CN1245001C - 在窄带系统中应用atm交换与传送的设备和方法 - Google Patents

在窄带系统中应用atm交换与传送的设备和方法 Download PDF

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Abstract

ATM在混合STM/ATM网络(20)中用作传送与交换机构，而信令保持正常的窄带信令。此窄带信令通过ATM连接在永久通道上进行传送，而且窄带语音信道在ATM上进行传送并通过ATM交换机在“每个呼叫基础”上(根据需求)进行交换。此混合STM/ATM网络具有服务于窄带终端并在呼叫建立时生成信令消息的接入节点(22)。翻译器(50)将第一信令消息格式化为ATM信元，因此能通过ATM交换机(40)为第一信令消息选择路由至电路交换(STM)节点(30)。此电路交换节点(PSTN/ISDN)为此呼叫建立物理连接并且还为此呼叫生成另一信令消息。此另一信令消息与此物理连接有关。ATM交换机通过ATM物理接口(41)为此另一信令消息的ATM信元格式化版本选择路由至另一ATM交换机。因而，此ATM交换机通过此ATM物理接口为此呼叫交换窄带业务与信令。

Description

在窄带系统中应用ATM交换与传送的设备和方法
技术领域
本发明涉及窄带电话技术和数据通信，并且特别地涉及将宽带传送用于窄带电话和数据通信。
背景技术
诸如多媒体应用、视频点播、可视电话和电信会议的高频带业务日益增长的兴趣刺激了宽带综合业务数字网络(B-ISDN)的发展。B-ISDN基于称为异步传送模式(ATM)的技术并显著扩展电信性能。
ATM是使用异步时分多路复用技术的面向分组的传送模式。分组称为信元并且一般具有固定的大小。传统的ATM信元包括53个八位字节，其中5个八位字节形成标题，而其余48个八位字节组成此信元的“有效负载”或信息部分。ATM信元的标题包括用于识别此信元在其上传送的ATM网络中的连接的两个量，具体为VPI(虚通道识别符)和VCI(虚通路识别符)。总的说来，虚通道是在网络的两个交换节点之间定义的主通道；虚通路是相应主通道上的一个特定连接。
ATM网络在其终接点上连接到终端设备，例如，ATM网络用户。一般地，在ATM网络终接点之间具有多个交换节点，这些交换节点具有利用物理传输通道或链路连接在一起的端口。因而，在从始发终端设备移动到目的终端设备时，形成消息的ATM信元可以通过若干个交换节点而传送。
一个交换节点具有多个端口，每个端口通过链接电路和链路能连接到另一节点。此链接电路根据此链路上使用的特定协议将信元打包。输入至交换节点的信元可以在第一端口上进入此交换节点并通过链接电路从第二端口送出而连接到另一节点的链路上。每条链路能为多个连接传送信元，连接是例如呼叫用户或呼叫方与被叫用户或被叫方之间的传输。
这些交换节点一般均具有几个功能部分，其主要部分为交换核心。此交换核心在交换机的端口之间基本上起作交叉连接的作用。选择地控制此交换核心内部的通道，以使此交换机的特定端口连接在一起，从而允许消息最终从此交换机的入口侧传送到此交换机的输出侧，并最终从始发终端设备传送到目的终端设备。
虽然将ATM想象为用于诸如宽带ISDN(B-ISDN)的更高级业务的传送机构，但必须认识到当前的窄带网络(例如，PSTN，ISDN)将在相当一段时间(至少部分地)被保留。对于目前的话音交换电话网络(例如，PSTN，ISDN)实现其目前的先进功能已花费数十年时间。虽然正在建设ATM网络，但ATM网络有可能将不太容易实现高级话音通信的所有功能。因此，至少初始地，将在某些情况中添加ATM或利用ATM代替部分的电路交换电话网络。在这样的情况中，ATM将用于传送与交换。
授予Doshi等人的美国专利5568475和5483527将ATM交换机用于在同步传送模式(STM)节点之间为电话语音信号选择路由。这些ATM交换机使用信令系统7号(SS#7)网络来建立虚拟连接，而不是(与纯STN网络中的情况一样)建立电路交换连接。美国专利5568475与5483527的信令系统7号(SS#7)网络包括信号传送点(STP)，这些STP利用特殊的物理链路连接到每个ATM交换节点。为了建立呼叫，例如，信令消息通过非ATM信令系统7号网络进行转发。在这样的转发中，非ATM STP接收此信令消息并将此呼叫建立通知给其相关的ATM节点，此相关的ATM节点随后能识别在此呼叫建立之后用于将话音信号传送给下一ATM节点的空闲资源，并准备在此转发中使用的它自己的信令消息。将ATM节点准备的此信令消息返回给其相关的STP，此STP通过信令系统7号网络将此信令消息传送给与下一ATM节点相关的另一STP。这样的转发继续下去，直至此信令消息到达STM本地交换运营商(LEC)的STP。建立呼叫之后，通过ATM节点传送后续语音(或话音频带数据)。将STM/ATM终端适配器安装在STM网络和ATM网络之间，以便将从STM网络接收的话音信号的样本打包为ATM信元以应用于ATM网络，并拆包ATM信元有效负载以获得用于STM网络的话音信号。
如上所述以特定方式在STM网络中采用ATM因而会涉及非ATM信令网络以及ATM节点。因此所需要的(并且，作为本发明的目的)是以一种方式在STM网络中采用ATM交换机网络，从而为了信号传送目的不需要单独的物理信令接口。
发明内容
ATM在混合STM/ATM网络中被作传送与交换机构，而与此同时信令保持正常的窄带信令。窄带信令通过ATM连接在永久通道上进行传送，而且窄带语音信道在ATM上进行传送并在“每个呼叫的基础”上(根据需求)通过ATM交换机进行交换。
此混合STM/ATM网络具有一个服务于窄带终端并在呼叫建立时生成信令消息的接入节点。翻译器将第一信令消息格式化为ATM信元，以便能通过ATM交换机为第一信令消息选择路由至电路交换(STM)节点。此电路交换节点(PSTN/ISDN)为此呼叫建立物理连接并为此呼叫生成另一信令消息，另外的信令消息与此物理连接有关。此ATM交换机通过ATM物理接口为此另外的信令消息的ATM信元格式化版本选择路由至另一ATM交换机。因而，此ATM交换机通过此ATM物理接口为此呼叫交换窄带业务与信令。此ATM物理接口因而传送ATM业务信元之中此另外的信令消息的ATM信元格式化版本。
考虑到电路交换节点和ATM交换机采用不同参数(例如，b-信道等用于STM节点以及VP/VC用于ATM交换机)的事实，在一个实施例中这些STM节点获得全球位置号码(GPN)以便在通过此ATM交换机为此另外的信令消息设置通道时使用。有关这一方面，在此电路交换节点上利用STM/GPN变换表从STM变换为GPN；在ATM节点上利用GPN/ATM变换表从GPN变换为VP/VC/端口。
此另外的信令消息的ATM信元格式化版本在ATM物理链路上进行传送并最终到达一个服务于目的终端的目的地接入节点。目的地翻译器拆开传送此另外的信令消息的ATM信元格式化版本的ATM信元，以便获得目的地接入节点使用的STM信令信息。
优选地，将这些翻译器安装在此接入节点上。在所示的实施例中，将这些ATM交换机安装在不同于PSTN/ISDN节点的节点上，但在其他的实施例中不必如此。
例如，这些信令消息能基于信令系统7号规范，并且此另外的信令消息能是综合业务数字网络用户部分(ISUP)与电话用户部分(TUP)消息之一。
本发明的技术方案包括：
一种网络设备，包括：接入节点，所述接入节点被连接到一个窄带终端；同步传送模式节点，用于对所述窄带终端执行窄带信号处理；其中所述网络是混合STM/ATM网络，具有设置在此同步传送模式节点与接入节点之间的ATM交换机，用于在此混合网络中通过ATM连接来传送此窄带信令。
一种在混合STM/ATM网络中传送信息的方法，此方法包括：在同步传送模式节点上执行对窄带终端的窄带信号处理；在此混合网络中通过ATM连接传送一个窄带信令。
附图简述
从下面附图中所示的优选实施例的更具体描述中将明白本发明的上述与其他目的、特性和优点，其中参考符号在各个附图中表示相同的部分。这些附图不一定是限制性的或强调性的，而是用于说明本发明的原理。
图1是根据本发明实施例的混合STM/ATM网络的示意图；
图1A是图1的混合STM/ATM网络的一些选择的部分的示意图，并且还表示各种操作事件；
图2是根据本发明另一实施例的混合STM/ATM网络的示意图；
图3是表示连接在本发明的两个本地交换混合节点对之间的本发明的转接混合节点对的示意图；
图4是包括混合节点对的本发明网络的两个单元之间的示例协议的图表；
图5A-图5C是两个单元之间可替代的示例协议的图表，第一网络单元具有本发明的混合节点对，而第二网络单元是具有电路仿真的附加ATM接口的接入节点；
图6是表示网络从传统的窄带STM传送与交换环境逐步升级为本发明的混合STM/ATM网络环境的原理图；
图7是表示根据本发明的另一实施例的多交换混合节点的示意图。
附图的详细描述
在下面的描述中，为了解释而非限制目的，提出了诸如特定结构、接口、技术等的具体细节，以提供本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员来说，显然本发明可以在脱离这些具体细节的其他实施例中进行实施。在其他的情况中，省略公知设备、电路和方法的描述，以避免不必要的细节妨碍本发明的描述。
图1表示根据本发明实施例的混合STM/ATM网络20。窄带终端设备通过接入节点(诸如，接入节点220和接入节点22D)与混合STM/ATM网络20通信。例如，图1表示连接到接入节点220的终端240，具体地为ISDN终端240-I和PSTN终端240-P。同样地，接入节点22D具有与之连接的接入终端24D，即，ISDN终端24D-I和PSTN终端24D-P。当然，不同(并且最有可能为更大)数量的终端能连接到每个接入节点22，但为了简化起见而在图1中只示出了两个这样的终端作为示例。
图1的混合STM/ATM网络20包括一个或多个STM节点，这些节点也称为PSTN/ISDN节点30。虽然在图1中为了示意而只示出了两个这样的PSTN/ISDN节点301与302，但应明白本发明不仅仅限于两个这样的节点。常规的PSTN/ISDN节点30的结构和操作是公知的，诸如利用Ericsson AXE交换机类型化的那些节点的结构与操作是公知的。因此，只在本文中结合PSTN/ISDN节点301描述常规PSTN/ISDN节点30的选择的相关部分。例如，PSTN/ISDN节点301具有用于执行例如包括交换与资源控制软件33的节点应用软件的处理器32。这样的软件用于控制STM电路交换机35以及包括PSTN/ISDN节点301的信令终端37。例如，从题为“Telecommunication Switching Exchange(电信交换设备)”的美国专利申请系列号08/601964中可以知道常规PSTN/ISDN节点的结构与操作的其他细节。
鉴于ATM节点40也被包括在其中的事实，可以认为本发明的STM/ATM网络20为一个混合网络。如下所述，ATM节点40不仅用于在接入节点22之间为窄带业务选择路由，而且也用于通过ATM物理接口在ATM信元中传送信令。在所示的示例中，ATM网络方面包括两个示例的ATM节点，具体为ATM节点401和ATM节点402，这些节点利用ATM物理接口或链路41进行连接。而且，应明白：ATM组成部分能(并且一般)包括更大数量的ATM节点，而这些节点通过ATM物理链路进行连接。
在混合网络20中，PSTN/ISDN节点30和ATM节点40能以图1所示的方式配对在一起。利用这样的配对，PSTN/ISDN节点30和ATM节点40一起称为混合节点对30/40。因而本发明的网络20能包括任何数量的混合节点对30/40。
诸如ATM节点40的ATM节点采用不同的结构，但通常具有主处理器42等，用于执行如在图1中利用43所示的包括交换与资源控制软件的应用软件。ATM节点的中心通常是ATM交换核心或交换结构，这对于所示的实施例在图1中表示为ATM信元交换机45。利用结合在此作为参考的于1998年11月9日提交的题为“Asynchronous TransferMode Switch(异步传送模式交换机)”的美国专利申请序列号08/188101提供有关示例ATM交换机的其他信息。ATM信元交换机45具有多个输入端口和多个输出端口，而这些端口之中的至少一部分端口具有与之相连的设备板。
ATM节点40上的每个设备板能具有用于执行的一个或多个不同的功能或安装在上面的一个或多个不同的设备。例如，在一个实施例中，在连接到ATM信元交换机45的端口的一个设备板的上面能安装有主处理器42。其他的设备板可以具有其他的处理器，这些处理器称为“板处理器”。一些设备板用作扩展终端(ET)46，它们用于将此ATM节点连接到其他的节点。例如，图1所示的ATM物理链路41具有连接到ATM节点401的扩展终端ET 461的第一端；而ATM物理链路41的第二端与ATM节点402的未示出的扩展终端ET连接。连接到ATM节点401的ATM网络交换机45的设备板未在图1中特别具体地示出，但参阅被全部引入在此作为参考的(例如)以下美国专利申请将明白这样的设备板的结构与操作，这些申请是：题为“Augmentation of ATM CellWith Buffering Data(用缓冲数据增强ATM信元)”的美国专利申请SN08/893507；题为“Buffering of Point-to-Point and/or Point-to-Multipoint ATM Cells(缓冲点对点和/或点对多点ATM信元)”的美国专利申请SN 08/893677；题为“VP/VC Look-Up Function(VP/VC查寻功能)”的美国专利申请SN 08/893479；1998年11月9日申请的题为“Centralized Queuing For ATM Node(ATM节点的集中化排队)”的美国专利申请SN 09/188097。
如下所述，通过ATM节点40从接入节点22为(例如，用于呼叫建立的)信令选择路由至一个合适的PSTN/ISDN节点30。因而，给与ATM节点40通信的每个接入节点22提供电路仿真或翻译器50。此翻译器50例如用于将来自接入节点22的信令信息封装在ATM信元中以便将信令传送给ATM节点40，并且相反地拆开从ATM节点40接收的例中，翻译器50优选地位于或靠近其相关接入节点22。即，翻译器500位于或被包括在接入节点220之中，翻译器50D位于或被包括在接入节点22D之中。表示为链路51的一对物理链路用于将每个接入节点22连接到相应的一个ATM节点40。
利用物理链路60将ATM节点40连接到PSTN/ISDN节点30。参见ATM节点401，例如，一对交换机至交换机链路60被用于将ATM信元交换机45(通过其电路仿真板70)连接到PSTN/ISDN节点301的STM电路交换机35，以便传送信令消息。链路对60之中的一条链路从ATM信元交换机45将消息(在电路仿真板70上进行变换之后)传送给STM电路交换机35，而另一条链路在相反的方向中传送消息。
在所示的实施例中，ATM信元交换机45内部的专用VPI、VCI用于传送信号。因而，参见ATM节点401，例如，链路510连接到扩展终端(ET)462，此扩展终端又连接到ATM信元交换机45的第一对专用端口。在ATM节点401上接收到的预定发送给PSTN/ISDN节点301的信令消息在专用的内部VPI/VCI上选择路由至最终(通过电路仿真器70)连接到交换机至交换机链路60的ATM信元交换机45的一个端口。然而，由于通过ATM信元交换机45来选择路由的信令被封装在ATM信元内，所以在交换机至交换机链路60上发送信令消息之前必须将其变换为STM信令。为此，连接到交换机至交换机链路60的设备板上面安装有电路仿真(CE)或翻译器70。
电路仿真(CE)或翻译器70用于拆开其目的地为PSTN/ISDN节点301但被包含在ATM信元中的信令信息，以便在ATM信元被送到交换机至交换机链路60上之前能从ATM信元中提取此信令信息。相反地，在翻译器70上通过交换机至交换机链路60从PSTN/ISDN节点301接收到的信令信息被封装在ATM信元之中以便通过ATM节点401选择路由。
从图1中也能明白在本发明的混合STM/ATM网络20中利用多个接口100a-100f。下面主要参考例如PSTN/ISDN节点301和ATM节点401的示例性节点来描述这些接口。
接口100a是位于PSTN/ISDN节点301的处理器32与ATM节点401的主处理器42之间的逻辑接口。接口100a使PSTN/ISDN节点30能控制与之连接的ATM节点40。即，利用接口100a传送的信令，PSTN/ISDN制与之连接的ATM节点40。即，利用接口100a传送的信令，PSTN/ISDN节点301能对将在ATM节点401中建立的物理连接进行排序。接口100a能是专用接口或开放接口(诸如通用交换管理协议[GSMP]接口(参见Request For Comments(征求意见)(RFC)1987)。逻辑接口100a能在诸如下述接口100e的任何物理接口上实现。可选择地，接口100a能利用(例如，在处理器32与42之间的)独立的链路实现或在IP/Ethernet链路实现。
接口100b在PSTN/ISDN节点30和与之连接的接入节点22之间实现信号传送。接口100b通过STM电路交换机35在一个或多个永久连接上实现传送；通过交互作用单元利用电路仿真70传送至ATM信元交换机45；并通过永久的虚拟连接传送至接入节点22(特别地传送至接入节点22中的翻译器50，在此翻译器中往回仿真和终接)。如上所述，翻译器50用于将来自ATM信元的窄带信令封装在接入节点22中以供ATM节点40使用，并相反地利用信令信息拆开ATM信元以供接入节点22使用。用户端上的每个STM信道在接口100b上具有相应的VPI/VCI。
接100c通过这些节点并在这些节点之间传送的非宽带信令。接口100c因而能实现正常的信令系统7号接口(TUP或ISUP)，通过ATM物理链路41在信令消息的ATM信元格式化版本中透明地实现传送。在PSTN/ISDN节点30中，信令终端37用于公用信道信令。在至少一个实施例中，信令终端37能是安装在STM电路交换机35上的联合的设备。可选择地，信令终端37能直接连接到STM与ATM交换机之间的接口。
接口100d是由交换机至交换机链路60提供的物理接口。接口100d能用于为往返于STM网络之间的呼叫传送语音，并且也能用于传送本文所述的接口100b与接口100c的信令。另外，接口100d也能用于链接将要被连接到通常电路交换机上的特殊设备，例如，会议设备、应答机等。接100d也能利用任何标准的物理介质(诸如E1)来实现，例如，众所周知STM-1或类似的速度可能是合适的。物理接口100d也能为如图1所示的任何终端与连接到电路交换网络的未示出终端之间的对话传送话音数据，在这种情况下混合节点对30/40被用作网关。
接口100e是至其他ATM节点的ATM物理链路41。用于ATM的任何标准链路可以用于接口100e。专用的VP/VC被用于通过接口100e在PSTN/ISDN节点30之间透明地传送信令系统7号信令。
在图1中表示为用于将每个接入节点22与其终端相连接的接口100f是典型的用户-网络接口(ISDN，基本接入/基本速率接入(BA/BRA)，PRA/一次群速率接口(PRI)，两个有线PSTN或其他)。
为了使两个传统的电路交换PSTN/ISDN节点利用诸如ISUP或TUP的协议相互通信，要求两个PSTN/ISDN节点中的ISUP实体具有同等的数据表。有关这一方面，两个PSTN/ISDN节点之中的每一个节点在连接这两个PSTN/ISDN节点的同一物理接口中必须具有一个用于将载波标识码(CIC)值变换为同一时隙的表。因此，CIC值(与点代码一起)表示特定物理链路上的特定时隙。一个特定的CIC在两个PSTN/ISDN节点的表中必须表示完全相同的时隙。换句话说，这两个PSTN/ISDN节点的数据表必须是相同的。
在本发明中也同样存在使PSTN/ISDN节点301与PSTN/ISDN节点302的数据表对于ISUP/TUP是协调一致的需求。如果两个混合节点301/401和302/402具有在它们之间建立的通信信道，利用传送SS7信令的半永久连接，两个混合节点中的变换表39从使用CIC的观点出发必须是协调的，这一般表示：在混合节点301/401和302/402中，某一CIC必须指示标识连接这两个混合节点的某一物理链路(例如，链路41)上的信元的相同的VP与VC(并且有可能为AAL2指针)。(可选择地，利用其他合适的装置能实现同一目的，例如，利用位于这些混合节点之间的用于交换分组并给这些分组赋予另一节点能明白的VP与VC值的交叉连接的ATM交换机能实现这一目的)。
图1A表示具有从其中被省略的包括接口在内的各个部分的混合STM/ATM网络20的选择结构。图1A也提供在终端240-P上始发的呼叫的信号处理的一个示例，对于该终端240-P，被叫方号码(目的地)为终端24D-P。如利用标记为E-1的箭头所示，事件E-1为从终端240-P发送SETUP(建立)消息给接入节点220。在所示的实施例中，此SETUP消息是用于ISUP网络接口的初始地址消息(IAM)，并且是用于30B+DPRA以及用于在电路交换时隙中在64kb/s比特流上传送的VS.X的消息。
在与接入节点220相关的翻译器500上，事件E-2为通过将信令信息打包为ATM信元以便将来自终端240-P的信令从STM变换为ATM信元。有关这一方面，在电路仿真之后，利用一个表来将来自终端240-P的64kb/s语音信道变换为相应的ATM地址(VP/VC)。
现在，封装在ATM信元中的SETUP消息的信令被提供到链路510上并发送给ATM节点401的ATM信元交换机45，如事件E-3所示。还如事件E-4所示，根据专用于STM始发信令的交换机内部VP/VC通过ATM信元交换机45为包含SETUP消息信令的ATM信元选择路由。在从ATM信元交换机45中输出之后，利用翻译器70从ATM信元中恢复此SETUP消息的信令信息[事件E-5]，并且在翻译器70上将此信令消息从ATM重新变换为STM格式，于是此SETUP消息信令信息能以STM格式作为事件E-6提供给交换机至交换机链路60。
现在再为STM格式的SETUP消息通过STM电路交换机35选择路由至合适的一个信令终端37(如事件E-7所示)。在合适的信令终端37上接收到此SETUP消息信令信息时，将此信令信息传送给进行STM业务处理的PSTN/ISDN节点301的处理器32(如事件E-8所示)。
PSTN/ISDN节点301的处理器32在其业务处理中认识到：呼叫的输入端和输出端具有通过ATM节点的物理连接。有关这一方面，在定义此连接的接入点(用户或网络接口)时，承载者(bearer)类型与此连接相关并存储在应用软件中。在当前情形中，在PSTN/ISDN节点30上接收到SETUP消息(例如，ISUP网络接口情况中的IAM消息)时，检查存储的承载者类型数据以确定什么交换机在PSTN/ISDN节点30的输入端。还有，同样检查存储用于输出点(基于B用户号码)的承载者类型数据，并且如果存储的数据表示输入与输出端都具有ATM承载者，则PSTN/ISDN节点30能确定：ATM节点40可以运行(例如，被利用)。另外，分析在SETUP消息(尤其是B用户号码)中接收的数据以确定通过联络PSTN/ISDN节点302能到达被叫方(目的地)终端24D-P。此PSTN/ISDN节点301认识到：它具有至PSTN/ISDN节点302的SS7信令接口100C，并因此选择空闲的CIC(例如，未被任何其他呼叫使用的CIC)以用于PSTN/ISDN节点302。
另一方面，如果存储的承载者类型数据表示为STM承载者，则应该使PSTN/ISDN节点30和ATM节点40工作。因而，PSTN/ISDN节点30和ATM节点40一起被用作为STM与ATM领域之间的网关。
在认识到将通过ATM节点为此呼叫的其他信令选择路由时，在图1与图1A所示的本发明的实施例中，PSTN/ISDN节点301查阅由处理器32保持的STM/GPN变换表39(参见E-9)。利用STM/GPN变换表39执行两次变换。作为第一变换，将此SETUP消息中包含的输入信息(在ISDN情况中为b信道与接入信息，或在PSTN情况中为CIC加信令系统#7点代码)变换为全球位置号码(GPN)。作为第二次变换，将传送至混合节点对30/40的电路的CIC与目的地点代码变换为另一全球位置号码(GPN)。
结合上文，全球位置号码(GPN)是识别连接点的一种通用方式，并且因而能被节点对(PSTN/ISDN节点30和ATM节点40)所明白。换而言之，GPN是PSTN/ISDN节点30和ATM节点40都知道的地址或基准或系统内部指针，并被用于在端口/VP/VC和电路交换地址之间进行变换。图1与图1A的实施例中GPN的使用因而避免了在PSTN/ISDN节点30和ATM节点40之间发送真实地址。有利地，GPN可以是一个较短的号码，这表示只有较少的数据要发送。对于传统的PSTN，GPN将唯一地对应于两条有线线路上的64千比特话音，但对于IDSN来说，GPN将对应于b信道(此信道能被几个用户使用)。
随后，作为事件E-10，PSTN/ISDN节点30生成用于在ATM节点40中建立物理连接的ATM交换控制消息。事件E-10的此消息包含从事件E-9中的STM/GPN变换表39中获得的两个全球位置号码(GPN)，它们与ATM节点40的指令一起用可于去连接ATM交换结构45中两个GPN地址。PSTN/ISDN节点30通过接口100a将在事件E-10生成的交换控制消息发送给ATM节点40的处理器42，如事件E-11所示。
在接收到作为事件E-11发送给ATM节点401的交换控制消息之后，如事件E-12所示，主处理器42查询GPN/ATM变换表49，以便将包含在事件E-10交换控制消息中的两个全球位置号码(GPN)变换为ATM节点401能明白的VP/VC/端口信息。即，这两个全球位置号码(GPN)用于获得VP/VC/端口信息以便最终到达始发终端(240-P)和目的地终端(24D-P)。一旦将GPN成功变换为ATM，并且假定具有足够的资源，则ATM节点401的处理器42通过ATM交换机45建立通道并预留此端口(中继线或链路41)上的资源以用于从终端240-P至终端24D-P的呼叫。通道建立与资源预留操作可以利用交换/预留控制43来完成并在图1中一起表示为事件E-13。
由于PSTN/ISDN节点301必须知道ATM节点401是否成功执行GPN/ATM变换，所以作为事件E-14通过接口100a从ATM节点401发送成功变换消息给PSTN/ISDN节点301。如果GPN/ATM变换在ATM节点401上不成功，或如果在ATM节点401上没有可利用的资源，则将呼叫拒绝消息发回给始发终端。
在PSTN/ISDN节点30接收到事件E-14的确认消息(ATM交换机45已建立并且已进行链路预留[根据事件E-13])之后，则作为事件E-15PSTN/ISDN节点301准备并发送其另一信令消息(例如，ISUP或TUP)给另一端上的PSTN/ISDN节点，例如，PSTN/ISDN节点302。此另一信令消息在图1A中表示为事件E-15。事件E-15的信令(例如，ISUP或TUP消息)包括消息传送部分(MTP)，并且能在传送SS7信令的时隙(例如，64kb/s)上发送出去。
在事件E-15的信令到达ATM节点40上时，ATM节点40准备该信令的ATM信元格式化版本。特别地，翻译器70将事件E-15的信令的信令信息放置在一个或多个ATM信元的有效负载中。例如，翻译器70构造成可以采用64kb/s信令信息比特流，并利用预定义的VP、VC来将其打包为ATM信元而且发送给物理端口。也如事件E-15所示，另一信令消息的ATM信元格式化版本通过ATM信元交换机45进行路由选择并传送到利用变换获得的VP/VC/端口信息所表示的链路上。特别地，在图1中，此另一信令消息的ATM信元格式化版本在ATM物理链路41上进行传送，如事件E-16所示。
在到达ATM节点402之后，此另一信令消息的ATM信元格式化版本获得用于ATM节点402的ATM信元交换机45的新的内部VPI/VCI，并(如事件E-17所示)通过ATM节点402的ATM信元交换机45选择路由至类似于ATM节点401中的电路仿真器701的ATM节点402中的电路仿真器。ATM节点402的电路仿真器以类似于ATM节点401中的电路仿真器701的方式执行从ATM至STM格式的变换，并随后将此信令消息传送给PSTN/ISDN节点302作为事件E-18。
在PSTN/ISDN节点302中，ISUP消息与CIC值(来自消息传送部分[MTP])以及B用户号码(它被包括在ISUP消息中)一起被接收。如事件E-19所示，第二混合节点302/402也执行B用户号码的分析并确定此B用户号码与涉及B信道的终端240-P相关。PSTN/ISDN节点302然后选择一个可被用于向终端24D-P进行传送的B-信道，或与终端24D-P协商(根据终端类型和协议类型ISDN或PSTN)确定使用哪个B信道。PSTN/ISDN节点302也发送信号给终端24D-P以便启动振铃信号(如事件E-20所示)。在从终端24D-P接收到应答之后(或在此之前)，PSTN/ISDN节点302利用CIC值和B信道来查询其STM/GPN变换表392，并随后以与ATM节点401中相同的方式操作ATM节点402的ATM交换机452，如事件E-21所示。
ATM节点402的ATM交换机452的操作允许在ATM分组中传送的带内数据(话音数据)通过ATM交换机进行传送。例如，通过查询一个诸如表39的表、发送ATM交换控制消息、查询一个诸如表49的表并在ATM交换机中建立通道，从而能以类似于前面所述的方式完成这样的操作。
在如上所述操作ATM交换机时，必须在两端以同一方式通过ATM交换机建立通道(传送带内信息)。这表示带内信息(此信息利用例如电路仿真70的电路仿真进行控制)在此通道的两个端点上的封装必须以同一方式来建立。优选地，为使延迟最小，电路仿真70利用AAL2来封装，当然其他类型的协议也是可能的。
上面提到：承载者类型与连接相关并被存储在PSTN/ISDN节点30的应用软件中。假定：PSTN/ISDN节点30已能处理连接到STM电路交换机的传统接入点(用户或网络接口)。为此，PSTN/ISDN节点30在PSTN/ISDN节点30的静态数据结构中具有这些已有接入点的逻辑表达。根据本发明，PSTN/ISDN节点30还处理连接到ATM交换机的接入点。有关这一方面，(例如)参见图3中的接口41(如下所述)。因而，对于本发明，PSTN/ISDN节点30在其静态数据结构中具有这些附加接入点的逻辑表达。因此，在前面的讨论中将承载者类型数据被用作为区分静态数据结构中附加接入点(例如，ATM相关的接入点)的逻辑表达与常规接入点的逻辑表达的一种方式。
上面也提到必须在两端以同一方式建立带内信息的封装。更具体地，连接在一起的两个电路仿真设备必须采用同一类型的信元填充。例如，如果在连接两个电路仿真设备的链路上第一电路仿真设备只利用一个话音样本将ATM信元打包，则第二电路仿真设备必须以同一方式将ATM信元打包。
有关上述方面，利用信息只填充ATM信元的一部分是用于减少延迟的一种技术，尽管这可能增加附加开销。减少延迟的另一方式是采用AAL2协议。如本领域技术人员所公知的，AAL2是ATM之上的协议层，并允许在ATM信元内传送小型信元。较小AAL2信元的使用有助于解决空中接口中的带宽与延迟问题。本发明能与AAL2交换一起用作ATM交换的一种可选择方案。如果在本发明中采用AAL2，则交换机45可被用作为一个AAL2交换机，并且ATM节点40中的GPN/ATM变换表也必须包括AAL2指针。无论何时提及输入与输出点时，能有选择地包括AAL2指针。因而，如在此处以及在所附的权利要求中所使用的，ATM包括在ATM之上的与ATM相关的协议，诸如AAL2。
图2表示根据本发明另一实施例的混合STM/ATM网络20′。图2的实施例与图1的实施例的主要不同之处在于：图2的实施例不采用全球位置号码(GPN)。相反地，图2的实施例利用PSTN/ISDN节点30的处理器32中的ATM/STM变换表39′来代替GPN/ATM变换表。在图2的实施例中，电路仿真500中的变换表以类似于图1与图1A的实施例中事件E-2的方式将来自64kb/s语音信道的SETUP消息变换为ATM地址(VP和VC)。在通过ATM交换机45来为变换的SETUP消息选择路由之后，电路仿真70如图1与图1A的实施例的事件E-5一样将此SETUP消息变换为STM格式。图2的实施例与图1和图1A的实施例的不同之处在于：PSTN/ISDN节点30的处理器32通过将窄带基准点(例如，在IDSN连接时的b信道)变换为相应的ATM地址以供ATM节点40使用，从而去终接窄带信令。因而，对于图2实施例，事件E-11的交换控制消息发送ATM节点401能明白的ATM VP/VC/端口信息。因此，图1/图1A实施例的事件E-12的变换在图2实施例中是不必要的。相反地，在接收到事件E-11的交换控制消息中的ATM/VP/VC/端口信息之后，图2的实施例进入如事件E-13所示的通道建立与资源预留操作。
本发明实施例中所示的原理也可应用于ATM信元中其他类型信令消息的传送。这些其他类型的信令消息之中包括预定发送给始发终端的那些消息，例如，呼叫完成信令消息，在这种情况下本文所述的一些事件实际上以相反的顺序来执行。混合节点对30/40。网络20″具有3个节点对30/40，其中包括两个本地交换机混合节点对30/401与30/402之间的转接交换机混合节点对30/40TX。图3表示提供#7信令系统300，这是如上所述在ATM AAL层上在ATM交换机45中实现的逻辑系统。作为可选择的实施例，能给此#7信令系统提供它自己的物理网络。
图4是包括混合节点对的本发明网络的两个单元之间的示例协议的图表。具有其ATM交换机45的ATM节点40限定ATM和AAL1(电路仿真部分)层；PSTN/ISDN节点30限定MTP和ISUP层。
图5A-图5C是在两个单元之间可选择的示例协议的图表，第一网络单元具有本发明的混合节点对，而第二网络单元是具有带电路仿真的附加ATM接口的接入节点。在第一网络单元中，ATM交换机限定ATM和AAL1(电路仿真部分)层，同时由PSTN/ISDN节点30限定上面的层。在第二网络单元中，除了接入节点之外，ATM接口和电路仿真还限定ATM和AAL1层，同时，由连接的终端和接入节点部分限定上面的层。例如，图5A-5C的示例协议能用于接口100b上。
图6表示网络从传统的窄带STM传送与交换环境逐步升级为本发明的环境(例如，混合STM/ATM网络20)。在图6中，电路仿真设备(翻译器)500将混合环境与纯STM环境分开。如果根据本发明利用ATM交换与(信令及业务)传送来升级节点B(PSTN/ISDN节点30N+1)，则在以如图6所示的虚线600所表示的方式在节点B与C之间移动此电路仿真设备(翻译器)500时会不干扰节点C(PSTN/ISDN节点30N+2)。
如图7所示，本发明允许一个节点包括许多交换机以及此节点内的交换逻辑协调通过这些交换机建立通道的可能性。此逻辑也在这些交换机之间插入交互工作功能(IWF)(如果需要的话)，并使之有可能利用资源而与将这些资源分配给哪些交换机无关。例如，本发明的多交换节点700包括PSTN/ISDN节点30，后者具有利用接口100d连接到ATM节点407-1的其STM交换机35。具体地，通过IWF447-1连接到ATM节点407-1的ATM交换机457-1。ATM节点407-1的ATM交换机457 -1通过接口100e连接到ATM网络，以及连接到被包括在多交换节点700中的ATM节点407-2和ATM节点407-3。ATM节点407-2具有交换机457 -2和能用于与接入节点227-2进行连接的IWF447-2。ATM节点407-3具-2和能用于与接入节点227-2进行连接的IWF447-2。ATM节点407-3具有ATM AAL2交换机457-3，此ATM AAL2交换机457-3通过ATM节点407 -3的IWF 447-3连接到ATM节点407-1与407-2。接入节点227-2与227- 3连接到ATM节点407-3的ATM AAL2交换机457-3。
本发明有益地以相当简单的方式重复使用PSTN/ISDN节点30中的PSTN与ISDN软件。即，能利用驻留于PSTN/ISDN节点30中已开发的窄带应用软件，同时根据需求将ATM连接用作业务承载者。本发明因而允许诸如PSTN/ISDN节点30的PSTN/ISDN节点控制呼叫，这便于将已得到充分验证的软件用于各种业务和功能(例如，用户业务、智能网络(IN)业务、Centrex、Charging Customer Care系统等)。
在本发明中因而将ATM用作为传送与交换机构，而同时信令可以保持为通常的窄带信令。窄带信令通过ATM连接在永久通道上进行传送，而且窄带语音信道在ATM上进行传送并通过ATM交换机在“每个呼叫的基础上”(根据需求)进行交换。
因此，利用PSTN/ISDN节点30的处理器32执行的窄带应用软件当实际运行在ATM信元交换机上时，会就像对它的STM电路交换传送起作用一样。应明白，此ATM交换机能位于单独的ATM节点中，或集成在与STM交换机相同的节点中。在“每个呼叫的基础”上，PSTN/ISDN节点30中的交换逻辑请求通过ATM信元交换机建立和断开ATM节点40中的交换逻辑。
应明白：前述的各种变化都处在本发明的范畴内。例如，电路仿真70在图1中例如表示为提供在ATM节点40的设备板上。可替换地，电路仿真70可以位于别处，诸如位于PSTN/ISDN节点30与ATM节点40之间的链路60上，或甚至被包括在PSTN/ISDN节点30中(例如，位于接口100d的任一端上)。
虽然诸如处理器32与42的各种处理器被表示为单独的处理器，但应明白这样的处理器的功能能以不同的方式进行安装或分配，例如，在几个处理器上进行分配，以便根据处理能力与可靠性来实现可伸缩性。
在上述的示例中，(以STM格式在STM节点上接收的)SETUP消息可以如事件E-8所示那样通过STM电路交换机35选择路由至信令终端37。然而，应明白，根据PSTN/ISDN节点中的设施情况，信令可以采用另一方式(例如，不通过交换机)到达信令终端。
本发明也描述具有彼此相关的一个STM交换机与一个ATM交换机的系统。这种特定结构在维护某些类型信号(例如，带内信号)的资源位于STM交换机中并且同时也能用于ATM传送呼叫方面是有益的，这也是重复利用已建立的基站(如果这样的基站存在的话)的一种方式。
本发明也能在诸如AAL2等级的各种等级上利用小型信元进行交换，这趋向于能减少任何延迟/反射信号问题。
本发明因而在试图将ATM引入电信网络方面是与电信领域相关的。本发明解决在电路交换电话网络已经存在的情况中采用ATM来进行传送与交换的部分扩大或部分替代电路交换电话网络的问题。本发明采用窄带信令而不采用宽带信令，并且呼叫的承载者部分相互跟随的程度与传统的窄带电路交换网络相同。
虽然已结合目前认为是最实际与优选的实施例对本发明进行描述了，但将明白本发明不限于所公开的实施例，而相反地本发明打算覆盖包括在所附权利要求书的精神与范畴内的各种修改和等效安排。

Claims (28)

1.一种网络设备，包括：
接入节点，所述接入节点被连接到一个窄带终端；
同步传送模式节点，用于对所述窄带终端执行窄带信号处理；其中
所述网络是混合STM/ATM网络，具有设置在此同步传送模式节点与接入节点之间的ATM交换机，用于在此混合网络中通过ATM连接来传送窄带信令。
2.权利要求1的设备，其中通过此ATM连接在永久通道上传送此窄带信令。
3.权利要求2的设备，其中通过此ATM交换机在每个呼叫的基础上传送和交换窄带信令。
4.权利要求1的设备，其中：
此接入节点服务于至少一个窄带终端并生成第一信令消息用于涉及此至少一个窄带终端的呼叫；
翻译器将第一信令消息格式化为ATM信元；
此同步传送模式节点是电路交换节点，它为涉及此至少一个窄带终端的呼叫建立物理连接并为此呼叫生成另一信令消息，此另一信令消息与此物理连接有关；
此ATM交换机为涉及此至少一个窄带终端的呼叫交换窄带业务与信令，此ATM交换机用于：(1)为第一信令消息选择路由至此同步传送模式节点；和(2)通过ATM物理接口为此另一信令消息的ATM信元格式化版本选择路由至另一ATM交换机。
5.权利要求4的设备，其中此同步传送模式节点给此ATM交换机提供全球位置号码以供通过此ATM交换机设置通道之用。
6.权利要求5的设备，其中此ATM交换机将此全球位置号码变换为VPI/VCI。
7.权利要求5的设备，其中由此同步传送模式节点通过从第一信令消息中指定的目的地址信息进行的变换中来获得此全球位置号码。
8.权利要求4的设备，还包括：
目的地接入节点，它服务于一个目的地终端；和
目的地翻译器，用于对传送此另一信令消息的ATM信元格式化版本的ATM信元进行拆包。
9.权利要求4的设备，其中第一信令消息包含第7号信令系统信号。
10.权利要求4的设备，其中将此翻译器安装在此接入节点上。
11.权利要求4的设备，还包括ATM交换翻译器，该ATM交换翻译器利用此另一信令消息来准备此另一信令消息的ATM信元格式化版本。
12.权利要求4的设备，其中此另一信令消息是ISUP与TUP消息之一。
13.权利要求4的设备，其中此ATM物理接口也在此ATM交换机与另一ATM交换机之间传送ATM业务信元。
14.权利要求4的设备，其中在一个不同于此同步传送模式节点的节点中提供此ATM交换机。
15.一种在混合STM/ATM网络中传送信息的方法，此方法包括：
在同步传送模式节点上执行对窄带终端的窄带信号处理；
在此混合网络中通过ATM连接传送一个窄带信令。
16.权利要求15的方法，还包括通过此ATM连接在永久通道上传送此窄带信令。
17。权利要求15的方法，还包括通过ATM交换机在每个呼叫的基础上传送交换窄带信令。
18.权利要求15的方法，还包括：
为涉及此窄带终端的呼叫生成第一信令消息；
将第一信令消息格式化为ATM信元，并通过ATM交换机为传送第一信令消息的ATM信元选择路由至此同步传送模式节点；
在此同步传送模式节点上并且为了响应第一信令消息而为涉及此窄带终端的呼叫生成与物理连接相关的另一信令消息；
利用此ATM交换机通过ATM物理接口为此呼叫的另一信令消息的ATM信元格式化版本选择路由至另一ATM交换机。
19.权利要求18的方法，还包括：
在此同步传送模式节点上获得全球位置号码；
将此全球位置号码传送给此ATM交换机，以便通过此ATM交换机为此另一信令消息设置通道。
20.权利要求19的方法，还包括在此ATM交换机上将此全球位置号码变换为VPI/VCI，以便通过此ATM交换机为此另一信令消息设置通道。
21.权利要求19的方法，还包括在此同步传送模式节点上通过从第一信令消息中指定的目的地址消息进行的变换中获得此全球位置号码。
22.权利要求19的方法，还包括：
为此另一信令消息选择路由至服务于一个目的地终端的目的地接入节点；和
在目的地接入节点的目的地翻译器上对传送此另一信令消息的ATM信元格式化版本的ATM信元进行拆包。
23.权利要求18的方法，其中第一信令消息包含第7号信令系统信号。
24.权利要求18的方法，所述混合STM/ATM网络还包括被连接到一个窄带终端的接入节点，在所述接入节点上安装翻译器。
25.权利要求18的方法，还包括在此ATM交换机上利用翻译器来准备此另一信令消息的ATM信元格式化版本。
26.权利要求18的方法，其中此另一信令消息是ISUP与TUP消息之一。
27.权利要求18的方法，还包括在此ATM物理接口上传送的ATM业务信元流中包含有此另一信令消息的ATM信元格式化版本。
28.权利要求18的方法，还包括在一个与此同步传送模式节点不同的节点上提供此ATM交换机。
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