DE10055474C2 - Anordnung und Verfahren zur automatischen bandbreiteabhängigen Gebührenerfassung in der Telekommunikation - Google Patents

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Anordnung sowie einem Verfahren zur automatischen bandbreiteabhängigen Gebührener­ fassung in der Telekommunikation.

Bei der Vermarktung von Telekommunikationsdiensten ist es allgemein üblich, den Preis sowohl von der Nutzungsdauer, dem Nutzungszeitpunkt als auch von der genutzten Bandbreite ab­ hängig zu machen. Die automatische Erfassung sowohl der Nut­ zungsdauer als auch des Nutzungszeitpunkts ist schon seit langem technisch gelöst. Dagegen hat die automatische Erfas­ sung der Bandbreite erst in jüngster Vergangenheit an Bedeu­ tung gewonnen. Insbesondere in einem Wellenlängenmultiplex- basierten Telekommunikationsnetz ist eine solche Erfassung aber von großem Nutzen. Mietleitungen, die durch Wellenlän­ genmultiplexkanäle realisiert werden, sind ihrer Natur nach analoge Kanäle mit sehr großer Bandbreite. Eine einfache, vertragliche Festlegung des durch den Dienstnehmer benutzten Bruchteils an Bandbreite kann von diesem sehr leicht umgangen werden, ohne dass der Dienstleister dies bemerkt. Daher ist es erforderlich, die vom Dienstnehmer tatsächlich genutzte Bandbreite zu erfassen. Nur dann kann der Dienstleister eine korrekte Rechnung stellen.

Bisher ist es bekannt, eine vom Dienstleister unbemerkte Ver­ letzung des Vertrages seitens des Dienstnehmers bei Mietlei­ tungsdiensten zu verhindern, indem die Bandbreite des dem Dienstnehmer zur Verfügung gestellten Kanals künstlich einge­ schränkt wird. Im Bereich der Wellenlängenmultiplex-basierten Mietleitungen werden hierfür Transponder verwendet, die nur bei einer festen Datenrate arbeiten. Nachteilig daran ist, dass bei gestiegenem Bandbreitebedarf seitens des Dienstneh­ mers dieser einen neuen Vertrag mit seinem Dienstleister ab­ schließen muss, und der Dienstleister daraufhin den zur Band­ breitenbegrenzung eingesetzten Transponder gegen einen neuen, mit einer höheren Bandbreite, austauschen muss. Dies ist je­ doch sehr Zeit- und daher kostenintensiv.

Aus WO 99/30457 A2 und insbesondere Fig. 3 sind ein Verfah­ ren und eine Anordnung zur Rückgewinnung eines variablen Takts eines Datensignals bekannt, bei denen ein minimaler Zeitinterval zwischen Pulsen des Datensignals ermittelt wird. Weiterhin wird die Pulsdauer auf der Basis des ermittelten minimalen Zeitintervals eingestellt. Die eingestellten Pulse werden schließlich in ein Bandpassfilter, dessen Durchlass­ frequenz mit dem ermittelten minimalen Zeitinterval überein­ stimmt. Am Ausgang des Bandpassfilters wird der Takt der ein­ gestellten Pulse abgegeben.

In WO 97/16034 A2 ist eine Anordnung zur automatischen band­ breiteabhängigen Gebührenerfassung eines übertragenen Daten­ signals beschrieben, bei der periodische Messungen der ver­ wendeten Bandbreite während der Nutzungsdauer einer Übertra­ gung durchgeführt werden. Damit wird die Größe der verwende­ ten Bandbreite pro Zeitinterval ermittelt, die für eine ge­ samte Kommunikation aufsummiert wird. Schließlich wird diese so erhaltene Summe mit einer vorgegebenen Datenrategebühr multipliziert.

Deshalb ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem einfach und preiswert eine bandbreitabhängige Gebührenerfassung in der Telekommunikation erfolgen kann.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merk­ malen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. In einer erfindungsgemäßen Anordnung wird die Taktfrequenz einer Kopie des übertragenen Datensignals in einem ersten Frequenzdetek­ tor grob ermittelt. Dieser ist dafür mit einer Zeitbasis ver­ bunden, die ein festes Zeitintervall vorgibt, in dem bei­ spielsweise auftretende Flanken gezählt werden. Außerdem wird die Kopie des Datensignals einem zweiten Frequenzdetektor zu­ geführt. Dieser ist Teil eines Regelkreises, in dem ein Takt­ frequenzschätzsignal in seiner Frequenz iterativ der Taktfre­ quenz der Kopie des Datensignals angenähert wird. Nach einem Einschwingvorgang stimmt das Taktfrequenzschätzsignal in sei­ ner Frequenz mit der Taktfrequenz der Kopie des Datensignals überein. Das Taktfrequenzschätzsignal wird dann an einen Zäh­ ler weitergegeben, der die Anzahl der Perioden innerhalb ei­ ner festgelegten Referenzzeit zählt. Als Ausgangsbasis für das Taktfrequenzschätzsignal dient die durch den ersten Fre­ quenzdetektor erhaltene Schätzung, die dem Regelkreis über eine Auswerteeinheit vom ersten Frequenzdetektor zugeführt wird. Es stimmt dann bis auf eine Abweichung von ungefähr 25% mit der tatsächlichen Taktfrequenz überein. Die vom Zähler ermittelte Anzahl der Perioden im eingeschwungenen Zustand wird über die Steuer- und Auswerteeinheit an eine Ausgabeein­ heit weitergegeben. Dieses Signal wird dann zur genauen Rech­ nungsstellung verwandt, da in ihm die Bandbreite des übertra­ genen Signals dokumentiert ist.

Bevorzugt ist im Regelkreis der zweite Frequenzdetektor mit einem Regler verbunden, dieser mit einem spannungsgesteuerten Oszillator, dieser mit einem Frequenzteiler und dieser mit dem zweiten Frequenzdetektor. Damit ist es möglich, einen schnellen und zuverlässigen Einschwingvorgang des geschlosse­ nen Regelkreises zu erzielen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Regelkreis mit der Steuer- und Auswerteeinheit zwischen dem zweiten Frequenzde­ tektor und dem Regler, vom spannungsgesteuerten Oszillator aus und zum Frequenzteiler hin verbunden ist und des weiteren der Regelkreis mit dem Zähler zwischen dem Frequenzteiler und dem zweiten Frequenzdetektor verbunden ist. Dadurch, dass das vom zweiten Frequenzdetektor erzeugte Ausgangssignal nicht nur dem Regler, sondern auch der Steuer- und Auswerteeinheit zugeführt wird, kann diese erkennen, wann der eingeschwungene Zustand erreicht ist. Durch die Verbindung zwischen span­ nungsgesteuertem Oszillator und der Steuer- und Auswerteein­ heit wird erreicht, dass auch im ungünstigsten Fall, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit den Frequenzteiler auf einen fal­ schen Wert einstellt, eine Korrektur vorgenommen wird, so dass ein eingeschwungener Zustand erreicht wird.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zusätzlich zur Nutzungsdauer und Nutzungszeit die während der Nutzungsdauer genutzte Bandbreite gemessen. Damit kann einem Dienstnehmer ein Dienst mit variabel gestalteter Bandbreite von einem Dienstleister zur Übertragung eines Datensignals zur Verfü­ gung gestellt werden. Der Dientnehmer kann dabei die von ihm benutzte Bandbreite frei wählen, ohne dass er vorab dem Dienstleister dies ankündigen muss oder mit diesem einen neu­ en Vertrag schließt und dieser dann, wie bisher der Fall, ei­ nen anderen Transponder zur Verfügung stellt. Dadurch wird ein solches Verfahren sehr viel preis- und zeitgünstiger.

Bevorzugt wird die Messung der genutzten Bandbreite mittels der Taktfrequenz des synchron übertragenen Datensignals vor­ genommen, indem aus einer Kopie des Datensignals dessen Takt­ frequenz zurückgewonnen wird. Durch die Verwendung einer Ko­ pie des Datensignals wird das übertragene Datensignal bei der Bestimmung der Taktfrequenz nicht gestört, so dass weiterhin eine einwandfreie Übertragung möglich ist.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Messung der Taktfre­ quenz der Kopie des Datensignals zyklisch wiederholt wird. Durch die zyklische Wiederholung kann eine genaue Abrechnung der Gebühren erfolgen, auch wenn die vom Dienstnehmer benutz­ te Bandbreite häufig während einer Übertragung schwankt. Je kleiner die Messzyklen sind, desto genauer ist die Abrechnung möglich.

Insbesondere ist es vorteilhaft, zur Messung der Taktfrequenz der Kopie des Datensignals eine Vorrichtung mit den oben be­ schriebenen Merkmalen zu verwenden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind Gegens­ tand des anhand der beiliegenden Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels. Hierbei zeigt die einzige Figur:

Ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung.

An eine Messanordnung zur automatischen bandbreiteabhängigen Gebührenerfassung in der Telekommunikation wird die Anforde­ rung gestellt, dass sie in einem sehr großen Messbereich ein­ setzbar ist. In Wellenlängenmultiplex-basierten Mietleitungen kann die Datenrate bei 34 Mbit/s, aber auch bei 2,5 Gbit/s liegen. Eine weitere Anforderung ist, dass keine die Struktur des Datensignals betreffenden Einschränkungen gemacht werden dürfen, außer denen, die durch übertragungstechnische Randbe­ dingungen immer existieren. Dies bedeutet, dass von einer hinreichend großen Flankendichte - Übergänge zwischen logisch Null und logisch Eins bzw. umgekehrt - angenommen werden kann.

Zur Zurückgewinnung der Taktfrequenz aus dem übertragenen Da­ tensignal wird eine Kopie 100 dieses Datensignals einem ers­ ten Frequenzdetektor 21 zugeführt, der die Taktfrequenz der Kopie 100 des Datensignals grob bestimmt. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Flankenzähler, der die in einem festen Zeitintervall auftretenden Flanken zählt. Das Zeitintervall wird durch eine Zeitbasis 80 vorgegeben. Das dadurch erreich­ te Zählergebnis wird einer Steuer- und Auswerteeinheit 70 zu­ geführt. Diese berechnet daraus einen Schätzwert für die Taktfrequenz. Der Schätzwert kann jedoch nicht als Basis für die Berechnung der Gebühr des Dienstnehmers herangezogen wer­ den, da er mit relativ großen Unsicherheiten, die im Bereich von 20% liegen, behaftet ist. Dies rührt daher, dass die Flankendichte sowohl von den tatsächlich übertragenen Daten als auch vom verwendeten Leitungscode abhängt.

Die Kopie 100 des Datensignals wird daher zusätzlich noch ei­ nem zweiten Frequenzdetektor 22 zugeführt. Dieser vergleicht die Taktfrequenz der Kopie 100 des Datensignals mit einem von einem spannungsgesteuerten Oszillator 40 erzeugten Taktfre­ quenzschätzsignal 500. Dem spannungsgesteuerten Oszillator 40 ist ein programmierbarer Frequenzteiler 50 nachgeschaltet. Dieser wird von der Steuer- und Auswerteeinheit 70 so einge­ stellt, dass das Taktfrequenzschätzsignal 500 bis auf unge­ fähr 25% mit der tatsächlichen Taktfrequenz übereinstimmt. Die Information hierfür stammt aus der mit dem ersten Fre­ quenzdetektor 21 gewonnenen Schätzung. Der zweite Frequenzde­ tektor 22 erzeugt ein Ausgangssignal 220, welches proportio­ nal zur Frequenzdifferenz zwischen der Kopie 100 des Daten­ signals und dem Taktfrequenzschätzsignal 500 ist. Als zweiter Frequenzdetektor 22 eignet sich beispielsweise ein Rotations­ frequenzdetektor. Das vom zweiten Frequenzdetektor 22 erzeug­ te Ausgangssignal 220 wird einem Regler 30 zugeführt. Bei­ spielsweise handelt es sich um einen PI-Regler. Das Regler­ ausgangssignal wird dem Steuereingang des spannungsgesteuer­ ten Oszillators 40 zugeführt. Somit ergibt sich ein geschlos­ sener Regelkreis 10.

Durch den geschlossenen Regelkreis wird nach einer Übergangs­ zeit eine Übereinstimmung der Frequenz des Taktfrequenz­ schätzsignals 500 mit der Taktfrequenz der Kopie 100 des Da­ tensignals erreicht. In diesem eingeschwungenem Zustand wird das Taktfrequenzschätzsignal 500 einem Zähler 60 zugeführt. Dieser zählt die Anzahl der Perioden innerhalb einer Refe­ renzzeit, beispielsweise einer Sekunde. Dazu wird der Zähler 60 von der Steuer- und Auswerteeinheit 70 zu Beginn einer Messung zurückgesetzt und der Zählerstand nach Ablauf der Messzeit ausgelesen. Die Steuer- und Auswerteeinheit 70 legt die Messzeit aufgrund der Information aus der Zeitbasis 80 fest.

Eine Messung der Taktfrequenz darf erst im eingeschwungenem Zustand des Regelkreises 10 erfolgen. Deshalb wir das vom zweiten Frequenzdetektor 22 erzeugte Ausgangssignal 220 außer dem Regler 30 auch der Steuer- und Auswerteeinheit 70 zuge­ führt. Diese erkennt das Erreichen des eingeschwungenen Zu­ stands daran, dass der Betrag des vom zweiten Frequenzdetek­ tor 22 erzeugte Ausgangssignal 220 unter einem bestimmten Schwellenwert abfällt.

Da die Schätzung der Taktfrequenz durch den ersten Frequenz­ detektor 21 nur grob möglich ist, kann es vorkommen, dass die Steuer- und Auswerteeinheit 70 den programmierbaren Frequenz­ teiler 50 auf einen falschen Wert einstellt. Dann kann das vom zweiten Frequenzdetektor 22 erzeugte Ausgangssignal 220 nicht verschwinden und eine Messung der Frequenz des Taktfre­ quenzschätzsignals 500 kann nicht gestartet werden. Um dies zu verhindern, werden der Steuer- und Auswerteeinheit 70 vom spannungsgesteuerten Oszillator 40 zwei Signale 401, 402 zu­ geführt. Diese zeigen an, ob der spannungsgesteuerte Oszilla­ tor 40 an seiner oberen oder unteren Abstimmgrenze angelangt ist. Ist der spannungsgesteuerte Oszillator 40 an seiner obe­ ren Abstimmgrenze angelangt, muss die Steuer- und Auswerte­ einheit 70 den Teilfaktor des programmierbaren Teilers 50 er­ niedrigen. Ist der spannungsgesteuerte Oszillator 40 dagegen an seiner unteren Abstimmgrenze angelangt, so erfolgt eine Erhöhung des Teilfaktors des programmierbaren Teilers 50.

Die Steuer- und Auswerteeinheit 70 berechnet schließlich aus dem am Ende einer Messung aus dem Zähler 60 ausgelesenen Zäh­ lerstand die Taktfrequenz der Kopie 100 des Datensignals und leitet dieses Ergebnis an eine Ausgabeeinheit 90 zur Ausgabe weiter.

Die oben beschriebene Messung der Taktfrequenz wird zyklisch wiederholt, um eine Änderung der durch den Dienstnehmer ge­ nutzten Bandbreite in Echtzeit feststellen zu können. Die Pe­ riode des Zyklus kann dabei vorgegeben werden.

Claims (6)

1. Anordnung zur automatischen bandbreiteabhängigen Gebüh­ renerfassung in der Telekommunikation, dadurch gekennzeichnet, dass
sie einen ersten Frequenzdetektor (21) zur groben Ermittlung der Taktfrequenz einer Kopie (100) des Datensignals aufweist, der mit einer Zeitbasis (80) verbunden ist;
sie einen zweiten Frequenzdetektor (22) aufweist, der die Taktfrequenz mit einem Taktfrequenzschätzsignal (500) ver­ gleicht und der in einen Regelkreis (10) zur Ermittlung der Taktfrequenz der Kopie (100) des Datensignals eingebunden ist;
der Regelkreis (10) mit einem Zähler (60) verbunden ist;
der erste Frequenzdetektor (21), die Zeitbasis (80), der Re­ gelkreis (10) und der Zähler (60) jeweils mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (70) verbunden sind und
die Steuer- und Auswerteeinheit (70) mit einer Ausgabeeinheit (90) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Regelkreis (10) der zweite Frequenzdetektor (22) mit einem Regler (30) verbunden ist, dieser mit einem spannungsgesteu­ erten Oszillator (40), dieser mit einem Frequenzteiler (50) und dieser mit dem zweiten Frequenzdetektor (22).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Regelkreis (10) mit der Steuer- und Auswerteeinheit (70) zwischen dem zweiten Frequenzdetektor (22) und dem Regler (30), vom spannungsgesteuerten Oszillator (40) aus und zum Frequenzteiler (50) verbunden ist;
und der Regelkreis (10) mit dem Zähler (60) zwischen dem Fre­ quenzteiler (50) und dem zweiten Frequenzdetektor (22) ver­ bunden ist.

4. Verfahren zur automatischen bandbreiteabhängigen Gebüh­ renerfassung in der Telekommunikation mit folgenden Schrit­ ten:
Einem Dienstnehmer wird ein Dienst mit variabl gestaltbarer Bandbreite von einem Dienstleister ab einem bestimmten Zeit­ punkt zur Übertragung eines Datensignals zur Verfügung ge­ stellt;
Messen der Nutzungsdauer und des Nutzungszeitpunktes durch den Dienstleister und
Ermitteln des Preises für die vom Dienstnehmer beanspruchten Dienstleistungen aufgrund der erfassten Daten und von in ei­ nem Vertrag festgelegten Berechnungsverfahren;
die während der Nutzungsdauer genutzte Bandbreite wird zu­ sätzlich zur Nutzungsdauer und Nutzungszeit gemessen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Messung der genutzten Bandbreite mittels der Taktfrequenz des synchron übertragenen Datensignals erfolgt, indem aus ei­ ner Kopie (100) des Datensignals dessen Taktfrequenz zurück­ gewonnen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Taktfrequenz der Kopie (100) des Datensignals zyklisch wiederholt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Taktfrequenz der Kopie (100) des Datensignals eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet wird.