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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Signalisierung in einem Telekommunikationsnetz und insbesondere
eine Signalisierung in einem Telekommunikationsnetz, in dem die
Netzsignalisierungspunkte in einen Verbindungssteuerungsteil und
einen Nutzkanal- bzw. Übertragungssteuerungsteil
getrennt sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Telekommunikationsnetze beruhen heute
in großem
Maß auf
dem Signalisierungssystem Nr. 7 (SS7) als dem Mechanismus zur Steuerung
von Verbindungen und zur Behandlung der Übertragung von Signalisierungsinformation
zwischen Signalisierungspunkten der Netze. Normalerweise verwenden ein
oder mehrere Anwendungs- und Anwenderteile an einem gegebenen Signalisierungspunkt
das SS7, um mit gleichgestellten Anwendungs- und Anwenderteilen
an einem bestimmten anderen Signalisierungspunkt zu kommunizieren.
Beispiele für
Anwenderteile sind ISUP (ISDN-Anwenderteil) und TUP (Telefonie-Anwenderteil), während Beispiele
für Anwendungsteile
folgende sind: INAP (Anwendungsteil für intelligente Netze) und MAP
(Mobilanwendungsteil). Die herkömmliche
SS7-Protokollschicht weist Nachrichtenübertragungsteile MTP1, MTP2
und MTP3 auf, die das Formatieren der Signalisierungsnachrichten
für den
Transport über
die Bit-Übertragungsschicht
sowie verschiedene Leitweglenkungsfunktionen behandeln. Sowohl Signalisierungs-
als auch Anwenderdaten werden über
Synchronübertragungsmodus-(STM-)Netze
entweder unter Verwendung des Systems E.1 (Europa) oder T.1 (USA) transportiert.
In bestimmten Fällen
wird ein gemeinsames STM-Netz sowohl für Signalisierungs- als auch
für Anwenderdaten
verwendet, während
in anderen Fällen
getrennte STM-Netze verwendet werden.
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Es besteht neuerdings in der Telekommunikationsgemeinschaft
erhebliches Interesse an der Verwendung von nichtstandardisierten
(d. h. in der Telekommunikationsindustrie nichtkonventionellen) Signalisierungs-
und Anwenderdatentransportmechanismen in Telekommunikationsnetzen
anstelle der herkömmlichen
Mechanismen. Die Gründe
dafür hängen sowohl
mit Verbesserungen der Effizienz sowie mit möglichen Kosteneinsparungen
zusammen. Bei den Überlegungen
hat bisher beispielsweise die Verwendung von Internetprotokoll-(IP-)Netzen
zum Transport von Signalisierungs- und Anwenderdaten zwischen Netzknoten
starke Beachtung gefunden. IP-Netze haben den Vorteil, daß sie Übertragungsbetriebsmittel
durch Verwendung von Paketvermittlung effizient nutzen und aufgrund
der weit verbreiteten Anwendung der Technologie (im Gegensatz zur
spezialisierten Telekommunikationstechnologie) relativ niedrige
Kosten haben. Es besteht auch ein Interesse an der Verwendung anderer
Transportmechanismen, einschließlich
ATM (AAL1/2/5), FR usw.
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Der ISUP, der sich mit dem Aufbau
und der Steuerung von Verbindungen in einem Telekommunikationsnetz
befaßt,
ist eng mit den E.1/T.1 STM-Transportmechanismen verbunden und eignet sich
ohne weiteres zur Verwendung mit nichtstandardisierten Transporttechnologien,
z. B. IP und ATM. Daher befassen sich gegenwärtig verschiedene Standardisierungsgremien,
einschließlich
ITU-T, ETSI und ANSI, mit der Festlegung eines Signalisierungsprotokolls
zur Steuerung von Verbindungen, das von dem darunter liegenden Transportmechanismus
unabhängig
ist. Dies ist in 1 dargestellt,
und man kann als sehen, daß er
von den Signalisierungsprotokoll-Nutzkanalsteuerungsfunktionen,
getrennt ist, die sich lediglich auf die Festlegung der Parameter
(einschließlich
der Start- und Endpunkte) der "Pipe" (Kommunikationskanal),
durch die Daten der Anwenderebene zwischen Knoten transportiert
werden, beziehen und die für
den Transportmechanismus spezifisch sind. Das neue Protokoll, das
als nutzkanalunabhängige
Verbindungssteuerung (BICC) oder transportunabhängige Verbindungssteuerung
(TICC) bezeichnet wird, bewahrt die Verbindungssteuerungsfunktionen
auf, z. B. die Dienste, die für
eine Verbindung zwischen gegebenen rufenden und gerufenen Teilnehmern
aufgerufen werden (z. B. Rufweiterleitung), und die gesamte Leitweglenkung
der Daten der Anwenderebenen. Man beachte, daß der Signalisierungsverkehr
auf der Verbindungssteuerungsebene über ein Netz (IP, ATM, SS7
usw.) übertragen
werden kann, das von dem Netz getrennt ist, über das der Nutzkanalsteuerungssignalisierungsverkehr
und Anwenderdaten übertragen
werden. In bestimmten Fällen
kann jedoch ein einziges, gemeinsam genutztes Netz verwendet werden.
Wie bei der TICC bestehen alternative transportunabhängige Verbindungssteuerungsprotokolle,
einschließlich SIP.
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Die neue Netzarchitektur, die aus
der Trennung von Verbindungs- und Nutzkanalsteuerungsebene resultiert,
führt zu
einer offenen Schnittstelle, die zwischen einer Verbindungssteuerungsinstanz und
einer Nutzkanalsteuerungsinstanz auftritt, wobei diese Instanzen
als Media Gateway-Steuereinrichtung bzw. Media Gateway bezeichnet
werden. Die offene Schnittstelle wird nachstehend als X-CP bezeichnet,
und Beispiele dafür
sind das MEGACO-Werk der IETF und das H.248 der ITU-Studiengruppe 16 (SG16).
Es wird angestrebt, daß eine gegebene
Media Gateway-Steuereinrichtung mehrere Media Gateways steuern kann
(oder ein Media Gateway von mehreren Media Gateway-Steuereinrichtungen
gesteuert werden kann). "Media
Gateway Control protocol and voice over IP gateways" von Anquetil et
al. (XP 830045) beschreibt eine Architektur mit Media Gateway-Steuereinrichtungen
and Media Gateways.
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2 stellt
schematisch eine Situation dar, wo ein Telekommunikationsnetzbetreiber
ein erstes ATM-Netz verwendet, um Anwenderdaten- und Nutzkanalsteuerungssignalisierungsverkehr
zu transportieren, und ein zweites ATM-Netz verwendet, um Verbindungssteuerungssignalisierungsverkehr zu
transportieren (in 2 sind
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht alle Protokollschichten und keine weiteren Funktionsfähigkeiten
gezeigt). Es ist für
den Bediener notwendig, eine Schnittstelle zu einem herkömmlichen
Telekommunikationsnetz (z. B. ein öffentliches Telefonwählnetz (PSTN))
bereitzustellen, und dies wird durch eine Media Gateway-Steuereinrichtung 1,
einen Signalisierungs-Gateway 2 und einen Media Gateway 3 erreicht.
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Die BICC-Instanz der MGC (Media Gateway-Steuereinrichtung) 1 ruht
auf einer Instanz MTP1 bis 3b, die wiederum auf einer AAL2-Instanz ruht.
Diese Schichten ermöglichen
Kommunikation mit gleichgestellten MGCs über das ATM-Netz. Die MGC 1 kommuniziert
mit dem MG 3 unter Verwendung des Gateway-Steuerungsprotokolls
(GCP) über eine
IP-Schnittstelle (oder unter Verwendung eines anderen geeigneten
Protokolls). Außerdem
hat die MGC 2 ISUP-, TCAP- und SCCP-Instanzen, die Kommunikation
mit PSTN-Signalisierungspunkten ermöglichen. Verbindungssteuerungsbezogener
Signalisierungsverkehr wird zwischen der MGC 2 und dem
PSTN über
den SG 2 transportiert, wobei der SG die MTP-Schichten 1 bis 3 abschließt. Der
MG 3 umfaßt
zusätzlich
zu den GCP- und AAL2-Instanzen eine Instanz, nämlich die MTP-Schicht 1 bis 3b,
die die Herstellung von Verbindungen über das ATM-Übertragungsnetz
ermöglicht
(z. B. unter Verwendung von B-ISUP). Der MG 3 ist auch
mit dem PSTN verbunden, um Anwenderdaten an das PSTN zu senden und
Anwenderdaten von diesem zu empfangen. Im MG 3 zeigt der
Block, der als "MG-Funktionsfähigkeit" bezeichnet ist,
die intelligenten Funktionen an, die vom MG 3 erfüllt werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung
hat erkannt, daß Netzbetreiber
beim Erwerb von getrennten Signalisierungs-Gateways mitunter zögerlich
sind, wenn es sich um relativ einfache Knoten handelt. Die Forderung
nach getrennten Signalisierungs-Gateways führt außerdem, zusätzlich zu der PCM-Anwenderdatenverbindung
zwischen dem Media Gateway und dem PSTN, zu einer Forderung nach
einer zweckgebundenen PCM-Kabelsignalisierungsverbindung mit dem
PSTN. Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem
sie die Funktionsfähigkeit
des Signalisierungs-Gateways in den Media Gateway aufnimmt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird folgendes bereitgestellt: ein Verfahren zum Transport
von verbindungssteuerungsbezogener Signalisierungsinformation zwischen
einem ersten Telekommunikationsnetz, das die Signalisierung mit
dem Signalisierungssystem Nr.7 (SS7) verwendet, und einem zweiten
Telekommunikationsnetz, in dem die Verbindungssteuerungsfunktionsfähigkeit
durch Media Gateway-Steuereinrichtungen behandelt wird und die Nutzkanalsteuerung
durch Media Gateways behandelt wird, wobei das Verfahren eine Leitweglenkung
von verbindungssteuerungsbezogenen Signalisierungsdaten zwischen dem
Signalisierungsnetz und einer Media Gateway-Steuereinrichtung über einen
Media Gateway umfaßt,
der von der Media Gateway-Steuereinrichtung
gesteuert wird, wobei der Media Gateway die unteren Schichten des
SS7 abschließt.
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Vorzugsweise sind die unteren Schichten des
SS7, die im Media Gateway implementiert sind, die Nachrichtentransportteile
(MTPs) 1 bis 3 (oder 3b).
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Vorzugsweise umfaßt das Verfahren den folgenden
Schritt: Senden einer Anweisung (oder von Anweisungen) von der Media
Gateway-Steuereinrichtung an den Media Gateway, um ein Paar Abschlußeinrichtungen
des Media Gateway unter Verwendung eines Kontextes zuzuordnen. Besonders bevorzugt
stellt eine erste der Abschlußeinrichtungen einen
Strom von Signalisierungsdaten zwischen dem Media Gateway und dem
ersten Netz dar, und eine zweite der Abschlußeinrichtungen stellt einen
Datenstrom zwischen dem Media Gateway und der Media Gateway-Steuereinrichtung
dar, wobei die unteren Schichten des SS7 durch die erste Abschlußeinrichtung
und den Kontext implementiert werden, der eine Verbindung zwischen
der ersten und der zweiten Abschlußeinrichtung festlegt.
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Vorzugsweise wird die Abschlußeinrichtungszuordnung
durch die Media Gateway-Steuereinrichtung
behandelt, und zwar unter Verwendung des MEGACOP-Protokolls, das
durch die IETF definiert ist, oder des H.248-Protokolls, das durch
SG16 definiert ist.
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Normalerweise wird die Signalisierungsinformation
zwischen dem ersten Signalisierungsnetz und dem Media Gateway über ein
E.1- oder T.1-Transportnetz transportiert. Das Netz kann ein zweckgebundenes
Signalisierungsnetz sein (wo alle Zeitschlitze mit Ausnahme eines
Synchronisationszeitschlitzes für
eine Signalisierung verfügbar
sind) oder kann ein kombiniertes Netz sein (wo bestimmte Zeitschlitze
für eine
Signalisierung zweckgebunden sind und andere Zeitschlitze für Anwenderinformation
bestimmt sind). Vorzugsweise stellt die erste Abschlußeinrichtung
einen Signalisierungsdatenstrom zwischen dem Media Gateway und dem
ersten Netz in einem einzigen E.1/T.1-Zeitschlitz pro Rahmen dar.
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Vorzugsweise werden die Signalisierungsdaten
zwischen dem ersten Signalisierungsnetz und dein Media Gateway über ein
PCM-Kabel transportiert. Besonders bevorzugt transportiert dieses
Kabel auch Anwenderdaten.
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Vorzugsweise werden Signalisierungsdaten zwischen
dem Media Gateway und der Media Gateway-Steuereinrichtung über eine
Internetprotokoll-Schnittstelle transportiert. Besonders bevorzugt werden
Steuerungsanweisungen und zugehörige
Signalisierung auch über
diese IP-Schnittstelle transportiert. Als Alternative können Daten
zwischen dem Media Gateway und der Media Gateway-Steuereinrichtung über eine ATM-Schnittstelle
beispielsweise unter Verwendung vom MTP3 (oder MTP3b) transportiert
werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird folgendes bereitgestellt: eine Vorrichtung
zum Transport von verbindungssteuerungsbezogener Signalisierungsinformation
zwischen einem ersten Telekommunikationsnetz, das eine Signalisierung
mit dem Signalisierungssystem Nr. 7 (SS7) verwendet, und einem zweiten
Telekommunikationsnetz, in dem die Verbindungssteuerungsfunktionsfähigkeit
durch Media Gateway-Steuereinrichtungen behandelt wird und die Nutzkanalsteuerung durch
Media Gateways behandelt wird, wobei die Vorrichtung eine Media
Gateway-Steuereinrichtung umfaßt,
die mit einem Media Gateway gekoppelt ist, wobei der Media Gateway
ferner mit dem ersten Netz gekoppelt ist und eine Verarbeitungseinrichtung
zum Implementieren der unteren Schichten von SS7 umfaßt, wobei
die verbindungssteuerungsbezogene Signalisierungsinformation zwischen
dem ersten Netz und der Media Gateway-Steuereinrichtung über den Media
Gateway transportiert wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 stellt
ein Telekommunikationsnetz dar, in dem die Verbindungssteuerungsebene
unabhängig
von der Nutzkanalebene ist;
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2 stellt
eine Schnittstelle zwischen einem PSTN und dem Netz aus 1 gemäß einem bestehenden Vorschlag
dar;
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3 stellt
schematisch eine alternative Netzschnittstelle dar;
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4 stellt
Protokollschichten dar, die in der Schnittstelle aus 3 vorhanden sind; und
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5 ist
ein Flußdiagramm,
das das Verfahren zum Transport von Signalisierungsinformation über die
Schnittstelle aus 3 darstellt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BESTIMMTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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l stellt
in sehr allgemeinen Begriffen ein Telekommunikationsnetz dar, in
dem Signalisierungspunkte in Media Gateway-Steuereinrichtungen und
Media Gateways geteilt sind, wobei die Media Gateway-Steuereinrichtungen
eine Verbindungssteuerungs-(CC-)Schicht bilden und die Media Gateways
eine Nutzkanalsteuerungs-(BC-)Schicht bilden. Eine Media Gateway-Steuereinrichtung
kann einen oder mehrere Media Gateways steuern. 2 stellt gemäß aktueller Vorschläge die Komponenten
dar, die in einer Schnittstelle zwischen einem PSTN-Netz und einem
Netz vorhanden sind, in dem die Verbindungssteuerungsschicht unabhängig von
der Nutzkanalsteuerungsschicht ist. Insbesondere stellt 2 die Protokollschichten
dar, die in der Schnittstelle vorhanden sind.
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3 stellt
schematisch einen Media Gateway (MG) 4 dar, der zwischen
eine PSTN-Vermittlung 5 und eine Media Gateway-Steuereinrichtung
(MGC) 6 gekoppelt ist, wobei der MG 4 mit einem
Nutzkanalverkehrstransport-(ATM-)Netz gekoppelt ist und der MGC 6 mit
einem Verbindungssteuerungssignalisierungs-(ATM-)Netz gekoppelt
ist, wie oben mit Bezug auf 2 beschrieben.
Wie auch oben bereits beschrieben worden ist, steuert die MGC 6 den
MG, um entsprechende Verbindungen zu gleichgestellten MGs über das
Nutzkanalverkehrstransportnetz 7 herzustellen. Das GCP-Protokoll (H.248),
das von der MGC 6 verwendet wird, um den MG 4 zu
steuern, legt "Abschlußeinrichtungen" und "Kontexte" im MG 4 fest.
Abschlußeinrichtungen
stellen einen oder mehrere Anwenderdatenströme in den MG 4 hinein
oder aus diesem heraus dar, während
Kontexte Verbindungen zwischen Abschlußeinrichtungen darstellen. Eine
Abschlußeinrichtung
kann Pakete und diesen beigefügte
Eigenschaften haben, um die Fähigkeiten der
Abschlußeinrichtung
anzugeben. Die Funktionsfähigkeit
eines Signalisierungs-Gateways kann anhand eines Pakets beschrieben
werden (z. B. Punktcodes, Dienstkennungen usw.). Eine Abschlußeinrichtung,
die dieses Paket unterstützt,
hat die Fähigkeit,
die unteren Schichten des SS7 (d. h. MTPs 1 bis 3)
abzuschließen.
In 3 wird angenommen,
daß die
MGC 6 bewirkt hat, daß ein
Paar Abschlußeinrichtungen
T1 und T2 im MG 4 erzeugt werden, wobei die Abschlußeinrichtungen
durch einen Kontext Cl verbunden sind. Die Abschlußeinrichtung
T1 stellt einen Signalisierungszeitschlitz im E.1/T.1-PCM-Kabel
dar, und ihr ist ein Paket beigefügt, das die Signalisierungs-Gateway-Funktionsfähigkeit
darstellt. Die Abschlußeinrichtung
T2 stellt eine Verbindung zur MGC 6 über die TCP/IP-Schnittstelle
dar.
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4 stellt
die Protokollschichten dar, die an verschiedenen Punkten in der
Netzschnittstelle vorhanden sind. Wie bereits oben beschrieben,
implementiert die PSTN-Vermittlung 5 die verschiedenen Protokollschichten
des SS7, einschließlich
beispielsweise ISUP (TCAP, SCCP), und MTPs 1 bis 3.
Die MTPs 1 bis 3 werden im MG 4 durch
die Abschlußeinrichtung
T1 abgeschlossen. Die Abschlußeinrichtung
T2 des MG 4 und die MGC 6 implementieren TCP/IP-Protokollschichten,
um den Transport der Signalisierungsinformation zwischen ihnen zu
fördern.
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Das Verfahren zum Transport von verbindungssteuerungsbezogener
Signalisierung zum Media Gateway, wie oben beschrieben, ist ferner
in dem Flußdiagramm
in 5 dargestellt.