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Dokumentenidentifikation DE102006032395A1 10.01.2008
Titel Anordnung, Verfahren und Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses sowie Netzknoten und Kommunikationsendgerät
Anmelder Nokia Siemens Networks GmbH & Co.KG, 81541 München, DE
Erfinder Schläger, Morten, Dr., 14050 Berlin, DE
DE-Anmeldedatum 07.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006032395
Offenlegungstag 10.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2008
IPC-Hauptklasse H04L 12/14(2006.01)A, F, I, 20060707, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04L 12/56(2006.01)A, L, I, 20060707, B, H, DE   
Zusammenfassung Zur Angabe einer Anordnung, die eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht, beschreibt die Erfindung eine Anordnung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses (1, 2) mit
- einem Kommunikationsendgerät zum Senden und/oder Empfangen von dem Datenfluss (1, 2) zugeordneten Datenpaketen über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten und einer Steuereinrichtung mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des Datenflusses (1, 2) spezifischen Paket-Inspektors (4, 5) aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren, Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors (4, 5) auf die Datenpakete des Datenflusses (1, 2) zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte, basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete, sowie Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung (8, 9, 10).
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses sowie einen Netzknoten und ein Kommunikationsendgerät.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses.

Die Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses erfolgt heutzutage in der Regel zeit- und/oder volumenbasiert. Dabei besteht die Möglichkeit, die Verkehrsparameter eines Datenflusses, wie beispielsweise den so genannten "Jitter", d. h. die Varianz der Latenzzeit übertragener Datenpakete, die Verlustrate bzw. die mittlere Fehlerrate oder den Durchsatz zu bestimmen und die Ergebnisse in die Vergebührung einfließen zu lassen. Eine Anordnung für die Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses ist beispielsweise für ein Kommunikationsnetz in Form eines Mobilfunknetzes nach dem 3GPP (3rd Generation Partnership Project)-Standard aus dem Dokument „3GPP TS 23.125 V6.8.0 (2006-03); 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Overall high level functionality and architecture impacts of flow-based charging; Stage 2 (Release 6)" bekannt. Mittels der bekannten Anordnung besteht dabei die Möglichkeit, paketorientierte Datenflüsse – so genannte "Flows" – innerhalb eines Paketdatenkontextes unterschiedlich zu vergebühren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses mit einem Kommunikationsendgerät zum Senden und/oder Empfangen von dem Datenfluss zugeordneten Datenpaketen über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten und einer Steuereinrichtung mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren, Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist eine Steuereinrichtung auf mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren. Dabei ist in der Speichereinrichtung mindestens ein Paket-Inspektor abgelegt. Vorzugsweise stehen in der Speichereinrichtung spezifische Paket-Inspektoren für alle Arten von Datenflüssen, die von dem Kommunikationsendgerät gesendet und/oder empfangen werden können, zur Verfügung. Bei der Auswahl des Paket-Inspektors durch die Steuereinrichtung können beispielsweise das verwendete Transportprotokoll sowie die Art der Applikation, die durch den jeweiligen Datenfluss erbracht wird, berücksichtigt werden, so dass die Auswahl des Paket-Inspektors für den jeweiligen Datenfluss beispielsweise abhängig von der verwendeten Kodierung oder dem verwendeten Applikationsprotokoll erfolgen kann.

Darüber hinaus weist die Steuereinrichtung Mittel zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete auf. Dies bedeutet, dass mittels des ausgewählten Paket-Inspektors vorzugsweise eine semantische und/oder syntaktische Interpretation des Inhalts der Datenpakete vorgenommen wird. Das Analysieren des Inhalts der Datenpakete erfolgt dabei vorzugsweise in Echtzeit, d.h. unmittelbar im Zusammenhang mit dem Senden und/oder Empfangen der dem paketorientierten Datenfluss zugeordneten Datenpakete durch das Kommunikationsendgerät. Die Art und Weise, in der die mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf der Untersuchung des Inhalts der Datenpakete bestimmt wird, ist wiederum von der jeweiligen konkreten Applikation bzw. Anwendung sowie der verwendeten Kodierung abhängig. Generell wird hierbei berücksichtigt, dass innerhalb eines Datenflusses unterschiedliche Arten von Datenpakete in der Regel einen unterschiedlich starken Einfluss auf die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte haben. Aus diesem Grund kann die tatsächliche Qualität einer Datenübertragung nicht mittels pauschal gemessener Parameter wie etwa den zuvor genannten Größen „Jitter", Verlustrate bzw. mittlere Fehlerrate oder Durchsatz bestimmt werden.

So ist etwa bei einer Verwendung des Transportprotokolls TCP (Transmission Control Protocol) zu beachten, dass bei diesem Protokoll bei Verlust von Datenpaketen eine Reduzierung der Senderate erfolgt, um eine Netzwerküberlast zu verhindern. Dieses Verhalten hat jedoch zur Folge, dass sich die für die Übertragung einer Datei mittels des Transportprotokolls TCP benötigte Zeit auch bei gleicher mittlerer Fehlerrate stark unterscheiden kann. Ursache hierfür ist, dass den ersten Datenpaketen bei einer Datenübertragung für das schnelle Erreichen der maximalen Senderate eine wesentliche höhere Bedeutung zukommt als anderen, zu einem späteren Zeitpunkt übertragenen Datenpaketen.

Ein einfacher Algorithmus zur Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete durch das Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors kann bei Verwendung des TCP Transportprotokolls daher beispielsweise derart aussehen, dass ein erster und ein zweiter Zustand definiert werden. Der erste Zustand zeichnet sich dadurch aus, dass der Verlust von Datenpaketen in diesem ersten Zustand die mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte besonders stark beeinflusst, da entsprechend den vorherigen Ausführungen Verluste von Datenpaketen in der Anfangsphase einer Datenübertragung die letztlich erreichte mittlere Sende- bzw. Übertragungsrate besonders negativ beeinflussen. Dem gegenüber ist in dem zweiten Zustand der Verlust von Datenpaketen weniger relevant, so dass die mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte in dem zweiten Zustand durch Verluste von Datenpaketen weniger stark beeinflusst wird.

Der Ablauf des Algorithmus könnte nun beispielsweise so aussehen, dass der Anfangszustand zu Beginn einer Datenübertragung, d.h. bei Aktivierung eines Datenflusses, durch den ersten Zustand gegeben ist. Ein Übergang zu dem zweiten Zustand erfolgt, wenn die Differenz zwischen der letzten Sequenznummer eines gesendeten Datenpaketes und der letzten empfangenen Bestätigungs- bzw. Quittungsnummer größer als ein Grenzwert ist, da in diesem Fall davon ausgegangen wird, dass der Anfangszustand abgeschlossen und ein stabiler Zustand bei der Übertragung erreicht ist. Umgekehrt erfolgt ein Übergang von dem zweiten (stabilen) Zustand zurück zu dem ersten Zustand nach einer längeren Sende- beziehungsweise Empfangspause oder wenn eine bestimmte Anzahl von Verlusten von Datenpaketen durch den Paket-Inspektor beobachtet wurde. Diese Ereignisse deuten darauf hin, dass der stabile zweite Zustand verlassen wurde. Bei dem exemplarisch beschriebenen Algorithmus muss der verwendete Paket-Inspektor somit zumindest den so genannten „Header" des TCP-Datenpaketes analysieren und die Sequenznummer sowie die Bestätigungsnummer extrahieren und verarbeiten.

Weitere Beispiele für die Funktionalität eines Paket-Inspektors sind das Abschätzen bzw. Bestimmen der auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommenen Dienstgüte bzw. Qualität im Falle eines Voice-over-IP (VoIP)-Telefonates oder im Falle einer MPEG-4-Videokodierung das Zählen so genannter I-Frames, um für diese die Anwendung einer höheren Gebühr zu ermöglichen.

Die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses weist darüber hinaus Mittel zur Übertragung der bestimmten mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung auf. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, dass die mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte bei der Vergebührung des paketorientierten Datenflusses berücksichtigt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass eine Verfeinerung dienstspezifischer Vergebührungsmodelle vorgenommen werden kann. Dadurch, dass die tatsächlich auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte bei der Vergebührung berücksichtigt wird, kann die Zufriedenheit der Nutzer von im Rahmen der erfindungsgemäßen Anordnung betriebenen Kommunikationsendgeräten gesteigert werden. So können beispielsweise Voice-Over-IP-Telefonate nicht nur bezogen auf das übertragenen Datenvolumen, sondern auch bezogen auf die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Sprachqualität abgerechnet werden. Darüber hinaus besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, dass bei der Übertragung einer Datei nicht nur das Datenvolumen, sondern auch der erreichte Durchsatz berücksichtigt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Steuereinrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung Mittel zum Konfigurieren eines Paket-Filters zum Herausfiltern der den Paket-Inspektor zuzuführenden Datenpakete des Datenflusses auf. Dies ist vorteilhaft, da hiermit insbesondere für den Fall, dass mehrere paketorientierte Datenflüsse beispielsweise innerhalb eines Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontextes übertragen werden, eine Selektion der dem Paket-Inspektor zuzuführenden Datenpakete eines bestimmten Datenflusses erfolgen kann. Die Zuordnung der Datenpakete des jeweiligen Datenflusses zum korrekten Paket-Inspektor kann dabei vorzugsweise basierend auf dem verwendeten 5-Tupel erfolgen. Das 5-Tupel ist im so genannten Verbindungsmodell allgemein durch die folgenden Parameter definiert: Protokoll, lokaler Host, lokaler Prozess, fremder Host und fremder Prozess. So werden in der TCP/IP-Protokollfamilie als Host beziehungsweise Prozess beispielsweise Internetadressen beziehungsweise Portnummern verwendet. Das Konfigurieren des Paket-Filters erfolgt vorzugsweise bereits im Rahmen des Aufbaus eines Datenflusses, etwa in Form einer „Session" unter Verwendung des SIP (Session Initiation Protocol)-Protokolls.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Anordnung derart ausgebildet, dass die Steuereinrichtung in dem mindestens einen Netzknoten angeordnet ist. Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung ist bevorzugt, da sie eine netzseitige Bestimmung der mindestens eine Kenngröße für die Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhaltes der Datenpakete ermöglicht. Bei dem mindestens einen Netzknoten kann es sich beispielsweise für den Fall, dass es sich bei dem Kommunikationsnetz um ein Mobilfunknetz nach dem GPRS (General Paket Radio Service)- oder dem UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)- Standard handelt, um einen so genannten GGSN (GPRS Gateway Support Node) handeln. Neben der Verwendung eines solchen in dem Kommunikationsnetz bereits für andere Zwecke vorhandenen Netzknoten kann die Steuereinrichtung vorzugsweise auch in einem speziellen, ausschließlich zu diesem Zwecke in dem Kommunikationsnetz verwendeten Netzknoten vorgesehen werden. So kann es sich bei dem Netzknoten beispielsweise um einen speziell für die Durchführung einer so genannten „Deep Paket Inspection", d.h. der Analyse des Inhalts von Datenpaketen, ausgebildeten Netzknoten handeln. Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Steuereinrichtung auch in mehreren Netzknoten des Kommunikationsnetzes angeordnet sein kann. Dabei kann die Steuereinrichtung einerseits vollständig in mehreren Netzknoten vorhanden sein, oder aber hinsichtlich ihrer Funktionalität über mehrere Netzknoten des Kommunikationsnetzes verteilt sein.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Anordnung auch derart ausgeprägt sein, dass die Steuereinrichtung in dem Kommunikationsendgerät angeordnet ist. Dadurch, dass in diesem Fall die Bestimmung der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte in dem Kommunikationsendgerät selbst erfolgt, wird vorteilhafterweise die Qualität der Bestimmung der mindestens eine Kenngröße optimiert. Um Manipulationen des verwendeten Paket-Inspektors beziehungsweise der Steuereinrichtung selbst auszuschließen, können auf Seiten des Kommunikationsendgerätes Methoden des so genannten „TrustedComputings" eingesetzt werden. Vorzugsweise kann die Bestimmung der mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte auch in Kombination durch mindestens einen Netzknoten des Kommunikationsnetzes sowie das Kommunikationsendgerät erfolgen. Dies bedeutet, dass in diesem Fall mehrere Messpunkte zur Bestimmung der mindestens einen Kenngröße verwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Vergebührungseinrichtung ein Online-Charging-System zur Echtzeitvergebührung. Dies bietet den Vorteil, dass die bestimmte mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte in Echtzeit, d.h. beispielsweise im Rahmen eines Prepaid-Dienstes, bei der Vergebührung berücksichtigt werden kann.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann vorteilhafterweise auch derart ausgestaltet sein, dass die Vergebührungseinrichtung ein Offline-Charging-System zur zeitlich nachgeordneten Vergebührung ist. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die bestimmte mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte auch im Rahmen einer zeitlich nachgeordneten Vergebührung berücksichtigt werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Anordnung darüber hinaus vorzugsweise auch derart ausgeprägt sein kann, dass sie Mittel zur Übertragung der bestimmten mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte sowohl an ein Online-Charging-System als auch an ein Offline-Charging-System aufweist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, gleichzeitig beide Arten der Vergebührung zu unterstützen.

Bei dem Kommunikationsnetz kann es sich um ein Kommunikationsnetz nach einem beliebigen Festnetz- oder Mobilfunkstandard handeln. Besonders bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, dass das Kommunikationsnetz ein Mobilfunknetz nach dem 3GPP-Standard ist. Dies bietet den Vorteil, dass es sich bei Mobilfunknetzen gemäß dem 3GPP-Standard, wie beispielsweise dem UMTS-, dem GPRS-, oder dem GSM (Global System for Mobile Communications)-Standard, um eine weit verbreitete Art von Kommunikationsnetzen zum Übertragen eines paketorientierten Datenflusses handelt.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses.

Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses mit den folgenden Schritten: Auswählen eines für die Art der Datenpakete des von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendeten und/oder empfangenen Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren durch eine Steuereinrichtung, Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete durch die Steuereinrichtung und Übertragen der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte von der Steuereinrichtung an eine Vergebührungseinrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass die Auswahl eines Paket-Inspektors in Abhängigkeit von der Art der Datenpakete des von dem Kommunikationsendgerät über das Kommunikationsnetz gesendeten und/oder empfangenen Datenflusses erfolgt. Zu diesem Zwecke ist in einer Speichereinrichtung mindestens ein Paket-Inspektor abgelegt. Darüber hinaus erfolgt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise das Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete durch die Steuereinrichtung. Hierdurch wird es ermöglicht, dass die derart bestimmte mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte von der Steuereinrichtung an die Vergebührungseinrichtung übertragen werden kann. Somit kann die Vergebührungseinrichtung die entsprechende mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte bei der Vergebührung des betreffenden paketorientierten Datenflusses berücksichtigen.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ablaufen, dass ein Paket-Filter zum Herausfiltern der dem Paket-Inspektor zuzuführenden Pakete des Datenflusses durch die Steuereinrichtung konfiguriert wird. Dies bietet den Vorteil, dass ein einzelner Datenfluss aus einer Mehrzahl von Datenflössen herausgefiltert und dem zuvor ausgewählten Paket-Inspektor zugeführt werden kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Steuereinrichtung eine in dem mindestens einen Netzknoten angeordnete Steuereinrichtung verwendet. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine netzseitige, zentrale Bestimmung der mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte ermöglicht.

Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise auch so ablaufen, dass als Steuereinrichtung eine in dem Kommunikationsendgerät angeordnete Steuereinrichtung verwendet wird. Diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den Vorteil, dass netzseitiger Aufwand zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte vermieden wird. Darüber hinaus ist die Bestimmung der mindestens eine Kenngröße auf Seiten des Kommunikationsendgerätes in der Regel mit höherer Genauigkeit als bei einer netzseitigen Bestimmung möglich.

Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so ablaufen, dass als Vergebührungseinrichtung ein Online-Charging-System zur Echtzeitvergebührung verwendet wird. Hierdurch wird eine Berücksichtigung der mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte im Rahmen einer Echtzeitvergebührung ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhafterweise auch so ablaufen, dass als Vergebührungseinrichtung ein Offline-Charging-System zur zeitlich nachgeordneten Vergebührung verwendet wird. Mittels dieser vorteilhaften Weiterbildung kann die bestimmte mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte im Rahmen einer zeitlich nachgeordneten Vergebührung mittels eine Offline-Charging-Systems berücksichtigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Vergebührung eines über beliebige Arten von Kommunikationsnetzen übertragenen paketorientierten Datenflusses geeignet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird als Kommunikationsnetz ein Mobilfunknetz nach dem 3GPP-Standard verwendet, da es sich bei solchen Mobilfunknetzen um weit verbreitete Kommunikationsnetze zur Übertragung paketorientierter Datenflüsse handelt.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses.

Hinsichtlich der Steuereinrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung anzugeben, die eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses, der von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendet und/oder empfangen wird, mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des betreffenden Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren, Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ist bevorzugt, da sie Mittel zum Auswählen eines für die Art des betreffenden Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren sowie Mittel zum Anwenden dieses ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten den Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete aufweist. Dies ermöglicht es, dass mittels der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung vorteilhafterweise die Übertragung der derart bestimmten mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung erfolgen kann.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Netzknoten eines Kommunikationsnetzes.

Hinsichtlich des Netzknotens eines Kommunikationsnetzes liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Netzknoten anzugeben, der eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Netzknoten eines Kommunikationsnetzes mit einer Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses, der von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendet und/oder empfangen wird, mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des betreffenden Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren, Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung.

Der erfindungsgemäße Netzknoten eines Kommunikationsnetzes ist aufgrund der zuvor bereits erläuterten Vorteile seiner Steuereinrichtung vorteilhaft.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kommunikationsendgerät.

Hinsichtlich des Kommunikationsendgerätes liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kommunikationsendgerät anzugeben, das eine Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses auf leistungsfähige und nutzerfreundliche Art und Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kommunikationsendgerät mit einer Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses, der von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendet und/oder empfangen wird, mit Mitteln zum Auswählen eines für die Art des betreffenden Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren, Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors auf die Datenpakete des Datenflusses zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung.

Das erfindungsgemäße Kommunikationsendgerät ist aufgrund der zuvor bereits erläuterten Vorteile seiner Steuereinrichtung vorteilhaft.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung zeigt

1 in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung und

2 in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt in einer schematischen Skizze exemplarisch zwei paketorientierte Datenflüsse 1 und 2. Die Datenflüsse 1 und 2 beinhalten Datenpakete, die von einem in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten Kommunikationsendgerät gesendet und/oder empfangen werden. Dies geschieht über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sei eine Steuereinrichtung in genau einem Netzknoten des Kommunikationsnetzes vorgesehen, d.h. es ist eine netzseitige Ausführungsform dargestellt. Die Steuereinrichtung umfasst einen Paket-Filter 3, der durch die Steuereinrichtung derart konfigurierbar ist, dass er die Datenpakete eines vorbestimmten Datenflusses herausfiltert und einem für die Art des jeweiligen Datenflusses spezifischen Paket-Inspektor zuführt.

In dem in 1 dargestellten Beispiel handelt es sich bei den beiden Datenflüssen 1 und 2 um Datenflüsse unterschiedlicher Art. Aus diesem Grund wird der paketorientierte Datenfluss 1 einem Paket-Inspektor 4 und der Datenfluss 2 einem weiteren Paket-Inspektor 5 zugeführt. Die Steuereinrichtung weist Mittel zum Auswählen eines für die Art des jeweiligen Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren auf. Dabei kann die Speichereinrichtung sowohl innerhalb des Netzknotens als auch in einer separaten Vorrichtung angeordnet sein.

Die Steuereinrichtung verfügt darüber hinaus über Mittel zum Anwenden des jeweiligen ausgewählten Paket-Inspektors 4 beziehungsweise 5 auf die Datenpakete des jeweiligen Datenflusses 1 beziehungsweise 2 zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete. Die derart bestimmte mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte kann von dem jeweiligen Paket-Inspektor 4 beziehungsweise 5 an ein Online-Charging-System 8 zur Echtzeitvergebührung und/oder an Offline-Charging-Systeme 9 beziehungsweise 10 zur zeitlich nachgeordneten Vergebührung übertragen werden. Dies ist in 1 durch entsprechende Nachrichten a und b beziehungsweise c und d angedeutet.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte generell entweder unter Verwendung des paketorientierten Datenflusses selbst oder aber alternativ auch unter Verwendung einer Kopie des paketorientierten Datenflusses, d.h. der betreffenden Datenpakete, erfolgen kann. Die jeweilige konkrete Ausgestaltung ist hierbei abhängig davon, ob die Bestimmung der mindestens einen Kenngröße ohne signifikanten zeitlichen Verzug gleichzeitig mit der Übertragung des jeweiligen paketorientierten Datenflusses erfolgen kann, und ob als Vergebührungseinrichtung ein Online- oder Offline-Charging-System verwendet wird.

Weiterhin sei angemerkt, dass die Steuereinrichtung beziehungsweise die Paket-Inspektoren 4 und 5 zur Übertragung der für den jeweiligen Datenfluss 1 beziehungsweise 2 bestimmten mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte sowohl an dieselbe Vergebührungseinrichtung als auch, in Abhängigkeit von dem jeweils vorliegenden Anwendungsfall, an unterschiedliche Vergebührungseinrichtungen angebunden sein können. Der erste Fall ist in 1 im Zusammenhang mit dem Online-Charging-System 8 dargestellt, während bezüglich der zeitlich nachgeordneten Vergebührung exemplarisch der Fall gezeigt ist, dass die Übertragung der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte hinsichtlich des Datenflusses 1 an das Offline-Charging-System 9 und hinsichtlich des Datenflusses 2 an das Offline-Charging-System 10 erfolgt.

2 zeigt eine schematische Skizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Dargestellt ist eine Steuereinrichtung 27, die wiederum auf einem Netzknoten eines Kommunikationsnetzes angeordnet sei. Die Steuereinrichtung 27 umfasst vorzugsweise insbesondere eine Steuerlogik und Konfigurationsdaten, die gemeinsam den Ablauf des Verfahrens steuern. Im Falle eines Kommunikationsnetzes in Form eines Mobilfunknetzes nach dem GPRS-Standard kann es sich bei dem Netzknoten beispielsweise um einen GGSN handeln. Alternativ hierzu könnte die Steuereinrichtung auch in dem jeweiligen Kommunikationsendgerät angeordnet sein.

Es sei angenommen, dass der Betreiber des für die Übertragung eines paketorientierten Datenflusses von oder zu einem Kommunikationsendgerät verwendeten Kommunikationsnetzes bereits ein Vergebührungsmodell festlegt und Paket-Inspektoren in Form von Algorithmen zur Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf die Seiten des jeweiligen Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete in einer Speichereinrichtung 26 bereitgestellt hat.

In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel läuft das erfindungsgemäße Verfahren nun so ab, dass in einem Verfahrensschritt A von einem Kommunikationsendgerät ein Dienst angefordert wird. Bei diesem Dienst kann es sich beispielsweise um ein Voice-over-IP-Telefonat handeln. Dabei soll der Dienst entsprechend dem festgelegten Vergebührungsmodell anhand mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte vergebührt werde. Dies hat zur Folge, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel netzseitig eine entsprechende Konfiguration erforderlich ist. So kann beispielsweise aus dem während des Dienstaufbaus verwendeten Signalisierungsprotokoll ermittelt werden, welcher Codec für den Dienst verwendet wird. Basierend auf dieser Information, d.h. in Abhängigkeit von der jeweiligen Art der Datenpakete, wird in Verfahrenschritt B aus der Speichereinrichtung 26 ein Paket-Inspektor 24 aus der Menge der dort abgelegten Paket-Inspektoren 24 und 25 ausgewählt und zur nachfolgenden Anwendung von der Steuereinrichtung geladen.

Im Folgenden sei angenommen, dass dem angeforderten Dienst in 2 der Datenfluss 21 zugeordnet ist.

In Verfahrensschritt C wird nun der in Schritt B geladene Paket-Inspektor 24 an einen Paket-Filter 23 gekoppelt. Dieser Paket-Filter 23 wird im nächsten Verfahrensschritt D von der Steuereinrichtung derart konfiguriert, dass alle Datenpakete des zu analysierenden Datenflusses 21 in einem Verfahrensschritt E von dem Paket-Filter 23 abgegriffen und vorzugsweise in Echtzeit an den für die Analyse des Datenflusses 21 ausgewählten Paket-Inspektor 24 weitergeleitet werden. Wie zuvor bereits erläutert, können hierfür auch Kopien der Datenpakete verwendet werden, um größere Verzögerungen zu vermeiden. Der Paket-Inspektor 24 analysiert die Datenpakete und bestimmt mindestens eine Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte.

Der weitere Ablauf des Verfahrens hängt davon ab, welche Art von Charging-System in dem betreffenden Fall für die Vergebührung des Kommunikationsendgerätes beziehungsweise seiner Nutzers zum Einsatz kommt. Im Falle der Verwendung eines Online-Charging-Systems wird der von dem Paket-Inspektor 24 aktuell bestimmte Wert der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte in Verfahrensschritt F an das Online-Charging-System übertragen und dort die aktuell anfallenden Gebühren unter Berücksichtigung des Wertes der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte bestimmt

Alternativ hierzu erfolgt im Falle der Verwendung eines Offline-Charging-Systems vorzugsweise nach Beendigung des jeweiligen Dienstes, d.h. nach Beendigung der Übertragung des jeweiligen Datenflusses, die Erzeugung so genannter Tickets, welche den Wert der mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte beinhalten. Bei diesen Werten kann es sich sowohl um exakte Werte als auch um eine Angabe einer Qualitätsklasse handeln. Die erzeugten Tickets werden anschließend in Verfahrensschritt G an das Offline-Charging-System übertragen und von diesem bei der Berechnung der Gebühren berücksichtigt.


Anspruch[de]
Anordnung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses (1, 2) mit

– einem Kommunikationsendgerät zum Senden und/oder Empfangen von dem Datenfluss (1, 2) zugeordneten Datenpaketen über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten und

– einer Steuereinrichtung mit

– Mitteln zum Auswählen eines für die Art des Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors (4, 5) aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren,

– Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors (4, 5) auf die Datenpakete des Datenflusses (1, 2) zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie

– Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung (8, 9. 10).
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung Mittel zum Konfigurieren eines Paket-Filters (3) zum Herausfiltern der dem Paket-Inspektor (4, 5) zuzuführenden Datenpakete des Datenflusses (1, 2) aufweist. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung in dem mindestens einen Netzknoten angeordnet ist. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung in dem Kommunikationsendgerät angeordnet ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergebührungseinrichtung ein Online-Charging-System (8) zur Echtzeitvergebührung ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergebührungseinrichtung ein Offline-Charging-System (9, 10) zur zeitlich nachgeordneten Vergebührung ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsnetz ein Mobilfunknetz nach dem 3GPP-Standard ist. Verfahren zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses (21, 22) mit den folgenden Schritten:

– Auswählen eines für die Art der Datenpakete des von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendeten und/oder empfangenen Datenflusses (21, 22) spezifischen Paket-Inspektors (24) aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung (26) abgelegten Paket-Inspektoren (24, 25) durch eine Steuereinrichtung (27),

– Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors (24, 25) auf die Datenpakete des Datenflusses (21, 22) zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete durch die Steuereinrichtung (27) und

– Übertragen der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte von der Steuereinrichtung (27) an eine Vergebührungseinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paket-Filter (23) zum Herausfiltern der dem Paket-Inspektor (24) zuzuführenden Pakete des Datenflusses (21, 22) durch die Steuereinrichtung (27) konfiguriert wird. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuereinrichtung (27) eine in dem mindestens einen Netzknoten angeordnete Steuereinrichtung verwendet wird. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuereinrichtung (27) eine in dem Kommunikationsendgerät angeordnete Steuereinrichtung verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergebührungseinrichtung ein Online-Charging-System zur Echtzeitvergebührung verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergebührungseinrichtung ein Offline-Charging-System zur zeitlich nachgeordneten Vergebührung verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Kommunikationsnetz ein Mobilfunknetz nach dem 3GPP-Standard verwendet wird. Steuereinrichtung zur Vergebührung eines paketorientierten Datenflusses (1, 2), der von einem Kommunikationsendgerät über ein Kommunikationsnetz mit mindestens einem Netzknoten gesendet und/oder empfangen wird,

mit

– Mitteln zum Auswählen eines für die Art des betreffenden Datenflusses spezifischen Paket-Inspektors (4, 5) aus einer Menge von in einer Speichereinrichtung abgelegten Paket-Inspektoren,

– Mitteln zum Anwenden des ausgewählten Paket-Inspektors (4, 5) auf die Datenpakete des Datenflusses (1, 2) zwecks Bestimmung mindestens einer Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte basierend auf einer Untersuchung des Inhalts der Datenpakete sowie

– Mitteln zur Übertragung der derart bestimmten mindestens einen Kenngröße für die auf Seiten des Kommunikationsendgerätes wahrgenommene Dienstgüte an eine Vergebührungseinrichtung (8, 9, 10).
Netzknoten eines Kommunikationsnetzes, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 15 aufweist. Kommunikationsendgerät, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Steuereinrichtung gemäß Patentanspruch 15 aufweist.






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