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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND TIME-DIVISION MULTIPLEXING/DEMULTIPLEXING UNIT FOR DATA TRANSMISSION USING TIME-DIVISION MULTIPLEXING, PARTICULARLY FOR BANDWIDTH-OPTIMIZED DATA TRANSMISSION OF IP TRAFFIC WITH BROADCAST AND MULTICAST COMPONENTS IN A WDM SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/131099
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for data transmission using time-division multiplexing for data transmission of IP traffic with broadcast and multicast components in a WDM system, where a first network node in a transport network is supplied with a plurality of unicast data streams and at least one broadcast data stream, whose broadcast data are associated with a plurality of or all ports, for transmission in a downstream direction from the first network node to a second network node in the transport network, where the broadcast data and the unicast data are combined at the first network node to form one or more physical time-division multiplex data streams, where each physical time-division multiplex data stream corresponds to a time-division multiplex data signal with a predetermined carrier wavelength, and where the one or the plurality of time-division multiplex data signals are injected at the first network node into the transport network and are transmitted to a second network node via said transport network. In line with the invention, the broadcast data and unicast data contained in a time-division multiplex data signal are arranged such that the data in the at least one broadcast data stream are contained just precisely a single time.

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Inventors:
HINDERTHUER HENNING (DE)
Application Number:
PCT/DE2006/000964
Publication Date:
December 14, 2006
Filing Date:
June 02, 2006
Export Citation:
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Assignee:
ADVA AG (DE)
HINDERTHUER HENNING (DE)
International Classes:
H04J3/16; H04L12/18
Domestic Patent References:
WO2003021832A12003-03-13
WO2005048642A12005-05-26
Foreign References:
EP1519616A22005-03-30
Other References:
IRIE K ET AL: "LARGE CAPACITY MULTIPLEX-PORT BROUTER WITH SDH INTERFACE FOR REGIONAL PC COMMUNICATION NETWORK SYSTEM", 1997 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMMUNICATIONS. MONTREAL, JUNE 8, vol. VOL. 3, 8 June 1997 (1997-06-08), pages 1602 - 1606, XP000748913, ISBN: 0-7803-3926-6
Attorney, Agent or Firm:
EDER & SCHIESCHKE (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Datenübertragung im Zeitmultiplex, (a) wobei einem ersten Netzknoten eines Transportnetzes mehrere Unicast Datenströme, deren UnicastDaten jeweils einem bestimmten Quellport und einem bestimmten Zielport zugeordnet sind, und wenigstens ein Broadcast Datenstrom, dessen BroadcastDaten keinem bestimmten, sondern mehreren oder allen Ports zugeordnet sind, zur Übertragung in einer Downstream Richtung vom ersten Netzknoten zu deinem zweiten Netzknoten des Trans portnetzes zugeführt werden, (b) wobei die BroadcastDaten und die UnicastDaten in dem ersten Netzknoten erforderlichenfalls zu einem oder mehreren physikalischen Zeitmultiplex Datenströmen zusammengefasst werden, wobei jeder physikalische Zeit multiplexDatenstrom einem ZeitmultiplexDatensignal mit einer vorbe stimmten Trägerwellenlänge entspricht, welches eine Rahmenstruktur aufweist, wobei die BroadcastDaten und die UnicastDaten in den Rahmen enthalten sind, und (c) wobei das eine oder die mehreren ZeitmultiplexDatensignale in dem ersten Netzknoten in das Transportnetz eingekoppelt und über dieses zu einem zweiten Netzknoten übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, (d) dass die in einem ZeitmultiplexDatensignal enthaltenen BroadcastDaten und UnicastDaten so angeordnet werden, dass die Daten des wenigstens einen BroadcastDatenstroms genau ein einziges Mal enthalten sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung im Transportnetz mittels eines in Ralimenstrukturen aufgeteilten Zeitmulti plexDatensignals erfolgt, wobei in jedem Rahmen des Zeitmultiplex Datensignals jeweils Daten aller UnicastDatenströme und Daten des oder der BroadcastDatenströme dieses ZeitmultiplexDatensignals enthalten sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der BroadcastDatenströme dem ersten Netzknoten von einem Broadcast Server als separater physikalischer Datenstrom zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Netzknoten zunächst einem oder mehreren Unicast Datenströmen ein oder mehrere Broadcastsignale zugeordnet werden und hieraus ein kombinierter, dem betreffenden Zielport zugeordneter Datenstrom gebildet wird, bevor das eine oder die mehreren ZeitmultiplexDatensignale gebildet werden, oder dass dem ersten Netzknoten ein oder mehrere derartige kombinierte Datenströme zugeführt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kombinierten Datenströme als separate physikalische kombinierte Datenströme gebildet oder dem ersten Netzknoten zugeführt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Rahmen eines kombinierten Datenstroms jeweils UnicastDaten und die BroadcastDaten enthalten sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Netzknoten ein oder mehrere separate physikalische Datenströme zugeführt werden, deren Datenrahmen jeweils Daten mehrerer Unicast Datenströme enthalten.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Netzknoten das oder die empfangenen Zeitmultiplex Datensignale in mehrere kombinierte Datenströme umgewandelt werden, bei denen einem oder mehreren UnicastDatenströmen ein oder mehrere Broadcastsi gnale zugeordnet sind, wobei jeder kombinierte Datenstrom dem Zielport des betreffenden UnicastDatenstroms zugeordnet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kombinierten Datenströme als separate physikalische kombinierte Datenströme gebildet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Daten rahmen eines kombinierten Datenstroms jeweils UnicastDaten des betreffenden UnicastDatenstroms und BroadcastDaten des oder der betreffenden Broadcast Datenströme enthalten sind.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, (a) dass auch dem zweiten Netzknoten zur Datenübertragung in einer Upstre amRichtung vom zweiten Netzknoten zum ersten Netzknoten mehrere Uni castDatenströme zugeführt werden, (b) dass die UnicastDaten in dem zweiten Netzknoten unter Einrichtung oder Aufrechterhaltung einer oder mehrerer der Verkehrsbeziehungen zwischen den jeweiligen Quell und Zielports der Datenübertragung in der Downstre amRichtung erforderlichenfalls zu einem oder mehreren physikalischen ZeitmultiplexDatenströmen zusammengefasst werden, und (c) dass das eine oder die mehreren ZeitmultiplexDatensignale in dem zweiten Netzknoten zur Datenübertragung in einer UpstreamRichtung in das Transportnetz eingekoppelt und über dieses zu dem ersten Netzknoten übertragen werden.
12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenrahmen eines ZeitmultiplexDatensignals im Transportnetz bei der Übertragung in Upstre amRichtung im Wesentlichen dieselbe Struktur aufweisen, wie die Datenrahmen eines ZeitmultiplexDatensignals bei der Übertragung in DownstreamRichtung, wobei vorzugsweise Zeitlots für die Übertragung von BroadcastDaten in der DownstreamRichtung frei bleiben.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Netzknoten das oder die empfangenen ZeitmultiplexDatensignale in separate physikalische UnicastDatenströme umgewandelt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die UnicastDatenströme als separate physikalische Datenströme gebildet werden.
15. Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit für eine Einrichtung zur Datenübertragung im Zeitmultiplex zur Realisierung des Verfahrens im ersten Netzknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, (a) mit mehreren localseitigen Transmit Anschlussports, welchen jeweils zur Datenübertragung in DownstreamRichtung ein separater physikalischer Datenstrom in Form eines Datensignals zuführbar ist, und (b) mit einem oder mehreren remoteseitigen Transmit Anschlussports, welche mittelbar oder unmittelbar mit dem Transportnetz verbindbar sind, wobei an jedem remoteseitigen TransmitAnschlussport ein UnicastDaten und BroadcastDaten enthaltendes ZeitmultiplexDatensignal in Downstream Richtung abgegeben wird, und/oder (c) mit einem oder mehreren remoteseitigen ReceiveAnschlussports, welche mittelbar oder unmittelbar mit dem Transportnetz verbindbar sind, wobei an jedem remoteseitigen Receive Anschlussport ein nur UnicastDaten ent haltendes, in UpstreamRichtung übrtragenes ZeitmultiplexDatensignal zugeführt wird, und (d) mit mehreren localseitigen Receive Anschlussports, an welchen jeweils zur Datenübertragung in UpstreamRichtung ein separater physikalischer Da tenstrom in Form eines Datensignals, welches nur UnicastDaten enthält, abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, (e) dass die Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit so ausgebildet ist, dass sie das Multiplexen und/oder Demultiplexsen der ihr zugeführten Signale nach den Verfahrensansprüchen 1 bis 14 durchführt.
16. Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit für eine Einrichtung zur Datenübertragung im Zeitmultiplex zur Realisierung des Verfahrens im zweiten Netzknoten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, (a) mit einem oder mehreren remoteseitigen ReceiveAnschlussports, welche mittelbar oder unmittelbar mit dem Transportnetz verbindbar sind, wobei an jedem remoteseitigen ReceiveAnschlussport ein UnicastDaten und BroadcastDaten enthaltendes ZeitmultiplexDatensignal in Downstream Richtung zugeführt wird, und (b) mit mehreren localseitigen ReceiveAnschlussports, an welchen jeweils zur Datenübertragung in DownstreamRichtung ein separater physikalischer Datenstrom in Form eines Datensignals, welches nur UnicastDaten enthält oder UnicastDaten und BroadcastDaten enthält, abgegeben wird, und/oder (c) mit mehreren localseitigen Transmit Anschlussports, welchen jeweils zur Datenübertragung in UpstreamRichtung ein separater physikalischer Da tenstrom in Form eines nur UnicastDaten enthaltendes Datensignals zufuhrbar ist, und (d) mit einem oder mehreren remoteseitigen TransmitAnschlussports, welche mittelbar oder unmittelbar mit dem Transportnetz verbindbar sind, wobei an jedem remoteseitigen Transmit Anschlussport ein nur UnicastDaten enthaltendes ZeitmultiplexDatensignal in UpstreamRichtung abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, (e) dass die Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit so ausgebildet ist, dass sie das Multiplexen und/oder Demultiplexsen der ihr zugeführten Signale nach den Verfahrensansprüchen 1 bis 14 durchfuhrt.
17. Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit für eine Einrichtung zur Datenübertragung im Zeitmultiplex zur Realisierung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, welche sowohl eine Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit nach Anspruch 15 als auch eine Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit nach Anspruch 16 umfasst.
18. Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die localseitigen TransmitAnschlussports und die korrespondierenden localseitigen ReceiveAnschlussports zu bidirektionalen local seitigen TransmitReceiveAnschlussports ausgebildet sind.
19. Zeitmultiplex/Demultiplexeinheit nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die remoteseitigen TransmitAnschlussports und die korrespondierenden remoteseitigen ReceiveAnschlussports zu bidirektionalen remoteseitigen TransmitReceive Anschlussports ausgebildet sind.
Description:
Verfahren und Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit zur Datenübertragung im Zeit- multiplex, insbesondere zur bandbreiten-optimierten Datenübertragung von IP

Verkehr mit Broadcast- und Multicast-Anteilen in einem WDM-System

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Datenübertragung im Zeitmultiplex, insbesondere zur bandbreiten-optimierten Datenübertragung von IP Verkehr mit Broadcast- und Multicast-Anteilen in einem WDM-System, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betriff die Erfindung eine Zeitmultiplex- /Demultiplexeinheit für eine Einrichtung zur Datenübertragung im Zeitmultiplex zur Realisierung dieses Verfahrens in einem ersten Netzknoten, welcher in Downstream-

Richtung Broadcast-Daten und Unicast-Daten zu einem zweiten Netzknoten sendet, und eine Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit zur Realisierung dieses Verfahrens in einem zweiten Netzknoten, welcher in Upstream-Richtung nur Unicast-Daten zum ersten Netzknoten sendet, mit den Merkmalen der Patentansprüche 15 bzw. 16.

In den letzten Jahren hat sich das Bereitstellen von Breitbandanschlüssen für Kunden von Telekommunikationsunternehmen zu einem Thema von entscheidender Bedeutung entwickelt. Um einen maximalen Nutzen aus ihrer Infrastruktur bereits bestehender IP (Internet Protocol) basierter Kommunikationsnetze zu ziehen, gehen die Service Provider dazu über, eine Vielzahl unterschiedlicher Dienste wie übliche Internetzugänge (IP Data), Voice over IP (VoIP), Broadcast TV (IPTV) oder Video-on-Demand (VoD) anzubieten, wodurch sich der Bandbreitebedarf, der an die bestehende Infrastruktur gestellt wird, drastisch erhöht. Dies kann dazu führen, dass die jeweils aktuell zur Verfügung stehende Bandbreite nicht mehr ausreicht und nach einfachen, kostengünstigen Lösungen zur Erhöhung der Bandbreite gesucht werden muss. Dabei scheidet ein Aus- bau oder ein Ersetzen der physikalischen Übertragungsstrecken, insbesondere Kabel,

Satellitenübertragungsstrecken und Richtfunkstrecken meist aus.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Szenario, bei dem ausgehend von einem Headend ein Service-Provider einen Broadcast- Verkehr, der einen oder mehrere Broadcast-Datenströme umfassen kann, und einen Unicast-Verkehr, der einen oder mehrere Unicast- Datenströme umfassen kann, über einen Broadband Routing and Access Server (BRAS) in ein Transportnetz (Backhaul), insbesondere ein Ethernet, einkoppelt. Neben Unicast-

Daten, die vom Service-Provider selbst erzeugt werden, können dem BRAS auch externe Unicast-Datenströme zugeführt werden, z. B: VoIP Datenströme von Teilnehmern aus anderen Netzen oder IP Datenströme von anderen Service-Providern oder Teilnehmern aus anderen Netzen. Bei den vom Service-Provider selbst erzeugten Unicast- Datenströmen kann es sich z. B. um VoD Programme oder dergleichen handeln.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass ein Datenstrom nicht notwendigerweise als separater physikalischer Datenstrom vorliegen muss. Es können mehrere, verschiedene (logische) Datenströme zu einem einzigen physikalischen Datenstrom zusammen- gefasst sein, beispielsweise durch Paketmultiplex-, Zeitmultiplex- oder Wellenlängen- multiplextechniken, der dann durch ein entsprechendes Signal repräsentiert wird. Ein

Datenstrom ist jedoch einem bestimmten Quellport zugeordnet, von dem aus er in das Transportnetz, welches vorzugsweise als Hochgeschwindigkeitsübertragungsnetz ausgebildet ist, eingekoppelt wird. Ein Unicast-Datenstrom ist darüber hinaus auch einem bestimmten Zielport zugeordnet, zu dem er aus dem Transportnetz ausgekoppelt wird. Selbstverständlich kann jeder Datenstrom auch aus mehreren oder einer Vielzahl von

Teildatenströmen bestehen, die im Rahmen eines Protokollstacks ebenfalls jeweils einem Zielport und/oder einem Quellport zugeordnet sind.

Fig. 1 zeigt eine Realisierung, bei der ein Service-Provider am Headend einen Broadcast-Datenstrom erzeugt, der beispielsweise mehrere TV Programme beinhaltet (in Fig. 1 durch die Box mit der Satellitenantenne dargestellt), und einen Unicast-

Datenstrom zur Bereitstellung eines VoD Service (in Fig. 1 durch die Box mit der Filmrolle dargestellt). Diese Datenströme werden von den genannten Datenquellen einem Broadcast-Server bzw. einem VoD-Server zugeführt und von diesen über den BRAS in das Transportnetz eingekoppelt. Dabei werden die Broadcast- und Unicast-Datenströme

üblicherweise zu einem Datenstrom zusammengefasst. Bei diesem Datenstrom kann es sich z. B. um einen Gigabit-Ethernet-Datenstrom handeln, bei dem jeder Rahmen sowohl Broadcast-Daten des Broadcast-Datenstroms als auch Unicast-Daten des Unicast- Datenstroms enthält.

Der über das Transportnetz übertragene Datenstrom wird an einem Netzknoten KNl,

KN2 des Transportnetzes ausgekoppelt der dem Zielport des Datenstroms entspricht und in Teildatenströme zerlegt, die ihrerseits den Teilnehmern zugeführt werden. Das Aufspürten des über das Transportnetz übertragenen Datenstroms kann z.B. über einen DSLAM (Digital Subscriber Line Acess Multiplexer) erfolgen, an dem local-seitig zB. 500 Teilnehmer angeschlossen sein können. Das Auswählen der TV Programme und das Aufspürten des Empfangssignals in die Teilsignale für die unterschiedlichen Endgeräte und das Zusammenführen der Teilsignale kann teilnehmerseitig mittels einer Settop Box (STP) erfolgen.

Zur Erhöhung der Datenübertragungskapazität bzw. der Bandbreite des Transportnetzes ist es bekannt, am Headend mehrere Datenströme zu erzeugen, die jeweils Broadcast- und Unicast-Daten enthalten und diese durch ein Zeitmultiplexverfahren im Transportnetz zu einem einzigen physikalischen Datenstrom zwischen Headend und Local Loop zusammenzufassen.

Um unter Ausnutzung ein und desselben Faserpaares eines optischen Transportnetzes mehrere, in der Regel räumlich von einander getrennte Local Loop Netzknoten an das

Headend anzubinden, wird die bekannte Technik des Wellenlängenmultiplexens eingesetzt. Dabei korrespondieren eine oder mehrere dedizierte optische Wellenlängen mit einem bestimmten Local Loop Netzknoten. Die Ein- und Auskopplung der Wellenlängen wird durch so genannte Optical Add-/Drop-Multiplexer (OADM) realisiert.

Dieses bekannte Verfahren ist in Fig. 2 dargestellt, wobei der für das Zusammenführen der bei der Ausführungsform in Fig. 2 dargestellten, zwei headend-seitigen Datenströme eine Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 1 mit zwei local-seitigen Anschlussports SIL

und S2L vorgesehen ist. Diese kann bei der schematischen Darstellung in Fig. 1 in Downstream-Richtung nach dem BRAS angeordnet oder in diesen integriert sein. Der BRAS in Fig. 1 kann dabei so ausgebildet sein, dass er die beiden Datenströme erzeugt, die jeweils den selben Broadcast-Datenstrom B und einen Unicast-Datenstrom Ul bzw. U2 enthalten. Jeder der beiden Datenströme wird einem bestimmten Quellport zugeordnet, der dem Anschlussport SIL oder S2L der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 1 entspricht, die Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 1 fasst die beiden Datenströme an den Anschlussports SIL und S2L zu einem einzigen Datenstrom zusammen, der am remote- seitigen Anschlussport SR über einen Add-/Drop-Multiplexer, der als optischer Add- /Drop-Multiplexer (OADM) ausgebildet ist, in das Transportnetz eingekoppelt wird.

Die zu einem physikalischen Datenstrom zusammengefassten Teildatenströme sind jedoch immer noch dem betreffenden Zielport zugeordnet.

Auf diese Weise kann jeder Teildatenstrom an demjenigen Netzknoten ausgekoppelt werden, der den Zielport beinhaltet. Fig. 2 zeigt eine Situation, bei der beide Teildaten- ströme einem Zielport zugeordnet sind, der dem selben Netzknoten zugeordnet ist.

Somit wird das gesamte, beide Teildatenströme enthaltende Zeitmultiplex-Signal am selben Netzknoten ausgekoppelt und mittels einer weiteren Zeitmultiplex- /Demultiplexeinheit 2, die wiederum mit ihrem remote-seitigen Anschlussport SR einem OADM nachgeschaltet ist, in die beiden physikalischen Teildatenströme aufgeteilt. Die Teildatenströme liegen wiederum an den local-seitigen Anschlussports SIL, S2L der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 3 an, welchen auch die Zielports der Teildatenströme zugeordnet sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die beiden Teildatenströme zur Übertragung über das Transportnetz in der Weise zu einem einzigen physikalischen Datenstrom zusammenge- fasst, dass die Datenübertragungsrate im Wesentlichen verdoppelt wird und die Teilsignale unter Aufrechterhaltung ihrer Struktur durch ein Zeitmultiplexverfahren ineinander „verschachtelt" werden, wobei nach wie vor jeder Teildatenstrom jeweils die gesamte Information bestehend aus Ul und B bzw. U2 und B enthält.

Aus Gründen einer einfacheren Darstellung sind die Anschlussports der Zeitmultiplex- /Demultiplexeinlieiten 1 und 3 als bidirektionale Ports dargestellt. Es können jedoch selbstverständlich für jeden bidirektionalen Port auch jeweils ein unidirektionaler Re- ceive-Port und ein unidirektionaler Transmit-Port vorgesehen sein.

Durch dieses bekannte Verfahren ergibt sich eine Verdopplung der Übertragungskapazität des Transportnetzes. Es wird jedoch auch die doppelte Bandbreite innerhalb des Transportnetzes benötigt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei den Teildatenströmen um Gigabit Ethemetsignale, so dass das Transportnetz in der Lage sein muss, ein Zeitmultiplexsignal mit einer Datenrate von 2 Gbit/s zu übertragen.

Selbstverständlich lässt sich dieses bekannte Verfahren auch erweitern, wobei drei und mehr Teildatenströme zu einem über das Transportnetz zu übertragendes Zeitmultiplex- Signal zusammengefasst werden. Dies führt jedoch zu einem entsprechend vielfachen Bandbreitenbedarf in Bezug auf das Transportnetz.

Als Ausweg bietet es sich an, zusätzlich zur Anwendung dese Zeitmultiplexverfahrens ein Wellenlängenmultiplexverfahren einzusetzen, wobei mehrere Zeitmultiplexsignale in der vorstehend erläuterten Art und Weise mit jeweils einer anderen Trägerfrequenz oder Trägerwellenlänge über das Transportnetz übertragen werden könnten. Insbesondere bei einer optischen Übertragung über das Transportnetz kann hierdurch die ohne- hin vorhandene, große Bandbreite eines Lichtwellenleiterübertragungsnetzes besser ausgenutzt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung im Zeitmultiplex, insbesondere zur bandbreitenoptimierten Datenübertragung von IP Verkehr mit Broadcast- und Multicast-Anteilen in einem WDM-System, zu schaffen, welches bei gegebener Bandbreite eines Transportnetzes eine verbesserte Datenübertragungskapazität aufweist, und welches auf einfache

und kostengünstige Weise zu realisieren ist. Zudem soll die Aufrüstung und Integration des Verfahrens in eine bereits bestehende Infrastruktur möglich sein. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit für eine Einrichtung zur Datenübertragung im Zeitmultiplex zu schaffen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 15 und 16.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass durch ein intelligentes Zusammenfassen von einzelnen Datenströmen, die Unicast- und/oder Broadcast-Daten enthalten, mittels eines Zeitmultiplexverfahrens zu einem oder mehreren pysikalischen Daten- strömen eine drastisch erhöhte Übertragungskapazität des Transportnetzes erreicht werden kann, und sich gleichzeitig ein geringer Verwaltungsaufwand für das intelligente Multiplexen ergibt, wenn der Broadcast-Datenstrom nur ein einziges Mal in einem Zeitmultiplex-Signal enthalten ist.

Im Fall eines optischen Transportnetzes kann so auf einfache Weise eine Zusammenfas- sung von headend-seitigen Datenströmen so erfolgen, dass für jede Verkehrsbeziehung zwischen zwei Netzknoten eine oder mehrere Wellenlängen reserviert wird, wobei an dem betreffenden Netzknoten vorzugsweise sämtliche Teildatenströme eines gedropp- ten Zeitmultiplex-Signals mit der betreffenden Wellenlänge ausgekoppelt werden. Dies stellt einen guten Kompromiss zwischen der erreichbaren Erhöhung der Übertragungs- kapazität und dem damit verbundenen Aufwand dar.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Datenübertragung im Transportnetz mittels eines in Rahmenstrukturen aufgeteilten Zeitmultiplex- Datensignals, wobei in jedem Rahmen des Zeitmultiplex-Datensignals jeweils Daten aller Unicast-Datenströme und Daten des oder der Broadcast-Datenströme dieses Zeit- multiplex-Datensignals enthalten sind.

In dem ersten Netzknoten (beispielsweise einem Headend Netzknoten) können zunächst einem oder mehreren Unicast-Datenströmen (die dem selben Zielport zugeordnet sind) ein oder mehrere Broadcastsignale zugeordnet werden. Hieraus kann ein kombinierter, dem betreffenden Zielport zugeordneter Datenstrom gebildet werden, bevor das eine oder die mehreren Zeitmultiplex-Datensignale gebildet werden. Selbstverständlich können dem ersten Netzknoten auch ein oder mehrere derartige kombinierte Datenströme zugeführt werden.

Auf diese Weise kann eine bestehende Infrastruktur, die beispielsweise gemischte Gi- gabit-Ethernet-Signale erzeugt und diese entweder im Zeitmultiplex oder im Wellenlän- genmultiplex in das Transportnetz eingekoppelt, zumindest größtenteils weiter verwendet werden. Es muss lediglich eine Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit zur Realisierung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, welche diese kombinierten Datenströme zu einem Zeitmultiplex-Signal zusammenfasst, in dem die betreffenden Broadcast-Daten nur ein einziges Mal enthalten sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind in jedem Rahmen eines kombinierten Datenstroms jeweils Unicast-Daten und die Broadcast-Daten enthalten.

Dem ersten Netzknoten können ein oder mehrere separate physikalische Datenströme zugeführt werden, deren Rahmen jeweils Daten mehrerer Unicast-Datenströme enthalten. Dies ermöglicht die flexible Nutzung der mittels eines physikalischen Datenstroms zur Verfügung gestellten Bandbreite bzw. Übertragungskapazität. Dabei können in einem derartigen physikalischen Datenstrom selbstverständlich auch ausschließlich mehrere Unicast-Datenströme zusammengefasst sein.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung können im zweiten Netzknoten (beispielsweise dem Local Loop Netzknoten) das oder die empfangenen Zeitmultiplex- Datensignale in mehrere kombinierte Datenströme umgewandelt werden, bei denen einem oder mehreren Unicast-Datenströmen ein oder mehrere Broadcastsignale zugeordnet sind, wobei jeder kombinierte Datenstrom dem Zielport des betreffenden Uni-

cast-Datenstroms zugeordnet ist. Diese kombinierten Datenströme können als separate, physikalische, kombinierte Datenströme gebildet werden, welche dann mittels einer bekannten, üblichen, ggf. bereits vorhandenen Infrastruktur bis hin zu den einzelnen Teilnehmern weiter übertragen werden können.

Da es sich bei den kombinierten Datenströmen in der Praxis noch um Datenströme handeln wird, welche eine Vielzahl (z. B. 500) einzelner Datenströme umfasst, die für jeweils einen bestimmten Teilnehmer (bzw. allgemein: für eine bestimmte Datensenke) bestimmt sind, werden diese kombinierten Datenströme vorzugsweise so ausgebildet, dass in jedem Rahmen eines kombinierten Datenstroms jeweils Unicast-Daten des be- treffenden Unicast-Datenstroms und Broadcast-Daten des oder der betreffenden

Broadcast-Datenströme enthalten sind. Denn es dürfte in der Praxis unwahrscheinlich sein, dass sämtliche Teilnehmer, deren Unicast-Teildatenströme zu einem Zeimultiplex- Signal zusammengefasst sind, auf alle Dienste verzichten, die in den Broadcast- Datenströmen enthalten sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden auch dem zweiten Netzknoten zur Datenübertragung in einer Upstream-Richtung vom zweiten Netzknoten zum ersten Netzknoten mehrere Unicast-Datenströme zugeführt. Diese Unicast-Daten werden in dem zweiten Netzknoten unter Einrichtung oder Aufrechterhaltung einer oder mehrerer der Verkehrsbeziehungen zwischen den jeweiligen Quell- und Zielports (der Netzknoten) der Datenübertragung in der Downstream-Richtung erforderlichenfalls zu einem oder mehreren physikalischen Zeitmultiplex-Datenströmen zusammengefasst. Das eine oder die mehreren Zeitmultiplex-Datensignale werden dann wiederum im zweiten Netzknoten zur Datenübertragung in einer Upstream-Richtung in das Transportnetz eingekoppelt und über dieses zu dem ersten Netzknoten übertragen.

Die Rahmen eines Zeitmultiplex-Datensignals im Transportnetz bei der Übertragung in

Upstream-Richtung weisen dabei vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Struktur auf, wie die Rahmen eines Zeitmultiplex-Datensignals bei der Übertragung in Downstream- Richtung, wobei vorzugsweise die für die Übertragung von Broadcast-Daten in der

Downstream-Richtung vorgesehenen Zeitslots frei bleiben. Hierdurch ergibt sich eine einfache Struktur des verwendeten Protokollstacks.

Im ersten Netzknoten können dann das oder die empfangenen Zeitmultiplex- Datensignale wieder in separate physikalische Unicast-Datenströme umgewandelt wer- den, wobei in den umgewandelten physikalischen Unicast-Datenströmen ein oder mehrere logische Unicast-Datenströme enthalten sein können.

Eine erfindungsgemäße Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit zur Realisierung des vorbeschriebenen Verfahrens kann je nach ihrem Einsatz im ersten oder zweiten Netzknoten unterschiedlich ausgebildet sein und weist dementsprechend die Merkmale der Oberbe- griffe des Patentanspruchs 15 oder 16 auf.

Das Zeitmultiplexen oder -demultiplexen der Signale kann selbstverständlich unter Verwendung geeigneter Hardware („festverdrahtete Lösung") oder durch eine Kombination einer geeigneten Hardware, beispielsweise eines Controllers, in Verbindung mit einer geeigneten Software oder Firmware erfolgen. Einem Fachmann stehen hier eine Vielzahl von Lösungsmöglichkeiten zur Verfügung, das erfindungsgemäße Verfahren in eine geeignete Vorrichtung umzusetzen, so dass die Beschreibung einer entsprechenden Vorrichtung durch funktionelle Merkmale ausreicht, um den Fachmann in die Lage zu versetzen, eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen.

Selbstverständlich kann eine erfindungsgemäße Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit auch so ausgebildet sein, dass sie sowohl die Funktionalität für einen Einsatz im ersten Netzknoten als auch die Funktionalität für einen Einsatz im zweiten Netzknoten besitzt. Die erforderlichen Funktionen können dann entweder selbsttätig, abhängig von anliegenden zu multiplexenden oder zu demultiplexenden Signalen ausgewählt werden oder durch ein geeignetes Ansteuersignal.

Weitere Ausfuhrungsformen des Verfahrens oder der Zeitmultiplex-

/Demultiplexeinheit(en) nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Komponenten für eine Übertragung von Broadcast- und Unicast-Daten von einem Service-Provider über ein Trans- portnetz zum einzelnen Teilnehmer (Downstream) und von Unicast-Daten vom einzelnen Teilnehmer zum Service-Provider (Upstream);

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Datenübertragung zwischen einem Ser- vice-Provider-seitigen Netzknoten (Headend) und einem teilnehmerseitigen Netzknoten (Local Loop) nach einem bekannten Verfahren;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Datenübertragungsverfahrens zwischen einem Service-Provider-seitigen Netzknoten (Headend) und einem teilnehmerseitigen Netzknoten (Local Loop) mit symmetrischem Portmapping;

Fig. 4 eine schematische Darstellung analog Fig. 3, jedoch für ein asymmetrisches Portmapping;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Verhältnisse im headend-seitigen Netzknoten für symmetrisches Portmapping und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Verhältnisse im local-loop-seitigen Netzknoten für symmetrisches Portmapping.

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die vorstehende Beschreibung der allgemeinen

Grundprinzipien anhand Fig. 1 und des bekannten Datenübertragungsverfahrens anhand Fig. 2 Bezug genommen.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung von dem anhand Fig. 2 erläuterten bekannten Verfahren ganz wesentlich da-

durch, dass innerhalb des Transportnetzes (Backhaul), das als optisches Netz zur Übertragung eines optischen CWDM Signals ausgebildet sein kann, nur Zeitmultiplexsignale übertragen werden, in denen jeweils der zu übertragende Broadcast Verkehr nur einmal enthalten ist. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wird lediglich ein einziges Zeitmul- tiplex-Signal übertragen, welches die Unicast-Daten der Unicast-Datenströme Ul, U2,

U3 von drei den bidirektionalen Anschlussports SIL, S2L, S3L einer Zeitmultiplex- /Demultiplexeinheit 5 nach der Erfindung zugeführten kombinierten Datenströmen umfasst, die jeweils einen Unicast-Datenstrom Ul bzw. U2 oder U3 und einen jeweils identischen Broadcast-Datenstrom in sich vereinen.

Die Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 5 übernimmt das Zeitmultiplexen und erforderliche Umordnen der Daten derart, dass das Zeitmultiplex-Signal jeweils aufeinanderfolgend die Daten der Unicast-Datenströme Datenströme Ul, U2 und U3, gefolgt von den Daten des Broadcast-Datenstroms, umfasst. Es ist jedoch selbstverständlich auch jede beliebige andere Verschachtelung der Broadcast- und Unicast-Daten möglich.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird das Zeitmultiplex-Signal am remote-seitigen Anschlussport SR der Zeitmultiplex-/Demultiplexemheit 5 in ein optisches Signal umgewandelt und dem OADM des headend-seitigen Netzknotens KNO zugeführt. Auf diese Weise können im Netzknoten KNO selbstverständlich mehrere optische Zeitmultiplex-Signale mit jeweils einer anderen optischen Wellenlänge erzeugt und über den OADM in das optische Transportnetz eingekoppelt werden. Wie bereits oben ausgeführt, kann so ein CWDM Zeitmultiplex-Signal über das Transportnetz übertragen werden.

Die Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 7 weist in entsprechender Weise eine Intelligenz auf, die es ermöglicht, an jedem local-seitigen Anschlussport SIL, S2L, S3L der Zeit- multiplex-/Demultiplexeinheit 7 wieder einen kombinierten (physikalischen) Datenstrom herzustellen, welcher jeweils dem an dem betreffenden local-seitigen Anschlussport SIL, S2L, S3L der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 5 anliegenden (physikali-

sehen) Datenstrom entspricht. Es handelt sich somit bei der Datenübertragung gemäß Fig. 3 um eine Datenübertragung mit symmetrischem Portmapping.

Da auch bei dem in Fig. 2 dargestellten, bekannten Verfahren dieselben kombinierten Datenströme an den jeweils local-seitigen Anschlussports in den Netzknoten KNO und KNl vorliegen, wird klar, dass das erfindungsgemäße Übertragungsverfahren auch bei bestehenden Netzen bzw. Infrastrukturen auf einfache Weise nachgerüstet werden kann. Es müssen lediglich die Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheiten ausgetauscht oder so aufgerüstet werden, dass das intelligente Zeitmultiplexen der kombinierten Datenströme nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden kann.

Die Fig. 5 und 6 zeigen nochmals die Verhältnisse im headend-seitigen bzw. local-loop- seitigen Knoten KNO bzw. KNl jeweils in Downstream- und Upstream-Richtung.

In der Upstream-Richtung müssen selbstverständlich normalerweise nur Unicast-Daten übertragen werden, da ein Teilnehmer im Regelfall keine Broadcast-Daten erzeugt. Grundsätzlich wäre jedoch auch in Upstream-Richtung die Übertragung von Broadcast- Daten möglich, wobei ggf. die von mehreren Teilnehmern erzeugten Broadcast-Daten zu einem Broadcast-Datenstrom zusammengefasst werden können, der dann in Upstream-Richtung zu Teilnehmern in anderen Netzen übertragen werden könnte. Selbstverständlich kann ein derartiger Broadcast-Datenstrom in Upstream-Richtung dem Netzknoten KNl auch von einem weiteren Broadcast-Server zugeführt werden.

Es bietet sich an, die Datenübertragung so zu gestalten, dass für jede Verkehrsbeziehung zwischen zwei Knoten, z. B. jeweils einem oder mehreren headend-seitigen Knoten und einem local-loop-seitigen Knoten eine separate optische Wellenlänge im Transportnetz für das betreffende Zeitmultiplexsignal zu verwenden. Dies ergibt eine einfach zu verwaltende und konfigurierende Struktur.

In jedem local-loop-seitigen Knoten kann ein local-seitiger Anschlussport SIL, S2L, S3L mit einem eigenen DSLAM verbunden sein, an welchen jeweils eine Vielzahl von Teilnehmern angeschlossen ist.

Fig. 4 zeigt als weitere Alternative die Verhältnisse für ein asymmetrisches Portmap- ping. Dabei können der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 5 sowohl kombinierte Datenströme zugeführt sein, welche sowohl Broadcast-Daten als auch Unicast-Daten enthalten als auch Datenströme, die nur (mehrere zusammengefasste) Unicast-Datenströme enthalten. In Fig. 4 ist dem local-seitigen Anschlussport SIL ein Gigabit-Datensignal mit einem Broadcast- und einem Unicast-Datenstrom zugeführt und dem Anschlussport S2L ein Gigabit-Datensignal mit zwei Unicast-Datenströmen. Die local-seitigen Anschlussports der Zeitmultiplex-/Demultiplexemheit 5 sind somit in dieser Ausführungsform flexibler ansteuerbar.

Im local-loop-seitigen Knoten KNl ändert sich gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 mit symmetrischem Portmapping nichts. Zwar kann auch hier ein anderes intelli- gentes Demultiplexen und gleichzeitiges Umordnen der einzelnen Datenströme erfolgen, jedoch ist dies zumindest dann in der Praxis kaum brauchbar, wenn die Datensignale an den local-seitigen Anschlussports der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 7 zur Versorgung von Teilnehmern bestimmt sind und eine Vielzahl von den Teilnehmern zugeordneten Datenströmen umfassen. Denn in diesem Fall müssten sich sämtliche Teilnehmer, deren Datenströme in einem gedemultiplexten Signal an einem local- seitigen Anschlussports der Zeitmultiplex-/Demultiplexeinheit 7 zusammengefasst sind, einig sein, keine Broadcast-Daten empfangen zu wollen. Eine derartige Konstellation ist äußerst unwahrscheinlich, jedoch auch mit der Vorrichtung bzw. dem Verfahren nach Fig. 4 zu realisieren.

In der Upstream-Richtung werden auch bei der Variante nach Fig. 4 üblicherweise nur

Unicast-Daten übertragen werden. Jedoch gelten auch hier die vorstehenden Ausführungen zur möglichen Übertragung von Broadcast-Daten in Upstream-Richtung für die in Fig. 3 dargestellte Variante.

Die Verhältnisse für die Übertragung in Upstream-Richtung sind im local-loop-seitigen Knoten KNl mit den in Fig. 6 für die Upstream-Richtung dargestellten Verhältnissen identisch.

Die Verhältnisse im headend-seitigen Knoten KNO stellen sich etwas anders dar. Hier wird das über das Transportnetz übertragene Zeitmultiplex-Signal umgesetzt in gede- multiplexte Signale an den local-seitigen Anschlussports SIL und S2L der Zeitmulti- plex-/Demultiplexeinheit 5 die der Darstellung in Fig. 4 entsprechen, jedoch enthält das in Upstream-Richtung geführte Gigabit-Ethernet-Signal am Port SIL keinen Broadcast- Datenanteil.