Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung zum Verteilen empfangener Daten auf DSL-Teilnehmeranschlussleitungen (Digital Subscriber Line) und zum Weiterleiten von über die Teilnehmeranschlussleitungen empfangenen Daten. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verteilen von Daten sowie ein Verfahren zum Aufrüsten einer derartigen Kommunikationsvorrichtung.

Eine Kommunikationsvorrichtung der oben definierten Art wird auch als DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) bezeichnet.

Derartige DSLAMs weisen üblicherweise eine Vielzahl von so genannten Linecards auf, welche jeweils als Schnittstelleneinheit zu einer oder zu mehreren Teilnehmeranschlussleitungen dienen. Dabei können DSLAMs in Vermittlungsstellen mehrere tauschend Linecards aufweisen. Des Weiteren weist ein DSLAM üblicherweise eine Uplinkcard auf, welche eine Schnittstelle zu einem nachgeordneten Netzwerk, insbesondere zu einem so genannten Backbone, bereitstellt. Hierfür werden zum Beispiel Verbindungen mit Bandbreiten in der Größenordnung von einigen 100 MBit/s bis zu einigen GBit/s, z.B. über Ethernet verwendet. Dabei können auch mehrere physikalische Verbindungen parallel eingesetzt werden, um die Kapazität zu vergrößern.

Häufig sind mehrere DSLAMs über ihre jeweiligen Uplinkcards mit einem so genannten DSL-AC (Digital Subscriber Line Access Concentrator) verbunden, welcher DSLAMs einer gesamten Region zusammenfasst.

Der DSLAM hat dabei die Aufgabe, von den Teilnehmeranschlussleitungen über die Linecards empfangenden Daten zusammenzufassen (Multplexing) und über die Uplinkcard an das nachgeordnete Netzwerk weiterzugeben und umgekehrt aus dem nachgeordneten Netzwerk empfangene Daten entsprechenden Teilnehmeranschlussleitungen zuzuordnen (Demultiplexing). Handelt es sich bei den Teilnehmeranschlussleitungen um Leitungen, auf welchen DSL-Daten zusammen mit Sprachdaten (Telefondaten) übertragen werden, kann zudem eine Splitter-Funktion vorgegeben sein, welche die Telefonsignale von den DSL-Signalen trennt.

Derartige DSLAMs finden verbreitet Verwendung und müssen daher nicht näher beschrieben werden.

In den letzten Jahren nahm die über DSL-Teilnehmeranschlussleitungen an entsprechende Teilnehmer übertragene Datenmenge kontinuierlich zu. Da dabei zunehmend auch Videodaten, beispielsweise im Rahmen des so genannten „Video on Demand", sowie Fernsehbilder und dergleichen übertragen werden, entstand zudem ein Bedarf nach zuverlässiger hoher Datenrate, da derartige Übertragungen von Daten in Echtzeit erfolgen müssen, um z.B. ein ruckfreies und kontinuierliches Abspielen der Videodaten auf der Seiten der Teilnehmeranschlüsse zu ermöglichen. Da, wie oben erläutert, ein einzelner DSLAM mehrere tausend Linecards enthalten kann und somit mit mehreren tausend Teilnehmeranschlüssen verbunden sein kann, ist es zur Bereitstellung derartiger Dienste nötig, die Uplink-Kapazität, d.h. die Geschwindigkeit der Anbindung der DSLAMs an das nachgeordnete Netzwerk, entsprechend stark zu vergrößern, um eine zuverlässige Belieferung sämtlicher Teilnehmeranschlüsse mit den gewünschten Daten zu ermöglichen. Eine derartige Anwendung vergrößert die Realisierungskosten.

In manchen Fällen ist es möglich, die benötigte Uplink-Kapazität durch so genanntes Multicasting zu verringern. Hier wird beispielsweise ein Videofilm aus dem nachgeordneten Netz an den DSLAM übertragen und gleichzeitig über mehrere Linecards an mehrere Teilnehmeranschlüsse gesendet. Dies ist jedoch nur dann praktikabel, wenn mehrere Teilnehmer gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig auf dasselbe Video zugreifen wollen, so dass die Anwendung dieses Multicastings auf Einzelfälle beschränkt ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welcher eine zuverlässige Belieferung von Teilnehmern mit Inhalten wie beispielsweise Videos möglich ist, ohne dass die Übertragungskapazität zu einem nachgeordneten Netzwerk stark erhöht werden muss. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Verfahren zum Übermitteln von Daten an Teilnehmer bereitzustellen. Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, womit bestehende Kommunikationsvorrichtungen zu einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung aufgerüstet werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 9 und ein Verfahren nach Anspruch 17. Die abhängigen Ansprüche definieren jeweils Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, welche erste Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einer Mehrzahl von Teilnehmeranschlussleitungen und zweite Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einem nachgeordneten Netzwerk umfasst, wobei die Kommunikationsvorrichtung zum Verteilen von aus dem nachgeordneten Netz empfangenen Daten an die Teilnehmeranschlussleitungen und zur Weitergabe von über die Teilnehmeranschlussleitungen empfangenen Daten an das nachgeordnete Netzwerk ausgestaltet ist. Erfindungsgemäß umfasst die Kommunikationsvorrichtung Massenspeichermittel zum Speichern von an die Teilnehmeranschlussleitungen zu verteilenden Inhalten und Mittel zum Verteilen der in den Massenspeichermitteln gespeicherten Inhalte an die Teilnehmeranschlussleitungen.

Unter Massenspeichermittel sind dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung Speichermittel zu verstehen, welche derart dimensioniert sind, dass sie Inhalte wie Videos komplett speichern können. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise häufig angeforderte Videos nur einmal über die zweiten Kommunikationsmittel auf dem nachgeordneten Netzwerk in die Massenspeichermittel zu laden und bei Bedarf an die Teilnehmeranschlussleitungen zu verteilen, ohne dass für jede entsprechende Anfrage Übertragungskapazitäten der zweiten Kommunikationsmittel benötigt würde.

Des Weiteren wird ein entsprechendes Verfahren zum Verteilen von Daten bereitgestellt, bei welchem Daten empfangen und in einem Massenspeichermittel gespeichert werden. Die in dem Massenspeichermittel gespeicherten Daten werden auf Anforderung an Teilnehmeranschlussleitungen verteilt.

Bestehende Kommunikationsvorrichtungen können erfindungsgemäß durch Hinzufügen von Massenspeichermitteln und Verteilmitteln zum Verteilen von in den Massenspeichermitteln gespeicherten Inhalten an Teilnehmeranschlussleitungen zu erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtungen aufgerüstet werden.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Es zeigen:

1 den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung, und 2 den Aufbau einer Uplinkcard aus 1.

In 1 ist schematisch der Aufbau einer erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung in Form eines DSLAMs 1 dargestellt. Der DSLAM 1 umfasst eine Vielzahl von Linecards 2, wobei jede Linecard 2 mit einer oder mehreren Teilnehmeranschlussleitungen verbunden ist. Die Teilnehmeranschlussleitungen werden in 1 zusammenfassend durch einen Pfeil 5 symbolisiert.

Die Anzahl der Linecards 2 hängt dabei von der Anzahl der Teilnehmeranschlussleitungen ab, welche über den DSLAM 1 mit einem nachgeordneten Netzwerk, beispielsweise einem so genannten Backbone, verbunden werden sollen. Es können mehrere tausend Linecards vorgesehen sein.

Des Weiteren umfasst der DSLAM 1 eine Uplinkcard 3, welche für die Kommunikation mit dem nachgeordneten Netzwerk, wie durch Pfeil 7 angedeutet zuständig ist. Die Linecards 2 und die Uplinkcard 3 kommunizieren wie durch einen Pfeil 6 angeordnet miteinander, beispielsweise über ein internes Bussystem, über eine interne Ethernetverbindung oder dergleichen. Abgesehen von den im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmalen und Eigenschaften entspricht die Funktion des DSLAMs 1, der Linecard 2 und der Uplinkcard 3 einem herkömmlichen DSLAM mit herkömmlichen Linecards und einer herkömmlichen Uplinkcard, welche auch als Netzwerkschnittstelle bezeichnet wird. Die herkömmlichen Merkmale und Funktionalitäten der Linecards 2 und der Uplinkcard 3 werden daher hier nicht weiter erläutert.

Erfindungsgemäß weist die Uplinkcard einen Massenspeicher 4 sowie entsprechende Bausteine zur Ansteuerung des Massenspeichers 4 sowie der Verwaltung der in dem Massenspeicher 4 gespeicherten Inhalte auf. Diese Komponenten werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert. Zu bemerken ist noch, dass der Massenspeicher 4 sowie die entsprechenden Bausteine zu seiner Ansteuerung und Verwaltung zusätzlich oder alternativ auch auf einer oder mehrere der Linecards 2 vorgesehen werden kann, wie dies durch Element 19 in 1angedeutet ist, oder auf einer separaten Karte angeordnet sein kann.

In 2 sind Komponenten der Uplinkcard 3 detaillierter dargestellt. Dabei zeigt 2 insbesondere diejenigen Komponenten, welche für das dargestellte Ausführungsbeispiel charakteristisch sind. Diejenigen Komponenten, welche für die Kommunikation mit dem nachgeordneten Netz zuständig sind und denen einer herkömmlichen Uplinkcard entsprechen, sind zur Vereinfachung nicht dargestellt.

Die in 2 dargestellte Uplinkcard 3 weist einen Massenspeicher 4 und Verwaltungsmittel 9 zum Verwalten des Massenspeichers 4 auf. Der Massenspeicher 4 wird dabei in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine oder mehrere Festplatten gebildet. Prinzipiell sind jedoch auch andere Speicher denkbar, solange die nötige Speicherkapazität bereitgestellt wird.

Die Speicherkapazität des Massenspeichers 4 beträgt bevorzugt mindestens 200 Gigabyte, kann jedoch je nach Bedarf auch mehrere Terabyte betragen. Entsprechend umfasst der Massenspeicher 4 je nach Kapazität einzelner Festplatten in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Festplatten.

Die Verwaltungsmittel 9 weisen eine Speicherschnittstelle 13 zur Kommunikation mit dem Massenspeicher 4 wie durch einen Pfeil 14 angedeutet, d.h. zum Beschreiben des Massenspeichers 4 und zum Auslesen des Massenspeichers 4, auf. Des Weiteren weisen die Verwaltungsmittel 9 Datenverkehrsverwaltungsmittel 10, Steuermittel 11 und einen Speicher 12 auf. Die Speicherschnittstelle 13, die Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 und die Steuermittel 11 können dabei vorteilhafterweise in einem einzigen Chip integriert sein, während der Speicher 12 in einem oder mehreren weiteren Chips realisiert ist. Es sind jedoch selbstverständlich auch Realisierungen von Datenverkehrverwaltungsmitteln 10 und Steuermitteln 11 in getrennten Chips möglich.

Wie durch Pfeile 16, 17, 18 und 20 angedeutet, kommunizieren die Bestandteile der Verwaltungsmittel 9 miteinander. Diese Kommunikation kann entsprechend den Pfeilen 16, 17 und 20 über die Steuermittel 11 abgewickelt werden. Es ist jedoch auch beispielsweise ein direkter Zugriff der Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 auf den Speicher 12 wie durch Pfeil 18 angedeutet oder auch eine direkte Kommunikation der Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 über die Speicherschnittstelle 13 mit dem Massenspeicher 4 denkbar.

Die Verwaltungsmittel 9 sind wie durch einen Pfeil 15 angeordnet mit einer Backplane-Schnittstelle 8 verbunden, über welche die Kommunikation mit dem Rest des DSLAMs, insbesondere mit den Linecards 2, erfolgen kann. Des Weiteren kann diese Schnittstelle auch eine Anbindung an das nachgeordnete Netzwerk wie durch Pfeil 7 in 1 angedeutet umfassen.

Vorteilhafterweise sind die Verwaltungsmittel 9 sowohl für die herkömmliche Funktionalität des DSLAMs 1 als auch für die durch den Massenspeicher 4 neu ermöglichten Funktionen zuständig, so dass es nicht nötig ist, hierfür getrennte Steuer- bzw. Verwaltungseinheiten vorzusehen. Demzufolge steuern die Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 zusammen mit der Steuereinheit 11 die Weiterleitung von über die Teilnehmeranschlussleitungen 5 und die Linecards 2 empfangenen Daten an das nachgeordnete Netz sowie die Zuteilung von über das nachgeordnete Netz empfangenen Daten an die entsprechenden Linecards und über diese an die entsprechenden Teilnehmeranschlussleitungen 5. Der Speicher 12 dient dabei zum Zwischenspeichern einzelner Daten, beispielsweise von Header-Daten eingehender Datenpakete. Aus derartigen Header-Daten kann beispielsweise bestimmt werden, welcher Teilnehmeranschlussleitung ein eingehendes Datenpaket zuzuordnen ist.

Dabei können beispielsweise die Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 die eigentliche Weiterleitung der Daten zwischen den Linecards und dem nachgeordneten Netz durchführen, während die Steuereinheit die Datenverkehrsverwaltungsmittel 10 entsprechend den Header-Daten anweist, in welcher Weise die Weiterleitung zu erfolgen hat.

Auf dem Massenspeicher 4 können Inhalte wie beispielsweise Videodaten für Video on Demand, d.h. ganze Filme, gespeichert werden. Wünscht dann ein über eine der Teilnehmeranschlussleitungen 5 mit dem DSLAM verbundener Teilnehmer, ein bestimmtes Video zu sehen, muss dies nicht erst aus dem nachgeordneten Netz und einem dort angeordneten Medienserver bezogen werden, sondern kann direkt von dem Massenspeicher 4 zu dem Teilnehmer übertragen werden. Dabei ist prinzipiell sowohl eine Übertragung der kompletten Videodaten auf einmal als auch so genanntes Streaming denkbar.

Die Inhalte können dann beispielsweise in Zeiten, in denen der Netzverkehr generell gering ist, beispielsweise in den frühen Morgenstunden, aus dem nachgeordneten Netz auf den Massenspeicher 4 geladen werden. Die Entscheidung, welche Titel auf den Massenspeicher 4 geladen werden, kann dabei externen Anbietern derartiger Videodaten überlassen werden, welche die entsprechenden Daten auf den Massenspeicher 4 senden. Beispielsweise können auf dem Massenspeicher 4 stets die 50 beliebtesten Videos zu einem bestimmten Zeitpunkt gespeichert sein.

Bevorzugt werden die Inhalte dabei direkt in einer Form auf dem Massenspeicher 4 gespeichert, welche eine direkte Weiterleitung an den jeweiligen Teilnehmer ermöglicht. Beispielsweise können Videodaten bereits in entsprechend komprimierter Form gespeichert sein, so dass in dem DSLAM 1 keine Kompressoreinheit oder dergleichen nötig ist. Der Massenspeicher 4 und somit der DSLAM dienen also lediglich als Speicher, d.h. im Wesentlichen als Server, ohne weitere Verwaltungsfunktionen auszuüben.

Die Authentifizierung eines Teilnehmers zur Feststellung seiner Berechtigung, auf einen bestimmten auf dem Massenspeicher 4 gespeicherten Inhalt zuzugreifen, kann beispielsweise über einen externen Rechner eines entsprechenden Dienstanbieters geschehen. Wird eine entsprechende Anforderung über eine Teilnehmeranschlussleitungen in dem DSLAM 1 empfangen, wird diese also zunächst an den externen Rechner über das nachgeordnete Netz weitergeleitet. Dieser sendet dann wiederum an den DSLAM 1 die Anweisung zurück, dem entsprechenden Teilnehmer den entsprechenden Inhalt aus dem Massenspeicher 4 übersenden, sofern der Teilnehmer die erforderliche Berechtigung besitzt.

Es ist jedoch prinzipiell auch möglich, eine derartige Authentifizierung durch die Steuereinheit 11 durchzuführen. In diesem Fall übergibt der Rechner des externen Dienstanbieters dem DSLAM 1 lediglich eine Liste der berechtigten Benutzer oder dergleichen, welche ebenfalls auf dem Massenspeicher 4 abgelegt werden kann. Die Steuereinheit 11 vergleicht dann die von dem jeweiligen Teilnehmer gesendeten Authentifizierungsdaten mit der abgelegten Liste.

Die vorliegende Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, dass Inhalte wie Videos, insbesondere häufig gefragte Videos, nur einmal an den DSLAM übertragen werden müssen und dort auf dem Massenspeicher 4 gespeichert werden müssen. Bei jeder Anfrage nach dem entsprechenden Inhalt können die Daten dann aus dem Massenspeicher 4 bereitgestellt werden. Hierdurch können insbesondere auch mehrere Teilnehmer zeitversetzt dieselben Daten aus dem Massenspeicher 4 empfangen.

Wie bereits bemerkt, kann der Massenspeicher 4 sowie die Verwaltungsmittel 9 statt auf der Uplinkcard 3 auch einer der Linecards angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, hierfür eine gesonderte Karte im DSLAM 1 vorzusehen, welche einen entsprechenden Kartensteckplatz belegt.

Die Festplatten 4 können prinzipiell beliebige Festplatten sein, wobei Festplatten für Serverzwecke, welche hohe Kapazität aufweisen und gegebenenfalls sogar aus Sicherheitsgründen eine Redundanz bei der Speicherung aufweisen, bevorzugt sind.

Durch die oben beschriebenen Karten ist es möglich, bestehenden DSLAMs in einfacher Weise aufzurüsten, indem entweder eine gesonderte Karte hinzugefügt wird oder eine entsprechende vorhandene Uplinkcard und/oder Linecard durch eine erfindungsgemäße Karte wie in 2 gezeigt ersetzt wird. Um beispielsweise beim Ersetzen einer Linecard die Kapazität des DSLAMs nicht zu verringern, ist es auch möglich, eine der vorhandenen Linecards durch eine erfindungsgemäße Karte mit der in 3 dargestellten Funktionalität und andere Linecards durch moderne Linecards, welche Anschlüsse für mehrere Teilnehmeranschlussleitungen bieten, zu ersetzen.

Zu bemerken ist noch, dass zwar bei DSLAMs ein Aufbau mit einer Vielzahl von Karten üblich ist, es selbstverständlich aber auch möglich wäre, die entsprechenden Bauelemente auf andere Weise, d.h. direkt auf einer oder mehreren Platinen, zu verschalten. Zudem muss der Massenspeicher 4 nicht physikalisch auf einer der Karten angeordnet sein, sondern kann in einem separaten Gehäuse untergebracht sein und mit der entsprechenden Karte verbunden sein.