CN1297125C - 提供分布式主数字终端－远程终端网络的系统 - Google Patents

Abstract

用于多个主数字终端和多个远程终端之间通信的分布式系统。主数字终端连接于中央办公室数字终端和分布式网络之间。远程终端连接在分布式网络和多个用户环路之间。该系统还包括与主数字终端通信的第一网络接口，用于在接口组协议和网关控制协议间的互相转换信息；分布式网络用于在主数字终端和远程终端之间交换光纤路由数据；第二网络接口与远程终端通信，用于在远程终端协议和所述网关控制协议之间互相转换信息，以及用于执行第一网络接口的命令并进行相应的响应。这种系统增强了向下一代分组式网络的演化。

Description

提供分布式主数字终端-远程终端网络的系统

背景技术

本发明通常涉及电信网络，特别是涉及一种用于将远程数字终端(RDT)分解成远程终端(RT)和主数字终端(HDT)组件的系统和方法。

参照图1，数字100表示一个工业标准配置的集成数字环路载波系统(IDLC)。该IDLC包括置于或接近中央办公室(CO)的集成数字终端(IDT)102，置于用户或接近用户的远程数字终端(RDT)104。所述IDT 102连接到公共交换电话网络(PSTN)105。所述IDT 102进一步通过高速数字电路106，比如T1电路，连接到所述RDT 104。所述RDT 104进一步连接到多个用户环路108。

用户环路108和PSTN 105之间的媒体通信是由所述RDT 104核对并从所述T1电路多路传输到IDT 102。在某些配置中，所述RDT 104支持若干个T1电路106，每个T1电路106都与一个不同的IDT 102相连接。

所述RDT 104是智能的网络元件，在用户访问线和时分多路(TDM)设备之间进行连接。所述RDT 104包括主数字终端(HDT)和远程终端(RT)。上述HDT终端连接到上述TDM设备，该TDM设备连接到上述PSTN 105并累积来自一个或多个RT的通信。该RT连接到上述用户环路108，并通过将模拟信号多路连接到一个可支持TDM、异步传送模式(ATM)、网络协议(IP)、载体路径(bearer path)等的数字传送设备而将它们聚集起来。

电信系统主要是选用TDM作为载波技术实现的。TDM技术将可使用的波段分成时隙，并将预定的时隙分配给每个用户线。所述用户线在其时隙期间将数据传送到网络。这样，已有的存取设备以T1或T3载波链接的形式为网络提供了TDM接口。然而，随着公共分组网络上的数据通信量超过话音通信量，开始出现新的、提供连接到下一代分组网络的存取设备，从而使得能够在分组网络上提供呼叫服务。

然而，尽管有向提供话音通信的下一代分组网络发展的趋势，仍然有很多遗留的系统不愿意做这样的转换。因此，这一限制使得设备提供者必须保留并维护遗留的存取设备与下一代存取设备并存，并且需要物理地将用户线从遗留的设备向分组网络存取装置移动，这样既需要大开销，又没有效率。这一难题打击了设备提供者采用下一代分组网络的积极性，从而延迟了引入基于分组的基础架构的新的呼叫服务。

另外，很难对使用IDLC技术的环路进行分包(unbundle)。分包环路(unbundled loop)是由现有的服务提供者拥有，而租借给其他服务提供者的环路。该服务一般是委托给具有所有权的控制机构使用。然而，这些具有所有权的控制机构经常不能满足一些要求，即它们既不具备与第三方产品的互通性，也不支持向下一代分组网络发展。

本发明的一个目的是消除或减轻至少一些上述的缺点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用来在多个主数字终端和多个远程终端之间通信的分布式通信系统。所述主数字终端耦合在中央办公室数字终端和分布式网络之间。所述远程终端耦合在所述分布式网络和多个用户环路之间。所述系统还包括第一网络接口，所述第一网络接口与所述主数字终端通信，用于在接口组协议和网关控制协议之间转换信息。分布式网络交换光纤在所述主数字终端和所述远程数字终端之间路由数据。第二网络接口与所述远程终端通信，用于在远程终端协议和所述网关控制协议之间互相转换信息，并用于执行从所述第一网络接口接收到的命令并给出相应的响应。所述分布式网络能够对所述多个主数字终端的任何一个与所述多个远程终端的任何一个进行交换，所述分布式网络使用所述网关控制协议，根据所述数据的目标地址在所述主数字终端和所述远程终端之间路由所述数据。

本发明的一个优点是，提供了一种系统架构，以支持向下一代分组网络的发展和分包环路，同时维持了与第三方产品的互通性。通常，其他服务提供者在以数字格式存取IDLC服务用户的信号方面遇到挑战，它们往往需要并置或将IDLC服务的用户转变成全铜线设备服务或旧的DLC形式，而这样会降低消费者的服务。这里描述的系统和方法提供了在分布式主数字终端/远程终端网络中的数字信号的传递。

附图说明

现参照下面的附图来描述本发明的实施例，其中：

图1是TDM网络中的IDLC的方框图(已有技术)；

图2是具有分布式RDT的TDM网络中的IDLC的方框图；

图3是说明示于图2的网络中的网络互联功能的使用的方框图；

图4是具有分布式RDT的TDM网络中的环路分包架构的方框图。

具体实施方式

为方便起见，说明书中同样的数字指的是图中相同的结构。参见图2，分布式RDT网络由数字300表示。该分布式RDT网络300包括：多个远程终端302，主数字终端304，集成数字终端306，分布式网络308和公共交换电话网络(PSTN)105。该网络还包括软交换设备310和中继网关312。每个远程终端302可通过分布式网络308与主数字终端304连接。每个主数字终端304与至少一个集成数字终端306连接。集成数字终端306连接到所述PSTN 105。

通常，如上面关于图1的描述，远程数字终端104是用于提供住宅的或商业的用户环路与集中的网络部件之间的访问。为了提供更大的控制范围，远程终端302从一个或多个主数字终端304向下延伸。这是通过分布式网络308实现的。该分布式网络308代表一般的分组网络。正如本领域普通技术人员可以理解的那样，所述分组网络可以通过中继网关312访问由其他服务提供者拥有的分组网络，以及互联网和PSTN。

主数字终端304支持从例如T1电路向集成数字终端306的高容量连接。所述远程终端302提供对最终用户环路108或用户的支持。这样，本配置解脱了所述主数字终端304和所述远程终端302之间的直接关系。结果，使用一个控制机制来连接所述主数字终端304和所述远程终端302。这样的控制机制是由所述分布式网络308提供的。所述分布式网络308能够将任何所述远程终端302与任何所述主数字终端304连接。而且，优选使用通用的公开标准协议进行所述远程终端302和相应的主数字终端304之间的呼叫控制。在本实施例中，这些协议包括网关控制信令协议，如MGCP和MEGACO/H.248。

所述主数字终端304支持集成网络访问(INA)、TR08、GR303、PRI、E1 CAS和V5接口组与IDT 306的通信，并且至少包括一个用于DS0交叉连接的时隙交换机(TSI)。上述的标准在业界广为人知，因此仅在此简单描述。INA是将DS0作为D4成帧的DS1分类为INA组的方法。INA组通常包括1至28个DS1。INA是由协议支持的，使得服务提供者在必要的情况下，能够将环路分类为信道库(channel bank)，以向其他服务提供者提供模拟的信号交换。TR08接口是从朗讯技术(LucentTechnologies)的SLC96 DLC产品导出的IDLC配置。TR08模式1由为96根线提供无集中连接的4个DS1(96个DS0)组成。TR08模式2使用两个为96根线提供2∶1集中度的DS1(48DS0)。GR303接口采用IDLC配置，是TR08的后继产品。GR303支持2至28个DS1，1至2048条线，具有9∶1集中度。用于接口组的两个T1链接包括：用于呼叫过程的时隙管理通道(TMC)和用于管理的嵌入式操作通道(EOC)。每个通道占用一个DS0。主速率接口(PRI)是一个综合业务数字网络(ISDN)级的服务，通常用于连接商业与中央办公室。E1通道联合信号(CAS)是一个系统，在这个系统中，控制信号在与数据和话音信号相同的通道中传输。

参见图3，示出了一个分解的主数字终端304和远程终端302系统。所述主数字终端304包括多个主控制网络互联功能元件(IWF)402，所述远程终端302包括多个从控制网络互联功能元件(IWF)404。这样，所述网关控制协议是基于所述主数字终端304和它的远程终端302之间的主-从关系。

所述主控制元件402提供了由所述IDT 306使用的信令协议和网关控制信令协议之间的网络互联功能。即，主控制IWF 402提供了由所述IDT 306使用的信令协议和网关控制信令协议之间的转换，反之亦然。假定，网关控制信令协议提供了固定的应用程序接口(API)，主控制IWF的任务是将适当的IDT-产生的信令协议指令转换成等价的网关控制信令协议。所有必要的规定信息进入所述主数字终端304以便进行转换。所述网关控制信令协议API包括呼叫设置，事件通知，审计，以及本领域技术人员所知类似物。

因此，只要主控制IWF API被调用，该主控制IWF 402将IDT信令协议使用的地址和指令转换成网关控制信令协议使用的地址和指令的格式。这时，所述网关控制信令协议使用它的信息接口将信号请求发送到置于远程终端302中的相应的从控制IWF 404。

类似的，从控制IWF 404的任务包括将适当的环路发生的协议指令和地址转换成同等的网关控制信令协议和指令，反之亦然。另外，所有必要的规定信息进入到所述远程终端302，以便进行转换。

下面参考IDT发出的调用设置(call setup)，举例描述一个所述主控制IWF 402的功能性。在该例子中，IDT 306使用GR303信令协议，网关控制信令协议是媒体网关控制协议(MGCP)。要执行一个呼叫设置，使用GR303″设置″信息来给选中的远程终端模拟线分配IDT DS1/DS0时隙。该″设置″信息包括一个调用参考值(CRV)，该参考值是用于寻址被选中的模拟线的数字。MGCP使用网关识别标识符和端点标识符来表示被选中的模拟线。主控制IWF 402可用来维持从CRV到MGCP线地址参数的转换。而且，主控制IWF维持从各种GR303命令到关联的MGCPAPI的转换。

一旦主控制IWF转换完成，主控制IWF 402使用MGCP原始的CRCX作为″建立连接″的指令，将呼叫设置请求送到远程终端302。相应的远程终端302的从控制IWF 404接收到该消息，执行向选中的模拟线的DS1/DS0交叉连接功能。如果该交叉连接成功，从控制IWF 402使用CRCX的MGCP响应原语(primitive)通报主控制IWF 402。一旦主控制IWF 402接收到该消息，它通报GR303接口远程终端302上的连接已经成功实现。即，主控制IWF 402将由从控制IWF 404接收到的响应转换成相应的CRV用的GR303″连接″消息。这时，完成了一个使用主从控制IWF 402和404的调用设置。

作为替代，远程终端302能够启动连接。主从控制IWF 402和404的功能类似于上面例子中的描述。如果，例如，在远程终端302上检测到摘机(off-hook)，从控制IWF 404将模拟线转换到基于MGCP的线地址，并查找主控制IWF 402的关联的目标地址。从控制IWF 404将MGCP原始的NTFY用作″通知″指令，向主控制IWF 402发送信息。主控制IWF 402将接收到的MGCP地址转换成相应的GR303 CRV。主控制IWF 402将转换的CRV作为参数，使用GR303″设置″信息执行时隙请求。这时，如前面所述，以类似于IDT发出的调用设置的顺序，分配DS1/DS0时隙。

上面描述的系统的一个优点是它简化了将环路108分包的能力。例如，再参考图2，连接到一个远程终端302的环路108可以根据远程终端302中的供应，连接到任何一个主数字终端304。由于从控制IWF 404将环路108转换到基于MGCP的用于关联的主控制IWF 402线地址，所有对主数字终端304的要求就是改变远程终端302的映射关系。因此，借助于管理系统发送的规定改变(provisioning change)，可将用户从其现有本地交换运营商(ILEC)控制的一个第一主数字终端304转移到由竞争性本地交换运营商(CLEC)控制的第二主数字终端304。如本领域技术人员所知，管理系统可以采用不同的方式实现这一特征。

本发明的系统的另一优点在于，除了具有将环路108分包的能力之外，能够使服务提供者在逐条线的基础上，从传统的话音系统向基于分组的话音系统进行技术转换。这样，服务提供者可以向他们的用户提供新的服务，而无须分别维护采用新技术和旧技术的系统。例如，可以将连接到一个远程终端302的环路108从传统的话音服务转换为分组话音服务。管理系统向远程终端302发送一个规定改变，指示环路108将使用分组话音技术通信。远程终端302提供有充分的指令，以执行分组话音通信，该指令是上面描述的传统的话音通信所要求的指令的扩展集。这是可能的，因为用于分布式网络308的网关控制信令协议是为分组通信而设计的。

当远程终端302从环路108接收建立连接指令时，远程终端302使用MGCP将该指令传输到分布式网络308中的软交换设备310。如果软交换设备310确定了目标地址是传统的分组式话音激活的远程终端302，则软交换设备310按照本领域标准，通过中继网关312建立与PSTN 105的连接。如果软交换设备310确定了目标地址是另一个分组式话音激活的远程终端302，则如熟悉本领域的技术人员所知的那样，软交换设备310直接建立与远程终端302的连接。

本实施例的系统的另一优点是，用于分布式网络的网关控制信令协议是开放的标准协议。因此，该系统提供了与第三方系统的容易的互通性。例如，通过在第三方主数字终端304的协议和已知的开放标准之间设计接口，第三方的主数字终端304能够容易地集成到该系统中。

该系统的另一优点在于，主数字终端304具有使用网关控制协议来控制由给定的远程终端302服务的环路上的环路维护活动的能力。环路测试可通过将IDT信令协议转换成从主数字终端304到远程终端302的调用设置请求来执行。

协议转换以与网关控制信号所采用的方式相似的方式进行。为了执行远程终端302处的环路测试，在环路测试期间，将模拟线交叉连接到金属的测试访问口(MTAP)。所述MTAP的设置使得其可作为模拟线可交叉连接的端点被寻址。像呼叫处理一样，环路测试可以采用原始网关控制协议信号。主控制IWF 402将IDT环路测试信息协议转换成用于呼叫设置的原始网关控制协议。由于有了主控制IWF 402和从控制IWF404，使得这些转换可以进行。

参考图4，另一实施例用数字500来表示。在本实施例中，中心控制室(CO)502包括多个IDT 306。一个第一IDT 306和一个第一主数字终端304驻留有CLEC，或其他替代的服务提供者。一个第二IDT 306和一个第二主数字终端304驻留有一个ILEC，或主要服务提供者。主数字终端304通过分布式网络308连接到多个远程终端302。每个远程终端302与环路108连接，可能连接到ILEC用户，或者CLEC用户，或者可以连接到二者。

所述远程终端302还包括一个时隙交换机(TSI)504。该TSI 504用于将环路108集中在一起，使得它们能够分包为一次数字切换传递(handoff)通过分布式网络308。这样，所述远程终端302可以用下述方式划分以使每种类型的用户环路108集中在一起。即，ILEC用户环路108聚合起来，CLEC用户环路聚合起来。而且，由于可能有不止一个CLEC，一个CLEC的用户环路108可能与其他CLEC分别聚合。所述远程终端302的区域划分使得不同的主数字终端304可控制每个分区。

而且，在远程终端302处具有TSI 504使得环路集中在远程终端302，而不是集中在主数字终端304，对于后者，采用分布式网络段宽不经济。通过分布式网络308中的一个或多个通道，可以把从主数字终端304来的到同一远程终端302处的多环路108去的数据传输到远程终端302。一旦数据到达远程终端302，TSI 504将该数据传送到相应的环路108。通常，这种情况下使用的通道的数量小于远程终端302处没有TSI 504的情况，在远程终端302处没有TSI 504的情况下，主数据终端304必须为每个环路目的单元使用单独的通道。

在上述的实施例中，用于分布式网络308的协议最好是媒体网关控制协议(MGCP)或媒体网关控制(MEGACO)/H.248。所选的协议不仅限于这些协议，但是因为一些原因它们是优选的。如上所述，这些协议是公开的标准，因此可由熟悉本领域的人迅速地实现。这就产生了兼容性和与第三方产品的互通性，因为，即使第三方产品使用其私人拥有的协议，这些协议可以转换为MGCP或MEGACO/H.248，以连接到分布式网络308。使用公开的标准协议因为能够使用现成的(off-the-shelf)协议软件，还能减少产品开发时间。

而且，MGCP和MEGACO/H.248可靠并且稳定，允许分布式网络308扩大规模。它们也独立于传输网络和所载的媒体的类型。因此，该协议可应用到传统的话音通信和分组式话音通信。而且，MGCP和MEGACO/H.248很有用，因为它们可以在所有支持IP通信的媒体上运载。

这样，它们可用于各种载波网络，如ATM、以太网、TDM、同步光网(SONET)和无线协议，以及未来可能开发来支持IP通信的协议，这对熟悉本领域的技术人员来说是显而易见的。

这种适应性提供了系统的灵活性。MGCP和MEGACO/H.248也支持呼叫控制，环路测试和维护操作。最近，它们能支持下一代分组网络上传输话音的应用。

尽管参考特定实施例描述了本发明，在不脱离所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对熟悉本领域的技术人员来说，可以进行各种改进。

Claims (12)

1.一种用于多个主数字终端和多个远程终端之间通信的分布式系统，所述主数字终端连接于中心控制室数字终端和分布式网络之间，所述远程终端连接于所述分布式网络和多个用户环路之间，所述系统包括：

(a)第一网络接口，该第一网络接口与所述主数字终端通信，用于在接口组协议和网关控制协议之间互相转换信息；和

(b)第二网络接口，该第二网络接口与所述远程终端通信，用于在远程终端协议和所述网关控制协议之间互相转换信息；

其中，所述分布式网络能够对所述多个主数字终端的任何一个与所述多个远程终端的任何一个进行交换，以及使用所述网关控制协议，根据数据的目标地址在所述主数字终端和所述远程终端之间路由所述数据。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述网关控制协议是基于分组的协议。

3.如权利要求2所述的系统，其中，当所述目标地址是PSTN话音通信地址时，所述分布式网络将分组话音通信从所述第二网络接口路由至中继网关，以发送到PSTN。

4.如权利要求3所述的系统，其中，所述网关控制协议是MGCP协议和MEGACO/H.248协议之一。

5.如权利要求2所述的系统，其中，当所述目标地址是分组话音通信地址时，所述分布式网络将分组话音通信从所述第二网络接口路由至与所述目标地址有关联的另一第二网络接口。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述网关控制协议是MGCP协议和MEGACO/H.248协议之一。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述分布式网络将公共交换电话网络，即PSTN的话音通信从所述第二网络接口路由至所述第一网络接口，以将其传输到PSTN。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述主数字终端还包括时隙交换机，用于将数据传送到相应的用户环路。

9.如权利要求1所述的系统，其中，所述主数字终端还包括将数据传送到相应的远程终端的时隙交换机，所述相应的远程终端还包括用于将数据传送到相关的用户环路的时隙交换机。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述相应的远程终端是通过根据其服务提供者将所述相关的用户环路进行分组来划分的。

11.如权利要求1所述的系统，其中，所述接口组协议是INA协议，GR303协议，TR08协议，PRI协议，E1 CAS协议，和V5协议之中的任一个。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述分布式网络传输协议至少是ATM协议，以太网协议，TDM协议，SONET协议，和无线协议之中的一个。

Images