DE69634375T2 - Dynamische Kanalzuweisung für Datenübertragung über Kabelfernsehkanäle - Google Patents
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Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung betrifft die Datenkommunikation und insbesondere Datenkommunikation über Kabelfernseheinrichtungen.
- Stand der Technik
- Ein bekanntes Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikationssystem mit der Fähigkeit für Datenraten von 10 Megabit pro Sekunde ist das im US-Patent Nr. 5,347,304 beschriebene asymmetrische System von Moura et al.. Das System von Moura et al. überträgt Digitalinformationen in der Form von Paketen zu einem beliebigen entfernten Ort wie beispielsweise einem Heim, einer Schule oder einem Büro unter Verwendung von standardmäßigen Kabelfernsehpraktiken und -bestandteilen.
1 zeigt ein solches System100 , bei dem ein Endbenutzer-PC104 mit einer IEEE-802.2-Schnittstelle106 mit dem RLA (Remote Link Adapter – Fern verbindungsanpassungseinheit)108 über ein Koaxkabel110 verbunden ist. Die RLA108 wirkt als Router für den PC104 . Die RLA108 unterstützt eine Koaxverbindung112 für Abwärts-Datenabgabe zum PC104 und eine Telefon-Modemverbindung114 für Aufwärts-Benutzerzeichengabe und -steuerung. Nach der Darstellung in1 werden an den PC104 adressierte Datenpakete zu einem Netzrouter120 geleitet, wo die Datenpakete in ein zu Rundfunk-Fernsehstandardskompatibles 6-MHz-HF-Trägersignal umgeformt werden. Die Daten werden dann über ein herkömmliches Kabelnetz verteilt. Dieses bekannte asymmetrische System100 ist jedoch für ein Einzelbenutzersystem und eine Datenrate, die nicht mehr als einen einzigen Kabelkanal mit maximal 6 MHz erforderte. - Das System von Moura et al. ist nicht leicht erweiterungsfähig, um Dienste für mehrere Benutzer bereitzustellen, sowohl aus einem Gesichtspunkt von Bandbreite als auch einem Gesichtspunkt von Adresse. Weiterhin führt die einfache Bereitstellung einer Kanalzuweisung und einer einmaligen Internet-Protokoll-Adresse für jeden von mehreren Benutzern typischerweise zur nutzlosen Verdoppelung von Leitweg- und verwandter Hardware und unrationeller Zuteilung von Bandbreite unter mehreren Kanälen. Wenn einem Kanal tatsächlich mehr Benutzer zugewiesen werden, als er zu einer Zeit versorgen kann, wird einem Benutzer, der im voraus einem Kanal zugewiesen ist, möglicherweise zu einer verkehrsstarken Zeit Zugang zu diesem Kanal aufgrund der Belastung verweigert, während ein zweiter Kanal tatsächlich unterbelastet sein könnte. Es besteht daher in der Technik ein Bedarf für ein Hochgeschwindigkeits-Datensystem für mehrere Benutzer, das keine Verdoppelung von Hardware fordert und bei dem die Last über mehrere Kanäle verteilt sein kann, um die Bandbreite wirkungsvoll zu benutzen.
- Eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß der Erfindung entsprechen den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausbildungsformen entsprechen den abhängigen Ansprüchen.
- Kurze Beschreibung der Erfindung
- Kurz gesagt werden die Probleme des Standes der Technik dadurch gelöst und der Stand der Technik gefördert, indem ein System zur Abgabe von Datendiensten bereitgestellt wird, bei dem Kanalbandbreite wirkungsvoll über mehrere Kanäle wie beispielsweise Kabelfernsehkanäle hinweg genutzt wird. Bei dem System werden Benutzer dynamisch leerer Bandbreite von zwei oder mehreren Kanälen zugewiesen. Das System weist ein Netz zum Übermitteln von Datenpaketen gemäß dem Internetprotokoll zu einer lokalen Netzeinheit auf. Die lokale Netzeinheit ist mit diesem Internetprotokollnetz verbunden und wirkt als eine Brücke vom Internetprotokoll zu einer Gruppe von frequenzgemultiplexten Kanälen, die zur Fernsehprogrammverteilung kompatibel sind. Mit dieser lokalen Netzeinheit als Brücke werden die Datenpakete vom Netz zu den Kanälen übermittelt. Eine Anzahl von Einzelbenutzer-Dateneinheiten sind über einen der Kanäle mit dieser lokalen Netzeinheit verbunden, und jede ist zum Empfang ihrer jeweiligen Datenpakete verbunden. Jede dieser Einzelbenutzer-Dateneinheiten weist eine einmalige Adresse auf, um sie von den anderen Einzelbenutzer-Dateneinheiten zu unterscheiden. Auch weist das System eine oder mehrere Datendiensteanbietereinheiten auf, die jeweils mit dem Internetprotokollnetz zum Übertragen von Datenpaketen zu der lokalen Netzeinheit und den Kanälen zur Verteilung zu entsprechenden, Datendienste anfordernden Einzelbenutzer-Dateneinheiten verbunden sind. Jede dieser Datendiensteanbietereinheiten ist auch mit jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit verbunden, zu der sie Datenpakete über einen anderen Kommunikationsweg überträgt, um die Übertragung von Datenpaketen zu steuern. Weiterhin weist das System eine Bandbreitenverwaltung auf, die mit den Datendiensteanbietereinheiten und dem Lokalnetz über das Internetprotokoll netz verbunden ist. Diese Bandbreitenverwaltung unterhält ein dynamisches Protokoll eines Betrags an Bandbreite, die von jedem der Kanäle benutzt wird, und weist jede neue Bandbreitenzuteilung für Datendienst dem Kanal zu, bei dem die meiste verfügbare Bandbreite übrig ist.
- Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Probleme des Standes der Technik dadurch gelöst und ein Fortschritt in der Technik dadurch erreicht, daß ein Verfahren zur wirkungsvollen Abgabe von Datendiensten bereitgestellt wird. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: Übermitteln von Datenpaketen gemäß dem Internetprotokoll über ein erstes Netz; Empfangen der Datenpakete von dem ersten Netz und Aufmultiplexen der Datenpakete durch eine lokale Netzeinheit auf ein zweites Netz mit einer Mehrzahl von Kanälen; Empfangen der Datenpakete durch eine Mehrzahl von Einzelbenutzer-Dateneinheiten, die mit dem zweiten Netz verbunden sind, auf einem der Mehrzahl von Kanälen, wobei jede der Einzelbenutzer-Dateneinheiten eine einmalige Adresse aufweist; Verteilen von Datenpaketen von einer Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten an die Einzelbenutzer-Dateneinheiten über das erste Netz, die lokale Netzeinheit, das zweite Netz und die Mehrzahl von Kanälen des zweiten Netzes; Steuern der Verteilung von Datenpaketen von jeder der Datendiensteanbietereinheiten zu jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit, zu der sie diese Datenpakete über einen anderen Kommunikationsweg außerhalb des ersten Netzes überträgt; und dynamisches Verwalten dieser Kanäle mit einer Bandbreitenverwaltung, die mit der Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten und der lokalen Netzeinheit über das Netz verbunden ist. Die Bandbreitenverwaltung unterhält ein dynamisches Protokoll jeder Menge von für jeden der Mehrzahl von Kanälen benutzter Bandbreite und verwendet dieses Protokoll zum Erfüllen jeder neuen Bandbreitenanforderung für Datendienste an den Breitbandkanal, auf dem die meiste Bandbreite zur Verfügung steht.
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 ist ein Blockschaltbild eines bekannten Datenabgabesystems. -
2 ist ein Blockschaltbild eines Datenabgabesystems mit dynamischer Kanalzuweisung und Verwaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. - Ausführliche Beschreibung
- Nunmehr auf
2 bezugnehmend ist ein Datenabgabesystem200 dargestellt. Das System200 verbindet Datendiensteanbieter3001 –300N mit Einzelbenutzer-Dateneinheiten2301 –230m, die Endbenutzer sind. Die Datendiensteanbieter3001-300N können Online-Datendienste wie beispielsweise Text, Aktienkurse, Multimedien, Videospiele usw. bereitstellen. - Datendiensteanbieter
3001 –300n sind mit einem IP-Netz204 (Internet Protocol) verbunden und können dadurch Datenpakete senden und empfangen. Ebenfalls verbunden mit dem IP-Netz204 ist eine Multiplexplattform210 . Die Multiplexplattform210 empfängt Datenpakete im Internetprotokoll und multiplext und moduliert sie in einem einer Anzahl von Frequenzkanälen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung moduliert die Multiplexplattform210 die vom IP-Netz204 empfangenen Datenpakete in ein oder mehrere 6 Megahertz breite fernsehkompatible Kanäle. Die benutzte Modulation ist zu bestehenden Fernsehsignaleinrichtungen kompatibel, und die modulierten Datenpakete werden daher unter Verwendung derselben Einrichtungen wie Kabel- oder Freiraum-Rundfunkfernsehsignale verteilt. Es sind drei Kanäle212 ,213 und214 dargestellt, aber jede größere Anzahl als zwei wird als im Rahmen der Erfindung liegend angesehen. Die Kanäle212 ,213 und214 werden über ein gemeinsames Medium216 wie beispielsweise CATV-Kabel (Community Antenna Television – Gemeinschaftsantennenfernsehen), Lichtwellenleiter oder auch den freien Raum transportiert. - Das gemeinsame Medium
216 ist mit Fern verbindungsanpassungseinheiten (RLA – Remote Link Adapters)2201 –220M verbunden, die unabhängige Einheiten wie beispielsweise2201 oder Teil einer anderen Einheit sein können. Jeder RLA2201 –220M demoduliert und demultiplext die Datenpakete auf einem der Kanäle212 ,213 oder214 , auf den er abgestimmt ist. Jeder RLA2201 –220M ist kanalagil und kann als Reaktion auf ein Signal von der Bandbreitenverwaltung240 an der Kopfstelle auf jeden Kanal212 ,213 oder214 abgestimmt werden. Von dem RLA2201 werden die demodulierten Datenpakete in Datenpakete nach dem Protokoll IEEE 802.2 umgewandelt und die Datenpakete zu der Einzelbenutzer-Dateneinheit2301 weitergeleitet, die ein Datenendgerät, ein Arbeitsplatz, ein Personal Computer oder irgendeine andere Art von Dateneinrichtung sein kann. Die RLA2202 –220M sind Teil von Einzelbenutzer-Dateneinheiten2302 –230M und von den RLA2202 –220M werden daher Datenpakete auf ihren jeweiligen Kanälen demoduliert und gedemultiplext und diese Pakete direkt über entsprechende interne Busse zu Einzelbenutzer-Dateneinheiten2302 –230M übertragen. Verschiedene RLA können dynamisch so konfiguriert sein, daß sie verschiedene Beträge an Kanalbandbreite benutzen, z.B. 150 kbps, 300 kbps usw. Sobald die Datenpakete ihre entsprechenden Einzelbenutzer-Dateneinheiten2301 –230M erreichen, können die Datenpakete wie jedes andere Datenpaket behandelt werden. So sind die Zwischenstufen zwischen den Datendiensteanbietern3001 –300N und Einzelbenutzer-Dateneinheiten2301 –230M in großem Maß transparent für die Datenpakete. - Die Verteilung von Datenpaketen von den Datendiensteanbietern
3001 –300N zu Einzelbenutzer-Dateneinheiten2301 –230M über die Multiplexerplattformeinheit210 findet hauptsächlich in einer Richtung statt, was bedeutet, daß ein zweiter Weg irgendeiner Art bestehen muß, um irgendeine Art von Steuerung an den Paketdaten ausüben zu können, angenommen, daß dies keine reine Rundsendeanordnung wie kommerzielles Fernsehen ist. - Bei jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit
2301 –230M steht auch eine Verbindung2321 –232M zu jedem beliebigen der Datenanbieter3001 –300N über eine Datenleitung schmaler Bandbreite wie beispielsweise einer Telefonleitung oder einer Rückkanalleitung mancher Kabelfernsehverteilungssysteme zur Verfügung. Die Einzelbenutzer-Dateneinheiten2301 –230M kommunizieren über die Schmalbandleitung unter Verwendung eines Modems oder einer sonstigen geeigneten Vorrichtung mit niedriger Datenrate. Wenn die Verbindungen2321 –232M hergestellt sind, sind sie Zweiweg-Datenwege, damit die Herstellung einer Verbindung und Anforderungen von Daten weitergeleitet und bestätigt werden können. - Eine Bandbreitenverwaltung
240 ist ebenfalls Teil des Systems200 . Die Bandbreitenverwaltung240 ist mit Datendiensteanbietern3001 –300N über das IP-Netz204 verbunden. Auch ist die Bandbreitenverwaltung240 über das IP-Netz204 mit Multiplexplattformeinheit210 verbunden. Die Bandbreitenverwaltung240 ist ein wichtiger Teil der Verwaltung der Bandbreite der Verbindungen. Die Bandbreitenverwaltung240 kann eine eingebaute Funktion der Multiplexplattform210 sein oder wie in2 unabhängig bleiben, um eine verteilte Architektur mit mehreren Multiplexplattformen in einem (nicht gezeigten) gegebenen Gebiet zu verwalten. Die Rolle und logische Grundlage für die Bandbreitenverwaltung240 leiten sich aus einer Annahme ab, daß sich die gegenwärtigen Datendiensteanbieter in mehr Multimediendienste entwickeln werden. Wenn einer der Datendiensteanbieter3001 –300N in der Lage ist, auf eine Anforderung von einem bestimmten Benutzer zu reagieren, wird die Anforderung zur Bandbreitenverwaltung240 mit der Anforderung von Bandbreite für hochratige Verteilung an den anfordernden Benutzer weitergeleitet. Die Anforderung kann für die Abgabe von Daten mit einer einer Menge von Raten, z.B. 150 kbps, 300 kbps, 1,5 Mbps usw. sein. - Von der Multiplexplattform
210 werden alle unterstützten Kanäle212 ,213 ,214 als Teil einer Teilnetz-Adresse betrieben. Um zu bestimmen, wie Daten von Datendiensteanbietern3001 –300N zu einem Kanalmodulator geleitet werden, sammelt die Bandbreitenverwaltung240 Verkehrs- und Nutzungsstatistiken für jeden Kanal. Auch empfängt die Bandbreitenverwaltung240 Benachrich tigungen von den Datendiensteanbietern, wenn eine Benutzersitzung abgeschlossen wird, so daß die zugewiesene Bandbreite dieser Sitzung neu zugewiesen werden kann. Die Zuweisung eines Kanals bei Datendienstanforderung und Aushandlungszeit und die Freigabe dieses Kanals, nachdem die Verteilung der angeforderten Daten verteilt worden ist, wird in der vorliegenden Erfindung dynamische Kanalzuweisung genannt. - Die Bereitstellung der dynamischen Kanalzuweisung umfaßt drei Schlüsselschritte. Der erste Schritt, um dynamische Kanalzuweisung zu erreichen, ist das Verwalten aller Multiplexplattformkanäle als Teil eines Teilnetzes. Zusätzlich kann jede der Einzelbenutzer-Dateneinheiten
2201 –220M dynamisch auf einem beliebigen der verfügbaren Kanäle abgestimmt werden. Um ankommende Daten auf einem beliebigen gegebenen Kanal212 –214 zu jeder gegebenen Einzelbenutzer-Dateneinheit2201 –220M zu senden, muß die Multiplexplattform210 eine aktive Leitwegtabelle unterhalten, die die Zieladresse jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit und den entsprechenden eingesetzten Kanalmodulator angibt. Dadurch wird sichergestellt, daß für Einzelbenutzer-Dateneinheiten bestimmte Daten auf einem zutreffenden Kanal übertragen werden. - Der nächste Schritt, um dynamische Kanalzuweisung zu erreichen, besteht darin, eine Leitwegtabelle dafür zu benutzen, ankommende Daten zu der richtigen Einzelbenutzer-Dateneinheitadresse zu leiten. Die Verwaltung der Leitwegtabelle ist eng mit den Einzelbenutzer-Dateneinheiten verkoppelt, die aktiv am Empfang von Daten über die gemeinsamen Medien
216 beteiligt sind. Wenn eine neue Einzelbenutzer-Dateneinheit2301 –230M eine Sitzung einleitet, die Kanalbandbreite (zum Beispiel auf Kanal30 ) erfordert, würden die Nutzungsstatistiken der Bandbreitenverwaltung-Leitwegtabelle um einen angeforderten und zugeteilten Betrag an Kanalbandbreite eingestellt werden. Auf ähnliche Weise werden, wenn eine Sitzung abgeschlossen wird, die den Kanal der abgeschlossenen Sitzung darstellenden Nutzungsstatistiken um den freigegebenen Betrag an Kanalbandbreite eingestellt. Kanalzuweisung für jede Benutzeranforderung wird von der Bandbreitenverwaltung als Teil des Diensteaushandlungsvorgangs bereitgestellt. Zuweisungen beruhen auf Kanalnutzungsstatistiken zur Zeit der Verarbeitung einer neuen Anforderung. Benutzung des Diensteaushandlungsvorgangs zum Erhöhen und Erniedrigen von aktiven Benutzerstatistiken für jeden Kanal ist eine Abweichung von gegenwärtigen bekannten Systemen, die stattdessen im voraus zugewiesene Kanäle benutzen. - Der dritte Schritt zur Bereitstellung von dynamischer Kanalzuweisung besteht in der Unterscheidung von aktiven Einzelbenutzer-Dateneinheiten von allen anderen Teilnehmern in einem gegebenen Versorgungsbereich. Dies wird während des Diensteaushandlungsvorgangs bewirkt, kurz nachdem eine Einzelbenutzer-Dateneinheit der Einheiten
2301 –230M eine Schmalbandverbindung herstellt, wenn Breitbandverteilungsdienste notwendig sind. Kanalzuweisungen werden von der Bandbreitenverwaltung240 zurück zu jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit entweder über die Schmalbandverbindung damit übermittelt oder auf dem jeweiligen Vorgabekanal des RLA der Einzelbenutzer-Dateneinheit rundgesendet. Diese Informationen werden in der Bandbreitenverwaltung240 unterhalten. - Der wichtige Teil der Verwaltung aller Kanäle als Teil eines Teilnetzes ist das, was die Rolle der Multiplexplattform
210 von einem generischen IP-Router unterscheidet. Im Fall eines (nicht gezeigten) generischen IP-Routers wird von jedem Kanalmodulator mit einer unabhängigen Teilnetzadresse vereinfacht, wie ankommende Datenpakete vom IP-Netz zum Kanalmodulator und zu einer aktiven Einzelbenutzer-Dateneinheit geleitet werden. Ohne irgendwelche allgemeinen Netzführungsgrundsätze zu verletzen, könnte ein generischer Router mit eingebauter Anordnung zum Ausgleichen der Belastung über alle unterstützten Kanäle gebaut werden. Die natürliche Entwicklung von Datendienstverteilung führt jedoch zu Erfordernissen für Multiplexplattform210 und Bandbreitenverwaltung240 , die über die eines generischen Routers hinausgehen. Diese weiteren Erfordernisse umfassen: - 1. Kanalzuweisungen, Schlüssel
zur Verschlüsselung/Entschlüsselung
und andere gesicherte Kommunikationen werden über die Schmalband-Modemverbindung
gesendet. In der Praxis wird durch dieses Erfordernis ein getrennter
physikalischer Weg von dem für
Datenkommunikationen benutzten Weg
216 bereitgestellt. Dies bietet eine zusätzliche Sicherheitsstufe, die für den Abruf von schutzbedürftigen Informationen (z.B. Aktienkursen, Telearbeit zu Firmennetzen) durch Einzelbenutzer-Dateneinheiten benötigt wird. - 2. Informieren jedes RLA, den ihm zugewiesenen Kanal abzuhören. Bei
einem generischen IP-Router
kann diese Aufgabe durch einfaches Rundsenden auf allen Kanälen eines
Befehls zum Einstellen eines bestimmten RLA auf seinem jeweiligen zugewiesenen
Kanal ausgeführt
werden. Da der Ansatz mit dem generischen Router denselben physikalischen
Weg zum Abstimmen des RLA wie den, auf dem Daten übertragen
werden, benutzt, gibt es ein natürliches
Sicherheitsproblem. Bei dem System
200 gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der Schmalbandverbindung vorgesehen – die ein getrenntes physikalisches oder logisches Medium von dem die Datenübertragungen führenden Weg sein würde – um jeden der RLA abzustimmen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schmalbandverbindung direkt mit dem Diensteanbieter verbunden, wodurch die Fähigkeit eines generischen IP-Routers, direkt über die Diensteanbieter-Schmalbandverbindungen zum Abstimmen der RLA zu gehen, zunichte gemacht wird. Jeder der Datendiensteanbieter besitzt eine entsprechende Anwendungsprogrammschnittstelle, die durch die vorliegende Erfindung zur Weitergabe von Kanalzuweisungsdaten von der Bandbreitenverwaltung240 über die Schmalbandverbindung benutzt wird, um die RLA-Kanalabstimmung als Teil des Diensteaushandlungsverfahrens durchzuführen. - 3. Führen von Aufzeichnungen der Kanalbandbreiteanforderungen zwecks Vergebührung, Verkehrsmessungen und Bandbreitenverwaltung.
- 4. Bereitstellen von Zugangskontrolle, um sicherzustellen, daß nur berechtigte Informationen über die Kanäle zu den Einzelbenutzer-Dateneinheiten gesendet werden. In der IP-Welt kann jeder, der die Zieladresse kennt, ungewünschte und ungerechtfertigte Nachrichten senden.
- 5. Bewahren der Dienstgüte durch Begrenzen der aktiven Benutzer eines jeweiligen der Kanäle auf eine vordefinierte maximale Höhe von Kanalbandbreitennutzung oder Begrenzen der Anzahl aktiver Benutzer eines jeweiligen der Kanäle auf eine vordefinierte Höchstzahl.
- Wegeleitung, Lastausgleich über Kanäle, Sammlung von Verkehrsmessungen und Verschlüsselung für sichere Kommunikationen sind Teil der Multiplexplattformeinheit
210 . Anderseits erfordern das Begrenzen der Anzahl von Benutzern pro Kanal zum Optimieren der Nutzung der Kanalbandbreite oder zum Bewahren der Dienstgüte und die Verwendung von Belastungs- und Verkehrsdaten zur Rechnungstellung an den Datendiensteanbieter ausgeklügelte Datenbankverwaltungsarbeit. Erfahrungsgemäß kann die Entkopplung von Verwaltungsfunktionen eine bessere Leistung für die Multiplexplattformeinheit210 ergeben. Weiterhin erlaubt der Einsatz einer regionalen Bandbreitenverwaltung240 zum Steuern mehrerer (nicht gezeigter) Multiplexplattformen die Vorteile der Kostendegression. In diesem Zusammenhang werden von einer Bandbreitenverwaltung240 die Datendienstaushandlung, die Rechnungsstellung an den Diensteanbieter, die Endbenutzer-Datenbankverwaltung, die Zugangskontrolle zur Bewahrung von Dienstgüte, Weitergabe der Kanalzuweisung und Verschlüsselungsschlüssel (über die die Kanalzuweisung und verschlüsselten Daten bereitstellende Diensteinstanz) und die notwendigen Netzverwaltungsfunktionen durchgeführt. So führt die Bandbreitenverwaltung viele Aufgaben durch und verwaltet dabei auch die verfügbare Bandbreite auf jedem der Kanäle, die letztendlich die Datendienste abgeben. - Es versteht sich daher nunmehr, daß eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren zum Verteilen von Datendiensten von Datendiensteanbietern offenbart worden sind. Während die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben dargestellt und beschrieben worden ist, wird der Fachmann verstehen, daß verschiedene Änderungen der Form, Einzelheiten und Anwendungen daran durchgeführt werden können. Beispielsweise würde die vorliegende Erfindung, obwohl mehrere Datendiensteanbieter in der
2 dargestellt sind, genausogut mit nur einem Datendiensteanbieter funktionieren.
Claims (10)
- Vorrichtung zur Abgabe von Datendiensten einschließlich eines Netzes (
204 ) zum Übermitteln von Datenpaketen gemäß dem Internetprotokoll, einer mit diesem Netz verbundenen lokalen Netzeinheit (210 ), einer Mehrzahl von mit dieser lokalen Netzeinheit verbundenen Einzelbenutzer-Dateneinheiten (220 ) zum Empfangen von Datenpaketen, wobei jede dieser Einzelbenutzer-Dateneinheiten eine einmalige Adresse aufweist, einer Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten (300 ), die jeweils mit diesem Netz zum Übermitteln von Datenpaketen zu den Einzelbenutzer- Dateneinheiten über die lokale Netzeinheit verbunden sind, wobei jede dieser Datendiensteanbietereinheiten auch mit jeder Einzelbenutzer-Dateneinheit verbunden ist, zu der sie diese Datenpakete über einen anderen Kommunikationsweg (232 ) zum Steuern der Übertragung von Datenpaketen übertragen kann, dadurch gekennzeichnet, daß: die lokale Netzeinheit mit einer Mehrzahl von getrennten Breitbandkanälen (212 ,213 ,214 ) zum Auf multiplexen von Datenpaketen aus dem Netz auf ein Kabel (216 ) verbunden ist, das die verschiedenen Breitbandkanäle führt; die Mehrzahl von Einzelbenutzer-Dateneinheiten mit der lokalen Netzeinheit über die Breitbandkanäle verbunden ist; die lokale Netzeinheit die Breitbandkanäle als Teil eines Teilnetzes betreiben kann, anstatt ein unabhängiges Teilnetz für jeden Breitbandkanal zu benutzen; und daß die Vorrichtung folgendes enthält: Eine mit der Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten und dem lokalen Netz über das Netz verbundene Bandbreitenverwaltung (240 ), die ein dynamisches Protokoll eines Betrags an benutzter Bandbreite von jedem der Mehrzahl von Breitbandkanälen unterhalten kann und jede beliebige Bandbreitenzuteilung für Datendienste dem Breitbandkanal zuweisen kann, auf dem die meiste Bandbreite zur Verfügung steht. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bandbreitenverwaltung das dynamische Protokoll für jeden Betrag von Bandbreite erhöhen kann, der von einem Kanal zur Zeit einer Anforderung zur Abgabe von Daten zugeteilt wird, und für jeden Betrag von Bandbreite eines Kanals, der nach Abgabe aller auf die Anforderung bezogenen Datenpakete an die jeweilige Einzelbenutzerdateneinheit freigegeben wird, zu erniedrigen.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die lokale Netzeinheit eine Leitwegtabelle, die die Einzelbenutzerdateneinheitadresse angibt und einen Kanalmodulator zum Auf modulieren von von den Datendiensteanbietereinheiten empfangenen Informationen auf einem Breitbandkanal zur Bereitstellung von Datenpaketwegeleitung zu einem Zielbenutzer unterhalten kann.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, mit einem Kanalmodulator für jeden der Breitbandkanäle.
- Vorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin mit einer, zwischen mindestens eine der Einzelbenutzer-Dateneinheiten und die lokale Netzeinheit geschalteten Fern-Verbindungsanpassungseinheit zum Demodulieren von auf einen der Mehrzahl von Breitbandkanälen auf modulierten Datenpaketen und Umwandeln eines Formats der modulierten Datenpakete, so daß es zu IEEE 802,2 kompatibel ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei mit dem Modulator die Datenpakete in jedem Breitbandkanal unter Verwendung von einer Frequenz und Bandbreite moduliert werden können, die mit den für die Übertragung von Rundfunk-Fernsehsignalen benutzten Übertragungseinrichtungen kompatibel sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der andere Kommunikationsweg zum Steuern der Kommunikation von Datenpaketen zweiseitig gerichtet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das dynamische Protokoll eine Aufzeichnung jedes Betrags an Bandbreite unterhält, der von einem Kanal zur Zeit einer Anforderung zur Abgabe von Daten zugeteilt wird, und auch jedes Betrags an Bandbreite, der nach Abgabe aller auf die Anforderung bezogenen Pakete freigegeben wird.
- Verfahren zur Abgabe von Datendiensten einschließlich des Empfangens von Datenpaketen gemäß dem Internetprotokoll von einem ersten Netz (
300 ) und Aufmultiplexens der Datenpakete durch eine lokale Netzeinheit (210 ) auf ein zweites Netz, Empfangens der Datenpakete durch eine Mehrzahl von Einzelbenutzer-Dateneinheiten (220 ), die mit dem zweiten Netz verbunden sind, Verteilens der Datenpakete von einer Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten an die Einzelbenutzer-Dateneinheiten über das erste Netz, die lokale Netzeinheit und das zweite Netz, Steuerns des Verteilens von Datenpaketen von jeder der Datendiensteanbietereinheiten aus an jede Einzelbenutzerdateneinheit, zu der sie Datenpakete überträgt, über einen anderen Kommunikationsweg (232 ) außerhalb des ersten Netzes, gekennzeichnet durch Aufmultiplexen durch das zweite Netz der Datenpakete auf ein Kabel (216 ), das eine Mehrzahl von unterschiedlichen Breitbandkanälen (212 ,213 ,214 ) führt, Verbinden der Mehrzahl von Einzelbenutzer-Dateneinheiten mit dem lokalen Netz, mit folgenden Schritten: Betreiben der Breitbandkanäle als ein Teilnetz durch die lokale Netzeinheit, anstatt ein unabhängiges Teilnetz für jeden Breitbandkanal zu benutzen; dynamisches Verwalten der Breitbandkanäle mit einer Bandbreitenverwaltung (240 ), die mit der Mehrzahl von Datendiensteanbietereinheiten und der lokalen Netzeinheit über das Netz verbunden ist, Erstellen eines dynamischen Protokolls einer Menge von für jeden der Mehrzahl von Breitbandkanälen benutzter Bandbreite und Verwenden dieses Protokolls zum Erfüllen jeder neuen Bandbreitenanforderung für Datendienste an den Breitbandkanal, auf dem die meiste Bandbreite zur Verfügung steht. - Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin mit dem Schritt des Verwendens des Protokolls zur Rechnungsstellung an den jeweiligen Teilnehmer entsprechend dem benutzten Betrag an Bandbreite.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/435,048 US5675732A (en) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | Dynamic channel assignment for TCP/IP data transmitted via cable television channels by managing the channels as a single sub network |
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