-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Mediengateway-Steuerung und insbesondere
das Gateway-Steuerungsprotokoll,
das die Kommunikation zwischen einem Mediengateway-Controller und
einem Mediengateway eines Kommunikationssystems definiert.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Telekommunikations-Netzwerke
stützen
sich gegenwärtig
weitgehend auf das Signalisierungssystem Nr. 7 (SS7) als den Mechanismus
zur Steuerung von Gesprächsverbindungen
und zur Abwicklung der Übermittlung
von Signalisierungsinformation zwischen Signalisierungspunkten der
Netzwerke. Normalerweise machen in einem gegebenen Signalisierungspunkt
einer oder mehrere Anwendungs- und Benutzerteile Gebrauch von SS7,
um mit Partner-Anwendungs- und -Benutzerteilen in irgendeinem anderen
Signalisierungspunkt zu kommunizieren. Beispiele für Benutzerteile
sind ISUP (ISDN-Benutzerteil) und TUP (Telefonie-Benutzerteil),
während
INAP (Anwendungsteil für
intelligente Netzwerke) und MAP (Mobilfunk-Anwendungsteil) Beispiele
für Anwendungsteile
sind. Der herkömmliche
SS7-Protokollstapel weist Nachrichtenübermittlungsteile MTP1, MTP2
und MTP3 auf, welche die Formatierung der Signalisierungsnachrichten
für den
Transport über die
physische Schicht, die Fehlerkorrektur und -ermittlung sowie verschiedene
Leitweglenkungsfunktionen abwickeln.
-
SS7
verwendet normalerweise die gleiche physische Transportschicht,
wie sie zum Transportieren tatsächlicher
Benutzerinformationen, zum Beispiel Sprach- und Telefax-Informationen,
verwendet wird. In Europa ist der herkömmliche physische Transportmechanismus
ein Synchron-Transportmechanismus (STM) mit Zeitmultiplex, der als
E.1 bekannt ist. In den USA wird ein ähnlicher Transportmechanismus
verwendet, der als T.1 bekannt ist.
-
Es
hat in letzter Zeit ein erhebliches Interesse in der Telekommunikationsfachwelt
daran gegeben, in Telekommunikations-Netzwerken nicht standardgemäße (das
heißt
innerhalb der Telekommunikationsindustrie nicht herkömmliche) "Träger"-Transportmechanismen
zu verwenden, um Benutzerdaten, zum Beispiel Sprachverkehr, zu befördern. Die
Gründe
dafür hängen sowohl
mit Verbesserungen der Effizienz als auch mit potentiellen Kosteneinsparungen zusammen.
Große
Aufmerksamkeit ist zum Beispiel der Verwendung von Internetprotokoll-(IP-)Netzwerken
zum Transport von Benutzerinformation zwischen Netzwerkknoten gewidmet
worden. IP-Netzwerke haben den Vorteil, dass sie durch Verwendung von
Paketvermittlung effizienten Gebrauch von Übertragungsressourcen machen
und dass sie aufgrund der weitverbreiteten Verwendung der Technologie
relativ geringe Kosten haben (im Gegensatz zu spezialisierter Telekommunikationstechnologie).
Es gibt auch Interesse an der Verwendung von anderen Transportmechanismen,
wie etwa ATM.
-
Das
standardgemäße ISUP,
das sich mit dem Aufbau und der Steuerung von Gesprächsverbindungen
in einem Telekommunikations-Netzwerk befaßt, ist eng mit dem standardgemäßen Träger-Transportmechanismus
verbunden und bietet sich nicht ohne weiteres zur Verwendung mit
anderen, nicht standardgemäßen Transporttechnologien, wie
etwa IP und ATM, an. Daher erwägen
mehrere Standardisierungsgremien einschließlich der ITU-T, des ETSI und
des ANSI gegenwärtig
die Spezifizierung eines Protokolls für die Steuerung von Verbindungen,
das vom zugrundeliegenden Transportmechanismus unabhängig ist.
Dies kann als Abtrennung derjenigen Trägersteuerungsfunktionen vom
Protokoll betrachtet werden, die nur die Festlegung derjenigen Parameter
(einschließlich
der Start- und Endpunkte) der "Pipe" oder des Kommunikationskanals, über den
die Daten der Benutzerebene zwischen Knoten transportiert werden,
betreffen und die für den
Trägertransportmechanismus
spezifisch sind. Das neue Protokoll, das als trägerunabhängige Verbindungssteuerung
(BICC) bezeichnet wird, behält Verbindungssteuerungsfunktionen,
wie etwa diejenigen Dienste, die für eine Verbindung zwischen
gegebenen rufenden und gerufenen Teilnehmern (zum Beispiel Verbindungsweiterleitung)
aufgerufen werden, und die gesamte Leitweglenkung der Daten der Benutzerebene
bei. 1a stellt die herkömmliche integrierte Verbindungssteuerungs-
und Trägersteuerungsstruktur
des ISUP dar, während 1b die vorgeschlagene
neue getrennte Struktur darstellt. Anstelle von BICC können alternative
Protokolle, wie etwa SIP, verwendet werden.
-
Man
beachte, dass an den Übergängen zwischen
unterschiedlichen Trägernetzwerken,
das heißt
zwischen unterschiedlichen Transportmedien, ein Gateway vorhanden
ist, der sowohl die CC-(Verbindungssteuerungs-)Funktionen
als auch die BC-(Trägersteuerungs-)Funktionen
erfordert. Die Aufteilung der CC- und BC-Steuerung ist zum Teil aus
der Arbeit zur Gateway-Zerlegung abgeleitet, die durch die IETF-Arbeitsgruppen
SS7IP, SIGTRAN und MEGACO, das Tiphon-Projekt des ETSI, die ITU-Studiengruppe 16
(SG 16), das ATM-Forum und das Forum für Mehrfachvermittlungsdienste
(MSF) zur Festlegung einer Architektur und der Anforderungen für zerlegte
Gateways durchgeführt
wurde.
-
Infolge
der CCBC-Aufteilung wird eine neue Schnittstelle zwischen den CC-Funktionen
und den BC-Funktionen offenbart. Ein Gateway-Steuerungsprotokoll
ist erforderlich, um eine Kopplung zwischen den CC-Funktionen und
den BC-Funktionen zu ermöglichen,
wenn ein Knoten in einer getrennten Umgebung implementiert wird.
Der Begriff für
dieses standardisierte Schnittstellenprotokoll ist "Mediengateway-Steuerungsprotokoll" (MGCP). Dieses Protokoll
wird durch die ITU-Studiengruppe 16 (H.GCP) und in der MEGACO-(MGCP-)Arbeitsgruppe
der IETF entwickelt. In der ITU-Studiengruppe 16 und der IETF-MEGACO
ist die CC-Funktion als "Mediengateway-Controller" (MGC) bekannt, und
die BC-Funktion ist als "Mediengateway" (MG) bekannt. Die
Notwendigkeit für
das MGCP ist in 2 dargestellt, die zwei Partner-Gatewayknoten
darstellt, die miteinander sowohl auf der CC-Ebene als auch auf
der BC-Ebene kommunizieren. Man wird anerkennen, dass die Definition
eines MGCP ermöglicht,
einen Mediengateway-Controller mit jeder Art von Mediencontroller
zu verwenden (und umgekehrt), solange beide das MGCP nutzen.
-
Im
Artikel von L.-P. Anquetil et al. "Media Gateway Control Protocol and voice
over IP Gateways",
veröffentlicht
am 01.04.1999, empfängt
ein Mediengateway-Controller eine Signalisierungsnachricht und konvertiert
diese in eine MGCP-Nachricht zur Übertragung an den Mediengateway.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN
ERFINDUNG
-
In
den ISUP-gestützten
Netzwerken der USA sind Vorkehrungen für die Priorisierung von Maßnahmen
in Netzwerkknoten, wie etwa Vermittlungsstellen, getroffen worden.
Zur Zeit gibt es drei Prioritätsebenen.
Die Priortsierung ermöglicht
zum Beispiel, dass Notrufe (das heißt 911-Rufe) vor anderen "normalen" Verbindungen verbunden
werden, auch wenn Aufbaunachrichten für diese anderen Verbindungen vor
der Ausbaunachricht, die dem Notruf zugeordnet ist, empfangen werden
sollten. In den japanischen ISUP-gestützten Netzwerken sind Vorkehrungen
für sechs
Prioritätsebenen
getroffen worden.
-
Wie
bereits erwähnt,
wird das neue BICC-Protokoll so spezifiziert, dass es befähigt wird, im
wesentlichen alle Information zu befördern, die gegenwärtig durch
die verschiedenen Varianten des ISUP befördert werden. Insbesondere
wird es für
die Priorisierung von Nachrichten (und Gesprächsverbindungen) wie etwa der
Anfangsadreßnachricht (IAM)
sorgen, die verwendet wird, um eine Gesprächsverbindung aufzubauen. Somit
wird es möglich,
Prioritätsinformation
transparent über
ein IP- oder ATM-Netzwerk
zu übermitteln.
Jedoch gibt es bisher noch keinen Mechanismus dafür, die in
einem Gatewayknoten empfangene Prioritätsinformation tatsächlich zu
verwenden, um Maßnahmen
zu priorisieren, die durch den Mediengateway ergriffen werden.
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die im vorhergehenden
Absatz erwähnten Nachteile
zu überwinden
oder wenigstens zu mildern. Diese und weitere Aufgaben werden zumindest teilweise
erreicht, indem ein Parameter, der die Priorität der Nachricht angibt, in
Gateway-Steuerungsprotokoll-Nachrichten
aufgenommen wird.
-
Unter
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Priorisierung von Maßnahmen
und/oder Verbindungen in einem Gateway zu einem Trägernetzwerk
bereitgestellt, wobei der Gateway einen Mediengateway, der für den Aufbau
von Gesprächsverbindungen über das
Trägernetzwerk
zuständig
ist, und einen mit dem Mediengateway gekoppelten Mediengateway-Controller
umfaßt,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Empfangen einer Signalisierungsnachricht
in einem Mediengateway-Controller;
Bestimmen der Priorität der Nachricht
im Mediengateway-Controller;
Konvertieren der Signalisierungsnachricht
in eine Gateway-Steuerungsprotokoll-(GCP-)Nachricht;
Aufnehmen
eines Parameters, der die Priorität der zugeordneten Signalisierungsnachricht
angibt, in die GCP-Nachricht; und
Übermitteln der GCP-Nachricht
an den Mediengateway und Behandeln der Nachricht gemäß der angegebenen
Priorität.
-
Vorzugsweise
umfaßt
das Verfahren den folgenden Schritt: Austauschen von Signalisierungsnachrichten
zwischen dem Mediengateway-Controller und einem Controller in der
gleichen oder einer anderen Netzwerkdomäne. Die Nachrichten werden im
ersteren Fall unter Verwendung des Protokolls zur trägerunabhängigen Verbindungssteuerung
(BICC) und im letzteren Fall unter Verwendung von ISUP ausgetauscht.
-
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die im Mediengateway-Controller empfangene
Signalisierungsnachricht eine Verbindungssteuerungs-Aufbaunachricht,
die dem Aufbau einer Gesprächsverbindung
zugeordnet ist, zum Beispiel eine Anfangsadreßnachricht (IAM) in ISUP und BICC.
Die Priorität
der Nachricht kann zum Beispiel von einer in der Nachricht enthaltenen
B-Nummer abhängen
oder von der Art der Verbindung, auf die sich die Nachricht bezieht.
Die Priorität
der Nachricht bestimmt, ob der Mediengateway-Controller eine Verbindung über das
Trägernetzwerk
vor Verbindungen, die Verbindungssteuerungs-Aufbaunachrichten zugeordnet
sind, die der Mediengateway-Controller vorher empfangen hat, ausbauen
soll oder nicht.
-
Unter
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Mediengateway-Controller bereitgestellt,
der bei Verwendung dafür
eingerichtet ist, einen Mediengateway zu steuern, der für den Aufbau
von Gesprächsverbindungen über ein
Trägernetzwerk
zuständig
ist, wobei der Mediengateway-Controller
folgendes umfaßt:
einen
Eingang zum Empfangen einer Signalisierungsnachricht;
ein erstes
Verarbeitungsmittel zum Bestimmen der Priorität der Nachricht; und
ein
zweites Verarbeitungsmittel zum Konvertieren der Signalisierungsnachricht
in eine Gateway-Steuerungsprotokoll-(GCP-)Nachricht
und zum Aufnehmen eines Parameters, der die Priorität der zugeordneten
Signalisierungsnachricht oder Verbindung angibt, in die GCP-Nachricht;
und
ein Übermittlungsmittel
zum Übermitteln
der GCP-Nachricht an den Mediengateway.
-
Unter
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Mediengateway
bereitgestellt, der bei Verwendung dafür angeordnet ist, Gesprächsverbindungen über ein
Trägernetzwerk
aufzubauen, wobei der Mediengateway folgendes umfaßt:
einen
Eingang zum Empfangen einer Gateway-Steuerungsprotokoll-(GCP-)Nachricht
von einem Mediengateway-Controller;
ein erstes Verarbeitungsmittel
zum Identifizieren der Prioritätsstufe
der Nachricht aus einem in der GCP-Nachricht enthaltenen Prioritätsparameter;
und
ein zweites Verarbeitungsmittel zum Behandeln der Nachricht
gemäß der Prioritätsstufe.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1a zeigt
in Blockschaltbildform die Architektur eines herkömmlichen
Telekommunikations-Netzwerks;
-
1b zeigt
in Blockschaltbildform eine Netzwerkarchitektur, in der das Verbindungssteuerungsprotokoll
unabhängig
vom Transportmechanismus ist;
-
2 stellt
die Protokollschichten in zwei Partner-Gatewayknoten dar, die miteinander
sowohl auf der CC-Ebene als auch der BC-Ebene kommunizieren;
-
3 stellt
in Blockschaltbildform einen Gateway dar, der einen Mediengateway
und einen Mediengateway-Controller umfaßt; und
-
4 ist
ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Betrieb des Gateways aus 3 zeigt.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BESTIMMTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Die
vorgeschlagene Trennung des Verbindungssteuerungs-(CC-)Protokolls
und des Trägersteuerungs-(BC-)Protokolls
in zukünftigen
Telekommunikationsstandards, wie etwa dem Universellen Mobilfunk-Telekommunikationssystem
(UMTS), ist oben mit Bezug auf 1a, 1b und 2 beschrieben
worden.
-
3 stellt
einen Gateway 1 dar, der zwei Kommunikationsnetzwerke 2, 3 miteinander
verbindet. Diese Netzwerke können
beide vom BICC-Protokoll Gebrauch machen, um Verbindungen über jeweilige
Trägernetzwerke
aufzubauen und zu steuern. Alternativ kann eines der Netzwerke 2, 3 ein
herkömmliches
Telekommunikations-Netzwerk sein, das vom ISUP Gebrauch macht, um
Verbindungen über ein
physisches E.1/T.1-STM-Netzwerk aufzubauen und zu steuern. Im letzteren
Fall umfaßt
der Gateway 1 eine Übersetzungsfunktion,
welche Signalisierungsnachrichten zwischen BICC und ISUP übersetzt.
Jedoch wird für
den Zweck des folgenden Beispiels angenommen, dass beide Kommunikationsnetzwerke 2, 3 BICC-Netzwerke sind.
-
Der
Gateway 1 umfaßt
einen Mediengateway-Controller 4, der auf der Verbindungssteuerungsebene
arbeitet und der Signalisierungsinformation mit Partner-Mediengateways
innerhalb der Netzwerke 2, 3 austauscht. Wie bereits
erwähnt,
wird die Signalisierungsinformation unter Verwendung des BICC-Protokolls
ausgetauscht. Der Mediengateway-Controller 4 umfaßt einen
Eingang/Ausgang 5 zum Empfangen und Senden von BICC-Signalisierungsnachrichten
und ein Verarbeitungsmittel 6 zur Verarbeitung der BICC-Nachrichten.
-
Wie
oben bereits skizziert worden ist, ist ein Mediengateway-Steuerungsprotokoll
(MGCP) definiert worden, um dem Mediengateway-Controller 4 zu
ermöglichen, über eine
standardisierte Schnittstelle mit einem Mediengateway (in 3 mit
Bezugsnummer 7 bezeichnet) zu kommunizieren. Der Mediengateway 7 arbeitet
auf der Trägersteuerungsebene,
insbesondere um Gesprächsverbindungen über die
Netzwerke 2, 3 aufzubauen. Wie in 3 dargestellt,
verbindet ein bidirektionaler Bus 8 den Mediengateway 7 mit
dem Mediengateway-Controller 4, wobei der Bus MGCP-Nachrichten
befördert.
Der Mediengateway 7 umfaßt ein Verarbeitungsmittel 9 zum
Verarbeiten von empfangenen MGCP-Nachrichten und zum Aufbauen und
Steuern von Gesprächsverbindungen
als Antwort auf die empfangenen Nachrichten. Wenn die Netzwerke 2, 3 IP-Netzwerke sind,
handelt der Mediengateway 7 im wesentlichen als ein IP-Router, der IP-Datagramme
empfängt
und sendet.
-
Man
betrachte die Situation, wo der Mediengateway-Controller 4 eine
BICC-Anfangsadreßnachricht
(IAM) von einem Partnerknoten eines der Netzwerke 2, 3 empfängt. Diese
Nachricht ist normalerweise dem Aufbau einer Gesprächsverbindung zwischen
einem rufenden Teilnehmer (Teilnehmer A) und einem gerufenen Teilnehmer
(Teilnehmer B) zugeordnet und wird von der Ortsvermittlungsstelle
des Teilnehmers A zur Ortsvermittlungsstelle des Teihnehmers B (über beliebige
dazwischenliegende Vermittlungsstellen) weitergegeben. Der Mediengateway-Controller 4 analysiert
die BICC-IAM (unter Verwendung des Verarbeitungsmittels 5),
um zu bestimmen, welche Maßnahme
durch den Mediengateway 7 ergriffen werden muß. Insbesondere
gibt der Mediengateway-Controller 4 eine MGCP-Verbindungsaufbaunachricht
an den Mediengateway 7 heraus. Diese Nachricht weist die
Identität
der Portnummer und diejenige IP-Adresse (im Netzwerk 3)
auf, zu welcher der Mediengateway 7 eine Verbindung aufbauen
muß, zusammen
mit der Identität
der IP-Adresse des Partnerknotens (im Netzwerk 2), von dem
die Verbindung ausgelöst
wurde.
-
BICC-Nachrichten
können
einer oder einer Anzahl von Prioritätsebenen zugeordnet sein. Um diese
Priorität
an den Mediengateway zu übermitteln, sind
einige Modifikationen am MGCP, am Mediengateway-Controller 4 und
am Mediengateway 7 erforderlich. Der Mediengateway-Controller 4 bestimmt aus
dem entsprechenden Feld der BICC-IAM die Priorität der zugeordneten Verbindung.
Alternativ kann die Priorität
der Nachricht aus der B-Nummer bestimmt werden. Zum Beispiel, wenn
die B-Nummer einer
Notfallnummer entspricht, dann kann der Nachricht eine hohe Priorität gegeben
werden. Die Priorität
kann eines von zwei oder mehr vordefinierten Prioritätsniveaus
sein. Die MGCP-Nachricht enthält
ein Prioritätsfeld,
und die Priorität
der BICC-IAM-Nachricht wird durch den Mediengateway-Controller 4 diesem
MGCP-Nachrichtenfeld zugeordnet, so dass der Mediengateway 7 bei
Empfang der MGCP-Nachricht imstande
ist, die Priorität
der Nachricht zu bestimmen.
-
Der
Mediengateway 7 behandelt die Nachricht in Abhängigkeit
von der bestimmten Priorität. Zum
Beispiel kann der Mediengateway 7 eine Warteschlange von
Verbindungen haben, die den Aufbau über das Trägernetzwerk 3 erwarten.
Jeder Verbindung ist eine Prioritätsebene zugeordnet. Falls durch den
Mediencontroller eine MGCP-Aufbaunachricht empfangen wird und dieser
Nachricht eine hohe Priorität
zugeordnet ist, wird die Verbindung über das Trägernetzwerk 3 vor
Verbindungen aufgebaut, die bereits in der Warteschlange eingeordnet
sind, denen aber eine niedrigere Priorität zugeordnet ist. Eine MGCP-Nachricht, die durch
den Mediencontroller empfangen wird und der eine niedrige Priorität zugeordnet
ist, wird am Ende der Verbindungswarteschlange plaziert.
-
4 ist
ein Ablaufplan, der den oben beschriebenen Verbindungsaufbauprozeß weiter
darstellt.
-
Der
Fachmann wird anerkennen, dass an der oben beschriebenen Ausführungsform
verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel hat sich die
obige Beschreibung vorrangig mit MGCP-Verbindungsaufbaunachrichten befaßt. Jedoch
wird man anerkennen, dass auch anderen MGCP-Nachrichten eine Priorität zugeordnet
werden kann.