Agregación de tráfico ADSL y 3G en entorno de pasarela local.

Un dispositivo de pasarela (9) para conectar simultáneamente un dispositivo a una pluralidad de redes,

incluyendo una red primaria y una red secundaria, dicha red secundaria que es una red de telecomunicacionesmóviles (12), la pasarela que comprende:

- una pluralidad de módulos de comunicación (1, 2), cada módulo de comunicación configurado para estableceruna conexión y transferir datos con una red respectiva, el módulo de comunicación que corresponde con la redprimaria que además está configurada para obtener una dirección IP para comunicar con la primera red primaria;y

- medios de agregación (3) que comprenden:

una unidad de asignación (7) configurada para asignar una dirección IP que es idéntica a la dirección IPobtenida para la conexión establecida de la red primaria a las conexiones restantes; y

una unidad de intercambio de datos (8) configurada para intercambiar tráfico de datos a través de las redessimultáneamente.

Agregación de tráfico ADSL y 3G en entorno de pasarela local

Campo de la invención La presente invención está comprendida dentro del campo de las telecomunicaciones, y más específicamente se refiere a accesibilidad al servicio de datos establecida simultáneamente a través de radio mediante redes móviles y a través de red cableada/fija.

Antecedentes de la invención En la tecnología de vanguardia, hay varias soluciones capaces de trabajar tanto con tecnologías móviles como fijas pero todavía, no simultáneamente. 3G y ADSL, las tecnologías preferidas que están desplegadas globalmente, se consideran frecuentemente excluibles. A pesar de esta idea, existen varias soluciones que usan 3G y ADSL en la técnica anterior. No obstante, 3G se emplea meramente como un respaldo de ADSL.

Como un desarrollo adicional, una compañía llamada Workman Engineering ha fabricado un dispositivo – el “Encaminador Wifi Ivor y II” – que combina conexiones a Internet inalámbricas y/o cableadas en uno usando redes independientes con diferentes direcciones IP. La combinación de las dos conexiones se logra multiplexando.

Otro ejemplo de la técnica anterior es la US 2008019272, que describe un sistema de multiplexación de tráfico DS1 a través de dispositivos Ethernet cableados e inalámbricos. DS1 es un estándar para transmitir voz y datos. Este documento trata de transmisión de tráfico especialmente usando TDM (multiplex por división en el tiempo) en sistemas Ethernet para transmitir tráfico de voz conjuntamente con tráfico de datos.

Las soluciones existentes tratadas anteriormente carecen de flexibilidad. De esta manera sería deseable dotar a los clientes que usan servicios de datos, con un dispositivo que tenga simultáneamente capacidades fijas y móviles.

La GB-2.462.939 se refiere a un sistema de comunicaciones de correo electrónico que tiene una conexión inalámbrica secundaria a Internet, en caso de que la conexión primaria falle. Se proporciona un enlace inalámbrico a un punto de acceso, que encamina los datos recibidos a través de una dirección IP estática pública asociada con el punto de acceso a una dirección IP estática privada.

Un producto comercializado por Draytek como Vigor2955 es un encaminador de banda ancha con una interfaz WAN dual. Se implementa una facilidad de red privada virtual (VPN) de capa de conexión segura (SSL) .

Descripción de la invención La presente invención lograr esta meta estableciendo un procedimiento que permite una dirección IP única para ambas conexiones, fija y móvil. Esto supone que los paquetes se encaminan a través de ambas redes.

Según la presente invención, hay proporcionado un dispositivo de pasarela para conectar simultáneamente un dispositivo a una pluralidad de redes, incluyendo una red primaria y una red secundaria, dicha red secundaria que es una red de telecomunicaciones móviles, la pasarela que comprende:

- una pluralidad de módulos de comunicación cada módulo de comunicación configurado para establecer una conexión y transferir datos con una red respectiva, el módulo de comunicación que corresponde con la red primaria que además está configurada para obtener una dirección IP para comunicar con la primera red primaria; y

-medios de agregación que comprenden:

una unidad de asignación configurada para asignar una dirección IP única obtenida a partir de la conexión establecida de la red primaria a las conexiones restantes usando la dirección obtenida desde dicha conexión establecida; y

una unidad de intercambio de datos configurada para intercambiar tráfico de datos a través de las redes simultáneamente.

Según un aspecto adicional de la invención se proporciona un módulo de control para el dispositivo de pasarela que comprende:

- una unidad de detección configurada para calcular, para cada red, los retardos de paquetes y la carga de tráfico de datos;

- una unidad de regulación configurada para regular el tráfico de datos sobre cada red.

También es un objeto de la invención un método para agregación de tráfico de datos sobre una pluralidad de redes, dichas redes que incluyen una red primaria y una red secundaria, dicha red secundaria que es una red de telecomunicación móvil, el método que comprende los pasos de:

- establecer una primera conexión a la red primaria a fin de obtener una dirección IP para comunicar con dicha red primaria;

- establecer al menos una conexión secundaria que tiene una dirección IP idéntica a la conexión primaria, dicha conexión secundaria que es una conexión sobre la red secundaria, usando la dirección IP obtenida a partir de la conexión de la red primaria; e

- intercambiar tráfico de datos sobre la red primaria y sobre la red secundaria.

Aún otros rasgos de la presente invención son proporcionar un método de detección, para cada red, de si un estado de congestión está próximo a ser alcanzado, y regular el tráfico de datos sobre la redes, mediante una implementación de un mecanismo de ecualización de retardo, a fin de evitar una degradación del rendimiento.

Como se puede ver, la presente invención se basa en una conexión IP única, la misma para ambas conexiones, cada una que tiene su propio camino para transportar el tráfico.

Esta disposición tiene ventajas sobre la técnica anterior tratada anteriormente debido a que permite que el ancho de banda sea compartido entre diferentes aplicaciones que usan la misma dirección IP pública y se ejecutan sobre diferentes caminos, esto es diferentes redes. Por el contrario, las soluciones de la técnica anterior no emplean una dirección IP única sino una IP por red. Como consecuencia de usar diferentes direcciones IP, el ancho de banda no se puede compartir entre aplicaciones. Los recursos que están disponibles en una conexión no pueden ser reasignados adecuadamente a otra conexión si dichas conexiones tienen diferentes direcciones IP.

Debido a este hecho, dos conexiones establecidas que usan la misma IP para transmitir y recibir tráfico de datos sobre las respectivas redes, surge un problema en caso de que dichas redes tuvieran diferentes retardos. Esta invención también proporciona un mecanismo de ecualización de dichos retardos.

En aras de la claridad, la descripción aquí se refiere a una conexión fija única y una conexión móvil única, pero la misma invención se puede aplicar en caso de varias redes fijas y varias redes móviles, en las cuales la primera conexión que consigue una dirección IP se define como la conexión primaria.

Como ejemplo, se consideran los siguientes casos:

• Conexión primaria: ADSL; otra red: 3G

• Conexión primaria: ADSL; otra red: LTE

• Conexión primaria: ADSL; otra red 3G y LTE

• Conexión primaria: red fija basada en fibra; otra red 3G

• Conexión primaria: 3G; otra red: LTE

En el texto que viene el caso ADSL + 3G será el escenario considerado preferido.

Además, cuando se trata de este planteamiento vale la pena tener en cuenta cómo se manejan los retardos de paquetes. En particular, los rendimientos TCP se pueden ver afectados cuando las redes implicadas introducen retardos de transmisión muy diferentes, como ocurre algunas veces, especialmente cuando las redes son de una naturaleza y arquitectura diferentes como en el caso de redes basadas en móvil y fijo.

Como se indicó anteriormente, también se aborda un mecanismo de ecualización de dichos retardos por la presente invención. Se propone una función específica para manejar, en el protocolo de transporte TCP, los diferentes retardos que pueden sufrir los paquetes.

Breve descripción de los dibujos Una serie de dibujos que ayudan a una mejor comprensión de la invención y que están expresamente relacionados con una realización de dicha invención, presentada como un ejemplo no limitante de la misma, se describen más adelante muy brevemente.

La Figura 1 muestra un ejemplo de arquitectura según la presente invención.

La Figura 2 muestra una Arquitectura de red móvil que incluye una GERAN y una UTRAN.

La Figura 3 muestra una realización según la presente invención.

Descripción de una realización preferida de la invención Una pasarela residencial o local (9) (HG) es un dispositivo de interconexión de red, usado como una pasarela para conectar dispositivos (10) en el hogar a Internet (16) u otra WAN. Por ejemplo, un módem se considera una HG. A fin de entregar tráfico simultáneamente de una forma eficiente a través de múltiples redes, por ejemplo a través de una red basada en fijo como ADSL y una red móvil... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo de pasarela (9) para conectar simultáneamente un dispositivo a una pluralidad de redes, incluyendo una red primaria y una red secundaria, dicha red secundaria que es una red de telecomunicaciones móviles (12) , la pasarela que comprende:

- una pluralidad de módulos de comunicación (1, 2) , cada módulo de comunicación configurado para establecer una conexión y transferir datos con una red respectiva, el módulo de comunicación que corresponde con la red primaria que además está configurada para obtener una dirección IP para comunicar con la primera red primaria; y

- medios de agregación (3) que comprenden:

una unidad de asignación (7) configurada para asignar una dirección IP que es idéntica a la dirección IP obtenida para la conexión establecida de la red primaria a las conexiones restantes; y

una unidad de intercambio de datos (8) configurada para intercambiar tráfico de datos a través de las redes simultáneamente.

2. El dispositivo de pasarela según la reivindicación 1, caracterizado porque además comprend.

15. un módulo de control (4) que comprende

una unidad de detección (5) configurada para calcular, para cada red, los retardos de paquetes y la carga de tráfico de datos; una unidad de regulación (6) configurada para regular tráfico de datos sobre cada red.

3. El dispositivo de pasarela según la reivindicación 1 o 2, en donde al menos la red primaria es una red cableada 20 basada en una tecnología seleccionada de:

- xDSL,

-ADSL,

-VDSL,

-Fibra; 25 y la red de telecomunicaciones móviles está basada en una tecnología seleccionada de:

- UMTS,

- GSM,

- LTE basada en FDD,

- LTE basada en TDD.

30. LTE Avanzada.

4. El dispositivo de pasarela según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de regulación (6) regula el tráfico de datos, estableciendo niveles de prioridad basados en al menos uno de los siguientes criterios:

- retardos de paquetes de cada red,

- carga de cada red, 35 y combinaciones de los mismos.

5. El dispositivo de pasarela según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad de detección (5) está dispuesta para medir la diferencia de RTT medio entre las redes y determinar si desencadenar, en dependencia de un umbral de seguridad configurable (X) , un mecanismo de ecualización de retardo a fin de evitar una degradación del rendimiento.

6. Un método para agregación de tráfico de datos sobre una pluralidad de redes, dichas redes que incluyen una red primaria y una red secundaria, dicha red secundaria que es una red de telecomunicación móvil (12) , el método que comprende los pasos de:

- establecer una primera conexión a la red primaria a fin de obtener una dirección IP para comunicar con dicha

red primaria; 10

- establecer al menos una conexión secundaria que tiene una dirección IP idéntica a la conexión primaria, dicha conexión secundaria que es una conexión sobre la red secundaria, usando la dirección IP obtenida a partir de la conexión de red primaria; y

- configurar la red primaria y la red secundaria para permitir el intercambio de tráfico de datos sobre las redes 5 primaria y secundaria simultáneamente.

7. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según la reivindicación 6, caracterizado porque además comprende los pasos de

- detectar, para cada red, si un estado de congestión está próximo a ser alcanzado, y

- regular el tráfico de datos sobre las redes, mediante una implementación de un mecanismo de ecualización de 10 retardo, a fin de evitar una degradación del rendimiento.

8. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el paso de establecer una conexión secundaria comprende:

- solicitar el establecimiento de un contexto PDP usando la dirección IP de la conexión primaria,

- activar el contexto PDP mediante la red radio móvil en dependencia de una información previa a fin de obtener 15 una dirección IP válida para al menos una conexión radio.

9. El método según la reivindicación 6 o 7, en donde la red primaria es una red cableada basada en una tecnología seleccionada de:

- xDSL,

-ADSL (11) ,

- VDSL, y la red radio móvil está basada en una tecnología seleccionada de:

- UMTS (22) ,

- GSM (23) ,

- LTE basada en FDD.

25. LTE basada en TDD,

- LTE Avanzada.

10. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según las reivindicaciones 7 y 9, caracterizado porque el paso de detectar un estado de congestión además comprende:

- enviar paquetes y recibir reconocimientos de dichos paquetes sobre la red cableada a fin de estimar un RTT 30 medio (RTT A) para dicha red,

- enviar paquetes y recibir reconocimientos de dichos paquetes sobre al menos una red radio móvil a fin de estimar un RTT medio (RTT B) ,

-medir la diferencia de RTT medio entre la cableada y cada una de las redes radio móvil para desencadenar, en dependencia de un umbral de seguridad configurable (X) , un mecanismo adecuado de ecualización de retardo

para la red que tiene el valor de RTT menor a fin de regular el tráfico de datos y evitar una degradación del rendimiento.

11. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según la reivindicación 10, caracterizado porque el mecanismo de ecualización de retardo comprende:

- producir un retardo artificial encolando los paquetes desde la red que tiene un RTT menor, y entregando

después de que se alcance un tiempo de espera, el tiempo de espera que se calcula en base a las diferencias de RTT para mantener un retardo similar a la red que tiene el RTT mayor.

12. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según la reivindicación 11, caracterizado porque el mecanismo de ecualización de retardo además comprende:

- establecer, para los canales de enlace ascendente y enlace descendente de la red que tiene el mayor RTT, un 45 umbral de contribución (Y_DL, Y_UL) que representa un porcentaje del flujo máximo con respecto al flujo máximo total,

- estimar periódicamente el flujo máximo para los canales de enlace descendente y de enlace ascendente y comparar con su umbral de flujo máximo respectivo (Y_DL, Y_UL) a fin de determinar si se alcanza una contribución significativa para al menos uno de los canales, y

- mantener el retardo artificial, encolando paquetes para las redes que tienen RTT menor, a condición de que la contribución de la red que tiene el RTT mayor sea significativa.

13. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de regular el tráfico de datos comprende:

- liberar una conexión a la red que tiene el RTT mayor a condición de que, para sus canales de enlace

ascendente y enlace descendente, no se alcance el umbral de contribución de flujo máximo y dicha red que tiene el RTT mayor sea una red radio móvil.

14. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde los pasos se realizan o bien en el dispositivo de pasarela (9) o bien en el encaminador común (13) .

15. El método para agregación de tráfico de datos radio y cableados según las reivindicaciones 7 y 9, caracterizado 15 porque los pasos de detección de retardos de paquetes además comprenden:

- enviar paquetes mediante el dispositivo de pasarela (9) sobre la red del menor RTT y recibir reconocimientos de dichos paquetes mediante el encaminador común sobre la red del mayor RTT y enviar paquetes mediante el dispositivo de pasarela (9) sobre la red del mayor RTT y recibir reconocimientos de dichos paquetes mediante el encaminador común sobre la red del menor RTT a fin de lograr en media un RTT similar para todos los paquetes.

16. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según las reivindicaciones 7 y 9, caracterizado porque los pasos de detectar retardos de paquetes además comprenden: enviar paquetes mediante el encaminador común sobre la red del menor RTT y recibir reconocimientos de dichos paquetes mediante el dispositivo de pasarela (9) sobre la red del mayor RTT y enviar los paquetes mediante el encaminador común (13) sobre la red del mayor RTT y recibir reconocimientos de dichos paquetes mediante el dispositivo de pasarela (9)

sobre la red del menor RTT a fin de lograr en media un RTT similar para todos los paquetes.

17. El método para agregación de tráfico de datos sobre diferentes redes según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, caracterizado porque el paso de regular el tráfico de datos comprende establecer una prioridad especial a dispositivos con una dirección IP que pertenece a un abonado de una red cableada a fin de dar mejor calidad de servicio a los usuarios con conexión de radio móvil solamente.