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Die
vorliegende Erfindung betrifft Telekommunikationssysteme, z.B. Telefonnetze,
umfassend eine Vielzahl von miteinander verbundenen Fernsprechvermittlungsstellen,
und die Kommunikation zwischen diesen.
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Herkömmliche
Telefonnetze sind vollständig miteinander
vernetzt, indem jede Fernvermittlungsstelle eine direkte Verbindung
zu jeder anderen Fernvermittlungsstelle hat. Die Verkehrsebenen
in Telefonnetzen nehmen zu und führen
zu einem kontinuierlichen Bedarf, die Leistungsfähigkeit derartiger Netze zu
erhöhen.
Um dies zu erreichen, müssen Vermittlungsstellen
erweitert und neue Vermittlungsstellen eingerichtet werden. In vollständig vernetzten Netzen
ist eine beträchtliche
Anzahl an zusätzlichen Netzzusammenschaltungen
für jede
neue Vermittlungsstelle erforderlich, was zu einer weiteren Erhöhung der
pro Vermittlungsstelle benötigten
Anzahl an Ports führt.
Dies resultiert in weniger leistungsfähigen Netzen, mit steigenden
Kosten pro Verkehrseinheit.
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Stand
der Technik ist die
US 5,483,527 ,
die die Verbindung eines ATM-Netzes mit einem STM-Netz über Schnittstellen
betrifft.
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Durch
Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein effizienteres und
einfacher konfigurierbares Netz bereitzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Telekommunikationssystem an, umfassend
eine oder mehrere Kreuzverbindungen (Cross-Connects) und eine Vielzahl
von Fernsprechvermittlungsstellen, wobei zwei oder mehrere der Fernsprechvermittlungsstellen
zur Kommunikation miteinander über
die eine oder mehrere Kreuzverbindungen angeordnet sind, wobei jede
der beiden oder mehreren Fernsprechvermittlungsstellen Leitwegdaten
bezogen auf Kommunikation mit sämtlichen
anderen Vermittlungsstellen in dem Telekommunikationssystem umfassen und
wobei die Leitwegdaten teilweise oder ganz aktiviert sind, wobei
nur der Teil der Leitwegdaten in einer bestimmten Vermittlungsstelle
aktiviert ist, der bezogen ist auf Kommunikation zwischen dieser
Vermittlungsstelle und anderen Vermittlungsstellen, mit welchen
diese Vermittlungsstelle zur Kommunikation über die eine oder mehrere Kreuzverbindungen
angeordnet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein Telekommunikationssystem angegeben, wobei
Kommunikation über
die eine oder mehrere Kreuzverbindungen den asynchronen Transfermodus
(ATM) verwendet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein Telekommunikationssystem angegeben, wobei
die Kommunikation virtuelle ATM-Pfade (VPs) und/oder virtuelle ATM-Verbindungen
(VCs) verwendet.
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Die
vorliegende Erfindung sieht auch einen Adapter zur Bereitstellung
der oben genannten Fernsprechvermittlungsstellen vor, mit einem
Mittel zur Querverbindung von Verkehr über die eine oder die mehreren
Kreuzverbindungen, wobei der Adapter Mittel zum Umsetzen des Verkehrs
zwischen paketierter und nicht-paketierter Form umfasst.
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Im
folgenden sollen Ausführungsformen
der Erfindung anhand von Beispielen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben werden. Es zeigen:
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1 ein
typisches herkömmliches
großes Telekommunikationsnetzes
nach dem Stand der Technik in Form eines Blockdiagramms;
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2 das
Netz nach 1 mit Kreuzverbindungen gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 das
Netz nach 2 mit Kreuzverbindungen gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ein
typisches herkömmliches
kleines Telekommunikationsnetzes nach dem Stand der Technik in Form
eines Blockdiagramms;
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5 das
Netz nach 4 mit Kreuzverbindungen gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 das
mit Kreuzverbindungen teilweise erweiterte Netz nach 1 gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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7 einen
Adapters gemäß vorliegender Erfindung
in Form eines Blockdiagramms;
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8 eine
mögliche
interne Organisation des Adapters nach 7;
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9 die
Verbindung von Ortsvermittlungsstellen über ein AMA in Form eines Blockdiagramms;
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10 eine
alternative Verbindung von Ortsvermittlungsstellen über AMAs
in Form eines Blockdiagramms.
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Gemäß 1 umfasst
ein typisches herkömmliches
großes
Telefonnetz eine Anzahl von Ortsvermittlungsstellen L, die über Fernvermittlungsstellen
T miteinander verbunden sind. Jede Ortsvermittlungsstelle L ist
mit zwei (oder mehreren) Fernvermittlungsstellen T verbunden, die
vollständig
vernetzt sind. In heutigen Netzen macht dieser vollständig vernetzte
Leitungsverbund hauptsächlich
Gebrauch von der PDH-Übertragung.
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Die 2 zeigt
das typische große
Netz der 1 nach einer Leitungserweiterung
gemäß der Erfindung.
In dieser Ausführungsform
sind zwei Kreuzverbindungen X gezeigt, obgleich die Anzahl in der Praxis
variieren kann. Jede Kreuzverbindung X ist mit jeder Fernvermittlungsstelle
T verbunden. Anstelle einer großen
Anzahl von Verbindungen mit niedriger Bandbreite besteht der Leitungsverbund
nun aus wenigen Verbindungen mit hoher Bandbreite.
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Die 3 zeigt
ein typisches großes
Netz nach einer lokalen Erweiterung. Durch die Zufügung von
einigen einfachen Multiplexern M sind sämtliche der Ortsvermittlungsstellen
direkt mit den Kreuzverbindungen X verbunden. Die (nicht dargestellten) Fernvermittlungsstellen
können
noch dazu verwendet werden, eine regionale Zusammenschaltung und Vernetzung
mit nicht erweiterten Vermittlungsstellen und anderen Netzen herzustellen.
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Die 4 zeigt
ein typisches kleineres Netz. Das kleinere Netz besitzt anstelle
von Fernvermittlungsstellen Tandems N, über welche einige Kunden direkt
verbunden sein können.
Jede Ortsvermittlungsstelle L ist mit mehreren (eventuell allen)
Tandems N verbunden. Es besteht keine Vernetzung der Tandems.
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Die 5 zeigt
das typische kleinere Netz der 4 nach einer
erfindungsgemäßen Erweiterung.
Es werden Kreuzverbindungen X installiert, ähnlich denen, die für die Erweiterung
des großen Netzes
verwendet werden, welche die Ortsvermittlungsstellen L über Multiplexer
M miteinander verbinden. Die alten Tandems können dann nochmals verwendet
werden, beispielsweise als Ortsvermittlungsstelle und Verbindungsstellen
zu anderen Netzen.
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Die
Kreuzverbindungen X können
stückweise
als ein Fernleitungsnetzersatz installiert werden. Die 6 zeigt
das große
Netz der 1, teilweise erweitert. Hier
wird der Verkehr von einer Kombination aus dem alten Leitungsverbund
und neuen Kreuzverbindungen X befördert. Eine Anzahl von Fernvermittlungsstellen
T weist eine Verbindung zu den Kreuzverbindungen X auf und ist in
der Lage, mit anderen auf diese Weise über Kreuzverbindungen verbundenen
zu kommunizieren. Allerdings sind in diesem Stadium nicht alle Fernvermittlungsstellen
T mit den Kreuzverbindungen X verbunden, und der alte Leitungsverbund
wird weiterhin zur Kommunikation zwischen Vermittlungsstellen verwendet,
die nicht mit den Kreuzverbindungen X verbunden sind, sowie zur Kommunikation
von jeder dieser Vermittlungsstellen und jeder der mit den Kreuzverbindungen
X verbundenen Vermittlungsstellen. Die Anzahl der Kreuzverbindungen
X kann bei Verbindung weiterer Vermittlungsstellen von einer auf
vier oder mehrere erweitert werden.
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Auf
diese Weise können
die Kreuzverbindungen derart erweitert werden, dass sie schließlich sämtliche
bestehenden Fernvermittlungsstellen verbinden.
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Es
kann wünschenswert
sein, einige der bestehenden Übertragungen
auf das Kreuzverbindungsnetz zu verlegen, um von der größeren Leistungsfähigkeit
der Kreuzverbindungen X im Vergleich zur bestehenden vernetzten
PDH zu profitieren sowie um einen Mangel an physikalischen Ports
bei den herkömmlichen
Vermittlungsstellen zu überwinden.
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Jede
Vermittlungsstelle benötigt
Leitwegdaten, die Informationen über
die Art und Weise enthalten, wie die Vermittlungsstellen innerhalb
des Telekommunikationssystems miteinander vernetzt sind. Bei jeder
Verbindung einer Vermittlungsstelle mit den Kreuzverbindungen X
müssen
für sämtliche
anderen Vermittlungsstellen, die bereits mit den Kreuzverbindungen
verbunden wurden, neue Leitwege zur Kommunikation mit der neu verbundenen
Vermittlungsstelle aufgebaut werden. Eine derartige Rekonfigurierung
von Vermittlungsstellen, jedes Mal, wenn eine andere Vermittlungsstelle über die
Kreuzverbindungen verbunden wird, ist kostspielig. Eine bevorzugte Lösung für auf sämtliche
Vermittlungsstellen bezogene Leitwegdaten ist, dass diese in jede
Vermittlungsstelle geladen werden, wenn sie mit den Kreuzverbindungen
verbunden wird, jedoch lediglich um Daten zu aktivieren, die auf
Leitwege zu diesen Vermittlungsstellen, die bereits so verbunden
wurden, bezogen sind.
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Somit
vereinfacht die Implementierung der vorliegenden Erfindung die Datenerfordernisse
in Vermittlungsstellen. Bei der Installation kann jede Vermittlungsstelle
(Fern- oder Ortsvermittlungsstelle) exakt dieselben Netzdaten laden.
Diese Daten können
vorab für
das gesamt Netz mit den Daten für
die Vermittlungsstellen, die mit den aktivierten Kreuzverbindungen
verbunden sind, vorbereitet werden, wenn das Netz erweitert wird.
Diese Daten enthalten den Netzteil der Zifferndecodierung, die für die Bestimmung
der Vermittlungsstelle zur Abwicklung des Anrufes sowie des zu verwendenden
Leitweges erforderlich ist. Dieselbe Leitwegnummer kann für sämtliche
Vermittlungsstellen verwendet werden, um zur selben Gegenvermittlungsstelle
zu gelangen. Die Erfordernisse bei Vermittlungsstellen mit Blick
auf die Zifferndecodierung würden
zur Unterstützung
der Leitweglenkung zu sämtlichen
Ortsvermittlungsstellen ansteigen.
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Die
existierenden Fernvermittlungsstellen können weiterhin Verwendung finden,
z.B. als regionale Fernvermittlungsstellen (DJSUs), wodurch eine Reduzierung
oder Abschaffung von Querleitwegen zwischen den Ortsvermittlungsstellen
möglich
wäre. Sollten
diese regionalen Fernvermittlungsstellen zu einem Zeitpunkt überlastet
sein, so kann der Verkehr im Hauptfernleitungs-(Kreuzverbindungs-)-Netz
abgewickelt werden.
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Eine
Erweiterung der Kreuzverbindungen zur direkten Vernetzung von Ortsvermittlungsstellen kann
implementiert werden, sobald eine ausreichend entwickelte Versorgung
mit Fernkreuzverbindungen vorliegt, um die Zusammenarbeit sicherzustellen.
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Die
Kreuzverbindungen selbst können
relativ einfache ATM-Verbindungen sein.
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Bei
der Ausdehnung zur Verbindung der Ortsvermittlungsstellen kann eine
Erweiterung notwendig sein, um die Zeichengabe direkt über die ATM-Verbindungen
zu befördern.
Ein Weg der Zusammenarbeit mit Ortsvermittlungsstellen und anderen
Netzen besteht in der Bereitstellung einfacher zusammenarbeitender
Kreuzverbindungen, welche effektiv-minimalistische Vermittlungsstellen
sind. Diese könnten
die existierenden Fernvermittlungsstellen sein.
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Die
vorgeschlagene Lösung
unterstützt
die Beförderung
von Sprache als AAL1 oder AAL2 in Konfigurationen, um unterschiedliche
Netze an unterschiedliche Evolutionsstadien anzupassen.
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Telefonanrufe
umfassen traditionelle Anrufe von Handapparat zu Handapparat, aber
auch Anrufe, die von einer Maschine einschließlich Computer initiiert oder
beantwortet werden. Derartige Anrufe können Sprache und/oder Daten
beispielsweise von Modems oder Faxgeräten enthaften. Die Abwicklung derartiger
Anrufe umfasst den Rufaufbau, die Leitweglenkung und das Freischalten.
In den zentralen Kreuzverbindungen ist keine Rufabwicklung erforderlich.
Sämtliche
Rufabwicklung wird im PSTN abgewickelt, unter Verwendung existierender
Protokolle mit sämtlichen
existierenden Merkmalen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat jede Fern-/Ortsvermittlungsstelle eine STM1-(155M)-Verbindung
zu jeder Kreuzverbindung, welche einen virtuellen Pfad (VP) pro
Zielvermittlungsstelle trägt.
Bei den meisten Ortsvermittlungsstellen können diese 155M-Verbindungen
zwischen mehreren Vermittlungsstellen geteilt werden, wie unten
ausführlicher
ausgeführt
ist. Der VP kann, je nach Erfordernis, größer oder kleiner werden: Die
Gesamtmenge des Verkehrs ist lediglich durch die Übertragungskapazität zur Beförderung desselben
beschränkt.
Bei der Änderung
von Verkehrsmustern können
sich die VPs auf einer dynamischen Basis vergrößern oder verkleinern; es ist
keine Konfiguration notwendig. Ferner können virtuelle Verbindungen
(VCs) in ähnlicher
Weise verwendet werden.
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Die
ATM-Implementierung ist in der Lage, Nicht-Sprache-Verkehr zu befördern, allerdings
erfordert dies große
Sorgfalt, um sicherzustellen, dass sie nicht die Erfordernisse des
Fernsprechverkehrs in bezug auf niedrige Verzögerungen beeinträchtigt.
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Die
Vermittlungsstellen kommunizieren mittels Verwendung existierender
SS7-Protokolle.
Allerdings besteht eine Option (die bei Ausdehnung auf Ortsvermittlungsstellen
notwendig ist), die MTP-Schicht 3 über die Zeichengabe-ATM-Anpassungsschicht
(Signaling ATM Adaptation Layer – SAAL) auf dem VP, der jede
Vermittlungsstelle verbindet, zu befördern, wodurch der Bedarf an
anderer Zeichengabehardware beseitigt wird.
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Weitere
Bandbreiteneinsparungen können erzielt
werden, wenn nur aktive Verbindungen paketiert werden. Dies erfordert
eine in einem Ende-zu-Ende-Steuerkanal
zu befördernde
besetzte/unbesetzte Zeitschlitzabbildung mittels Verwendung von
Reservekapazität
innerhalb der ATM-Anpassungsschicht. Diese Technik ermöglicht die
dynamische Änderung
der Abbildung und ist im GB-Patent Nr. 2276518 im Namen der GPT
Limited ausführlich beschrieben.
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Optionale
Echokompensation kann vorgesehen sein, ist jedoch wahrscheinlich
nur für
den Einfachverbindungsmodus erforderlich.
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Es
kann eine optionale Zeichengabetransferpunkt-(signalling transfer
point)-Funktion für
die Abwicklung der SS7-Zeichengabe vorgesehen sein. Dieses Merkmal
extrahiert redundante Daten (Level 2 Underframe Fill) aus dem SS7-Zeichengabestrom.
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Es
kann eine optionale Modem-(Fax)-Erkennung vorgesehen sein. Modems
mit niedriger Geschwindigkeit sind nicht bandbreiteneffizient. Insbesondere
sind viele Verbindungen, z.B. Faxverbindungen, im wesentlichen unidirektional.
Dieses optionale Merkmal erkennt derartige Verbindungen und konvertiert
die Modemsignale in Basisbanddaten zur Paketierung in ATM, wobei
die Tatsache genutzt wird, dass eine ATM-Verbindung asymmetrisch
sein kann. Somit können
weitere Bandbreiteneinsparungen erzielt werden.
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Obgleich
dies in bezug auf die Verbesserung von Fernleitungsnetzen beschrieben
wird, könnte
die vorliegende Erfindung ebenso in vielen anderen Bereichen sowohl
bei öffentlichen
als auch privaten Netzen angewendet werden.
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In ähnlicher
Weise wird die vorliegende Erfindung bei Mietleitungen in öffentlichen
Netzen angewendet. Mietleitungen sind häufig unterbenutzt, wodurch
sich Leerzeitschlitze ergeben, die über das Netz befördert werden.
Die Verwendung der vorliegenden Erfindung, insbesondere für die Einleitung
einer Kommunikation über
ATM-VPs, ermöglicht
es dem Netzbetreiber, lediglich die aktiven Kanäle zu transportieren, ohne
den dem Endbenutzer angebotenen Dienst zu verschlechtern.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine unkomplizierte Erweiterung zur
Unterstützung
des Verkehrswachstums, wobei die Mehrheit der Leitwegdaten, die
von den meisten Vermittlungsstellen benötigt werden, identisch sind.
Dies erlaubt es den Betreibern, existierende Netze zu erweitern
bzw. weiterzuentwickeln, wenn Leistungs- oder Kapazitätssteigerungen
erforderlich sind.
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Zusätzliche Übertragungsgeräte sind
erforderlich, um die STM1s von jeder Ortsvermittlungsstelle zu jeder
Kreuzverbindung zu übertragen.
Es können
einige ATM-Multiplexer Add drop (AMAs) erforderlich sein, um den
Verkehr von kleineren Ortsvermittlungsstellen für die Verbindung mit Kreuzverbindungen
zusammenzufassen, in Abhängigkeit
des genauen Standortes von Vermittlungsstellen und des Ziels der Übertragung.
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Für die Schnittstellenbildung
mit Quellen nicht paketierten Verkehrs ist ein Adapter vorgesehen,
s. 7. Der Adapter hat die Funktion, Verkehr zum Senden
an die Kreuzverbindungen in Pakete zu konvertieren sowie Pakete,
die von den Kreuzverbindungen empfangen werden, in eine nicht paketierte Form
zurückzukonvertieren.
In einer Ausführungsform
sorgt der Adapter für
die Zusammenarbeit zwischen einer PSTN-Leitung (G.703/G.704) und
einer ATM-Domäne, um die
Verwendung des ATM zur Bereitstellung einer effizienten und flexiblen
Vernetzung zwischen Vermittlungsstellen zu ermöglichen, indem variable Bandbreiten-(ATM)-Leitwege
genutzt werden.
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Für die Schnittstellenbildung
mit STM-Netzen sorgt der Adapter für die Zusammenarbeit zwischen
ATM und STM, mit vorzugsweise einem Adapter für jeden Leitweg über die
Kreuzverbindungen. Diese Adapter vollziehen die Zusammenarbeit zwischen
PCM-Verkehr von 2M Bit/s und dem ATM und stellen auch ein Mittel
für die
Verbindung von Zeichengabe direkt mit jeder der anderen Ortsvermittlungsstellen
bereit. Diese Einheiten kommunizieren mit jedem der Prozessor-Cluster,
wenn der meiste Zeichengabeverkehr durch sie hindurchgeführt wird.
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Die
Adaptereinheit kann vorzugsweise für unterschiedliche Anpassungstypen
programmiert sein, um verschiedene ATM-Anpassungsverfahren sowie
jede andere spezielle Abwicklung zu ermöglichen.
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Der
Aufbau des Adapters soll nun ausführlicher betrachtet werden.
Mit Bezug auf die 8 umfasst jede Adaptereinheit
ein Gehäuse
mit einer PSU, einer üblichen
Karte sowie bis zu 4 PCM-Karten. Jede PCM-Karte kann bis zu 16 PCMs
abwickeln, wobei die übliche
Karte über
eine STM1-Schnittstelle, eine Ethernetschnittstelle und eine Steuerung
für die
PCM-Karten verfügt.
Jede Vermittlungsstelle benötigt
in dieser Ausführungsform
vier Adapter, und diese könnten
vorzugsweise sämtlich
innerhalb eines Einschubs der Vermittlungsstelle angeordnet sein. Sind
T1-Raten (sowie E1-Raten)
vorgesehen, so kann eine fünfte
PCM-Karte in der Rückwand
wünschenswert
sein.
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Die
Kreuzverbindungen selbst verfügen über keine
Steuerverarbeitung, sondern werden vom PSTN gesteuert. Eine kleine
Anzahl von Querverbindungen ist in vorteilhafter Weise zwischen
den Hauptkreuzverbindungen vorgesehen, um so für Flexibilität nach großen Ausfällen des Übertragungsnetzes
zu sorgen. Diese kämen
nur dann zur Anwendung, wenn ein Paar an Ortsvermittlungsstellen über keine
gemeinsamen zugreifbaren Leitungskreuzverbindungen verfügen (was
sehr selten vorkommt).
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Die
Funktion der Leitweglenkung wählt
die einzige VC pro VP aus, die die Zeichengabe abwickelt und lenkt
diese VC an den SAAL-Handler und anschließend an den Prozessor-Verbund.
Der restliche Verkehr wird an den entsprechenden PCM/Verbindungshandler
gelenkt. Der SAAL-Handler kann gegebenenfalls auch einige proprietäre Wartungskanäle zwischen
den Adaptereinheiten abwickeln, beispielsweise um eine potentielle Überlastung
zu verhindern, wenn eine Konzentration kleiner Ortsvermittlungsstellen
vorliegt.
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Der
Prozessor-Verbund wickelt den Zeichengabeverkehr, die Abbildungsnachrichten
des CPS sowie die allgemeine Verwaltung ab. Eine hier zu verwendende
geeignete Schnittstelle ist das Ethernet, da dieses, falls erforderlich,
eine recht offene Verwendung der Schnittstelle auf anderen Plattformen erlaubt.
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Die
Hardware des PCM-Abschlusses kann sowohl E1 als auch T1 unterstützen oder
E1-Datenraten zuordnet werden.
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Bei
bekannten Netzen wäre
es eine Verschwendung von Betriebsmitteln, sämtliche der kleinen Ortsvermittlungsstellen
direkt mit jedem der vier ATM-Kreuzverbindungen über vollständige STM1-Verbindungen zu
verbinden. Durch die Verwendung von AMAs für die Bereitstellung einer
einfachen ATM-Konzentration kann eine Anzahl kleiner Ortsvermittlungsstellen
zusammengruppiert werden, um einen einzigen STM1-Link mit den ATM-Kreuzverbindungen
zu teilen.
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Ein
typisches großes
Netz kann die Konzentration von annähernd sechs Ortsvermittlungsstellen auf
einem STM1 erfordern. Diese Konzentration kann auf zwei Arten bereitgestellt
werden: An gemeinsamen Punkten können
sterngeschaltete Ortsvermittlungsstellen einen einzigen ATM-Multiplexer Add
drop (AMA) teilen, oder aber einen kleinen ATM-Koppler (s. 9).
Alternativ könnte
eine Anzahl von Ortsvermittlungsstellen in einem Ring verkettet
oder verbunden werden, indem eine kleine Anzahl kleinerer AMAs verwendet
wird (s. 10).
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Es
ist notwendig, den Verkehr derart zu beschränken, dass derartige konzentrierte
Ortsvermittlungsstellen die geteilte STM1-Verbindung belasten. Dies
kann unter Vermeidung komplexer Zeichengabe erreicht werden, solange
die Netzkonfiguration die gesamte Anzahl von PCMs, die mit den Adaptereinheiten
verbunden sind, in jeder der Ortsvermittlungsstellen auf 64 beschränkt. Dies
könnte
dadurch sichergestellt werden, dass die Adaptereinheiten geeignete
Nachrichten zwischen sich selbst weiterleiten.
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Diese
Art von Fernleitungsnetz verfügt über die
potentielle Kapazität,
dass sie im Vergleich zu den heutigen ein bedeutend größeres Wachstum
erreicht, ohne dass bedeutende Änderungen
erforderlich sind. Mit dem wachsenden Verkehr können weniger Ortsvermittlungsstellen
in Multiplexern konzentriert werden, und immer mehr benötigen eine
direkte Verbindung zu den ATM-Kreuzverbindungen. Dies führt zu einem
Bedarf an größeren ATM-Koppler-Kreuzverbindungen
und zusätzlicher Übertragung.
Im Extremfall kann jede Ortsvermittlungsstelle eine Vielzahl ganzer
STM1s erfordern, die dieser ohne jegliche Konzentration auf die
zentralen ATM-Kreuzverbindungen
zugeordnet sind. Die Anzahl oder Größe der zentralen ATM-Kreuzverbindungen,
die für
die Abwicklung des wachsenden Verkehrs erforderlich ist, würde sich
dementsprechend erhöhen.
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Die
Adapter tauschen auch Statusinformationen miteinander aus, um sicherzustellen,
dass jeder funktionsfähig
ist. Ferner tauschen sie Verkehrsblockierungsinformationen aus und
leiten diese weiter. Periodisch und im Bedarfsfall (z.B. aufgrund
einer Statusänderung)
sollte jeder Adapter ein Zelle an jeden Gegenadapter senden. Diese
Zelle enthält
drei Elemente:
- 1. Der Adapter-Empfänger-Status
(d.h. ob der Adapter mit dem, was er von den Gegenadaptern empfängt, zufrieden
ist);
- 2. Eine Halteangabe die, falls gesetzt, den Gegenadapter dazu
veranlassen sollte, den Fluss neuen Verkehrs zu diesem Adapter zu
stoppen;
- 3. Statusinformationen über
die PCMs zu der Vermittlungsstelle (d.h. Wiedergabe, welche PCM/Verbindungen
verwendet werden können).
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Empfängt ein
Adapter eine Prüfzelle,
so reagiert er wie folgt:
- 1. Ist der Gegenadapter
nicht zufrieden, sollte er eine Löschung sämtliche Anrufe durchsetzen
und den Leitweg besetzt halten (jedoch noch seine eigenen Prüfzellen
senden);
- 2. Bei einer Halteanforderung durch den Gegenadapter, Senden
einer Halteanforderung auf dem Q.50 an die zugeordnete Vermittlungsstelle;
- 3. Beendet der Gegenadapter die Halteanforderung, Löschen der
Bedingung (der Adapter kann seine Reaktion bis zu einer Statusänderung
verzögern,
um eine Schwingung des Netzes zu verhindern);
- 4. Treten am Gegenadapter PCM-Ausfälle auf, Wiedergabe dieser
auf dem Alarmerkennungssignal (alarm indication signal – AIS) seiner übertragenen
PCMs.
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Der
Adapter paketiert auch 64 kBit/s-Verbindungen in ATM-Zellen gemäß drei Modii:
Einzelverbindung
AAL1 (6 ms Verzögerung)
Mehrfachverbindung
AAL1 (ca. 250 ms Verzögerung für 20 Verbindungen);
und
Mehrfachverbindung AAL2 (ca. 250 ms Verzögerung für 20 Verbindungen).
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Die
64K-Kanäle
können
auf viele unterschiedliche Arten befördert werden, mittels Verwendung
von AAL1, DBCES, AAL2 sowie auf proprietärem Wege. Sie können als
Einzelkanäle
oder als N-Kanäle
verpackt werden. Die Auswahl basiert auf einem Austausch von Verzögerung und
Ineffizienz aufgrund ungleichmäßigen Verkehrs.
Der erfindungsgemäße Adapter
kann sämtliche
dieser Art und Weisen der Beförderung
der 64K-Kanäle
unterstützen und
ermöglicht Änderungen
bei der Entwicklung von Netzen, beispielsweise angefangen beim N-Kanal-Paket über Einzelkanalpaket,
oder eventuell AAL2.
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Um
zugunsten der Netzwerknutzung die Verzögerung zu minimieren, können N-Kanäle in einer virtuellen
ATM-Verbindung befördert
werden, z.B. ein ganzer PCM. Dies ist für Leitungsverbunde, bei denen
die Leitweggrößen groß sind, äußerst geeignet. Durch
Entfernen ungenutzter Kanäle
kann einige Komprimierung erreicht werden. Auf diese Weise befreite
Kapazität
kann zur Unterstützung
von Datenverkehr niedrigerer Priorität genutzt werden.
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Mit
diesem Verfahren des Verbindens von Ortsvermittlungsstellen ist
die Netzeffizienz niedrig, wobei teilweise gefüllte Leitwege eine ganze Zelle
für einen
Anruf benutzen und (N-1) weitere Kanäle verschwendet werden.
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Das
ATM-Forum „Specification
for Dynamic Bandwidth Circuit Emulation Service" (DBCES) komprimiert ungenutzte Kanäle auf dem
N-Kanal-paketierten ATM aus.
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Zur
Maximierung der Netzwerknutzung sowie zur Vereinfachung der Zeichengabe
auf Kosten der Verzögerung
könnten
die 64K-Kanäle
in individuellen VCs befördert
werden. Das Hauptproblem hier ist die Verzögerung, da eine Paketierverzögerung von
nahezu 6 ms zum Füllen
einer Zelle auftreten würde.
Dies würde
jedoch in einem sehr einfachen und einfach zu verstehenden Netz
resultieren, sowohl für
den Verkehr als auch für
die Datenverwaltung.
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Teilweise
gefüllte
Zellen können
zur Minimierung der Verzögerung
genutzt werden. Es kann lediglich notwendig sein, einige Zellen
für die
längsten Leitwege
teilweise zu füllen;
der Rest bleibt von der Paketierverzögerung unberührt. Für die Anwendung in
den Ortsvermittlungsstellen vermeidet dieses Verfahren sehr hohe
Verluste von Netzbandbreite, die sich aus den Leitweggrößen und
ungleichmäßigem Verkehr
ergeben.
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Die
AAL2 wurde zur Beförderung
von Paketen mit niedriger Rate und von kurzer Länge in verzögerungssensitiven Anwendungen
in einer bandbreiteneffizienten Weise konzipiert. Die ALL2 multiplext viele
separate Ströme
niedriger Geschwindigkeit, wie beispielsweise Sprache, Daten und
Zeichengabe, zusammen auf einer einzigen ATM-VC. Die AAL2 ist in
ITU-T I.363.2 vereinheitlicht. Die AAL2 ist effizienter als unterbelastete
ATM-Zellen.
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Die
AAL2 kann von dem Adapter zur Unterstützung einer Leitungsvernetzung
in einer sehr ähnlichen
Weise wie beim oben definierten N-Kanal-Paket verwendet werden,
jedoch mit erhöhter
Verzögerung.
Sie wäre
bei Umgebungen, in denen eine Transcodierung und eine direkte Komprimierung durchgeführt wird,
sehr geeignet.
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Es
ist ein Sprachverkehr mit hoher Priorität gegeben. Dies stellt sicher,
dass die Verzögerungsänderung
sehr begrenzt ist, wodurch der Aufwand einer zusätzlichen Pufferung, die für die Beseitigung des
Effekts der Zellenverzögerungsänderung
beim Empfänger
erforderlich ist, beschränkt
wird.
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Das
Vorsehen der ATM-Infrastruktur erlaubt eine einfache Migration des
Zeichengabetransports. Zeichengabenachrichten werden zwischen den
Vermittlungsstellen durch Einkapseln von MTP L3 über die Zeichengabe AAL (SAAL)
befördert,
und diese werden dann zwischen den Vermittlungsstellen gesendet.
Dies ist schneller und involviert weniger Vorrichtungen als herkömmliche
Zeichengabeverfahren.
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Der
gesamte Zeichengabetransport kann in vorteilhafter Weise vom ATM-Netz
abgewickelt werden. Zeichengabe, die im digitalen Vermittlungssubsystem
(digital switching subsystem – DSS)
existierende MTP L2 verwendet, kann in vorteilhafter Weise von der
Verarbeitungsleistung der Adaptereinheit direkt abgewickelt werden.
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Das
Steuerprotokoll zwischen der Anrufverarbeitung und den Adaptereinheiten
ist als eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (application programming
interface – API)
implementiert. Die API umfasst den Aufbau und den Abbau von Vermittlungsassoziationen
sowie optional die Verwaltung (z.B. das Ausfall- und Konfigurationsmanagement).
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Die
Verwaltung des Adapters umfasst die Verwaltung der Vorrichtungen,
deren Konfigurierung sowie die Behandlung geeigneter Statistiken.
Die Verwaltung wird vorzugsweise durch die Vermittlungsstelle bewerkstelligt,
oder es wäre
bei Verwendung des Adapters als Einzelgerät eine einfache Netzverwaltungsprotokollschnittstelle
(simple network management protocol – SNMP) für dessen Verwaltung durch Verwaltungssysteme
Dritter denkbar. Alternativ könnte
ein Einzeladapter durch das Vorrichtungsverwaltungsbetriebssystem
(equipment management operations system – EMOS) verwaltet werden, insbesondere
wenn sie eng mit der Übertragung
assoziiert sind. Je nachdem, wo und wie der Adapter verwendet wird,
sind deshalb unterschiedliche Managementlösungen notwendig. Innerhalb
des Systems X kann der Adapter als Teil des MTS angesehen werden.
Durch dessen Behandlung als Teil des MTS minimiert er den Einfluss
des Adapters auf den Rest des Systems X.
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Wird
der Adapter als allein stehende Einrichtung verwendet, so ist eine
SNMP-Verwaltungsschnittstelle über den
Ethernet-Steuerport zweckmäßig. Diese
wird von einer Management-Informationsbasis (MIB) gesteuert, die
veröffentlicht
sein sollte. Das für
diese Anwendungen notwendige Datenmodel kann je nach Art der verwendeten
Vermittlungsstelle sehr unterschiedlich sein. Flexibilität ist wesentlich,
um das Hinzufügen
von Funktionalität
wie Transcodierung, Paketieralgorithmen und Änderungen der Datenrate zu
ermöglichen.
Wird der Adapter bei SDH-Übertragung angewendet,
so kann es zweckmäßig sein,
ihn über
EPOS und den Rest der SDH zu verwalten. Dies könnte über den Ethernet-Port, über den
DCC des STM1 oder über
eine ATM-VC geschehen.
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Prinzipiell
könnte
der gesamte Verkehr durch eine einzige Kreuzverbindung verwaltet
werden, aber dies ist in der Praxis aus Verfügbarkeitsgründen eher inakzeptabel.
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Vorzugsweise
gibt es mindestens zwei Kreuzverbindungen, die einen sprunghaften
Totalausfall ermöglichen.
Selbst mit zwei ist ein sehr hohes Redundanzniveau mit alternativer
Leitweglenkung für
die Übertragung
zu diesen Kreuzverbindungen dennoch erforderlich. Mit vier Kreuzverbindungen
liegt ein gutes Niveau integrierter Netzredundanz vor, ohne dass
die Kosten zu hoch sind. Jede sollte vorzugsweise derart dimensioniert
sein, dass jeweils zwei die normalen Spitzeverkehrslasten des gesamten
Netzes bewältigen
können.
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Für die maximale
Verfügbarkeit
sollte zu den Kreuzverbindungen eine in geeigneter Weise divers gelenkte Übertragung
bestehen, mit jeder Kreuzverbindung an einer unabhängigen Stelle.
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Die
grundlegende Architektur funktioniert mit jeder der folgenden Kombinationen:
Zwei
Kreuzverbindungen, über
zwei diverse Leitwege verbunden und einen Übertragungsschutz verwendend;
drei Kreuzverbindungen, über
zwei diverse Leitwege verbunden und einen Übertragungsschutz verwendend
oder drei Kreuzverbindungen mit drei diversen Leitwegen ohne Übertragungsschutz.
Vier Kreuzverbindungen über
zwei diverse Leitwege ohne Verwendung eines Übertragungsschutzes; vier Kreuzverbindungen über zwei
diverse Leitwege mit Verwendung eines Übertragungsschutzes und sechs Kreuzverbindungen, über zwei
bis drei diverse Leitwege verbunden und ohne Übertragungsschutz. Die oben
angegebenen Anzahlen können
selbstverständlich
vom Fachmann verändert
werden, je nach Anforderungen hinsichtlich der Ausfall- und Kostenflexibiltät.