DE69929852T2 - Architektur eines Kommunikationssystems sowie entsprechender Mechanismus zum Prüfen einer Verbindung - Google Patents

Architektur eines Kommunikationssystems sowie entsprechender Mechanismus zum Prüfen einer Verbindung Download PDF

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    • H04L2012/5663—Support of N-ISDN

Description

  • Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Kommunikationssystem-Architektur und einen Verbindungs-Überprüfungsmechanismus hierfür, und sie ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, auf ein Netzwerk und einen Mechanismus anwendbar, der bestätigen kann, dass Verbindungen aufgebaut und in richtiger Weise Ende-zu-Ende über das Netzwerk für die Dauer eines Anrufs aufrecht erhalten werden. Die Erfindung findet Anwendung in Kombinations-Netzwerken, die Schmalband-Verbindungs-Strukturen mit einer Breitband-Funktionalität integrieren, obwohl die Erfindung in gleicher Weise auf getrennte Schmalband- oder getrennte Breitband-Systeme anwendbar ist.
  • Global gesehen befinden sich Telekommunikationssysteme allgemein in einer Übergangsphase zwischen digitalen Schmalband-Netzwerken der zweiten Generation (wie zum Beispiel dem globalen System für mobile Zellular-Kommunikation (GSM)) und zukünftigen digitalen Multimedien-Netzwerken (wie zum Beispiel dem universellen mobilen Telekommunikationssystem (UMTS)), das Breitbandfähigkeiten hat. Tatsächlich werden Funkfrequenz- (RF-) und drahtgebundene Systeme miteinander vereinigt, um den Informations-Übertragungs-Mechanismus zu verbessern, während gleichzeitig eine gewisse Flexibilität hinsichtlich der Mobilität innerhalb des Netzwerkes geschaffen wird. Beispielsweise werden Breitband- (typischerweise auf der Grundlage von Lichtleitfasern) Infrastruktur-Verbindungen verwendet, um die Informations-Übertragung (sowohl Sprache als auch Daten) zwischen zellularen Funkversorgungsbereichen zu unterstützen. Der Übergang auf Breitband-Systeme ist tatsächlich notwendigerweise erforderlich um Kommunikationen mit höheren Datenraten zu unterstützen, unter Einschluss von Video- und Internet-Anwendungen, deren Einsatz derzeit in Betracht gezogen wird und die auch bereits für Teilnehmer an dem Dienst verfügbar sind. Leider ergibt diese Übergangsphase auch mehrere Schwierigkeiten für Systembetreiber und verhindert eine unmittelbare Realisierung derartiger Breitband-Systeme. Beispielsweise sind bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein unabhängiges Breitbandsystem ein akzeptierter und frei verfügbarer Standard für alle Teilnehmer-Endgeräte wird (wie zum Beispiel die Zellulartelefone und Datenübertragungs-Geräte), die Systembetreiber zurückhaltend, ihre erheblichen Investitionen in die derzeitige Schmalband-Infrastruktur-Technologie abzuschreiben. Tatsächlich stellt diese Schmalband-Infrastruktur-Technologie bereits einen reichen Satz von Diensten und Dienste-Erzeugungs-Umgebungen zur Verfügung, die für den Einsatz in Breitband-Netzwerken neu realisiert werden müssten. Entsprechend müssen heutige Schmalband-Systeme angepasst werden, um sowohl Schmalband- als auch Breitband-Benutzer zu berücksichtigen, wobei diese Tatsache besonders für die Dienste- und Systemverwaltung, den Verbindungsaufbau und Zusammenwirkungs-Prozeduren zwischen diesen unterschiedlichen Formen von Netzwerken von Bedeutung ist.
  • Für eine effektive Migration zwischen Schmalband- und Breitband-Systemen müssen (für die Übergangsphase) Systembetreiber besonders ein Zusammenwirkungs- oder Netzanpassungs-Szenarium betrachten, bei dem alle Teilnehmer mit einem Schmalband-Netzwerk verbunden sind, jedoch ein oder mehrere zwischenliegende Breitband-Netzwerke zur Weiterleitung von Information zwischen diesen Schmalband-Teilnehmern verwendet werden. Eine Zwischenlösung sollte weiterhin die Dienste- und Systemverwaltung optimieren während außerdem eine Infrastruktur-Ausrüstung bereitgestellt werden sollte, die in einer vollständig breitbandigen Umgebung wiederverwendbar ist.
  • Im Einzelnen umfassen Telekommunikations-Netzwerke Knoten, die über Kommunikations-Ressourcen (die üblicherweise als „Verbindungsstrecken" bezeichnet werden) mit einer bestimmten Netzwerk-Technologie verbunden sind, die durch die Einrichtungen zur Übertragung von Benutzer- und Steuerinformationen entlang dieser Verbindungsstrecken und außerdem durch die Routenführungs- und Weiterleitungs-Funktion charakterisiert ist, die in den Knoten verkörpert sind. Der Ausdruck Routenführung wird dazu verwendet, den Prozess der Bestimmung des Pfades zu beschreiben, den die Information durch das Netzwerk nimmt, während die Weiterleitung der Prozess der Überführung von Information von einer Verbindungsstrecke zu einer anderen ist, das heißt die Information wird lediglich ohne jede Änderung von einer Kanal-Ressource zu einer anderen weitergeleitet. Routenführungs- und Weiterleitungs-Funktionen sind daher der Kern der der Entwicklung eines effizienten Systems, das optimierte Dienste- Fähigkeiten hat wobei Betreiber-Gewinne und Teilnehmer-Dienste-Gebühren von Natur aus bei einer derartigen Optimierung miteinander verknüpft sind.
  • Wenn GSM als ein Beispiel einer Form eines digitalen Schmalband-Netzwerkes betrachtet wird, so wird die Benutzer- und Steuerinformation (oder die „Daten") verschachtelt, wobei eine Zeitmultiplexierung (TDM) auf einem 64 kbit pro Sekunde (kbps) pulscodemodulierten (PCM) Trägerkanal verwendet wird. Im einzelnen werden die 64 kbps Trägerkanäle, die typischerweise mit einer Pulscodemodulation kodiert sind, zwischen dem Basis-Station-Teilsystem (BSS) und der Mobilfunk-Vermittlungsstelle (MSC) über eine E1 Verbindungsstrecke übertragen. Tatsächlich kann ein derartiger Trägerkanal in Rahmen unterteilt werden, um vier Sprachverbindungen mit 16 kbps zu unterstützen, die aus 13 kbps an abgetasteter und kodierter Sprache und 3 kbps an Zusatzinformation bestehen, wie zum Beispiel Paritätsprüfungs- und Korrekturbits (und dergleichen) und Synchronisations-Information. Daten werden dann über einen Knoten durch irgendeine Form einer synchronen TDM-Vermittlungsstruktur, in vielen Fällen vom „Zeit-Raum-Zeit"-Typ weitergeleitet, obwohl andere Vermittlungsstruktur-Anordnungen in gleicher Weise anwendbar sind. Die Steuerinformation (beispielsweise Verbindungsaufbau- und Verbindungsabbau-Mitteilungen) folgen logisch dem gleichen Pfad (obwohl nicht immer dem gleichen physikalischen Pfad) durch das Netzwerk wie die Benutzer-Information, und sie wird in jedem Knoten für Routenführungs-Zwecke abgeschlossen. Die Routenführung wird in konventioneller Weise in jedem Knoten auf einer „Hop-pro-Hop"-Grundlage unter Verwendung langlebiger Routenführungstabellen durchgeführt, das heißt der Knoten ist ausreichend intelligent, um eine optimale Route der darauffolgenden Verbindung zu bestimmen.
  • Die Steuerinformation wird durch ein Signalisierungs-Schema geregelt, die den Typ des verwendeten Netzwerks von anderen unterscheidet. Insbesondere werden öffentliche Signalisierungs-Systeme zwischen Knoten eines öffentlichen Netzwerkes und zwischen öffentlichen Netzwerken von unterschiedlichen Betreibern verwendet. Das Signalisierungssystem Nummer 7 ist das einzige wichtige Beispiel eines öffentlichen Signalisierungs-Systems. Zugangs-Signalisierungs-Systeme werden zwischen Teilnehmern und Randknoten von öffentlichen Netzwerken verwendet, beispielsweise zwischen einem Funktelefon und einem Basisstations-Teilsystem (BSS). Tatsächlich sind die meisten üblichen digitalen Zugangs-Signalisierungsschemas Gleichkanal-Signalisierungssysteme, wie zum Beispiel die DSS1 Signalisierungs-Schemas des diensteintegrierenden digitalen Netzwerkes (ISDN) (und dessen Vorgänger), und kanalzugeordnete Signalisierungsschemas, die beide von der Analog-Signalisierung abgeleitet sind. Private Schemas sind allgemein von Zugangs-Schemas abgeleitet, ergeben jedoch eine reichere Funktionalität innerhalb persönlicher Netzwerke, wie zum Beispiel innerhalb einer sicheren privaten Nebenstellen-Anlage (PBX).
  • Andererseits sind digitale Breitband-Netzwerke dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzer- und Steuerinformation in eine feste oder veränderliche Länge aufweisenden „Paketen" oder „Zellen" übertragen wird, wobei diesen Paketen Kopffelder vorangestellt werden, die Trägerkanal-Identifikationen enthalten. Im Gegensatz zu Schmalband-Systemen wird die Information über einen Knoten hinweg über eine asynchrone Vermittlungsstruktur weitergeleitet, die der Reihe nach jedes Paket überprüft (wobei irgendeine Art von Fairness-Algorithmus verwendet wird) und es an die passende Ausgangs-Verbindungsstrecke als Antwort auf die Eingangs-Verbindungsstrecken- und Trägerkanal-Identifikation lenkt. Die Routenführungs- und Steuerkanal-Übertragung ist jedoch ähnlich zu der für den Schmalband-Fall und unterscheidet sich hiervon lediglich insoweit, als die Signalisierungsschemas-Technologie-spezifisch sind.
  • Ein weiteres wesentliches Problem, das mit bekannten Schmalband-/Breitband-Schnittstellen verbunden ist, ergibt sich bei einer Architektur-Änderung. Beispielsweise kann die Einführung einer neuen oder aufgerüsteten Infrastruktur unerwünschte Folgen in dem gesamten Kommunikationssystem haben, weil Änderungen in den Zusammenwirkungs- oder Netzanpassungs-Beziehungen zwischen der Netzwerk-Steuerung (beispielsweise einem Anruf-Server) und der Schmalband-/Breitband-Schnittstelle möglicherweise Netzwerk-Identitäten und Adressen ändern können. Insbesondere kann sich die Konfiguration der Schmalband-/Breitband-Schnittstelle ändern (als Ergebnis von entweder der Einfügung zusätzlicher Ausrüstung, der Aufrüstung vorhandener Ausrüstung oder des Ausfalls einer bestimmten Systemeinheit), während der Anruf-Server diese Änderung nicht wahrnimmt, und zwar aufgrund der gleichförmigen Verbindungs-Struktur-Anwendungs-Schnittstelle zwischen dem Anruf-Server und der Vermittlungsstruktur-Steuersoftware. Entsprechend kann das System (im allgemeinen) nicht notwendigerweise bis zu seinen weitestgehenden Möglichkeiten ausgenutzt und optimiert werden. Netzwerk-Betreiber können daher von einer Realisierung der weiteren Entwicklung von vorhandenen Netzwerken abgehalten werden, weil globale Systemänderungen erforderlich sein können, wobei derartige Systemänderungen sowohl zeitraubend als auch kompliziert sind.
  • Die Internationale Telekommunikations Union- (ITU-) Empfehlung ITU-T Q.2931 vom Februar 1995 mit dem Titel „Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN) – Digital Subscriber Signalling System No. 2 (DSS2) – User-Network Interface (UNI) Layer 3 specification for basic call/connection control" spezifiziert die Prozeduren für den Aufbau, die Unterhaltung und das Beenden von Netzwerk-Verbindungen an der Benutzer-Netzwerk-Schnittstelle (UNI) zwischen Breitband- und Schmalband-Netzwerken. Die Prozeduren sind hinsichtlich der ausgetauschten Mitteilungen definiert. Diese Veröffentlichung beschreibt die Mitteilungen, die für die Steuerung von B-ISDN-Punkt-zu-Punkt bedarfsweisen Anrufen auf virtuellen Kanälen durch das Breitband-Netzwerk hindurch verwendet werden. Sie beschreibt nicht die Verwendung von Pfadüberprüfungs-Mitteilungen, nachdem ein Ende-zu-Ende-Pfad hergestellt wurde.
  • Die WO 9808355 betrifft ATM-Netzwerke. In dem in dieser Veröffentlichung beschriebenen ATM-Netzwerk werden digitale Daten in ATM-Zellen zu einem Ziel-Knoten über mehr als eine Übertragungs-Verbindungsstrecke in einer zyklischen Weise gesandt. Dies wird als inverses Multiplexieren bezeichnet. Beim Verbindungsaufbau informiert der Quellen-Knoten den Ziel-Knoten über die spezielle zyklische Betriebsweise der Übertragungs-Verbindungsstrecken, so dass die ATM-Zellen in der richtigen sequenziellen Reihenfolge wieder zusammengefügt werden. Inverse Multiplexierungs-Steuerzellen werden zur Kommunikation zwischen dem Quellen-Knoten und dem Ziel-Knoten zum Testen der Verbindungs-Möglichkeiten von Übertragungs-Verbindungsstrecken verwendet. Das Zellen-Stopfen wird ebenfalls beschrieben, um nichtsynchronisierte Verbindungsstrecken zwischen den Übertragungs-Verbindungsstrecken zu berücksichtigen.
  • Die Veröffentlichung Kuribayashi S-1 et al, „Advanced Signalling Protocols für B-ISDN Services", Electronics & Communications in Japan, Part 1 – Communications, Scripta Technical, New York, US, Band 78, Nummer 1, 1995, Seiten 1 bis 12, beschreibt ein Signalisierungs-Funktionsmodell, das funktionell die Verbindungs-Steuerung und die Träger-Steuerung in B-ISDN's trennt. Diese Veröffentlichung beschreibt die grundlegende Struktur des grundlegenden Modells und die Einrichtungen zum Erzielen eines Zusammenwirkens zwischen Breitband-ISDN und Schmalband-ISDN.
  • Um die Verwendung von Breitband-Netzwerken und die Migration von Kommunikations-Netzwerken zu Technologien mit hoher Datenrate (beispielsweise die 2 Mbps-Rate, die bei UMTS angestrebt wird) zu erleichtern, besteht eine Notwendigkeit, einen effektiven Mechanismus zum Verbinden von Schmalband-Netzwerken über transparente Breitband-Medien miteinander zu schaffen, während gleichzeitig eine leichte Migration zu höher entwickelten Systemen bereitgestellt wird. Weiterhin müssen zur Förderung der Teilnahme an Breitband-Diensten die Betreiber eine zuverlässige, jedoch relative Kosten aufweisende (und damit optimierte) Kommunikationssystem-Architektur bereitstellen. Weiterhin muss das Breitband-Medium Schmalband-Signalisierungs-Schemas berücksichtigen und unterstützen, ohne dass die Daten-Integrität beeinflusst oder in irgendeiner Weise der Datenfluss oder die Verbindung miteinander behindert wird. Weil ein Anruf mit großer Wahrscheinlichkeit über viele miteinander verbundenen Netzwerke oder unterschiedliche Abschnitte eines Netzwerkes geführt wird, ist es tatsächlich sehr wünschenswert (bezüglich der Bereitstellung eines robusten und garantierten Dienstes und der Verwaltung eines Netzwerkes allgemein), dass das Kommunikationssystem einen Mechanismus besitzt, der sicherstellen kann, dass alle die Verbindungsstrecken erfolgreich ausgebildet wurden, die zur Unterstützung von Ende-zu-Ende-Datenübertragungen erforderlich sind. Speziell ist es sowohl vom Standpunkt eines Netzwerk-Betreibers als auch eines Teilnehmers optimal, wenn der gesamte Pfad aufgebaut wird, bevor die Übertragung beginnt, statt das jeder Abschnitt der Verbindung „fliegend" bestimmt wird (was insbesondere für die Sprach-Kommunikation kritisch ist).
  • In dieser Hinsicht ist irgendeine Form eines Verbindungsstrecken-Überprüfungs-Mechanismus erforderlich, wobei dieser Überprüfungs-Mechanismus auf in gemischter Betriebsart betriebene Kommunikationssysteme anwendbar sein sollte, und wobei dieser Mechanismus auch in der Lage sein sollte, ausgefallene Routen vor der Übertragung von Daten zu bestimmen und zu identifizieren.
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource geschaffen, die einen Anruf zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten unterstützt, wobei der Anruf über einen Verbindungs-Makler aufgebaut wird, der sich zwischen einem Anruf-Server, der für die Steuerung des Anrufs verantwortlich ist, und einer Vermittlungs-Anordnung angeordnet ist, die die Routenführung des Anrufes bewirkt, und wobei der zweite Knoten von dem ersten Knoten durch zumindest eine Vermittlungs-Anordnung getrennt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Triggern des Verbindungs-Maklers zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten; Senden einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung über die Kommunikations-Ressource für den Anruf von dem zweiten Knoten zu dem ersten Knoten; Erfassen der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung an dem ersten Knoten; an dem ersten Knoten, Senden der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung, die den Empfang der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung über die Kommunikations-Ressource für den Anruf anzeigt, an den Verbindungs-Makler; und an dem Verbindungs-Makler, Empfangen der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit, anderenfalls Bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Fehler in der Kommunikations-Ressource für den Anruf registriert.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Knoten ein Netzwerk-Adapter, der eine Schnittstellen-Verbindung einer Breitband-Ressource mit einer Schmalband-Leitung ergibt, und der Schritt des Triggerns des Verbindungs-Maklers zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit schließt weiterhin den folgenden Schritt ein: Veranlassen, dass der Verbindungs-Makler den Netzwerk-Adapter über die Notwendigkeit benachrichtigt, die Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung zu senden.
  • An einem Verbindungs-Makler und als Antwort auf den Empfang der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung sendet eine bevorzugte Ausführungsform eine Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung an einen dem zweiten Knoten zugeordneten Verbindungs-Makler, wobei die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung zumindest die Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource für den Anruf verifiziert.
  • Die Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung kann weiterhin dazu verwendet werden, die Pfad-Integrität und die Pfad-Qualität abzuschätzen, während digitale Signaturen in die Mitteilung eingefügt werden können, um ein fehlerhaftes Verhalten oder eine Interpretation durch ein ATMS oder eine bösartige Störung eines ATMS zu verhindern.
  • In dem Fall, dass die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit empfangen wird, wird eine Pfad-Unterbrechungs-Mitteilung an den Anruf-Server gesandt, um einen Verbindungsabbau und eine Umlenkung des Anrufs zu bewirken.
  • Jeder Knoten in der Verbindung ist so angeordnet, dass er die Pfad-Überprüfungs-Anforderung-Mitteilung modifiziert, um eine knotenspezifische Verbindungsfähigkeits-Information einzufügen, wodurch Information bezüglich eines ausgewählten Pfades an die Verbindungs-Makler des Systems verteilt wird. Irgendein Verbindungs-Makler kann dann einen Verbindungsabbau einleiten.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem geschaffen, das zumindest einen Anruf-Server, der für die Steuerung eines von einer Kommunikations-Ressource unterstützten Anrufs zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten verantwortlich ist, eine Vielzahl von miteinander verbundenen Vermittlungs-Anordnungen, die auf dem zumindest einen Anruf-Server ansprechen und so angeordnet sind, dass sie Routen für die Kommunikations-Ressourcen bereitstellen, und eine Vielzahl von Verbindungs-Maklern umfasst, die jeweils zwischen dem zumindest einen Anruf-Server und jeder der Vielzahl von miteinander verbundenen Vermittlungs-Baugruppen eingekoppelt ist, wobei das System weiterhin folgendes umfasst: Einrichtungen zum Triggern eines Verbindungs-Maklers zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten; Einrichtungen zum Senden, über die dem Anruf zugeordnete Kommunikations-Ressource, einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung von dem zweiten Knoten an den ersten Knoten; Einrichtungen zur Erfassung der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung an dem ersten Knoten; Einrichtungen in dem ersten Knoten zum Senden einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung an den Verbindungs-Makler, die den Empfang der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung über die Kommunikations-Ressource für den Anruf anzeigt; und in jedem Verbindungs-Makler, Einrichtungen zum Empfang der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten, anderenfalls Einrichtungen zum bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Ausfall in der dem Anruf zugeordneten Kommunikations-Ressource registriert.
  • In einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbindungs-Makler zur Kopplung zwischen einem Anruf-Server und einer Vermittlungsanordnung geschaffen, die einen ersten Knoten und einen zweiten Knoten aufweist, wobei der Anruf-Server so angeordnet ist, dass er einen von der Kommunikations-Ressource unterstützten Anruf, der zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten aufgebaut wird, steuert, wobei der Verbindungs-Makler folgendes umfasst: Einrichtungen zum Empfang einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung, die von dem zweiten Knoten ausgeht, wobei diese Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung bewirkt, dass der Verbindungs-Makler den Empfang einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung erwartet, die von dem ersten Knoten gesandt wird, Einrichtungen zum Registrieren einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung um zumindest die Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource zwischen dem ersten und dem zweiten Knoten zu bestätigen; und Einrichtungen zum Bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Fehler in der dem Anruf zugeordneten Kommunikations-Ressource registriert, wenn die Einrichtung zum Registrieren die Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung nicht erfasst.
  • Vorzugsweise schließt der Verbindungs-Makler weiterhin Einrichtungen sowohl zum Senden als auch zum Empfang einer Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung und Einrichtungen ein, die auf den Empfang der Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung ansprechen, um die Pfadintegrität der Kommunikations-Ressource dem Anruf-Server mitzuteilen.
  • In vorteilhafter Weise ergibt die vorliegende Erfindung eine Kommunikationssystem-Architektur, die über gemischte Knoten hinweg arbeiten kann, die sowohl Schmalband- als auch Breitband-Fähigkeiten haben, oder über miteinander verbundene Schaltungen eines einzigen Kommunikations-Knotens hinweg, um eine Anzeige der Kommunikations-Verbindungsstrecken-Verbindungsfähigkeit zu liefern, das heißt eine Anzeige, dass ein Ende-zu-Ende-Durchgangspfad aufgebaut wurde. Beispielsweise könnte der Durchgangspfad sich von einem anrufenden Teilnehmer oder einem Netzwerk-Adapter einer Schnittstelle zu einem angerufenen Teilnehmer (wie zum Beispiel einem anderen Teilnehmer-Endgerät oder einem intelligenten Peripheriegerät, wie zum Beispiel einem Internet-Server) erstrecken. Tatsächlich kann die vorliegende Erfindung während eines Anrufs und über die gesamte Dauer des Anrufs arbeiten, wenn dies erwünscht ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin in der Lage, bestimmte Verbindungsstrecken-Ausfälle gegenüber einem Verwaltungs-Agenten innerhalb der Architektur des Kommunikations-Netzwerkes zu Identifizieren (und zu berichten), wobei dieser Verwaltungs-Agent daher in der Lage ist, einen Anruf-Server anzuweisen, das System umzukonfigurieren, um den Ausfall zu berücksichtigen. Durch die Verwendung von F-5-Zellen (oder dergleichen) zur Unterstützung des Überprüfungs-Prozesses kann die vorliegende Erfindung in vorteilhafter Weise realisiert werden, ohne das es erforderlich ist, zusätzliche Mitteilungs-Übermittlungs-Formate in vorhandene Kommunikations-Protokolle einzuführen, wobei die F-5-Zellen daher lediglich in einem anderen Kontext verwendet werden, als dem, der ursprünglich von Normungs-Organisationen vorgesehen war. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von F-5-Zellen auch eine Abschätzung der Pfad-Qualität, während der Empfang von Information innerhalb der F-5-Zellen außerdem zur Abschätzung der Pfad-Kontinuität verwendet werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
  • 1 ein Blockschaltbild ist, das ein abstraktes Modell eines Schmalband-Kommunikations-Knotens zeigt;
  • 2 ein Blockschaltbild ist, das ein grundlegendes Prinzip für die Teilnehmer-Endgeräte-Zwischenverbindung zwischen Schmalband- und Breitband-Netzwerken zeigt, wie es bei der vorliegenden Erfindung erforderlich ist;
  • 3 eine abstrakte Architektur für einen Verbindungs-Makler nach 2 zeigt;
  • 4 eine Darstellung einer System-Architektur und eines zugehörigen Mechanismus ist, durch den Teilnehmer-Endgeräte über ein Zwischen-Breitband-Netzwerk verbunden werden können;
  • 5 ein Hardware-Blockschaltbild einer Breitband-Schmalband-Schnittstelle ist, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 6 ein Netzwerk und ein Signalisierungs-Schema zeigt, in dem eine Ende-zu-Ende-Verbindung gemäß einer bevorzugten Architektur und eines bevorzugten Betriebsmechanismus der vorliegenden Erfindung aufgebaut und überprüft wird.
  • In 1 ist ein Blockschaltbild gezeigt, dass ein abstraktes Modell eines Schmalband-Kommunikations-Knotens 10 erläutert. Eine Anzahl von Teilnehmer-Endgeräten, wie zum Beispiel drahtgebundene Telefone oder Modems, sind typischerweise mit einer Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 14 bis 15 gekoppelt (obwohl nur eine für ein betriebsfähiges System bereitgestellt werden müsste). Die Vielzahl der Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 sind jeweils mit einer Vermittlungsstruktur 16 verbunden, die so angeordnet ist, dass sie einen Eingang der Vermittlungsstruktur 16 an einen passenden Ausgang hiervon lenkt, wie dies ohne weiteres zu erkennen ist. Die Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 ist weiterhin (üblicherweise auf einer Einzelbasis) mit einem Anruf-Server 18 gekoppelt, der so ausgebildet ist, dass er beispielsweise den Aufbau und Abbau von Anrufen über das Schmalband-Netzwerk 10 verwaltet und steuert. Der Anruf-Server 18 ist weiterhin mit der Vermittlungsstruktur 16 verbunden. Eine Leitungs-Signalisierungs-Schnittstelle 20, die zum Dekodieren und Interpretieren von Signalisierungs-Schemas wirkt, die in dem Schmalband-Netzwerk 10 verwendet werden, ist zwischen dem Anruf-Server 18 und der Vermittlungsstruktur 16 eingekoppelt. Ausgänge von der Vermittlungsstruktur 16 sind mit einer Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 22 – 24 gekoppelt (obwohl nur eine für ein betriebsfähiges System bereitgestellt werde müsste). Die Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen ist weiterhin mit sekundären Vermittlungen 26, wie zum Beispiel PBX's oder BSS's, innerhalb des Schmalband-Netzwerkes gekoppelt.
  • Wie dies zu erkennen ist, wird der Ausdruck „Teilnehmer-Endgerät" lediglich zur Beschreibung einer bestimmten Endpunkt-Verbindung für eine Leitungs- oder Leitungs-Bündel-Schnittstelle verwendet.
  • Benutzerinformation (Verkehr) 28 – 30 tritt in die Schmalband-Infrastruktur über die Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 oder Leitungs-Bündel-Schnittstellen 22 – 24 ein. Steuerinformation von einzelnen Teilnehmern tritt über die Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 ein, während Steuerinformation, das heißt eine Zwischen-Code-Signalisierung, von angeschlossenen Bündel-Netzwerken (beispielsweise den sekundären Vermittlungen 26) entweder über die gleichen Leitungs-Bündel wie der Verkehr 30 oder durch die Verwendung von ausschließlich hierzu bestimmten (nicht gezeigten) Ressourcen eintreten kann. Der Anruf-Server 18 verarbeitet ankommende Anrufanforderungen und wählt eine passende abgehende Fernleitung oder Leitung aus, wie dies ohne weiteres zu erkennen ist. Im einzelnen steuert der Anruf-Server 18 über die Vermittlungsstruktur 16 die Verbindung bestimmter Leitungen zu bestimmten Fernleitungen über die Verwendung von Vermittlungsstruktur-Steuermitteilungen 32, die die Herstellung und Unterbrechung von Verbindungen zwischen Teilnehmer-Endgeräten 12 bestimmen.
  • Obwohl die meisten Anrufe in Schmalband-Systemen Zweiweg-Verbindungen sind, ist es hilfreich, zu dieser Zeit die Nomenklatur einzuführen, die mit Einweg-Verbindungen verbunden ist, nämlich dass sich die Verbindung (TA, TB) auf eine Einweg-Verbindung von dem Endgerät TA auf das Endgerät TB bezieht, während sich (TB, TA) auf eine komplementäre (oder unabhängig unterstützte) Verbindung in der Rückwärts-Richtung bezieht.
  • Es sei nunmehr die 2 betrachtet, in der ein Blockschaltbild gezeigt ist, das das grundlegende Prinzip für eine Teilnehmer-Endgeräte-Zwischenverbindung zwischen Schmalband- und Breitband-Netzwerken zeigt, wie dies bei der vorliegenden Erfindung erforderlich ist. In dieser Figur wird ein Breitband-Netzwerk zum Transport der Benutzer- und/oder Steuerinformation verwendet. Um ein Verständnis der Architektur-Unterschiede zwischen dem konventionellen Schmalband-Netzwerk nach 1 und dem Breitband-Netzwerk-Zusatz zu erleichtern, der Schmalband-Netzwerke miteinander verbindet, wird die gemeinsame Infrastruktur mit identischen Bezugsziffern bezeichnet.
  • An einem ersten Knoten 40 ist eine Anzahl von Teilnehmer-Endgeräten, wie zum Beispiel drahtgebundene Telefone oder Modems (die aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt sind) angekoppelt, typischerweise an einer Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 (obwohl lediglich eine für ein betriebsfähiges System bereitgestellt werden muss) eines Schmalband-Systems. Die Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 ist jeweils mit einer Vermittlungsstruktur 16 verbunden, die so angeordnet ist, dass sie einen Eingang der Vermittlungsstruktur 16 an einen passenden Ausgang hiervon lenkt. Die Vielzahl von Leitungs-Schnittstellen 14 – 15 ist außerdem (üblicherweise auf einer individuellen Grundlage) mit einem Anruf-Server 18 gekoppelt, der zur Verwaltung und Steuerung beispielsweise des Aufbaus und Abbaus von Anrufen über das Schmalband-Netzwerk hinweg angeordnet ist. Der Anruf-Server ist mit einem Speicher gekoppelt, der unter anderem zum Speichern von Verbindungsanzeige-Codes (CIC's) angeordnet ist, die sowohl tatsächlichen Fernleitungen als auch „Phantom-Fernleitungen" zugeordnet sind; der Zweck der letzteren wird noch folgend beschrieben. Insbesondere kann der Speicher einen „besetzt"- oder „unbesetzt"-Status für jeden dieser tatsächlichen oder Phantom-Fernleitungen aufzeichnen. Der Anruf-Server 18 ist weiterhin mit einem Verbindungs-Makler 44 gekoppelt, der seinerseits mit der Vermittlungsstruktur 16 über einen Bus 45 verbunden ist. Der Verbindungs-Makler 44 stellt eine erste Abweichung der System-Architektur der vorliegenden Erfindung gegenüber dem konventionellen Schmalband-Netzwerk nach 1 dar. Eine Fernleitungs-Signalisierungs-Schnittstelle 20, die zum Dekodieren und Interpretieren von Signalisierungs-Schemas wirkt, die in dem Schmalband-Netzwerk verwendet werden, ist zwischen dem Anruf-Server 18 und der Vermittlungsstruktur 16 eingekoppelt. Ausgänge von der Vermittlungsstruktur 16 werden zu einer Vielzahl von Fernleitungs-Schnittstellen 22 – 24 gekoppelt (obwohl nur eine für ein betriebsfähiges System bereitgestellt werden muss). Die Vielzahl von Fernleitungs-Schnittstellen ist wiederum mit sekundären Vermittlungen (die aus Gründen der Klarheit nicht gezeigt sind) gekoppelt, wie zum Beispiel PBX's oder BSS's in dem Schmalband-Netzwerk.
  • Die Vermittlungsstruktur 16 ist weiterhin mit einem ersten Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 gekoppelt, der eine Zwischenverbindung und ein Zusammenwirken des Schmalband-Netzwerkes mit einem Breitband-Netzwerk 48 ermöglicht, das beispielsweise für einen asynchronen Übertragungs-Betriebsart- (ATM-) Betrieb gerätemäßig ausgestaltet ist. Im einzelnen erfolgt die Zwischenverbindung des Fernleitungs-Netzwerk-Adapters 46 über eine Breitband-Netzwerk-Rand-Vermittlung 50, die mit dem Verbindungs-Makler 44 über Steuerleitungen (oder Busse) 51 gekoppelt und damit gesteuert ist. Die kombinierte Funktion des Fernleitungs-Netzwerk-Adapters 46 und der Breitband-Netzwerkrand-Vermittlung 50 wird nachfolgend beschrieben. Weitere Schmalband-Netzwerke 52 – 54 sind in ähnlicher Weise mit dem Breitband-Netzwerk 48 über jeweilige Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 56 – 58 und Breitband-Netzwerk-Rand-Vermittlung 60 – 62 gekoppelt. Wie dies zu erkennen ist, werden andere Schmalband-Netzwerke 52 – 54 durch Infrastruktur-Architekturen verwirklicht, die ähnlich zu den vorstehend beschriebenen sind.
  • Das Breitband-Netzwerk 48 ist weiterhin mit einem zweiten Knoten 64, typischerweise einem anderen Netzwerk, gekoppelt, das ebenfalls auf den Verbindungs-Makler 44 über eine Verbindung (oder eine Steuerleitung oder einen Steuerbus) 65 anspricht. Der zweiten Knoten 64 ist weiterhin so angeordnet, dass er in Kommunikation mit der Fernleitungs-Signalisierungs-Schnittstelle 20 über einen Kommunikations-Bus 67 steht. Zusätzlich kann, wie dies verständlich ist, das Breitband-Netzwerk Punkt-zu-Punkt-Breitband-Kommunikationen unterstützen, wie zum Beispiel eine Video-Telefonie zwischen (nicht gezeigten) Teilnehmer-Endgeräten.
  • Wie dies zu erkennen ist, sind die Ausdrücke Knoten und Vermittlung miteinander vertauschbar und sie werden zur Beschreibung von unabhängigen Netzwerken verwendet, beispielsweise getrennten Schmalband-Netzwerken, die von unterschiedlichen Betreibern betrieben werden.
  • Die Schmalband-Signalisierung innerhalb des Kommunikationssystems wird allgemein durch den Anruf-Server 18 gesteuert, während die Breitband-Signalisierung, das heißt die Signalisierung, die zwischen unterschiedlichen Schmalband-Netzwerken 52 – 54 über das zwischen liegende Breitband-Netzwerk 48 ausgesandt wird, durch den Vermittlungs-Makler 44 gesteuert wird. Entsprechend befasst sich der Anruf-Server 18 nicht mit der Breitband-Signalisierungs-Zwischenverbindung und dem Betrieb.
  • Die Schmalband-Leitungsschnittstellen 14 – 15, die Fernleitungs-Schnittstellen 22 – 24 und die Vermittlungsstruktur 16 werden durch ein Breitband-Netzwerk 48 und Fernleitungs- (das heißt Schmalband-Breitband-) Netzwerk-Adapter 46, 56 – 58 ergänzt, die so wirken, dass sie eine Überleiteinrichtungs- (Gateway-) Funktionalität ergeben. Speziell führen die Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46, 56 – 58 Verkehrs-(Benutzerinformations-) Zusammenwirkungs-Funktionen und die Signalisierungs-(Steuerinformations-) Einkapselung durch, wobei die Signalisierung schließlich zurück zum Anruf-Server 18 weitergeleitet wird.
  • Die von dem Verbindungs-Makler 44 ausgeführte Funktion wird zur Bereitstellung einer gleichförmigen Verbindungs-Abstraktion 66 für den Anruf-Server 18, unabhängig davon verwendet, ob die Verbindung das Schmalband-Netzwerk oder das Breitband-Netzwerk durchquert (oder vollständig in diesem gehalten wird), oder in dem Fall, in dem die Verbindung sowohl die Schmalband- als auch Breitband-Netzwerke durchquert. Dies erfordert die Verwendung einer gleichförmigen Endgeräte-Namensraum-Identität (das heißt ein genormtes Adressenformat) für alle Endgeräte über das gesamte Kommunikationssystem, das heißt sowohl Schmalband- als auch Breitband-Systeme.
  • Für eine Schmalband-zu-Breitband-Verbindung in einem einzigen Schmalband-Netzwerk (das beispielsweise einem bestimmten Betreiber gehört) leitet der Verbindungs-Makler 44 die Verbindungsmitteilungen an die Vermittlungsstruktur 16 (über die Verbindung 45) weiter und wirkt daher transparent, um in seiner Funktion identisch zu dem bekannten Schmalband-Netzwerk nach 1 zu erscheinen. Die Vermittlungsstruktur 16 des Schmalband-Netzwerkes stellt dann die Verbindung entsprechend gut bekannter Techniken her und verwendet nicht das Breitband-Netzwerk 48. Für eine Breitband-zu-Breitband-Verbindung weist der Verbindungs-Makler 44 das Breitband-Netzwerk und/oder die Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46, 56 – 58 an, eine Anrufverbindung herzustellen oder abzubauen und, bildet daher einen Standard-Breitband-Betrieb nach.
  • Für eine Schmalband- oder Breitband-Verbindung müssen jedoch beide Aktionen gleichzeitig ausgeführt werden. Im einzelnen weist der Verbindungs-Makler 44 einerseits die Vermittlungsstruktur 16 über den Anruf-Server 18 in dem Schmalband-Netzwerk an, einen Routenführungspfad für eine Verbindung offen zu halten, und er handelt andererseits mit einem Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 des Breitband-Netzwerkes die Zuteilung einer geeigneten Kanal-Ressource aus. Sobald beide Pfade festgelegt wurden, sendet der Verbindungs-Makler 44 dedizierte Mitteilungen an die Vermittlungsstruktur 16 und an den Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46, um die Verbindung aufzubauen. Dies ergibt die Verbindungs-Abstraktion, wie sie von dem Anruf-Server gesehen wird.
  • In einem betriebsfähigen Kommunikationssystem ist die Kompatibilität zwischen Betreibern wünschenswert, wenn nicht wesentlich. Als solche ist die Herstellung einer Zwischenverbindung (die üblicherweise als eine „Überleiteinrichtung" oder „Gateway" bezeichnet wird), zwischen unterschiedlichen „gemischten Knoten" eine wesentliche Frage. In diesem Zusammenhang wird der Ausdruck „gemischte Knoten" dazu verwendet, unterschiedliche Netzwerke zu beschreiben, die von unterschiedlichen Betreibern betrieben werden, die jeweils typischerweise vermittelbare oder schaltbare Schmalband-/Breitband-Fähigkeiten und definierte Dienste-Fähigkeiten haben. Zwischenliegende Breitband-Netzwerke können jedoch weder in der Lage sein, diese Dienste zu unterstützen (oder irgendeinen Dienst von ähnlicher Art), noch können sie in der Lage sein, die Schmalband-Steuerkanal-Signalisierung zu interpretieren, die zum Aufbau definierter Schmalband-Dienste erforderlich ist, das heißt es gibt unterschiedliche Signalisierungs-Protokolle zwischen den unterschiedlichen benachbarten Vermittlungen. In diesem Fall erfordert die Zwischenverbindung von Schmalband-Netzwerken (über das zwischenliegende Breitband-Netzwerk 48) die funktionelle Koordination von getrennten Anruf-Servern und Verbindungs-Maklern, die in den jeweiligen Netzwerken angeordnet sind.
  • Es sei nunmehr die 3 betrachtet, in der eine abstrakte Architektur für den Verbindungs-Makler 44 nach 2 gezeigt ist. Obwohl eine Hardware-Realisierung von bestimmten Anforderungen abhängig (und damit dadurch bestimmt) ist, erwartet eine typische Realisierung die Fähigkeiten einer vorhandenen Schmalband-Telefonvermittlung. Als Beispiel und lediglich zu Erläuterungs-Zwecken enthält der Verbindungs-Makler 44 nach 3 eine Auflösungs-Intelligenz 68, die typischerweise durch einen Steuerprozessor realisiert ist. Die Funktion der Auflösungs-Intelligenz 68 wird nachfolgend beschrieben. Eine Endgeräte-Nummern-Datenbank 69, die die vereinheitlichten Endgeräte-Nummern auf netzwerkspezifische Lokalisierungsadressen umsetzt, ist mit der Auflösungs-Intelligenz 68 gekoppelt. Ein Zeitmultiplex- (TDM-) Vermittlungsstruktur-Adapter 70 (im Fall eines TDM-Schmalband-Systems) ergibt eine Protokoll-Umwandlung zwischen der Auflösungs-Intelligenz 68 (über einen auf den Klienten gerichteten Schnittstellenport 71) und einer TDM-Vermittlungsstruktur-Schnittstelle 72 (analog zur der Vermittlungsstruktur 16 nach 2). Typischerweise wird ein dediziertes Verbindungs-Protokoll 172 zwischen der Auflösungs-Intelligenz 68 und dem TDM-Vermittlungsstruktur-Adapter 70 verwendet, obwohl dies nicht der Fall sein muss. Ein Breitband-Netzwerk-Adapter 72 ist weiterhin über den Klienten-Schnittstellen-Port 71 mit der Auflösungs-Intelligenz 68 gekoppelt, wobei die Kommunikation zwischen der Auflösungs-Intelligenz 68 und dem Breitband-Netzwerk-Adapter 73 typischerweise auf dem dedizierten Verbindungs-Protokoll 172 beruht. Der Breitband-Netzwerk-Adapter ist analog zu den Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 nach 2. Andere Adapter 74 für Zusatz-Netzwerke oder Dienste können ebenfalls mit der Auflösungs-Intelligenz 68 über die Klienten-Schnittstelle 71 gekoppelt werden. Der Breitband-Netzwerk-Adapter 73 und die anderen Adapter 74 sind entsprechend jeweils mit der Breitband-Netzwerkrand-Vermittlung 50 über Steuerleitungen 51 oder geeignete Kommunikations-Ressourcen 75 gekoppelt. Die Auflösungs-Intelligenz ist weiterhin mit einem Server-Schnittstellen-Port 76 gekoppelt, der eine Zwischenverbindungs-Einrichtung über die Leitungen 66 zum Anruf-Server 18 bereitstellt. Der Server-Schnittstellen-Port ist weiterhin über einen sekundären Port 77 (der als eine „Peer-Verbindungs-Makler-Server-Schnittstelle" bezeichnet wird), der zur Zwischenverbindung der Auflösungs-Intelligenz 68 des Verbindungs-Maklers 44 mit einem anderen Verbindungs-Makler (in 4 gezeigt) angeordnet ist, gekoppelt. In ähnlicher Weise ist der Klienten-Schnittstellen-Port 71 weiterhin mit einem ternären-Port 78 gekoppelt (der als eine „Peer-Verbindungs-Makler-Klienten-Schnittstelle" bezeichnet wird), der so ausgebildet ist, dass er die Auflösungs-Intelligenz 68 des Verbindungs-Maklers 44 mit einem Teilnehmer-Endgerät koppelt, das prinzipiell mit einem anderen Verbindungs-Makler verbunden ist (wie dies in 4 gezeigt ist).
  • Bekannte Telefonvermittlungen haben typischerweise eine verteilte Verarbeitungs-Architektur mit mehrfachen fehlertoleranten Prozessoren und eine Prozessor-Zwischen-Kommunikations-Einrichtung, während die Vermittlungsstruktur durch einen Spezialzweck-Prozessor unterstützt wird, wie dies verständlich ist.
  • Der Vermittlungs-Makler 44 nach 3 unterstützt einen Satz von Echtzeit-Prozessen innerhalb eines einzigen fehlertoleranten Prozessors, das heißt innerhalb der Auflösungs-Intelligenz 68. Die Zwischen-Prozessor-Kommunikations-Einrichtung (die durch die dedizierten Verbindungs-Protokolle 172 unterstützt wird) des Verbindungs-Maklers wird zur Kommunikation mit der Vermittlungsstruktur 16 und dem Anruf-Server 18 verwendet.
  • Wie dies weiter oben erläutert wurde, beinhaltet der Verbindungs-Makler 44 typischerweise Breitband-Schnittstellen um eine Steuerung des Breitband-Netzwerkes zu ermöglichen, obwohl der Verbindungs-Makler die Zwischen-Prozessor-Kommunikations-Einrichtung verwenden kann, um einen Zugriff auf die Breitband-Schnittstellen der Fernleitungs-Netzwerk-Adapter auszuführen. Wenn sich die Verbindungs-Netzwerke weiter in Richtung auf eine stärkere Breitband-Orientierung entwickeln, können sich der Anruf-Server 18 und der Verbindungs-Makler auf Prozessoren befinden, wobei lediglich Breitband-Schnittstellen direkt mit dem Breitband-Netzwerk 48 verbunden sind. Die Schmalband-Verbindungs-Strukturen würde dann mit einer Breitband-Steuer-Schnittstelle versehen sein.
  • Eine System-Architektur und der zugehörige Mechanismus zur Verbindung von Teilnehmer-Endgeräten über ein zwischen liegendes Breitband-Netzwerk hinweg ist in 4 gezeigt. Damit ein Daten-Anruf beispielsweise zwischen dem Endgerät TA (beispielsweise einem drahtgebundenen Telefon, das mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet ist) an einem ersten Knoten 40 und einem Endgerät TB (beispielsweise ein Modem innerhalb eines Computers, das durch die Bezugsziffer 85 bezeichnet ist) an einem zweiten Knoten 52 unterstützt wird, wird eine vorhandene gemeinsame Signalisierungs-Beziehung zwischen beiden Schmalband-Knoten verwendet. Es ist die Herstellung einer gemeinsamen Schmalband-Signalisierungs-Verbindungsstrecke (oder Ressource) 79 und des Protokolls, was die Zwischenverbindung über das System hinweg bereitstellt, weil das Breitband-Netzwerk lediglich die Fähigkeit haben muss, Verkehr zwischen den Schmalband-Netzwerken weiterzuleiten. Das Breitband-Netzwerk erscheint entsprechend als eine transparente Kanal-Ressource, weil keine Modifikation des Schmalband-Netzwerkes erforderlich ist.
  • Der erste Knoten 40 und der zweite Knoten 52 enthalten beide Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 und 56, Verbindungs-Makler 44 und 80, und Anruf-Server 18 und 81, die dauernd miteinander über die gemeinsame Schmalband-Signalisierungs-Verbindungsstrecke 79 gekoppelt sind, die eine Vielzahl von virtuellen (oder „Phantom"-)Verkehrs-Fernleitungen bereitstellt. Die Anruf-Server 18 und 81 sind daher potenziell mit anderen (nicht gezeigten) Anruf-Servern von unterschiedlichen (nicht gezeigten) Schmalband-Netzwerken durch zusätzliche Signalisierungs-Ressourcen 83 verbunden. Die Anruf-Server 18 und 81 sind jeweils mit Verbindungs-Maklern 44 und 80 gekoppelt, die ihrerseits mit jeweiligen Fernleitungs-Netzwerk-Adaptern 46 und 56 gekoppelt sind. Die Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 und 56 sind miteinander über ein Breitband-Netzwerk 48 gekoppelt, während die Verbindungs-Makler 44 und 80 über eine virtuelle Verbindungsstrecke 84 miteinander verbunden sind. Das Endgerät TA 12 ist mit dem Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 gekoppelt, während das Endgerät TB 85 mit dem Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 56 gekoppelt ist.
  • Die Signalisierungs-Verbindungsstrecke 79 ist durch eine permanente Verbindung zwischen den zwei Anruf-Servern 18 und 81 realisiert, obwohl diese Verbindung dynamisch zugeteilt oder durch eine Funkfrequenz-Verbindungsstrecke gebildet sein kann. Tatsächlich existieren in einem Szenarium, in dem der erste Knoten 40 und der zweite Knoten 52 bereits als Schmalband-Überleiteinrichtungs-Knoten zwischen dem Netzwerk A und dem Netzwerk B vorhanden sind, reale Schmalband-E1-Fernleitungen bereits zwischen diesen zwei Vermittlungen, und als solche kann die Signalisierung in einem Zeitschlitz dieser E1-Fernleitungen übertragen werden, das heißt in konventioneller Weise im Zeitschlitz 16. Alternativ könnten in einem nordamerikanischen System die zwei unterschiedlichen Vermittlungen über ein gemeinsames STP-Netzwerk verbunden sein. Sobald sich das Breitband-Netzwerk 48 an seinem Platz befindet, kann jedoch eine ergänzende Signalisierungs-Bandbreite durch die Herstellung von Verbindungsstrecken über das Breitband-Netzwerk unterstützt werden. Dennoch stellen diese mehrfachen Pfade eine einzige logische „Signalisierungs-Beziehung" dar, über die SS7-Benutzerteile (das heißt die Anruf-Server) in der Lage sind, miteinander zu kommunizieren und zusammenzuwirken.
  • Die virtuelle Verbindungsstrecke 84, die zwischen den zwei Verbindungs-Maklern 44 und 80 aufgebaut wird, bietet eine permanente „Möglichkeit zur Kommunikation". Die virtuelle Verbindungsstrecke 84 nimmt daher die Form einer virtuellen ATM-Kanal-Verbindung an. Es ist jedoch auch möglich, dass ein SS7-Netzwerk als der Träger für diese Kommunikation verwendet wird, beispielsweise in Beziehung zu einer TCAP-Anwendung. Die Kommunikations-Verbindungsstrecken zwischen den Verbindungs-Maklern 44 und 80 und beiden Netzwerk-Adaptern 46, 56 und den Vermittlungsstrukturen sind ebenfalls dauerhaft, während Verbindungen, die den Verkehr zwischen den Netzwerk-Adaptern 46, 56 und den miteinander verbundenen Teilnehmer-Endgeräten TA 12, 85 übertragen, für die Dauer eines bestimmten Anrufs oder für bestimmte Teile dieser Anrufe hergestellt und unterbrochen werden.
  • Das System arbeitet aufgrund der Bereitstellung von zumindest zwei (und möglicherweise zehntausenden von) zuteilbaren Signalisierungskanal-Ressourcen oder „Phantom-Leitungen" zwischen den jeweiligen Vermittlungsstrukturen, die sich hauptsächlich zwischen den jeweiligen Anruf-Servern 18 und 81 und jeweiligen Verbindungs-Maklern 44 und 80 befinden. Die Knoten verwenden dann eine Schmalband-Signalisierung, um das Vorhandensein von virtuellen (oder „Phantom"-) Endgeräten an jedem Knote zu simulieren. Diese Phantom-Fernleitungen sind ausschließlich für einen einzigen Knoten bestimmt, und als solches ermöglicht das System lediglich die Bildung eines Anrufs in einer Richtung von dem ersten Knoten 40 zum zweiten Knoten 52 oder umgekehrt. Somit besteht eine Phantom-Route zwischen zwei Knoten aus zwei Gruppen von Phantom-Fernleitungen, eine in jeder Richtung. Durch diesen Mechanismus werden unerwünschte Effekte, die anderenfalls auftreten könnten, wenn die gleiche Phantom-Fernleitung von jeder Knoten-Fernleitung erfasst würde, vermieden. In nützlicher Weise binden die Phantom-Fernleitungen keine realen Kommunikations-Ressourcen, die zwischen den jeweiligen Breitband-Netzwerken vorhanden sind.
  • Was die Struktur, den Inhalt und die Funktion der Verbindungs-Aufbau-Mitteilungen zwischen unterschiedlichen Vermittlungen (das heißt unterschiedlichen Knoten) betrifft, kann am besten anhand der 4 (und der folgenden Beschreibung) verstanden werden, die die Verfahrensschritte erläutert, die zum Aufbau einer Multi-Knoten-Kommunikation über ein Breitband-Netzwerk hinweg erforderlich sind.
  • Ein ankommender Anruf (oder eine „Anfangs-Adressen-Mitteilung", IAM) von dem Endgerät TA wird an dem ersten Knoten 40 empfangen, dessen Anruf-Server 18 die ankommende Mitteilung empfängt und feststellt, dass der Anruf zu dem zweiten Knoten 52 gelenkt werden muss. Der ankommende Anruf enthält zumindest einen CIC, der sich auf die Fernleitung bezieht, die zwischen dem TA und dem Anruf-Server 18 zugeordnet wurde, zusammen mit der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers, nämlich TB in diesem Beispiel. Die Telefonnummer ergibt im übrigen keine Anzeige einer Port-Adresse, die von TB in irgendeiner nachfolgenden Kommunikation zu verwenden ist, und wirkt daher hauptsächlich dazu, einen Routenführungs-Befehl zur Verwendung durch die Anruf-Server zu schaffen. Als solche stellt die Telefonnummer lediglich eine Adressen-Position des TB dar, obwohl sie nachfolgend umgesetzt werden muss, um zu einer gültigen Kreuz-Knoten-Adresse zu gelangen.
  • Als Antwort auf den Empfang des ankommenden Anrufs und zum Einsparen von realen Kommunikations-Ressourcen (das heißt reale Kommunikations-Verbindungsstrecken, die beispielsweise 64 kbps Sprache unterstützen können) wählt der ersten Anruf-Server 18 ein freies Phantom-Endgerät PTx aus und verwendet dann dieses Phantom-Endgerät zum Aufbau einer Phantom-Fernleitung zwischen sich selbst und einem zweiten Anruf-Server 81, der sich in dem zweiten Knoten 52 befindet. Tatsächlich wählt der Anruf-Server 18 ein verfügbares, knoteneindeutiges „getrenntes" Adressenfeld, dass das freie Phantom-Endgerät PTx anzeigt, aus seinem zugehörigen Speicher 19 aus. Das freie Phantom-Endgerät PTx identifiziert tatsächlich eine Abschluss-Adresse der Phantom-Fernleitung.
  • Typischerweise besteht eine Phantom-Endgeräte-Identität aus Punkt-Codes, die den zwei Anruf-Servern 18, 81 und dem CIC der Phantom-Fernleitung zugeordnet sind. In diesem Fall identifiziert ein Ordnen der Punkt-Codes der zwei Anruf-Server einen relative Richtung für die Kommunikation.
  • Der erste Anruf-Server 18 verwendet dann die Phantom-Fernleitung zur Weiterleitung einer modifizierten Anruf-Mitteilung (an den zweiten Anruf-Server 81 des zweiten Knotens 52), die aus einem der Phantom-Fernleitung zugeordneten CIC zusammen mit der gültigen Telefonnummer des TB besteht. Der zweite Anruf-Server 81 ist daher in der Lage, die Telefonnummer von TB dazu zu verwenden, TB „aufzuwecken" oder darüber zu alarmieren, dass es irgendwas in dem Kommunikationssystem gibt, das für TB von Interesse ist, dass jedoch TB noch irgendeine aussagekräftige Information empfangen muss. Leider wird zu diesem Zeitpunkt der CIC, der sich auf die Verbindung zwischen dem TA und dem ersten Anruf-Server 18 bezieht, für den zweiten Knoten 52 verlorengehen, weil er in der modifizierten Anruf-Mitteilung weder übertragen noch codiert wird. Dies heißt mit anderen Worten, dass der Anruf-Server des ersten Knotens 40 den Anruf-Server 81 des zweiten Knotens 52 über einen ankommenden Anruf 100 durch Senden, bei 104, einer modifizierten ankommenden Anruf-Mitteilung auf einer Phantom-Fernleitung benachrichtigt und somit die gewählten Ziffern (das heißt die Adresse des angerufenen Teilnehmers), die von dem TA empfangen werden, weiterleitet.
  • Weiterhin ist als Antwort auf den ankommenden Anruf 100 der Vermittlungs-Makler 44 des ersten Knotens 40 so angeordnet, dass er einen Phantom-Kreuz-Amts-Pfad zwischen PTx und TA aufbaut, wobei Information, die sich auf diesen Kreuz-Amts-Pfad beziehen, typischerweise in der Endgeräte Nummern-Datenbank 69 durch die Auflösungs-Intelligenz 68 gespeichert wird. Dies heißt mit anderen Worten, dass das Endgerät TA mit dem Phantom-Endgerät PTx gekoppelt ist. Weiterhin wird der erste Verbindungs-Makler 44 durch die Kommunikation der modifizierten Anruf-Mitteilung (an den zweiten Anruf-Server 81) aktiv getriggert. Speziell erkennt im wesentlich gleichzeitig mit dem Senden der modifizierten Anruf-Mitteilung der erste Verbindungs-Makler 44 des ersten Knotens 40, dass sich das Phantom-Endgerät PTx an einem Ende einer abgehenden Phantom-Fernleitung zu dem zweiten Knoten befindet. Der erste Verbindungs-Makler leitet daher eine Verbindungs-Anforderung 108 an den zweiten Verbindungs-Makler 80 über die virtuelle Verbindungsstrecke 84 weiter, wobei diese Verbindungs-Anforderung den CIC der Phantom-Fernleitung und die Identität des TA enthält (möglicherweise abgeleitet von dem ursprünglichen CIC, der der Fernleitung zwischen TA und dem ersten Anruf-Server 18 zugeordnet wurde). Typischerweise wird die tatsächliche Adresse der Einheit von der der Anruf ausging, das heißt TA, gesandt.
  • Der zweite Knoten 52 reagiert auf die modifizierte ankommende Anruf-Mitteilung (die auf der Phantom-Fernleitung empfangen wird) durch Umsetzen des empfangenen Verbindungs-Anzeige-Codes (CIC) der Phantom-Fernleitung auf ein zugehöriges zweites Phantom-Endgerät PTy. Das zweite Phantom-Endgerät PTy wurde wiederum von dem zweiten Anruf-Server 81 des zweiten Knotens 52 aus seinem zugehörigen Speicher 182 ausgewählt, wobei der Speicher aktualisiert wird, um aufzuzeichnen, dass PTy einen Endpunkt der Phantom-Fernleitung darstellt. Die Auswahl des Phantom-Endgerätes PTy erfolgt auf einer eindeutigen Basis.
  • Der zweite Knoten erkennt als Antwort darauf, dass der zweite Anruf-Server 81 die modifizierte ankommende Anruf-Mitteilung empfängt, bereits, dass das Ziel des ankommenden Anrufs schließlich bei dem Endgerät TB liegt. Daher fordert zu einer passenden Zeit der zweite Anruf-Server 81 eine Verbindung von TB zu dem zweiten Phantom-Endgerät PTy an (in der Form einer zweiten Phantom-Kreuz-Amts-Pfadanforderung zwischen der Phantom-Fernleitung und dem angerufenen Teilnehmer TB) und bietet die ankommende Anruf-Anforderung unter Verwendung einer üblichen Signalisierung TB an.
  • Weiterhin löst die Auflösungs-Intelligenz de zweiten Verbindungs-Maklers 80 als Antwort auf den Empfang (in irgendeiner Reihenfolge) beider Anforderungen die zwei Phantom-Endgeräte PTx und PTy auf, wandelt die beiden Anforderungen „verbinde TA mit PTx" und „verbinde TB mit PTy" in die einzige reale Verbindungs-Anforderung „verbinde TA mit TB" um. Im einzelnen ist der zweite Verbindungs-Makler 80 in der Lage, die Tatsache abzuleiten, das es einen gemeinsamen CIC für die Phantom-Fernleitung gibt, so dass die Notwendigkeit einer direkten Verbindung zwischen TA und TB aufgrund dieser Gemeinsamkeit identifiziert wird. Der zweite Verbindungs-Makler 80 stellt dann eine tatsächliche Fernleitungs-Verbindung zwischen TA und TB über den zweiten Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 56 her. Ungefähr zur gleichen Zeit weist der zweite Verbindungs-Makler 80 (des zweiten Knotens 52) den ersten Verbindungs-Makler 44 (des ersten Knotens 40) an, dass der Pfad zu TB steht.
  • Die Annahme des Anrufs durch das Endgerät TB und die Bestätigung der Verbindung durch den zweiten Verbindungs-Makler 80 wird von dem zweiten Anruf-Server 81 dem ersten Anruf-Server 18 mitgeteilt, und der erste Verbindungs-Makler 44 benachrichtigt weiterhin bei 116 seinen zugehörigen Anruf-Server 18, dass der Pfad zu TB steht. An diesem Punkt kann der erste Anruf-Server 18 mit der Abrechnung des Anrufs beginnen.
  • Die Phantom-Fernleitung bleibt für die gesamte Dauer des Anrufs intakt, wobei der Abbau der Breitband-Verbindung in einer komplementären Weise zu der vorstehend ausführlich beschriebenen Verbindungs-Aufbau-Prozedur abläuft. Der Fachmann wird erkennen, dass beim Löschen oder Abbauen einer Breitband-Verbindung die Anruf-Server einen Anruf dadurch aufheben können, dass Standardprozeduren für eine Schmalband- (oder SS7-) Kommunikation verwendet werden, wie dies ohne weiteres zu erkennen ist. Insbesondere geben als Teil dieser Prozedur beide Anruf-Server Anforderungen an ihre jeweiligen Verbindungs-Makler ab. Danach leitet der Verbindungs-Makler an dem abgehenden Ende der Phantom-Fernleitung seine Freigabe-Anforderung an den anderen Verbindungs-Makler dadurch weiter, dass der CIC der Phantom-Fernleitung gesendet wird. Der den Anruf beendende Verbindungs-Makler gibt einen Abbau der Breitband-Verbindung bei Empfang der jeweils ersten der zwei Mitteilungen ab. Es sei bemerkt, dass die Phantom-Fernleitung nicht wiederverwendbar ist, bis nicht beiden Anruf-Servern mitgeteilt wird (über ihre jeweiligen Verbindungs-Makler), dass die Breitband-Verbindung aufgehoben wurde.
  • Wie dies verständlich ist, ist ein Beispiel eines Adressen-Formates für jedes Phantom-Endgerät typischerweise so angeordnet, dass es ein Spezialfall des Formates ist, das für reelle (das heißt physikalische statt imaginäre) Endgeräte verwendet wird. Eine ASN.1-Objekt-Identifikation kann zur Identifikation von Phantom-Fernleitungen verwendet werden. Alternativ kann eine aufgeteilte E.164-Adresse oder eine Übermenge von E.164 verwendet werden, während für eine einfache SS7-basierte Implementation das Tuple (OPC, DPC, CIC) in eindeutiger Weise eine Fernleitung identifizieren kann (unabhängig davon, ob real oder Phantom). Wie dies jedoch zu erkennen ist, ist ein anderes Schema für nicht-SS7-Endgeräte erforderlich, wie zum Beispiel Telefone. Beispielsweise könnte das CIC-Feld auf 32 Bit erweitert werden (anstelle der normalen 16 Bit), und DPC kann dann mit OPC gleich gesetzt werden, um einen „Leitungs"-Typ eines Endgerätes zu identifizieren, während der CIC dazu verwendet werden kann, die Leitung auf der Vermittlung zu identifizieren. Im allgemeinen besteht jedoch die einzigen Forderung zum Aufbau einer Phantom-Fernleitung darin, dass der Verbindungs-Makler in passender Weise eine derartige Phantom-Fernleitung als entweder ankommend oder abgehend markiert und aufzeichnet (in der Endgeräte-Nummern-Datenbank 69).
  • Wenn erneut die allgemeine Architektur der 2 betrachtet wird, so kann ein ATM-Netzwerk und das Signalisierungs-System Nummer 7 der internationalen Telekommunikations-Union, Telekommunikations-Abschnitt (ITU-T) verwendet werden, um die Breitband-Netzwerk- bzw. die Schmalband-Steuersignalisierung zu realisieren.
  • Im einzelnen verwendet ein Schmalband-Knoten den ISDN-Benutzerteil (ISUP) des ITU-T-Signalisierungs-Systems Nummer 7 zur Kommunikation mit anderen Vermittlungen (beispielsweise das Schmalband-Netzwerk 52), um eine Multi-Knoten-Operation zu unterstützen. Die Vermittlung schließt einige Schmalband-Leitungen direkt ab und schließt Schmalband-Fernleitungen über einen Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 ab, der mit einem asynchronen Übertragungs-Betriebsart- (ATM-) Netzwerk 48 verbunden ist. Der Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46 setzt Trägerkanäle auf ein ATM-Schema um, wobei eine eins-zu-eins-Beziehung zwischen jedem Trägerkanal und einem virtuellen ATM-Kanal (VC) existiert. Typischerweise sind die Breitband-Netzwerk-Rand-Vermittlungen 50, 60 – 62 und damit die Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46, 56 – 58 mit dem ATM-Netzwerk 48 unter Verwendung von ATM-Forum-User-to-Network-Interface- (UNI-) Version 4.0-Schnittstellen für die Verkehrsträger-Kanäle und die Steuerleitungen 51 verbunden, während die Verbindungs-Makler Q.2931-Verbindungen 51 mit Fernleitungs-Netzwerk-Adapter 46, 56 – 58 unter Verwendung der Proxy-Signalisierungs-Option von UNI 4.0 verwenden.
  • Die Schmalband-Signalisierung zu anderen Vermittlungen kann entweder vorhandene Schmalband-Verbindungen verwenden oder über Netzwerk-Adapter (beispielsweise 46, 58) und das Breitband-Netzwerk gelenkt werden, wobei entweder eine Schaltungs-Emulation oder eine Rahmen-Weiterleitung verwendet wird. Das Konzept ist sowohl auf vollständig- als auch quasi-zugeordnete Signalisierungs-Schemas anwendbar. Verbindungen zu anderen mit gemischter Betriebsart arbeitenden Knoten werden in einer ähnlichen Weise realisiert.
  • Wie dies nunmehr verständlich ist, leitet der Verbindungs-Makler 44 Schmalband-zu-Schmalband-Anforderungen an die Schmalband-Vermittlungsstrukur 16 weiter, während Breitband-zu-Breitband-Verbindungen (innerhalb des gleichen Knotens) unter Verwendung einer Proxy-Signalisierung zum direkten Aufbau der Verbindung aufgebaut werden. Für Schmalband-zu-Breitband-Verbindungen sind zwei Anforderungen erforderlich: eine an die Schmalband-Vermittlungsstruktur 16 und eine an die Breitband-Netzwerk-Rand-Vermittlungen 50, 62 – 62. Für eine Breitband-zu-Phantom-Endgeräte-Verbindung leitet jedoch der Verbindungs-Makler die Verbindungs-Anforderung an den zweiten Verbindungs-Makler (Bezugsziffer 80 nach 4) am anderen Ende der Phantom-Route weiter. Die Verbindung wird dann unter Verwendung eines Proxy-Signalisierungs-Schemas hergestellt, das von dem zweiten Vermittlungs-Makler 80 ausgeht. Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung in Betracht zieht, dass die Phantom-Endgeräte als Breitband-Endgeräte gerätemäßig ausgebildet sind, so dass eine Schmalband-zu-Phantom-Endgeräte-Verbindung als eine Kombination einer Schmalband-zu-Breitband-Verbindung und einer Breitband-zu-Phantom-Endgeräte-Verbindung abgewickelt wird.
  • Es ist weiterhin verständlich, dass die Dienste-Zusammenwirkungs-Funktion auch auf Netzwerke anwendbar ist, die zwischengekoppelte Breitband-Netzwerke haben. In diesem Fall kann die Zwischenverbindung zwischen Anruf-Servern Überleiteinrichtungs- oder Gateway-Funktionen, wie zum Beispiel die Abrechnung und die Anruf-Aussortierung, bereitstellen, während die Vermittlungs-Makler Ende-zu-Ende-Verbindungen zwischen den Schmalband-Endgeräten ermöglichen. In ähnlicher Weise können Signalisierungs-Zusammenwirkungs- oder Netzanpassungs-Funktionen, die anderenfalls nicht für jeweilige Schmalband-Netzwerke zur Verfügung stehen, durch Verbinden von Anruf-Servern miteinander über die Phantom-Fernleitungen bereitgestellt werden.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass der zweite Verbindungs-Makler erkennt, dass zwei Verbindungs-Anforderungen an den entgegengesetzten Enden der gleichen Phantom-Fernleitung empfangen wurden, und als Antwort hierauf stellt er eine direkte Route über das Breitband-Netzwerk zwischen dem ersten Teilnehmer-Endgerät 12 und dem zweiten Teilnehmer-Endgerät 68 her.
  • Der vorstehend umrissene Verbindungs-Mechanismus ermöglicht daher die Verbindung von gemischten Knoten miteinander über ein zwischenliegendes Breitband-Netzwerk, das im übrigen die Steuerkanal-Signalisierungs-Protokolle, die getrennt in den Schmalband-Netzwerken verwendet werden, nicht interpretieren und daher nicht unterstützen kann. Ein derartiger Betrieb könnte beispielsweise durch einen modifizierten Fernleitungs-Netzwerk-Adapter (eines Breitband-Netzwerkes) unterstützt werden, der mit einer Schmalband-Signalisierungs-Software ausgerüstet ist, jedoch im allgemeinen zwischen unterschiedlichen Infrastruktur-Vermittlungen vorliegt. Entsprechend kann durch Verwendung dieses Mechanismus zur Herstellung eines gemeinsamen Steuerkanals der modifizierte Fernleitungs-Netzwerk-Adapter die Teilnahme einer Schmalband-Verkehrs-Ressource in Schmalband-Diensten unterstützen, ohne das die Einfügung einer Signalisierungs-Netzanpassungs-Funktion erforderlich ist.
  • In nützlicher Weise führt die Kombination von Phantom-Fernleitungen und der Verbindungs-Makler-Architektur zu einer gerätemäßigen Ausgestaltung des Systems, die keine Modifikationen der heutigen Schmalband-Signalisierungs-Schemas erfordert, und die alle Schmalband-Dienste unterstützt. Zusätzlich sind nur minimale Änderungen an vorhandenen Schmalband-Anruf-Servern erforderlich. Tatsächlich ist dieses System auf willkürlich komplexe Netzwerke skalierbar und es kann über eine irgendeine grundlegende Verbindungsstruktur arbeiten, unter Einschluss von TDM, ATM oder Frame Relay.
  • Die grundlegende in den 2-4 gezeigte Architektur erläutert die Konfiguration (und beschreibt die Funktion) der hauptsächlichen Ausrüstungen, die das neuartige und erfinderische Konzept der Phantom-Fernleitungen verwendet, um effektiv eine Verbindung zwischen Schmalband-Fernleitungen und virtuellen Verbindungen eines Breitband-Netzwerkes aufzubauen. Für ein besseres Verständnis der Struktur einer Breitband-Schmalband-Schnittstelle (wie z. B. ein asynchrones Übertragungsbetriebsart-System, das als „ATMS" bezeichnet wird) und seines zugehörigen Verwaltungssystems wird nunmehr auf die 5 Bezug genommen.
  • Wenn im Einzelnen das Blockschaltbild nach 5 betrachtet wird, so steuert ein Anruf-Server 302 die Betriebsweise einer Schmalband-Breitband-Schnittstelle (ATMS) 304 über eine Struktur-Anwendungs-Schnittstelle (FAI) 306, wobei diese FAI vorzugsweise eine einfache und gleichförmige Ansicht zwischen dem Anruf-Server und der Schmalband-Breitband-Schnittstelle ergibt. Der Anruf-Server 302 enthält einen Steuerprozessor 307, der mit einem Speicher 308 zusammenwirkt, der zum Speichern von System-Steueralgorithmen, Netzwerkadressen und Informationen dient, die sich auf die Kommunikationsverbindungen und den Betriebszustand des Netzwerkes allgemein beziehen. Obwohl der Speicher 308 als eine von dem Anruf-Server getrennte Einheit gezeigt ist, kann er sich innerhalb des Anruf-Servers selbst befinden.
  • Wie dies zu erkennen ist, ergibt das ATMS 304 eine Schnittstelle zum Verbinden von Schmalband-Fernleitungen, die typischerweise ein Zeitmultiplex-Protokoll unterstützen (obwohl auch andere Formen des Multiplexierens anwendbar sind) mit virtuellen Verbindungen 312, die zur Weiterleitung von Informationen über ein Breitband-Netzwerk 48 (wie z. B. ein ATM-Netzwerk) verwendet werden. Das ATMS 304 unterstützt viele Schmalband-Fernleitungen 310 und enthält viele Netzwerk-Adapter 46. Eine Vermittlungsstruktur 16 dient zur Verbindung der Netzwerk-Adapter 46 (und damit der Information oder Daten, die an Schmalband-Fernleitungen eintreffen) mit virtuellen Verbindungen 312. Die Vermittlungsstruktur 16 ist weiterhin mit einem Netzwerk-Ankündigungs-Server 320 gekoppelt, der typischerweise eine Vielzahl von vorher aufgezeichneten Systemankündigungen speichert, die gesprochene Anweisungen oder gesprochene Bestätigungen für Schmalband- oder Breitband-Nutzer liefern, die versuchen, die Schmalband-Breitband-Schnittstelle zu verwenden. Beispielsweise kann der Netzwerk-Ankündigungs-Server 320 die Mitteilung „alle Verbindungen in dem Netzwerk sind derzeit belegt, bitte versuchen Sie es später" speichern und sie zu der Situation zuordnen, bei der keine virtuellen Verbindungen 312 für eine Verbindung in das ATMS 304 verfügbar sind oder wenn keine Fernleitungen 310 zur Durchverbindung des Schmalband-Netzwerkes verfügbar sind.
  • Das ATMS 304 schließt typischerweise viele Verbindungs-Makler 322 ein, die mit dem Anruf-Server 302 über die Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 verbunden sind, obwohl das ATMS zumindest einen Verbindungs-Makler für einen erfolgreichen Betrieb enthalten muss. Im Einzelnen wird die Zwischenverbindung des Anruf-Servers 302 mit den Vermittlungs-Maklern 322 über eine Struktur-Steuerschnittstelle (FCI) 324 erzielt, die unter anderem virtuelle Kanal-Identitäten und System-Steuermitteilungen unterstützen und weiterleiten kann. In weiteren Einzelheiten ist der Verbindungs-Makler 322 sowohl für die Überwachung von Wechselwirkungen zwischen dem ATMS 304 und dem Anruf-Server 302 bezüglich Verbindungen durch das ATMS 304 hindurch und zum Koordinieren anderer Struktur-Steuermodule verantwortlich, um Anruf-Server-Befehle und -Anforderungen zu realisieren und zu erfüllen. Dies heißt mit anderen Worten, dass der Anruf-Server 302 in der weiter oben angegebenen Weise hauptsächlich für die Steuerung des Aufbaus und Abbaus von Verbindungen über die Schmalband-Breitband-Schnittstelle hinweg verantwortlich ist.
  • Struktur-Steuermodule, die mit dem Verbindungs-Makler 322 verbunden sind, schließen eine Diensteverbindungs-Ressourcenverwaltung 326 ein, die für die Verwaltung einer Gruppe von Netzwerk-Ankündigungs-Servern 320 verantwortlich sind, die mit Verkehrsverbindungen über das ATMS verbunden werden müssen, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Die Diensteverbindungs-Ressourcenverwaltung 326 ist weiterhin über die Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 mit dem Anruf-Server 302 verbunden, wobei diese Verbindung zu dem Anruf-Server über eine dedizierte Ankündigungs-Steuerschnittstelle (ACI) 328 erfolgt.
  • Eine Vermittlungs-Anschlussschaltung 330, die zwischen dem Verbindungs-Makler 322 und der Vermittlungsstruktur 16 angekoppelt ist, ist für das Koppeln und Trennen virtueller Verbindungen 312 verantwortlich, die an der Vermittlungsstruktur 16 enden. Dies heißt mit anderen Worten, dass die Vermittlungs-Verbindungsschaltung 330 die Durchgangsverbindung (das heißt die Leitungsvermittlung) von virtuellen Verbindungen 312 zu identifizierten Netzwerk-Adaptern 46 steuert.
  • Endgeräte-Prozess-Steuerungen 322 (von denen es üblicherweise viele innerhalb des ATMS 304 gibt) sind zwischen dem Verbindungs-Makler 322 und der Vielzahl von Netzwerk-Adaptern 46 innerhalb des ATMS 304 angeordnet und angeschaltet. Jede Endgeräte-Prozess-Steuerung 332 ist für die Verwaltung der Betriebsweise von synchronen Verbindungen verantwortlich, die an einem Netzwerk-Adapter 46 in Verkehrsverbindungen über das ATMS hinweg enden, und dient damit einem analogen Zweck wie die Vermittlungs-Verbindungsschaltung 330, jedoch bezüglich der Schmalband-Fernleitungen (statt der virtuellen Verbindungen). Die Endgeräte-Verarbeitungs-Steuerungen 332 sind weiterhin mit Signalisierungs-Prozessoren 334 gekoppelt (von denen es typischerweise viele innerhalb des ATMS 304 gibt), während die Signalisierungs-Prozessoren 334 außerdem mit den Netzwerk-Adaptern 46 gekoppelt sind. Jeder Signalisierungs-Prozessor ist mit dem Anruf-Server 302 über eine Signalisierungs-Steuerschnittstelle (SCI) 336 gekoppelt, die einen Teil der Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 bildet. Die Funktion jedes Signalisierungs-Prozessors 334 besteht in der Steuerung der Umwandlung der Signalisierungsinformation zwischen FAI-Mitteilungen, die über die SCI 326 zwischen dem Anruf-Server 302 ausgetauscht werden, und den in Rahmen ausgebildeten Strukturen und Signalisierungsformaten, die von den synchronen Verbindungen verwendet werden, die an jedem Netzwerk-Adapter 46 enden. Dies heißt mit anderen Worten, dass jeder Signalisierungs-Prozessor zu Umwandlung von Informationsbits an einer Netzwerk-Adapter-Ebene zu und von Mitteilungen an eine Anruf-Server-Ebene wirkt. Auf diese Weise wird eine vereinheitlichte Ansicht von einer Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 aufgrund der Verwendung von genormten Signalisierungsschemas auf der FCI 324, der ACI 328 und der SCI 336 geliefert.
  • Das System schließt weiterhin einen Verwaltungs-Agenten 338 mit einem Steuerprozessor 339 und zugehörigem Speicher 340 ein. Obwohl der zugehörige Speicher 340 außerhalb des Verwaltungs-Agenten 338 gezeigt ist, kann er sich innerhalb des Verwaltungs-Agenten 338 befinden. Der Verwaltungs-Agent ist weiterhin mit dem Anruf-Server 302 über die Struktur-Anwendungs-Schnittstelle (FAI) 306 gekoppelt. Im Einzelnen ergibt eine dedizierte virtuelle Verwaltungs-Kanalverbindung (VCC) 342 eine Zwischenverbindung des Anruf-Servers 302 mit dem Verwaltungs-Agenten 338, wobei die Verwaltungs-VCC 342 weiterhin einen Teil der Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 bildet. Der Verwaltungs-Agent 338 ist weiterhin mit jedem der Endgeräte-Prozesssteuerungen 332 und mit jedem der Signalisierungs-Prozessoren über Informations-Busleitungen 360-362 gekoppelt, während der Verwaltungs-Agent 338 weiterhin in der Lage ist (über einen weiteren Informations-Bus 363) mit dem Verbindungs-Makler 322 zu kommunizieren.
  • Der Verbindungs-Makler 322, die Diensteverbindungs-Ressourcen-Verwaltung 326, die Vermittlungs-Anschlussschaltung 330, die Endgeräte-Prozesssteuerungen 332, die Signalisierungs-Prozessoren 334 und der Verwaltungs-Agent 338 (und dessen zugehöriger Prozessor 339 und Speicher 340) enthalten und bilden zusammen ein verteiltes Struktur-Steuersystem (FCS) 344. Das FCS 344 enthält daher außerdem Software-Programmblöcke, die die Funktionalität des ATMS 304 und dessen Zwischenverbindung mit dem Anruf-Server 302 über die FAI 306 steuern. Die Signalisierungs-Prozessoren 334, die Endgeräte-Prozesssteuerungen 332, die Vermittlungs-Anschlussschaltung 330 und die Diensteverbindungs-Ressourcen-Verwaltung 326 erfordern daher typischerweise jeweils dedizierte Prozessoren und Speicher (der möglicherweise als auf dem Chip angeordneter Pufferspeicher verwirklicht ist, wie dies in 5 gezeigt ist). Die Prozessoren steuern den Betrieb der einzelnen Instanzen, und es kann auf sie ein Zugriff (oder eine Abfrage) durch den Verwaltungs-Agenten 338 ausgeführt werden, um beispielsweise einen Zugriff auf den Betriebszustand zu haben.
  • Das Vermittlungsstruktur-Steuersystem 344 kann eine verteilte Funktionalität haben, wobei das Struktur-Steuersystem 344 fünf Haupt-Funktions-Module und einen Verwaltungs-Agenten 338 umfasst. Es ist jedoch zu erkennen, dass die durch die Funktionsmodule bereitgestellte verteilte Funktionalität an einer einzigen Stelle angeordnet sein kann, weil die Funktionalität typischerweise durch Steuersoftware verwirklicht ist, die sich in Systemsteuerungen oder Prozessoren befindet.
  • Es ist verständlich, dass ausschließlich hierfür bestimmte Informations-Busleitungen auch zwischen dem Verwaltungs-Agenten und sowohl der Vermittlungs-Anschlussschaltung 330 und der Diensteverbindungs-Ressourcen-Verwaltung 326 vorgesehen sein können, trotz der Tatsache, dass der Verwaltungs-Agent 338 in der Lage ist, mit diesen Einheiten über den Verbindungs-Makler 322 zu kommunizieren (und sie abzufragen). Zusätzlich können derartige Informations-Busleitungen lediglich für ein verteiltes System erforderlich sein, bei dem das Struktur-Steuersystem 344 durch diskrete Funktionseinheiten verwirklicht ist.
  • Bezüglich des Verwaltungs-Agenten 338 ist festzustellen, dass dieser eine zusätzliche und ergänzende Verwaltungs-Schnittstelle zwischen dem Anruf-Server 302 und dem Struktur-Steuersystem 344 darstellt, wobei dieser Verwaltungs-Agent 338 und dessen zugehörige Verwaltungs-VCC 342 dazu dienen, die FAI 306 dadurch zu verbessern, dass eine Kontext-Information für die ACI 328, die FCI 324 und die SCI 336 hergestellt wird. Der Verwaltungs-Agent 338 dient weiterhin zur Ankündigung und Weiterleitung von Informationen, die sich auf den Austausch von nicht auf Verbindungen bezogenen Status-Informationen beziehen, beispielsweise den Betriebszustand von Fernleitungs-Schaltungen.
  • Bezüglich der Verwaltungs-VCC 342 ist festzustellen, dass diese virtuelle Verbindung für den Anruf-Server 302 und den Verwaltungs-Agenten 338 gut bekannt ist. Tatsächlich haben sowohl der Anruf-Server 302 als auch der Verwaltungs-Agent 338 Kenntnis über das Vorhandensein und die virtuelle Kanal-Identitätsnummer der Verwaltungs-VCC, bevor die Schmalband-Breitband-Schnittstelle in Betrieb geht. Somit ist der Anruf-Server immer in der Lage, mit dem Verwaltungs-Agenten 338 zu kommunizieren, wobei sowohl der Verwaltungs-Agent 338 als auch der Anruf-Server immer Kenntnis über das Vorhandensein der jeweils anderen Einheit haben.
  • Der zugehörige Speicher 340 des Verwaltungs-Agenten 338 wird hauptsächlich mit System- (oder Netzwerk-) Konfigurationsinformation, die sich auf die Typen von Schnittstellen beziehen, die in der Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 verwendet werden, mit den Adressen der virtuellen Verbindungen, die für diese Schnittstellen verwendet werden, und mit der Anzahl und Art von Struktur-Steuermodellen geladen (und kann aktualisiert werden), die in dem Struktur-Steuersystem 344 verwendet werden. Weiterhin enthält der zugehörige Speicher 340 beispielsweise Informationen bezüglich der Anzahl von Verbindungs-Makler-Instanzen sowie die Anzahl von Signalisierungs-Prozessoren 334. Allgemein kennt der Anruf-Server 302 nicht die internen Einzelheiten (das heißt den Aufbau) des Struktur-Steuersystems 344. Der Anruf-Server 302 weiß nur, dass er Zugang an eine Anzahl von vorher definierten Schnittstellen hat, die als eine gleichförmige Ansicht bereitgestellt werden, die von der Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 geliefert wird, während der Verwaltungs-Agent 338 die Inbetriebsnahme der Struktur-Anwendungs-Schnittstelle 306 innerhalb eines bestimmten ATMS 304 dadurch steuert, dass er ausführliche System-Konfigurations-Information an den Anruf-Server liefert, nämlich die Port-Adressen-Information, die virtuelle Verbindungs-Information und die Arten und die Anzahl von Funktionsmodulen innerhalb des FCS 344.
  • Nach der Ausbildung der Konfiguration der FAI 306 durch die Benachrichtigung von verfügbaren Instanzen und Adressen kann der Anruf-Server 302 Status-Informationen auf der Verwaltungs-VCC 342 anfordern. Das Struktur-Steuersystem 344 ist dann in der Lage, auf diese Anforderung (über den Verwaltungs-Agenten 338) auf der Verwaltungs-VCC zu antworten. Alternativ kann der Verwaltungs-Agent 338 eine autonome Ereignis-Information an den Anruf-Server 302 über die Verwaltungs-VCC 342 liefern, während der Verbindungs-Makler außerdem Informationen (wie z. B. Verbindungs-Anschlussüberprüfung) an den Anruf-Server direkt oder über den Verwaltungs-Agenten liefern kann. Beispielsweise kann der Verwaltungs-Agent 338 die Verwaltungs-VCC 342 dazu verwenden, den Anruf-Server über wichtige Betriebsänderungen bezüglich Folgendem zu informieren: i) ein Betriebsstatus eines bestimmten Verbindungs-Maklers oder Signalisierungs-Prozessors; ii) den Betriebsstatus einer Ausrüstung niedrigerer Ebene, beispielsweise bezüglich von Schaltungen innerhalb der Diensteverbindungs-Ressourcen-Verwaltung (der über den Verbindungs-Makler berichtet wird); oder iii) die Anzahl, die derzeitige Verwendung oder die Verfügbarkeit von Fernleitungs-Verbindungen. In allen diesen Punkten verwendet eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Signalisierungsschema auf der Grundlage von Q.2931, um diese Datenübertragung zu unterstützen, wobei die hauptsächlichen bedeutsamen Mitteilungen die „STATUS ENQUIRY" (Status-Anfrage-), „STATUS"- und „NOTIFY"- (Benachrichtigungs-) Grundelemente und die Verwendung der F-5-Zellen sind (die in der ITU-T-Norm 1610 als betriebs- und wartungsspezifisch definiert sind). Es ist klar zu erkennen, dass auch andere Signalisierungs-Protokolle über die FAI 324 hinweg verwendet werden könnten, wobei die Auswahl lediglich von den Betriebsanforderungen des Anruf-Servers abhängt (wie dies für den Fachmann zu erkennen ist).
  • Bezüglich des STATUS ENQUIRY (Status-Abfrage) ist dies eine Form von Abfrage, die von jedem Ende der Verwaltungs-VCC 342 aus eingeleitet werden kann. Insbesondere fordert die STATUS ENQUIRY eine absolute Antwort über eine STATUS-Antwort-Mitteilung an, wobei die STATUS ENQUIRY-Mitteilung in diesem Kontext eine modifizierte Rahmenstruktur enthält. Obwohl die STATUS ENQUIRY üblicherweise ein Anruf-Bezugsfeld enthalten würde, ist dieser Anruf-Bezug überflüssig für eine Anforderung, die die Systemkonfiguration betrifft, und als solches kann das Feld beispielsweise dazu verwendet werden, spezielle Netzwerk- oder ATMS-Elemente von Interesse oder einen Antwort-Typ zu identifizieren. In ähnlicher Weise muss die STATUS-Antwort-Mitteilung nicht notwendigerweise ein Anruf-Bezugsfeld enthalten, so dass dieses unbenutzte Feld im Kontext der vorliegenden Erfindung für einen anderen Zweck verwendet werden kann, beispielsweise um Antwort-Information zu liefern oder eine Ausfall-Information hervorzurufen. Dies heißt mit anderen Worten, dass die STATUS ENQUIRY ausdrücklich die Schaltung des interessierenden Funktionselementes identifiziert, während die STATUS-Antwort-Mitteilung einen Bericht unter Verwendung von Datenfeldern liefert, die keine Bedeutung bezüglich der Systemkonfiguration und der System-Betriebsweise haben. Bezüglich des NOTIFY-Grundelements des Q.2931-Protokolls ist NOTIFY eine nicht angeforderte Mitteilung, die üblicherweise einen Anrufbezug und eine Benachrichtigungs-Anzeige mit einer Länge von 5 Bytes einschließt. Auch hier können in dem Kontext von Systemweitenberichten über die Konfiguration und den Betriebszustand Anruf-Bezugsfelder vorübergehend dazu verwendet (oder zugewiesen) werden, um Systemänderungen oder Adressen zu berichten, während das Format der Benachrichtigungs-Anzeige so strukturiert werden kann, dass beispielsweise die Ursache eines Ausfalls identifiziert wird.
  • Allgemein kann, wie es nunmehr verständlich ist, der Verbindungs-Makler auf von dem Anruf-Server abgegebene Status-Anfragen reagieren, vorausgesetzt, dass sein Signalisierungs-Protokoll die Anruf-Server-Wechselwirkung und Abfrage unterstützt. Tatsächlich können alle Funktionsblöcke innerhalb des FCS 344 Systemereignisse an den Anruf-Server berichten, doch sind derartige Berichte auf den Umfang der Verantwortlichkeit jedes Funktionsblockes beschränkt, das heißt den Status einer einzigen Verbindung. Der Verwaltungs-Agent 338 hat jedoch die Fähigkeit, alle Verwaltungsoperationen des FCS 344 zu unterstützen, und er ist daher in der Lage, den Funktionsstatus der einzelnen Funktionsblöcke selbst zu berichten. Die Verwendung des Verwaltungs-Agenten 338 für alle derartigen Systemberichte wird als vorteilhaft angesehen, obwohl dieser Mechanismus langsamer ist, weil er es erfordert, dass beispielsweise eine STATUS ENQUIRY über den Verwaltungs-Agenten statt direkt zum betreffenden Funktionsblock weitergeleitet wird. Der Verwaltungs-Agent 338 spricht daher allgemein auf Anforderungen und den System-Status an, kann jedoch auch als Möglichkeit zur Abgabe einer Änderung in einer einzelnen Verbindung verwendet werden, wobei beispielsweise der Anruf-Server den Verwaltungs-Agenten anweist, einen Befehl an einen Netzwerk-Adapter abzugeben.
  • Der Verwaltungs-Agent kann System-Informationen bezüglich der Systemkonfiguration in seinem zugehörigen Speicher 340 speichern, wobei diese Information eine periodische Abfrage einer ausgefallenen Systemeinheit auslösen kann, beispielsweise eines ausgefallenen Verbindungs-Maklers oder einer ausgefallenen Fernleitung.
  • 6 zeigt ein Netzwerk und ein Signalisierungsschema, bei dem eine Ende-zu-Ende-Verbindung (A⇔D) 400 gemäß einer bevorzugten Architektur und einem Betriebsmechanismus der vorliegenden Erfindung aufgebaut und überprüft wurde. Im Einzelnen zeigt 6 (für Beispielszwecke) ein ATM-Netzwerk, in dem die Verbindung 400 über drei benachbarte ATM-Vermittlungsanordnungen 402-404 aufgebaut wurde. 6 zeigt weiterhin einen Mitteilungsfluss für den Prozess, der überprüft, ob die Verbindung 400 zwischen dem Punkt A und dem Punkt D aufgebaut wurde. Wie dies nunmehr ohne weiteres zu erkennen ist, würde die Verbindung zwischen dem Punkt A und dem Punkt B durch Wechselwirkungen zwischen den miteinander verbundenen Anruf-Servern 18, 81 und 302 (und deren jeweilige Verbindungs-Makler 44, 80 und 322) spezifiziert (und gesteuert) sein.
  • Bevor der Überprüfungsmechanismus diskutiert wird, ist festzustellen, dass das Netzwerk nach 6 grundlegend drei miteinander verbundene ATM-Systeme umfasst; jedes ATMS hat typischerweise einen Verbindungs-Makler, eine Vermittlungsstruktur-Matrix und Steuersystem und eine Schmalband-Netzwerk-Adapter-Schnittstelle, falls passend. Im Einzelnen enthält bezüglich der ATM-Vermittlungsanordnung 403 jede Vermittlungsanordnung ein Vermittlungsstruktur-Steuersystem 344 und miteinander verbundene Netzwerk-Adapter (und/oder Leitungskarten-Schnittstellen 420) und eine Vermittlungsstruktur 424 (die allgemein gemäß 5 aufgebaut ist, wie dies ohne weiteres zu erkennen ist). Unter spezieller Bezugnahme auf das Vermittlungsstruktur-Steuersystem 344 bewirkt ein Steuerprozessor 326 die Betriebssteuerung einer Zwischenverbindungs-Schnittstelle 428.
  • Der der mittleren ATM-Vermittlungsanordnung 403 zugeordnete Verbindungs-Makler 80 ist getrennt von dem Vermittlungsstruktur-Steuersystem 344 gezeigt, wobei diese Trennung lediglich die Klarheit der Zeichnung unterstützt und die Bezeichnung des Signalflusses in 6 ermöglicht, damit diese Figur leichter verständlich ist. Es ist jedoch klar zu erkennen, dass die getrennten Funktionsblöcke in einer einzigen Einheit realisiert werden können, obwohl ein modulares System in Betracht gezogen wird und wünschenswert sein kann.
  • Wenn nunmehr der Verbindungsüberprüfungs-Mechanismus und das Signalisierungsschema betrachtet wird, so wurde die Verbindung 400 in drei Stufen aufgebaut, nämlich: i) Punkt A zu Punkt B über die erste ATM-Vermittlungsanordnung 402; ii) Punkt B zu Punkt C über die zweite (in diesem Fall die mittlere) ATM-Vermittlungsanordnung 403; und schließlich iii) Punkt C zu Punkt D über die letzte ATM-Vermittlungsbaugruppe 404. Der Punkt A und der Punkt D sind in dieser ein Beispiel darstellenden Figur so gezeigt, als ob sie sich in unterschiedlichen Schmalband-Netzwerken befinden (und damit jenseits der jeweiligen Netzwerk-Adapter 46 und 56). Die Verbindung 400 wurde unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Phantom-Fernleitungs-Verfahrensweise aufgebaut. Die ATM-Zellenflüsse wurden außerdem in beiden Richtungen aktiviert.
  • Wie dies weiter oben beschrieben wurde, werden die Fernleitungs-Identifikationen A, B, C und D durch Zuordnung von NSAP-Identifikationen identifiziert, die dann von den Anruf-Servern 18, 81 und 302 verwendet werden können, um Verbindungen in der Breitband-Vermittlungsstruktur anzufordern. Im Einzelnen ist eine Fernleitungs-Identifikation eine gemeinsame Identifikation, die sowohl von dem Anruf-Server als auch dem Verbindungs-Makler verwendet wird, wobei eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Fernleitungs-Identifikation mit einem NSAP-Format verwendet (was eine der Optionen für Endgeräte-Identifikationen ist, wie sie in Q.2931 verwendet werden). Betriebsmäßig enthält jeder Anruf-Server eine Tabelle, die das Signalisierungsschema Nr. 7 (OPC, DPC, CIC) zu NSAP's in Beziehung setzt, während jeder Verbindungs- Makler eine Tabelle hat, die NSAP's zu irgendeiner proprietären Identifikation in Verbindung setzt (das heißt umsetzt), die mit dem Netzwerk-Adapter oder Phantom-Fernleitungs-Speicherplätzen verwendet wird.
  • Das ATMS-304 bildet grundlegend gemäß dem zugrundeliegenden erfinderischen Konzept der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Multiplexieren und Senden von Mitteilungen auf dem gleichen Verkehrspfad wie die virtuelle Verbindung, wobei diese Mitteilungen entweder Abschnitt für Abschnitt oder Ende-zu-Ende bezüglich der virtuellen Verbindung übertragen wird, und ohne dass diese Mitteilungen eine Störung mit den Verkehrszellen ergeben. Spezieller gesagt verwendet die vorliegende Erfindung In-Band-ATM-Betriebs- und Wartungs-(OAM-) Zellen, beispielsweise F-5-Zellen in einer neuen Umgebung, um die Verbindung über eine oder mehrere Abschnitte hinweg (das heißt eine oder eine Vielzahl von miteinander verbundenen ATM-Systemen) zu überprüfen. Der Inhalt, die Struktur und die Verwendung von F-5-Zellen bezüglich der Systembetriebs- und Wartungszwecke ist in der ITU-Norm I.610 definiert. Tatsächlich ergibt die vorliegende Erfindung durch die Verwendung der bevorzugten Mitteilungsübermittlungsfolge, die in 6 gezeigt ist, eine Anwendung von F-5-Zellen zur Überprüfung, dass die für einen Anruf aufgebaute virtuelle Verbindung die tatsächliche vorgesehene virtuelle Verbindung war und durch eine Verwaltungs-Wechselwirkung innerhalb bzw. zwischen ein oder mehreren Anruf-Servern aufgebaut wurde. Zusätzlich ergibt die bevorzugte Mitteilungsübermittlungsfolge einen Mechanismus zur Erzielung einer Pfad-Verfolgung und/oder Pfad-Integrität für die virtuelle Verbindung.
  • Wie dies aus einer erneuten Betrachtung der 6 zu erkennen ist, ist die F-5-Zellen-Mitteilungsübermittlungsfolge aus einer Anzahl von einzelnen Mitteilungen aufgebaut (die durch mit Ausrichtpfeilen versehene Kreise dargestellt sind), die von einzelnen Verbindungs-Maklern in miteinander verbundenen ATM-Systemen ausgesandt und interpretiert werden.
  • Die Mitteilungsübermittlungsfolge des Überprüfungs-Mechanismus der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung arbeitet dadurch, dass der Verbindungs-Makler 322 an dem abschließenden Ende des Anrufs (das heißt der Verbindungs-Makler, der dem letzten ATMS des Verbindungs-Pfades zugeordnet ist, wie er beispielsweise durch den Betrieb eines Netzwerk-Adapters bestimmt ist) eine „Überprüfungs-Anforderung zwischen D und C auf einer Abschnitt-für-Abschnitt-Basis"-Mitteilung 450 an einen Netzwerk-Knoten sendet, beispielsweise den Netzwerk-Adapter 58. Die Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung 450, die in einer F-5-Zelle enthalten ist, initialisiert eine Rückwärtsverfolgung in Richtung auf den Netzwerk-Adapter 46, an den eine ankommende Verbindungsaufbau-Anforderung beispielsweise von einem Teilnehmer-Endgerät gesandt wurde.
  • Die erforderliche Zusammenarbeit zwischen den Signalisierungs-Prozessoren 334 und den Endgeräte-Prozessor-Steuerungen 332, die dem Netzwerk-Adapter 58 zugeordnet sind, stellt sicher, dass die F-5-Zelle (die die „Überprüfungs-Anforderung zwischen D und C auf einer Abschnitts-für-Abschnitts-Basis-Mitteilung 450 enthält) über die abschließende ATM-Vermittlungsanordnung 404 als eine weitere F-5-Zellen-Mitteilung 452 übermittelt wird. Bei Empfang der F-5-Zellen-Mitteilung 452 antwortet die ATM-Vermittlungs-Leitungsschnittstellenkarte der letzten Vermittlungsanordnung 404 dadurch, dass sie eine „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C empfangen auf C)"-Mitteilung 454 an den üblicherweise angeschlossenen Verbindungs-Makler 322 sendet. Als solche wird der örtliche Verbindungs-Pfad D-C (und dessen Integrität) zwischen dem Netzwerk-Adapter 58 und einer Ausgangs-Schnittstelle der letzten ATM-Vermittlungs-Anordnung 404 an den Verbindungs-Makler 322 bestätigt.
  • Weil die ATM-Vermittlungs-Leitungskarte weiterhin direkt mit einer Transport-Verbindungsstrecke gekoppelt ist, die die Kommunikation unterstützt, sollte die F-5-Zellen-Mitteilung außerdem nunmehr an einer ATM-Vermittlungs-Leitungskarte 420 verfügbar sein, die sich in der mittleren ATM-Vermittlungs-Anordnung 403 befindet. Als Antwort auf den Empfang der F-5-Zelle (die den ursprünglichen Befehl „Überprüfungs-Anforderung zwischen D und C auf einer Abschnitt-für-Abschnitt-Basis" enthält) bewirken Mikroprozessor-basierte Steuerungen 429, die den Leitungskarten-Schnittstellen 420 der mittleren ATM-Vermittlungs-Anordnung 403 zugeordnet sind, dass eine „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C empfangen auf C)" Mitteilung 456 an den örtlichen Verbindungs-Makler 80 geliefert wird.
  • Als Antwort auf den Empfang der „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C empfangen an C)" Mitteilung 456 bestimmt der Verbindungs-Makler 80 (aus der Information, die in der F-5-Zellenmitteilung enthalten ist), dass die örtliche Verbindung C-B (über die mittlere ATM-Vermittlungs-Anordnung 403) überprüft werden muss. Entsprechend sendet der Verbindungs-Makler 80 eine „Überprüfungs-Anforderungs- (D-C-B) (Abschnitt-für-Abschnitt)" Mitteilung 458 zurück an die ATM-Vermittlungs-Leitungskarte 420. Grundlegend bewirkt beim Durchlaufen durch die Vermittlungsstruktur 424 die „Überprüfungs-Anforderungs- (D-C-B) (Abschnitt-für-Abschnitt)" Mitteilung 458, das der Steuerprozessor 426 der mittleren ATM-Vermittlungsanordnung 403 eine weitere Mitteilung „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B empfangen an B)" Mitteilung 460 an den örtlichen Verbindungs-Makler 80 sendet; dies überprüft den Pfad und die Integrität der örtlichen Verbindung C-B gegenüber dem Vermittlungs-Makler 80.
  • In ähnlicher Weise zu der bereits beschriebenen wirkt die ATM-Vermittlungs-Leitungskarte (von der die „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B an B empfangen)" Mitteilung 460 ausgeht) wiederum als ein Ausgang und ist direkt mit einer Transport-Verbindungsstrecke gekoppelt, die die Kommunikation unterstützt. Entsprechend sollte die F-5-Zellen-Mitteilung „Überprüfungs-Anforderung zwischen D-C-B auf einer Abschnitt-für-Abschnitt-Basis") nunmehr auch (über einen Ausbreitungsprozess) für eine ATM-Vermittlungs-Leitungskarte 420 verfügbar sein, die sich in der ersten ATM-Vermittlungs-Anordnung 402 befindet. Als Antwort auf den Empfang der F-5-Zelle bewirken Mikroprozessor-basierte Steuerungen (die nicht gezeigt sind, die jedoch in ihrer Weise identisch zu der Steuerung 429 sind), die den Leitungskarten-Schnittstellen 43i der ersten ATM-Vermittlungs-Anordnung 402 zugeordnet sind, dass eine „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B empfangen an B)" Mitteilung 462 an den örtlichen Verbindungs-Makler 44 gesandt wird.
  • Als Antwort auf den Empfang der „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B empfangen an B)" Mitteilung 462 bestimmt der Verbindungs-Makler 44 (aus der Information, die in der F-5-Zellen-Mitteilung enthalten ist), dass die örtliche Verbindung B-A (über die erste ATM-Vermittlungs-Anordnung 402 hinweg) überprüft werden muss. Entsprechend sendet der Verbindungs-Makler 44 eine „Überprüfungs-Anforderungs- (D-C-B-A) (Abschnitt-für-Abschnitt)" Mitteilung 464 zurück an die ATM-Vermittlungs-Leitungskarte, auf die die F-5 auftrifft. Die „Überprüfungs-Anforderungs- (D-C-B-A) (Abschnitt-für-Abschnitt)" Mitteilung 464 ist weiterhin so angeordnet, dass sie sich über die Vermittlungsstruktur (der ersten ATM- Vermittlungsanordnung 402, wie dies durch die Mitteilung 466 realisiert ist) in Richtung auf den Ursprungs-TDM-Netzwerk-Adapter 46 ausbreitet.
  • Wie dies zu erkennen ist, wird der Ausdruck „Ursprung" in dem Sinne verwendet, dass der Knoten (das heißt der Netzwerk-Adapter 46) der erste Punkt ist, an dem eine Schmalband-Fernleitung in Schnittstellenverbindung mit einer Schmalband-Breitband-Schnittstelle steht.
  • Weiterhin ist bezüglich jeder Leitungskarten-Schnittstelle beispielsweise und ohne dass dies aus Gründen der Klarheit explizit gezeigt ist, zu erkennen, dass eine derartige Verbindungs-bezogene Ausrüstung Steuerprozessoren oder Mikrocomputer einschließt, die eine Aufrechterhaltung der Betriebssteuerung bewirken.
  • Wenn die „Überprüfungs-Anforderungs- (D-C-B-A) (Abschnitt-für-Abschnitt)" Mitteilung 466 an dem Ursprungs-TDM-Netzwerk-Adapter 46 empfangen wird, kann der TDM-Netzwerk-Adapter 46 dann eine Mitteilungs- „Überprüfungs-Bestätigung (D-C-B-A empfangen an A)" 468 an den zugehörigen Verbindungs-Makler 44 senden. Die „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B-A empfangen an A)" Mitteilung 468 zeigt daher an, dass der angeforderte Pfad A-D über das gesamte Breitband-Netzwerk hinweg aufgebaut wurde. Nachfolgend kann der Verbindungs-Makler 44 durch Senden einer „Überprüfungs-Bestätigungs- (D-C-B-A empfangen an A) (Ende-zu-Ende)" Mitteilung 470 antworten, um die Überprüfungssequenz abzuschließen. Tatsächlich wird die „Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung 470 typischerweise im Kanal über die virtuelle Verbindungsstrecke 400 (in 6) oder über miteinander verbundene Anruf-Server gesandt. Sobald die Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung 470 von dem Signalisierungs-Prozessor und/oder dem Endgeräte-Prozessor empfangen wurde, der der letzten ATM-Vermittlungsanordnung 404 und dem End-Netzwerk-Adapter 58 zugeordnet ist, so kann eine „Überprüfung erfolgreich"-Mitteilung 472 an den Vermittlungs-Makler 322 weitergeleitet werden (der dann eine erfolgreiche Überprüfung aufzeichnen kann und weiterhin die Pfadspur-Information D-C-B-A feststellen kann, wenn dies der Zweck der Überprüfungsfunktion ist).
  • Der Zweck der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung 470 (und der Überprüfung erfolgreich-Mitteilung 472) besteht darin, einen Rückwärts-Pfad für die Verbindung zu testen; es ist zu erkennen, dass durch Senden der Überprüfungs-Bestätigung im Kanal die getrennten Pfade eines bidirektionalen Anrufs unabhängig überprüft werden können. Tatsächlich ergibt die Überprüfungs-Bestätigung Ende-zu-Ende weiterhin einen Kontinuitäts- und Qualitätstest Ende-zu-Ende.
  • In dem Fall, dass ein gemeinsamer Verkehrskanal auf einer Zeitmultiplex-Duplex-(TDD-) Basis zugeordnet wird, kann die Anforderung zum Senden der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung im Kanal als überflüssig betrachtet werden. In diesem Fall muss der Ursprungs-Verbindungs-Makler (beispielsweise der Verbindungs-Makler 322 nach 6) lediglich benachrichtigt werden, dass die Rückverfolgung erfolgreich war, wobei diese Benachrichtigung über einen dedizierten Signalisierungskanal oder möglicherweise über miteinander verbundene Anruf-Server geliefert wird.
  • Der Prozess der vorliegenden Erfindung kann bei allen oder einer Auswahl von Anrufen eingeleitet werden. Tatsächlich kann der Prozess der vorliegenden Erfindung zur Überprüfung der Verbindungs-Datensätze des Anruf-Servers und des Verbindungs-Maklers für eine lange Haltezeit aufweisende Anrufe verwendet werden, oder er kann als eine Netzwerkpfad-Verfolgungsfunktion verwendet werden. Im Einzelnen ergibt die vorliegende Erfindung drei Hauptoperationen, nämlich: eine Überprüfung der Verbindungsmöglichkeit (sowohl im Sinne der Pfad-Verfolgung als auch Überprüfung); eine Integritäts- und Verbindungsstrecken-Qualitäts-Überprüfung entweder auf einer Ende-zu-Ende- oder Abschnitt-für-Abschnitt-Grundlage; und einen Authentifizierungs-Mechanismus durch die Verwendung von digitalen Signaturen. Tatsächlich ergeben die Prozesse der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zur Erzielung eines Betriebs mit hoher Integrität für das ungebündelte Anruf-Server-/Verbindungsstruktur-System.
  • Die Überprüfung der Verbindungsmöglichkeit bestätigt die Verbindungsfähigkeit eines Pfades in Ausdrücken von „End"- und „Mittel-Punkten", um eine Pfad-Verfolgung oder eine Überprüfung zu schaffen (das heißt, ob der Pfad immer noch in der ursprünglich aufgebauten Weise verbunden ist), und um weiterhin eine Verteilung einer globalen Kenntnis der abschnittsweisen Verbindungsmöglichkeit zu schaffen, die im Übrigen lediglich örtlich bekannt ist, und unmittelbar, nachdem die anfängliche Verbindung aufgebaut wurde. Allgemein trifft jede Vermittlungsstruktur innerhalb eines Pfades eine autonome Entscheidung darüber, wie ein örtlicher Pfad aufgebaut wurde, und in dieser Hinsicht wird die Pfad-Verbindungsmöglichkeit auf einer ATMS-Ebene kontrolliert. Einzelheiten über den Pfad, der schließlich durch die Verknüpfung jedes aneinander angrenzenden Abschnittes des ATM-Netzwerkes gebildet wird, müssen jedoch für jeden Verbindungs-Makler verfügbar gemacht werden, wobei jeder Verbindungs-Makler anfänglich nur seine eigenen internen Kreuzverbindungen für den Pfad kennt. Die In-Band-ATM-OAM-Zellen wirken daher zur Weiterleitung von Verbindungs-Information zwischen den Verbindungs-Maklern, wobei die Verbindungs-Information inhärent in der Abschnitts-Natur der Überprüfungs-Anforderungs-/Bestätigungs-Mitteilungen enthalten ist, um ein Beispiel zu nennen. In anderen Worten heißt dies, dass die Pfadverbindungs-Information zu der In-Band-ATM-OAM-Zelle von jedem Knoten bei der Rückverfolgung angehängt wird. Entsprechend kann nach der Verteilung der Abschnitts-Verbindungs-Information irgendein Knoten an irgendeinem Punkt in dem Ende-zu-Ende-Pfad einen vollständigen Pfad-Abbau betätigen und bewirken. Die Pfad-Verfolgung und die Pfad-Überprüfung kann auf einer periodischen Basis ausgeführt werden, wie dies erforderlich ist.
  • Bezüglich der Überprüfung von sowohl der Integrität als auch der Qualität ist der Mechanismus der vorliegenden Erfindung anpassbar, um die Ende-zu-Ende (hauptsächlich) oder Abschnitt-für-Abschnitt- (sekundär) Kontinuität der Verbindung bezüglich des ATMS zu bestimmen und zu überwachen, und er ergibt eine Überwachung von Verbindungen. Der Ausdruck „Qualität" kann allgemein als Darstellung von quantitativen Messungen für die Verbindung betrachtet werden, wie z. B. die Bitfehlerrate (BER), während der Ausdruck „Integrität" Synonym zur Pfad-Kontinuität ist und darauf bezogen ist, was verbunden ist und ob der Verkehr tatsächlich Ende-zu-Ende oder Abschnitt-für-Abschnitt verbunden ist. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsmöglichkeit (beispielsweise an die Vermittlungsstruktur) anzeigen, dass eine Pfad-Verbindung hergestellt ist, während die Kontinuität (das heißt, die Fähigkeit, kohärente Information zu senden) in dem Pfad fehlen kann. Jeder Abschnitt der Verbindung wird daher so konfiguriert, dass er einen Kontinuitätstest durchführt, weil in der asynchronen Domäne die Kontinuität im traditionellen Sinn nicht existiert und nicht abgeschätzt werden kann. Im Einzelnen überträgt der Fluss von in-Band-OAM-Zellen eine Mitteilung, die einen Inhalt hat, die ein gesammeltes Maß des gesamten Verkehrs entlang des Pfades zu einem bestimmten Punkt anzeigt. Der Empfang der In-Band-OAM-Zelle und die Identifikation (Realisierung der ausgewählten Form der OAM-Zelle bestätigt daher inhärent die Pfad-Integrität, während Prüfbits/Prüfworte oder vorgegebene Folgen in der In-Band-OAM-Zelle die Qualität des Verbindungs-Pfades abschätzen können. Tatsächlich ist die Funktion der F-5-Zellen definiert, um sowohl eine qualitative Messung der Integrität der Verbindung als auch eine Anzeige bezüglich der Kontinuität zu liefern. Wie dies verständlich ist, bewirkt die F-5-Zelle, dass das System die Breitband- (ATM-) Verbindungsmöglichkeit betrachtet, die durch eine Vielzahl von aneinander angrenzenden Knoten aufgebaut wird, wobei die Kontinuität eine Prüfung (innerhalb jedes ATMS) gegen eine Verbindungs-Umlenkung oder Neuausbildung ergibt (die von dem Verbindungs-Makler bewirkt wird), die anderenfalls den Ende-zu-Ende-Pfad unterbrechen würde. Die Pfadintegritäts-Überprüfung schützt damit gegen einen autonomen Breitband-(ATM-) Netzwerk-Transportausfall oder einen Umlenkungs-Ausfall.
  • Der Prozess der Verbindungsfähigkeits-Überprüfung ermöglicht weiterhin die Einfügung von digitalen Signaturen, um eine Integrität des ATMS-Netzwerkes insgesamt sicherzustellen, wie dies verständlich ist. Mit der Verwendung von privaten und öffentlichen Schlüsseln zum Unterzeichnen und Authentifizieren einer In-Band-OAM-Zelle ist es möglich, das Netzwerk zu sichern, um einen Schutz gegen bösartige oder fehlerhafte Störungen (der Einzelheiten, die in der Verbindungsfähigkeits-Überprüfungs-Prozedur des Hauptaspektes der vorliegenden Erfindung enthalten sind) durch das ATM-Netzwerk auf dem ATMS zu erzielen. Im Einzelnen enthält die OAM-Zelle eine Verbindungsmöglichkeits-Information, die durch den privaten Schlüssel signiert ist, so dass der Empfang der OAM-Zelle nur dann validiert werden kann, wenn die signierte Information erfolgreich durch den öffentlichen Schlüssel decodiert werden kann. Derartige digitale Signaturen können zur Sicherstellung einer genauen Abrechnung in einem verteilten ATMS-Netzwerk verwendet werden. Die Verbindungsmöglichkeit kann bis zu einer bestimmten Quelle authentifiziert werden, sie ist nicht fälschbar, sie kann nicht zurückgewiesen werden, und sie kann so angeordnet werden, dass sie einmal verwendet wird, sie ist von dem Empfänger oder durch Abfangen nicht änderbar. Weiterhin kann die Mitteilung mehrere Male von jedem Durchgangsknoten signiert werden, und jeder Durchgangspunkt kann dadurch authentifiziert werden. Die Technik der digitalen Signaturen kann auf die bevorzugte Ausführungsform angewandt werden, wie dies in der Veröffentlichung „Applied Cryptography, zweite Ausgabe" von Bruce Schneier, veröffentlicht durch Wiley, erläutert ist.
  • Es ist klar (und in allgemeiner Hinsicht) zu erkennen, dass in dem Fall, dass der Verbindungs-Makler nicht in der Lage ist, zu überprüfen und zu bestätigen, dass eine bestimmte Verbindung hergestellt wurde, der Verbindungs-Makler den Fehler entweder direkt zu einem damit verbundenen (und typischerweise zu seinem zugeordneten) Anruf-Server berichten kann (beispielsweise durch Liefern einer Ausfall-Mitteilung 480), oder dass er den Verwaltungs-Agenten verwenden kann, um den Anruf-Server über die Änderung des Systembetriebs zu informieren. Tatsächlich kann der Verbindungs-Makler einen Fehler sowohl bezüglich einer internen Verbindung über die ATM-Vermittlungsanordnung oder bezüglich eines benachbarten und zwischenverbundenen Netzwerk-Adapters oder einer ATM-Vermittlungsanordnung berichten. Zusammenfassend ist daher festzustellen, dass die Architektur der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sicherstellt, dass eine Verbindung, die über eine Anzahl von miteinander verbundenen Netzwerken (unter Einschluss örtlicher Netzwerke), und insbesondere über Breitband-Netzwerke hergestellt wird, überprüft oder verfolgt werden kann, wobei diese Funktionen hauptsächlich durch die Verbindungs-Makler bereitgestellt werden, die zwischen einem Anruf-Server und einer ATM-Vermittlungsanordnung angeordnet sind. Im Einzelnen erfordert die Modifikation von vorhandenen Infrastruktur-Schaltkreisen lediglich die Einfügung von passendem Programmcode und Befehlssätzen. Tatsächlich vermeidet die Verwendung der in-Kanal-F-5-Zelle zur Unterstützung der Verfolgung/Überprüfungs-Funktion die Notwendigkeit eines neuen Befehlssatzes als solchem, weil die Verwendung der F-5-Zelle in dem Kontext der Pfad-Überprüfung neu ist. Allgemein sprechen daher ein Steuerprozessor innerhalb der ATM-Vermittlungs-Anordnung und der Verbindungs-Makler beide auf den Empfang einer F-5-Zelle an, die einen Verbindungs-Überprüfungs-Befehl enthält (und eine Informationskette, die zumindest ein Testsegment des Pfades oder den gesamten Ende-zu-Ende-Pfad identifiziert), während der Steuerprozessor der ATM-Vermittlungs-Anordnung betreibbar ist, um den Überprüfungsbefehl an seinen zugehörigen Verbindungs-Makler zu lenken, der dann das Vorhandensein (oder den Ausfall) einer bestimmten Verbindung untermauert. Weiterhin triggert der Empfang der F-5-Zelle (während oder unmittelbar nach dem Aufbau der Verbindung, oder bezüglich einer Pfadverfolgungs-Anforderung oder Verbindungsüberprüfung) der Steuerprozessor von entweder der ATM-Vermittlungs-Anordnung oder des Netzwerk-Adapters die Aussendung einer passenden Mitteilung (oder eines Befehls) an den damit verbundenen Verbindungs-Makler. Der Verbindungs-Makler ist dann in der Lage, auf die Mitteilung (oder den Befehl dadurch zu reagieren, dass er die Verbindungsfähigkeit, die Integrität oder die Qualität irgendeiner angeforderten Verbindung prüft).
  • Der bevorzugte Mechanismus der vorliegenden Erfindung arbeitet hauptsächlich auf der Grundlage davon, dass der zwischenliegend angeordnete Verbindungs-Makler weiß, dass eine Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung über seine zugehörige Vermittlungsstruktur-Infrastruktur gesandt wurde und dass er als solcher in der Lage ist, das Vorhandensein der Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (oder eines funktionell äquivalenten Signals) festzustellen. Der Verbindungs-Makler ist dann in der Lage, entsprechend zu reagieren, indem er entweder den Pfad bestätigt oder eine Fehlernachricht abgibt, wenn er nicht in einer angemessenen Zeit die Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (oder ein funktionell äquivalentes Signal) feststellt.
  • Um eine Unterbrechung in der Verbindung zwischen benachbarten Schmalband-Breitband-Schnittstellen zu identifizieren, verwenden die Verbindungs-Makler einen Zeitsteuerungsablauf zur Abschätzung der Verbindungs-Integrität. Die Zeitsteuerfunktion kann auf Taktperioden innerhalb der jeweiligen Steuerprozessoren jedes Verbindungs-Maklers beruhen, oder es kann ein ausschließlich hierfür bestimmter Takt geliefert werden. Im Einzelnen hat jeder Verbindungs-Makler einen Zeitgeber für seine interne Überprüfung, wobei der Verbindungs-Makler die Überprüfung so einleitet, dass sie die Gesamt-Überprüfungs- (oder Überwachungs- usw.) Funktion zeitlich bemisst. Im Fall eines Zeitablaufs (das heißt, wenn die Funktion nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit ausgeführt wird), können die Verbindungs-Makler der Reihe nach abgefragt werden, um eine Diagnosefunktion zu schaffen, die identifiziert, wo der Fehler aufgetreten ist. Tatsächlich wird für einen Verbindungsausfall zwischen benachbarten Schmalband-Breitband-Schnittstellen der Ausfall durch seine Auswirkungen identifiziert, weil lediglich eines der aneinander angrenzenden Paare von Schmalband-Breitband-Schnittstellen die interne Verbindungs-Integrität initialisiert und möglicherweise bestätigt hat. In den meisten Fällen eines Verbindungsausfalls würde eine Diagnose erforderlich sein, und die verbleibenden Pfade würden dadurch freigegeben, dass eine Freigabe-Mitteilung an den Anruf-Server gesandt würde, um den normalen Freigabeprozess einzuleiten.
  • Als eine allgemeine Bemerkung ist es verständlich, dass die Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung daher hauptsächlich zur Bestätigung der Pfad-Verbindungs-Möglichkeiten wirkt, dass sich jedoch dessen Zweck über die einfache Bestätigung der Verbindungs-Möglichkeit bis zu einem Ausmaß erstreckt, in dem die Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung ausreichende Information einschließt, um die Kontinuität und Qualität des Pfades abzuschätzen. In dieser Hinsicht sollte der Ausdruck „Verbindungsfähigkeits-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung" (oder Variationen hiervon) breit aufgefasst werden und in einer Weise angepasst werden, die für den Kontext der speziellen beschriebenen Funktion passend ist.
  • Es ist selbstverständlich zu erkennen, dass die vorstehende Beschreibung lediglich als Beispiel gegeben wurde, und dass Modifikationen der Einzelheiten innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können. Beispielsweise könnte, obwohl die Verwendung einer F-5-Zelle vollständig den Mechanismus der vorliegenden Erfindung unterstützt, ein dedizierter Befehl dennoch verwendet werden, um die Überprüfungsprozedur einzuleiten. Zusätzlich könnte der Prozess Stück für Stück realisiert werden, wobei jeder Teil der Verbindung überprüft wird, bevor ein nachfolgender Teil der gesamten Ende-zu-Ende-Verbindung hergestellt wird, das heißt die Verbindung wird auf einer Grundlage pro Verbindungs-Makler überprüft, bevor eine angrenzende Verbindung versucht wird. Weiterhin ist zu erkennen, dass obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich F-5-Zellen und virtuellen ATM-Kanalverbindungen beschrieben wurde, das grundlegende erfinderische Konzept unter Verwendung anderer Mitteilungs-Träger realisiert werden kann, beispielsweise F-4-Zellen und virtuelle ATM-Pfadverbindungen, oder F-7-Zellen und ATM AAL-2-Minikanal-Verbindungen. Zusätzlich werden aufwändigere Schemas innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen, das heißt eine Überprüfungs-Anforderung könnte an irgendeinem Punkt in der Verbindung unter Verwendung der Information eingeleitet werden, die für einen bestimmten Verbindungs-Makler zur Verfügung steht. Beispielsweise könnte der mittlere Verbindungs-Makler 80 (nach 6) eine Überprüfungs-Anforderung C-B einleiten, was dazu führen könnte, dass eine Überprüfungs-Bestätigung D-C-B-A in zwei Teilen von den Verbindungs-Maklern an jedem Ende der Verbindung empfangen würde, nämlich von dem Verbindungs-Makler 44 und dem Verbindungs-Makler 322.

Claims (28)

  1. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource (404), die einen Anruf zwischen einem ersten Knoten (40) und einem zweiten Knoten (52) unterstützt, wobei der Anruf über einen Verbindungs-Makler (44, 80, 322) aufgebaut wird, der sich zwischen einem Anruf-Server (18, 81, 302), der für die Steuerung des Anrufs verantwortlich ist, und einer Vermittlungs-Anordnung (402-404) befindet, die die Routenführung des Anrufs bewirkt, und wobei der zweite Knoten (52) von dem ersten Knoten (40) durch zumindest eine Vermittlungs-Anordnung (402-404) getrennt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Triggern des Verbindungs-Maklers (322) zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten; Senden einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (450) über die Kommunikations-Ressource für den Anruf von dem zweiten Knoten zu dem ersten Knoten; Erfassen der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung an dem ersten Knoten; an dem ersten Knoten, Senden der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung (454, 456, 460, 468), die den Empfang der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung über die Kommunikations-Ressource (400) für den Anruf anzeigt, an den Verbindungs-Makler; und an dem Verbindungs-Makler (44, 80, 322), Empfangen der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit, andernfalls Bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Fehler in der Kommunikations-Ressource für den Anruf registriert.
  2. Verfahren zum Überprüfen der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 1, bei dem der zweite Knoten (52) ein Netzwerk-Adapter (46, 58) ist, der eine Schnittstellen-Verbindung einer Breitband-Ressource (48) mit einer Schmalband-Fernleitung (28) herstellt, und dass der Schritt des Triggerns des Verbindungs-Maklers zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit weiterhin den folgenden Schritt einschließt: Veranlassen, dass der Verbindungs-Makler (44, 80, 322) den Netzwerk-Adapter (46, 58) über die Anforderung zum Senden einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung benachrichtigt.
  3. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 1 oder 2, das weiterhin den folgenden Schritt umfasst: an dem Verbindungs-Makler (44, 80, 322) und als Antwort auf den Empfang der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung von dem ersten Knoten, Senden einer Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung (470) an einen Verbindungs-Makler, der dem zweiten Knoten zugeordnet ist, wobei die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung die Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource für den Anruf überprüft.
  4. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 1, das weiterhin die folgenden Schritte einschließt: an dem dem zweiten Knoten zugeordneten Verbindungs-Makler, Warten über eine vorgegebene Zeit auf den Empfang der Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung (470); und im Fall eines fehlenden Empfangs der Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung (470) innerhalb einer vorgegebenen Zeit, Senden einer Pfadunterbrechungs-Mitteilung an den Anruf-Server (18, 81, 302).
  5. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource gemäß Anspruch 4, bei dem die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung (470) im Kanal gesandt wird.
  6. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource gemäß Anspruch 5, bei dem die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung innerhalb einer Betriebs- und Wartungszelle, wie z. B. einer F-5-Zelle gesandt wird.
  7. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung im Kanal oder in einer F-5-Zelle ausgesandt wird.
  8. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Triggerns des Verbindungs-Maklers (322) zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit durch einen Verbindungs-Makler getriggert wird, der dem zweiten Knoten zugeordnet ist.
  9. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin den Schritt der Lieferung einer modifizierten Version der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung als ein Ausgang von dem ersten Knoten einschließt.
  10. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 9, bei dem die modifizierte Version eine knotenspezifische Verbindungsfähigkeits-Information einschließt.
  11. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Triggerns des Verbindungs-Maklers (322) zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit weiterhin den Schritt des Sendens einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung an den Verbindungs-Makler einschließt.
  12. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 3, bei dem die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung an den Anruf-Server über eine dedizierte Verbindung gesandt wird.
  13. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt der Erfassung der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung weiterhin den Schritt der Verwendung der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung zur Abschätzung von zumindest der Pfad-Integrität und/oder der Pfad-Qualität einschließt.
  14. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource gemäß Anspruch 5, bei dem die Operations- und Wartungszelle Authentifizierungscodes einschließt.
  15. Verfahren zur Überprüfung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Kommunikations-Ressource nach Anspruch 14, bei dem die Authentifizierung einen öffentlichen Schlüssel und einen privaten Schlüssel einschließt, und bei dem das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte einschließt: Decodieren, mit Hilfe des öffentlichen Schlüssels, der mit dem privaten Schlüssel signierten Information; Ignorieren der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung in dem Fall, dass der Schritt der Decodierung der signierten Information erfolglos ist; und Ignorieren der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung in dem Fall, dass die Information verfälscht wurde.
  16. Kommunikationssystem, das zumindest einen Anruf-Server (18, 81, 302), der für die Steuerung eines von einer Kommunikations-Ressource (400) unterstützten Anrufs zwischen einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten verantwortlich ist, eine Vielzahl von miteinander verbundenen Vermittlungs-Anordnungen (402-403), die auf den zumindest einen Anruf-Server (18, 81, 302) ansprechen und so angeordnet sind, dass sie Routen für die Kommunikations-Ressource (400) bereitstellen, und eine Vielzahl von Verbindungs-Maklern (44, 80, 322) umfasst, die jeweils zwischen dem zumindest einen Anruf-Server (18, 81, 302), und jeder der Vielzahl von miteinander verbundenen Vermittlungs-Anordnungen (402-403) eingekoppelt sind, wobei das System weiterhin Folgendes umfasst: Einrichtungen zum Triggern eines Verbindungs-Maklers (322) zur Erwartung des Empfangs einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit einer Verbindung zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten; Einrichtungen zum Senden, über die dem Anruf zugeordnete Kommunikations-Ressource (400) einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (450) von dem zweiten Knoten an den ersten Knoten; Einrichtungen zum Erfassen der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (450) an dem ersten Knoten; Einrichtungen in dem ersten Knoten zum Senden einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung (454, 456, 460, 468) an den Verbindungs-Makler, die den Empfang der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (450) über die Kommunikations-Ressource (400) für den Anruf anzeigt; und in jedem Verbindungs-Makler (44, 80, 322), Einrichtungen (68) zum Empfang der Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung (454, 456, 460, 468) zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource (400) zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten, andernfalls Einrichtungen (68) zum Bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Ausfall in der dem Anruf zugeordneten Kommunikations-Ressource registriert.
  17. Kommunikationssystem nach Anspruch 16, das weiterhin Einrichtungen zur Feststellung von zumindest einer einer Pfad-Integritäts- und einer Qualitäts-Abschätzung einschließt, wobei die Einrichtungen zur Bestimmung betriebsmäßig auf den Empfang der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung ansprechen.
  18. Kommunikationssystem nach Anspruch 16 oder 17, bei dem der zweite Knoten ein Netzwerk-Adapter (46) ist, der eine Schnittstellen-Verbindung einer Breitband-Ressource (48) mit einer Schmalband-Fernleitung bildet, und bei dem jeder Verbindungs-Makler (44, 80, 322) Einrichtungen (68) zur Benachrichtigung des Netzwerk-Adapters (46, 58) über die Notwendigkeit zum Senden der Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung enthält.
  19. Kommunikationssystem nach Anspruch 16, 17 oder 18, das weiterhin Einrichtungen zum Senden einer Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung an einen dem zweiten Knoten zugeordneten Verbindungs-Makler umfasst, wobei die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung zumindest die Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource für den Anruf überprüft.
  20. Kommunikationssystem nach Anspruch 19, bei dem die Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung (470), die Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung und die Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung innerhalb einer Operations- und Wartungszelle und vorzugsweise innerhalb einer F-5-Zelle ausgesandt werden.
  21. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 16-20, bei dem die Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung (470) von dem zweiten Knoten (46) an den ersten Knoten (58) in einer Richtung auf eine Teilnehmer-Einheit gesandt wird, von der der Anruf ausgeht.
  22. Kommunikationssystem nach Anspruch 18, bei dem der Netzwerk-Adapter (46, 52) Einrichtungen zum Senden einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung an den Verbindungs-Makler einschließt, um den Verbindungs-Makler über die Notwendigkeit zur Bestätigung der Pfad-Verbindungsfähigkeit in Kenntnis zu setzen.
  23. Verbindungs-Makler (44, 80, 322) zum Koppeln zwischen einem Anruf-Server (18, 81, 302) und einer Vermittlungs-Anordnung (402-404) mit einem ersten Knoten und einem zweiten Knoten, und wobei der Anruf-Server (18, 81, 302) zur Steuerung eines Anrufs angeordnet ist, der von einer Kommunikations-Ressource (400) unterstützt wird, die zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten ausgebildet ist, wobei der Verbindungs-Makler Folgendes umfasst: Einrichtungen zum Empfang einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung, die von dem zweiten Knoten ausgeht, wobei diese Pfad-Überprüfungs-Anforderung bewirkt, dass der Verbindungs-Makler den Empfang einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung erwartet, die von dem ersten Knoten gesandt wird; Einrichtungen zum Registrieren einer Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung, um zumindest die Pfad-Verbindungsfähigkeit der Kommunikations-Ressource zwischen dem ersten Knoten und dem zweiten Knoten zu bestätigen; und Einrichtungen zum Bewirken, dass der Verbindungs-Makler einen Fehler in der dem Anruf zugeordneten Kommunikations-Ressource registriert, wenn die Einrichtung zum Registrieren die Überprüfungs-Bestätigungs-Mitteilung nicht erfasst.
  24. Verbindungs-Makler nach Anspruch 23, der weiterhin Einrichtungen zur Benachrichtigung des zweiten Knotens über die Notwendigkeit des Sendens einer Pfad-Überprüfungs-Anforderungs-Mitteilung einschließt.
  25. Verbindungs-Makler nach Anspruch 23 oder 24, der weiterhin Einrichtungen zum Senden einer Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung einschließt.
  26. Verbindungs-Makler nach Anspruch 26, der weiterhin Einrichtungen zum Packen der Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung in eine Operations- und Wartungszelle und vorzugsweise in eine F-5-Zelle umfasst.
  27. Verbindungs-Makler nach Anspruch 25 oder 26, der weiterhin Einrichtungen zum Empfang Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung und Einrichtungen umfasst, die als Antwort auf den Empfang der Ende-zu-Ende-Bestätigungs-Mitteilung die Pfad-Integrität der Kommunikations-Ressource gegenüber dem Anruf-Server untermauern.
  28. Maschinenlesbares Medium, das Programmcode-Einrichtungen für den Verbindungs-Makler nach einem der Ansprüche 23-27 umfasst, wobei die Programmcode-Einrichtungen bei ihrer Ausführung in einem Prozessor des Verbindungs-Maklers bewirken, dass der Makler alle die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-15 ausführt.
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