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