Beschreibung
Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung und gegebenenfalls zur Steuerung der Übertragungskapazität einer Datenübertragungsstrecke
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Überwachung und gegebenenfalls zur Steuerung der Übertragungskapazität einer zwischen zwei Dateneinrichtungen bestehenden, zur Übertragung von Signalen, insbesondere von Datensignalen, genutzten Datenübertragungsstrecke, auf der ein Primarkanal relativ geringer Übertragungskapazität, deren Hohe gegebenenfalls von außerhalb der Kontrolle der beiden Dateneinrichtungen liegenden Einflüssen abhangt, genutzt wird, der durch einen oder mehrere Sekundarkanale relativ hoher Übertragungskapazität ersetzbar oder erganzbar ist.
Bei dem vorstehend bezeichneten Verfahren und bei der vorstehend erwähnten Schaltungsanordnung wird insbesondere berücksichtigt, daß das Zuschalten eines Sekundarkanals von einer der beiden Dateneinrichtungen veranlaßt werden muß. Dabei kon- nen Situationen auftreten, daß das betreffende Zuschalten erst veranlaßt werden kann, nachdem sich die beiden Dateneinrichtungen mittels entsprechender Kommunikation, d e über den Primarkanal abgewickelt wird, darüber verstandigt haben.
In diesem Zusammenhang kann allerdings die Situation entstehen, daß das betreffende Zuschalten - etwa zur Übertragung einer anstehenden, großen Datenmenge - dringend erforderlich ist, daß gleichzeitig aber der Primarkanal bereits überlastet ist, da über ihn bereits die Übertragung einer großen Daten- menge erfolgt und/oder da dessen Kapazität aufgrund äußerer, nicht unter der Kontrolle der Datenendemrichtung stehender Einflüsse, abgesunken ist. In diesem Fall kann dann eine vor
der Veranlassung der Zuschaltung eines Sekundarkanals erforderliche Kommunikation der Dateneinrichtungen bisher nicht oder nur stark verzögert erfolgen, so daß die dringend notige Zuschaltung des Sekundarkanals nicht oder nur stark verzögert erfolgen kann. Dies macht die Datenübertragung und die Kanalverwendung dann sehr ineffizient.
Eine Verfahrensweise der gerade betrachteten Art ist nun beispielsweise im Zusammenhang mit der Übertragung von Daten- Signalen zwischen einem ISDN-Basisanschluß und einem Einwahlknoten in ein Netz, welches als IP-basiertes Netz, das ist ein auf der Basis eines Internet-Protokolls arbeitendes Netz, einen Zugang zum Internet bzw. zu einem Intranet ermöglicht, bekannt und in der Druckschrift "Always On/Dyna ic ISDN" von A. Kuz a, Intel Corporation, Oktober 1997 beschrieben, die von der Vendors ' ISDN Association im Internet unter http://www.via-ISDN.org/ publiziert worden ist. In dieser Druckschrift sind überdies die vorstehend betrachteten Maßnahmen beschrieben, die eine Datenübertragung über eine Daten- ubertragungsstrecke zwischen einem zu dem erwähnten ISDN-Basisanschluß gehörenden Computer bzw. Personalcomputer, der auch als AO/DI-Client (aus dem Englischen (Always On/Dynamic ISDN) bezeichnet ist, und einem Einwahlknoten m das IP-ba- sierte Internet bzw. Intranet ermöglichen. Ein derartiger Em- wahlknoten wird auch als AO/DI-PoP (aus dem Englischen Always On/Dynamic ISDN-Point of Presence) bezeichnet.
Im Hinblick auf die vorstehend erwähnte Datenübertragungsstrecke mit der relativ niedrigen Übertragungskapazität ist hier noch anzumerken, daß diese Datenübertragungsstrecke in der Regel nicht nur für eine Verbindung zwischen lediglich einem Computer bzw. Personalcomputer und einem Einwahlknoten genutzt wird, sondern abschnittsweise auch gleichzeitig für eine Mehrzahl solcher Verbindungen benutzt wird, und zwar auf einer Zeitteilbasis . Bei den so verfugbaren Datensignalubertragungs-
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und daß die Zeitspanne zwischen dem Aussenden eines Pruf- signals von der genannten einen Dateneinrichtung und dem Eintreffen eines auf dieses hin von der genannten anderen Dateneinrichtung zurückgesendeten Antwortsignals mit einer vorge- gebenen, einer bestimmten Übertragungskapazität des Primar- kanals der Datenübertragungsstrecke entsprechenden SchweUwertzeit unter Bildung eines Vergleichsergebnisses verglichen wird, auf das hm ein diesem entsprechendes Ubertragungskapa- zitats-Signal gebildet wird, durch welches insbesondere ein Uberlastungszustand des Primarkanals anzeigbar ist.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise die Übertragungskapazität auf der erwähnten Datenübertragungsstrecke überwacht werden kann, so daß von der jeweiligen Dateneinrichtung auf das dort erfugbare Uberwa- chungsergebnis hin, welches insbesondere einen Uberlastungszustand des Primarkanals anzeigen kann, entsprechende Maßnahmen getroffen werden können. Diese Maßnahmen laufen darauf hinaus, daß von der betreffenden Dateneinrichtung aus auf das erwähnte Übertragungskapazitatssignal hm in dem Fall, daß dieses eine Überlastung der genannten Datensignalubertragungsstrecke anzeigt, zusätzliche Übertragungskapazität angefordert wird. Im Falle der eingangs als Beispiel erwähnten Kanalanordnung am ISDN-Basisanschluß kann die zusatzliche Übertragungskapazität dann dadurch bereitzustellen sein, daß für die Datensignal- ubertragung als Sekundarkanal wenigstens ein Nutzkanal bzw. B-Kanal zusatzlich zu dem für die Datensignalubertragung bisher genutzten Primär- bzw. D-Kanal angefordert und für eine Datensignalubertragung mitgenutzt wird.
Somit können gemäß der Erfindung ein Uberlastungszustand der benutzten Datenübertragungsstrecke frühzeitig erkannt und geeignete Maßnahmen, insbesondere das Zuschalten eines Sekundarkanals, sofort eingeleitet werden. Ist dazu eine Kommunikation zwischen den Endeinrichtungen über den Primarkanal erforderlich, so kann diese also ausgeführt werden, bevor der bereits
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Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die Zeitdauer zwischen dem Erkennen des Bedarfs eines Sekundarkanals und dem Zuschalten dieses Kanals nicht unnötig verlängert wird.
Vorzugsweise werden im bereits erwähnten Falle eines diensteintegrierenden digitalen Kommunikationsnetzes (ISDN) als Primarkanal ein geschalteter virtueller Kanal (Switched Virtual Circuit) , der streckenweise innerhalb eines D-Kanals verlauft, und als Sekundarkanal ein B-Kanal verwendet. Damit kann m vorteilhafter Weise eine effiziente Datensignalubertragung zwischen den beiden genannten Dateneinrichtungen m einem diensteintegrierenden digitalen Kommunikationsnetz vorgenommen werden.
Zweckmaßigerweise werden als Prufsignal bzw. Antwortsignal die Nachrichten-Signale EchoRequest bzw. EchoReply eines Internet- Verbmdungskontrollprotokolls verwendet. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß Signale gemäß einem ohnehin vorhandenen Ubertragungsprotokoll genutzt werden können.
Von Vorteil ist es ferner, wenn vor Aufbau eines B-Kanals Nachrichten-Signale eines Bandbreiten-Zuteilungsprotokolls (Bandwidth Allocation Protocol) zur Aushandlung der zu benutzenden Bandbreite bzw. Übertragungskapazität verwendet und anderen Daten gegenüber bei der Übertragung vorgezogen werden. Dadurch können hier einfach Signale eines vorhandenen Band- breiten-Zuteilungsprotokoll genutzt werden.
Zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann eine Schaltungsanordnung verwendet werden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens einer von zwei über eine Datenübertragungsstrecke mit einander verbundenen Dateneinrichtungen eine Uberwachungsemrichtung zugehörig ist, die einen Zeitvergleich zwischen einer Meßzeitspanne von der Abgabe ei- nes Prufsignals von der betreffenden Dateneinrichtung an die andere Dateneinrichtung bis zum Eintreffen eines Antwort-
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nannter D-Kanal mit maximal 16 kBit/s sowie zwei B-Kanale mit je 64 Bit/s zur Verfugung. Über den D-Kanal wird eine permanente Verbindung des Basisanschlusses mit dem Netz hergestellt, genauer gesagt, mit einem dafür geeigneten Netzknoten, einem sogenannten Ortsvermittlungsamt. Er dient einerseits dazu, Nachrichten zwischen Endgeraten und Ortsvermittlungsamt auszutauschen, andererseits erlaubt er aber auch den Aufbau und Betrieb eines virtuellen Kanals, eines sogenannten SVC- Kanals (Switched Virtual Circuit) zur Datenübertragung zu ei- nem anderen Endgerat am Netz. Die B-Kanale werden bei Bedarf verwendet; sie werden auf Veranlassung eines Endgerats am Basisanschluß zu anderen, vom veranlassenden Endgerat ausgewählten Netzteilnehmern durchgeschaltet.
Der SVC-Kanal kann bei dem Verfahren gemäß der Erfindung als
Primarkanal zwischen zwei Dateneinrichtungen dienen; die B-Kanale können als Sekundarkanale dienen. Die Kapazität des SVC- Kanals ist m dieser Situation naturgemäß auf einen Wert kleiner oder gleich 16 kBit/s beschrankt. Üblicherweise kann diese Maximalkapazitat aber keineswegs allen Basisanschlussen an einer Ortsvermittlungsstelle gleichzeitig angeboten werden, da eine Vielzahl von SVC-Kanalen zumindest abschnittsweise auf gemeinsam genutzten Leitungen im Multiplexbetrieb auftreten. Dies geschieht m der Regel schon m der Ortsvermittlungs- stelle und auch auf weiteren Abschnitten des Weges des jeweiligen SVC-Kanals im Netz. Die verfugbare Bandbreite des jeweiligen SVC-Kanals hangt also nicht nur von der Nutzung des betreffenden SVC-Kanals durch die zwei Endgerate, die er verbindet, ab, sondern auch vom Einfluß fremder Vekehrsstrome .
Im Zusammenhang mit der Datensignalubertragung m einem diensteintegrierenden digitalen Netz wird nun das eingangs bereits erwähnte Verfahren mit dem Namen "Always On/Dynamic ISDN" (kurz AO/DI) benutzt, das m der oben zitierten Druck- schπft gleichen Titels, von A. Kuzma, Intel Corporation, Oktober 1997, beschrieben wurde. Dabei agieren einerseits ein
sogenannter Client, m der Regel e n Personalcomputer an einem ISDN-Basisanschluß, und andererseits ein sogenannter PoP (Point of Presence) , der ebenfalls ans ISDN angeschlossen ist (der andererseits aber auch an das Internet oder an ein Intra- net angeschlossen ist und dazu dient, Clients den Zugang zum Internet oder einem Intranet zu gewahren) , als Dateneinrichtungen bei dem oben beschriebenem Verfahren. Ein SVC-Kanal dient als Primarkanal, wobei bei Bedarf nach vorausgehender Verhandlung zwischen Client und PoP wenigstens ein zusatz- licher B-Kanal als Sekundarkanal aufgebaut werden kann.
Zur Kommunikation werden bei der AO/DI-Verfahrensweise eine Reihe von von der IETF (Internet Engineering Task Force) standardisierten Protokollen genutzt, insbesondere das "Link Con- trol Protocol" (LCP) und das "Bandwidth Allocation Protocol" (BAP) . Die Nachrichten-Signale "EchoRequest" bzw. "EchoReply" des LCP-Protokolls, können, wie oben ausgeführt, als Pruf- signal bzw. Antwortsignal bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden. Die Nachrichten-Signale des BAP-Proto- kolls dienen zur Aushandlung des Zuschaltens zusätzlicher B-
Kanale; es handelt sich also bei ihnen um diejenigen Nachrichten-Signale, die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung gegebenenfalls einer anstehenden Datenübertragung vorgezogen werden.
Nunmehr wird die Erfindung anhand eines m einer Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert.
In der Zeichnung ist schematisch eine Teilnehmersteile SUB eines Kommunikationsnetzes dargestellt, bei der es sich im vor- liegenden Fall um einen ISDN-Basisanschluß handelt. Die betreffende Teilnehmersteile ist mit einer Reihe von Geraten über eine Anschlußschaltung COC an einer Vermittlungseinrichtung des betreffenden Kommunikationsnetzes angeschlossen.
Zu den dargestellten Geraten gehört ein Telefon-Endgerat TEL, ein Faksimile- bzw. Fax-Endgerat FX und ein Heim- bzw. Perso-
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zugehorenden Verb dungsleitungen TLl und TL2, im folgenden kurz als Primarkanal bezeichnet, verbunden. An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Weichenschaltung derart betreibbar ist, daß sie ihrem Eingangsanschluß A zugefuhrte Datensignale zum Anschluß C hmzuleiten und über diesen dem Primarkanal D zuzuführen gestattet und daß sie dem betreffenden Anschluß C vom Kanal D her zugefuhrte Datensignale zum Ausgangsanschluß B hmzuleiten gestattet.
Mit einem weiteren Eingang der zuvor erwähnten ODER-Schaltung OG ist eine Verbmdungsleitung L3 verbunden, über die Datensignale von dem Personalcomputer PC abgebbar sind.
Mit der zuvor erwähnten Ausgangsleitung L2 des Signalgenera- tors SIG ist ferner ein Zeitglied TIM emgangsseitig verbunden. Ausgangsseitig ist das betreffende Zeitglied TIM mit einem Eingang IN3 der Verarbeitungsschaltung PRC verbunden.
Die Verarbeitungsschaltung PRC weist neben den zuvor betrach- teten Eing ngen INI bis IN3 noch zwei weitere Eingänge IN4 und IN5 auf, denen für Vergleichszwecke dienende Signale über Anschlüsse TI bzw. T2 zugeführt werden. Dem Anschluß TI wird dabei ein für eine SchweUwertzeit charakteristisches Ver- gleichssignal zugeführt, und dem Anschluß T2 wird em für eine festgelegte Zeitdauer (dumm) charakteristisches Signal zugeführt, dessen Zeitdauer - wie nachstehend noch erläutert werden wird - im Hinblick auf die Übertragungskapazität der durch den Primarkanal D, TLl, TL2 gebildeten Datenübertragungsstrecke als noch nicht überlastet angesehen wird.
Die Verarbeitungsschaltung PRC enthalt im vorliegenden Fall drei Ausgange, die mit OV, TCA bzw. DAC bezeichnet sind und mit denen Steuerleitungen L4, L5 bzw. L6 verbunden sind. Am Ausgang OV der Verarbeitungsschaltung PRC tritt dann e Aus- gangssignal, beispielsweise em "1"-Sιgnal auf, wenn - wie nachstehend noch ersichtlich werden wird - em Uberlastungszu-
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ner Zahler mit seinem Zahlbetrieb auf die Ansteuerung des Eingangs INI der Verarbeitungsschaltung durch em PrüfSignal. Der betreffende Zahler stoppt seinen Zahlvorgang mit Eintreffen eines Antwortsignals an seinem Eingang IN2. Em der so er it- telten Zeitspanne entsprechendes Signal kann dann mit einem der erwähnten Schwellwertzeit entsprechenden Signal verglichen werden, welches dem Anschluß TI zugeführt wird.
Auf den Vergleich der Meßzeitspanne mit der SchweUwertzeit hm wird em Vergleichsergebnis gebildet, auf das hm em diesem entsprechendes Ubertragungskapazitats-Signal gebildet wird. Im vorliegenden Fall wird insbesondere bei Feststellung, daß die Meßzeitspanne großer ist als die SchweUwertzeit, vom Ausgang OV der Verarbeitungsschaltung PRC em den Uberla- stungszustand der Datenübertragungsstrecke, das heißt des Primarkanals D, TLl, TL2 anzeigendes Meldesignal abgegeben. Auf dieses Meldesignal hm kann dann auf der Seite der genannten einen Dateneinrichtung, das heißt des Personalcomputers PC entschieden werden, für eine geplante Datensignalubertragung zusätzliche Übertragungskapazität anzufordern. Diese zusatzliche Übertragungskapazität kann dann nicht mehr auf der durch den Primarkanal D, TLl, TL2 der Datenübertragungsstrecke zur Verfugung gestellt werden, sondern hierfür kommt wenigstens einer der noch vorhandenen Nutzkanale Bl, B2 als Sekundarkanal m Frage, der hier über eine andere Strecke verlauft als der Primarkanal. Dieser Sekundarkanal kann dann anstelle des bisher für eine Datensignalubertragung zur Verfugung stehenden Primarkanals für die Datensignalubertragung oder zusatzlich zu diesem genutzt werden.
Um em einen Uberlastungszustand der Datenübertragungsstrecke, das heißt des D-Kanals und der Verbmdungsleitungen TLl, TL2 anzeigendes Meldesignal auch in dem Fall zu erhalten, daß von der erwähnten anderen Dateneinrichtung POP kein Antwortsignal oder em solches erst nach längerer Zeit als der erwähnten
SchweUwertzeit abgegeben bzw. auf der Seite der genannten ei-
nen Dateneinrichtung (PC, COC) erhalten wird, ist das oben erwähnte Zeitglied TIM vorgesehen. Dieses Zeitglied TIM gibt nach Ablauf einer festgelegten Zeitspanne auf seine Ansteue- rung durch em Prufsignal hm em Ausgangssignal ab, welches vor Eintreffen eines Antwortsignals von der erwähnten anderen Dateneinrichtung POP die Abgabe eines den Uberlastungszustand der Datenübertragungsstrecke D, TLl, TL2 anzeigendes Meldesignal bewirkt. Dabei kann em der betreffenden festgelegten Zeitspanne dieses Zeitgliedes TIM entsprechendes Signal mit der erwähnten SchweUwertzeit verglichen werden, wobei die
Zeitspanne des Zeitgliedes TIM so bemessen ist, daß sie gerade einem festgelegten bestimmten Belastungszustand und damit Übertragungskapazität der Datenübertragungsstrecke D entspricht .
Die beschriebene Prüfung der Übertragungskapazität wird in regelmäßigen Zeltintervallen vorgenommen.
Um bei Vorliegen einer einen vorgegebenen Mengen-Schwellwert überschreitenden Menge von Daten bzw. Datensignalen, die von dem Personalcomputer PC der genannten einen Dateneinrichtung an die andere, das heißt zweite Dateneinrichtung POP zu übertragen sind und für deren Übertragung beispielsweise eine Übertragungskapazität erwünscht ist, wie sie durch die bei dem zuvor betrachteten Zeitvergleich erwähnte vorgegebene bestimmte Übertragungskapazität mindestens gegeben ist, mit der Datensignalubertragung erst bei Verfügbarkeit einer ausreichenden Übertragungskapazität zu beginnen, kann vorzugsweise vor Aussenden dieser Datensignale zunächst eine gezielte Uberwa- chung der Übertragungskapazität der Datenübertragungsstrecke bzw. des Primarkanals D, TLl, TL2 vorgenommen werden. Dazu kann von der genannten einen Dateneinrichtung PC wiederum em Prufsignal ausgesendet werden, auf das hm von der genannten anderen Dateneinrichtung e Antwortsignal zurückgesendet wird. Die Zeitspanne zwischen dem Aussenden des Prufsignals und dem Eintreffen des Antwortsignals m der betreffenden ei-
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Darüber hinaus ist die Erfindung zur Überwachung der Übertragungskapazität zwischen zwei Dateneinrichtungen lediglich m ihrer Anwendung bei der genannten einen Dateneinrichtung erläutert worden, die bei dem betrachteten Ausfuhrungsbeispiel durch den Computer PC und die mit diesem zusammenwirkende An- schlußschaltung COC gebildet ist. Die Erfindung ist jedoch m entsprechender Weise auch bzw. sogar zusätzlich auf bzw. von der Seite der erwähnten anderen Dateneinrichtung, dem Einwahlknoten POP einsetzbar. Grundsatzlich ist die vorliegende Er- findung somit in bzw. von wenigstens einer der beiden betrachteten Dateneinrichtungen einsetzbar.