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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft die Bestimmung von Portidentitäten in einem
Telekommunikationssystem und insbesondere die automatische Bestimmung
von Portidentitäten
in einem heterogenen Telekommunikationssystem.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Im
Jahre 1876 sprach Alexander Graham Bell in einer Mansardenwohnung
ohne Aufzug im dritten Stock im Bezirk Scollay Square von Boston
Massachusetts den ersten Satz, der über Telefondrähte übertragen wurde.
Technische Innovationen haben die Telekommunikationsindustrie über die
letzten einhundertdreiundzwanzig Jahre drastisch verändert. Zum
Beispiel haben Telekommunikationsvermittlungssysteme sich beträchtlich
entwickelt von „handbetriebenen" Systemen, in welchen
durch den Eingriff einer menschlichen Vermittlungskraft, die eine
Leitung physikalisch in eine andere steckte, einen Apparat (durch
eine hierarchische Koppeleinrichtung) elektrisch mit einem anderen
verbunden wurde. Solch eine direkte elektrische Verbindung von zwei
oder mehr Kanälen
zwischen zwei Punkten (wenigstens einem Kanal in jeder Richtung),
eine Verbindung, die einen Benutzer mit ausschließlicher
Verwendung der Kanäle
versorgt, um Informationen auszutauschen, wird als Leitungsvermittlung
oder Durchschaltevermittlung bezeichnet. Menschliche Vermittlungskräfte wurden
größtenteils
durch Systeme ersetzt, welche elektronische Vermittlungssysteme
(ESS für
engl. electronic switching systems) einsetzen, in welchen die Apparate
durch das Netz durch elektronische Systeme automatisch verbunden
werden.
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Außerdem setzt
das Signalisierungssystem in vielen Fällen eine optische Signalisierung
anstelle der oder zusätzlich
zur elektronischen Signalisierung ein. Nichtsdestotrotz setzen
solche Vermittlungssysteme noch häufig eine Leitungsvermittlung
ein, eine Technik, welche einen hoch zuverlässigen Dienst erbringt, insbesondere
für solche „Echtzeit"-Kommunikationsanwendungen
wie Sprache, in welchen der kurzzeitige Verlust eines Kanals störend und
wiederholte solche Verluste unannehmbar sind. Vermittlungssysteme
können Fernsprechapparate
durch Leitungsvermittlung zum Beispiel unter Einsatz einer Zeitmultiplexbildung
(TDM für engl.
time division multiplexing) zusammenschalten. Das Vermittlungssystem
kann digitalisierte Telekommunikationssignale über optische Wege befördern, die
den Standards für
das synchrone optische Netz (SONET) entsprechen. Solche Netze weisen
Netzelemente, wie etwa zum Beispiel SONET-Netzelemente, SDH-Netzelemente
oder Wellenlängenmultiplexnetzelemente,
auf. Leitungsvermittlungsnetzelemente weisen jedes Netzelement auf,
welches den SONET/SDH-Digitalsignalformaten entspricht. Die Signalformate
werden zum Beispiel in einem Technical Advisory mit dem Titel „Synchronous
Optical Network (SONET) Transport Systems: Common Generic Criteria", TA-NWT-000253, Bell Communications
Research, 6. Ausgabe, September 1990, beschrieben. Aus vielerlei
Gründen
kann es wichtig sein, zu wissen, welcher Port in einem bestimmten
Netzelement (NE) innerhalb solch eines Systems mit einem bestimmten
Port eines anderen Netzelements innerhalb des Systems verbunden
ist.
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Obwohl
SONET-Systeme eine Einrichtung für
solch eine Portidentifikation umfassen können und Netzelemente innerhalb
eines Leitungsvermittlungstelekommunikationssystems diese Einrichtung
verwenden können,
um Ports zu identifizieren, sehen Netzelemente innerhalb eines Paketvermittlungssystems
normalerweise keine Portidentifikation vor. Das heißt, eine
Technik, die als Paketvermittlung bekannt ist, kann zur Übertragung
von Daten über
das Telekommunikationsnetz eingesetzt werden. Bei der Paketvermittlung
werden Daten in Pakten übertragen,
und der Kommunikationskanal ist nur für die Dauer der Übertragung
eines Pakets belegt. Nach der Übertragung
ist der Kanal zur Verwendung durch andere Pakete verfügbar, die
für andere Benutzer
gesendet werden. Die paketweise Übertragung
kann zum Beispiel unter Verwendung von Techniken des asynchronen Übertragungsmodus
(ATM für
engl. asynchronous transfer mode) gesendet werden. Der asynchrone Übertragungsmodus
(ATM) ist eine verbindungsorientierte Übertragungstechnik, die Datenblöcke fester
Größe, genannt
Zellen, einsetzt, welche jeweils aus einem fünf Oktetten langen Kopf und
einem Informationsfeld, das achtundvierzig Oktetten lang ist, bestehen.
Paketvermittlungsnetzelemente, wie beispielsweise ATM-Knoten oder
Internetprotokoll- oder IP-Router, ignorieren die SONET-Signalisierung
normalerweise, die sonst eingesetzt werden könnte, um bestimmte zusammengeschaltete
Ports innerhalb eines Telekommunikationsnetzes zu identifizieren.
Folglich kann der Eingriff einer Vermittlungskraft erforderlich
sein, um solch eine Identifikation zu bewerkstelligen. Solch ein
Prozess wäre
zeitaufwändig,
voller Möglichkeiten
für Fehler und
unerschwinglich teuer. Systeme, welche sowohl Leitungsvermittlungs-
als auch Paketvermittlungsnetzelemente einsetzen und welche eine
SONET-Signalisierung
einsetzen, können
im Folgenden als heterogene Telekommunikationssysteme bezeichnet
werden. Ein heterogenes Telekommunikationssystem, das eine automatische
Portidentifikation vorsieht, wäre
daher höchst
wünschenswert.
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EP-A-0
719 068 offenbart ein Netz mit asynchronem Übertragungsmodus (ATM), welches
mehrere ATM-Vermittlungsstellen aufweist, die so ausgelegt sein
können,
dass sie Rufe von Vermittlungsstellen mit synchronem Übertragungsmodus
(STM für
engl. synchronous transfer mode), welche eine Außerbandsignalisierung einsetzen,
empfangen können.
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„PHAST-12
Device, Programmable, High-Performance ATM, SONET/SDH Terminator
for Level 12, TXC-06112" ANNOUNCEMENT
TRRNSWITCH, Dezember 1998 (1998-12), Seite 1 bis 26, ist eine technischer Übersicht
für einen
programmierbaren hochleistungsfähigen
SONET/SDH-Anschluss mit ATM.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
Netzelement, ein System und Verfahren gemäß der Erfindung sind so, wie
in den unabhängigen Ansprüchen dargelegt.
Bevorzugte Formen werden in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Ein
heterogenes Telekommunikationssystem gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung setzt eine „Außerband"-Signalisierung ein, um die Identitäten von
Ports, die zwischen Paketvermittlungs- und Leitungsvermittlungsnetzelementen
zusammengeschaltet sind, automatisch zu ermitteln. Zusammengeschaltete
Leitungsvermittlungs- und Paketvermittlungsnetzelemente setzen einen
Netzmanagementkanal, wie beispielsweise eine Netzmanagementverbindung
eines lokalen Netzes (LAN), ein, um Portbindungsinformationen (das
heißt,
welcher Port eines einleitenden Netzelements mit welchem Port eines
empfangenden Netzelements verbunden ist) zu ermitteln.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann ein Netzelement unter verschiedenen
Umständen,
wie beispielsweise bei seiner Initialisierung oder seinem Neustart,
einen Prozess zur Ermittlung der Portzusammenschaltbarkeit durch
Senden einer Erkennungsaufforderungsnachricht an ein Netzelement
einleiten, an welches es durch eine Netzverbindung gebunden ist.
Die Erkennungsaufforderungsnachricht wird vom einleitenden Netzelement
durch einen „Außerbandkanal", wie beispielsweise
eine Netzmanagementverbindung, welche zum Beispiel die Form eines
LANs annehmen kann, an das empfangende Netzelement gesendet. Das
einleitende Netzelement wartet auf ein Bestätigungssignal vom empfangenden
Netzelement und sendet bei Empfang desselben eine Testnachricht
von einem bestimmten Port an das empfangende Netzelement. Die Testnachricht,
die durch das einleitende Netzelement gesendet wird, kann eine Overheadnachricht der
Transportebene, wie etwa zum Beispiel eine SONET/SDH-„K2-Byte"-Sicherungsnachricht
sein. Nach dem Senden der Bestätigungsnachricht
an das einleitende Netzelement beginnt das empfangende Netzelement, seine
Ports abzufragen, um zu erfassen, welcher Port die Testnachricht
empfängt.
Sobald das empfangende Netzelement erfasst, welcher seiner Ports
die Testnachricht empfängt,
zeichnet das empfangende Netzelement die Portbindungsinformationen
auf und stoppt seine eigenen Ports. Außerdem sendet das empfangende Netzelement
durch den Außerbandkanal
eine Erfassungsnachricht an das einleitende Netzelement, welche die
Portidentität
des empfangenden Netzelements enthält. Bei Empfang der Erfassungsnachricht
vom empfangenden Netzelement beendet das einleitende Netzelement
das Senden der Testnachricht durch die SONET/SDH-Verbindung, zeichnet
die Portbindungsinformationen auf und sendet durch den Außerbandkanal eine
Erkennungsbestätigungsnachricht
an das empfangende Netzelement.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
zuvor dargelegten und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der
Erfindung sind für
die Fachleute aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen zu erkennen, wobei
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1 ein
konzeptionelles Blockdiagramm eines heterogenen Telekommunikationssystems
mit zwei Netzelementen gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Tabelle ist, welche SONET/SDH-Kanalzustandsbitdefinitionen veranschaulicht;
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3 ein
konzeptionelles Blockdiagramm eines heterogenen Telekommunikationsnetzes
mit zwei Netzelementen ist, das durch eine SONET/SDH-Verbindung
verbunden ist,
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4 ein
Folgediagramm ist, welches einen Prozess zur automatischen Ermittlung
von Portbindungsinformationen veranschaulicht, wie er mit dem System
von 3 eingesetzt werden könnte;
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5 ein
Zustandsdiagramm ist, welches die Initialisierung von Netzelementen
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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6 ein
Zustandsdiagramm ist, welches verschiedene Zustände veranschaulicht, die ein
aktives Netzelement bei der automatischen Ermittlung von Portbindungsinformationen
annehmen könnte;
und
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7 ein
Zustandsdiagramm ist, welches verschiedene Zustände veranschaulicht, die ein
passives Netzelement bei der automatischen Ermittlung von Portbindungsinformationen
annehmen könnte.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Wie
im konzeptionellen Blockdiagramm von 1 veranschaulicht,
weist ein heterogenes Telekommunikationssystem gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung wenigstens ein Leitungsvermittlungsnetzelement 100 und
ein Paketvermittlungsnetzelement 102 auf. Jedes der Netzelemente
ist mit anderen Netzelementen durch Ports, wie beispielsweise Port 104 (P1),
Port 106 (P2) und Port 108 (P3) des Leitungsvermittlungsnetzelements 100 und
Port 110 (P1), Port 112 (P2) und Port 114 (P3)
des Paketvermittlungsnetzelements 102, verbunden. Im veranschaulichenden
konzeptionellen Blockdiagramm von 1 ist Port
P1 104 von Netzelement 100 durch eine Verbindung 116 mit
Port P1 110 von Netzelement 102 verbunden, Port
P2 106 von Netzelement 102 ist durch eine Verbindung 118 mit
Port P3 114 von Netzelement 102 verbunden, Port P3 108 von
Netzelement 100 ist durch eine Verbindung 120 mit
Port P2 112 von Netzelement 102 verbunden. Jede
der Verbindungen 116, 118 und 120 setzt
eine SONET/SDH-Transportebene ein, und zusätzlich zu den Daten, die sie
befördern,
werden Overhead- oder Steuerinformationen durch die Verbindungen
gesendet.
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Obwohl
es möglich
sein kann, die Steuerinformationen, die in diesen Verbindungen befördert werden, zu
verwenden, um die Portzusammenschaltbarkeit der Netzelemente 100 und 102 zu
bestimmen, müssten
Paketvermittlungsgeräte,
wie beispielsweise das Netzelement 102, sich mit einer „Byte-Verarbeitung" befassen, um diese
Overheadinformationen zu nutzen. Diese zusätzliche Last einer Byte-Verarbeitung
würde sich
als unerschwinglich oder wenigstens unpraktisch für Paketvermittlungsnetzelemente
erweisen. Nichtsdestotrotz werden diese Informationen über die
Portzusammenschaltbarkeit für
einige Anwendungen benötigt,
und eine manuelle Ermittlung und Erfassung dieser Zusammenschaltbarkeitsinformationen
weist ebenfalls erhebliche Nachteile auf. Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung wird ein „Außerband"-Kommunikationskanal bereitgestellt,
wie beispielsweise jener, der durch die Verbindung 122 und
die Schnittstellen 124 und 126 gebildet wird,
die sich innerhalb der Netzelemente 102 beziehungsweise 100 befinden.
Dieser Außerbandkanal
kann die Form eines lokalen Netzes (LAN) annehmen, welches eine
Gruppe von Netzelementen verbindet und welches einen Weg zum Management
und zur Steuerung der Netzelemente bereitstellt, die auf diese Weise
verbunden sind. Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung unterstützen
die Netzelemente wenigstens eine Overheadnachricht der Netztransportebene,
wie beispielsweise eine SONET/SDH-„K2-Byte"-Sicherungsnach richt. In dieser veranschaulichenden
Ausführungsform
unterstützen
die Netzelemente eine Sicherungsschaltung mittels der Overhead-Bytes
K1 und K2 der STS-1-Leitung, welche in Ming-Chwan Chow, Understanding
SONET/SDH-Standards
and Applications, Andan Publisher, New Jersey, 1995, S. 2-25 bis 2-28
und 7-39 bis 7-40, beschrieben wird. Genauer gesagt, unterstützen die
Netzelemente den Standard wenigstens insofern, als die K1- und K2-Byte-Defintionen
(nur Definitionen für
die Bits 6, 7 und 8 sind veranschaulicht) in der Tabelle von 2 dargelegt
sind.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung werden die K1- und K2-Bytes, welche sowohl durch
Leitungsvermittlungs- als auch durch Paketvermittlungsnetzelemente
zur Sicherungsschaltung eingesetzt werden, als ein Erkennungssignal
eingesetzt, wodurch Portidentitäten
unter Verwendung eines automatischen Zusammenschaltungserkennungsprotokolls
(AIRP für
engl. automatic interconnection recognition protocol) automatisch
ermittelt werden können.
Wie in der Tabelle von 2 angegeben, werden die Bitcodes
101 und 100 nicht vorher zugeordnet. Der Code 100 wird gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung als das AIRP-SONET/SDH-Erkennungssignal verwendet.
Das neue Protokoll (AIRP) kann entweder eine LAN-Verbindung oder
eine serielle Verbindung verwenden, die ein TCP als eine Transportschicht
zur Kommunikationssitzung einsetzt. Die Portzusammenschaltbarkeit
kann zwischen zwei Partnern mit einer einzigen AIRP-Sitzung ermittelt
werden und, um die Informationen über die Portzusammenschaltbarkeit
festzulegen und zu bewahren, sollte jedes Mal, wenn ein Netzelement
initialisiert oder neu gestartet wird, eine AIRP-Sitzung ausgeführt werden.
Wie im Folgenden ausführlicher
beschrieben wird, kann ein Netzelement den Prozess zur Ermittlung
der Portzusammenschaltbarkeit durch Senden einer Portidentifikationseinleitungsnachricht
an ein Netzelement senden, mit dem es verbunden ist.
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Gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung kann ein Netzelement unter verschiedenen
Umständen,
wie beispielsweise bei seiner Initialisierung oder seinem Neustart,
einen Prozess zur Ermittlung der Portzusammenschaltbarkeit durch
Senden einer Erkennungsaufforderungsnachricht an ein Netzelement
einleiten, an welches es durch eine Netzverbindung gebunden ist.
Die Erkennungsaufforderungsnachricht wird vom einleitenden Netzelement,
wie beispielsweise dem Netzelement 100, durch die Außerbandverbindung 122 an
ein empfangendes Netzelement, wie beispielsweise das Netzelement 102,
gesendet. Das einleitende Netzelement 100 wartet auf ein
Bestätigungssignal
vom empfangenden Netzelement 102 und sendet bei Empfang
desselben eine Testnachricht von einem bestimmten Port, wie beispielsweise
Port P2 106, an das empfangende Netzelement 102.
Die Testnachricht, die durch das einleitende Netzelement gesendet
wird, kann eine SONET/SDH-„K2-Byte"-Sicherungsnachricht
sein. Nach dem Senden einer Bestätigungsnachricht
an das einleitende Netzelement durch die Verbindung 122,
beginnt das empfangende Netzelement 102, seine Ports abzufragen,
um zu erfassen, welcher Port die Testnachricht empfängt. Sobald
das empfangende Netzelement erfasst, welcher seiner Ports die Testnachricht
empfängt
(in diesem veranschaulichenden Beispiel Port P3 114), zeichnet
das empfangende Element die Portbindungsinformationen auf und beendet
das Abfragen seiner eigenen Ports. Außerdem sendet das empfangende
Netzelement 102 eine Erfassungsnachricht an das einleitende
Netzelement 100. Diese Erfassungsnachricht enthält die Portidentität des empfangenden
Netzelements und wird durch den Außerbandkanal oder die Verbindung 122 gesendet.
Bei Empfang der Erfassungsnachricht vom empfangenden Netzelement 102 beendet
das einleitende Netzelement 100 das Senden der Testnachricht durch
die SONET/SDH-Verbindung 118, zeichnet die Portbindungsinformationen
auf und sendet durch den Außerbandkanal 122 eine
Erkennungsbestätigungsnachricht
an das empfangende Netzelement 102.
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Das
konzeptionelle Blockdiagramm von 3 stellt
ein ATM-Netzelement 300 und ein SONET/SDH-Netzelement 302 dar,
die durch eine Verbindung 304 verbunden sind. In diesem
veranschaulichenden Beispiel weist der Port P1 306 des
Netzelements 300 die folgenden Attribute auf:
Name
der Vermittlungsstelle = A
Schlitznummer = S1
Port-ID
= P1
wobei die Schlitznummer die physikalische Lage des Netzelements
in einem Gerätegestell
identifiziert und die Port-ID sich auf die Identität des Ports
bezieht, welcher durch die Verbindung 304 verbunden ist.
Der Port 2 308 des Netzelements 302 weist die
folgenden Attribute auf:
TID = B
Port-ID = P2
NADDR
= nb
wobei TID die Identität
TL1 (das heißt
den Namen der Vermittlungsstelle) angibt, die Port-ID sich auf die
Identität
des Ports bezieht, welcher durch die Verbindung 304 verbunden
ist, und NADDR die Knotenadresse des Netzelements bezeichnet. Obwohl
eines der Netzelemente hierin als SONET/SDH-Netzelement bezeichnet wird,
und eines als ATM-Netzelement bezeichnet wird, wird davon ausgegangen,
dass beide Netzelemente SONET/SDH auf der Transportebene einsetzen
und dass das Leitungsvermittlungsnetzelement einfach die Art von
SONET/SDH-Byte-Verarbeitung
durchführt,
die sich für
ein Paketvermittlungsnetzelement, wie beispielsweise ein ATM-Netzelement, als
beschwerlich erweisen könnte.
Der Begriff „SONET/SDH"-Netzelement wird hierin
austauschbar mit dem Begriff „leitungsvermitteltes
Netzelement" verwendet,
und der begriff „ATM-Netzelement" wird hierin austauschbar
mit dem begriff „paketvermitteltes
Netzelement" verwendet.
Eine Netzmanagementverbindung oder ein Steuerkanal, welcher die
physikalische Form eines LANs annehmen kann, ist durch die Linie 310 darstellt.
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Das
Szenariendiagramm von 4 veranschaulicht eine Sequenz
des Austausches von Portbindungsermittlungsnachrichten zwischen
den Netzelementen NE-A 300 und NE-B 302 von 3.
In diesem veranschaulichenden Beispiel wird NE-A 300, wenn
die Verbindung 304 erstmals installiert oder wiederhergestellt wird
oder ein Steuerknoten innerhalb des Telekommunikationsnetzes (nicht
dargestellt) neu initialisiert, mit einer physikalischen Verbindungs-ID
A.S1.P1 initialisiert, wobei
A der Name der Vermittlungsstelle
von NE-A ist,
S1 die entsprechende Schlitznummer ist, und
P1
die entsprechende Portnummer ist.
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Gemäß den Grundsätzen der
Erfindung können
die Portbindungsinformationen in Bezug auf die Verbindung 304 durch
den folgenden Prozess ermittelt werden, welcher bei Schritt 400 beginnt
und zu Schritt 402 übergeht,
in welchem NE-A durch den Steuerkanal 310 eine AIRP_recognition_request-
oder AIRP-Erkennungsaufforderungsnachricht an NE-B sendet. Wie im
Folgenden ausführlicher
beschrieben wird, enthält
die AIRP_recognition_request-Nachricht die Informationen der physikalischen
Verbindungs-ID A.S1.P1 von NE-A. Nach Empfang der AIRP_recognition_request-Nachricht
zeichnet NE-B die physikalische Verbindungs-ID A.S1.P1 von NE-A
auf und sendet bei Schritt 404 eine AIRP_recognition_response-
oder AIRP-Erkennungsantwortnachricht durch den Steuerkanal 310 an
NE-A zurück.
Außerdem
beginnt NE-B bei Schritt 406, jene seiner SONET-Leitungsschnittstellen
abzufragen, die anzeigen, dass sie zurzeit frei sind, das heißt jene
SONET- Leitungsschnittstellen,
deren aktueller K2-Byte-Kanalzustand der Leitung (Bits 6, 7, 8)
= 000 (frei) ist. Wenn NE-A die AIRP_recognition_response-Nachricht,
die von NE-B zurückgesendet
wird, empfängt,
beginnt NE-A bei Schritt 408, ein Erkennungs- oder Testsignal,
welches im Folgenden ausführlicher
beschrieben wird, in die SONET-Verbindung 304 einzufügen. Wenn
NE-B bei Schritt 410 den Kanalzustand (Bits 6, 7, 8 von
K2) einer Verbindungsschnittstelle erfasst, der von 000 (frei) auf
100 (Testsignal), übergegangen
ist, den von B.P2.nb in diesem veranschaulichenden Beispiel, dann
hat NE-B dadurch die Portbindungsinformationen für diese Verbindung festgestellt.
Das heißt,
dass, da NE-B von der AIRP_recognition_request-Nachricht „weiß", dass NE-A die Testnachricht
von Schlitz S1, Port S1 sendete, und aufgrund des Übergangs
vom Ruhe- in den Testzustand dass die Testnachricht an dem NE-B
Port empfangen wurde, der als B.P2.nb identifiziert wurde, NE-B
ermittelt hat, dass die Portbindungsinformationen für die SONET/SDH-Verbindung 304 sind:
A.S1.P1 ist mit B.P2.nb verbunden. Außerdem beendet NE-B bei Schritt 410 das
Abfragen und zeichnet die Portbindungsinformationen auf. Bei Schritt 412 sendet
NE-B eine AIRP-recognition_detected-
oder AIRP-Erkennung-erfasst-Nachricht
(welche B.P2.nb enthält)
durch den Steuerkanal 310 an NE-A zurück. Nach Empfang der AIRP-recognition_detected-Nachricht
beendet NE-A bei Schritt 414 das Einfügen des Erkennungssignals (setzt
die K2-Bits 6, 7,
8 zurück
auf 000: Frei) in die SONET/SDH-Verbindung 304 und
speichert die Portbindungsinformationen A.S1.P1 ↔ B.P2.nb als Portbindungseintrag
in einer Portbindungsdatenbank oder -tabelle. Der Prozess geht zu
Schritt 416 über,
bei welchem NE-A eine AIRP_recognition_acknowledgement- oder AIRP-Erkennungsbestätigungsnachricht
durch den Steuerkanal 310 an NE-B sendet, die das Ende
der Erkennungsrunde anzeigt. Der Prozess geht bei Schritt 418 zu
Ende.
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Das
Format und der Inhalt von Protokolldateneinheiten (PDU), die bei
der automatischen Portidentitätsermittlung
eingesetzt werden, das heißt,
dem neuen automatischen Zusammenschaltungserkennungsprotokoll (AIRP)
gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung, werden unmittelbar anschließend beschrieben.
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Jede
AIRP-PDU ist ein AIRP-Kopf, gefolgt von AIRP-Nachrichten.
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- Version:
- Vorzeichenlose ganze
Zwei-Oktett-Zahl, welche die Nummer der Version des Protokolls enthält. Die
Version der Spezifikation spezifiziert das AIRP-Protokoll Version 1.
- PDU-Länge:
- Ganze Zwei-Oktett-Zahl,
welche die Gesamtlänge
dieser PDU in Oktetten spezifiziert, mit Ausnahme der Felder von
Version und PDU-Länge.
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AIRP
verwendet ein Typ-Länge-Wert-
oder TLV-Verschlüsselungsschema,
um viele von den Informationen, die in den AIRP-Nachrichten befördert werden,
zu verschlüsseln.
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Ein
AIRP-TLV wird als ein 1-Oktett-Typ-Feld, gefolgt von einem 2-Oktett-Länge-Feld,
gefolgt von einem Wert-Feld
veränderlicher
Länge verschlüsselt.
- Typ:
- Verschlüsselt, wie
das Wert-Feld auszulegen ist.
- Länge:
- Spezifiziert die Länge des
Wert-Feldes in Oktetten.
- Wert:
- Oktett-Kette von Länge-Oktetten,
welche Informationen verschlüsseln,
die auszulegen sind, wie durch das Typ-Feld spezifiziert.
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Insgesamt
werden neun AIRP-Nachrichttypen definiert;
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AIRP_Init-
oder AIRP-Initialisierungs-TLV:
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AIRP_Ack-
oder AIRP-Bestätigungs-TLV:
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AIRP_Nak-
oder AIRP-Negativbestätigung-TLV:
-
AIRP_Close-
oder AIRP-Schließen-TLV:
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AIRP_recognition_request-
oder AIRP-Erkennungsaufforderungs-TLV:
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AIRP_recognition_response-
oder AIRP-Erkennungsantwort-TLV:
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ATRP_recognition_detected-
oder AIRP-Erkennung-erfasst-TLV:
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AIRP_recognition_acknowledgement-
oder AIRP-Erkennungsbestätigung-TLV:
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AIRP_recognition_abnormal-
oder AIRP-Erkennung-anomal-TLV:
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Eine
AIRP-Stapel-Initialisierungssequenz wird in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm
von 5 beschrieben. In der veranschaulichenden Erörterung
wird davon ausgegangen, dass Hallo-Nachrichten zwischen den beiden
Partner-Netzelementen ausgetauscht wurden. Dieser Austausch von
Hallo-Nachrichten dient dazu, jedes Netzelement mit der Adresse
des anderen zu versehen. Es wird davon ausgegangen, dass ein Netzelement
die Adresse A1 hat und dass das andere Netzelement die Adresse A2
hat, wobei A1 > A2, derart
dass das Netzelement mit der Adresse A1 als eine aktive Seite konfiguriert
ist. Das Netzelement mit einer niedrigeren Adresse A2 konfiguriert
sich selbst als eine passive Seite. Die Bedeutung der Bezeichnungen „aktive
Seite" und „passive
Seite" geht aus
der folgenden Erörterung
hervor.
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Der
Zustand 1 500 wird als „Nichtexistent"-Zustand bezeichnet
und, sobald eine TCP-Sitzung mit einem anderen Netzelement hergestellt
ist, geht das Netzelement in den Zustand 2 502 über. Der
Zustand 2 wird als der initialisierte Zustand bezeichnet. Wenn im
Zustand 2 502 ein Netzelement die aktive Rolle spielt,
leitet es durch Senden einer AIRP_Init- oder AIRP-Initialisierungsnachricht
durch einen Nicht-SONET/SDH-Kanal, wie
beispielsweise den Steuerkanal 310, an das andere Netzelement
eine AIRP-Herstellungssitzung ein. Das aktive Netzelement würde dann
in den Zustand 3 504 übergehen.
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Wenn
andererseits das Netzelement ein passives Netzelement ist, wartet
es im Zustand 2 502 darauf, dass das aktive Netzelement
eine AIRP-Portbindungsherstellungssitzung einleitet. Sobald das
passive Netzelement eine AIRP_Init-Nachricht empfängt, sendet
es eine AIRP_Init-Nachricht an das aktive Netzelement zurück und geht
in den Zustand 4 506, den offenen passiven Zustand, über. Wenn
das passive Netzelement, während
es im Zustand 4 506 ist, irgendeine andere Nachricht als
eine AIRP_Ack- oder AIRP-Bestätigungsnachricht
empfängt,
oder wenn es eine Zeitüberschreitung
wahrnimmt, sendet es durch den Steuerkanal 310 eine AIRP_Nak-
oder AIRP-Negativbestätigungsnachricht
an das aktive Netzelement und kehrt vom Zustand 4 506 in
den Zustand 1 500 zurück.
Wenn das aktive Netzelement im Zustand 3 504, im offenen
aktiven Zustand, eine Initialisierungsnachricht vom passiven Netzelement
empfängt,
sendet das aktive Netzelement in ähnlicher Weise eine AIRP_Ack-Nachricht
an das passive Netzelement zurück
und geht in den Zustand 4 506 über. Wenn das aktive Netzelement
eine Zeitüberschreitung
wahrnimmt, oder wenn es irgendeine andere Nachricht als eine AIRP_Init-Nachricht
empfängt,
sendet das aktive Netzelement eine AIRP_Nak-Nachricht durch den
Steuerkanal 310 an das passive Netzelement und geht in
den Zustand 1 500 über.
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Wenn
ein Netzelement im Zustand 4 506 eine AIRP_Ack-Nachricht vom anderen
Netzelement empfängt,
geht das Netzelement in den Zustand 5 508 über. Der
Empfang irgendeiner anderen Nachricht als einer AIRP_Ack-Nachricht
oder eine Zeitüberschreitung
bewirken, dass das Netzelement eine AIRP_Nak-Nachricht sendet und
in den Zustand 1 500 übergeht.
Im Zustand 5 508, dem Betriebszustand, halten alle anderen
Betriebsnachrichten als eine AIRP_Close- oder AIRP-Schließen-Nachricht
das Netzelement im Betriebszustand 508. Sollte das Netzelement
eine AIRP_Close-Nachricht empfangen oder eine Zeitüberschreitung
wahrnehmen, sendet das Netzelement eine AIRP_Ack-Nachricht an das
andere Netzelement und geht in den Zustand 1 500 über.
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Nach
dem Initialisierungsprozess, der in der Erörterung in Bezug auf 5 beschrieben
wurde, werden die beiden Netzelemente, welche das AIRP verwenden,
um Zusammenschaltungserkennungsinformationen auszutauschen, als „AIRP-Partner" bezeichnet. AIRP-Partner
können
AIRP-Betriebsnachrichten einsetzen, um Portbindungsinformationen
zu ermitteln und zu übertragen.
Es gibt fünf
Arten von AIRP-Betriebsnachrichten:
- 1) AIRP_recognition_request-
oder AIRP-Erkennungsaufforderungsnachricht, die verwendet wird,
um die entsprechende Seite aufzufordern, am Zusammenschaltungserkennungsprozess
teilzunehmen.
- 2) AIRP_recognition_response- oder AIRP-Erkennungsantwortnachricht, die verwendet
wird, um der auffordernden Seite zu antworten.
- 3) AIRP_recognition_detected- oder AIRP-Erkennungerfasst-Nachricht,
die verwendet wird, um die auffordernde Seite über die entsprechenden Zusammenschaltungs-ID-Informationen
zu informieren.
- 4) AIRP_recognition_acknowledgement- oder AIRP-Erkennungsbestätigungsnachricht,
die durch die auffordernde Seite als eine Bestätigungsnachricht zurück an die
aufgeforderte Seite verwendet wird.
- 5) AIRP_recognition_abnormal- oder AIRP-Erkennung-anomal-Nachricht,
die durch die aufgeforderte Seite verwendet wird, um ein bestimmtes
anomales Szenarium anzuzeigen.
-
Der
AIRP-Betrieb eines aktiven Netzelements, eines Paketvermittlungs-
oder ATM-Netzelements in diesem Beispiel, wird in Verbindung mit
dem Zustandsdiagramm von 6 erörtert. Die AIRP-Endlichzustandsmaschine
(FSM für
engl. finite state machine) wird (neu) gestartet, wenn ein Knoten
gestartet oder neu gestartet wird. Der Prozess beginnt bei Zustand
1 600, dem Ruhezustand, in welchem davon ausgegangen wird,
dass die Systemkonfiguration abgeschlossen ist. Zum Beispiel würde das
ATM-Netzelement von 2 NE-A so konfiguriert sein,
dass es anzeigt, welche Verbindungen mit welchen benachbarten Netzelementen verbunden
sind. Es ist zu erwähnen,
dass, obwohl das Netzelement an diesem Punkt so konfiguriert sein
kann, dass es weiß,
welches benachbarte Netzelement durch welche Verbindung verbundnen
ist, die Portzusammenschaltbarkeit an diesem Punkt nicht bekannt
ist. Eine Verbindungsinitialisierung könnte bei einer Start/Neustartzeit
und Laufzeit des Systems erfolgen und löst einen AIRP-Zustandsübergang
aus. Um sicherzustellen, dass nur jeweils ein Erkennungssignal an
eine empfangende Seite gesendet wird, können alle eingehenden Verbindungsinitialisierungsaufforderungen
in einer Zuerst-rein-zuerst-raus-
oder FIFO-Warteschlange angeordnet werden, wobei nur eine Aufforderung
am Beginn der Warteschlange imstande ist, einen Zustandsübergang
auszulösen.
Es wird auch davon ausgegangen, dass der Standardkanalzustand (Bits
6, 7, 8 des K2-Bytes) der initialisierten Verbindung 000 (frei)
ist. Nach der Verarbeitung irgendeines Verbindungsinitialisierungsoverheads
geht das ATM-Netzelement in den Zustand 2 602, den Aufforderungszustand, über.
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Im
Zustand 2 602 sendet das ATM-Netzelement eine AIRP_recognition_request-Nachricht
an ein angeschlossenes Netzelement. In der AIRP_recognition_request-Nachricht
enthalten ist die ATM-Verbindungsnummer der Verbindung der Aufforderung,
die gerade am Beginn der Warteschlange ist. Nach dem Senden der
AIRP_recognition_request-Nachricht wartet dieses ATM-Netzelement
auf eine Antwortnachricht vom Netzelement, mit welchem es verbunden
ist. Es ist zu erwähnen,
dass das andere Netzelement einerlei, ob es ein paketvermitteltes
oder ein leitungsvermitteltes Netzelement ist, ein passives Netzelement
gemäß der Definition eines
passiven Netzelements, wie hierin dargelegt, ist. Wenn eine andere
linkInit- oder Verbindungsinitialisierungsaufforderung ankommt,
während
das Netzelement im Zustand 2 ist, wird die Aufforderung am Ende
der Aufforderungswarteschlange angeordnet. Sobald das ATM-Netzelement
eine AIRP_recognition_response-Nachricht vom Netzelement empfängt, mit
dem es durch die betreffende Verbindung verbunden ist, geht die
andere Seite, das heißt
das aktive Netzelement, welches in diesem Beispiel ein ATM-Netzelement ist,
in den „Einfügezustand", Zustand 3 604, über.
-
Im
Zustand 3 604 löst
das ATM-Netzelement seinen SONET-Schnittstellentreiber
aus, um das Test- oder Erkennungssignal, wie zuvor beschrieben,
in die Verbindung entsprechend den Ports, welche ermittelt werden,
einzufügen.
Außerdem
wartet das ATM-Netzelement auf den Empfang einer AIRP-recognition_detected-Nachricht
vom Netzelement, das am gegenüberliegenden
Ende der Verbindung angeschlossen ist, und löst einen Wartezeitgeber aus.
Wenn in diesem Zustand eine andere linkInit-Aufforderung ankommt,
wird sie am Ende der linkInit-Aufforderungswarteschlange angeordnet.
Sobald das ATM-Netzelement eine AIRP_recognition_detected-Nachricht vom Netzelement
empfängt,
das am anderen Ende der betreffenden Verbindung angeschlossen ist,
geht das ATM-Netzelement in den Zustand 4 606 über, und
der Wartezeitgeber wird angehalten. Wenn jedoch der Wartezeitgeber
abläuft,
bevor das Netzelement eine AIRP_recognition_detected-Nachricht vom
Netzelement empfängt,
das am anderen Ende der Verbindung angeschlossen ist, geht das ATM-Netzelement
in den Zustand 5 608 über.
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Sobald
das ATM-Netzelement im Erfassungszustand 4 606 ist, zeichnet
es die erfassten Informationen auf, wie etwa zum Beispiel die zuvor
in Verbindung mit 4 erörterten Bindungsinformationen
A.S1.P1 ↔ B.P2.nb.
Diese Informationen können
in einer Datenbank oder einer Tabelle, wie beispielsweise einer
Portbindungstabelle, angeordnet werden. Nach dem Aufzeichnen dieser
Bindungsinformationen löst
das ATM-Netzelement seinen SONET-Schnittstellentreiber aus, um ein
Frei-Signal (000) in die betreffende Verbindung einzufügen. Außerdem sendet
das ATM-Netzelement eine AIRP_recognition_acknowledgement-Nachricht
an das Netzelement, das am anderen Ende der Verbindung angeschlossen
ist, und löst
einen Wartezeitgeber aus. Das ATM-Netzelement geht dann in den Zustand
6 610, den Wartezustand, über. Jede andere linkInit-Aufforderung,
die während
des Zustands 4 ankommt, wird am Ende der Aufforderungswarteschlange
angeordnet.
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Um
kurz auf den Zustand 5 608 zurückzukommen, zeigt das ATM-Netzelement
dem angeschlossenen Netzelement an, dass eine Anomalie aufgetreten
ist, und entfernt die Verbindungsaufforderung aus der linkInit-Aufforderungswarteschlange.
Wenn die Warteschlange nicht leer ist, kehrt das ATM-Netzelement
in den Zustand 1 zurück.
Wenn die Warteschlange leer ist, bleibt das ATM-Netzelement im Zustand
5 608 in Ruhe, bis eine andere linkInit ankommt, woraufhin
das ATM-Netzelement in den Zustand 1 600 übergeht.
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Im
Wartezustand 6 610 hält
das ATM-Netzelement den Wartezeitgeber an und geht in den Zustand
5 608 über,
wenn es eine AIRP_recognition_abnormal-Nachricht vom Netzelement
empfängt,
das am anderen Ende der Verbindung angeschlossen ist. Andernfalls überschreitet
der Wartezeitgeber die Zeitgrenze, und das ATM-Netzelement geht
in den Zustand 7 612 über.
Wenn eine andere linkInit-Aufforderung ankommt, während das
ATM-Netzelement
sich im Zustand 6 befindet, ordnet das ATM-Netzelement die Aufforderung am Ende
der Aufforderungswarteschlange an.
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Im
Beendigungszustand 7 612 entfernt das ATM-Netzelement die
Verbindungsaufforderung (auch als „linkInit-Aufforderung" und „AIRP_recognition_request" bezeichnet) aus
der linkInit-Aufforderungswarteschlange und, wenn die Warteschlange
nicht leer ist, geht das ATM-Netzelement in den Zustand 1 600 über. Wenn
die Warteschlange leer ist, bleibt das ATM-Netzelement im Zustand
7 612 in Ruhe, bis eine andere linkInit-Auf forderung ankommt,
woraufhin das ATM-Netzelement in den Zustand 1 600 übergeht.
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Der
AIRP-Betrieb eines passiven Netzelements, eines Leitungsvermittlungsnetzelements,
in diesem Beispiel als SONET-Netzelement bezeichnet, wird in Verbindung
mit dem Endlichzustandsmaschinen- oder FSM-Diagramm von 7 erörtert. Die
AIRP-FSM wird (neu) gestartet, wenn ein Knoten gestartet oder neu gestartet
wird. Der Prozess beginnt im Zustand 1 700, dem Ruhezustand,
in welchen davon ausgegangen wird, dass die Systemkonfiguration
abgeschlossen ist. Das heißt,
dass zum Beispiel das Netzelement B von 3 so konfiguriert
sein sollte, dass es weiß,
welche Verbindungen mit welchen benachbarten Netzelementen verbunden
sind. Es wird auch davon ausgegangen, dass der Standardkanalzustand
(Bits 6, 7, 8 des K2-Bytes) der initialisierten Verbindung 000 (frei)
ist. Nach Empfang einer AIRP_recognition_request geht die AIRP-FSM
in den Zustand 2 702 über.
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Im
Zustand 2 702, dem Abfragezustand, beginnt das SONET-Netzelement,
alle seine Leitungsschnittstellen abzufragen, die einen freien Leitungszustand
(Bits 6, 7, 8 von Byte K2 sind 000) aufweisen, und löst einen
Erfassungszeitgeber aus. Außerdem
sendet das SONET-Netzelement
eine Erkennungsantwortnachricht an das Netzelement, das am gegenüberliegenden
Ende der Verbindung angeschlossen ist, die sich dem Portbindungsvorgang
unterzieht. Wenn das SONET-Netzelement ein Porterkennungs- oder
Testsignal identifiziert, hält
das SONET-Netzelement den Erfassungszeitgeber an und geht in den
Zustand 3 704 über.
Wenn andererseits der Erfassungszeitgeber eine Zeitgrenze überschreitet,
bevor ein Testsignal an irgendeinem der abgefragten Ports empfangen
wird, geht das SONET-Netzelement in den Zustand 4 706 über.
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Im
Zustand 3 704, dem Antwortzustand, sendet das SONET-Netzelement eine AIRP_recognition_detected-Nachricht
an das Netzelement, das am anderen Ende der Verbindung angeschlossen
ist, für
welche die Portbindungsinformationen ermittelt werden. Die AIRP_recognition_detected-Nachricht
enthält
die SONET-Verbindungsnummer
der Verbindung. Nach dem Senden der AIRP_recognition_detected-Nachricht
wartet das SONET-Netzelement
auf eine AIRP_recognition_acknowledgement-Nachricht vom Netzelement, das am gegenüberliegenden
Ende der Verbindung angeschlossen ist. Wenn die AIRP_recognition_acknowledgement-Nachricht
empfangen wird, geht das SONET-Netzelement in den Zustand 5 708 über.
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Im
Zustand 4 706, dem Benachrichtigungszustand, sendet das
SONET-Netzelement eine Nachricht, die anzeigt, das eine Anomalität innerhalb
der Verbindung aufgetreten ist, und geht dann in den Zustand 1 700 über. Im
Zustand 5 708, dem Prüfzustand,
prüft das
SONET-Netzelement den aktuellen Verbindungszustand der eben identifizierten
Verbindung. Wenn die Verbindung wieder auf frei: 000 zurückkehrt,
geht das SONET-Netzelement in den Zustand 1 700 über. Wenn
der Verbindungszustand nicht auf frei zurückkehrt, geht das SONET-Netzelement
in den Zustand 6 710 über,
und im Zustand 6 710 sendet das SONET-Netzelement eine
AIRP_recognition_abnormal-Nachricht
an das Netzelement, das am gegenüberliegenden
Ende der Verbindung angeschlossen ist, wonach das SONET-Netzelement
in den Zustand 4 706 übergeht,
und von da, wie zuvor beschrieben.
-
Die
vorstehende Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen der Erfindung
diente dem Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie beabsichtigt
nicht, erschöpfend
zu sein oder die Erfindung auf die konkreten, offenbarten Formen
zu beschränken,
sondern es sind angesichts der zuvor dargelegten Lehren viele Modifikationen
und Änderungen
möglich.
Die Ausführungs formen
wurden gewählt
und beschrieben, um die Grundsätze
der Erfindung und ihre praktische Anwendung am besten zu erläutern und
Fachleute dadurch in die Lage zu versetzen, die Erfindung bestmöglich zu
verwenden. Der Rahmen der Erfindung soll nur durch die hierzu angehängten Ansprüche beschränkt werden.
