控制网络节点和控制电信网络的方法以及网络节点

摘要

在具有多个网络节点和多个终端机的电信网络内,控制网络节点的方法中,需控制的网络节点维护一个具有与连接有关信息的连接数据基,在其中至少与数据宿或与用户有关信息无关地进行管理与电信网络的其他网络节点已经存在的连接。在具有多个网络节点的电信网络中,每个网络节点是按照这样的方法控制的。一种网络节点是为了执行这样的方法构成的。本发明应用于用很少的费用分配数据流,特别是用于大众应用。

说明书

本发明涉及到按照权利要求1的前序部分的控制通信网络上网络节点的一种方法，按照权利要求9的前序部分的控制通信网络的一种方法和按照权利要求12的前序部分的一种网络节点。本发明可以用于所有的应用领域，在其中应将数据或数据流分配给多个用户和/或终端机，并且特别是应为点到多点连接作好准备。

本发明特别是为使用在电信分享应用考虑的。这些应用是指在其中用户可以用通信参加实况活动，例如运动会或讨论会，此时用户至少应该得到同样多的信息，如同他本人在现场一样。本发明的其他可能应用，例如将电视节目或视频节目传播到一个潜在的很大的接收者群(“付费TV”，“视频点播”)。

如同例如在ATM-论坛的文献中叙述的，ATM-网具有多个网络节点和多个终端机。在这样的网络上由一种树形结构经过多个网络节点可以构成为点到多点连接，此时每个节点至少将一个输入的数据流传输给至少一个另外的网络节点和/或至少传输给一个终端机上(见国际通信联盟建议ITU-T Q.2971)。此外在ATM-论坛的文献“ATM用户-网络接口信令说明”(号码af-sig-0061.000，1996年7月，第6章)中详细地说明了通过数据宿(Datensenke)激发的用户参加(首页连接)到这样的连接上。

用这种方法原则上可以准备好通信参与应用。当然这种方法是很麻烦的，因为在每个由连接通过的网络节点，对于每个接通的用户必须管理两个用户程序。用户程序是用专用的以用户为基础的信息相互通信。用户程序也在没有连接在终端机的网络节点上实施，然而信息只被继续输送到其它网络节点上。因为参与到点到多点连接的网络节点构成为一个树形结构，所以应管理的数据量随着愈加接近数据源(树根)就指数增加。因此对于大众应用(例如传输具有大量摄像机景物的运动会)这种方法是不能使用的，并且对于很多其它应用场合也是没有必要的复杂。

本发明的任务是，提供控制网络节点以及通信网络的一种方法以及一种网络节点，在其中用很小的花费有可能实现所希望的数据流的分配，并且特别是可以经济地使用在大众应用上或在具有很多参与连接的网络节点上。

按照本发明此任务是通过具有权利要求1特征的方法，具有权利要求9的特征的方法和具有权利要求12特征的一种节点解决的。

本发明是从这样的基本思想出发的，即尽最大可能放弃连接在网络节点上的用户或者终端机的管理。这至少考虑了对于与其他网络节点已经存在的连接。对已经存在的连接可理解为一个连接，这种连接不是正巧处于建立阶段或拆除阶段或者处在故障状态，例外状态或其他不寻常的运行状态。与其他网络节点的连接可以理解为，与直接通往终端机的连接不同。用户信息和与数据宿有关的信息例如是地址，参数或其他与连接用户的关系以及与作为数据宿的终端机有关的参数。与连接有关的信息可以理解为将数据流通过网络节点接收，发送和转送以及与配置和网络节点的内部状态有关的信息。

通过按照本发明的解决方法，不再需要复杂的管理与用户有关的或与数据宿有关的信息(或者还只在很小的程度上)。只需要(或者至少主要的)存储和管理与连接有关的信息，这些信息与用户数量无关。从而本发明在应用所要求的硬件和软件方面提供了大的节约可能性。只有通过本发明才使大众应用成为可能。

按照本发明不只是，将直接存在于网络节点与终端机(数据源或数据宿)之间的连接的与用户有关或与数据宿有关的信息进行计算，处理和/或存储。在这种连接上网络节点可提供作为结算点和/或验证点。验证例如可以借助与用户有关或与数据宿有关的识别字进行。作为结算可以提取与连接时间有关的费用。然而优异的是网络节点不受以下情况的影响，是否在其上连接数据宿，终端机或其他网络节点，或者是否只是考虑将网络节点作为所谓的连接其他网络节点的传输节点。在一个优异的实施形式中，管理与通信网络中的其他网络节点已经存在的连接，不仅与终端机而且与用户有关的信息无关，即与涉及到信息，用户，数据源或数据宿的信息无关。

此外，本发明不排除，例如在连接建立阶段或连接撤销阶段与用户有关或数据宿有关的信息用其他的网络节点进行计算。也可以将这些信息存储，不需要通过单纯的存储已经建立的连接与这些信息的依赖关系已经被说明了。

在一个优异的实施形式中，每个工作接口和每个在那里输入和输出的数据流的连接数据基包括一个数据流标志以及一个数据流方向的说明。在单向数据流时可能的数据流方向为“输入的”和“输出的”，而在潜在的是双向数据流时存在一个附加的数据流方向“双向的”。优异的是除了所述信息以外在连接数据基中不包括其他的说明，或者只有与种类和/或连接数据宿的数目和/或终端机和/或用户无关的说明。

优异的是尽可能很少的将连接数据基现实化，以便使管理费用维持的很少。优异的是只有与连接建立或连接拆除有关时才进行现实化。

优异的是连接建立是与用户或作为数据宿的终端机分散地进行的。其中优异的是将终端机的一个连接分支建立在树状的连接结构上。新建立的连接分支可以经过多个到目前为止还没有参与连接的网络节点运行。一旦在连接建立时达到了已经存在的连接结构时，建立过程结束，这样在已经存在的连接结构内部不需要或只需要很少的管理费用。

同样优异的是连接分支的拆除是作为对来源于用户信息的反应分散地进行的。优异的是连接拆除也只涉及到不再需要的连接结构的分支，并且优异的是不会引起网络节点上的管理费用，这些节点不是直接与连接拆除有关的。此外优异的是考虑了通过一个作为数据源的终端机拆除整个连接结构的可能性。

其他优异的实施形式是其它从属权利要求的内容。

现在借助于示意图详细地叙述本发明的一个实施例。简图表示：

附图1具有终端机和与点到多点连接相连的网络节点的通信网络的一部分，和

附图2网络节点的示意图。

在附图1上表示了通信网络的元件，这些元件参加到通信参与应用中的唯一的点到多点的连接上。

多个网络节点10，10′和多个终端机12，12′经过适当的通信分支，例如经过固定设置的电缆，相互连接在树形结构上。整个通信网络例如可以是一个ATM网，还有其他的网络节点和终端机，经过其他通信分支相互地以及与附图1上表示的部件相连。在通信网络上可以同时存在多个点到多点连接。

终端机12构成为树形结构的根。它用来作为准备分配的单向数据流的数据源，即作为准备传输的数据的提供者。例如在电视传输中终端机12可以是在其上具有连接通信设备的电视摄像机。

每个网络节点10，10′或者直接从终端机12或者从其他网络节点10，10′接收数据流，而网络节点按照适当的节奏(Metrik)位于“接近”通信树形结构的根部，此时节奏可以考虑网络节点10，10′的地理情况，特性或者在网络中可提供使用的通信路径。被接收的数据流在网络节点10，10′上复制，如果需要的话，并且从树形结构的根部转送给所有接通的终端机12′和网络节点10，10′。在附图1上所有网络节点10与至少一个终端机12，12′直接接通，而网络节点10′只与其他的网络节点10连接，并且从而被称为传输网络节点。涉及到在这里叙述的特性和功能网络节点10，10′是等同的。

终端机12′代表通信树形的叶子，并且从而代表了由终端机12产生的数据流的数据宿。例如每个终端机12′是一个私人的通信装置，在其中接通了用户的电视图象屏幕。

一个单义的，全局的数据流标志从属于由终端机12产生的数据流，通过数据流标志整个在附图1中表示的点到多点连接在全局是可识别的。这个数据流标志使(必要时与作为树形结构的根的终端机12的地址共同起作用)点到多点连接的建立通过终端机12′的逐次接通以及相应用户的逐次接通成为可能。如果它们使用全局数据流标志，任何时间其他终端机12′或网络节点10，10′都可以与已经存在的点到多点连接接通。

在最简单的情况下，一定的点到多点连接的数据流标志可以是已知的和公开的；例如如果涉及到电视传输时，公开在节目单杂志上。然而用户也可以通过目录，查找业务或类似的设备得到数据流标志。在一个实施变型中也可以使用只对通信网络预先规定的一部分有效的数据流标志，和在部分之间的边界上通过适当的设备转换的数据流标志。

此外在附图1中分段表示的通信网络中，还有一个原本已知的通信系统用于网络节点10，10′与终端机12，12′之间的控制信息的交换，以便启动、控制和确认建立和释放连接以及连接其他的过程。在这里叙述的实施例中控制信息如原本的数据流在相同的通信路径上传输。然而控制信息是可以双向交换的，而对于原本的数据传输只安排了单向数据流。在本发明的实施变型中对于控制信息可以使用与数据流的传输路径分开的传输路径。此外在实施变型中可以安排双向数据流代替或附加在单向数据流上。用双向数据流也可以制成树状的点到多点连接，如果将汇合的数据流适当的混合时。

在附图2上更详细地表示了节点10(以及等同的节点10′)中的一个结构。网络节点10在这里叙述的实施例中有12个接口i1，i2，...，i12，在其上各自同时可以安放有多个数据流，也可以是输入和输出的数据流的混合。通过连接模块14，在这里叙述的实施例中有两个连接点16，可以将在一个接口i1，i2，...，i12中输入的数据流转送给一个或多个接口i1，i2，…，i12用于输出给其他网络节点10，10′或终端机12′。“接口”的概念此时可以理解为逻辑接口。在这里叙述的实施例中一个接口i1，i2，...，i12正好对应于网络节点10的一个物理的输入/输出电缆(例如一个玻璃纤维电缆)。在实施变型中然而也可以将多个接口i1，i2，...，i12的信号在一个输入/输出电缆中被多重复用，  或可以将多个输入/输出电缆与一个接口i1，i2，...，i12接通。

连接模块14和网络节点10的其他部件是由控制模块18控制的，控制模块有一个存储器用于连接数据基20。在这里叙述的实施例中将路径模块构成为硬件电路，和控制模块18有一个原本已知的微计算机具有中央单元，程序和数据存储器以及辅助部件。在实施变型中网络节点10的功能可以任意分配给硬件和软件部件。如果将与继续输送数据流有关的任务转移到控制模块18的软件模块上，例如可以将连接模块14的硬件部分减少到最小。

在附图2表示的网络节点10的连接状态中，将输入到接口i1的具有数据流标志g1的数据流转送到接口i5，i7和i10上，并且将输入到接口i10的具有数据流标志g2的数据流输出到接口i2和i7上。在连接数据基20上反应了这种连接状态。连接数据基20是一个表格，对于每个在接口上输入或输出的数据流包括由接口名称，数据流标志和方向(输入为E和输出为A)组成的三元素。以下表格表示了在附图2中表示的连接状态的连接数据基20：

    接口    数据流标志    数据流方向    i1    g1    E    i2    g2    A    i5    g1    A    i7    i7    g1    g2    A    A    i10    i10    g1    g2    A    E

从表格中可以看出，可以将具有不同数据流标志的数据流经过一个接口转送和接收。然而对于每个输入的数据流在连接数据基20中必须存在这个数据流在输出方向(经过另外的接口)上的登录。此外只有当这个数据流也可以构成为输入时，输出的数据流才可以包括在连接数据基20中。

在上述实施例中分析的单方向数据流中方向的说明只可能是“输入的”和“输出的”。在实施变型中安排了附加的双向数据流时，方向说明也可以是“双向的”。

当网络节点运行在表格中所表示的连接状态时，网络节点10将数据流g1和g2用上述方法转送。这种运行也就是只建立在表格内包含的与连接有关的信息。关于被接通终端机12，12′或用户或供货商的信息是不必要的，并且因此也不被网络节点10分析处理或存储。从而连接数据基20的范围以及管理费用与接通到点到多点连接的终端机12，12′的数或用户数是无关的。

为了建立连接和释放连接(整个的点到多点连接和构成这个的连接分支)使用通信网络的信令系统。更准确一些说，在这里叙述的实施例中为了启动连接建立(以下被称为设置信息“SETUP-Nachricht”)和为了释放或拆除连接(以下被称为释放信息“RELEASE-Nachricht”)安排了信号。在实施变型中使用了具有稍加改变意义的另外信息和/或附加信息。这些附加信息可以安排为，例如通过数据源用来显示成功的连接建立(连接信息“CONNECT-Nachricht”)，用来显示误差状态或用来结束整个的通信应用。

下面将进一步说明用于连接建立和连接拆除的方法，即在这里的以一个通信共享系统的实例已说明的通信应用中出现的方法。

1.加入一个用户

建立点到多点连接是这样分散地进行的，用户先后与供应商的数据供应接通。当将设置信息寄往与终端机12′处于连接状态的网络节点10时，加入是由用户以及作为数据宿用的终端机12′启动的。如果这个网络节点10已经与点到多点连接接通时，然后这个网络节点将所希望的数据流直接转送给加入的终端机12′。在其他情况下，网络节点10在它这方面建立与数据流的连接，如果这个网络节点将设置信息传给其他的网络节点10，10′时，则这个网络节点或者与点到多点连接接通，或者这(按照一个适当的节奏)至少离的“比较近”。

从而为了用户的加入，建立了从终端机12′(作为树状连接结构未来的叶片)出发的在已经存在的连接结构方向上的连接分支。在这里叙述的实施例中构成数据源的终端机12只有这时才知道一个用户的加入，即如果新的连接分支已经与终端机12在存在的连接结构上接通时，使得终端机12上的本地接口配置必须改变。其他的情况下终端机12没有涉及与用户的接通。在实施变型中然而可以安排，将显示接通的信息在任何情况下转送给终端机12，以便例如启动一个结算过程。

设置信息在这里叙述的实施例中包括一个数据流标志和一个数据源地址。数据流标志识别应加入的点到多点连接。数据源地址包括的信息使设置信息转送到数据源的方向(或到已经存在的树形结构方向)成为可能。不仅数据流标志而且数据源地址也是可供全球使用的，并且对于加入的用户或终端机12′例如从节目杂志、适当的目录或数据库中也是已知的。

在实施变型中，设置信息可以有其他参数，例如涉及到加入电信共享应用的提示。此外在其他的实施变型中，数据流标志本身已经可以有在电信网络中用于设置信息的路由选择所要求的信息。然后特别的数据源地址是多余的。

如果网络节点10，10′在接口ix上得到具有数据流标志g的设置信息，如果将三元素(ix，g，A)附加给连接数据基20，然后首先将数据流标志g作为在接口ix输出数据流的标志登录在连接数据基20中。

现在检查网络节点10，10′的控制模块18，是否已经输入了具有数据流标志g的一个数据流，即是否连接数据基20对于接口iy包括了三元素(iy，g，E)。如果是这种情况，则网络节点10，10′将来将所有输入的具有数据流标志g的数据也经过接口ix向终端机12′方向转送。在安排有连接信息的实施变型中，网络节点10，10′此外还发送这样的信息用来确认与作为数据宿用的终端机12′的成功接通。从而建立连接过程结束；特别是在这种情况下设置信息不再向数据源方向转送。

如果在网络节点10，10′上还没有输入具有数据流标志g的数据流，则网络节点10，10′在数据源地址基础上选定一个接口iz，以便建立到数据源方向的连接。通过附加三元素(iz，g，E)对于数据流g，接口iz作为输入接口登录在连接数据基20中。此外将设置信息经过接口iz转送，以便建立从数据宿起始的到数据源的连接。收到转送的设置信息的其他网络节点10，10′按照上述方法处理这个信息，这样似乎这个设置信息是直接来源于终端机12′的。

2.设置信息到达构成数据源的终端机12上

构成为数据源的终端机12与附图2表示的网络节点10的构成相似。特别是终端机至少也有一个接口以及一个连接数据基20，然而其中只安排了输出的连接。

在上述第一节叙述的加入方法基础上，每个数据流的和每个接口的数据源最多只得到一个设置信息(接通要求)。如果这样的信息到达具有数据流标志g的接口ix时，数据源首先检查几个误差条件。例如包括在设置信息中的数据源地址与终端机12的数据源地址必须一致，并且数据流标志g必须是有效的。如果在其中发现错误，则在这里叙述的实施例中终端机12经过接口ix发送一个全局释放信息。这个信息的作用在下面的第五节中叙述。

如果没有发现错误，则终端机12将接口ix作为具有标志g的输出数据流的接口接收在连接数据基20中，并且然后也将这个数据流(或者仅仅，当设置信息来源于第一个用户时)经过接口ix传输。此外在安排了连接信息的实施变型中的终端机12经过接口ix发送一个这种确认连接建立的信息。

3.用户离开电信应用

如同建立连接一样，单个用户也可以离开点到多点连接，不需要涉及其他的用户或数据源。在一个由用户或由作为数据宿的终端机12′上通过释放信息(释放信息)所启动的连接建立中，只将不再需要的树状连接结构的树枝被拆除。释放信息由代表连接结构叶片的终端机12′向树根(终端机12)方向传播，直至它到达网络节点10，10′，这个网络节点也服务于其他的终端机12′和/或网络节点10，10′，并且从而不可以将其参与的连接释放。

如果一个网络节点10，10′经过接口ix得到具有数据流标志g的释放信息，则网络节点首先检查，是否这个数据流在接口ix作为输入或输出的被登录在连接数据基20中。在输入的数据流中涉及到数据源的一个全局的释放信息，其处理将在第五节中叙述。

如果将具有标志g的数据流在接口ix上相反作为输出的登录时(这不排除，作为控制信息用的释放信息在这个接口上是输入的，因为控制信息是双向传输的)，则出现由数据宿以及用户的拆除要求。涉及到这个数据流和这个接口的登录，即三元素(ix，g，A)，随后从连接数据基20中撤销，并且数据流g的数据不再经过接口ix转送。

如果在网络节点10，10′上至少还有一个另外的接口用来输出数据流g是工作的，则从而结束连接拆除。网络节点10，10′将数据流g传送给这个另外接口或这些另外的接口，并且释放信息不再转送到数据源。此外在一个实施变型中将一个确认信息(例如，根据使用的信令协议，是一个释放完成信息“RELEASE-COMPLETE-Nachricht”)输出给数据宿。

如果拆除连接涉及到最后用来输出数据流g网络节点10，10′工作的接口时，即位于连接数据基20上对于接口iy没有其他的以形式为(iy，g，A)的登录，拆除过程向树根方向继续传播。此外寻找接口iz，在其上输入数据流g，则在连接数据基20中登录(iz，g，E)，将这个登录从连接数据基20中撤销，并且将释放信息经过接口iz向下一个，离树根近一些的网络节点10，10′转送。然后这个网络节点10，10′按这节中叙述的方法处理释放信息，似乎释放信息是来源于终端机12′。

如果释放信息到达起数据源作用的终端机12(也就是说，最后的经过一定的接口供应的用户释放了与数据流的连接)，则终端机12关闭接口，并且从其连接数据基20中撤销相应的登录。然而如果新的用户加入时(见第2节)，连接可以重新回复。

4.通过数据源结束电信应用

如果作为数据源的终端机12希望结束具有数据流标志g的电信应用时，则终端机经过所有为这个数据流工作的接口ix发送一个释放信息，并且然后结束经过这些接口的数据流g的传输。在终端机12的连接数据基20上的相应登录被撤销。

5.网络节点10，10′得到来源于构成为数据源的终端机12的释放信息

在网络节点10，10′上经过接口ix输入具有数据流标志g的释放信息，如在第3节中已经叙述的，首先检查是否涉及由用户或由数据源启动的连接拆除。在第一种情况下，它出现，如果数据组(ix，g，A)存在于连接数据基20中时，则释放信息将按照第3节处理。

在第二种情况下，它出现，如果数据组(ix，g，E)存在于连接数据基20中时，首先将这个数据组从连接数据基20中撤销。然后确定用来输出数据流g工作的所有接口。将释放信息向这些接口上继续输送，并且将相应的登录从连接数据基20中撤销。此外在一个实施变型中，在其中按照所使用的信令协议要求一个确认信息，将这个(例如释放完成信息)输出给数据源。

不仅在第3节而且在这节中叙述的撤销连接拆除方法中有可能出现，来源于一个用户以及数据源的两个释放信息相互交叉。在这种情况下只有在下面的情况时后来的信息才到达网络节点10，10′，即如果这个网络节点已经拆除了与标志g的连接时，并且不再有相应的登录存在于连接数据基20上时。在这种情况下网络节点10，10′拒绝后面来到的释放信息。也在这里在一个实施变型中，经过输入被拒绝的释放信息的接口，也输出一个释放完成信息。

在这里叙述的实施例中考虑了，数据源通过发送一个释放信息可以结束整个的电信应用。由数据源发送的释放信息此时与来源于数据宿的释放信息没有区别。如在第3节，5节中叙述的，每个网络节点10，10′是这样知道在接口ix输入的释放信息的意义的，是否在连接数据基20中对于相应的数据流在接口ix上标志了输入或输出的数据流方向。

在一个实施变型中考虑了，释放信息只使用在由数据宿启动的连接拆除上，并且使用另外的释放信息通过数据源结束电信应用。如果应该结束电信应用时，终端机12则发送(代替在第4节中叙述的释放信息)另外的释放信息。为了区别所述的两种情况，网络节点10，10′不需要考虑存储在连接数据基20中的数据流方向。从而这种实施变型特别是应用在允许双向数据连接的系统中。在这种实施变型中释放信息始终(即不需要检查数据流方向)可以按照在第3节中叙述的方法处理，并且另外的释放信息始终按照在第5节中叙述的方法处理。