KR20070086871A - 흐름 인식 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서ｄｓｌａｍ - Google Patents

흐름 인식 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서ｄｓｌａｍ Download PDF

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Abstract

본 발명은 가입자(2)와 애그리게이션 네트워크(3) 사이에서 이더넷 데이터 프레임을 전송하도록 구성된, 바람직하게는 흐름 인식 이더넷 DSLAM인 액세스 노드(1)에 관한 것이다. 본 액세스 노드는, 분류 규칙을 저장하기 위한 제1 메모리(4)와, 흐름 규칙을 저장하기 위한 제2 메모리를 포함한다. 분류 에이전트(5)와 서비스 에이전트(7)는 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 입력되는 데이터 프레임으로부터 추출한 소스 정보에 규칙을 적용한다. 이와 같이, 가입자 액세스 네트워크는 비용상의 이유로 ATM을 이더넷으로 대체함으로써 멀티 서비스 아키텍처로 발전한다. 본 액세스 노드에는 "흐름 인식"의 개념을 도입한다. 알려진 터널 기반의 이더넷 DSLAM에 대해서, 본 액세스 노드는 고객측과 서비스 공급자측에서의 정확한 인캡슐레이션 또는 라벨링에 대한 모든 의존성을 제거한다. 터널에 대한 필요성을 제거함으로써, 멀티캐스트에서 요구되는 바와 같이, 어떠한 중간 지점에서도 트래픽을 삽입할 수 있게 된다.
흐름 인식, 이더넷, DSLAM, 데이터 프레임, 액세스 노드

Description

흐름 인식 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서 ＤＳＬＡＭ{FLOW-AWARE ETHERNET DIGITAL SUBSCRIBER LINE ACCESS MULTIPLEXER DSLAM}
본 발명은 복수의 가입자와 애그리게이션(aggregation) 네트워크 사이에서 이더넷 데이터 프레임을 전송하도록 구성된 액세스 노드에 관한 것이다.
그러한 액세스 노드는 해당 기술 분야에 공지되어 있으며, 예컨대 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(Digital Subscriber Line Access Multiplexer: DSLAM)가 잘 알려져 있다.
액세스 노드를 포함하는 가입자 액세스 네트워크는 멀티 서비스 아키텍처로 발전하면서, 비용상의 이유로 비동기 전송 방식(Asynchronous Transfer Mode: ATM)을 이더넷으로 대체하려 하고 있다. 멀티 서비스 아키텍처를 지원하기 위해서는, ATM과 같은 특징, 예컨대 "흐름 인식(flow awareness)"을 이더넷에 부가해야 한다. 이것은 트래픽을 그것이 속한 가입자와 그것이 나타내는 서비스 타입에 따라 상이하게 처리할 수 있는 능력이다.
지금까지, 서비스 품질(Qualityof-Service: QoS), 폴리싱(policing) 및 판정 전송(forwarding decisions)은, 액세스 노드에서, ATM, ATM을 통한 포인트 투 포인트 프로토콜(Point-to-Point Protocol over ATM: ATM PPPoA) 및 이더넷을 통한 포 인트 투 포인트 프로토콜(Point-to-Point Protocol over Ethernet: 이더넷 PPPoE), 차별화 서비스(Differentiated Services: DiffServ) 라벨링(labeling) 기술 등 터널 기반 프로토콜을 이용하여 행하였다.
이러한 메커니즘은 고객측과 서비스 공급자측에서의 정확한 인캡슐레이션(encapsulation) 또는 라벨링에 의존한다. 멀티캐스트에서 요구되는 바와 같이, 중간 지점에서 트래픽을 터널에 삽입할 가능성은 없다. 또한, 중간 지점에서 QoS 레벨수를 급격히 증가 또는 감소시킬 가능성도 없다.
게다가, 잘 알려진 액세스 노드는 언제나 모든 트래픽에 대해 네트워크의 하나의 레이어, 즉 레이어 2(이더넷 스위치)나 레이어 3(인터넷 프로토콜 IP 라우터)에서 동작한다.
본 발명은 ATM 및 IP 분야에서 잘 알려진 "흐름 인식"의 개념을 예컨대 이더넷 DSLAM과 같은 액세스 노드에 도입하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적 달성을 위해서, 본 발명의 액세스 노드는, 데이터 프레임에 적용 가능한 분류 규칙을 저장하도록 구성된 메모리와, 상기 메모리에 연결되어 있고, 입력되는 데이터 프레임으로부터 소스 정보를 추출하며, 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 상기 추출한 소스 정보에 상기 분류 규칙을 적용하도록 구성된 분류 에이전트를 포함한다.
이와 같이, "흐름 인식"의 개념을 본 액세스 노드에 적용할 수 있고, 여기서 흐름은 레이어 3에 이르는 프로토콜 스택의 필드의 특정 조합을 특징으로 하는 데이터 프레임 세트이다. 터널 기반의 이더넷 DSLAM에 대해서, 본 액세스 노드는 고객측과 서비스 공급자측에서의 정확한 인캡슐레이션 또는 라벨링에 대한 모든 의존성을 제거한다. 터널에 대한 필요성을 제거함으로써, 멀티캐스트에서 요구되는 바와 같이, 어떠한 중간 지점에서도 트래픽을 삽입할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 특징적 실시예에 있어서, 상기 액세스 노드는, 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)이다.
즉, 본 액세스 노드는 이더넷 DSLAM과 흐름 개념의 양쪽의 이점을 결합한 흐름 인식 이더넷 DSLAM이다. 이러한 결합은 이더넷 기반의 액세스 및 애그리게이션 네트워크로의 발전을 위해 필요한 단계이다. 따라서, 흐름 인식 이더넷 DSLAM은 터널 기반의 DSLAM의 QoS 및 폴리싱 능력과 함께 이더넷 DSLAM의 이점(저비용, 패킷 기반 스위칭)을 제공할 것이다.
본 발명의 또 다른 특징적 실시예에 있어서, 상기 분류 에이전트는, 흐름에서 적어도 하나의 최초 입력되는 데이터 프레임으로부터 추출한 제1 소스 정보에 상기 분류 규칙을 적용하고, 상기 흐름에서 다음의 데이터 프레임으로부터 추출한 제2 소스 정보로부터 프레임 서명을 산출하도록 구성된다.
대형 액세스 멀티플렉서, 예컨대 파이버 애그리게이터에 흐름 개념을 구현하는 것은, 거대한 양의 데이터가 박스를 통해 이동하는 경우, 상당량의 처리 전력을 필요로 한다. 보다 용이한 구현을 위해서, 본 발명에서는 전체적인 폴리싱, 분류 및 전체 흐름에 대한 판정 전송을 행하기 위해서, 정식 규칙 세트에 기초하여, 흐름의 최초 프레임, 즉 파일럿 프레임만을 상세히 검사해야 하는 "상태 기반(stateful) 흐름 인식"의 개념을 도입한다. 이후의 프레임은, "서명"에 의해 동일한 흐름에 속한 것으로 인식되면, 파일럿 프레임에 설정된 판정에 따라 처리된다. 흐름 단위로 미터링(metering)을 구현할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 특징적 실시예에 있어서, 상기 소스 정보는, 소스 매체 접속 제어(Media Access Control: MAC) 어드레스, 목적지 매체 접속 제어(MAC) 어드레스, 가상 근거리 통신망 식별 번호(Virtual Local Area Network Identification Number: VLAN ID), 유저 우선 순위 필드, 소스 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 어드레스, 목적지 IP 어드레스, 및 서비스 타입(Type Of Service: TOS) 필드 중 하나 이상으로 이루어진다.
물리적 포트, 논리적 포트(적용 가능한 경우), 소스 및/또는 목적지 MAC 어드레스, VLAN ID, 802.1p 비트, 소스 및/또는 목적지 IP 어드레스, TOS 비트는 모두 레이어 3에 이르는 프로토콜 스택의 필드이다. 즉, 특정 외향(outbound) 포트에 흐름을 전송하는 판정은, 다른 기준 중에, 목적지 MAC 어드레스(이더넷 브지징), VLAN 식별자 및 목적지 MAC 어드레스(VLAN 브리징), 또는 목적지 IP 어드레스(기본 IP 라우터 기능)에 기초할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 특징적 실시예에 있어서, 상기 액세스 노드는, 상기 분류 에이전트에 연결되어 있고, 상기 입력되는 데이터 프레임으로부터 부가 정보를 추출하도록 구성된 서비스 에이전트를 더 포함하며, 상기 서비스 에이전트는, 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 상기 소스 정보와 상기 부가 정보의 조합에 상기 분류 규칙을 적용하도록 구성된다.
전술한 실시예에 추가적으로 또는 대안적으로, 상위 레이어 콘텐트 정보에 관하여 흐름의 각 프레임을 처리할 수 있는 "서비스 블레이드(blade)" 또는 내부 에이전트에 흐름을 커미트(commit)할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 특징적 실시예에 있어서, 상기 부가 정보는, 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 필드, 소스 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 포트, 목적지 TCP 포트, 소스 유저 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP) 포트, 및 목적지 UDP 포트 중 하나 이상으로 이루어진다.
이러한 더한 세분성(granularity)은 레이어 4에 이르는 프로토콜 스택의 필드를 주시함으로써 달성된다.
본 발명은 또한 상기 흐름 인식 정보가 외향 포트 아이덴티티, 포맷, 헤더 필드, 우선 순위, 및 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 드롭 우선 순위 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
일정한 트래픽이 속한 흐름을 식별하여 취득하는 정보는 특히 전송 판정(외향 포트 선택)이나, 프레임 구조 재구축(프로토콜 변환)이나, 출력되는 프레임의 QoS 파라미터 설정에 이용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징적 실시예에 있어서, 상기 액세스 노드는, 상기 분류 에이전트에 연결되어 있고, 상기 입력되는 데이터 프레임들의 적어도 일부에 암호 변환을 적용하도록 구성된 서비스 에이전트를 더 포함한다.
흐름 인식은 흐름 인식 이더넷 DSLAN에서 QoS 레벨수의 급격한 증감을 가능하게 한다. 또 다른 이점은 네트워크 어드레스 변환 및 암호화를 포함하는 추가의 처리를 일정한 흐름에 적용할 수 있다는 것이다. 본 액세스 노드의 또 다른 특징적 실시예에 대해서는 첨부한 청구의 범위에서 언급한다.
청구의 범위에서 사용하는 용어 "포함한다"는 그 전에 기재한 수단으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, "수단 A와 수단 B를 포함하는 장치"라는 표현의 범위는 구성 요소 A와 B로만 이루어지는 장치로 한정해서는 안된다. 그것은 본 발명에 관해서 장치의 관련 구성 요소가 최소한 A와 B라는 것을 의미한다.
마찬가지로, 청구의 범위에서 사용하는 용어 "연결된다"는 오로지 직접 접속으로 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 따라서, "장치 A가 장치 B에 연결된다"라는 표현의 범위는 장치 A의 출력이 장치 B의 입력에 직접 접속되는 장치 또는 시스템으로 한정해서는 안된다. 그것은 다른 장치 또는 수단을 포함하는 경로일 수 있는 경로가 A의 출력과 B의 입력 사이에 존재한다는 것을 의미한다.
본 발명의 상기한 목적 및 다른 목적과 특징은 첨부한 도면과 관련된 다음의 실시예에 대한 설명을 참조하면 더욱 명백해지는 것은 물론이고, 본 발명 자체도 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 흐름 인식 이더넷 액세스 노드(1)를 도시한다.
도 1에 도시한 액세스 노드(1)는 가입자(2)와 애그리게이션 네트워크(3) 사 이에서 이더넷 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)는 멀티 서비스 아키텍처를 지원할 수 있도록 비동기 전송 방식(ATM)과 같은 특징을 구비하는 것이 바람직하다. ATM과 같은 특징 중 하나로는 예컨대 "흐름 인식"이 있는데, 이것은 트래픽을 그것이 속한 가입자와 그것이 나타내는 서비스 타입에 따라 상이하게 처리할 수 있는 능력이다.
이를 달성하기 위해서, 액세스 노드(1), 바람직하게는 흐름 인식 이더넷 DSLAM은 이더넷 데이터 프레임에 적용 가능한 분류 규칙을 저장하는 제1 메모리(4)와, 입력되는 데이터 프레임으로부터 추출한 소스 정보에 상기 분류 규칙을 적용하는 분류 에이전트(5)를 포함한다. 분류 에이전트(5)의 목적은 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하는 것이다. 메모리(4)는 분류 에이전트(5)에 연결되어 있고, 분류 에이전트(5)는 그 자체로 가입자(2)와 애그리게이션 네트워크(3)에 연결되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 액세스 노드(1)의 분류 에이전트(5)는 메모리(4)에 있는 분류 규칙을 흐름에서 하나 이상의 최초 입력되는 데이터 프레임(파일럿 프레임이라고도 함)으로부터 추출한 소스 정보에만 적용한다. 이 소스 정보는 전체적인 폴리싱, 분류 및 전체 흐름에 대한 판정 전송을 행하기 위해서, 정식 분류 규칙 세트에 기초하여 상세히 검사된다. 분류 에이전트(5)는 또한 동일한 흐름에서 다음의 데이터 프레임으로부터 추출한 소스 정보로부터 프레임 서명을 산출한다. 그 서명에 의해 동일한 흐름에 속한 것으로 인식되면, 이후의 프레임은 파일럿 프레임에 설정된 판정에 따라 처리된다. 이러한 개념을 "상태 기반(stateful) 흐름 인식"이라 한다.
이더넷 데이터 프레임으로부터 추출한 소스 정보는,
- 소스 매체 접속 제어(Media Access Control: MAC) 어드레스,
- 목적지 매체 접속 제어(MAC) 어드레스,
- 가상 근거리 통신망 식별 번호(Virtual Local Area Network Identification Number: VLAN ID),
- 유저 우선 순위 필드, 소스 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 어드레스,
- 목적지 IP 어드레스, 및/또는
- 서비스 타입(Type Of Service: TOS) 필드
중 적어도 하나 또는 그 조합으로 이루어진다.
물리적 포트, 논리적 포트(적용 가능한 경우), 소스 및/또는 목적지 MAC 어드레스, VLAN ID, 802.1p 비트, 소스 및/또는 목적지 IP 어드레스, TOS 비트는 모두 레이어 3에 이르는 프로토콜 스택의 필드이다.
즉, 특정 외향(outbound) 포트에 흐름을 전송하는 판정은, 다른 기준 중에, 목적지 MAC 어드레스(이더넷 브지징), VLAN 식별자 및 목적지 MAC 어드레스(VLAN 브리징), 또는 목적지 IP 어드레스(기본 IP 라우터 기능)에 기초할 수도 있다.
액세스 노드(1)는 또한 분류 에이전트(5)에 연결되어 있고 데이터 프레임의 서명에 적용 가능한 흐름 규칙을 저장하는 제2 메모리(6)를 포함한다. 분류 에이전트(5)는 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보 를 추론하기 위해서 프레임 서명에 흐름 규칙을 적용한다.
게다가, 액세스 노드(1)는 또한 분류 에이전트(5)에 양방향 방식으로 연결되어 있고 입력되는 데이터 프레임으로부터 부가 정보를 추출할 수 있는 서비스 에이전트(7)를 포함한다.
분류 에이전트(5)와 마찬가지로, 서비스 에이전트(7)는 상기 소스 정보와 부가 정보의 조합에 제1 메모리(4)에 있는 분류 규칙을 적용한다. 서비스 에이전트(7)의 목적은 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하는 것이다. 상위 레이어 콘텐트 정보, 즉 부가 정보에 관하여 흐름의 각 프레임을 처리할 수 있는 "서비스 블레이드(blade)" 또는 내부 에이전트에 흐름을 커미트(commit)할 수도 있다는 것을 알 수 있다.
부가 정보는,
- IP 필드,
- 소스 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 포트,
- 목적지 TCP 포트,
- 소스 유저 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP) 포트, 및/또는
- 목적지 UDP 포트
중 적어도 하나 또는 그 조합으로 이루어진다.
이러한 더한 세분성(granularity)은 레이어 4에 이르는 프로토콜 스택의 필드를 주시함으로써 달성된다.
전술한 흐름 인식 정보는 외향 포트 아이덴티티, 포맷, 헤더 필드, 우선 순위, 및 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 드롭 우선 순위 중 하나 이상으로 이루어진다.
흐름 인식은 흐름 인식 이더넷 DSLAN에서 QoS 레벨수의 급격한 증감을 가능하게 한다. 또 다른 이점은 네트워크 어드레스 변환 및 암호화를 포함하는 추가의 처리를 일정한 흐름에 적용할 수 있다는 것이다. 이를 위해서, 서비스 에이전트(7)는 입력되는 데이터 프레임들의 적어도 일부에 암호 변환을 적용하도록 구성될 수도 있다.
흐름 분류는 분류 에이전트(5)가 검사할 수 있는 모든 필드의 매치를 필요로 하지 않으며, 일정한 필드 또는 일정한 규칙은 "와일드카드"로서 처리할 수도 있는데, 이것은 그 값이 특정 흐름에 속하는 프레임의 식별에 영향을 주지 않는다는 것을 의미한다.
마지막으로, 본 발명의 실시예들은 기능 블록의 관점에서 전술한 것이다. 전자 장치 설계 분야의 당업자라면, 상기한 이들 블록의 기능적인 기재로부터, 이들 블록의 실시예들을 잘 알려진 전자 부품으로 제조하는 방법을 잘 알고 있을 것이다. 따라서, 기능 블록의 내용의 상세한 아키텍처는 생략한다.
본 발명의 원리를 특정 장치와 관련하여 전술하였지만, 이러한 기재는 단지 예시적인 것으로, 첨부한 청구의 범위에서 규정되는 본 발명의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

Claims (9)

  1. 복수의 가입자(2)와 애그리게이션 네트워크(3) 사이에서 이더넷 데이터 프레임을 전송하도록 구성된 액세스 노드(1)로서,
    상기 데이터 프레임에 적용 가능한 분류 규칙을 저장하도록 구성된 메모리(4)와,
    상기 메모리에 연결되어 있고, 입력되는 데이터 프레임으로부터 소스 정보를 추출하며, 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 상기 추출한 소스 정보에 상기 분류 규칙을 적용하도록 구성된 분류 에이전트(5)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 노드(1)는, 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM)인 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분류 에이전트(5)는, 흐름에서 적어도 하나의 최초 입력되는 데이터 프레임으로부터 추출한 제1 소스 정보에 상기 분류 규칙을 적용하고, 상기 흐름에서 다음의 데이터 프레임으로부터 추출한 제2 소스 정보로부터 프레임 서명을 산출하 도록 구성된 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소스 정보는, 소스 매체 접속 제어(Media Access Control: MAC) 어드레스, 목적지 매체 접속 제어(MAC) 어드레스, 가상 근거리 통신망 식별 번호(Virtual Local Area Network Identification Number: VLAN ID), 유저 우선 순위 필드, 소스 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 어드레스, 목적지 IP 어드레스, 및 서비스 타입(Type Of Service: TOS) 필드 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액세스 노드(1)는, 상기 분류 에이전트(5)에 연결되어 있고, 상기 입력되는 데이터 프레임으로부터 부가 정보를 추출하도록 구성된 서비스 에이전트(7)를 더 포함하며,
    상기 서비스 에이전트는, 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 상기 소스 정보와 상기 부가 정보의 조합에 상기 분류 규칙을 적용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 부가 정보는, 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP) 필드, 소스 전 송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP) 포트, 목적지 TCP 포트, 소스 유저 데이터그램 프로토콜(User Datagram Protocol: UDP) 포트, 및 목적지 UDP 포트 중 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분류 에이전트(5)는, 상기 추출한 소스 정보로부터 상기 입력되는 데이터 프레임의 프레임 서명을 산출하도록 더 구성되고,
    상기 액세스 노드(1)는, 상기 분류 에이전트에 연결되어 있고, 상기 서명에 적용 가능한 흐름 규칙을 저장하도록 구성된 제2 메모리(6)를 더 포함하며,
    상기 분류 에이전트는, 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 상기 흐름 인식 정보를 추론하기 위해서 상기 프레임 서명에 상기 흐름 규칙을 적용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  8. 제1항, 제5항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흐름 인식 정보는, 외향(outbound) 포트 아이덴티티, 포맷, 헤더 필드, 우선 순위, 및 상기 입력되는 데이터 프레임에 대응하여 출력되는 프레임의 드롭 우선 순위 중 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 노드(1)는, 상기 분류 에이전트(5)에 연결되어 있고, 상기 입력 되는 데이터 프레임들의 적어도 일부에 암호 변환을 적용하도록 구성된 서비스 에이전트(7)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 노드.
KR1020077015104A 2004-11-30 2005-11-11 흐름 인식 이더넷 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서ｄｓｌａｍ KR101156855B1 (ko)

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EP04292820A EP1662718B1 (en) 2004-11-30 2004-11-30 Flow-aware Ethernet Digital Subscriber Line Access Multiplexer DSLAM
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PCT/EP2005/012225 WO2006058611A1 (en) 2004-11-30 2005-11-11 Flow-aware ethernet digital subscriber line access multiplexer dslam

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