RU2543565C1 - Method of forming data transmission channel - Google Patents

Method of forming data transmission channel Download PDF

Info

Publication number
RU2543565C1
RU2543565C1 RU2013143215/08A RU2013143215A RU2543565C1 RU 2543565 C1 RU2543565 C1 RU 2543565C1 RU 2013143215/08 A RU2013143215/08 A RU 2013143215/08A RU 2013143215 A RU2013143215 A RU 2013143215A RU 2543565 C1 RU2543565 C1 RU 2543565C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
packets
communication
transmitting
packet
Prior art date
Application number
RU2013143215/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013143215A (en
Inventor
Алексей Борисович Червяков
Дмитрий Олегович Пак
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "м.Текнолоджис"
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 Общество с ограниченной ответственностью "м.Текнолоджис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "м.Текнолоджис"
Priority to RU2013143215/08A priority Critical patent/RU2543565C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2543565C1 publication Critical patent/RU2543565C1/en
Publication of RU2013143215A publication Critical patent/RU2013143215A/en

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: method of forming a data transmission channel includes searching for all active receiving-transmitting devices of the transmitting side, for each receiving-transmitting device, specifying a set of individual settings needed for optimum operation, including network connection parameters and allowable communication quality parameters, and creating a terminal device in which are recorded said individual settings and the assigned IP address of the corresponding receiving-transmitting device; the terminal devices are connected to each other by a terminal device switch; a data stream intended for transmission is converted through a converter to an internal format and divided into packets which are stored in an input buffer; data from the input buffer are allocated in a certain manner to the active receiving-transmitting devices of the transmitting side and sent to the receiving side, wherein the terminal device switch is used to reallocate data packets intended for transmission based on change in communication quality parameters of each communication channel.
EFFECT: efficient use of bandwidth of each channel when transmitting data through dynamic allocation of network level data between all transmitting channels according to current characteristics thereof.
12 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области телекоммуникаций, более конкретно - к способам передачи цифровой информации, и может использоваться, например, в системах, обеспечивающих широкополосный и стабильный канал передачи данных.The invention relates to the field of telecommunications, and more specifically to methods for transmitting digital information, and can be used, for example, in systems providing a broadband and stable data channel.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Изобретение может быть использовано в системах передачи данных, используемых в средствах передвижения и в местах, где отсутствует или затруднен доступ к фиксированным линиям связи. Такие системы требуются, например, для обеспечения деятельности выездных бригад и специалистов оперативных служб, средств массовой информации, многих отраслей промышленности.The invention can be used in data transmission systems used in vehicles and in places where access to fixed lines is absent or difficult. Such systems are required, for example, to support the activities of field teams and specialists in operational services, the media, and many industries.

Для известных цифровых систем связи, обеспечивающих возможность двухсторонней передачи данных, характерны следующие достоинства и недостатки:The well-known digital communication systems providing the possibility of two-way data transmission are characterized by the following advantages and disadvantages:

Проводные системы связи (Ethernet и его аналоги):Wired communication systems (Ethernet and its analogues):

Достоинства: широкая полоса пропускания, высокая стабильность характеристик каналов связи, высокая надежностьAdvantages: wide bandwidth, high stability of the characteristics of communication channels, high reliability

Недостатки: невозможность использования на открытой местности и в движенииDisadvantages: the inability to use in open areas and in motion

Беспроводные системы связи ближнего действия (WiFi-связь и аналоги):Short-range wireless communication systems (WiFi-connection and analogues):

Достоинства: достаточная полоса пропускания для большинства прикладных задач, стабильность характеристик каналов связи, высокая надежность, возможность использования на открытой местностиAdvantages: sufficient bandwidth for most applications, stability of the characteristics of communication channels, high reliability, the ability to use in open areas

Недостатки: малый радиус зоны радио-покрытия, невозможность использования в движенииDisadvantages: small radius of the radio coverage zone, inability to use in motion

Беспроводные системы сотовой связи (модемы для сетей GSM/3G/4G):Wireless cellular communication systems (modems for GSM / 3G / 4G networks):

Достоинства: возможность использования на открытой местности и в движенииAdvantages: the ability to use in open areas and in motion

Недостатки: недостаточность ширины полосы пропускания, которую обеспечивает одно приемо-передающее устройство; нестабильность характеристик каналов связи, недостаточность радио-покрытия каждого из операторов связи для стабильной работы приемо-передающих устройств в удаленных регионахDisadvantages: insufficient bandwidth, which provides a single transceiver; instability of the characteristics of communication channels, insufficient radio coverage of each of the telecom operators for the stable operation of transceivers in remote regions

Беспроводные системы связи дальнего действия (спутниковые системы связи):Long-range wireless communication systems (satellite communication systems):

Достоинства: широкая полоса пропускания, возможность использования на открытой местностиAdvantages: wide bandwidth, the ability to use in open areas

Недостатки: высокие задержки при передаче, зависимость характеристик каналов связи от климата, невозможность использования в местности с плотной застройкой и в движении.Disadvantages: high transmission delays, the dependence of the characteristics of communication channels on the climate, the inability to use in areas with dense buildings and in traffic.

Известны так же системы, одновременно использующие несколько упомянутых выше систем связи для передачи данных. Это позволяет объединить достоинства и исключить некоторые из недостатков каждой системы связи в отдельности.Also known systems that simultaneously use several of the above communication systems for data transfer. This allows you to combine the advantages and eliminate some of the disadvantages of each communication system separately.

Например, из описания к патенту ЕР 2466811 патентообладателя Alcatel Lucent, опубл. 20.06.2012, известен способ формирования канала передачи данных, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляют поиск всех доступных каналов связи; на втором этапе поток данных, предназначенный для передачи, разделяют на пакеты равной величины; на третьем этапе данные пакеты распределяют по каналам связи с учетом загруженности и пропускной способности каналов связи и выстраивают в очередь; на четвертом этапе на принимающей стороне осуществляют получение и сборку пакетов данных.For example, from the description of patent EP 2466811 patent holder Alcatel Lucent, publ. 06/20/2012, there is a known method of forming a data transmission channel, which consists in the fact that at the first stage they search for all available communication channels; at the second stage, the data stream intended for transmission is divided into packets of equal magnitude; at the third stage, these packets are distributed over the communication channels, taking into account the congestion and bandwidth of the communication channels, and are queued; in a fourth step, receiving and assembling data packets are performed on the receiving side.

Недостатком этого известного технического решения является то, что оно имеет низкую эффективность и скорость передачи больших объемов данных. Это обусловлено тем, что пропускную способность и качественные показатели каналов связи отслеживают только до начала передачи пакетов и не учитывают изменение пропускной способности каналов связи в процессе передачи пакетов.The disadvantage of this known technical solution is that it has low efficiency and transmission speed of large amounts of data. This is due to the fact that the bandwidth and quality indicators of the communication channels are monitored only before the start of packet transmission and do not take into account the change in the bandwidth of the communication channels during the transmission of packets.

Кроме того, в качестве входной характеристики пропускной способности канала используют уровень сигнала радиосети. По уровню сигнала вычисляют предполагаемую пропускную способность, однако такой способ не применим для таких широко распространенных каналов связи как GSM, WCDMA и LTE, где нет прямой связи между качественными показателями каналов связи (скоростью канала, величиной задержки канала и процента потерь) и уровнем сигнала. В сетях такого типа характеристики зависят исключительно от состояния сети, текущей нагрузки на сеть, и пр. Таким образом, еще одним существенным недостатком данного способа является его не универсальность, поскольку он применим далеко не для всех типов каналов связи.In addition, the signal level of the radio network is used as an input characteristic of the channel bandwidth. The estimated bandwidth is calculated by the signal level, but this method is not applicable for such widespread communication channels as GSM, WCDMA and LTE, where there is no direct connection between the quality indicators of the communication channels (channel speed, channel delay and percentage loss) and signal level. In networks of this type, the characteristics depend solely on the state of the network, the current load on the network, etc. Thus, another significant drawback of this method is its versatility, since it is not applicable to all types of communication channels.

Из описания патента на изобретение США №8259739 патентообладателя CISCO TECHNOLOGY, INC, опубл. 04.09.2012, известен способ формирования канала передачи данных, в котором одновременно используют несколько различных каналов связи, между которыми распределяют пакеты данных и отправляют на принимающую сторону. Особенностью этого известного способа является то, что пакеты данных распределяют между каналами связи с различной шириной полосы пропускания в зависимости от очереди отправки перед приемо-передающими устройствами (далее ППУ).From the description of the patent for US invention No. 8259739 patent holder CISCO TECHNOLOGY, INC, publ. 09/04/2012, there is a known method of forming a data transmission channel in which several different communication channels are simultaneously used, between which data packets are distributed and sent to the receiving side. A feature of this known method is that the data packets are distributed between communication channels with different bandwidths depending on the sending queue in front of the receiving and transmitting devices (hereinafter PPU).

Такой способ позволяет исключить простои каналов передачи данных и позволяет эффективно использовать всю полосу пропускания каждого канала связи.This method eliminates the downtime of data transmission channels and allows you to effectively use the entire bandwidth of each communication channel.

Однако этот способ, как и описанный выше аналог, не является универсальным, поскольку он эффективен далеко не для всех типов каналов связи. Существенные недостатки такого способа будут проявляться при использовании каналов связи, построенных на оборудовании, реализующем шейпинг и буферизацию данных, например GSM, WCDMA и LTE сети. В таких каналах связи все пакеты мгновенно передаются сетевому оборудованию, не создавая очередь на передающем интерфейсе, но в результате шейпинга графика, пакеты будут задерживаться или теряться в сети. Таким образом, описанный в патенте способ не может обеспечить максимальную эффективность, минимальные задержки при передаче пакетов данных и универсальность.However, this method, as well as the analogue described above, is not universal, since it is far from effective for all types of communication channels. Significant disadvantages of this method will be manifested when using communication channels built on equipment that implements shaping and data buffering, for example, GSM, WCDMA and LTE networks. In such communication channels, all packets are instantly transferred to network equipment, without creating a queue on the transmitting interface, but as a result of schedule shaping, packets will be delayed or lost on the network. Thus, the method described in the patent cannot provide maximum efficiency, minimum delays in the transmission of data packets and versatility.

Из заявки на изобретение США №20080219281 заявителя Mushroom Networks, опубл. 11.09.2008, известен способ формирования канала передачи данных, который заключается в разделении сессий между приемопередающими устройствами. Пакеты одной сессии могут быть распределены между одним или несколькими ППУ. Алгоритм распределения - раунд-робин (равномерное распределение выбора канала связи) или распределение, связанное с конфигурацией пропускной способности каналов. В данном известном способе осуществляется разделение графика взаимодействия IP оборудования между несколькими каналами связи. В основу метода заложены принципы разделения трафика на сессии на 4-ом сетевом уровне и передача сессии через один или несколько каналов связи.From U.S. Patent Application No. 2008,0219,281 to Mushroom Networks, publ. 09/11/2008, there is a known method of forming a data transmission channel, which consists in the separation of sessions between transceiver devices. Packages of one session can be distributed between one or more PUFs. The distribution algorithm is a round robin (uniform distribution of the choice of the communication channel) or distribution associated with the configuration of the channel capacity. In this known method, the schedule for the interaction of IP equipment is divided between several communication channels. The method is based on the principles of traffic separation for sessions at the 4th network level and the transmission of the session through one or more communication channels.

Недостатком описанного метода является низкая эффективность, что обусловлено невозможностью анализа параметров качества связи передающего канала и их изменения во времени, в условиях высокой волатильности характеристик каналов связи. Метод жестко привязывает сессию 4-го сетевого уровня к одному или нескольким каналам связи, что может приводить к полной остановке взаимодействия при полной деградации выбранных каналов, т.е. появлению больших задержек, с одной стороны, и не эффективному использованию не задействованных каналов, с другой.The disadvantage of the described method is its low efficiency, which is due to the inability to analyze the parameters of the communication quality of the transmitting channel and their changes in time, in conditions of high volatility of the characteristics of the communication channels. The method rigidly binds a session of the 4th network level to one or several communication channels, which can lead to a complete halt in the interaction with complete degradation of the selected channels, i.e. the appearance of large delays, on the one hand, and the inefficient use of unused channels, on the other.

Из описания к заявке на изобретение США №20080267184, заявителя Mushroom Networks, опубл. 30.10.2008, известен Способ формирования канала передачи данных, который расширяет способ, описанный в заявке US 20080219281 того же заявителя. Этот способ заключается в том, что на первом этапе (подготовительном) осуществляют поиск всех активных приемопередающих устройств (ППУ) передающей стороны, определяют тип каждого ППУ и его оператора связи, каждому выявленному активному ППУ присваивают IP адрес с образованием канала связи; на втором этапе поток данных, предназначенный для передачи, посредством конвертера приводят к внутреннему формату и делят на пакеты, а при необходимости и на сегменты пакетов, готовые пакеты помещают во входной буфер; на третьем этапе данные из входного буфера распределяют по активным ППУ передающей стороны и отправляют на принимающую сторону; на четвертом этапе на принимающей стороне осуществляют получение пакетов данных, а затем преобразуют данные из внутреннего в исходный формат с помощью конвертера.From the description of the application for US invention No.20080267184, the applicant Mushroom Networks, publ. 10/30/2008, there is a known method of forming a data transmission channel, which extends the method described in the application US 20080219281 of the same applicant. This method consists in the fact that at the first stage (preparatory) they search for all active transmitting and receiving devices (PPU) of the transmitting side, determine the type of each PPU and its communication operator, each identified active PPU is assigned an IP address with the formation of a communication channel; at the second stage, the data stream intended for transmission by means of a converter is converted to the internal format and divided into packets, and, if necessary, into packet segments, the finished packets are placed in the input buffer; at the third stage, the data from the input buffer is distributed over the active control units of the transmitting side and sent to the receiving side; in the fourth step, data packets are received on the receiving side, and then data is converted from the internal to the original format using a converter.

Данный аналог является наиболее близким к заявляемому способу формирования канала передачи данных.This analogue is the closest to the claimed method of forming a data transmission channel.

Стоит отметить то, что в ближайшем аналоге используют буфер на принимающей стороне, в котором хранят полученные пакеты данных для каждого канала связи. На передающую сторону с принимающей для каждого принятого пакета данных высылается подтверждение его получения, для передачи подтверждения используется тот же канал связи, что и для доставки пакетов с данными. При отсутствии подтверждения на передающей стороне, выполняется повторная передача не подтвержденного пакета данных.It is worth noting that in the closest analogue, a buffer is used on the receiving side, in which the received data packets for each communication channel are stored. On the transmitting side with the receiving side for each received data packet, confirmation of its receipt is sent, the same communication channel is used to transmit the confirmation as for the delivery of data packets. If there is no acknowledgment on the transmitting side, retransmission of the unconfirmed data packet is performed.

Такая реализация гарантированной доставки эффективно решает задачу устранения потери пакетов при передаче, но имеет ряд недостатков, которые будут проявляться при изменениях характеристик каналов передачи в прямом и обратном направлении. Так, при деградации обратного направления передачи, может возникнуть значительная задержка передачи подтверждений, которая приведет к повторной передаче пакетов данных, на которые не получено подтверждения, несмотря на то, что пакеты с данными были успешно доставлены.Such an implementation of guaranteed delivery effectively solves the problem of eliminating packet loss during transmission, but has a number of disadvantages that will appear when the characteristics of the transmission channels in the forward and reverse directions change. So, with the degradation of the reverse direction of transmission, there may be a significant delay in the transmission of confirmations, which will lead to the retransmission of data packets for which no confirmation has been received, despite the fact that the data packets have been successfully delivered.

Существенным недостатком ближайшего аналога является влияние деградации одного из каналов связи на эффективность использования остальных, так как при изменении параметров качества связи одного или нескольких каналов связи способ не позволяет оперативно перераспределять пакеты данных между каналами связи, в итоге канал связи, пропускная способность которого ухудшилась, оказывается перегружен данными, а канал связи, пропускная способность которого наоборот увеличилась, передает меньше данных, чем мог бы передавать. Ввиду описанных выше причин ближайший аналог (US 20080267184) не позволяет объединять и использовать с максимальной эффективностью все доступные каналы связи для передачи данных.A significant drawback of the closest analogue is the effect of the degradation of one of the communication channels on the efficiency of using the others, since when changing the quality parameters of one or several communication channels, the method does not allow to quickly redistribute data packets between communication channels, as a result, the communication channel, the throughput of which has deteriorated, is is overloaded with data, and a communication channel, the throughput of which, on the contrary, has increased, transfers less data than it could transmit. Due to the reasons described above, the closest analogue (US 20080267184) does not allow to combine and use with maximum efficiency all available communication channels for data transmission.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является создание способа формирования высокоскоростного канала передачи данных, позволяющего с максимально возможной эффективностью объединять и использовать все доступные каналы связи. При этом настоящее изобретение должно обеспечивать универсальность использования практически любых известных каналов связи, минимизацию задержек, максимально возможное использование полосы пропускания и исключение влияния деградации одного или нескольких каналов связи на эффективность использования остальных.The objective of the present invention is to provide a method of forming a high-speed data channel, allowing with the highest possible efficiency to combine and use all available communication channels. Moreover, the present invention should ensure the universality of the use of virtually any known communication channel, minimizing delays, maximizing the use of bandwidth and eliminating the influence of degradation of one or more communication channels on the efficiency of use of the rest.

Поставленная задача в способе формирования канала передачи данных, заключающемся в том, что на первом этапе осуществляют поиск всех активных приемо-передающих устройств (ППУ) передающей стороны, определяют тип каждого ППУ и его оператора связи, каждому выявленному активному ППУ присваивают IP адрес с образованием канала связи; на втором этапе поток данных, предназначенный для передачи, посредством конвертера приводят к внутреннему формату и делят на пакеты, а при необходимости и на сегменты пакетов, готовые пакеты помещают во входной буфер; на третьем этапе данные из входного буфера распределяют по активным ППУ передающей стороны и отправляют на принимающую сторону, на четвертом этапе на принимающей стороне осуществляют получение пакетов данных, а затем преобразуют данные из внутреннего в исходный формат с помощью конвертера; достигается тем, что на первом этапе для каждого ППУ задают набор индивидуальных настроек, необходимых для его оптимальной работы, включая параметры подключения к сети и допустимые параметры качества связи, и создают оконечное устройство (ОУ), в которое записывают упомянутые индивидуальные настройки и присвоенный IP адрес соответствующего ППУ, оконечные устройства объединяют между собой переключателем оконечных устройств; на третьем этапе из входного буфера данные передают на анализатор потоков передающей стороны, который производит анализ передаваемых данных и логически разделяет данные на потоки взаимодействия, определяемые по набору параметров отправителя, получателя и типа протокола взаимодействия, при этом анализатор потоков каждому из передаваемых пакетов задает режим обработки и требования по качеству передачи, затем отдельно для каждого из потоков взаимодействия посредством нумератора последовательно присваивают номера пакетам данных, а также номера сегментам пакетов при наличии таковых, после чего направляют пакеты данных на переключатель ОУ, посредством которого каждому из пакетов задают идентификатор пересылающего оконечного устройства (ОУ) и таким образом распределяют упомянутые пакеты по соответствующим ППУ; помимо этого, посредством генератора контрольных пакетов передающей стороны формируют контрольный пакет и передают его на Переключатель оконечных устройств, с помощью которого направляют упомянутый контрольный пакет по всем доступным каналам связи на принимающую сторону; на четвертом этапе, на принимающей стороне посредством декапсулятора разделяют принятый поток на контрольные пакеты и пакеты данных, причем контрольные пакеты направляют на обработчик контрольных пакетов принимающей стороны, а пакеты данных направляют на анализатор потоков принимающей стороны; посредством обработчика контрольных пакетов принимающей стороны для каждого канала связи выполняют измерения и вычисления параметров качества связи; посредством генератора контрольных пакетов принимающей стороны независимо от получения контрольного пакета с передающей стороны формируют встречный контрольный пакет, в который помещают сведения о параметрах качества связи каждого канала связи и направляют встречный контрольный пакет на передающую сторону; на пятом этапе после получения на передающей стороне, по меньшей мере одного встречного контрольного пакета посредством обработчика контрольных пакетов передающей стороны выделяют сведения о параметрах качества связи каждого из каналов связи и передают упомянутые сведения через генератор контрольных пакетов передающей стороны на переключатель ОУ, на последнем с учетом полученных сведений обновляют информацию по параметрам качества связи каждого из каналов связи и записывают эти параметры в соответствующие ОУ; затем с помощью переключателя оконечных устройств перераспределяют предназначенные для отправки пакеты данных с учетом изменения параметров качества связи каждого канала связи; при этом каналы связи, не отвечающие условиям параметров качества связи, заданных на первом этапе, исключают из распределения; через заданный промежуток времени после отправки предыдущего контрольного пакета на генераторе контрольных пакетов передающей стороны формируют очередной контрольный пакет; на анализаторе потоков принимающей стороны производят анализ полученных данных и логически разделяют данные на потоки взаимодействия, после чего потоки взаимодействия направляют на сортировщик, который упорядочивает полученные пакеты и направляет упорядоченные пакеты в сборщик, на котором осуществляют склейку сегментированных пакетов, при наличии таковых, после чего пакеты данных передают на конвертер, посредством которого восстанавливают исходный поток данных; таким образом формируют единый высокоскоростной канал передачи данных.The task in the method of forming a data transmission channel, which consists in the fact that at the first stage they search for all active transmitting and receiving devices (PPU) of the transmitting side, determine the type of each PPU and its communication operator, each identified active PPU is assigned an IP address with the formation of the channel communication; at the second stage, the data stream intended for transmission by means of a converter is converted to the internal format and divided into packets, and, if necessary, into packet segments, the finished packets are placed in the input buffer; at the third stage, the data from the input buffer is distributed over the active PUs of the transmitting side and sent to the receiving side, at the fourth stage, receiving data packets is received at the receiving side, and then the data is converted from the internal to the original format using a converter; is achieved by the fact that at the first stage for each control panel, a set of individual settings is set up necessary for its optimal operation, including network connection parameters and acceptable parameters for communication quality, and a terminal device (OS) is created in which the mentioned individual settings and the assigned IP address are written corresponding PPU, terminal devices are interconnected by a switch of terminal devices; at the third stage, the data is transferred from the input buffer to the transmitting stream analyzer, which analyzes the transmitted data and logically separates the data into interaction flows, determined by the set of parameters of the sender, receiver, and type of interaction protocol, while the stream analyzer sets the processing mode for each of the transmitted packets and requirements for the quality of transmission, then separately for each of the interaction flows, by means of a numbering device, sequentially assign numbers to data packets, and so the same numbers, if any, to the packet segments, after which the data packets are sent to the DT switch, by means of which each of the packets is assigned the identifier of the forwarding terminal device (DT) and, thus, the packets are distributed according to the corresponding control points; in addition, by means of the generator of control packets of the transmitting side, a control packet is generated and transmitted to the Switch of terminal devices, with the help of which the control packet is sent via all available communication channels to the receiving side; in the fourth step, on the receiving side, by means of a decapsulator, the received stream is divided into control packets and data packets, the control packets being sent to the receiving packet control processor, and the data packets being sent to the receiving flow analyzer; by means of the control packet processor of the receiving side, for each communication channel, measurements and calculation of communication quality parameters are performed; by means of the control packet generator of the receiving side, regardless of the receipt of the control packet from the transmitting side, a counter control packet is formed in which information about the communication quality parameters of each communication channel is placed and the counter control packet is sent to the transmitting side; at the fifth stage, after receiving at least one oncoming control packet on the transmitting side by means of the transmitting control packet control processor, information about the communication quality parameters of each communication channel is extracted and the information is transmitted via the transmitting side control packet generator to the op-amp switch, taking into account the latter the received information updates the information on the parameters of the communication quality of each of the communication channels and writes these parameters to the corresponding OS; then, using the switch of the terminal devices, the data packets intended for sending are redistributed taking into account changes in the communication quality parameters of each communication channel; at the same time, communication channels that do not meet the conditions of the communication quality parameters specified in the first stage are excluded from the distribution; after a specified period of time after sending the previous control packet, the next control packet is formed on the control packet generator of the transmitting side; on the flow analyzer of the receiving side, the analysis of the received data is carried out and the data are logically divided into interaction flows, after which the interaction flows are sent to the sorter, which organizes the received packets and sends the ordered packets to the collector, where they are glued segmented packets, if any, after which the packets data is transmitted to a converter, by means of which the original data stream is restored; thus form a single high-speed data channel.

Возможен вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому на пятом этапе при упорядочивании пакетов данных сортировщик направляет параллельно по всем каналам связи подтверждения о получении пакетов данных на нумератор передающей стороны, откуда утерянные пакеты данных повторно направляют на принимающую сторону, кроме того, в случае получения дублированного пакета на принимающей стороне, он удаляется сортировщиком в процессе упорядочивания полученных пакетов данных.An embodiment of the present invention is possible, according to which, in the fifth step, when ordering data packets, the sorter sends concurrently through all communication channels the receipt of data packets to the numbering of the transmitting side, from where the lost data packets are re-sent to the receiving side, in addition, in the case of receiving a duplicated packet on the receiving side, it is deleted by the sorter in the process of organizing the received data packets.

Возможен вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют разгон с целью увеличения его пропускной способности путем передачи большего количества пакетов данных за единицу времени, чем можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи.An embodiment of the present invention is possible, according to which, in the fifth step, acceleration is performed for each communication channel in order to increase its throughput by transmitting more data packets per unit time than can be transmitted at the calculated speed obtained from the control packet for this communication channel.

Возможен вариант осуществления настоящего изобретения, согласно которому на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют резервирование пропускной способности, поддерживая набранную скорость, путем передачи такого количества пакетов данных за единицу времени, которое можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи, а для обеспечения наличия достаточного количества пакетов данных дублируют пакеты данных, предназначенные для передачи.An embodiment of the present invention is possible, according to which, in the fifth step, bandwidth is backed up for each communication channel, maintaining the gained speed, by transmitting as many data packets per unit of time that can be transmitted at the calculated speed obtained from the control packet for this communication channel, and to ensure the availability of a sufficient number of data packets duplicate data packets intended for transmission.

Заявляемый способ допускает использование следующих проводных и беспроводных ППУ: LTE модем, GSM модем, CDMA модем, WIFI модуль, спутниковый модем, оптический модем, ADSL модем, Ethernet модем. Способ не исключает и использование других типов ППУ.The inventive method allows the use of the following wired and wireless control panels: LTE modem, GSM modem, CDMA modem, WIFI module, satellite modem, optical modem, ADSL modem, Ethernet modem. The method does not exclude the use of other types of foam.

Заявляемый способ динамически распределяет данные сетевого уровня взаимодействия между всеми каналами связи в соответствии с их актуальными характеристиками, что гарантирует эффективность использования полосы пропускания каждого канала связи и позволяет достигать минимальных задержек при передаче данных. Кроме того, способ является универсальным и позволяет использовать практически все возможные типы каналов связи.The inventive method dynamically distributes the data of the network level of interaction between all communication channels in accordance with their current characteristics, which guarantees the efficient use of the bandwidth of each communication channel and allows to achieve minimal delays in data transmission. In addition, the method is universal and allows you to use almost all possible types of communication channels.

Перечень поясняющих фигурThe list of explanatory figures

Техническая сущность предложенного технического решения поясняется фигурами, где:The technical essence of the proposed technical solution is illustrated by figures, where:

Фиг.1. Процесс обработки пакетов данных на передающей стороне перед их отправкой.Figure 1. The process of processing data packets on the transmitting side before sending them.

Фиг.2. Процесс обработки пакетов данных после их приема на принимающей стороне.Figure 2. The process of processing data packets after receiving them on the receiving side.

Фиг.3. Схема процесса распределения пакетов.Figure 3. Diagram of the process of packet distribution.

Фиг.4. Схема процесса сборки пакетов сортировщиком в исходный поток взаимодействия.Figure 4. A diagram of the process of assembling packages by the sorter into the initial interaction flow.

Фиг.5. Применение предлагаемого способа на примере АПК Datacrosser.Figure 5. The application of the proposed method on the example of the agricultural industry Datacrosser.

Фиг.6. Схема преобразования потоков данных в процессе их передачи через АПК Datacrosser.6. The scheme for converting data streams in the process of their transmission through the Datacrosser APK

Фиг.7. Процесс обработки пакетов данных перед их отправкой на передающей стороне с подтверждением доставки.7. The process of processing data packets before sending them to the transmitting side with delivery confirmation.

Фиг.8. Процесс обработки пакетов данных после их приема на принимающей стороне с подтверждением доставки.Fig. 8. The process of processing data packets after receiving them at the receiving side with delivery confirmation.

Перечень позиций:The list of positions:

10 - входной поток данных;10 - input data stream;

12 - поток подготовленных пакетов данных;12 - stream of prepared data packets;

14 - исходящий поток (то, что направляется с передающей стороны на принимающую сторону);14 - outgoing stream (that is sent from the transmitting side to the receiving side);

16 - контрольные пакеты, подготовленные к передаче с передающей стороны на принимающую сторону;16 - control packets prepared for transmission from the transmitting side to the receiving side;

17 - контрольные пакеты 27, принятые на передающей стороне;17 - control packets 27 received on the transmitting side;

18 - служебные пакеты-подтверждения, полученные на передающей стороне, соответствуют служебным пакетам-подтверждениям 28, направленным с принимающей стороны;18 - service acknowledgment packets received on the transmitting side correspond to service acknowledgment packets 28 sent from the receiving side;

19 - данные о параметрах качества связи каждого из каналов связи, поступающие от обработчика контрольных пакетов передающей стороны 170 на переключатель оконечных устройств 135;19 - data on the quality parameters of the communication of each of the communication channels received from the processor of the control packets of the transmitting side 170 to the switch terminal devices 135;

110 - конвертер;110 - converter;

115 - входной буфер;115 - input buffer;

120 - анализатор потоков передающей стороны;120 — transmitting side flow analyzer;

125 - нумератор;125 - numbering;

130 - инкапсулятор;130 - encapsulator;

135 - переключатель оконечных устройств;135 - terminal switch;

140i - оконечное устройство (где i соответствует номеру ППУ от 1 до N, например: 1401, 1402, …, 140N);140 i - terminal device (where i corresponds to the control panel number from 1 to N, for example: 140 1 , 140 2 , ..., 140 N );

150i - драйвер ППУ (где i соответствует номеру ППУ от 1 до N, например: 1501, 1502, …, 150N);150 i - PPU driver (where i corresponds to the PPU number from 1 to N, for example: 150 1 , 150 2 , ..., 150 N );

160i - приемо-передающее устройство (ППУ) (где i соответствует номеру ППУ от 1 до N, например: 1601, 1602, …, 160N);160 i - transceiver (PPU) (where i corresponds to the number of the PPU from 1 to N, for example: 160 1 , 160 2 , ..., 160 N );

170 - обработчик контрольных пакетов передающей стороны;170 - processor control packets of the transmitting side;

180 - генератор контрольных пакетов на передающей стороне;180 - a generator of control packets on the transmitting side;

20 - принятый поток инкапсулированных данных и контрольных пакетов;20 is a received stream of encapsulated data and control packets;

23 - принятый поток декапсулированных данных во внутреннем формате;23 - received stream of decapsulated data in the internal format;

23i - принятый поток декапсулированных данных во внутреннем формате, полученный от соответствующего приемо-передающего устройства (ППУ), где i соответствует номеру ППУ от 1 до N, например: 231, 232, …, 23N;23 i is the received stream of decapsulated data in the internal format received from the corresponding transceiver (PPU), where i corresponds to the number of the PPU from 1 to N, for example: 23 1 , 23 2 , ..., 23 N ;

24 - поток взаимодействия;24 - flow of interaction;

25 - восстановленный поток данных;25 - restored data stream;

26 - контрольные пакеты, полученные на принимающей стороне;26 - control packets received on the receiving side;

27 - контрольные пакеты, отправленные с принимающей стороны на передающую сторону;27 - control packets sent from the receiving side to the transmitting side;

28 - служебные пакеты-подтверждения, отправляемые с принимающей стороны на передающую сторону;28 - service confirmation packets sent from the receiving side to the transmitting side;

210 - декапсулятор;210 - decapsulator;

220 - анализатор потоков принимающей стороны;220 - host flow analyzer;

230 - сортировщик;230 - sorter;

240 - сборщик;240 - collector;

250 - конвертер;250 - converter;

270 - обработчик контрольных пакетов принимающей стороны;270 — receiver packet control processor;

280 - генератор контрольных пакетов принимающей стороны;280 — host control packet generator;

520 - мобильный шлюз (Клиентская часть АПК);520 - mobile gateway (client part of the agro-industrial complex);

530 - оператор передачи данных (провайдер сотовой связи, провайдер спутниковой связи или провайдер Wi-Fi связи);530 - data transfer operator (cellular provider, satellite provider or Wi-Fi connection provider);

550 - сервер (Серверная часть АПК);550 - server (server part of the agro-industrial complex);

61 - аналоговый видеосигнал;61 - analog video signal;

62 - цифровой видеопоток MPEG2TS;62 - MPEG2TS digital video stream;

63 - подготовленный к передаче поток видеоданных, инкапсулированный в пакеты UDP;63 — video stream prepared for transmission encapsulated in UDP packets;

64 - принимаемый поток видеоданных, инкапсулированный в пакеты UDP;64 — received video stream encapsulated in UDP packets;

65 - поток видеоданных MPEG2TS;65 is a video stream of MPEG2TS;

66 - поток видеоданных, предоставляемый видеосервером по протоколу RTSP или RTMP;66 - video stream provided by a video server via RTSP or RTMP;

67 - подготовленный к передаче поток видеоданных, инкапсулированный в пакеты UDP, передаваемый в режиме с подтверждением;67 - video stream prepared for transmission encapsulated in UDP packets transmitted in acknowledged mode;

68 - принимаемый поток видеоданных, инкапсулированный в пакеты UDP, передаваемый в режиме с подтверждением;68 — received video stream encapsulated in UDP packets transmitted in acknowledged mode;

69 - потоки взаимодействия с мобильными клиентскими устройствами по протоколу TCP/IP;69 - flows of interaction with mobile client devices via TCP / IP;

600 - аналоговая видеокамера;600 - an analog video camera;

605 - мобильное клиентское устройство;605 — a mobile client device;

610 - видеокодер;610 - video encoder;

620 - видеосервер;620 - video server;

630 - DHCP-сервер;630 - DHCP server;

690 - локальная сеть (IP оборудование и сервисы в сети мобильного шлюза);690 - local area network (IP equipment and services in the network of a mobile gateway);

70 - взаимодействие с мобильными клиентскими устройствами по протоколу DHCP;70 - interaction with mobile client devices via DHCP;

71 - выходные потоки взаимодействия.71 - output streams of interaction.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Способ формирования канала передачи данных, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляют поиск всех активных приемо-передающих устройств (ППУ) передающей стороны.The method of forming a data transmission channel, which consists in the fact that at the first stage they search for all active transceivers (PPU) of the transmitting side.

Поиск имеющихся ППУ 160i (где i от 1 до N, а N - это общее количество ППУ) передающей стороны выполняют путем контроля состояния всех внутренних и внешних интерфейсных разъемов (портов). Найденные ППУ проверяют средствами операционной системы и драйверов ППУ 150i на готовность к работе, таким образом, выявляя активные ППУ.The search for available PUFs 160 i (where i is from 1 to N, and N is the total number of PUFs) of the transmitting side is performed by monitoring the status of all internal and external interface connectors (ports). Found PPUs are checked by means of the operating system and drivers PPU 150 i for readiness for work, thus identifying active PSUs.

Определяют тип каждого ППУ 160i (где i от 1 до N, а N - это общее количество ППУ) и его оператора связи.The type of each PPU 160 i is determined (where i is from 1 to N, and N is the total number of PPU) and its communication operator.

В качестве ППУ 160i могут быть использованы как проводные, так и беспроводные типы устройств передачи данных, например LTE модем, GSM модем, CDMA модем, WIFI модуль, спутниковый модем, Ethernet модем, ADSL модем, оптический модем. Под оператором связи понимается соответствующий поставщик услуг передачи данных для каждого типа ППУ.As the PUF 160 i , both wired and wireless types of data transmission devices can be used, for example, LTE modem, GSM modem, CDMA modem, WIFI module, satellite modem, Ethernet modem, ADSL modem, optical modem. A telecom operator is understood as the corresponding data transmission service provider for each type of ISP.

На передающей стороне могут быть использованы несколько устройств передачи данных одного типа, возможны любые комбинации, однако предпочтительнее иметь ППУ 160i различных типов для повышения универсальности работы в различных условиях.On the transmitting side, several data transmission devices of the same type can be used, any combinations are possible, however it is preferable to have PPU 160 i of various types to increase the universality of work in various conditions.

Каждому выявленному активному ППУ 160i присваивают IP адрес с образованием канала связи.Each identified active PPU 160 i is assigned an IP address with the formation of a communication channel.

Подготовительные работы с ППУ 160i считаются законченными после получения ППУ 160i IP-адреса в той сети, которая предоставляет услуги связи для соответствующего ППУ 160i. Под предоставляющими услуги связи для ППУ сетями понимаются: для WiFi и Ethernet - доступные для подключения локальные компьютерные сети, для 3G/4G, CDMA и других модемов сотовой связи - сети операторов сотовой связи, для спутниковых модемов - сети спутниковой связи и т.д.Preparatory work with the PUF 160 i is considered completed after receiving the PUF 160 i IP address in the network that provides communication services for the corresponding PUF 160 i . The networks that provide communication services for PPU are understood as: for WiFi and Ethernet - local computer networks available for connection, for 3G / 4G, CDMA and other cellular modems - networks of mobile operators, for satellite modems - satellite networks, etc.

Для каждого ППУ 160i задают набор индивидуальных настроек, необходимых для его оптимальной работы, включая параметры подключения к сети и допустимые параметры качества связи, где параметрами подключения к сети, например для модемов сотовых операторов являются: режим подключения к сети - один из: GPRS, EDGE, WCDMA, LTE, и имя точки доступа к сети.For each PPU 160 i, a set of individual settings is set that is necessary for its optimal operation, including network connection parameters and acceptable parameters for communication quality, where network connection parameters, for example for modems of cellular operators, are: network connection mode - one of: GPRS, EDGE, WCDMA, LTE, and the name of the network access point.

Качество связи определяется четырьмя параметрами:Communication quality is determined by four parameters:

- Полоса пропускания (Bandwidth), описывает пропускную способность среды передачи информации, определяет ширину канала. Измеряется в bit/s (bps), kbit/s (Kbps), Mbit/s (Mbps), Gbit/s (Gbps).- Bandwidth (Bandwidth), describes the bandwidth of the transmission medium, determines the width of the channel. Measured in bit / s (bps), kbit / s (Kbps), Mbit / s (Mbps), Gbit / s (Gbps).

- Задержка при передаче пакета (Delay), измеряется в миллисекундах.- Delay in packet transmission (Delay), measured in milliseconds.

- Колебания (дрожание) задержки при передаче пакетов - джиттер.- Oscillations (jitter) of delay in transmission of packets - jitter.

- Потеря пакетов (Packet loss). Определяет количество пакетов, потерянных в сети во время передачи.- Packet loss. Determines the number of packets lost on the network during transmission.

Допустимые параметры для каждого из ППУ 160i задаются пользователем системы в зависимости от типа решаемой прикладной задачи и заключаются в выставлении следующих параметров на передающей и принимающей сторонах:Allowable parameters for each of the PPU 160 i are set by the user of the system depending on the type of application being solved and consist in setting the following parameters on the transmitting and receiving sides:

- максимальное время ожидания пакета на принимающей стороне;- maximum packet waiting time on the receiving side;

- максимальное время ожидания пакета-подтверждения о доставке;- maximum waiting time for a delivery confirmation packet;

- количество повторных отправок пакета;- the number of packet retransmissions;

- размер входного буфера;- size of the input buffer;

- возможность использования дублирования пакетов;- the ability to use packet duplication;

- допустимые значения минимальной скорости передачи;- permissible values of the minimum transmission rate;

- допустимые значения максимальных задержек и джиггера при передаче для различных типов используемых ППУ и операторов связи.- permissible values of the maximum delays and jigger during transmission for various types of used PPU and telecom operators.

Приоритет временных характеристик (низкое допустимое время ожидания, отключение доставки с подтверждением, ужесточение требований к задержкам и джиттеру) - рекомендуется для решения задач, для которых наиболее важна реализация передачи пакетов данных с минимальными задержками, но с учетом возможности потери части пакетов при передаче. Пример использования данного режима - передача потоковых видео и аудио данных.Priority of time characteristics (low allowable waiting time, delivery shutdown with confirmation, tightening the requirements for delays and jitter) is recommended for solving problems for which the implementation of data packet transmission with minimal delays is most important, but taking into account the possibility of losing some of the packets during transmission. An example of using this mode is the transmission of streaming video and audio data.

Приоритет качественных характеристик (использование доставки с подтверждением, увеличение размера буфера и допустимого времени ожидания, смягчение требований к задержкам и джиттеру) - рекомендуется для решения задач, для которых наиболее важна гарантированная передача всех пакетов данных, с учетом возможного увеличения задержек при передаче. Пример использования данного режима - передача данных по протоколам HTTP, HTTPS, FTP и т.д.The priority of quality characteristics (using delivery with acknowledgment, increasing the size of the buffer and the acceptable waiting time, mitigating the requirements for delays and jitter) is recommended for solving problems for which guaranteed transmission of all data packets is most important, taking into account a possible increase in transmission delays. An example of using this mode is data transfer via HTTP, HTTPS, FTP, etc.

Под оптимальным режимом работы понимается режим работы ППУ, при котором ППУ обеспечивает максимальную скорость передачи и минимальные задержки при передаче в текущих условиях.The optimal mode of operation refers to the mode of operation of the PUF, in which the PUF provides the maximum transmission speed and minimum delay in transmission under current conditions.

Для каждого ППУ 160i создают оконечное устройство (ОУ) 140i, в которое записывают упомянутые индивидуальные настройки и присвоенный IP адрес соответствующего ППУ 160i, оконечные устройства объединяют между собой переключателем оконечных устройств 135.For each PUF 160 i , a terminal device (OS) 140 i is created , into which the mentioned individual settings and the assigned IP address of the corresponding PUF 160 i are written, the terminal devices are interconnected by a terminal device switch 135.

Оконечное устройство 140i представляет собой логическую сущность для организации передачи и приема пакетов данных, через каждое ППУ 160i и хранения данных о ППУ 160i (настройки, режим работы, статистика по переданным и полученным данным и т.д.)The terminal device 140 i is a logical entity for organizing the transmission and reception of data packets through each PPU 160 i and storing data on the PPU 160 i (settings, operating mode, statistics on transmitted and received data, etc.)

На втором этапе поток данных 10, предназначенный для передачи, посредством конвертера 110 приводят к внутреннему формату и делят на пакеты, а при необходимости и на сегменты пакетов, готовые пакеты помещают во входной буфер 115.At the second stage, the data stream 10 intended for transmission by the converter 110 is converted to the internal format and divided into packets, and, if necessary, into packet segments, the finished packets are placed in the input buffer 115.

Под «потоком данных» 10 подразумевается предназначенная для отправки совокупность потоков IP пакетов различных потребителей и получателей данных, использующих протоколы передачи данных не ниже сетевого уровня (см. сетевую модель OSI).By “data stream” 10 is meant a set of streams of IP packets intended for sending from various consumers and data recipients using data transfer protocols no lower than the network level (see OSI network model).

Пакет данных, приведенный к внутреннему формату, содержит в себе как оригинальный IP пакет, так и логическую структуру для хранения набора служебной информации, добавляемой впоследствии нумератором 125 для организации процесса пересылки данных: номер пакета, номер сегмента пакета, флаги обработки и идентификатор пересылающего ППУ.The data packet reduced to the internal format contains both the original IP packet and the logical structure for storing a set of service information, which is subsequently added by the enumerator 125 to organize the data transfer process: packet number, packet segment number, processing flags, and identifier of the sending PPU.

Для ожидания дальнейшей обработки Конвертер 110 помещает готовые пакеты внутреннего формата во входной буфер 115.To wait for further processing, Converter 110 places the finished packets of the internal format in the input buffer 115.

Входной буфер 115 используется передающей стороной для компенсации случайных задержек при передаче через ППУ 160i пакетов данных, возникающих при ухудшении или потере связи отдельными ППУ 160i. Тип используемого буфера - FIFO. Во входной буфер 115 пакеты входного потока 10 помещает Конвертер 110, после их конвертации во внутренний формат.The input buffer 115 is used by the transmitting side to compensate for random delays in the transmission of data packets through the PPU 160 i resulting from deterioration or loss of communication by individual PPU 160 i . The type of buffer used is FIFO. In the input buffer 115, packets of the input stream 10 places the Converter 110, after they are converted into an internal format.

Анализатор потоков 120 последовательно вычитывает пакеты данных из входного буфера 115, после чего логически разделяет принимаемый для отправки поток IP пакетов на потоки взаимодействия, которые определяются по уникальному набору параметров: сочетанию пары адресов и портов отправителя и получателя, а также типу используемого протокола (далее - «поток взаимодействия»). Для выделенных потоков взаимодействия анализатор потоков 120 производит анализ передаваемых данных (используемый тип данных, протокол, порт и т.д.) и выставляет флаги обработки: флаг необходимости дублирования, отправки подтверждения после приема пакета и т.д.Stream analyzer 120 sequentially reads data packets from input buffer 115, after which it logically separates the stream of IP packets received for sending into interaction flows, which are determined by a unique set of parameters: a combination of a pair of addresses and ports of the sender and receiver, as well as the type of protocol used (hereinafter - “Flow of interaction”). For the selected interaction flows, the flow analyzer 120 analyzes the transmitted data (the used data type, protocol, port, etc.) and sets the processing flags: the flag of the need for duplication, sending confirmation after receiving the packet, etc.

Затем отдельно для каждого из потоков взаимодействия посредством нумератора 125 последовательно присваивают номера пакетам данных, и номера сегментам пакетов, при наличии таковых.Then, separately for each of the interaction flows, by means of the numbering device 125, numbers of data packets and numbers of segments of packets, if any, are sequentially assigned.

После чего нумератор направляет пакеты данных на переключатель ОУ 135, посредством которого каждому из пакетов задают идентификатор пересылающего оконечного устройства 140i (ОУ) и таким образом распределяют упомянутые пакеты по соответствующим ППУ 160i для отправки на принимающую сторону.After that, the numbering device directs the data packets to the switch of the op-amp 135, by means of which each of the packets is assigned the identifier of the forwarding terminal device 140 i (DT), and thus, the packets are distributed among the corresponding PSU 160 i for sending to the receiving side.

Для отправки через ППУ 160i подготовленных пакетов данных 12, переключатель оконечных устройств 135 выбирает одно ППУ 160i из совокупности активных (работающих в данный момент) (см. Фиг.3).To send prepared data packets 12 through the PU 160 i , the terminal switch 135 selects one PU 160 i from the set of active (currently operating) (see FIG. 3).

После окончания процедуры выбора пакет передается в Оконечное устройство 140i (далее - ОУ), соответствующее выбранному ППУ 160i. Пакет из ОУ 140i передается в драйвер ППУ 150i и далее в ППУ 160i, которое передает его на принимающую сторону. Общее количество пакетов, передаваемых Переключателем оконечных устройств 135 всем работоспособным ОУ 140i в единицу времени, вычисляется в процессе адаптации скорости передачи данных в соответствии с актуальными суммарными характеристиками каналов передачи данных всех работоспособных ОУ.After the selection procedure is completed, the packet is transmitted to the Terminal device 140 i (hereinafter - the DT), corresponding to the selected PPU 160 i . The package from the OS 140 i is transmitted to the driver PPU 150 i and then to the PPU 160 i , which transmits it to the receiving side. The total number of packets transmitted by the Terminal Switch 135 to all operable OS 140 i per unit of time is calculated in the process of adapting the data rate in accordance with the actual total characteristics of the data transmission channels of all operable OS.

Инкапсулятор 130 производит упаковку (инкапсуляцию) пакетов внутреннего формата в пакеты UDP протокола.Encapsulator 130 packages (encapsulates) internal format packets into UDP protocol packets.

Контроль качества используемых каналов связи производится путем регулярной генерации, отправки и замеров времени прохождения контрольных пакетов от передающей стороны к приемной и обратно для каждого ОУ 140i. Создаваемые (см. Фиг.1) генератором контрольных пакетов 180 и отправляемые через ОУ 140i контрольные пакеты 16 содержат сводную информацию по всем ОУ, для каждого ОУ это следующая информация: идентификатор ОУ, время отправки и объем данных, полученных через ОУ с момента отправки предыдущего контрольного пакета.The quality control of the used communication channels is carried out by regularly generating, sending and measuring the transit time of control packets from the transmitting side to the receiving side and back for each OS 140 i . The control packets 16 created (see FIG. 1) by the control packet generator 180 and sent via the OS 140 i contain summarized information on all the OSs, for each OS this is the following information: the ID of the OS, the time of sending, and the amount of data received through the OS from the moment of sending previous controlling interest.

Посредством генератора контрольных пакетов 180 передающей стороны формируют контрольный пакет 16 и передают его на Переключатель оконечных устройств 135, с помощью которого направляют упомянутый контрольный пакет 16 по всем доступным каналам связи на принимающую сторону.By means of the control packet generator 180 of the transmitting side, the control packet 16 is formed and transmitted to the terminal switch 135, by means of which the said control packet 16 is sent via all available communication channels to the receiving side.

На четвертом этапе на принимающей стороне осуществляют получение пакетов, их обработку, а также анализ параметров каналов передачи данных.At the fourth stage, the receiving side receives packets, processes them, and also analyzes the parameters of the data transmission channels.

Принятый поток инкапсулированных данных и контрольных пакетов 20 обрабатывает декапсулятор 210 (см. Фиг.2), извлекая пакеты внутреннего формата из полученных UDP-пакетов и разделяя их на контрольные пакеты и пакеты данных.The received stream of encapsulated data and control packets 20 processes the decapsulator 210 (see FIG. 2), extracting packets of the internal format from the received UDP packets and dividing them into control packets and data packets.

Декапсулятор 210 направляет контрольные пакеты 26 в обработчик контрольных пакетов принимающей стороны 270, а пакеты данных направляет в анализатор потоков принимающей стороны 220.The decapsulator 210 sends control packets 26 to the control packet processor of the receiving side 270, and sends data packets to the flow analyzer of the receiving side 220.

Посредством обработчика контрольных пакетов принимающей стороны 270 для каждого канала связи выполняют измерения и вычисления параметров качества связи, как минимум данные параметры включают в себя значения скорости и задержки передачи данных.By means of the control packet processor of the receiving side 270, measurements and calculations of communication quality parameters are performed for each communication channel, at least these parameters include data rates and transmission delays.

Посредством генератора контрольных пакетов принимающей стороны 280 независимо от получения контрольного пакета 26 с передающей стороны формируют встречный контрольный пакет 27, в который помещают сведения о параметрах качества связи каждого канала связи и направляют встречный контрольный пакет 27 на передающую сторону.By means of the control packet generator of the receiving side 280, regardless of the receipt of the control packet 26, the counter control packet 27 is formed from the transmitting side, in which information about the communication quality parameters of each communication channel is placed and the counter control packet 27 is sent to the transmitting side.

По параметру «время отправки» Обработчик контрольных пакетов 270 на принимающей стороне (см. Фиг.2) вычисляет задержку прохождения контрольного пакета 16. Генератор контрольных пакетов на принимающей стороне 280 создает аналогичный контрольный пакет 27, который содержит вычисленные Обработчиком контрольных пакетов принимающей стороны 270 значения задержки и информацию об объеме полученных от ОУ 140i данных с момента предыдущего замера, после чего контрольный пакет 27 направляют обратно на передающую сторону, а именно на соответствующий обработчик контрольных пакетов передающей стороны 170.Using the “send time” parameter, the Control packet processor 270 on the receiving side (see FIG. 2) calculates the delay in passing the control packet 16. The control packet generator on the receiving side 280 creates a similar control packet 27 that contains the values calculated by the Control packet processor of the receiving side 270 delays and information about the amount of data received from OS 140 i from the moment of the previous measurement, after which the control packet 27 is sent back to the transmitting side, namely to the corresponding processing counter of control packets of the transmitting side 170.

На пятом этапе после получения, по меньшей мере, одного встречного контрольного пакета, посредством обработчика контрольных пакетов 170 передающей стороны выделяют сведения (данные) о параметрах качества связи 19 каждого из каналов связи и передают упомянутые сведения через генератор контрольных пакетов передающей стороны 170 на переключатель ОУ 135. На последнем с учетом полученных сведений обновляют информацию по параметрам качества связи каждого из каналов связи и записывают эти параметры в соответствующие ОУ 140i.In the fifth stage, after receiving at least one counter control packet, information (data) about the communication quality parameters 19 of each of the communication channels is extracted by the control packet processor 170 of the transmitting side and the information is transmitted via the control packet generator of the transmitting side 170 to the op-amp switch 135. At the latter, taking into account the information received, the information on the communication quality parameters of each communication channel is updated and these parameters are recorded in the corresponding OS 140 i .

Затем с помощью переключателя оконечных устройств 135 перераспределяют предназначенные для отправки пакеты данных с учетом изменения параметров качества связи каждого канала связи.Then, using the switch of the terminal devices 135, the data packets intended for sending are redistributed taking into account the change in the communication quality parameters of each communication channel.

При этом каналы связи, не отвечающие условиям заданных параметров качества связи, исключают из распределения. При этом ранее исключенные из распределения каналы связи, восстановившие свои характеристики, включают в распределение.Moreover, communication channels that do not meet the conditions of the specified parameters of communication quality are excluded from the distribution. In this case, the communication channels that were previously excluded from the distribution and have restored their characteristics are included in the distribution.

Распределение пакетов данных по активным каналам производится на основе результатов контроля качества каналов связи. Основной критерий выбора ОУ 140i - максимальная вероятность прохождения отправляемого пакета с минимальными задержками. Для реализации такого выбора создается список активных ОУ, из которого отбрасываются ОУ 140i, не соответствующие критериям качества. Используемые для селекции ОУ 140i параметры качества связи измеряют и вычисляют по результату обработки контрольных пакетов 17, полученных с принимающей стороны. После селекции в списке остаются ОУ 140i, обеспечивающие передачу данных с допустимой задержкой и джиттером. На основе списка ОУ 140i с подходящими для передачи характеристиками. Переключателем оконечных устройств 135 проводится вероятностное распределение пакетов данных по каналам передачи данных, при этом вероятность передачи пакета данных через ОУ прямо пропорциональна качеству канала связи, формируемого ОУ.Distribution of data packets on active channels is based on the results of quality control of communication channels. The main selection criterion for OS 140 i is the maximum probability of passing the packet with minimal delays. To implement this choice, a list of active OS is created, from which OS 140 i that do not meet the quality criteria are discarded. The communication quality parameters used for the selection of OA 140 i are measured and calculated by processing the control packets 17 received from the receiving side. After selection, OA 140 i remains in the list, providing data transmission with an acceptable delay and jitter. Based on a list of opamp 140 i with suitable transmission characteristics. A switch of the terminal devices 135 probabilistically distributes the data packets over the data transmission channels, and the probability of transmitting a data packet through the op-amp is directly proportional to the quality of the communication channel generated by the op-amp.

Через заданный промежуток времени после отправки предыдущего контрольного пакета на генераторе контрольных пакетов передающей стороны формируют очередной контрольный пакет.After a specified period of time after sending the previous control packet on the control packet generator of the transmitting side, the next control packet is formed.

Для успешного восстановления исходного потока данных количество используемых при упорядочивании буферов должно равняться количеству передаваемых потоков.To successfully restore the original data stream, the number of buffers used in ordering should be equal to the number of streams transferred.

На анализаторе потоков 220 принимающей стороны производят анализ полученных данных и логически разделяют данные на потоки взаимодействия 24, после чего потоки взаимодействия 24 направляют на сортировщик 230. Анализатор потоков принимающей стороны 220 проверяет приходящие пакеты на принадлежность к уже обрабатываемым потокам взаимодействия и в случае, если соответствующий поток не найден, производит инициализацию нового буфера в Сортировщике 230.On the flow analyzer 220 of the receiving side, the analysis of the received data is carried out and the data are logically divided into interaction flows 24, after which the interaction flows 24 are sent to the sorter 230. The flow analyzer of the receiving side 220 checks the incoming packets for belonging to the already processed interaction flows and if stream not found, initializes a new buffer in Sorter 230.

Сортировщик 230 упорядочивает полученные пакеты и направляет упорядоченные пакеты в сборщик 240, на котором осуществляют склейку сегментированных пакетов, при наличии таковых, после чего пакеты данных передают на конвертер 250, посредством которого восстанавливают исходный поток данных; таким образом формируют единый высокоскоростной канал передачи данных.Sorter 230 arranges the received packets and sends the ordered packets to the collector 240, where they are glued segmented packets, if any, after which the data packets are transmitted to the converter 250, through which restore the original data stream; thus form a single high-speed data channel.

Сортировщик 230 производит упорядочивание пакетов из принятого потока 23 по выставленным при отправке номерам в потоки взаимодействия 24 (см. Фиг.2). Упорядочивание производится путем выборки пакетов из поступающих от ППУ 160i потоков данных 23i и выстраивания в буфере выбранных пакетов в исходной последовательности потока взаимодействия 24 (см. Фиг.4).Sorter 230 arranges the packets from the received stream 23 according to the numbers set when sending to the interaction flows 24 (see Figure 2). Ordering is performed by selecting packets from the data streams 23 i received from the PPU 160 i and aligning the selected packets in the buffer in the initial sequence of the interaction stream 24 (see FIG. 4).

Из сортировщика 230 поток взаимодействия 24 передают на сборщик 240. Сборщик 240 осуществляет склейку пакетов, сегментированных перед передачей и передает их в конвертер 250.From the sorter 230, the interaction stream 24 is passed to the collector 240. The collector 240 glues the packets segmented before transmission and transfers them to the converter 250.

Посредством конвертера 250 производят преобразование упорядоченных пакетов из внутреннего в исходный формат и передают восстановленный поток данных 25 получателям на указанные в пакетах IP адреса и порты.Using the converter 250, the ordered packets are converted from the internal to the original format and the restored data stream is transmitted to 25 recipients at the IP addresses and ports indicated in the packets.

Возможен вариант исполнения изобретения, где на пятом этапе при упорядочивании пакетов данных сортировщик направляет параллельно по всем каналам связи подтверждения о получении пакетов данных на нумератор передающей стороны, откуда утерянные пакеты данных повторно направляют на принимающую сторону, кроме того, в случае получения дублированного пакета на принимающей стороне, он удаляется сортировщиком в процессе упорядочивания полученных пакетов данных.An embodiment of the invention is possible where, in the fifth step, when ordering data packets, the sorter sends concurrently through all communication channels the acknowledgment of receipt of data packets to the numbering of the transmitting side, from where the lost data packets are re-sent to the receiving side, in addition, in the case of receiving a duplicated packet on the receiving side side, it is deleted by the sorter in the process of organizing the received data packets.

Повторная отправка утерянных при пересылке пакетов используется для отдельных типов пересылаемых данных и регулируется флагом необходимости отправки подтверждения после приема пакета, который выставляется Анализатором потоков 120. При обработке отправляемого пакета с данным флагом. Нумератор 125 помещает копию пакета в свой внутренний буфер, с указанием времени отправки пакета. Сортировщик 230 принимающей стороны (см. Фиг.7, Фиг.8) при получении пакета с указанным флагом формирует и отправляет на передающую сторону служебный пакет-подтверждение 28 с идентификаторами потока взаимодействия и полученного пакета. Для увеличения вероятности и минимизации задержки получения, пакет-подтверждение 28 отправляется параллельно по всем каналам, формируемым ОУ на передающую сторону. На передающей стороне полученный пакет-подтверждение 18 (соответствует отправленному пакету-подтверждению 28) передают на нумератор 125. При получении подтверждения о доставке Нумератор 125 считает сохраненный пакет успешно доставленным и удаляет его из своего буфера. На основе сохраненного времени отправки пакета Нумератор 125 вычисляет время ожидания пакета-подтверждения и, если время ожидания пакета-подтверждения превышает допустимое время ожидания, определяемое в конфигурации параметров потока, Нумератор 125 производит повторную отправку пакета. Общее количество повторных отправок также указывается в параметрах, так как зависит от допустимых задержек при передаче данных.The re-sending of packets lost during forwarding is used for individual types of data being forwarded and is regulated by the flag of the need to send confirmation after receiving the packet, which is set by Flow Analyzer 120. When processing the packet being sent with this flag. Numbering Number 125 places a copy of the packet in its internal buffer, indicating the time the packet was sent. When receiving a packet with the specified flag, the receiving side sorter 230 (see Fig. 7, Fig. 8) generates and sends to the transmitting side a service acknowledgment packet 28 with identifiers of the interaction flow and the received packet. To increase the likelihood and minimize the delay in receipt, a confirmation packet 28 is sent in parallel through all channels generated by the op-amp to the transmitting side. On the transmitting side, the received confirmation packet 18 (corresponds to the sent confirmation packet 28) is sent to the numbering device 125. Upon receipt of the delivery confirmation, the Numbering device 125 considers the saved package to be successfully delivered and removes it from its buffer. Based on the stored packet sending time, Numbering device 125 calculates the waiting time for the confirmation packet and, if the waiting time for the confirmation packet exceeds the allowable waiting time defined in the flow parameter configuration, Numbering 125 re-sends the packet. The total number of retransmissions is also indicated in the parameters, since it depends on the permissible delays in data transfer.

Возможен вариант, когда на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют разгон с целью увеличения его пропускной способности путем передачи большего количества пакетов данных за единицу времени, чем можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи. Под разгоном понимается запрос дополнительных ресурсов передающей среды с целью увеличения пропускной способности канала связи. Запрос дополнительных ресурсов реализуется путем перегрузки канала связи, т.е. попытки передачи большего количества пакетов данных за единицу времени, чем можно передать при расчетной скорости.It is possible that in the fifth stage, overclocking is performed for each communication channel in order to increase its throughput by transmitting more data packets per unit time than can be transmitted at the calculated speed obtained from the control packet for this communication channel. Overclocking is understood as a request for additional resources of the transmission medium in order to increase the throughput of the communication channel. The request for additional resources is implemented by overloading the communication channel, i.e. Attempts to transmit more data packets per unit of time than can be transmitted at design speed.

Разгон канала производится путем постоянных попыток увеличения текущей пропускной способности канала, формируемого ПНУ 160i (см. Фиг.1), путем выдачи в соответствующее ОУ 140i большего количества данных, чем ПНУ 160i передает в текущий момент. В случае, если каналообразующее оборудование имеет резерв пропускной способности, оно увеличивает ширину канала, компенсируя увеличившуюся нагрузку на канал. Данный способ разгона канала показывает хорошие результаты для всех типов ППУ 160i, работающих в разделяемой среде передачи данных (Ethernet, WiFi, 3G/4G).The channel is overclocked by constant attempts to increase the current channel capacity generated by the PND 160 i (see FIG. 1) by issuing more data to the corresponding OS 140 i than the PNU 160 i is transmitting at the moment. If the channel-forming equipment has a reserve of bandwidth, it increases the channel width, compensating for the increased load on the channel. This channel overclocking method shows good results for all types of PPU 160 i operating in a shared data transmission medium (Ethernet, WiFi, 3G / 4G).

Для реализации описанного способа Переключатель оконечных устройств 135 получает прогнозируемую общую скорость исходящего потока умножением вычисленной на основе анализа полученных с принимающей стороны контрольных пакетов текущей суммарной скорости передачи используемых ППУ 160i на величину настраиваемого параметра «коэффициент разгона».To implement the described method, the Terminal Switch 135 receives the predicted total outgoing flow rate by multiplying the current total transmission rate of the used PPU 160 i calculated on the basis of the analysis of the received packets from the receiving side by the value of the adjustable parameter “acceleration coefficient”.

В процессе вероятностного распределения пакетов полученная прогнозируемая скорость исходящего потока используется Переключателем оконечных устройств 135 как верхняя граница суммарной скорости передачи пакетов в ОУ 140i.In the process of probabilistic distribution of packets, the obtained predicted speed of the outgoing stream is used by the Terminal switch 135 as the upper limit of the total transmission rate of packets in the OS 140 i .

При использовании описываемой методики разгона канала рано или поздно возникает ситуация, когда канал связи, формируемый ППУ 160i, не может справится с возросшей нагрузкой и скорость передачи данных через данное ППУ 160i начинает снижаться. В данном случае происходит увеличение времени ожидания отправки пакетов данных во внутреннем буфере ППУ 160i и во Входном буфере 115, превышение максимально допустимой задержки при передаче пакетов данных и, как следствие, потери пакетов при передаче. Для раннего отслеживания подобных ситуаций и минимизации их последствий, в ОУ 140i хранится история изменений значений скорости отправки через соответствующее ППУ 160i. На основе этой информации Переключатель оконечных устройств 135 вычисляет разность значений между текущим и предыдущим значениями скорости канала и если значение разности оказывается ниже нуля - корректирует вычисленную на основании прохождения контрольных пакетов скорость ППУ 160i на величину разности. При этом коррекция не опускает скорректированное значение скорости ниже конфигурационного параметра, определяющего минимальную скорость для данного типа ППУ 160i.When using the described channel acceleration technique, sooner or later a situation arises when the communication channel formed by the PPU 160 i cannot cope with the increased load and the data transfer rate through this PPU 160 i starts to decrease. In this case, there is an increase in the waiting time for sending data packets in the internal buffer of the PPU 160 i and in the Input buffer 115, exceeding the maximum allowable delay in the transmission of data packets and, as a result, packet loss during transmission. For early tracking of such situations and minimizing their consequences, in OS 140 i a history of changes in the values of the sending speed through the corresponding PPU 160 i is stored. Based on this information, Terminal Switch 135 calculates the difference between the current and previous values of the channel speed, and if the difference value is below zero, it corrects the speed of the control panel 160 i calculated based on the passage of the control packets by the difference value. In this case, the correction does not lower the adjusted speed value below the configuration parameter that determines the minimum speed for this type of PUF 160 i .

Возможен так же вариант, что на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют резервирование пропускной способности, поддерживая набранную скорость, путем передачи такого количества пакетов данных за единицу времени, которое можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи. Для обеспечения наличия достаточного количества пакетов данных дублируют пакеты данных, предназначенные для передачи (частично или полностью в зависимости от ширины канала связи и количества пакетов данных для передачи). При этом дополнительно увеличивают надежность и скорость передачи данных.It is also possible that at the fifth stage, for each communication channel, bandwidth is backed up, maintaining the gained speed, by transmitting as many data packets per unit of time that can be transmitted at the calculated speed obtained from the control packet for this communication channel. To ensure the availability of a sufficient number of data packets, data packets intended for transmission are duplicated (partially or completely depending on the communication channel width and the number of data packets for transmission). At the same time, they further increase the reliability and speed of data transfer.

Принятие решения о возможности дублирования передаваемых пакетов данных для автоматического включения и выключения процесса дублирования производится Переключателем оконечных устройств 135 путем сравнения скоростей входного потока 10 и прогнозируемой общей скорости исходящего потока 14. В случае, если прогнозируемая общая скорость превышает входящую не менее чем на 10% и у отправляемого пакета выставлен флаг необходимости дублирования Переключатель оконечных устройств 135 принимает положительное решение о возможности использования дублирования. При этом вероятность дублирования пакета, имеющего выставленный флаг дублирования, пропорциональна превышению прогнозируемой общей скорости исходящего потока над входящей скоростью.The decision on the possibility of duplication of the transmitted data packets for automatic switching on and off of the duplication process is performed by the Terminal device switch 135 by comparing the speeds of the input stream 10 and the predicted total speed of the outgoing stream 14. If the predicted total speed exceeds the incoming by at least 10% and the sending packet has the flag of the need for duplication; the terminal switch 135 makes a positive decision on the possibility of using remote control lation. In this case, the probability of duplication of a packet having the duplication flag set is proportional to the excess of the predicted total speed of the outgoing stream over the incoming speed.

Лучший вариант осуществления изобретенияThe best embodiment of the invention

Описанный способ формирования отказоустойчивого, широкополосного и высоконадежного канала связи достаточен для реализации системы, обеспечивающей формирование одностороннего канала связи, который может использоваться для передачи данных по протоколу UDP. Пример применения такого канала - передача видеосигнала с аналоговой камеры видеонаблюдения, находящейся на удаленном или движущемся объекте.The described method of forming a fault-tolerant, broadband and highly reliable communication channel is sufficient to implement a system that provides the formation of a one-way communication channel that can be used to transmit data via UDP. An example of the use of such a channel is the transmission of a video signal from an analog surveillance camera located on a remote or moving object.

Для формирования канала связи с двухсторонней передачей данных описанным выше способом, следует расположить приемные и передающие части симметрично с обеих сторон канала. Примеры применения подобного канала связи - обеспечение работы системы видеоконференцсвязи на движущемся объекте, предоставление высокоскоростного доступа к ресурсам локальной (глобальной) компьютерной сети с мобильного компьютера (ноутбука), находящегося в удаленном регионе.To form a communication channel with two-way data transmission as described above, the receiving and transmitting parts should be located symmetrically on both sides of the channel. Examples of the use of such a communication channel are ensuring the operation of a video conferencing system on a moving object, providing high-speed access to resources of a local (global) computer network from a mobile computer (laptop) located in a remote region.

При разработке аппаратно-программного комплекса Datacrosser (далее - АПК Datacrosser), в частности, использован описываемый способ формирования прямого и обратного каналов связи. Под прямым каналом связи здесь понимается канал передачи данных от мобильной части комплекса к стационарной, под обратным - от стационарной части комплекса к мобильной.When developing the Datacrosser hardware-software complex (hereinafter referred to as the Datacrosser AIC), in particular, the described method of forming forward and reverse communication channels was used. Here, the direct communication channel is understood as the data transmission channel from the mobile part of the complex to the stationary one, and the reverse - from the stationary part of the complex to the mobile one.

Общая схема работы АПК Datacrosser представлена на Фиг.5. Минимальная конфигурация АПК Datacrosser включает в себя один сервер (Серверная часть АПК) 550 и один мобильный шлюз (Клиентская часть АПК) 520 с шестью встроенными 30-модемами (ППУ) 160i, подключенными не менее чем к двум операторам сотовой связи 530.The general scheme of the Datacrosser APK is shown in FIG. 5. The minimum configuration of the Datacrosser AIC includes one server (Server part of the AIC) 550 and one mobile gateway (Client part of the AIC) 520 with six built-in 30 modems (PPUs) 160 i connected to at least two mobile operators 530.

В режиме передачи видеоданных с аналоговых камер видеонаблюдения АПК Datacrosser работает по следующей схеме (см. Фиг.6):In the mode of transmitting video data from analog CCTV cameras, Datacrosser operates according to the following scheme (see Figure 6):

1. Аналоговый сигнал 61, получаемый с аналоговой видеокамеры 600, Видеокодер 610 преобразует в видеопоток MPEG2TS 62;1. An analog signal 61 received from an analog video camera 600, Video encoder 610 converts MPEG2TS 62 into a video stream;

2. Полученный поток видеоданных Клиентская часть АПК 520 распределяет между шестью подключенными к мобильному шлюзу 30-модемами. Для передачи используется протокол UDP 63, режим ненадежной доставки, позволяющий добиться минимальных задержек при передаче, но не гарантирующий доставку пакетов передаваемых данных;2. The received video stream is distributed by the client part of APK 520 between six 30 modems connected to six mobile gateways. For transmission, UDP 63 protocol is used, an unreliable delivery mode that allows to achieve minimal transmission delays, but does not guarantee the delivery of packets of transmitted data;

3. Серверная часть АПК 550, подключенная к каналам передачи данных сотовых операторов через транспортную сеть провайдера и/или Интернет, на своей стороне получает UDP пакеты 64, распределенные между модемами, и восстанавливает из них исходный поток видеоданных MPEG2TS 65;3. The server side of the APK 550, connected to the data transmission channels of cellular operators via the provider's transport network and / or the Internet, on its side receives UDP packets 64 distributed between the modems and restores the original MPEG2TS 65 video stream from them;

4. Видеосервер 620 предоставляет потребителям в локальной сети 690 доступ к видеопотоку MPEG2TS 65 по протоколам RTSP и RTMP 66.4. The video server 620 provides consumers on the local network 690 with access to the MPEG2TS 65 video stream via the RTSP and RTMP 66 protocols.

В данной схеме Клиентская часть АПК 520 реализует способ обработки пакетов данных перед их отправкой через каналы связи, формируемые ППУ, Серверная часть АПК 550 реализует способ приема и обработки пакетов данных после их передачи через каналы связи, формируемые ППУ. В качестве ППУ используются 3G-модемы, встроенные в мобильный шлюз (клиентскую часть АПК).In this scheme, the Client part of the APK 520 implements a method of processing data packets before sending them through the communication channels generated by the PPU, The server part of the APK 550 implements a method of receiving and processing data packets after their transmission through the communication channels formed by the PPU. As the PPU, 3G modems are used that are built into the mobile gateway (the client part of the agro-industrial complex).

В режиме передачи данных следующих типов: видеосигнала с цифровых (IP) видеокамер, передачи графика устройств видеоконференцсвязи, мобильных и стационарных рабочих станций, серверов и любых других IP-устройств, АПК Datacrosser работает по следующей схеме:In the data transfer mode of the following types: video signal from digital (IP) cameras, graphics transmission of video conferencing devices, mobile and stationary workstations, servers and any other IP devices, the Datacrosser agro-industrial complex works according to the following scheme:

1. Подключенное мобильное клиентское устройство 605 по протоколу DHCP 70 получает IP-адрес от встроенного в АПК DHCP-сервера 630;1. The connected mobile client device 605 via DHCP 70 receives an IP address from the DHCP server 630 built into the AIC;

2. Входной поток данных 69, получаемый от мобильных клиентских устройств 605 для устройств или приложений в локальной (глобальной) сети Клиентская часть АПК 520 распределяет между подключенными к мобильному шлюзу 3G-модемами. Для передачи используется подготовленный к передаче поток данных, инкапсулированный в пакеты UDP 67, передаваемый в режиме с подтверждением (режим надежной доставки), который гарантирует доставку пакетов за счет небольшого увеличения средней величины задержки при передаче;2. The input data stream 69 received from mobile client devices 605 for devices or applications on the local (global) network The client part of the APK 520 distributes 3G modems connected to the mobile gateway. For transmission, a data stream prepared for transmission is used, encapsulated in UDP 67 packets, transmitted in a confirmation mode (reliable delivery mode), which guarantees packet delivery due to a slight increase in the average transmission delay;

3. Серверная часть АПК 550, подключенная к каналам передачи данных сотовых операторов через транспортную сеть провайдера или Интернет, на своей стороне получает принимаемый поток данных, инкапсулированный в пакеты UDP, передаваемый в режиме с подтверждением 68, распределенный между модемами, восстанавливает из них потоки взаимодействия и отправляет их потребителям в локальной (глобальной) сети 690.3. The server side of the APK 550, connected to the data transmission channels of cellular operators through the provider's transport network or the Internet, on its side receives a received data stream encapsulated in UDP packets, transmitted in confirmation mode 68, distributed between modems, restores interaction flows from them and sends them to consumers on the local (global) network 690.

4. Выходной пакет данных 71, получаемый от устройств или приложений 630 в локальной (глобальной) сети для мобильных клиентских устройств 605, Серверная часть АПК 550 распределяет между каналами, создаваемыми подключенными к мобильному шлюзу 3G-модемами. Для передачи принимаемого потока данных, инкапсулированного в пакеты UDP, передаваемого в режиме с подтверждением 68, используется тот же протокол и режим;4. The output data packet 71 received from devices or applications 630 in the local (global) network for mobile client devices 605, the Server part of the APK 550 distributes between the channels created by 3G modems connected to the mobile gateway. The same protocol and mode are used to transmit the received data stream encapsulated in UDP packets transmitted in acknowledgment mode 68;

5. Клиентская часть АПК 520 на своей стороне получает подготовленный к передаче поток данных, инкапсулированный в пакеты UDP 67, распределенный между 3G-модемами, восстанавливает из них потоки взаимодействия 69 и направляет их к потребителям - мобильным клиентским устройствам 605.5. The client part of APK 520, on its side, receives a data stream prepared for transmission, encapsulated in UDP packets 67 distributed between 3G modems, restores 69 interaction streams from them, and sends them to consumers - mobile client devices 605.

В данной схеме и Клиентская часть АПК 520 и Серверная часть АПК 550 реализуют способы обработки пакетов данных перед их отправкой через каналы связи и способ приема и обработки пакетов данных после их передачи через каналы связи, формируемые ППУ. В качестве ППУ также используются 3G-модемы, встроенные в мобильный шлюз (Клиентская часть АПК) 520.In this scheme, both the Client part of the APK 520 and the Server part of the APK 550 implement methods for processing data packets before sending them through communication channels and a method for receiving and processing data packets after their transmission through communication channels formed by the PPU. 3G-modems built into the mobile gateway (Client part of the agro-industrial complex) 520 are also used as PPU.

Заявляемый способ допускает использование следующих возможных проводных и беспроводных ППУ: LTE модем, GSM модем, CDMA модем, WIFI модуль, спутниковый модем, оптический модем, ADSL модем, Ethernet модем. Способ не исключает и использование других возможных типов ППУ.The inventive method allows the use of the following possible wired and wireless control panels: LTE modem, GSM modem, CDMA modem, WIFI module, satellite modem, optical modem, ADSL modem, Ethernet modem. The method does not exclude the use of other possible types of PPU.

Заявляемый способ динамически распределяет данные сетевого уровня взаимодействия между всеми каналами связи в соответствии с их актуальными характеристиками, что гарантирует эффективность использования полосы пропускания каждого канала связи и позволяет достигать минимальных задержек при передаче данных. Кроме того, способ является универсальным и позволяет использовать практически все возможные типы каналов связи.The inventive method dynamically distributes the data of the network level of interaction between all communication channels in accordance with their current characteristics, which guarantees the efficient use of the bandwidth of each communication channel and allows to achieve minimal delays in data transmission. In addition, the method is universal and allows you to use almost all possible types of communication channels.

Claims (12)

1. Способ формирования канала передачи данных, заключающийся в том, что на первом этапе осуществляют поиск всех активных приемо-передающих устройств (ППУ) передающей стороны, определяют тип каждого ППУ и его оператора связи, каждому выявленному активному ППУ присваивают IP адрес с образованием канала связи; на втором этапе поток данных, предназначенный для передачи, посредством конвертера приводят к внутреннему формату и делят на пакеты, а при необходимости и на сегменты пакетов, готовые пакеты помещают во входной буфер; на третьем этапе данные из входного буфера распределяют по активным ППУ передающей стороны и отправляют на принимающую сторону, на четвертом этапе на принимающей стороне осуществляют получение пакетов данных, а затем преобразуют данные из внутреннего в исходный формат с помощью конвертера; отличающийся тем, что на первом этапе для каждого ППУ задают набор индивидуальных настроек, необходимых для его оптимальной работы, включая параметры подключения к сети и допустимые параметры качества связи, и создают оконечное устройство (ОУ), в которое записывают упомянутые индивидуальные настройки и присвоенный IP адрес соответствующего ППУ, оконечные устройства объединяют между собой переключателем оконечных устройств; на третьем этапе из входного буфера данные передают на анализатор потоков передающей стороны, который производит анализ передаваемых данных и логически разделяет данные на потоки взаимодействия, определяемые по набору параметров отправителя, получателя и типа протокола взаимодействия, при этом анализатор потоков каждому из передаваемых пакетов задает режим обработки и требования по качеству передачи, затем отдельно для каждого из потоков взаимодействия посредством нумератора последовательно присваивают номера пакетам данных, а также номера сегментам пакетов при наличии таковых, после чего направляют пакеты данных на переключатель ОУ, посредством которого каждому из пакетов задают идентификатор пересылающего оконечного устройства (ОУ) и таким образом распределяют упомянутые пакеты по соответствующим ППУ; помимо этого посредством генератора контрольных пакетов передающей стороны формируют контрольный пакет, и передают его на переключатель оконечных устройств, с помощью которого направляют упомянутый контрольный пакет по всем доступным каналам связи на принимающую сторону; на четвертом этапе, на принимающей стороне посредством декапсулятора разделяют принятый поток на контрольные пакеты и пакеты данных, причем контрольные пакеты направляют на обработчик контрольных пакетов принимающей стороны, а пакеты данных направляют на анализатор потоков принимающей стороны; посредством обработчика контрольных пакетов принимающей стороны для каждого канала связи выполняют измерения и вычисления параметров качества связи; посредством генератора контрольных пакетов принимающей стороны независимо от получения контрольного пакета с передающей стороны формируют встречный контрольный пакет, в который помещают сведения о параметрах качества связи каждого канала связи и направляют встречный контрольный пакет на передающую сторону; на пятом этапе после получения по меньшей мере одного встречного контрольного пакета посредством обработчика контрольных пакетов передающей стороны выделяют сведения о параметрах качества связи каждого из каналов связи и передают упомянутые сведения через генератор контрольных пакетов передающей стороны на переключатель ОУ, на последнем с учетом полученных сведений обновляют информацию по параметрам качества связи каждого из каналов связи и записывают эти параметры в соответствующие ОУ; затем с помощью переключателя оконечных устройств перераспределяют предназначенные для отправки пакеты данных с учетом изменения параметров качества связи каждого канала связи; при этом каналы связи, не отвечающие условиям заданных параметров качества связи, исключают из распределения; через заданный промежуток времени после отправки предыдущего контрольного пакета на генераторе контрольных пакетов передающей стороны формируют очередной контрольный пакет; на анализаторе потоков принимающей стороны производят анализ полученных данных и логически разделяют данные на потоки взаимодействия, после чего потоки взаимодействия направляют на сортировщик, который упорядочивает полученные пакеты и направляет упорядоченные пакеты в сборщик, на котором осуществляют склейку сегментированных пакетов, при наличии таковых, после чего пакеты данных передают на конвертер, посредством которого восстанавливают исходный поток данных; таким образом формируют единый высокоскоростной канал передачи данных.1. The method of forming a data transmission channel, which consists in the fact that at the first stage they search for all active transmitting and receiving devices (PPU) of the transmitting side, determine the type of each PPU and its communication operator, assign an IP address to each identified active PPU with the formation of a communication channel ; at the second stage, the data stream intended for transmission by means of a converter is converted to the internal format and divided into packets, and, if necessary, into packet segments, the finished packets are placed in the input buffer; at the third stage, the data from the input buffer is distributed over the active PUs of the transmitting side and sent to the receiving side, at the fourth stage, receiving data packets is received at the receiving side, and then the data is converted from the internal to the original format using a converter; characterized in that at the first stage, for each control panel, a set of individual settings is set that is necessary for its optimal operation, including network connection parameters and acceptable communication quality parameters, and a terminal device (OS) is created in which these individual settings and the assigned IP address are recorded corresponding PPU, terminal devices are interconnected by a switch of terminal devices; at the third stage, the data is transferred from the input buffer to the transmitting stream analyzer, which analyzes the transmitted data and logically separates the data into interaction flows, determined by the set of parameters of the sender, receiver, and type of interaction protocol, while the stream analyzer sets the processing mode for each of the transmitted packets and requirements for the quality of transmission, then separately for each of the interaction flows, by means of a numbering device, sequentially assign numbers to data packets, and so the same numbers, if any, to the packet segments, after which the data packets are sent to the DT switch, by means of which each of the packets is assigned the identifier of the forwarding terminal device (DT) and, thus, the packets are distributed according to the corresponding control points; in addition, by means of a generator of control packets of the transmitting side, a control packet is formed, and it is transmitted to the switch of the terminal devices, by means of which the said control packet is sent via all available communication channels to the receiving side; in the fourth step, on the receiving side, by means of a decapsulator, the received stream is divided into control packets and data packets, the control packets being sent to the receiving packet control processor, and the data packets being sent to the receiving flow analyzer; by means of the control packet processor of the receiving side, for each communication channel, measurements and calculation of communication quality parameters are performed; by means of the control packet generator of the receiving side, regardless of the receipt of the control packet from the transmitting side, a counter control packet is formed in which information about the communication quality parameters of each communication channel is placed and the counter control packet is sent to the transmitting side; at the fifth stage, after receiving at least one counter control packet by the control packet control processor of the transmitting side, information about the communication quality parameters of each communication channel is extracted and the information is transmitted through the transmitting packet control packet generator to the op-amp switch; at the last, the information is updated taking into account the received information according to the parameters of the quality of communication of each of the communication channels and record these parameters in the corresponding OS; then, using the switch of the terminal devices, the data packets intended for sending are redistributed taking into account changes in the communication quality parameters of each communication channel; at the same time, communication channels that do not meet the conditions of the specified parameters of communication quality are excluded from the distribution; after a specified period of time after sending the previous control packet, the next control packet is formed on the control packet generator of the transmitting side; on the flow analyzer of the receiving side, the analysis of the received data is carried out and the data are logically divided into interaction flows, after which the interaction flows are sent to the sorter, which organizes the received packets and sends the ordered packets to the collector, where they are glued segmented packets, if any, after which the packets data is transmitted to a converter, by means of which the original data stream is restored; thus form a single high-speed data channel. 2. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что на пятом этапе при упорядочивании пакетов данных сортировщик направляет параллельно по всем каналам связи подтверждения о получении пакетов данных на нумератор передающей стороны, откуда утерянные пакеты данных повторно направляют на принимающую сторону, кроме того в случае получения дублированного пакета на принимающей стороне он удаляется сортировщиком в процессе упорядочивания полученных пакетов данных.2. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that in the fifth step, when organizing data packets, the sorter sends concurrently through all communication channels the receipt of data packets to the numbering of the transmitting side, from where the lost data packets are re-sent to the receiving side, in addition, if a duplicate packet is received on the receiving side, it is deleted by the sorter in the process of organizing the received data packets. 3. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют разгон с целью увеличения его пропускной способности путем передачи большего количества пакетов данных за единицу времени, чем можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи.3. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that in the fifth stage, for each communication channel, overclocking is performed in order to increase its throughput by transmitting more data packets per unit time than can be transmitted at the estimated speed obtained from control packet for this communication channel. 4. Способ формирования канала передачи данных по пп.1-3, отличающийся тем, что на пятом этапе для каждого канала связи осуществляют резервирование пропускной способности, поддерживая набранную скорость, путем передачи такого количества пакетов данных за единицу времени, которое можно передать при расчетной скорости, полученной из контрольного пакета для этого канала связи, а для обеспечения наличия достаточного количества пакетов данных дублируют пакеты данных, предназначенные для передачи.4. The method of forming a data transmission channel according to claims 1 to 3, characterized in that at the fifth stage, for each communication channel, bandwidth is backed up, maintaining the gained speed, by transmitting as many data packets per unit of time that can be transmitted at the estimated speed obtained from the control packet for this communication channel, and to ensure the availability of a sufficient number of data packets duplicate data packets intended for transmission. 5. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован LTE модем.5. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that an LTE modem is used as one of the control panels. 6. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован GSM модем.6. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that a GSM modem is used as one of the control panels. 7. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован CDMA модем.7. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that a CDMA modem is used as one of the controllers. 8. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован WIFI модуль.8. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that a WIFI module is used as one of the control panels. 9. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован спутниковый модем.9. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that a satellite modem is used as one of the controllers. 10. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован оптический модем.10. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that an optical modem is used as one of the controllers. 11. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован ADSL модем.11. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that an ADSL modem is used as one of the controllers. 12. Способ формирования канала передачи данных по п.1, отличающийся тем, что в качестве одного из ППУ использован Ethernet модем. 12. The method of forming a data transmission channel according to claim 1, characterized in that an Ethernet modem is used as one of the controllers.
RU2013143215/08A 2013-09-20 2013-09-20 Method of forming data transmission channel RU2543565C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143215/08A RU2543565C1 (en) 2013-09-20 2013-09-20 Method of forming data transmission channel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143215/08A RU2543565C1 (en) 2013-09-20 2013-09-20 Method of forming data transmission channel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2543565C1 true RU2543565C1 (en) 2015-03-10
RU2013143215A RU2013143215A (en) 2015-03-27

Family

ID=53286559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013143215/08A RU2543565C1 (en) 2013-09-20 2013-09-20 Method of forming data transmission channel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2543565C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018097921A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Extreme Networks, Inc Correlating and load balancing ims traffic in a visibility network

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2262209C2 (en) * 1998-11-09 2005-10-10 Каналь+Сосьетэ Аноним Method for transferring information, concerning a group of services, in digital communications system
RU2280951C2 (en) * 2002-11-07 2006-07-27 Эл Джи Электроникс Инк. Method and device for multiplexing logic channel in mobile communication system
RU2316130C2 (en) * 2001-10-25 2008-01-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and system for transmission of ip-packets by combining several radio communication channels for high speed data transmission

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2262209C2 (en) * 1998-11-09 2005-10-10 Каналь+Сосьетэ Аноним Method for transferring information, concerning a group of services, in digital communications system
RU2316130C2 (en) * 2001-10-25 2008-01-27 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and system for transmission of ip-packets by combining several radio communication channels for high speed data transmission
RU2280951C2 (en) * 2002-11-07 2006-07-27 Эл Джи Электроникс Инк. Method and device for multiplexing logic channel in mobile communication system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018097921A1 (en) * 2016-11-25 2018-05-31 Extreme Networks, Inc Correlating and load balancing ims traffic in a visibility network
US10965738B2 (en) 2016-11-25 2021-03-30 Extreme Networks, Inc. Correlating and load balancing IMS traffic in a visibility network

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013143215A (en) 2015-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7556579B2 (en) Packet transmission system and method
Ramaboli et al. Bandwidth aggregation in heterogeneous wireless networks: A survey of current approaches and issues
EP3136651B1 (en) Network management
US8265076B2 (en) Centralized wireless QoS architecture
CA2842098C (en) A system and method for transmission of data signals over a wireless network
US9325628B2 (en) Packet handling method, forwarding device and system
WO2020022209A1 (en) Network control device and network control method
US11949512B2 (en) Retransmission of data in packet networks
US20120008496A1 (en) System, method and computer program for intelligent packet distribution
CA3149828A1 (en) Systems and methods for managing data packet communications
US20200120152A1 (en) Edge node control
CN111669665B (en) Real-time pushing method of media stream and server
US9986010B2 (en) System and method for controlling video and/or audio streams in a web browser
RU2543565C1 (en) Method of forming data transmission channel
US9401867B2 (en) Method of handling transmission of data to a mobile device through multiple channels
US12034558B2 (en) Content distribution system, multicast unicast / multicast multicast converter, multicast unicast converter, content distribution method and content distribution program
KR20210077841A (en) Method and apparatus for providing high quality real time media streaming service with low latency
WO2022059162A1 (en) Wireless communication system, wireless communication method, and access point device
Zhang et al. An optimized BBR for multipath real time video streaming
Jung et al. Enhanced stream control transmission protocol with access frequency control
CN116389363A (en) Congestion control for networks using deployable INT
CN114760358A (en) Application layer adaptive data forwarding system for distinguishing real-time and non-real-time data streams
JP2014078895A (en) Server device and communication system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180921

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190814