DE60129328T2 - Verfahren und Vorrichtung zur IP-Mehrfachsendung über einen Rundfunkkanal - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur IP-Mehrfachsendung über einen Rundfunkkanal Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft die Übertragung eines Internetprotokoll(IP)-Multicast-Dienstes über einen Broadcast- bzw. Übertragungskanal.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die herkömmlichste Art der IP-Kommunikation ist eine Unicast-Kommunikation, d.h. genauer gesagt eine Kommunikation, welche zwischen Knoten hergestellt wird, deren individuelle Adressen in den übertragenen Datagrammen identifiziert sind. Wenn ein Server dieselben Datagramme an mehr als eine Adresse senden soll, muss dieser die Datagramme bei jeder individuellen Adresse wiederholen. Das Unicast-Übertragungsverfahren ist dementsprechend nicht für die Massendistribution von Nachrichten oder anderen Kommunikationen an viele Bestimmunsorte oder Ziele geeignet.
  • Um die Erfordernis der Übertragung von Internet-Nachrichten an viele Bestimmungsorte zu erfüllen, steht ein modifiziertes Protokoll für Multicast-Dienste zur Verfügung. IP-Multicasting bezeichnet die Übertragung eines IP-Datagramms an eine "Host Group" oder Datenanbietergruppe, bei welcher es sich um eine Gruppe bestehend aus einem oder mehreren Datenanbietern handelt, welche durch eine einzelne IP-Zieladresse gekennzeichnet sind. Ein Multicast-Datagramm wird an alle Mitglieder seiner Ziel-Datenanbietergruppe mit derselben "bestmöglichen oder bestefforts" Zuverlässigkeit als reguläre Unicast-IP-Datagramme geliefert, d.h. es ist nicht sichergestellt, dass das Datagramm bei allen Mitgliedern der Zielgruppe intakt bzw. unversehrt oder in derselben Reihenfolge relativ zu anderen Datagrammen ankommt. Die Mitgliedschaft einer Datenanbietergruppe oder Host Group ist dynamisch; dies bedeutet, dass Datenanbieter sich jederzeit Gruppen anschließen oder diese verlassen können. Ein IP-Modul kann nur dann Datagramme empfangen, wenn es zuvor eine Anforderung an den Host oder Datenanbieter gesendet hat, sich der Gruppe anzuschließen. Es besteht keine Einschränkung hinsichtlich des Standortes oder der Anzahl von Mitgliedern in einer Datenanbietergruppe bzw. Host Group. Ein eingehendes Datagramm, welches für eine dieser Gruppen bestimmt ist, wird auf exakt dieselbe Art und Weise wie Datagramme bearbeitet, welche für eine der individuellen Adressen des Datenanbieters bestimmt sind. Eingehende Datagramme, welche für Gruppen bestimmt sind, zu welchen der Datenanbieter nicht gehört, werden durch die Gruppenadresse identifiziert und ausrangiert bzw. vernichtet, ohne dass ein Fehlerbericht oder Protokolleintrag erzeugt wird.
  • Digitaler Rundfunk, und insbesondere digitales Fernsehen ist ein weiterer Dienst, welcher die übertragung von Programmen oder anderen Nachrichten an viele Bestimmungsorte über Kabelverbindungen oder Satelliten- oder terrestrischen drahtlosen elektromagnetischen übertragungen ermöglicht. Rundfunk unterscheidet sich von der IP-übertragung insofern, dass die Kommunikation im Wesentlichen unidirektional oder in eine Richtung wirkend ist; falls eine Zusammenarbeit oder ein Zusammenwirken mit dem Bestimmungsort gewünscht wird, muss die Antwort des Bestimmungsortes durch eine unterschiedliche Verbindung wie beispielsweise das Internet oder Fernsprechkommunikationen erfolgen. Jede Übertragung auf einem vorgegebenen Kanal erreicht alle mit diesem Kanal verbundenen Empfänger.
  • Datenströme zusätzlich zu den Broadcast- bzw. Übertragungsdiensten können über dieselben Broadcast- bzw. Übertragungskanäle übertragen ("eingekapselt") werden. Multicast-Dienste können daher in eine Richtung mit dem Broadcast- bzw. Übertragungsdienst übertragen werden und es handelt sich hierbei um ein praktisches Verfahren zur Bereitstellung von IP-Multicast-Diensten. Ein derartiges Verfahren ist in dem Multimedia Car Platform (MCP) Projekt auf der Internet-Website http://mcp.fantastic.ch/beschrieben. Ein weiteres Verfahren ist in der Beschreibung der Veröffentlichung der internationalen Patentanmeldung WO 00/48361 beschrieben.
  • Darüber hinaus offenbart das Patentdokument WO 00/48361 ein Verfahren zur Verteilung von IP-Multicast-Daten in einem digitalen Broadcast- bzw. Übertragungsnetz. In diesem Dokument schließen sich die Benutzerendgeräte oder Teilnehmeranschlüsse des digitalen Broadcast- bzw. Übertragungsnetzes Multicast-Gruppen an, indem sie auf eine Multicast-Mitgliedschafts-Stationsanforderung entsprechend dem IGMP-Protokoll antworten. Sobald eine einzelne Benutzerendstation auf eine Einladung antwortet, sich einer Multicast-Gruppe anzuschließen, wird der entsprechende Multicast-Dienst auf einem digitalen Broadcast- oder Übertragungsnetz bereitgestellt.
  • Es ist wünschenswert, die Benutzung der Übertragungs-Bandbreite ("Spektrum") für Multicast-Dienste, welche zusammen mit digitalen Übertragungen übertragen werden, einzusparen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren sowie eine Übertragungsvorrichtung zur Bereitstellung eines Internetprotokoll-Multicast-Dienstes über einen digitalen Broadcast- bzw. Übertragungskanal gemäß Beanspruchung in den anliegenden Ansprüchen bereit.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Kurzbeschreibung der Erfindung anhand der Zeichnungen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Es zeigen:
  • 1 ein Schemadiagramm eines Systems zur Bereitstellung von Internet-Protokolldiensten über einen Broadcast- bzw. Übertragungskanal;
  • 2 ein Schemadiagramm eines Systems zur Bereitstellung von Multicast-Diensten über eine Internet-Infrastruktur;
  • 3 ein Schemadiagramm eines Systems zur Bereitstellung von Internetprotokoll-Multicast-Diensten über einen Broadcast- bzw. Übertragungskanal gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ein Schemadiagramm eines Systems zur Bereitstellung von Internetprotokoll-Multicast-Diensten über einen Broadcast- bzw. Übertragungskanal gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Nachrichtenaustausches während des Betriebs des Systems von 4.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zur Übertragung von Internetprotokoll-Datagrammen über ein digitales Video-Broadcast- bzw. Übertragungsnetz. Das Broadcast- bzw. Übertragungsnetz weist eine Sendervorrichtung einschließlich Antennen 1 auf, welche jeweils eine jeweilige Broadcast- bzw. Übertragungszelle 2, welche durch ihre Betriebsreichweite definiert ist, versorgen oder abdecken.
  • In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich bei dem Broadcast- bzw. Übertragungssystem um ein digitales Fernseh-Übertragungssystem gemäß dem European Telecommunications Standard Institute ("ETSI"), obgleich auch andere Übertragungsnormen in anderen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können. Bei dem veranschaulichten spezifischen System handelt es sich um ein terrestrisches Broadcast- bzw. Übertragungssystem gemäß dem Standard DVB-T, wobei es sich jedoch versteht, dass die Erfindung beispielsweise auch auf eine Übertragung über Satelliten oder über Kabelsysteme anwendbar ist. Das System weist eine Quelle von Fernsehsignalen, welche Bild- und Toninhalt sowie damit verbundene Signalinformationen einschließt, auf, und die Übertragung von einer Antenne 1 an Empfänger oder Benutzerstationen 3 ist unidirektional bzw. erfolgt in eine Richtung.
  • Das System ist darüber hinaus mit einer Internet-Infrastruktur 4 verbunden, welche "private Daten" in Form von Daten-Karussellen oder IP-Datagrammen zur Übertragung über das Broadcast- oder Übertragungsnetz erzeugen kann. Die Ausrüstung der Sendungen schließt ein Netz 5 von Internet-Terminals ein, welche mit der Internet-Infrastruktur 4 verbunden sind. Das Terminalnetz 5 der Übertragungsvorrichtung sowie das Netz der Broadcast- bzw. Übertragungs-Sendereinrichtung einschließlich der Antennen 1 sind durch Gateways 6 miteinander verbunden bzw. zusammengeschaltet, welche den IP-Verkehr in den Strom von MPEG2-Signalen für das Fernsehen entsprechend der DVB-Spezifikation für Datenübertragung ETSI EN 301 192v1.2.1 und den Implementierungsrichtlinien ETSI TR 101 202 192 V1.1.1 einkapseln.
  • Abhängig von der Wahl der Sendung können die IP/DVB Gateways 6 das Internetprotokoll IP in die Übertragungen für unterschiedliche Gebietsgrößen, welche eine oder mehrere Broadcast- bzw. Übertragungszellen einschließen, einkapseln. Alle Benutzerendgeräte 3 innerhalb eines bedienten Bereichs sind in der Lage, dieselben von derselben IP/DVB Gateway 6 kommenden IP-Pakete zu empfangen. Um einen Benutzer über die Broadcast- bzw. Übertra gungsverbindung zu erreichen, muss ein IP-Paket zur IP/DVB Gateway 6 geroutet oder geleitet werden, welche den Bereich bedient oder versorgt, in welchem der Benutzer angeordnet ist.
  • Mit Bezug auf 2 jetzt weist die Internet-Infrastruktur 4 eine Vorrichtung für die Bereitstellung von IP-Multicast-Diensten unter Verwendung von IP-Multicast-Protokollen entsprechend der Internetprotokollversion 4 auf, obgleich es sich versteht, dass auch andere Internetprotokollversionen erfindungsgemäß verwendet werden können. Das IP-Multicast-Protokoll ermöglicht die Übertragung von IP-Datagrammen von einer Quelle an viele Bestimmungsorte, indem es eine einzige Multicast-Adresse verwendet. Zur Unterstützung von Multicast bedarf es bei der Dateneinheit des Netzes einiger geringfügiger Anpassungen.
  • Die Infrastruktur zur Ausführung von Multicast-Übertragungen über das normale Internet weist für gewöhnlich einen Multicast-Server 7 sowie Multicast-Router 8 auf, welche Multicast-Kommunikationen oder Nachrichten für Kunden 9 bereitstellen. Während des Betriebs beginnt der Multicast-Server 7 mit der Ankündigung der Multicast-Sitzung, wobei die Ankündigungen durch Verwendung von Multicast-Protokollen wie beispielsweise dem Sitzungs-Ankündigungsprotokoll ("SAP") entsprechend dem derzeit gültigen Text der Normen der Internet Engineering Taskforce ("IETF") beispielsweise durch Email, Nachrichtengruppen, Webseiten oder Inhaltsverzeichnissen erfolgen. Ein Datenanbieter, welcher ein Kunde einer derartigen Sitzung sein möchte, muss sich einem lokalen Multicast-Router 8 anschließen, indem er das Internetgruppen-Verwaltungs- bzw. Managementprotokoll ("IGMP") verwendet, dessen Version 3 die IETF-Version 6 ist, wobei das Internetgruppen-Verwaltungs- bzw. Managementprotokoll ein Gegensprechen bzw. eine dialogfähige Kommunikation gemäß Darstellung in 2 einschließt. Jeder Multicast-Router überträgt die Multicast-Sitzung in das gesamte Sub-Netzwerk, welches er bedient bzw. versorgt, falls mindestens ein Benutzer teilnimmt.
  • Bei der Multicast-Kommunikation über das normale Internet-Gefüge gemäß dem derzeit gültigen Text der IETF-Standards wird, um einen unnötigen Austausch von Nachrichten zu vermeiden, wenn Benutzer an einer vorgegebenen Multicast-Sitzung teilnehmen, die Nachricht von einem an einer Sitzung teilnehmenden Multicast-Kunden 9 an seinen Multicast-Router 8 mit Hilfe des IGMP-Protokolls während einer Teilnahmedauer gesendet und wird darüber hinaus an andere Benutzer in dem Sub-Netzwerk übertragen, welches von diesem Multicast-Router 8 bedient bzw. versorgt wird; die anderen Benutzer, welche von demselben Sub-Netzwerk bedient bzw. versorgt werden, empfangen die Teilnahmenachricht des ersten Teilnehmers und werden dann an der Sendung ihrer eigenen Registrierungsnachrichten gehindert.
  • Die Multicast-Router 8 akzeptieren alle Multicast-Nachrichten an spezifische Adressen (222.0.0.1 und 222.0.0.2), welche für eine Multicast-Kommunikation reserviert sind. Nachdem eine Nachricht zur Registrierung eines Multicast-Kunden 9 empfangen worden ist und der Zeitpunkt der Multicast-Sitzung eintrifft, wählen Routing-Protokolle und -Algorithmen alle Sub-Netzwerke aus, in denen die Multicast-Datagramme verbreitet werden sollen und wo bekannt ist, dass zumindest ein Multicast-Kunde 9 registriert ist, um die Multicast-Pakete zu empfangen.
  • Es versteht sich, dass die Verbindungen zwischen den Multicast-Routern 8 und den Multicast-Kunden 9 über die normale Internet-Infrastruktur eine Point-to-Point- oder Standverbindung aufweisen können, oder eine Verbindung, welche nur Unicast-Dienste unterstützt. Dementsprechend ist es immer noch erforderlich, den Multicast-Routern 8 nachgeschaltete Datenpakete zu kopieren. Eine Kommunikation der Multicast-Daten über eine Broadcast- bzw. Übertragungsverbindung würde andererseits die Erfordernis einer jeglichen Kopie von Datenpaketen vermeiden. Eine Broadcast- bzw. Übertragungsverbindung kann darüber hinaus eine große und sichergestellte Bandbreite für die Übertragung von Multicasat-Diensten bieten. Zusätzlich wird die durch eine DVB-Übertragung gebotene Dienstgüte sichergestellt, wenn der Dienst über das Broadcast-Übertragungssystem erst einmal begonnen hat. Dementsprechend ist es erwünscht, Multicast-Dienste über Broadcastbzw. Übertragungsnetze wie beispielsweise das in 1 veranschaulichte DVB Broadcast-Netz anbieten zu können.
  • In der normalen Internet-Infrastruktur wird, falls sogar nur ein einziger Benutzer teilnimmt, ein Multicast-Dienst immer gewährleistet, nachdem der Dienst gemäß der "Best Effort"-Philosophie angekündigt worden ist: d.h. dass Pakete an den Benutzer wenn und wann möglich gesendet werden und die Verfügbarkeit einer ausreichenden Bandbreite nicht überprüft wird, so dass der vom Benutzer empfangene Dienst tatsächlich unzureichend sein kann.
  • In den vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung ermöglicht oder aktiviert die verfügbare Bandbreite des DVB Broadcast- bzw. Übertragungsnetzes für Multicast-Dienste jedoch nicht alle möglichen zu übertragenden Sitzungen und es ist erforderlich, selektiv zu sein. Insbesondere ist das Angebot von Multicast-Diensten über das Broadcast-Sendernetz abhängig von der Verfügbarkeit ausreichender Übertragungsressourcen für jede Multicast-Sitzung und abhängig von der Anzahl von Benutzern, welche sich erfolgreich für eine Multicast-Sitzung registriert haben, wobei eine Rückleitung für eine Registrierung von Multicast-Kunden 9 bereitgestellt wird, welche unbedingt über eine unterschiedliche Verbindung als die Broadcast-Übertragungen erfolgt, wenn man von der unidirektionalen Beschaffenheit der letzteren ausgeht. Es können mehr Multicast-Sitzungen angekündigt sein, als letztendlich erwartet wird, dass sie zu den vorgeschlagenen Zeiten tatsächlich übertragen werden, wobei die Auswahl derjenigen Sitzungen, welche übertragen werden sollen, als Funktion der in einem DVB Bereich verfügbaren Ressourcen und der Anzahl von Multicast-Kunden 9, welche an der Sitzung in diesem Bereich teilnehmen, getroffen wird. Die Rundfunksprecher können auswählen, ob Sitzungen, bei denen sie entscheiden, dass sie nicht wie angekündigt übertragen werden sollen, gestrichen oder zeitlich verschoben werden.
  • Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung liegt darin, dass das Protokoll ermöglicht, dass sich mehr als ein Multicast-Kunde, welcher von einem gegebenen Multicast-Router 8 bedient wird, für eine vorgegebene Multicast-Sitzung registriert, und tatsächlich ein Anreiz für alle Benutzer, welche an einer Registrierung interessiert sind, bereitgestellt wird, um ein möglichst genaues Maß der Nachfrage an jeder bestimmten vorgeschlagenen Multicast-Sitzung zu erhalten.
  • In der in 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird das Netzwerk 10 aus DVB-T Sendern mit IP- und DVB-Daten über die Gateways 6, welche zudem als Multicast-Router 8 dienen, versorgt. Jeder der Multicast-Kunden 9 weist eine interaktive Verbindung 11 auf, welche durch eine Telekommunikationsverbindung gemäß dem UMTS-Standard in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sichergestellt wird, obwohl Rückverbindungen oder-leitungen zu anderen drahtlosen Kommunikationsstandards oder über Standleitungsnachrichten ebenfalls möglich sind. Die Multicast-Dienste werden über das DVB-T Netz 10 ansprechend auf vom Multicast-Kunden 9 durchgeführte Registrierungen durch Verwendung des IGMP-Protokolls übertragen.
  • In dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Kommunikation des Multicast-Kunden 9 mit der Gateway und dem Multicast-Router 6, 8 über die Rückverbindung oder -leitung 11 als "Tunnel" 12 sichergestellt, indem das in der IETF RFC3077 beschriebene unidirektionale Verbindungs-Routingprotokoll ("UDLR") verwendet wird.
  • Dieser Standard soll die Verwendung von Standard-Internetprotokollen über unidirektionale Verbindungen wie beispielsweise DVB ermöglichen, so dass sich das unidirektionale Netz wie ein bidirektionales Standard-Internet-Netzwerk verhält. Multicast-Sitzungsankündigungen werden über die unidirektionale Broadcast- bzw. Übertragungsverbindung übertragen. Antworten von den Multicast-Kunden 9 werden dann an die IP/DVP Gateway und den Multicast-Router 6, 8 über die interaktive Leitung 11 zurückgesendet.
  • Zu diesem Zweck wird die IP-Adresse der Gateway an alle DVB-Empfänger übertragen, indem die unidirektionalen Sendungen mit dem im UDLR spezifizierten dynamischen Tunnelkonfigurationsprotokoll verwendet werden.
  • Entsprechend dem derzeit gültigen Text des UDLR-Standards würde die/der DVB Gateway und Multicast-Router 6, 8, da die DVB Empfänger nicht direkt mit anderen Knoten in demselben Sub-Netzwerk kommunizieren können, die Registrierungsnachrichten, welche über die DVB Sendung empfangen worden sind, übertragen. Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch blockiert die/der IP/DVB Gateway und Multicast-Router 6, 8 die empfangenen Registrierungsnachrichten und überträgt sie nicht über die DVB Sendungen. Jeder Multicast-Kunde 9 hat somit einen Anreiz, sich für eine beliebige Multicast-Sitzung, an welcher er Interesse hat, zu registrieren, um die Gelegenheiten, dass die Multicast-Sitzung tatsächlich wie angekündigt in dem Übertragungsbereich, welchen er empfangt, übertragen wird, zu erhöhen. Es ist daher möglich, die Anzahl der für jede/n IP/DVB Gateway und Multicast-Router 6, 8 empfangenen Antworten zu zählen und diese Zahl kann zur Beurteilung der Wichtigkeit und des Werts der Übertragung einer bestimmten Multicast-Sitzung in diesem Bereich und zur Entscheidung zwischen unterschiedlichen Sitzungen verwendet werden, wenn unzureichende Broadcast- bzw. Übertragungsressourcen zur Verfügung stehen, um sie alle zu übertragen.
  • Zusätzlich zu den Antworten der Multicast-Kunden 9 vor der Übertragung einer gegebenen Multicast-Sitzung implementiert das IGMP Protokoll zudem eine "Stationsanforderungs"-Nachricht, wobei die Benutzerendgeräte wiederholt während des Ablaufs der Sitzung abgefragt werden und automatisch antworten, wenn die Sitzung immer noch empfangen wird. Diese Stationsanforderung oder Abfrage ist zudem in der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Antworten über die interaktive Verbindung 11 implementiert.
  • In beiden Fällen ist es erforderlich, dass Anforderungen nach den Multicast-Sitzungen oder Antworten, welche eine fortlaufende Verbindung mit der Multicast-Sitzung bestätigen, von einer ausreichenden Anzahl von Benutzerendgeräten, den Multicast-Kunden 9, an einer/einem vorgegebenen IP/DVB Gateway und Multicast-Router 6, 8 empfangen werden, damit diese/r Gateway und Multicast-Router eine Multicast-Sitzung überträgt oder eine Übertragung dieser fortsetzt.
  • Falls die Multicast-Sitzungsübertragung aufgehoben oder zeitlich verschoben wird, werden die Benutzer gewarnt, indem die Sitzungsankündigungsprotokoll-Aufhebungsnachrichten gesendet werden, welche in der IETF RFC2974 spezifiziert sind. Falls der Benutzer immer noch den Empfang des Multicast-Dienstes wünscht, kann er dann versuchen, über einen unterschiedlichen Multicast-Server auf den Dienst Zugriff zu finden.
  • Die in 4 gezeigte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist ein DVB-T Netz 10 einschließlich Sendern 1 auf, welche mit der Internet-Infrastruktur 4 über ein Rundfunk-IP-Netz 5 verbunden sind, wobei ein IP/DVB Gateway 6 die Schnittstelle zwischen dem Rundfunk-IP-Netz 5 und dem DVB-T Netz 10 bereitstellt. Die Internet-Infrastruktur 4 schließt den Multicast-Server 7 sowie Multicast-Router (in 4 nicht gezeigt) ein.
  • Das Rundfunk-IP-Netz 5 umfasst zudem Multicast-Verwaltereinheiten 14, welche mit dem Multicast-Server 7 und den Multicast-Routern sowie mit den IP/DVB Gateways 6 verbunden sind.
  • Von den mobilen Endgeräten 9 zu den Multicast-Verwaltern 14 ist eine interaktive Aufwärts- oder Uplinkverbindung 13 bereitgestellt, vorzugsweise über eine drahtlose Kommunikation oder Nachricht gemäß den GPRS-, WLAN- oder UMTS-Standards.
  • Antworten der Multicast-Kunden 9, welche sich für eine Multicast-Sitzung registrieren, werden an die spezifischen Multicast-Dienstadressen der Multicast-Verwalter 14 zusammen mit Informa tionen bezüglich der Gateway 6, von welcher sie Sitzungsankündigungen erhalten, unter Verwendung des Sitzungsankündigungsprotokolls gerichtet. Ein Multicast-Verwalter 14 steuert die Übertragung einer Multicast-Sitzung durch eine Vielzahl von IP/DVB Gateways als Funktion der Anzahl von Multicast-Kunden 9, welche sich für diese Sitzung zur Übertragung durch die jeweiligen Gateways registrieren, und die Übertragung der Multicast-Sitzung an jeder Gateway 6 ist abhängig vom Empfang von Anforderungen nach der Sitzung an dieser Gateway durch eine ausreichende Anzahl von Benutzerendgeräten, welche von dieser Gateway bedient werden.
  • Ausführlicher beschrieben empfängt jeder Multicast-Verwalter 14 vom Multicast-Server 7, ebenso wie jeder andere Benutzer im Internet, Ankündigungen für bevorstehende Multicast-Sitzungen durch Verwendung des Sitzungsankündigungsprotokolls, welches er in einem Cachespeicher in Form eines Multicast-Sitzungsinhaltsverzeichnis-Dienstes speichert. Der Multicast-Verwalter 14 fügt die Sitzungsbeschreibung als Sitzungsbeschreibungsprotokoll gemäß dem derzeit gültigen Text des IETF-Standards RFC2327 in den Strom von Daten ein, die von jeder der IP/DVB Gateways 6, welche er steuert, übertragen werden, wobei dder Strom von den von diesem Multicast-Verwalter bedienten mobilen Endgeräten 9 empfangen wird. Abhängig vom Empfang einer Anzahl von Anforderungen von Multicast-Kunden 9, welche von den unterschiedlichen IP/DVB Gateways 6 bedient werden, wobei die Anzahl eine Schwellenanzahl übersteigt, bewirkt der Multicast-Verwalter, dass die entsprechende Gateway an der entsprechenden Multicast-Sitzung teilnimmt. Die Schwellenanzahl ist eine Funktion der für die Übertragung dieser Sitzung von der betreffenden Gateway 6 verfügbaren Ressourcen und ist so eingestellt, dass sie jede andere Multicast-Sitzung, welche weniger Teilnehmer aufweist und welche bewirken würde, dass die Bandbreitenbenutzung die für Multicast-Sitzungen verfügbaren Ressourcen übersteigt, ausschließt.
  • Erneut werden die Benutzerendgeräte vorzugsweise wiederholt während des Verlaufs von Multicast-Sitzungen abgefragt, um zu überprüfen, dass immer noch ausreichend viele Multicast-Kunden teilnehmen, und die fortlaufende übertragung der Multicast-Daten hängt vom Empfang von Antworten von einer ausreichenden Anzahl von Multicast-Kundenendgeräten ab.
  • Die Antworten von den Multicast-Kunden 9 werden über die interaktive Verbindung 13 übertragen, welche mit der Internet-Infrastruktur 4 zur Weiterübertragung der Antworten an die Multicast-Verwalter 14 verbunden ist. Diese Antworten werden nicht erneut an die anderen Multicast-Kunden 9 übertragen. Dementsprechend haben die Multicast-Kunden 9 einen Anreiz, sich für eine vorgegebene Multicast-Sitzung zu registrieren und die Anzahl der erhaltenen Registrierungen ist ein zuverlässiges Maß für die mögliche Nachfrage nach einer gegebenen Sitzung.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Nachrichtenaustauschs zwischen dem Multicast-Server 7, den Multicast-Verwaltern 14, den Gateways 6 und den mobilen Knoten, oder Multicast-Kunden 9. In diesem Beispiel startet die Vorbereitung für eine Übertragung einer Multicast-Sitzung mit der Sitzungsankündigung unter Verwendung des Sitzungsankündigungsprotokolls und unter Einschluss einer Beschreibung gemäß dem bei 15 gezeigten Sitzungsbeschreibungsprotokoll. Die Sitzungsankündigungen 15 erfolgen an einer Multicast-Adresse, welche im Allgemeinen bekannt ist, und mit einer Portnummer, welche das verwendete Ankündigungsprotokoll (in diesem Beispiel SAP) identifiziert. Die Ankündigung 15 wird während der Zeitdauer ("Lebenszeit") übertragen, welche der Sitzung, auf welche sie sich bezieht, vorangeht und wird an die IP/DVB Gateways 6 kommuniziert, welche die Ankündigungen übertragen, ohne sie zu interpretieren.
  • Das Multicast-Sitzungsinhaltsverzeichnis-Diensttool der Multicast-Verwalter 14 ermöglicht den Multicast-Verwaltern die Beibehaltung einer Liste aller Sitzungsbeschreibungen, welche kürzlich angekündigt worden sind, sowie die Sendung einer Liste ver fügbarer Sitzungen für jede Gateway 6. Informationen bezüglich der Identität einer jeden Gateway 6 sowie deren zugehörigen Multicast-Verwalteradresse ist in der Broadcast- bzw. Übertragungsankündigung enthalten, so dass es dem Benutzer ermöglicht wird, auf den Multicast-Verwalter 14 entsprechend der Gateway 6, welche diesen Multicast-Kunden 9 bedient, anzusprechen, und diese Informationen werden vom Multicast-Verwalter 14 an die relevante Gateway 6 übertragen, wie es bei 16 dargestellt ist. Der Multicast-Verwalter 14 überprüft, ob die vom Multicast-Server angekündigten Multicast-Sitzungen für den durch die bestimmte Gateway 6 abgedeckten oder versorgten Bereich gedacht sind, und leitet nur diejenigen Sitzungen weiter, bei denen dies der Fall ist. Die ausgewählten Sitzungsankündigungen 17 werden dann zusammen mit den Multicast-Verwalterinformationen über das DVB Sendernetz 10 an diejenigen Multicast-Kunden 9 innerhalb des Bereichs des Netzes 10 übertragen, welcher durch die relevante Gateway 6 in der Art und Weise eines Datenkarussells abgedeckt ist. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ankündigung 17 unter Verwendung des Ankündigungs-Supportdiskriptors, welcher in der DVB Dienstinformation der ETFI EN300 468 V1.4.1 beschrieben ist, obwohl es auch möglich wäre, die Informationen in dem DVB-Strom unter Verwendung anderer IP-Einkapselungsverfahren neben DVB-Verkapselungsverfahren zu übertragen.
  • Jeder Multicast-Verwalter 14 empfängt Informationen bezüglich der für private Daten in dem Übertragungsbereich, welcher durch jede seiner DVB/IP Gateways 6, welche er steuert, versorgt wird, verfügbaren Bandbreite. Er steuert die Übertragung einer vorgegebenen Multicast-Sitzung an einer vorgegebenen IP/DVB Gateway 6 als Funktion der Anzahl von Antworten, welche er von Multicast-Kunden 9 empfängt, die von dieser speziellen Gateway gemäß Identifizierung in den Antworten bedient werden.
  • Der Benutzer an jeder mobilen Endstation 9 kann empfangene Informationen, welche die unterschiedlichen verfügbaren Multicast-Sitzungen betreffen, schnell überprüfen und an diesen teilnehmen, indem er die Identifikation der Sitzung zusammen mit der Identifikation des Benutzerstandorts, d.h. der Identität der Gateway 6, welche ihm die Ankündigung übertragen hatte, sendet; die Antwort wird an die Adresse des Multicast-Verwalters, welche in der Ankündigung angezeigt ist, kommuniziert, wie bei 18 dargestellt ist. In einer alternativen Ausführungsform werden die Ortsinformationen des mobilen Endgeräts durch die Identifikation der DVB Broadcast- bzw. Übertragungszelle gegeben, welche es dem Multicast-Verwalter 14 ermöglicht, die den Benutzer bedienende Gateway zu identifizieren.
  • Falls die Anzahl der Benutzerteilnahmen größer als ein Schwellenwert ist, welcher die überflüssigen Multicast-Sitzungen für diesen speziellen Bereich des DVB Übertragungsnetzes 10 ausschließt, informiert der Multicast-Verwalter die entsprechende DVB/IP Gateway 6, an der Multicast-Sitzung wie bei 19 teilzunehmen. Die IP/DVB Gateway 6 nimmt dann an der Multicast-Sitzung teil, indem sie das IGMP Protokoll gemäß Darstellung bei 20 verwendet. Sobald die Multicast-Sitzung beginnt, werden Multicast-Daten dann vom Multicast-Server 7 an die IP/DVB-Gateway 6 gemäß Darstellung bei 21 kommuniziert, und an das Sendernetz 10 weitergeleitet, wo sie als private Daten eingekapselt und über die Sender 1 an die Multicast-Kunden 9 gemäß Darstellung bei 22 übertragen werden. Die Multicast-Kunden 9 im Bereich des Sendernetzes 10, welcher von dieser Gateway 6 bedient wird, kann die Multicast-Sitzung dann an der entsprechenden Multicast-Adresse empfangen.
  • Während eine Multicast-Sitzung übertragen wird, fährt die DVB/IP Gateway 6 fort, weitere vom Multicast-Verwalter 14 in regelmäßigen Abständen erzeugte Sitzungsankündigungen über den DVB Transportstrom zu senden und hört lediglich auf, wenn die Sitzung beendet ist oder vom Rundfunksprecher eingestellt wird. Falls der Rundfunksprecher die Multicast-Sitzung einstellt, blockiert der Multicast-Verwalter 14 die entsprechende Ankündigung und erzeugt eine Sitzungs-Einstellungsankündigung unter Verwendung des Sitzungsankündigungsprotokolls.
  • In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung implementieren die Multicast-Kunden 9 eine implizite Auszeit für die Sitzung: falls eine Sitzungsankündigungsnachricht nicht während einer vorher festgelegten Zeitdauer seit der vorhergegangenen Sitzungsankündigung empfangen wird, zieht das Endgerät in Betracht, dass die Multicast-Sitzung eingestellt worden ist, ohne dass es auf einen Empfang der Sitzungseinstellungsankündigung wartet und kann sofort versuchen, den Multicast-Dienst über eine alternative Multicast-Verbindung zu empfangen.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Bereitstellung eines Internetprotokoll-Multicast-Dienstes, wobei Multicast-Daten durch Multicast-Router (8) über einen digitalen Broadcast- bzw. Übertragungskanal zusammen mit digitalen Broadcast- bzw. Übertragungssignalen an Benutzerendgeräte (9) gesendet werden, wenn eine Anforderung (18) nach den Multicast-Daten von einem Benutzerendgerät (9) empfangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von von den Benutzerendgeräten empfangenen Anforderungen nach den Multicast-Daten überprüft wird, und dass die Übertragung der Multicast-Daten (22) durch den Multicast-Router von der Anzahl der Anforderungen (18) nach den Multicast-Daten abhängt, die von einer Vielzahl der Benutzerendgeräte durch den Multicast-Router empfangen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Multicast-Daten (22) durch den Multicast-Router abhängig davon ist, dass die empfangene Anzahl der Anforderungen (18) von den Benutzerendgeräten (9) größer als eine Schwellenwertanzahl ist, wobei die Schwellenwertanzahl abhängig von der verfügbaren Bandbreite für die Multicast-Übertragung über den Broadcast- bzw. Übertragungskanal ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerendgeräte (9) wiederholt abgefragt werden, und dass die fortgesetzte Übertragung der Multicast-Daten (22) durch den Multicast-Router vom Empfang von Antworten (18) von einer Vielzahl der Benutzerstationen (9) abhängt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen bezüglich der Anforderungen (18) nach den Multicast-Daten von den Benutzerendgeräten (9) für die andereren der Benutzerendgeräte (9) nicht verfügbar sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale und Daten an entsprechende Broadcast- bzw. Übertragungsbereiche durch zwischen Internet- und Broadcast- bzw. Übertragungsinfrastrukturen (4, 5 und 10) befindliche Gateways (6) übertragen werden, und dass die Übertragung der Multicast-Daten (22) innerhalb eines Broadcast- bzw. Übertragungsbereichs durch die entsprechende Gateway (6) vom Empfang, an der Gateway, einer Anforderung (18) nach den Multicast-Daten von einer Vielzahl der von dem Broadcast- bzw. Übertragungsbereich bedienten Benutzerendgeräte (9) abhängt.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ankündigungen (17) von zukünftigen Multicast-Datenübertragungssitzungen über den Broadcast- bzw. Übertragungskanal an die Benutzerendgeräte (9) übertragen werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anforderungen (18) nach den Multicast-Daten von den Benutzerendgeräten (9) von einem Multicast-Verwaltungsendgerät (14) über eine Verbindung empfangen werden, die sich von dem Broadcast- bzw. Übertragungskanal unterscheidet, und dass das Multicast-Verwaltungsendgerät (14) die Übertragung der Sitzungen in Abhängigkeit von der Anzahl der Anforderungen (18) von den Benutzerendgeräten steuert.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ankündigung eines Wegfalls einer zukünftigen Multicast-Datenübertragungssitzung oder des Abbruchs einer gegenwärtigen Multicast-Datenübertragungssitzung über den Broadcast- bzw. Übertragungskanal an die Benutzerendgeräte (9) übertragen werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzerendgeräte (9) auf die Ankündigungen von zukünftigen Multicast-Datenübertragungssitzungen über eine Kommunikationsverbindung, die sich von dem Broadcast- bzw. Übertragungskanal unterscheidet und ein "Unidirectional Link Routing"-Protokoll verwendet, reagieren, wobei die Anforderung (18) nach den Multicast-Daten von den Benutzerendgeräten (9) gefiltert wird, um ihre Übertragung an andere Benutzerendgeräte (9) zu verhindern.
  10. Vorrichtung zur Bereitstellung eines Internetprotokoll-Multicastdienstes durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche Übertragungsmittel (1, 10) zur Übertragung der Multicast-Daten (22) an die Benutzerendgeräte (9) über den digitalen Broadcast- bzw. Übertragungskanal zusammen mit den digitalen Broadcast- bzw. Übertragungssignalen, und Multicast-Daten bereitstellende Mittel aufweist, die selektiv ansprechend auf den Empfang der Anforderung (18) nach den Multicast-Daten von einer Vielzahl der Benutzerendgeräte (9) zur Bereitstellung der Multicast-Daten (22) an die Übertragungsmittel (1, 10) sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Multicast-Daten bereitstellenden Mittel einen Mulicast-Server (7), der über die Internetinfrastruktur (4, 5) mit den Übertragungsmitteln (1, 10) verbunden ist, wobei eine Gateway (6) zwischen den Internet- (4, 5) und Broadcast- bzw. Übertragungsinfrastrukturen sowie Mittel zur Freigabe von Übertragungen der Multicast-Daten (22) aufweisen, die selektiv ansprechend auf die Anzahl von Anforderungen (18) nach den Multicast-Daten (22) sind, die von den Benutzerendgeräten in dem durch die Gateway (6) bediente Broadcast- bzw. Übertragungsbereich empfangen werden.
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