DE19941146A1 - Vermittlungsstelle und Verfahren zum Betrieb einer solchen - Google Patents

Abstract

Vermittlungsstelle eines Telekommunikationsnetzes (N) mit Durchschaltvermittlung, wobei vorbestimmten, durch eine spezielle Rufnummer identifizierbaren B-Teilnehmern (B), die einen IP-Dienst (ISP) anbieten, jeweils ein gesonderter Nutzkanal (CH2) zugeordnet ist, über den anrufende A-Teilnehmer (A) über Paketvermittlung Daten mit dem jeweiligen B-Teilnehmer austauschen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vermittlungsstelle eines Telekom­ munikationsnetzes mit Durchschaltvermittlung sowie ein Ver­ fahren zum Betrieb einer solchen.

Die Funktion heutiger öffentlicher Fernsprechnetze basiert auf dem Prinzig der Durchschalte- oder Leitungsvermittlung (Circuit Switching). Die Vermittlungsstellen stellen die Netzknoten in einem Fernsprechnetz dieser Art dar. An ihnen sind Endeinrichtungen und/oder Verbindungsleitungen zu weite­ ren Netzknoten angeschlossen, die mit der Vermittlungsstelle zur Herstellung von Verbindungen zwischen den Teilnehmern (oder zwischen Vermittlungsstellen mit an diesen angeschlos­ senen Teilnehmern) Signalisierungsinformationen austauschen. Die Vermittlungsstelle führt aufgrund der Signalisierungsin­ formationen eine Zusammenschaltung von Nutzkanälen aus, auf denen letztlich die relevanten Daten übertragen werden.

Beim durchschaltevermittelten Netz wird eine Nachrichtenver­ bindung zwischen einem A- und einem B-Teilnehmer nach Auffor­ derung durch den A-Teilnehmer in den Vermittlungsstellen, die im Vermittlungsweg bis zum B-Teilnehmer liegen, durchgeschal­ tet. Die Nutzkanäle des A- und B-Teilnehmers sind für die Dauer einer Verbindung fest miteinander verbunden, d. h. die­ se Verbindung steht dem A- und dem B-Teilnehmer exklusiv zur Verfügung. Grundsätzlich erfolgt diese Vermittlung durch Schließen von Schaltern zwischen ankommenden und abgehenden Leitungen.

Vermittlungsstellen werden hinsichtlich ihrer Kapazität auf­ grund der Anzahl der Teilnehmeranschlüsse einerseits und der zu erwartenden Verbindungswahrscheinlichkeit bzw. mittleren Verbindungsdauer konzipiert. Zur Abschätzung der letzteren Größe werden seit langem statistische Erhebungen herangezo­ gen, denen zufolge in der Vergangenheit die Fernsprechverbin­ dungen eine relativ kurze mittlere Dauer im Bereich zwischen etwa zwei und fünf Minuten hatten. Die vorhandenen Vermitt­ lungsstellen der Fernsprechnetze sind aufgrund dieser Annahme geplant und ausgeführt. Mit dem explosionsartigen Anwachsen des Datenverkehrs über die Fernsprechnetze im Zusammenhang mit der Nutzung des World Wide Web zur Informatinsbeschaffung und zum Handel mit Waren und Dienstleistungen und mit der Nutzung der E-Mail als allgemein übliches Kommunikationsmittel hat sich eine wesentliche Veränderung der Benutzergewohnhei­ ten ergeben. Statistische Erhebungen aus den letzten Jahren zeigen, dass die mittlere Verbindungsdauer bei Verbindungen zu IP-Netzen zwischen 15 und über 20 Minuten liegt. Dabei ist noch zu beachten, dass es einen noch kleinen, aber wachsenden Kreis von Nutzern gibt, die extrem lange Verbindungsdauern realisieren. Es haben sich also nicht nur die Maxima der Ver­ teilungskurven der Verbindungsdauerverteilung verschoben, sondern es hat sich auch die Kurvenform geändert, und diese Entwicklung erfordert eine angemessene Reaktion der Netzbe­ treiber zur Aufrechterhaltung eines verlässlichen Netzbetrie­ bes mit angemessen kurzen Verbindungsaufbauzeiten.

Eine sinnvolle und auch realisierte Möglichkeit nicht­ technischen Charakters besteht in der uhrzeitabhängigen Tari­ fierung, die auf eine Entlastung in den Spitzenzeiten und ei­ ne insgesamt gleichmäßigere Auslastung des Netzes durch Ver­ änderung der Nutzergewohnheiten abzielt. Mit dieser Maßnahme können zwar bis zu einem gewissen Grade Spitzenbelastungen abgebaut werden, eine entsprechend differenzierte Tarifstruk­ tur ist aber für die Nutzer gewöhnungsbedürftig und wird vielfach nur ungern akzeptiert. Zudem besteht hierbei die Ge­ fahr eines Aufbaus von Spitzenbelastungen zu etwas verschobe­ nen Zeitpunkten.

Ein weiterer Ansatz zur Lösung des o. g. Problems besteht in einer spezifischen Tarifgestaltung für Langzeit-Verbindungen oder speziell für Verbindungen zu Internet-Providern. Über eine solche Tarifgestaltung könnte versucht werden, sowohl auf der Anbieter- als auf der Nutzerseite Anreize für eine Verkürzung der mittleren Verbindungsdauern zu schaffen. Gegen eine solche Lösung gibt es aber erhebliche Widerstände sei­ tens der Anbieter und auch breiter Nutzergruppen.

Die technisch naheliegendste, aber auch teuerste und daher insbesondere in einem liberalisierten Telekommunikationsmarkt höchst problematische Maßnahme besteht im Kapazitätsausbau der Vermittlungsstellen. Diese Maßnahme ist besonders deshalb problematisch, weil die erforderlichen Investitionen die Marktposition ihres Trägers gegenüber Wettbewerbern tendenzi­ ell schwächen.

Eine zukunftsorientierte Lösung könnten ATM(Asynchronous Transfer Mode)-Netze bieten, die auf dem Prinzip der Spei­ cher- oder Paketvermittlung (Packet Switching) basieren und bei denen sog. "ATM-Zellen" übertragen werden, die immer eine begrenzte, feste Länge haben und neben den Informationsfel­ dern einen steuerinformation enthaltenden "Zellenkopf" tra­ gen, anhand dessen die Leitung der Zellen durch das Netz er­ folgt. Die Übertragung erfolgt nicht in einer Anzahl von Ka­ nälen mit begrenzter Bandbreite, sondern die gesamte Band­ breite wird über die verschiedenen Verbindungen je nach Be­ darf der Kommunikationsquelle genutzt. ATM-Netze werden als Firmennetze bereits genutzt, eine Umstellung der etablierten öffentlichen Fernsprechnetze wäre jedoch mit enormen Kosten verbunden.

Es ist auch erwogen worden, Möglichkeiten zu einer Herauslö­ sung des Internet-Datenverkehrs - zumindest von besonders in­ tensiven Nutzern - aus den öffentlichen Netzen zu schaffen. Hierbei bestehen jedoch Diskrepanzen zwischen den Betreibern der öffentlichen Netze und den Internet-Providern hinsicht­ lich der Aufbringung der erforderlichen Investitionen und ei­ ner angemessenen Tarifgestaltung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine tech­ nisch vergleichsweise einfache und kostengünstige Lösung an­ zugeben, mit der bestehende Fernsprechnetze an die erhöhten Anforderungen in Folge des Datenverkehrs mit IP-Netzen ange­ passt werden können.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich ihres Vorrichtungsaspektes durch eine Vermittlungstelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich ihres Verfahrensaspektes durch ein Verfah­ ren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.

Die Erfindung schließt den wesentlichen Gedanken ein, die Vermittlungsstellen eines herkömmlichen Fernsprechnetzes mit zusätzlichen Kanälen und Mitteln für einen paketvermittelten Datenverkehr mit ausgewählten Teilnehmern auszurüsten, die einen Zugang zu IP-Netzen bieten. Diese Lösung ist insbeson­ dere in digitalen Vermittlungsstellen nach Bedarf schrittwei­ se und mit relativ geringem Aufwand realisierbar. Sie ermög­ licht in vorteilhafter Weise eine von der üblichen Tarifie­ rung durchschaltevermittelter Verbindungen (nach Verbindungs­ dauer) abweichende Tarifierung von Datenverbindungen (nach Datenmenge bzw. Bandbreite). Die Realisierung kann schwer­ punktmäßig vorangetrieben werden, so dass die ohnehin relativ geringen Kosten zeitlich gestreckt werden können.

Die den gesonderten Nutzkanälen zugeordneten Paketvermitt­ lungseinrichtungen schalten die anrufenden A-Teilnehmer ins­ besondere nach dem Zeitmultiplex-Prinzip zu. Für jeden der parallel mit dem B-Teilnehmer verbundenen A-Teilnehmer werden die Datenpakete jeweils mit einer Kennzeichnungsinformation versehen.

Die Zuschaltung der A-Teilnehmer zu einem separaten Nutzkanal zur Datenübertragung erfolgt insbesondere auf der Grundlage der gewählten Rufnummer, die einen B-Teilnehmer mit "Sonder­ kanal" spezifiziert. Die Spezifikation über die Rufnummer kann - in an sich bekannter Weise - über festgelegte Vorwahl­ nummern in Art der 0130- bzw. 0800-Nummern erfolgen.

Die separaten Nutzkanäle können neben bestehenden Kanälen ge­ schaffen und betrieben werden, auf denen weiterhin - zwischen den gleichen Teilnehmern - eine Durchschaltevermittlung er­ folgt und die insbesondere für den Sprechverkehr vorgesehen sind.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich im übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Be­ schreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figu­ ren. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung der Erfindung und

Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung anhand einer Ausführungsform.

In Fig. 1 ist skizzenhaft eine Konstellation dargestellt, bei der ein A-Teilnehmer A über seinen (symbolartig dargestell­ ten) PC eine Datenverbindung über ein öffentliches Fern­ sprechnetz N zu einem B-Teilnehmer B aufgebaut hat, der einen Zugang zu einem IP-Netz ISP anbietet. Innerhalb des Netzes N sind zwei als "Originating Switch" bzw. "Terminating Switch" bezeichnete Durchschaltpunkte gezeigt, wobei der erste Durch­ schaltpunkt (Originating Switch) eingangsseitig mit dem A- Teilnehmer A und der zweite Durchschaltpunkt (Terminating Switch) ausgangsseitig mit dem B-Teilnehmer B verbunden ist. Zwischen dem ersten und zweiten Durchschaltpunkt besteht ne­ ben einem ersten (als durchgehende Linie gezeichneten), durchaltvermittelten Kanal CH1 ein zweiter (gestrichelt ge­ zeichneter) Kanal CH2, der ausschließlich für den Datenver­ kehr vorgesehen ist. Der gesonderte zweite Kanal CH2 ist ein paketvermittelter Kanal, der dem B-Teilnehmer B fest zugeord­ net ist und in dem nach dem Zeitmultiplex-Prinzip der Daten­ verkehr mit mehreren A-Teilnehmern abläuft.

Das Prinzip dieses zusätzlichen Nutzdatenkanals CH2 ist in Fig. 2 etwas genauer gezeigt. An einer Mehrzahl von Eingangs­ anschlüssen P des ersten Durchschaltpunktes liegen (mit un­ terschiedlich dicht schraffierten Feldern symbolisierte) Da­ tenpakete von verschiedenen A-Teilnehmern im wesentlichen zeitparallel an, die nach Bearbeitung in einer Paketvermitt­ lungs-Steuereinrichtung C im Zeitmultiplex über das mit "In­ ternal Network" bezeichnete Koppelfeld seriell und mit Her­ kunftskennzeichnung in den gesonderten Kanal CH2 eingespeist werden, der einen Teil eines Inter-Office Network darstellt. Mit der gerichteten Strecke AB ist die permanent dem IP-Netz- Provider B - in Art einer Festverbindung - zugeschaltete Strecke des Fernsprechnetzes bezeichnet.

Auf Seiten des B-Teilnehmers kann ein ähnlich aufgebauter Durchschaltpunkt vorgesehen sein, der die seriell übertrage­ nen Datenpakete einzelnen Modems eines Modem-Rack zur Ein­ speisung in das IP-Netz zuführt, oder es ist an dieser Stelle ein als Router dienender Server mit ähnlicher Funktion vorge­ sehen.

Die Zuschaltung eines A-Teilnehmers zu einem für die Daten­ übertragung reservierten Kanal erfolgt nach dem Aufbau einer durchschaltvermittelten Verbindung aufgrund der Erkennung der Zugehörigkeit der gewählten Rufnummer zu einer Rufnummerklas­ se, für die gesonderte, paketvermittelte Datenkanäle bereit­ gestellt sind. Die in Fig. 2 gezeigte Paketvermittlungs- Steuereinheit kann die Aufbereitung für mehrere Datenkanäle übernehmen, so dass der zusätzliche Hardware-Aufwand in der Vermittlungsstelle relativ gering bleibt. Mit der Paketver­ mittlungs-Steuereinrichtung sind - aus der Paketvermittlungs­ technik an sich bekannte - Erfassungsmittel für die übertra­ gene Datenmenge zur datenmengen- bzw. bandbreitenorientierten Vergebührung der über den gesonderten Datenkanal realisierten Übertragung verbunden. Durch diese Vergebührungseinrichtungen wird eine dem speziellen Charakter der Nachrichtübertragung über dem gesonderten Kanal gerecht werdende und die wirt­ schaftlichen Interessen des Netzbetreibers einerseits und der Internet-Provider sowie -Nutzer andererseits angemessen be­ rücksichtigende Tarifierung realisiert.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, sondern auch in Abwandlungen möglich, die im Rah­ men fachmännischen Handelns liegen. Sie ist insbesondere für Analoge ebenso wie für digitale Netze, speziell auch in einem entsprechend weiterentwickelten ISDN-Netz, möglich.

Claims (8)

1. Vermittlungsstelle eines Telekommunikationsnetzes (N) mit Durchschaltvermittlung, dadurch gekennzeichnet, dass vorbestimmten, durch eine spezielle Rufnummer identifizierba­ ren B-Teilnehmern (B), die einen IP-Dienst (ISP) anbieten, jeweils ein gesonderter Nutzkanal (CH2) zugeordnet ist, über den anrufende A-Teilnehmer (A) über Paketvermittlung Daten mit dem jeweiligen B-Teilnehmer austauschen.

2. Vermittlungsstelle nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Paketvermittlungseinrichtung (C), die mehrere anrufende A-Teilnehmer (A) nach dem Zeitmultiplexverfahren zeitlich parallel dem gesonderten Nutzkanal (CH2) zuschaltet und den von diesen A-Teilnehmern ausgehenden bzw. für diese bestimm­ ten Paketen jeweils eine eindeutige logische Kennzeichnung zuordnet.

3. Vermittlungsstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass den gesonderten Nutzkanälen (CH2) Tarifierungsmittel zur da­ tenmengen- bzw. bandbreitenbezogenen Tarifierung der einzel­ nen Verbindungen mit den vorbestimmten B-Teilnehmern zugeord­ net sind.

4. Vermittlungsstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die speziellen Rufnummern der vorbestimmten B-Teilnehmer ei­ nem vorbestimmten Vorwahlnummernbereich angehören.

5. Vermittlungsstelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesonderten Nutzkanäle zur paketvermittelten Datenüber­ tragung parallel zu Nutzkanälen bestehen, über die durch­ schaltvermittelter Verbindungen mit dem gleichen B- Teilnehmer, insbesondere Sprechverbindungen, realisiert wer­ den.

6. Verfahren zum Betrieb einer Vemittlungsstelle eines Tele­ kommunikationsnetzes mit Durchschaltvermittlung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von A-Teilnehmern mit jeweils einem vorbestimm­ ten, durch eine spezielle Rufnummer identifizierbaren B- Teilnehmer über einen gesonderten Nutzkanal auf der Basis ei­ ner Paketvermittlung Daten austauschen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere anrufende A-Teilnehmer nach dem Zeitmultiplex- Verfahren zeitlich parallel dem gesonderten Nutzkanal zuge­ schaltet werden und den von diesen A-Teilnehmern ausgehenden bzw. für diese bestimmten Paketen jeweils eine eindeutige lo­ gische Kennzeichnung zugeordnet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine datenmengen- bzw. bandbreitenbezogene Tarifierung der einzelnen Verbindungen mit den vorbestimmten B-Teilnehmern.