DE19808905C2 - Procedure for accelerating the connection establishment between switched participants - Google Patents

Procedure for accelerating the connection establishment between switched participants

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Description

Der Verbindungsaufbau in ATM-Vermittlungsnetzen wird üblicher­ weise über ein Signalisierungsprotokoll angestoßen. Dies ist dem Verbindungsaufbau in ISDN-Anlagen sehr ähnlich. Insbesonde­ re durch die Signalisierungsprozedur mit Quittierung und Ein­ tragung von Verbindungen in sogenannte Routing-Tabellen ergeben sich beim Verbindungsaufbau Zeitverluste. Die Zeitverluste wachsen linear mit der Anzahl der an einer Verbindung beteilig­ ten ATM-Knoten. Im wesentlichen setzen sich diese Zeitverluste aus folgenden Anteilen zusammen: Nachrichtenbearbeitung, Ein­ stellung des ATM-Koppelnetzes (Switchfabric) und beteiligter Anschlußorgane.Establishing a connection in ATM switching networks is becoming more common initiated via a signaling protocol. This is very similar to establishing a connection in ISDN systems. Insbesonde right through the signaling procedure with acknowledgment and on result in connections in so-called routing tables lost time when establishing a connection. The wasted time grow linearly with the number of participants in a connection th ATM node. In essence, these wasted time composed of the following parts: message processing, on Position of the ATM switching network (Switchfabric) and participants Connecting devices.

DE 195 34 754 C1 betrifft ein Verfahren zum Vermitteln von Schmalband-Teil-Leistungsbündeln zwischen Kommunikationssyste­ men über ein ATM-Kommunikationsnetz. In den Kommunikationssys­ temen sind jeweils Leitungsbündel-Anschlußeinrichtungen vorge­ sehen, die jeweils mit einem durch eine Steuereinrichtung ge­ steuerten Koppelfeld verbunden sind. Es werden vermittelte per­ manente virtuelle Verbindungen über vorgegebene virtuelle Kanä­ le zwischen den Kommunikationssystemen bereitgehalten und bei einem Verbindungswunsch zur Verfügung gestellt. Die Zuordnung der virtuellen Kanäle wird bei vermittelten permanenten virtu­ ellen Verbindungen anhand der Schmalband-Verbindungs-indivi­ duellen Rufnummer - insbesondere der Call Reference Number - ermittelt. Dies bedeutet, daß bei diesen vermittelten permanen­ ten virtuellen Verbindungen die erforderlichen vermittlungs­ technischen Ressourcen in den ATM-Kommunikationssystemen erst bei Vorliegen von zu übermittelnden Nachrichten- und Signali­ sierungsinformationen verfügbar gemacht werden. In welcher Form die Zuordnung anhand der Call Reference Number als oder über ein Verbindungsparameter ermittelt wird, ist dieser Druck­ schrift nicht zu entnehmen. Desweiteren ist ein Nachteil dieses Verfahrens, daß die Kriterien für die Voreinstellung der virtu­ ellen Kanäle nicht angegeben werden.DE 195 34 754 C1 relates to a method for switching Narrowband partial power bundles between communication systems men over an ATM communication network. In the communication systems systems are pre-bundled see, each with a ge by a control device controlled switching network are connected. It is mediated by manent virtual connections via predefined virtual channels between the communication systems and at provided a connection request. The assignment the virtual channels will be switched with permanent virtu connections based on the narrowband connection indivi duel number - especially the call reference number - determined. This means that with these mediated permanent ten virtual connections the necessary switching technical resources in the ATM communication systems first  if there are messages and signals to be transmitted information is made available. In which form the assignment based on the Call Reference Number as or above a connection parameter is determined is this pressure font not to be extracted. Another disadvantage is this Procedure that the criteria for the presetting of virtu channels are not specified.

DE 195 34 755 C1 betrifft ebenso ein Verfahren zum Vermitteln von Schmalband-Leitungsbündeln zwischen Kommunikationssystemen über ein ATM-Kommunikationsnetz, welches u. a. vermittelte per­ manente virtuelle Verbindungen verwendet. Diese vermittelten permanenten virtuellen Verbindungen werden zusätzlich zu perma­ nenten virtuellen Verbindungen in Abhängigkeit von dem Verkehr­ saufkommen jeweils zwischen den Kommunikationssystemen auf- und wieder abgebaut. Somit findet zwar in Abhängigkeit von dem ge­ messenen Verkehrsaufkommen eine Zu- bzw. Abschaltung dieser vermittelten permanenten virtuellen Verbindungen statt, jedoch nicht eine erneuerbare Voreinstellung der damit verbundenen virtuellen Kanäle.DE 195 34 755 C1 also relates to a method for switching of narrowband trunk groups between communication systems over an ATM communication network, which u. a. mediated by manent virtual connections are used. These mediated permanent virtual connections are in addition to perma nent virtual connections depending on the traffic arise between the communication systems dismantled again. Thus, depending on the ge measured traffic volume an activation or deactivation of this brokered permanent virtual connections instead, however not a renewable preset of the associated virtual channels.

Demzufolge ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ver­ bindungsaufbau zwischen zu vermittelten Teilnehmern zur Verfü­ gung zu stellen, wobei die Vermittlung insbesondere über ein ATM-Koppelnetz erfolgt, durch das ein beschleunigter und einfa­ cher Verbindungsaufbau zwischen vermittelten Teilnehmern opti­ miert wird. Zudem wird eine Anordnung zum Durchführen des oben genannten Verfahrens zur Verfügung gestellt.Accordingly, it is an object of the invention to provide a method for ver Establishing a connection between the mediated participants supply, the mediation in particular via a ATM switching network takes place through which an accelerated and simple cher Establish connection between switched participants opti is lubricated. In addition, an arrangement for performing the above provided procedure provided.

Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch die Merkmale des An­ spruchs 1 und anordnungsseitig durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.On the procedural side, this task is characterized by the characteristics of the contractor claim 1 and arrangement side by the features of the claim 9 solved.

Die Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen führen zu einem be­ schleunigten Verbindungsaufbau bei vermittelten Teilnehmern. Außerdem steigt die Verfügbarkeit gegenüber herkömmlichen Lösungen. Damit ist auch ein höherer Auslastungs­ grad möglich.The measures according to the claims lead to a be accelerated connection establishment with switched participants. In addition, availability increases  conventional solutions. This is also a higher utilization right now possible.

Die Erfindung nutzt Eigenschaften des ATM aus, um den Einfluß des Zeitverlustes bei der Einstellung des ATM-Koppelnetzes (Switchfabric) und beteiligter Anschlußeinrichtungen zu mini­ mieren. Das Einstellen des Koppelnetzes bedeutet, daß Einträge in Routing-Tabellen gemacht werden müssen. Tabellenindex ist bei ATM-Übertragung der für die Verbindung verwendete VPI/VCI (virtueller Kanalbezeichner im Kopf einer ATM-Zelle). Da der VPI/VCI Wertevorrat praktisch unbegrenzt ist, werden abhängig von der Gesamtkonfiguration voreingestellte Verbindungskanäle, z. B. durch Verwendung einer Pufferspeichereinrichtung (Caching Entity) zwischen dem eigentlichen Koppelnetz und dessen Steuer­ einrichtung bereitgehalten. Beim Verbindungsaufbau wird bei­ spielsweise einer dieser voreingestellten Verbindungskanäle (VPI/VCI) verwendet. Damit entfällt die neue Indizierung der Routing-Tabelle völlig.The invention takes advantage of features of ATM to influence the loss of time when setting up the ATM switching network (Switchfabric) and involved connection facilities to mini mieren. Setting the switching network means that entries must be made in routing tables. Table index is in the case of ATM transmission, the VPI / VCI used for the connection (virtual channel identifier in the head of an ATM cell). Since the VPI / VCI value reserve is practically unlimited, will be dependent connection channels preset from the overall configuration, z. B. by using a buffer memory device (caching Entity) between the actual switching network and its tax facility ready. When establishing a connection, for example one of these preset connection channels (VPI / VCI) used. The new indexing of the Routing table completely.

Verbindungswünsche können aufgrund der Analyse des vorherigen Verkehrsaufkommens prognostiziert werden. Mittels solcher Prog­ nosen kann die Voreinstellung und Bereitstellung der Verbin­ dungskanäle erfolgen. Dadurch ist eine Beschleunigung des er­ findungsgemäßen Verfahrens in optimierter Form gegeben, da an­ hand der Analyse des vorherigen Verkehrsaufkommens eine Anpas­ sung der Voreinstellungen und Bereitstellungen der Verbindungs­ kanäle an die jeweiligen Verbindungswünsche erfolgen kann.Connection requests can be based on the analysis of the previous one Traffic volume can be forecast. By means of such prog The connection can be preset and made available channels. This is an acceleration of the Given method according to the invention in an optimized form, since based on the analysis of the previous traffic volume Solution of the presettings and provision of the connection channels can be made to the respective connection requests.

Liegen keine Verbindungsaufbauwünsche an, wird die Zeit ge­ nutzt, um den Vorrat an voreingestellten Verbindungskanälen, z. B. in der Caching Entity, zu ergänzen. Das Verfahren nach der Erfindung gestattet darüber hinaus die Voreinstellung der entsprechenden Anschlußeinrichtungen. If there are no requests to establish a connection, the time is saved uses the stock of preset connection channels, z. B. in the caching entity. The procedure after the invention also allows the preset of corresponding connection facilities.  

Das Verfahren nach der Erfindung hat keine Auswirkung auf die Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit des ATM-Verfahrens.The method according to the invention has no effect on the Availability and performance of the ATM procedure.

Es treten insbesondere keine Nachteile hinsichtlich der verfüg­ baren Bandbreite des Vermittlungsnetzes auf, da die verwendeten Voreinstellungen nichts mit den Routing-Tabellen zu tun haben.In particular, there are no disadvantages with regard to the disposal ed bandwidth of the switching network, since the used Presets have nothing to do with the routing tables.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Un­ teransprüchen aufgezeigt.Advantageous embodiments of the invention are described in Un claims shown.

Anhand des in Fig. 1 gezeigten Blockschaltbildes wird die Er­ findung näher erläutert.Based on the block diagram shown in Fig. 1, the invention will be explained in more detail.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei zu vermittelnde Teilnehmer 1, 2 und 3 als Repräsentanten einer Vielzahl von Teilnehmern über ein ATM-Koppelnetz 4 miteinander verbindbar. Zwischen der Steuereinrichtung 5 des ATM-Koppelnet­ zes 4 und dem eigentlichen Koppelnetz (Switchfabric) selbst ist eine Pufferspeichereinrichtung 6 vorgesehen, die vorzugsweise als intelligente Caching Entity ausgebildet ist. Diese Caching Entity ist transparent für den Steuerdatenfluß zwischen Steuer­ einrichtung 5 und Koppelnetz 4. Das Einstellen des ATM-Koppel­ netzes 4 bedeutet, daß Einträge in Routing-Tabellen gemacht werden müssen. Tabellenindex ist dafür die Verbindung ver­ wendete VPI/VCI (virtueller Kanalbezeichner im Kopf einer ATM- Zelle). Da der VPI/VCI-Wertevorrat praktisch unbegrenzt ist, werden abhängig von der Gesamtkonfiguration voreingestellte Verbindungskanäle zwischen Teilnehmern 1, 2, 3 von der Caching Entity 6 bereitgehalten. Bei einem Verbindungswunsch eines Teilnehmers wird einer dieser bereitgehaltenen Verbindungskanä­ le für den Verbindungsaufbau verwendet. Damit entfällt eine neue Indizierung der Routing-Tabelle völlig. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, three subscribers 1 , 2 and 3 to be switched can be connected to one another as representatives of a large number of subscribers via an ATM switching network 4 . Between the control device 5 of the ATM switching network 4 and the actual switching network (switch fabric) itself, a buffer storage device 6 is provided, which is preferably designed as an intelligent caching entity. This caching entity is transparent to the control data flow between control device 5 and switching network 4th Setting the ATM switching network 4 means that entries in routing tables must be made. The table index is the connection used VPI / VCI (virtual channel identifier in the head of an ATM cell). Since the VPI / VCI range of values is practically unlimited, preset connection channels between participants 1 , 2 , 3 are provided by the caching entity 6 , depending on the overall configuration. If a connection request is made by a subscriber, one of these connection channels provided is used for establishing the connection. This completely eliminates the need to index the routing table.

Zur Bereithaltung voreingestellter Verbindungskanäle werden Verbindungsparameter in der Caching Entity 6 zwischengespei­ chert, die bei einem Verbindungswunsch entsprechende Koppelnet­ zelemente 44, vergleichbar mit Koppelfeldpunkten, des Koppel­ netzes 4 aktivieren, ohne daß auf vorherige Einträge in Rou­ ting-Tabellen zurückgegriffen werden muß. Die Caching Entity 6 analysiert laufend Verkehrsparameter wie Bandbreite, Zellrate, Dienstequalität (Verlustrate, durchschnittliche Bitrate, Jit­ ter) der gewünschten Verbindungen. In Abhängigkeit dieser Ana­ lyse werden die für eine Verbindung entsprechenden Anschlußein­ richtungen 41, 42, 43 voreingestellt, wobei folgende Überlegun­ gen eine Rolle spielen: Die bei ATM meist verbreitete Anwendung ist die LAN Emulation. Hier treten immer dieselben Verkehrspa­ rameter auf. Dies wird ausgenützt, um auch in den Anschlußein­ richtungen die UPC (Usage Parameter Control) voreinzustellen. Dies wird jedoch vorzugsweise nur im Falle niedriger und mitt­ lerer Last auf den entsprechenden Anschlußeinrichtungen durch­ geführt, da ein Vorbelegen von Switch-Ressourcen hier notwendig ist.To provide preset connection channels, connection parameters are cached in the caching entity 6 , which, in the case of a connection request, activate corresponding switching elements 44 , comparable to switching points, of the switching network 4 without having to refer to previous entries in routing tables. The caching entity 6 continuously analyzes traffic parameters such as bandwidth, cell rate, quality of service (loss rate, average bit rate, jitter) of the desired connections. Depending on this analysis, the corresponding connecting devices 41 , 42 , 43 are preset for a connection, the following considerations playing a role: The most common application in ATM is LAN emulation. The same traffic parameters always occur here. This is used to preset the UPC (Usage Parameter Control) also in the connection devices. However, this is preferably only carried out in the case of low and medium loads on the corresponding connection devices, since a pre-assignment of switch resources is necessary here.

Ein Eintrag der Verbindungsparameter in die Routing-Tabellen für das ATM-Koppelnetz 4 wird erst nach erfolgtem Verbindungs­ aufbau vorgenommen durch eine entsprechende Meldung von der Caching Entity 6 an die Steuereinrichtung 5.The connection parameters are not entered in the routing tables for the ATM switching network 4 until the connection has been established by means of a corresponding message from the caching entity 6 to the control device 5 .

Liegen keine Verbindungsaufbauwünsche an, wird diese Zeit von der Caching Entity 6 genutzt, um den Vorrat an voreingestellten Verbindungskanälen zu ergänzen. Das Koppelnetz ist selbst lern­ fähig. Verbindungswünsche können aufgrund der Analyse des vor­ herigen Verkehrsaufkommens prognostiziert werden. Mittels sol­ cher Prognosen kann die Voreinstellung und Bereitstellung der Verbindungskanäle erfolgen. Um den Verbindungsaufbau besonders zu beschleunigen, können die Koppelnetzelemente 44 so voreingestellt werden, daß alle Vorbereitungen bis auf einen Registerzugriff - Setzen von einem Bit - abgeschlossen werden, so daß ein Aktivschalten der Verbindung nur noch das Setzen eines Bits erfordert.If there are no connection setup requests, this time is used by the caching entity 6 to add to the set of preset connection channels. The coupling network is capable of learning itself. Connection requests can be predicted based on the analysis of the previous traffic volume. Such predictions can be used to preset and provide the connection channels. In order to accelerate the connection establishment in particular, the switching network elements 44 can be preset so that all preparations except for register access - setting one bit - are completed, so that activating the connection only requires setting a bit.

Das Verfahren nach der Erfindung kann natürlich auch für Koppelnetze und/oder Koppelfelder benutzt werden, die nicht auf ATM basieren, z. B. alle Zeit- und/oder Raumkoppelfelder, wo Quittierungen, Signalisierungen oder spezielle Protokolle zu Zeitverzögerungen beim Verbindungsaufbau führen.The method according to the invention can of course also for Coupling networks and / or coupling fields that are not used based on ATM, e.g. B. all time and / or Space switching fields, where acknowledgments, signaling or special protocols for time delays at Establish connection.

Claims (10)

1. Verfahren zum Verbindungsaufbau zwischen zu vermittelnden Teilnehmern (1, 2, 3), wobei die Vermittlung insbesondere über ein Asynchronous Transfer Mode ATM-Koppelnetz (4) mit Steuereinrichtung (5) er­ folgt, wobei das Verfahren die Kombination folgender Merk­ male umfaßt:
  • - es werden voreingestellte Verbindungskanäle für Verbin­ dungen zwischen den Teilnehmern (1, 2, 3) bereit gehal­ ten; und
  • - bei einem Verbindungswunsch eines Teilnehmers wird ei­ ner dieser bereitgehaltenen Verbindungskanäle für den Verbindungsaufbau benutzt;
dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung des Verbindungsaufbaus Verbindungspara­ meter in einer Pufferspeichereinrichtung (6) zwischenge­ speichert werden, die bei einem Verbindungswunsch entspre­ chende Koppelnetzelemente (44) des Koppelnetzes (4) akti­ vieren, ohne daß auf vorherige Einträge in Routing-Tabel­ len für das ATM-Koppelnetz zurückgegriffen werden muß, und daß Verbindungswünsche aufgrund der Analyse des vorherigen Verkehrsaufkommens prognostiziert werden und mittels die­ ser Prognosen die Voreinstellung und Bereitstellung der Verbindungskanäle erfolgt.1. A method for establishing a connection between participants to be switched ( 1 , 2 , 3 ), the switching in particular via an asynchronous transfer mode ATM switching network ( 4 ) with control device ( 5 ), the method comprising the combination of the following features:
  • - There are preset connection channels for connec tions between the participants ( 1 , 2 , 3 ) are available; and
  • - When a connection request from a subscriber, one of these connection channels is used to establish the connection;
characterized in that in order to accelerate the establishment of the connection, connection parameters are temporarily stored in a buffer memory device ( 6 ), which act upon corresponding connection network elements ( 44 ) of the switching network ( 4 ) when there is a connection request, without having to make previous entries in routing tables for that ATM switching network must be used, and that connection requests are predicted based on the analysis of the previous traffic volume and by means of these forecasts, the presetting and provision of the connection channels takes place. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verkehrsparameter gewünschter Verbindungen analysiert wer­ den und in Abhängigkeit dieser Analyse Anschlußeinrichtun­ gen (41, 42, 43) voreingestellt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that traffic parameters of desired connections who analyzed and depending on this analysis, connection devices ( 41 , 42 , 43 ) are preset. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkehrsparameter eine Bandbreite, eine Zellrate und/ oder eine Dienstequalität darstellen.3. The method according to claim 2, characterized in that the traffic parameters a bandwidth, a cell rate and / or represent a quality of service. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreinstellung der Anschlußeinrichtungen (41, 42, 43) aufgrund von analysierten Verkehrsparametern nur im Falle niedriger und mittlerer Last auf den entsprechenden An­ schlußeinrichtungen (41, 42, 43) vorgenommen wird.4. The method of claim 2 or 3, characterized in that the presetting of the connecting means (41, 42, 43) on the basis of the analyzed traffic parameters only in the case of low and medium load on the corresponding on-circuit devices is carried out (41, 42, 43). 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach dem Verbindungsaufbau ein Eintrag der Verbin­ dungsparameter in Routing-Tabellen für das ATM-Koppelnetz (4) vorgenommen wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an entry of the connec tion parameters in routing tables for the ATM switching network ( 4 ) is made only after the connection is established. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelelemente (44) des Koppelnetzes (4) für die Be­ reitstellung eines Verbindungskanals so voreingestellt werden, daß für einen Verbindungsaufbau nur noch ein Bit gesetzt werden muß.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the coupling elements ( 44 ) of the switching network ( 4 ) for the Be provision of a connection channel Be preset so that only one bit has to be set for a connection. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bereithalten voreingestellter Verbindungskanäle der virtuelle Kanalbezeichner im Kopf einer ATM-Zelle benutzt wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that to keep preset connection channels of the virtual channel identifier used in the head of an ATM cell becomes.   8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeiten, in denen keine Verbindungswünsche vorliegen, zur Ergänzung des Vorrats an voreingestellten Verbindungs­ kanälen genutzt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the times when there are no connection requests, to supplement the stock of preset connections channels is used. 9. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem eigentlichen Koppelnetz (4) zur Vermittlung, von Teil­ nehmern (1, 2, 3) und dessen Steuereinrichtung (5) die Pufferspeichereinrichtung (6) vorgesehen ist, die für den Steuerungsdatenfluß zwischen Steuereinrichtung (5) und Koppelnetz (4) transparent ist und mittels welcher die voreingestellten Verbindungskanäle durch Zwischenspeiche­ rung von Verbindungsparametern für einen Verbindungsaufbau zwischen Teilnehmern (1, 2, 3) bereitstellbar sind, wobei die Koppelnetzelemente (44) durch die Verbindungsparameter ohne Zurückgreifen auf vorherige Einträge in Routing-Ta­ bellen für das ATM-Koppelnetz aktivierbar sind, und wobei Verbindungswünsche aufgrund einer Analyse des vorherigen Verkehrsaufkommens prognostizierbar sind und mittels die­ ser Prognose die Verbindungskanäle voreinstellbar und be­ reitstellbar sind.9. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that between the actual switching network ( 4 ) for switching, participants ( 1 , 2 , 3 ) and its control device ( 5 ), the buffer memory device ( 6 ) is provided which is transparent to the control data flow between the control device ( 5 ) and switching network ( 4 ) and by means of which the preset connection channels can be provided by temporarily storing connection parameters for establishing a connection between subscribers ( 1 , 2 , 3 ), the switching network elements ( 44 ) can be activated by the connection parameters without using previous entries in routing tables for the ATM switching network, and connection requests can be predicted on the basis of an analysis of the previous traffic volume and the connection channels can be preset and prepared by means of this forecast. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferspeichereinrichtung (6) so ausgebildet ist, daß sowohl Koppelnetzelemente (44) als auch entsprechende An­ schlußorgane (41, 42, 43) des Koppelnetzes (4) vorein­ stellbar sind.10. The arrangement according to claim 9, characterized in that the buffer memory device ( 6 ) is designed such that both switching network elements ( 44 ) and corresponding connection elements ( 41 , 42 , 43 ) of the switching network ( 4 ) are adjustable in advance.
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