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Mit
einer zunehmenden Vernetzung von in unterschiedlichen Technologien,
wie beispielsweise in Time Division Multiplextechnik und Internetprotokolltechnik,
ausgebildeten Telekommunikationsnetzen wird eine Nachverfolgung
von Signalisierungsdaten und/oder Datenströmen innerhalb oder zwischen den
Netzen durch einen Entwickler oder Betreiber immer schwieriger.
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Bisherige
Methoden zur Fehleranalyse ermöglichten
die Darstellung einzelner Signalisierungsdaten und/oder Datenflüsse zwischen
einer Datenquelle und einer Datensenke entsprechend ihres Auftretens
an einem Messpunkt. Diese Darstellung gibt eine Visualisierung einzelner
Signalisierungsfolgen während
einer Anforderung eines Verbindungsaufbaus und/oder eines Verbindungsabbaus
wieder. Die Signalisierung für
den Verbindungsaufbau weist beispielsweise Nachrichtentypen wie
Setup, Call Proceeding, Connect und ein Connect Acknowledge und Nachrichtentypen
wie Release REL und Release Complete RLC für eine Signalisierung während eines Verbindungsabbaus
auf.
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Eine
Fehlersuche oder eine Fehlereingrenzung stößt mit der vorgenannten Visualisierung
von Signalisierungsfolgen und/oder Datenströmen an ihre Grenzen, wenn beispielsweise
ein mehrfaches an Verbindungsanforderungen darzustellen ist.
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Mit
den bisherigen Anordnungen konnte man nur mit hohem zeitlichen Aufwand
die Ergebnisse eines Testlaufs nachvollziehen. Sehr unübersichtlich und
damit unbrauchbar für
eine effektive Fehlersuche wurde die Darstellung, wenn die Signalisierungsdaten
von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen über einen längeren Zeitraum darzustellen
und auszuwerten waren. Des weiteren bringen die bisher bekannten
Anordnungen und dazugehörige
Verfahren den Nachteil mit sich, dass Schwankungen im Signalisierungsaufkommen
oder im Realtime Transport Protocol RTP nicht nachvollziehbar waren.
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Aus
der US-Patentschrift 5,757,895 ist eine Ergänzung zu einem CSS7 Nachrichtenset
mit "non-standard" Nachrichtentypen
und die Implementierung eines solchen Systems in einem Service Switch
Point SSP beschrieben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine weitere Schaltungsanordnung und ein dazugehöriges Verfahren
zur Visualisierung von Signalisierungsdaten eines Signalisierungsaufkommens
während
eines Verbindungsaufbaus, -abbau oder während eines Datentransfers
anzugeben.
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Die
Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 6 gelöst.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von unmittelbar
aufeinander folgender Signalisierungsdaten oder Datenströme klassifizier-
und analysierbar sind.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Testläufe über mehrere
Stunden und/oder Tage analysierbar bleiben.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Signalisierungsdaten
von einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen ohne einen größeren Zeitaufwand
analysierbar sind.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von unmittelbar
aufeinanderfolgenden Signalisierungen von einer Mehrzahl von Verbindungsanforderungen
im Zusammenhang analisierbar sind.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass eine Vielzahl von Schnittstellen
gleichzeitig im Zusammenhang analisierbar ist.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass Netzwerkfehler und Unregelmäßigkeiten
in der Signalisierung mit einem minimalen Hard- und Softwareaufwand
erfassbar sind.
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Weitere
Besonderheiten der Erfindung werden aus den nachfolgenden Erläuterungen
zu den Figuren von Ausführungsbeispielen
anhand von schematischen Zeichnungen ersichtlich.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Analysemoduls,
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2 ein
dazugehöriges
Datenflussdiagramm,
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3 eine
weitere schematische Darstellung eines Analysemoduls,
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4 ein
dazugehöriges
Populationsdiagramm,
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5 ein
Meta-Populationsdiagramm aus Datenströmen an zwei Schnittstellen
entlang eines Verbindungsweges,
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6 ein
weiteres Meta-Populationsprogramm,
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7 ein
Ausschnitt aus einer Netztopologie,
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8 ein
dazugehöriges
Meta-Populationsdiagramm mit einer Vielzahl von Protokolltypen und dazugehörigen Nachrichtentypen
und
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9 ein
weiteres Meta-Populationsdiagramm mit einer Vielzahl von Protokolltypen
und dazugehörigen
Nachrichtentypen.
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1 zeigt
einen schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Analyse
und Visualisierung eines Signalisierungsaufkommens während eines
Verbindungsaufbaus, eines Datentransfers und eines Verbindungsabbaus.
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Eingangsseitig
wird das gezeigte Datenanalysemodul AM mit einem beispielsweise
von einer Schnittstelle abgeleiteten Datenstrom beaufschlagt. Der
Datenstrom ist jeweils aus paketierten Daten gebildet. Nach einer
Eingangsseitig im Analysemodul AM angeordneten Fehlererkennungsmodul
EM wird das Ausgangssignal des Fehlererkennungsmoduls EM weiteren
Modulen DM, CM, RM, GPM zur Verarbeitung zugeführt. Die auf eine bitfehlerfreien
Paketübertragung
geprüften
Datenpakete des ein gangsseitig am Fehlererkennungsmodul EM anliegenden Datenstrom
werden zu einem Dekodierungsmodul DM, einem Taktextrahierungsmodul
CM und einem Richtungsdetektierungsmodul RM weitergeleitet.
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Das
Dekodierungsmodul DM entnimmt aus den im jeweiligen Datenpaket mitgelieferten
Daten den Protokolltyp PT, den Nachrichtentyp NT und die Identifikationsnummer
ID. Unter dem Protokolltyp PT sind z.B. die während eines Datentransports
verwendeten Datenprotokolle zusammengefasst, wie z.B. Q.931 für eine ISDN-Signalisierung
oder ein MGCP Datenprotokoll für
ein Media Gateway Control Protokoll. Unter dem Nachrichtentyp NT
sind z.B. die Daten zum Signalisierungsaufbau und Signalisierungsabbaus
wie Setup, Call Proceeding, Connect, Connect Acknowledge usw. zusammengefasst.
Unter der Identifikationsnummer ID ist die jeweilige Zuordnung des
Nachrichtentyps zu einem Verbindungsaufbau zu verstehen. In dem
Modul zur Taktrückgewinnungseinheit
CM wird ein zu dem jeweiligen Datenpaket mitgelieferter Zeitstempel
t extrahiert. In dem Richtungsdetektierungsmodul RM wird festgestellt ob
es sich bei dem anliegenden Datenstrom um ein Receivesignal rx oder
ein Transmitsignal tx handelt.
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Des
weiteren ist ein Globalisierungsparametermodul GPM zur statistischen
Analyse des am Eingang des Analysemoduls AM anliegenden Datenstroms üblich. Das
Globalisierungsparametermoduls GPM kann z.B. Daten wie Errored Packets
in Blocks, Packet Error Rate oder/und Call Failure Rate CFR ermitteln.
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Die
Ausgangssignale des Dekodierungsmoduls DM, des Taktextrahierungsmoduls
CM und des Richtungsdetektionsmoduls RM werden eingangsseitig an
ein Filtermodul FM weitergeleitet. Die von dem Filtermodul FM selektierten
Signalisierungsdaten/Datensignale werden einem Listenmodul LM zugeführt. Diese
im Listenmodul zwischengespeicherten Daten können wie in 2 dargestellt
wiedergegeben werden.
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In 2 ist
ein Signalisierungsaufbau und Signalisierungsabbau zwischen einer
eine Rufsignalisierung auslösenden
ersten Telekommunikationseinheit SRC und einer zweiten mit DEST
bezeichneten Telekommunikationseinheit wiedergegeben. Der Telekommunikationspfad
verläuft über einen
Vermittlungsknoten SW.
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Angefordert
wird die Verbindung durch ein Nachrichtensignal NT Setup. Das Nachrichtensignal Setup
wird durch ein Call Proceeding im Vermittlungsknoten SW und in der
zweiten Telekommunikationseinheit quittiert. Eine Connect Signalisierung
erfolgt von der zweiten Telekommunikationseinheit nach einer mit
T(DS) bezeichneten Zeiteinheit zur ersten Telekommunikationseinheit.
Eine Quittierung erfolgt dann jeweils durch eine Connect Acknowledge
Signalisierung vom Vermittlungsknoten SW und von der ersten Telekommunikationseinheit
SRC.
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Eine
Auslösung
des Kommunikationspfades erfolgt durch eine Release REL Signalisierung.
Diese wird dann jeweils durch eine Release Complete RLC Signalisierung
erwidert. Nachfolgend werden diese Nachrichtensignale auch als Datensignale
und Datentypen bezeichnet.
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3 zeigt
eine weitere Ausgestaltung des Datenanalysators AM. Die zum Teil
bereits in 1 beschriebene Anordnung ist
erfindungsgemäß mit einem
als Populationsmodul PM bezeichneten Modul ausgestattet. In dem
Filtermodul FM können
aus den an seinen Eingängen
anliegenden Datensignalen PT, NT, ID, t, tx, rx Untermengen selektiert
werden. In den Untermengen können
dann auf der Grundlage unterschiedlicher Strategien zur selektiven
Betrachtung die zur Verfügung
stehenden Signalisierungsdaten/Datensignale zusammengefasst und
visualisiert werden. Diese Fokussierung kann sich auf eine bestimmte
Auswahl von Identifikationsnummern von IDx bis IDy oder einer bestimmten
Betrachtung eines Zeitfensters zwischen den Zeitstempeln von ta
bis te konzentrieren. Ebenso können
nur die von einer Datenquelle gesendeten oder von einer Da tensenke empfangenen
Signalisierungen selektiert werden. Darüber hinaus kann die Suche nach
Fehlern sich auf eine bestimmte Anzahl von signifikanten Protokollen
PT oder Nachrichtentypen NT beschränken. Diese Untermengen können per
Software, Firmware, Hardware oder manueller Eingabe durch einen
Operator am Filtermodul FM erfolgen. Das Populationsmodul PM ist
aus einem Zuordnungsmodul ZM, einem Populationsdiagrammmodul PD
und einem Populationsmusteranalysemodul PAM gebildet. In dem als
Zuordnungsmodul ZM bezeichneten Modul erfolgt eine Zwischenspeicherung
der von dem Filtermodul FM extrahierten und mit einem Repräsentanten
verknüpften
Daten. In dieser Tabelle wird den aus dem eingangsseitig am Datenanalysemodul
AM anliegenden Datenpaketen entnommenen Nachrichtensignalen NT jeweils
einem Populationsniveau zugeordnet. Bei einer Zuordnung wird beispielsweise
das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp SETUP einem ersten Niveau,
das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp Call Proceeding auf einem
zweiten Niveau und nachfolgende Nachrichtentypen einem dritten,
vierten.... Niveaus zugeordnet. Die einzelnen Niveaus können beispielsweise
zudem je Signalisierungsrichtung, einem ersten und zweiten Subniveau, zugeordnet
werden. So kann das erste Subniveau für abgehende Nachrichtensignalisierungen
für eine Transmit-Signalisierung
tx und das zweite Subniveau für
empfangene Nachrichtensignalisierungen wie Receive-Signalisierung
rx auf unterschiedlichen Achsen dargestellt werden. Die einzelnen
Niveaus können auch
als Repräsentanten
bezeichnet werden.
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Eine
Zuordnung der zwischengespeicherten Signalisierungsdaten/Daten kann
beispielsweise durch eine Zuordnung eines Subniveaus zu einem numerischen
Platzhalter z.B., 10 für
das erste Niveau SETUP, 20 für
das zweite Niveau Call Proceeding usw. erfolgen. Mit einem Subniveaus
kann entsprechend verfahren werden. So kann für das erste Subniveau z.B.
für ein
gesendetes Datensignal wie SETUP ein Platzhalter 10 + 1 = 11 und
für ein
zweites Subniveau für
ein empfangenes Datensignal ein weiterer Platzhalter 10 – 1 = 9
vergeben werden.
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In
einer dem Populationsmodul PM zugeordneten Visualisierungseinheit
PD werden die in den Tabellen zwischengespeicherten Nachrichtensignale von
einzelnen oder einer Vielzahl von Verbindungsanforderungen zusammengefasst
und jeweils mit einem Zeitstempel t versehen abgebildet. In einem dem
Populationsmodul PM zugeordneten Populationsmuster-Analysemodul
PAM können
dann eine dem Fehlererkennungsprozess unterstützende Mustererkennung steuernd
ausgewählt
werden.
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Durch
die Globalisierungsmodul GPM extrahierten Daten können die
vom Zuordnungsmodul ZW und Populationsdiagrammodul PD weitergeleiteten Daten
im Populationsmuster-Analysemodul PAM z.B. getriggert werden. Durch
das Ausgangssignal ist ein automatisierter Start einer Musteranalyse
bei einem sporadisch auftretenden Fehler wie z.B. während eines
schmalen Zeitfensters möglich.
Dies bringt den Vorteil mit sich, das sporadisch auftretende Fehler
beispielsweise bei einem Anstieg einer Call Failure Rate über einen
vorgebbaren Grenzwert signalisiert werden können.
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Auf
einer horizontalen Achse eines Nachrichtentyprepräsentanten
werden Nachrichtensignalisierungen entsprechend ihrem Auftreten
während einer
Signalisierungsprozedur zwischen Datenquelle und Datensenke abgebildet,
siehe 4, 5, 6, 8,
und 9. Bei einer Visualisierung von Signalisierungsabfolgen
bei einer Vielzahl von Nachrichtenverbindungsanforderungen erfolgt
eine Zusammenfassung gleicher Nachrichtensignalisierungen. Für eine Vielzahl
von beispielsweise Setup Nachrichtensignalen wird nur noch ein Nachrichtensignalisierungsrepräsentant
visualisiert. Dieser jeweils nur eine visualisierte Nachrichtentyp
kann auch als Repräsentant,
Daten- oder Nachrichtentyprepräsentant
bezeichnet werden.
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In 4 ist
eine Zuordnung einer im Zuordnungsmodul ZM zusammengefassten Datenmenge wiedergegeben.
Die Visualisierung erfolgt durch das Populationsdiagrammmodul PD.
Bei dieser Darstellung wird ein Datentyprepräsentant in einem ersten und
zweiten Populationsniveau abgebildet. Ein Nachrichtensignal wird
entsprechend seinem Zeitstempel beispielsweise mit einem vertikalen
Balken auf der horizontalen Achse abgebildet. Diesem Zeitstempel
kann zusätzlich
eine Identifikationsnummer zugeordnet sein. Auflistungen der Typen
der Nachrichtensignale mit ihren Identifikationsnummern ist ebenso
möglich.
In dieser Darstellung sind zwei Nachrichtensignale durch den jeweiligen
Nachrichtenrepräsentanten
SETUP und CONNECT abgebildet, wobei jeweils ein Nachrichtentyprepräsentant durch
jeweils zwei Subniveaus bezogen auf eine Schnittstelle zwischen
einem Terminal und einem Netzelement wiedergegeben ist. Die Verbindungsanforderungen
sind bei dieser Darstellung auf eine geringe Anzahl begrenzt. Die
vom Terminal ausgehende Verbindungsanforderung generiert im Terminal
ein Nachrichtensignal von Nachrichtentyp SETUP. Dieses Nachrichtensignal
ist auf der Achse des Signalisierungsrepräsentanten SETUP (tx) durch
einen vertikalen Balken visualisiert. Entlang dieser Achse erfolgt
durch einen vertikalen Balken jeweils ein Vermerk eines Zeitstempels.
Dieser Zeitstempel ist jeweils ein Repräsentant einer Verbindungsanforderung.
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Eine
Antwort des Kommunikationspartners wird über den SWITCH in der Achse
CONNECT (rx) durch einen horizontalen Balken abgebildet. Für jede Signalisierung
die durch das Terminal empfangen wird, wird ein Nachrichtensignal
von Nachrichtentyp SETUP auf der Achse des SETUP-Repräsentanten SETUP
(rx) abgebildet. Die vom Terminal generierten CONNECT Nachrichtensignale
werden entlang des Subniveaus auf der Achse des Nachrichtenrepräsentanten
CONNECT (tx) ebenfalls entsprechend ihrem zeitlichen Auftreten durch
beispielsweise einen vertikalen Balken repräsentiert.
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In 4 ist
ein fehlerfreies Signalisierungsaufkommen zwischen den Telekommunikationsteilnehmern
wiedergegeben. Die Abbildung zeigt jeweils die Häufigkeit und die Verteilung
der Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP tx, rx, CONNECT tx,
rx auf dem generierten Nachrichtentyprepräsentanten.
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In 5 ist
ein Meta-Populationsdiagramm MPD(x; y; u; v) abgebildet, wobei x
die Anzahl von Schnittstellen zwischen dem Modul SOURCE und dem
Modul SW sowie zwischen dem Modul SW und dem Modul DESTINATION wiedergibt,
y die Anzahl von Protokolltypen, u die Anzahl der Nachrichtentypen
und v die Anzahl der Subniveaus aufführt. In 5 ist somit
ein Meta-Populationsdiagramm MPD(2;
1; 3; 1) dargestellt.
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Mit
dieser Darstellung wird in einem ersten Teil A–B ein fehlerfreies Signalisierungsaufkommen wiedergegeben.
Gemäß 2 erfolgt
die gleiche Abfolge von Nachrichtensignalen zwischen SOURCE und
SWITCH SW sowie zwischen SWITCH SW und DESTINATION. In diesem Teil
des Populationsdiagramms ist das Signalisierungsaufkommen von vier unmittelbar
aufeinanderfolgenden Verbindungsanforderungen wiedergegeben. Ein
Nachrichtensignaltyp wird jeweils durch einen Repräsentanten
gebildet. Entlang der Achse des Nachrichtentyprepräsentanten
sind die Nachrichtensignale entsprechend ihrem Auftreten am Messpunkt
entlang der jeweiligen horizontalen Achse markiert. Die Nachrichtensignale werden
von den an dem Verbindungsaufbau beteiligten Vermittlungseinheiten
Einheiten sukzessiv abgearbeitet. Es kommt bei diesem Signalisierungsaufkommen
zu keiner über
die systemüblichen
Antwortzeiten hinausgehende Verzögerung.
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In
Abschnitt B–F
ist ein Signalisierungsaufkommen von z.B. 32 Verbindungsanforderungen
wiedergegeben.
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Im
Abschnitt B–C
werden 8 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP von dem Modul SOURCE
gesendet. Alle 8 SETUP's
werden von dem Modul SWITCH verarbeitet und weitergeschickt. Von diesen
8 Setup's werden
aber nur 4 mit dem Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp CONNECT
durch das Modul DESTINATION beantwortet. Die restlichen 4 CONNECT
Nachrichtensignale werden erst in der folgenden aktiven Periode
des Systems in Abschnitt C–D
beantwortet. Die ersten 4 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp
CONNECT werden von dem SWITCH durch CONNECT_ACK bestätigt und gleichzeitig
in Richtung SOURCE weitergeleitet. Die SOURCE schickt erstmals in
Abschnitt F–G
ein CONNECT_ACK Nachrichtensignal auf diese 4 CONNECT Nachrichtensignale,
wann alle SETUP's bereits
abgeschickt sind.
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Abschnitte
C–D, D–E, E–F sind
identisch mit Abschnitt B–C.
Diese Darstellung bringt den Vorteil mit sich, dass durch die Darstellung
sofort Unregemäßigkeiten
festgestellt werden und eine Fehlersuche bereits fokussiert vorgenommen
werden kann.
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Diese
Darstellung kann dann in dem nachfolgenden Populationsmuster-Analysemodul
PAM bearbeitet werden. So kann eine darin implementierte Software
die Gesamtzahl der Balken (Nachrichtensignale) in allen Niveaus
erfassen und bei Vollzähligkeit
dies signalisieren. In 5 beträgt die ursprünglich abgesendete
Anzahl von Nachrichtensignalen gleich 40, d.h. kein Nachrichtenpaket
ist verlorengegangen. Der Burst von 40 SETUP Nachrichtensignalen
wird nicht in einem einzigen Burst von dem Modul Source ausgegeben,
sondern in mehreren kleinen Bursts von 8 SETUP's, unterbrochen von Stillstandsperiode
von etwa 0.7 Sekunden zwischen diesen Bursts von der Source abgegeben.
Im Abschnitt B–F, zwischen
SOURCE und SWITCH ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK
ist nicht gleich, sondern auf 8 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp
SETUP erwidert das Modul Destination mit nur 4 CONNECT's und 0 CONNECT_ACK
Nachrichtensignale. In Abschnitt B–F, zwischen SWITCH und DESTINATION,
ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK nicht gleich,
wie man erwarten würde,
sondern auf 8 SETUP's
werden nur 4 CONNECT's
und 4 CONNECT_ACK abgegeben. Dieses Diagramm kann dann Softwaremäßig oder durch
den Fachmann interpretiert werden.
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Bei
einer Betrachtung des Diagramms können so in einfacher weise
Unregelmäßigkeiten
erkannt werden. Diese Unregelmäßig keiten
können außerdem im
Fehlen einzelner Nachrichtentypen und/oder in einer Verdopplung
von Nachrichtentypen und/oder in einem verspäteten Eintreffen von Nachrichtentypen
sowie in einer Wiederholung von Nachrichtentypen mit dazugehörigen Identifikationsnummern
ID bestehen.
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In 6 ist
ein weiteres Meta-Populationsdiagramm MPD(2; 1; 3; 1) wiedergegeben.
Entsprechend 5 wird hier ein Nachrichtensignalisierungsaufkommen
von z.B. 100 unmittelbar aufeinanderfolgende Verbindungsanforderungen
in einem ersten Burst zusammengefasst. Die Verbindungsstrecke zwischen
Source und Destination verläuft über einen
Switch SW. Hier wird zur besseren Veranschaulichung der Einsetzbarkeit
des Gegenstandes der Erfindung ein Switch mit einer reduzierten
Verarbeitungsgeschwindigkeit eingesetzt. In dieser Darstellung wird
ein Engpass in der Nachrichtensignalverarbeitung im Verbindungsaufbaupfad,
hier im Netzelement SWITCH SW, deutlicht. Von den 100 Verbindungsanforderungen
werden 25 Nachrichtensignale vom Nachrichtentyp SETUP in Abschnitt
A–B von
SWITCH weitergeleitet, die restlichen Setup's müssen
noch einmal einen Verbindungsaufbau anfordern. Nach Ablauf einer
im Modul SOURCE integrierten Zeitschranke werden die verlorengegangenen
SETUP's, die während dieser
Zeit mit CONNECT nicht quittiert worden sind, erneut vom Modul SOURCE
zum Modul DESTINATION geschickt. Dies erfolgt wie dargestellt in
fünf aufeinanderfolgenden Zeiträumen. Das
Modul DESTINATION beantwortet jeden empfangenen SETUP mit dem Nachrichtensignal
vom Nachrichtentyp CONNECT, die auch von dem Modul SWITCH durch
das Nachrichtensignal vom Nachrichtentyp CONN_ACK quittiert wird.
Alle CONNECT Nachrichtensignale die über den SWITCH im Abschnitt
B–C an
das Modul SOURCE zurückkommen
treffen außerhalb
des vorgegebenen Zeitfensters ein, weshalb diese nicht angenommen und
mit CONN_ACK quittiert werden. Nach einer Softwarebasierten Musteranalyse
kann man u.a. feststellen, dass insgesamt 100 Nachrichtensignale vom
Nachrichtentyp SETUP am Anfang des Verbindungsprozesses generiert,
aber 200 SETUP's
bis zum Ende des Prozesses gefunden wurden, d.h. hier werden Nachrichtensignale
wiederholt. In Abschnitten A–B
(bzw. A–C),
zwischen SOURCE und SWITCH, ist die Anzahl von SETUP, CONNECT und CONNECT_ACK
nicht gleich, sondern auf 100 SETUP's (bzw. 200) liefert das System nur
25 (bzw. 53) CONNECT's
und 6 (bzw. 26) CONNECT_ACK.
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Alle
CONNECT Nachrichtensignale im Abschnitt B–C treffen zu spät im SOURCE
ein, d.h. nach dem Ablauf einer eingebauten Zeitschranke, wird deswegen
kein CONNECT Nachrichtensignal durch CONN_ACK quittiert.
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Im
Populationsmuster-Analysemodul PAM wird festgestellt, dass insgesamt
26 von 100 Anrufen abgearbeitet wurden. Das ergibt sich von der
Anzahl von CONN_ACK Nachrichtensignal, die von dem Modul SOURCE
abgeschickt worden sind.
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In 7 ist
ein Ausschnitt aus einer Netztopologie wiedergegeben. Dieser Netzausschnitt
zeigt Telekommunikationspfade zwischen Telekommunikationsteilnehmern über ein
Internet Protokoll IP basiertes Netz. In diesem Beispiel sind die
Telekommunikationsgeräte
jeweils an einem Integrated Access Device IAD angeschlossen. Diese
Integrated Access Devices IAD's
werden physikalisch klassisch über Kupferzweidraht
aber mit einer Symmetrical High-Speed Digital Subscriber Line Technologie
SHDSL an einem Digital Subscriber Line Access Multiplexer DSLAM
angeschlossen und dann weiter über die
Backbone des IP Netzes angebunden. Im IP Netz ist ein zentrales,
das als Media Gateway Controller MGC bezeichnete Netzelement angeordnet.
Dieses koordiniert die Kommunikation für den Verbindungsaufbau/-abbau
zwischen den Endteilnehmern. In 7 ist auch
ein Messpunkt zwischen dem Media Gateway MG und Media Gateway Controller
MGC angedeutet. Dieser Messpunkt ermöglicht die Verfolgung des Signalisierungsverkehrs
zwischen den oben genannten Voice over Digital Subscriber Line DSL
VoDSL Teilnehmern und dem Media Gateway Controller MGC. Der Signalisierungsverkehr
ist an dieser Stelle so intensiv, dass mit den bekannten Darstellungen
eine Übersicht
nicht möglich
ist. Wegen des großen
Signalisierungsaufkommens ist es von Vorteil ein Meta-Populationsdiagramm
MPD(x; y; u; v) wie in 8, 9 dargestellt
einsetzen.
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Zur
Nachverfolgung des Signalisierungsaufkommens zwischen den Endteilnehmern
und dem Media Gateway Controller MGC werden in 8 und 9 das
Signalisierungsaufkommen innerhalb der wesentlichen Protokolltypen
wiedergegeben. Der Messpunkt befindet sich zwischen dem Media Gateway
MG und dem Media Gateway Controller MGC. Durch diesen Messpunkt
besteht Zugang zu allen Datenpaketen die über den Media Gateway Controller
MGC abgewickelt werden.
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In 8 und 9 sind
zwei Meta-Populationsdiagramme MPD (1; 4; 10; 1) mit unterschiedlichen
Zeitfenstern abgebildet. Entlang vertikaler Achsen sind in 8, 9 Signalisierungen
innerhalb von Protokollen an einer Schnittstelle (x = 1) zwischen
Media Gateway MG und Media Gateway Controller MGC wiedergegeben.
Diese Protokolle können
z.B. die Protokolltypen (y = 4) Q.931 für ISDN Signalisierung, MGCP
für Media
Gateway Control Protocol, IUA für
ISDN Q.921 User Adaptation und SCTP für Stream Control Transmission
Protocol sein. Zu den Protokolltypen sind die jeweiligen Nachrichtentypen
(hier z.B. maximal u = 10) aufgelistet. Auf Subniveaus für tx und
rx wird wegen der Übersichtlichkeit (v
= 1) verzichtet.
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Die
Nachrichtentypen der vier Protokolltypen werden bei dem Aufbau/Abbau
des Kommunikationspfades am angegebenen Messpunkt erfasst und in 8, 9 wiedergegeben.
Für jeden
der Nachrichtentypen ist jeweils nur ein Populationsniveau pro Nachrichtentyp
angegeben. Dieses bringt den Vorteil mit sich, dass trotz der 1800
bzw. 32000 betrachteten Datenpakete das Signalisierungsaufkommen übersichtlich
bleibt.
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8 zeigt
einen 5 Minuten Ausschnitt aus einem 24 Stunden Dauerbetrieb. Es
kommt bei diesem Signalisierungsaufkommen zu keiner über die systemübliche Antwortzeiten
hinausgehende Verzögerung.
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Zum
Protokolltyp Q.931 werden die Nachrichtentypen SETUP, CALL PROCEEDING
(CALL PROC, ALERTING, CONNECT, CONNECT ACKNOWLEDGE, SETUP ACKNOWLEDGE
(SACK), FACILITY, DISCONNECT, RELEASE, RELEASE COMPLETE (REL COMP)
angegeben.
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Zum
Protokolltyp MGCP werden die Nachrichtentypen CRCX (Create Connection),
MDCX (Modify Connection), DLCX (Delete Connection), ACKNOWLEDGE
(200 OK, 250 DELETE OK, 250 ID NOT FOUND), AUEP (Audit Endpoint),
RQNT (Request Notification), RSIP (Restart In Progress) angegeben.
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Zum
Protokolltyp IUA werden die Nachrichtentypen EST_IND (Establishment
Indication), SACK EST_IND, CONNECT, ASP_UP (Application Server Process
UP), ASP_UP_ACK, ASP_ACTIVE, SACK ASP_ACTIVE, REL_REQ (Release Request), REL_IND
(Release Indication), SACK REL_IND angegeben.
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Zum
Protokolltyp SCTP werden die Nachrichtentypen INIT, INIT_ACK, SACK,
HEARTBEAT, HEARTBEAT_ACK, COOKIE_ECHO, COOKIE_ACK, ABORT angegeben.
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In 9 sind
die Nachrichtensignalisierungen innerhalb eines Zeitfensters von
2 Stunden aus einem 24 Stunden Dauerbetrieb wiedergegeben. Entlang
des Nachrichtentyprepräsentanten
sind die Zeitstempel der Nachrichtensignale entsprechend ihrem Auftreten
am Messpunkt markiert. Die Nachrichtensignale werden von den an
dem Verbindungsaufbau beteiligten Einheiten sukzessiv abgearbeitet.
Die Abbildung zeigt auch die Häufigkeit
und die Verteilung der generierten Nachrichtentypen zum jeweiligen
Protokolltyp.
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Nachfolgend
wird zur besseren Visualisierung in dem Populationsmuster-Analysemodul
PAM die Einstellung des Zeitfensters optimiert. Dies kann z.B.,
5 Minuten, 30 Minuten, 1 Stunde, 2 Stunden, oder 24 Stunden, etc.
sein, so dass das Erkennen von Unregelmäßigkeiten in dem jeweiligen
Diagramm möglich
wird.
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Eine
Softwareanalyse erfolgt wie folgt:
In einem ersten Schritt
wird das Zeitfenster ZF = 24 Stunden eingestellt. Danach erfolgt
eine Musteranalyse wie zu 4, 5 und 6 beschrieben.
Die Anzahl der Nachrichtensignale und der Zeitschranken wird dabei
berücksichtigt.
Liegt ein Fehler vor so wird das Zeitfenster sukzessiv verringert,
z.B. auf ZF = 2 Stunden. Danach erfolgt eines neue Musteranalyse.
Bei vorliegen eines Fehlers wird das Zeitfenster weiterhin auf ZF
= 1 Stunde, 30 Minuten, 10 Minuten, 5 Minuten, 1 Minute verkleinert
und eine erneute Musteranalyse durchgeführt.
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In 9 ist
im Unterschied zu 8 ein Signalisierungsaufkommen über einen
Zeitraum von 2 Stunden wiedergegeben. Hierbei wurden insgesamt 32000
Datenpakete betrachtet. Nach einer wie oben beschriebenen im Populationsmuster-Analysemodul PAM
durchgeführten
Musteranalyse wird festgestellt, dass es einmal pro Stunde zu einem
Verlust von Paketen kommt. Der dargestellte Abschnitt von 5 Minuten
in 8 ist fehlerfrei. In dem 2 Stundenabschnitt in 9 liegt
jedoch ein Fehler vor. Vom Populationsmuster-Analysemodul PAM wird
signalisiert, dass einige Pakete in der ISDN Signalisierung Q.931
wie. Z.B. ALERTING und CONNECT verloren gegangen sind. Der Fachmann
wird dann feststellen können
es zu einem kurzfristigen Lawineneffekt von Nachrichtensignalen
kam. Daraufhin werden die Signalisierungen vom System wiederholt
was wiederum zu einem kurzem Netzausfall von 10–15 Sekunden führt. 9 zeigt
dabei deutlich den Signalisierungsausfall und dessen Auswirkung
auf die Protokollebenen.
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So
kann mit Hilfe einer oder mehrerer Metapopulationsdiagrammen in
einem ersten Schritt ein solcher Engpass lokalisiert und analysiert
werden. Weitere Schritte wie z.B. eine Verkleinerung des zu betrachtenden
Zeitfensters ermöglicht
auch ein Nachvollziehen von Nachrichtensignalisierungen über die
Protokollebenen hinweg.