverkosta, jolloin verkon kompressointipiste 702, joka sijaitsee lähettäjän

11518C

10 kotiverkon operaattorin runkoverkossa 704, kompressoi paketin edellä kuvion 6 selostuksessa esitetyllä tavalla ja tallentaa kompressointikontekstin. Tämän jälkeen kompressoidun datavirran konteksti-ID (context identifier) korvataan sopivalla Flow Label -kentällä.

5 Kompressoitu datapaketti reititetään seuraavaksi eri operaattoreiden väliseen väliverkkoon (interconnection network) 706 olettaen, että lähettäjän verkko ja vastaanottajan verkko ovat eri operaattoreiden ylläpitämiä. Jos verkot ovat saman operaattorin ylläpitämiä, väliverkkoa ei välttämättä tarvita.

Vastaanottajan verkossa kompressoitu datavirta reititetään jollakin 10 sopivalla algoritmilla vastaanottajan verkon 708 radiorajapinnan verkkoelementille, esimerkiksi radioverkkokontrollerille 710. On huomattava, että jos esimerkiksi reitti muuttuu, niin sanottua kompressointikontekstin siirtoa ei tarvitse tehdä, koska kompressointikonteksti on tallennettuna lähettäjän kotiverkkoon.

Lopuksi paketti reititetään vastaanottajan käyttäjälaitteeseen 712. 15 Kuvion 7 esimerkissä vastaanottaja on radioverkossa, joten paketti siirretään radioteitse vastaanottajalle. Radiorajapinnassa on mahdollista käyttää header stripping eli otsikon poisto -toimintoa, jos Flow Label -kenttä korvataan sopivalla radiorajapinnan primitiivillä, esimerkiksi PDCP (= Packet Data Convergence Protocol) PID/CID-kenttään (PID =Packet Identifier, CID = Context Identifier). 20 Header stripping eli otsikon poisto -toiminto on yksinkertaistetusti sitä, että kompressoidun paketin kuljetukseen ja/tai reititykseen käytetyn paketin otsikko poistetaan ja kompressoitu hyötykuorma kuljetetaan sellaisenaan radiorajapin-*:**: nan yli. Kyseessä on samankaltainen operaatio kuin aikaisemmin kuvattu tun- : : neloinnin purkaminen.

• ; 25 Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten .· : mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan .· ·’ sitä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän • · keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

♦ φ

Claims

115180 Patentti vaati m u kset

1. Menetelmä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa, tunnet-t u siitä, että: kompressoidaan (502) lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän 5 kotiverkossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, liitetään (504) kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin.

2. Menetelmä datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa, tunnet-t u siitä, että: 10 kompressoidaan (602) lähetettävän datapaketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallennetaan kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, liitetään (604) kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin ja korvataan kompressoidun datapaketin kompressointikon-tekstin tunniste Flow Label -kentällä, 15 reititetään (606) hyötykuormaa kuljettava protokollapaketti vastaan ottajalle sopivalla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa Flow Label -kentän tietoa kompressointikontekstin tunnisteesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reititetään hyötykuormaa kuljettava protokollapaketti vastaanottajalle sopi- 20 valla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa lähettäjän kotiverkkoon tallennettua . . kompressointikontekstia.

' ; 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jos vastaanottajan verkko on radiotietoliikenneverkko, valitaan Flow Label : -kenttä siten, että radiorajapinnassa suoritetaan header stripping eli valitun 25 otsikon poistaminen, jonka jälkeen kompressoitu hyötykuorma kuljetetaan ra-diorajapinnan yli.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu I » siitä, että reititetään dataa Internet-verkon ja radiotietoliikenneverkon välillä.

.·. 6. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että roaming- eli verkkovierailutilanteessa hyödynnetään lähettäjän kotiverkkoon tallennettua kompressointikontekstitietoa.

: 7. Järjestely datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa, tunnettu siitä, että: : järjestely käsittää välineet (702) kompressoida lähetettävän datapa- ,,: 35 ketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallentaa kompressointikonteksti lähet täjän kotiverkkoon, 11518C järjestely käsittää välineet (702) liittää kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin.

8. Järjestely datan siirtämiseksi tietoliikenneverkossa, tunnettu siitä, että: 5 järjestely käsittää välineet (702) kompressoida lähetettävän datapa ketin otsikko lähettäjän kotiverkossa ja tallentaa kompressointikonteksti lähettäjän kotiverkkoon, järjestely käsittää välineet (702) liittää kompressoidun datapaketin hyötykuorma kuljettavaan protokollapakettiin ja korvata kompressoidun data-10 paketin kompressointikontekstin tunniste Flow Label -kentällä, järjestely käsittää välineet (702, 704, 706, 708, 710) reitittää hyöty-kuormaa kuljettava protokollapaketti vastaanottajalle sopivalla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa lähettäjän kotiverkkoon tallennettua kompressointikon-tekstia.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, et tä järjestely käsittää välineet (702) reitittää hyötykuormaa kuljettava protokolla-paketti vastaanottajalle sopivalla algoritmilla hyödyntäen tarvittaessa lähettäjän kotiverkkoon tallennettua kompressointikontekstia.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, 20 että järjestely käsittää välineet (710) suorittaa radiorajapinnassa header stripping eli valitun otsikon poistaminen, jonka jälkeen kompressoitu hyötykuorma '· " kuljetetaan radiorajapinnan yli.

11. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen järjestely, tunnettu · siitä, että järjestely käsittää välineet (702, 704, 706, 708, 710) reitittää dataa ‘ : 25 Internet-verkon ja radiotietoliikenneverkon välillä.

12. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet (702, 704, 706, 708, 710) hyödyntää roaming- eli verkkovierailutilanteessa lähettäjän kotiverkkoon tallennettua komp- , ·. ressointikontekstitietoa. > t • · • · 13 11518C