DE60012816T2

DE60012816T2 - System und Verfahren zur variablen Bandreite Übertragung zwischen einer lokalen Fernsprechvermittlung und einer entfernten Leitungseinheit

Info

Publication number: DE60012816T2
Application number: DE60012816T
Authority: DE
Inventors: Lynn Marie Casanova; Dana Beverly Robinson; Paul Raymond Sand; Claudis L. Young
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2020-04-19
Also published as: DE60012816D1; US6657993B1; EP1052871B1; CA2307455A1; EP1052871A1; JP2000358100A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Telekommunikationssysteme zum Bedienen mehrerer Festnetzanschlüsse und auf Verfahren zur Steuerung eines Telekommunikationssystems.
Die Zunahme der Zahl von genutzten Telefonleitungen hat die Erwartungen selbst der optimistischsten Betreiberfirmen übertroffen. Wenn eine solche Zunahme auch für den Umsatz gut ist, verlangt sie doch von den Betreiberfirmen den Kampf um Ausrüstungen, um alle neuen Telefonleitungen zu unterstützen, die in ihrem Betriebsbereich eingerichtet werden. In der vordigitalen Zeit war ein neues Vermittlungsamt immer dann erforderlich, wenn die Kapazität eines vorhergehenden Vermittlungsamts überschritten wurde. In moderneren Zeiten haben Fernleitungseinheiten, die über Leitungsbündel mit einem Vermittlungssystem verbunden sind, die Reichweite und die Kapazität moderner Vermittlungen erhöht. Die Betreiberfirmen müssen aber ihre Ausrüstungen für die Nutzung im schlechtesten Fall (oder nahe dem schlechtesten Fall) ausstatten, was zu einem Überbau des Systems und somit unnötigen Kosten führt.
Ein Beispiel des Stands der Technik ist in 1 gezeigt. In einem Ortsbereich 10 ist ein Vermittlungsstellensystem ("Vermittlung"), wie zum Beispiel eine 5ESS^®-Vermittlung, die von Lucent Technologies hergestellt wird, mit dem Fernsprechnetz (Public Switch Telephone Network – PSTN) 14 über mehrere Leitungen und Leitungsbündel verbunden. Das PSTN 14 weist andere Ortsvermittlungsstellen, Fernvermittlungsstellen, drahtlose Systeme usw. auf. Um die verschiedenen Wohn- und Geschäfts-Standorte zu unterstützen, ist eine Vermittlungsstelle 12 mit einem oder mehreren Teilnehmerschleifenträgern verbunden, die hier durch die Teilnehmerschleifenträger (SLC) 16 und 18 dargestellt sind. Der Teilnehmerschleifenträger 16 bedient die analogen Telefone 20 und 22 (herkömmlicher Fernsprechdienst oder POTS) und das ISDN-Telefon 24 im Wohnbereich 26. Der Teilnehmerschleifenträger 18 unterstützt mehrere Telefonsysteme, die durch das POTS-Telefon 30 und die ISDN-Telefone 32 und 34 im Geschäftsbereich 36 dargestellt werden. Jeder SLC 16 und 18 liefert die BORSHT-Basisfunktionen (Batterie, Überspannung, Klingel, Überwachung, Gabelschaltung und Test) für seine jeweiligen Teilnehmertelefone und multiplexiert den Verkehr für seine verschiedenen Teilnehmertelefone in den Leitungsbündeln 40 bzw. 42. In der heutigen Technik sind die Leitungsbündel 40 und 42 optische Leitungsbündel mit großer Bandbreite. Jedes Leitungsbündel 40 bzw. 42 ist mit einem Hauptrechner-Anschluss 44 bzw. 46 verbunden. Die Hauptrechner-Anschlüsse 44 und 46 liefern die Umwandlung von Anrufen vom Übertragungsformat in das Erscheinen einer Leitung an der Vermittlungsstelle 12. Auf diese Weise erscheinen Anrufe, die zum Beispiel für das Telefon 20 bestimmt sind, der Vermittlungsstelle 12 wie eine direkt mit der Vermittlungsstelle 12 verbundene Leitung.
Ein Problem des Stands der Technik ist es aber, dass der maximal erwartete Verkehr sowohl vom Teilnehmerschleifenträger 16 als auch vom Teilnehmerschleifenträger 18 unterstützt werden muss. So muss der Geschäftsbereich in der Lage sein, eine maximale Nutzung zu unterstützen (üblicherweise am Montagmorgen zwischen 9 und 11 Uhr), und daher müssen der Hauptrechner-Anschluss 46, das Leitungsbündel 42 und der Teilnehmerschleifenträger 18 die Kapazität für einen solchen Verkehr aufweisen. Umgekehrt muss der Wohnbereich 26 so ausgelegt sein, dass er einen im Wohnbereich an Spitzennutzungstagen (wie z.B. Muttertag, Weihnachten usw.) erwarteten Verkehr unterstützt. Daher sind der Hauptrechner-Anschluss 44, das Leitungsbündel 40 und der Teilnehmerschleifenträger 16 auf eine maximale Bandbreite für einen solchen Verkehr ausgelegt.
Aus dem obigen Szenario wird klar, dass die Betreiberfirma der Vermittlungsstelle 12 über ungenutzte Kapazität verfügt. Wenn die Telefonnutzung im Geschäftsbereich ihre Spitze erreicht, ist der Wohnbereich 26 im allgemeinen auf dem niedrigsten Niveau. Wenn dagegen die Nutzung im Wohnbereich 26 ihren Spitzenwert erreicht, sind die Telefone im Geschäftsbereich 36 nicht stark genutzt. Abhängig von der Tageszeit (und dem Wochentag) wird daher ein Großteil der Kapazität des einen oder des anderen Teilnehmerschleifenträgers 16 oder 18 nicht ausreichend genutzt, während die Kapazität des anderen Teilnehmerschleifenträgers fast an ihre Grenze stößt.
Daher ist es ein Problem des Stands der Technik, dass es keine dynamische, flexible Möglichkeit gibt; um Fernteilnehmerschleifenträgern Bandbreite zuzuteilen.
GB-A-2311690 beschreibt ein zusammengelegtes Sprach- und Datenkommunikationssystem mit einem Paketdaten tragenden Breitband-Backbone, mehreren LAN-Segmenten, die durch das Breitband-Backbone miteinander verbünden sind, und mehreren Telefon-Untersystemen, die je Telefonschaltungen enthalten, die mit einem Untersystem-Multiplexer verbunden sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Telekommunikationssystem gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 9 vorgesehen.
Ein technischer Fortschritt wird im Stand der Technik durch ein System und ein Verfahren erhalten, das die flexible Bandbreite eines Datennetzwerks nutzt, um flexiblere Dienst an Festnetzanschlüsse zu liefern. Das System enthält eine Vermittlungsstelle, die so gestaltet ist, dass sie Telefoniedienste an mehrere Festnetzanschlüsse liefert, und ein Zugriffsnetzwerk-Leitungsende, das über Leitungsvermittlungs-Übertragungseinrichtungen mit der Vermittlungsstelle verbunden und konfiguriert ist, um eine reservierte Datenbandbreite ("Trägerkanäle") in einem Datennetzwerk bereitzustellen. Das System weist auch ein die Trägerkanäle tragendes Datennetzwerk und eine von der Vermittlungsstelle getrennte Leitungseinheit auf, die mit dem Datennetzwerk und den Festnetzanschlüssen verbunden und so gestaltet ist, dass sie Festnetzanschlüsse mit einem der Trägerkanäle verbindet. Das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende hat eine Steuereinrichtung, die eine Tabelle zur Übersetzung der Leitungsidentifikation in eine Leitungseinheitsadresse im Datennetzwerk aufweist. Das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende teilt einen Abschnitt seiner reservierten Bandbreite jeder Fernleitungseinheit zu, der es zugeordnet ist. Die Menge an Bandbreite ist variabel, so dass das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende die Zuteilung ändern kann, um veränderliche Verkehrsmuster je nach Tageszeit, Wochentag usw. zu unterstützen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung kann aus der Betrachtung der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen erhalten werden, in denen:
1 ein Blockdiagramm einer Vermittlungsstelle und eines Fernteilnehmerschleifenträgers gemäß dem Stand der Technik ist;
2 ein Blockdiagramm einer Vermittlungsstelle ist, die mehrere Fernleitungseinheiten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterstützt;
3 ein Blockdiagramm ist, das die Zuteilung von Bandbreite über das Datennetzwerk im System der 2 zeigt;
4 ein Blockdiagramm des Systems der 2 ist, bei dem die Bandbreite durch das Netzwerk neu zugeteilt wurde; und
5 die Zuteilung von Bandbreite bei der Kommunikation mit einem zweiten Datennetzwerk zeigt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Fernsprechnetzes 200, das Fernleitungseinheiten zur Verfügung stellt, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit der Vermittlungsstelle über ein Datennetzwerk verbunden sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist das PSTN 14 mit einer Vermittlungsstelle 202 verbunden. Die Vermittlungsstelle ist über ein oder mehrere Leitungsbündel 206 mit einem Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 verbunden. Nur ein Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 wird für mehrere Fernleitungseinheiten benötigt, was eine Kostenersparnis gegenüber den Eins-zu-Eins-Hauptrechner-Anschlüssen (44 und 46 in 1) bringt.
Wie nachfolgend näher beschrieben wird, kommuniziert das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 mit der Vermittlungsstelle 202 über V5, TR303 oder eine beliebige Form von proprietärem Protokoll, wie es im Stand der Technik bekannt ist. In 1 kommunizieren zum Beispiel die Hauptrechner-Anschlüsse 44 und 46 mit den Teilnehmerschleifenträgern 16 bzw. 18. Die TR303, V5 oder eine beliebige Art von proprietärem Protokoll. Das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende bestimmt das Ziel eines Anrufs, liefert den Anruf, wandelt die Information einschließlich der Signalisierung in Datenpakete um und sendet sie über die Leitung 210, die in diesem Ausführungsbeispiel eine auf OC3 basierende Verbindung sein kann.
Die Information wird im Datennetzwerk 214 empfangen und zu ihrem Ziel geleitet. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Datennetzwerk 214 ein ATM-Netzwerk auf, wobei die Daten paketiert und in die Nutzdaten einer ATM-Zelle gebracht werden, wie es in der Technik bekannt ist. ATM dient aber nur als Beispiel. Andere Formen von Datennetzwerken können verwendet werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert das Datennetzwerk 214 Datenpakete an die Adresse der Fernleitungseinheiten 216 und 218. Die Fernleitungseinheiten 216 und 218 können mit dem Datennetzwerk 214 zum Beispiel über OC3-Verbindungen oder eine andere Art von optischen oder metallischen Leitungsbündeln 220 und 222 verbunden sein.
Die Fernleitungseinheit 216 liefert Telefondienste für die analogen Telefone 224 und 228 und die digitalen Telefone 230 (wie ISDN) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung. Natürlich kann die Fernleitungseinheit 216 eine große Anzahl von Telefonanschlüssen unterstützen, abhängig von der Mischung von analogen und digitalen Anschlüssen und dem Verkehr in dem bedienten Bereich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bedient die Fernleitungseinheit 216 einen Wohnbereich 232.
In gleicher Weise bedient die Fernleitungseinheit 218 mehrere analoge Telefone, die durch das analoge Telefon 234 dargestellt sind, und digitale Telefone, die durch die ISDN-Telefone 236 und 238 dargestellt sind. Die Fernleitungseinheit 218 bedient einen Geschäftsbereich 240.
Im Telefonnetzwerk von 200 richtet das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 einen oder mehrere "Trägerkanäle" auf jede Fernleitungseinheit 216 und 218 ein. In anderen Worten wird eine vorbestimmte Menge des Datenpaketverkehrs über das Datennetzwerk 214 reserviert, um die zur Unterstützung eines Sprechqualitätsdiensts notwendige Bandbreite aufrechtzuerhalten. Auf diese Weise kann das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 seine erforderliche Bandbreite durch das Datennetzwerk 214 steuern und aufrechterhalten, ohne Datenpakete auf einer "nach Bedarf"-Basis zuteilen zu müssen, was zu einer Verzögerung bei der Lieferung von Paketen führen könnte. Eine solche Verzögerung würde die Sprachkanäle bis auf eine inakzeptable Qualität verschlechtern.
Zu diesem Zweck kann das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 tagsüber der Fernleitungseinheit 218 mehr Bandbreite zuteilen, um den Geschäftsbereich 204 zu bedienen, und mehr Bandbreite am Abend zuteilen, damit die Fernleitungseinheit 216, die den Wohnbereich 232 bedient, besser versorgt wird. Auf diese Weise muss die Betreiberfirma des Netzwerks 200 das Netzwerk nicht "überbauen" und eine maximale Bandbreite für beide Fernleitungen 216 und 218 zur Verfügung haben. Das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 ändert die Bandbreitenzuteilungen dynamisch zwischen den verschiedenen Leitungseinheiten, die es bedient. Wenn zum Beispiel ein Feuer ausbricht oder eine andere Katastrophe im Wohnbereich 232 auftritt, würde das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 die Zunahme des Telefonverkehrs erfassen und könnte kurzfristig über das Netzwerk 214 mehr Bandbreite zur Verfügung stellen, um einen Notfallbetrieb zu unterstützen.
3 zeigt die Zuteilung von Bandbreite durch das Datennetzwerk 214.
Um einen Sprechqualitätsdienst über das Datennetzwerk 214 zu liefern, muss eine garantierte Mindestbandbreite über das Datennetzwerk 214 (d.h. eine gewisse garantierte Menge von Paketverkehr) zwischen der Fernleitungseinheit 216 und dem Zugriffsleitungsende 208 und der Fernleitungseinheit 218 und dem Zugriffsnetzwerk 208 vorhanden sein. Daher wird dem System 10 eine gewisse Menge von Paketverkehr über das Datennetzwerk 214 garantiert. Gemäß diesem Ausführungsform der Erfindung ist ein Router 300 mit dem Zugriffsnetzwerk-Leitungsende 208 über eines oder mehrere Leitungsbündel zu einem 210 innerhalb des Datennetzwerks 214 verbunden. Der Router 300 teilt eine vorbestimmte Menge von Paketverkehr dem Router 302 und eine zweite vorbestimmte Menge von Paketverkehr dem Router 304 zu. Ein solcher vor-zugeteilter Paketverkehr wird manchmal als "Paketkanäle" bezeichnet, wie durch 306 und 308 dargestellt wird. In der Darstellung der 3 teilt der Router 300 seiner Verbindung mit dem Geschäftsbereich 240 mehr Bandbreite zu als dem Wohnbereich 232. Dies wäre zum Beispiel an einem Wochentag eine wünschenswerte Konfiguration. Natürlich kann das Datennetzwerk 214 weitere Router, Anschlüsse usw. enthalten, die aus Gründen der Klarheit in dieser Darstellung nicht gezeigt sind.
4 zeigt das gleiche System 200 wie 3. Der Router 300 hat aber dem Router 302 einen größeren Kanal 306 zugeteilt, um den Wohnbereich zum Beispiel an einem Abend eines Wochentags oder einem Wochenende zu unterstützen. Wenn außerdem zum Beispiel im Laufe des Tages ein Notfall im Wohnbereich 232 auftritt, wird erwartet, dass der Kommunikationsverkehr zum und vom Wohnbereich 232 zunimmt. Es ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung die erforderliche Flexibilität liefert, um die Bandbreite bis zu dem dem Router 300 zugeteilten Maximum anzupassen, damit anormale Bedingungen berücksichtigt werden können.
Somit liefert die vorliegende Erfindung ein wesentlich flexibleres Übertragungssystem als der Stand der Technik. Es gibt keine den Fernleitungseinheiten gewidmeten Bandbreiten. Tatsächlich ist die Bandbreite entsprechend den Verkehrsmustern der Tageszeiten usw. variabel. Durch Verwendung entweder eines vorher existierenden Datennetzwerks 214 oder eines zu diesem und anderen Zwecken installierten Datennetzwerks können daher die Betreiberfirmen viele Kommunikationen, Anschlüsse, mit einer wesentlich größeren Flexibilität unterstützen als es bisher möglich war.
5 zeigt ein weiteres, ausgeweitetes Datennetzwerk, das zum Beispiel eine Rufnummer-Mitnahme unterstützen könnte. In diesem Ausführungsbeispiel gibt es zusätzlich zum Datennetzwerk 214 ein zweites Datennetzwerk 500. Das Datennetzwerk 214 ist mit dem Datennetzwerk 500 über einen Netzübergang 502 und einen im Datennetzwerk 500 angeordneten Netzübergang 504 verbunden. Der Router 300 teilt je nach den Kommunikationserfordernissen mit dem Datennetzwerk 500 eine gewisse Menge von Bandbreite 506 zu. Wenn in diesem Ausführungsbeispiel ein Telefonanruf vom PSTN 14 an der Vermittlungsstelle 202 ankommt, der für eine Telefonnummer bestimmt ist, die für die Vermittlung nicht örtlich ist, teilt die Vermittlungsstelle 202 dem Netzübergang 502 einen Pfad zu, der über die Verbindung 508 (ein optisches Leitungsbündel oder andere Datenverbindung) zum Netzübergang 504 verbindet. Eine Tabelle 510 im Netzübergang 502 zeigt an, wohin der Anruf geliefert werden soll. Eine ähnliche Tabelle 512 im Netzübergang 504 leitet dann den Anruf weiter zur geeigneten Fernleitungseinheit-Vermittlungsstelle oder anderem Zielort.
Selbstverständlich ist die oben beschriebene Ausführungsform nur ein darstellendes Prinzip der Erfindung, und viele Veränderungen können vom Fachmann in Betracht gezogen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Daher sind solche Veränderungen in die Reichweite der nachfolgenden Ansprüche einzubeziehen.

Claims

Telekommunikationssystem (200) zum Bedienen mehrerer Festnetzanschlüsse (224, 228, 230, 234, 236, 238), wobei das Telekommunikationssystem aufweist: eine Vermittlungsstelle (202), die so konfiguriert ist, das sie den mehreren Festnetzanschlüssen Telephoniedienste liefert; ein Datennetzwerk (214), das Trägerkanäle enthält; und eine erste Fernleitungseinheit (216) und eine zweite Fernleitungseinheit (218), die mit den mehreren Festnetzanschlüssen und dem Datennetzwerk verbunden sind; wobei das Telekommunikationssystem gekennzeichnet ist durch: ein Zugriffsnetzwerk-Leitungsende (208), das zwischen der Vermittlungsstelle und dem Datennetzwerk angeschlossen und konfiguriert ist, um einen ersten Abschnitt der Trägerkanäle der ersten Fernleitungseinheit und einen zweiten Abschnitt der zweiten Fernleitungseinheit zuzuteilen, wobei die Abschnitte von einer vordefinierten Bedingung abhängen.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das Datennetzwerk ein Paketnetzwerk enthält.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das Datennetzwerk ein ATM-Netzwerk enthält.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Vermittlungsstelle und das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende über ein Standardprotokoll kommunizieren.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die vordefinierte Bedingung die Tageszeit enthält.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die vordefinierte Bedingung den Wochentag enthält.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, das Mittel zur Messung des Verkehrs zwischen dem Zugriffsnetzwerk-Leitungsende und der ersten und der zweiten Fernleitungseinheit aufweist, und wobei die vordefinierte Bedingung Verkehrsmessungen oberhalb eines vordefinierten Schwellwerts enthält.
Telekommunikationssystem nach Anspruch 1, das mehrere Leitungseinheiten aufweist, wobei das Zugriffsnetzwerk-Leitungsende so konfiguriert ist, dass es jeder der mehreren Leitungseinheiten einen Abschnitt der Trägerkanäle gemäß der vorbestimmten Bedingung zuteilt.
Verfahren zur Steuerung eines Telekommunikationssystems (200), das eine Vermittlungsstelle (202), die über ein Zugriffsnetzwerk-Leitungsende (208) mit einem Datennetzwerk (214) verbunden ist, und mehrere Leitungseinheiten (216, 218) aufweist, die mit dem Datennetzwerk verbunden sind, wobei das Verfahren darin besteht: eine vorbestimmte Bandbreitengrenze im Datennetzwerk zu reservieren; einen Abschnitt der vorbestimmten Bandbreite zur Kommunikation mit jeder der mehreren Leitungseinheiten zuzuteilen; und die jeder Leitungseinheit zugeteilte Bandbreite als Reaktion auf Änderungen im Telekommunikationssystem zu verändern.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bandbreitenzuteilung je nach Tageszeit variiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bandbreitenzuteilung je nach Wochentag variiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bandbreitenzuteilung entsprechend Verkehrsmustern im Verlauf der Zeit variiert.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Bandbreitenzuteilung entsprechend Verkehrsmustern in einem vorbestimmten Zeitraum dynamisch variiert.