ES2276689T3 - Sistema y metodo para la transmision de trafico de mensajes. - Google Patents

Sistema y metodo para la transmision de trafico de mensajes. Download PDF

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Sistema para la transmisión de tráfico de mensajes en un sistema de telecomunicaciones por conmutación de paquetes, comprendiendo dicho sistema: un elemento de red (1), el cual comprende una parte de conexión cruzada (11) y una parte de control (12), comprendiendo dicha parte de conexión cruzada (11) por lo menos una unidad de ordenador (Cr), y comprendiendo dicha parte de control (12) por lo menos una unidad de ordenador (Ck), y unos medios (1) para la transmisión de tráfico de mensajes interno en el elemento de red (1) entre las unidades de ordenador (Cr, Ck), caracterizado porque el sistema comprende además: por lo menos una unidad de ordenador (Cr) en la parte de conexión cruzada (11) cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red (1), estando dispuesta dicha unidad de ordenador (Cr) de la parte de conexión cruzada (11) en una unidad enchufable diferente a la del punto terminal más cercano de la conexión cruzada que se está usando para el tráfico de mensajes.

Description

Sistema y método para la transmisión de tráfico de mensajes.
Campo de la invención
La presente invención se refiere al sector de las telecomunicaciones. En particular, la invención se refiere a un método y un sistema nuevos y perfeccionados para la transmisión de tráfico de mensajes en los elementos de red de sistemas de telecomunicaciones por conmutación de paquetes.
Antecedentes de la invención
Actualmente, se conocen varios métodos para la transmisión del tráfico de mensajes entre las unidades de ordenador de los elementos de red de sistemas de telecomunicaciones por conmutación de paquetes. Para la implementación del propio sistema de telecomunicaciones por conmutación de paquetes, uno de los métodos consiste en usar la técnica ATM (Modo de Transferencia Asíncrono, ATM). Otro ejemplo de los métodos por conmutación de paquetes es la técnica de Retransmisión de Tramas.
El ATM es un método de transferencia de datos por conmutación de paquetes orientado a la conexión el cual está caracterizado por el uso de celdas de longitud normalizada para la transferencia de datos. Cada celda consta de un encabezamiento de 5 bytes y de una parte de información de 48 bytes. Los campos del encabezamiento comprenden un identificador de camino virtual (VPI) y un identificador de canal virtual (VCI), un identificador de tipo de carga útil (PTI), un bit de prioridad de pérdida de celdas (CLP) y un control de error de encabezamiento (HEC) el cual se puede usar para corregir errores de un bit y para detectar errores de dos bits. En un conmutador ATM, las celdas se transfieren desde un canal lógico de entrada a uno o más canales lógicos de salida. Un canal lógico consta del número del enlace físico, tal como por ejemplo una fibra óptica, y del identificador del canal en este enlace, es decir, los datos VPI/VCI. Un único medio de transmisión físico, tal como una fibra óptica, puede contener una pluralidad de caminos virtuales VP, y cada camino virtual puede contener una pluralidad de canales virtuales VC.
Como las celdas tienen una longitud normalizada, la conmutación en los conmutadores ATM se puede realizar basándose en el encabezamiento de la celda al nivel del hardware y por lo tanto de forma muy rápida. Las celdas que pertenecen a conexiones diferentes se diferencian entre sí por los identificadores del camino virtual y del canal virtual. Para establecer una conexión a través de la red, se define una ruta fija, es decir, un enlace virtual, y las celdas comprendidas en la conexión se encaminan por este enlace virtual. En los nodos de la red, las celdas se conectan sobre la base de los valores VPI/VCI. Los valores VPI/VCI de las celdas se definen por separado para cada trama de la conexión, de manera que en general los mismos varían conjuntamente con la conexión de nivel VP o nivel VC. Al final de la transferencia de datos, el enlace se desconecta.
El protocolo ATM se describe usando un modelo de protocolo ATM, el cual es un modelo por capas parecido al modelo OSI (Interconexión de Normativas Abiertas). El nivel situado más arriba en el modelo es los datos provenientes del usuario. La siguiente capa por debajo de este último es una capa de adaptación ATM (AAL). Por debajo de esta se encuentra nuevamente una capa ATM, bajo la cual se dispone adicionalmente de una capa física (PHY). La capa AAL se divide en dos partes, una capa SAR (Segmentación Y Reensamblaje) y una capa CS (Subcapa de Convergencia). La capa CS se divide adicionalmente en dos subcapas: capa SSCS (Subcapa de Convergencia Específica del Servicio) y la capa CPCS (Subcapa de Convergencia de la Parte Común).
La capa de adaptación ATM divide las tramas de las capas situadas por encima de ella en fracciones, coloca las fracciones en celdas y reensambla las tramas en el extremo receptor.
La capa ATM ofrece nuevamente un servicio de transferencia de celdas para la capa AAL. Únicamente trata con el encabezamiento de las celdas, ocupándose de la conexión, el multiplexado y el demultiplexado de celdas, la generación y la supresión del encabezamiento de la celda, y el control de flujo genérico (GFC) en la interfaz usuario red (UNI). Adicionalmente, la capa ATM se ocupa de la detección y la corrección de errores de encabezamiento así como de la sincronización de los segmentos.
La capa física se divide también en dos subcapas, una subcapa PMD (Dependiente del Medio Físico), la cual se ocupa de funciones específicas del sistema de transferencia al nivel de los bits; y una subcapa de convergencia de transmisión (TCS), la cual se ocupa de la adaptación de celdas a cada sistema de transmisión y la definición de celdas, comprobación de errores sobre encabezamientos de celdas y el ajuste de la velocidad de las celdas.
Un elemento de red consta de una parte de conexión cruzada, la cual se ocupa de la conexión cruzada concreta de datos, y una parte de control, la cual realiza varias acciones de control. Típicamente, tanto la parte de conexión cruzada como la parte de control comprenden varias unidades de ordenador. El tráfico de mensajes fluye entre estas unidades de ordenador.
La Fig. 1 presenta una solución de la técnica anterior para la transmisión de tráfico de mensajes entre unidades de ordenador en los elementos de red de sistemas de telecomunicaciones por conmutación de paquetes. El tráfico de mensajes entre las unidades de ordenador C_{k} de la parte de control se transmite a través de un camino independiente de capacidad mayor, y el tráfico de mensajes, por ejemplo, para el establecimiento de conexiones cruzadas entre las unidades de ordenador C_{r} de la parte de conexión cruzada y las unidades de ordenador C_{k} de la parte de control, se transmite a través de un camino independiente de menor capacidad. En la figura, la línea de puntos representa una conexión de tráfico de mensajes.
En la Fig. 2 se presenta otra de las soluciones de la técnica anterior. El tráfico de mensajes entre las unidades de ordenador C_{k} de la parte de control se ha encaminado a través de las conexiones cruzadas propias de los elementos de red. No obstante, el tráfico de mensajes entre las unidades de ordenador C_{r} de la parte de conexión cruzada y las unidades de ordenador C_{k} de la parte de control sigue fluyendo a través de un camino independiente.
La Fig. 3 presenta también una implementación de la técnica anterior. En este caso, la conexión cruzada no es una conexión universal. Un ejemplo de este tipo de conexión cruzada diferente consiste en transmitir, en sistemas basados en la técnica ATM, las denominadas celdas de control dentro de la banda las cuales fluyen junto con el resto del tráfico y las cuales son extraídas del flujo de celdas por el circuito objetivo. Otro de los ejemplos de conexión cruzada diferente es una implementación en la cual una unidad de ordenador se sitúa directamente en la unidad enchufable (plug-in) del segundo punto terminal de la conexión cruzada.
No obstante, dichas soluciones tienen el inconveniente de presentar una escalabilidad deficiente. Para mejorar la escalabilidad del sistema de tráfico de mensajes, se han iniciado proyectos con vistas a desarrollar sistemas, por ejemplo, en las redes ATM, en los cuales se usa el propio conmutador ATM para la transmisión de tráfico de mensajes, en cuyo caso el tráfico de mensajes se transportaría en el flujo de tráfico del abonado. En un sistema de este tipo, por ejemplo, en el caso del ATM, los conjuntos de ordenador se conectan al entramado de conmutación ATM bien directamente a través de una tarjeta de línea independiente o bien a través de un multiplexor ATM. Las unidades de ordenador de las tarjetas de línea, es decir, las unidades enchufables, se conectan al entramado de conmutación ATM a través de los circuitos ATM de las tarjetas para permitir la transmisión del tráfico de mensajes. Este es el principio fundamental que subyace, por ejemplo, tras el sistema descrito en un artículo titulado The MainStreetXpress Core Services Node - A Versatile ATM Switch Architecture for the Full Service Network, publicado en el IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 15, nº 5, junio de 1997.
Uno de los problemas de los sistemas de la técnica anterior es que los mismos dependen de propiedades específicas de los circuitos, tales como, por ejemplo, en el caso del ATM, las funciones de inserción y supresión de celdas del circuito ATM. Como consecuencia, cada tipo de unidad enchufable necesita un tipo específico de interfaz SAR (Segmentación Y Reensamblaje) para la conexión con los circuitos ATM en la unidad enchufable en cuestión. Otro de los problemas es que la transmisión tanto del tráfico de abonado como del tráfico de mensajes a través de las mismas líneas resulta difícil de gestionar.
El objetivo de la invención es dar a conocer un tipo nuevo de sistema y método que eliminará los problemas a los que se ha hecho referencia anteriormente. Uno de los objetivos específicos de la invención es dar a conocer un sistema y un método flexibles y óptimos para la transmisión de tráfico de mensajes en sistemas de telecomunicaciones por conmutación de paquetes.
Breve descripción de la invención
En la presente invención, el tráfico de mensajes interno en un elemento de red se transmite entre las unidades de ordenador de la parte de conexión cruzada del elemento de red y/o las unidades de ordenador de la parte de control en un sistema de telecomunicaciones por conmutación de paquetes, comprendiendo dicho sistema un elemento de red, el cual comprende a su vez una parte de conexión cruzada que comprende por lo menos una unidad de ordenador. En este contexto, la expresión "elemento de red" significa, por ejemplo, un centro de conmutación telefónica implementado utilizando la técnica ATM. Adicionalmente, el elemento de red comprende una parte de control la cual comprende por lo menos una unidad de ordenador. Según la invención, el sistema comprende en la parte de conexión cruzada por lo menos una unidad de ordenador cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red. Adicionalmente, esta unidad de ordenador de la parte de conexión cruzada está dispuesta en una unidad enchufable que no sea la unidad enchufable en la cual está dispuesto el punto terminal más cercano de la conexión cruzada usada por dicha unidad de ordenador para la transmisión del tráfico de mensajes. En la práctica, tanto la parte de conexión cruzada como la parte de control están dispuestas con frecuencia en varias unidades enchufables. De este modo, la invención permite una situación en la que la unidad de ordenador de la parte de conexión cruzada y el punto terminal más cercano de la conexión cruzada usada, antes mencionados, están en diferentes unidades enchufables. Ya se tiene conocimiento previo de la comunicación directa entre unidades de ordenador en la misma unidad enchufable.
En una de las formas de realización de la invención, el sistema comprende por lo menos una unidad de ordenador de la parte de control cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red.
En una de las formas de realización de la invención, las funciones de la parte de control se distribuyen entre las unidades enchufables de la parte de conexión cruzada. También en este caso, se puede considerar que la comunicación realizada por la parte de conexión cruzada se implementa tal como se ha descrito anteriormente.
En una de las formas de realización de la invención, el sistema de telecomunicaciones es un sistema de comunicaciones basado en la técnica ATM (Modo de Transferencia Asíncrono, ATM).
En una de las formas de realización de la invención, la parte de conexión cruzada comprende uno o más conjuntos de ordenador, comprendiendo cada uno de ellos un par de circuitos SAR-PHY (Segmentación Y Reensamblaje, SAR; Capa Física, PHY) y una unidad de ordenador. El circuito SAR es un circuito el cual realiza por lo menos algunas de las funciones definidas para la subcapa SAR comprendida en el modelo de protocolo ATM, comprendiendo dichas funciones, por ejemplo, la segmentación de datos de usuario provenientes de una capa superior en segmentos que, cuando se transfieren a una capa inferior, encajan en los campos de la carga útil de celdas ATM sucesivas. Adicionalmente, estas funciones incluyen el reensamblaje de datos segmentados provenientes de capas inferiores para su transferencia a capas superiores.
De forma similar, el circuito PHY (circuito de capa física) es un circuito el cual realiza por lo menos algunas de las funciones definidas para la capa física, incluyendo, por ejemplo, funciones a nivel de bit específicas del sistema de transferencia y ocupándose de la adaptación de las celdas a cada sistema de transferencia así como de la definición de celdas, las comprobaciones de errores en encabezamientos de las celdas y el ajuste de la velocidad de las celdas. El par de circuitos SAR-PHY consta de un circuito SAR y un circuito PHY.
En una de las formas de realización de la invención, la parte de conexión cruzada comprende una o más unidades LIU (Unidad de Interfaz de Línea, LIU), cada una de las cuales comprende una unidad de ordenador, un par de circuitos SAR-PHY, un circuito PHY y un circuito ATM (circuito de capa ATM). La unidad LIU es, por ejemplo, una tarjeta de línea provista de una pluralidad de interfaces de menor velocidad, tales como, por ejemplo, las interfaces T1, J1 y/o J2 de la técnica anterior. Naturalmente, las interfaces también pueden ser de algún tipo de una velocidad superior, tales como, por ejemplo, las interfaces STM-1 o E1 de la técnica anterior, aunque en la presente solicitud puede que dichas interfaces no permitan la mejor utilización posible de la capacidad. El circuito ATM es nuevamente un circuito el cual realiza por lo menos algunas de las funciones definidas para la capa ATM, incluyendo, por ejemplo, el multiplexado y la conexión de celdas, el suministro de conexiones virtuales entre puntos terminales y el mantenimiento de un nivel acordado de calidad de servicio (QOS).
En una de las formas de realización de la invención, la parte de conexión cruzada comprende un entramado de conmutación ATM (ASF), el cual comprende una unidad de ordenador, un par de circuitos SAR-PHY y un circuito ATM. Tal como indica su nombre, el entramado de conmutación ATM se ocupa de las funciones de conmutación.
En comparación con la técnica anterior, la presente invención presenta la ventaja de que no depende de las propiedades específicas del circuito, tales como, por ejemplo, las propiedades de los circuitos ATM. Como los circuitos SAR, por ejemplo, en el caso del ATM, no están conectados directamente a ningún circuito ATM, no existe la necesidad de adaptarlos según las propiedades individuales de los circuitos ATM. De este modo, la invención posibilita el uso de interfaces ATM universales convencionales. Según la invención, cada conjunto de ordenador (o unidad de ordenador) puede enviar mensajes simultáneamente a diferentes unidades de ordenador. Por consiguiente, se alcanzan también las mismas ventajas en el caso de otros sistemas por conmutación de paquetes, tales como, por ejemplo, el sistema de Retransmisión de Tramas. Otra de las ventajas de la invención es una buena escalabilidad.
Listado de ilustraciones
A continuación se describirá detalladamente la invención con la ayuda de unos pocos ejemplos de sus formas de realización haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales
la Fig. 1 presenta un sistema de la técnica anterior;
la Fig. 2 presenta un sistema de la técnica anterior;
la Fig. 3 presenta un sistema de la técnica anterior;
la Fig. 4 presenta un diagrama de bloques que representa un sistema según la invención;
la Fig. 5 presenta un diagrama de bloques que representa un sistema según la invención, implementado con el uso de la técnica ATM; y
la Fig. 6 presenta un diagrama de flujo que representa un método según la invención.
Descripción detallada de la invención
La Fig. 4 presenta un ejemplo que muestra los componentes de un sistema según la invención. El sistema comprende un elemento de red 1, el cual comprende una parte de conexión cruzada 11, la cual comprende por lo menos una unidad de ordenador C_{r}. Adicionalmente, el elemento de red 1 comprende una parte de control 12, la cual comprende por lo menos una unidad de ordenador C_{k}. Según la invención, el sistema comprende por lo menos una unidad de ordenador C_{r} en la parte de conexión cruzada 11 cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red 1. Esta unidad de ordenador C_{r} de la parte de conexión cruzada está dispuesta en una unidad enchufable diferente a la del punto terminal más cercano de la conexión cruzada usada por ella para el tráfico de mensajes. En la práctica, con frecuencia tanto la parte de conexión cruzada como la parte de control están dispuestas en varias unidades enchufables (no mostradas en la figura). De este modo, la invención permite una situación en la que la unidad de ordenador C_{k} de la parte de conexión cruzada en cuestión y el punto terminal más cercano de la conexión cruzada usada están dispuestos en diferentes unidades enchufables. En la Fig. 4 se presenta un ejemplo en el cual los puntos terminales de una conexión cruzada que está siendo usada se indican mediante la referencia "X", siendo naturalmente el punto terminal más cercano aquel punto terminal que está más cerca de dicha unidad de ordenador C_{r} de la parte de conexión cruzada. En uno de los casos preferidos, el tráfico de mensajes de todas las unidades de ordenador C_{r} de la parte de conexión cruzada 11 se transmite según la manera antes descrita, aunque esta opción no es en absoluto necesaria.
La Fig. 5 presenta un ejemplo de un sistema según la invención, implementado usando componentes basados en el ATM. No obstante, el sistema de la invención no se limita en modo alguno a la técnica ATM; por el contrario, se puede aplicar a cualquier otro sistema de conmutación de paquetes, tal como, por ejemplo, sistemas basados en la técnica de Retransmisión de Tramas. La implementación presentada en la Fig. 5 es solamente un ejemplo de cómo se puede implementar el sistema de la invención usando la técnica ATM. Existen también muchas otras posibilidades de implementar el sistema de la invención usando el ATM. El sistema comprende un elemento de red 2, el cual comprende una parte de conexión cruzada 21 y una parte de control 22. La parte de control 22 comprende una serie de conjuntos de ordenador CU, cada uno de los cuales comprende un par de circuitos SAR-PHY P/S y una unidad de ordenador C. Las funciones de los conjuntos de ordenador CU pueden incluir, por ejemplo, el control del entramado de conmutación, la gestión de la señalización y monitorización de los lados de entrada y salida, la recogida de datos de facturación específicos de cada llamada, la recogida de estadísticas y/o la ejecución de mediciones del tráfico. En la práctica, el conjunto de ordenador CU puede ser, por ejemplo, una unidad de operaciones y mantenimiento (OMU). La parte de conexión cruzada 21 comprende una o más unidades LIU y un entramado de conmutación ATM ASF. Cada unidad LIU comprende una unidad de ordenador C, un par de circuitos SAR-PHY S/P, un circuito PHY P y un circuito ATM A. El entramado de conmutación ATM ASF comprende a su vez una unidad de ordenador C, un par de circuitos SAR_PHY S/P y un circuito ATM A. De este modo, el par de circuitos SAR-PHY y el conductor forman conjuntamente una interfaz ATM universal.
De este modo, en el sistema de la invención, se usa por ejemplo un conmutador ATM para realizar las conexiones para el tráfico de mensajes entre los conjuntos de ordenador y las unidades de ordenador de las unidades enchufables. No obstante, las conexiones del tráfico de mensajes son simplemente conexiones cruzadas normales como las que se realizan también para el tráfico de abonado. Por esta razón, el funcionamiento del sistema de la invención es totalmente independiente de las propiedades de los circuitos ATM, ya que los circuitos SAR no están conectados directamente a ningún circuito ATM.
La Fig. 6 presenta un diagrama de flujo que representa un método según la invención. En la etapa 31, se establece una conexión cruzada universal. En la etapa 32, se transmite tráfico de mensajes desde una unidad de ordenador emisora, estando dispuesta la unidad de ordenador de la parte de conexión cruzada en cuestión en una unidad enchufable diferente a la del punto terminal más cercano de la conexión cruzada que se está usando para el tráfico de mensajes. A continuación, en la etapa 33, se transmite el tráfico de mensajes a la unidad de ordenador receptora. Finalmente, en la etapa 34, se desconecta la conexión cruzada.
La invención no se limita a los ejemplos de sus formas de realización descritos anteriormente; por el contrario, son posibles muchas variaciones dentro del alcance de la idea de la invención definido en las reivindicaciones.

Claims (10)

1. Sistema para la transmisión de tráfico de mensajes en un sistema de telecomunicaciones por conmutación de paquetes, comprendiendo dicho sistema:
un elemento de red (1), el cual comprende una parte de conexión cruzada (11) y una parte de control (12), comprendiendo dicha parte de conexión cruzada (11) por lo menos una unidad de ordenador (C_{r}), y comprendiendo dicha parte de control (12) por lo menos una unidad de ordenador (C_{k}), y
unos medios (1) para la transmisión de tráfico de mensajes interno en el elemento de red (1) entre las unidades de ordenador (C_{r}, C_{k}),
caracterizado porque el sistema comprende además:
por lo menos una unidad de ordenador (C_{r}) en la parte de conexión cruzada (11) cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red (1), estando dispuesta dicha unidad de ordenador (C_{r}) de la parte de conexión cruzada (11) en una unidad enchufable diferente a la del punto terminal más cercano de la conexión cruzada que se está usando para el tráfico de mensajes.
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema comprende además:
por lo menos una unidad de ordenador (C_{k}) en la parte de control (12) cuyo tráfico de mensajes se transmite utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red (1).
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el sistema de telecomunicaciones se ha implementado usando componentes basados en el ATM.
4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque la parte de control (22) comprende además:
una serie de unidades de ordenador (CU), cada una de las cuales comprende un par de circuitos SAR-PHY (P/S) y una unidad de ordenador (C).
5. Sistema según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la parte de conexión cruzada (21) comprende además:
una serie de unidades LIU (LIU), cada una de las cuales comprende una unidad de ordenador (C), un par de circuitos SAR-PHY (S/P), un circuito PHY (P) y un circuito ATM (A).
6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la parte de conexión cruzada (21) comprende además:
un entramado de conmutación ATM (ASF), el cual comprende una unidad de ordenador (C), un par de circuitos SAR-PHY (S/P) y un circuito ATM (A).
7. Método para la transmisión de tráfico de mensajes en un sistema de telecomunicaciones por conmutación de paquetes, comprendiendo dicho método las siguientes etapas:
se transmite tráfico de mensajes interno en el elemento de red entre las unidades de ordenador de la parte de conexión cruzada y las unidades de ordenador de la parte de control de dicho elemento,
caracterizado porque el método comprende además las siguientes etapas:
se transmite el tráfico de mensajes de por lo menos una unidad de ordenador en la parte de conexión cruzada:
estableciendo una conexión cruzada universal entre la unidad de ordenador emisora y la unidad de ordenador receptora,
transmitiendo el tráfico de mensajes desde la unidad de ordenador emisora, estando dispuesta dicha unidad de ordenador en cuestión en una unidad enchufable diferente a la del punto terminal más cercano de la conexión cruzada que se está usando para el tráfico de mensajes,
transmitiendo el tráfico de mensajes a la unidad de ordenador receptora, y
desconectando la conexión cruzada.
8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque el método comprende además la siguiente etapa:
se transmite el tráfico de mensajes de por lo menos una unidad de ordenador de la parte de control utilizando las conexiones cruzadas universales producidas por el propio elemento de red.
9. Método según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el método comprende además la siguiente etapa:
se distribuyen las funciones de la parte de control entre las unidades enchufables de la parte de conexión cruzada.
10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque el método comprende además la siguiente etapa:
se transmite tráfico de mensajes en un sistema de telecomunicaciones ATM.
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