Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ablaufsteuerung zur
Übertragung von Sprache, Daten und Bildern über eine DSL-Verbindung.
Die US 6,374,288 B1
beschreibt ein DSL-Servicesystem und ein Verfahren zur dynamischen Änderung
von Bitraten in Abhängigkeit von Nutzeranforderungen in Verkehrstypen. Es erfolgt
eine dynamische Anpassung der Datenübertragung eines xDSL-Modems in Abhängigkeit
von einem Verkehrstyp der übertragenen Daten. Ein Datenpaket-Header wird ausgewertet
zur Feststellung, ob ein Datenpaket eine höhere Datenübertragungsrate
benötigt.
Die US 2004 258142 A1
beschreibt ein Verfahren zur Initialisierung von Transceivern. Es werden Parameter
mittels Nachrichten eingestellt, die über ein Übertragungskanal übertragen
werden. Bei Impulsstörungen werden Übertragungsparameter, wie beispielsweise
die Interleaving-Tiefe verändert.
In "A Short Overview of the VDSL System Requirements", IEEE Communications
Magazine, Vol. 40, Heft 12, Dezember 2002, Seiten 82-90, wird beschrieben, dass
bei Auftreten von Impulsstörungen eine Signallaufzeit maximal eingestellt wird.
xDSL-Verfahren (DSL: Digital Subscriber Line) sind übertragungstechnische
Verfahren zur digitalen Nutzung verdrillter Telefonadernpaare in einem Teilnehmerzugangsnetz.
Das Teilnehmerzugangsnetz (Access Network, Anschlussleitungsnetz) ist ein Netz,
an das eine Vielzahl von Teilnehmern jeweils über einen Telefonanschluss angeschlossen
sind. Bei xDSL unterscheidet man zwischen symmetrischen und asymmetrischen xDSL-Varianten.
Bei dem asymmetrischen ADSL sind die Datenübertragungsraten downstream, d.
h. zum Teilnehmer hin mit bis zu 8 MB/Sek. wesentlich höher als die upstream
erreichbare Datenübertragungsrate von 1 MB/Sek. In den meisten Haushalten wird
ein Internetzugang über die bestehenden Kupferdoppeladern genutzt. Durch den
stetig steigenden Bedarf an Bandbreite wird zudem schrittweise die sogenannte VDSL-Technologie
(Very High Speed Digital Subscriber Line, ITU-T-Standard G.993.1 G.993.2) eingeführt,
mit der sich Datenraten von bis zu 100 MB/Sek. in beiden Richtungen auf kurzen Leitungen
erreichen lassen.
Die erzielbaren Datenraten hängen von dem Signal-zu-Rausch-Abstand
SNR auf der jeweiligen Telefonleitung ab. Mit zunehmender Leitungslänge und
zunehmendem Übersprechen von anderen Telefonleitungspaaren nimmt die tatsächlich
erzielbare Datenrate ab. Die gängige Vorgehensweise eines Netzbetreibers zur
Konfiguration im Betrieb eines DSL-Anschlusses besteht darin, dass dem Kunden bzw.
Teilnehmer für seinen Internetzugang eine feste Datenrate zugesagt wird, die
deutlich unter der physikalisch erreichbaren Datenübertragungsrate liegt. Diese
zugesagte niedrige fixierte Datenübertragungsrate wird auch auf längeren
Telefonleitungen noch erreicht, selbst wenn störende benachbarte DSL-Signale
auftreten. Alternativ garantieren Netzbetreiber eine minimale Datenübertragungsrate
und stellen dann basierend auf den tatsächlichen Leitungsbedingungen beim Freischalten
des DSL-Anschlusses eine gegebenenfalls höhere mögliche Datenübertragungsrate
ein (Best Effort).
Für DSL-Netzbetreiber wird es in Zukunft zunehmend wichtiger,
Sprachservices (Voice over IP) und Filme (Video an Demand) über DSL anzubieten.
Hierdurch erhöht sich der Bedarf an Bandbreite erheblich. Die Sprachdatenübertragung
mittels Voice over IP und die Bilddatenübertragung stellen besondere Anforderungen
an die DSL-Verbindung. Sprachdaten weisen eine geringe Datenübertragungsrate
von unter 100 KB/Sek. auf, sind aber besonders empfindlich gegenüber einer
langen Signallaufzeit bzw. Signallaufzeitschwankungen, da hierdurch am fernen Ende
des Teilnehmeranschlusses reflektierte Signalanteile durch die Teilnehmer als unangenehmes
Echo wahrgenommen werden. Schon bei einer Gesamtlaufzeit von über 30 mSek.
wird die subjektive Qualität des Telefongesprächs herabgesetzt. Eine DSL-Sprachverbindung
sollte daher idealerweise nicht mehr als 5 mSek. zur Gesamtlaufzeit beitragen.
Video- bzw. Bilddaten nutzen Bildkompressionstechniken, die zu einer
Datenübertragungsrate zwischen 2 MB/Sek. und 20 MB/Sek. führen. Der Echtzeitcharakter
des Videodatenstromes erlaubt nicht das wiederholte Senden von verlorengegangenen
Datenpaketen, wie es beispielsweise beim TCP-Protokoll üblich ist (TCP over
IP). Falls RTP-Datenpakete (RTP: Real Time Protocol) verlorengehen, führt dies
zu kurzzeitigen Bildstörungen. Das erneute Senden verlorengegangener Datenpakete
zur Bilddatenübertragung ist nur möglich, wenn ein genügend großer
Pufferspeicher auf der Empfängerseite vorgesehen wird, der den Zeitverlust
bei erneuter Paketanforderung ausgleichen kann. Ein großer Pufferspeicher hat
jedoch den Nachteil, dass ein Kanalwechsel bzw. Programmwechsel zu hohen Totzeiten
beim Entleeren bzw. erneuten Füllen des Pufferspeichers führt, oder aber
eine sehr große Bandbreite auf der DSL-Leitung zur Verfügung gestellt
werden muss, die wesentlich höher ist als die ermittelte benötigte
Datenrate zur Übertragung eines einzigen Videodatenstroms ist.
Impulsstörungen, die auf einer DSL-Verbindung auftreten, können
zu einem kurzzeitigen Datenverlust führen. Für reine Internetdaten, wie
beispielsweise Web-Daten, oder Mail-Daten sind derartige Datenverluste, die durch
Impulsstörungen hervorgerufen werden, für den Teilnehmer dank TCP-Re-Transmission,
d. h. dem erneuten Senden von Daten überhaupt nicht bemerkbar. Auch bei der
Übertragung von Sprachdaten rufen Impulsstörungen lediglich ein akustisch
hörbares Störgeräusch hervor, wobei dies jedoch durch die Teilnehmer
kaum wahrgenommen wird.
Sowohl ADSL als auch VDSL sind mit einem Fehlerkorrekturmechanismus
ausgestattet, bei dem auf Seiten des Senders in den Datenstrom redundante Daten
hinzugefügt werden, die es erlauben, auf der Empfangsseite eine bestimmte Menge
gestörter Daten zu rekonstruieren. Durch diese Fehlerkorrektur lassen sich
Bitfehler, die durch Impulsstörungen hervorgerufen werden, beseitigen. Die
Vermeidung von Bitfehlern bei Auftreten von impulsförmigen Störsignalen
wird dabei erreicht, indem man die Bitinformationen auf der DSL-Verbindung zeitlich
verteilt bzw. „interleaved". Ohne Interleaving kann ein impulsförmiges
Störsignal sowohl die eigentlichen Nutzdaten als auch die redundant hinzugefügten
Fehlerkorrekturdaten stören. Das Interleaven der Daten führt allerdings
zu einer zusätzlichen Signallaufzeit, die typischerweise zwischen 8 und 20
mSek. liegt, um einen ausreichenden Schutz gegen impulsförmige Störsignale
zu bieten. Impulsförmige Störsignale haben üblicherweise eine Dauer
von weniger als 0,5 mSek. Während des Auftreten eines impulsförmigen Störsignals
werden die in dem Datenstrom enthaltenen Daten komplett zerstört. Die durch
Interleaving hervorgerufenen höheren Signallaufzeiten können für
Video- bzw. Bilddaten ohne Nachteile in Kauf genommen werden. Im Gegensatz dazu
wirken höhere Signallaufzeiten, die durch Interleaving hervorgerufen werden,
bei der Übertragung von Sprachdaten und gegebenenfalls auch bei der Übertragung
von zeitkritischem Internetverkehr, beispielsweise „Online-Gambling" störend.
Generell stellen die verschiedenen Verkehrstypen von Daten, insbesondere
Internetdaten, Sprachdaten und Videodaten teilweise widersprüchliche Anforderungen
an die Konfiguration der DSL-Verbindung und somit des xDSL-Modems.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem
zu schaffen, bei der die zur Verfügung stehende Bandbreite der DSL-Verbindung
optimal ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit
den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens umfassen die verschiedenen Verkehrstypen einen Datenverkehrstyp zur Übertragung
von Informationsdaten, insbesondere Internetdaten, einen Sprachverkehrstyp zur Übertragung
von Sprachdaten und einen Videoverkehrstyp zur Übertragung von Bilddaten.
Die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems wird dabei vorzugsweise
durch eine Ablaufsteuerung mittels SRA (Seamless Rate Adaption) eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird mittels eines an der Ablaufsteuerung angeschlossenen Sprachdatendetektors
erfasst, ob die von einer Datenquelle stammenden Datenpakete Sprachdaten enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird mittels eines an der Ablaufsteuerung angeschlossenen Videodatendetektors
erfasst, ob die von einer Datenquelle stammenden Datenpakete Bilddaten enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die zu übertragenden Daten durch einen Zeitmultiplexer auf
verschiedene Sendesignalpfade des xDSL-Modems verteilt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die verteilten Daten in jedem Sendesignalpfad durch einen Framer
zu einem xDSL-Datenübertragungsrahmen gruppiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die in dem xDSL-Datenrahmen zu übertragenden
Daten in jedem Sendesignalpfad des xDSL-Modems durch eine zugehörige Fehlerschutzeinheit
zum Schutz gegen Übertragungsstörungen codiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird für jeden zu übertragenden xDSL-Datenübertragungsrahmen
eine Prüfziffer mittels eines CRC (Cyclic Redundancy Check)-Codierers erzeugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die zu übertragenden Daten einschließlich der erzeugten
Prüfziffer durch einen Scrambler der Fehlerschutzeinheit verwürfelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die verwürfelten Daten durch einen Reed-Solomon-Codierer
der Fehlerschutzeinheit codiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die durch die Fehlerschutzeinheit codierten Daten durch einen
in dem Sendesignalpfad enthaltenen nachgeschalteten Interleaver mit einstellbarer
Interleave-Tiefe interleaved.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Signallaufzeit der verschiedenen Sendesignalpfade des xDSL-Modems
durch Veränderung der Interleave-Tiefe des zugehörigen Interleavers für
die verschiedenen Verkehrstypen eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird bei Auftreten von Impulsstörungen die Signallaufzeit maximal
eingestellt, wenn durch einen Videodatendetektor erfasst wird, dass die von der
Datenquelle stammenden Datenpakete Bilddaten enthalten.
Die Erfindung schafft ferner eine Ablaufsteuerung für ein xDSL-Modem
zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen, wobei die Ablaufsteuerung
in Abhängigkeit von den mittels Detektoren erfassten Verkehrstypen eine Datenübertragungsrate
des xDSL-Modems dynamisch anpasst.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung zur Übertragung
von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem unter Bezugnahme auf
die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale
beschrieben.
Es zeigen:
1: eine Schaltungsanorndung mit einem xDSL-Modem und
einer erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung;
2: ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform
des durch die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung angesteuerten xDSL-Modems;
3: ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Übertragen von Daten verschiedener
Verkehrstypen;
4: ein Ablaufdiagramm eines Unterprogramm innerhalb
des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens;
5: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms
innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens;
6: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms
innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens;
7: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms
innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Ablaufsteuerung 1 zur Durchführung des in 3
dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übertragung von Daten
verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem 2. Die bevorzugte Ausführungsform
des dabei eingesetzten xDSL-Modems ist in 2
dargestellt. An dem xDSL-Modem 2 ist über eine Teilnehmeranschlussleitung
3 ein Teilnehmeranschluss 4 angeschlossen. Das xDSL-Modem
2 sendet und empfängt modulierte Daten über die Teilnehmeranschlussleitung
3.
Bei dem in 2 dargestellten xDSL-Modem
handelt es sich um ein Dual-Latency-xDSL-Modem mit zwei Sendesignalpfaden und zwei
Empfangssignalpfaden, deren Interleaver eine einstellbare Interleave-Tiefe aufweisen.
Datenpakete, die von einer beliebigen Datenquelle 5 stammen,
werden durch einen Demultiplexer 6 auf die beiden Latency-Pfade LP bzw.
Sendesignalpfade des in 2 dargestellten xDSL-Modems
verteilt. Umgekehrt werden die in den beiden Empfangssignalpfaden empfangenen Daten
durch einen gesteuerten Multiplexer 7 zusammengeführt und einer beliebigen
Datenverarbeitungseinheit 8 zugeführt. Der Demultiplexer
6 und der Multiplexer 7 werden über eine Steuerleitung
9 von einer Ablaufsteuerung 1 angesteuert. Die Ablaufsteuerung
1 wählt einen der beiden Latency-Pfade des Dual-Latency-xDSL-Modems
2 aus. Die Ablaufsteuerung 1 weist vorzugsweise einen daran angeschlossenen
Konfigurationsspeicher 10 auf, an dem verschiedene Konfigurationsparameter,
die durch den Netzbetreiber vorgegeben sind, eingestellt sind. Die Ablaufsteuerung
1 gemäß der Erfindung steuert über eine Standard-Steuerschnittstelle,
die mehrere Steuerleitungen umfasst, das Dual-Latency-xDSL-Modem 2 an.
Das in 1 dargestellte xDSL-Modem
2 befindet sich beispielsweise auf einer Linecard bzw. Teilnehmer-Leitungstreiberkarte
oder in einem sogenannte DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Das
xDSL-Modem 2 ist beispielsweise durch eine integrierte Halbleiterschaltung
gebildet und weist Schnittstellen gemäß verschiedener Standards auf.
Die Ablaufsteuerung 1 ist an verschiedene unabhängige
Detektoren angeschlossen. Ein Sprachdatendetektor 11 erfasst, ob die von
der Datenquelle 5 stammenden Datenpakete Sprachdaten enthalten. Ein Videodatendetektor
12 erfasst, ob die von der Datenquelle 5 stammenden Datenpakete
Bilddaten enthalten. Sobald der Sprachdatendetektor 11 erkennt, dass die
Datenpakete Sprachdaten enthalten, gibt er ein entsprechendes Anzeigesignal (Event
Sprache) an die Ablaufsteuerung 1 ab. Erkennt der Videodatendetektor
12, dass die ankommenden Datenpakete Bilddaten enthalten, gibt er ebenfalls
ein entsprechendes Anzeigesignal (Event Video) an die Ablaufsteuerung
1 ab.
Der Sprachdatendetektor 11 und der Videodatendetektor
12 werten die Header-Daten bzw. Datenpaket-Verwaltungsdaten der ankommendenden
Datenpakete aus. Das Identifizieren des Verkehrstyps Sprache bzw. des Verkehrstyps
Video erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform durch die Überprüfung
der TCP- oder UDP-Portnummer für den in dem jeweiligen Netzwerk genutzten Datenservice.
Neben dem Sprachdatendetektor 11 und dem Videodatendetektor
12 ist die Ablaufsteuerung 1 zusätzlich an einen Impuls-Noise-Detektor
13 und an einen Verbindungs-Qualitäts-Detektor 14 angeschlossen.
Der Detektor 13 zur Erfassung von impulsförmigen Störungen
erfasst Impulsstörer, die das Übertragungsmedium kurzzeitig mit einem
Störsignal beaufschlagen und dessen Pegel deutlich über dem Pegel des
Nutzsignals liegt und damit einen Empfang des Nutzsignals kurzzeitig unmöglich
macht. Derartige impulsförmige Störsignale dauern in der Regel nicht länger
als 2 mSek. Die bei einer DSL-Leitung normalerweise vorhandene Sicherheitsreserve
zwischen dem stationären Rauschpegel und dem Signalpegel in Höhe von typischerweise
6 bis 30 dB bietet gegen impulsförmige Störsignale keinen ausreichenden
Schutz.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das impulsförmige
Störsignal durch kontinuierliches Beobachten des Signal-zu-Rausch-Abstandes
SNR auf der Empfangsseite des xDSL-Modems erkannt.
In einer alternativen Ausführungsform werden auftretende CRC-Fehler
erfasst.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden zur Erfassung
eines impulsförmigen Störsignals nicht nur die Anzahl der auftretenden
CRC-Fehler, sondern zusätzlich auch die Ergebnisse des auf der Empfangsseite
vorhandenen Reed-Solomon-Decoders ausgewertet, d. h. die Anzahl erfolgreich korrigierter
bzw. nicht korrigierbarer RS-Codewörter.
Mit dem Verbindungsqualitätsdetektor 14 wird die Verbindungsqualität
des DSL-Links erfasst. Hierzu werden beispielsweise das Signalrauschverhältnis
SNR kontinuierlich überwacht und ein Mittelwertsignalrauschverhältnis
SNR errechnet. Liegt der errechnete Mittelwert über einem Schwellenvorgabewert,
wird die Verbindungsqualität als ausreichend bewertet. Liegt
der Mittelwert umgekehrt unterhalb des Vorgabewertes, gibt der Verbindungsqualitätsdetektor
14 ein Anzeigesignal, welches eine schlechte Verbindung anzeigt, an die
Ablaufsteuerung 1 ab.
Bei alternativen Ausführungsformen des Verbindungsqualitätsdetektors
14 werden Kennzahlen, wie sie beispielsweise in RFC2662, Definitions of
Managed Objects for the ADSL Lines, IETF, August 1999 zusammengefasst sind, herangezogen.
Beispielsweise wird „adslAtucPerfEss" oder „adslAtucPerfEss" daraufhin
überwacht, ob eine Erhöhung des Zählwertes um mehr als beispielsweise
3 innerhalb eines Zeitintervalls von vorzugsweise 60 Sek. stattgefunden hat. Wenn
dies der Fall ist, gibt der Verbindungsqualitätsdetektor 14 ein Anzeigesignal
Event Link Bad an die Ablaufsteuerung 1 ab, welches anzeigt, dass die Verbindungsqualität
mangelhaft ist.
Die Ablaufsteuerung 1 passt in Abhängigkeit von dem
mittels der Detektoren 11, 12 erfassten Datenverkehrstypen die
Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 dynamisch an. Hierzu gibt
die Ablaufsteuerung 1 Steuersignale an eine innerhalb des xDSL-Modems
2 vorgesehene interne Modemsteuerung 2a ab. Die Ablaufsteuerung
1 steuert die maximale Übertragungsrate der beiden in dem Dual Latency
xDSL-Modem enthaltenen Latency-Pfade (Max Link Rate LP0/1), eine minimale Übertragungsrate
der beiden Latency-Pfade LP0, LP1 (Min Link Rate 0/1), eine maximal zulässige
Signalverzögerung über die beiden Latency-Pfade LP0/LP1 (Max Link Delay0/1)
und eine minimale Immunität gegenüber impulsförmigen Störsignals
für die beiden latency-Pfade Min Link INP0/1. Zusätzlich gibt die Ablaufsteuerung
1 drei Steuersignale SRA (Seamless Rate Adaption), DRR (Dynamic Rate Repartitioning)
und SIC (Seamless Interleaver Change) an die interne Modemsteuerung 2a
ab. Die interne Modemsteuerung 2a steuert die internen Latency-Pfade LP
innerhalb des xDSL-Modems 2 an.
Bei SAR erfolgt eine dynamische Änderung der Anzahl von Bits
pro Zeit, die in einem QAM-Modulator im Sendesignalpfad des xDSL-Modems passieren,
d. h. es erfolgt eine dynamische Datenratenanpassung. Damit einhergehend werden
auch Einstellungen in einem Framer und in einem diesem nachgeschalteten Reed-Solomon-Codierer
geändert.
Bei DRR (Dynamic Rate Repartitioning) erfolgt ein dynamisches Verteilen
einer Datenrate zwischen den beiden Latency-Signalpfaden LP0/LP1 innerhalb des xDSL-Modems.
Die Summenrate, d. h. die Summe der beiden Datenübertragungsraten bleibt dabei
unverändert, lediglich das Aufteilungsverhältnis wird geändert. Dabei
werden gegebenenfalls auch der Framer und der Reed-Solomon-Codierer entsprechend
eingestellt.
Bei SIC (Seamless Interleave Change) erfolgt eine dynamische Veränderung
der Interleave-Tiefe des in dem jeweiligen Latency-Signalpfad LP vorhandenen Interleavers
INT. Die internationalen Standards für ADSL und VDSL unterstützen SRA,
DRR und SIC in unterschiedlichem Maße entsprechend der folgenden Tabelle:
ITU-T Standard
SRA
DRR
SIC
G.992.1, 2
nein
nein
nein
G.992.3,5
ja
ja
nein
G.993.1
nein
nein
nein
G.993.2
ja
ja
ja
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 unterscheidet
bei einer bevorzugten Ausführungsform drei verschiedene Verkehrstypen, nämlich
einen Verkehrstyp Daten VT_Daten für Webbrowsing, e-Mails, FTP usw., einen
Verkehrstyp Sprache VT_Sprache für Voice over IP-Anwendungen und einen Verkehrstyp
Video VT_Video für Bilddatenanwendungen.
Für jeden Verkehrstyp gibt der Netzbetreiber a priori Konfigurationsparameter
an, insbesondere die maximale Übertragungsrate für jeden Verkehrstyp,
die minimale Datenübertragungsrate für jeden Verkehrstyp und die maximal
zulässige Verzögerungszeit für die beiden Verkehrstypen Daten und
Sprache. Zudem wird die zulässige Impulsstördauer für den Verkehrstyp
Video vorgegeben. Die Konfigurationsparameter werden in dem in 1
dargestellten Konfigurationsspeicher 10 gespeichert und können durch
die Ablaufsteuerung 1 ausgelesen werden.
Typische Konfigurationsparameterwerte sind:
Daten
Sprache
Video
MaxRate
24 Mbit/s
256 kBit/s
15 Mbit/s
Min_Rate
128 kBit/s
100 kBit/s
8 MBit/s
MaxDelay
8 ms
5 ms
–
MinINP
–
–
2 ms
Neben den ausgelesenen Konfigurationsparametern erhält die Ablaufsteuerung
1 von den Detektoren 11, 12, 13, 14
Anzeigesignale bzw. Ereignisse (Events). Das Ereignis EVTHINP gibt an, dass eine
impulsförmige Störung durch den Impuls-Noise-Detektor 13 erkannt
wurde. Das Ereignis Event Link Bad gibt an, dass der Verbindungsqualitätsdetektor
14 eine Verschlechterung der Verbindungsqualität erkannt hat. Das
Ereignis Event Sprache gibt an, dass der Sprachdatendetektor 11 erkannt
hat, dass der Datenverkehr Sprachdaten enthält. Das Event EVT VIDEO gibt an,
dass der Videodatendetektor 12 erkannt hat, dass der Datenverkehr Videodaten
enthält.
Darüber hinaus erhält die Ablaufsteuerung 1 über
Leitungen 15 Verbindungsparameter von dem Dual-Latency-xDSL-Modem
2, nämlich die tatsächlich durch Interleaving hervorgerufene
Verzögerung für die beiden Latency-Pfade (Link Delay LP0/Link Delay LP1),
die maximale Reparaturzeit zum Schutz vor Impulsstörungen für die beiden
Latency-Pfade (Link INP LP0, Link INP LP1), und die tatsächliche Datenrate
für die beiden Latency-Pfade 0,1 (Link Rate LP0, Link Rate LP1).
Wie man aus 2 erkennen kann, weist jeder
Sendesignalpfad bzw. Latency-Pfad einen Framer zum Gruppieren der Daten in einen
xDSL-Rahmen bzw. Frame sowie eine zugehörige Fehlerschutzeinheit auf. Die Fehlerschutzeinheit
umfasst insbesondere einen CRC-Codierer zur Erzeugung einer Prüfziffer, einen
Scrambler zum Verwürfeln der zu übertragenden Daten einschließlich
der erzeugten Prüfziffer sowie einen Reed-Solomon-Codierer RS. Der Fehlerschutzeinheit
ist jeweils ein Interleaver INT nachgeschaltet, der die codierten Daten verschachtelt
bzw. interleaved. Die Interleave-Tiefe der Interleaver ist dabei vorzugsweise für
die unterschiedlichen Latency-Pfade LP unterschiedlich einstellbar. Ein Interleaving
bzw. das zeitliche Verteilen der Informationen führt zu einem zusätzlichen
Schutz gegenüber Störsignalen. Allerdings hat das Interleaving eine zusätzliche
Signallaufzeit zufolge. Typischerweise werden Werte zwischen 8 und 20 mSek. „Interleaving
Delay" benötigt, um einen ausreichenden Schutz gegenüber Impulsstörungen
zu erreichen. Die interleavten Daten werden anschließend verschiedenen Trägerfrequenzen
zugeordnet und durch einen QAM-Modulator moduliert. Anschließend erfolgt eine
inverse Fourier-Transformation, eine Digital-Analog-Wandlung und Impulsformung mittels
Filtern. Zwischen der Sende- und Empfangsrichtung ist eine Hybridschaltung mit Echokompensation
EC vorgesehen.
Die Detektoren 11, 12, 13, 14
dienen zur kontinuierlichen Beobachtung des Datenverkehrs hinsichtlich des Auftretens
von Sprachdaten, Videodaten sowie der Überwachung der physikalischen Verbindung
hinsichtlich von Impulsstörungen und der allgemeinen Qualität der Verbindung.
Basierend auf den Ergebnissen dieser Beobachtungen führt die Ablaufsteuerung
1 eine dynamische Anpassung der Datenrate sowie der den Schutz gegen Impulsstörungen
betreffenden Verbindungsparameter durch. Dem klassifizierten Datenverkehr werden
Übertragungspfade innerhalb des Modems zugewiesen, der den vorab spezifizierten
Anforderungen des Datenverkehrs genügt. Durch dynamische Anpassung der Verbindungsparameter,
d. h. ohne einen Verbindungsab- oder wiederaufbau wird durch die Ablaufsteuerung
1 eine stets optimale Verbindungsqualität für die verschiedenen
Verkehrstypen sichergestellt. Dabei wird nur der gerade benötigte Teil des
Leistungsspektrums innerhalb eines Kabelbündels belegt, sodass der Gesamtdurchsatz
in dem Kabelbündel maximiert wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nach einem Startschritt S0 erfolgt mittels der Ablaufsteurung
1 zunächst eine Initialisierung des xDSL-Modems 2 in einem
Schritt S1. Dabei wird die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems
2 auf eine vorgegebene Minimalübertragungsrate zur Übertragung
von Daten des Datenverkehrstyps initialisiert. Nach dem Initialisierungsschritt
S1 wird im Schritt S2 ein Zähler bzw. ein Timer T1 gestartet.
In einem Schritt S3 wird zunächst geprüft, ob die ankommenden
Datenpakete Sprachdaten enthalten oder nicht. Ist dies der Fall, wird im Schritt
S4 ein Unterprogramm A, wie es in 4 dargestellt ist,
durchlaufen.
Enthalten die ankommenden Datenpakete keine Sprachdaten, wird der
Vorgang direkt mit Schritt S5 fortgesetzt, d. h. die Ablaufsteuerung 1
prüft, ob der Videodatendetektor 12 das Vorhandensein von Bilddaten erkannt
hat. Falls die ankommenden Datenpakete Bilddaten enthalten, wird im Schritt S6 das
Unterprogramm B, welches in 5 dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S7 prüft die Ablaufsteuerung, ob die durch den Detektor
14 festgestellte Verbindungsqualität ausreichend ist. Ist die Verbindungsqualität
nicht ausreichend, wird der Zähler T1 im Schritt S8 zurückgesetzt und
im Schritt S9 eines Unterprogramms C, welches in 6
dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S10 prüft die Ablaufsteuerung 1, ob der Impulsstörungsdetektor
13 eine Impulsstörung meldet. Falls eine Impulsstörung vorliegt,
wird der Zähler im Schritt S11 zurückgesetzt und gestartet. Anschließend
wird im Schritt S12 ein Unterprogramm D, wie es in 7
dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S13 prüft die Ablaufsteuerung 1, ob der Zähler
T1 abgelaufen ist oder nicht. Falls der Zähler abgelaufen ist, wird die Datenrate
des xDSL-Modems 2 mittels SRA im Schritt S14 heraufgesetzt. Anschließend
wird der Zähler T1 wieder zurückgesetzt und im Schritt S15 neu gestartet.
Der Vorgang kehrt daraufhin zu Schritt S3 zurück.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in
3 dargestellt ist, wird zunächst in dem Initialisierungsschritt
S1 die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 auf eine vorgegebenen
Minimalübertragungsrate zur Übertragung des Verkehrstyps „Daten"
eingestellt. Sobald die DSL-Verbindung hergestellt ist und damit die grundsätzliche
Fähigkeit des xDSL-Modems zur Übertragung der Summe aller minimal geforderten
Datenraten sichergestellt ist, reduziert hierzu die Ablaufsteuerung 1 die
Datenrate auf der DSL-Leitung mittels des SRA-Mechanismus, um die minimalen Raten
für die beiden Verkehrstypen „Sprache" und „Video", sodass nur
die minimal geforderte Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten"
übrig bleibt. Die zusätzlich benötigten Datenübertragungsraten
für Sprache und Video werden erst bei tatsächlichem Auftreten von Sprache
und Videodatenverkehr dynamisch durch die Ablaufsteuerung 1 zur Verfügung
gestellt. Die Datenübertragungsrate bzw. die Bandbreite für den Verkehrstyp
„Daten" wird durch die Ablaufsteuerung 1 permanent zur Verfügung
gestellt. Die Ablaufsteuerung 1 stellt zunächst sicher, dass der Übertragungskanal
die Minimalanforderungen erfüllt, indem die DSL-Verbindung mit der Summe der
minimalen Datenübertragungsrate aller Verkehrstypen trainiert wird. Damit nicht
unnötige Signalspektren verbraucht werden, vermindert die Ablaufsteuerung
1 dann im Initialisierungsschritt S1 die Datenübertragungsrate auf
die minimale Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten".
Die Ablaufsteuerung 1 überwacht anschließend mittels
des Sprachdatendetektors 11 und des Videodatendetektors 12, ob
Daten von mindestens einem weiteren Verkehrstyp übertragen sind. Die Datenübertragungsrate
des xDSL-Modems 2 wird auf eine vorgegebene Minimal-Summendatenrate zum
Übertragen von Daten des Datenverkehrstyps und von Daten des weiteren erfassten
Verkehrstyps eingestellt, wenn weitere Verkehrstypen, beispielsweise Sprach- oder
Videodaten mittels der Detektoren 11, 12 erfasst werden. Diese
dynamische Anpassung der Datenübertragungsraten bei Bedarf, d. h. bei Auftreten
eines weiteren Verkehrstyps, erfolgt mittels der Unterprogramme A, B in den Schritten
S4, S6.
Wird mit dem Schritt S7 durch den Verbindungsqualitätsdetektor
14 erkannt, dass eine Verschlechterung der Leitungsbedingungen vorliegt,
so überprüft die Ablaufsteuerung 1, ob eine höhere Datenrate
eingestellt ist, als minimal gefordert. Hierzu überprüft die Ablaufsteuerung
1, ob die Datenübertragungsrate höher ist, als die Summe der
minimal geforderten Datenübertragungsraten aller aktiven Verkehrstypen. Ist
dies der Fall, wird die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems schrittweise
mittels SRA durch die Ablaufsteuerung 1 reduziert. Wenn eine Reduzierung
der Datenübertragungsrate nicht möglich ist, sind die physikalischen Grenzen
erreicht und das xDSL-Modem 2 baut die xDSL-Verbindung selbstständig
aufgrund der einsetzenden Bitfehler vollständig ab. Das Reduzieren der Datenübertragungsrate
für den Fall einer schlechten Verbindungsqualität bildet das Gegenstück
zu dem Schritt S14, bei dem in regelmäßigen Zeitabständen die Datenübertragungsrate
heraufgesetzt wird. Die Datenübertragungsrate „atmet" sozusagen mit
der bestehenden Verbindungsqualität.
Meldet der Detektor 13 für Impulsstörungen der
Ablaufsteuerung 1 das Auftreten von Impulsstörungen und ist gleichzeitig
der Verkehrstyp „Video" aktiv, d. h. wird ein garantierter Schutz vor Impulsstörern
benötigt, versucht die Ablaufsteuerung 1, zunächst die Signallaufzeit
mittels SIC auf den höchsten erlaubten Wert heraufzusetzen. Ist dies nicht
möglich, weil die Signallaufzeit beispielsweise schon den maximal zulässigen
Wert erreicht hat, wird die Datenübertragungsrate auf den minimal geforderten
Wert herabgesetzt. Ist auch dies nicht möglich, setzt die Ablaufsteuerung
1 den SRA-Mechanismus dazu ein, die Bruttodatenrate auf der Teilnehmeranschlussleitung
zu erhöhen und den Datenratengewinn dabei zum Hinzufügen weiterer Forward
Error Correction-Daten zu nutzen. Hierbei nutzt die Ablaufsteuerung 1 die
Tatsache aus, dass höhere Signallaufzeiten ein längeres
„Verschmieren" der Daten per Interleaving zur Folge hat und somit auch einen
höheren Schutz vor Störimpulsen bietet. Eine Erniedrigung der Datenrate
durch eine Erhöhung des Signal-Rausch-Abstandes SNR bedeutet demzufolge eine
höhere Wahrscheinlichkeit, dass Störimpulse ihren Sicherheitsabstand bzw.
„margin" nicht überschreiten. Bei der Forward Error Correction werden
immer K-Datenbytes mit R-Checkbytes zusammengefasst. Bei allen DSL-Systemen ist
die Summe aus dem K-Daten-Byte und den R-Check-Bytes kleiner oder gleich 255. Mit
großem R und kleinem k kann der Schutz gegenüber Impulsstörungen
verbessert werden, indem man die Zahl K der Datenbytes kleiner und die Anzahl R
der Checkbytes erhöht.
Über den Timer bzw. Zählermechanismus T1 stellt die Ablaufstörung
1 gemäß der Erfindung die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems
2 schrittweise auf eine höhere Datenübertragungsrate ein. Arbeiten
mehrere Datenübertragungssysteme gleichzeitig, die sich ein Kabelbündel
mit einer Vielzahl von Teilnehmeranschlussleitungen 3 teilen, findet eine
fairere Verteilung der gesamten Bündelkapazität statt, als für den
Fall, dass die jeweiligen Modems immer nur auf eine feste Datenübertragungsrate
eingestellt sind.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 stellt initial
die Datenübertragungsrate auf die Minimal-Übertragungsrate zur Übertragung
des Verkehrstyp „Daten" ein. Tritt keines der Ereignisse, die mit den Schritten
S3, S5, S7, S10 geprüft werden, ein, wird die Datenübertragungsrate schrittweise
im Schritt S14 in regelmäßigen Zeitabständen erhöht. Hierdurch
wird der zur Verfügung stehende Übertragungskanal nur soweit beansprucht,
wie gerade nötig ist, sodass ein möglichst geringes Übersprechen
auf die benachbarten Datenübertragungskanäle auftritt. Hierdurch wird
die Gesamtnutzung des Kabelbündels optimiert.
Nach dem Initialisierungsschritt S1 beginnt die Ablaufsteuerung
1, kontinuierlich die einzelnen Detektoren 11, 12,
13, 14 abzufragen. Wird mittels des Sprachdatendetektors
11 das Auftreten von Sprachdatenpaketen (Voice over IP) erfasst, so stellt
die Ablaufsteuerung 1 zusätzliche Bandbreite für Sprachdaten
mittels SRA im Schritt S4 zur Verfügung.
Erkennt der Videodatendetektor 12 das Auftreten von Videodatenpaketen,
so wird durch die Ablaufsteuerung 1 zunächst überprüft,
ob ausreichend Bandbreite zur Verfügung steht, sodass die minimal geforderten
Datenübertragungsraten für alle aktiven Verkehrstypen vorhanden sind.
Wenn dies der Fall ist, werden durch die Ablaufsteuerung 1 keine weiteren
Maßnahmen ergriffen. Steht nicht genügend Bandbreite zur Verfügung,
fordert die Ablaufsteuerung 1 die fehlende Datenübertragungsrate über
den SRA-Mechanismus von dem xDSL-Modem 2 an.
Im Weiteren werden verschiedene Schritte des in 3
dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail beschrieben.
Im Schritt S1 erfolgt die Initialisierung des xDSL-Modems
2 durch die Ablaufsteuerung 1. Dabei erfolgt die Initialisierung
in Abhängigkeit davon, ob das xDSL-Modem 2 ein Dual-Latency-xDSL-Modem
mit zwei Latency-Signalpfaden LP0, LP1 oder ein xDSL-Modem mit nur einem einzigen
Latency-Pfad LP0 ist.
Falls es sich bei dem xDSL-Modem um ein Modem mit nur einem Latency-Pfad
LP handelt, wird die Datenübertragungsrate derart gewählt, dass gilt:
LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Daten + MinRate_VT_Sprache + MinRate_VT_Video.(1)
Ferner wird das maximale Interleaving-Delay bzw. die Interleaving-Verzögerung
durch die Ablaufsteuerung wie folgt eingestellt:
LNK_DELAY_LP0 <= Min (MaxDelay_VT_Daten, MaxDelay_VT_Sprache).(2)
Es wird hierbei die kleinstmögliche Signalverzögerung gewählt,
die die Forderung noch erfüllt.
Ferner stellt die Ablaufsteuerung 1 den Framing-Parameter
wie folgt ein:
MIN_LNK_INP_LP0 >= MinINP_VT_Video.(3)
Falls ein Konflinkt zwischen den beiden obigen Forderungen (2), (3)
besteht, verfährt die Ablaufsteuerung 1 derart, dass für die
maximale Interleaving-Verzögerung gilt:
LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Daten,(4)
wobei die kleinstmögliche Verzögerung gewählt wird,
für die die Forderung noch erfüllt ist.
Ferner wird der Framing-Parameter derart eingestellt, dass gilt:
LNK_INP_LP0 >= MinINP_VT_Video(5)
Falls die Forderungen (2) und (3) miteinander in Konflikt stehen,
wird durch die Ablaufsteuerung 1 zunächst die Signalverzögerungsanforderung
für Sprachdaten ignoriert, unter der Annahme, dass für spätere Phasen
mit Sprachkommunikation das Interleaving-Delay dynamisch reduziert wird.
Ferner werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung 1
derart geschaltet, dass alle drei Verkehrstypen auf den Latency-Pfad LP0 gelegt
sind.
Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau wird die Datenübertragungsrate
für den Latency-Pfad LP0 mittels SRA durch die Ablaufsteuerung um (MinRate_VT_Sprache
+ MinRate_VT_Video) reduziert.
Hiermit ist die Initialisierung im Schritt S1 des xDSL-Modems 2 abgeschlossen.
Weist das xDSL-Modem 2 zwei getrennte Latency-Pfade LP0,
LP1 auf, erfolgt die Initialisierung im Schritt S1 durch die Ablaufsteuerung
1 wie folgt.
Falls MaxDelay_VT_Daten <= MaxDelay_VT_Sprache ist, wird die Datenübertragungsrate
für den Latency-Pfad LP0 derart gewählt, dass gilt:
LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Daten + MinRate_VT_Sprache.(6)
Anschließend wird die maximale Interleaving-Verzögerung
durch den Latency-Pfad LP0 derart durch die Ablaufsteuerung 1 eingestellt,
dass:
LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Daten.(7)
Dann wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad
LP1 durch die Ablaufsteuerung 1 derart eingestellt, dass
LNK_RATE_LP1 = MinRate_VT_Video.(8)
Die Ablaufsteuerung 1 stellt dann den Framing-Parameter zu
dem Latency-Pfad LP1 derart ein, dass:
LNK_INP_LP1 >= MinINP_VT_Video.(9)
Die Datenpfade werden anschließend so geschaltet, dass der Verkehrstyp
„Sprache" VT_Sprache und der Verkehrstyp „Daten" VT_Daten auf dem
Signalpfad LP0 übertragen werden.
Ferner werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung 1
derart geschaltet, dass der Verkehrstyp „Bilddaten" VT_Video auf den Latency-Pfad
LP1 des Dual-Latency-Modems 2 gelegt wird.
Unmittelbar nach erfolgreichem Verbindungsaufbau durch das xDSL-Modem
wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP0 LNK_Rate_LP0 mittels
SRA/DRR durch die Ablaufsteuerung 1 um MinRate_VT_Sprache reduziert. Die
Übertragungsrate für den Latency-Pfad LP1 LNK_Rate_LP1 wird durch die
Ablaufsteuerung 1 mittels SRA/DRR um MinRate_VT_Video reduziert.
Falls MaxDelay_VT_Daten > MaxDelay_VT_Sprache ist, erfolgt eine
Belegung des Latency-Pfades LP0 für Sprache und eine Belegung des Latency-Pfades
LP1 für Video und Daten.
Die Ablaufsteuerung stellt die Datenrate für den Latency-Pfad
LP0 dann derart ein, dass gilt:
LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Sprache.(10)
Dann wird die maximale Interleaving-Verzögerung für den
Latency-Pfad LP0 derart eingestellt, dass gilt:
LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Sprache.^(11)
Anschließend wird die Datenrate für den Latency-Pfad LP1
derart durch die Ablaufsteuerung 1 eingestellt, dass gilt:
LNK_RATE_LP1 = MinRate_VT_Video + MinRate_VT_Daten.(12)
Anschließend wird die maximale Interleaving-Verzögerung
zu LP1 durch die Ablaufsteuerung 1 derart eingestellt, dass gilt:
LNK_DELAY_LP1 = MaxDelay_VT_Daten.(13)
Die Framing-Parameter werden durch die Ablaufsteuerung 1
zu dem Latency-Pfad LP1 derart eingestellt, dass gilt:
LNK_INP_LP1 >= MinINP_VT_Video.(14)
Schließlich werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung
1 derart geschaltet, dass der Verkehrstyp VT_Sprache auf den Latency-Pfad
LP0 gelegt wird und die Verkehrstypen VT_Daten und VT_Video auf den Latency-Pfad
LP1 gelegt sind.
Unmittelbar nach erfolgreichem Verbindungsaufbau wird die Datenübertragungsrate
zu dem Latency-Pfad LP0 (LNK_RATE_LP0) durch die Ablaufsteuerung 1 mittels
SRA/DRR um MinRate_VT_Sprache reduziert. Die Datenübertragungsrate für
den Latency-Pfad LP1 (LNK_RATE_LP1) wird durch die Ablaufsteuerung 1 mittels
SRA/DRR um MinRate_VT_Video reduziert.
Hiermit ist die Initialisierung des Dual-Latency-xDSL-Modems 2 im
Schritt S1 abgeschlossen.
Nach Starten des Zählers T1 im Schritt S2 überwacht die
Ablaufsteuerung 1 verschiedene Ereignisse mittels der Detektoren
11, 12, 13, 14 in den Schritten S3, S5, S7,
S10.
Das Ablaufen des Zählers T1 führt im Schritt S14 dazu, dass
die Datenrate mittels SRA schrittweise heraufgesetzt wird, bis die Summe der jeweils
zulässigen Werte aller aktiven Verkehrstypen erreicht ist. Bei Auftreten einer
schlechten Verbindung bzw. eines impulsförmigen Störsignals wird der Zähler
T1 zurückgesetzt, d. h. ein Heraufsetzen der Datenrate wird nicht fortgeführt,
wenn sich die Leitungsqualität verschlechtert. Hierdurch wird durch das xDSL-Modem
2 immer nur soviel Energie auf die Teilnehmeranschlussleitung
3 abgegeben, wie für die jeweilige Datenverkehrssituation erforderlich
ist. Somit wird die in einem Kabelbündel mit vielen Leitungen zur Verfügung
stehende Kapazität optimal ausgenutzt. Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung
1 führt somit ein dynamisches Spektrum-Management durch.
Handelt es sich bei dem xDSL-Modem 2 um ein Dual-Latency-Modem,
wird bei der Initialisierung durch die Ablaufsteuerung 2 der Verkehrstyp
„Sprache" mit demjenigen der beiden anderen Verkehrstypen in einem Latency-Pfad
LP kombiniert bzw. zusammengefasst, der eine niedrigere Laufzeitanforderung als
Sprache aufweist. Der Vergleich auf die niedrigere Laufzeit erfolgt vorzugsweise
nur mit dem Verkehrstyp „Daten", da in der Praxis Videodaten stets eine höhere
zulässige Laufzeit aufweisen, als Sprachdaten. Gibt es für den Datenverkehr
keine niedrigere Laufzeitanforderung als für den Verkehrstyp „Sprache",
dann wird ein Latency-Pfad LP ausschließlich zur Sprachdatenübertragung
reserviert und der Video- und Datenverkehr teilen sich den anderen Latency-Pfad.
Bei einem Dual-Latency-xDSL-Modem werden die Datenraten von der Ablaufsteuerung
1 für jeden Latency-Pfad derart gewählt, dass die Summe der minimalen
Datenübertragungsraten der jeweils vorgesehenen Verkehrstypen entspricht. Die
maximal zulässige Laufzeit wird derart gewählt, dass die strengste aller
Laufzeitanforderungen der jeweils vorgesehenen Verkehrstypen erfüllt ist. Derjenige
Latency-Pfad LP, der Videodaten überträgt, wird entsprechend der Anforderung
an den minimalen Schutz vor Impulsstörern konfiguriert.
Sobald die Verbindung hergestellt wurde und damit die grundsätzliche
Fähigkeit des xDSL-Modems 2 zur Übertragung der Summe aller minimal
geforderten Datenübertragungsraten sichergestellt ist, reduziert die Ablaufsteuerung
1 die Datenübertragungsrate auf der DSL-Leitung 3 mittels
des SRA-Mechanismus, um die minimalen Raten für Sprache und Video in dem jeweiligen
Latency-Pfad LP, sodass nur die minimal geforderte Rate für Datenverkehr übrig
bleibt. Mittels des DRR-Mechanismus wird anschließend die gesamte Datenübertragungsrate
demjenigen Latency-Pfad zugewiesen, der Datenverkehr überträgt, während
der andere Latency-Pfad auf eine Datenrate von 0 reduziert wird. Die zusätzlich
benötigten Datenübertragungsraten für Sprache und Video werden erst
bei einem tatsächlichen Auftreten von Sprach- oder Videoverkehr dynamisch durch
die Ablaufsteuerung 1 zur Verfügung gestellt. Im Gegensatz dazu wird
die Bandbreite für Daten durch die Ablaufsteuerung 1 permanent zur
Verfügung gestellt.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 basiert
auf den folgenden praxisnahen Voraussetzungen, nämlich:
Es ist prinzipiell eine ausreichend hohe Datenübertragungsrate für die
simultane Übertragung aller drei Verkehrstypen auf dem jeweiligen Übertragungskanal
zu realisieren.
Die erforderliche, maximale Datenübertragungsrate des Verkehrstyp
„Daten" ist wesentlich größer als die Datenübertragungsrate
für den Verkehrstyp „Sprache".
Die erforderliche maximale Datenübertragungsrate für den
Verkehrstyp „Video" ist wesentlich größer als die Datenübertragungsrate
für den Verkehrstyp „Sprache".
Eine Übertragungsmöglichkeit für den Verkehrstyp „Daten"
wird durch die Ablaufsteuerung 1 permanent bereit gestellt.
Für die Übertragung von Video- und Sprachdaten darf eine
minimale Datenübertragungsrate nicht unterschritten werden.
Für die Übertragung von Sprachdaten darf eine maximale Laufzeit
nicht überschritten werden.
Für die Übertragung von Videodaten ist eine minimale Sicherheit
gegenüber Impulsstörungen durch die Ablaufsteuerung 1 gewährleistet.
Das Einhalten der minimalen Laufzeit für Sprachdaten wird dabei
wichtiger gewertet als das Erfüllen der minimalen Sicherheit gegenüber
Impulsstörungen bei Videodatenübertragung.
Das Übertragungssystem wird von Anfang an auf entweder einen
oder zwei Datenübertragungspfade bzw. Latency-Pfade eingestellt.
Video- und Sprachdaten werden nicht permanent übertragen, sondern
nur bei Bedarf.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 erlaubt
ein Schwanken der Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten",
da dies unproblematisch ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung, wie sie in 1
dargestellt ist, wird vorzugsweise auf der Vermittlungsseite, d. h. auf Seiten des
Netzbetreibers eingesetzt. Die Datenquelle 5 repräsentiert ein paketbasiertes
Transportnetz des Netzbetreibers und einschließlich des Übergangs zum
Internet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde beispielhaft anhand
dreier Verkehrstypen, nämlich „Daten", „Sprache" und „Video"
beschrieben. Bei einer alternativen Ausführungsform werden Datenströme
dieser und weiterer Verkehrstypen gesteuert.