CN1197310C - 不同传输形式网络的连接方法以及附属装置 - Google Patents

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Abstract

此外阐述了不同传输形式网络的连接方法。在网络中转接交换传输数据。在网络中包交换并且在下面三个协议级上无连接地传输数据。为了可以简单实施信令，使用信令单元，其处理转接交换网络的信令信息。转接交换网络(12)主要是ISDN。包交换网络主要是互联网。

Description

不同传输形式网络的连接方法以及附属装置
本发明涉及不同传输形式网络的连接方法，在该方法中在二个网络访问单元之间的有用数据在包传输网络中作为数据包传输。在网络中的传输此外基于数据包的传输。
数据包有一个包标题，在该包标题中存在目标地址和发送方地址。此外存在一个数据包主体，在该数据包主体中传输有用数据。
在网络访问单元之间的网络节点无连接地传递有用数据。在这种关系中无连接意味着，对于数据包的传递不需要涉及必须传输的包的连接建立过程，并且也不仅仅为必须传输的数据包保留通信资源。
对于包传输网络、在该网络中在网络节点之间无连接地传输数据包、典型实例是互联网。在所谓OSI模式(开放标准互联)的下面三个协议层中，也就是说在为传输层中、在安全层中和在交换层中，在互联网中无连接传输数据。首先从传输层起可能使用连接。例如使用协议TCP(传输控制协议)。第五协议层的另外协议是协议RPT(实时协议)，该协议用于传输实时数据，特别是传输语言数据。
另一方面存在转接交换网络，在这种网络中时间信道逻辑连接。如此网络的实例是传统电话网。这些网络也称作转接交换网络，由于为了传输数据、特别是语言数据也在下面的协议级上转接连接。如此在交换中心中为每个连接保留资源。
本发明的任务是，给出一种简单的方法用于连接基于包和无连接传输的网络以及转接交换网。此外给出附属单元、附属程序以及具有该程序的数据载体和数据网络信息。
通过具有在权利要求1中给出的方法步骤的方法解决涉及方法的任务。在分权利要求中给出改进。
本发明以这种考虑为出发点，一方面改变有用数据的传输形式并且另一方面必须解决信令，以便连接不同传输形式的网络。在根据本发明的方法中网络访问单元把在数据信道中接收的有用数据分配到数据包上或者收集作为数据包接收的有用数据并在数据信道中传递这些有用数据。
在信令问题的解决方案中能够特别实现一个简单方法，即可以保留在转接交换网络中通常的信令。如果为了控制网络访问单元分别使用一个信令单元，其处理转接交换网络的信令信息，则这当然是可能的。
在转接交换网络中已知传输的目标。与此相反在基于包的网络中不已知传输目标。可是这是必须的，以便在较高的协议级上在基于包的网络的网络访问单元之间建立连接。也就是在必须在网络访问单元之间交换地址，网络访问单元用于接收数据包。因此为了连接控制动用信令单元，其不仅了解传输的目标而且也了解二个网络访问单元。信令单元交换具有至少一个信息元的信息。信息元包含在基于包的网络中发送的网络访问单元的地址和用于在较高协议级上表明相关访问单元的连接的标记。在伙伴信令单元中接收信息元并且发送信息元给一个伙伴网络方单元。可是由于伙伴网络访问单元不能应答传统的信令形式，则伙伴信令单元发送相应的信息元给首先发送的信令单元。
通过将二个信令单元包括在内信令单元和网络访问单元可以属于不同的网络运行商。可是在仅仅一个运行商的情况下也能够通过根据本发明的方法把负载分配到多个信令单元上。
通过这种优选方式无连接工作基于包的网络和转接交换网络能够以简单方式连接。根据按照本发明方法特别存在这种可能性，与在转接交换网络中通常的信令协议相比没有改变在信令单元之间使用的信令协议。由此能够快速转换到根据本发明的方法。减轻软件组件的管理，因为不必或仅仅非常少地建立并管理附加软件部件。
在本发明的一个改进中分开的信息元用于传输地址和标记。通过这种措施能够满足规定的标准，例如标准Q.765(应用传输原理)，由ITU-T(国际通信联盟-通信标准化部分)确定。
在一个扩展中根据标准Q.765(1998)或这个标准改进的标准建立信息元。不同生产商的信令单元能够通过这些措施合作。该标准预先确定一个盒，其也称作BAT(荷载联合传输)或APP(应用传输参数)，参见Q.765，附件T、Q.763章。对于包含在盒中的识别码、该识别码也称作应用关系识别码、确定一个值，该值暗示根据本发明的方法。在盒中当然包含信息元。
在接下来的改进中地址信息元按下面顺序：
-包含一个识别信息元的识别码，主要具有值3，
-包含信息元长度的说明，
-包含具有兼容性信息的说明，该兼容信息向接收机指出，当其不处理信息元时其应当作什么，例如触发连接或仍然继续进行，
-也许包含信息元格式的说明
-也许包含传输协议版本的说明、例如互联网协议版本，
-包含地址，例如互联网地址。
在过渡期间使用互联网协议版本，在该过渡期间需要二个版本的互联网地址。
在另一个改进中标记信息元按下面顺序：
-包含一个识别信息元的识别码，主要具有值2，
-包含信息元长度的说明，
-包含具有兼容性信息的说明，
-包含标记本身。
地址信息元和标记信息元有一个同样建立标题，其按该顺序包含用于识别信息元的字节，用于说明信息元长度的字节和用于说明兼容性的字节。通过同样的标题结构可以使用相同的方法处理信息元。
在接下来的改进中基于包的网络是互联网或根据互联网协议工作的网络、例如公司内部的互联网。可是根据本发明的方法也用在另外的网络中，这些网络传输数据包并且直到协议层3无连接工作。
在另一个改进中信令单元之一控制网络节点，或二个信令单元中的每一个信令单元分别控制在转接交换网络中的一个网络节点。通过这种措施信令单元有双重功能，即用于在转接交换网中的交换和用于连接不同传输形式的网络。因此能够多次使用程序段。信令单元中的一组功能单元用在这二个功能中。
在下一个改进中数据传输协议实时用于在网络访问单元之间的信令，主要是协议RTP。在此实时表明，在传输时紧紧存在相对低的延迟时间，例如小于大约250ms。由此在传输有用数据时不存在显著影响，该有用数据包含有比如出现在通话时的语言。由IETF(InternetEngineeing Task Force)在事实标准RFC1889(Request ForComment)中确定该协议RTP。
在下一个改进中根据协议Q.763和/或根据协议Q.764在信令单元之间交换信息。这些协议是由ITU-T确定的并且是ISUP协议(ISDN-User Plane)的核心。象在标准中规定的或以较小的、与标准有执行引起的偏差使用这些协议-也许仅仅信息元除外-。用于表明呼叫主管的代码在标准中仅仅有二个字节的规定长度，其中半个字节作为虚拟参量还可以保留不用。该代码也称作CIC(Call Instance Code)，参阅标准Q.763，9.1章。在标准Q.764(第7信令系统-ISDN User PartSignalling Procedures)中确定的传输信息的方法同样不改变地使用。由此为了执行根据本发明的方法或其改进仅仅需要轻微改变目前使用的程序。仍然满足标准。
在一个扩展中信息元作为根据协议的信息的组成部分，即在上面提到的盒中，根据Q.763和Q.764传递信息元。协议陌生的信息元的如此嵌入也称作隧道。隧道是一种简单形式，以便使用现存标准并仍然传输新的信息元。在标准中已经确定信息，可以自由选择信息的内容并因此适合于隧道。
在接下来的改进中网络访问单元是脱离于信令单元的单元。脱离的单元有至少一个特有的处理器并且有至少一个特有的互联网地址，在该地址下从信令单元可以到达该单元并且在该地址下该单元可以接收语言数据包。主要与控制单元分开建立网络访问单元，也就是说其有一个本身的外壳和一个本身的电源供电终端。通过该改进可以在不同位置安装网络访问单元和控制单元。此外网络访问单元和控制单元也可以由不同生产商制造。
在一个具有脱离的网络访问单元的扩展中在网络访问单元和各自用于传输信息的控制单元之间使用标准化协议。例如在IETF(Internet Engineering Task Force)的事实标准RFC2705(RequestFor Comment)中确定的协议是适合的。
基于包的网络用作在信令单元和网络访问单元之间信息的载体。可是信息的传输不拘限于如此的网络。特别也经过转接交换网络传输信息。
本发明此外涉及不同传输形式网络的连接装置。该装置实施根据本发明方法或其改进的、涉及信令单元的方法步骤。因此上述技术作用也适合于该装置。
此外本发明涉及连接不同传输形式网络的网络访问单元。该网络访问单元实施根据本发明或其改进的、涉及网络访问单元的方法步骤。因此上述技术作用同样适合。
此外本发明涉及程序，在该程序的实施中控制根据本发明的装置或者根据本发明的网络访问单元或者其改进。此外以如此程序保护数据载体和数据网信息。数据载体例如是存储单元、例如压缩磁盘。例如经过互联网传输数据网信息。
下面根据附图阐述本发明的实施例。
图1指出了一个与互联网连接通信网络，
图2指出了在连接的网络中交换的信令信息，
图3指出了传输地址的信息元结构，
图4指出了传输RPT端口号码的信息元结构，
图5指出了表明呼叫主管的码元结构。
图1指出了一个与互联网10连接的电话网12、例如电信公司的电话网。在图1中描述了电话网12的二个部分14和16。部分14例如处在南部德国，部分16处在北部德国。在部分14中描述了一个终端交换中心18，用户TlnA经过传输线20连接在该终端交换中心上，例如经过ISDN终端。终端交换中心18经过中继线22与转接交换中心24连接。转接交换中心24例如是西门子公司的EWSD(电子控制数字拨号系统)型的传统交换中心。传输链路26从转接交换中心24通向一个网络访问单元28。传输链路26例如是PCM-30系统(脉冲编码调制)的一个信道，其通常用于在不同交换中心之间传输语言数据。在不同交换中心之间的连接也称作干线。
传输链路30从转接交换中心24通向另一个网络访问单元32。网络访问单元28和32的功能在下面进一步阐述。
电话网12的部分16包含一个转接交换中心34、例如EWSD型。转接交换中心34经过中继线36与终端交换中心38连接，用户TlnB连接在终端交换中心上。转接交换中心34的传输链路40通向网络访问单元42。另一个传输链路44从转接交换中心34通向网络访问单元44。传输链路40和44例如是PCM信道，其通常用于在交换中心之间传递语言数据。网络访问单元42和46载下面进一步阐述。
电话网12此外包含二个交换中心48和50，该交换中心是EWSD型交换中心的改进。附加于EWSD型交换中心的功能交换中心48和50也承担业务提供计算机52和54的功能。这种附加功能在下面特别根据图2阐述。在交换中心58和转接交换中心24之间能够建立一个信令连接56，在该连接上根据协议ISUP(ISDN-User Part)传输信令信息。例如对于该协议的信息在下面根据图2阐述。
在交换中心48和50之间能够建立一个信令连接58。同样根据ISUP协议经过该信令连接传输信令信息。根据标准Q.765(1998)在盒中传输信息元。该信息元在下面根据图3和图4阐述。
在交换中心50和转接交换中心34之间能够建立信令连接60，在该连接上根据协议ISUP传输信令信息。
对于在用户TlnA和用户TlnB之间的语言数据传输不仅使用电话网12也使用互联网10。在电话网12内部在语言信道中转接交换传输语言数据。与此相反在互联网10内部以数据包传输语言数据。通过虚线62表明在电话网12和互联网10之间的界线。
在网络访问单元28、32、42和46中分别把在语言信道中接收的语言数据分配到数据包上并在互联网10中传递。在网络访问单元28、32、42、46中打开来自互联网10的、具有语言数据的数据包，并在电话网12的语言信道中传递。网络访问单元28、32、42和46按照这个顺序经过传输链路64至70连接在互联网70上。因此可以经过互联网10在网络访问单元28、32、42或者46之间交换数据包。业务提供计算机52和54与互联网10连接。因此也能够在业务提供计算机52或者54和网络访问单元28、32、42和46之间交换数据包，参见在业务提供计算机52和网络访问单元28之间或者在业务提供计算机54和网络访问单元42之间的信令路径72或者74。网络访问单元28、32、42和46与业务提供计算机52和54分别有至少一个互联网地址，在该地址下其可以进入互联网10。
图2指出了用于在用户TlnA和用户TlnB之间建立连接的信令信息。根据图1阐述的功能单元在图2中有相同的参考符号。当在用户TlnA和TlnB之间建立语言连接时转接交换中心24在时刻t1根据协议产生一个连接建立信息100，也称作IAM信息(初始地址信息)。该信息此外包含用户TlnB在电话网12中的完整呼叫号码和在传输链路26上对于传输必须使用的时隙的号码。经过信令连接56传输连接建立信息100。在接收连接建立信息100之后在交换中心48中执行一个程序，在该程序的执行中确定，可以使用互联网10传输语言数据。确定在用户TlnA方面网络访问单元28可以用作在电话网12和互联网10之间的接口。由交换中心48的控制单元诱发业务提供计算机52，执行为此必须的步骤。
在处于时刻t1之后的时刻t2业务提供计算机52经过信令路径72发送一个根据事实标准RFC2705的连接建立信息102给网络访问单元28。该连接建立信息102也称作CRCX信息(建立连接)。在连接建立信息102中给出一个时隙，其应当用于有用数据传输。网络访问单元28处理连接建立信息102并在时刻t3产生一个应答信息104作为应答。应答信息104一方面确认接收连接建立信息102并此外包含一个互联网地址和端口号码，其可以用于接收在网络访问单元28和网络访问单元42之间建立RTP连接的有用数据并且该连接分配给时隙。
业务提供计算机52接收应答信息104并传递接收的互联网地址以及端口号码给交换中心48的控制单元。交换中心48的控制单元根据ISUP协议处理连接建立信息100并在时刻t4产生一个连接建立信息106。该连接建立信息106根据ISUP协议也称作IAM信息。在连接建立信息106中包含二个在下面根据图3和4详细阐述的信息元，在该信息元中传递互联网地址和端口号码。不在ISUP标准中确定这些信息元，可是在遵守标准ISUP的情况下经过信令连接58传输信息元。在这种关系中也谈到隧道。
交换中心50接收连接建立信息106并处理包含在其中的信息元。根据信息元的内容或借助于表明呼叫主管的代码(CIC)断定，不建立通常的电话连接，而是在应用互联网10的情况下建立电话连接。通过交换中心50确定网络访问单元42作为在用户TlnB方面必须使用的网络访问单元。此外交换中心50确定一个时隙，该时隙用在有用数据在交换中心50和34之间唯一的转接交换传输中。该时隙表示传输链路40的传输信道。业务提供计算机54通过交换中心50的控制单元诱发，经过信令路径74建立互联网连接。在时刻t5业务提供计算机54发送一个连接建立信息108给网络访问单元42。该连接建立信息108满足已经提到的事实标准RFC2705，并且也称作CRCX信息。在信息108中包含网络访问单元28经过交换中心48发送的互联网地址和端口号码，其用于要建立的RTP连接。此外在连接建立信息108中给出交换中心50确定的时隙。
当在网络访问单元42中处理连接建立信息108时在给出的时隙上确定互联网地址和网络访问单元42的还没有占用的端口号码，其可以用于网络访问单元28接收有用数据包。网络访问单元42接下来在时刻t6发送一个应答信息110，以便确认接收连接建立信息108。应答信息110此外包含网络访问单元42的确定的互联网地址以及确定的端口号码。
在交换中心50中根据协议ISUP处理连接建立信息106的其余部分。对此产生一个连接建立信息112，其经过信令连接60传输给转接交换中心34。连接建立信息112也称作IAM信息(Initial AdressMessage)。连接建立信息112此外包含用户TlnB的呼叫号码和交换中心50规定的时隙。在转接交换中心34中根据协议处理连接建立信息112并且传递给终端交换中心38。终端交换中心38呼叫用户TlnB。
在交换中心50中当在接收到应答信息110之后处理连接建立信息106时产生一个应答信息114，其根据协议ISUP也称作AMP信息(应用传输信息)。该应答信息115包含一个具有网络访问单元42的互联网地址的信息元和具有从网络访问单元42传递的端口号码的信息元。应答信息114在时刻t8传输给交换中心48。
交换中心48的控制单元从应答信息114中选取互联网地址和端口号码并诱发，业务提供计算机52传递这些连接参数给网络访问单元28。为此业务提供计算机52在时刻t9根据事实标准RFC2705发送一个改变信息116。该改变信息116也称作MDCX信息(修改连接)。该改变信息116包含网络访问单元42的互联网地址和对于要建立的RTP连接必须使用的、网络访问单元42的端口号码。
在网络访问单元28中处理改变信息116，并且可以使用直接传输路径118在网络访问单元28和42之间根据协议RTP传输有用数据。在图2中没有描述网络访问单元28对改变信息116产生的应答信息。
在后面时刻t10转接交换中心34根据协议产生一个信息120，其也称作ACM信息(Address Complete Message)并告知，传输所有选择代码，以便连接用户TlnA和用户TlnB。交换中心50的控制单元处理信息120。在时刻t11交换中心50根据协议ISUP发送一个ACM信息122给交换中心48。交换中心48处理ACM信息122并在其方面发送一个ACM信息124给转接交换中心24。
如果用户TlnB接受通话，则根据协议ISUP告知转接转接交换中心34。转接交换中心34在时刻t13产生一个应答信息126，其经过信令连接60传输到交换中心50。该应答信息126也称作ANM信息(AnswerMessage)。根据该信息开始费用责任。
在交换中心50中根据协议处理应答信息126。对此发送一个应答信息128给交换中心48。交换中心48根据应答信息128在时刻t15产生一个应答信息130给转接交换中心24。
在电话网12的部分14中传输用户TlnA产生的语言数据并且经过传输链路26在时隙中传输该语言数据。在网络访问单元28和42之间根据协议RTP以数据包传输语言数据。在传输链路40上并且在电话网12的部分16中再度在时隙中传输语言数据。
如果电话网12的另外传输链路满负荷和/或如果互联网10的使用给交换中心48和50的运营商带来利益并且因此归根结底也为用户TlnA带来利益，则例如使用根据图2阐述的方法。
图3指出了传输互联网地址的信息元150的结构。信息元150在第一实施例中包含十个连续的数据段152至168，其长度分别为八位，也就是说一个字节。位位置0至7按照从右向左的顺序。在数据段152中传输一个识别码(Interworking Function Address)用于识别信息元150。该识别码的值为3，以便表明该信息元150用于传输互联网地址。
在数据段154和155中给出信息元150的长度。在实施例中在数据段154和155中存储值九，因为从零开始计数，信息元150包含十个字节。
在数据段156中传输兼容性信息，其值告知接收机，如果接收机没有完整处理信息元150，则做什么。
在数据段158中传输权限和格式识别码，其在十六进制表示法中值为35。根据ITU的标准X.213附件1该值用作暗示互联网协议。
如果根据互联网协议版本4传输互联网地址，则在数据段160中存储值为1的识别码。在接下来的数据段162至168中根据互联网协议版本4传输四个字节的互联网地址。
与此相比如果借助于信息元150传输根据互联网协议版本6的互联网地址，则在长度说明中不同，参见数据段154，并且在数据段160中不同。在数据段160中在传输根据互联网协议版本6的互联网地址时传输值零。在这种情况下在数据段160上附加十六个数据段162至170，在这些数据段中存储16字节的根据互联网协议版本6的互联网地址，参见要点172。
图4指出了传输端口号码的信息元180的结构。该信息元180包含各一个字节长度的五个数据段182至188。数据段182至186的意义按这个顺序与信息元150的数据段152至156的意义一致。在数据段182中传输值2，以便信息元180被识别为传输端口号码的信息元。在数据段182中传输的识别码也称作“backbone network Connectionidentifier(中枢网络连接识别码)”。在数据段184和185中传输值4。在以零开始计数的情况下这相当于信息元180长度为五个字节。在数据段186中传输兼容新信息。在数据段188中传输必须传输的端口号码，例如在网络访问单元28或者在网络单元42中对于RTP连接必须使用的端口号码，参见图1和2。
图5指出了码元200的结构，该码元用于表示在交换中心48和50之间的呼叫主管。在标准Q.763的9.1节中确定该码元200的结构。该码元200包含具有各一个字节长度的二个数据段202和204。在数据段202中以低值位开始主管的号码，参见数据段202的位位置0直到位位置7，并且当然在数据段204的位位置0至3之间继续传输主管号码。数据段204的位位置4至7不用于表示主管。

Claims (15)

1.不同传输形式网络(10、12)的连接方法，
在该方法中有用数据在基于包的网络(10)的二个网络访问单元(28、42)之间作为数据包传输，
在该方法中在网络访问单元(28、42)之间的网络节点无连接地传递有用数据，
其特征在于，网络访问单元(28、42)把在数据信道中接收的有用数据分配到数据包上和/或打开作为数据包接收的有用数据并且在数据信道中继续传递有用数据，
为了控制网络访问单元(28、42)分别使用一个信令单元(48、50)，其处理转接交换网络(12)的信令信息，
在信令单元(48、50)之间交换信令信息，该信息具有至少一个传输网络访问单元(28、42)的地址和/或传输表明连接相关网络访问单元(28、42)的标记的信息元(150、180)。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，信息元(150、180)包含地址，在该地址下网络访问单元(28、42)在基于包的网络(10)中可以接收有用数据，
和/或标记表明当在基于包的网络(10)中传输时在较高协议级上的连接，该协议级用于接收数据包。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，分开的信息元(150、180)用于传输地址和标记。
4.按照上述权利要求之一的方法，其特征在于，根据标准Q.765或该标准改进的标准建立信息元(150、180)。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于，地址信息元(150)按照下面顺序：
包含用于识别信息元(150)的识别码(152)，主要具有值3，
包含信息元(150)长度的说明(154、155)，
包含兼容性信息(156)，
特别包含格式说明(158)，
特别包含数据包传输协议版本的说明(160)，
包含地址(162至168)。
6.按照权利要求1的方法，其特征在于，标记信息元(180)按照下面顺序：
包含用于识别信息元(180)的识别码(182)，主要具有值2，
包含信息元(180)的长度说明(184、185)，
包含兼容性信息(186)，
包含标记(188)。
7.按照权利要求1的方法，其特征在于，基于包的网络(10)是互联网或根据互联网协议工作的网络。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于，信令单元(48、50)中的至少一个信令单元控制在转接交换网(12)中的网络节点。
9.按照权利要求1的方法，其特征在于，在网络访问单元(28、42)之间对于实时数据传输根据协议实施信令，主要根据协议RTP或在此基础上建立的协议。
10.按照权利要求1的方法，其特征在于，为了连接网络在信令单元(48、50)之间根据协议Q.763和/或协议Q.764交换信息，
并且为了表明呼叫主管应用具有至少一个半字节和最高二个字节的代码。
11.按照权利要求10的方法，其特征在于，根据协议Q.763和Q.764传递信息元(150、180)或信息元(150、180)作为根据协议的信息的组成部分传递。
12.按照权利要求1的方法，其特征在于，网络访问单元(28、42)中的至少一个网络访问单元是脱离控制单元(48、50)的单元。
13.按照权利要求12的方法，其特征在于，在信令单元(48)和网络访问单元(28)之间根据标准协议传输信息，主要根据协议MGCP或根据H.248。
14.不同传输形式网络(10、12)的连接装置(48、50)，，
具有一个到在转接交换网(10)和基于包的网络(12)之间的网络访问单元(28、42)的接口(52、54)，
具有一个信令单元用于根据适合于转接交换网络(10)的协议交换信令信息，
其中信令单元传输信令信息，该信令信息具有至少一个用于传输网络访问单元(28、42)的地址和/或用于传输表示连接相关网络访问单元(28、42)的标记的信息元。
其中在基于包的网络(12)中在网络访问单元(28、42)之间无连接地传递有用数据。
15.连接不同传输形式的网络(10、12)的网络访问单元(28、42)，
具有到转接交换网络(12)和基于包的网络(10)的连接单元，
具有转换单元，其把在数据信道中接收的有用数据分配到数据包上和/或打开作为数据包接收的有用数据并在数据信道中传递，
具有一个到信令单元(48、50)的接口，该信令单元处理转接交换网络(12)的信令信息，
具有一个控制单元，其在至少一个信息元(150、180)中给信令单元(48、50)传输网络访问单元(28、42)的地址和/或表明连接网络访问单元(28、42)的标记。
其中在二个网络访问单元(28、42)之间的网络节点无连接地传递有用数据。
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