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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung
zwischen mehreren Endgeräten
in einem Nebenstellenanlagenverbund und insbesondere ein Verfahren
zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen Nebenstellenanlagen
in einem IP-Netz wie z.B. einem lokalen Netz (LAN). Unter Endgeräten werden
dabei z.B. Telefone, Faxgeräte,
Vermittlungsplätze,
Rechner, Amtsleitunge etc. verstanden, Nebenstellenanlagen sind
TK-Anlagen, die auch als PABX, PBX oder PINX bezeichnet werden.
Außerdem
betrifft die Erfindung einen Verbund von Nebenstellenanlagen, mit
denen sich das erfindungsgemäße Verfahren
umsetzen lässt.
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Wie
beispielsweise in dem Taschenbuch der Telekommunikation, hrsg. von
Hans-Joachim Gerhardt und
Fridhelm Bergmann, Fachbuchverlag Leipzig, 1999, S. 248 – 253, beschrieben,
werden beim Aufbau einer Kommunikationsverbindung zwischen mehreren
Endgeräten,
die jeweils mit einer Nebenstellenanlage verbunden sind, wobei mehrere
Nebenstellenanlagen einen Nebenstellenanlagenverbund bilden, bei
dem die Signalisierung zwischen den Nebenstellenanlagen gemäß einem
vorgegebenen, leitungsvermittelten Protokoll erfolgt, die Schritte
durchgeführt:
- – Auswerten
von Signalisierungsinformationen von einem Ursprungsgerät unter
den mehreren Endgeräten durch
die Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes,
- – Erkennen
eines Zielgerätes
unter den mehreren Endgeräten
durch die Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes,
- – Ableiten
einer Leitweginformation und Absenden an die in dem Verbindungsaufbauprozess
nachfolgende Nebenstellenanlage durch die Nebenstellenanlage des
Ursprungsgerätes
und
- – Einstellen
des Koppelfeldes der Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes.
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Das
Ursprungsgerät
ist dabei das Endgerät,
von dem ein Anruf aus getätigt
wird, das Zielgerät
ist das Endgerät,
zu dem die Anrufverbindung hergestellt werden soll.
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Die
Signalisierungsinformationen sind Zeichen- oder Ziffernfolgen, die
von dem Anrufer über
das Ursprungsgerät
eingegeben wurden, also insbesondere Telefonnummern in Form von
mehrstelligen Zahlen. Anhand der über das Ursprungsgerät eingegebenen
Informationen erkennt die Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes, welches
Endgerät
in dem Nebenstellenanlagenverbund als Zielgerät von dem Anrufer angewählt worden
ist. Darüber
hinaus leitet die Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes eine
Leitweginformation aus den Signalisierungsinformationen ab, mit
der ein Datenpfad in dem Nebenstellenanlagenverbund definiert wird.
Im Stand der Technik geschieht dies leitungsvermittelt, d.h. der
Signalisierungsweg verläuft
auf denselben Leitungen wie die Nutzinformation, also Sprache bzw.
Daten. Bei IP-Verbindungen nehmen die Signalisierungspakete ggfs.
andere Wege als die Pakete des Nutzinformationen. Die Leitweginformation
betrifft die Auswahl der Leitung zur nächsten Anlage im Verbund auf
dem Weg zur Anlage des Zielendgerätes, und dies erfolgt in jeder
Anlage auf dem Weg neu. Diese Leitweginformation wird an die bei
dem Verbindungsaufbau nachfolgende Nebenstellenanlage zur dortigen
weiteren Verarbeitung abgesendet. Anschließend braucht die Nebenstellenanlage
des Ursprungsgerätes
nur die Parameter zu dem Anruf intern zu sichern und ihr Koppelfeld
entsprechend einzustellen. Zu dem Anruf eingehende Daten werden
dann entsprechend den Parametern im Koppelfeld durch die Nebenstellenanlage
des Ursprungsgerätes
weitergeleitet. Das gleiche gilt – mutatis mutandis – für die Nebenstellenanlage
des Zielgerätes.
Dort wird der Anruf an das Zielgerät übergeben.
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Dabei
erfolgt die Signalisierung zur Vermittlung von Anrufen in dem Nebenstellenanlagenverbund
zwischen den Nebenstellenanlagen gemäß einem vorgegebenen Protokoll,
das auf den Standards ITU-T Q.93x und Q.95x aufbaut, insbesondere
dem Qsig-Protokoll.
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Wünschenswert
wäre eine
Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen allen Nebenstellenanlagen in
dem Verbund. In realen Netzen lassen sich jedoch nur schwer für alle denkbaren
Verbindungen zwischen allen TK-Anlagen Punkt-zu-Punkt-Beziehungen
herstellen. Dies ist bereits durch die Notwendigkeit von zwei Schnittstellen-Baugruppen je Punkt-zu-Punkt-Beziehung
extrem kostspielig. (Soweit nicht anders vermerkt bedeutet der Begriff "Schnittstelle" im folgenden immer "Leitungsschnittstelle".) Soll in einem
Verbund von n Anlagen jede Anlage mit jeder verbunden wer den, so
entsteht ein Bedarf von n·(n – 1) Schnittstellen-Baugruppen (ggf.
sogar noch mehr, wenn zwischen Anlagen hohe Gesprächsaufkommen
erwartet werden). Selbst kleine Anlagen mit nur wenigen Endgeräten benötigten in
einem Netz mit zehn Knoten neun Schnittstellen-Baugruppen, um zu
jedem anderen Knoten eine Punkt-zu-Punkt-Beziehung unterhalten zu
können.
Dieser Ansatz ist also gerade bei Großprojekten aufgrund seiner
eingeschränkten
Skalierbarkeit wenig geeignet.
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Daher
wird in Netzen nach dem Stand der Technik nicht jede TK-Anlage mit
jeder verbunden, sondern nur mit einer kleinen Auswahl davon, so
dass Verbindungen zwischen zwei TK-Anlagen ggf. über zwischengeschaltete TK-Anlagen
(Transitanlagen) geführt
werden müssen,
um die Ziel-Anlage zu erreichen. Dies gilt unabhängig davon, ob die TK-Anlagen über herkömmliche
Telefonverbindungen (ISDN) miteinander verbunden sind oder ob die
Anlagen über
ein IP-Netz miteinander verbunden sind. In beiden Fällen werden
die Datenströme
in den Transitanlagen über
das Koppelfeld der Transitanlagen geführt, und es entsteht dadurch, wenn
Teile des Verbindungsweges über
IP-Verbindungen geführt
werden, die Notwendigkeit zusätzlicher
Umkodierungen mit spürbaren
Auswirkungen auf die Übertragungsqualität.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, womit die vollständige Vermaschung eines Kommunikationsnetzes
unter Einbindung von IP-Verbindungen, d.h. Punkt-zu-Punkt-Beziehungen
zwischen allen IP-Knoten ohne die Reservierung von zusätzlichen
Kapazitäten zwischen
den Nebenstellenanlagen und ohne Transitverkehr erreicht wird und
eine lineare Abhängigkeit
zwischen der Anzahl der Schnittstellen und der Anzahl der Netzknoten
eingehalten wird, so dass der Konfigurationsaufwand und die Kosten
minimiert werden und die Last im IP-Netz reduziert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 bzw. den Nebenstellenanlagenverbund nach
Anspruch 9 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die Vermittlungstechnik der TK-Anlage um eine Funktion zu erweitern,
die aus gewählten
Ziffernfolgen bzw. auswertungsrelevanten Teilen davon die IP-Adresse
einer Ziel-Nebenstellenanlage ermitteln kann.
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Diese
Ziel-Adresse im IP-Netz wird dann beim Verbindungsaufbau in die
Signalisierung zwischen Vermittlungstechnik und Schnittstelle eingefügt, so dass
für die
Dauer der Verbindung durch die Schnittstelle eine Protokoll-Tunnelung
zur angegebenen IP-Adresse etabliert wird. Dabei wird die für die Übertragung
optimale Route im IP-Netz genutzt, die jeweils dynamisch berechnet
wird. Anders als im Stand der Technik wird damit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
die fest vorgegebene Verbindungsstruktur überflüssig.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Ableiten der Leitweginformation
die dynamische Bestimmung einer IP-Adresse der Nebenstellenanlage
des Zielgerätes
in dem Nebenstellenanlagenverbund umfasst und für die Dauer eines Anrufes zwischen
der Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes und der Nebenstellenanlage
des Zielgerätes
eine IP-Verbindung geschaffen wird, über die die Signalisierung
gemäß dem vorgegebenen
Protokoll erfolgt und Nutzinformation (d.h. Sprache, Faxsignale,
Daten) übertragen
wird.
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Vorzugsweise
ist dabei das vorgegebene Protokoll für die Signalisierung in dem
Nebenstellenanlagenverbund das Qsig-Protokoll. Andere Protokolle
wie DPNSS, TNET, CORNET oder DSS1 etc. können jedoch ebenfalls eingesetzt
werden.
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Insbesondere
umfassen die Signalisierungsinformationen eine gewählte Ziffernfolge,
d.h. eine Ziffernfolge, die z.B. über das Ursprungsgerät eingegeben
wird.
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Zur
Bestimmung von Ziel-Adressen in dem IP-Netz aus den Signalisierungsinformationen
von der Nebenstellenanlage zu einer Schnittstellen-Baugruppe (d.h.
aus den gewählten
Ziffernfolgen bzw. aus deren auswertungsrelevanten Teilen) werden
die Ziffernfolgen, die auf (einen Bezeichner für) ein Bündel weisen, um Einträge erweitert,
die die IP-Adresse der Ziel-Nebenstellenanlage enthalten. Dabei
wird das Bündel
durch einen Leitungsindex identifiziert.
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Bei
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Analyse der Ziffernfolge durch die (im
Stand der Technik bereits bekannte) Wahlbewertung. Um die erweiterten
Datenstrukturen auswerten zu können,
wird die Wahlbewertung in der Nebenstellenanlage bei dieser Ausführungsform
um die Analyse einer weiteren Gruppe von Ziffern in der gewählten Ziffernfolge
erweitert. Das bedeutet, dass bei dieser Ausführungsform der Erfindung aus
den Signalisierungsinformationen (Wahlziffern) durch einen Wahlselektor
ein Leitungsindex, durch den eine Leitung zwischen der Nebenstellenanlage
des Ursprungsgerätes
und der Nebenstellenanlage des Zielgerätes gewählt wird, und die IP-Adresse
der Nebenstellenanlage des Zielgerätes ermittelt wird.
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Bei
einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bleibt
dagegen die Wahlbewertung unverändert.
Stattdessen wird zusätzlich
zu der bereits existierenden Wahlbewertung die Analyse der zusätzlichen
Einträge
als eine separate Funktion eingeführt. Diese separate Funktion
wird im folgenden als IPAF (IP-Adressfunktion)
bezeichnet. Diese IPAF kann für
eine Folge von Ziffern eine IP-Adresse
als Ergebnis liefern. Der Aufruf der IPAF erfolgt in den Abläufen der
Vermittlungstechnik, die den Verbindungsaufbau über eine Qsig-Schnittstelle
steuern. Bei dieser Ausführungsform
wird aus den Signalisierungsinformationen durch einen Wahlselektor
ein Leitungsindex, durch den eine Leitung zwischen der Nebenstellenanlage
des Ursprungsgerätes
und der Nebenstellenanlage des Zielgerätes gewählt wird, ermittelt, und die
IP-Adresse der Nebenstellenanlage des Zielgerätes wird durch eine vorgegebene
(IPAF-) Vorrichtung ermittelt.
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Dadurch
können
im Gegensatz zum Stand der Technik zwei unterschiedliche Wahlselektoren
auf den gleichen Leitungsindex führen,
die dahinter liegende IP-Adresse (und damit Nebenstellenanlage)
kann jedoch unterschiedlich sein.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Nebenstellenanlagenverbund
umfasst jede Nebenstellenanlage neben einer Auswertungseinrichtung
zum Auswerten von Signalisierungsinformationen von einem Ursprungsgerät unter
den mehreren Endgeräten,
einer Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines Zielgerätes unter
den mehreren Endgeräten,
einer Ableitungseinrichtung zum Ableiten einer Leitweginformation
und Absenden an die in dem Verbindungsaufbauprozess nachfolgende
Nebenstellenanlage und einer Einstellungseinrichtung zum Einstellen
des Koppelfeldes eine IP-Adress-Einrichtung
zum dynamischen Bestimmen einer IP-Adresse der Nebenstellenanlage
des Zielgerätes
in dem Nebenstellenanlagenverbund bei dem Ableiten der Leitweginformation
und zum Herstellen einer IP-Verbindung, über die die Signa lisierung
gemäß dem vorgegebenen
Protokoll erfolgt und Nutzinformation übertragen wird, für die Dauer
eines Anrufes zwischen der Nebenstellenanlage des Ursprungsgerätes und
der Nebenstellenanlage des Zielgerätes.
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Im
folgenden werden einige Vorteile angegeben, die sich bei Anwendung
der Erfindung ergeben. Es entsteht ein vollständig vermaschtes Netz; die
Verfügbarkeit
bezogen auf die TK-Anlagen ist hoch (ein Ausfall einer TK-Anlage
betrifft nur die Teilnehmer, die an diese TK-Anlage angeschlossen
sind, während
beim Ausfall einer Transitanlage auch die Teilnehmer anderer Anlagen
betroffen sind); TK-Anlagen mit Transitfunktion werden nicht mehr
benötigt,
es sind immer höchstens
zwei TK-Anlagen
an einer Verbindung beteiligt; der Einfluss der Qsig-Strecke auf
die Sprachqualität
ist für
alle Verbindungen gleich gering, da das Umkodieren in einer oder
mehreren Transitanlagen entfällt,
d.h. dass die einzelnen Verbindungen immer die gleich hohe Qualität aufweisen.
Damit wird die Last für
das LAN so gering wie möglich
gemacht (die Belastung durch Transport von/zur Transitanlage entfällt); man
erhält
eine lineare Abhängigkeit
zwischen der Anzahl der Schnittstellen-Baugruppen und der Anzahl der Netzknoten;
auch "kleine" TK-Anlagen mit geringem
Aufwand (an Kosten und Einrichtung) sind in das Netz integrierbar,
aber auch große
Netze können
damit aufgebaut werden; die Konfiguration ist einfach. Besonders
vorteilhaft ist es, dass der Konfigurationsanteil einer TK-Anlage,
der den Verkehr im Verbund beschreibt, für alle TK-Anlagen gleich ist
(es ist nämlich
nur ein diesbezüglicher
Datensatz für
alle TK-Anlagen betroffen). Dies lässt sich damit begründen, dass
jedes Endgerät
eines Verbundes für
jeden Teilnehmer des Verbundes grundsätzlich durch Wahl derselben
Rufnummer erreichbar ist (die gewählte Ziffernfolge führt auf
den Leitungsindex, z.B. immer 1, mit der für diese Ziffernfolge stets
identischen Ziel-Adresse im IP-Netz).
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Die
Ausführungsform
mit einer separaten IP-Adressfunktion bietet darüber hinaus den Vorteil, dass
in bestehenden Netzen die Grundkonfiguration erhalten bleiben kann.
Lediglich die Daten für
die IP-Adressfunktion, die für
alle Anlagen identisch sind, müssen
erstellt werden. Auch wenn bei der Altkonfiguration von Verbindungswegen über Transitknoten
ausgegangen wurde, werden durch die IP-Adressfunktion automatisch
alle Verbindungen unmittelbar zwischen den Endknoten hergestellt.
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Ferner
müssen
die einzelnen Schnittstellenbausteine die IP-Adressen der anderen
Schnittstellen nicht mehr speichern, sondern erhalten diese Information
von der Wahlbewertung bzw. der IP-Adressfunktion. Ebenso entfällt die
Umsetzung zwischen der Hardware-Adresse eines Nutzkanals und IP-Adresse
der anderen Schnittstelle bei einer Schnittstelle. Die Anzahl von
konfigurierten Bündeln
für den
(Qsig-) Netzzugang ist in jeder TK-Anlage des Verbundes gleich 1,
da eine größere Anzahl
grundsätzlich
zwar möglich
ist, aber nicht zwingend erforderlich ist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen,
bei der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.
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1 zeigt
schematisch vier Nebenstellenanlagen in einem Verbund, bei dem für jede Verbindung eine
Punkt-zu-Punkt-Beziehung vorgesehen ist.
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2 zeigt
schematisch fünf
Nebenstellenanlagen in einem Verbund, bei dem jede Verbindung zwischen
weiter entfernten Nebenstellenanlagen über Zwischenschaltung einer
oder mehrerer weiterer Nebenstellenanlagen aufgebaut wird.
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3 zeigt
einen Verbund, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden
kann.
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In 1 und 2 ist
der Stand der Technik schematisch dargestellt und wird im folgenden
kurz erläutert.
Dabei wird unter einem privaten Telekommunikationsnetz eine einzelne
Nebenstellen- oder TK-Anlage mit ihren Amtsleitungen und den an
die TK-Anlage angeschlossenen Endgeräten verstanden. Unter "Vernetzung von TK-Anlagen" wird die Bildung
eines Verbundes solcher einzelnen TK-Anlagen (TK-Anlagenverbund) verstanden, wobei dieser
Verbund durch digitale Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen
TK-Anlagen hergestellt wird. Als vermittelndes Protokoll wird auf
diesen Leitungen das Qsig-Protokoll eingesetzt, das den Datenaustausch
bei der Signalisierung zwischen den Nebenstellenanlagen regelt und
das auf den Standards ITU-T Q.93x und Q.95x aufbaut.
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Die
Qsig-Verbindungen werden nicht über
separate digitale Verbindungsleitungen hergestellt, sondern sie
werden über
ein vorhandenes IP-Netz getunnelt, wobei spezielle Baugruppen eingesetzt
werden. In einer verbreiteten Form sind diese Baugruppen in die
TK-Anlage integriert und werden u.a. auch als VoIP- (Voice over
IP-) Board (VoIP-Board ist der Produktname der Anmelderin) bezeichnet.
Aus Sicht der jeweiligen TK-Anlagen erscheinen diese Baugruppen
wie konventionelle Leitungsschnittstellen. Nach außen verfügen diese Baugruppen
jedoch über
eine LAN-Schnittstelle.
Hierbei bleibt die aus der leitungsvermittelten Welt bekannte eindeutige
Zuordnung von Qsig-Zugängen
auch in der paketorientierten Umgebung erhalten. D.h. eine Baugruppe
VoIP-Board A der TK-Anlage X ist einer Baugruppe VoIP-Board B der TK-Anlage
Y zugeordnet (Punkt-zu-Punkt-Beziehung). Im LAN wird diese Punkt-zu-Punkt-Beziehung
derart hergestellt, dass jeder Baugruppe die IP-Adresse der korrespondierenden Baugruppe
bekannt ist. Dabei können
die Baugruppen kapazitätsmäßig aufgeteilt
werden, so dass für
jede Baugruppe mehrere Punkt-zu-Punkt-Beziehungen eingerichtet werden
können.
In einem realen Netz existiert dabei eine Vielzahl von Punkt-zu-Punkt-Beziehungen.
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Bei
TK-Anlagen mit Qsig-Schnittstellen können die Nutzkanäle in Bündeln zusammengefasst
werden. Ein Bündel
stellt dabei eine logische Zusammenfassung eines oder mehrerer Nutzkanäle dar,
wobei jeder Nutzkanal über
eine individuelle Nutzkanalnummer innerhalb der TK-Anlage identifiziert
wird. Dabei können die
Nutzkanäle
eines Bündels über mehrere
Qsig-Schnittstellen verteilt sein, oder es können die einzelnen Nutzkanäle einer
einzigen Qsig-Schnittstelle verschiedenen Bündeln zugeordnet sein. Die
Bündel
werden in einer zentralen Funktion einer TK-Anlage, die Bündelverwaltung
heißt,
verwaltet. Die Auswahl eines Nutzkanals einer Qsig-Schnittstelle erfolgt
ausschließlich über die
Bündelverwaltung.
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Um
beim Anwählen
eines Teilnehmers zwischen internen Teilnehmern der TK-Anlage und Bündeln unterscheiden
zu können,
ist bei den heutigen TK-Anlagen eine Wahlbewertung vorgesehen. Die
Wahlbewertung dient zur Analyse der gewählten Ziffernfolgen, die eine
TK-Anlage beim Verbindungsaufbau erreichen. Aufgrund des Ergebnisses
der Analyse durch die Wahlbewertung wird eine Verbindung zu einem
internen Teilnehmer der TK-Anlage oder zu einem Bündel hergestellt.
Im Falle des Bündels
enthält
der Rückgabeparametersatz
der Wahlbewertung u.a. die Bezeichnung des betreffenden Bündels.
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1 zeigt
einen Verbund mit Punkt-zu-Punkt-Beziehungen zwischen allen Anlagen.
In 1 ist ein Nebenstellenanlagenverbund mit vier
Nebenstellenanlagen 2 gezeigt. Innerhalb dieses Verbundes
soll zwischen einem Ursprungsgerät 1a und
einem Zielgerät 1b eine
Kommunikationsverbindung aufgebaut werden. Dazu werden Signalisierungsinformationen
vom Ursprungsgerät 1a an
eine Nebenstellenanlage 2a gesendet, die über eine
Anschlussleitung 3 mit dem Ursprungsgerät 1a verbunden ist.
Die Signalisierungsinformationen wurden von dem Teilnehmer über das
Ursprungsgerät 1a eingegeben
oder durch das Ursprungsgerät 1a selbst
erzeugt.
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Die
Nebenstellenanlagen 2 umfassen in der Darstellung in 1 je
drei Schnittstellen 4, über
die jeweils eine Leitung 5 angewählt und dann die Kommunikationsverbindung
mit einer anderen Nebenstellenanlage 2 in dem Verbund hergestellt
werden kann. In dem gezeigten Beispiel nach 1 befindet
sich das Zielgerät 1b,
das von dem Teilnehmer mit dem Gerät 1a angewählt wurde,
an der Nebenstellenanlage 2b. Folglich wird durch die Nebenstellenanlage 2a,
mit der das Ursprungsgerät 1a verbunden
ist, die Schnittstelle 4a aktiviert. Über die Schnittstelle 4a wird
eine Direktverbindung 6 in dem IP-Netz 7, über das
die Nebenstellen in dem Nebenstellenanlagenverbund miteinander verbunden
sind, mit der Nebenstellenanlage 2b hergestellt, an der
das Zielgerät 2b hängt. Dieser
Verbindungsweg ist in 1, 2 und 3 zur
besseren Unterscheidung fett dargestellt.
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Eine
Schnittstelle 4a nach dem Stand der Technik hat eine feste
Zuordnung zu einer anderen Schnittstelle 4 in dem Verbund.
Die jeweils andere Schnittstelle 4 ist der ihr zugeordneten
Schnittstelle 4 durch Eingabe von deren Adresse bekannt,
wobei die Adressen Adressen in einem Wählnetz sein können oder IP-Adressen.
Wenn der Nebenstellenanlagenverbund wie in 1 über ein
IP-Netz miteinander verbunden ist, so sind die Schnittstellen sogenannte
VoIP-Boards.
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Bei
einem Verbund nach 1 mit vier Nebenstellenanlagen
sind jeweils drei Schnittstellen (VoIP-Boards) in jeder Anlage nötig, um
alle Nebenstellenanlagen miteinander verbinden zu können und
damit den einzelnen Endgeräten 1a etc.
eine Direktverbindung 6 zu jedem anderen Endgerät 1b etc.
in dem Verbund anbieten zu können.
Ein derartiger Verbund hat zwar den Vorteil dass Umkodierungen für den Datenverkehr nicht
erforderlich sind, aber die Anzahl der benötigten Schnittstellen wird
sehr schnell zu groß.
Dabei ist zu beachten, dass ein Verbund aus vier Knoten eine sehr
kleine. Installation ist, große
Installationen können
mehrere hundert Netzknoten umfassen.
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Eine
andere Art eines Verbundes von Nebenstellenanlagen nach dem Stand
der Technik zeigt 2. In 2 ist ein
Verbund mit fünf
Anlagen 2 dargestellt, bei dem Verbindungen über Transitanlagen
aufgebaut werden. In 2 ist ein Endgerät 1a mit
einer Nebenstellenanlage 2a verbunden. Von diesem Ursprungsgerät 1a wird
ein Anruf getätigt,
bei dem eine Kommunikationsverbindung mit dem Endgerät 1b an
der entfernten Nebenstellenanlage 2b eingerichtet werden
soll. Die Nebenstellenanlagen 2 haben bei dem Verbund nach 2 jeweils
zwei Schnittstellen-Baugruppen,
und zwar unabhängig
von der Anzahl der Nebenstellenanlagen 2 in dem Verbund.
Aufgrund der eingegebenen oder automatisch erzeugten Signalisierungsinformation
von dem Ursprungsgerät 1a,
die durch die Nebenstellenanlage 2a des Ursprungsgerätes 1a ausgewertet
wird, wird das Zielgerät 1b unter
den mehreren Endgeräten
und insbesondere seine räumliche
Position (nämlich
an der Nebenstellenanlage 2b) erkannt. Aus der Kenntnis
(der Position) des Zielgerätes 1b wird
von der Nebenstellenanlage 2a des Ursprungsgerätes 1a eine
Leitweginformation abgeleitet (Routing). Diese Leitweginformation enthält Angaben über den
Pfad, auf dem die Daten zu dem Anruf übertragen werden sollen. In
diesem Fall hat die Nebenstellenanlage 2a des Ursprungsgerätes 1a den
Pfad über
die Nebenstellenanlage 2c zur Nebenstellenanlage 2b gewählt. Die
ebenfalls mögliche
Route über
die beiden im oberen Teil der 2 gezeigten
Nebenstellenanlagen 2 wurde durch die Nebenstellenanlage 2a verworfen.
Die Leitweginformation wird durch die Nebenstellenanlage 2a des
Ursprungsgerätes 1a an
die in dem Verbindungsaufbauprozess nachfolgende Nebenstellenanlage 2c abgesendet.
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Der
Aufbau nach 2 hat gegenüber dem Aufbau nach 1 den
Vorteil, dass die Anzahl der erforderlichen Schnittstellen-Baugruppen 4 in
den einzelnen Nebenstellenanlagen 2 sinkt. Dagegen wird
es bei dem Verbund nach 2 notwendig, zu sätzliche
Umkodierungen vorzunehmen, wenn die Daten von einer der Transitanlagen 2 weitergeleitet
werden.
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Bei
den gezeigten Nebenstellenanlagenverbünden erfolgt die Umsetzung
zwischen Hardware-Adresse jedes Nutzkanals einer Qsig-Schnittstelle
(aus Sicht der Vermittlungstechnik innerhalb der TK-Anlage) und einer
der IP-Adressen in dem Nebenstellenanlagenverbund auf dem VoIP-Board 4.
Ein VoIP-Board 4 übt selbst
keine vermittlungstechnischen Funktionen aus und verfügt über keinerlei
Routing-Funktionen bezogen auf die Qsig-Schnittstelle. Das VoIP-Board 4 verfügt über ein
eigenes Steuerwerk, das unabhängig
vom Steuerwerk der Vermittlungsfunktionen der TK-Anlage ist und mit diesem auf Basis
von Meldungen kommuniziert.
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Die
Auswahl eines Nutzkanals aus einem Bündel im Rahmen eines Verbindungsaufbaus
geschieht im Stand der Technik wie folgt: eine Wahlbewertung liefert
die Bezeichnung des Bündels;
eine Bündelverwaltung liefert
für das
bezeichnete Bündel
eine Nutzkanalnummer; aus der Nutzkanalnummer wird die Hardwareadresse
der Nutzkanalnummer ermittelt. Die Hardwareadresse der Nutzkanalnummer
führt zu
einem VoIP-Board 4 der TK-Anlage 2. Das VoIP-Board 4 verwendet
für diese
Verbindung einen für
diese Hardware-Adresse fest konfigurierten Qsig-Tunnel, d.h. einen
Qsig-Tunnel mit fester IP-Adresse. Die Bündelverwaltung einer TK-Anlage 2 ist
in der Lage eine Vielzahl von Bündeln
(z.B. 1000) zu verwalten, wobei jedes Bündel eine Vielzahl von Nutzkanälen beinhalten
kann. Jedes dieser Bündel
kann zu einer anderen TK-Anlage führen. Das Routing innerhalb
einer TK-Anlage erfolgt durch Auswahl eines geeigneten Bündels als
Folge der Wahlbewertung.
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Nach
Aufbau der Verbindung werden die Einstellungen zu diesem Anruf von
der Nebenstellenanlage 2a des Ursprungsgerätes 1a in
einem Koppelfeld abgespeichert, und alle Daten zu dem Anruf des
Ursprungsgerätes 1a werden
von der Nebenstellenanlage 2a gemäß den Parametern in dem Koppelfeld
weitergeleitet.
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In
der Transitanlage 2c in 2 wird die
empfangene Leitweginformation ausgewertet, und es wird erkannt,
dass der Anruf einem Endgerät
an der Nebenstellenanlage 2b gilt. Dementsprechend wird
in dem Koppelfeld der Transitanlage 2c eine Weiterleitung
zu diesem Anruf eingerichtet, so dass Daten zu dem Anruf des Gerätes 1a von
und zu der Nebenstellenanlage 2a und 2b geleitet
werden. Dazu wird in der Nebenstellenanlage 2c eine Brücke 8 eingerichtet,
mit der die Nebenstellenanlage 2a und die Nebenstellenanlage 2b miteinander
verbunden werden. Dies ist eine stark vereinfachte Erläuterung,
in der Praxis müssen
die Daten von der ersten Anlage 2a für die zweite Anlage 2b und
umgekehrt "umkodiert" werden, bevor sie
von der Anlage 2c weitergeleitet werden können.
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Die
in 1 und 2 gezeigten Formen von Nebenstellenanlagenverbünden sind
vereinfachte Formen, im Stand der Technik sind auch Mischformen
aus 1 und 2 bekannt.
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In 3 ist
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Nebenstellenanlagenverbundes
dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
hat jede Nebenstellenanlage nur noch eine Schnittstelle 4. Über die
Schnittstelle 4 und eine Verbindungsleitung 6 mit
einer IP-Busstruktur 9 verbunden, über die die einzelnen Nebenstellenanlagen 2 in
dem Nebenstellenanlagenverbund miteinander verbunden sind. Um bei
diesem erfindungsgemäßen Aufbau
eine Verbindung zwischen dem Ursprungsgerät 1a und dem gewünschten
Zielgerät 1b herzustellen,
wird die Signalisierung zwischen der Vermittlungstechnik und dem
VoIP-Board für
die Schritte eines Verbindungsaufbaus um die Komponente "IP-Adresse des Ziel-VoIP-Boards" erweitert. Das VoIP-Board 4 baut hierauf
basierend dynamisch Qsig-IP-Tunnel zu den angegebenen IP-Adressen auf.
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Wesentliche
Merkmale des erfindungsgemäßen Verbundes
sind dabei, dass die IP-Adressen
anderer Schnittstellen (VoIP-Boards) 4 auf einem VoIP-Board 4 nicht
mehr gespeichert werden müssen
und eine starre Umsetzung zwischen der Hardware-Adresse eines Nutzkanals
und der IP-Adresse eines anderen VoIP-Boards 4 auf einem
VoIP-Board 4 entfällt.
Stattdessen wird die Bestimmung der IP-Adresse des Ziel-VoIP-Boards
in die bekannten Routing-Mechanismen der Vermittlungstechnik der
TK-Anlage verlagert, was dazu führt,
dass diese Bestimmung dynamisch vorgenommen werden kann, d.h. je
nach Verfügbarkeit
der Leitungen und Auslastung des Netzes.
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Die
Bestimmung der IP-Adresse des Ziel-VoIP-Boards durch die Nebenstellenanlage 2a,
an der das Ursprungsgerät 1a hängt, erfolgt
durch Auswertung von gewählten
Ziffernfolgen bzw. auswertungsrelevanter Teile davon. Grundsätzlich kann
die Auswertung dabei Teil der bestehenden Wahlbewertung oder eigenständige Funktion
einer neuen Komponente sein. Der neue Funktionsblock wird im folgenden
IP-Adressfunktion (oder
IP-Adress-Finder), IPAF, genannt.
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In 4 ist
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Struktur
einer Nebenstellenanlage 2 dargestellt. Zur Erläuterung
ist ein Endgerät 1 gezeigt,
das über
eine Anschlussleitung 3 mit dieser Anlage verbunden ist.
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In
der Anlage 2 werden die Daten von und zu dem Endgerät 1 durch
eine Vermittlungssteuerung (call control, CC) 10 verarbeitet
und an weitere Untereinheiten in der Anlage 2 übermittelt,
wobei die Kommunikationskanäle
jeweils als Doppelpfeil dargestellt sind. Dabei werden zunächst die
Signalisierungsinformationen von dem Endgerät 1 von der Vermittlungssteuerung 10 an
eine Auswertungseinrichtung 11 weitergegeben, wo sie ausgewertet
werden. Diese Auswertungseinrichtung 11 ist ein Teil der
Wahlbewertungseinrichtung, zu der als weiteres Element noch eine
Erkennungseinrichtung 12 zum Erkennen eines Zielgerätes gehört.
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Aufgrund
der Ergebnisse der Wahlbewertung 11 und 12 wird
eine Leitweginformation ermittelt, die angibt, über welche Bündel im
Nebenstellenanlagenverbund das angewählte Zielgerät erreicht
werden kann. Die Ableitung der Leitweginformation erfolgt in einer
Ableitungseinrichtung 13, die die Leitweginformation auch
an die nächste
(nicht dargestellte) Nebenstellenanlage absendet.
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Ein
Teil der Leitwegweginformation ist die Ermittlung der IP-Adresse
in dem Nebenstellenanlagenverbund. Die IP-Adresse wird erfindungsgemäß in einer
IP-Adress-Einrichtung 14 ermittelt,
die in der Ausführungsform
nach 4 ein gleichrangiges Teilelement wie die Wahlbewertung 11, 12 und
die Ableitungseinrichtung 13 ist.
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Die
Einstellungen, die die Weiterleitung des Anrufes in der Nebenstellenanlage 2 betreffen,
werden in einem (nicht dargestellten) Koppelfeld abgespeichert,
und zwar durch eine Einstellungseinrichtung 15, die Zugriff
auf das Koppelfeld hat.
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In 5 ist
eine alternative Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Struktur
einer Nebenstellenanlage 2 dargestellt. Zur Erläuterung
ist wieder nur ein Endgerät 1 an
dieser Anlage gezeigt.
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Die
wesentlichen Einrichtungen, nämlich
die Vermittlungssteuerung 10, die Wahlbewertungselemente 11 und 12,
die Ableitungseinrichtung 13 sowie die Einstellungseinrichtung 15 für das Koppelfeld
sind identisch zu der obigen Ausführungsform. Die Ausführungsform
nach 5 unterscheidet sich hiervon jedoch darin, dass
bei dieser Ausführungsform
die IP-Adress-Einrichtung 14 in die Wahlbewertung 11, 12 integriert
ist. Dies hat den Vorteil, dass sich die Busstruktur in der Nebenstellenanlage 2 vereinfacht.
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Im
folgenden werden Beispiele für
den Arbeitsablauf der einzelnen Einrichtungen der Nebenstellenanlage 2 beschrieben.
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Die
Wahlbewertung ist eine an sich bekannte Vorrichtung innerhalb einer
Nebenstellenanlage, die im frühen
Verlauf eines Verbindungsaufbaus aufgerufen wird. Einer Wahlbewertung
werden mittels Konfiguration Zusammenhänge zwischen einer Ziffer oder
Ziffernfolgen und sogenannten Wahlselektoren mitgeteilt. Diese Wahlselektoren
steuern die erste Phase eines Verbindungsaufbaus. Beispiele für Wahlselektoren
sind:
"intern" Ziffer oder Ziffernfolge
zeigt auf ein anlageninternes Ziel
"extern" Ziffer oder Ziffernfolge soll zur Belegung
einer Amtsleitung führen
"netz" Ziffer oder Ziffernfolge
soll zur Belegung einer Qsig-Leitung führen
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Der
Wahlbewertung werden dabei nur die signifikanten Teile einer Ziffernfolge
mitgeteilt. Zum Beispiel habe die Anlage Teilnehmer mit den Rufnummern
zwischen 300 und 399. Bei diesen Rufnummern ist die Ziffer "3" ausreichend, um den Wahlselektor "intern" zu bestimmen. Analog
ist bei der Ziffer "0" klar, dass der Wahlselektor "extern" angesprochen wird.
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Manche
Wahlselektoren, wie z.B. "netz" oder "extern" werden mit Zusatzinformationen
versehen. Der Grund dafür
ist, dass eine Nebenstellenanlage über mehrere Amtsleitungen oder
Qsig-Leitungen verfügen kann.
Daher enthält
die Zusatzinformation der Wahlselektoren "netz" und "extern" einen Verweis auf
ein spezielles Bündel.
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Der
Ablauf beim erfindungsgemäßen Verfahren
für den
Verbindungsaufbau sieht dabei wie folgt aus. Zunächst wählt der Teilnehmer eine Ziffernfolge.
Die Ziffern treffen je nach Vorgehensweise des Teilnehmers einzeln,
in Gruppen oder als vollständige
Zielrufnummer in der Nebenstellenanlage ein. Mit jedem Eintreffen von
Ziffern in der Nebenstellenanlage, die ein Teilnehmer gewählt hat,
werden alle bislang erhaltenen Ziffern an die Wahlbewertung übergeben,
bis diese einen Wahlselektor ermitteln kann. Der weitere Verbindungsaufbau
erfolgt dann in Abhängigkeit
von diesem Wahlselektor und den zu diesem Wahlselektor gespeicherten
Zusatzinformationen.
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Mit
der Erweiterung der Wahlbewertung wird der Wahlselektor "netz" mit einer zusätzlichen
Information versehen, die direkt oder indirekt die IP-Adresse der
Ziel-Nebenstellenanlage
beinhaltet.
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In
Tabelle 1 ist ein Beispiel für
die erfindungsgemäße Erweiterung
der Wahlbewertung angegeben.
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Dabei
werden die Wahlziffern von dem Teilnehmer eingegeben. Der jeweiligen
Wahlziffer wird durch die Wahlbvewertung der entsprechende Wahlselektor
zugewiesen, also bei Eingabe von "3" der
Wahlselektor "intern", bei Eingabe von "22" der Wahlselektor "netz", bei Eingabe von "0" der Wahlselektor "extern" etc. Während sich bei der Tabelle
1 aus dem Wahlselektor "intern" ergibt, dass keine
Leitung in dem Nebenstellenanlagenverbund belegt werden muss, hat
bei dem Wahlselektor "netz" die Nebenstellenanlage 2 die
Möglichkeit, unter
mehreren Leitungen in dem Verbund zu wählen. So wird bei der Wahlziffer "22" bzw. "23" die Leitung mit der
Kennung "40" belegt, während bei
der Wahlziffer "67", die ebenfalls dem
Wahlselektor "netz" zugeordnet ist,
eine konventionelle Leitung belegt wird, bei der der Anruf über Transitanlagen 2 (auch
Transit-PINX genannt) wie nach dem Stand der Technik übertragen
wird.
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Je
nach Wahlziffer und Wahlselektor wird die IP-Adresse des Qsig-Interfaces
der Zielanlage bestimmt, wobei w.x.y.z bzw. a.b.c.d die IP-Adressen
nach dem IPv4-Standard
bedeuten. (Selbstverständlich
können auch
andere Standards wie IPv6 etc. verwendet werden.)
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In
der Tabelle 1 werden nur die führenden
signifikanten Wahlziffern eingetragen, die weiteren Ziffern, die
von dem Teilnehmer eingegeben werden, brauchen auf dieser Verfahrensstufe
nicht berücksichtigt
zu werden.
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Bei
der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, bei der die IP-Adressfunktion IPAF separat und getrennt
von der eigentlichen Wahlbewertung eingerichtet wird, werden mittels
Konfiguration Zusammenhänge
zwischen einer Ziffer oder Ziffernfolgen und den IP-Adressen aller
Nebenstellenanlagen festgelegt (also nicht den Wahlselektoren!).
Die IPAF wird zu einem späteren
Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus als die Wahlbewertung aufgerufen
und liefert zu einer Ziffernfolge die IP-Adresse einer Nebenstellenanlage des
Verbundes. Die IPAF arbeitet mit derselben Ziffernfolge wie die
Wahlbewertung.
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In
Tabelle 2 ist ein Beispiel für
die der IPAF vorgeschaltete Wahlbewertung angegeben, die der konventionellen
Wahlbewertung nachgeschaltete IPAF-Tabelle ist in Tabelle 3 wiedergegeben.
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Dieses
Beispiel gibt somit die konventionelle Wahlbewertung als Teil des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wieder. In der Tabelle 2 werden wieder nur die führenden signifikanten Wahlziffern
eingetragen.
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Auch
in der Tabelle 3 werden wieder nur die führenden signifikanten Wahlziffern
eingetragen.
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Bei
einer Zusammenfassung von Tabelle 2 und Tabelle 3 erhält man im
Ergebnis wieder die vollständige
IP-Adresse der Nebenstellenanlage des Zielgerätes 1b wie bei der
Ausführungsform
mit einer erweiterten Wahlbewertung. Der Vorteil der Ausführungsform
mit einer separaten IPAF liegt u.a. darin, dass sich eine separate Funktion
einfacher nachträglich
in einem bereits existierenden System integrieren lässt und
damit eine Nachrüstung
vereinfacht.
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In
der Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Nebenstellenanlagenverbundes wurde
bisher davon ausgegangen, dass bei jeder Nebenstellenanlage 2 jeweils
nur eine Schnittstelle 4 vorgesehen ist. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf eine derartige Zuordnung beschränkt. In
dem Verbund können auch
TK-Anlagen mit jeweils
mehreren VoIP-Boards integriert sein. So wird es für TK-Anlagen mit großer Teilnehmerzahl
erforderlich sein, mehrere VoIP-Boards in diesen TK-Anlagen für den Verkehr
im Verbund einzusetzen. Jedem dieser VoIP-Boards wird eine eigene IP-Adresse zugewiesen
werden müssen.
In dieser Ausführungsform
eines Verbundes ist es für
alle TK-Anlagen in diesem Verbund erforderlich, gewählten Ziffernfolgen
(oder auswertungsrelevanten Teilen davon) auch eine Vielzahl von
möglichen
Ziel-Adressen im IP-Netz zuweisen zu können.
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Für den Aufbau
eines Qsig-Tunnels über
das IP-Netz bedeutet dies, dass "Gassenbesetzffälle" (d.h. das nächste Ziel
kann nicht erreicht werden) auftreten können, die eine Umleitung (Rerouting,
also Neuaufbau über
eine Alternativstrecke) zu einer alternativen IP-Adresse erforderlich
machen. Dies bedeutet für
die IPAF, dass für
eine gegebene Ziffernfolge eine Liste von Ziel-IP-Adressen geliefert
werden muss. Für
die Wahlbewertung bedeutet es, dass entweder analog zur IPAF-Option
die Wahlbewertung dergestalt erweitert wird, dass sie für gegebene
Ziffernfolgen auch eine Liste von IP-Adressen liefern kann, oder
dass die Wahlbewertung für
gegebene Ziffernfolgen lediglich einen Index enthält, der
in einer von der Wahlbewertung unabhängigen Datenstruktur den Zugriff
auf die Liste von IP-Adressen erlaubt.
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Das
Umleiten (Rerouting) kann Funktion der VoIP-Baugruppen oder der
Vermittlungstechnik der TK-Anlage sein. Wenn die Umleitung durch
das VoIP-Board erfolgt, so wird die Signalisierung zwischen Vermittlungstechnik
und VoIP-Board um die Liste (und nicht um eine einzelne IP-Adresse)
von IP-Adressen erweitert. Diese Liste wird vom VoIP-Board bis zum
erfolgreichen Aufbau eines Tunnels bzw. bis zum Listenende ausgewertet.
Wenn die Umleitung durch die Vermittlungstechnik erfolgt, so wird
die Signalisierung zwischen Vermittlungstechnik und VoIP-Board um
eine IP-Adresse erweitert. Den Fehlschlag eines Tunnelaufbaus signalisiert
das VoIP-Board als "Gassenbesetztfall" an die Vermittlungstechnik
(z.B. "Rerouting
cause: no route to destination" in
der Auslösemeldung).
Im "Gassenbesetztfall" startet die Vermittlungstechnik
neue Versuche mit einer alternativen IP-Adresse aus der Liste, solange
noch Listeneinträge
vorhanden sind.
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Zusammenfassend
heißt
dies, dass wenigstens eine Nebenstellenanlage 2 mehrere
Schnittstellen-Baugruppen 4 umfassen kann und in diesem
Fall jeder der mehreren Schnittstellen-Baugruppen 4 eine
eigene IP-Adresse zugewiesen wird. Das hat zur Folge, dass das Ableiten
der Leitweginformation die dynamische Bestimmung von mehreren IP-Adressen
der Nebenstellenanlage 2b des Zielgerätes 1b in dem Nebenstellenanlagenverbund
umfasst und dementsprechend eine Verbindung zu einer ersten IP-Adresse
bzw. alternativ zu einer zweiten IP-Adresse derselben Nebenstellenanlage 2 (mit
den mehreren Schnittstellen und IP-Adressen) aufgebaut wird, wenn
eine Umleitung erforderlich ist, da die erste Schnittstelle beispielsweise
gerade belegt ist.
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Die
Implementierung der Rerouting-Funktion innerhalb der Vermittlungstechnik
bietet den zusätzlichen
Vorteil gegenüber
der VoIP-Board-Option, dass konventionelle (rein leitungsvermittelte)
Leitungen (Qsig, TNET, DSS1) beim Umleiten (Rerouting) mit einbezogen
werden können.
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- 1
- Endgerät, Telefon: 1a Ursprungsgerät, 1b Zielgerät
- 2
- Nebenstellenanlage: 2a Nebenstellenanlage
des Ursprungsgerätes, 2b Ne
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- benstellenanlage
des Zielgerätes, 2c Transit-Nebenstellenanlage
- 3
- Anschlussleitung
- 4
- Schnittstellen-Baugruppe
für Leitungen
- 5
- Verbindungsleitung
zwischen Nebenstellenanlagen
- 6
- aktive
Verbindungsleitung zwischen Nebenstellenanlagen
- 7
- IP-Netz
- 8
- interne
Brücke
in Transit-Nebenstellenanlage
- 9
- IP-Verbindung
- 10
- Vermittlungssteuerung
(CC)
- 11
- Auswertungseinrichtung
- 12
- Erkennungseinrichtung
- 13
- Ableitungseinrichtung
- 14
- Einstellungseinrichtung
- 15
- IP-Adress-Einrichtung
