CN1605216A - 在下一代网络中提供pstn/isdn业务的方法 - Google Patents

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Abstract

在当前的基于线路交换原理的语音电话，交换局既采用连接控制(V－Strg)也采用信息信道控制(N－Strg)。为语音和数据设计的下一代网络(NGN)按照连接控制和信息信道控制分开的原则工作。也就是用不同的网络元件进行连接控制(V－Strg)和有效信道控制(N－Strg)。在此，所谓的软交换机(SoftSW)承担连接控制，所述的软交换机借助于适当的协议(MGCtrl)与控制有效信道(N)的媒体网关(MG)通信。在现有的网络中实现了大量今后继续需要的业务。这里出现的问题是：用于软交换机的控制业务的控制软件的新发展或移植是特别高费用和非常复杂的。根据本发明这样地解决所述问题：其中软件模型(S/M－MOD)模拟在下一代网络(NGN)中被代替的传统的硬件(K、KU、TG/AG、D)(N)的，其中这样地安排软件模型(S/M－Mod)：使得在常规电话网络(PSTN)中采用的交换节点(OV、TV)的控制软件(V－StrgS/W)与软交换机(SoftSW)一起借助于控制协议(MGCtrl)控制下一代网络(NGN)的代替传统的、硬件(K、KU、TG/AG、D)的部件(KS、AS、MG)。

Description

在下一代网络中提供PSTN/ISDN业务的方法
在当前的基于线路交换原理(TDM-时分复用)的语音电话(PSTN/ISDN＝公共交换电话网/综合业务数字网)网中，当地交换局和转接交换局既采用连接控制也采用有效信道控制(Nutzkanalsteuerung)(例如二连接、三连接、声音(Ton)馈入)。
为语音和数据设计的下一代网络(例如，ATM＝异步传递方式，IP＝互连网协议)按照连接控制和有效信道控制分开的原则工作。也就是在下一代网络(Next Generation Network，NGN)中，与在PSTN/ISDN中不同，用不同的网络元件进行连接控制和有效信道控制。在此，连接控制采取所谓的软交换机，所述的软交换机借助于适当的媒体网关控制协议与控制有效信道的所述媒体网关通信。在NGN中软交换机通过适当的信令协议相互通信，例如BICC＝承载电路无关的呼叫控制，与使用7号信令系统(CCS7)的PSTN/ISDN交换局类似。
图1示出当前的PSTN/ISDN网络的原理，而图2示出下一代网络NGN中的语音通信原理。
与技术实现无关地，在当前的PSTN/ISDN中实施许多由终端客户和网络营运商继续需要的用户业务和网络业务。实现这些业务一般地涉及连接控制以及有效信道控制。
NGN中的功能分裂，就是说在NGN中连接控制VStrg和有效信道控制NStrg的划分，防碍在NGN中使用当前的交换局控制软件。在NGN中承担连接控制VStrg的软交换机SoftSW，应当优选地通过标准计算机构成并且从而代替高度专门化的交换计算机。
在此，出现对于标准计算机PSTN/ISDN业务的控制软件的新的发展及移植特别高费用和非常复杂的问题。此外软交换机必须能够与传统的转接交换局配合动作，也就是掌握相应的传统的信令协议和规程，因为当前的PSTN/ISDN与下一代的网络要长期地共存。
这个问题表明是采用下一代的网络提供传统的电话业务(模拟PSTN/ISDN)产生的新问题。迄今提出的已知解决方案有：
-在商业平台上新开发控制软件
-专门地继续发展传统的交换局
因此本发明的任务是，指出一种方法，用之可以以尽可能低的费用，也就是说实际上未加改变地为在下一代网络中为了连接控制又可使用传统的当地交换局和转接交换局的控制软件。在此特别提出的问题是考虑新的功能分配，就是说通过媒体网关控制协议MGCP控制撤消了的媒体网关。
该任务通过权利要求1的特征在下一代通信网络中控制电话业务的方法和根据权利要求8的特征的通信网络的交换结点(SoftSW)完成。优选实施形式在从属权利要求中得出。
根据本发明提出在下一代通信网络NGN中控制电话业务的方法，据此一个软件模型S/M-MOD模拟在下一代网络NGN中被代替的传统的涉及常规公共电话网络PSTN/ISDN的有效信道N的硬件K、KU、TG/AG、D，其中这样地安排所述软件模型S/M-Mod：使得在常规电话网络采用的交换节点OV、TV的控制软件V-StrgS/W与软交换机SoftSW相关联借助于控制协议MGCtrl控制下一代网络NGN的代替传统的、与有效信道N相关的硬件K、KU、TG/AG、D的部件KS、AS、MG。
有利地可以提出，控制软件的软件模型S/W-Mod沿控制软件V-StrgS/W方向模拟与被取代的传统的硬件K、KU、TG/AG、D的接口I1、I2、I3、I4相应的第一接口I。
此外可配置地安排软件模型(S/W-Mod)，使之导出为与下一代网络(NGN)的网络部件(KS、AS、MG)通信和为控制有效信道(N)所需要的寻址信息。
涉及传统硬件的有效信道N的地址转换成涉及下一代网络NGN的部件的有效信道地址可以借助一个表列进行。
有利地可以提出，可以这样地配置软件模型S/W-Mod：使之没有对控制软件反作用地使用控制下一代网络NGN的部件的不同控制协议MGCtrl。
特别的，用于控制下一代网络(NGN)的部件所需要的有效信道说明数据可以在该软交换机内部和在其它的软交换机之间通过引入信令网关代理(SG-A)借助于第二接口(U)对控制软件无反作用(V-StrgS/W)地交换。
传统的信令协议可以借助于信令网关代理(SG-A)和第二接口(U)借助于软件模型(S/W-Mod)向为下一代网络特定的协议堆栈馈送，并且转变成为下一代网络特定的信令协议。
根据本发明还提出一种下一代网络(NGN)的通信网络交换节点(SoftSW)，所述交换节点(SoftSW)具有模拟被代替的传统的、涉及常规的公共电话网(PSTN/ISDN)的有效信道(N)的硬件(K、KU、TG/AG、D)的装置(S/W-Mod)，它们被这样地安排：使得在常规的电话网中使用的交换节点(OV、TV)的控制软件(V-StrgS/W)与交换节点(SoftSW)相关联借助于控制协议(MGCtrl)控制下一代网络NGN的代替传统的、涉及有效信道(N)的硬件(K、KU、TG/AG、D)的部件(KS、AS、MG)。
交换节点可以附加地具有沿控制软件(V-StrgS/W)方向模拟第一接口(I)的装置，其中接口(I)相应于被取代的传统的硬件(K、KU、TG/AG、D)的接口(I1、I2、I3、I4)。
对于交换节点可以还设有用于获得下一代网络NGN的部件(KS、AS、MG)的寻址信息和用于获得控制有效信道(N)的寻址信息的装置。以及一个或多个信令网关代理(SG-A)用于对控制软件(V-StrgS/W)无反作用地在交换节点内部和借助于第二接口(U)在其它交换节点之间交换对控制下一代网络的部件需要的有效信道说明数据。
在一个特别的安排中，信令网关代理(SG-A)可以附加地具有转变装置用于把传统的信令协议转变成为对下一代网络特定的信令协议。
本发明具有以下的优点：
-通过建立交换局特定的硬件的软件模型使得能够把传统的交换局的控制软件用于软交换机。
-可以在下一代网络NGN中直接地提供所有公知的PSTN/ISDN特征，而不要求新建相应的适应于新的平台的控制软件。
-原来为PSTN/ISDN引入的支持系统(Backendsystem)(AO&M＝运行、管理和保养、记帐、通话量测量)可以在NGN中继续使用。
-原来的交换局特定的控制软件可以移植在任意的平台上。
-在媒体网关、网络技术或者媒体网关控制协议改变时不必须匹配控制软件。
下面参照7个附图详细地说明本发明的实施例。
图1示意地示出PSTN的基本结构。
图2示意地示出NGN结构的可能的例子，此图中还包括PSTN的部件。
图3示意地示出PSTN的当地交换局的部件。
图4示意地示出接替图3的当地交换局的任务的NGN的功能群。
图5示意地示出NGN的软交换机，所述的软交换机具有根据本发明的图3所示的当地交换局的有效信道硬件的软件模型。
图6示出图5的软交换机，带有其它的细节。
图7示出采用根据本发明的有效信道硬件的软件模型的条件下示例性的连接建立的流程图。
图1中，如已经说明地，示出根据现有技术的语音电话网PSTN/ISDN(下文中称为PSTN)的原理。例如PSTN由当地交换局OV1、OV2和转接交换局TV1…4组成。其中当地交换局一般地起连接用户或者私人分网络的作用。
在图1中第一用户终端装置TA与第一当地交换局OV1连接，而第二用户终端装置TB与第二当地交换局OV2连接。在此，用户终端装置例如可以是模拟的或者数字的电话。在图1中示出ISDN电话，在用户电话处已经在对当地交换局的分开的信道上传输信令信息和有效信息。准确地说所谓的D信道起传输信令信息的作用并且普遍地具有16kbit/s的传输速度。对于语音传输一般地提供有两个带宽各64kbit/s的所谓B信道。
然而终端装置的种类对于PSTN的工作原理是无关紧要的，后者以当地交换局OV开始通过分开的信道传输有效信息和信令信息：有效信道N和信令信道S。因此所有的交换局都具有用于有效信道控制的元件N-Strg和用于连接控制的元件V-Strg，其中交换局OV、TV的有效信道控制N-Strg拟定有效信道N的控制，而交换局OV、TV的连接控制V-Strg拟定信令信道S的控制。
如上文已经说明，网络拓扑只是举例地大大简化地示出的。实际的PSTN拓扑例如还设有所谓的信令转移点STP，所述的信令转移点STP没有有效信道控制N-Strg。为了进行信令一般地采用7号共路信令系统CCS7。此外图1所示还在这样的程度上进行了简化：第一当地交换局OV1与第一转接交换局TV1连接，后者又与第二转接交换局TV2连接，第二转接交换局TV2与第三转接交换局TV3连接，第三转接交换局TV3再与第四转接交换局TV4连接，其中第四转接交换局TV4最终与第二当地交换局OV2连接。在实际的PSTN中为了降低脱线的概率在许多情况下设置横向连接，例如在第一和第四转接交换局之间连接。
在图2中示出下一代网络(下文中：NGN代表下一代网络)的配置。在NGN中连接控制V-Strg与有效信道控制N-Strg分开，就是说用分开的部件实现。例如示出两个转接交换局TV通过NGN的部件代替。在此，信令信道S相应地与连接控制部件，在此是软交换机SW连接。在此，软交换机通过控制连接MGCtrl与所分配的部件，就是说例如一个或多个媒体网关，连接。
在图2的情况下示出一种PSTN/NGN互相配合的情况，其中用户装置TA、TB如图1那样与PSTN当地交换局OV1、OV2连接。图2中的转接网络与图1不同地由NGN构成，所述的NGN例如由两个软交换机SoftSW1、SoftSW2和两个媒体网关MG1、MG2组成。其它的拓扑包含其中用户终端装置之一已经直接与NGN连接的情况，或者其中两个用户终端装置都已经直接与NGN连接的情况，这没有在图中示出。
PSTN的交换局OV1、OV2、TV1…4由连接控制V-Strg的软件复合体V-StrgS/W和用于有效信道控制N-Strg的硬件复合体组成。有效信道控制N-Strg用的硬件必须至少掌握以下的任务：
-在输入端口与输出端口之间进行连接接通
-多个输入端口与输出端口的会议连接
-馈入声音和/或通知
-识别声音和/或语音
PSTN的一个交换局OV示意地在图3中示出。所述的任务如下地分配给不同的硬件-组件：
-连接接通：耦连网络K
-会议接通：与耦连网络K连接的会议单元KU
-馈入声音/通知：声音发生器TG和通知发生器AG
-识别声音和/语音：DTMF检测器和语音检测器D。
在此图中未示出的，在其上运行连接控制的软件V-StrgS/W的交换计算机具有多个与所述部件的接口：
-第一接口I1：会议单元KU
-第二接口I2：声音发生器TG和通知发生器AG
-第三接口I3：DTMF检测器和语音检测器D
-第四接口I4：连接网络K
在此接口I1…4表示有效信道控制N-Strg和连接控制V-Strg之间的连接。有效信道N直接地或者通过一定的组件(未示)与连接网络K连接，所述的连接网络K把信令信道与信令网关SG连接，所述的信令网关SG通过第五接口T与交换计算机耦连并且从而与连接控制软件V-StrgS/W通信。
在下一代网络中所述的任务由媒体网关接管，从而模拟PSTN/ISDN的功能。类似于PSTN/ISDN也在NGN中分散地进行特征控制(连接控制和有效信道控制)，就是说，软交换机SoftSW和由之通过媒体网关控制协议MGCtrl控制的部件MG、AS、KS接管(PSTN/ISDN)交换局的任务。
这示于图6中。连接控制V-Strg还是由信令网关SG接管，所述的信令网关SG与连接控制软件V-StrgS/W通信并且与之一起构成软交换机SoftSW。有效信道控制N-Strg在图6中通过分开的部件构成，所述的分开的部件由软交换机通过媒体网关控制器MGCtrl控制并且与有效信道N连接。这些部件具体地是：
-媒体网关MG，由功能元件DTMF-检测器D、声音发生器TG和变码器TC组成
-通知服务器AS，由功能元件通知发生器AG组成
-会议服务器KS，由功能元件会议单元KU组成
这些部件通过NGN与软交换机通信以及直接地相互通信，由虚线示出。作为媒体网关控制连接的控制协议，例如可以使用媒体网关控制协议MGCP。
图5和6中示出软交换机SoftSW，它这样地扩展本发明，使得传统的PSTN交换局的控制软件V-StrgS/W和信令网关功能SG能够用于NGN中的连接控制V-Strg。
为此引入原来的PSTN交换局的硬件的软件复合体或者说软件模型S/W-Mod，所述的软件复合体或者说软件模型S/W-Mod建立不再需要的有效信道相关的硬件的模型。这种软件复合体S/W-Mod具有带有控制软件V-StrgS/W的接口I，所述的接口I与对于图3所示的不再需要的交换台特定的硬件会议单元KU、声音/通知发生器TG/AG、DTMF/语音检测器D的替代接口I1-4类似或者相同。在此软件模型S/W-Mod产生地把连接控制软件V-StrgS/W的硬件相关的指令和地址转换成的接口MGCtrl的适当的指示，其中这样地配置软件复合体S/W-Mod：使得为与媒体网关MG或者相应的有效信道控制通信所必需的寻址信息，例如URL，可以从硬件模型化导出。
虚拟的，交换局特定的有效信道地址通过一个表列转换成媒体网关MG的有效信道地址并且通过媒体网关控制协议交换，例如在媒体网关中标识有效信道的硬件地址/设备号码EQN<->URL。
通过适当地构成软件复合体很容易地可能达到关于为媒体网关MG采用的控制协议MGCtrl的软件复合体的可配置性，从而可以操作不同的媒体网关控制协议并且操作不同的网关，例如生产厂家特定的，应用特定的ISDN/中继或者技术特定的ATM、IP，而没有对控制软件的反作用。
图6中引入一个信令网关代理SG-A，通过该信令网关代理SG-A在软交换机SoftSW内部和多个软交换机之间借助于接口U可以交换特定的、控制各种不同的媒体网关MG和服务器AS、KS需要的网络信道说明，而没有对控制软件V-StrgS/W的反作用。传统的信令协议可以借助信令网关代理SG-A和接口U通过软件模型S/W-Mod引导，并且由软件模型按需要输出到NGN特定的协议堆栈，并且转变成NGN特定的信令协议，由此在过渡期间(Ubergangsphase)使得可能，传统的PSTN的部件和NGN的部件在网络中接管交换任务。
图7A-7C示出采用软件模型S/M-Mod的条件下连接建立的示例性的通知过程。这是为这样的通知过程采取的：与图1和图2所示相反用户终端装置TA、TB涉及NGN终端装置，或者涉及媒体网关。

Claims (12)

1.在下一代通信网络(NGN)中控制电话业务的方法，据此一个软件模型(S/M-MOD)模拟在下一代网络(NGN)中被代替的传统的、涉及常规公共电话网络(PSTN/ISDN)的有效信道(N)(Nutzkanal)的硬件(K、KU、TG/AG、D)，其中这样地安排所述软件模型(S/M-Mod)：使得在常规电话网络采用的交换节点(OV、TV)的控制软件(V-StrgS/W)与软交换机(SoftSW)相关联借助于控制协议(MGCtrl)控制下一代网络(NGN)的代替传统的、与有效信道(N)相关的硬件(K、KU、TG/AG、D)的部件(KS、AS、MG)。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，
控制软件的软件模型(S/W-Mod)沿控制软件(V-StrgS/W)方向模拟与被取代的传统的硬件(K、KU、TG/AG、D)的接口(I1、I2、I3、I4)相应的第一接口(I)。
3.如权利要求1或2之一所述的方法，
其特征在于，
可这样地配置软件模型(S/W-Mod)：使之导出为与下一代网络(NGN)的网络部件(KS、AS、MG)通信和为控制有效信道(N)所需要的寻址信息。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，
其特征在于，
可以借助一个表列把涉及传统硬件的有效信道(N)的地址转换成涉及下一代网络(NGN)的部件的有效信道地址。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，
其特征在于，
可以这样地配置软件模型(S/W-Mod)：使之没有对控制软件反作用地使用控制下一代网络(NGN)的部件的不同控制协议(MGCtrl)。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，
其特征在于，
特别的，用于控制下一代网络(NGN)的部件所需要的有效信道说明数据可以在该软交换机内部和在其它的软交换机之间通过引入信令网关代理(SG-A)借助于第二接口(U)对控制软件无反作用(V-StrgS/W)地交换。
7.如权利要求1至6之一所述的方法，
其特征在于，
传统的信令协议可以借助于信令网关代理(SG-A)和第二接口(U)借助于软件模型(S/W-Mod)向为下一代网络特定的协议堆栈馈送，并且转变成为下一代网络特定的信令协议。
8.下一代网络(NGN)的通信网络交换节点(SoftSW)，所述交换节点(SoftSW)具有模拟被代替的传统的、涉及常规的公共电话网(PSTN/ISDN)的有效信道(N)的硬件(K、KU、TG/AG、D)的装置(S/W-Mod)，它们被这样地安排：使得在常规的电话网中使用的交换节点(OV、TV)的控制软件(V-StrgS/W)与交换节点(SoftSW)相关联借助于控制协议(MGCtrl)控制下一代网络(NGN)的代替传统的、涉及有效信道(N)的硬件(K、KU、TG/AG、D)的部件(KS、AS、MG)。
9.如权利要求8所述的交换节点，
所述交换节点附加地具有沿控制软件(V-StrgS/W)方向模拟第一接口(I)的装置，其中接口(I)相应于被取代的传统的硬件(K、KU、TG/AG、D)的接口(I1、I2、I3、I4)。
10.如权利要求8或9之一所述的交换节点，
所述交换节点附加地具有用于获得下一代网络NGN的部件(KS、AS、MG)的寻址信息和用于获得控制有效信道(N)的寻址信息的装置。
11.如权利要求8至10之一所述的交换节点，
所述交换节点具有一个或多个信令网关代理(SG-A)用于对控制软件(V-StrgS/W)无反作用地在交换节点内部和借助于第二接口(U)在其它交换节点之间交换对控制下一代网络的部件需要的有效信道说明数据。
12.如权利要求8至11之一所述的交换节点，
其信令网关代理(SG-A)附加地具有转变装置用于把传统的信令协议转变成为对下一代网络特定的信令协议。
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