ES2204140T3 - Red de telecomunicaciones y metodo de encaminamiento. - Google Patents

Red de telecomunicaciones y metodo de encaminamiento.

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ES2204140T3 ES99931223T ES99931223T ES2204140T3 ES 2204140 T3 ES2204140 T3 ES 2204140T3 ES 99931223 T ES99931223 T ES 99931223T ES 99931223 T ES99931223 T ES 99931223T ES 2204140 T3 ES2204140 T3 ES 2204140T3
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Abstract

Red de telecomunicaciones que tiene por lo menos una red (2) de acceso, una red núcleo (7) conectada a dicha red (2) de acceso a través de una primera interfaz (Iu), y por lo menos un dispositivo terminal (1; 1a, 1b, 1c), a) en la que dicha red núcleo (7) comprende por lo menos un dispositivo (3) de control de la red de acceso adaptado para controlar por lo menos un dispositivo (5) de pasarela a través de una segunda interfaz transmitiendo una información de control; y b) en la que dicha red de telecomunicaciones está adaptada para encaminar datos de usuario directamente entre dicha red (2) de acceso y dicho por lo menos un dispositivo (5) de pasarela a través de dicha primera interfaz.

Description

Red de telecomunicaciones y método de encaminamiento.
La presente invención se refiere a una red de telecomunicaciones y a un método para encaminar datos de usuario a través de una red de acceso hacia un dispositivo de pasarela de una red núcleo, tal como una red núcleo de tercera generación basada en la tecnología GSM.
Los sistemas de telecomunicaciones móviles de tercera generación están destinados a proporcionar servicios mejorados, aparte de movilidad del terminal y personal, a los usuarios finales. En comparación con los sistemas de segunda generación, se requieren mejoras que abarquen las características en todo el camino entre el usuario final y los elementos de la red núcleo, es decir, desde terminales móviles a redes fijas y de acceso por radiocomunicaciones. Como ejemplo, el Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales (UMTS) es un sistema de tercera generación que acepta una red núcleo B-RDSI.
La utilización de tecnologías existentes da origen de modo significante a numerosas cuestiones en relación con los protocolos utilizados. El aspecto más esencial que requiere una investigación adicional es cómo se puede minimizar el esfuerzo de especificación de los protocolos reutilizando protocolos y funcionalidad existentes mientras se preservan las especificaciones funcionales y los objetivos de rendimiento que está fijando el UMTS. El concepto UMTS está siendo desarrollado y se integrará con la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) como propuesta de un estándar IMT-2000. El UMTS/IMT-2000 proporcionará un acceso inalámbrico omnipresente a servicios personalizados de la siguiente generación dondequiera que estén disponibles las frecuencias adecuadas. Los operadores GSM tienen varias opciones para distribuir servicios mejorados. Por ejemplo, pueden utilizar el GSM en el espectro de frecuencias existente para distribuir servicios de capacidad UMTS/IMT-2000, pueden utilizar el GSM y el WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha) en el espectro existente o pueden utilizar el GSM y el WCDMA en el espectro existente en combinación con el WCDMA en un espectro UMTS/IMT-2000 nuevo de 2GHz. Todos los enfoques ofrecen costes de entrada bajos, un alto grado de flexibilidad de las inversiones, ya que el lanzamiento puede tener lugar en consonancia con la demanda del mercado, así como una amplia reutilización del equipo GSM existente. El WCDMA no solamente ofrece una compatibilidad retrospectiva con el GSM, sino que recurre totalmente al GSM como red núcleo, incluyendo la ampliamente reconocida funcionalidad GSM.
La Fig. 1 muestra un esquema de componentes de red correspondientes a redes móviles (UMTS, IMT-2000) de tercera generación (3G) y las interfaces correspondientes utilizadas para conectar los componentes de la red. Según la Fig. 1, una red GSM 10 está conectada a través de una interfaz Ater a una red núcleo 7 de tercera generación. La red núcleo 7 de tercera generación se puede basar en tecnología GSM, es decir, puede comprender un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) GSM. En este caso, el mismo MSC puede gestionar tanto redes GSM como de acceso por radiocomunicaciones 3G a través de una interfaz A abierta.
Una red 2 de acceso por radiocomunicaciones 3G (RAN 3G) está conectada a través de una interfaz Iu a la red núcleo 7. De este modo, en el caso de que en la red núcleo 7 se utilice un MSC GSM, la interfaz Iu se debe adaptar a través de una unidad de interfuncionamiento (IWU) a la interfaz A del MSC GSM. Además, unos transcodificadores (TCs) (no mostrados) están situados en los lados de la interfaz Ater y la interfaz Iu basada en ATM correspondientes a la red núcleo, en donde la voz se transmite en formado codificado a través de estas interfaces. Los TCs adaptan la codificación respectiva de la interfaz Ater y la interfaz Iu a la codificación requerida para la interfaz A abierta de la red núcleo 7. El TC dispuesto entre la interfaz Iu y la interfaz A es un TC 3G y puede estar situado en la IWU ó puede formar parte del controlador de la red de radiocomunicaciones (RNC) dispuesto en la RAN 3G 2. En este último caso, no se proporciona una interfaz Iu. Otra posibilidad consiste en proporcionar un MSC 3G especializado para la RAN 3G 2.
La red núcleo 7 está conectada a través de una interfaz ISUP (Parte Usuario de Señalización RDSI) a una RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada) ó RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). La interfaz ISUP proporciona la funciones requeridas de establecimiento y de control de llamadas RDSI. Además, la red núcleo 7 está conectada a Internet a través de una interfaz TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet).
Por consiguiente, se puede acceder a Internet, a la RTPC ó la RDSI desde las redes GSM celular ó RAN 3G 10 y 2 a través de la red núcleo común 7 por medio de una estación móvil (MS) GSM normal 1a, una MS 1b que presente una capacidad GSM y 3G, y una MS 3G 1c con capacidades de tercera generación mejoradas.
Además de la función de transcodificación mencionada, la red núcleo 7 puede comprender funciones de adaptación adicionales, por ejemplo, módems y códecs de vídeo. No obstante, de forma similar a los TCs, estas funciones de procesado de la señal se deben proporcionar de forma independiente en cada interfaz de la red de acceso, de tal manera que se requiere un aumento del número de recursos de la red.
Por otro lado, actualmente las interconexiones con otras redes requieren que se ofrezcan capacidades de transporte en tiempo real a través de interfaces basadas en IP (Protocolo de Internet). Por esta razón, se requieren dispositivos de interconexión, denominados típicamente pasarelas (GW), que aumentan adicionalmente el número de recursos de la red. De este modo, se requiere un método sencillo para conectar redes móviles con redes basadas en IP. Por otra parte, sería beneficioso disponer de una interfaz abierta entre dispositivos de control de la red tales como el MSC y funciones de procesado reales en el plano del usuario.
El documento WO98/27698 se refiere a una disposición para establecer una conexión por conmutación de paquetes y por conmutación de circuitos entre dos sistemas de telecomunicaciones. Para establecer una conexión por conmutación de paquetes, se proporciona un conversor de paquetes conmutados. Adicionalmente, se dispone un conversor de circuitos conmutados para establecer una conexión por conmutación de circuitos. Además, se proporciona un controlador común de comunicaciones de datos para establecer una conexión entre estos dos conversores y otra red de telecomunicaciones. El controlador común tiene una interfaz en dirección a la primera red así como una interfaz en dirección a la segunda red.
El documento US 5.461.669 da a conocer una red de telecomunicaciones en la que el control de llamadas y el control de conexiones están separados. Tal como se define en la columna 1, líneas 9 a 17, la expresión "control de llamadas" se refiere a todas las funciones de la red que procesan solicitudes de servicio enviadas por un abonado. La expresión "control de conexiones" se refiere a todas las funciones requeridas para establecer conexiones: establecimiento, monitorización y liberación de las conexiones que soportan una llamada.
Es un objetivo de la presente invención proporcionar una red de telecomunicaciones por medio de la cual se pueden ahorrar recursos de red requeridos para conectar redes móviles a otras redes.
Este objetivo se consigue mediante una red de telecomunicaciones según se define en la reivindicación 1 ó cualquiera de las reivindicaciones de red dependientes.
Adicionalmente, el objetivo anterior se consigue por medio de un método según se define en la reivindicación de método independiente o cualquiera de las reivindicaciones de método dependientes.
Por consiguiente, como los datos de usuario se encaminan directamente entre la red de acceso y el dispositivo de pasarela a través de la primera interfaz, entre varias aplicaciones se pueden compartir recursos de procesado requeridos para la transcodificación y otras funciones de procesado de datos. Por lo tanto se pueden utilizar ganancias de enlace (trunking). El control se realiza por medio de la entidad de control de la red de acceso, por ejemplo, el MSC, a través de una interfaz de control especializada y abierta. De esta manera, la entidad de control de la red de acceso puede controlar los recursos eficazmente y a través de distancias largas. Por lo tanto, según la invención, se pueden conseguir ahorros sustanciales en los recursos si todas las funciones de procesado del plano de usuario se pueden situar conjuntamente en la entidad de pasarela de una red móvil 3G. De este modo, se pueden separar los planos de control y de usuario.
La primera interfaz puede conectarse a través de una red de transmisión directamente desde la red de acceso a un dispositivo de pasarela.
Una segunda posibilidad consiste en conectar la segunda interfaz a través de una red de transmisión y otro dispositivo de control de la red de acceso al dispositivo de pasarela.
Una tercera posibilidad consiste en conectar la segunda interfaz a través de la red de acceso y la primera interfaz al dispositivo de pasarela. En este caso, el control del dispositivo de pasarela se transmite junto con los datos de usuario, es decir, dentro-de-la-banda, y se proporciona un control fuera-de-la-banda entre el dispositivo de control de la red de acceso y la red de acceso. A continuación, la red de acceso establece una correspondencia de la información de control fuera-de-la-banda en una información dentro-de-la-banda.
Preferentemente, la segunda interfaz se puede adaptar para utilizar el protocolo ISUP ó el MGCP (Protocolo de Control de Pasarela de Medios). La primera interfaz puede ser una interfaz Iu.
Preferentemente, los datos de usuario pueden comprender datos de tiempo real, tales como datos de voz, audio y/o vídeo. En este caso, los datos de usuario se pueden transmitir utilizando el RTP (Protocolo de Tiempo Real). De este modo, la información de audio y vídeo en tiempo real se puede transmitir o recibir a través de Internet.
Preferentemente, los datos de usuario se pueden encaminar a través de una red de paquetes, tal como una red ATM ó una red IP. La información de control se puede transmitir a través de una red TDMA ó también una red de paquetes tal como la red ATM ó IP.
Preferentemente, la unidad de control de la red de acceso es un centro de conmutación de servicios móviles.
Breve descripción de los dibujos
A continuación, se describirá más detalladamente la presente invención basándose en una forma de realización preferida y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Fig. 1 muestra un esquema de una red de telecomunicaciones que comprende redes celulares conectadas a redes fijas,
la Fig. 2 muestra un diagrama de bloques de una red núcleo según la forma de realización preferida de la presente invención, y
la Fig. 3 muestra un diagrama que indica flujos de información entre componentes de red, según tres ejemplos de la forma de realización preferida.
Descripción de la forma de realización preferida
A continuación, basándose en redes móviles 3G se describirá la forma de realización preferida de la red de telecomunicaciones y el método de encaminamiento según la presente invención.
La Fig. 2 muestra un diagrama de bloques de la red núcleo GSM/3G 7 según la Fig. 1, que comprende un dispositivo de pasarela GW 5 conectado a una red fija tal como la RTPC, la RDSI ó Internet. La RAN 3G 2 está conectada a través de una interfaz Iu a un MSC de servicio (SMSC) 3 dispuesto para prestar servicio a la RAN 3G. Además, la RAN 3G 2 está conectada directamente a través de una interfaz Iu y una red de transmisión al GW 5. El SMSC 3 de la red núcleo 7 realiza el control para encaminar datos de usuario directamente desde la RAN 3G 2 al GW 5. El GW 5 está controlado por el SMSC 3 a través de una interfaz de control especializada y abierta. Además, el GW 5 está conectado a través de una interfaz MGCP a otro MSC 4 que puede ser un MSC de servicio o de no servicio. El GW 5 puede estar situado aparte o puede estar integrado en el MSC 4.
En particular, el GW 5 es un elemento de red que proporciona una conversión entre las señales de audio portadas en circuitos telefónicos y paquetes de datos portados a través de Internet u otras redes de paquetes. El GW 5 puede ser una pasarela de enlace que proporciona una interfaz entre la red telefónica y una red de Voz por IP, una pasarela de Voz por ATM que se comunica por interfaz con una red ATM, una pasarela residencial que proporciona una interfaz analógica tradicional con una red de Voz por IP, una pasarela de acceso que proporciona una interfaz PBX (Centralita Privada) analógica o digital tradicional con una red de Voz por IP, una pasarela comercial que proporciona una interfaz PBX digital tradicional o una interfaz "soft PBX" integrada con una red de Voz por IP, un servidor de red de acceso que puede unir un módem a un circuito telefónico y proporcionar acceso de datos a Internet, conmutadores de circuito o conmutadores de paquetes que pueden ofrecer una interfaz de control con un elemento de control externo.
La interfaz MGCP es una interfaz dispuesta para controlar dispositivos GW desde elementos de control externos. El MGCP adopta una arquitectura de control de llamadas en la que la "inteligencia" de control de llamadas está fuera de las pasarelas y es gestionada por elementos de control de llamadas externos. El MGCP considera que estos elementos de control de llamadas, o agentes de llamadas se sincronizarán entre sí para enviar órdenes coherentes a las pasarelas bajo su control. El MGCP no define un mecanismo para sincronizar agentes de llamadas. Esencialmente, el MGCP es un protocolo amo/esclavo, en el que se espera que las pasarelas ejecuten órdenes enviadas por los agentes de llamadas, es decir, el SMSC 3. El MGCP está diseñado como un protocolo interno dentro de un sistema distribuido que se muestra al exterior como una pasarela VoIP (Voz por Internet) individual.
Según la forma de realización preferida, los datos de usuario se pueden encaminar hacia el GW 5 a través de una red independiente diferente con respecto a la utilizada para la información de control. La red independiente puede ser una red de paquetes, tal como una red ATM ó una red IP. La señalización de control puede utilizar una red TDMA ó de paquetes, tal como la red ATM en el plano de usuario o una red IP. De este modo, el SMSC 3 sigue siendo puramente una entidad que gestiona el plano de control, de tal manera que ya no se requieren los TCs entre los MSCs y las redes de acceso por radiocomunicaciones conectadas a la red núcleo 7. La señalización de control se puede realizar a través de una red de paquetes tal como una red IP.
A continuación, basándose en las Figs. 2 y 3, se describen tres ejemplos para controlar el GW 5 por medio del SMSC 3.
La Fig. 3 muestra un diagrama de flujo de información en el que se muestran flujos de información de datos y de control mediante las flechas correspondientes, en donde cada flecha se corresponde con un caso de transmisión independiente y en donde una flecha superior indica una transmisión anterior.
En la fila superior (primera) de la Fig. 3, se indica el flujo de datos de usuario entre una estación móvil (MS) y el GW 5. Los datos de usuario, tales como datos de voz, audio y/o vídeo en tiempo real se transmiten a través de una interfaz correspondiente de radiocomunicaciones desde la MS hacia la RAN 2. Subsiguientemente, los datos de usuario se encaminan directamente desde la RAN 3G 2 hacia el GW 5 a través de la interfaz Iu. De este modo, no se requiere una función de transcodificación entre la RAN 3G 2 y el SMSC 3. Las funciones de procesado de datos, tales como transcodificación, módems, codex de vídeo y otras se pueden proporcionar de forma centralizada en el GW 5.
En la segunda fila de la Fig. 3, se muestra un primer ejemplo para suministrar la información de control desde el SMSC 3 hacia el GW 5. En este caso, el SMSC 3 está conectado a través de una interfaz MGCP con el GW 5 (véase la línea inferior de puntos en la Fig. 2). De este modo, en este ejemplo, la señalización de control se transmite directamente desde el SMSC 3 hacia el GW 5. Por consiguiente, entre el SMSC 3 y el GW 5 se requiere una conexión independiente en el plano de control. Se observa que para controlar el GW 5 se podría utilizar cualquier otro protocolo de control adecuado.
En la tercera fila de la Fig. 3 se muestra un segundo ejemplo de control. En este ejemplo, entre la RAN 3G 2 y el GW 5 se ejecuta una señalización de control independiente dentro-de-la-banda. De este modo, en el caso de que entre la RAN 3G 2 y el GW 5 no se proporcione un plano de control propio (por ejemplo, una conexión MGCP), se requiere un recurso especializado para la RAN 3G 2. Como alternativa, se pueden asignar recursos en el GW 5 basándose en la señalización dentro-de-la-banda recibida desde la RAN 3G 2. Adicionalmente, entre el SMSC 3 y la RAN 3G 2 se proporciona una interfaz de control fuera-de-la-banda, en la que la RAN 3G 2 establece una correspondencia de la información de control fuera-de-la-banda con la información de control dentro-de-la-banda sometida al GW 5.
En la cuarta fila de la Fig. 3 se muestra un tercer ejemplo, en el que el SMSC 3 controla el GW 5 a través del otro MSC 4 conectado al GW 5. En esta opción, entre el SMSC 3 y el MSC 4 se requiere un plano de control. Esto se puede conseguir, por ejemplo, por medio de una interfaz ISUP actualizada, tal como se muestra por medio de la línea superior de puntos en la Fig. 2. En este caso, el MSC 4 que controla el GW 5 puede establecer una correspondencia de la información de control recibida a través de la interfaz ISUP con el MGCP utilizado para controlar el GW 5. Como alternativa, el MSC 4 puede utilizar un método conocido para convertir la información de control.
En resumen, la presente invención se refiere a una red de telecomunicaciones y a un método de encaminamiento, en los que datos de usuario se encaminan a través de una red de acceso hacia un dispositivo de pasarela de una red núcleo conectada a la red de acceso a través de una primera interfaz. El control del dispositivo de pasarela se realiza suministrando una información de control desde la red núcleo hacia el dispositivo de pasarela a través de una segunda interfaz, y los datos de usuario se encaminan directamente entre la red de acceso y el dispositivo de pasarela a través de la primera interfaz. De este modo, los datos de usuario se encaminan directamente desde la red de acceso hacia la pasarela, mientras que el control se puede realizar a través de una interfaz de control especializada y abierta. De este modo, se pueden compartir recursos de procesado entre varias aplicaciones y se pueden utilizar ganancias de enlace. Además, se pueden proporcionar capacidades de transporte en tiempo real por medio de un método sencillo de conexión de Internet con la red móvil.
Se debe indicar que la red de telecomunicaciones y el método de encaminamiento descritos en la anterior forma de realización preferida se pueden aplicar a cualquier red de acceso que esté conectada a través de una red núcleo a un dispositivo de pasarela. En particular, la red núcleo y la red de acceso pueden ser cualquier tipo de red de telecomunicaciones, y por lo tanto no se limitan a una red celular o móvil. Además, para controlar el GW 5 se puede utilizar cualquier entidad adecuada de control de la red de acceso. La descripción anterior de la forma de realización preferida y los dibujos adjuntos están destinados únicamente a ilustrar la presente invención. Así, la forma de realización preferida de la invención puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (26)

1. Red de telecomunicaciones que tiene por lo menos una red (2) de acceso, una red núcleo (7) conectada a dicha red (2) de acceso a través de una primera interfaz (Iu), y por lo menos un dispositivo terminal (1; 1a, 1b, 1c),
a) en la que dicha red núcleo (7) comprende por lo menos un dispositivo (3) de control de la red de acceso adaptado para controlar por lo menos un dispositivo (5) de pasarela a través de una segunda interfaz transmitiendo una información de control; y
b) en la que dicha red de telecomunicaciones está adaptada para encaminar datos de usuario directamente entre dicha red (2) de acceso y dicho por lo menos un dispositivo (5) de pasarela a través de dicha primera interfaz.
2. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, en la que dicha primera interfaz está conectada entre dicha red (2) de acceso y dicho dispositivo (5) de pasarela.
3. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, en la que dicha segunda interfaz está conectada a través de otro dispositivo (4) de control de la red de acceso a dicho dispositivo (5) de pasarela.
4. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, en la que dicha segunda interfaz está conectada a través de dicha red (2) de acceso y dicha primera interfaz a dicho dispositivo (5) de pasarela.
5. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos datos de usuario comprenden datos en tiempo real.
6. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 5, en la que dichos datos de usuario comprenden datos de voz, audio y/o vídeo.
7. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 6, en la que dichos datos de usuario se transmiten utilizando el RTP.
8. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha segunda interfaz está adaptada para utilizar el protocolo ISUP.
9. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dicha segunda interfaz está adaptada para utilizar el protocolo MGCP.
10. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha red de acceso es una red (2) de acceso de radiocomunicaciones.
11. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dichos datos de usuario están encaminados a través de una red de paquetes.
12. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 11, en la que dicha red de paquetes es una red ATM.
13. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 11, en la que dicha red de paquetes es una red IP.
14. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha información de control es transmitida a través de una red TDMA.
15. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que dicha información de control es transmitida a través de una red de paquetes.
16. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 15, en la que dicha red de paquetes es una red ATM.
17. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 15, en la que dicha red de paquetes es una red IP.
18. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha red de telecomunicaciones es una red UMTS.
19. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha unidad de control de la red de acceso es un centro (3) de conmutación de servicios móviles.
20. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicha primera interfaz es una interfaz Iu.
21. Método para encaminar datos de usuario a través de una red (2) de acceso hacia un dispositivo (5) de pasarela de una red núcleo (7) conectada a dicha red (2) de acceso a través de una primera interfaz, que comprende las siguientes etapas:
a) control de dicho dispositivo (5) de pasarela suministrando una información de control desde dicha red núcleo (7) hacia dicho dispositivo (5) de pasarela a través de una segunda interfaz; y
b) encaminamiento de dichos datos de usuario directamente entre dicha red (2) de acceso y dicho dispositivo (5) de pasarela a través de dicha primera interfaz.
22. Método según la reivindicación 21, en el que dicha información de control se suministra desde dicha segunda interfaz hacia dicha red (2) de acceso y a continuación a través de dicha primera interfaz junto con dichos datos de usuario hacia dicho dispositivo (5) de pasarela.
23. Método según la reivindicación 21, en el que dicha información de control se suministra desde dicha segunda interfaz a través de un dispositivo (4) de control de la red de acceso.
24. Método según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que el protocolo ISUP se utiliza en dicha segunda interfaz.
25. Método según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que el protocolo MGCP se utiliza en dicha segunda interfaz.
26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, en el que dicha primera interfaz es una interfaz Iu.
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