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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1. Vorrichtungen und Softwareprogramme, die die Erfindung verkörpern, sind
ebenfalls beschrieben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Sowohl
für Mobilkommunikationsnetze,
z.B. das UMTS-Netz (Universal Mobile Telecommunication System) oder
das GSM-Netz (Global System for Mobile Communication) als auch für Festnetze
wird das BICC-Protokoll (Bearer Independent Call Control) zum Steuern
des Aufbaus und der Herstellung von Verbindungen, z.B. Telefonanrufen,
verwendet, unabhängig
von der zugrundeliegenden Trägertechnologie
zum Bearbeiten der Nutzinformation der Verbindungen.
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Das
BICC Capability Set 3 führt
einen Vorrangdienst ein, welcher in der ITU-T-Empfehlung I.255.4, Integrated Services
Digital Network (ISDN) General Structure and Service Capabilities,
Priority Service festgelegt ist. Beim Auftreten einer Überlastung
erhalten Vorrangverbindungen eine bevorzugte Behandlung innerhalb
des Netzes für
den Vorrangdienst. Eine derartige bevorzugte Behandlung kann insbesondere
die Funktionen einer erweiterten Wartezeit vor dem Zeitablauf von
die Verbindung bearbeitenden Netzeinheiten und/oder das Warten darauf, dass
eine Leitung auf dem Weg frei wird, umfassen.
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Der
Vorrang einer Verbindung kann durch ein entsprechendes Feld in der
Anfangsnachricht für
den Verbindungsaufbau angezeigt werden, z.B. eine Belegungsnachricht
(Initial Address Message – IAM). Beispielsweise
können
einige oder sämtliche
Bits eines Oktets in der IAM zu diesem Zweck bestimmt werden.
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Unter
normalen Voraussetzungen, wenn das Netz nicht überlastet ist und die Knoten über die
notwendigen Ressourcen verfügen,
um sämtliche
Verbindungen auszuführen,
wird die Verbindungsherstellung ohne Sonderbehandlungen verarbeitet.
Mindestens ein Knoten, der die Verbindung verarbeitet, d.h. steuert
oder bearbeitet, ordnet dieser einen Zeitgeber zu, welcher sicherstellt,
dass für
diese Verbindung reservierte Ressourcen freigegeben werden, falls
der Aufbau scheitert. Ein die Verbindung steuernder Knoten kann
beispielsweise eine Mobilfunkvermittlungsstelle (Mobile Services
Switching Center – MSC)
oder ein Durchgangsvermittlungsknoten (Transit Switching Node – TSN) sein,
der ein Mobilnetz mit einem Festnetz verbindet. Der Träger kann entweder
im selben Knoten oder aber in einem separaten Trägerknoten bearbeitet werden,
z.B. in einem Medien-Gateway (Media Gateway – MGW), der zumindest teilweise
von dem Steuerknoten gesteuert wird.
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Im
Falle einer Netzüberlastung,
wenn die Knoten nicht über
ausreichend Ressourcen zur Ausführung
sämtlicher
eingehenden Verbindungsherstellungsanforderungen verfügen, können die
Knoten aufgrund der Prioritätsebene
bevorzugte Behandlungen bereitstellen. Die bevorzugte Behandlung
kann insbesondere den Zugriff auf reservierte Netzressourcen umfassen,
z.B. wird nur den Verbindungen mir höchster Priorität Zugriff
auf die Ressourcen gewährt,
die für
Verbindungen mit höchster
Priorität
reserviert sind, während
den Verbindungen mit zweithöchster
Priorität
nur der Zugriff auf die Ressourcen gewährt wird, die für die Verbindungen
mit zweithöchster
Priorität
reserviert sind, ausgenommen die Ressourcen, die für die Verbindungen
mit höchster Priorität reserviert
sind. Weitere Prioritätsebenen sind
möglich,
wobei Verbindungen für
jede Ebene lediglich Zugriff auf Ressourcen haben, die für dieselbe oder
eine niedrigere Ebene reserviert sind.
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Die
Zuordnung reservierter Netzressourcen zu bestimmten Prioritätsebenen
ist implementierungsspezifisch. Kann ein Knoten eine Verbindungsherstellungsanforderung
mit hoher Priorität
selbst nach Anwendung der bevorzugten Behandlung nicht ausführen, so
löst er
die Verbindung auf.
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Knoten,
die mit dem bedienten Benutzer in Verbindung stehen, insbesondere
der absendende Steuer- oder Trägerknoten
in einer Verbindung, können
die Verbindungsprioritätsinformation
vom Benutzer empfangen. Der Absenderknoten leitet die Information
dann an weitere Knoten in der Verbindung weiter.
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Beispielsweise
wird gemäß dem BICC,
wenn eine ausgehende Protokolleinrichtungsinstanz eines Trägerknotens
die Verbindungsprioritätsinformation gemeinsam
mit einer Anforderung für
eine neue Verbindung von einer Knotenfunktion empfängt, der
Verbindungsprioritätsparameter
in die Herstellungsanforderungsnachricht (Establish Request – ERQ) eingefügt. Wird
ein Verbindungsprioritätsparameter
in einer ERQ-Nachricht von einer eingehenden Protokolleinrichtung
empfangen, so leitet die eingehende Protokolleinrichtungsinstanz
die Verbindungsprioritätsinformation
gemeinsam mit der Anforderung für eine
neue Verbindung an die Knotenfunktion weiter.
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Die
Prioritätsinformation
kann in den Knoten in unterschiedlicher Weise angewendet werden. Wenn
die Knotenfunktionen beispielsweise eine Route am Absenderendpunkt
des Trägers
auswählen,
so kann die Prioritätsinformation
zum Auswählen
einer Route verwendet werden, die über ausreichende Ressourcen
zum nachfolgenden Trägerknoten
oder direkt zum Endbenutzer verfügt.
Bei Trägerknoten, die
nicht mit dem absendenden Benutzer einer Verbindung in Wechselwirkung
stehen, können
die Knotenfunktionen auch die Verfügbarkeit von Ressourcen in
dem eingehenden Trägerpfad überprüfen. Die Verbindungsprioritätsinformation
kann ferner zum Zuordnen von internen Ressourcen des Trägerknotens
für die
Herstellung eines internen Pfades für die Verbindung von dem eingehenden
Trägerpfad
durch den Trägerknoten
an den ausgehenden Trägerpfad verwendet
werden, entweder an einen nachfolgenden Trägerknoten oder an den Endbenutzer
der Verbindung.
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Die
vorgenannten Spezifikationen für
ein Telekommunikationsnetz ermöglichen
die Bearbeitung von Verbindungen mit der entsprechenden Priorität in sämtlichen
Knoten. Allerdings gewährleistet
dies häufig
keine erfolgreiche Herstellung von Vorrangverbindungen. Es ist insbesondere
möglich,
dass unterschiedliche Knoten unterschiedlich Mechanismen zum Sicherstellen
einer Verbindungspriorität
verwenden, insbesondere wenn Knoten in unterschiedlichen Teilen
eines Netzes zu verschiedenen Zeitpunkten aktualisiert werden, z.B.
durch unterschiedliche Betreiber. In diesem Fall ist es möglich, dass
eine Verbindung in einem ersten Knoten in eine Warteschlange gestellt
wird (Queuing), d.h., dass sie darauf wartet, dass freie Ressourcen
in diesem oder einem anderen Knoten verfügbar werden, während ein
Zeitgeber für
diese Verbindung wiederum in einem weiteren Knoten abläuft. Selbst
wenn jeder Knoten die Verbindung mit Priorität bearbeitet, ist es dennoch
noch immer möglich,
dass eine Verbindung nicht erfolgreich hergestellt wird. Ferner
ist es möglich,
dass der Benutzer, der die Verbindung anfordert, die Anforderung beendet,
wenn die Herstellung aufgrund der Warteschlange zu viel Zeit in
Anspruch nimmt.
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Im
Dokument RAMASWAMI R ET AL: „DISTRIBUTED
NETWEORK CONTROL FOR OPTICAL NETWORKS" IEEE/ACM TRANSACTIONS ON NETWORKING
wird ein Netz offenbart, wobei Reservierungszeitgeber zum Definieren
der Zeit bis zum Freigeben reservierter Ressourcen gesetzt werden.
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Zusammenfassung
und Beschreibung der Erfindung
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Vermeidung der vorgenannten
Nachteile sowie in der Bereitstellung eines Verfahrens, eines Kommunikationssystems
und eines Knotens, die eine sichere Herstellung von Vorrangverbindungen
ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird hierzu
das in Anspruch 1 beschriebene Verfahren durchgeführt. Ferner
wird die Erfindung in einem Kommunikationsnetz, einem Knoten und
einem Softwareprogramm, wie in den Ansprüchen 9 und 11 beschrieben,
verkörpert. Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den weiteren Ansprüchen
beschrieben.
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Beschrieben
wird ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen einer Vorrangverbindung
in einem Telekommunikationsnetz mit einer Mehrzahl von Knoten zum
Verarbeiten der Verbindung. Die Verarbeitung kann ein Bearbeiten
oder Steuern der Verbindung sein. Die Knoten können demzufolge Steuerknoten
oder Trägerknoten
oder Knoten sein, die sowohl die Steuersignalisierung als auch die
Trägerherstellung
bearbeiten. Die Knoten umfassen Ressourcen, die zum Bearbeiten oder
Steuern der Verbindung zugeordnet werden können. Für jede Verbindungsanforderung
werden Ressourcen in dem Knoten zugeordnet. Die Ressourcen können beispielsweise
eine Schaltung zum Verarbeiten der Verbindung, einen zugeordneten
Speicher oder Verarbeitungsintervalle oder Softwarekennungen wie
Adressen umfassen.
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Mindestens
ein Zeitgeber im Knoten überwacht
die Verbindungsherstellung. Es ist möglich, dass einer Verbindung
mehr als ein Zeitgeber zugeordnet ist, z.B. zum Überwachen unterschiedlicher Aspekte
der Herstellung der Verbindung mit Blick auf die Steuersignalisierung
und die Trägerherstellung. Ein
Ablauf eines der Zeitgeber gibt die der Verbindung zugeordneten
Ressourcen frei.
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Für jeden
Zeitgeber wird ein Zeitgeberwert festgesetzt, um das Blockieren
von Ressourcen zu vermeiden, wenn die Anforderung für eine Verbindungsherstellung
scheitert. Wenn ein erster dieser Knoten eine Anforderung für den Aufbau
einer Vorrangverbindung empfängt,
so wählt
der erste Knoten einen ersten dieser Zeitgeber gemäß einem
für Vorrangverbindungen
festgesetzten Ablaufwert aus, der sich im allgemeinen von dem Ablaufwert
des entsprechenden Zeitgebers für
reguläre
Verbindungen unterscheidet. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens wird die Dauer für
den Zeitgeberablauf im Vergleich zu einer regulären Verbindung erhöht, d.h.
für eine
Vorrangverbindung wird ein späterer
Zeitgeberablauf festgesetzt. Es ist möglich, dass einer Vorrangverbindung
zugeordnete unterschiedliche Zeitgeber unterschiedliche Ablaufwerte haben.
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Der
erste Knoten sendet eine Anzeige des Verbindungsvorranges und eine
Warteanzeige an einen weiteren Knoten, der die Verbindung steuert.
Die Warteanzeige ist eine Benachrichtigung, dass mindestens ein
spezieller Ablaufwert für
diese Verbindung ausgewählt
wurde. Die Warteanzeige kann beispielsweise eine Anzeige sein, dass
ein Queuing von Vorrangverbindungsversuchen von den vorhergehenden
Knoten aufgenommen werden kann, ein Flag, dass mindestens ein Zeitgeber
verlängert
wurde, oder eine Information, die festlegt, welche Zeitgeber ausgewählt wurden,
wahlweise auch enthaltend eine Anzeige des geänderten Ablaufwertes. Der weitere
Knoten überprüft, ob eine
Anzeige eines Verbindungsvorranges und eine Warteanzeige empfangen werden.
Der weitere Knoten wählt
aufgrund des Überprüfungsergebnisses
mindestens einen weiteren der Zeitgeber gemäß eines für Vorrangverbindungen festgesetzten
Ablaufwertes aus, d.h. der Ablaufwert für Vorrangverbindungen wird
ausgewählt, wenn
eine Warteanzeige und eine Vorranganzeige empfangen werden. Sowohl
für den
ersten als auch den weiteren Knoten ist es möglich, dass die Auswahl der
Zeitgeber und der entsprechenden Ablaufwerte vom Wert der Verbindungsvorranganzeige
abhängt.
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Das
vorgeschlagene Verfahren erlaubt die Verlängerung von Netzzeitgebern
ohne die Gefahr einer unbeabsichtigten Freigabe der Verbindung. Das
Verfahren ist einfach zu implementieren und kann in flexibler Weise
an unterschiedliche Queuing-Anforderungen
angepasst werden. Das Verfahren ist insbesondere für die Verwendung
in einem BICC-Netz geeignet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die Anforderung die Anfangsnachricht zum Aufbau einer Verbindung,
und diese Anfangsnachricht umfasst ein Datenfeld, das eine Prioritätsklasse
für die Verbindung
anzeigt. Die Anfangsnachricht ist z.B. eine IAM. Das Datenfeld,
oder festgesetzte Werte oder ausgewählte Bits des Datenfeldes,
können
zum Anzeigen unterschiedlicher Ebenen des Verbindungsvorranges verwendet
werden, z.B. ein Notruf.
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Diese
Vielzahl von Knoten kann Steuerknoten zum Steuern der Verbindung,
z.B. einen MSC-Server, sowie Trägerknoten
umfassen, die zum Herstellen eines Trägers für die Verbindung, z.B. ein MGW,
ausgebildet sind. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass ein Knoten sowohl
die Verbindung steuert als auch Träger, wie eine übliche MSC,
herstellt.
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In
entsprechender Weise ist es möglich, dass
sowohl der erste als auch der weitere Knoten die Verbindung steuern,
dass beide Knoten den Träger
für die
Verbindung bearbeiten, oder dass ein Knoten die Verbindung steuert,
während
der andere Knoten den Träger
bearbeitet. Aus diesem Grund kann zwischen verschiedenen Warteanzeigen
in der Steuerungsebene, in der Trägerebene sowie zwischen beiden
Ebenen für
die Verbindung unterschieden werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist
die Warteanzeige in einer Gruppe enthalten, die eine erste Warteanzeige
für Meldungen
zwischen Knoten, die die Verbindung steuern, umfasst, eine zweite
Warteanzeige für
Meldungen zwischen Knoten, die die Verbindung bearbeiten, und eine
dritte Warteanzeige für
eine Meldung zwischen einem Knoten, der die Verbindung bearbeitet,
und einem Knoten, der die Verbindung steuert. Es ist entweder möglich, existierende
Meldungen in den verwendeten Protokollen so zu ändern, dass sie diese Anzeigen umfassen,
oder zu diesem Zweck neue Meldungen zu definieren.
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Um
ein vorzeitiges Freigeben der Verbindung durch den Benutzer zu vermeiden,
antwortet der weitere Knoten auf die Warteanzeige mit einer Verbindungsfortschrittsmeldung.
Die Verbindungsfortschrittsmeldung kann von den Knoten, die die Verbindung
verarbeiten, in Richtung des die Vorrangverbindung anfordernden
Teilnehmers weitergeleitet werden. Es ist möglich, dass das Senden dieser
Meldung durch eine festgesetzte Zeitdauer verzögert wird. Insbesondere kann
die Verbindungsfortschrittsmeldung das Senden eines Tones oder einer
Ansage an den Teilnehmer, der die Vorrangverbindung anfordert, initiieren.
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Häufig wird
eine Verbindung von unterschiedlichen Knoten bearbeitet oder gesteuert,
wobei einige der Knoten an das Queuing der Verbindungen angepasst
sind, während
andere der Knoten dies nicht sind. In diesem Fall sendet der weitere
Knoten eine erste Anforderung für
den Aufbau der Verbindung und die Anzeige des Verbindungsvorranges und
die Warteanzeige an einen dritten Knoten, der die Verbindung verarbeitet,
vorzugsweise sämtlich
in einer einzigen Meldung. Der dritte Knoten weist dann die Warteanzeige
gegenüber
dem weiteren Knoten als nicht unterstützt ab. Der weitere Knoten
wartet auf eine Bestätigung
einer Trägerherstellung
für die
Verbindung und sendet eine weitere Anforderung für den Aufbau der Verbindung
und eine weitere Anzeige des Verbindungsvorranges an den dritten
Knoten, wenn eine Freigabemeldung von dem dritten Knoten für die Verbindung
empfangen wird. Auf diese Weise kann eine Herstellung von Vorrangverbindungen
auch dann sichergestellt werden, wenn ein Knoten in der Verbindung
nicht für
das Queuing von Verbindungen ausgebildet ist.
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Gemäß dem vorgeschlagenen
Verfahren ist es möglich,
eine unbegrenzte Ablaufzeit für
eine Vorrangverbindung festzusetzen. In diesem Fall kann die Auswahl
des ersten oder des weiteren Zeitgebers eine Entscheidung sein,
dass kein Zeitgeber für
das Freigeben der Ressourcen einer Vorrangverbindung zugeordnet
ist. Es ist selbstverständlich
auch möglich,
verlängerte
Zeitgeber zum Überwachen
eines Aspektes von Vorrangverbindungen zu verwenden, während ein
unterschiedlicher Aspekt lediglich für reguläre Verbindungen überwacht
wird, d.h. eine verringerte Anzahl von, wahlweise verlängerten,
Zeitgebern den Vorrangverbindungen zuzuordnen. Wird eine unbegrenzte
Ablaufzeit festgesetzt, so wird vorzugsweise ein Mechanismus zum
Erkennen und Freigeben erfolgloser Verbindungsherstellungsanforderungen
in dem Kommunikationssystem implementiert, um das Blockieren von
Ressourcen zu vermeiden.
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Ein
bevorzugter Knoten zum Verarbeiten von Verbindungen in einem Telekommunikationsnetz
mit einer Mehrzahl von Knoten umfasst Ressourcen, die zur Verarbeitung
der Verbindung zugeordnet werden können, und mindestens einen
Zeitgeber zum Überwachen
der Verbindungsherstellung. Ein Ablauf des Zeitgebers initiiert
eine Freigabe der der Verbindung zugeordneten Ressourcen. Der Knoten
umfasst auch Schnittstellen, um eine Anforderung für den Aufbau einer
Vorrangverbindung zu empfangen und Meldungen an weitere Knoten zu
senden, d.h. Übertragungs-
und Empfangseinheiten zum Senden und Empfangen von Meldungen. Der
Knoten umfasst ein Verarbeitungssystem, das zur Auswahl des mindestens
einen Zeitgebers gemäß eines
für Vorrangverbindungen
festgesetzten Ablaufwertes ausgestaltet ist. Der Knoten ist ferner
für das
Senden einer Anzeige des Verbindungsvorranges und einer Warteanzeige
zum Anzeigen der Zeitgeberauswahl an einen weiteren Knoten, der
die Verbindung verarbeitet, ausgestaltet.
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Das
vorgeschlagene Verfahren kann auch in einer Programmeinheit realisiert
sein, die für
die Ausführung
in dem Verarbeitungssystem eines Knotens für die Verarbeitung von Verbindungen
in einem Telekommunikationsnetz mit einer Mehrzahl von Knoten ausgestaltet
ist. Die Programmeinheit umfasst einen Code zum Zuordnen von Ressourcen
zu der Verbindung zum Verarbeiten der Verbindung, und mindestens
einen Zeitgeber zum Überwachen
der Verbindungsherstellung. Ein Ablauf des Zeitgebers initiiert dabei
eine Freigabe der der Verbindung zugeordneten Ressourcen. Die Programmeinheit
ist zur Auswahl des mindestens einen Zeitgebers gemäß eines für Vorrangverbindungen
festgesetzten Ablaufwertes ausgestaltet. Die Programmeinheit ist
auch für
das Senden einer Anzeige des Verbindungsvorranges und einer Warteanzeige
für die
Zeitgeberauswahl an einen weiteren Knoten, der die Verbindung verarbeitet,
ausgestaltet. Die von der Verarbeitungseinheit durchgeführten Schritte
können
mittels Funktionsaufrufen an ein Betriebssystem oder Befehlen an
Hardwareeinheiten in dem Knoten ausgeführt werden.
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Die
Programmeinheit sowie der Knoten können sämtliche Schritte bezogen auf
den jeweiligen Knoten in dem oben beschriebenen Verfahren durchführen. Eine
Programmeinheit gemäß der Erfindung ist
beispielsweise auf einem Datenträger
gespeichert oder in das Betriebssystem eines Knotens, z.B. als eine
Signalsequenz, ladbar.
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Die
vorgenannten sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung sollen durch die folgende ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen,
wie sie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, verständlicher
gemacht werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
die Konsequenz von Queuing-Vorrangverbindungsanforderungen gemäß dem Stand
der Technik;
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform
zum Verlängern
von Netzzeitgebern für
Vorrangverbindungen;
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3 zeigt
ein erfolgreiches Queuing einer Vorrangverbindung auf der Steuerungsschicht
mit verlängerten
Netzzeitgebern und einer Teilnehmerbenachrichtigung gemäß der Erfindung;
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4 zeigt
ein erfolgreiches Queuing einer Vorrangverbindung auf der Trägerschicht
mit verlängerten
Netzzeitgebern und einer Teilnehmerbenachrichtigung gemäß der Erfindung;
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5 zeigt
das erfolgreiche Queuing einer Vorrangverbindung beim Zusammenwirken
mit einem nachfolgenden Knoten oder Netz, der/das kein Queuing unterstützt.
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Ausführliche Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen
der Erfindung
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Gemäß den ITU-T-Spezifikationen
werden unterschiedliche Zeitgeber für die Überwachung einer Verbindungsherstellung
verwendet. Sämtliche Zeitgeber
stellen sicher, dass Ressourcen, die für eine Verbindung während des
Aufbaus und der Herstellung reserviert sind, im Falle eines gescheiterten Verbindungsversuches
freigegeben werden. Der Zeitgeber t1, auch als Zeitgeber_ERQ bezeichnet, stellt
sicher, dass eine Antwort auf eine Trägerherstellungsanforderung
empfangen wird. Ein typischer Zeitablaufwert ist 5–30 Sekunden.
Der Zeitgeber t1 wird gestartet, wenn eine ERQ-Nachricht gesendet wird,
und wird bei Empfang einer ECF-Nachricht (Establish Confirm) gestoppt.
Läuft der
Zeitgeber t1 ab, so werden sämtliche
Ressourcen und die Verbindung freigegeben, und es wird eine Freigabemeldung
(Release Message – REL)
gesendet. Der Zeitgeber t1 ist der Trägerherstellungsüberwachungszeitgeber
für das
Q.2630.1-Trägersteuerungsprotokoll,
das in der ITU-T-Empfehlung Q.2630.1 (12/99) AAL Type 2 Signaling
Protocol (Capability Set 1) definiert ist. Weitere Trägersteuerungsprotokolle
umfassen ähnliche Überwachungszeitgeber,
die eine vorzeitige Verbindungsfreigabe initiieren können. Im
ganzen Text werden diese Zeitgeber gattungsgemäß als „Trägerherstellungsüberwachungszeitgeber" bezeichnet.
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Ein
mit T7 bezeichneter Zeitgeber stellt sicher, dass dem Netz ausreichend
Routing-Informationen
zum Routen der Verbindung an den angerufenen Teilnehmer zur Verfügung stehen.
Ein typischer Zeitablaufwert ist 20–30 Sekunden. Der Zeitgeber
T7 wird in der Steuerungsebene gestartet, wenn die letzte Adressnachricht
gesendet ist, und wird gestoppt, wenn die Voraussetzung für eine normale
Freigabe der Adress- und
Routing-Information erfüllt
ist, z.B. der Erhalt einer ACM-Nachricht (Address Complete Message)
oder CON-Nachricht (Connect). Beim Ablauf wird eine Freigabeprozedur
für die
der Verbindung zugeordneten Ressourcen initiiert.
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In
der Verbindungssteuerungsebene stellt ein mit T8 bezeichneter Zeitgeber
die Überwachung der
Trägerpfadherstellung
sicher. Ein typischer Zeitablaufwert ist 10–15 Sekunden. Der Zeitgeber
T8 wird gestartet, wenn die Rufdienstfunktion (Call Service Function – CSF) an
einem Diensteknoten (Serving Node – SN) eine IAM empfängt, die
anzeigt, dass eine Kontinuitätsnachricht
(Continuity Message – COT)
erwartet werden soll, und wird beim Empfang der COT gestoppt. Beim
Ablauf wird eine Freigabeprozedur für die reservierten Ressourcen
initiiert.
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Im
folgenden wird die AAL2-(ATM Adaptation Layer Type 2)-Trägertechnologie
unter Verwendung des Q.2630.2 (ITU-T Empfehlung Q. 2630.2 (12/2000),
AAL Type 2 Signaling Protocol (Capability Set 2)) als Trägersteuerungsprotokoll
als ein Beispiel für
einen Verbindungsträger
verwendet. Es sei jedoch angemerkt, dass jedes andere geeignete
Trägerprotokoll,
z.B. das Internet-Protokoll IP, Verwendung finden kann, sowie, im
Vergleich zu den Beispielen, auch ein unterschiedliches Trägersteuerungsprotokoll.
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Die
oberen Bereiche sämtlicher
Figuren geben Knoten zum Verarbeiten der Verbindungen an, während die
unteren Bereiche der Figuren Beispiele für Nachrichtensequenzen zwischen
den Knoten zeigen. Entsprechende Bezugszeichen in unterschiedlichen
Figuren beziehen sich auf entsprechende Merkmale. Sämtliche
Figuren in dieser Beschreibung zeigen Gateway-Diensteknoten 1, 2 (Gateway
Serving Nodes – GSN)
umfassend sowohl als CSF bezeichnete Verbindungssteuerungseinrichtungen
als auch als BCF (Bearer Control Function) bezeichnete Trägerbearbeitungseinheiten.
Allerdings ist es auch möglich,
dass Steuerungs- und Trägerbearbeitungseinrichtungen
in unterschiedlichen Knoten implementiert sind.
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In
einem BICC-Netz müssen
mehrere Netzzeitgeber verlängert
werden, um eine Prioritätsbearbeitung
von Verbindungen durch die Bildung von Warteschlangen zu ermöglichen.
Die 1 zeigt die Konsequenz des Nichtverlängerns der
Netzzeitgeber, während
eine Vorrangverbindungsherstellungsanforderung in die Warteschlange
gestellt wird. Gemäß 1 wird
eine Verbindung zwischen zwei Steuerknoten 1, 2 aufgebaut,
die mit einer Belegungsnachricht (Initial Address Message – IAM) umfassend
eine Vorranganzeige startet. Es ist möglich, dass der erste Knoten 1 eine
IAM von einem vorhergehenden Knoten in der Verbindung empfängt, wie dies
auf der linken Seite in 1 angegeben ist.
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Entsprechende
Zeitgeber T7 und T8 werden jeweils zu den Zeitpunkten ST7, ST8 in
der Steuerungsebene gestartet. Beide Knoten 1, 2 senden auch
ADD-Anforderungen an die Trägerschicht,
um die Trägerherstellung
zu initiieren. In der Trägerebene
werden Herstellungsanforderungen, die auch eine Vorrangverbindung
anzeigen, zum Initiieren der Trägerherstellung
verwendet. Einer Überlastung
CG tritt an einem AAL2-Trägervermittlungszwischenknoten 3 mit
einer als BCF-R bezeichneten Trägersteuerungsfunktion
(Bearer Control Function – BCF)
auf. Wird die Verbindungsherstellungsanforderung in die Warteschlange
gestellt, um darauf zu warten, dass Ressourcen in der BCF-R frei
werden, so läuft
der Zeitgeber t1 in der BCF-G (z) des Knotens 2 zum Zeitpunkt T01
ab und die Verbindung wird durch eine entsprechende Benachrichtigungsmeldung
zur BNC-(Backbone Network Connection)-Freigabe an die Steuerungsebene
im Knoten 2 und eine nachfolgende Freigabemeldung (REL)
an sämtliche
vorangehenden Knoten, die die Verbindung steuern, aufgelöst. Dies ist
offensichtlich ein unerwünschtes
Ergebnis für
eine Verbindung mit hoher Priorität. Laufen entweder der Zeitgeber
BICC T7 oder BICC T8 anstelle des Zeitgebers t1 ab, weil sie auf
kürzere
Zeitablaufwerte gesetzt sind, so wäre das Resultat dasselbe, d.h.
die Verbindung wird freigegeben.
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Es
können
mehrere Maßnahmen
getroffen werden, um zu vermeiden, dass Zeitgeber in dem Netzwerk
ablaufen. Entweder werden die BICC T7, T8 und die Trägerherstellungsüberwachungszeitgeber
nicht für
Vorrangverbindungen gestartet. Alternativ werden die Ablaufwerte
oder BICC T7, T8 und die Trägerherstellungsüberwachungszeitgeber
verlängert,
oder die Zeitgeber werden durch solche Zeitgeber ersetzt, die über längere Zeitdauern
für Vorrangverbindungen
verfügen.
Das vorgeschlagene Verfahren kann jeweils eine der Alternativen
oder beide verwenden, wenn mehrere Zeitgeber ausgewählt sind. Werden
Zeitgeber gesperrt, so wird die Verbindungsherstellung nicht zeitüberwacht,
und hängende
Ressourcen müssen
mittels eines geeigneten Verfahrens vermieden werden. Deshalb ist
verlängerten
Zeitgebern im allgemeinen der Vorzug zu geben.
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Wird
im Absenderknoten ein Queuing unterstützt, so werden die Zeitgeber
verlängert
oder gesperrt, und es wird eine Warteanzeige gesetzt. In sämtlichen
weiteren Knoten, die das Queuing unterstützen, sollten die entsprechenden
Zeitgeber ebenfalls verlängert
oder gesperrt werden. Dies ist in der 2 dargestellt.
In dem ersten Knoten 1 wird hier anstelle des Zeitgebers
T7 ein verlängerter
Zeitgeber zum Zeitpunkt SE7 gestartet. Die Prioritätsanzeige
in der IAM wird zum Anzeigen, dass die Verbindung mit Priorität zu behandeln
ist, verwendet. Der Verbindung kann auf mehrere Arten Vorrang gewährt werden,
die kein Queuing involvieren. Eine davon ist die Reservierung bestimmter
Ressourcen, die nur von Verbindungen mit hoher Priorität verwendet
werden können.
Eine weitere Art des Bereitstellens eines Prioritätsdienstes
ist ein Verbindungs-Vorrecht, d.h. das Auflösen niedriger priorisierter
Verbindungen. Keine dieser Techniken erfordert die Verlängerung
von Zeitgebern. Selbst wenn einige Knoten in einem Netz kein Queuing
implementieren, kann eine Verbindung unter Verwendung dieser anderen
Techniken mit Priorität
behandelt werden, während
die Warteanzeige erforderlich ist um zu bestimmen, of eine Vorrangverbindung
in die Warteschlange gestellt werden kann.
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Aus
diesem Grund muss auch eine Anzeige vorhanden sein, dass Zeitgeber
verlängert
oder gesperrt worden sind. Diese Anzeige teilt nachfolgenden, in
der Verbindungsherstellung involvierten Knoten mit, dass das Queuing
von Vorrangverbindungen aufgenommen werden kann.
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Empfängt der
Knoten 2 gemäß 2 sowohl die
Prioritätsanzeige
als auch die Warteanzeige in der IAM, so startet er einen verlängerten
Zeitgeber zum Zeitpunkt SE8, bevor er die ADD-Anforderung an die
BCF zum Herstellen des Trägers
sendet. Die ADD-Anforderung wird zum Hinzufügen eines Anschlusses, d.h.
einer weiteren Nutzinformationsquelle oder -senke, zu einem Kontext
verwendet, d.h. zu der Gruppe sämtlicher
mit der Verbindung assoziierter Anschlüsse. Die ADD- Anforderung kann
auch zum Modifizieren von Standardeigenschaften oder -fähigkeiten
oder zum Initiieren neuer Eigenschaften über den hinzugefügte Anschluss
verwendet werden. Details sind in der Spezifikation ITU-T-Empfehlung H.248
(06/00), Gateway Control Protocol, Abschnitt 7.2.1 beschrieben.
Die ADD-Antwort
wird zum Anzeigen einer erfolgreichen oder gescheiterten Durchführung des
Hinzufügevorganges
eines Anschlusses zu einem Kontext verwendet.
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Die
für die
Verlängerung
oder Sperrung von Netzzeitgebern erforderlichen Änderungen und die Warteanzeige
müssen
in sämtliche
Trägersteuerungsprotokolle
eingefügt
werden, die das Queuing von Trägerherstellungsanforderungen
unterstützen sollen,
und insbesondere in das BICC-Protokoll. Es können entweder neue oder modifizierte
Meldungen in den Trägersteuerungsprotokollen
anzeigen, dass eine Verbindungsanforderung in die Warteschlange gestellt
wurde. Ferner muss das zwischen der Trägerebene und der Verbindungsebene
verwendete Protokoll mit einem neuen Ereignis aktualisiert werden, um
der Verbindungsebene mitzuteilen, dass ein Queuing der Trägerherstellungsanforderung
stattgefunden hat.
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Mit
diesen Verbesserungen ist ein BICC-Netz in der Lage, das Queuing
von Vorrangverbindungsversuchen ohne vorzeitige Freigabe zu tolerieren.
Allerdings muss das Teilnehmerverhalten berücksichtigt werden. Erhält der anrufende
Teilnehmer innerhalb einer angemessenen Zeit während der Verbindungsherstellung
keine Fortschrittsinformation, d.h. besteht eine übermäßige Rufverzugszeit,
so kann es sein, dass der anrufende Teilnehmer ungeduldig wird und
auflegt. Die 2 zeigt diesen Fall anhand eines
Beispieles durch eine Nachricht Sub, die vom Teilnehmer abgesendet
wird und eine Freigabe der Verbindung durch eine Sequenz von REL-Meldungen an sämtliche
Knoten, die die Verbindung steuern, auslöst.
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Der
anrufende Teilnehmer erwartet den Erhalt einer Verbindungsfortschrittsmeldung.
Diese kann beispielsweise ein Ton, eine Ansage oder eine Meldung
sein. Entschließt
sich ein Knoten eine Vorrangverbindung in eine Warteschlange zu
stellen, so ist ein Mechanismus zum Auslösen des Sendens dieser Verbindungsfortschrittsinformation
erforderlich. In BICC-Netzen können
Verbindungsfortschrittsinformationen durch Verwendung einer Außerband-Signalisierung
zwischen den steuernden Knoten gesendet werden. Um zu wissen, wann
diese Information gesendet werden soll, benötigt die Steuerungsschicht
eine Information darüber,
ob der Herstellungsversuch in die Warteschlange gestellt wird.
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Stellt
die Steuerungsschicht die Herstellungsanforderung wie in 3 gezeigt
in eine Warteschlange, so erzeugt sie eine Anzeige, dass die Verbindung
fortschreitet, oder einen Queuing-initiierten APM (Application Transport
Mechanism) zum Initiieren beispielsweise eines Anruf-Schreitet-Fort-Tones an
den Benutzer, der die Verbindung anfordert, wenn der Knoten 2 die
Verbindungsherstellungsanforderung in die Warteschlange stellt.
Dies kann der Fall sein, wenn eine Ressourcenüberlastung CG' bereits in der Steuerungsschicht
auftritt. Wenn die Ressourcenüberlastung
zum Zeitpunkt CGE' beendet
ist, so wird die Trägerherstellung
unter Verwendung von verlängerten
Zeitgebern t1, die zu den Zeitpunkten SE1, SE1' gestartet werden, durch eine ADD-Meldung
initiiert, und die IAM wird mit Queuing und Vorrangparametern an
den nachfolgenden Steuerknoten in der Verbindung weitergeleitet.
Nach dem Erhalt der Meldung der hergestellten Träger, wird eine COT-Meldung
an den nachfolgenden Steuerknoten gesendet, um die erfolgreiche
Trägerherstellung
für die
Träger
bis zum Steuerknoten 2 anzuzeigen. Nach dem Erhalt der
Meldung: Adresse vollständig (Address
Complete Message – ACM)
von dem nachfolgenden Steuerknoten in der Verbindung sendet der
Knoten 2 eine Meldung APM an den vorhergehenden Steuerknoten,
um den Anruf-Schreitet-Fort-Ton
auszuschalten, gefolgt von der üblichen ACM
an den vorhergehenden Knoten 1 sowie weitere vorhergehende
Steuerknoten.
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Es
ist auch möglich,
dass die Trägerschicht, wie
in der 4 gezeigt, die Herstellungsanforderung in die
Warteschlange stellt, z.B. wenn im Knoten 3 eine Ressourcenüberlastung
CG vorliegt. Dann wird das Leiten einer zweiten Warteanzeige 5 von dem
Ort der Überlastung
CG durch das Trägernetz erforderlich,
und daraufhin eine dritte Warteanzeige 6 von der Trägerebene
an die Steuerungsebene, wenn die Verbindungsherstellungsanforderung
in die Warteschlange gestellt wird. Diese Anzeige von der Trägerebene,
dass ein Queuing durchgeführt
wird, muss von der Verbindungsschicht auf die Verbindung- Schreitet-Fort -Meldung oder
den Queuing-initiierten APM abgebildet werden. Die weiteren Meldungen IAM,
ADD, ERQ, APM und ACM entsprechen denjenigen, die gemäß 3 beschrieben
sind.
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Anstelle
des Abbildens der Anzeige 6, dass ein Queuing stattfindet,
auf einen Ton im Knoten 2 kann eine entsprechende Anzeige
zurück
zu dem anrufenden Teilnehmer geleitet werden. Diese Anzeige kann
dann entweder an das Endgerät
des Benutzers weitergeleitet werden, oder durch einen der vorhergehenden
Knoten, die diese Fähigkeit
besitzen, auf einen Ton oder eine Ansage abgebildet werden. Eine Meldung
muss nicht unmittelbar, wenn die Verbindung zum ersten Mal in die
Warteschlange gestellt wird, gesendet werden, sonder kann stattdessen
um eine definierte Zeit verzögert
werden, z.B. X Sekunden, nachdem das Queuing durchgeführt wurde. Selbstverständlich sind
die letztgenannten Alternativen bei jeder Überlastung möglich, z.B.
bei einer Überlastung,
die, wie gemäß 3 beschrieben,
auf der Steuerungsebene stattfindet.
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Die 5 zeigt
die Situation, in welcher an das vorgeschlagene Verfahren angepasste
Knoten mit Steuerknoten gemäß dem Stand
der Technik zusammenwirken. Das Queuing wird in einem dritten Knoten 4 nicht
unterstützt,
und der dritte Knoten erkennt den Warteanzeiger nicht. Entsprechend
weist der dritte Knoten 4 die Warteanzeige als nicht unterstützt mit
der Meldung CFN (confusion) zurück
und startet einen gewöhnlichen
Zeitgeber T8 zum Zeitpunkt ST8'.
Der weitere Knoten 2 speichert in einem Speicher, dass
die Warteanzeige in dem nachfolgenden dritten Knoten 4 nicht
unterstützt
ist. Die Rufherstellung wird in dem weiteren Knoten 2 in
eine Warteschleife gestellt, bis der Träger bis zur Trägersteuerknotenfunktion
(Bearer Control Nodal Function – BCF-N)
in dem weiteren Knoten 2 hergestellt ist, oder, wie oben
beschrieben, dessen Steuerung unterliegt. Die Rufherstellung wird
dann mit einer Belegungsnachricht zum dritten Knoten 4 fortgesetzt,
umfassend die Prioritätsanzeige,
jedoch keine Warteanzeige. Die IAM wird gesendet, wenn der Zeitgeber
T8 im dritten Knoten 4 vorzeitig abläuft, und es wird eine entsprechende
Freigabemeldung im Knoten 2 empfangen. Empfängt der
weitere Knoten 2 keine Freigabemeldung REL, so wird keine
weitere IAM gesendet.
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Die
Ziele der Erfindung werden mit den obigen Ausführungsformen erreicht. Es versteht
sich jedoch, dass Abweichungen durch den Fachmann durchgeführt werden
können,
ohne dass vom Umfang der Erfindung, der lediglich durch die Ansprüche eingeschränkt ist,
abzuweichen.