Принцип побудови мережі відкритих доступів

1. Метод надання безпровідної широкосмугової мобільної послуги загального користування модернізуванням стаціонарної мережі широкосмугового доступ у, що охоплює встановлені домашні мережні засоби в стаціонарній мережі в приміщенні абонента, домашні мережні засоби, що містять як мінімум безпровідну локальну обчислювальну мережу (LAN) і лінію широкосмугового доступу до стаціонарної широкосмугової мережі, в якій безпровідна LAN виконує функції засобу доступу для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів і для безпровідних терміналів і пристроїв стаціонарозділення пропускної здатності безпровідної LAN рних абонентів, де метод включає: і лінії широкосмугового доступ у стаціонарного абонента відповідним чином як мінімум на два окремих канали, де перший канал використовується стаціонарним абонентом і другий канал є доступним для загального користування швидкоплинним мобільним терміналом. 2. Метод згідно з пунктом 1, який відрізняється тим, що в динамічному виставленні розмірів як мінімум двох каналів, залежному від миттєвого трафіку стаціонарного абонента в безпровідній LAN і лінії широкосмугового доступу, пропускна здатність, що залишається, є доступною для проходження мобільних терміналів. 3. Метод згідно з пунктом 2, який відрізняється тим, що пропускна здатність, що залишається/другий канал може включати частину фізично 2 (19) 1 3 83644 4 тину фізично реалізованої пропускної здатності, що не приєднується стаціонарними абонентами, частину пропускної здатності, що поєднується, але миттєво не використовується стаціонарним абонентом, і пропускну здатність, реалізовану в мережі, завдяки механізмам пріоритету. 9. Широкосмугова мережа, за пунктом 6, яка відрізняється тим, що засоби домашньої мережі і мережі широкосмугового доступу виконують функції безпеки і ідентифікації, що забезпечують захист стаціонарного абонента і швидкоплинних мобільних терміналів від прослуховування і нелегального використання вказаної широкосмугової мережі. 10. Широкосмугова мережа, за пунктом 6, яка відрізняється тим, що засоби домашньої мережі і мережі широкосмугового доступу містять протоколи для процесів мобільності, передачі і спрямування. 11. Пристрій домашньої мережі для розділення трафіку від стаціонарного абонента стаціонарної мережі широкосмугового доступ у та випадкового швидкоплинного мобільного терміналу, який містить: - безпровідну LAN, що надає локальний безпровідний широкосмуговий зв'язок для абонентів стаціонарної широкосмугової мережі і широкосмугового зв'язку для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів; - лінію широкосмугового доступ у, з'єднану зі стаціонарною широкосмуговою мережею; - функції відповідного трафіку і контролю, які містять адміністративну систему ресурсу і засоби мультиплексора, що розділяють фізично доступну пропускну здатність безпровідної LAN і лінії широкосмугового доступ у на як мінімум два канали, перший канал використовується абонентом і дру гий канал доступ у загального користування - для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. 12. Пристрій домашньої мережі, за пунктом 11, в якому ресурс адміністративної системи пристосований виконувати динамічне розміщення пропускної здатності для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів, залежних від миттєвого трафіку стаціонарного абонента на безпровідній LAN і від лінії широкосмуговою доступ у. 13. Пристрій домашньої мережі, за пунктом 11, що містить засоби перемикання/спрямування пристосовані перенаправляти трафік у мережі широкосмугового доступ у в обох напрямках і різні безпровідні термінали, розміщені в межах досяжності безпровідної LAN. 14. Пристрій домашньої мережі, за пунктом 11, що містить засоби протоколу для забезпечення процесів плавної мобільності і передачі для підтримки зв'язку зі стаціонарною мережею широкосмугового доступ у для терміналів абонентів мобільної швидкоплинної безпровідної LAN. 15. Пристрій домашньої мережі, за пунктом 11, що містить засоби протоколу для забезпечення спрямування між різними операторами стаціонарних мереж, операторами мереж P2P/Ad-Hoc і індивідуальними абонентами LAN. 16. Пристрій домашньої мережі, за пунктом 11, що містить функціональні засоби, які пристосовані підтримувати керування широкосмуговою мережею і також підключати необхідне допустиме навантаження до вузла домашньої мережі. 17. Використання пристрою домашньої мережі, за пунктом 11, для забезпечення локального безпровідного зв’язку для стаціонарних абонентів і мобільних широкосмугових послуг для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. Винахід доступу за адресним принципом відноситься до методів надання можливості загальнонаціонального покриття для широкосмугового мобільного зв'язку, що базується на існуючи х ресурсів мережі. Мобільні мережі базуються на поєднанні інфраструктур безпровідної (радіо) та стаціонарної мережі. Мають на увазі, що бездротова частина частина мережі, яка з'єднує мобільні телефони. Такий тип з'єднання досягається тільки між безпровідними терміналами і базовими станціями розташованими на відстані декількох кілометрів (GSM). Інші типи з'єднання досягаються через стаціонарну мережу, яка може складатися з будьякої інфраструктури стаціонарних мереж (мідні кабелі, опто-волоконні кабелі, радіо зв'язки тощо). З ти х пір, як "повітря безкоштовне", більшість витрат об'єдналися на встановлення мобільної мережі, яка об'єднується з установою магістральної мережі (або фідерної мережі), тобто стаціонарної мережі, згаданою вище. Інший аспект мобільного зв'язку - це з'єднання числа користувачів та пропускної здатності, запропонованої для кожного з них. Кожна базова станція здатна забезпечити тільки обмежену кількість користувачів потрібною пропускною здатністю. Якщо потрібність у пропускній здатності більша, ніж пропускна здатність однієї базової станції, кількість базових станцій має бути збільшено. Проте, так як частотний спектр, який призначений для мобільного зв'язку, обмежений, нові базові станції не легко встановлювати без повторного використання частотних гр уп, що вже використовуються іншою і часто поруч розміщеною базовою станцією. Тому має місце ризик, що географічна область покрита більш ніж однією базовою станцією, що використовує таку ж частотну груп у, тобто, вводить перешкоду. Проблема перешкоди може бути вирішена розташуванням кожної базової станції оптимально одна до одної, залежним від відстані між ними, впливу топології, спрямованості антени а також, настроюючи вихідну потужність кожної базової станції до рівня, яка не перешкоджатиме роботі іншій базові станції. Проблеми, згадані вище, особливо доречні при обговоренні встановлення мережі UMTS (Універсальна Мобільна Система Телезв'язку), тому що число базових станцій UMTS, порівняно з від 5 83644 повідним числом базових станцій GSM, буде набагато більше і тому роблять згадані вище проблеми навіть більш важкопереборними. Для того, щоб забезпечити мобільну широкосмугову пропускну здатність, повинна бути встановлена дуже щільна фідерна мережа, щоб забезпечувати тисячі базових станцій достатньою пропускною здатністю. Кожна з цих базових станцій можливо покриє площу менш ніж квадратний кілометр. Тому загальнонаціональне покриття невеликими площами нереальний, і популярніше було б сказати, що це - "активні ділянки" замість повного покриття площі, тобто широкосмугові базові станції, розміщені в місцях загального користування, корпоративних областях або подібних до них, де люди можуть під'єднувати пристрої мобільного зв'язку, такі як комп'ютери (PC), мобільні телефони, особисті цифрові пристрої (PDA) до мережі. Тому "широкосмугова мобільна мережа загального користування" або мобільні системи 4го покоління після UMTS, можуть розглядатися як що-небудь, що буде запропоновано в деякому віддаленому майбутньому завдяки інвестиціям, пов'язаним зі встановленням необхідної фідерної мережі. У теперішній час не існує дешевої альтернативи або стратегії для встановлення загальнонаціональної і суспільної широкосмугової мобільної мережі без необхідності побудови щільні фідерної мережі. Великим інфраструктурам доведеться це створювати. Принципи побудови традиційної мережі разом з деякими іншими зв'язками ідея/технологія пояснені і розкриті в підрозділах нижче. Традиційний принцип побудови всіх надбаних бездротових мереж добре відомий. Щоб встановити широкосмугову мережу, оптичні кабелі або радіо зв'язки повинні використовуватися тільки реальні медіа передачі. Для того, щоб з'єднати всі базові станції, розміщені на відстані 0,5-1км одна від одної, доведеться встановити величезні інфраструктури. Робота щодо їх встановлення ледве почалася. Фіг.1 показує, як людина встановлює зв’язок в традиційній мобільній мережі. Тільки "місцеві частини", тобто секція від споживача до найближчої базової станції бездротова. Коли мобільний термінал 4а входить в зону обслуговування 16 базової станції 1, термінал автоматично визначає серверами місцеположення 21 для того, щоб підтримувати оновлені записи миттєвих місцеположень всіх терміналів, яким дозволено виконувати комунікацію в мережі. Щоб встановити комунікацію між двома терміналами 4а і 4b (Фіг.1), кожен пакет даних, посланих між ними в мережі IP (Протокол Міжмережевої Взаємодії), повинен містити повну адресу призначення. Маршрутизатори IP виявляють в мережі адресу призначення та переміщають пакет даних до наступної базової станції, дія якої досягає абонента, що викликається. У мережі ATM (Асинхронний Метод Передачі) з початку встановлюється через канал зв’язку через цілий ряд вимикачів ATM (мережа). Всі пакети даних, які відносяться до цього сеансу зв'язку, посилаються через канал зв'язку. Навіть у випадку, коли два користу 6 вачі, розміщені в межах однієї радіо зони, зв'язуються один з одним, комунікація між двома споживачами буде встановлена від терміналу 4а, через базову станцію 1, через фідерну лінію 6, через вимикач/маршрутизатор 22, і назад через фідерну лінію 3, через базову станцію 1 і до другого терміналу 4с. Умови Р2Р і Ad Hoc інтерпретовані як існуючі протоколи, що дозволяють під’єднання до мережі пристроїв комунікації, як наприклад комп'ютери (PC, портативні комп'ютери), мобільні телефони, особисті цифрові пристрої (PDA), принтери, пристрої, що запам'ятовують, і т.п. які здатні безпосередньо зв'язатися один з одним. Ряд пристроїв, у принципі, можуть бути з’єднані кабельною мережею, але в сучасних умовах часто зв'язуються за допомогою безпровідного ближнього зв'язку. Порівняно з традиційною мережею даних (клієнт/сервер), де клієнт завжди зв'язується через сервер з іншими пристроями, в чистому вигляді центральні сервери не існують в Р2Р і Ad Hoc мережах. Ad Hoc протоколи виконують алгоритм вибору маршруту, щоб встановити маршрут від автора до місця призначення без будь-яких початкових відомостей про те, де знайти адресата. Приклади протоколів - протоколи маршрутизації Bluetooth і різноманітні IETF (Проблемна Група Проектування Інтернет). Протоколи Р2Р керуються заголовками IP протоколів і упорядковують організацію пристроїв зв'язку, з'єднаних з IP мережею. Сьогодні Р2Р широко використовуються для сумісного використання додатків і протоколів, наприклад mр3 файлів. Для того, щоб встановити комунікацію в мережі Р2Р, всі пристрої повинні керуватися такими ж протоколами і додатками Р2Р. Звичайно, мережі Ad і Р2Р матимуть вихід до загальної мережі для того, щоб розширити коло клієнтів. Приклад такої мережі показаний на Фіг.2, де чотири безпровідні пристрої - портативний комп'ютер (23), принтер (24), PDA (25) і пристрій зберігання музики (26) - сполучене радіо разом. Принтер (24) мають безпровідний зв’язок з базовою станцією WLAN з доступом до основної мережі (1) через лінію доступу (3). Безумовно, що межа доступу кожного пристрою обмежена найближчим сусіднім пристроєм. За одним з сценаріїв використання, якщо PC (23) сполучений з Інтернетом (6), але вийшов за межі досяжності 1, то сигнали змінювалися через 26, 24 і 1. В той же час PC (23) може використовувати принтер через 26 або 25, оскільки PDA (25) має доступ до календаря Microsoft Outlook, який виконується на PC (23). Також можуть залучатися інші сценарії. Тепер безпровідна LAN стала дешевою і популярною технологією. Ідея побудови загальнонаціональних мереж активних ділянок є напрямком розвитку сьогодення. Наприклад, традиційні мобільні оператори встановлюють взаємний зв'язок активних ділянок, об'єднуючи базові станції WLAN з базовими станціями GSM, як показано на Фігурі 3, - базова станція GSM (18) і безпровідна базова станція LAN (I) встановлені на одній території з 7 83644 відповідними зонами обслуговування 16 і 17. Мобільний споживач з PC з картою інтерфейсу WLAM (23) перетинає зони уздовж пунктирної стріли. В зоні обслуговування безпровідною LAN (17) він зв'язується з Інтернетом через базову станцію 1 і лінію доступу 3. Коли споживач залишає зона покриття 17, все ще будучи в межах зони обслуговування 16, PC споживача виявляє втрату сигналу безпровідної LAN і присутність сигналу GSM, після чого його зв'язок з Інтернетом (6) здійснюється в мережі GSM. Інша ініціативна група, що варта згадка - Project Rainbow, сформована Intel, IBM, AT&T Wireless, Verizon Communication and Cingular Wireless, що також планує створювати багатонаціональні мережі активних ділянок доступу до Інтернету. У обох випадках фідерні мережі будуть реалізованими в традиційній формі з призначеними лініями/зв'язками до базових станцій. Завдання винаходу - надання широкосмугового мобільного зв'язку через інфраструктур у стаціонарної мережі широкосмугового доступу абонентам стаціонарної широкосмугової безпровідної мережі LAN, яка сполучена з стаціонарної широкосмуговою мережею через Вузли Домашньої Мережі (Home Network Units). Вузол Домашньої Мережі функціонує як частина взаємного зв'язку між широкосмуговою мережею загального користування і бездротовою сферою, забезпеченою безпровідною LAN. Відповідно до першого аспекту винахід забезпечує метод надання бездротової широкосмугової мобільної послуги загального користування, модернізуючи стаціонарну, широкосмугову мережу доступу, що о хоплює встановлені домашні засоби мережі абонента вищезгаданої стаціонарної мережі, домашні засоби мережі, що охоплюють як мінімум безпровідну локальну мережу (LAN) і лінію широкосмугового доступ у до стаціонарної широкосмугової мережі, в якій призначення безпровідної LAN - засіб доступу для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів і для безпровідних терміналів і пристроїв стаціонарних абонентів. У втіленні пропускна здатність безпровідної LAN і лінія широкосмугового доступ у стаціонарного абонента можуть розділятися відповідно як мінімум на два окремих канали, де перший канал використовується стаціонарним абонентом, а другий канал зроблений доступним для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. Як мінімум два канали можуть динамічно залежати від миттєвого трафіку в безпровідній LAN стаціонарного абонента і від лінії широкосмугової доступ у, пропускна здатність достатня для мобільних терміналів. Пропускна здатність, що залишається/другий канал включає частину фізично здійсненної пропускної здатності, що не приєднується стаціонарними абонентами, частина пропускної здатності, що приєднується, але миттєво не використовується стаціонарним абонентом і в мережі, завдяки механізмам пріоритету, залучається не використана пропускна здатність. Засоби домашньої мережі і широкосмугова мережа доступу виконують функції безпеки і ідентифікації, що запобігають прослуховуванню і неле 8 гальному використанню широкосмугової мережі стаціонарного абонента і швидкоплинних мобільних терміналів. Протоколи в домашніх засобах мережі і в стаціонарній мережі забезпечені для виконання процесів переміщення, передачі і спрямування. У другому аспекті винахід забезпечує цифрову, мобільну широкосмугову мережу, що надає мобільний загального користування або блукаючий широкосмуговий зв’язок, що засновані на існуючій стаціонарній мережі широкосмугового доступу з рядом абонентів, що володіють домашніми засобами мережі, які охоплені як мінімум безпровідною локальною мережею (LAN) і лінією широкосмугового доступу загального користування, стаціонарною широкосмуговою мережею, де функції безпровідної LAN - засіб доступ у для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів і для безпровідних терміналів і пристроїв стаціонарних абонентів. У втіленні пропускна здатність безпровідної LAN і лінія широкосмугового доступу ділиться як мінімум на два окремих каналів, перший канал, який використовує абонент і другий канал доступу загального користування для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. Як мінімум два канали можуть динамічно залежати від миттєвого трафіку в безпровідній LAN стаціонарного абонента і лінії широкосмугової доступу. Пропускні спроможності безпровідної LAN і лінії доступ у, що залишаються, доступні для швидкоплинних мобільних терміналів. Канал для швидкоплинних мобільних терміналів охоплює поєднання частини фізичної пропускної здатності, що не приєднуються стаціонарними абонентами, частини пропускної здатності, що поєднується, але миттєво не використовується стаціонарним абонентом, і пропускною здатністю реалізованою в мережі, завдяки механізмам пріоритету. Засоби домашньої мережі і/або мережі широкосмугового доступ у виконують функції безпеки і ідентифікації, що запобігають прослуховуванню і нелегальному використанню широкосмугової мережі стаціонарного абонента і швидкоплинні мобільні термінали. Протоколи в домашніх засобах мережі і в стаціонарній мережі забезпечені для виконання процесів переміщення, передачі і спрямування. У третьому аспекті винахід забезпечує пристрій домашньої мережі, що надає мобільний загального користування або блукаючий широкосмуговий зв'язок, що засновані на існуючій стаціонарній мережі широкосмугового доступ у з рядом абонентів. Пристрій складається з: безпровідна LAN локального забезпечення, бездротового широкосмугового засобу зв’язку для абонентів стаціонарної мережі широкосмугового доступу і широкосмугового зв’язку для швидкоплинних мобільних терміналів; широкосмугова лінія доступу з'єднується з мережею стаціонарного широкосмугового доступу, і функцій відповідного трафіку і контролю для бездротового мобільного зв'язку. Пристрій домашньої мережі в подальшому втіленні містить адміністративну систему ресурсу і засоби мультиплексора, що ділить фізичну досту 9 83644 пну пропускну здатність безпровідної LAN і лінії широкосмугового доступ у на як мінімум два канали, перший канал використовується абонентом і другий канал доступу загального користування для випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. Ресурс адміністративної системи виконує динамічне розміщення пропускної здатності випадковим швидкоплинним мобільним терміналам, залежних від миттєвого трафіку стаціонарного абонента на безпровідній LAN і від лінії широкосмугового доступу. Засоби перемикання / спрямування входять в вузол домашньої мережі для проходження трафіку у мережі широкосмугового доступ у в обох напрямках і різні безпровідні термінали, розміщені в межах досяжності безпровідної LAN. Засоби протоколу забезпечують плавну зміну і процедури передачі для підтримки зв’язку зі стаціонарною мережею широкосмугового доступу для терміналів абонентів мобільної швидкоплинної безпровідної LAN. Засоби протоколу забезпечують спрямування між різними операторами стаціонарних мереж, операторами мереж P2P/Ad-Hoc і індивідуальний абонентами LAN. Далі, функціональні/програмні засоби підтримують управління широкосмугової мережі і також підключають необхідне допустиме навантаження до вузла домашньої мережі. У подальшому аспекті винахід забезпечує використання пристрою домашньої мережі, що охоплює як мінімум бездпровідну LAN і лінію широкосмугову доступу абонента до мережі загального користування широкосмугового доступ у, що забезпечує локальний безпровідний зв’язок для стаціонарних абонентів і мобільних широкосмугових послуг до випадкових швидкоплинних мобільних терміналів. Підсумовуємо викладене вище: 1. Наявна в розпорядженні невикористана пропускна здатність конфіденційно керованої безпровідної LAN для загального користування придатна для використання у стаціонарній широкосмуговій мережі. 2. Побудована широкосмугова фідерна мережа для безпровідної LAN споживає невикористану пропускну здатність ліній широкосмугового доступу абонентів у стаціонарній широкосмуговій мережі. Ця невикористана пропускна здатність складається з a. Пропускної здатності, що не використалася абонентами; b. Частини пропускної здатності, що використалася абонентами; с. Пропускної здатності, яка може бути реалізованою здійснюваними в мережі нижчезгаданими механізмами пріоритету. 3. У водячи вищезгаданий вузол домашньої мережі абонентів стаціонарної широкосмугової мережі, яка функціонує як міст між безпровідною LAN і лінією широкосмугового доступ у і додає необхідну функціональність мережі до поняття, яке повинне вирішити плавність переходу, передача, управління ресурсу, перемикання та маршрутизацію процесу, якість сервісних гарантій, безпеку, ідентифікацію і властивості дозволяючого завантаження. 10 Оскільки винахід частково залежить від інфраструктури, яка вже існує або буде встановлений для інших цілей, винахід представляє новий підхід встановлення мереж для мобільного широкосмугового зв'язку, порівнянного зі звичайними методами, як роз'яснено вище. Додатковий аспект винаходу - можливість, щоб включати безпровідні Ad Hoc протоколи і протоколи взаємодії рівноправних систем в концепцію. Ці технології покращать концепцію поєднанням безпровідних зон, поєднуючи їх через сумісні безпосередні або витребувані лінії стаціонарного доступ у. Відтепер, потрібно менше базових станцій, щоб досягти повного покриття географічної області. Порівняно з активними ділянками, популярною сьогодні діловою ідеєю, винахід приносить в ідею забезпечення виняткову фідерну пропускну здатність активних ділянок до базових станцій над існуючими лініями доступу абонентів до широкосмугової мережі загального користування. Вище описане управління трафіком і функції керування, що гарантують якість зв’язку. Протягом часу, коли збільшиться кількість базових станцій і сформуються щільні і частково покриваючи області, мережа еволюціонуватиме у напрямку до Мережі Відкритого Доступ у, як описано цим винаходом. Головне завдання мереж Р2Р і Ad Hoc, як пояснено вище, встановити однорідносформований безпровідний зв’язок між без провідними пристроями. Проте, Мережі Р2Р і Ad Нос не звертаються до задачі встановлення інфраструктур (фідерних мереж) для безпровідних широкосмугових мереж іншими шляхами, ніж схиляння споживачів мереж Р2Р і Ad Нос, запропоновуючи абонентам частину пропускної здатності ліній доступу загального користування, розміщеною для інших користувачів Р2Р і Ad Hoc. Непід'єднана частина пропускної спроможності стаціонарної лінії широкосмугового доступу не доступна ні для абонентів стаціонарної мережі, ні для інших членів користувачів гр упи Р2Р і Ad Нос. Тому для них неможливо встановити мережі, що засновані на цих ресурса х. Використовуючи мобільні Ad Hoc протоколи і протоколи взаємодії рівноправних систем, можливо досягнути великих переваг в новій інноваційній мережевій архітектурі. Очевидний розмір безпровідних зон може істотно збільшитись. Кожен мобільний пристрій всередині зони діятиме як нова базова станція і додасть власну зону покриття до інших, тому відстань досягання Вузлу Домашньої Мережі збільшиться і відповідно затрачується більший трафік у стаціонарній широкосмуговій мережі. Такі Ad Hoc мережі, що базуються на різноманітності мобільних пристроїв, можуть покривати області, що включають більш ніж одну стаціонарну лінію абонента, тому ряд ліній широкосмугового доступ у доступні для споживачів Ad Нос. Так, як всі ці лінії доступ у забезпечують широкосмуговий доступ загального користування, споживачі Ad Hoc матимуть право обирати ту, яка краще всього відповідає вимогам, що стосуються пропускної здатності, якості і ціни. 11 83644 Втілення винаходу зараз будуть описані з посиланням на наступні малюнки, в яких: Фіг.1 ілюструє зв’язок в традиційній мобільній мережі. Фіг.2 показує мережу Ad Нос/Р2Р з під'єднуванням до легальної мережі через лінію широкосмугового доступу. Фіг.3 показує базові станції GSM з безпровідною LAN. Фіг.4 ілюструє мережу з мобільними широкосмуговими послугами відповідно до втілення винаходу. Фіг.5 - схематичний малюнок основних компонентів мережі відповідно до втілення винаходу. Фіг.6 - блок-схема функціонування Вузлу Домашньої Мережі відповідно до втілення винаходу, і Фіг.7 - опис сценарію, подібний Фіг.5, але з деталізацією модулів функціонування Вузлу Домашньої Мережі. Головне завдання винаходу - вирішити широкосмуговий мобільний зв'язок через інфраструктуру стаціонарної мережі широкосмугового доступу, який пропонується абонентам стаціонарної широкосмугової мережі безпровідної LAN, що сполучаються з стаціонарною лінію широкосмугового доступу через Вузли Домашні Мережі. Вузли Домашні Мережі виконують спрямування/перемикання і функції трафіку, які долають перешкоди трафіку лінії широкосмугового доступу абонента і безпровідної LAN і забезпечують доступ загального користування для мобільних споживачів через бездпровідні LAN. Комунікація від відповідного стаціонарного абонентів і випадкового швидкоплинного мобільного користувача передається по порядку більш ніж двома відокремленими каналами для виконання вимог безпеки та конфіденційності. Фіг.4 ілюструє сценарій використання в мобільній широкосмуговій мережі згідно з втіленням винаходу. Три безпровідні LAN (Мікро базові станції) 1 з відповідним Вузлом Домашньої Мережі 2 встановлені як три різні близько розміщені абоненти (сім'ї) широкосмугової мережі. Лінії широкосмугового доступу 3 у відношенні до сімей використовують ADSL/VDSL/оптичний кабель/кабельний модем тощо. Мікро базові станції 1 засновані на деякому виді те хнології безпровідної LAN, наприклад використовують WLAN (IEEE 802.11x), як домашню мережу, з поєднаними різними побутовими пристроями, як наприклад PC, TV, принтери, сервери, і т.п. Три безпровідні LAN частково покривають одна одну. Так як стаціонарні споживачі рідко використовують повну пропускну здатність лінії доступ у, або використовують всю пропускну здатність ліній доступу мікро базових станцій, то звичайно існуватиме додаткова пропускна здатність для випадкових користувачів. Тому ця запасна пропускна здатність відкрита для загального використання. Тому, мобільний користувач з мобільний термінальний 4, показаний на Фіг.4 ліворуч, може бути сполучений із легальною мережею через стаціонарних користувачів мікро базової станції 1, Вузлу Домашньої Мережі 2 і лінії широкосмугового доступ у 3. Коли користувач залишає першу зона дії 17 і входить в наступну, зв'язок до легальної 12 мережі передається від одного Вузлу Домашньої Мережі 2 до наступного. Вихідна необхідна мобільність реалізується за рахунок здійснення відповідних протоколів процесу плавної передачі, зв’язку між різними постачальниками широкосмугового зв’язку, а також зв’язку між приватними власниками ліній широкосмугового доступ у. Також частиною концепції є якість гарантованого обслуговування, забезпечення і ідентифікація, і можливості дозволеного навантаження. Наступні ресурси пропускної здатність потрібні для розуміння мобільної широкосмугової мережі згідно з винаходом: 1. Вільна пропускна здатність існуючих користувачів безпровідного LAN, як мережа "мікро базових станцій" (MBS) 2. Вільна пропускна здатність ліній широкосмугового доступу абонентів стаціонарної мережі як фідерні лінії до згаданих вище MBS. Вільна пропускна здатність складається з - Невикористаної частини фізично реалізованої пропускної здатності цих ліній. - Ми ттєва і невикористана частини під’єднаної пропускної здатності. - Вже розміщена пропускна здатність, яка реалізується через механізми пріоритету. Вільна пропускна здатність бездротових L AN Завдання винаходу є запропонування випадковим швидкоплинним мобільним користувачам доступ до стаціонарної широкосмугової мережі через безпровідну LAN, встановлену в передумовах абонентів у мережі. Технологія безпорвідної LAN, яка використовується, не вказана. Надаємо коротку оцінку, що базується на загальній інформації про технології безпровідної LAN. Є прагнення, щоб стаціонарні користувачі мали пріоритет до безпровідної LAN, якби тільки інші домовленості були правомірними. Механізми пріоритету виконуються модулем 31, показаним далі на Фігурі 6. Алгоритми кодування повинні використовуватись, щоб гарантувати конфіденційність ефіру. Запропонована пропускна здатність випадковим швидкоплинним користувачам обмежена максимальною пропускною здатністю бездротової LAN на заданій відстані від його базової станції. Вихідна потужність 100мВт такої бездротові технології має номінальну досяжність навколо 30 метрів (54Мбіт/с) або 100 метрів на нижчій швидкості. Проте, завдяки алгоритмам виправлення помилок і т.п., пропускна здатність такої мережі складає тільки близько 50%, таким чином максимальна пропускна здатність, яка може бути запропонована мобільним споживачам, складає менш ніж 25Мбіт/с, залежний від відстані і завантаження трафіку. Вільна пропускна здатність під’єднаних ліній широкосмугового доступу Розміщення непід'єднаної пропускної здатності Друге завдання винаходу - використання непід’єднаної пропускної здатності ліній широкосмугового доступу. Фізичні лінії доступ у мають часто більшу пропускну здатність передачі, ніж пропускна здатність запропонована і дозволена спожива 13 83644 чам. Ця невикористана пропускна здатність іноді непридатна як для широкосмугового оператора так і для користувачів через технічну реалізацію компонентів мережі. Ця тонкість доречна для ліній доступ у, що базуються на технологіях DSL (Цифрова Абонентська Лінія). У випадку ADSL (Несиметрична Цифрова Абонентська Лінія), технології модему, яка широко використовується сьогодні, абоненти часто поєднуються до потоку з пропускною здатністю менш ніж 1Мбіт/с, коли модем безпосередньо може приймати потік з пропускною здатністю 3-8Мбіт/c. Комерційне устаткування сьогодні не має можливості зробити цю втрачену пропускну здатність (2-7Мбіт/с втраченої пропускної здатності) доступною ні для оператора, ні для абонентів, навіть якщо з технічної точки зору це легко може бути зроблено. Цю особливість виконують функції Вузлу Домашньої Мережі (модуль 27 Фіг.6). Така ж оцінка може бути зроблена для інших видів технологій. Оптичний кабель має приблизно нескінченну пропускну здатність, тільки обмежену іншим устаткуванням телезв'язку. Використовується тільки частка фізично реалізованої пропускної здатності. Найбільша частина втрачається. Завдяки ієрархічній структурі мультиплексорних систем, даному випадку можемо приділити деяку увагу. Якщо споживачу для комунікаційних цілей потрібна пропускна здібність 50Мбіт/c, йому звичайно доведеться замовити пропускна здібність 155Мбіт/с завдяки ієрархічній структурі систем, як згадано вище. 105Мбіт/с - втрачена пропускна здатність, яка теоретично може використовуватися для інших цілей. Визначення стратегії управління непід’єднаної пропускної здатності Користувач рідко використовуватиме всю під’єднану пропускну здатність. Якщо під’єднання виконано з 1Мбіт/с і він в певний час використовує тільки 300кбіт/с, то залишок 700кбіт/с може бути перепроданим випадковим швидкоплинним користувачам. Проте, для того, щоб перепродати цю пропускну здатність іншим користувачам, в угоді повинні бути визначені умови між стаціонарним споживачем та широкосмуговий постачальник. Цю функцію виконує Вузол Домашньої Мережі, модуль 27. Реалізована механізми пріоритету пропускна здатність Звичайно погодимось, що стаціонарні користувачі повинні мати найвищий пріоритет до доступних ресурсів безпровідної LAN і лінії широкосмугового доступу. Проте, є випадки, коли це не так. Якщо випадковий швидкоплинний користувач, який працює з прикладними задачами, що потребують певних вимог до пропускної здатності і затримок передачі, входить в зону дії, де не в змозі підтримати зв'язок, можливо, бути раціональним, щоб понизити характеристики низькопріоритетного зв’язку стаціонарного споживача, для того, щоб використати достатню пропускна здатність мобільного споживача. Такі механізми пріоритету виконуються модулем 31, Фіг.6. Функціональність Вузлу Домашньої Мережі Головними функціями, що виконуються Домашньою Мережею, є: 14 - Спрямування/перемикання зв'язків через фізичні інтерфейсами; лінія широкосмугового доступу загального користування, безпровідна LAN і провідна домашня мережа. - Управління ресурсом для підтримки використання всіх доступних ресурсів пропускної здатності, тобто призначення. - Пропускної здатності в безпровідній LAN. - Непід’єднаної пропускної здатності через лінію доступу загального користування. - Визначеної стратегії управління через лінію доступ у загального користування. - Пропускної здатності здійсненої через механізми пріоритету. - Виконання процесів плавної передачі та зв’язку. - Реалізація зв’язку між різними операторами і між різними власниками безпровідної LAN і ліній доступ у. - Виконання контролю процесів доступу, ідентифікації і безпеки. - Якісне виконання службових цілей. - Виконання функцій допустимого навантаження та управління. Фіг.5 ілюструє Вузол Домашньої Мережі 2 з'єднану з широкосмуговою мережею 6 через лінію широкосмугового доступ у 3. Стаціонарний користувач визначений терміналом 5, який сполучений з локальною мережею через стаціонарну провідну лінію 9. Базова станція безпровідної LAN, далі "Мікро базова станція (MBS)" 1 з'єднана з 2. Стаціонарний термінал 5, наприклад принтер, що знаходиться у користуванні стаціонарного споживача, сполучений з Вузлом Домашньої Мережі провідним зв'язком 9. Стаціонарний споживач також володіє PC з карта інтерфейсу безпровідної LAN 23, яка під’єднана до мережі. Сценарій, показаний на цій фігурі, зображає стаціонарного користувача, що може використовува ти принтер 5 з свого PC 23 і одночасно зв'язатися з мережею загального користування 6, оскільки мобільний користувач 4 використовує додаткову пропускна здатність MBS 1 і лінію доступу 3 з основної мережі 6. Підхід винаходу в тому, що місцеві пристрої, в даному випадку PC 23 і принтер 5, не повинні бути доступними для мобільного споживача за винятком стаціонарного і мобільні споживачів - членів цих мереж Р2Р або Ad Hoc. Головна мета - відокремити приватну сферу від сфери загального користування, тому стаціонарному споживачу не відомо про будь-яких швидкоплинних мобільних споживачів. Мобільний споживач зі свого боку не повинен ідентифікувати стаціонарних споживачів, яких він відвідує. Як показано на Фіг.5, мобільний користувач 4 також покривається сусідньою базовою станцією 10, через яку він може бути сполучений з основною мережею, якщо наприклад, пропускна здатність, запропонована Вузлом Домашньою Мережі 2, недостатня. Виконувані функції, які потрібно здійснювати широкосмуговою мобільною мережею згідно з винаходом, звичайно виконуватимуться різними компонентами мережі. Наприклад, ініційована Вузлом Домашньої Мережі функція, також виконува 15 83644 тиметься в інших пристроях в мережах доступу загального користування і основній мережі. Далі опис Фіг.6 переважно зосередиться на високорівневих функціях, потрібних для забезпечення виконання винаходу, і не вдаючись у подробицях їх виконання. Більшість з них - особливості, відомі в багато існуючих мережах даних та мережах телезв'язку, і не є особливостями винаходу. Фіг.6 показує функціональне креслення Вузлу Домашньої Мережі 2. Різні функції модулів вказано нижче: Модуль 15 містить функції спрямування/перемикання. Цей модуль, який може базуватися на IP (Протокол Міжмережевої Взаємодії) або ATM (Асинхронний Метод Передачі), виконує спрямування/перемикання трафіку між фізичними інтерфейсами, тобто між лінією доступу загального користування, 13/3, мікро базовою станцією, 14/11 і провідною домашньою мережею, 12/9. Модуль для протоколів зв'язку / спрямування і мобільності, 28 керує модулем 15. Модуль 27 виконує управління ресурсом, тобто утримання каналу загальної доступної пропускної здатності, використання пропускної здатності і отриманої вільної пропускної здатності на кожних з фізичних інтерфейсів, 12, 13 і 14. Модуль забезпечує, що стаціонарному споживачу надано пріоритет на пропускну здатність, відповідно до укладеного контракту з постачальником послуг і мережі. Модуль розрізняє пропускну здатність, використану стаціонарним абонентам, і пропускну здатність, запропоновану іншим споживачам. Пропускна здатність, що запропонована іншим споживачам, складалася б з частин: * Фізично доступної пропускної здатності, що не використана стаціонарним споживачем. * Частини завантаженого трафіку пропускної здатності, яка миттєво не використовується стаціонарним абонентами. * І пропускної здатності, розподіленої стаціонарним споживачам, але не реалізованої та недоступної мобільним споживачам через відповідні правила пріоритету і договірні домовленості між стаціонарним споживачем і постачальником мережі. Модуль одержує інформацію від модуля 28, протоколів зв'язку/спрямування і мобільності, які інформують про створення та завершення спрямування/зв'язку і відповідної залученої пропускної здатності. Модуль 28, протоколи зв'язку/спрямування і мобільності встановлюють необхідні протоколи для виконання відповідних протоколів процесу плавної мобільності і завершення спрямування/зв'язку в мережі. Ці протоколи визначені стандартами, випущеними цілим рядом міжнародних органів стандартизації, таких як ETSI25 (Європейський Інститут Стандартизації Телезв'язку), ITU (Міжнародний Союз Телезв'язку), IETF (Проблемна Група Проектування Internet) і багато інших. Модуль 29, протоколи спрямування виконують процеси, які потрібні, коли споживачі хоче використовувати ресурси телезв'язку, що знаходяться у власності інших постачальників обслуговування і мереж, то кожен споживач має індивідуально це 16 погодити. Наприклад, коли мобільний споживач рухається від MBSl (Мікро базова станція), яка знаходиться у власності постачальника мережі А до MB S2, що знаходиться у власності постачальника мережі В. Протоколи виконують контракт, який контролюється комерційною угодою між ними. Протоколи спрямування також активізовані протягом процесів ідентифікації. Модуль 30, протоколи безпеки виконують ідентифікацію, контроль доступу споживачів, що входять в зону обхвату MBS і механізмів захисту даних. Споживач, що ініціює сесію комунікації, повинен ідентифікувати себе перед постачальниками обслуговування і мережі, до яких він під'єднався, перед тим, як зв'язок зможе бути встановлений і запропоноване відповідне обслуговування. Якщо ініціювання сесії проводиться в зоні, покритій іншим постачальником мережі, то посередниками процесу ідентифікації будуть протоколи спрямування, модуль 29. Протоколи виконують кодування незахищених даних, які використовуються цими процесами, щоб уникнути нелегального вторгнення і перехоплення. Модуль 31, якість обслуговування (пріоритет) механізмів містить функції, які гарантують, що послуги, якими забезпечують споживачів, підпорядковані суттєвим вимогам. Наприклад, на голосовий зв’язок впливають затримки передачі даних і обмежень пропускної здатності і мало впливають помилки передачі. З іншого боку, цифрова передача часто приймає затримку і обмеження пропускної здатності, але чутли ва до помилок передачі. Ме ханізми пріоритету і послідовності використовується для надання пріоритету комунікації голосу, тоді як протоколи виправлення помилок використовуються, щоб захистити дані. Модуль 32, допустиме навантаження і управління вміщують функції, пов'язані з технічною обробкою і обслуговуванням вузлу, контролем продуктивності і моніторингом використання, для підтримувати функцій допустимого навантаження, потрібних причинами звітності. Модуль 13, інтерфейс мережі загального користування виконує забезпечення відповідних умов сигналу, необхідних, щоб передати сигнали через фізичну лінію (3) до мережі загального користування. Якщо фізична лінія - телефонний кабель, функція забезпечення відповідних умов виконуватиметься модемом xDSL1. Для оптичного кабелю це - оптичний інтерфейс, і для безпровідного варіанту вирішення це було б деяким видом безпровідного інтерфейсу. Модуль 12, провідна домашня мережа виконує перемикання/спрямування локального трафіку через провідну внутрішню мережу (9). Існує багато різних протоколів і стандартів для таких мереж, наприклад ІЕЕЕ 1394 (шина Fire Wire), мережа Ethernet, сертифікація HomePNA, і т.п. Модуль 14 - інтерфейс до Мікро базової станції (MBS), який не показаний на Фігурі, але міг би бути частиною Вузлу Домашньої Мережі 2. Повторне використання існуючих провідних і безпровідних інфраструктур представляють важливу можливість встановити широкосмугову мобільну мережу набагато нижчої вартості, ніж будь 17 83644 яка відома альтернатива. Так як інфраструктура існує або встановлюється, широкосмугова мобільна мережа, можливо реалізується набагато раніше, ніж побудується нова інфраструктура призначеної мережі. Ідея відкритої безпровідної LAN і лінії доступу - нова концепція і блискучий шлях встановити широкосмугову мобільну/блукаючу мережу з потенційно 100% покриттям в міських областях і широкомасштабним обхватом в інших областях. Установка пристроїв комунікації в передумовах стаціонарних клієнтів не буде обмежена їх відповідними зонами покриття безпровідної LAN, встановленої в інфраструктурі мережі, заснованої на винаході. Абоненти можуть також під'єднайте пристрій на місцевості з кращим покритих найближчими безпровідними LAN, ніж їх власних. Ін шими словами, абоненти випробують майже незалежно від місцезнаходження. Стаціонарні користувачі можуть розташовуватись будь-де без обмежень, і мобільний користувач може руха тися практично без обмежень. Фіг.7 показує такий же сценарій, як показано на Фіг.5, але з детальними функціями модулів Фіг.6. Надаємо далі спрощений опис. Мобільний користувач 4 увійшов у зону покриття мікро базової станції 1. Відчуваючи покриття радіозв’язку, модуль безпеки 30 виконує контроль доступу і ідентифікації. Якщо модуль 30 не визначає мобільного споживача 4, запит від модуля 29, протоколи спрямування, то він буде переправлений через лінією доступ у загального користування, 13/3 до подібних користувачів мережі для з'ясування його відповідності. Коли користувача визначений, встановлюється зв'язок , 28, ініціюються процеси. Модуль управління ресурсу, 27, і механізми якості сервісу, 31, залучаються до процесів, щоб перевірити, чи є доступна на всіх секціях від мобільного користувача і до місця призна 18 чення пропускна здатність, і якщо буде забезпечена відповідна якість. Якщо всі ці процедури успішні, модуль спрямування/перемикання, 15, встановить маршрут комунікації через Вузол Домашньої Мережі 2 Модуль 32, допустиме навантаження і управління повідомляє, що сесія комунікації від користувача 4 до служби запиту, наприклад Інтернету, був ініційований і узгоджений, запускаються алгоритми погодження допустимого навантаження. У додатковому сценарії повинен бути встановлений зв'язок між безпровідним Портативним Комп'ютером 23 і принтером (стаціонарний термінал 5). Так як обидва пристрої сполучені з такою ж безпровідною LAN, протоколи Ad Hoc можуть використовуватися у повній мірі, щоб встановити між ними зв'язок. Як альтернатива, Вузол Домашньої Мережі може діяти як сервер для двох клієнтів, Портативного Комп'ютера і принтера. У обох випадках модуль безпеки 30 повинен ідентифікувати Портативний Комп'ютер 23 і модуль ресурсу 27 повинен відновити використання ресурсу. Коли мобільний споживач 4 входить усередині досяжність сусідніх MBS 10, процеси спрямування і безпеки активізовані для ідентифікації користувача в сусідніх MBS 10. При успішному виконанні, встановлюється зв'язок з залучанням вищезгаданих модулів. Мобільний користувач остаточно переправлений у новий сегмент мережі і всі ресурси першого Вузлу Домашньої Мережі 2 реалізуються та робляться доступними для інших споживачів. Кваліфікованому спеціалісту очевидно, що можуть використовуватися інші втілення, що містять в собі поняття, описані втіленням винаходу. Ці та інші приклади винаходу, що ілюстрованого вище, ідентифікуються тільки за допомогою прикладу і фактичний контекст винаходу визначено у формулі винаходу. 19 83644 20 21 Комп’ютерна в ерстка А. Рябко 83644 Підписне 22 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601