SE524599C2 - Metod, system och datorprogramprodukt för att anordna tjänstekvalitet QoS - Google Patents

Description

00 A01 I O I I 0 I U 0 O I I U lo I n E . g g; ;-_ _- - - - . -. .. . . _" __ __ . - . . n.. . . _ - . . ... . .. . .

. . H , _ .I . . . . __ _ | ø ø n u v. eo nu 2 Emellertid ändrar sig internet från en asynkron dataöverföringsledning till ett multimedia backbone (stomnåt/ryggradsnät). Kontinuerliga mediaapplikatio- ner/ tillämpningar, såsom röst- och videokonferenser, internetradio, on-line-seminarier eller video på begäran (av eng. video on demand) system, kommer att bli vardagsmat. Dessa tillämpningar överför data i reguljära inter- vall och kräver strikta garantier för maximal fördröjning och minimal band- bredd. Användare är vana vid den höga bandbredden som tillhandahålls av fas- ta nåtverksanslutningar såväl som andra multimediatjänster. När de byter till trådlösa anordningar, kommer de att förvänta sig liknande tjänster även när de är anslutna via trådlösa anslutningar med låg bandbredd.

I transportskiktet används realtidstransportprotokoll (av eng. Real Time Trans- port Protocol, RTP) för att stödja multimediatrafik på internet. Några av förde- larna med att använda RTP är att den inte kräver ändringar i existerande rout- rar (paketväxlar) och gateways (nätbryggor), det kan implementeras ovanpå an- vändardatagrarnprotokollet UDP/ IP (av eng. User Datagram Protocol) eller ATM, och det utnyttjar fördelarna hos multimediabackbonet, vilket tillåter band- breddseffektiv fördelning av data till många användare genom att eliminera överflödig paketöverföring.

RTP har utformats inom ”Internet Engineering Task Force” (IETF). Notera att begreppet ”transportprotokoll” kan vara missledande eftersom det för närvaran- de mestadels används tillsammans med UDP, som också betecknas som ett transportprotokoll. RTP är ett punkt-till-punkt-protokoll. RTP består av två de- lar: en datadel och en styr/ kontrolldel. Kontinuerlig mediadata såsom ljud och video bärs i RTP-datapaket.

RTP erbjuder ett styr/ kontrollprotokoll som kallas för RTCP som stödjer proto- kollfunktionaliteten. Ett RTP-meddelande består av ett antal ”stackbara” (av eng. stackable) paket, vart och ett med sin egen typkod och länkindikation. De- ras format är ganska lika med datapaket; i synnerhet är typindikationen på samma plats. RTCP-paket år multikast (flerpunktsuppkoppling) periodvis till o» n. n o | n n o o ; n o u u o. u : :v nu u . g , , ,, I n. ' uno . o u u en» m» en | a u.. o p. = o o o co _ v n u o , u u Q u n .. en 3 samma multikastgrupp som datapaket. Således tjänar de också som livlighets- indikatorer för sessionsmedlemmarna, även vid avsaknad av utsänt mediadata.

RTCP-paket innehåller den nödvändiga informationen för tjänstekvalitetsöver- vakning. Om de är multikast kan alla sessionsmedlemmar övervaka hur de andra deltagarna klarar sig. Applikationer /tillämpningsprogram (av eng. appli- cations) som nyligen skickat ljud- eller videodata genererar en sändarrapport.

Denna innehåller information som är användbar för intermediasynkronisering såväl som för kumulativa räknare för skickade paket och informationsbitar.

Dessa tillåter mottagare att uppskatta den faktiska datahastigheten. Sessions- medlemmar utfärdar mottagarrapporter för alla video- och dataljudskällor som de har hört från nyligen. Dessa innehåller information om det högsta sekvens- numret som är mottaget, antalet förlorade paket, ett mått på det fördröjnings- jitter och den tidmärkning som behövs för att beräkna ett estimat för ”round trip”-fördröjningen (tur-o-retur-fördröjning) mellan sändare och mottagare som utfärdar rapporten.

De mottagande mottagartillämpningarna/ applikationema levererar mottagar- rapporter till källan. Rapporterna inkluderar information som möjliggör beräk- nandet av paketförlust och paketfördröjningsjitter. Det finns två orsaker till pa- ketförlust: paket förloras p. g. a. buffertöverfyllning eller p. g. a. bitfel. Sanno- likheten för bitfel är mycket låg i de flesta närverk. Det är redan beaktat i TCP-protokollet att förluster snarare orsakas av stockning än av bitfel. Buffertö- verfyllning kan inträffa på en överbelastad länk eller i ett nätverksgränssnitt hos en mottagaranordning.

Ett stort antal problem kan inträffa för många tillämpningar när inte QoS styrs och kontrolleras. Ett problem som t. ex. kommer att uppstå när mediaströmmen kommer till ett nätverk som inte stödjer QoS-specialitén. Nätverkets växlar kan vara av Ethernet skikt 2 sorten eller ATM som erbjuder anslutningsorienterade tjänster. Det finns ingen möjlighet att ge någon selektiv prioritet, såsom företrä- de, till olika IP-datapaket. Tjänstekvalitet (QoS) på IP-nivån skikt 3 är därför inte anordnat för. ; z - - - - l u o n 1 ' a u ø u n. 0 I : u u n» En lösning behövs när applikationer/ tillämpningsprogram som är baserad på IP kräver prioritet, beroende på tjänstekvalitet, från ett WAN baserat på en smal- bandsnätverksaccessteknologi såsom kabel-TV (CaTV), xDSL (olika DSL-system [digitala användarlinjer, av eng. Digital Subscriber Line), t. ex. asymmetrisk DSL), eller trådlösa nätverk såsom trådlösa lokala områdesnätverk (ev eng. Wi- reless Local Area Networks, WLAN), 802.1 lb eller fast trådlös accessteknologi (av eng. Fixed Wireless Access technology) (FWA).

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning år att lösa ovan nämnda problem.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla tjäns- tekvalitet, QoS, till ett skikt 2 konfigurerat nätverk som omfattar en anslut- ningsorienterad växelanordning.

Dessutom är det ett ändamål med föreliggande uppñnning att tillhandahålla tjänstekvalitet (QoS) genom att göra det möjligt att ge selektiv prioritet, såsom företräde, till IP-datapaket från realtidstillämpningar eller tjänster över icke-realtidstillårnpningar eller tjänster, olika IP-datapaket som är adresserade till vissa slutanvändare eller till portar som tillhör en MAC-adress, IP-adress, Sessions-ID eller liknande.

Dessa ändamål uppnås med hjälp av det uppfunna växelbaserade aggregations- systemet, metoden och datorprogramprodukten för att anordna tjänstekvalitet QoS till ett skikt 2 konfigurerat nätverk som omfattar en anslutningsorienterad växelanordning anslutet till ett WAN (Wide Area Network) som har åtminstone en klart bandbreddsbegränsad kanal, såsom en konstant bithastighetskanal (av eng. Constant Bite Rate channel, CBR), i vilken röst-, video- och / eller andra realtidstillämpningar eller tjänster tillsammans med icke realtidstillämpningar eller tjänster tillhandahålles över ett internetprotokoll (IP), i vilket systemet om- fattar en AQS-anordning (ev eng. Adapted Quality of Service means) som är an- slutet till nämnda växelanordning. AQS-anordningen omfattar övervakningsan- p 524 599 ara | ø . n s; ordning för att övervaka den totala IP-datagenomströmningen och RTCP-rapporterna i systemet, filteranordning som kan filtrera den totala IP-datagenomströmningen och styranordning för att styra ñlteranordningen i beroende av styrningen av den totala IP-datagenomströmningen och tillämp- ningsbara filterkriteria.

Närmare bestämt hänför sig föreliggande uppfinningen till en metod för att till- handahàlla tjänstekvalitet QoS till en Ethernet-vâxel-anordning som är ansluten till ett Wide Area Network (WAN), som åtminstone har en bandbreddsbegränsad kanal, i vilken en total IP-datagenomströmning av röst-, video- och/ eller andra realtidstillâmpningar eller tjänster tillsammans med icke realtidstillämpningar eller tjänster anordnas genom användning av IP-datapaket, kännetecknad i det att den Ethernet-växel-anordningen är logiskt ansluten till en AQS-anordning och genom att metoden omfattar följande steg: - inhämtande av tjänstekvalitets- (QoS) information som ligger i RTP/ RTCP-datapaketet; - jämföra åtminstone ett QoS-värde Qn, varvid varje Qn baseras på tjänste- kvalitets- (QoS) information från RTP/ RTCP-datapaketen, med en mot- svarande QoS-acceptanskvot; - filtrera när åtminstone ett QoS-värde har en oacceptabel nivå i jämförelse med nämnda motsvarande QoS-acceptans.

Vidare hänför sig föreliggande uppfinning till ett system för att anordna tjänste- kvalitet (Qos) i en Ethernetväxelanordning som är ansluten till ett WAN (ev eng.

Wide Area Network ), som åtminstone har en bandbreddsbegrånsad kanal, vari en total IP-datagenomströmning av röst-, video- och/ eller anda realtidstillâinp- ningar eller tjänster tillsammans med icke realtidstillämpningar eller tjänster är anordnade med användning av IP-datapaket, kännetecknad i det att nämnda Ethernetväxelanordning är logiskt anslutna till en AQS-anordning (ev eng.

Adapted Quality of Service means) som omfattar styranordning som styr en fil- teranordning, när en jämförande anordning i en övervakande anordning indike- rar en oacceptabel QoS-nivå baserad på övervakningen av tjänstekvalitets- (QoS) information som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen. 524 599 -- n.

Föreliggande uppfinning hänför sig också till en datorprogramprodukt som är direkt inladdningsbar i ett intemminne hos en processoranordning i den styrande anordningen omfattande programkodsmedel för att genomföra stegen i något av kraven 1-12.

En fördel är att föreliggande lösning erbjuder möjligheten att högst avsevärt för- bättra tjänstekvaliteten (QoS) för IP-baserade realtidstillämpningar och tjänster som körs över bandnâtverk som för närvarande inte stödjer tjänstekvalitet (QoS) på IP-nivän skikt 3.

Ytterligare en fördel är att den krypterade datapaketstrafiken inte påverkas av denna lösning. Uppfinningen är transparent för krypterad datatrafik.

Ytterligare en fördel är att uppfinningen säkrar att en slutanvändare är garante- rad en minimal tillgänglig bandbredd (av eng. minimum available bandwidth), GMB, för realtidstjänster.

Ytterligare en fördel är att uppfinningen tillhandahåller kostnadseffektiv be- handling, p. g. a. att den inte läser RTCP-mottagarrapporterna förrän den totala datagenomströmningen överskrider minimumvärdet.

Ytterligare en fördel är att uppfinningen är baserad på och stödjer standardise- rade kommunikationskonfigurationer, såsom ATM etc., på ett nytt och uppfin- ningsmässigt sätt för att ernä det önskvärda resultatet.

Ytterligare en fördel är att uppfinningen endast tilldelar bandbredd när det be- hövs. I RSVP- och CBR-tekniker, tilldelas varje användare alltid bandbredd pä en kanal för en därför avsedd tillämpning. En bättre användning av tillgänglig bandbredd hos en kanal erbjuds därför av uppfinningen. v ~ o « I ø | n c v v. 524 599 r 0no.,: 7 Dessutom är uppfinningen oberoende av all försäljnings- eller distributörtill- handahållen smalbandsnätverkskapacitet annan än som stöds av en garanterad minimumgenomströmningsbandbredd GMB.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Uppfinningen kommer att bättre förstås av den följande beskrivningen och med- följande figurer, i vilka: Fig. 1 är ett blockschema över en paketstyrd nätverkskonfiguration (av eng. packet switched network configuration); Fig. 2 är ett blockschema som visar en första utföringsform av den uppfunna växelbaserade aggregationsanordningen; Fig. 3a och 3b illustrerar en sändarrapport respektive en mottagarrapport; Fig. 4 visar en andra utföringsform av en växelbaserad aggregationsanordning; Fig. 5 visar ett flödesschema på en utföringsform av den uppfunna metoden; Fig. 6 visar ett flödesschema på en annan utföringsform av den uppfunna meto- den; Fig. 7a är ett diagram som visar arbetssättet hos en AQS-anordning som en funktion av en hypotetisk signal och trafiklast över den växelbaserade aggrega- tionsanordningen under ett tidsintervall A-F.

Fig. 7b är ett diagram som visar arbetssättet hos en annan arbetande AQS-anordning som en funktion av en hypotetisk signal och trafiklast över den växelbaserade aggregationsanordningen under ett tidsinterval1A-H.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning hänför sig till ett system, en metod och en datorpro- gramprodukt för att tillåta att ett nätverk stödjer tjänstekvalitet (QOS).

Föreliggande uppfinning hänför sig till ett växelbaserat aggregationssystem som är anslutet mellan ett WAN-nätverk (av eng. Wide Area Network) av något slag och bostadsrelaterade nätverk och mottagaranordningar, som inte har någon möjlighet att särskilja de olika slagen av inkommande trafik, såsom internet- u» n.

- - - Q . n « » ~ , ,, 524 599 8 surfning, FTP-nedladdning, icke realtidstillämpningar, ljud-, video- och/ eller andra realtidstillärnpningar/ applikationer etc.

Fig. 1 är ett blockschema av en paketstyrd nätverkskonñguration (även kallad paketswitchad, av eng. packet switched network configuration). En switch 12 är sammankopplad med hjälp av ett WAN-nätverk 16 till ett stomnätverk 18 (av eng. backbone network), i vilket ljud-, video- och / eller andra realtidstillärnp- ningar tillsammans med icke realtidstíllämpningar tillhandahälles upp- och nedströms över ett intemetprotokoll (IP) eller ett MPLS-protokoll (av eng. Multi- protocol Switching Label Switching), ATM eller Ethernet i skikt 2. Växeln 12 är placerad i en kunds/ abonnents /användares fastighet. Ett antal mottagar- anordningar 14 a-c är anslutet till nätverket, varje mottagaranordning tillhan- dahåller en speciell tjänst/ tillämpning till kunden. I fig. 1 visas endast tre mot- tagaranordningar, en telefon 14c för röstkommunikation, en PC 14b för data- kommunikation och en mediaanordning 14a, t. ex. en TV -apparat eller annan utrustning för videokommunikation, men en massa andra mottagaranordningar för multimediakommunikation och tjänster är möjliga att ansluta till växeln 12.

Växeln 12 är ansluten till ett WAN-nätverk 16 som är anslutet till ett tjänstekva- litets- (QOS) färdigt (av eng. enabled) stomnätverk (backbone) 18. Stomnätverket (ryggradsnätet, backbonet) innehåller en massa olika servrar 20 eller tjänstedis- tributör som tillhandahåller tillämpningar/ tjänster, såsom röst, video och data och ett nätverk som dirigerar mediaströmmarna till de rätta kunderna. I detta fallet är kommunikationslänken baserad på WAN-nätverk med en bandbredds- begränsad bandnätverksaccessteknologi såsom kabel-TV (CaTV), xDSL (olika DSL-system [digitala abbonentlinjer, Digital Subscriber Line, t. ex. assymetrisk DSL) eller trådlösa lokala nätverk, WLAN (Wireless Local Area Networks).

För att göra beskrivningen tydlig och hänföra till tillgänglig hårdvara kommer ATM-teknologi (Asynchronous Transfer Mode) att användas i det följande ex- emplet. ATM kan användas både i lokala och stora nätverk, och stödjer en mängd tillämpningar som inkluderar realtidsljud och -video såväl som konven- tionell dataöverföring. Emellertid är inte uppfinningen begränsad till att kombi- y 524 599 ;";":§_¿"=;::;_ .; _-, 9 neras med denna slutanvändarkommunikationsteknologi, den är också tillämp- ningsbar med andra teknologier.

Växeln (switchen) sammanbinder ett WAN-nätverk med ett antal andra anord- ningar, såsom visas generellt i fig. 1. Mottagaranordningarna år anslutna till respektive lämpliga portar, såsom LAN-portar eller POTS (av eng. Plain Ordinary Telephone Service, vanlig ordinär telefontjånst) portar.

WAN-nätverket, som är ett bandbegränsat nätverk, sammanlänkar växeln och LAN-nätverket med ett bredbandsstomnätverk, såsom internet. I detta exempel kan WAN-nätverket omfatta ett ADSL-modem som är anslutet till en ATM-växel, DSLAM. ATM tillhandahåller ett anslutningsorienterat gränssnitt för anslutna värdar. DSLAM-växeln växlar datapaketen och signaltrafiken till rätt DSL (av eng. Digital Subscriber Line, digital abonnentlinje) av alla anslutna DSL:er.

Några av dessa WAN-nät stödjer inte någon tjänstekvalitet QoS på IP-nivå skikt 3 och problem med mättnad, paketförlust och jitter och fördröjning kan inte vara förutsägbart och kontrollerbart. Eftersom bandbredd är en knapp resurs och sessioner från abonnenter blir asynkront aktiva och inaktiva, borde band- bredd bara användas vid anfordran. Om växelanordningen 12 eller accessnät- verket inte har tillräckligt med bandbreddskapacitet, kan den önskade realtids- tjänstsessionen inte flyta genom nätverket och möta de önskade QoS-kraven.

Det kan vara otaliga tillämpningssessioner eller tjänster som samexisterar sam- tidigt och dessa kan sättas upp eller plockas ner asynkront.

I det föreliggande systemet måste två villkor vara uppfyllda. Ett första villkor är att åtminstone en av såndarna eller mottagarna av realtidsmedieströmmar an- vänder en typ av gateway eller mottagaranordning som stödjer RTP/ RTCP- protokollet för realtidsmediatransporten.

Ett andra villkor är att systemet tillhandahåller en garanterad minimumgenom- strömning i WAN-nätverket, vilket betyder att varje användare är garanterad en minsta bandbredd genom accessnätverket. 524'599 I enlighet med uppfinningen kan någon sorts signalprotokoll såsom H.323, MGCP, SIP, användas för att sätta upp ett röst-över-IP-samtal (av eng. voi- ce-over-IP-call). För mediaströmmar används RTP/RTCP.

Fig. 2 är ett blockdiagram som visar en första utföringsform av det uppfunna växelbaserade aggregationssystemet 12. Det växelbaserade aggregationssyste- met 12 är anslutningsbart till ett WAN-nätverk 16 som har åtminstone en klart begränsad bandbreddskanal eller konstant bithastighetskanal CBR (av eng.

Constant Bit Rate channel), i vilken röst-, video- och/ eller andra realtidstil- lämpningar eller tjänster tillsammans med icke-realtidstillämpningar eller tjäns- ter år anordnad som datapaketsströmmar över ett Internetprotokoll IP. System 12 har ett antal portar för att ansluta WAN-nätverket till ett antal mottagaran- ordningar (14 i fig. 1) genom systemet 12. Från WAN-nätet inkommande, ned- ströms, IP-datapaketströmmar måste anslutas till den rätta porten och IP-datapaketströmmar från olika portar måste samlas ihop och skickas upp- ströms över WAN-nätverket. Mottagaranordningarna 14 genererar datapaket som skickas och transporteras uppströms.

I enlighet med en föredragen utföringsform av uppfinningen, omfattar det växel- baserade aggregationssystemet 12 en växelanordning 22 och en AQS-anordning 24 (av eng. Adapted Quality-of-Service means). I denna utföringsform medföljer också en gateway 26 (nätverksbryggdator) och som är integrerad i systemkon- struktionen.

Växelanordningen (av eng. switching means) 22 ansluter varje IP-datapaket hos den nedströms inkommande IP-datapaketströmmen till den korrekta porten av de olika portarna eller samlar ihop datapaket från olika portar för vidare trans- mission uppströms på en kanal, såsom en CBR-kanal. I denna utföringsforrn är portarna LAN-portar för anslutning till olika mottagaranordningar 14 såsom dataterminaler, PC, videoutrustning, TV-mottagare, digitala toppboxar, etc. 524 599 I ~ I | u; u.. , I av . u. ' ' 11 I denna utföringsform är en av LAN-portarna ansluten till en gateway för att tillhandahålla portar för IP-telefoni, POTS och ISDN BRA.

Växelanordningen 22 kan karaktäriseras som en ATM-växel (s.k. ATM-switch) eller en Ethemet skikt 2 växel (switch) som erbjuder anslutningsorienterad tjänst som inte har möjlighet att ge selektiv prioritet, såsom företräde, till olika IP-datapaket genom att övervaka RTCP-rapporter. Tjânstekvalitet QoS på IP-nivå skikt 3 är därför inte tillhandahållet.

Enligt uppfinningen är en AQS-anordning 24 integrerad i nätverket för att till- handahålla en sådan egenskap. Systemet omfattar datoranordningar för att sty- ra våxelanordningen 22. Datoranordningen omfattar åtminstone en processen- het som âr ansluten till lageranordning för att lagra mjukvarlidatorprograrnpro- dukter och data. Datoranordningen innefattar nödvändiga in- och utanordning- ar I /O. AQS-anordningen kan implementeras som en datorprogrammjukvara som är integrerad i systemet och växelanordningen genom att nedladda och lag- ra nämnda mjukvara i ett programminne hos datoranordningen och köras av processenheten.

AQS-anordningen 24 omfattar huvudsakligen övervakningsanordning (av eng. monitoring means) 28, styranordning (av eng. eontrolling means) 30 och filter- anordning (av eng. ñltering means) 32. Övervakningsanordningen 28 omfattar en första inhämtningsanordning (av eng. acquisition means) 34a för inhämtande av bandbreddsvårde TB av den totala IP-datagenomströmningen och första jämförande anordning 36a för att jämföra den totala IP-datagenomströmningsvårdet TB med ett minímumvärde m. Vidare omfattar AQS-anordningen 24 andra inhämtningsanordning 34b för inhämtning av tjänstekvalitet QoS information som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen och andra jämförelseanordning 36b för att jämföra tjänstekvalitet QoS information, som innehåller åtminstone ett QoS-värde Qn som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen, med en motsvarande QoS-acceptanskvot. Generellt sett är funktionen hos den övervakande anordningen att identifiera, detektera, en. .. 12 jämföra och kontrollera med andra ord övervaka parametrar hos den totala IP-datagenomströmningen.

I transportskiktet används realtidstransportprotokollet RTP för att transportera multimediatrafiken på internet eller IP-baserade nätverk. RTP består av två de- lar, en datadel och en styr/ kontrolldel. Kontinuerlig mediadata, såsom ljud eller video, bärs i RTP-datapaket. RTP har konstruerats inom ”Internet Engineering Task Force” (IETF). RTP är ett slutpunkt-till-slutpunkt-protokoll.

RTP erbjuder ett styrprotokoll som kallas RTCP som stödjer protokollfunktiona- liteten. Tillämpningar som nyligen har skickat realtidsmediaströmmar med RTP ljud eller videodata genererar en såndarrapport och en mottagande mottagar- anordning 14, såsom en anvândarterminal, måste returnera en mottagarrap- port. Sådana rapporter eller tillkännagivanden är inte anordnat för i UDP-trafik, t. ex. röstdata. AQS-anordningen 24 år baserad på inhämtandet och analysen av RTP-huvudområdena i de mottagna paketen på RTP-port och innehållet hos RTCP-rapporter som mottagits i RTCP-porten.

Den andra inhämntningsanordningen 34b låser antingen värdena för paketför- lust Ql, valfritt jitter Q; och fördröjning Q3 från varje rapport om möjligt, eller läser QOS-informationen och beräknar/ bestämmer motsvarande värde för pa- ketförlust Q1, valfritt jitter Q2 och fördröjning Qg. Dessa vården används sedan i en andra jämförelseanordning 36b, vilkens arbetssätt kommer att förklaras mer i detalj nedan.

Anordningen hos övervakningsanordningen 28 aktiverar eller inaktiverar filter- styranordningen 30 och filteranordningarna 32.

Minimumvärde m kan vara möjligt att konfigurera till att vara lika med eller mindre än gränsen GMB av den begränsade bandbredden hos en kanal, såsom en ATM-definierad CBR (konstant bithastighet) tillhandahållen av WAN-accessnätverket eller definierad för en virtuell kanal. Minimumvårdet m är möjligt att definiera i intervallet [O, M], varvid M är maximumvärdet som kan 0 I . 0 n ~ | u u v ø o. o; 524 599 u. . n R I u c . , 13 vara lika med den maximalt möjliga genomströmningsbandbredden hos den RTP/ RTCP-baserade trafiken och icke RTP/ RTCP-baserade trafiken som är möj- lig över den växelbaserade aggregationsanordningen eller mottagaranordningen innan första ariordningen uppnår måttnad.

Om den faktiskt använda totala IP-genomströmningsbandbreddsvärdet TB överskrider minimumvårdet m då aktiveras den andra inhämtningsanordningen 34b för inhåmtning av tjänstekvalitet QOS-information som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen. Om en förutbestämd nivå för paketförlust, valfritt jitter eller fördröjning detekteras, aktiveras filterstyranordningen 30 och filteranord- ningen 32.

Om den faktiskt använda genomströmningen är under mínimumvårdet m, skall den första jämförelseanordningen 34a koppla från filteranordningen 32 såväl som filterstyranordningen 30. Genom att definiera minimumgaranterad band- bredd GMB till noll kommer den andra inhämtningsanordningen 34b att vara kontinuerligt aktiv oberoende av IP-datagenomströmningen TB.

Beroende på konñgurerbara filterkriteria i styranordningen 30 för styrning av filteranordningen kan ñlteranordningen filtrera anpassningsbart i den totala IP-datagenomströmningen beroende på port, MAC-adress, IP-adress, ses- sions-ID eller andra kriteria. AQS-anordningen 24 är konñgurerbar och an- passningsbar med hjälp av nämnda kriteria. Den kan också arbeta som en standardtillåmpning, brandvägg (av eng. Firewall) eller liknande.

Filteranordningen kan kasta bort hela eller delar av trafiken som inte är RTP/ RTCP-relaterad trafik eller annan typ av högprioritetsdatatrafik såsom I-l.323-signalering i enlighet med uppfinningen.

Det våxelbaserade aggregationssystemet har ett antal portar, var och en anslu- ten antingen till en motsvarande LAN-port som år anslutningsbar till separata mottagaranordningar eller andra portar, såsom POTS, etc. Styranordningen 30 år konstruerad att styra Filteranordningen 32. Datatrafikströmmen kommer att uu. ,, 524 599 ----- ~ .. - .. . g; .

'U Ill 14 flyta ostört genom filter 32 i en öppen mod (i ett öppet tillstånd), men det kom- mer inte att finnas någon trafik i den stängda moden (i det stängda tillståndet).

Endast den trafik som är tillåten att passera i enlighet med filterkriterierna kommer att släppas igenom.

Filterstyranordningen 30 kan arbeta i två tillstånd / moder: - en första mod, enkel mod, när endast ett av QoS-värdena påträffas att inte vara acceptabel; eller - - en andra mod, avancerad mod, när alla QoS-värden återñnns vara icke accepterbara.

När paketförlust, valfritt jitter eller fördröjning detekteras att vara inom en ac- ceptabel nivå, skall filteranordningen 32 vara frånkopplad av styranordningen .

För att undvika varje instabilitet i filterstyranordningen 30 hos AQS-anordningen, definieras ett filterinaktiveringströskelvärde Fd. Fd kan förde- finieras som den tillgängliga genomströmningsbuffertnivån (se fig. 7 a, 7b). En annan stabilitetsåtgård år att programmera styranordningen 30 att inaktivera filteranordningen en förbeståmd upphörande tidsperiod t från tidpunkten när deklineringen av minirnumvärdet detekterades.

AQS:en är anknuten logiskt och/ eller fysiskt till åtminstone en aggregationsan- ordning, såsom en växel. Det måste finnas ett minimumgaranterat IP-datagenomströmningsflöde i nätet. Det måste också finnas anordningar, så- som gateways och mottagaranordningar, såsom har exempliñerats ovan som genererar RTP/ RTCP-paket.

Inhämtningsanordningen 34 hos övervakningsanordningen 28 förser nätverket med det nödvändiga verktyget för att läsa, spela in och/ eller registrera tjänste- kvalitetsinforrnationen QoS, som bärs i sändar- och mottagarrapporterna och, när det är nödvändigt, beräkna de olika QoS-värdena Qn. n. ,, .u ' I s | o e o a | nu ..- v... .I .- Fig. 3a och 3b illustrerar en RTP/ RTCP-paketsändarrapport respektive en RTP/ RTCP-paketmottagarrapport. Varje sändarrapport är avsedd för och adres- serad till en speciell slutanvändaranordning. Slutanvändaranordningen svarar med en mottagarrapport till sändaren.

Ett RTP-meddelande består av ett antal stackbara paket, vart och ett med sin egen typkod och längdindikering. Formatet är ganska lika med datapaket; i synnerhet finns typindikeringen på samma plats. Således tjänar de också som livlighetsindikator för sessionsmedlemmarna, även i frånvaro av utsänd media- data.

RTCP-paket innehåller den nödvändiga informationen för tjänstekvalitetsöver- vakning. De innehåller information om det högst mottagna sekvensnumret, an- talet förlorade paket, ett mått på fördröjningsjitter och tidsståmplar som är nöd- vändiga för att beräkna en uppskattning av ”round-trip”-fördröjning (sv. ungefär "tur-och-retur-fördröjning) mellan sändare och mottagare som utfärdar rappor- ten.

Fig. 3b illustrerar en mottagarrapport som kan användas. De mottagande mot- tagartillämpningarna levererar mottagarrapporter till källorna. Rapporterna in- kluderar information som möjliggör beräkning av paketförluster, paketfördröj- ning och jitter. Det finns två orsaker till paketförlust: paket förloras p. g. a. över- fyllnad i bufferten eller p. g. a. bitfel. Sannolikheten för bitfel är mycket liten i de flesta nätverk. Det har redan beaktats i TCP-protokollet att förluster snarare orsakas av stockning än av bitfel. Buffertspill kan inträffa på en mättad länk eller i nätverksgränssnittet hos mottagaranordningen.

Fig. 3b visar olika datafält och deras relativa läge i en RTCP-mottagarrapport.

De mest intressanta fälten är ”fraktionsförlust”, ”paketförlustens total #”, ”för- dröjningsjitter” och ”fördröjning sedan sista SR (sändarrapport)”. Dessa fält till- handahàller en möjlighet att bestämma tjänstekvalitet QoS. un; ,, ' ' ' ' ' ' I I ~ L nu 524 599 o.. g r v ~ . . ° ' ' 16 Den anpassningsbara QoS-anordningen, förkortat AQS-anordningen, 24 omfat- tar övervakningsanordning 28 för övervakning av den totala IP-datagenomströmningen över det vâxelbaserade aggregationssystemet, filter- anordningen 32 kan filtrera den totala IP-datagenomströmningen och styran- ordningen 30 för att styra ñlteranordningen 32 i beroende på övervakningen av den totala IP-datagenomströmningen över det växelbaserade aggregationssy- stemet och ñlterkriteria, alla anordningar och filterkriteria kan implementeras såsom mjukvaruprogram och datorläsbar kod lagrad på en datorlåsbar produkt eller i ett datorlåsbart minne för datorbehandling i en avsedd dator, server, per- sondator, digital processor, centralprocessenhet, etc.

Såsom visas i fig. 2 kan datorprogrammet laddas i AQS 24 från en server 38 som ett FTP- (av eng. gereral File Transfer Protocol) filöverföring, TFTP (av eng.

Trivial File Transfer Protocol) eller andra överföringsprotokoll lämpliga för dator- programsöverföring. En ledningsplattform 40 kan fjårrstyra AQS-anordningen 24 och det våxelbaserade aggregationssystemet 12 och konfigurera AQS-anordningen 24 med jitterkvot, paketförlustkvot, paketfördröjning, filter- metod, filterkriteria, aktivering uppströms och / eller nedströms.

Fig. 4 visar en andra utföringsform av ett våxelbaserat aggregationssystem.

Denna utföringsform liknar utföringsformen som âr illustrerad i fig. 2. Den enda skillnaden år att gatewayen år placerad utanför den våxelbaserade aggrega- tionsanordningen. Gatewayen år ansluten till en av LAN-portarna hos den våx- elbaserade aggregationsanordningen. Den uppfunna AQS-anordningen kommer att arbeta såsom tidigare beskrivits ovan.

I den ovan beskrivna utföringsforrnen av uppfinningen finns övervakningsan- ordningen 28 för att övervaka den totala lP-datagenomströmningen över det våxelbaserade aggregationssystemet, filteranordningen 32, som år kapabel att filtrera den totala IP-datagenomströmningen och styranordningen 30 för att sty- ra nämnda filteranordning 32 beroende på övervakningen av den totala IP-datagenomströmningen över det våxelbaserade aggregationssystemet 12 och ñlterkriterierna år samlade i en anpassningsbar QoS-anordning, AQS, 24. Emel- .nu .. Ü i Ill Q I °' ~ - -' . ' ' ' ' ' ° - - - - .. . . n. .'..' i; - - .' j j; o ' v '^ , z z v.. 'va ,_ v-«,,: nu. 17 lertid är det möjligt att fördela de olika anordningarna hos AQS i nätverket. T. ex. kan övervakningsdelen flyttas och anslutas till en högre nivå i ett hierarkiskt nätverk. Det år nödvändigt att använda en kommunikationslånk och ett passande protokoll för kommunikationen av information, signalering och växel- verkan mellan övervakningsanordningen 28 och styr- och filteranordningarna , 32. Det är också möjligt att placera AQS:en separat från växelanordningen men logiskt anslutna, t. ex. med hjälp av lärnpligt protokoll.

En annan aspekt av föreliggande uppfinning är en metod som i det följande kommer att beskrivas i mer detalj med hänvisning till fig. 5 och 6.

Detta är en metod för att anordna tjänstekvalitet QoS till en Ethernetväxel- anordning ansluten till ett WAN-nätverk, som har åtminstone en bandbredds- begränsad kanal. I nämnda kanal är en total IP-datagenomströmningsström av röst-, video- och/ eller andra realtidstillämpningar eller tjänster tillsammans med icke realtidstillämpningar eller tjänster anordnad med användning av IP-datapaket. Ethernetväxelanordningen är logiskt ansluten till en anpass- ningsbar QoS-anordning, AQS. Metoden omfattar följande steg: - inhämtning av tjänstekvalitetsinformation som bärs i RTP/ RTCP-datapaket hos IP-datagenomströmningen, steg 110, 126; - jämföra åtminstone ett QoS-värde Qn, varje Qn är baserat på tjänstekvali- tetsinforrnation QoS från RTP/ RTCP-datapaketen, med en motsvarande QOS-acceptanskvot, steg 112, 128; - filtrering när åtrninstone ett av QoS-värdena har en oacceptabel nivå i förhållande till nämnda motsvarande QoS-acceptanskvot, steg 114, 130.

Metoden omfattar också följande steg: - inhämtning av ett TB-vårde för den använda bandbredden av den totala IP-datagenomströmningen, steg 102, 122; - jämförande av TB-värdet för den använda bandbredden av den totala IP-datagenomströmníngen med ett minimumvärde m, steg 104, 104; 524 599 _=";"If_¿"=s::_'_ I|o,,_' ' ' ' ' I | | . .. 18 - inhämtning av tjånsteserviceinformationen QoS som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen, steg 1 10, 126, om den totala datagenomström- ningen överstiger minimumvârdet m.

Inhämtningen av QoS-värdet kan utföras genom att läsa de passerande RTP/ RTCP-rapportema för röst-, video- och/ eller andra realtidstillämpningar eller tjänster. QoS-värdena kan vara paketförlustkvot, jitterkvot och / eller max- imumfördröjning, vilka kan jämföras med motsvarande QoS-acceptanskvot.

QoS-värdena tillhandahålls genom inhåmtning av analys av RTP-huvudfältet hos de nedströmsriktade paketen och innehåller i RTCP-sändarrapporten och/ eller mottagarrapporten i WAN-nätverket.

Filtreringen stoppas, antingen om den totala IP-genomströmningen understiger en inaktiveringströskelvärde Fd eller, om åtminstone ett av QoS-värdena Qn är acceptabla, steg 116, 132.

Metoden omfattar också styrning av filteranordning i enlighet med konfigurerba- ra filterkriteria, som orsakar att ñlteranordningen kan filtrera anpassníngsbart i den totala IP-datagenomströmningen beroende på port, MAC-adress, IP-adress, sessions-ID eller andra kriteria.

Styranordningen kan sättas i något av två arbetstillstånd/ moder: - en första mod - enkel mod - när endast ett av QoS-värdena påträffas att inte vara acceptabelt, eller - en andra mod - avancerad mod - när alla QoS-värden påträffas att vara icke acceptabla. lnaktiveringströskelvärdet Fd kan sättas till en förutbestämd tillgänglig genom- strömsbuffertnivå. Filterinaktiveringströskelvärdet Fd kan också konfigureras att bli lika med eller mindre än minimumvärdet m, vilket år ett positivt tal. Mi- nimumvärdet m kan konfigureras att vara lika med eller mindre än den garan- terade minimumbandbredden, GMB, hos WAN-nätverket.

I v n. . . o .- . , f' ' v = , , ' ' ° o n « I .u . . , _ v , ,, n u. .u l ' ' . _ _ ' n . . , , .. ' : 1 ' H v f. f' fi o. . ' - u. ,, ' . ' ' ' I I I y. 19 För att få bättre stabilitet i systemet kan en förutbestämd tidsperiod t från tid- punkten när understigandet av minimumvårdet detekterades gå till ända innan filterprocessen inaktiveras.

En utföringsform av den uppfunna metoden kommer nu att beskrivas med hän- visning till fig. 5. Denna metod omfattar huvudsakligen fyra metodloopar med steg: loop Ia, loop Ib, loop II och loop III. AQSzen kommer därför att arbeta i tre tillstånd, övervakningstillståndet (motsvarar loop Ia och loop Ib), mottagarrap- portövervakningstillstånd (motsvarar loop II) och filtertillståndet (motsvarar loop 111).

Metoden startar, steg 100, och AQSzen börjar att övervaka den totala data- genomströmningen TB, steg 102. Denna information som representerar den an- vända bandbredden erhålles från den första inhämtningsanordningen 34a. Det aktuella bandbreddsvärdet TB jämförs med minimumvärdet m, steg 104. Om TB inte överskrider minimumvärdet m, då kommer AQS i steg 106 att kontrolle- ra om filteranordningen är aktiv. Om filteranordningen är aktiv, kommer filter- anordningen att inaktiveras i steg 108 i loop Ia. Om filteranordningen är inakti- verad eller efter det att filteranordningen har inaktiverats i steg 108, fortsätter övervakningen av datagenomströmningen, steg 102. Så länge som band- breddsvärdet TB inte överstiger minimumvärdet m, kommer metoden och AQS:en att förbli i en första loop Ib och första övervakningstillstånd.

Om det totala datagenomströmningsvärdet TB överskrider minimumvärdet m, övervakas mottagarrapporten, såsom visas i steg 110 i flödesschemat i fig. 5. I enlighet med denna beskrivna utföringsform av metoden entras en ny loop med steg och tillståndet hos AQS:en ändras. Värdena för paketförlust, paketfördröj- ning och jitter läses från huvudet hos varje mottagen mottagarrapport. Nämnda värden jämförs med olika acceptanskriteria i steg 112. Om något av dessa vär- den inte är acceptabelt, är filtrering nödvändig och filteranordningen aktiveras i steg 114, om det inte redan är aktivt. Därför går AQSzen in i det tredje tillstàn- det, också kallat för filtertillståndet eller tillstånd III, då metoden entrar och körs i den tredje loopen, filterloopen, loop III. Ü 9 lit . .. ,', _- _ . . . . . . . . . . .. 2..' I..' ' - - I ,' 2 ~ v - I ø . , , . rov t.

AQS:en kommer att kvarvara i detta tillstånd så länge som något av paketför- lustvärdet, fördröjnings- eller jittervärdet eller alla värden påträffas att vara icke acceptabla och det totala datagenomströmningsvärdet TB överskrider det mini- mala värdet m.

Om alla paketförlustvârden, fördröjnings- eller jittervärden påträffas vara accep- tabla, men det totala datagenomströmningsvärdet TB fortfarande överskrider minimumvärdet m, byter AQS:en från filtertillståndet till det andra tillståndet, m0ttagarrapportövervakningstillståndet. Filteranordningen kommer att inakti- veras i steg 116.

Om ñlteranordningen är aktiv, steg 1 14, eller efter det att ñlteranordningen har inaktiverats i steg 116, fortsätter övervakningen av datagenomströmningen, steg 102.

Så fort som det totala datagenomströmningsvärdet TB inte överskrider mini- mumvärdet m, kommer AQS:n att återvända till övervakningstillståndet. Om filtret är aktivt, vilket kontrolleras i steg 106, inaktiveras det i steg 108 i loop Ia.

Sedan kommer AQS:n att arbeta i enlighet med stegen i loopen Ib.

En annan utföringsform av den uppfunna metoden kommer nu att beskrivas med hänvisning till fig. 6. Denna metod omfattar huvudsakligen tre metodstegs- loopar: loop I, loop II och loop III. En AQS kommer att arbeta i tre tillstånd: övervakningstillstånd (motsvarar loop I), mottagarrapportövervakningstillstånd (motsvarar loop II) och filtreringstillstånd (motsvarar loop III).

Metoden startar, steg 120, och AQS:n börjar att övervaka den totala datagenom- strömningen TB, steg 122. Denna information som representerar den använda bandbredden tillhandahålles från den första inhämtningsanordningen 34a. Det föreliggande bandbreddsvärdet jämförs med minimumvärdet m hos datagenom- strömningsfönstret, steg 124. Så länge som bandbreddsvärdet TB inte överskri- der minimumvärdet, fortsätter övervakningen av den totala datagenomström- I 524 599 ;";"I;'_="=s:::'_ a ° I _ ' I | n . 21 ningen med steg 102, och metoden och AQS:en kommer att kvarstå i en första loop I och ett första övervakningstillstånd.

Om det totala datagenomströmningsvärdet TB överskrider minimumvärdet m, övervakas mottagarrapporten, såsom visas genom steg 126 i flödesschemat i ñg. 6. I enlighet med denna beskrivning av utföringsform av metod, inträds i en ny stegloop och tillståndet hos AQS:en 24 ändras. Värdena för paketförlust och fördröjningsjitter läses från huvudet hos varje mottagen mottagarrapport i steg 126. Nämnda värden jämförs med olika acceptkriterier i steg 128. Om något av dessa värden inte är acceptabelt, så är filtrering nödvändig och ñltreringsanord- ningen aktiveras i steg 130 om denna inte redan är aktiv. Därför inträder AQS:en i det tredje tillståndet, som också kallas för filtreringstillståndet eller tillstånd III eftersom metoden träder in i steg 126 och följer den tredje loopen, ñltreringsloopen. AQS:en kommer att förbli i detta tillstånd så länge som något av paketförlustvärdet, fördröjningsvärdet eller jittervårdet eller alla vården be- finns att vara icke acceptabla.

Om alla, paketförlustvärdet, fördröjnings- och jittervärdet, befinns vara accep- tabla, men det totala datagenomströmningsvärdet TB fortfarande överskrider minimumvärdet m, byter AQS:en från filtreringstillståndet till det andra till- ståndet, mottagarrapportövervakningstillståndet. Om filtret är aktivt, vilket kon- trolleras i steg 128, inaktiveras det i steg 132 i loopen II, innan utförande av steg 122, övervakandet av den totala datagenomströmningen. Sedan kommer AQS:en att arbeta i enlighet med stegen i loop II, det andra tillståndet.

Når det totala datagenomströmningsvärdet TB inte överskrider minimumvärdet m, kommer AQS:en att återgå till övervakningstillståndet och stegen i loop I.

Men om det också är möjligt att något av de övervakade värdena inte är accep- tabla i det andra tillståndet och därför är filtrering nödvändig. Filtreringsanord- ningen är aktiverad i steg 130 och AQS:en träder igen in i filtreringstillståndet, tillstånd III. ,24 599 1"; "gjgu s::_'_ 'II-fl: u... 22 De beskrivna utföringsformerna är enbart exempel på hur en AQS kan arbeta i enlighet med uppfinningen. En AQS kan implementeras på många olika sätt inom uppfinningens skyddsomfång och exemplen skall inte betraktas som be- gränsningar av omfånget.

Uppfinningen hänför sig också till en datorprogramprodukt direkt inladdnings- bar i ett minne hos en processorenhet inom datoranordningen, omfattande mjukvarukodmedel för att utföra stegen i något av kraven 1- 12.

Datorprogramprodukten kan lagras på ett datoranvändbart medium, som om- fattar läsbart program för att åstadkomma att en processorenhet i en datoran- ordning styr en exekvering av stegen i något av kraven 1- 12.

Metoden är implementerad med hjälp av en datorprogramprodukt som omfattar mjukvarukodmedel för att utföra stegen enligt metoden. Processorenheten i da- toranordningen kör datorprogramprodukten. Datorprogrammet laddas direkt eller indirekt från ett datoranvändbart medium, såsom en floppydisc, en CD, ROM, PROM, EEPROM, Internet, etc.

I fig. 7a visar arbetsgången hos AQS-anordningen som en funktion av en hypo- tetisk signal och trafiklast över det växelbaserade aggregationssystemet under ett tidsintervall A-F. Diagrammets abskissaaxel är en tidsaxel och ordinataxeln har beteckningen bandbredd i Mbit/ s. Två kurvor är dragna för att visa detta hypotetiska fall. En av kurvorna , TB-last, är det totala bandbredds-kravet hos en trafiklast över tiden genom det växelbaserade aggregationssystemet och den andra kurvan, QB-flödet, är genomströmningsbandbredden för samma trafiklast över tid efter passage av filtret. En garanterad minimumbandbredd GMB indike- ras också som en första horisontell streckad linje i diagrammet. För att undvika varje instabilitet i styranordningen 30, används ett fördefinierat filterinaktive- ringströskelvärde Fd (undre horisontella streckade linjen i fig. 7 a) eller en förde- ñnierad upphörandetidsperiod t som ytterligare kriteria innan filtreranordnin- gen 32 kopplas bort. 524 3"5"If ;";;_';_'_ '-5 u u u * . u n , I . 0- ns 23 Under intervallet A-B år en liten ökning i signal- och pakettrafilclasten. Filtret 32 år bortkopplat eftersom det inte finns någon indikation på någon paketför- lust i de mottagna RTCP-paketen och QB-flödet är ekvivalent med TB-lasten, såsom visas i fig. 7a. Vid tidpunkten B indikerar en mottagar-RTCP-rapport en paketförlustkvot på t.ex. 10 % och filtreringsstyrningen kopplar in QOS-filtret, vilket kommer att scanna den totala trafiken genom anordningen för tjänster som inte är en realtidstjånst. En av paketströmmarna på en av portarna eller paketílöde som tillhör en MAC-adress, IP-adress, sessions-ID eller liknande minskas temporärt eller stoppas totalt beroende på ett förbestämt filterkriteria som resulterar i att QB-flödet kommer att minska. Under intervallet B-C är pa- ketförlusten acceptabel och varken minskar eller ökar och QB-flödet är kon- stant. Emellertid indikerar vid tidpunkten C en ny RTCP-rapport ökad paketför- lust, vilket inte år acceptabelt i enlighet med det förbestämda paketförlustkrite- riet och ytterligare scanning och filtrering är nödvändig som resulterar i mindre, men acceptabelt, QB-ílöde in eller ut från SBA-anordningen, såsom indikeras i C.

Under C-D-intervallet uppmäts en svag förbättring av paketförlusten och QB- flödet kan öka.

Vid tidpunkten D, indikerar en RTCP-rapport stora paketförlustnivåer. Därför minskas allt QB-flöde till den garanterade GMB-nivån. Datapaketöverföring över denna nivå är temporärt inte tillåten. Når trafiksituationen i nätverket rapporte- ras att vara förbättrat vid tidpunkten E, tillåts QB-flödet att öka upp till TB- lasten så länge som paketförlustsiffrorna förbättras eller är acceptabla. Full sig- nal- och datapaketsöverföring uppnås vid tidpunkten F.

Exemplet ovan i fig. 7 a visar mjuk styrning av ñlterstyranordningen. Fig. 7b il- lustrerar en tuff styming genom styranordningen.

I fig. 7b visas en andra AQS-anordnings arbetsgång som en funktion av en hy- potetisk signal och trafklast över det växelbaserade aggregationssystemet under ett tidsintervall A-H. Abskissaaxeln hos diagrammet är en tidsaxel och ordina- u ° 'v n - I u n. 524 599 :a-:f -- 24 taaxeln är betecknad bandbredd i Mbit/ s. Två kurvor är dragna för att visa det- ta hypotetiska fall. En av kurvorna, TB-last, är det totala bandbreddskravet för en trafiklast över tiden genom det växelbaserade aggregationssystemet och den andra kurvan, QB-flödet, är genomströmningsbandbredden för samma trafiklast över tiden efter passage av filtret. En garanterad minimumbandbredd GMB är också indikerad som en horisontell linje i diagrammet.

Under intervall A-B är det en liten ökning i signal- och pakcttrafiklasten TB. Fil- tret är inte aktivt eftersom QB-flödet inte överstiger GMB och QB-flödet är ekvivalent med TB-lasten, såsom indikeras i fig. 7 b. Den första inhärntningsan- ordningen 34a för inhâmtning av den använda bandbredden för den totala IP- datagenomströmningen, steg 102; 122 och den första jâmförelseanordningen 36a för jämförande av den använda bandbredden hos den totala IP-datagenom- strömningen med ett minimumvärde m, steg 104; 104, i detta fall det garante- rade minimumbandbreddsvärdet GMB. Vid tidpunkten B överskrider TB-lasten GMB-nivån och den andra inhåmtningsanordningen 34b hos övervakningsan- ordningen 28 startar inhämtningen av tj änstekvalitetsinforrnation QoS, inne- hållande åtminstone ett QOS-värde, inrymt i RTP/ RTCP-datapaketen, steg 110; 126, och den andra jäinförelseanordningen 36b för jämförande av QoS-värdet Qn med en motsvarande QoS-acceptanskvot, steg 112; 128, är aktiv och igång.

Så länge som där inte finns någon indikation om någon paketförlust, jitter eller fördröjning i de mottagna RTCP-rapporterna, är inte filteranordningen och pro- cessen aktiverad.

Vid tidpunkten C indikerar en mottagen RTCP-rapport icke acceptabel paketför- lust, t.ex. paketförlust på 10 %. Därför har åtminstone ett QoS-värde en oaccep- tabel nivå relativt motsvarande QoS-acceptanskvot och filterstyrningen kopplar in QoS-ñltret, steg 1 14, 130. Filtreringsanordningen 32 kommer att scanna hela IP-baserade genomströmningen efter tjänster som inte är en realtidstjänst.

UDP-paketflödena hos åtminstone en av de växelbaserade aggregationssystem- LAN-portarna är temporärt helt stoppad beroende på en förutbestämd priori- tetsregel som resulterar i att det tillåtna QB-flödet kommer att minska snabbt.

Därför minskas alla QB-flöden till filterinaktiveringströskelvärdet Fd, närmast Ian,,: 524 599 š--E--rf - under den garanterade GMB-nivån. Filteranordningen år därför inaktiverad vid tidpunkten D och QB-flödet kan stiga igen. Under C-D-intervallet, uppmäts en förbättring av paketförlusten. Trafiksituationen i nätverket övervakas och år uppmätt att vara förbättrad och acceptabel.

Vid tidpunkten E indikerar en mottagen RTCP-rapport t.ex. fördröjning 6 %.

Därför har åtminstone ett QoS-värde en oacceptabel nivå relativt motsvarande QoS-acceptanskvot och filterkontrollen kopplar in QOS-filtret, steg 1 14, 130.

Processen och följden av händelser beskrivna för intervallet C-E kommer att upprepas för intervallet E-G.

Vid tidpunkten G är QB-flödet tillåtet att öka upp till TB-Iasten, därför att Qn- värdet har befunnits att vara inom en acceptabel nivå eller kvot. Full överföring av signal- och datapaket uppnås vid tidpunkten G.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till de ovan beskrivna föredragna ut- föringsformerna. Otaliga alternativ, modifieringar och ekvivalenter kan använ- das. Därför bör inte ovan angivna utföringsformer tas som begränsningar av uppfinningens skyddsomfång, vilket definieras av de medföljande kraven.

Claims (29)

Inu.,: 524 599 ;":"ff.:"=='rr;_ 26 PATENTKRAV

1. Metod för att anordna tjänstekvalitet (QoS) till en växelanordning ansluten till ett WAN-nätverk, som har åtminstone en bandbreddsbegränsad kanal, i vilken en total IP-datagenomströmning av röst-, video- och/ eller andra realtidstillämp- ningar eller tjänster tillsammans med icke-realtidstillämpningar eller tjänster anordnas med hjälp av IP-datapaket, k å n n e t e c k n a d av att eternät- växelanordningen är logiskt ansluten till en anpassningsbar QoS-anordning (AQS) och att metoden omfattar följande steg: - inhämtning av tjänstekvalitetsinformation som bärs i RTP/ RTCP-datapaket (steg 110; 126); - jämförande av åtminstone ett QoS-värde Qn, varje Qn är baserat pà tjänste- kvalitetsinforrnation QoS från RTP/ RTCP-datapaketen med en motsvarande QoS-acceptanskvot (steg 112; 128); - filtrering när åtminstone ett av QoS-värdena har en oacceptabel nivå i för- hållande till nämna motsvarande QoS-acceptanskvot (steg 1 14; 130).

2. En metod enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att metoden omfat- tar följande steg: - inhåmtning av ett värde (TB) för den momentant använda bandbredden av den totala IP-datagenomströmningen (steg 102; 122); - jämförande av det använda bandbreddsvärdet (TB) av den totala IP-data- genomströmningen med ett minimumvärde m (steg 104; 104); - inhämtning av tjånsteserviceinformation QoS som bärs i RTP/ RTCP-datapake- ten (steg 110; 126), om den totala datagenomströmningen överstiger mini- mumvärdet m.

3. En metod enligt patentkravet 1, k å n n e t e c k n a d av att - inhärntning av QoS-värden som bärs i de passerande RTP/ RTCP-datapaketen för röst-, video- och/ eller andra realtidstillämpningar eller tjänster; - jämförande av QoS-värdena för paketförlustkvoten, jitterkvoten och/ eller den maximala fördröjningen med den motsvarande QoS-acceptanskvoten. 'ÜIIUQ I l II I! . t: - . ': - - - - -- . n. . "' ' I | ' " In ' ' 0 o u ' CO Il ' 27

4. Metod enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att filtreringen stoppas, om det använda bandbreddsvårdet (TB) av den totala IP-genomströmningen un- derstiger ett inaktiveringströskelvärde (Fd).

5. Metod enligt patentkravet 1, k å n n e t e c k n a d av att ñltreringen stoppas, om åtminstone ett av QoS-vârdena är acceptabelt (steg 116; 132).

6. Metod enligt patentkravet 1, k å n n e t e c k n a d av att steget för styrning av filteranordningen i enlighet med konfigurerbara filterkriteria, som medför att ñlteranordningen kan anpassningsbart filtrera den totala IP-datagenomström- ningsströmmen beroende på. port, MAC-adress, IP-adress, sessíons-ID eller andra kriteria.

7. Metod enligt patentkravet 1, k å n n e t e c k n a d av att stegen att sätta styranordningen i någon av två arbetsmoder: - en första mod - enkel mod - när åtminstone ett av QOS-värdena befinns vara icke accepterbara, eller - en andra mod - avancerad mod - när alla QOS-värden befinns vara icke accep- tabla.

8. Metod enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att inaktiveringströskel- värdet (Fd) år den förbestämda tillgängliga genomströmningsbuffertnivån.

9. Metod enligt patentkravet 4 eller 5, k â n n e t e c k n a d av att genom an- vändningen av en förbestämd tidsperiod (t) från den tidpunkt då understigandet av minimumvärdet (m) detekterades innan inaktivering av ñltreringsprocessen.

10. En metod enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att minimumvärdet (m) är konfigurerat att vara lika med eller mindre än den garanterade mini- mumbandbredden (GMB) av WAN-nätverket. I I nu . I v »a o , l ° o . . ": | ø : » av _ u. ' ' ' o . I n. 4 ' , *H I. , , '. I u h. . a . n . f 2' ' ' s u p of u. 28

11. 1 1. En metod enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av att filterinaktive- ringströskelvärdet (Fd) konfigureras att vara lika med eller mindre än mini- mumvärdet (m), där minimumvårdet (m) är ett positivt tal.

12. En metod enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att steget att in- hämta och analysera QoS-informationen i RTP-huvudets fält i de nedåtriktade paketen och QoS-informationen hos RTCP-sändarrapporten och/ eller mottagar- rapporten i WAN-nätet.

13. Ett system (12) för att anordna tjänstekvalitet (QoS) i en eternätväxelanord- ning (22) som år ansluten till ett WAN-nätverk, som har åtminstone en band- breddsbegränsad kanal, i vilken en total IP-datagenomströmningsström av röst-, video- och/ eller realtidstillämpningar eller tjänster tillsammans med icke- realtidstillârnpningar eller tjänster är anordnade med användning av IP- datapaket, k ä n n e t e c k n a t av att eternätväxelanordningen (22) är logiskt ansluten till en anpassningsbar QOS-anordning (AQS) (24), vilken inkluderar inhämtningsanordning (34) och jämförelseanordning (36) hos en övervakande anordning (28) som kan identifiera en oacceptabel QoS-nivå baserad på över- vakningen av tjänstekvalitetsinformationen (QoS) som bärs i RTP/ RTCP-data- paket och som indikerar nämnda oacceptabla QoS-tillstånd för en filterstyran- ordning (30) som styr en ñlteranordning (32) för filtrering av den totala IP- datagenomströmningsströmmen.

14. Ett system (12) enligt patentkravet 13, k ä n n e t e c k n a t av att den an- passningsbara QoS-anordningen (AQS) (24) omfattar andra inhämtningsanord- ningar (34b) för inhämtning av tjänstekvalitetsinformationen som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen, andra jämförelseanordningar (36b) för jämförelse av åtminstone ett QoS-värde (Qn), som är baserat på tjänstekvalitetsinformationen som bärs i RTP/RTCP-datapaketen, med en motsvarande QoS-acceptanskvot, och ñlteranordning (32) för filtrering av den totala IP-datagenomströmnings- strömmen, när åtminstone ett QOS-värde (Qn) har en oacceptabel nivå i jämfö- relse med den motsvarande QoS-acceptanskvoten. 'I nu . c u. ,, I' H u.. . , _ , n ' " I u . ' ' ' ~ n- ' n. f.. ,, _- ~ ~ . p” - u n v _ : z a. nu. . _. _ 0 ' a . . ,. ° 1 ~ » f. 29

15. Ett system (12) enligt patentkravet 14, k ä n n e t e c k n a t av att den an- passningsbara QoS-anordningen (AQS) (24) också omfattar en första inhämt- ningsanordning (34a) för inhämtning av ett värde (TB) för den momentant an- vända bandbredden av den totala IP-datagenomströmningsströmmen och första järnförelseanordning (36a) för jämförande av bandbreddsvärdet (TB) med ett mi- nimumvärde (m).

16. Ett system (12) enligt patentkravet 15, k ä n n e t e c k n a t av att den andra inhämtningsanordningen (34a) för ínhämtning av tjånstekvalitetsinforma- tion som bärs i RTP/ RTCP-datapaketen aktiveras, om bandbreddsvärdet (TB) överskrider minimumvärdet (m).

17. Ett system (12) enligt patentkravet 15, k ä n n e t e c k n a t av att den för- sta jämförelseanordnirigen (36a) omfattar minimumvårdet (m), som är möjligt att konfigurera till att vara lika med eller mindre än den garanterade minimum- bandbredden (GMB) för WAN-nätet.

18. Ett system (12) enligt patentkravet 16, k ä n n e t e c k n a t av att den för- sta jämförelseanordningen omfattar ett ñlterinaktiveringströskelvärde (Fd), som är möjligt att konfigurera att vara lika med eller mindre än minimumvärdet (m, vilket är ett positivt tal).

19. Ett system (12) enligt patentkravet 15, k ä n n e t e c k n a t av att den för- sta järnförelseanordningen (36a) frånkopplas filteranordningen (32) och nämnda styranordning (30), om bandbreddsvärdet (TB) understiger inaktiveringströskel- värdet (Fd).

20. Ett system (12) enligt patentkravet 13, k ä n n e t e c k n a t av att filterstyr- anordningen (30) styr filteranordningen (32) enligt konfigurerbara filterkriteria, som medför att filteranordningen (32) kan anpassningsbart filtrera i den totala IP-datagenomströmmen beroende pà port, MAC-adress, IP-adress, sessions-ID eller andra kriteria. lv n. f I» ut: ° ' ' ' 'V v v -f v., ' ' ' 1 . n: n, 'I :n f , c , . t' u , ' v . i 'I 'fivnufi ' ' I ~ | v. 30

21. Ett system (12) enligt patentkravet 14, k å n n e t e c k n a t av att den andra inhämtningsanordningen (36b) inhämtar och analyserar QOS- informationen i RTP-huvudets fält i de nedåtriktade paketen och QoS- informationen i RTCP-sändarrapporten och / eller mottagarrapporten i WAN- nätet.

22. Ett system (12)'enligt patentkravet 14, k ä n n e t e c k n a t av att styran- ordningen (30) arbetar i något av två mod: - en första mod - enkel mod - när åtminstone ett av QoS-värdena Qn beñnns att vara icke-acceptabelt; eller - en andra mod - avancerad mod - när alla QoS-värden Qn befinns vara icke acceptabla.

23. Ett system (12) enligt patentkravet 13, k ä. n n e t e c k n a t av att filteran- ordningen (32) är inaktiverad, när QoS-vârdena Qn för paketförlust, valfritt jitter och fördröjning detekteras av den andra jämförelseanordningen (36b) att vara inom ett acceptabelt område.

24. Ett system (12) enligt patentkravet 15, k å n n e t e c k n a t av att styr- anordningen (30) inaktiverar ñlteranordningen (32) en förbestämd upphörande tidsperiod (t) från tidpunkten när understigandet av minimumvärdet (m) detek- terades.

25. Ett system (12) enligt patentkravet 13, k ä n n e t e c k n a t av att anord- ningen omfattar en gateway (26).

26. Ett system (12) enligt patentkravet 13, k å n n e t e c k n a t av att den an- passningsbara QoS-anordningen (AQS) (24) som omfattar övervakningsanord- ning (28) för övervakning av den totala IP-datagenomströmningen över det väx- elbaserade aggregationssystemet (12), filteranordning (32) som kan filtrera den totala IP-datagenomströmningen och styranordning (30) för styrning av nämnda filteranordningar (32) i beroende av övervakning av den totala IP- datagenomströmningen över det växelbaserade aggregationssystemet (12) och “S24 599 31 filterkriteria, alla nämnda anordningar och ñlterkriteria kan implementeras som datorprogram och datorläsbar kod lagrad på en datorlåsbar produkt eller i ett datorläsbart minne för behandling i en särskild dator, server, persondator, digi- talprocessor, centralprocessenhet, etc.

27. Ett system (12) enligt patentkravet 26, k ä n n e t e c k n a t av att datorpro- grammet kan laddas till AQS (24) från en server (38) som en FTP (general File Transfer Protocol) filöverföring, TFTP (Trivial File Transfer Protocol) eller andra överföringsprotokoll som är passande för dataprogramsöverföring, och en led- ningsplattform (40) kan fjärrstyra AQS-anordningen (24) och det växelbaserade aggregationssystemet (12) och konfigurera AQS-anordningen (24) med jitterkvot, paketförlustkvot, paketfördröjning, filtermetod, filterkriteria, aktivering' upp- ströms och/ eller nedströms.

28. En datorprogramprodukt som är direkt laddningsbar in i en inre minneslag- ring hos en processorenhet inuti datoranordningen, omfattande mjukvarukod- medel för att genomföra stegen enligt något av patentkraven 1-12.

29. Datorprogramprodukten kan lagras på ett datoranvändbart medium, som omfattar låsbara program för att åstadkomma att en processorenhet i en dator- anordning att styra exekveringen av stegen enligt något av patentkraven 1- 12.