DE60131880T2

DE60131880T2 - Internet-protokoll-telefonie unter verwendung bestehender vermittlungssysteme

Info

Publication number: DE60131880T2
Application number: DE60131880T
Authority: DE
Inventors: John Robert Nottingham ELWELL; Duncan Quorn McNEILLIE
Original assignee: Siemens PLC
Current assignee: Siemens PLC
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2021-10-30
Also published as: EP1722544A3; GB2368749B; GB2368749A; CN101102372B; GB0026482D0; EP1722544A2; EP1722544B1; CN101102372A; GB0106088D0; DE60131880D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Übertragung von Telefonverbindungen über paketvermittelte Netzwerke.
In einem Sprachvermittlungsnetzwerk, das auf der ISDN-Technologie beruht, stellen Sprachvermittlungsstellen, an denen Leitungsvermittlungsverfahren zum Einsatz kommen, nach Bedarf Verbindungen mit einer gleich bleibenden Bitrate (üblicherweise 64 kbit/s) zwischen Telefonen bereit. Im einfachsten Fall beinhaltet ein Netzwerk eine einzelne Sprachvermittlungsstelle mit einer Mehrzahl von Telefonen, die jeweils über eine physische Leitung, eine so genannte Telefonleitung, mit der Sprachvermittlungsstelle verbunden sind. Im Allgemeinen umfasst ein Netzwerk eine Mehrzahl von Sprachvermittlungsstellen, die jeweils wiederum eine Mehrzahl von Telefonleitungen aufweisen, wobei die Sprachvermittlungsstellen untereinander über physische Leitungen, die so genannten Verbindungsleitungen, verbunden sind. Jedes Paar Sprachvermittlungsstellen im Netzwerk kann über eine oder mehrere Verbindungsleitungen direkt miteinander verbunden sein, wodurch eine voll vermaschte Topologie gebildet wird. Alternativ müssen einige Paare von Sprachvermittlungsstellen nicht direkt über Verbindungsleitungen miteinander verbunden sein, sofern sie indirekt über eine oder mehrere der übrigen Sprachvermittlungsstellen sowie zwei oder mehr Verbindungsleitungen verbunden sind.
Sofern nicht aufgrund von geschäftspolitischen Erwägungen Einschränkungen bestehen, kann jedes Telefon im Netzwerk eine Verbindung zu einem beliebigen anderen Telefon in demselben Netzwerk herstellen, und zwar über eine einzelne Sprachvermittlungsstelle (wenn die beiden Telefonleitungen an derselben Sprachvermittlungsstelle aufliegen), über zwei Sprachvermittlungsstellen (wenn die beiden Telefonleitungen an verschiedenen Sprachvermittlungsstellen aufliegen, die durch Verbindungsleitungen direkt miteinander verbunden sind) oder über drei oder mehr Sprachvermittlungsstellen (wenn die Telefonleitungen an verschiedenen Sprachvermittlungsstellen aufliegen, die nicht durch Verbindungsleitungen direkt miteinander verbunden sind).
Die derzeitige Entwicklung im Bereich der Telekommunikation zielt auf eine Lösung ab, bei der „ein Netzwerk für alle Zwecke" verwendet wird: Durch das Zusammenwachsen (Konvergenz) von Sprach- und Datensystemen wird es nicht mehr länger erforderlich sein, für die Übertragung von Sprache und Daten separate Netzwerke parallel zueinander zu installieren. Zurzeit besteht die starke Tendenz, Sprachverkehr in das Datennetzwerk zu verlagern. Zum jetzigen Zeitpunkt ist das Gesamtaufkommen des Datenverkehrs vergleichbar mit dem Aufkommen des Sprachverkehrs. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass in Zukunft das Gesamtaufkommen an Datenverkehr weit größer ausfallen wird als das Gesamtaufkommen an Sprachverkehr. Die hieraus entspringende gemeinsame Infrastruktur kann potenzielle Kosteneinsparungen mit sich bringen und ist für neue Sprache-Daten-Anwendungen nutzbar.
Datennetzwerke arbeiten nach dem Prinzip der Vermittlung von Datenpaketen. Das verbreitetste Netzwerkschichtprotokoll für Datennetzwerke ist das Internet-Protokoll (IP). Entsprechend bilden Netzwerke, die das Internet-Protokoll verwenden (Internet-Protokoll- oder IP-Netzwerke), aktuell den Mittelpunkt des Interesses für das Konvergieren der Sprach- und der Datenübertragung. Das Internet-Protokoll IP wird im Internet selbst sowie in diversen privaten und öffentlichen Netzwerken nach Art des Internet verwendet. Das Internet- Protokoll kommt zwischen Routern und Hostsystemen zum Einsatz und regelt die Zustellung von Datenpaketen. Internet-Protokoll-Netzwerke sowie vergleichbare paketvermittelte Netzwerke unterscheiden sich von herkömmlichen Telefonnetzwerken darin, dass sie Daten in diskontinuierlichen Impulsen (Datenpaketen) liefern, statt eine leitungsvermittelte Verbindung für einen kontinuierlichen Strom von Sprache oder Daten mit einer bestimmten Bitrate (üblicherweise 64 kbit/s) bereitzustellen.
Dementsprechend geht die Entwicklung in der Telekommunikation derzeit dahin, durch Nutzung der Infrastruktur eines Internet-Protokoll-Netzwerks die separate Infrastruktur des Sprachvermittlungsnetzwerks zu ersetzen. Das Internet-Protokoll-Netzwerk kann anstelle der herkömmlichen Verbindungsleitungen genutzt werden, um die Verbindungen der Sprachvermittlungsstellen untereinander bereitzustellen. Es kann außerdem anstelle der herkömmlichen Telefonleitungen verwendet werden, um von Telefonen oder anderen Einrichtungen, die die Funktionalität eines Telefons beinhalten (beispielsweise Personal-Computer), den Zugriff auf Sprachvermittlungsstellen zu ermöglichen, wobei diese Art von Einrichtungen zusammenfassend als Internet-Protokoll-Telefone bezeichnet wird. Eine Folge hiervon ist, dass Sprache über das Internet-Protokoll-Netzwerk in Form von Datenpaketen statt als ununterbrochener Bitstrom übertragen werden muss.
Viele bestehende Netzwerke arbeiten mit Sprachvermittlungsstellen, die ihre Aufgabe zufrieden stellend erfüllen. Sprachvermittlungsstellen übernehmen zahlreiche Funktionen zusätzlich zu dem reinen Schalten von Sprachverbindungswegen. Zu diesen Zusatzfunktionen gehören der gesamte Verbindungsaufbau (einschließlich Adressauflösung und Rufweglenkung), Verbindungsabbau sowie Leistungsmerkmale wie Rufweiterleitung während des Verbindungsaufbaus und Gesprächsumschaltung bei bestehenden Verbindungen, die Erfassung von Gesprächsdaten für Abrechnungszwecke sowie die Fremdsteuerung der Verbindung durch spezielle Anwendungen. Aus diesem Grund lassen sich die Sprachvermittlungsstellen nicht direkt durch Datenrouter ersetzen. Es ist daher vorzuziehen, die Sprachvermittlungsstellen nicht zu ersetzen, da es beträchtliche Investitionen in neue Ausrüstung erforderlich machen würde, deren Funktionalität zu ersetzen.
Sprachvermittlungsstellen können auch weiterhin vorhandene Telefone und Verbindungsleitungen direkt unterstützen, die von einer Internet-Protokoll-Infrastruktur nicht unterstützt werden und/oder die nicht direkt in eine Internet-Protokoll-Infrastruktur eingebunden werden können. Diese Telefone und Verbindungsleitungen, die hier zusammenfassend als herkömmliche Telefone bezeichnet werden, können an Verbindungen beteiligt sein, die sich über das Internet-Protokoll-Netzwerk zu einer anderen Sprachvermittlungsstelle erstrecken und/oder deren Ursprung oder Ziel ein Internet-Protokoll-Telefon ist.
Sprachvermittlungsstellen tauschen Signalisierungsinformationen (Signalisierungsnachrichten) mit anderen Sprachvermittlungsstellen und Telefonen aus, um die vorstehend beschriebene Funktionalität zu realisieren.
Die Sprachvermittlungsstellen müssen mit Übergangsvermittlungsstellen (Gateways) ausgerüstet sein, welche die Umsetzung von paketierter Sprache, wie sie über das Internet-Protokoll-Netzwerk transportiert wird, und einem ununterbrochenen Sprach-Bitstrom, wie er durch die Sprachvermittlungsstelle vermittelt wird, ausführen. Wenn das Internet-Protokoll-Netzwerk dazu eingesetzt wird, eine herkömmliche Verbindungsleitung zu ersetzen, verbirgt die Gateway das Internet-Protokoll-Netzwerk vor der Sprachvermittlungsstelle und erscheint aus Sicht der Sprachvermittlungsstelle wie eine herkömmliche Verbindungsleitung. Wenn das Internet-Protokoll-Netzwerk verwendet wird, um eine Nebenanschlussleitung zu ersetzen, verbirgt die Gateway das Internet-Protokoll-Netzwerk vor der Sprachvermittlungsstelle und erscheint aus Sicht der Sprachvermittlungsstelle wie eine herkömmliche Nebenanschlussleitung. Auf diese Weise ist keine Modifikation der Sprachvermittlungsstelle erforderlich außer dass die Gateway-Ausrüstung hinzugefügt wird. Eine Gateway kann physisch getrennt von der Sprachvermittlungsstelle realisiert oder in dieselbe physische Einheit wie die zugehörige Sprachvermittlungsstelle integriert sein, ist aber in jedem Fall logisch von der Sprachvermittlungsstelle getrennt.
Ein Internet-Protokoll-Telefon benötigt ebenfalls eine Funktionalität für die Umwandlung von paketierten Sprachdaten, wie sie über das Internet-Protokoll-Netzwerk transportiert werden, in einen ununterbrochenen Bitstrom von Sprachdaten, wie er für die Verbindung mit Audio-Eingangs/Ausgangs-Einrichtungen im Telefon benötigt wird, und umgekehrt. Für die Bereitstellung dieser Funktionalität kommt eine Gateway ähnlich den vorstehend als Erweiterung der Sprachvermittlungsstellen beschriebenen Gateways in Betracht. Auf diese Weise kann eine Verbindung zwischen zwei Internet-Protokoll-Telefonen über eine Gateway in dem rufeinleitenden Internet-Protokoll-Telefon, ein Paar Gateways an jeder der Sprachvermittlungsstellen entlang dem Verbindungsweg der Verbindung und eine Gateway in dem gerufenen Internet-Protokoll-Telefon verlaufen. Dies ist in 1 für eine Verbindung zwischen zwei Internet-Protokoll-Telefonen 10, 20 über ein Internet-Protokoll-Netz 100 dargestellt. Die Verbindung verläuft über drei Sprachvermittlungsstellen 30, 40, 50. In diesem Beispiel durchläuft die Verbindung acht Gateways 61 bis 68.
2 erweitert die 1, indem sie ein herkömmliches Telefon 70 darstellt, das an einer Sprachvermittlungsstelle 30 aufliegt, und ein herkömmliches Telefon 80, das an einer Sprachvermittlungsstelle 50 aufliegt. Eine Verbindung zwischen dem herkömmlichen Telefon 70 und dem herkömmlichen Telefon 80 würde über die Gateways 63 bis 66 verlaufen. Eine Verbindung zwischen dem Internet-Protokoll-Telefon 10 und dem herkömmlichen Telefon 80 würde über die Gateways 61 bis 66 verlaufen. Eine Verbindung zwischen dem herkömmlichen Telefon 70 und den Internet-Protokoll-Telefon 20 würde über die Gateways 63 bis 68 verlaufen.
Die Sprachvermittlungsstellen können Telefonvermittlungsstellen, beispielsweise Nebenstellenanlagen NStAnl, öffentliche oder private Vermittlungsstellen sein.
Diese Beispiele zeigen, dass eine Verbindung in sich mehrere Internet-Protokoll-Segmente aufweisen kann, wobei sich an jedem Ende jedes Segments eine Gateway befindet, und dass daher die Verbindung eine gerade Anzahl von Gateways durchläuft. In Bezug auf die Richtung des Verbindungsaufbaus kann die in Aufwärtsrichtung eines Internet-Protokoll-Segments gelegene Gateway als Eingangs-Gateway und die in Abwärtsrichtung eines Internet-Protokoll-Segments gelegene Gateway als Ausgangs-Gateway bezeichnet werden. Die erste und die letzte Gateway entlang des Verbindungsweges (d. h. die erste Eingangs-Gateway und die letzte Ausgangs-Gateway) können als End-Gateways bezeichnet werden, alle anderen Gateways entlang des Verbindungsweges können als Zwischen-Gateways bezeichnet werden.
Die Internet-Protokoll-Netzwerkstrecken zwischen zwei Sprachvermittlungsstellen können über ein unternehmenseigenes Internet-Protokoll-Netzwerk oder über ein öffentliches Internet-Protokoll-Netzwerk verlaufen.
Das Internet-Protokoll-Netzwerk kann auch dazu verwendet werden, einzelne Nebenanschlussleitungen zum Arbeitsplatz oder nach Hause in einer Geschäfts- oder Privatumgebung zu ersetzen.
Ein Internet-Protokoll-Telefon 10, 20 besitzt eine eingebaute Internet-Protokoll-Gateway. Es kann wie ein gewöhnliches Telefon aussehen, oder es kann ein Rechner wie beispielsweise ein Personal-Computer oder eine Arbeitsstation sein, der/die mit entsprechender Software, Mikrofon und Lautsprecher (oder einem Handapparat) ausgerüstet ist.
Wenn Sprache-über-Internet-Protokoll (VOIP)-Fähigkeiten einem herkömmlichen Netzwerk aus Sprachvermittlungsstellen hinzugefügt werden, wird in der Regel ein Internet-Protokoll-Netzwerk eingesetzt, um die einzelnen Verbindungsleitungen zwischen den Sprachvermittlungsstellen zu ersetzen sowie die Telefonleitungen zwischen Telefonen und den Sprachvermittlungsstellen, an denen sie aufliegen, zu ersetzen. Dies führt dazu, dass Verbindungen über ein derartiges Netzwerk häufig eine ganze Reihe von Internet-Protokoll-Streckenabschnitten durchlaufen. Diese Streckenabschnitte können zwischen den Internet-Protokoll-Telefonen 10, 20 und einer Sprachvermittlungsstelle 30, 40, 50 oder zwischen Sprachvermittlungsstellen vorhanden sein. An jedem Streckenabschnitt erfolgt eine Paketierung und Depaketierung, sodass ein mit dem ursprünglichen Bitstrom (üblicherweise 64 kbit/s) identischer Bitstrom an die empfangende Sprachvermittlungsstelle bzw. das empfangende IP-Telefon bereitgestellt und von dieser/diesem zugestellt werden kann.
Die Gateways 62 bis 67 ihrerseits müssen dafür geeignet sein, in bestehende Sprachvermittlungsstellen eingebaut zu werden, ohne dass die Sprachvermittlungsstellen selbst dafür modifiziert werden müssen. Sie könnten etwa als Steckmodule verkauft werden. Die Sprachvermittlungsstelle 30, 40, 50 sieht eine herkömmliche Leitung mit konstanter Bitrate (beispielsweise mit 64 kbit/s) vor, die von den an jede Sprachvermittlungsstelle angeschlossenen Internet-Protokoll-Gateways aus/in Internet-Protokoll-Datenpakete(n) umgewandelt wird.
Eine Gateway ist zuständig für das Senden und Empfangen von Signalisierungsinformationen bzw. Sprachinformationen an das und von dem Internet-Protokoll-Netzwerk. Durch die Paketierung der Sprachinformationen kommt es naturgemäß zu einer Verzögerung, während ausreichend viele Bits empfangen werden, um ein Datenpaket von zweckmäßiger Größe zusammenzustellen. Je kürzer das Datenpaket ist, desto kürzer ist diese Verzögerung, allerdings können sehr kurze Datenpakete eine übermäßige Beanspruchung von Bandbreite im Internet-Protokoll-Netzwerk bewirken, was auf die Notwendigkeit zurückzuführen ist, dass jedes Datenpaket mit Kopfsegmentinformationen (Header) einer festen Länge versehen werden muss. Ein typisches Paket mit Sprachdaten repräsentiert etwa 20 ms bis 30 ms Sprache und verursacht eine entsprechende Verzögerung. Das Einfügen einer solchen Verzögerung hat Auswirkungen auf die Sprachqualität, wie sie von den Teilnehmern eines Telefongesprächs wahrgenommen wird. Je mehr Paketierungsschritte, desto größer ist die Verzögerung und desto größer sind die Auswirkungen auf die wahrgenommene Sprachqualität. Als Faustregel kann eine Anordnung, welche mehr als zwei Paketierungsstufen umfasst und geeignete Paketgrößen verwendet, als nicht akzeptabel gelten. Ferner verursacht, wenn eine Sprachkomprimierung erfolgt, um die Bandbreitenbelegung im Internet-Protokoll-Netzwerk zu verringern, jede Stufe mit einer Kombination aus Paketierung und Komprimierung ein gewisses Maß an Verzerrung, und es ist wünschenswert, diese auf ein Minimum zu beschränken.
Im Interesse der Sprachqualität wäre es wünschenswert, Sprachdatenpakete unter Umgehung jeglicher Zwischen-Gateways direkt zwischen den End-Gateways zu übertragen.
Die obigen Nachteile gelten nicht für Signalisierungsdaten, die ohne Schwierigkeiten Zwischen-Gateways und die zugehörigen Sprachvermittlungsstellen durchlaufen können. Das bedeutet, dass wie bei aktuellen Systemen die Sprachvermittlungsstellen am Verbindungsaufbau (einschließlich Adressauflösung und Rufweglenkung) beteiligt werden und eine Reihe von nützlichen Leistungsmerkmalen bereitstellen können, sodass eine Beibehaltung auch in einem zukünftigen System von Nutzen wäre. Beispiele sind etwa Rufumleitung, Rufweiterleitung, Gesprächsumschaltung, Verbindungen zu rechnergestützten Diensten, beispielsweise Call-Center. Ferner können Sprachvermittlungsstellen derart eingerichtet werden, dass sie bestimmte Arten von Funktionalität ermöglichen oder verhindern. Beispielsweise können Auslandsverbindungen für bestimmte Teilnehmer zugelassen oder gesperrt werden. Eine Erfassung von Gesprächsdaten und die Fremdsteuerung der Verbindung durch spezielle Anwendungen können realisiert werden. Alle diese Funktionen sind auch dann notwendig, wenn für die Übertragung der Sprachdaten ein Internet-Protokoll-Netzwerk eingesetzt wird. Diese Funktionen stützen sich sämtlich auf Signalisierungsinformationen, die über die Sprachvermittlungsstellen übertragen werden.
WO97 23078 beschreibt ein hybrides Telefoniesystem aus leitungsvermittelten und paketvermittelten Netzwerken. Spracheingaben werden in digitale Daten und diese wiederum in Sprachausgaben umgesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile bei der Verwendung von Internet-Protokoll-Netzwerken und Gateways als Ersatz für herkömmliche Verbindungsleitungen und herkömmliche Nebenanschlussleitungen in einem Sprachvermittlungsnetzwerk zu überwinden und gleichzeitig die bestehenden Sprachvermittlungsstellen beizubehalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung und im Interesse der Sprachqualität werden Verfahren und Vorrichtungen bereitgestellt, um Sprachdatenpakete unter Umgehung von Zwischen-Gateways direkt zwischen den End-Gateways zu übertragen.
Im Wesentlichen betrifft die vorliegende Erfindung Paketdaten-Signalisierungsnachrichten, die dazu dienen, die Leitungsvermittlung innerhalb von Vermittlungsstellen (Sprachvermittlungsstellen) einzurichten, um die erforderlichen Strecken aufzubauen, die als leitungsvermittelte Bitströme innerhalb der Sprachvermittlungsstellen ausgeführt sind, jedoch aus/in Datenpakete(n) umgewandelt werden, welche über ein Internet-Protokoll-Netzwerk zwischen Sprachvermittlungsstellen und Telefonen übertragen werden. Die Erfindung betrifft außerdem einen Sprachdatenstrom, der vorzugsweise direkt zwischen End-Gateways übertragen wird, jedoch auch über die Sprachvermittlungsstellen geleitet werden kann.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine Reihe von Internet-Protokoll-Streckenabschnitten durch einen einzigen Streckenabschnitt zu ersetzen, um bei der Übertragung von Sprache eine Verminderung der Sprachqualität von Ende zu Ende, die auf wiederholte Paketierungs-/Depaketierungssequenzen und die zugehörigen Funktionen wie etwa die Sprachkomprimierung/-dekomprimierung zurückgeht, zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung erzielt ihre Vorteile dadurch, das sie einen einzigen Internet-Protokoll-Streckenabschnitt für Sprachdaten bereitstellt, jedoch Steuersignale über mehrere Streckenabschnitte und über Sprachvermittlungsstellen leitet, um die Palette der von den Sprachvermittlungsstellen bereitgestellten Funktionen zu nutzen. Die Sprachdaten werden dann nicht über das bestehende Sprachvermittlungsnetzwerk transportiert, vielmehr werden die Sprachdaten über das Datennetzwerk transportiert und durchlaufen nicht die dazwischen liegenden Sprachvermittlungsstellen.
Die vorliegende Erfindung stellt demzufolge ein Signalisierungsverfahren bereit, um eine eingangsseitige End-Gateway in einem Telefonnetzwerk anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Sprachvermittlungsstellen umfasst, die jeweils über entsprechende Gateways mit einem paketvermittelten Datenkommunikations-Netzwerk verbunden sind, wobei das besagte Verfahren in einer Eingangs-Gateway des Paketnetzwerks die folgenden Schritte beinhaltet: Empfangen einer zu übertragenden Vorwärts-Signalisierungsnachricht; Untersuchen des Datenpakets auf eine Anzeige der eingangsseitigen End-Gateway; als Reaktion auf das Nichterkennen einer solchen Anzeige das Einfügen einer entsprechenden Anzeige; als Reaktion auf das Erkennen einer solchen Anzeige das Beibehalten dieser Anzeige; und das Übertragen der daraus entstandenen Signalisierungsnachricht an ein Anrufziel.
In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung beinhaltet das Verfahren die Schritte des Erzeugens einer Vorwärts-Signalisierungsnachricht in einer Eingangs-Gateway und das Übertragen der Vorwärts-Signalisierungsnachricht über mindestens eine weitere Gateway. Jede Eingangs-Gateway führt daraufhin die vorstehend beschriebenen Schritte aus. Bei derartigen Ausführungsformen kann sich die Gateway, die die Anzeige in die Vorwärts-Signalisierungsnachricht einfügt, selbst als die eingangsseitige End-Gateway identifizieren.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Signalisierungsverfahren bereit, um eine ausgangsseitige End-Gateway in einem Telefonnetzwerk anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Sprachvermittlungsstellen umfasst, die jeweils über entsprechende Gateways mit einem paketvermittelten Datenkommunikations-Netzwerk verbunden sind. Das besagte Verfahren beinhaltet in einer Ausgangs-Gateway des Paketnetzwerks die folgenden Schritte: (1) Empfangen einer zu übertragenden Rückwärts-Signalisierungsnachricht; (2) Untersuchen des Datenpakets auf eine Anzeige der ausgangsseitigen End-Gateway; (3) als Reaktion auf das Nichterkennen einer solchen Anzeige das Einfügen einer entsprechenden Anzeige; (4) alternativ zu (3), als Reaktion auf das Erkennen einer solchen Anzeige das Beibehalten dieser Anzeige; und (5) das Übertragen der daraus entstandenen Signalisierungsnachricht an einen Anrufursprung. Bestimmte Ausführungsformen dieses Verfahrens beinhalten die Schritte des Erzeugens einer Rückwärts-Signalisierungsnachricht in einer ausgangsseitigen End-Gateway und des Übertragens dieser Rückwärts-Signalisierungsnachricht über mindestens eine weitere Ausgangs-Gateway. Jede Ausgangs-Gateway führt die vorstehend beschriebenen Schritte aus. Bei derartigen Ausführungsformen kann sich die Gateway, die die Anzeige in die Rückwärts-Signalisierungsnachricht einfügt, selbst als die ausgangsseitige End-Gateway identifizieren.
Bei jedem der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann jede eingefügte Anzeige eine Netzwerkadresse der Gateway repräsentieren, von der sie eingefügt wurde. In diesem Fall kann die ausgangsseitige End-Gateway die von der eingangsseitigen End-Gateway empfangene Anzeige untersuchen, um daraus die Netzwerkadresse der eingangsseitigen End-Gateway abzuleiten, und können eingangsseitige und ausgangsseitige End-Gateways über das Paketvermittlungsnetzwerk eine direkte Kommunikationsverbindung für die Signalisierung untereinander aufbauen. Bei derartigen Verfahren kann die eingangsseitige End-Gateway die von der ausgangsseitigen End-Gateway empfangene Anzeige untersuchen, um daraus die Netzwerkadresse der ausgangsseitigen End-Gateway abzuleiten. Eingangsseitige und ausgangsseitige End-Gateways können über das Paketvermittlungsnetzwerk eine direkte Kommunikationsverbindung für die Signalisierung untereinander aufbauen.
Die Signalisierung kann dem Zweck dienen, Parameter für die Einrichtung der Direktübertragung von Sprachdatenpaketen auszutauschen.
Signalisierungsdaten können zwischen der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen End-Gateway über Sprachvermittlungsstellen übertragen werden, die mit dem Paketvermittlungsnetzwerk über eingangsseitige und ausgangsseitige Zwischen-Gateways verbunden sind.
Die Anzeigen können unter Verwendung eines Tunnelungsmechanismus, der in einem von den Sprachvermittlungsstellen verwendeten Signalisierungsprotokoll bereitgestellt wird, in die Vorwärts- und/oder die Rückwärts-Signalisierungsnachricht(en) eingefügt werden. Anschließend können die Signalisierungsnachrichten von einer Gateway empfangen, untersucht und gegebenenfalls modifiziert werden, welche danach die Datenpakete in einen Bitstrom von Daten umwandelt, der an eine zugehörige Sprachvermittlungsstelle bereitzustellen ist. Die zugehörige Sprachvermittlungsstelle kann daraufhin jegliche erforderlichen Vermittlungs- oder sonstigen Funktionen für den Bitstrom ausführen, ohne die getunnelte Anzeige zu untersuchen, und leitet den Bitstrom der Daten an eine weitere zugehörige Gateway. Die weitere zugehörige Gateway kann dann den Bitstrom wieder zurückwandeln in Paketdaten, die Paketdaten untersuchen und sie gegebenenfalls modifizieren, bevor sie die Paketdaten über das Paketvermittlungsnetzwerk an eine nächste Gateway überträgt.
Bei jedem der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können die eingangsseitige und die ausgangsseitige End-Gateway Daten untereinander austauschen, um die Einstellungen bestimmter Betriebsparameter zu regeln, indem geeignete Daten in die getunnelten Daten eingefügt werden, welche in den Vorwärts- und Rückwärts-Signalisierungsnachrichten gesendet werden. Weitere Signalisierungsnachrichten können von der eingangsseitigen und der ausgangsseitigen End-Gateway ausgetauscht werden, um weitere getunnelte Daten zu transportieren. Die besagten Parameter können in den Signalisierungsnachrichten, welche über die Sprachvermittlungsstellen übertragen werden, entfallen.
Die vorstehenden sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher bei Betrachtung der nachstehenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die lediglich beispielhaften Charakter haben, im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein herkömmliches Telefonsystem zeigt, in dem die Kommunikation zwischen Telefonen und Sprachvermittlungsstellen über ein Internet-Protokoll-Netzwerk erfolgt;
2 ein herkömmliches Telefonsystem ähnlich dem von 1 zeigt, in dem zusätzlich herkömmliche Telefone mit den Sprachvermittlungsstellen verbunden sind;
3 ein Telefonsystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 ein typisches Format einer Signalisierungsnachricht zwischen zwei Sprachvermittlungsstellen oder zwischen einem Telefon und einer Sprachvermittlungsstelle gemäß einem Merkmal bestimmter Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
Die Erfindung betrifft die Konvergenz von Sprach- und Datennetzwerken: derzeit existieren beide Netzwerkarten. In den Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung verbleiben die Steuervorgänge in den bestehenden Sprachvermittlungsstellen, die weiterhin verwendet werden.
Die Erfindung verfolgt demnach einen evolutionären Ansatz bei der Netzwerkentwicklung, indem die nützlichsten (Leistungs) Merkmale bestehender Netzwerke beibehalten werden. Die Alternative, das heißt, alle vorhandene Ausrüstung zu beseitigen und aus dem Nichts ein neues Netzwerk aufzubauen, wäre für die meisten Netzbetreiber zu kostenintensiv und mit zu vielen Risiken behaftet, als dass sie in Betracht käme.
3 veranschaulicht eine Verbindung zwischen einem Internet-Protokoll-Telefon 10 und einem herkömmlichen Telefon 80 (gemäß der Nummerierung der Anordnung in 2). Obwohl die Signalisierung 90 über die Gateways 61 bis 66 läuft, werden die Sprachdaten 95 direkt zwischen der Gateway 61 und der Gateway 66 übertragen.
Um eine paketbasierte Sprachdatenübertragung über das Internet-Protokoll-Netzwerk zwischen zwei Gateways einzurichten, ist zwischen diesen beiden Gateways eine Signalisierung erforderlich, die etwa folgenden Zwecken dient: Austauschen von Internet-Protokoll-Adressen und UDP-Portnummern, Vereinbaren des zu verwendenden Standards für die Sprachcodierung (beispielsweise unkomprimiert, verschiedene Arten der Komprimierung) und Vereinbaren anderer Attribute, beispielsweise den Einsatz von Pausenunterdrückungsverfahren, um eine Verschwendung von Bandbreite im Internet-Protokoll-Netzwerk in Pausenzeiten zu vermeiden. Diese Signalisierung erfolgt zusätzlich zu der Signalisierung, mit der die Sprachvermittlungsstellen befasst sind.
Eine erste Gruppe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Identifizieren der End-Gateways bereit.
Jede End-Gateway benötigt eine Internet-Protokoll-Adresse, damit sie in der Lage ist, Daten über das Internet-Protokoll-Netzwerk zu senden und zu empfangen. In der Praxis besitzt jede Gateway eine Internet-Protokoll-Adresse, obwohl es eine Aufgabe der Erfindung ist sicherzustellen, dass nur die End-Gateways an der Übertragung von Sprachdaten mittels Internet-Protokoll beteiligt sind. Wenn paketierte Sprache direkt zwischen End-Gateways transportiert werden soll, müssen die End-Gateways zunächst die Information erhalten, dass sie tatsächlich die End-Gateways in der betreffenden Verbindung sind. Danach können die End-Gateways in eine Gateway-zu-Gateway-Signalisierung eintreten mit dem Zweck, die direkte paketbasierte Sprachdatenübertragung untereinander einzurichten. Die Zwischen-Gateways müssen die Information erhalten, dass sie nicht End-Gateways in der betreffenden Verbindung sind und dass sie sich daher nicht an dieser Signalisierung beteiligen müssen.
Die Gateways in Internet-Protokoll-Telefonen sind immer End-Gateways, da ein Anruf, an dem ein Internet-Protokoll-Telefon beteiligt ist, naturgemäß immer von diesem Telefon ausgeht oder bei ihm endet. Gateways, die mit Sprachvermittlungsstellen verbunden sind, können sowohl End-Gateways als auch Zwischen-Gateways sein. Eine Gateway an einer Sprachvermittlungsstelle fungiert dann als End-Gateway, wenn ein Anruf an ein herkömmliches Telefon an der örtlichen Sprachvermittlungsstelle vermittelt wird (beispielsweise das Telefon 80 in 3). Da die Gateways den Sprachvermittlungsstellen hinzugefügt wurden, ohne die Sprachvermittlungsstellen zu modifizieren, ist ein Mittel erforderlich, mit dessen Hilfe die Gateways ohne Unterstützung durch die Sprachvermittlungsstellen erkennen können, ob sie End-Gateways sind oder nicht.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Tunnelungsfunktion verwendet. Eine Tunnelungsfunktion ist in den meisten Signalisierungsprotokollen enthalten, die für die Verwendung zwischen Sprachvermittlungsstellen oder zwischen einer Sprachvermittlungsstelle und einem Telefon zur Verfügung stehen. Ein Tunnelungsmechanismus ermöglicht das Signalisieren von Informationen, indem die Daten in einem „Umschlag" (Envelope) verkapselt werden, der dann über die Sprachvermittlungsstellen übertragen und unverändert zugestellt wird. Die Sprachvermittlungsstellen erkennen, dass ein Envelope gesendet wird, beachten jedoch den Inhalt nicht. Tunnelungsmechanismen, die gleichermaßen in zwei oder mehr verschiedenen Signalisierungsprotokollen verwendet werden, bieten zusätzlich den Vorteil, dass Informationen nacheinander durch verschiedene Signalisierungsprotokolle getunnelt werden können, ohne dass die Sprachvermittlungsstelle an der Grenze zwischen zwei Signalisierungsprotokollen den Inhalt des Envelope verstehen oder dementsprechend handeln muss.
Ein Beispiel für einen Tunnelungsmechanismus ist eine Erweiterung eines Signalisierungsprotokolls in der Weise, dass es herstellerspezifische oder netzwerkspezifische Ergänzungen enthält, die nicht Bestandteil des Protokollstandards sind. Ein weiteres Beispiel ist die Möglichkeit zur Teilnehmer-zu-Teilnehmer-Signalisierung, die in Protokollen wie DSS1 und SS7 vorgesehen ist.
Indem ein Tunnelungsmechanismus gewählt wird, der in dem/den Signalisierungsprotokoll(en) enthalten ist, welche(s) in einem Sprachnetzwerk verwendet wird/werden, können relevante Informationen für die Gateways durch Sprachvermittlungsstellen getunnelt werden.
Die Struktur einer typischen Signalisierungsnachricht für eine Verbindungsanforderung gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist in 4 dargestellt. Getunnelte Daten sind in dem Signalisierungsprotokoll definiert, sodass jede Vermittlungsstelle, die die getunnelten Informationen nicht erkennt, diese unverändert an die nächste Vermittlungsstelle weitergibt.
Wie in 4 dargestellt kann eine Signalisierungsnachricht zur Verbindungsanforderung gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die folgenden Elemente in dieser Reihenfolge enthalten:

101: Nachrichtentyp-Indikator
102: Kennzeichner für Zieltelefonnummer
103: Zieltelefonnummer
104: Kennzeichner für Ursprungstelefonnummer
105: Ursprungstelefonnummer
106: Kennzeichner für Umleitungsinformationen
107: Umleitungsinformationen
108: Kennzeichner für Verbindungstyp
109: Verbindungstyp
110: Kennzeichner für getunnelte/verkapselte Informationen
111: Getunnelte/verkapselte Informationen

Das Format der Kennzeichner für getunnelte/verkapselte Informationen sollte standardisiert sein, um mit Sprachvermittlungsstellen verschiedener Hersteller eingesetzt werden zu können.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung verwendet ein typisches Signalisierungsprotokoll bei der Herstellung einer Verbindung, beispielsweise von dem Telefon 10 zu dem Telefon 80, eine anfängliche Verbindungsanforderungsnachricht in der Vorwärtsrichtung (von dem rufeinleitenden Telefon 10 zu dem Zieltelefon 80), die von jeder Sprachvermittlungsstelle 30, 40, 50 weitergeleitet wird, bis sie bei dem Zieltelefon 80 ankommt. Hierdurch wird zugleich ein Verbindungsweg eingerichtet, auf dem die weitere Signalisierung für die betreffende Verbindung erfolgen kann. Jede Sprachvermittlungsstelle leitet anhand der Zielrufnummer den Leitweg für den nächsten Streckenabschnitt ab, da heißt, eine Verbindungsleitung oder eine Nebenanschlussleitung. Wenn es sich um eine Internet-Protokoll-Verbindungsleitung handelt, leitet die Eingangs-Gateway die Internet-Protokoll-Adresse der Ausgangs-Gateway dieses Internet-Protokoll-Streckenabschnitts ab. Wenn das Zieltelefon erreicht ist, wird eine Ende-zu-Ende-Nachricht in der Rückwärtsrichtung gesendet, um den Status des Telefons anzuzeigen (das heißt, den Teilnehmer über den Rufstatus zu informieren; engl.: Alerting). Diese erste oder darauf folgende Ende-zu-Ende-Nachricht(en) in jeder Richtung können dazu genutzt werden, getunnelte Informationen zwischen den Gateways zu transportieren, sodass jede Gateway ihre Funktion ermitteln kann, das heißt, ob sie eine End-Gateway wie etwa 61, 66 in diesem Beispiel oder eine Zwischen-Gateway wie 62 bis 65 ist.
Wenn eine Eingangs-Gateway (beispielsweise 61, 63, 65) die erste Vorwärts-Signalisierungsnachricht einer Verbindung empfängt, untersucht sie die Nachricht, um festzustellen, ob sie eine getunnelte Anzeige enthält, dass eine andere Gateway (beispielsweise 61) die erste Eingangs-Gateway ist. Ist dies der Fall (beispielsweise 63, 65), verhält sie sich als Zwischen-Gateway in der Verbindung. Andernfalls (beispielsweise 61) verhält sie sich als End-Gateway der Verbindung und fügt eine Anzeige, dass der Anruf bereits eine Eingangs-Gateway durchlaufen hat, in die Signalisierungsnachricht ein, bevor sie an die nächste Gateway übertragen wird, wodurch sichergestellt ist, dass nachfolgende Eingangs-Gateways 63, 65 als Zwischen-Gateways fungieren.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung untersucht eine Ausgangs-Gateway (62, 64, 66), wenn sie die erste Rückwärts-Signalisierungsnachricht einer Verbindung empfängt, die Nachricht, um festzustellen, ob sie eine getunnelte Anzeige enthält, dass eine andere Gateway (66) die erste Ausgangs-Gateway ist. Ist dies der Fall (62, 64), verhält sie sich als Zwischen-Gateway in der Verbindung. Andernfalls (66) verhält sie sich als End-Gateway der Verbindung und fügt eine Anzeige, dass der Anruf bereits eine Ausgangs-Gateway durchlaufen hat, in die Signalisierungsnachricht ein, bevor sie an die nächste Gateway übertragen wird, wodurch sichergestellt ist, dass nachfolgende Ausgangs-Gateways (64, 62) als Zwischen-Gateways fungieren.
Auf diese Weise erkennt jede Gateway, ob sie eine End-Gateway oder eine Zwischen-Gateway ist.
Die zweite Gruppe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrifft ein Mittel zum Transportieren der Signalisierungsinformationen, die für das Einrichten des paketbasierten Datentransports zwischen den beiden End-Gateways benötigt werden. Dieser zweite Aspekt der Erfindung kommt vorzugsweise in Verbindung mit dem ersten Aspekt zur Anwendung. Da die Gateways den Sprachvermittlungsstellen hinzugefügt wurden, ohne die Sprachvermittlungsstellen zu modifizieren, muss die Anforderung, Signalisierungsinformationen zwischen den End-Gateways zu übertragen, von den Gateways ohne Unterstützung durch die Sprachvermittlungsstellen erfüllt werden.
Das Internet-Protokoll ist ein Protokoll der Netzwerkschicht. Die nächsthöhere Protokollschicht ist die Transportschicht, die die Informationen von Ende zu Ende zwischen den Endpunkten (Gateways) überträgt. Das Internet-Protokoll wird von Routern untersucht, das Transportprotokoll hingegen nicht. Das einfachste Transportprotokoll ist das UDP (User Datagram Protocol, Benutzer-Datagramm-Protokoll), das für die Übertragung von Sprachdaten verwendet wird. Der besondere Wert, den dieses Transportprotokoll mit sich bringt, liegt darin, dass es auch Ursprungs- und Ziel-Portadressen beinhaltet.
Jede Gateway hat genau eine Internet-Protokoll-Adresse, kann aber zahlreiche Portnummern haben. Sprachdaten von einer sendenden Gateway an eine empfangende Gateway für eine gegebene Verbindung werden von Sprachdaten, die sich auf andere Verbindungen beziehen, dadurch unterschieden, dass sie eine eindeutige Portadresse an der sendenden Gateway und eine eindeutige Portadresse an der empfangenden Gateway aufweisen. Ursprungs- und Ziel-Portadresse sind in dem UDP-Kopfsegment jedes Datenpakets enthalten.
Bevor eine Ursprungs-Gateway UDP-Pakete übertragen kann, die Sprachdaten für eine bestimmte Verbindung zur Ziel-Gateway transportieren, müssen ihr die Internet-Protokoll-Adresse der Ziel-Gateway, die Nummer des UDP-Ports, der von der Ziel-Gateway für die betreffende Verbindung zugewiesen wurde, die zu verwendende Art der Sprachcodierung (beispielsweise unkomprimiert, verschiedene Arten der Komprimierung) und andere Attribute (beispielsweise ob Pausenunterdrückung verwendet werden soll) bekannt sein. All diese Informationen können sehr wohl die maximale Datentransportkapazität des getunnelten Informationszeitschlitzes in jeder Signalisierungsnachricht überschreiten oder dazu führen, dass die Gesamtlänge der Signalisierungsnachricht die für das betreffende Signalisierungsprotokoll zulässige Maximallänge überschreitet. Die Datenübertragung kann durch eine große Anzahl von Streckenabschnitten zwischen Vermittlungsstellen etc. verlangsamt werden. Indem die getunnelten Informationen derart segmentiert werden, dass sie in mehr als einer Signalisierungsnachricht transportiert werden, kann unter Umständen das Kapazitätsproblem lösen, allerdings verlangsamt dies das Verfahren noch weiter.
Gemäß dieser zweiten Gruppe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nur die Internet-Protokoll-Adresse der ersten Eingangs-Gateway (61) zusammen mit der End-Gateway-Anzeige in der ersten Vorwärts-Signalisierungsnachricht getunnelt. Jede Ausgangs-Gateway (62, 64, 66), die die End-Gateway-Anzeige und die Internet-Protokoll-Adresse in der ersten Vorwärts-Signalisierungsnachricht erhält, speichert die Internet-Protokoll-Adresse in ihrem lokalen Speicher. Wenn eine der Ausgangs-Gateways erkennt, dass sie eine Zwischen-Gateway ist, verwirft sie die gespeicherte Internet-Protokoll-Adresse wieder. Erkennt eine Ausgangs-Gateway, dass sie die letzte Ausgangs-Gateway (66) ist (also eine End-Gateway), verwendet sie die gespeicherte Internet-Protokoll-Adresse der ersten Eingangs-Gateway für die Einrichtung der direkten Kommunikationsverbindung 95 über das Internet-Protokoll-Netzwerk mit der ersten Eingangs-Gateway (also der Partner-End-Gateway) (61). Diese direkte Kommunikationsverbindung 95 zwischen Partner-End-Gateways 61, 66 kann anschließend genutzt werden, um alle sonstigen Informationen auszutauschen, die für die Einrichtung der paketbasierten Sprachdatenübertragung benötigt werden.
Die erste Rückwärts-Signalisierungsnachricht kann die Internet-Protokoll-Adresse der letzten Ausgangs-Gateway enthalten, obwohl dies keine Voraussetzung dafür ist, dass die direkte Kommunikation erfolgen kann, da die letzte Ausgangs-Gateway die erste Eingangs-Gateway direkt ansprechen kann, nachdem die erste Vorwärts-Signalisierungsnachricht empfangen wurde.
Eine dritte Gruppe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betrifft die Mittel zum direkten Umschalten zu und von der paketbasierten Sprachdatenübertragung zwischen den End-Gateways. Eine solche Übertragung kann nicht realisiert werden, solange nicht der Verbindungsaufbau eine bestimmte Phase erreicht hat. Zunächst wird die Verbindung Schritt für Schritt über eine Reihe von Sprachvermittlungsstellen 30, 40, 50 aufgebaut, vergleichbar mit einem herkömmlichen leitungsvermittelten System. Jede dieser Vermittlungsstellen kann (hörbare) Inband-Informationen zurück an den Anrufer 10 übertragen. Insbesondere überträgt die letzte Vermittlungsstelle 50 im Allgemeinen während der Alerting-Phase einen Rufton zurück an den Anrufer 10. Ferner kann sich die Identität des Zieltelefons 80 während der Alerting-Phase aufgrund von Leistungsmerkmalen wie etwa Rufweiterleitung bei Nichtmelden ändern. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die paketbasierte Sprachdatenübertragung zwischen dem rufenden Internet-Protokoll-Telefon 10 und der ersten Sprachvermittlungsstelle 30 sowie zwischen den einzelnen Sprachvermittlungsstellen 30, 40, 50 (streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90) so früh wie möglich während des Verbindungsaufbaus zu realisieren und sie erst durch die direkte paketbasierte Sprachdatenübertragung 95 zu ersetzen, nachdem der Anruf entgegengenommen worden ist. Die zusätzlichen Verzögerungen und Verzerrungen der streckenweisen paketbasierten Sprachdatenübertragung 90 können in der Zeit vor der Anrufannahme allgemein toleriert werden.
Im Verlauf einer Verbindung kann es notwendig werden, zur streckenweisen paketbasierten Sprachdatenübertragung 90 zurückzukehren. Ein typischer Fall ist, dass einer der Teilnehmer die Verbindung auf Halten schaltet, wozu er die Fähigkeiten der Sprachvermittlungsstelle nutzt, an die er angeschlossen ist. Diese Sprachvermittlungsstelle kann dann eine Inband-Anzeige (beispielsweise Musik) für den anderen (gehaltenen) Teilnehmer übertragen. In diesem Fall können die zusätzlichen Verzögerungen und Verzerrungen der streckenweisen paketbasierten Sprachdatenübertragung allgemein toleriert werden. Ein anderer Fall ist, dass drei oder mehr Teilnehmer mittels einer Konferenzeinrichtung an einer der Sprachvermittlungsstellen zusammengeschaltet sind, oder dass zwischen Endpunkten umgeschaltet werden muss, beispielsweise im Fall von Gesprächsumschaltung, Anrufübernahme oder Rückfragen. Hier sollte die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90 als Zwischenschritt betrachtet werden, der, sobald dies praktisch machbar ist, durch die direkte paketbasierte Sprachdatenübertragung 95 zwischen der Sprachvermittlungsstelle, die die Konferenzeinrichtung beinhaltet, und der Gateway, die jedem der Teilnehmer am nächsten liegt, ersetzt wird.
Das Zurückschalten auf die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90 beinhaltet eine Phase der Signalisierung zur Herstellung der paketbasierten Sprachdatenübertragung auf jeder der betreffenden Strecken 90. Dies kann zu einer merklichen Verzögerung führen, ehe die Sprachdatenübertragung wiederhergestellt ist, wodurch der Anfang des neuen Gesprächs oder der aufgezeichneten Ansage verloren geht. Alternativ könnte die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90 parallel zu der direkten paketbasierten Sprachdatenübertragung 95 beibehalten werden, was jedoch zusätzliche Bandbreite im Internet-Protokoll-Netzwerk beanspruchen würde.
Gemäß diesem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Pausenunterdrückungs-Fähigkeit, wie sie gemeinhin in Implementierungen des Sprache-über-Internet-Protokolls verwendet wird, eingesetzt, um die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung parallel zu der direkten paketbasierten Sprachdatenübertragung beizubehalten, ohne dass hierfür erhebliche zusätzliche Bandbreite im Internet-Protokoll-Netzwerk benötigt wird. Ein Pausenunterdrückungsverfahren beinhaltet den Einsatz eines Mittels zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Sprachaktivität, gekoppelt mit einem Mittel zum Ersetzen der regulären Sprachdatenpaket-Übertragungen durch eine kleinere Anzahl von übertragenen Informationen in Zeiten, in denen keine Sprachaktivität erkannt wird. Beispielsweise kann zu Beginn eines Zeitraums ohne Sprachaktivität ein einzelnes Datenpaket übertragen werden, um anzuzeigen, dass keine Sprachaktivität vorliegt, und ein Sprachmuster bereitzustellen, das an der empfangenden Gateway wiederholt abgespielt werden kann, um ein Hintergrundrauschen für den hörenden Teilnehmer zu erzeugen. Auf diese Weise ist es nicht mehr erforderlich, dass weitere Datenpakete übertragen werden, bis eine Wiederaufnahme der Sprachaktivität erkannt wird. Hierdurch wird eine beträchtliche Reduzierung der Bandbreite erzielt, welche von der Verbindung im Internet-Protokoll-Netzwerk belegt wird.
Wenn die Pausenunterdrückung verwendet wird, kann die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90 beibehalten werden, selbst wenn parallel dazu die direkte paketbasierte Sprachdatenübertragung 95 besteht, was der beträchtlichen Reduzierung der Bandbreite zu verdanken ist, die mit einer Verbindung mit Pausenunterdrückung einhergeht.
Jede End-Gateway 61, 66 überträgt paketierte Sprachdaten direkt an die Partner-End-Gateway 66, 61 und überträgt außerdem Informationen, die der nächsten Zwischen-Gateway 62, 65 anzeigen, dass keine Sprachaktivität vorhanden ist. Die nächste Zwischen-Gateway erzeugt einen ununterbrochenen Bitstrom, der Pause repräsentiert, zur Übertragung über ihre lokale Sprachvermittlungsstelle, und die Zwischen-Gateway 63, 64 auf der anderen Seite dieser Sprachvermittlungsstelle erkennt keinerlei Sprachaktivität und sendet die Pausenunterdrückungsinformation, die anzeigt, dass keine Sprachaktivität vorhanden ist, an die nächste Gateway. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis die Partner-End-Gateway erreicht ist, wo die von der ihr nächstgelegenen Zwischen-Gateway kommenden Sprachdatenpakete zugunsten solcher Sprachdatenpakete ignoriert werden, die direkt von der anderen End-Gateway eingehen. Auf diese Weise wird durch die beibehaltene streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung mit Pausenunterdrückung nur geringfügig Bandbreite im Internet-Protokoll-Netzwerk belegt. Sobald wieder auf die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung 90 zurückgeschaltet werden muss, muss die einzelne End-Gateway einfach nur die Übertragung normaler Sprachdatenpakete anstelle von Pausenunterdrückungssignalen wiederaufnehmen. Die Zwischen-Sprachvermittlungsstellen und die zugehörigen Gateways sind dann sofort in der Lage, das Gespräch zu übertragen, da die Sprachdatenstrecken in einem aktiven Status gehalten wurden.
Die Verwendung der Pausenunterdrückung wird zwischen zwei Gateways mittels Signalisierung vereinbart, beispielsweise mithilfe der Verfahren gemäß der zweiten Gruppe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wobei gleichzeitig weitere Parameter wie etwa der zu verwendende Sprachcodierer/-decodierertyp vereinbart werden. Normalerweise führt der Einsatz der Pausenunterdrückung zu einer geringen Beeinträchtigung der Sprachqualität, daher wird in manchen Netzwerken der Ansatz verfolgt, unter normalen Umständen die Pausenunterdrückung nicht zu verwenden. Wo im Normalfall keine Pausenunterdrückung zum Einsatz kommt, kann sie dennoch für die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung aufgerufen werden, die parallel zur direkten paketbasierten Sprachdatenübertragung beibehalten wird. Eine einzelne Signalisierungsnachricht entlang dem Verbindungsweg 90 ist ausreichend, um die Pausenunterdrückung für diesen Zweck zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Dies ist schneller als die Signalisierung, die zum Wiederaufbau der paketbasierten Sprachdatenübertragung über jede einzelne Strecke benötigt würde, wenn die streckenweise paketbasierte Sprachdatenübertragung während Zeiten von direkter paketbasierter Sprachdatenübertragung vollständig ausgelöst werden müsste. Ferner ist jegliche Verzögerung beim Deaktivieren der Pausenunterdrückung bei Beendigung der direkten paketbasierten Sprachdatenübertragung ohne Belang, da die Sprachübertragung automatisch wieder aufgenommen wird, sobald das Ende der Pause erkannt wird.
Wenn zwischen der direkten paketbasierten Sprachdatenübertragung 95 und der streckenweisen paketbasierten Sprachdatenübertragung umgeschaltet wird, kann es als notwendig erachtet werden, eine gewisse Überschneidung vorzusehen, um eine Unterbrechung in der Verbindung zu vermeiden. Das bedeutet, dass es erforderlich sein kann, für eine Zeitlang Sprachdaten parallel auf beiden Leitwegen zu übertragen, während die Rufweglenkung/Schaltung erfolgt. Unter diesen Umständen wird ein gewisser Grad an Intelligenz auf der Seite der Gateways benötigt, um sicherzustellen, dass Sprache auf beiden Leitwegen übertragen wird, solange die Schaltung dauert.
In der Praxis haben die Erfinder herausgefunden, dass es nicht erforderlich ist, eine solche Überschneidung vorzusehen, dass dies jedoch von den erreichbaren Signalisierungsgeschwindigkeiten abhängt.

Claims

Signalisierungsverfahren, um eine eingangsseitige End-Gateway (61) in einem Telefonnetzwerk anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Sprachvermittlungsstellen umfasst, die jeweils über entsprechende Gateways mit einem paketvermittelten Datenkommunikations-Netzwerk verbunden sind, wobei das besagte Verfahren in einer Eingangs-Gateway (61, 63, 65) des Paketnetzwerks die folgenden Schritte beinhaltet: Empfangen einer zu übertragenden Vorwärts-Signalisierungsnachricht; Untersuchen des Datenpakets auf eine Anzeige der eingangsseitigen End-Gateway; als Reaktion auf das Nichterkennen einer solchen Anzeige das Einfügen einer entsprechenden Anzeige; als Reaktion auf das Erkennen einer solchen Anzeige das Beibehalten dieser Anzeige; und das Übertragen der daraus entstandenen Signalisierungsnachricht an ein Anrufziel.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte des Erzeugens einer Vorwärts-Signalisierungsnachricht in einer Eingangs-Gateway (61, 63, 65) und das Übertragen der Vorwärts-Signalisierungsnachricht über mindestens eine weitere Gateway beinhaltet, wobei jede Eingangs-Gateway die Schritte von Anspruch 1 ausführt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei sich die Gateway, die die Anzeige in die Vorwärts-Signalisierungsnachricht einfügt, selbst als die eingangsseitige End-Gateway (61) identifiziert.
Signalisierungsverfahren, um eine ausgangsseitige End-Gateway (66) in einem Telefonnetzwerk anzuzeigen, welches eine Mehrzahl von Sprachvermittlungsstellen umfasst, die jeweils über entsprechende Gateways mit einem paketvermittelten Datenkommunikations-Netzwerk verbunden sind, wobei das Verfahren in einer Ausgangs-Gateway des Paketnetzwerks (62, 64, 66) die folgenden Schritte beinhaltet: Empfangen einer zu übertragenden Rückwärts-Signalisierungsnachricht; Untersuchen des Datenpakets auf eine Anzeige der ausgangsseitigen End-Gateway (66); als Reaktion auf das Nichterkennen einer solchen Anzeige das Einfügen einer entsprechenden Anzeige; als Reaktion auf das Erkennen einer solchen Anzeige, das Beibehalten dieser Anzeige; und das Übertragen der daraus entstandenen Signalisierungsnachricht an einen Anrufursprung.
Verfahren, welches die Schritte des Erzeugens einer Rückwärts-Signalisierungsnachricht in einer ausgangsseitigen End-Gateway (66) und des Übertragens dieser Rückwärts-Signalisierungsnachricht über mindestens eine weitere Ausgangs-Gateway (62, 64) beinhaltet, wobei jede Ausgangs-Gateway die Schritte von Anspruch 4 ausführt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei sich die Gateway, die die Anzeige in die Rückwärts-Signalisierungsnachricht einfügt, selbst als die ausgangsseitige End-Gateway (66) identifiziert.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede eingefügte Anzeige eine Netzwerkadresse der Gateway repräsentiert, von der sie eingefügt wurde.
Verfahren, welches seinerseits ein Verfahren gemäß Anspruch 7 und Anspruch 3 umfasst, bei dem die ausgangsseitige End-Gateway (66) die von der eingangsseitigen End-Gateway (61) empfangene Anzeige untersucht, um daraus die Netzwerkadresse der eingangsseitigen End-Gateway abzuleiten, und bei dem die ausgangsseitige und die eingangsseitige End-Gateway über das Paketvermittlungsnetzwerk eine direkte Kommunikationsverbindung für die Signalisierung untereinander aufbauen.
Verfahren, welches seinerseits ein Verfahren gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren gemäß Anspruch 7 umfasst, wenn abhängig von Anspruch 6, bei dem die eingangsseitige End-Gateway (61) die von der ausgangsseitigen End-Gateway (66) empfangene Anzeige untersucht, um daraus die Netzwerkadresse der ausgangsseitigen End-Gateway abzuleiten, und bei dem die eingangsseitige und die ausgangsseitige End-Gateway über das Paketvermittlungsnetzwerk eine direkte Kommunikationsverbindung für die Signalisierung untereinander aufbauen.
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem die Signalisierung dem Zweck dient, Parameter für die Einrichtung der direkten Übertragung von Sprachdatenpaketen (95) auszutauschen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem Signalisierungsdaten zwischen der eingangsseitigen (61) und der ausgangsseitigen (66) End-Gateway über Sprachvermittlungsstellen übertragen werden, die mit dem Paketvermittlungsnetzwerk über eingangsseitige (63, 65) und ausgangsseitige (62, 64) Zwischen-Gateways verbunden sind.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Anzeigen unter Verwendung eines Tunnelungsmechanismus, der in einem von den Sprachvermittlungsstellen verwendeten Signalisierungsprotokoll bereitgestellt wird, in die Vorwärts- und/oder die Rückwärts-Signalisierungsnachricht(en) eingefügt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Signalisierungsnachrichten von einer Gateway empfangen, untersucht und gegebenenfalls modifiziert werden, welche danach die Datenpakete in einen Bitstrom von Daten umwandelt, der an eine zugehörige Sprachvermittlungsstelle bereitzustellen ist; und bei dem die zugehörige Sprachvermittlungsstelle jegliche erforderlichen Vermittlungs- oder sonstigen Funktionen für den Bitstrom ausführt, ohne die getunnelte Anzeige zu untersuchen, und den Bitstrom der Daten an eine weitere zugehörige Gateway leitet, und wobei die weitere zugehörige Gateway den Bitstrom wieder zurückwandelt in Paketdaten, die Paketdaten untersucht und gegebenenfalls modifiziert, bevor sie die Paketdaten über das Paketvermittlungsnetzwerk an eine nächste Gateway überträgt.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die eingangsseitige (61) und die ausgangsseitige (66) End-Gateway Daten untereinander austauschen, um die Einstellungen bestimmter Betriebsparameter zu regeln, indem geeignete Daten in die getunnelten Daten eingefügt werden, welche in den Vorwärts- und Rückwärts-Signalisierungsnachrichten gesendet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem weitere Signalisierungsnachrichten von der eingangsseitigen (61) und der ausgangsseitigen (66) End-Gateway ausgetauscht werden, um weitere getunnelte Daten zu transportieren.
Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die besagten Parameter nicht in die Signalisierungsnachrichten eingefügt werden, welche über die Sprachvermittlungsstellen übertragen werden.