DE10210742A1 - Network optimised end to end protocol has protocol conversion at circuit to packet switched interface or in circuit terminal unit - Google Patents
Network optimised end to end protocol has protocol conversion at circuit to packet switched interface or in circuit terminal unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur netzoptimierten Nutzung von End-to-End Protokollen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for network-optimized Use of end-to-end protocols according to the generic term of Claim 1.
Der Term End-to-End bei entsprechenden Protokollen zur Datenübertragung suggeriert, daß das Protokoll von einer Quelle bis zum Endgerät (End-User) geführt wird. Am Beispiel des TCP/IP-Protokolls, wie es im Internet verwendet wird, wird in der Praxis das Protokoll bis zum Browser, der sich auf dem Endgerät, beispielsweise einen PC, befindet, geführt und endet dort. The term end-to-end for corresponding protocols Data transmission suggests that the protocol is from one source to the end device (end user). Using the example of TCP / IP protocol, as used on the Internet, is used in practice the protocol down to the browser that is on the Terminal, for example a PC, is located, guided and ends there.
Genauer, zur Übertragung von Daten zwischen beispielsweise dem Browser eines Endgeräts und einer Internetanwendung werden im allgemeinen zwei Bereiche eines Netzes verwendet. So ist das Endgerät über eine geschaltete Leitung eines ersten Verbindungsbereichs (circuit switching) mit einem zweiten Verbindungsbereich verbunden, in dem eine Packetvermittlung (packet switching) durchgeführt wird. In dem zweiten Verbindungsbereich sind die zu übertragenden Daten in Pakete angeordnet, wobei jedes Paket ein Kopfteil (Header) mit paketspezifischer Information (Headerinformation) wie Adresse des Empfängers sowie des Absenders, Paketnummer etc. aufweist. An der Schnittstelle zum leitungs- oder kanalverbundenen ersten Verbindungsbereich werden diese Pakete transparent auf den geschalteten Kanal bzw. die Leitung umgesetzt und unverändert an den Browser übertragen, der diese einzelnen Pakete zusammensetzt und die darzustellende Information generiert. More specifically, for transferring data between, for example the browser of an end device and an internet application two areas of a network are generally used. So is the terminal via a switched line of a first Connection area (circuit switching) with a second Connection area connected in which a packet switch (packet switching) is carried out. In the second The connection area is the data to be transmitted in packets arranged, with each packet having a header package-specific information (header information) such as address of the Recipient, sender, package number, etc. At the interface to the line or channel connected In the first connection area, these packets are transparent the switched channel or line implemented and transferred unchanged to the browser of these individual packages composed and generated the information to be displayed.
Dies hat zur Folge, daß der Anschluß des Endgeräts in der "last mile" möglichst breitbandig ausgelegt werden muß, da eine große Datenmenge zwischen dem Browser des Endgeräts und der packetvermittelten zweiten Verbindungsebene transportiert werden muß. Für leitungsgebundene Anschlüsse werden daher schnelle Technologien wie ADSL für die "letzte Meile" verwendet. This has the consequence that the connection of the terminal in the "last mile" must be designed as broadband as possible, because a large amount of data between the browser of the end device and the packet-switched second connection level must become. Therefore, for wired connections fast technologies like ADSL for the "last mile" used.
Für mobile Anwendungen im Mobilfunkbereich ist jedoch der Datendurchsatz auf der Funkstrecke aus physikalischen Gründen begrenzt und die Bandbreite kann schon aus Kostengründen nicht "beliebig" erweitert werden. Ferner sind im TCP/IP-Protokoll die für den Funkverkehr typischen gestörten Übertragungskanäle nicht vorgesehen. For mobile applications in the mobile radio area, however, is the Data throughput on the radio link for physical reasons limited and the bandwidth can be for cost reasons cannot be extended "arbitrarily". Furthermore, in TCP / IP protocol the typical interference for radio traffic Transmission channels not provided.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Datenübertragung für End-to-End-Applikationen für ein Endgerät über ein Datenübertragungsnetz zu schaffen, das eine Anbindung an ein Protokoll eines Netzes, beispielsweise ein TCT/IP-Protokoll, mit einem an das Netz optimierten Datenverkehr zwischen Endgerät und Netz ermöglicht. The invention is therefore based on the object of a method for data transmission for end-to-end applications for a To create a terminal over a data transmission network, the one Connection to a protocol of a network, for example a TCT / IP protocol, with one optimized to the network Enables data traffic between the terminal and the network.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. The task is characterized by the features of the procedure Claim 1 solved. Preferred embodiments of the invention are the subject of the subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Übertragung von Daten zwischen einer Quelle und einem Endgerät über ein Kommunikationsnetz unter Verwendung eines paketorientierten Protokolls und eines Protokollwandlers, der das paketorientierten Protokolls wandelt, wobei das paketorientierte Protokoll im Protokollwandler terminiert und das Kommunikationsnetz einen mit dem Endgerät verbundenen leitungs- oder kanalvermittelnden ersten Bereich sowie einen mit dem ersten Bereich verbundenen paketvermittelnden zweiten Bereich aufweist, ist der Protokollwandler im ersten leitungsvermittelnden Bereich oder in der Schnittstelle zwischen ersten und zweiten Bereich des Kommunikationsnetzes angeordnet. In the method according to the invention for the transmission of data between a source and a terminal via one Communication network using a packet-oriented protocol and a protocol converter that does the packet-oriented Protocol converts, the packet-oriented protocol in the Protocol converter terminates and the communication network one with the line or channel switching connected to the terminal first area and one connected to the first area has packet-mediating second area is the Protocol converter in the first circuit-switching area or in the interface between the first and second area of the Communication network arranged.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Protokollwandler im Einwahlknoten des Kommunikationsnetzes angeordnet, der für das Endgerät zuständig ist. In a further preferred embodiment, the Protocol converter in the dial-in node of the communication network arranged, which is responsible for the terminal.
Im Fall einer Anbindung des Endgeräts an das Kommunikationsnetz über ein Mobilfunksystem ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Protokollwandler im Radio Access Network, beispielsweise in einer zugehörigen Basisstation BS (oder BSC), im Base Station Center (BSC) oder im Core, beispielsweise der zugehörigen Mobilvermittlungsstelle MSC, des Mobilfunksystems angeordnet. In the case of a connection of the end device to the Communication network via a mobile radio system is in another preferred embodiment of the protocol converter in radio access Network, for example in an associated base station BS (or BSC), in the Base Station Center (BSC) or in the core, for example the associated mobile switching center MSC, des Mobile radio system arranged.
Zur Verminderung der an das Endgerät zu übertragenden Daten entfernt der Protokollwandler zur Weiterübertragung der Daten an das Endgerät vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig die paketspezifischen Informationen der Pakete. To reduce the data to be transmitted to the terminal the protocol converter is removed for further transmission of the data to the terminal preferably at least partially or complete the package-specific information of the packages.
Vorzugsweise faßt der Protokollwandler eine Vielzahl von Paketen zu einem Block zusammen und überträgt diesen Block weiter an das Endgerät. Insbesondere kann ein Block alle zusammengehörigen Pakete einer Informationseinheit aufweisen, wobei zur Blockbildung die Pakete einer Informationseinheit im Protokollwandler zwischengespeichert werden, bis das letzte Paket der Informationseinheit im Protokollwandler eingetroffen ist. Im Fall des Internet kann eine Informationseinheit beispielsweise durch eine zu übertragende Webseite gebildet werden. The protocol converter preferably contains a multiplicity of Packets together in a block and transmits this block on to the end device. In particular, one block can do all have related packets of an information unit, the packets of an information unit in the Protocol converters are cached until the last one Package of the information unit in the protocol converter has arrived. In the case of the Internet, one unit of information for example formed by a website to be transmitted become.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform paßt der Protokollwandler die an das Endgerät zu übertragenden Daten an das Anzeigeformat des Endgeräts an. In a further preferred embodiment, the Protocol converter the data to be transmitted to the terminal to the Display format of the end device.
Vorzugsweise wird das paketorientierte Protokoll durch das TCP/IP Protokoll gebildet, wobei der Protokollwandler durch einen Browser gebildet werden kann. The packet-oriented protocol is preferably carried out by the TCP / IP protocol formed, the protocol converter by a browser can be formed.
Ferner kann die Datenübertragung zwischen dem Protokollwandler und dem Endgerät mit einer sicheren Infrastruktur durchgeführt werden. Furthermore, the data transmission between the Protocol converter and the end device with a secure infrastructure be performed.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. A preferred embodiment of the invention will explained below with reference to the drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Anbindung eines Nutzers an ein Kommunikationsnetz mit bekannter Anordnung des Browsers im Endgerät des Nutzers, Fig. 1 is a schematic representation showing the connection of a user to a communication network with a known arrangement of the browser in the terminal of the user,
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der bekannten Anbindung eines Endgeräts an ein Kommunikationsnetz mit erstem und zweitem Verbindungsbereich, Fig. 2 is a schematic illustration of the known connection is a terminal to a communication network having first and second connecting portion,
Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anbindung eines Endgeräts, Fig. 3 shows a first embodiment of the connection according to the invention a terminal,
Fig. 4 zeigt die Anordnung des Protokollwandlers im ersten Einwahlknoten eines Festnetzes, und Fig. 4 shows the arrangement of the protocol converter in the first dial-in node of a fixed network, and
Fig. 5 zeigt die Anordnung des Protokollwandlers im Fall der Anbindung des Endgeräts an das Kommunikationsnetz über ein Mobilfunknetz. Fig. 5 shows the arrangement of the protocol converter in the case of connecting the terminal to the communication network via a mobile radio network.
Fig. 1 zeigt eine bekannte Anbindung eines Endgeräts PC über ein Protokoll TCP/IP an einen Serviceprovider SP zur Erstellung einer Anbindung an das Internet INT. Ein Browser PW ist üblicherweise im Endgerät PC angeordnet, so daß das Protokoll TCP/IP im Endgerät PC terminiert. Das Endgerät PC weist ferner die üblichen Komponenten wie Display D, Tastatur T und Maus M auf, die PC-spezifische Protokolle ungleich dem TCP/IP-Protokoll benutzen. FIG. 1 shows a known connection of a terminal PC via a TCP / IP protocol to a service provider SP to create a connection to the Internet INT. A browser PW is usually arranged in the terminal PC, so that the protocol TCP / IP terminates in the terminal PC. The terminal PC also has the usual components such as display D, keyboard T and mouse M, which use PC-specific protocols unlike the TCP / IP protocol.
Fig. 2 zeigt die derzeit übliche Anbindung eines Endgeräts EG, das nicht notwendigerweise eine Personalcomputer PC sein muß, an ein Kommunikationsnetz K. Diese Kommunikationsnetz K weist einen ersten Bereich CS auf, in der eine leitungs- bzw. kanalgeschaltete Vermittlung erfolgt. Mit anderen Worten, das Endgerät ist als einziges Endgerät über eine fest zugewiesene Leitung L (oder Kanal) mit einer Schnittstelle S des Kommunikationsnetzes K verbunden. An dieser Schnittstelle S erfolgt der Übergang zum zweiten Bereich PS der paketvermittelten Verbindung, hier symbolisiert durch die Vielzahl der Leitungen L1-N. In dem paketvermittelnden Bereich PS weisen Informationspakte PK, die für das Endgerät EG bestimmt sind, jeweils Header Hd auf, in denen verschiedene paketspezifische Informationen, wie beispielsweise Empfangsadresse, Sendeadresse, Paketnummer etc., angeordnet sind. Diese Art der Paketvermittlung von Daten ist bekannt, und braucht hier nicht weiter erläutert werden. Die Datenpakete passieren transparent mit ihrem gesamten Overhead die Schnittstelle S zwischen paketvermittelndem Bereich PS und leitungsgeschaltetem Bereich CS und werden auf die zum Endgerät führende Leitung L geschaltet. In Endgerät EG wird durch einen im Endgerät angeordneten Protokollwandler PW, hier einen Browser, die in den Paketen Pk angeordneten Informationen zur Darstellung oder Ausgabe auf dem Endgerät gewandelt. Fig. 2 shows the currently common connection of a terminal EC that is not a personal computer PC must necessarily be, to a communications network K. This communication network K comprises a first region CS in which a circuit-switched or channel switching is carried out. In other words, the terminal is the only terminal connected to an interface S of the communication network K via a permanently assigned line L (or channel). The transition to the second area PS of the packet-switched connection takes place at this interface S, here symbolized by the large number of lines L1-N. In the packet-switching area PS, information packets PK which are intended for the terminal EG each have headers Hd, in which various packet-specific information, such as, for example, the receiving address, sending address, packet number, etc., are arranged. This type of packet switching of data is known and need not be explained further here. The data packets pass transparently with their entire overhead the interface S between the packet-switching area PS and the line-switched area CS and are switched to the line L leading to the terminal. In the terminal EG, the information arranged in the packets Pk is converted by a protocol converter PW, in this case a browser, arranged in the terminal for display or output on the terminal.
Fig. 3 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Der Protokollwandler PW ist hier direkt in der Schnittstelle zwischen den beiden Ebenen CS und PS des Kommunikationsnetzes K angeordnet. Zur Verminderung der zum Endgerät EG zu übertragenden Daten werden im Protokollwandler PW zumindest Teile der paketspezifischen Headerinformation der Pakete Pk entfernt, da auf der geschalteten Leitung K keine Adreßinformation mehr benötigt wird. Ferner wird beispielsweise durch einen im Protokollwandler PW angeordneten Zwischenspeicher (nicht dargestellt) gesorgt, daß die an das Endgerät EG zu übermittelnden Pakete Pk' in der richtigen Reihenfolge übermittelt werden, damit die Daten beispielsweise zum Aufbau einer Webseite in der richtigen Reihenfolge an das Endgerät gelangen. Fig. 3 shows a first preferred embodiment of the invention. The protocol converter PW is arranged here directly in the interface between the two levels CS and PS of the communication network K. In order to reduce the data to be transmitted to the terminal EG, at least parts of the packet-specific header information of the packets Pk are removed in the protocol converter PW, since address information is no longer required on the switched line K. Furthermore, for example, a buffer (not shown) arranged in the protocol converter PW ensures that the packets Pk 'to be transmitted to the terminal EG are transmitted in the correct order so that the data reaches the terminal in the correct order, for example for the construction of a website ,
Ferner kann auch der Zwischenspeicher so ausgelegt sein, daß der Dateninhalt der Pakete Pk zwischengespeichert wird, bis ein vollständiger Datenblock, beispielsweise einer kompletten Web-Seite, an das Endgerät EG übertragen werden kann. Es ist auch möglich, die vom Overhead befreiten Pakete in der richtigen Reihenfolge zu einem Block vorgegebener Länge zwischenzuspeichern und dann zu übertragen, wenn der Block gefüllt ist. Eine derartige Blocklänge kann beispielsweise den Dateninhalt von 1000 Paketen umfassen. Im Protokollwandler kann weiterhin bereits eine Anpassung der an das Endgerät zu übertragenden Information an das Ausgabeformat der Anzeige des Endgeräts erfolgen. Hat also beispielsweise die Anzeige des Endgeräts ein Format von 3-Zoll und die Daten werden in einem 17-Zoll-Format geliefert, so kann der Protokollwandler bereits ein entsprechende Formatanpassung vornehmen, was die zu übertragende Datenrate weiter vermindert. Furthermore, the buffer store can also be designed such that the data content of the packets Pk is buffered until a complete data block, for example a complete one Web page to which terminal EG can be transferred. It is it is also possible to remove the packets in the correct order for a block of given length caching and then transferring when the block is filled is. Such a block length can, for example Include data content from 1000 packets. In the protocol converter continue to adapt to the terminal transferring information to the output format of the display of the Devices. So, for example, has the display of Devices have a 3-inch format and the data is in one 17-inch format supplied, so the protocol converter already make a corresponding format adjustment, which is too transmitted data rate further reduced.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Es sei KN der erste Einwahlknoten in ein Kommunikationsnetz K. Über diesen Einwahlknoten KN haben Teilnehmer T1, T32 und T3 sowie ein Endgerät EG Zugriff auf das Kommunikationsnetz K. Zur Verminderung der zu übertragenden Daten auf der geschalteten Verbindung L zwischen Endgerät EG und Einwahlknoten KN, ist der Protokollwandler PW im Einwahlknoten KN angeordnet. Fig. 4 shows a further embodiment of the invention. Let KN be the first dial-in node in a communication network K. Via this dial-in node KN, subscribers T1, T32 and T3 and a terminal EG have access to the communication network K. To reduce the data to be transmitted on the switched connection L between terminal EG and dial-in node KN, the protocol converter PW is arranged in the dial-in node KN.
Fig. 5 zeigt die Situation einer Anbindung des Endgeräts EG an das Kommunikationsnetz K über ein Mobilfunksystem. Das Endgerät EG hat hier die Funktionalität einer Mobilstation, die entsprechend ihrer örtlichen Position in kanalvermittelter Verbindung mit einer Basisstation BS1, BS2 oder BS3 steht. Diese Basisstationen BS1, BS2 und BS3 werden von einer Mobilvermittlungsstelle MSC an das Kommunikationsnetz K mit den Ebenen CS und PS weitervermittelt. Nun kann der Protokollwandler in der Schnittstelle zwischen der paketvermittelnden Ebene PS und der kanalverbundenen Ebene CS, in der Mobilvermittlungsstelle MSC oder in den Basisstationen BS1, Bs2 und Bs3 angeordnet sein. Fig. 5 shows the situation of a connection of the terminal EG to the communications network K over a cellular system. The terminal EG here has the functionality of a mobile station, which is in a channel-switched connection with a base station BS1, BS2 or BS3 according to its local position. These base stations BS1, BS2 and BS3 are relayed by a mobile switching center MSC to the communication network K with the levels CS and PS. The protocol converter can now be arranged in the interface between the packet-switching level PS and the channel-connected level CS, in the mobile switching center MSC or in the base stations BS1, Bs2 and Bs3.
In den oben geschilderten Fällen handelt es sich bei dem Kommunikationsnetz vorzugsweise um das Internet mit dem TCT/IP Protokoll. In the cases described above, this is the Communication network preferably around the Internet with the TCT / IP Protocol.
Durch die Wahl eines geeigneten Protokolls, das nicht TCP/IP entspricht, für die Datenübertragung zwischen dem Endgerät EG und dem Protokollwandler PW sind erhebliche Einsparungen an übertragenen Datenmengen, Latenzzeiten, Betriebsenergie und Sicherheitsrisiken möglich, wie dies aus der folgenden Erläuterung ersichtlich wird. By choosing an appropriate protocol that is not TCP / IP corresponds for data transmission between the terminal EG and the protocol converter PW are significant savings transferred data volumes, latency times, operating energy and Security risks are possible, as follows from the following Explanation becomes apparent.
Durch die Nutzung eines einfacheren Protokolls als TCP/IP ist der Traffic (= Datenmenge) zwischen Browser und Ein- und Ausgabegeräte beim Endnutzer nur ein Bruchteil des Verkehrs via TCP/IP, insbesondere wenn die Leitung zu den Ein- und Ausgabegeräte ungestört ist und ausschließlich für diese Geräte genutzt wird. So können der gesamte Overhead für die Header und alle Maßnahmen zur Fehlersicherung, wie sie auf der TCP- IP-Strecke nötig sind, entfallen. By using a simpler protocol than TCP / IP the traffic (= amount of data) between browser and input and Output devices for end users only a fraction of the traffic via TCP / IP, especially if the line to the inputs and Output devices is undisturbed and exclusively for these devices is being used. So the entire overhead for the headers and all measures for error protection as they are on the TCP IP route are not necessary.
Selbst im Falle von gestörten Verbindungen, wie beim Funk, ergeben sich erhebliche Verbesserung der Latenzzeiten, da Übertragungsmechanismen, die für die Drahtübertragung, geeignet aber für Funk z. B. wegen Fading Effekten ungeeignet sind, ohne jegliche Nachteile der Nutzung einer Applikation entfallen können (so die Thematik "sliding window" bei TCP-IP). Even in the event of disturbed connections, such as radio, there are significant improvements in latency, since Transmission mechanisms for wire transmission, suitable but for radio z. B. are unsuitable due to fading effects, without any disadvantages of using an application can be omitted (so the topic "sliding window" with TCP-IP).
Da der Browser Rechnerleistung erfordert, ist es für mobile Endgeräte - insbesondere mit Funk-Interface - sehr vorteilhaft, wenn die Energie für den Browser nicht im Endgerät selbst bereitgestellt werden muß. Zusätzlich verringert sich die Sendeleistung beträchtlich, da die zu übertragende Datenmenge erheblich geringer ist. Since the browser requires computing power, it is for mobile Terminal devices - especially with radio interfaces - are very good advantageous if the energy for the browser is not in the terminal itself must be provided. In addition, decreases the transmission power considerably since the one to be transmitted Amount of data is significantly less.
Wie die derzeitigen Bestrebungen deutlich zeigen, ist die Gewährung von Sicherheit (AAA) im Zusammenhang mit mobiler IP keineswegs trivial. Die (AAA) Problematik vereinfacht sich, wenn ein Betreiber den TCP-IP Browser in seinen Hoheits- und damit Sicherheitsbereich verlagert und seine eigene sichere Infrastruktur inklusive Funkstrecke mit seinen eigenen AAA Maßnahmen, beispielsweise im Sinn eines Firewalls oder Virenschutz nutzt. As the current efforts clearly show, the Granting of security (AAA) in connection with mobile IP by no means trivial. The (AAA) problem is simplified, if an operator controls the TCP-IP browser in its jurisdiction and thus shifted security area and its own secure Infrastructure including radio link with its own AAA Measures, for example in the sense of a firewall or Uses virus protection.
Außerdem ist ein Betreiber nicht mehr gebunden, ein sog. End- to-End Protokoll zum Endnutzer (Teilnehmer) transportieren zu müssen, sondern kann nach anderen Gesichtspunkten den IP-Verkehr flexibel terminieren, so z. B. um alle WWW-Zugriffe zu zentralisieren und ggf. zu koordinieren. Ferner kann der Protokollwandler direkt eine Anpassung der Daten an das Endgerät vornehmen, was insbesondere bei einer Anbindung über ein Mobilfunksystem wichtig ist, um einerseits die an das Endgerät zu übertragende Datenmenge möglichst klein zu halten und andererseits das Mobilteil von Rechenoperationen zu entlasten. In addition, an operator is no longer bound, a so-called final Transport to-end protocol to the end user (participant) must, but can be the other Schedule IP traffic flexibly, e.g. B. to all WWW access centralize and coordinate if necessary. Furthermore, the Protocol converter directly adjusts the data to the end device make what especially when connected via a Mobile radio system is important, on the one hand, to the device to keep the amount of data to be transferred as small as possible and on the other hand to relieve the handset of arithmetic operations.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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DE10210742A DE10210742A1 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Network optimised end to end protocol has protocol conversion at circuit to packet switched interface or in circuit terminal unit |
Applications Claiming Priority (1)
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DE10210742A DE10210742A1 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Network optimised end to end protocol has protocol conversion at circuit to packet switched interface or in circuit terminal unit |
Publications (1)
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DE10210742A1 true DE10210742A1 (en) | 2003-10-02 |
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DE10210742A Withdrawn DE10210742A1 (en) | 2002-03-12 | 2002-03-12 | Network optimised end to end protocol has protocol conversion at circuit to packet switched interface or in circuit terminal unit |
Country Status (1)
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- 2002-03-12 DE DE10210742A patent/DE10210742A1/en not_active Withdrawn
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