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Diese
Erfindung bezieht sich auf intelligente Kommunikationsnetze, die
allgemein als intelligentes Netz (IN) bezeichnet werden, und insbesondere,
jedoch nicht ausschließlich,
auf Dienststeuerpunkte für den
Einsatz in INs.
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IN-Techniken
werden bisweilen so verstanden, dass sie eine flexible und möglicherweise
kostengünstigere
Route in Bezug auf Entwicklung und Verbreitung der fortschrittlichen
Telekommunikations-Anrufbehandlungsdienstleistungen
bieten als traditionelle Methoden. Im Wesentlichen beruhen IN-Techniken
effektiv auf der Trennung von Anrufverarbeitungsfunktionen innerhalb
einer Telefonvermittlung oder einer entsprechenden Einrichtung von
der Dienstleistungslogik, mit der der eigentliche Telekommunikationsdienst
bereitgestellt wird – wie
zum Beispiel "Freefone"-Dienstleistungen
unter der Vorwahl-Nummer
0800 in Großbritannien.
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Es
wurden von etlichen Organisationen Standards entwickelt, die Konzepte
von IN-Techniken darstellen und eine Anzahl von Schlüsselfunktionskomponenten
identifizieren. Viele dieser Komponenten sind in 1 der
Zeichnungen dargestellt, in der schematisch die Struktur eines bekannten
IN gezeigt ist. Bei dieser Struktur liegt die Dienstleistungslogik
für das
IN in Form von Computerprogrammen vor, die entweder in einem Dienststeuerpunkt
(SCP) oder einem (nicht gezeigten) verknüpften Prozessor laufen.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Aufbau und die Organisation
der Computer-Ressourcen zur Umsetzung des SCP oder verknüpfter Prozessorelemente
eines IN. Bei früheren
Implementierungen von IN-Systemen wurden die Computer-Ressourcen
zur Umsetzung der Struktur, d. h. die Plattform des SCP oder der
verknüpften Prozessorelemente
bei INs durch weitestgehend proprietäre Computerplattformen bereitgestellt – viele
von ihnen waren wenig mehr als Teilelemente des Steuerprozessors
einer existierenden Telefonvermittlung. Diese früheren Implementierungen wurden
durch Plattformen der zweiten Generation erweitert, bei denen kommerziell
verfügbare
Computersysteme eingesetzt wurden (auch als Datenprozessoren bezeichnet) – dadurch
wurden die Kosten der Plattform reduziert. Jedoch führten die
stringenten Anforderungen an diese Systeme bezüglich kontinuierlicher Verfügbarkeit
und Zuverlässigkeit,
die man von modernen Kommunikationsnetzen erwartet, zur Verwendung von
fehlertoleranten, und seien es kommerziellen Computersystemen.
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In
jedem Fall wurde es zur Praxis, Systeme in Form von aufeinander
abgestimmten Paaren einzurichten, um das Risiko des totalen Zusammenbruchs
des Dienstes zu minimieren. Dies führte dazu, dass eine inhärente Schwäche dieser
Plattformen erkannt wurde, nämlich
dass die Notwendigkeit besteht, Dienstleistungsdaten synchron über alle
eingerichteten Computersysteme zu warten. Wenn dies auch kein Problem
ist, das ausschließlich
bei der Telekommunikation zu finden ist, so wird das Problem durch
die Anforderung, die Synchronisierung innerhalb kurzer Zeitabschnitte
zu erreichen, um Effekte bezüglich
Datensynchronisierung bei Dienstleistungsbetrieb zu minimieren,
noch komplexer.
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Die
obigen Entwicklungen und Anforderungen haben logisch dazu geführt, dass
Techniken der verteilten Verarbeitung in Bezug auf Lösungen bei Problemen
der Skalierung, Anwendung und Datenwiederverwendung wie auch Plattformzuverlässigkeit und
Integrität
untersucht wurden. Initiativen wie Telecommunications Information
Networking Architecture Consortium (TINA-C), die sich mit Installationen
für die
verteilte Verarbeitung befassen, haben versucht, viele dieser Probleme
in den vergangenen Jahren einer Lösung zuzuführen.
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Das
Konzept hinter der Verwendung von verteilten Verarbeitungstechniken
in der Realisierung von IN-Dienstleistungssteuerpunkten ist das
Ziel, die gewünschte
Verfügbarkeit,
Zuverlässigkeit
und Wiederverwendbarkeit durch die auf Software basierende Redundanz
zu lösen,
die man sich bei verteilten Systemen leistet. Dadurch wird es möglicht,
Komponenten einer Anwendung in eigenständige Einheiten aufzubrechen
(z. B. Clients oder Aufrufe einer Funktion und Server oder Implementierungen
einer Funktion), mit denen Applikationen realisiert werden können, die
auf Grund der Fähigkeit,
eine fehlerhafte Komponente dynamisch im Betrieb auszutauschen, indem
einfach ein alternatives "Server"-Element gewählt wird,
auf Fehler hochgradig flexibel reagieren können. Ein Beispiel für eine derartige
Architektur ist bei den Zeichnungen in 2 gezeigt,
in der schematisch die Struktur oder Architektur eines Dienstleistungssteuerpunkts
des Netzes nach 1 gezeigt ist.
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1 und 2 werden
im Einzelnen später erläutert, aber
für ein
ausreichendes Verständnis
des Hintergrundes der vorliegenden Erfindung reicht bereits das
Verständnis
bestimmter Komponenten des intelligenten Netzes, die im folgenden
genannt sind:
ein Betriebs- und Unterstützungssystem (Operations and
Support System, OSS), mit dem externe Operationen und Support-Systeme
einschließlich
Teilnehmerbearbeitung etc. realisiert werden;
ein Transportnetz,
mit dem das Telekommunikationsnetz realisiert wird, das von der
Plattform aus gesteuert wird;
eine Plattform des verteilten
Dienstleistungssteuerpunktes, mit der die Funktionalität der Bereitstellung fortgeschrittener
Anrufbearbeitungsdienstleistungen bei der Telekommunikation realisiert
wird, wie zum Beispiel "Freefone", bargeldlose Dienstleistungen (Calling
Card etc.).
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Der
SCP verbindet die gesteuerten Telekommunikationsnetze über eine
geeignete Signalisierungseinrichtung. Für das öffentliche Telekommunikationsvermittlungsnetz
(PSTN) ist dies gegenwärtig eine
Modifizierung von dem Signalisierungssystem ITU-T (ursprünglich CCITT
genannt) Nr. 7 (das als SS7 bezeichnet wird), bei dem das Intelligent
Network Application Protocol eingesetzt wird. SS7 ist ein Allzweckprotokoll
und kann in der Zukunft durch ein Spezialprotokoll ersetzt werden,
aber dies ist für
die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung.
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SS7-Signalisierungsnachrichten
fließen
von einem Steuerungs-Switch
des PSTN, der als Dienstschaltpunkt (Service Switching Point, SSP)
bezeichnet wird, an einen Signalisierungsanschluss, der ein Teil
von dem SCP ist. In der Praxis verläuft die Signalisierung zwischen
einem individuellen SSP und dem SCP über einen oder mehrere zwischengeschaltete Signalisierungstransferpunkte
(Signalling Transfer Point, STP), die auch als Signalisierungspunktrelais bezeichnet
werden, durch die es möglich
gemacht wird, dass die Nachrichten weitergeleitet werden, falls
ein Fehler im Signalisierungsnetz auftritt – entweder innerhalb der eingesetzten Übertragungskreise
oder mittels Anschlussgeräten.
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Der
SCP umfasst eine ganze Zahl von physikalischen und logischen Funktionen,
die benötigt werden,
um bereitzustellen, zu verwalten und Dienstleistungen zu ermöglichen,
die umgesetzt werden sollen. Diese Funktionen benötigen:
Applikations-Server
für die
physikalischen und logischen Funktionen zur Umsetzung der Dienstleistungslogik;
einen
Netz-Steuerungs-Signalisierungs-Schnittstellen-Server, zum Beispiel
einen SS7-Server, der Signalisierungsprotokolle des Netzes in ein
anwendungsorientiertes Protokoll für die Verwendung innerhalb
des Rests der Plattform übersetzt;
die
Möglichkeit
einer intelligenten Peripherie (IP), um die verschiedenen speziellen
Funktionen bereitzustellen, die innerhalb der Dienstleistungen erforderlich
sind, wie zum Beispiel Sprachansagen, Sprachmitteilungen und andere
derartige spezielle Ressourcen;
die Möglichkeit eines Datenservers,
um eine verwaltete Datenablage für
alle Teilnehmer-, Dienstleistungs- und Verwaltungsdaten zu der Plattform
zur Verfügung
zu stellen;
einen OSS-Server zum Manipulieren der Verwaltungsdaten,
die von der Plattform kommen, um sie in eine Form zu bringen, die
geeignet ist für
externe OSS-Systeme und umgekehrt, so dass dabei die inhärent verteilte
Eigenschaft der Plattform verborgen wird und das externe OSS vereinfacht
wird;
Verwaltungssysteme zum Ermöglichen der internen Verwaltung
der Plattform;
andere Server, um je nach Bedarf neue Funktionen bereitzustellen,
Zusammenarbeit mit anderen Telekommunikationsdienstleistern zu ermöglichen,
etc.;
eine Sammlung von verschiedenen physikalischen Computersystemen,
die über
geeignete Datenkommunikationsdienstleistungen miteinander vernetzt sind
(z. B. ein Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll
(TCP/IP) bei einem Datenkommunikationsnetz, das beispielsweise ein
lokales Netz und/oder ein globales Netz ist);
und
eine
Gruppe von Software-Mechanismen zur Umsetzung einer verteilten Verarbeitungsumgebung,
um die Ausführung
von Computerprogrammen zu ermöglichen,
um über
Datenkommunikationsdienstleistungen auf eine Art zu kommunizieren,
die weitestgehend verborgen ist vor dem Applikations-Programmierer,
wie es bei Produkten in Übereinstimmung
mit den Richtlinien der Object Management Group (OMG), wie zum Beispiel
Common Object Request Broker Architecture (CORBA), der Fall ist.
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Während es
sich an sich schon lohnt, eine auf verteilter Verarbeitung basierende
Lösung
anzustreben, gibt es in der Praxis eine große Anzahl von Schwierigkeiten
bei der Umsetzung der realen Lösungen
mit weiteren Folgen. Einer dieser Funkte bezieht sich auf die Implementierung
des Signalisierungsschnittstellenservers der Netzsteuerung und darauf,
wie dieser mit den gesteuerten Transportnetzen verbunden wird. Den
Hintergrund bilden hierbei hauptsächlich die drei Konstruktionspunkte:
die
Notwendigkeit, mehrere Signalisierungskanäle vorzusehen, um die gewünschte Gleichzeitigkeit
herbeizuführen
(Anzahl von gleichzeitigen Anrufen, die bearbeitet werden);
die
Notwendigkeit, ausreichende Bandbreite bei den Signalisierungskanälen bereitzustellen,
um die gewünschte
Latenz bei den Signalisierungsnachrichten zu erreichen (was sich
auf die Verzögerung
nach dem Wählen
bezieht, die für
den Anwender wahrnehmbar ist); und die Notwendigkeit, dass mehrere Serversysteme
für die
Signalisierungsverbindung flexibel auf Fehler reagieren müssen.
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Diese
Faktoren legen ihrerseits die Anzahl der physikalischen Signalisierungskanäle fest,
die erforderlich sind, und damit die Signalisierungskreisschnittstellen,
was wiederum mit der Anzahl der separaten physikalischen Rechner
zusammenhängt, die
erforderlich sind, da eine gegebene Computereinheit in Bezug auf
die Anzahl der Peripheriegeräte,
die sie unterstützen
kann, beschränkt
ist.
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Bei
einer SCP-Plattform mit den Dimensionen, die erforderlich sind,
um Dienstleistungen in großem
Umfang im PSTN zur Verfügung
zu stellen, kann die Anzahl der physikalischen Computersysteme,
die dafür
benötigt
werden, mehr als 300 physikalische Maschinen betragen. Da diese
Maschinen mit Applikationsprozessoren zusammenarbeiten müssen, besteht
folglich die Notwendigkeit, eine bestimmte Form eines Datenkommunikationsnetzes
einzuhalten (im Allgemei nen ein TCP/IP-Netz), um diese Computersysteme
miteinander zu vernetzen, um Zugriff auf die gemeinsamen Applikationsprozessoren und
andere Ressourcen sicherzustellen.
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Das
Datenkommunikationsnetz kann in Form eines erweiterten LAN vorliegen,
d. h. eines, bei dem WAN-Elemente verwendet werden, um einzelne
LANs zu verbinden, oder unter Verwendung einer Architektur, bei
der ein Einzel-LAN gegeben ist, je nach der Anzahl der erforderlichen
Computersysteme und je nach Wahl der Technologie in Bezug auf das
Datennetz. In jedem Fall kann ein Fehler in einem Teil des Netzes
(LAN und/oder WAN) bei einem Computer oder einer Gruppe von Computern
dazu führen,
dass dieser oder diese vom Rest der Computer in dem System isoliert
werden – dies
wird als Netz-Partitionierung
bezeichnet.
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In
der Veröffentlichung "Distributed Control Node
Architecture in the Advanced Intelligent Network" von Masanori Hirano, Yasuo Kinouchi
und Takashi Suzuki, 15. International Switching Symposium, 1995,
werden Fragen zum Aufbau einer Kontrollfunktion bei einem IN-Service mit verteilter
Konfiguration diskutiert, sowie verteilte Datenbanken aus Sicht
des Kosten-Nutzenverhältnisses
und der Zuverlässigkeit
mit Bezug auf die Integrität
von Anwenderdaten. Es wird ein Dienststeuerpunkt beschrieben, der
eine Anzahl von verknüpften
Funktionen aufweist, wobei die Funktionen von mehreren jeweiligen
Modulen implementiert werden, z. B. Dienststeuermodulen und Dienstdatenmodulen.
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In
der Veröffentlichung "Intelligent Network Systems
Architecture" von
Samuel M. Feldman, Annual Review of Communications, 1996, wird die
Verwendung aktiver Redundanz und von Computer-Clustersystemen beim Aufbau intelligenter
Netzelemente erläutert,
um verlässliche
Dienste anbieten zu können.
Es wird ein Dienststeu erpunkt auf Basis eines Clusters mit hoher
Kapazität
beschrieben, der mehrere Front-Prozessoren, die für den Transport und
das Weiterleiten von Nachrichten optimiert sind, sowie mehrere Hintergrundprozessoren
zum Abarbeiten von Applikationen umfasst.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein intelligentes
Kommunikationsnetz mit einer Dienstschaltfunktion (SSF) mit mehreren
Dienstschaltpunkten (SSP), einer Dienststeuerfunktion (SCF) mit
mehreren Dienststeuerpunkten (SCP) und einer Signaltransferfunktion
(STF) mit wenigstens einem Signaltransferpunkt (STP) und jeweiligen
Signalverbindungen geschaffen, wobei bei diesem Netz:
jeder
SCP:
Signalisierungsempfangseinrichtungen,
eine verteilte
Prozessorarchitektur mit mehreren Datenprozessoren, die jeweils
mit einem Datenkommunikationsnetz verbunden sind, so dass jeder
Datenprozessor mit jedem anderen Prozessor kommunizieren kann, und
eine
Netzzustandsdetektoreinrichtung, um zu ermitteln, ob sich das Datenkommunikationsnetz
in einem partitionierten Zustand befindet und somit nicht in der Lage
ist, Kommunikation von jedem Datenprozessor mit jedem anderen Datenprozessor
zu gewährleisten,
und um davon abhängig
einen vorgegebenen Befehl auszugeben, umfasst,
jeder SSP
- a) eine gespeicherte Liste von Dienstleistungen aufweist,
die die Verwendung der SCF erforderlich macht, wobei jede Dienstleistung
einer jeweiligen vorab zugewiesenen Dienstleistungsart zugeordnet
ist, wobei dies entweder eine erste Dienstleistungsart ist, die
Dienstleistungen angibt, die durch einen partitionierten SCP bearbeitet werden
können,
oder eine zweite Dienstleistungsart, die Dienstleistun gen angibt,
die nicht durch partitionierte SCPs bearbeitet werden dürfen, und
- b) eingerichtet ist, um auf jeden Anruf zu reagieren, der einer
Dienstleistung entspricht, die die Verwendung der SCF erforderlich
macht, indem aus der gespeicherten Liste die dazugehörige, vorher
zugewiesene Dienstleistungsart geholt wird und ein Nachrichtensignal
mit einem Dienstleistungsartenfeld, in das der SSP die ermittelte Dienstleistungsart
schreibt, an die SCF über
die STF gesendet wird, und
eine Nachrichtensignalsteuereinrichtung
zwischen der Signalempfangseinrichtung der SCPs und der SSF vorgesehen
ist und ausgelegt ist, auf den Empfang von dem vorgegebenen Befehl
von der Netzzustandsdetektoreinrichtung durch Umschalten von einem
ersten Zustand, in dem die Übertragung
aller Nachrichtensignale erlaubt ist, in einen zweiten Zustand,
in dem die Übertragung
aller Nachrichtensignale blockiert wird, deren Dienstleistungsartenfeld die
zweite Dienstleistungsart enthält,
zu reagieren.
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Bei
einem intelligenten Netz gemäß der vorliegenden
Erfindung können
Nachrichten von dem Transportnetz, die Dienstleistungen anfordern,
die eine gemeinsame Ansicht von einigen Dienstleistungsdaten (zum
Beispiel Anrufwarteschaltung) erforderlich machen, zurückgewiesen
werden, um zu vermeiden, dass eine solche Dienstleistung entweder
fehlschlägt
oder irrtümlich
abläuft.
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Bei
INs, bei denen die Signalisierungsempfangseinrichtung zu jedem SCP
jeweils mehrere Signalisierungs-Server umfasst, umfasst die Nachrichtensignalsteuereinrichtung
vorzugsweise einen jeweiligen Übertragungs-Controller
zu jedem Signalisierungsserver.
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Bei
INs, bei denen die Signalisierungsempfangseinrichtung für jeden
SCP eine jeweilige Anzahl von Signalisierungsservern umfasst und wenigstens ein
Signalisierungsserver mit mehreren STPs verbunden ist, umfasst die
Nachrichtensignalsteuereinrichtung einen jeweiligen Übertragungs-Controller
für jeden
der mehreren STPs.
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Vorzugsweise
ist jeder Übertragungs-Controller
an dem Übergang
zwischen der SCF und der STF angeordnet.
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Alternativ
dazu, dass der Übertragungs-Controller
mit der SCF zusammenhängt,
kann die Nachrichtensignalsteuereinrichtung einen jeweiligen Übertragungs-Controller
umfassen, der in dem oder in jedem STP integriert ist.
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Da
der SCP isolierte Segmente der Plattform nicht ausschaltet, sondern
nur die Nachrichtensignalsteuereinrichtung steuert, wird vermieden,
dass Anrufe, die nicht auf einer globalen Ansicht der Dienstleistungsdaten
innerhalb der Dienstleistungsplattform beruhen und anders effektiv
verarbeitet werden können,
auf Grund der fehlenden Verfügbarkeit
von Ressourcen zurückgewiesen
werden, und damit wird die Wahrscheinlichkeit weiterer Fehler reduziert,
die zu einer Schwankung der Verarbeitungslast in Bezug auf die restlichen
funktionalen Elemente des IN führen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dienststeuerpunkt
(SCP) für den
Einsatz in einem intelligenten Kommunikationsnetz geschaffen, wobei
der SCP umfasst:
eine verteilte Prozessorarchitektur mit mehreren
Datenprozessoren, die jeweils mit einem Datenkommunikationsnetz
verbunden sind, so dass jeder Datenprozessor mit jedem anderen Prozessor
kommunizieren kann, und
eine Netzzustandsdetektoreinrichtung,
um zu erkennen, ob sich das Datenkommunikationsnetz in einem partitionierten
Zustand befindet und somit nicht in der Lage ist, Kommunikation
von jedem Datenpro zessor zu jedem anderen Datenprozessor zu gewährleisten, und
um davon abhängig
einen vorgegebenen Befehl auszugeben.
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Vorzugsweise
ist der Netzzustandsdetektor verteilt und umfasst eine jeweilige
erste Detektoreinrichtung in jedem Datenprozessor, wobei jede jeweilige
erste Detektoreinrichtung gemäß einem
ersten vorgegebenen Algorithmus eingerichtet ist, um durch Analyse
von Zwischenprozessornachrichten, die durch den dazugehörigen Datenprozessor
empfangen wurden, zu ermitteln, ob das Datenkommunikationsnetz partitioniert
worden ist.
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Alternativ
umfasst das Datenkommunikationsnetz mehrere untereinander verbundene
Knoten, wobei jeder Knoten mit einer jeweiligen Anzahl von Datenprozessoren
verbunden ist und die jeweilige Netzzustandsdetektoreinrichtung
aus einem jeweiligen der Datenprozessoren an jedem der Knoten aufgebaut
ist, wobei jeder entsprechende Datenprozessor ausgelegt ist, Zwischenprozessornachrichten
zu überwachen,
die durch den dazugehörigen
Knoten verarbeitet werden, und gemäß einem ersten vorgegebenen
Algorithmus durch Analyse der überwachten
Zwischenprozessornachrichten zu ermitteln, ob das Datenkommunikationsnetz
partitioniert worden ist.
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In
einer weiteren Alternative ist die Netzzustandsdetektoreinrichtung
aus einem der Datenprozessoren aufgebaut und dazu ausgelegt, die
Zwischenprozessornachrichten zu überwachen,
die durch das Datenkommunikationsnetz bearbeitet werden, und gemäß einem
ersten vorgegebenen Algorithmus durch Analyse der überwachten
Zwischenprozessornachrichten zu ermitteln, ob das Datenkommunikationsnetz
partitioniert worden ist.
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Vorzugsweise
ist jeder Datenprozessor ausgelegt, auf dem jeweiligen Datenkommunikationsnetz
eine jeweilige vorgegebene Nachricht zu vorgegebenen Zeiten gemäß einem
zweiten vorgegebenen Algorithmus zu übertragen, und die jeweilige Netzzustandsdetektoreinrichtung
ist ausgelegt, die vorgegebenen Nachrichten zu empfangen, die auf dem
jeweiligen Datenkommunikationsnetz übertragen worden sind, und
gemäß dem zweiten
vorgegebenen Algorithmus den vorgegebenen Befehl auszugeben, wenn
erkannt wird, dass die vorgegebenen Nachricht nicht empfangen worden
ist.
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Besonders
bevorzugt ist die Netzzustandsdetektoreinrichtung ausgelegt, gemäß dem zweiten vorgegebenen
Algorithmus die Übertragung
einer Zwischenprozessornachricht von dem Datenprozessor ebenso wie
die Übertragung
einer vorgegebenen Nachricht durch den zweiten Datenprozessor zu
behandeln und eine vorgegebene Nachricht für den Fall zu übertragen,
dass eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, seit der Datenprozessor
eine Nachricht irgendeiner Art übermittelt
hat.
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Alternativ
ist jeder Datenprozessor ausgelegt, für den Fall, dass er eine Zwischenprozessornachricht
im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt wie zu dem geplanten Zeitpunkt
für die Übertragung
einer vorgegebenen Nachricht überträgt, die Übertragung der
vorgegebenen Nachricht bis nach dem Ende der Zwischenprozessornachricht
zu verzögern.
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Wenn
der Netzzustandsdetektor verteilt ist und jeweils eine erste Detektoreinrichtung
in jedem Datenprozessor umfasst, wie oben erwähnt, so kann die Netzzustandsdetektoreinrichtung
außerdem
in Zusammenhang mit jedem Datenprozessor eine jeweilige zweite Detektoreinrichtung
umfassen, um zu erkennen, ob der Empfang einer vorgegebenen Nachricht
ausbleibt.
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Wenn
das Datenkommunikationsnetz mehrere miteinander verbundenen Knoten
umfasst, wobei jeder Knoten jeweils mit mehreren der Datenprozessoren
verbunden ist, und der Netzzustandsdetektor durch jeweils einen
der Datenprozessoren an jedem der Knoten gebildet wird, wie es bereits
erwähnt wurde,
so bildet vorzugsweise jeweils einer der Datenprozessoren an jedem
der Knoten einen Manager für
die Datenprozessoren zu dem jeweiligen Knoten und umfasst eine jeweilige
zweite Detektoreinrichtung, um zu erkennen, ob der Empfang einer
vorgegebenen Nachricht ausbleibt.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dienstleistungsschaltpunkt (SSP)
für den
Einsatz in einem intelligenten Kommunikationsnetz mit einer Dienstleistungssteuerfunktion (SCF)
mit mehreren Dienstleistungssteuerpunkten (SCP) geschaffen, wobei
der SSP:
Einrichtungen zum Speichern einer Liste von Dienstleistungen
aufweist, die die Verwendung der SCF erforderlich machen, wobei
jede Dienstleistung einer jeweiligen vorab zugewiesenen Dienstleistungsart zugeordnet
ist, wobei dies entweder eine erste Dienstleistungsart ist, die
Dienstleistungen angibt, die durch einen partitionierten SCP bearbeitet
werden können,
oder eine zweite Dienstleistungsart ist, die Dienstleistungen angibt,
die nicht durch partitionierte SCPs bearbeitet werden dürfen, und
Einrichtungen,
um auf jeden Anruf zu reagieren, der einer Dienstleistung entspricht,
die die Verwendung der SCF erforderlich macht, indem aus der gespeicherten
Liste die dazugehörige,
vorher zugewiesene Dienstleistungsart geholt wird und ein Nachrichtensignal
mit einem Dienstleistungsartenfeld, in das der SSP die ermittelte
Dienstleistungsart schreibt, ausgegeben wird.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Signalisierungstransferpunkt (STP)
für den
Einsatz in einem intelligen ten Kommunikationsnetz mit mehreren Dienstschaltpunkten (SSP)
und einer Dienststeuerfunktion (SCF) mit mehreren Dienststeuerpunkten
(SCP) geschaffen, wobei der STP eine Nachrichtensignalsteuereinrichtung umfasst,
um auf den Empfang eines vorgegebenen Befehls von der SCF zu reagieren,
indem eine Änderung
von einem ersten Zustand, in dem die Übertragung aller Nachrichtensignale
erlaubt ist, in einen zweiten Zustand, in dem die Übertragung
von Nachrichtensignalen, deren Dienstleistungsartenfeld die zweite
Dienstleistungsart enthält,
unterbunden ist.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Betreiben eines intelligenten Kommunikationsnetzes mit mehreren
Dienstschaltpunkten (SSP), einer Dienststeuerfunktion (SCF) mit
mehreren Dienststeuerpunkten (SCP) und einer Signaltransferfunktion
(STF) mit wenigstens einem Signaltransferpunkt (STP), wobei in dem
Netz jeder SCP eine verteilte Architektur mit mehreren Datenprozessoren
umfasst, die jeweils mit einem Datenkommunikationsnetz verbunden
sind, so dass jeder Datenprozessor mit jedem anderen Prozessor kommunizieren
kann, angegeben, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- (a) Speichern in jedem SSP einer Liste von Dienstleistungen,
die die Verwendung der SCF erforderlich machen, wobei jede Dienstleistung
einer jeweiligen vorab zugewiesenen Dienstleistungsart zugeordnet
ist, wobei dies entweder eine erste Dienstleistungsart ist, die
Dienstleistungen angibt, die durch einen partitionierten SCP bearbeitet
werden können,
oder eine zweite Dienstleistungsart ist, die Dienstleistungen angibt,
die nicht durch partitionierte SCPs bearbeitet werden dürfen,
- (b) Erkennen, dass sich das Kommunikationsdatennetz in einem
partitionierten Zustand befindet und somit nicht in der Lage ist,
Kommunikation von jedem Datenprozessor zu jedem anderen Daten prozessor
zu gewährleisten,
und davon abhängig
Ausgabe eines vorgegebenen Befehls,
- (c) Empfangen des vorgegebenen Befehls bei Nachrichtensignalsteuereinrichtungen
und davon abhängig
Umschalten von einem ersten Zustand, in dem die Übertragung aller Nachrichtensignale erlaubt
ist, in einen zweiten Zustand, in dem die Übertragung aller Nachrichtensignale
unterbunden wird, deren Dienstleistungsartenfeld die zweite Dienstleistungsart
enthält,
und
Reagieren bei den SSPs auf jeden Anruf, der sich auf eine
Dienstleistung bezieht, die die Verwendung von SCF erforderlich
macht, indem aus der gespeicherten Liste die dazugehörige, vorher
zugewiesene Dienstleistungsart geholt wird und ein Nachrichtensignal
mit einem Dienstleistungsartenfeld, in das der SSP die ermittelte
Dienstleistungsart schreibt, an die SCF über die STF gesendet wird.
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Im
Folgenden wird eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung als Beispiel beschrieben, wobei Bezug genommen wird auf
die Zeichnungen.
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1 zeigt
schematisch die Struktur eines bekannten intelligenten Netzes.
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2 zeigt
schematisch die Struktur eines Dienststeuerpunkts des Netzes nach 2.
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3 zeigt
schematisch einen Teil der Struktur des Dienststeuerpunktes aus 2,
mit Modifikationen gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt
schematisch einen Teil der Struktur des Dienststeuerpunktes nach 2,
mit Modifikationen gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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In 1 ist
ein intelligentes Netz (IN) 10 mit bekannter Struktur gezeigt,
das enthält:
eine Dienstschaltfunktion (SSF) mit mehreren Dienstschaltpunkten
(SSP) 12, eine Dienststeuerfunktion (SCF) mit mehreren
Dienststeuerpunkten (SCP) 14, mehrere intelligente Peripheriegeräte (IP) 16,
von denen nur eines gezeigt ist, ein Dienstverwaltungssystem (SMS) 18 und
eine Signalübertragungsfunktion (STF)
mit mehreren Signalübertragungspunkten (STP) 40 (siehe
auch 3), von denen nur einer gezeigt ist. Wie bekannt,
agieren einige der SSPs 12 als lokale Vermittlungsstellen
und sind mit mehreren Netzanschlüssen 20 über ein
lokales Netz, das nicht dargestellt ist, verbunden, und einige der
SSPs 12', von
denen nur einer gezeigt ist, agieren als Hauptvermittlungen.
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Informationen über intelligente
Netze im Allgemeinen findet der Leser im BT Technology Journal, Band
13, Nr. 2, April 1995, dessen Thema Netzintelligenz ist.
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Jeder
SCP 14 ist mit einem STP 21 über eine jeweilige Netzsignalisierungsverbindung 15A verbunden,
die durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, und jeder STP 21 ist
mit jeweils mehreren SSPs 12 über jeweilige Netzsignalisierungsverbindungen 15B verbunden,
die gepunktet dargestellt sind. Jeder SCP 14 ist außerdem mit
dem SMS 18 über
eine Betriebsbefehlsverbindung 17 verbunden, die gestrichelt
dargestellt ist. Jedes IP 16 ist über eine Betriebsbefehlsverbindung 17 mit
dem SMS 18 und über
eine Netzsignalisierungsverbindung 15 und eine Verkehrsdatenverbindung 19,
dargestellt durch eine durchgehende, dicke Linie, mit jeweils einem
der SSPs 12 verbunden.
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In 2 ist
die Softwarearchitektur eines SCP 14 dargestellt, die auf
einer verteilten Verarbeitungsumgebung unter Verwendung von objektorientierten
Multi-Thread-Software-Verarbeitungstechniken basiert. Es versteht
sich damit, dass ein einzelnes Objekt mehrere Pfade für die Steuerung
und mehrere Nachrichtensitzungen mit vielen anderen Objekten gleichzeitig
unterstützen
kann.
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Der
SCP 14 ist mit externen Betriebs- und Unterstützungssystemen
(Operations and Support Systems, OSS) 22, so dass die Bearbeitung
der Teilnehmer über
mehrere OSS-Server 24 sichergestellt ist, und mit einem
externen Transportnetz (TN) 26, d. h. den Telekommunikationsnetzen,
die von dem SCP 14 gesteuert werden, über mehrere Signalisierungsschnittstellenserver
(als SS7-Server bezeichnet) 28 verbunden, die dazu dienen,
Signalisierungsnachrichten nach dem internationalen Signalisierungssystem,
bekannt als ITU-T Common Channel Signalling System Nr. 7, zu bearbeiten.
Der SCP 14 ist außerdem
mit dem TN 26 über
mehrere IP-Server 30 und mehrere Applikationsserver 32 verbunden.
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Die
verteilte Verarbeitungsumgebung des SCP 14 umfasst mehrere
Datenbanken 31 und mehrere Datenbankserver 33 (auch
als Datenserver bekannt), wobei jeder der Server 33 mit
jeweils mehreren der Datenbanken 33 verbunden ist, und
umfasst außerdem
eine Datenkommunikationsinfrastruktur (DCI) oder ein Netz 34,
das mit den Servern 24, 28, 30, 32 und 33,
mehreren Applikationsprozessoren (AP) 36 und einem SCP-Verwaltungssystem
(MS) 38 verbunden ist und das durch einen Satz von Software-Mechanismen
(Objekten) realisiert wird, die den Spezifikationen einer Architektur
genügen,
die als Common Object Request Broker Architecture (CORBA) bekannt
ist. Diese Struktur des SCP 14 ist auf dem Gebiet der intelligenten
Netze allgemein bekannt.
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3 zeigt
drei SS7-Server 28A, 28B und 28C eines
SCP 14, wobei jeder SS7-Server 28 mit der DCI 34 verbunden
ist, die als LAN vorliegt. Wie erwähnt, ist der SCP 14 nicht
direkt mit den SSPs 12 über Netzsignalisierungsverbindungen 15 verbunden,
sondern über
jeweilige Netzsignalisierungsverbindungen 15A mit den beiden
STPs 40 in 3. Jeder STP 40 ist
mit jedem der SSPs 12 über
jeweilige Netzsignalisierungsverbindungen 15B verbunden.
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Der
SCP 14 umfasst außerdem
gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Partitionierungsdetektor 42 (der eine Netzzustandsdetektoreinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt), der über einen
Eingang mit der DCI 34 verbunden ist und über einen
Ausgang über
eine Verbindung 44 mit den beiden STPs 40 verbunden
ist.
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Jeder
der SS7-Server 28 ist eingerichtet, um über die DCI 34 eine
Heartbeat-Nachricht zu übertragen
(die die vorgegebene Nachricht der vorliegenden Erfindung bildet),
und zwar mit einer vorgegebenen Wiederholungsrate (wodurch der zweite
vorgegebene Algorithmus der vorliegenden Erfindung gebildet wird),
z. B. alle fünfzehn
Sekunden. Die Heartbeat-Nachricht umfasst die jeweilige LAN-Adresse des übertragenen
SS7-Servers sowie ein Byte, das anzeigt, dass die Nachricht eine
Heartbeat-Nachricht ist. Der Partitionierungsdetektor 42 wartet
auf Heartbeat-Nachrichten auf der DCI 34, und wenn er alle
erwarteten Heartbeat-Nachrichten empfangen hat, sendet er periodisch
eine erste Steuernachricht an die STPs 40 aus, um sie anzuweisen,
sich in einen ersten Zustand zurück
zu begeben, in welchem sie ankommende Signalisierungsnachrichten
von den SSPs 12 ohne Diskriminierung behandeln. Die STPs 40 können in
diesem ersten Zustand bereits als Teil der Netzinitialisierung vorliegen.
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Wenn
der Partitionierungsdetektor 42 erkennt, dass eine erwartete
Heartbeat-Nachricht nicht empfangen worden ist, d. h. dass das Ausbleiben beim
Empfangen der Heartbeat-Nachricht erkannt wird, sendet er eine zweite
Befehlsnachricht an die STPs 40, um sie anzuweisen, in
einen zweiten Zustand überzugehen,
in welchem sie ankom mende Signalisierungsnachrichten von den SSPs 12 filtern, und
um sie bezüglich
der Identität
des SCP 14 zu informieren. Bei dieser Ausführungsform
beinhaltet jeder STP 40 als integralen Teil seines Aufbaus
eine Nachrichtensignalsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei
einer Variante informiert der Partitionierungsdetektor 42 die
STPs 40 bezüglich
der Identität der
SS7-Server 28 in den separaten Partitionierungen, beispielsweise
den Server 28A in einer Partition und die Server 28B und 28C in
einer anderen Partition (für
eine Unterbrechung in der DCI 34 zwischen den Servern 28A und 28B).
Ein SCP 14, der eine derartige partitionierte DCI 34 aufweist,
wird hier als partitionierter SCP bezeichnet.
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Der
Betrieb der STPs 40 wird im Folgenden mit Bezug auf die
beiden Beispiele von Dienstanfragen von einem SSP beschrieben, und
es wird angenommen, dass sich bei beiden Beispielen die STPs auf
Grund der Tatsache, dass der Partitionierungsdetektor 42 auf
den ausbleibenden Empfang eines Heartbeates von einem SS7-Server
reagiert hat, in ihrem zweiten Zustand befinden.
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In
dem ersten Beispiel hat ein Anwender eine 0800-Nummer gewählt, zum
Beispiel 0800 120000, und die lokale Vermittlung des Anwenders SSP 12 sendet
eine Signalisierungsnachricht in Bezug auf eine Dienstleistung,
durch die die Nummer übersetzt wird.
Diese Dienstleistung ist ein Beispiel für eine erste Art von Diensten,
bezeichnet als Typ eins, die von irgendeinem SCP aufgerufen werden
kann, unabhängig
davon, ob es ein partitionierter SCP ist. Derartige Dienstleistungen
sind als ausreichend ausführbare
Computerprogramme fest codiert (hardcoded).
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Der
SSP 12 erzeugt eine Basisnachricht mit Dienstanfrage, die
0800 120000 enthält,
und adressiert die Nachricht an den SCP, indem der globale Titel
für die
Dienststeuerfunktion in einen Signalisierungsverbindungssteuerteil
(SCCP) des Applikationsprotokolls des intelligenten Netzes (INAP)
eingebaut wird, das für
die Kommunikation zwischen den Komponenten des IN 10 verwendet wird.
Der SSP 12 greift entsprechend seinem Betriebsprogramm
auf eine Nachschlagetabelle mit dem speziellen Dienst zu, um den
dazugehörigen
Diensttyp zu erhalten. Die Nachschlagetabelle listet jeden Dienst
zusammen mit dem dazugehörigen
Diensttyp auf, entweder Typ eins oder Typ zwei (und bildet damit
eine gespeicherte Liste gemäß der vorliegenden
Erfindung). Nachdem der Diensttyp (Typ eins) anhand der Nachschlagetabelle
ausfindig gemacht wurde, prüft
der SSP 12 nun, und ändert,
falls notwendig, den Wert eines "Dienstart"-Flags in dem SCCP.
Ein Flag-Wert von eins entspricht dem Typ eins, und ein Flag-Wert null entspricht
dem Typ zwei. Bei Varianten wird dieses Flag durch das globale Titelfeld
der SCCP-Nachricht gebildet, und die beiden Werte zu "Flag" sind die Titel "partitionsabhängige SCP-Dienste" (Partition Sensitive
SCP Service) und "partitionsunabhängige SCP-Dienste" (Non-Partition Sensitive
SCP Service).
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Wenn
die Nachricht zusammengesetzt worden ist, packt der SSP 12 die
Nachricht in einen Header und einen Tailer eines Übertragungsprotokolls
für die Übertragung
zwischen dem SSP 12 und den STPs 40, d. h. den
Nachrichtentransferteil (Message Transfer Part, MTP) des INAP, und
sendet die fertig gestellte Nachricht an einen STP 40.
Beim Empfang dieser Nachricht entfernt der STP 40 den Header
und Tailer, liest den globalen Titel und das Flag in dem SCCP und
legt fest, dass er die Nachricht an einen SCP 14 zu senden
hat, und legt unter Verwendung eines integralen Nachrichtensignalübertragungs-Controllers (mit 46 bezeichnet,
aber in 1 und 3 nicht
im einzelnen gezeigt) fest, dass sich die Nachricht auf den ersten
Diensttyp bezieht. Der STP 40 wählt dann einen der SCPs aus,
mit dem er verbunden ist, und sendet die Anfragenachricht, eingeschlossen
in einen neuen Header und Tailer, an den ausgewählten SCP 14. Der
STP 40 kennt die Teilsystemnummern aller SCPs 14,
die mit ihm verbunden sind, sowie auch die individuellen Adressen der
SS7-Server 28 (A, B, C) innerhalb des ausgewählten SCP 14,
und bei einer Nachricht mit Bezug auf diesen ersten Diensttyp wird
keine Unterscheidung zwischen den SS7-Servern 28A, 28B und 28C gemacht,
sondern es wird ausgewählt,
welcher der drei die Nachricht im "Umlauf' erhalten soll.
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Der
STP 40 dient nur als Nachrichtenrelais und führt keinerlei
Verarbeitung bezüglich
des Inhalts des Applikationsteils bezüglich der Übertragungsmöglichkeiten
(Transaction Capabilities Application Part, TCAP) bei der Nachricht
durch, wo die Dienstdaten in den jeweiligen Feldern enthalten sind.
Ohne das Flag in dem SCCP oder ein äquivalentes Verfahren zum Unterscheiden
von zwei Formen eines globalen Titels für eine Dienststeuerfunktion,
das einfache Relais-Formular
eines STP 40, d. h. ein STP ohne einen integralen Übertragungs-Controller 46, wäre es nicht
möglich,
die beiden Typen von Diensten zu unterscheiden, und die STPs müssten speziell neu
entworfen werden, um die Inhalte des TCAP zu analysieren. Jedoch
ist ein Neuaufbau hier nicht von Vorteil, da er eine Reduktion bezüglich der
Kapazität bei
der Nachrichtenbearbeitung zur Folge hätte.
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In
dem zweiten Beispiel hat der Anwender die Zugangsnummer für "Chargecard" (oder Calling Card)
gewählt
(in Großbritannien
ist dies die Nummer 144). "Chargecard"-Dienstleistungen
sind ein Beispiel für
Dienste, bei denen Anrufe in einer Reihe aufgenommen werden. Derartige
Anrufe machen es notwendig, dass Daten die Verarbeitungszeit eines
einzelnen Anrufs überleben,
und machen es außerdem erforderlich,
dass der Zustand der Warteschlange über den Kontext eines einzelnen
Verarbeitungspfades hinaus zugänglich
ist. Die ser Dienst ist ein Beispiel für einen zweiten Typ von Diensten,
der nur auf einem SCP aufgerufen werden kann, dessen DCI 34 nicht
partitioniert ist.
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Bei
Empfang der gewählten
Ziffern erzeugt die lokale Vermittlung SSP 12 eine Basisnachricht
mit Dienstanfrage (TCAP) mit Einzelheiten zum Dienst und einem SCCP
mit dem globalen Titel für
die Dienststeuerfunktion und stellt sicher, dass das Diensttyp-Flag
den Wert null hat.
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Der
SSP 12 schließt
diese Nachricht nun in einen Header und Tailer des Übertragungsprotokolls ein
und sendet die fertig gestellte Nachricht an einen STP 40.
Bei Empfang dieser Nachricht entfernt der STP 40 den Header
und Tailer, liest die Zieladresse und legt fest, dass die Nachricht
an einen SCP 14 gesendet werden muss und dass sich die
Nachricht auf den zweiten Diensttyp bezieht. Zu diesem Zeitpunkt ignoriert
der STP 40 durch Auswahl eines der SCPs, mit dem er verbunden
ist, jeden SCP, der ihm bekannt ist als partitionierter SCP, und
sendet die Anfragenachricht, eingeschlossen in einem neuen Header und
Tailer, an den ausgewählten
SCP 14.
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In
der oben erwähnten
Variante darf der STP 40 unter Steuerung seines Übertragungs-Controllers 46 eine
Dienstnachricht zweiten Typs an einen partitionierten SCP senden,
jedoch wird jeder SS7-Server 28 ignoriert, der in einer
Partition isoliert ist, z. B. der Server 28A.
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Während bei
der obigen Ausführungsform der
Partitionierungsdetektor 42 so eingerichtet ist, dass er
separate Heartbeat-Nachrichten wartet, können diese normalen Nachrichten,
die unter den Prozessoren ausgetauscht werden, eingebunden werden
oder können
fortgelassen werden, um dafür
normale Nachrichten zwischen den Prozessoren zuzulassen, und der
Partitionierungsdetektor 42 kann so ein gerichtet sein,
dass er die Bedingungen der DCI 34 aus den normalen Nachrichten
unter den Prozessoren abliest. In diesem Fall sind die SS7-Server 28 so
eingerichtet, dass jedes Mal dann ein Zeitablauf neu gestartet wird,
wenn eine normale Nachricht zwischen den Prozessoren abgesendet
worden ist, und auf diese Art wird eine Heartbeat-Nachricht bei
Fehlen von normalen Nachrichten zwischen den Prozessoren nur einmal
abgesendet.
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Bei
einer weiteren Variante ist der Partitionierungsdetektor 42 nicht
eine separate Einheit, sondern er verteilt sich, so dass jeder Datenprozessor, der
mit der DCI 34 verbunden ist, ein entsprechendes Programm
zur Partitionierungserfassung abarbeitet (wodurch eine zweite Detektoreinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildet wird). In derselben oder einer anderen Variante
wird die Funktion, nach der der Partitionierungsdetektor 42 so
eingerichtet ist, dass er eine Befehlsnachricht direkt an die STPs 40 sendet,
stattdessen durch das MS 38 ausgeführt, das die Nachricht an die
STPs 40 über
die Verbindung 44 schickt.
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Der
Partitionierungsdetektor 42 oder gegebenenfalls das MS 38 sendet
eine Nachricht an das OSS 22, um darüber zu informieren, dass ein DCI-Fehler
(Partitionierung) aufgetreten ist, und damit werden die Datenprozessoren
oder Gruppen von Datenprozessoren identifiziert, die durch diesen
Fehler betroffen sind.
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Bei
einer Variante wird jeder Datenprozessor unter der Steuerung eines
Programms (dieses bildet die erste Detektoreinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung) veranlasst, eine Nachricht "Partitionierung erkannt" direkt oder indirekt
an die STPs 40 zu senden, wenn festgestellt wird, dass
ein Fehler bei einer empfangenen Nachricht zwischen Prozessoren erkannt
worden ist.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
gilt, dass anstatt dass jeder STP 40 einen jeweiligen Nachrichtensignalübertragungs-Controller
als integralen Teil umfasst, jeweils individuelle Nachrichtensignalübertragungs-Controller 46 an
der Verbindung von SCF und STF vorgesehen sind, d. h. an dem Anschluss von
jedem der Signalisierungsverbindungen 15A, wie es in 4 gezeigt
ist, und jeder Übertragungs-Controller 46 ist über die
Verbindung 44 für den
Empfangen der Befehlsnachricht mit dem Partitionierungsdetektor 42 verbunden.
Zur Vereinfachung der Herstellung werden diese Nachrichtensignalübertragungs-Controller 46 in
dem jeweiligen SCP integriert, und in diesem Bezug kann man sie
als Teil des SCP ansehen.
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Obgleich
ein separater Übertragungs-Controller 46 bei
jeder der Signalisierungsverbindungen 15A gezeigt ist,
kann jeder SS7-Server 28 mit nur einem einzigen jeweiligen Übertragungs-Controller 46 verknüpft sein,
der mehrere Eingänge
aufweist, um entsprechend mehrere Signalisierungsverbindungen 15A abzuschließen.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen und
Varianten machen es möglich,
dass die Verfügbarkeit
von Diensten bei Diensten vom Typ eins aufrecht erhalten wird und
STPs daran gehindert werden, einen SCP als ausgefallen anzusehen
und auf eine Wiederherstellung der fehlerhaften DCI zu warten und
damit keine Nachrichten an den SCP abzusenden, selbst wenn dieser
fehlerhafte SCP sie verarbeiten könnte.