DE69329322T2

DE69329322T2 - SS7 Signalisierungsschnittstelle mit Signalisierungssignalübertragungsfähigkeit (STP) für ein Fernmeldenetz

Info

Publication number: DE69329322T2
Application number: DE69329322T
Authority: DE
Inventors: Jo Ann Blatchford; Pamela Lilly Defazio; Joel Kreger Young
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: EP0592152B1; DE69329322D1; CA2103867C; JP2798348B2; EP0592152A3; US5384840A; EP0592152A2; CA2103867A1; JPH06216995A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verwendung in einer SS7-Zeichengabeschnittstelle und SS7-Zeichengabeschnittstellen.
Derzeitige Telekommunikationsnetze umfassen tatsächlich zwei logische Netze. Das erste, das hier als das "Transport"-Netz bezeichnet wird, ist ein Netz, das Sprach-, Daten- und andere von Teilnehmern stammende Signale zwischen Kommunikationsendpunkten führt. Das zweite ist ein Zeichengabenetz, über das verschiedene Netzelemente Zeichengabenachrichten zueinander übermitteln, um den Betrieb des Transportnetzes zu steuern. Zu diesen Elementen gehören zum Beispiel Transportnetzvermittlungen, verschiedene Datenbanken, die in dem Netz eingesetzt werden, und Zeichengabe-Transferpunkte (STPs), die die Zeichengabenachrichten zwischen den anderen Elementen lenken. Somit dienen zum Beispiel über das Zeichengabenetz übertragene Nachrichten zum Aufbau und Abbau von Leitungen, die anrufende und angerufene Standorte verbinden. Sie dienen außerdem zum Zugriff auf Datenbanken wie zum Beispiel Anrufkarten- Datenbanken und Datenbanken, die Informationen darüber enthalten, wie "800"- und andere spezielle Dienst- Fernsprechverbindungen gelenkt werden sollen, und zur Gewinnung von Informationen aus diesen.
In den Vereinigten Staaten ist der aktuelle Standard für die Netz-Zeichengabe die sogenannte SS7- Zeichengabe, die in dem ANSI-Standard mit dem Titel "American National Standard for Telecommunications - Signalling System Number 7", Nr. T1.110 bis T1.116, definiert wird. Obwohl sie anfänglich nur in Netzen von Fernnetzbetreibern (IXC) verwendet wurden, werden SS7- Zeichengabeeinrichtungen nunmehr schnell von Ortsnetzbetreibern (LECs) eingesetzt, um sowohl Elemente in ihren eigenen Netzen zu verbinden als auch ihre Netze mit denen der IXCs zu verbinden. Tatsächlich hängt die Möglichkeit der LECs, neue Netzeigenschaften wie zum Beispiel die sogenannte "800-Nummer- Portabilität" zu unterstützen, von der Verwendung solcher SS7-Zeichengabeeinrichtungen ab.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren nach Anspruch 1 bereitgestellt. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine SS7-Zeichengabeschnittstelle nach Anspruch 5 bereitgestellt.
Die Funktionen des Signaltransfers, die bisher von eigenständigen STPs bereitgestellt wurden, werden in die SS7-Zeichengabeschnittstellen integriert, die die nicht-STP-Netzelemente versorgen, wobei eine SS7- Zeichengabeschnittstelle die Hardware/Software ist, die die SS7-Zeichengabe für ein bestimmtes Netzelement - ihren "Host" - implementiert. Die integrierte Struktur, die sowohl die Zeichengabeschnittstellen- und STP- artigen Eigenschaften liefert, wird hier als ein "Netzelement-STP" oder NESTP bezeichnet.
Ein besonderer, durch die Erfindung bereitgestellter Vorteil besteht darin, daß sie einen wirtschaftlicheren Einsatz eines SS7-Netzes ermöglicht, da Nachrichten mit weniger "Sprüngen" zwischen Netzelementen von einem Netzelement zu einem anderen gelenkt werden können, als in der Vergangenheit, ohne daß zum Beispiel die Kapazitäten der STPs oder die Anzahl von Strecken erweitert werden müssen. Somit kann eine SS7-Nachricht direkt zwischen mindestens bestimmten Netzelementen (tatsächlich ihren zugeordneten NESTPs) übermittelt werden, ohne daß sie durch einen zwischengeschalteten eigenständigen STP vermittelt werden muß. In Situationen, bei denen eine Nachricht derzeit durch zwei eigenständige STPs gelenkt werden muß, ermöglicht die Erfindung außerdem, daß einer ausreicht. Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann der NESTP auch als eine "Durchgangsverbindung" zwischen zwei NESTPs und/oder eigenständigen STPs dienen, wodurch eine zusätzliche Vermittlungskapazität in das Gesamt-SS7-Netz eingeführt wird.
Ein weiterer, durch die Erfindung bereitgestellter Vorteil besteht darin, daß die Verringerung der Anzahl von Sprüngen zwischen Netzelementen zu einer Verringerung der erforderlichen Zeit zum Aufbau einer Verbindung - die als die Verbindungsaufbauverzögerung bezeichnet wird - führt. Dies wird zunehmend wichtiger, da das Angebot zunehmend fortschrittlicherer und komplexerer Netzmerkmale zu einer zunehmenden Anzahl von zum Aufbau einer Verbindung erforderlichen Nachrichten führt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild eines Telekommunikationsnetzes, das Netzelement-Zeichengabe- Transferpunkte oder NESTPs enthält, die die Prinzipien der Erfindung realisieren;
Fig. 2 und 3 zeigen die konzeptmäßige SS7- Zeichengabeschnittstellensoftware-Diversity;
Fig. 4 zeigt eine ausführlichere Ansicht des NESTP einer Fernvermittlungsanlage und des Rings der gemeinsamen Netzschnittstelle (CNI) von Fig. 1, wobei die Bereitstellung einer losen Kopplung zwischen der Fernvermittlungsanlage und dem NESTP und einer strengen Kopplung zwischen der Fernvermittlungsanlage und dem CNI-Ring dargestellt ist;
Fig. 5 zeigt eine ausführliche Ansicht der Softwarestruktur des NESTP;
Fig. 6 zeigt eine Wegelenktabelle, die in dem NESTP gespeichert und durch diesen verwendet wird; und
Fig. 7 ist eine Tabelle, die zeigt, wie abgehender SS7-Verkehr aus der Fernvermittlungsanlage zwischen dem CNI-Ring und dem NESTP unter Staubedingungen aufgeteilt wird.

Ausführliche Beschreibung

Fig. 1 zeigt ein Telekommunikationsnetz, in dem die Erfindung implementiert wird. Das Netz enthält ein Netz 10 eines Fernnetzbetreibers (IXC), das Dienste für Teilnehmer, wie zum Beispiel die den Sprechstellen 105-1 bis 105-N; 120-1 bis 120-M; und 125-1 bis 125-P zugeordneten Teilnehmer bereitstellt. Genauer gesagt enthält das Netz 10 eine Vielzahl von Komplexen von Fernvermittlungsanlagen, von denen in der Figur drei gezeigt sind - nämlich die Komplexe 20-1, 20-2 und 20-3, die über Amtsverbindungsleitungen 206, 211 und 216 miteinander verbunden sind. Ein Komplex einer Fernvermittlungsanlage versorgt in der Regel eine Anzahl von Vermittlungsstellen (COs) eines Ortsnetzbetreibers (LEC), von denen in der Figur drei gezeigt sind, wobei es sich dabei um die Vermittlungsstellen 105, 120 und 125 handelt. Die Vermittlungsstelle 105 (120, 125) versorgt insbesondere die oben angeführten Sprechstellen 105-1 bis 105-N (120-1 bis 120-M, 125-1 bis 125-P). Die Sprechwege 106, 121 und 126 verbinden die Vermittlungsstellen 105, 120 und 125 mit den Vermittlungskomplexen 20-1, 20-2 bzw. 20-3.
Wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, wird die SS7-Zeichengabe zwischen der Vermittlungsstelle 105 und dem IXC-Netz 10 mittels der Strecke 107 und des Signal-Transferpunkts (STP) 115 ausgeführt, der über die Strecke 116 an den STP 220 in dem Netz angeschlossen ist. Ähnlich wird die SS7- Zeichengabe zwischen den Vermittlungsstellen 120 und 125 und dem IXC-Netz 10 mittels der Strecken 122 und 127 und des STP 130 ausgeführt, der ebenfalls über die Strecke 131 an den STP 220 angeschlossen ist. Im allgemeinen wird das Netz 10 eine Anzahl von STPs aufweisen, und der STP 130 könnte auch mit einem anderen STP als dem STP 220 verbunden sein. Jeder der STPs besteht tatsächlich aus einem Paar von STP- Einheiten. Dadurch wird in jeder STP-Installation eine Lastverteilungs- und Sicherungsfähigkeit bereitgestellt. Die in Fig. 1 als mit einem STP verbunden gezeigten Strecken sind somit tatsächlich zwischen den beiden STP-Einheiten eines STP-Paars aufgeteilt.
Fig. 1 zeigt außerdem eine Zusatzeinrichtung 240-1, bei der es sich beispielsweise um eine PBX handelt, die bei einem Teilnehmer installiert ist. Die Zusatzeinrichtung 240-1 ist über Zeichengabestrecken von ISDN-Primärraten-Schnittstellen (PRI) mit dem Netz 10 verbunden. Insbesondere erstrecken sich die B-Kanäle 241-1 und die D-Kanäle 241-2 und 241-3 zu dem Vermittlungskomplex 20-2. Eine weitere Zusatzeinrichtung 240-2 ist ein Teil des Netzes 10 selbst und kann zum Beispiel ein sprachinteraktives System sein, das zum Beispiel zum Abspielen von Sprachansagen für Anrufer und zum "Sammeln" von Informationen, die von Teilnehmern über Tastaturwahleingabe oder Spracherkennung bereitgestellt werden, verwendet werden kann. Die Zusatzeinrichtung 240-2 ist über ISDN-PRI-Zeichengabestrecken mit dem Vermittlungskomplex 20-1 verbunden, wobei die B-Kanäle als 242-1 und die D-Kanäle als 242-2 und 242-3 bezeichnet werden. Das Netz 10 enthält außerdem einen "Zeichengabe-Steuerpunkt" oder SCP 225. Der letztere ist im wesentlichen eine Datenbank, an die Anfragen aus dem Netz 10 gerichtet werden können, um zum Beispiel Wegelenkinformationen für "800"-Anrufe und Authorisierungscodes für Anrufe bei virtuellen Privatnetzen (VPN) abzurufen.
Jeder der Komplexe von Fernvermittlungsanlagen umfaßt drei Komponenten - eine "Host"- Fernvermittlungsanlage und zwei SS7- Zeichengabeschnittstellen. Der Komplex 20-1 einer Fernvermittlungsanlage enthält insbesondere die Fernvermittlungsanlage 200-1, die als Host dient. Eine der beiden SS7-Zeichengabeschnittstellen ist der Ring 300-1 der gemeinsamen Netzschnittstelle (CNI), der zum Beispiel in dem US-Patent 4,752,924, 21. Juni 1988, für J.W. Darnell et al. beschrieben wird. Die andere SS7- Zeichengabeschnittstelle ist der Netzelement-STP - im folgenden NESTP - 400-1, der nachfolgend ausführlich beschrieben wird. Die Fernvermittlungsanlage 200-1 enthält wiederum ein Zeitmultiplex-Koppelfeld (TDM- Koppelfeld) 201-1 und einen zentralen Steuerprozessor 202-1, die über eine Busschnittstelle 203-1 miteinander verbunden sind. Der zentrale Steuerprozessor 202-1 ist über den Weg 301-1 an den CNI-Ring 300-1 angeschlossen. Obwohl dies in der Figur nicht explizit gezeigt ist, enthält der Weg 301-1 als Beispiel einen Zwischenprozessor, der den Fluß von Informationen zwischen dem Prozessor und dem CNI-Ring steuert. Der zentrale Steuerprozessor 202-1 ist über den Weg 401-1 an den NESTP 400-1 angeschlossen. Es besteht hier kein Zwischenprozessor. Stattdessen werden wohldefinierte Protokollregeln (z. B. X.25) verwendet, um den Informationsfluß zwischen dem Prozessor und dem NESTP zu steuern.
Die Fernvermittlungsanlagenkomplexe 20-2 und 20-3 sind ähnlich konfiguriert. Insbesondere enthält der Komplex 20-2 (20-3) die Fernvermittlungsanlage 200-2 (200-3), die als Host für zwei SS7- Zeichengabeschnittstellen - den CNI-Ring 300-2 (300-3) und den NESTP 400-2 (400-3) - dient. Intern ist die Fernvermittlungsanlage 200-2 (200-3) im wesentlichen identisch mit der Fernvermittlungsanlage 200-1 und ist über den Weg 301-2 (301-3) an den CNI-Ring 300-2 (300-3) angeschlossen, und über den Weg 401-2 (401-3) an den NESTP 400-2 (400-3) angeschlossen. Der SCP 225 enthält eine einzige SS7-Zeichengabeschnittstelle - bei der es sich beispielsweise um einen CNI-Ring handelt.
Die SS7-Zeichengabe zwischen verschiedenen der gerade beschriebenen Netzelemente wird über eine Anzahl von SS7-Strecken bereitgestellt. Insbesondere besitzt der CNI-Ring 300-1 über die Strecke 302-11 eine SS7- Verbindung zu dem STP 220. Ähnliche SS7-Verbindungen werden für die CNI-Ringe 300-2 und 300-3 über die Strecken 302-21 bzw. 302-31 bereitgestellt. Der NESTPs 400-1 ist über Strecken 402-11, 402-12 und 402-13 mit den STPs 220, 115 und 130 verbunden. Darüber hinaus werden mit einer Ausnahme ähnliche Verbindungen für die NESTP 400-2 und 400-3 über Strecken bereitgestellt, die einem gleichartigen Numerierungsverfahren folgen. Die Ausnahme ist das Fehlen einer Strecke von dem NESTP 400-2 zu dem STP 115. In diesem Beispiel wird angenommen, daß eine solche Strecke angesichts der typischen Verkehrslast zwischen diesen beiden Elementen wirtschaftlich nicht gerechtfertigt ist. Zusätzlich sind die NESTPs über die SS7-Strecken 402-14, 402-15 und 402-34 auf die gezeigte Weise miteinander verbunden. Schließlich ist der SCP 225 über die Strecke 302-4 mit dem STP 220 verbunden.
Beim Betrieb des Netzes wird die über die SS7- Strecken ausgeführte Zeichengabe bereitgestellt, damit zwei Netzelemente korrekt verbunden werden können. Bei diesem Vorgang kann die SS7-Zeichengabe mit Funktionen wie zum Beispiel Leitungsaufbau und -abbau; und Datenbank- (z. B. SCP) Nachschlagen zur Implementierung zum Beispiel von Ziffernübersetzung für "800"-Dienste, zusammenhängen.
Man betrachte zum Beispiel einen Fall, bei dem ein Teilnehmer, der den Fernsprecher 105-1 verwendet, 1-800-225-5288 wählt. Die Vermittlungsstelle 105, die auf den Empfang der gewählten Nummer reagiert, identifiziert den Teilnehmer an der 800-Nummer als einen Teilnehmer des Netzes 10, im Gegensatz zu einem anderen IXC. Dementsprechend leitet die Vermittlungsstelle 105 die Herstellung eines Sprechwegs zu der Fernvermittlungsanlage 200-1 über die Strecke 106 ein. Zum selben Zeitpunkt sendet sie eine SS7- Nachricht über die Strecke 107 zu dem STP 115, der wiederum die Nachricht über die Strecke 116 zu dem STP 220 des Netzes 10 sendet, wobei diese Nachricht Informationen bezüglich der aufzubauenden Verbindung angibt, darunter zum Beispiel Informationen über die anrufende und die angerufene (800) Nummer. Der STP 220 unternimmt daraufhin Schritte zur Übermittlung der Nachricht zu dem zentralen Steuerprozessor 202-1. Insbesondere wird zunächst angenommen, daß die einzige Schnittstelle für jeden der Vermittlungskomplexe 20-1, 20-2 und 20-3 zu dem SS7-Netz über ihre jeweiligen CNI- Ringe erfolgt. Somit wird die Nachricht aus dem STP 220 über die Strecke 302-11 über den CNI-Ring 300-1 zu dem zentralen Steuerprozessor 202-1 übermittelt. Der Prozessor 202-1, der den Anruf als einen "800"-Anruf erkennt, leitet eine SS7-Nachricht zu dem SCP 225 ein, heraus durch den CNI-Ring 300-1, die Strecke 302-11, den STP-220 und die Strecke 302-4. Der SCP 225 gibt über den umgekehrten Weg Wegelenkinformationen auf der Grundlage der 800-Nummer, die gewählt wurde, zu dem Prozessor 202-1 zurück. Der Prozessor 202-1 verwendet diese Wegelenkinformationen zur Herstellung einer Verbindung von dem Fernsprecher 105-1 zu einem Fernsprecher, der der gewählten 800-Nummer zugeordnet ist - in diesem Beispiel dem Fernsprecher 125-1. Zu diesem Zweck leitet der Prozessor 202-1 die Herstellung eines Sprechwegs über die Verbindungsleitung 216 von dem Vermittlungskomplex 20-1 zu dem Vermittlungskomplex 20-3 ein und startet gleichzeitig die entsprechende SS7-Nachrichtengebung zu dem CNI-Ring 300-3 über den CNI-Ring 300-1, die Strecke 302-11, den STP 220 und die Strecke 302-31. An diesem Punkt leitet der Steuerprozessor in dem Fernvermittlungsanlagenkomplex 20-3 die Herstellung eines Sprechwegs über die Strecke 126 zu dem Fernsprecher 125-1 über die Vermittlungsstelle 125 ein und startet gleichzeitig die entsprechende SS7-Nachrichtengebung zu der Vermittlungsstelle 125 über den CNI-Ring 300-3, die Strecke 302-31, den STP 220, die Strecke 131, den STP 130 und die Strecke 127. Nach dem Abschluß der Verbindung werden verschiedene SS7-Nachrichten zwischen den verschiedenen Netzelementen übermittelt, um die Verbindung abzubauen.
Man erkannt, daß wenn, wie gerade angenommen, die einzige Schnittstelle für jeden der Vermittlungskomplexe 20-1, 20-2 und 20-3 zu dem SS7-Netz über ihre jeweiligen CNI-Ringe erfolgt, das Potential für einen einzigen Ausfallpunkt besteht. Das heißt, der Ausfall eines CNI-Rings könnte sehr wohl seinen Host von dem Rest des Netzes isolieren - der Begriff "Netz" bedeutet hier die kombinierten IXC-, LEC- (und möglicherweise internationalen) Telekommunikationsnetze. Aus diesem Grund (neben anderen) enthält jeder Fernvermittlungsanlagenkomplex in dem System von Fig. 1 eine zweite SS7- Zeichengabeschnittstelle in Form des NESTP. Der NESTP in jedem Fernvermittlungsanlagenkomplex a) besitzt eine Schnittstelle zu dem zentralen Steuerprozessor, die allgemein ausgedrückt funktionsmäßig mit der vergleichbar ist, die durch den CNI-Ring bereitgestellt wird, b) kann Zeichen zu denselben Zielen senden und c) verfügt wie der CNI-Ring über eine ausreichende Kapazität zum Führen der gesamten erwarteten SS7- Zeichengabelast. Sogar bei einem katastrophalen Ausfall einer der beiden SS7-Zeichengabeschnittstellen wird die Fernvermittlungsanlage dementsprechend nicht von dem Rest des Netzes isoliert. Außerdem wird sogar während des Routinebetriebs ein bestimmter Prozentsatz des SS7- Verkehrs durch den NESTP geführt. Dadurch wird zum Beispiel sichergestellt, daß sowohl der CNI-Ring als auch der NESTP a) ordnungsgemäß arbeiten, b) Netzverwaltungseinrichtungen auf sie zugreifen können und sie dadurch durch diese gesteuert werden und c) gemeinsame Daten besitzen, die zu allen Zeitpunkten miteinander synchronisiert sind.
Der Software-Entwurf der redundanten SS7- Zeichengabeschnittstellen, des CNI-Rings und des NESTP - obwohl diese Nachrichten gemäß dem SS7-Standard identisch verarbeiten - ist wesentlich verschieden. Indem die redundanten Zeichengabeschnittstellen auf verschiedene Software-Entwürfe gestützt werden, wodurch eine sogenannte "Software-Diversity" bereitgestellt wird, wird eine Zuverlässigkeit in einer Dimension erzielt, die bisher nicht bekannt war. Zum Beispiel kann ein Softwarefehler (Bug) für eine Zeitspanne in dem CNI-Ring unerkannt bleiben und erst unter einer bestimmten, ungewöhnlichen Menge von Umständen auftauchen. Wenn der NESTP einfach nur ein Klon des CNI-Rings wäre, würde der Softwarefehler natürlich in beiden Zeichengabeschnittstellen auftauchen. Und wenn der Fehler schwerwiegend genug ist, um einen Ausfall einer dieser Zeichengabeschnittstellen zu verursachen, verursacht er natürlich auch einen Ausfall in der anderen. Indem die SS7-Zeichengabeschnittstellen mit Software-Diversity ausgestattet werden, wird dies verhindert.
Die Idee der Software-Diversity für die beiden SS7-Zeichengabeschnittstellen ist in Fig. 2 und 3 auf zwei verschiedene Weisen dargestellt. Der Allgemeinheit halber werden die beiden SS7-Zeichengabeschnittstellen in der vorliegenden Besprechung als Implementierung A und Implementierung B bezeichnet. Im Kontext des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann der CNI-Ring als Implementierung A und der NESTP als Implementierung B betrachtet werden.
Wie in Fig. 2 gezeigt, beginnen die Entwürfe für beide Implementierungen A und B mit einer Menge von "Anforderungen", die in der Regel von einem oder mehreren sogenannten Systemingenieuren entwickelt werden. Die hier betrachteten Anforderungen, die auch in der Figur dargestellt sind, sind die Anforderungen, die diejenigen Funktionen definieren, die mindestens für einen ordnungsgemäßen und effektiven Betrieb als eine SS7-Zeichengabeschnittstelle erforderlich sind. Diese sollen hier als die "Kern"-Anforderungen bezeichnet werden. Über diese Kernanforderungen hinaus können eine oder beide SS7-Zeichengabeschnittstellen Anforderungen aufweisen, die bei der anderen nicht auftreten. Dies könnte zum Beispiel der Fall sein, wenn Implementierung A viel früher als Implementierung B in dem Netz entworfen und eingesetzt wurde. In diesem Fall kann es sich herausstellen, daß bestimmte Eigenschaften der Implementierung A nicht notwendig waren oder beim tatsächlichen Betrieb des Netzes nie benutzt wurden und deshalb für die Implementierung B nicht gewünscht werden. Die Anforderungen, die diese Eigenschaften definieren, würden somit nicht innerhalb der Kernanforderungen liegen. Oder es kann gewünscht sein, daß die Implementierung B mit Eigenschaften ausgestattet wird, die über die von Implementierung A bereitgestellten hinausgehen. Die Anforderungen, die diese Eigenschaften für die Implementierung B definieren, würden genauso nicht in den Kernanforderungen liegen, weil diese Anforderungen in der Implementierung A niemals vorkamen. Anforderungen außerhalb der Kernanforderungen werden hier nicht betrachtet. Wichtig ist jedoch, daß die Anforderungen, die den beiden Implementierungen gemeinsam sind, verschieden implementiert werden.
Insbesondere werden die Kernanforderungen als Grundlage zur Erzeugung einer Software-Architektur und letztendlich der Software selbst erzeugt, die diese Anforderungen implementiert, wobei diese Aktivitäten zusammen als "Programmierung" bezeichnet werden. Ein bestimmter Grad der Software-Diversity wird auch dann erzielt, wenn die Aufgabe der Programmierung der Implementierung B derselben Gruppe von Programmierern gegeben wird, die die Implementierung A programmiert hat, solange ihnen nicht gestattet wird, ihre vorherige Arbeit sklavisch zu kopieren oder sie auch nur als ein Modell zu verwenden. Die Aufgabe ist dergestalt, daß Unterschiede bei der Programmierung notwendigerweise auftreten, wenn sie zum zweiten Mal unternommen wird, auch wenn es sich um dieselben Programmierer handelt. Viele Ähnlichkeiten werden wahrscheinlich jedoch bestehen bleiben, und der oben genannte latente "Bug" kann in den zweiten Entwurf übertragen werden.
Ein besserer Ansatz besteht dann darin, die Aufgabe des Programmierens der Implementierung B einer anderen Gruppe von Programmierern zuzuteilen, der wiederum nicht gestattet wird, die Implementierung A als ein Modell zu verwenden. Es werden nun große Unterschiede in der Softwarearchitektur und dem Programmcode selbst auftreten. Dergestalt ist die Beschaffenheit der menschlichen Kreativität und der großen Vielfalt von Optionen, die der Implementierung jeder Computer-Programmieraufgabe innewohnen. Wenn die Programmierer für eine Firma mit mehreren Standorten arbeiten, kann es darüber hinaus möglich sein, die Programmierungszuweisung für die Implementierung B einer Programmierergruppe zu geben, die an einem geographisch anderen Ort arbeitet als die Gruppe, die die Implementierung A programmiert hat, und zwar auf der Grundlage der Theorie, daß an Standorten, an denen Programmierer an den jeweiligen Standorten über die Jahre hinweg relativ wenig professionellen Dialog hatten, verschiedene Software-Entwurfsphilosophien vorherrschen. In dem Beispiel von Fig. 2 befinden sich die beiden Gruppen jeweils in den Staaten Illinois und Ohio in den Vereinigten Staaten von Amerika. Die Software-Diversity kann zum Beispiel durch Verwendung verschiedener Betriebssysteme und/oder verschiedener Programmiersprachen für die Implementierungen A und B weiter verbessert werden. In dem Beispiel von Fig. 2 wird die Implementierung A unter Verwendung der Quellcodesprache "C" programmiert und verwendet das Betriebssystem UNIX® RTR, während die Implementierung B unter Verwendung der Quellcodesprache "C++" programmiert wird und das Betriebssystem UNIX® SVR3 verwendet,
Man beachte außerdem in Fig. 2 die repräsentativen einigen Zeilen von Quellcode in der Sprache C und der Sprache C++, die die Implementierungen A bzw. B implementieren. Aus der Figur ist ersichtlich, daß sie verschieden sind, wobei symbolisch hervorgehoben wird, daß ein zeilenweiser Vergleich des Quellcodes für zwei SS7- Zeichengabeschnittstellenimplementierungen, die unter Verwendung von Verfahren wie den oben beschriebenen entwickelt wurden, zeigen würde, daß große Unterschiede zwischen ihnen bestehen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, in der das Konzept der Software-Diversity dargestellt werden kann. Es ist erkennbar, daß die Implementierungen A und B auf einem bestimmten Niveau der Abstraktion viel gemeinsam haben. Zum Beispiel weisen sie jeweils ein Betriebssystem, SS7-Protokollroutinen, ein Zeichengabe- Wegmanagementmodul, Fehlerbehebungsroutinen, ein Zeichengabe-Netzverwaltungsmodul und natürlich viele andere Softwarekomponenten auf. Ein Befolgen der oben beschriebenen und/oder anderer Verfahren zur Erzielung von Software-Diversity für SS7-Zeichengabeschnittstellen führt jedoch zu Modulen und Routinen, die in jeder Implementierung a) verschieden voneinander sind und b) verschiedene Funktionswechselwirkungen aufweisen. Fig. 3 zeigt diese Dimension des Software- Diversity-Konzepts durch Darstellung jeweiliger Versionen desselben Funktionsmoduls oder derselben Menge von Routinen, die durch ein Rechteck für die Implementierung A und einen Kreis für die Implementierung B eingeschlossen werden. Außerdem zeigt die Figur, daß die Module und Routinen verschiedene Funktionsbeziehungen aufweisen - die als Funktionsbeziehung I und Funktionsbeziehung II bezeichnet werden.
Es folgt nun eine Besprechung eines weiteren Aspekts des Entwurfs von SS7-Zeichengabeschnittstellen. Die SS7-Zeichengabeschnittstelle und ihr Host sind gewöhnlich eng gekoppelt. Damit ist gemeint, daß eines oder beide dieser Elemente von einem oder mehreren der folgenden Aspekte des anderen Elements abhängt: Hardware und wie sie verwendet wird, spezifische Datenstrukturen oder spezifische Softwareroutinen. Tatsächlich sind mit einer engen Kopplung Vorteile verbunden. Zum Beispiel waren Entwickler, wie oben bemerkt, in der Lage, Wirtschaftlichkeiten zu erzielen, indem auf Ressourcen aufgebaut wurde, die bereits in dem Host-Netzelement verfügbar sind, wie zum Beispiel Datenstrukturen und Fehlerbehebungs- und andere Routinen. Diese und vielleicht andere Vorteile waren es, die anscheinend Fachleute dazu geführt haben, einen Ansatz der engen Kopplung in dieser Anwendung anzunehmen.
Die Verfasser haben jedoch festgestellt, daß der herkömmliche Ansatz für den Entwurf der Zeichengabeschnittstelle weniger als optimal sein kann. Wenn die Zeichengabeschnittstelle und der Host eng gekoppelt sind, dann führen insbesondere nachfolgende Änderungen, die an einem dieser vorgenommen werden sollen - wie zum Beispiel das Hinzufügen neuer Dienste und Merkmale - fast unweigerlich zu der Notwendigkeit, an dem anderen Änderungen vorzunehmen. Darüber hinaus haben die Verfasser außerdem festgestellt, daß ein wesentlicher Grad der Ineffizienz bei der Anpassung des Entwurfs jeder SS7-Zeichengabeschnittstelle an die Kenngrößen eines bestimmten Netzelement-Hosts besteht.
Die Verfasser überwinden die Beschränkungen des herkömmlichen Ansatzes, indem die SS7- Zeichengabeschnittstelle und ihr Host relativ lose gekoppelt sind, statt eng gekoppelt zu sein. Mit "lose gekoppelt" ist gemeint, daß a) die SS7- Zeichengabeschnittstelle und ihr Host keine Hardware gemeinsam benutzen, sondern stattdessen auf unabhängigen Hardware-Plattformen ablaufen; b) alle Kommunikation zwischen der SS7-Zeichengabeschnittstelle und ihrem Host wird über ein wohldefiniertes, nachrichtengestütztes Protokoll ausgeführt; und c) die einzigen Abhängigkeiten zwischen der SS7- Zeichengabeschnittstelle und ihrem Host werden durch dieses nachrichtengestützte Protokoll definiert.
Mit Bezug auf das erste dieser Kriterien ist ersichtlich, daß, falls überhaupt Hardware gemeinsam benutzt wird, eine Hardwareänderung, die zum Zweck der Aktualisierung oder der Überarbeitung eines der beiden Elemente vorgenommen wird, mit der Operation des anderen Elements inkompatibel sein kann, wodurch Änderungen an dem anderen erforderlich werden. Solange die SS7-Zeichengabeschnittstelle und ihr Host auf unabhängigen Hardware-Plattformen ablaufen, entsteht dieses Problem jedoch nicht.
Mit Bezug auf das zweite Kriterium ist ein nachrichtengestütztes Protokoll wie der Name sagt ein solches, bei dem Informationen zwischen kommunizierenden Elementen weitergeleitet werden, indem diese Informationen in Nachrichten eingebettet werden, die zwischen ihnen übermittelt werden. Ein nichtnachrichtengestütztes Protokoll würde dagegen das Weiterleiten von Informationen zum Beispiel unter Verwendung eines Speicherabbildungsverfahrens gestatten, wodurch das "empfangende" Element auf Daten in einem Speicher zugreift, der von dem "sendenden" Element verwaltet und aufrechterhalten wird. Wenn es aus einem bestimmten Grund wünschenswert wäre, das Format, Speicherplatzzuteilungen oder andere Aspekte der Art und Weise, wie das "sendende" Element solche Daten speichert, zu ändern, müßten in dem "empfangenden" Element Änderungen vorgenommen werden, damit es in der Lage ist, diese Daten abzurufen. Die Beschränkung des Informationsflusses auf ein nachrichtengestütztes Protokoll vermeidet dies.
Indem durch das dritte Kriterium sichergestellt wird, daß die beiden Elemente mit der Ausnahme des nachrichtengestützten Protokolls unabhängig voneinander sind - wie zum Beispiel durch Verbieten der Verwendung gemeinsamer Software - wird schließlich wieder die Möglichkeit erzielt, an einem der Elemente Änderungen vorzunehmen, ohne daß die Möglichkeit entsteht, daß solche Änderungen dazu führen, daß an dem anderen Änderungen vorgenommen werden müssen.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer losen Kopplung in dieser Anwendung besteht darin, daß nach dem Entwurf die SS7-Zeichengabeschnittstelle mit geringen oder gar keinen Modifikationen so verwendet werden kann, daß sie eine große Vielfalt von später entwickelten Netzelementen versorgt. Außerdem ist es, da NESTPs nur lose an ihre Hosts angekoppelt sind, möglich - und tatsächlich vorteilhaft - diese in einem Netz auf Bedarfsgrundlage einzusetzen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die CNI-Ringe - die zum Beispiel für das IXC-Netz von AT&T lange vor der Entdeckung der Verwendung der losen Kopplung für diese Anwendung durch die Verfasser entworfen und darin eingesetzt wurden - zumindest teilweise eng an ihre jeweiligen Host-Fernvermittlungsanlagen angekoppelt. Im Gegensatz dazu sind die hier beschriebenen NESTPs lose an ihre jeweiligen Host- Fernvermittlungsanlagen angekoppelt. Dieser Unterschied ist explizit in Fig. 4 gezeigt, worin eine ausführlichere Ansicht der Fernvermittlungsanlage 200-1, des NESTP 400-1 und des CNI-Rings 300-1 gezeigt ist. Fig. 4 zeigt, daß die Fernvermittlungsanlage und der NESTP keine Hardware gemeinsam benutzen, sondern stattdessen auf unabhängigen Hardware-Plattformen ablaufen, die als Hardware I und als Hardware II bezeichnet werden. Zum Beispiel ist die Hardware I beispielsweise ein Prozessorsystem 4ESSTM von AT&T, während die Hardware II ein physikalisch separates Hardwareelement ist, beispielsweise ein fehlertolerantes System Star ServerTM von NCR. Im Gegensatz dazu weist der CNI-Ring 300-1 zwar einige Hardware auf, die ihm eigen ist, die als Hardware III bezeichnet wird, teilt aber einen Teil der Hardware I, was durch den Umstand abgebildet wird, daß der den CNI- Ring 300-1 darstellende Kreis einen Teil der Hardware I überschneidet. Ein Beispiel einer solchen gemeinsam benutzten Hardware ist das Prozessorsystem 3B20D von AT&T.
Fig. 4 zeigt weiterhin, daß die gesamte Kommunikation zwischen der Fernvermittlungsanlage und dem NESTP über ein wohldefiniertes, nachrichtengestütztes X.25-Protokoll ausgeführt wird, das durch ein Softwaremodul implementiert wird, das als das "nachrichtengestützte Protokollmodul (MPM)" bezeichnet wird. Die Verwendung eines gemeinsamen Protokolls ist jedoch die einzige Abhängigkeit zwischen diesen. Man beachte, daß die beiden Elemente separate Softwarekörper aufweisen - Software I und Software II - und nicht - gemeinsam - benutzte Speicher aufweisen - Speicherraum I und Speicherraum II. Im Gegensatz dazu teilt der CNI-Ring 300-1, obwohl er etwas Software und Speicherraum aufweist, die ihm eigen sind - Software III und Speicherraum III - einen Teil der Software I und des Speicherraums I, was wiederum durch den Umstand dargestellt ist, daß der den CNI-Ring 300-1 darstellende Kreis einen Teil der Software I und des Speicherraums I überschneidet.
Bis zu diesem Punkt wurde ein NESTP als dieselben grundlegenden, sogenannten "Endpunkt" - Funktionen wie ein CNI-Ring bereitstellend beschrieben. Dementsprechend sendet und empfängt er SS7-Nachrichten zwischen seinem Host und anderen Netzelementen über einen STP. Gemäß der Erfindung wird der NESTP jedoch vorteilhafterweise nicht nur mit Endpunkt-Funktionen ausgestattet, sondern auch mit STP-Funktionen. Dementsprechend ist er in der Lage, a) die SS7- Zeichengabe zwischen sich selbst und anderen NESTPs direkt zu unterstützen und b) beim Lenken von Nachrichten zwischen Endpunkten wie ein STP zu wirken.
Ein besonderer Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, daß er einen wirtschaftlicheren Einsatz eines SS7-Netzes ermöglicht, da Nachrichten von einem Netzelement zu einem anderen mit weniger "Sprüngen" zwischen Netzelementen gelenkt werden können, als bisher möglich war, ohne daß zum Beispiel die Kapazitäten der STPs oder die Anzahl von Strecken erweitert werden müssen. Somit kann eine SS7-Nachricht direkt zwischen mindestens bestimmten Netzelementen (tatsächlich ihren zugeordneten NESTPs) übermittelt werden, ohne daß sie durch einen zwischengeschalteten eigenständigen STP vermittelt werden muß. In der beispielhaften Ausführungsform von Fig. 1 erinnere man sich dann daran, daß bei der SS7-Nachrichtengabe, die erforderlich ist, um eine Verbindung zwischen Sprechstellen 105-1 und 125-1 herzustellen, an einem Punkt die Übermittlung einer Nachricht zwischen den Fernvermittlungsanlagenkomplexen 20-1 und 20-3 über den STP 220 stattfand. Da die NESTPs 400-1 und 400-3 jedoch über Wegelenkinformationen verfügen, die mit denen vergleichbar sind, die im Stand der Technik nur in einem STP (wie zum Beispiel dem STP 220) geführt wurden, kann der NESTP 400-1 des Vermittlungskomplexes 20-1 eine Übermittlung von SS7-Nachrichten zu dem NESTP 400-3 des Vermittlungskomplexes 20-3 direkt bewirken.
Die Beseitigung von "Sprüngen" ist vorteilhaft, da sie zu einer Verringerung der zum Aufbau einer Verbindung erforderlichen Zeit - die als Verbindungsaufbauverzögerung bezeichnet wird - führt. Dies wird wichtiger werden, wenn das Angebot von zunehmend fortschrittlicheren und komplexeren Netzmerkmalen zu einer zunehmenden Anzahl von Nachrichten führt, die zum Aufbau einer Verbindung notwendig sind. Zu weiteren Vorteilen gehört eine Steigerung der Kapazität des SS7-Netzes sowie eine verbesserte Netzzuverlässigkeit, die sich aus der Verfügbarkeit diverser Lenkwege ergibt.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung kann ein NESTP außerdem als eine "Durchgangsverbindung" zwischen zwei anderen NESTPs und/oder eigenständigen STPs dienen, wodurch eine zusätzliche Vermittlungskapazität und Wegediversität in das gesamte SS7-Netz eingeführt wird. In diesem Kontext erinnere man sich, daß keine direkte SS7-Strecke zwischen dem NESTP 400-2 und dem STP 115 besteht. Somit ist der STP 220 einerseits die bevorzugte Route für SS7-Nachrichten zwischen dem STP 115 und dem Fernvermittlungsanlagenkomplex 20-2. Wenn andererseits jedoch der STP 220 ausfallen sollte, ist ein alternativer Weg verfügbar, wobei dieser Weg die Strecke 402-12, wobei der NESTP 400-1 in seiner "Durchgangs"-Rolle wirkt, und die Strecke 402-14 umfaßt.
Insbesondere ist die Softwarestruktur, durch die ein NESTP die oben angeführten Funktionen liefern kann, in Fig. 5 als Beispiel für den NESTP 400-1 gezeigt. Wie gezeigt kann die Software als drei grundlegende Komponenten umfassend charakterisiert werden - die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht, Nachrichtentransferfunktionen 12 und Endpunktfunktionen 13. (Obwohl dies in der Figur nicht explizit gezeigt ist, enthält der NESTP 400-1 ferner eine ISDN- Schnittstelle, über die der zentrale Prozessor 202-1 über den D-Kanal 242-3 mit der Zusatzeinrichtung 240-2 kommuniziert.) Mit Ausnahme einiger weniger Unterschiede, die später beschrieben werden, führt jede dieser Komponenten Funktionen durch, die zur Zeit entweder durch CNI-Ringe, STPs oder beides durchgeführt werden. Eine ausführliche Beschreibung dieser Komponenten ist somit nicht erforderlich; Fachleute werden in der Lage sein, auf der Grundlage der folgenden Beschreibung zu Ausführungsformen dieser Komponenten zu kommen.
Insbesondere implementiert die SS7-Funktionen 11 der unteren Ebene die Schichten 1 und 2 - die physikalische bzw. Datenstreckenschicht - des SS7- Protokolls. Dementsprechend verarbeitet sie alle SS7- Nachrichten, die auf einer beliebigen der Strecken 402-11 bis 402-15 an dem NESTP ankommen. Wohlbekanntlich umfaßt eine solche Verarbeitung zum Beispiel die Umsetzung der ankommenden Signalpegel in logische oder "0"- und "1"-Bitwerte in der physikalischen Schicht und in der Datenstreckenschicht die notwendige Verarbeitung zur Sicherstellung, daß die Nachrichten fehlerfrei empfangen werden, wie zum Beispiel durch Prüfen von Paritätsbitwerten und Anforderung einer erneuten Übertragung von Nachrichten, wenn Fehler erkannt werden. Die ankommenden SS7- Anwendungsdaten, die in der Nachricht enthalten sind, werden schließlich aus dieser entnommen, und entweder zu den Nachrichtentransferfunktionen 12 oder den Endpunktfunktionen 13 geliefert, was noch beschrieben wird. Der Begriff "SS7-Anwendungsdaten" bedeutet hier a) Daten, bei denen es sich um ISDN-Anwenderteildaten oder Transaktions-Anwenderteildaten handelt, wie in T1.113 und T1.114 des oben angeführten ANSI-Standards angeführt, wobei ersteres in der Regel für Verbindungsaufbautransaktionen und letzteres in der Regel für Datenbankanfragen verwendet wird, und b) bestimmte andere Informationen, die möglicherweise in die gesamte SS7-Nachricht integriert wurden, wie zum Beispiel Ursprungs- und Ziel-SS7-Netzadressen, die als "Punktcodes" bezeichnet werden. In der umgekehrten Übertragungsrichtung empfängt die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht abgehende SS7-Anwendungsdaten von den Nachrichtentransferfunktionen 12 und den Endpunkt funktionen 13, "paketiert" diese Daten gemäß den SS7- Protokollanforderungen der Schicht 1 und 2 zur Erzeugung abgehender Nachrichten und legt diese Nachrichten über eine entsprechende der Strecken 402-11 bis 402-15, die durch die Endpunktfunktionen 13 und die Nachrichtentransferfunktionen 12 identifiziert werden, an das Netz an. (Tatsächlich ist jede der Strecken 402-11 bis 402-15 eine Menge von Strecken oder eine "Streckenmenge", die sich jeweils zu demselben Ziel erstrecken. Die mehreren Strecken werden nur deshalb bereitgestellt, um das Ausmaß des Verkehrs zu berücksichtigen, der zwischen NESTP 400-1 und den verschiedenen Elementen, mit denen er verbunden ist, auftritt. Die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht verteilt den Verkehr, der zu einem bestimmten Ziel abgeht, gleichermaßen zwischen den verschiedenen Strecken der Streckenmenge, die NESTP 400-1 mit diesem Ziel verbindet.)
Die Endpunktfunktionen 13 liefern eine Schnittstelle zwischen dem NESTP und dem zentralen Prozessor 202-1 (Fig. 1). Insbesondere empfängt sie SS7-Anwendungsdaten von beiden SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht, entweder direkt oder über Nachrichtentransferfunktionen 12. In jedem Fall ist das Protokoll, durch das die Anwendungsdaten an die Endpunktfunktionen 13 angelegt werden, ausschließlich des SS7-Nachrichtentransferteils (T1.111 des oben angeführten ANSI-Standards), wodurch die Schichten 1, 2 und 3 des SS7-Protokollstapels definiert werden. (Im Gegensatz dazu verwendet ein eigenständiger STP beim Anlegen von Anwendungsdaten an ein anderes Element immer dabei den SS7-Nachrichtentransferteil.) Diese Daten werden dann über die Strecke 401-1 unter Verwendung des oben erwähnten, wohldefinierten nachrichtengestützten X.25-Protokolls zu dem zentralen Prozessor 202-1 übermittelt. In der umgekehrten Übertragungsrichtung empfängt die Endpunktfunktionen 13 die abgehenden SS7-Anwendungsdaten von dem zentralen Prozessor 202-1, die wiederum unter Verwendung des X.25-Protokolls über die Strecke 401-1 übermittelt werden. Die abgehenden SS7-Anwendungsdaten werden durch die Endpunktfunktionen 13 den SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht zugeführt. Zusätzlich identifiziert Endpunktfunktionen 13 auf herkömmliche Weise den SS7- Funktionen 11 der unteren Schicht die abgehende Strecke, auf der die Nachricht gesendet werden soll, auf der Grundlage von Informationen, die den Endpunktfunktionen 13 verfügbar sind, bezüglich der Streckenverfügbarkeit, Verkehrslast usw. Die SS7- Funktionen 11 der unteren Schicht integriert, wie oben beschrieben, daraufhin die SS7-Anwendungsdaten in eine SS7-Nachricht und sendet sie über die identifizierte Strecke.
Die oben erwähnte Fähigkeit des NESTP zur Bereitstellung von STP-Funktionen wird durch die Nachrichtentransferfunktionen 12 bereitgestellt. Tatsächlich sind in diese Nachrichtentransferfunktionen 12 praktisch alle Standardfunktionen eines eigenständigen STP integriert. Somit vermittelt Nachrichtentransferfunktionen 12 wie ein eigenständiger STP SS7-Nachrichten zwischen Paaren von Elementen auf eine vorbestimmte Weise, die verschiedene feste Charakteristika des Netzes berücksichtigt, wie zum Beispiel seine Topologie, sowie verschiedene, sich ändernde Charakteristika des Netzes, wie zum Beispiel der Betriebsstatus bestimmter Strecken.
Es werden nun die verschiedenen Betriebsarten des NESTP 400-1 in bezug auf die verschiedenen Beziehungen, die er zu anderen Elementen in dem Netz aufweisen kann, betrachtet.
Insbesondere kann der NESTP als ein Endpunkt wirken, d. h. wie ein CNI-Ring, und kommuniziert dabei mit einem eigenständigen STP, wie zum Beispiel dem STP 220 über die Strecke 402-11. Strecken wie zum Beispiel die Strecke 402-11, die einen Endpunkt mit einem eigenständigen STP verbinden, werden hier als "A"- Strecken bezeichnet. In diesem Fall werden SS7- Anwendungsdaten, die aus der Fernvermittlungsanlage 200-1 stammen, durch die Endpunktfunktionen 13 und die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht, wie oben beschrieben verarbeitet und gehen zu der Strecke 402-11 heraus. In der umgekehrten Übertragungsrichtung identifiziert die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht die ankommende Nachricht als eine auf einer "A"-Strecke empfangene Nachricht. Dementsprechend leitet sie die SS7-Anwendungsdaten direkt zu den Endpunktfunktionen 13 weiter, von denen aus sie wiederum zu der Fernvermittlungsanlage weitergeleitet werden.
Der NESTP kann außerdem als ein STP wirken, der mit einem eigenständigen STP, wie zum Beispiel dem STP 115, über die Strecke 402-12 kommuniziert. Strecken wie zum Beispiel die Strecke 402-12, die einen NESTP, der als ein STP wirkt, mit einem eigenständigen STP verbinden, werden hier als "B"-Strecken bezeichnet. In seiner Rolle als ein STP kann der NESTP 400-1 mit externen Endpunkten, wie zum Beispiel dem NESTP 400-2, in seiner Rolle als Zeichengabeendpunkt für die Fernvermittlungsanlage 200-2 kommunizieren. Er kann außerdem mit seinen eigenen Endpunktfunktionen kommunizieren, nämlich den Endpunktfunktionen 13. Zum Beispiel kann die ankommende "B"-Streckennachricht aus dem STP 115 entweder an die Fernvermittlungsanlage 200-1 oder an die Fernvermittlungsanlage 200-2 adressiert sein. Sogar wenn die Nachricht an die erstere adressiert war, leitet die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht - weil die Nachricht auf einer "B"- Strecke empfangen wurde und deshalb in jeder Hinsicht wie eine STP-zu-STP-Übermittlung behandelt werden muß - die SS7-Anwendungsdaten zu den Nachrichtentransferfunktionen 12 weiter.
Wenn die Nachricht tatsächlich an die Fernvermittlungsanlage 200-1 adressiert ist, führt die Nachrichtentransferfunktionen 12 die Anwendungsdaten den Endpunktfunktionen 13 zu. Die letztere verarbeitet die empfangenen Daten von diesem Punkt aus genauso wie Daten, die sie aus den SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht empfängt, wie bereits beschrieben. Wenn die Nachricht jedoch an die Fernvermittlungsanlage "202-1 adressiert ist, unternimmt die Nachrichtentransferfunktionen 12 Schritte zur Weiterleitung der in dieser Nachricht enthaltenen Anwendungsdaten zu der Fernvermittlungsanlage 202-1 über einen gewählten der überhaupt verfügbaren Wege. In diesem Fall ist der direkteste Weg über die Strecke 402-14, der sich in dem Fernvermittlungsanlagenkomplex 20-2 direkt zu dem NESTP 400-2 erstreckt. Die Nachrichtentransferfunktionen 12 führt die Anwendungsdaten dementsprechend zusammen mit den Weg identifizierenden Informationen den SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht zu, die die Daten in eine SS7- Nachricht einbettet und sie über die entsprechende Strecke sendet.
Es versteht sich natürlich, daß ein NESTP STP- Funktionen nicht gegenüber abgehenden Übermittlungen bereitstellt, die aus seinem eigenen Host stammten. Alle solche Nachrichtengabe ist wie die Übertragung von einem Endpunkt. Dementsprechend wird die Verarbeitung abgehender Daten in diesem Fall auf die oben in bezug auf Endpunktübermittlungen beschriebene Weise erzielt. Obwohl ankommende Daten aus einem eigenständigen STP, die für die Fernvermittlungsanlage 200-1 bestimmt sind, die Nachrichtentransferfunktionen 12 durchlaufen können, ist dies somit für abgehende Daten nicht der Fall.
Außerdem sollte beachtet werden, daß, wenn ein NESTP in bestehende Zeichengabenetze eingeschaltet würde, er nur über eine der beiden oben beschriebenen Arten von Beziehungen mit einem eigenständigen STP verfügen würde. Es sollte jedoch beachtet werden, daß dies nicht durch eine innere Beschränkung in dem NESTP verursacht wird, sondern eine Beschränkung eigenständiger STPs ist. Der Grund dafür besteht darin, daß die Population derzeitig verwendeter STPs so entworfen wurde, daß sie erwarten, daß ein bestimmtes Element, mit dem es kommuniziert, entweder als ein Endpunkt oder als ein STP kommuniziert, aber nicht beides. In der Zukunft wird möglicherweise jedoch eine neue Generation eigenständiger STPs entworfen und in der Praxis eingesetzt, die in der Lage sein wird, beide Arten von Beziehung aufzuweisen.
Ein NESTP kann außerdem direkt mit anderen NESTPs kommunizieren -- wobei die Strecke zwischen zwei NESTPs hier als eine "J"-Strecke bezeichnet wird -- wodurch die Dienste eines zwischengeschalteten eigenständigen STPs nicht mehr gebraucht werden.
Es soll nun zunächst der Fall betrachtet werden, bei dem der NESTP 400-1 der Empfänger von SS7- Nachrichten zum Beispiel von dem NESTP 400-2 ist. Insbesondere werden abgehende SS7-Anwendungsdaten zum Beispiel aus der Fernvermittlungsanlage 202-1 zu der Fernvermittlungsanlage 200-1 durch die Endpunktfunktionen und SS7-Funktionen der unteren Schicht des NESTP 400-2 verarbeitet und gehen über die J-Strecke 402-14 zu dem NESTP 400-1 heraus. Die SS7- Anwendungsdaten, die aus über eine J-Strecke, zum Beispiel die Strecke 402-14, empfangenen Nachrichten durch die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht wiederhergestellt werden, werden zu den Nachrichtentransferfunktionen 12 weitergeleitet, die erkennen, daß das adressierte Element die Fernvermittlungsanlage 200-1 ist und die Daten zu den Endpunktfunktionen 13 weiterleitet. Als Alternative können abgehende SS7-Anwendungsdaten zum Beispiel wiederum aus der Fernvermittlungsanlage 200-2 für ein anderes Element, wie zum Beispiel den STP 115, bestimmt sein. Da keine direkte Strecke zwischen der Fernvermittlungsanlage 202-1 und dem STP 115 besteht, wird der NESTP 400-1 als ein "Durchgang" verwendet. Hier kommt die Nachricht aus dem NESTP 402-1 immer noch über die J-Strecke 402-14 an. Sie wird außerdem anfänglich auf die gerade beschriebene Weise verarbeitet. Nachdem aus dem Zielpunktcode bestimmt wurde, daß die Nachricht für den STP 115 bestimmt ist, unternimmt die Nachrichtentransferfunktionen 12 jedoch Schritte zur Weiterleitung dieser Nachricht zu dem STP 115 über einen ausgewählten der überhaupt Verfügbaren Wege. In diesem Fall ist der direkteste Weg über die Strecke 402-12, wobei die Funktionen dieselben wie bereits in Verbindung mit dem Betrieb des NESTP 400-2 als ein Durchgang zwischen diesen selben beiden Endpunkten, aber in der umgekehrten Übertragungsrichtung, beschrieben sind.
Es wird nun der Fall betrachtet, bei dem der NESTP 400-1 SS7-Nachrichten zu dem NESTP 400-2 übermittelt. Es gibt zwei Möglichkeiten. Wenn die SS7- Anwendungsdaten aus der Fernvermittlungsanlage 200-1 stammen, werden die SS7-Anwendungsdaten heraus auf die J-Strecke 402-14 über die Endpunktfunktionen 13 und die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht so verarbeitet wie es bereits im Kontext des NESTP 400-1 als ein Endpunkt, der mit einem eigenständigen STP kommuniziert, beschrieben wurde. Andererseits können Nachrichten, die zu dem NESTP 400-2 übermittelt werden sollen, möglicherweise aus einem anderen Ursprung als der Fernvermittlungsanlage 200-1 stammen. Das heißt sie können als ein Zwischenpunkt in dem Zeichengabeweg zu dem NESTP 400-1 übermittelt worden sein. Nachdem sie durch die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht zu den Nachrichtentransferfunktionen 12 weitergeleitet wurden, werden die Anwendungsdaten in diesem Fall wiederum von den Nachrichtentransferfunktionen 12 zurück heraus auf die J-Strecke 402-14 über die SS7-Funktionen 11 der unteren Schicht zu dem NESTP 400-2 weitergeleitet.
Wie oben erwähnt, sind in die Nachrichtentransferfunktionen 12 praktisch alle standardmäßigen Funktionen eines eigenständigen STP integriert. Nachrichtentransferfunktionen 12 stellt somit nicht nur die oben beschriebenen Vermittlungsfunktionen bereit, sondern auch herkömmliche STP-Funktionen wie die Zeichengabenetzverwaltung, die Zeichengabewegverwaltung und die Weglenkung. Diese herkömmlichen Funktionen werden wie im Fall eines eigenständigen STP in bezug auf Elemente bereitgestellt, die außerhalb des NESTP liegen, wie zum Beispiel der Status verschiedener Strecken lind verschiedener Netzelemente. Die Nachrichtentransferfunktionen 12 stellt jedoch zusätzlich viele dieser selben Funktionen in entsprechender Weise gegenüber seinen eigenen lokalen Endpunktfunktionen 13 bereit.
Mit Bezug auf die Wegelenkfunktionen der Nachrichtentransferfunktionen insbesondere wird auf Fig. 6 hingewiesen, die eine Wegelenktabelle zeigt, die in den Nachrichtentransferfunktionen 12 geführt wird. Es ist wichtig, daß ein STP - oder in diesem Fall ein Element, das STP-Funktionen bereitstellt - in der Lage ist, über verschiedene Wege mit anderen Elementen in dem Netz zu kommunizieren, um Netzstaus, Verlust von Einrichtungen usw. zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck führt die Nachrichtentransferfunktionen 12 für jedes Ziel in dem Netz, das von diesem aus erreicht werden kann, eine Liste mit Prioritäten von Wegen für jedes solches Ziel. Fig. 6 stellt eine solche Tabelle dar, wobei für jedes mögliche Endziel A, B, C, ... die Liste mit Prioritäten von Wegen gezeigt ist - spezifisch das Netzelement, zu dem die Nachricht als nächstes gelenkt werden soll. Gemäß einem Merkmal der Erfindung können für bestimmte Ziele zwei oder mehr Wegelisten geführt werden, wobei die verwendete Liste eine Funktion des Weges ist, über den eine Nachricht an dem NESTP ankommt - wobei dieser Weg beispielsweise einfach das unmittelbar vorausgehende Netzelement X, Y, Z usw. ist. Zum Beispiel kann eine Nachricht, die für die Vermittlungsstelle 120 (Fig. 1) bestimmt ist und durch den NESTP 400-2 empfangen wird, der als Durchgang dient, zu dem NESTP 400-3 gelenkt werden (von dem aus sie zu dem STP 130 gelenkt wird), wenn die Nachricht direkt aus einem STP 220 stammte. Andererseits kann die Nachricht direkt durch den STP 130 gelenkt werden, wenn sie zwar aus dem STP 220 stammte, aber über den NESTP 400-1 zu dem NESTP 400-2 gelenkt wurde. Diese ursprungspunktabhängige Wegelenkung ist insofern vorteilhaft, als sie dem Netzentwickler/Administrator eine Flexibilität bei der Definition von Wegelenkungen als Funktion von Kriterien wie zum Beispiel erwartete Verkehrslasten, die zeitliche Variabilität dieser Lasten, Kosten von Einrichtungen, Grade des Dienstes, an dem teilgenommen wird, usw., gibt. Tatsächlich ist dieser Ansatz nicht auf die Verwendung in NESTPs beschränkt. Er könnte zum Beispiel auch in eigenständigen STPs implementiert werden. Für bestimmte Ziele, wie zum Beispiel das Ziel D in Fig. 6, wird dieselbe Wegeliste verwendet, ungeachtet des vorherigen Weges.
Außerdem ist zu beachten, daß wie bereits erwähnt Informationen über Wege zu verschiedenen Zielen ebenfalls geführt und durch Endpunktfunktionen 13 verwendet werden. Die Tabelle, in der diese Informationen gespeichert werden, ist im allgemeinen eine andere Tabelle mit anderen Daten als die von den Nachrichtentransferfunktionen 12 verwendete Tabelle, die gerade beschrieben wurde.
Die Tabelle von Fig. 7 zeigt, wie abgehender SS7-Verkehr aus einer Fernvermittlungsanlage zwischen dem CNI-Ring und dem NESTP unter Staubedingungen aufgeteilt werden könnte. Wenn kein Stau besteht, wird abgehender SS7-Verkehr zwischen diesen beiden SS7- Zeichengabeschnittstellen in einem vorbestimmten festen Anteil für verschiedene Ziele aufgeteilt. Wenn eine direkte NESTP-zu-NESTP-Strecke zwischen zwei Endpunkten besteht, wird genauer gesagt ein größerer Teil des Verkehrs zwischen ihnen über diese Strecke als über den eigenständigen STP gelenkt. Wenn bestimmte Strecken zu einem Ziel jedoch überlastet werden und/oder eine oder beide der SS7-Zeichengabeschnittstellen selbst überlastet werden, wird eine Tabelle wie zum Beispiel die Tabelle von Fig. 7 konsultiert, um zu bestimmen, welche Zeichengabeschnittstelle verwendet werden sollte, auf der Grundlage, ob ein Weg zu dem Ziel über den CNI-Ring und/oder den NESTP verfügbar ist, ob der CNI-Ring und/oder der NESTP überlastet ist und ob die Strecken zu dem Ziel überlastet sind. Die Tabelle zeigt einen konkreten Fall - der als TERMINATE bezeichnet wird -, wobei die Verbindung einfach abgebrochen wird, weil das Ziel über beide SS7-Zeichengabeschnittstellen nicht erreicht werden kann. Dies kann zum Beispiel dann auftreten, wenn eine Naturkatastrophe alle Strecken zu diesem Ziel zerstört hat.

Claims

1. Verfahren zur Verwendung in einer SS7- Zeichengabeschnittstelle in einem Telekommunikationsnetz, mit dem folgenden Schritt:

Empfangen ankommender SS7-Nachrichten, die an verschiedene Elemente in dem Netz adressiert sind, über eine ankommende Strecke (402-14) aus einem bestimmten Ursprungselement in dem Netz (200-2),

wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Anlegen, an ein Telekommunikationselement, das der SS7-Zeichengabeschnittstelle zugeordnet ist (200- 1), der SS7-Anwendungsdaten, die in jeder empfangenen ankommenden Nachricht enthalten sind, bei der dieses Element das adressierte Element ist, wobei das Anlegen ein Protokoll verwendet, das den SS7-Nachrichtentransferteil ausschließt, und

Anlegen, an ausgewählte SS7-Zeichengabestrecken, die mit der Schnittstelle (402-15) verbunden sind, abgehender SS7-Nachrichten, die SS7-Anwendungsdaten enthalten, die in einzelnen der empfangenen ankommenden SS7-Nachrichten enthalten sind, bei denen das adressierte Element von dem zugeordneten Element (200-3) verschieden ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei dem ersten der Anlegungsschritte die SS7-Anwendungsdaten an das zugeordnete Element in einer Form angelegt werden, die von der Form einer SS7-Nachricht verschieden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei bei dem zweiten der Anlegungsschritte einzelne der SS7- Zeichengabestrecken als zusammengesetzte Funktion der Identitäten des Ursprungs- und adressierten Elements ausgewählt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 mit den folgenden weiteren Schritten:

Empfangen von SS7-Anwendungsdaten, die an einzelne der Elemente adressiert sind, aus dem zugeordneten Element, und

Anlegen abgehender SS7-Nachrichten, die diese SS7-Anwendungsdaten enthalten, an ausgewählte der SS7- Zeichengabestrecken.

5. SS7-Zeichengabeschnittstelle zur Verwendung in einem Telekommunikationsnetz, wobei die SS7-Zeichengabeschnittstelle folgendes umfaßt:

SS7-Funktionsmittel der niedrigeren Ebene zum Empfangen ankommender SS7-Nachrichten, die an verschiedene Elemente in dem Netz adressiert sind, über eine ankommende Strecke aus einem bestimmten Ursprungselement in dem Netz, und zum Entnehmen der in jeder empfangenen ankommenden Nachricht enthaltenen SS7-Anwendungsdaten,

wobei die Mittel durch folgendes gekennzeichnet sind:

Nachrichtentransfermittel (12) zum Erhalten der entnommenen SS7-Anwendungsdaten und einer Anzeige des Elements, an das jede der empfangenen Nachrichten adressiert war, von den SS7-Funktionsmitteln der niedrigeren Ebene; zum Anlegen, an ausgewählte der SS7- Zeichengabestrecken, abgehender SS7-Nachrichten, die SS7-Anwendungsdaten enthalten, die in einzelnen der empfangenen ankommenden SS7-Nachrichten enthalten sind, bei denen das adressierte Element von einem der SS7- Zeichengabestrecke zugeordneten Element verschieden ist; und

Endpunktfunktionsmittel (13) zum Empfangen der SS7-Anwendungsdaten, die in jeder empfangenen ankommenden Nachricht, bei der das zugeordnete Element das adressierte Element ist, enthalten sind, aus den Nachrichtentransfermitteln, und zum Anlegen dieser Daten an das zugeordnete Element unter Verwendung eines Protokolls, das den SS7-Nachrichtentransferteil ausschließt.

6. Schnittstelle nach Anspruch 5, wobei die Auswahl einer einzelnen der SS7-Zeichengabestrecken, an die eine abgehende SS7-Nachricht durch die Nachrichtentransfermittel angelegt werden soll, eine zusammengesetzte Funktion der Identität des Ursprungselements und der Identität des Elements ist, an das diese Nachricht adressiert ist.

7. Schnittstelle nach Anspruch 5, wobei das Netz mehrere eigenständige Zeichengabe-Transferpunkte (STPs) (115, 130, 220) enthält, die SS7-Nachrichten auf eine vorbestimmte Weise, die mindestens eine Kenngröße des Netzes berücksichtigt, zwischen Paaren von Elementen vermitteln, und wobei die Nachrichtentransfermittel so ausgelegt sind, daß das Erhalten und Anlegen auf die vorbestimmte Weise ausgeführt wird.