本发明的任务是给出一种简单构建的并且无干扰工作的适配单元。此外,要给出一种用于运行电信网的方法。
涉及单元的任务通过具有在权利要求1中所给出的特征的适配单元来解决。改进方案在从属权利要求中给出。
本发明的适配单元包括:
-信道发送/接收单元,其将信令数据发送给电路交换电信网的交换站,并且从所述交换站接收信令数据,
-数据分组发送/接收单元,其至少在正常运行方式中将数据分组发送到数据分组传输网中,并且从所述数据分组传输网接收数据分组,
-数据插入/数据取出单元,其至少在所述正常运行方式中将来自信道接收单元的信令数据插入到数据分组中,并且转交给数据分组发送单元,以及从由数据分组接收单元所接收的数据分组中取出信令数据,并且将其转交给信道发送单元,和
-运行方式转换单元,其当在数据分组传输网侧有干扰时或者当在数据分组传输网上运行的电信设备中有干扰时转换成紧急运行方式,其中保证了经由电路交换电信网的远程通信。
因此,在至中央电信设备的数据分组传输网受干扰时或者在中央电信设备受干扰时也可以简单地实现分支中的电话运行。
在第一可代替的改进方案中,所述运行方式转换单元在所述紧急运行方式中促使将信令数据转交给与在正常运行方式中不同的电信设备。相反,在所述紧急运行方式中来自该不同的电信设备的信令数据经由所述信道发送单元被发送。与在正常运行方式中所使用的中央电信设备相比不同的电信设备的功能优选地大大受到限制,使得对于在所述紧急运行方式中所使用的电信设备的电路技术的和管理的耗费是合理的。在所述紧急运行方式中所用的电信设备例如只支持几个终端设备、尤其少于16个终端设备。该电信设备也不包含冗余地实施的部件。
在一种改进方案中,在所述紧急运行方式中所使用的电信设备的功能在电话中、尤其在IP电话中提供。部件和软件在IP电话中不仅可以被用于提供紧急-电信设备的功能,而且也被用于在两种运行方式中在打电话时提供IP电话的功能。
在非常简单的第二可代替的改进方案中,所述运行方式转换单元在所述紧急运行方式中促使将信令数据转交给用户终端设备。相反,在所述紧急运行方式中来自所述用户终端设备的信令数据经由所述信道发送单元被发送。如果交换站线路是多设备端口,则尤其使用该改进方案。
在第三可代替的改进方案中,所述适配单元包含协议转换单元,其中在所述紧急运行方式中,由所述运行方式转换单元促使所述协议转换单元来执行信令数据到数据分组传输网的信令协议的协议转换,并且优选地也在相反的方向上执行。在第三可代替的改进方案中,所述适配单元此外还包含网络接入单元,其中在所述紧急运行方式中,通过所述运行方式转换单元促使所述网络接入单元来执行数据分组传输网的终端设备的网络接入功能、尤其是按照ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门)的H.323协议家族的协议的关守功能、或者按照IETF(因特网工程工作小组)的SIP(会话初始协议)协议或者基于其的协议的SIP注册功能。分支的电话在紧急运行方式中在适配单元处注册。
在第四可代替的改进方案中,所述适配单元包含协议转换单元、也即所谓的代理单元,其中在所述紧急运行方式中由所述运行方式转换单元促使所述协议转换单元来执行例如按照DSS1的信令数据到数据分组传输网的信令协议的协议转换,并且优选地也在相反的方向上执行。在第四改进方案中,所述适配单元也包含终端设备单元,其中在所述紧急运行方式中,通过所述运行方式转换单元促使所述终端设备单元来执行数据分组传输网的终端设备-终端设备连接中、尤其在点对点连接中的终端设备的功能。因此,适配单元不必同时为分支的所有电话提供中央注册功能。
在其他的可代替的实施方案中,采取其他措施,以便在干扰时也维持在安装有本发明适配单元的分支中的电话运行。
本发明尤其涉及一种用于运行电信网的方法,具有在正常运行方式中所执行的步骤:
-接收电路交换电信网(20,22)的信令数据,
-经由数据分组传输网(12)隧穿(160,190)所接收的信令数据,
-在电信设备(14)中按照信令协议处理被隧穿的信令数据。
下面,根据附图描述本发明。其中:
图1示出专用电信网10的正常运行方式,在所述专用电信网中语音数据也经由因特网12被传输。电信网10包含中央电信设备14和在分支F1或者F2中的例如两个分支数据分组传输网16和18。电信设备14在专用电信网10的终端设备之间和/或在该终端设备和公众电路交换电信网(PSTN-公众交换电信网)上的终端设备之间转接电话连接或者可视电话连接,其中在图1中示出了所述公众交换电信网的三个本地网20、22和24。在实施例中,本地网20至24属于相同的网络运营商。在其他的实施例中,本地网20至24属于不同的网络运营商。在一种其他的实施例中,电信设备14和适配单元90在相同的本地网中被连接在不同的交换站上或者被连接在交换站的不同的部件上。
在因特网12中,数据在数据分组中按照因特网协议被传输。每个数据分组都包括具有目标地址和发送方地址的数据头。在数据体中包含有效数据(例如语音数据或者信令数据)。数据分组在至少一个下面的协议层上无连接地、也即在没有连接建立阶段和连接拆除阶段的情况下被传输。因特网12包含多个本地数据分组传输网LAN(局域网)和广域传输网WAN(广域网)。
电信设备14例如是西门子股份公司的HiPath 4000类型,并且包含:
-控制单元30,
-交换网络32,
-至少一个交换站部件34,
-至少一个用户连接部件36,
-和至少一个IP部件38。
控制单元30另外还控制电信设备14中的交换过程,检查通过专用电信网10的用户对功能特征的利用,并且记下在专用电信网10内的内部收费的收费数据。控制单元例如包含一个或者多个处理器。
交换网络32由控制单元30控制,并且用于从或向交换站部件34、用户连接部件36或者IP部件38交换通话数据。在交换网络32中的交换例如通过错接时隙来进行。
一条交换站线路40或者多条交换站线路40至46连接在交换站部件34上,所述交换站线路的另一端连接在本地网20的未示出的交换站上。通话数据在多达30个有效信道和一个信令信道中按照ISDN协议(综合业务数字网)以每交换站线路为时分多路复用的方式被传输。交换站部件34处理来自本地网20的根据ISDN协议的信令消息,并且将根据ISDN协议的信令消息发送到本地网20中。
多个终端设备60至64(例如西门子股份公司的Optiset类型的终端设备)经由连接线50至56被连接在用户连接部件36上。在终端设备60至64和用户部件36之间的语音数据仅仅以时分多路复用的方式在语音信道中被传输,而不在数据分组中被传输。用户部件36根据专有的激励协议(例如根据协议CorNet TS(企业网络电话支持))产生信令消息。终端设备60至64由运营专用电信网10的公司的工作人员使用。
IP部件38经由线路70与因特网12相连接。数据分组借助于该IP部件38被发送到因特网12中,并且从因特网12中被接收。IP部件38按照IP协议和ICP协议(传输控制协议)处理信令数据,并且此外在一种代替方案中,例如根据由IETF(因特网工程工作小组)所确定的SIP(会话初始协议)或者根据H.323协议家族的ITU-T协议在较高的协议层上实现IP信令,以尤其用于准备语音传输。
此外,在IP部件38中来自交换网络32的语音数据从电路交换的传输信道中被取出,并且被插入到数据分组中,所述数据分组随后经由因特网12被传输。反之,在IP部件38中来自因特网12的语音数据从数据分组中被取出,并且在交换网络32的传输信道中被继续交换。
在分支F1的IP数据分组传输网16上连接有:
-至因特网12的线路72,和
-例如西门子股份公司的Optipoint类型的IP电话80至84、或者少于十个的IP电话。
IP电话80例如包含S0适配器90作为插入卡,所述适配器一方面与数据分组传输网16相连接(参见连接92),并且另一方面与交换站连接线路(或者简短地称为交换站线路)100相连接,其引向本地网22的未示出的交换站。在交换站线路100上根据ISDM协议针对接口S0发信令。
到达交换站线路100的信令数据在S0适配器90中在没有按照协议处理的情况下被封装在数据分组中,并且经由因特网12被隧穿,参见从S0适配器90经由因特网12和IP部件38至控制单元14的信令数据的通过虚线所示的信令路径102。控制单元以与来自交换站部件34的信令数据相同的方式处理信令数据。在此,控制过程通过控制单元30来执行,并且信令数据根据ISDN协议按照协议地被应答。应答信令数据被输送给IP部件38,在那里被封装在数据分组中,并且经由因特网12被隧穿回到S0适配器90,参见虚线画出的信令路径102。
语音数据从交换站线路100的B信道(B1,B2)中被取出,并且例如经由因特网12被传输给IP部件38,参见语音数据路径104。为了传输语音数据,例如使用由IETF确定的实时协议(例如RTP(实时协议)和协议UDP(用户数据报协议))。在S0适配器90中,例如在因特网12方向上根据ITU-T标准G.723或G.729进行语音压缩、或者在交换站线路100方向上进行语音解压缩。也即对于语音数据不进行隧穿。
在实施例中,根据经由交换站线路100到达的信令数据应该建立从本地网22至IP电话80的电话连接。因此,控制单元30将到达的呼叫借助于IP部件38经由因特网12用信令发送给IP电话80,参见信令路径106。对于IP电话80,例如使用专有的激励协议(例如经由下面详述的专有协议CorNet TC(企业网络-远程交换)和TCP/TP隧穿的西门子内部的协议CorNet TS(企业网络-电话支持))用于发信令。该协议的协议消息经由因特网12被隧穿,并且涉及如“按键×按下”或者“LED×开或者关”的简单信令过程。
为了准备传输语音数据例如可以使用协议SIP(会话初始协议)或者H.323协议家族的协议。为了在信令路径106上发信令,可选择性地代替协议CorNet TS而例如使用协议SIP或者根据H.323协议家族的信令协议。
如果操作IP电话80的用户已经接受了到达的通话,则例如还有经由语音数据路径104到达IP部件38的语音数据经由因特网12从IP部件38被传输到IP电话,参见语音数据路径108,在所述语音数据路径上例如在没有隧穿的情况下再次使用实时传输协议。如果使用IP电话80的用户讲话,则在此所产生的语音数据在相反的方向上经由语音数据路径108和104被输送给适配器90,被拆包并且在时隙中经由交换站线路100被继续传输。
即使IP电话80想要向本地网22中建立连接,也使用信令路径106和102以及语音传输路径108和104。在此,ISDN信令数据由控制单元30产生,并且经由信令路径102被隧穿至S0适配器90,在转换之后被发送给本地网22的交换站。然后,来自本地网22的交换站的应答信令数据从S0适配器90经由因特网12被隧穿至控制单元14。
如果代替IP电话80而使用分支F1的IP电话82或IP电话84,则采取相同的措施。
在分支F2的IP数据分组传输网18上连接有:
-至因特网12的线路110,和
-IP电话112和IP电话114,例如西门子股份公司的Optipoint类型的IP电话。
IP电话112例如包含S0适配器116作为插入卡,所述S0适配器一方面与数据分组传输网18相连接(参见连接118),并且另一方面与交换站线路120相连接,所述交换站连接线路引向本地网24的未示出的交换站。在交换站线路120上例如根据ISDN协议针对接口S0发信令。如果本地网24代替本地网22参与电话连接,则上面针对分支F1所述的过程也适用于分支F2。
图2针对正常运行方式示出适配单元90中的两个协议栈130和132、以及中央电信设备14中的两个协议栈140和142。属于协议栈130至142的协议的功能例如通过不带处理器的电路装置或者通过带有处理器的电路装置来提供,其中所述处理器执行在存储单元中所存储的指令。
协议栈130根据OSI模型(开放系统互连)具有TDM层(时分复用)作为下面的协议层150、也即作为物理层或者位传输层,使得信令数据在信令信道中按照时分多路复用方法被传输。协议栈130的第二协议层152、也即数据连接层例如根据ITU-T标准Q.921来运行。
当适配器90中的协议层150和152完全被处理时,适配器90中的第三协议层154、也即网络层的信令消息只是被识别,而不被处理。第三协议层涉及例如根据ISDN用户协议DSS1(数字信令系统No.1)(参见ITU-T的Q.931及其后)的信令。属于该协议的数据被复制,并且经由因特网12被隧穿。
为了隧穿,例如使用专有的协议,例如西门子内部的协议CorNetTC(企业网络-远程通信),其认识以下基本消息:
-用于用信令通知数据连接的建立或拆除的“登录(Log On)”或者“注销(Log Off)”,
-用于监控数据连接的“保持有效(Keep Alive)”,
-容器消息,其中例如可以按照其他专有的协议传输信令消息或者也可以按照DSS1传输待隧穿的信令消息。
从交换技术角度看,CorNet TC属于连接层2。
在IP协议栈132中,在第四协议层、也即在传输协议层中例如使用TCP(传输控制协议)协议。其下在第三协议层、也即在网络协议层中具有因特网协议IP。在IP协议栈132中的两个下面的协议层被组合成网络接入协议层158,并且代表LAN或者WAN传输协议(例如以太网协议)。IP协议栈132的较高协议层159在图2中通过点来说明。
在适配器90中信令数据的隧穿在图2中通过双箭头160示出,并且既在从交换站线路100至线路72的方向上进行、又在从线路72至交换站线路100的反方向上进行。CorNet TC容器消息作为IP数据分组从适配器90被发送到因特网12中,或者从因特网12接收。
在实施例中,协议栈132的功能通过IP电话80来提供,所述IP电话80也可以为打IP电话而使用这种协议栈132的功能。电话80包含内部的总线系统,在其上插入S0卡。经由该内部的总线系统,在S0卡和电话80之间交换未隧穿的DSS1消息。因此,软件和硬件多次被使用,并且适配器90的在电路技术和软件技术上的附加耗费很小。
在另一实施例中,S0适配器90不依赖于IP电话被实现,并且在这种情况下包含自身的至分支数据分组传输网16的端口。在可代替的实施例中,两个协议栈130和132的功能在S0适配器90中被提供。
图2在其右边部分示出对应于协议栈130、132的协议栈140、142。协议栈140如协议栈132那样被建立,并且包含:
-下面的网络接入协议层170,其功能例如通过IP部件38来提供,
-位于其上的第三协议层171,用于实现IP协议,
-用于实现传输协议(例如TCP)的第四协议层172,其中协议层171和172的功能例如同样通过IP部件38来提供,和
-其他更高的协议层174,其通过点来表示,但是没有被进一步描述。
协议栈142类似于协议栈130被建立,并且包含:
-下面的协议层180,其根据时分多路复用方法工作,
-第二协议层,其例如按照ITU-T标准Q.921工作,并且在交换站部件34和本地网20中的交换站之间建立数据传输连接,
-与协议层154相反完全被处理的信令协议层184,其提供DSS1协议的功能,和
-更高的协议层186,其通过点来表示,但是没有被进一步描述。
协议栈142的协议层184不仅被用于在本地网20方向上发信令、而且也被用于将通过因特网12被隧穿的信令消息转交给控制单元30或者被用于转交必须来自控制单元30且通过因特网12被隧穿的信令消息(参见双箭头190)。
在电信设备14中,通过因特网12被隧穿的DSS1信令消息从CorNetTC容器消息中被拆包,并且被转交给控制单元30。反之,经由因特网12待隧穿的DSS1信令消息被插入到CorNet TC容器中,并且随后被插入到IP数据分组中。
如果因特网12或者中央电信设备14出现故障,则在没有下述的附加措施的情况下不能对分支F1、F2中的电话80至84、112、114、以及引向分支F1、F2的交换线路100、120进行控制。
图3示出紧急运行方式的第一变型方案,其中适配单元90的功能通过适配单元90a来提供。IP电话80检测因特网12的故障或者电信设备14的故障。
具有S0适配单元90a的IP电话80于是接管具有作为分机终端设备的IP电话80至84的小电信设备(PBX-专用小交换机)的作用。IP电话80如具有S0-ISDN局接口的小电信设备那样操作S0适配单元90的S0接口。
IP电话82、84在其侧检测故障,并且转接到紧急-电信设备的备用IP地址上。IP电话82、84在紧急运行方式中自动地在小电信设备处注册,所述小电信设备处于IP电话80或者S0适配单元90a中。因此,在紧急运行方式中,所有IP电话80、82和84都能够作为紧急-电信设备的分机用户经由该单元输送来自和离开IP电话80和S0适配单元90a的局通话或者交换站通话。
IP电话80和其S0适配单元90a在紧急运行方式中相对于IP电话82、84像中央电信设备14那样工作。在实施例中,电信设备14是西门子股份公司的HiPath 4000类型的电信设备。因此,作为中央电信设备14的所谓HFA-IP电话(HiPath特征接入)的IP电话82、84转接到作为紧急-电信设备的IP电话80。在转接时保留接口协议、尤其是如协议CorNet TS或者协议CorNet IP的专有接口协议。
在实施例中,IP电话80自身在紧急运行方式中同样在紧急-电信设备上被运行。在可代替的实施例中,电话80在紧急运行方式中像主连接电话那样被运行,其中紧急-电信设备和电话分享S0总线。
在图3所示的实施例中,在紧急运行方式中,DSS1信令消息经由IP网络不被隧穿。DSS1信令消息经由IP电话80的内部总线系统到达IP电话80。
图4示出紧急运行方式的非常简单的第二变型方案,其中适配单元90的功能通过适配单元90b来提供。按照第二变型方案,IP电话80和S0适配单元90b在紧急运行方式中像ISDN局电话或者像直接连接在交换站上的ISDN电话那样工作。
IP电话检测因特网12或者中央电信设备14的故障。于是,IP电话80像直接连接在交换站上的ISDN电话那样操作S0接口。因此,IP电话80可以在紧急运行方式中作为ISDN电话输送来自本地网22的和进入本地网22的通话。其他的IP电话80、82可以在紧急运行方式中不输送通话,参见划掉符号200和202。
在根据图4的紧急运行方式中,DSS1信令消息同样经由数据分组传输网不被隧穿。DSS1信令消息经由IP电话的内部总线系统在S0卡和电话80之间被传输。因此,在紧急运行方式中,不提供IP协议栈132的功能。
图5示出紧急运行方式的第三变型方案,其中适配单元90的功能通过适配单元90c提供。根据第三变型方案,S0适配单元在紧急运行方式中像H.323/ISDN网关那样工作,或者在可代替的实施例中像SIP/ISDN网关那样工作。网关也被称为具有彼此不同的信令协议的网络之间的网络过渡单元。
S0适配单元90c检测因特网12或者电信设备14的故障。于是,S0适配单元像H.323/ISDN网关或者H.323/ISDN网络接入单元那样工作,所述H.323/ISDN网关或者H.323/ISDN网络接入单元在引入本地网22的情况下在IP电话80至84的交换站连接时接管在根据H.323的IP信令和ISDN信令(例如DSS1)之间的转换。同时,S0适配单元9c接管相对于电话80至84的关守的作用。例如在IP电话80至84也检测出故障之后,IP电话80至84在紧急运行方式中在S0适配单元90c处注册为H.323终端设备。
在可代替的实施例中,S0适配单元90c在紧急运行方式中像SIP/ISDN网关那样工作,使得在S0适配单元90c中进行在SIP信令和ISDN信令之间的转换。S0适配单元接管SIP注册器的作用。IP电话80至84在S0适配单元处注册为SIP终端设备。
根据图5,在可代替的实施例中,电话80在紧急运行方式中像主连接电话那样被运行,其中网络接入单元和电话80分享S0总线。
在图5所示的实施例中,DSS1信令消息也在紧急运行方式中经由IP网络不被隧穿。DSS1信令消息经由IP电话80的内部总线系统到达IP电话80,并且在那里在网络接入单元中被转换。但是可以使用IP协议栈132用于将电话80连接至IP网络16。
图6示出紧急运行方式的第四变型方案,其中适配单元90的功能通过适配单元90d提供。根据第四变型方案,S0适配单元90d和IP电话80、82或者84在紧急运行方式中像点对点结构的点对点终端设备那样工作。
S0适配单元90d检测因特网12或者电信设备14的故障。于是,S0适配单元90d相对于IP电话80、82或84像点对点终端设备那样工作,所述点对点终端设备在Ip电话80、82或84的局间连接时作为代理或者网络过渡单元实现在根据点对点协议和根据ISDN协议(例如DSS1)的IP信令之间的转换。IP电话80至84也检测干扰,并且转接到网络过渡单元的备用IP地址上。
在根据图6的可代替的实施例中,电话80在紧急运行方式中像主连接电话那样工作,其中网络过渡单元和电话80分享S0总线。
在图6所示的实施例中,DSS1信令消息经由IP网络也不被隧穿。DSS1信令消息经由IP电话80的内部总线系统到达IP电话80。DSS1信令消息经由IP电话80的内部总线系统到达IP电话80,并且在那里在网络过渡单元中被转换。但是可以使用IP协议栈132用于将电话80连接至IP网络16。
总之,需要在企业网络中存在具有至公众电话网的入口的总局和作为总局的在其他本地网范围中或者其他交换站中的位置分散的分支。通过经由连接总局和分支的LAN/WAN使分支的局端口的信令被隧穿,企业网络运营商通过中央设备的控制不仅运营分支的电话用户,而且运营其局端口。
通过本发明给出了手段,以便在总局出现故障或者在位于总局和分支之间的LAN/WAN出现故障时实现尤其在建立和服务成本方面的成本有利的紧急运行。如果为了在紧急运行中在不连接至总局的情况下能够使分支用户实现本地局间连接而例如在每个分支中都安装紧急-电信设备,则尤其在只具有几个电话用户和相应少量的电话需求的小分支的情况下,运营和服务成本要高几个数量级。
在所有所述的变型方案中,分支的S0接口或者是电信设备端口或者是多设备端口。可代替地,代替分支中的S0接口例如也使用具有所属的类似的信令协议的类似接口。