ES2308858T3 - Mecanismo y metodo para asignar dinamicamente conexiones atm entre centrales. - Google Patents

Abstract

Un sistema de comunicaciones que comprende: una central maestra (20) de conmutación de circuitos y una central (30) esclava; donde la central maestra (20) está acoplada a la central esclava (30) mediante una parte de usuario RDSI, ISUP, enlaces dinámicos (25) que emplean protocolos de señalización ISUP, de modo que la central maestra (20) está adaptado para controlar la central esclava (30) por medio de protocolos de señalización ISUP, una primera unidad interfuncional, IWU, (40) acoplada a dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada de dicha central maestra (20) a través de una primera conexión física (26). una segunda IWU (50) acoplada a dicha central esclava (30) a través de una segunda conexión física (36); estando adaptados dichas primera y segunda IWUs (40, 50) para funcionar como plataformas de conmutación ATM para proporcionar conexiones ATM (45) asignadas dinámicamente entre las IWUs (40, 50), donde la central maestra (20) está adaptada para controlar la combinación de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada en grupos; para controlar a través de un enlace (24) de control a la primera unidad (40) interfuncional que forma un enlace troncal dinámico a la segunda IWU (50) a través de las conexiones ATM (45) con base en las necesidades de tráfico actuales; y para asignar (60, 62) un grupo de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada al enlace troncal dinámico.

Description

Mecanismo y método para asignar dinámicamente conexiones ATM entre centrales.

Campo de la invención

La presente invención se enmarca en el campo de la transmisión de voz mediante modo de transferencia asíncrono (ATM), y específicamente a la transmisión de voz a través de aplicaciones ATM que terminan en señalización de línea troncal.

Antecedentes de la invención

El modo de transferencia asíncrono, comúnmente abreviado como ATM, es un servicio de transporte orientado a la conexión y basado en celdas diseñado para llevar a cabo una gran variedad de aplicaciones, incluyendo transmisión de voz e imágenes de vídeo, así como datos binarios de ordenadores, a través de una única red conmutada distribuida. El ATM es adecuado para el tráfico sincronizado de datos en tiempo real requerido por muchas aplicaciones multimedia. La capa física ATM puede tomar muchas formas, incluyendo fibra óptica, cobre de alta velocidad o cable coaxial de alta velocidad. Se puede utilizar virtualmente cualquier medio físico que soporte una velocidad de transmisión mayor de T1 (1,5 Mbps).

Como el ATM es fundamentalmente una tecnología orientada a la conexión, se debe establecer una conexión entre los nodos de envío y recepción antes de transferir los datos. Esto contrasta con los estándares sin conexión, como Ethernet o Frame relay, donde los nodos envían datos basándose en la dirección del paquete de datos. Un segundo aspecto de ATM, en contraste con otras tecnologías de conmutación, es que ATM es un diseño basado en celdas. Típicamente, una red ATM consiste en celdas de una longitud fijada de 53 bytes. La celda comprende una cabecera de cinco bytes y una carga útil de 48 bytes. Una celda contiene los datos de transmisión de imágenes, vídeo y voz. Acoplada a la velocidad de transmisión típica de 155 Mbps por segundo y 622 Mbps, proporciona la capacidad para construir un sistema de conmutación de alto rendimiento para redes públicas y privadas.

En una red ATM, un sistema de extremo solicita una conexión a otro punto de extremo transmitiendo una señal a través de la interfaz de usuario de la red (UNI) a la red. Esta solicitud pasa a una entidad de señalización en la red, que la pasa a través de la red hasta un destino. Si el destino está de acuerdo en formar una conexión, se establece un circuito virtual a través de la red ATM entre los dos sistemas de extremo. Se define un mapeado entre el identificador de camino virtual (VPI)/identificador de circuito virtual (VCI) en ambos extremos del UNI y entre el enlace de entrada apropiado y el correspondiente enlace de salida de todos los conmutadores intermedios.

La capa de adaptación ATM (AAL) proporciona los cimientos que dan al ATM la capacidad de ser independiente del servicio, ya que ATM no está restringido o limitado a un tipo de tráfico específico. Dentro de AAL hay diferentes tipos de capas diseñadas específicamente para diferentes tipos de tráfico. Por ejemplo, AAL1 gestiona tráfico codificado de voz, vídeo y otros tipos de estructuras de datos similares. En general, se definen estos AALs como específicos de los servicios a los que dan soporte que, a su vez, están basados en tres características de transmisión básicas: la relación de tiempos entre el origen y el destino, la velocidad de transmisión de bits (constante, disponible, o variable), y el modo de conexión (orientado a conexión o no orientado a conexión). Estos servicios AAL se clasifican además en cuatro clases definidas por la unión internacional de telecomunicaciones (ITU). Entre estas clases se encuentran los diferentes tipos de servicios de red.

A medida que se utilizan más aplicaciones de vídeo y voz, como formación de imágenes y multimedia, en una variedad de lugares, continuará creciendo la necesidad de múltiples tecnologías de alta velocidad. Actualmente, existe una demanda creciente de transmisión de voz y vídeo a través de ATM en áreas como la tele-medicina, la distribución de vídeo y el aprendizaje a distancia. Una característica que ayudaría a estrechar el hueco entre las redes ATM y tales aplicaciones es la capacidad para asignar dinámicamente una conexión ATM o "línea troncal" a demanda. El problema con la asignación dinámica de líneas troncales, sin embargo, es que requiere implementaciones específicas y propietarias a ambos extremos de la conexión. Esta dependencia de implementaciones propietarias hace que el enlace dinámico sea una función difícil o imposible de implementar en la mayoría de los casos.

Otro problema asociado con la asignación dinámica de líneas troncales es que el hardware y las conexiones de centrales de llamadas son frecuentemente estáticos o dedicados a destinos particulares y específicos. El uso de conexiones dedicadas limita la asignación en las áreas donde existen necesidades de tráfico, al reducir el número de configuraciones de centrales en la red. Para acomodar otros destinos, se debe añadir nuevo hardware al sistema, o bien el hardware existente debe ser re-diseñado, incrementando así los costes y complejidad de la red. Sería ventajoso un modo de utilizar el mismo hardware de conmutación para su uso en destinos donde aumenta el tráfico.

WO 98 2884 A, de Holler et al, describe una red ATM que proporciona servicios de telefonía basados de forma transparente en banda estrecha y servicios de valor añadido, sin requerir conmutación ATM. Cuando una llamada entra en la red ATM, en primer lugar tiene que encontrase el puerto de salida de la red ATM, entonces la dirección de ese puerto se devuelve al puerto de entrada, y a continuación el ATM conmuta la conexión directamente a través de la red ATM.

Compendio de la invención

La presente invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 8, resp. Las realizaciones preferidas se especifican en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención proporciona un sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicación 1 para asignar dinámicamente conexiones ATM entre centrales que reduce los costes de hardware y mantenimiento de una red, al optimizar el uso de la capacidad de ancho de banda disponible para transportar datos de voz entre una plataforma de conmutación de circuitos y una unidad interfuncional. La invención proporciona un medio para combinar todos los dispositivos en un nodo y hacer que estén disponibles para el tráfico a cualquier destino. La combinación de los dispositivos se consigue en grupos de dispositivos que forman las llamadas "líneas troncales", de forma que no se selecciona el propio dispositivo individual, sino que se selecciona la línea troncal que maneja el dispositivo.

El sistema incluye un controlador de central maestra acoplado a una primera central esclava con un enlace de señalización ISUP que se extiende desde el controlador de central maestra hasta la central esclava. El controlador de central maestra está configurado para establecer un camino de señal a la central esclava a través de una o más unidades interfuncionales (IWUs) acopladas entre sí a través de una conexión ATM. Un enlace de control acopla la central maestra a una primera IWU y se establece una primera conexión física con la primera conexión IWU, proporcionando un camino de señal a la conexión ATM. Una segunda IWU en el extremo lejano de la conexión ATM está igualmente físicamente conectado con la central esclava. Una vez que las conexiones físicas entre las IWUs se han establecido, se pueden liberar y asignar según las necesidades para acomodar las necesidades de tráfico de la red. Las centrales esclavas pueden emplear protocolos de señalización ISUP estándar, mientras que las comunicaciones con las IWUs pueden emplear emulación de circuitos de acuerdo con la capa 1 de adaptación ATM (AAL1).

La presente invención también define en la reivindicación 8 un procedimiento para asignar dinámicamente conexiones ATM en un sistema de comunicaciones. El procedimiento comprende las operaciones de determinar las necesidades de tráfico de la red y preferiblemente señalizar una central esclava para determinar la capacidad para manejar el tráfico. A continuación, se establece una conexión ATM con el número de dispositivos de conexión de llamada necesarios para acomodar las necesidades de tráfico de la red. Se utilizan protocolos de señalización ISUP estándar para señalizar las centrales esclavas. Se establece una conexión física entre una IWU y una central maestra en la red. A continuación, se establece una conexión ATM con otras IWUs en la red y una IWU en el extremo lejano de la conexión se conecta físicamente con la central esclava.

Breve descripción de los dibujos

Otros aspectos de la invención, incluyendo realizaciones específicas, se comprenden haciendo referencia a la siguiente descripción detallada, tomada en conjunto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una red de señalización de voz que emplea asignación dinámica de línea troncal de acuerdo con una realización;

La Figura 2 es un esquema nodal de la característica de dispositivos combinados de la asignación dinámica de línea troncal de acuerdo con una realización; y

La Figura 3 es un diagrama de flujo de proceso de un procedimiento para establecer una conexión ATM entre centrales en una red.

Las referencias en la descripción detallada hacen referencia a los números y símbolos correspondientes de las figuras, a no ser que se indique lo contrario.

Descripción detallada de la realización preferida

La presente invención proporciona un mecanismo para asignar dinámicamente líneas troncales mediante el establecimiento de una conexión física a través de unidades interfuncionales empleando emulación de circuitos de acuerdo con la capa 1 de adaptación ATM. En esencia, el lado del maestro controla la conexión ATM con señalización propietaria y el esclavo con señalización de enlace troncal normal. Se establecen conexiones ATM entre nodos para acomodar las necesidades de tráfico de la red y se pueden liberar una vez dejan de ser necesarias. Una única central maestra puede soportar un gran número de centrales esclavas.

Haciendo ahora referencia a la Figura 1, en ella se muestra un diagrama de bloques de una red 10 que emplea asignación dinámica de líneas troncales de acuerdo con una realización. En general, la red 10 incluye una central o conmutador maestro 20 y una central o conmutador esclavo 30, que se comunican entre sí a través de una pluralidad de líneas troncales virtuales 25. Típicamente, los enlaces de señalización emplean protocolos de señalización RDSI estándar de usuario (ISUP), formando líneas troncales ISUP que están disponibles para la asignación dependiendo de las necesidades actuales de tráfico de voz de la red 10.

Se puede pensar que el conmutador maestro 20 proporciona una plataforma de conmutación de circuitos para enrutar llamadas a una o más unidades centrales esclavas en la red 10, como el conmutador esclavo 30. Una llamada puede entrar en el conmutador maestro 20 a través de una o más conexiones (no mostradas), como una conexión E1/T1 o una que llega a través de la Red Telefónica Pública Conmutada (PSTN). El conmutador maestro 20 está acoplado a una unidad interfuncional (IWU) 40 a través de una o más tarjetas de línea, tarjetas de línea troncal u otro dispositivo de equipamiento de conexión de llamadas similar capaz de establecer una conexión física 26 entre el conmutador maestro 20 y la IWU 40. El elemento 22 del conmutador maestro 20 es representativo del equipamiento de conexión de llamadas.

La IWU 40 está acoplada a una segunda IWU 50 a través de la red ATM 46 que proporciona una conexión física entre al menos dos nodos ATM: un nodo de transmisión y un nodo de recepción. Como se muestra en la figura 1, la IWU 40 y la IWU 50 forman los nodos de transmisión y recepción de la porción ATM de la red 10.

De acuerdo con una realización, la conexión física 45 entre la IWU 40 y la IWU 50 emplea emulación de circuitos de acuerdo con la capa 1 de adaptación ATM (AAL1). Se puede emplear AAL2 para otros servicios y tipos de datos. El establecimiento de la conexión ATM 45 se configura a través del enlace 24 de control, que proporciona un medio para establecer y liberar conexiones ATM, verificar conexiones en el reinicio y derivar información indicativa del estado, así como otras funciones de control de conexiones. El enlace 24 de control puede ser Ethernet u otro protocolo. La conexión ATM 45 proporciona una ruta al conmutador esclavo 30 empleando las conexiones físicas 26, 36 y la conexión ATM 45.

Una ventaja de la invención es que permite que el conmutador maestro 20 controle la asignación y des-asignación del equipamiento 22 de conexión de llamada. El hecho de que el lado del maestro 20 de la red 10 controle la conexión ATM 45 permite que se consiga asignación dinámica de enlaces troncales, al mismo tiempo que se reducen los costes de hardware y mantenimiento asociados a reconfigurar el equipamiento 22 de conexión de llamada para un nuevo destino.

Con referencia a la Figura 2, en ella se muestra un diagrama nodal que ilustra los dispositivos combinados de asignación dinámica de enlaces troncales de la presente invención. El conmutador maestro 20 y la IWU 40 están acoplados a través de uno o más enlaces troncales 60 y 62, que se asignan en función de las necesidades de tráfico de la red 10. Esencialmente, la IWU proporciona una plataforma de conmutación ATM que se puede utilizar para proporcionar conexiones ATM entre la central maestra 20 y una central esclava 30 correspondiente en la red 10 en función del destino de los datos. Esto se consigue combinando todos los dispositivos en el nodo y permitiendo que estén disponibles para el tráfico a cualquier destino. La combinación de dispositivos se realiza en grupos de dispositivos que, a su vez, forman los enlaces troncales 60 y 62. Esto significa que, cuando se selecciona un dispositivo individual en el conmutador maestro 20, se selecciona también el enlace troncal que contiene el dispositivo.

Como se muestra en la figura 2, una ruta 70 comprende un grupo de dispositivos virtuales que se pueden agrupar juntos para formar un grupo 72 de dispositivos virtuales. Por tanto, la ruta 70 constituye un grupo de dispositivos virtuales que inicialmente no están relacionados con ningún circuito ni dispositivo combinado. El número de dispositivos virtuales de una ruta 70, sin embargo, es dependiente de la granularidad de un enlace troncal particular, 60 ó 62, y está relacionado con muchos otros dispositivos de un enlace troncal, 60 ó 62. Mientras que sólo se muestran dos enlaces troncales, 60 y 62, se contempla que estaría disponible una pluralidad de enlaces troncales para la asignación entre cualquier lado maestro y las correspondientes IWUs de una red. La ruta 70 puede soportar una estructura de enlaces troncales proporcionando grupos de dispositivos virtuales que se pueden conectar a dispositivos combinados de asignación dinámica de enlaces troncales cuando se ponen en servicio.

Se pueden establecer uno o más canales 80 virtuales entre dos nodos de plataforma de conmutación ATM cualesquiera en la red 10. Un canal 80 virtual es esencialmente una conexión de transferencia de datos AAL1 entre dos nodos. Al agrupar los dispositivos combinados en varios enlaces troncales, se puede seleccionar cualquier enlace troncal 60 ó 62 libre y establecer a demanda a cualquier grupo 72 de dispositivos virtuales y cualquier ruta en un momento dado.

Un enlace troncal, 60 ó 62, se puede reservar manualmente por el operador que establece la provisión de enlaces troncales y/o bien enlaces troncales dinámicos fijos de acuerdo con varias realizaciones. Además, se puede hacer provisión de un enlace troncal por medio de cargas de tráfico altas que se establecen a través de enlaces troncales dinámicos conmutados. El dispositivo 74 combinado se puede ver como un mecanismo de transporte sólo mientras se almacenan datos de dispositivos en el dispositivo 70 virtual. La interfaz entre el conmutador maestro 20 y la IWU 40 puede ser una interfaz E1/T1 a través de enlaces E1/T1 o multiplexada a través de enlaces STM-1/SONET.

El conmutador maestro 20 puede controlar la central esclava 30 externo mediante protocolos de señalización ISUP estándar. La conexión 45 física entre los nodos IWU 40 y 50 puede emplear cualquier emulación de circuito de acuerdo con AAL1. El conmutador maestro 20 controla las conexiones ATM utilizando procedimientos de conexión virtual permanente SOFT, como se especifica en las Especificaciones de Interfaz de Red - Red Privada, del Fórum ATM, y el lado del esclavo 30 utilizando señalización de enlace troncal normal con señales de bloqueo y desbloqueo. Se establece una conexión ATM 45 particular entre los nodos 40 y 50 según la necesidad en función de las situaciones del tráfico. De este modo, una central maestra 20 puede soportar un gran número de centrales esclavas.

Con referencia a la Figura 3, en ella se muestra un diagrama de flujo del proceso para un procedimiento 100 para asignar dinámicamente equipamiento de conexión de llamada y conexiones ATM entre nodos de una red. El procedimiento 100 comienza en la operación 110, donde el conmutador maestro 20 determina si se necesita una nueva conexión, si no se necesita una nueva conexión, el flujo del proceso se dirige hacia la operación 112, donde se mantiene el estado actual de conexión de la red 10. En caso contrario, el flujo del proceso se dirige a la operación 114, donde el conmutador maestro 20 busca cualquier recurso disponible para dirigir datos a una ubicación específica de la red 10.

Si hay un recurso disponible en la operación 116, entonces el conmutador maestro 20 señaliza la correspondiente IWU en la operación 118. En caso contrario, la red 10 está en un estado de congestión y no se puede establecer ninguna otra conexión en ese momento. El estado de congestión 118 provoca que el conmutador maestro 20 espere, operación 120, hasta que haya un recurso de hardware disponible en la operación 114.

Si hay un recurso de hardware (es decir, equipamiento 22 y/o conexión 26) disponible para establecer la llamada, entonces el conmutador maestro 20 señaliza la IWU correspondiente a un destino específico, operación 118, y se establece una conexión ATM 45 con una IWU 50 de extremo lejano asociada al conmutador esclavo 30 en la operación 120. A continuación, la IWU 50 de extremo lejano señaliza al conmutador esclavo 30 en el punto de destino que complete la conexión en la operación 122.

El proceso 100 ha sido descrito con relación a un único conmutador maestro 20 que señaliza a un único conmutador esclavo 30. Se debe entender, sin embargo, que en aplicaciones más generales el conmutador maestro 20 puede controlar una pluralidad de centrales de conmutación de llamada y asignar dinámicamente conexiones ATM a dichas centrales de un modo similar. Los recursos de hardware y mecanismos de control ilustrados en la figura 2 se pueden aplicar en el contexto general donde un único maestro controla varios conmutadores esclavos en una red. Al agrupar un conjunto de dispositivos virtuales en un conjunto de dispositivos combinados en el conmutador maestro 20, se pueden ajustar los niveles de tráfico de la red 10 y se pueden asignar enlaces troncales para acomodar las necesidades de tráfico del momento.

Aunque la invención se ha descrito con respecto a una realización preferida específica, para el experto en la materia serán evidentes variaciones y modificaciones a partir de esta descripción. Por tanto, se pretende que las reivindicaciones adjuntas se interpreten lo más ampliamente posible en vista de la técnica anterior para incluir tales variaciones y modificaciones.

Claims (8)

1. Un sistema de comunicaciones que comprende:

una central maestra (20) de conmutación de circuitos y una central (30) esclava;

donde la central maestra (20) está acoplada a la central esclava (30) mediante una parte de usuario RDSI, ISUP, enlaces dinámicos (25) que emplean protocolos de señalización ISUP, de modo que la central maestra (20) está adaptado para controlar la central esclava (30) por medio de protocolos de señalización ISUP,

una primera unidad interfuncional, IWU, (40) acoplada a dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada de dicha central maestra (20) a través de una primera conexión física (26).

una segunda IWU (50) acoplada a dicha central esclava (30) a través de una segunda conexión física (36);

estando adaptados dichas primera y segunda IWUs (40, 50) para funcionar como plataformas de conmutación ATM para proporcionar conexiones ATM (45) asignadas dinámicamente entre las IWUs (40, 50),

donde la central maestra (20) está adaptada

para controlar la combinación de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada en grupos;

para controlar a través de un enlace (24) de control a la primera unidad (40) interfuncional que forma un enlace troncal dinámico a la segunda IWU (50) a través de las conexiones ATM (45) con base en las necesidades de tráfico actuales; y

para asignar (60, 62) un grupo de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada al enlace troncal dinámico.

2. El sistema de comunicación de acuerdo con la reivindicación 1, donde dichas conexiones ATM (45) están adaptadas para utilizar Emulación de Circuito para formar una ruta de señal entre dicha primera IWU (40) y dicha segunda IWU (50).

3. El sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicación 1, donde las conexiones físicas (36) entre la segunda IWU (50) y la central esclava (30) están adaptadas para utilizar Emulación de circuitos de acuerdo con la Capa 1 de Adaptación ATM.

4. El sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicación 1, donde las conexiones físicas (36) entre la segunda IWU (50) y la central esclava (30) están adaptadas para utilizar Emulación de Circuitos de acuerdo con la Capa 2 de Adaptación ATM.

5. El sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicación 1, donde la central maestra está adaptada para utilizar un protocolo de señalización circuito virtual permanente SOFT, PVC, para establecer conexiones ATM (45) entre dichas primera y segunda IWUs (40, 50).

6. El sistema de comunicaciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde dicho enlace (24) de control es una conexión de protocolo Ethernet.

7. El sistema de comunicaciones de acuerdo con la reivindicación 6, donde dicha central maestra (20) está adaptado para utilizar dicho enlace (24) de control para verificar las conexiones al reiniciar y derivar información acerca de indicaciones de estado.

8. Un procedimiento para asignar dinámicamente conexiones por modo de transferencia asíncrono (ATM) entre una central maestra (20) de conmutación de circuitos y una central esclava (30) en un sistema de comunicaciones, que además comprende una primera unidad interfuncional, IWU,(40) acoplada dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada de dicha central maestra (20) a través de una primera conexión (26) física, y una segunda IWU (50) acoplada a dicha central esclava (30) a través de una segunda conexión (36) física;

comprendiendo el procedimiento las operaciones de

controlar, por parte de la central maestra (20), la central esclava (30) mediante una parte de usuario RDSI, ISUP, enlaces dinámicos (25) que emplean protocolos de señalización ISUP;

funcionando dichas primera y segunda IWUs (40, 50) como plataformas de conmutación ATM que proporcionan conexiones ATM (45) asignadas dinámicamente entre las IWUs (40, 50);

donde la central maestra (20)

controla la combinación de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamada en grupos;

controla a través de un enlace (24) de control a la primera unidad (40) interfuncional que forma un enlace troncal dinámico a la segunda IWU (50) a través de las conexiones ATM (45) con base en las necesidades actuales de tráfico; y

asigna (60, 62) un grupo de dichos dispositivos (22) de equipamiento de conexión de llamadas al enlace troncal dinámico.