JP3833414B2 - タイム・スロット・インターチェンジ・ネットワークを有するデジタル・スイッチによるインターネット・トラヒックの切り替え - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声トラヒックを切り替えるために用いるタイプのデジタル・スイッチによるコネクションレス・データ・トラヒックの切り替えに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット・トラヒックの量は著しく増大している。このトラヒックの多くは、デジタル・タイム・スロット・インターチェンジ交換網を有する電話交換システムにおいて開始し、このシステムを介して切り替えられ、またはこのシステムにおいて終端する。最近の公衆通信交換網によって普及しているこれらのスイッチは、元来、音声および回線交換データ・トラヒックを扱うために設計されたものであった。
【０００３】
その後、これらのスイッチの多くは、交換音声、回線交換データ・トラヒック、およびいくつかの（Ｄチャネル）データ交換データ・トラヒックを結合する総合交換デジタル・ネットワーク（ＩＳＤＮ）トラヒックを扱うように構成された。現在、これらのスイッチは、インターネットのカスタマにサービスを提供するために必要なデータ・トラヒック、すなわち、インターネットを基本とするネットワークに入るとコネクションレスになるトラヒックを扱うように構成されている。
【０００４】
電話タイプの交換システムにおいてコネクションレス・トラヒックを扱うための、従来技術において利用可能な装置は、効率的でない。かかる装置の１つは、遠方の交換システムと通信するために用いるタイプのトランク回路を介してタイム・スロット・インターチェンジ（ＴＳＩ）ネットワークに接続された付加的なプロセッサを用いる。この装置は、タイム・スロットを使用する点で費用が高く、更に、ＴＳＩ内に設けられたメモリの他に大量のメモリを必要とする。
【０００５】
従来技術では、電話アクセス・スイッチによる接続は、インターネットを基本とするネットワークに対して直接行われる。これによって、インターネットの呼の間、インターネット・ネットワークにトランクを接続する。
【０００６】
別の代替案は、ＩＳＤＮラインの比較的少量のデータ交換トラヒックを処理するために、デジタル・スイッチに追加してパケット・スイッチ・ユニットのタイプを用いることである。かかるユニットは、容量が不適切であり、余分なタイム・スロットおよびＴＳＩメモリ以外の追加のメモリを用いる必要もある。従って、従来技術に伴う第１の問題は、インターネット型データ・トラヒックのコネクションレス・データ・トラヒックを扱う有効な方法がないことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
我々の発明によって、上述の問題を解決し、従来技術に勝る進展を図る。本発明では、プロセッサ手段を直接ＴＳＩのメモリに接続する。このプロセッサは、パケット・アセンブラ−逆アセンブラにパケットを蓄積および送信し、出力パケットを出力バッファに挿入する。本出願人の発明の一実施形態では、プロセッサは、出力パケットを、ループバック・バッファ（通常、診断パターンをＴＳＩメモリに書き込むために用いる）に挿入する。このプロセッサは、ＴＳＩの全タイム・スロットにアクセス可能とすると有利である。なぜなら、これは、ＴＳＩの基本的な特徴であるからである。プロセッサは、低速インターネット・トラヒックを高速伝送に適合可能とするためのレート変換の基準位置を与える。プロセッサの動作、管理、および保守（ＯＡ＆Ｍ）装置は、スイッチのＯＡ＆Ｍ装置と容易に組み合わせることができる。電話スイッチの信頼性の向上によって、このインターネット型トラヒックにも同様の高い信頼性を提供することができ、有利である。プロセッサは、加入者データベース、翻訳、およびスイッチで受信した加入者線信号方式情報に容易にアクセス可能である。
【０００８】
本出願人の発明の一好適実施形態によれば、パケット・アセンブラ−逆アセンブラに蓄積する前に、アナログ線およびモデムを用いて発生したＰＣＭ信号を、ＴＳＩのデジタル信号プロセッサを用いて変調／復調する。有利な点として、これによって、ＰＣＭ信号の調整のために、余分なタイム・スロットを必要とする外部モデムを用いなくて済む。本出願人の好適な実施形態によれば、ルーティング・プロセッサは、ＴＳＩの全メモリに対するループバック・バッファのアクセスを介して、全ての出口リンクに対するアクセスを有する。有利な点として、プロセッサはいかなるアイドル・タイム・スロットにも接続することができる。
【０００９】
本出願人の発明の第２の実施形態では、プロセッサを、ＴＳＩに容易に追加可能なＡＴＭデータ・インタフェース等のデータ・インタフェースに直接接続することができる。この実施形態では、インターネット・トラヒックは、複数のＡＴＭセルとして、データ・ネットワーク上を送信される。
【００１０】
本出願人の第３の実施形態によれば、プロセッサは、ＴＳＩに容易に追加可能なイーサネット等のＬＡＮインタフェースに直接接続することができる。この実施形態では、インターネット・トラヒックは、加入者に都合良くイントラネット機能を与える常駐サーバに直接送信される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、従来技術からのものであり、いかにしてタイム・スロット・インターチェンジが動作して、例えば電話トラヒックを切り替えるのかを、簡略化した形態で示す。既存のタイム・スロット・バス・インタフェース１０１は、多重化パルス符号変調（ＰＣＭ）入力信号を供給する様々なライン・ユニット回路およびトランク・ユニット回路とインタフェースする。信号は、入力ライン・タイム・スロット１１１および入力トランク・タイム・スロット１１３に配され、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）１０３に格納される。ＳＲＡＭの内容は、出立ライン・タイム・スロット１２１および出立トランク・ライム・スロット１２３に送出され、ライン・ユニットおよびトランク・ユニットの出立側とインタフェースするための既存の出立タイム・スロット・バス・インタフェース１０５に至る。ＴＳＩの基本的な動作に関して、ライン信号またはトランク信号のために、いかなるタイム・スロットも使用可能であることは理解されよう。
【００１２】
図２は、本出願人の発明を実施するために必要な図１の改良を示す。トランク・タイム・スロットは、信号２０３として、ＰＣＭ信号を格納すると共にパケットをアセンブルおよび逆アセンブルするためのＲＡＭ２１１に直接送出される。ライン・タイム・スロットは、モデム信号プロセッサ２０１に送出され、モデム信号プロセッサ２０１は、アナログＰＣＭデータを、ユニット２１１が用いるための純粋なデジタル・データに変換する。また、モデム信号プロセッサ２０１は、ユニット２１１からの純粋なデジタル・データを、ライン・タイム・スロット１２１に対する送信のためのアナログＰＣＭ型データに変換する。ＲＡＭ２１１においてアセンブルまたは逆アセンブルされたパケットは、ルーティング・プロセッサ２１３によって、正確なデータ・アドレスを有するように変更される。次いで、ルーティング・プロセッサ２１３は、このパケットをＴＳＩ出立インタフェース１０５にロードする。そのルーティングを実行する際、ルーティング・プロセッサは、インターネット・アドレス・テーブル２１５を参照する。インターネット・アドレス・テーブルは、移植され、エントリは、従来技術の周知の教示に従って当該テーブルからクリアされる。
【００１３】
第２の実施形態では、トランク・タイム・スロットの代わりに、ＡＴＭインタフェース２２１からパケット・データ・パイプ２２３上でパケットをロードまたはアンロードする。イントラネット・サービスを提供可能な第３の実施形態では、トランク・タイム・スロットの代わりに、イーサネット・インタフェース２２１からパケットをロードまたはアンロードする。既存のＴＳＩのいかなるタイム・スロットもいかなる他のタイム・スロットと通信可能であるように、この実施形態では、いかなるパケット、ＡＴＭセル、またはタイム・スロットも、いかなる他のパケット、ＡＴＭセル、またはタイム・スロットと通信可能である。ＡＴＭインタフェースを用いて、ＡＴＭネットワークと直接インタフェースすることができる。イーサネット・インタフェースを用いて、データ・サーバ（例えば、データベース、ゲートウエイ・ルータ、代理サーバ、またはトラヒック測定アナライザ）と通信することができ、また、同一スイッチに共に配置された別のルーティング・プロセッサとインタフェースすることができる。
【００１４】
ＴＳＩユニットの異なるスライスの出立タイム・スロット・インタフェース１０５の選択されたタイム・スロットにデータ・ストリームを送出するために、データ・ストリームを、インタフェース１０５からループバック・インタフェース１０８へ、そこから入来タイム・スロット・バス・インタフェース１０１へと送出する。インタフェース１０１に対する入力は、ＴＳＩユニットの他のスライスの全ＳＲＡＭユニットに自動的に同報通信され、そこから、データ・ストリームを、選択されたタイム・スロットに送出することができる。従来技術では、ループバック・インタフェース１０８は、診断ツールとしてのみ用いるだけである。有利な点として、これは、パケット・アセンブリ／逆アセンブリ・ユニットおよびルーティング・プロセッサを備えていないスライスの出立タイム・スロットに、それらを備えたスライスからアクセスするための安価な装置を提供する。
【００１５】
図３は、インターネット・ネットワーク上の音声トラヒックのルーティングを示す。モデム信号プロセッサ２０１がボコーダー信号プロセッサ３０１に置換されているので、ＰＣＭ音声をパケット化音声に変換可能であり、音声信号を搬送する方法としてはるかに有効である。ルーティング・プロセッサは、Ｈ．３２３およびＴＣＰ／ＩＰプロトコル情報を処理する。この処理は、通話設定および解除、データグラム・ルーティング、および呼の制御を含む。必要なルーティングは、インターネット・ルーティングではなく電話ルーティングであり、これを達成するには、数字分析および音声信号のルーティングのために、プロトコル・プロセッサ３１３をスイッチング・モジュール・プロセッサ３１５と通信させる。ＳＭＰ３１５は、非活性化ボコーダの宛先アドレスを判定し、このアドレスをルーティング・プロセッサに知らせる。ルーティング・プロセッサは、当該ボコーダから送出されるデータグラムが適切な宛先にルーティングされることを保証する。
【００１６】
図４は、通話設定のプロセスを示す図である。矩形は、システム・プロセス、すなわち、スイッチがアクティブである限りアクティブであるプロセスであり、円形は、呼の持続時間の間だけ生成され実行される端末プロセスである。プロセスが開始するのは、開始ラインに対応するスイッチング・モジュール・プロセッサ（ＳＭＰ）１（８５１）の周辺制御プロセス８０１が、発呼者からのオフ・フック信号を検出した時である。これにより、メッセージ８０３が送出され、開始端末プロセス８１１を発生する。続いて、発呼者がダイアルした数字またはキー入力したインターネット・アドレスを表す追加のメッセージ８０５を送出する。これらは、メッセージ８０５で送信される。次いで、開始端末プロセス８１１は、ルーティングおよび端末割り当て−ローカル・ルーティング・システム・プロセス８１３を要求して、呼をルーティングする。プロセス８１３は、ライン終了要求８１４を、被呼側カスタマに対応するＳＭＰであるＳＭＰ−Ｎ８５３のルーティングおよび端末割り当て−終了システム・プロセス８１５に送出する。
【００１７】
プロセス８１５は、次いで、メッセージ８１７を送出して、終了端末プロセス８２１を生成し、このプロセスに対して終了ラインの確認８１９を送出する。終了端末プロセス８２１は、周辺制御８２５に対し、（機能呼を介して）終了端末に待機するよう命令する。周辺制御８２５が接続を完了して設定が完了したことを示した後、終了端末プロセス８２１は、メッセージ８２３を開始端末プロセス８１１に送出する。終了端末は自動的に呼に答え、周辺制御８２５はこの返答を検出してメッセージ８２７を終了端末プロセス８２１に送出し、この返答を確認する。周辺制御８２５からのオフ・フック・メッセージの受信に応答して、終了端末プロセス８２１は、開始端末プロセスに返答メッセージ８２９を送出する。
【００１８】
一般的に、上述の呼の処理は全て、従来技術におけるように、例えばルーセント テクノロジィ，インクの５ ＥＳＳ（登録商標）スイッチで実施するものとして実行する。新たに加えたエレメントであるブロック８３３および８３５は、本出願人の発明のパケット・プロセッサ・コンプレクス２１１内にある。インターネット・データまたは電話の呼では、ＲＴＡ終了システム・プロセス８１５は、開始タスク・メッセージ８３１を、パケット・プロセッサ・コンプレクスのデータ・ルーティング・システム・プロセス８３３に送出する。このプロセスは、パケット処理ソフトウエアとインタフェースして、周辺制御プロセス８３５の動作を制御する。パケット・プロセッサ・ハードウエア・コンプレクスは、モデム信号プロセッサ２０１（図２）とインタフェースするためのモデム・バッファ内のいかなる情報も処理し、ルーティング・データを更新し、パケット数測定タスクを開始して、呼のパケット総数を制御する。パケット・プロセッサ・コンプレクスがその設定タスクを完了した後、タスク完了メッセージ８３７を、ルーティングおよび端末割り当て終了システム・プロセス８１５に送出して、呼の経路を切断する。パケット・プロセッサ・コンプレクスは、先に説明したように、呼の持続時間の間、パケットを処理する。ラインまたはトランクがハングアップ（切断）すると、呼は切断する。各呼のリソース（ＯＴＰ８１１、ＴＴＰ８２１およびＰＰＣ８３５タスク）は解放され、次いで別の呼に再割り当てすることができる。
【００１９】
上述の説明は１つの好適な実施形態のものである。当業者には、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの他の実施形態が明らかであろう。本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のタイム・スロット・インターチェンジおよびインタフェース回路の図である。
【図２】電話設備とインターネットまたは他のデータ・ネットワークとの間でインタフェースするための、本出願人の発明の好適実施形態のブロック図である。
【図３】電話設備とインターネットまたは他のデータ・ネットワークとの間でインタフェースするための、本出願人の発明の好適実施形態のブロック図である。
【図４】図２および３に示すシステムを介して２つのＰＣ（パーソナル・コンピュータ）間で接続を確立するためのステップを示すブロック図である。

Claims (10)

1. 入来タイム・スロット・バス・インタフェースと、
   前記入来タイム・スロット・バス・インタフェースからのＰＣＭサンプルを格納するメモリと、
   前記メモリに格納されたサンプルを受け取る出立タイム・スロット・バス・インタフェースとからなるタイム・スロット・インターチェンジ・インタフェースを備える、デジタル・スイッチング機能を実行する装置であって、
   前記装置はさらに、パケット・アセンブリ−逆アセンブリ機能を実行し、そして出立データ・サンプルを前記メモリに送信する、入来ＰＣＭサンプルを格納する別のメモリと、
   前記別のメモリおよび前記パケット・アセンブラ−逆アセンブラを制御するルーティング・プロセッサとを備え、前記入来タイム・スロット・バス・インタフェースから前記メモリを介して受け取ったパケット化トラヒックを、前記ルーティング・プロセッサによって、適切なヘッダを備えたパケットにアセンブルし、前記メモリを介して前記出立タイム・スロット・バス・インタフェースに送信するものであり、
   ＰＣＭサンプルを格納する前記タイム・スロット・インターチェンジ・インタフェースのメモリと出立タイム・スロット・バス・インタフェースとが、前記タイム・スロット・インターチェンジ（ＴＳＩ）ユニットの１つのスライス上にあり、前記装置はさらに、
   アクティブな通信の出立タイム・スロットの選択したものを、前記ＴＳＩユニットの他のスライスのメモリに同報通信するループバック・インタフェースを備えることを特徴とする装置。
2. 請求項１の装置であって、更に、
   前記メモリから受信され、そして前記メモリに送信されるアナログ・デジタル信号とバイナリ信号との間の変換を行うモデム信号プロセッサを備え、
   該モデム信号プロセッサが前記別のメモリに接続されて前記バイナリ信号を前記メモリに格納することを特徴とする装置。
3. 請求項１または２の装置において、前記別のメモリがパケット・データ・パイプを介してデータ・ネットワークに接続されていることを特徴とする装置。
4. 請求項３の装置において、前記データ・ネットワークが非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークであることを特徴とする装置。
5. 請求項３の装置において、前記別のメモリがパケット・データ・パイプを介してイーサネット・インタフェースに接続されており、前記装置と同一場所に配置された別のサーバと通信することを特徴とする装置。
6. 請求項１または２の装置であって、更にインターネット・アドレス・テーブルを備え、前記ルーティング・プロセッサは、前記インターネット・アドレス・テーブルからの情報を用いて、前記別のメモリでアセンブルされるパケットのためのパケット・ヘッダを形成することを特徴とする装置。
7. 請求項１の装置であって、更に、前記別のメモリにボコード音声信号として格納される前記メモリからのＰＣＭ音声サンプルを受け取るボコーダ信号プロセッサを備え、前記入来タイム・スロット・インタフェースから受け取った音声チャネルのあるものがボコード・データ・サンプルとして前記出立タイム・スロット・バス・インタフェースに送信されることを特徴とする装置。
8. 請求項２の装置において、前記モデム信号プロセッサが、更に、前記格納した信号をモデム出力に変換する速度とは異なる速度で入力バイナリ信号を格納することによる速度変換に利用されることを特徴とする装置。
9. 入来タイム・スロット・バス・インタフェースと、
   前記入来タイム・スロット・バス・インタフェースからのＰＣＭサンプルを格納するメモリと、
   前記メモリに格納されたサンプルを受け取る出立タイム・スロット・バス・インタフェースとからなるタイム・スロット・インターチェンジ・インタフェースを備える、デジタル・スイッチング機能を実行する装置であって、
   前記装置はさらに、パケット・アセンブリ−逆アセンブリ機能を実行し、そして出立データ・サンプルを前記メモリに送信する、入来ＰＣＭサンプルを格納する別のメモリと、
   前記別のメモリおよび前記パケット・アセンブラ−逆アセンブラを制御するルーティング・プロセッサとを備え、前記入来タイム・スロット・バス・インタフェースから前記メモリを介して受け取ったパケット化トラヒックを、前記ルーティング・プロセッサによって、適切なヘッダを備えたパケットにアセンブルし、前記メモリを介して前記出立タイム・スロット・バス・インタフェースに送信するものであり、
   ＰＣＭサンプルを格納する前記タイム・スロット・インターチェンジ・インタフェースのメモリと出立タイム・スロット・バス・インタフェースとが、前記タイム・スロット・インターチェンジ（ＴＳＩ）ユニットの１つのスライス上にあり、前記装置はさらに、
   アクティブな通信の出立タイム・スロットの選択したものを、前記ＴＳＩユニットの他のスライスのメモリに同報通信するループバック・インタフェースと、
   インターネット接続の確率を制御するプロセッサ手段とからなり、
   前記プロセッサ手段は、プログラム制御下で動作して、以下のステップ。即ち、
   インターネット呼を表す電話番号の数字の受信に応動して開始端末プロセスを確立し、
   前記開始端末プロセスが、ＬＲＳＰ（ローカル・ルーティング・システム・プロセス）のＲＴＡ（ルーティングおよび端末割り当て）を確立し、
   前記ＲＴＡ／ＬＲＳＰが、内部システム・メッセージを送出してＲＴＡ端末システム・プロセスを生成し、
   前記ＲＴＡ端末システム・プロセスが、パケット・プロセッサ・コンプレクスにおいてデータ・ルーティング・システム・プロセスを開始し、
   前記ＲＴＡ端末システム・プロセスが、前記接続の別の半分の呼部分で終了端末プロセスを生成し、
   前記終了ＰＣが、前記終了端末プロセスにオフ・フック・メッセージを送信し、そして、
   前記終了端末プロセスが、前記接続の確立を確認するメッセージを前記開始端末プロセスに送信する、
   ステップの実行を制御することを特徴とする装置。
10. 請求項９の装置であって、更に、
    前記メモリから受信され、そして前記メモリに送信されるアナログ・デジタル信号とバイナリ信号との間の変換を行うモデム信号プロセッサを備え、
    該モデム信号プロセッサが前記別のメモリに接続されて前記バイナリ信号を前記メモリに格納することを特徴とする装置。

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