WO2004112320A1 - Verfahren zur datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden mobilfunknetz - Google Patents

Verfahren zur datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden mobilfunknetz Download PDF

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WO2004112320A1
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Wolfgang Hahn
Mirko Schramm
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a method for data traffic separation in a packet-oriented mobile radio network. It is important for network operators to be able to distinguish traffic flows from subscribers, especially in IP-based networks. Such a separation allows a network operator, for example, to grant the subscribers different authorizations for the quality and quality of service of a data transmission, which is referred to as "Quality of Service * - in short: QoS -, or to charge the subscribers using different methods.
  • the access point name is linked to a so-called PDP (Packet Data Protocol) context, which represents a Layer2 connection.
  • PDP Packet Data Protocol
  • Context and only one access point name based on the IP packets, that is, on Layer3 basis, to be able to distinguish the data traffic, that is, the data streams.
  • traffic plane handling function is defined, for example, for data streams and their handling. In the broader sense, this is a processing unit that can perform data stream-specific treatments or functions. These treatments can relate, for example, to charging or QoS.
  • a method for data traffic separation in a packet-oriented mobile radio network in which data traffic arising in an access network node of the mobile radio network, consisting of a plurality of Layer2 connections each comprising a plurality of data streams, is specifically separated with respect to a connection and / or data stream-specific treatment and, if necessary, is routed proportionally via a processing unit that carries out a corresponding connection and / or data stream-specific treatment.
  • a GPRS network is preferably used as the mobile radio network.
  • the access network node then corresponds to a GGSN.
  • Layer2 connections are generally terminated in the access node. If the access node decides to forward a Layer2 connection to the processing unit, this can take the form of the complete Layer2 connection, which must then be terminated in the processing unit, or the Layer2 connection is terminated in the access node and only that in Layer2 Data contained in the connection are forwarded to the processing unit. In the context of the present invention, Layer 2 connections are referred to in both cases.
  • a control function within the access network node decides on the basis of application-specific information and / or local information from an im Access network node integrated information unit whether a
  • Layer2 connection is to be routed via the processing unit, where connection and / or data stream-specific treatments are then carried out on the basis of the application-specific information and / or local information.
  • the application of an information control unit When establishing communication with an application on the part of a subscriber, the application of an information control unit preferably transmits application-specific information, a so-called policy. Information and rules with which a network operator can influence the treatment of services in his network are referred to as policies.
  • the information control unit then authorizes the access network node of the mobile radio network via an interface or an interface to set up one or more Layer2 connections each comprising a plurality of data streams for the requested application and transfers the application-specific information, that is to say the policy.
  • a control function within the access network node decides on the basis of the application-specific information and / or local information or policies of an information unit integrated in the access network node whether the Layer 2 connection or connections are to be routed via the processing unit, where onspecific information and / or local information connection and / or data stream specific treatments are carried out.
  • the information control unit forwards the application-specific information with regard to a connection-specific treatment of the one or more Layer2 connections to the access network node and the application-specific information regarding a data stream-specific treatment of data streams within the one or more Layer2 connections directly to the processing unit.
  • the control function within the access network node first decides on the basis of the application-specific information and / or local information or policies relating to the connection-specific treatment of the one or more Layer2 connections whether the Layer2 connection or connections are sent to the processing unit or not.
  • the Layer2 connection or connections takes place and the individual data streams are treated differently according to the application-specific information.
  • a hierarchical separation of the data traffic consisting of a plurality of Layer2 connections each comprising several data streams, is thus carried out.
  • a separation takes place in the access network node on the basis of application-specific information and / or local information or policies with regard to connection-specific treatment; If, according to the information, one or more Layer2 connections of the data traffic are to be subjected to a specific treatment, these Layer2 connections of the data traffic must be routed through the processing unit so that they can be subjected to this treatment there. These Layer 2 connections of the data traffic are then passed completely, that is to say with all their data streams, via the processing unit. by virtue of Further application-specific information, which now does not relate to a connection-specific but a data stream-specific treatment, is carried out in the processing unit if necessary, a further separation, but this time on the basis of the data streams. Those data streams are then filtered out which are subjected to a special treatment in accordance with the application-specific information with regard to the data stream-specific treatment.
  • the information control unit passes the application-specific information relating to a data stream-specific treatment of data streams within a Layer2 connection indirectly to the processing unit via the access network node.
  • the access network node then recognizes from the presence of data stream-specific information that the data of one or more specific Layer2 connections in which the corresponding data streams are located must be routed via the processing unit.
  • the application of the information control unit particularly preferably transmits charging information as application-specific information.
  • This application-specific information can in turn refer to a connection-specific treatment or to a data stream-specific treatment. This means, for example, that an entire Layer2 connection is not billed or is billed at special tariffs or that certain data streams of a Layer2 connection are not billed or are billed at special tariffs. If, for example, an entire Layer2 connection is not billed, this Layer2 connection will not be charged the processing unit, since no further treatment is necessary. This pre-separation of the Layer2 connections by the control unit in the access network node relieves the processing unit considerably.
  • local information or policies can also be stored in the access network node, according to which the control function in the access network node must comply.
  • Such local information is generally configured by an operator. So-called network management methods (Operation Administration Management methods) are used for this.
  • This local information is static, which means that it applies equally to all Layer2 connections. Dynamic information applies only to a special Layer2 connection or to special data streams encompassed by a Layer2 connection and preferably reaches the access network node via the information control unit during the signaling and authorization of the Layer2 connection. This dynamic information is transmitted from an application to the information control unit.
  • the information on the basis of which the control function for a Layer2 connection must decide whether or not to route the Layer2 connection via the processing unit is preferably billing information and / or QoS information.
  • the information control unit sends an explicit indicator to the access network node as application-specific information, which gives the control function the instruction to use the relevant Layer2- To route connection or the PDP context via the processing unit.
  • the control function now decides on the path of the corresponding Layer2 connection in accordance with application-specific information which it received via the information control unit. However, the control function can also decide on the path of a Layer2 connection only on the basis of local information without receiving application-specific information from the information control unit. If local and application-specific information from the information control unit is available at the same time, a priority can be set, e.g. Application-specific information has a higher priority than local one. Local information that is statically stored in the access network node could, for example, include that certain destination IP addresses are not billed or that certain QoS classes are subjected to a certain billing, which means that the corresponding Layer2 connection is forwarded via the Machining unit unnecessary or enforced.
  • application-specific information can include charging information, on the basis of which the control function in the access node can decide whether it can carry out the charging itself or must route the corresponding Layer2 connection via the processing unit.
  • a charge information or charge policy can, for example, stipulate that no charge, a time charge, an IP volume charge, an offline or an online charge is made. Depending on the type of charging, the corresponding data traffic must be routed via the processing unit or not.
  • the application-specific information is routed to the access network node via an authentication, authorization and accounting server (AAA server), in particular via a remote access dial-in user server (RADIUS).
  • AAA server authentication, authorization and accounting server
  • RADIUS remote access dial-in user server
  • the present invention comprises a mobile radio network which has at least one access node with a control function for separating data traffic occurring in the access network node, consisting of a plurality of Layer2 connections each comprising a plurality of data streams, in accordance with predetermined information, and a processing unit for handling separations separated by the control function and has Layer2 connections forwarded to the processing unit.
  • the mobile radio network preferably further comprises an information control unit for receiving, evaluating and promptly forwarding application-specific information to the control function of the access network node.
  • the processing unit comprises a filter function which can separate data streams in accordance with data stream-specific information within incoming Layer2 connections, so that these data streams can be subjected to a data stream-specific treatment in the processing unit.
  • the processing unit is integrated in the access network node.
  • the mobile radio network is preferably a GPRS network, the access network node then corresponding to a GGSN.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a sequence of a partial step of another embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 Schematic representation of a sequence of a sub-step of another embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 1 A section of a mobile radio network GPRS is shown schematically in FIG.
  • An access network node access gateway
  • the GGSN terminates Layer2 connections or PDP contexts via an access network, for example via a radio network.
  • a processing unit is shown, which is also referred to as a traffic plane handling function or IP flow handler for short.
  • This processing unit can perform data flow-specific, that is to say IP Flow-specific functions, such as, for example, with regard to a specific charging or a specific transmission quality (QoS).
  • the processing unit or the IP Flow Handler separately from the access network node or the GGSN. However, it can also be integrated in the access network node.
  • an information regulation unit also referred to as a Policy Decision Function PDF
  • An IP mutlimedia subsystem briefly referred to as IMS
  • IMS IP mutlimedia subsystem
  • the information control unit PDF thus controls or authorizes the GGSN via an interface 2) when establishing, for example, a Layer2 connection, that is to say a PDP context.
  • a control function S is implemented in the GGSN, which can use various information to decide whether or not a Layer2 connection or a PDP context is routed via the IP Flow Handler.
  • application-specific policies that reach the GGSN via the interface 2) from the information control unit PDF or local policies of an internal policy function can be used.
  • Local policies that are stored in an internal policy function in the GGSN are configured by the operator and are static. This means that these types of policies apply equally to all PDP contexts.
  • Dynamic policies that are passed from a specific application via an interface 1) to the information control unit PDF and from there via an interface 2) to the GGSN only apply to a specific PDP context. Such policies are preferably implemented during signaling and authorization the corresponding PDP context via the interface
  • a charge policy can be transmitted for a specific application, which includes that for the Layer2 connection authorized for the application, no charge, a time charge, an IP volume charge, an offline or an online charge -Billing is carried out.
  • the control function S decides whether it can carry out the charging itself or whether the Layer2 connection must be routed via the IP Flow Handler.
  • the IP Flow Handler includes a filter function that can separate data streams according to data stream-specific information within incoming Layer2 connections, so that these data streams can be subjected to a data stream-specific treatment in the processing unit.
  • FIG. 1 A section of a mobile radio network is shown in FIG.
  • the cellular network is in turn the GPRS cellular network.
  • An access network node GGSN, a processing function IP Flow Handler and an information control unit PDF are shown. While connection-specific information, that is to say related to a complete Layer2 connection or a PDP context, now reaches the GGSN from the information control unit via an interface 2), data stream-specific information (Layer3 information) is sent directly from the information control unit PDF the processing unit, ie directed to the IP Flow handler. Data-stream-specific treatment based on corresponding data-stream-specific information is only carried out in the processing unit, i.e. in the IP Flow Handler and not in the GGSN.
  • the incoming Connection-specific information is evaluated to determine whether data traffic arriving in the GGSN, consisting of a plurality of Layer2 connections each comprising a plurality of data streams, must be subjected to a uniform treatment, which may also be carried out by the GGSN and therefore not to the IP Flow Handler must be forwarded or whether a treatment, be it a connection-specific or a data stream-specific treatment, must be carried out by the IP Flow Handler and therefore the corresponding Layer2 connections of the data traffic must be routed to the IP Flow Handler.
  • This decision is based on application-specific information received from the information control unit PDF and / or local information or policies.
  • data streams may then be separated again if data stream-specific treatment is to be carried out for them in accordance with corresponding data stream-specific information.
  • Figure 3 shows the same section of a mobile radio network GPRS as Figure 2.
  • data stream-specific information from the information control unit PDF is not directly but indirectly together with connection-specific information, as indicated by the dashed line, via the access network node, the GGSN, to which IP flow handler.
  • the GGSN recognizes from the data stream-specific information that the corresponding Layer2 connection or the corresponding PDP context in which the relevant data streams are located must be routed via the IP Flow Handler.
  • the relevant data streams are then separated from the other data streams present in the Layer2 connection in the IP Flow Handler undergo a specific treatment in accordance with the data stream-specific information.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden Mobilfunknetz, bei dem in einem Zugangsnetzknoten des Mobilfunknetzes ein aufkommender Datenverkehr, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehreren Datenströmen umfassenden Layer2-Verbindungen gezielt hinsichtlich einer verbindungs- und/oder datenstromspezifischen Behandlung separiert wird und gegebenenfalls über eine eine entsprechende Behandlung ausführende Bearbeitungseinheit geleitet wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Mobilfunknetz, in welchem das erfindungsgemäße Verfahren realisiert werden kann.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden Mobilfunknetz
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden Mobilfunknetz. Für Netzwerkoperatoren ist es wichtig, Verkehrsströme von Teilnehmer unterscheiden zu können, insbesondere in IP basierten Netzen. Eine derartige Separierung erlaubt es einem Netzwerkoperator, den Teilnehmern beispielsweise unterschiedliche Berechtigungen für Qualität und Dienstgüte einer Datenübertragung, was als „Quality of Service* - kurz: QoS - bezeichnet wird, zu genehmigen oder die Teilnehmer nach un- terschiedlichen Verfahren zu vergebühren.
Bei dem Mobilfunknetz GPRS gibt es bisher die Möglichkeit, durch einen Teilnehmer einen sogenannten Access Point Name (APN) auszuwählen, der zu unterschiedlichen Netzen oder zu unterschiedlicher Behandlung des Verkehr im Netz des entsprechenden Operators führt. Der Access Point Name ist dabei an einen sogenannten PDP (Packet Data Protocol) -Kontext geknüpft, der eine Layer2-Verbindung darstellt.
Das beschriebene Verfahren wird von den Netzwerkoperatoren jedoch nur bedingt eingesetzt, da es relativ viel Administ- rierungsaufwand erfordert.
Aufgrund dessen werden derzeit Verfahren eingeführt, die es erlauben bei Verwendung einer Layer2-Verbindung (PDP-
Kontext) und nur eines Access Point Name auf Basis der IP- Pakete, das heißt auf Layer3-Basis, den Datenverkehr, das heißt die Datenströme unterscheiden zu können. Für eine Iden- tifikation von Datenströmen und deren Behandlung wird beispielsweise eine sogenannte „Traffic Plane Handling Function" definiert. Es handelt sich dabei im weiteren Sinne um eine Bearbeitungseinheit, die datenstromspezifische Behandlungen bzw. Funktionen ausführen kann. Diese Behandlungen können beispielsweise die Vergebührung oder die QoS betreffen.
Wenn nun nur ein Access Point Name verwendet wird, bedeutet das, dass der gesamte Verkehr eines Teilnehmers durch diese Bearbeitungseinheit zur Identifikation der einzelnen Datenströme und zu deren weiterer Behandlung, wie beispielsweise Vergebührung, geleitet werden muss, auch dann, wenn für einen Teil des Datenverkehrs keine Behandlung in der Bearbeitungseinheit notwendig ist. Dies würde einhergehen mit einer gro- ßen Rechnerleistung für die Bearbeitungseinheit, was sehr kostspielig wäre.
Ferner liegt sehr oft der Fall vor, dass eine gesamte Layer2- Verbindung bzw. ein PDP-Kontext eines Teilnehmers einer spe- zifischen Behandlung, wie beispielsweise einer spezifischen Vergebührung, unterliegen soll. Hierbei ist es nicht nötig, auf Ebene der Datenströme jeden einzelnen Datenstrom der betreffenden Layer2-Verbindung zu identifizieren, da pauschal alle Datenströme dieser Layer2-Verbindung gleich behandelt werden.
Es war nunmehr eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe es möglich ist, möglichst effizient den Datenverkehr derart zu separieren, dass nur ein tatsächlich spezifisch zu behandelnder Teil des Datenverkehrs einer dafür vorgesehenen Bearbeitungseinheit zugeleitet wird. Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Datenverkehrsseparie- rung in einem paketorientiert arbeitenden Mobilfunknetz bereitgestellt, bei dem in einem Zugangsnetzknoten des Mobilfunknetzes aufkommender Datenverkehr, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassende Layer2- Verbindungen gezielt hinsichtlich einer verbindungs- und/oder datenstromspezifischen Behandlung separiert wird und gegebenenfalls anteilig über eine eine entsprechende verbindungs- und/oder datenstromspezifische Behandlung ausführende Bearbeitungseinheit geleitet wird.
Vorzugsweise wird als Mobilfunknetz ein GPRS-Netz verwendet. Der Zugangsnetzknoten entspricht dabei dann einem GGSN.
Im Zugangsknoten werden im Allgemeinen Layer2-Verbindungen terminiert. Wenn der Zugangsknoten entscheidet, eine Layer2- Verbindung zur Bearbeitungseinheit weiter zu leiten, kann dies in Form der kompletten Layer2-Verbindung geschehen, die dann in der Bearbeitungseinheit terminiert werden muss, oder die Layer2-Verbindung wird im Zugangsknoten terminiert und nur die in der Layer2-Verbindung enthaltenen Daten werden zur Bearbeitungseinheit weitergeleitet. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird in beiden Fällen von Layer2-Verbindungen gesprochen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entscheidet eine Steuerfunktion innerhalb des Zugangsnetzknotens anhand applikationsspezifischer Informationen und/oder lokaler Informationen einer im Zugangsnetzknoten integrierten Informationseinheit, ob eine
Layer2-Verbindung über die Bearbeitungseinheit geleitet werden soll, wo dann anhand der applikationsspezifischen Informationen und/oder lokaler Informationen verbindungs- und/oder datenstromspezifische Behandlungen durchgeführt werden.
Vorzugsweise übermittelt beim Aufbau einer Kommunikation zu einer Applikation seitens eines Teilnehmers die Applikation einer Informationsregelungseinheit eine applikationsspezifi- sehe Information, eine sogenannte Policy. Informationen und Regeln, mit denen ein Netzwerkoperator in seinem Netz eine Behandlung von Diensten beeinflussen kann, werden als PoIi- cies bezeichnet. Daraufhin autorisiert die Informationsregelungseinheit über ein Interface bzw. eine Schnittstelle den Zugangsnetzknoten des Mobilfunknetzes zum Aufbau einer oder mehrerer jeweils eine Mehrzahl von Datenströmen umfassende Layer2-Verbindungen für die angeforderte Applikation und ü- bergibt die applikationsspezifische Information, das heißt die Policy. Eine Steuerfunktion innerhalb des Zugangsnetzkno- tens entscheidet anhand der applikationsspezifischen Information und/oder lokaler Informationen bzw. Policies einer im Zugangsnetzknoten integrierten Informationseinheit, ob die Layer2-Verbindung bzw. -Verbindungen über die Bearbeitungs- einheit geleitet werden sollen, wo dann anhand der applikati- onsspezifischen Information und/oder lokaler Informationen verbindungs- und/oder datenstromspezifische Behandlungen durchgeführt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens leitet die Informationsregelungseinheit die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer verbindungsspezifischen Behandlung der einen oder der mehreren Layer2-Verbindungen zu dem Zugangsnetzknoten und die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer da- tenstromspezifischen Behandlung von Datenströmen innerhalb der einen oder der mehreren Layer2-Verbindungen direkt zur Bearbeitungseinheit. Das bedeutet, dass die Steuerfunktion innerhalb des Zugangsnetzknotens anhand der applikationsspezifischen Informationen und/oder lokaler Informationen bzw. Policies bezüglich der verbindungsspezifischen Behandlung der einen oder der mehreren Layer2-Verbindungen zunächst entscheidet, ob die Layer2-Verbindung bzw. -Verbindungen zu der Bearbeitungseinheit gesendet werden oder nicht. Werden die eine oder die mehreren Layer2-Verbindungen zu der Bearbeitungseinheit geleitet, so ist es möglich, dass aufgrund einer applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer da- tenstromspezifischen Behandlung, die direkt zu der Bearbei- tungseinheit geleitet wurde, dort nun eine weitere Separierung hinsichtlich der einzelnen Datenströme der Layer2- Verbindung bzw- -Verbindungen stattfindet und die einzelnen Datenströme entsprechend der applikationsspezifischen Informationen unterschiedlich behandelt werden. Erfindungsgemäß wird somit eine hierarchische Separierung des Datenverkehrs, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassenden Layer2-Verbindungen, durchgeführt. Zunächst findet im Zugangsnetzknoten eine Separierung aufgrund applikationsspezifischer Informationen und/oder lokaler Informationen bzw. Policies hinsichtlich einer verbindungsspezifischen Behandlung statt; soll nach Maßgabe der Informationen eine oder mehrere Layer2-Verbindungen des Datenverkehrs einer spezifischen Behandlung unterliegen, so müssen diese Layer2- Verbindungen des Datenverkehrs über die Bearbeitungseinheit geleitet werden, damit sie dort dieser Behandlung unterzogen werden können. Diese Layer2-Verbindungen des Datenverkehrs werden dann vollständig, das heißt jeweils mit all ihren Datenströmen über die Bearbeitungseinheit geleitet. Aufgrund weiterer applikationsspezifischer Informationen, die jetzt aber nicht eine verbindungsspezifische sondern eine daten- stromspezifische Behandlung betreffen, wird in der Bearbei- tungseinheit gegebenenfalls eine weitere Separierung durchge- führt, dieses Mal aber auf Basis der Datenströme. Dabei werden dann diejenigen Datenströme ausgefiltert, die gemäß der applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich der da- tenstromspezifischen Behandlung einer besonderen Behandlung unterzogen werden.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens leitet die Informationsregelungseinheit die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer datenstromspezifischen Behandlung von Datenströmen innerhalb einer Layer2-Verbindung mittelbar über den Zugangsnetzknoten zur Bearbeitungseinheit. Der Zugangsnetzknoten erkennt dann aus dem Vorhandensein von datenstromspezifischen Informationen, dass die Daten einer oder mehrerer bestimmter Layer2- Verbindungen, in denen sich die entsprechenden Datenströme befinden, über die Bearbeitungseinheit geleitet werden müssen.
Besonders bevorzugt übermittelt die Applikation der Informationsregelungseinheit als applikationsspezifische Information eine Vergebührungsinformation. Diese applikationsspezifische Information kann sich wiederum auf eine verbindungsspezifische Behandlung beziehen oder aber auf eine datenstromspezi- fische Behandlung. Das bedeutet beispielsweise, dass eine gesamte Layer2-Verbindung nicht oder zu besonderen Tarifen ver- gebührt wird oder aber, dass bestimmte Datenströme einer Lay- er2-Verbindung nicht oder zu besonderen Tarifen vergebührt werden. Wird eine gesamte Layer2-Verbindung beispielsweise nicht vergebührt, so wird diese Layer2-Verbindung nicht über die Bearbeitungseinheit geleitet, da keine weitere Behandlung nötig ist. Durch diese Vorseparierung der Layer2-Verbindungen durch die Steuereinheit im Zugangsnetzknoten wird die Bearbeitungseinheit erheblich entlastet. Neben applikationsspezi- fischer Information, die der Informationsregelungseinheit von einer Applikation übermittelt wird, können, wie bereits erwähnt, auch lokale Informationen bzw. Policies in dem Zugangsnetzknoten hinterlegt sein, nach denen sich die Steuerfunktion im Zugangsnetzknoten richten muss. Derartige lokale Informationen werden im Allgemeinen von einem Operator konfiguriert. Hierzu werden sogenannte Netzwerk-Management Methoden (Operation Administration Management-Methoden) verwendet. Diese lokalen Informationen sind statisch, das heißt sie gelten für alle Layer2-Verbindungen gleichermaßen. Dynamische Informationen gelten nur für eine spezielle Layer2-Verbindung bzw. für spezielle von einer Layer2-Verbindung umfasste Datenströme und gelangen vorzugsweise während der Signalisierung und Autorisierung der Layer2-Verbindung über die Informationsregelungseinheit in den Zugangsnetzknoten. Diese dyna- mischen Informationen werden von einer Applikation an die Informationsregelungseinheit übermittelt .
Vorzugsweise handelt es sich bei der Information, anhand welcher die Steuerfunktion für eine Layer2-Verbindung entschei- den muss, die Layer2-Verbindung über die Bearbeitungseinheit zu leiten oder nicht, um eine Vergebührungs- und/oder eine QoS-Information.
In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet die Informationsregelungseinheit als applikationsspezifische Information einen expliziten Indikator zum Zugangsnetzknoten, der der Steuerfunktion die Anweisung gibt, die betreffende Layer2- Verbindung bzw. den PDP-Kontext über die Bearbeitungseinheit zu leiten.
Die Steuerfunktion entscheidet nun gemäß applikationsspezifi- scher Informationen, die ihr über die Informationsregelungs- einheit zugegangen sind, über den Weg der entsprechenden Lay- er2-Verbindung. Die Steuerfunktion kann aber auch ohne Erhalt einer applikationsspezifischen Information seitens der Infor- mationsregelungseinheit nur aufgrund lokaler Informationen über den Weg einer Layer2-Verbindung entscheiden. Im Fall des gleichzeitigen Vorhandenseins von lokalen und applikationsspezifischen Informationen von der Informationsregelungsein- heit kann eine Priorität festgelegt werden, z.B. applikationsspezifische Informationen haben eine höhere Priorität als lokale. Eine lokale Information, die in dem Zugangsnetzknoten statisch hinterlegt ist, konnte beispielsweise beinhalten, dass bestimmte Ziel-IP-Adressen nicht vergebuhrt werden oder dass bestimmte QoS-Klassen einer bestimmten Vergebuhrung unterzogen werden, was ein Weiterleiten der entsprechenden Lay- er2-Verbindung über die Bearbeitungseinheit erübrigt oder erzwingt .
Ferner kann eine applikationsspezifische Information eine Vergebührungsmformation beinhalten, anhand derer die Steuer- funktion in dem Zugangsknoten entscheiden kann, ob sie die Vergebuhrung selbst ausfuhren kann oder die entsprechende Layer2-Verbindung über die Bearbeitungseinheit leiten muss.
Eine Vergebuhrungsinformation bzw. Vergebuhrungs-Policy kann beispielsweise festlegen, dass keine Vergebuhrung, eine Zeit- vergebuhrung, eine IP-Volumen-Vergebuhrung, eine offline- oder eine online-Vergebührung vorgenommen wird. Je nach Art der Vergebührung muss der entsprechende Datenverkehr über die Bearbeitungseinheit geleitet werden oder nicht.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die applikationsspezifischen Informationen über einen Authentication, Authorization and Accoun- ting-Server (AAA-Server) , insbesondere über einen Remote Access Dial-In user-Server (RADIUS) zum Zugangsnetzknoten ge- leitet.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Mobilfunknetz, das mindestens einen Zugangsknoten mit einer Steuerfunktion zur Separierung eines in dem Zugangsnetzknoten aufkommenden Datenverkehr, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassenden Layer2-Verbindungen, gemäß vorgegebenen Informationen und eine Bearbeitungseinheit zum Behandeln von durch die Steuerfunktion separierten und an die Bearbeitungseinheit weitergeleiteten Layer2-Verbindungen auf- weist.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Mobilfunknetz ferner eine Informationsregelungseinheit zum Empfangen, Auswerten und zeitnahen Weiterleiten von applikationsspezifischen Informationen an die Steuerfunktion des Zugangsnetzknotens.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mobilfunknetzes umfasst die Bearbeitungseinheit eine Filterfunktion, die innerhalb von ankommenden Layer2- Verbindungen Datenströme gemäß datenstromspezifischer Informationen separieren kann, so dass diese Datenströme in der Bearbeitungseinheit einer datenstromspezifischen Behandlung unterzogen werden können. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mobilfunknetzes ist die Bearbeitungseinheit in dem Zugangsnetzknoten integriert. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mobilfunknetz um ein GPRS-Netz, der Zugangsnetzknoten entspricht dabei dann einem GGSN.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 Schematische Darstellung eines Ablaufs eines Teil- schritts einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 3 Schematische Darstellung eines Ablaufs eines Teilschritts einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In Figur 1 ist schematisch ein Ausschnitt eines Mobilfunknetzes GPRS dargestellt. Es ist ein Zugangsnetzknoten (Access Gateway) gezeigt, der im Mobilfunknetz GPRS einem GGSN ent- spricht. Der GGSN terminiert Layer2-Verbindungen bzw. PDP- Kontexte über ein Zugangsnetzwerk, beispielsweise über ein Radionetzwerk. Ferner ist eine Bearbeitungseinheit dargestellt, die auch als Traffic Plane Handling Function oder kurz als IP Flow Handler bezeichnet wird. Diese Bearbeitungs- einheit kann datenstromspezifische, das heißt IP Flow spezifische Funktionen wie beispielsweise bezüglich einer bestimmten Vergebührung oder einer bestimmten Übertragungsqualität (QoS) durchführen. Im vorliegenden Fall ist die Bearbeitungs- einheit bzw. der IP Flow Handler separat zum Zugangsnetzknoten bzw. zum GGSN. Sie kann aber auch in dem Zugangsnetzknoten integriert sein. Darüber hinaus ist eine Informationsregelungseinheit, auch als Policy Decision Function PDF be- zeichnet, dargestellt. Ferner ist ein IP Mutlimedia Subsystem, kurz als IMS bezeichnet, gezeigt. Es gibt nun die Möglichkeit, dass ein Operator für einen von einem Teilnehmer angeforderten Dienst, das heißt einer Applikation A, z.B. eine Applikation seines IP Multimedia Subsystems IMS, eine Qua- lity of Service autorisiert und eine bestimmte Vergebührungs- methode festlegt. Dazu muss die Applikation A applikationsspezifische Informationen bzw. applikationsspezifische PoIi- cies der Informationsregelungseinheit PDF über eine Schnittstelle 1) ankündigen. Die Informationsregelungseinheit PDF steuert bzw. autorisiert damit den GGSN über eine Schnittstelle 2) beim Aufbau beispielsweise einer Layer2-Verbindung, das heißt eines PDP-Kontextes . Im GGSN ist eine Steuerfunktion S implementiert, die aufgrund verschiedener Informationen entscheiden kann, ob eine Layer2-Verbindung bzw. ein PDP- Kontext über den IP Flow Handler geleitet wird oder nicht.
Für diese Entscheidung können sowohl applikationsspezifische Policies, die über die Schnittstelle 2) von der Informationsregelungseinheit PDF in den GGSN gelangen oder lokale Policies einer internen Policy Funktion genutzt werden. Lokale Policies, die in einer internen Policy Funktion im GGSN hinterlegt sind, werden von dem Operator konfiguriert und sind statisch. Das bedeutet, dass diese Art von Policies für alle PDP-Kontexte gleichermaßen gelten. Dynamische Policies, die von einer bestimmten Applikation über eine Schnittstelle 1) zu der Informationsregelungseinheit PDF und von dort dann ü- ber eine Schnittstelle 2) zum GGSN geleitet werden, gelten nur für einen bestimmten PDP-Kontext. Derartige Policies gelangen vorzugsweise während der Signalisierung und Autorisie- rung des entsprechenden PDP-Kontextes über die Schnittstelle
2) in den GGSN, beispielsweise als QoS oder Vergebührungs- (Charging-) Policy. Über die Schnittstelle 2) kann beispielsweise für eine bestimmte Applikation eine Vergebührungs- Policy übertragen werden, die beinhaltet, dass für die für die Applikation autorisierte Layer2-Verbindung keine Verge- bührung, eine Zeitvergebührung, eine IP Volumen Vergebührung, eine offline- oder eine online-Vergebührung durchgeführt wird. Aufgrund dieser Policy entscheidet die Steuerfunktion S, ob sie die Vergebührung selbst durchführen kann oder ob die Layer2-Verbindung über den IP Flow Handler geleitet werden muss. Ferner umfasst der IP Flow Handler eine Filterfunktion, die innerhalb von ankommenden Layer2-Verbindungen Datenströme gemäß datenstromspezifischer Informationen separie- ren kann, so dass diese Datenströme in der Bearbeitungseinheit einer datenstromspezifischen Behandlung unterzogen werden können.
In Figur 2 ist ein Ausschnitt eines Mobilfunknetzes darge- stellt. Bei dem Mobilfunknetz handelt es sich wiederum um das Mobilfunknetz GPRS. Dabei ist ein Zugangsnetzknoten GGSN, eine Bearbeitungsfunktion IP Flow Handler und eine Informati- onsregelungseinheit PDF gezeigt. Während nun verbindungsspezifische Informationen, das heißt bezogen auf eine vollstän- dige Layer2-Verbindung bzw. einen PDP-Kontext von der Infor- mationsregelungseinheit über eine Schnittstelle 2) zum GGSN gelangen, werden datenstromspezifische Informationen (Layer3- Informationen) von der Informationsregelungseinheit PDF direkt zu der Bearbeitungseinheit, das heißt zum IP Flow Hand- ler geleitet. Eine datenstromspezifische Behandlung aufgrund entsprechender datenstromspezifischer Informationen wird erst in der Bearbeitungseinheit, das heißt im IP Flow Handler und nicht im GGSN durchgeführt. Im GGSN wird die eingehende ver- bindungsspezifische Information dahingehend ausgewertet, ob ein in dem GGSN ankommender Datenverkehr, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassenden Layer2- Verbindungen, einer einheitlichen Behandlung unterzogen wer- den muss, die gegebenenfalls auch vom GGSN ausgeführt wird und von daher nicht zum IP Flow Handler weitergeleitet werden muss oder ob eine Behandlung, sei es eine verbindungsspezifische oder eine datenstromspezifische Behandlung von dem IP Flow Handler durchgeführt werden muss und deshalb die ent- sprechenden Layer2-Verbindungen des Datenverkehrs zu dem IP Flow Handler geleitet werden müssen. Diese Entscheidung basiert auf applikationsspezifischen Informationen, welche von der Informationsregelungseinheit PDF erhalten wurden, und/oder lokalen Informationen bzw. Policies. Im IP Flow Handler findet dann gegebenenfalls nochmals eine Separierung von Datenströmen statt, falls für diese eine datenstromspezi- fische Behandlung gemäß einer entsprechenden datenstromspezi- fischen Information durchgeführt werden soll.
Figur 3 zeigt den gleichen Ausschnitt eines Mobilfunknetzes GPRS wie Figur 2. Hier allerdings werden datenstromspezifi- sche Informationen von der Informationsregelungseinheit PDF nicht direkt sondern mittelbar zusammen mit verbindungsspezifischen Informationen, wie durch die gestrichelte Linie kenntlich gemacht, über den Zugangsnetzknoten, den GGSN, zu dem IP Flow Handler geleitet. Der GGSN erkennt anhand der datenstromspezifischen Informationen, dass die entsprechende Layer2-Verbindung bzw. der entsprechende PDP-Kontext, in welchem sich die betreffenden Datenströme befinden, über den IP Flow Handler geleitet werden muss. In dem IP Flow Handler werden dann die betreffenden Datenströme von den anderen in der Layer2-Verbindung vorhandenen Datenströme separiert und einer spezifischen Behandlung gemäß der datenstromspezifi- schen Information unterzogen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenverkehrsseparierung in einem paketorientiert arbeitenden Mobilfunknetz (GPRS), bei dem in einem Zugangsnetzknoten (GGSN) des Mobilfunknetzes (GPRS) ein aufkommender Datenverkehr, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassende Layer2-Verbindungen (PDP-Kontexten) gezielt hinsichtlich einer verbindungs- und/oder datenstromspezifischen Behandlung separiert wird und gegebenenfalls anteilig über eine eine entsprechende Behandlung ausführende Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Steuerfunktion (S) innerhalb des Zugangsnetzknotens (GGSN) anhand applikationsspezifischer Informationen und/oder lokaler Informationen einer im Zugangsnetzknoten (GGSN) integrierten Informationseinheit (Interne Policy) entscheidet, ob eine Layer2-Verbindung (PDP-Kontext ) des Datenverkehrs ü- ber die Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) geleitet werden soll, wo dann anhand der applikationsspezifischen Informationen und/oder lokaler Informationen verbindungs- und/oder datenstromspezifische Behandlungen durchgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Aufbau einer Kommunikation zu einer Applikation (A) seitens eines Teilnehmers die Applikation (A) einer Informa- tionsregelungseinheit (PDF) applikationsspezifische Informationen übermittelt und die Informationsregelungseinheit (PDF) über eine Schnittstelle (2)) den Zugangsnetzknoten (GGSN) des Mobilfunknetzes (GPRS) zum Aufbau einer oder mehrerer eine Mehrzahl von Datenströmen umfassenden Layer2-Verbindungen
(PDP-Kontexte) für die angeforderte Applikation (A) autorisiert und die applikationsspezifischen Informationen übergibt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die applikationsspezifischen Informationen über einen Authentication, Authorization and Accounting-Server (AAA- Server) , insbesondere über einen Remote Access Dial-In user- Server (RADIUS) zum Zugangsnetzknoten (GGSN) geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer verbindungsspezifischen Behandlung der Layer2- Verbindung (PDP-Kontext) zu dem Zugangsnetzknoten (GGSN) und die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer datenstromspezifischen Behandlung von Datenströmen innerhalb der Layer2-Verbindung (PDP-Kontext) direkt zur Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) geleitet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die applikationsspezifischen Informationen hinsichtlich einer datenstromspezifischen Behandlung von Datenströmen innerhalb einer Layer2-Verbindung (PDP-Kontext) mittelbar über den Zugangsnetzknoten (GGSN) zur Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) geleitet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) in dem Zugangsnetzknoten (GGSN) des Mobilfunknetzes (GPRS) integriert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Mobilfunknetz ein GPRS-Netz verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als applikationsspezifische Information eine Vergebüh- rungsinformation übermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als applikationsspezifische Information eine QoS- (Qua- lity of Service-) Information übermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bearbeitungseinheit (IP-Flow Handler) bei einer zu ihr geleiteten Layer2-Verbindung (PDP-Kontext) eine daten- stromspezifische Separierung bzw. Filterung und Behandlung durchführt .
12. Mobilfunknetz, das mindestens die folgenden Einheiten aufweist
- einen Zugangsnetzknoten (GGSN) mit einer Steuerfunktion (S) zur Separierung eines in dem Zugangsnetzknoten (GGSN) auf- kommenden Datenverkehrs, bestehend aus einer Mehrzahl von jeweils mehrere Datenströme umfassenden Layer2-Verbindungen (PDP-Kontexten) , gemäß vorgegebenen Informationen, - eine Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) zum Behandeln von durch die Steuerfunktion (S) separierten und an die Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) weitergeleiteten jeweils mehrere Datenströme umfassenden Layer2-Verbindungen (PDP-Kontexte) .
13. Mobilfunknetz nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Mobilfunknetz eine Informationsregelungseinheit (PDF) zum Empfangen, Auswerten und zeitnahen Weiterleiten von applikationsspezifischen Informationen an die Steuerfunktion (S) des Zugangsnetzknotens (GGSN) aufweist.
14. Mobilfunknetz nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) eine Filterfunktion umfasst, die innerhalb von ankommenden Layer2- Verbindungen (PDP-Kontexten) Datenströme gemäß datenstromspe- zifischer Informationen separieren kann, so dass diese Daten- ströme in der Bearbeitungseinheit (IP Flow Handler) einer da- tenstromspezifischen Behandlung unterzogen werden können.
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