JP2003511910A - 音声・データサービスを提供するシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(デジタル加入者回線)通信システムを用いて、音声及び/又はデータサービス
を提供するシステム及び方法に関する。
ロードバンドアクセスを要求する顧客が益々増加する。ブロードバンドアクセス
は、ケーブル、衛星、或いは、従来型の銅線、電話線のような多種多様な物理媒
体によって提供される。
るので、多数の技術革新は、既存の電話加入者設備の帯域を増大させることを提
案している。このような技術革新の一例は、たとえば、最大56kbpsの速度
で動作するモデムである。DSLサービスは、エンドユーザへサービスを提供す
るため、既存の銅製加入者回線を使用する。DSLの別の魅力は、同じ電話線ペ
アを用いて、高速データサービスと電話音声サービスの両方を提供できる点であ
る。
Lサービスは、電話局のDSLアクセス・マルチプレクサ(DSLAM)3を使
用して、通常の電話線2−1又は2−2によって届けられる。DSLを介してデ
ータサービスだけを受ける顧客の場合、サービスは、CPE設備4として図示さ
れるようなDSLモデム又はルーターを用いて顧客の建物側で終端処理される。
DSLデータ専用サービスを提供する従来のシステムの場合、POTS(一般電
話サービス)はDSLサービスと共存する。なぜならば、POTSシグナリング
はベースバンドに収容され、DSLは、顧客施設との間で往来する同一回線上で
、より高い周波数バンドに存在するからである。顧客施設側と電話局の両方で、
POTSスプリッタ15及び17は、POTS信号をデータ信号から分離するた
め機能する。図1に示されるように、POTS信号は電話局側で従来型の音声ネ
ットワーク14へ送られ、DSLデータはDSLAM 3へ送られる。
ービスによってDSLリンクの価値を高めることを試みた。このようなモデルの
場合、デジタル化された(そして、場合によっては、帯域効率のため圧縮された
)音声は、DSLリンクを介して、データと共に搬送される。音声及びデータの
統合サービスの場合、DSLサービスは、図1にCPE 5として示されるよう
な音声及びデータ統合アクセスを行なう装置によって終端処理される。このよう
な装置は、典型的に、データ用のイーサネット(登録商標)ポート6と、音声用
の多数のアナログPOTSポート、たとえば、ポート7−1及び7−2を具備す
る。
の顧客からのトラヒックを、高速リンク8を介してメトロポリタン若しくはリー
ジョナル・パケットネットワーク9へ配信する。データネットワークは、典型的
に、ATM(非同期転送モード)スイッチを含む。DSLAMによって使用され
るパケットプロトコルは、音声及びデータをサポートするため、ATM若しくは
フレーム・リレーのようなパケットプロトコルである。DSL顧客によって使用
される主要なデータサービスは、インターネット11へのアクセスであるため、
パケットネットワークは、典型的に、加入者管理システム12として知られるよ
うな装置を介して、インターネットへ接続される。イントラ/企業データネット
ワークへのコネクションは、たとえば、在宅勤務者を支援するため使用される。
。音声ゲートウェイ13は、パケットネットワークを公衆交換電話網(PSTN
)14へ接続する。デジタル音声ストリームは、音声ゲートウェイと顧客施設側
の統合アクセス装置との間でパケットネットワークを介した転送のため、パケッ
トフォーマットに変換される。音声ゲートウェイは、たとえば、クラス4若しく
はクラス5のスイッチのような電話スイッチを介してPSTNに繋がる。
トワークを表わすので、ゲートウェイと電話スイッチの間のコネクションは、典
型的に、GR−303、TR−008若しくはV5のようなデジタル・ループ・
キャリア・システム用の標準インタフェースを使用する。このクラスのシグナリ
ングは、インバンドシグナリングとして知られている。第2のクラスのシグナリ
ングは、よりインテリジェントなデジタル・ループ・キャリア又はエッジ装置と
通信するため利用される。このシグナリングスタックは、SS7として知られ、
アウトオブバンドシグナリング方式を表わす。SS7プロトコルスタックによる
エッジ装置の電話機へのコネクションは、インバンドシグナリングプロトコルの
クラスで使用される同期タイムスロットとは論理的に別個のリンクである。ここ
までは、DSLサービスを実現するための一般的なアーキテクチャを説明した。
音声サービスとデータサービスを、DSLによって統合する機器を導入している
。一例として、カリフォルニア州のCoppercom Communicat
ions Inc.は、DSLサービスを提供するDSLサービスプロバイダに
対し、機器を供給している。特に、この会社は、たとえば、図2に示されるよう
なCopperCompleteTM DSLアーキテクチャを提案した。
キテクチャは、ATMスイッチ22の後で音声ゲートウェイ21を使用する。音
声ゲートウェイ21は、クラス5スイッチ5を介して、パケット化音声トラヒッ
クをPSTN(公衆交換電話網)で受け入れ可能な音声信号に変換する付加的な
機器である。音声ゲートウェイ21は、入ってくるATMアダプテーション層2
(AAL2)セルを時分割多重化音声信号に変換し、多数のT1トランク24を
用いてクラス5スイッチ23へ時分割多重化音声信号を送信する。このインタフ
ェースは、たとえば、GR−303インタフェースであり、図1を参照して先に
説明したデジタル・ループ・キャリア(DLC)によって使用されるインタフェ
ースと同じである。
置する間に非リアルタイム的に構成されたパーマネント(固定)仮想サーキット
(PVC)(相手固定仮想回線とも呼ばれる)であると考えられる。このPVC
は、全ての音声トラヒックを、シグナリングトラヒックと共に搬送する。使用さ
れるパケットアーキテクチャは、ATMを包むためのATMアダプテーション層
2(AAL2)である。
ョンを許容する能力がある。多数のデータのストリームの多重化は、ATMアダ
プテーション層で行なわれる。ATMアダプテーションだけが、ATM網のエン
ドポイントで行なわれる。ATM網内のセルは、仮想パス(VP)/仮想チャネ
ル(VC)識別子に基づいて、経路決定され、交換される。固定仮想サーキット
(PVC)の場合、Coppercomアーキテクチャの場合と同様に、セルは
、CPEを設置するときに予め設定された同じ固定的な宛先へ交換される。
ためにATM網を使用しないが、音声ゲートウェイを使用する。したがって、個
々の音声セルを交換するためATM網の長所を利用することは困難である。その
理由は、既に説明したように、Coppercomアーキテクチャの場合、多数
の音声コールが、単一のATM仮想サーキット上でシグナリングデータと共に多
重化されるからである。ATMセルストリームの内容は、ATM網からは見えな
い。ATM網は、正しい宛先へ送信されていることを保証するため、ヘッダだけ
を検査する。コール割り当ては、シグナリングデータ及び音声データが音声ゲー
トウェイで逆多重化されるまで決定できない。
認識している。音声を搬送するためATM AAL2を使用することによって、
これらのアーキテクチャは、圧縮(該当する場合)、サイレンス抑制、可変長パ
ケット充填遅延設定に関して、エンドユーザ機器のコスト及び複雑さを著しく増
大する。その上、多数のデータのストリームを、CPE側の一つのATM仮想サ
ーキットで多重化する必要がある。さらに、これらのアーキテクチャは、コネク
ションの設定と解消を動的に行なえる能力に関して、ATM網(たとえば、AT
Mスイッチ)の直接的な長所を利用することを許容しないので、システムリソー
スの効率的な利用が妨げられる。
はなく、ATM AAL1を使用することによって、優れた解決法に到達した。
AAL1は、ATM網を介して音声を伝搬するための簡単な方法を提供し、また
、ATM網自体の内部におけるATM層でコネクションを動的に設定及び解除す
る能力を提供する。たとえば、文献:ITU−TI.363.1:B−ISDN
ATM Adaptation Layer Specification: T
ype 1 AALを参照せよ。
固定仮想サーキット(PVC)と、スイッチド仮想サーキット(SVC)の組み
合わせに基づく。PVCは、CPEからDSLAMのトランクポートへ設定され
る。SVCは、音声コネクションを設定し解除する目的のため、ATMスイッチ
に存在し得る動的コネクションである。各音声パスは、多数のATM仮想サーキ
ットを一つに多重化するのではなく、独立したATM仮想サーキットで搬送され
る。音声トラヒックは、AAL1を用いて搬送される。シグナリング情報は、音
声とは別に搬送され、ATMスイッチへ直接的に送られるのではなく、サービス
制御プロセッサへ向けて発送される。
された情報、及び、対象となるユーザを直接的に識別する。音声チャネル毎に別
個のATM仮想サーキットを使用することにより、(スイッチド仮想サーキット
を用いて)ATMスイッチ内のコネクションを設定及び解消することが可能にな
る。
から制御する。このアーキテクチャは、コネクションを動的に設定及び解消させ
えるATMスイッチの能力を利用することによって、ATMスイッチのパワーを
活用する。このアーキテクチャの場合、ATM網のATMアダプテーション層で
意思決定はなされず、データはVP/VCに基づいて正しい宛先へ送信される。
このコネクションは、ATM層で確立される。
下の通り構成される。コネクション要求が検出される。コネクション要求はデー
タセルの形にフォーマットされる。データセルは、サービス制御ポイントへ送信
される。サービス制御ポイントは、公衆交換網へのコネクションを利用できるか
どうかをリアルタイムで判定する。公衆交換網へのコネクションが利用できる場
合、要求されたコネクションは公衆交換網への仮想サーキット・コネクションと
して設定(セットアップ)される。
300は、電話局(CO)機器ドメイン31(以下では、ネットワーク制御シス
テムNCSと呼ばれることがある)と、顧客施設機器(CPE)ドメイン32と
を含む。システムドメイン内の構成要素(コンポーネント)ブロック、及び、夫
々のインタフェースは、 顧客施設機器(CPE)ユニット33−nと、 デジタル加入者回線アクセスマルチプレクサ(DSLAM)34と、 ATMスイッチ35と、 インターネットゲートウェイ36と、 サービス制御プロセッサ(SCP)37と である。
8−1乃至38−4と(POTSを介して)繋がる内部DSLモデムユニットと
、一つの10BaseT イーサネット(登録商標)コネクション39と、によ
り構成される。顧客のアナログ端では、CPE装置、たとえば、CPE33−1
は、各電話機38−1〜38−Nからアナログ入力を受け取り、アナログ入力を
デジタルデータに変換し、データをATMパケットの形にパッケージングし(A
TMによるPOTS)、各コネクションは、固有のVPI/VCIをもつ。VP
Iは、仮想パス識別子であり、VCIは、仮想チャネル識別子である。ATM網
は、VPI/VCIペアによって表わすことができるコネクション優先のネット
ワークである。VPIは、物理媒体上に存在する仮想パスを識別するため使用さ
れる。VCIは、仮想パス内で仮想チャネルを識別するため使用される。これに
より、PVC(固定仮想サーキット)若しくはSVC(スイッチド仮想サーキッ
ト)の概念が導かれる。PVCは、2個の端点間のコネクションであり、通常、
手動で構成される。これは、ATM網を通る経路に沿った各ノードでVPI/V
CI値のペアを用いて確立された端末相互間のパスである。SVCはPVCに類
似しているが、SVCは、シグナリングプロトコルを用いて、要求に基づいて設
定され、解消される。
の形にカプセル化される。ATMセルストリームは、CPEユニット内の内部D
SLモデムに送られ、変調され、DSLAM 34へ送られる。
復調され、VPI/VCI検出処理へ送られる。エンドユーザの電話機のVPI
/VCIと適合したVPI/VCIを伴うATMセルデータは、抽出され、アナ
ログPOTSに変換され、電話機38−1〜38−4のうちの一台へ送られる。
エンドユーザのイーサネット(登録商標)コネクションと適合したVPI/VC
Iを伴うATMセルデータは、抽出され、イーサネット(登録商標)ポートへの
配信用の内部イーサネット(登録商標)トランシーバーへ送られる。上記のプロ
セスは、CPE及び構成要素の詳細な説明と併せて詳しく説明する。
復調し、データを、たとえば、ネットワークの残りの部分へのコネクション用の
ATMバックボーンネットワークへ集中させる。DSLAM 34は、DSL回
線を、ATMスイッチ35へのATM出力に集中させることにより、パケット、
セル、及び/又は、サーキットに基づくアプリケーション用のバック・ホール(
返送輸送)サービスを提供する。
Mスイッチは、たとえば、 ・セル転送 ・多重化及び集線(集中) ・トラヒック制御 ・ATM層管理 のようなネットワーク内の多数の機能を実現する。
M 34、サービス制御プロセッサ37、及び、インターネットゲートウェイ3
6と共に、セル・ルーティング及びバッファリングを行い、音声電話呼を取り扱
う公衆スイッチ40と共に、T1サーキットエミュレーションサポートを行なう
ことである。
press 36170 マルチサービススイッチ(Newbridge 361
70)である。このスイッチは、DSLAM機能と、T1サーキットエミュレー
ションカードによる個別のDSO制御機能とを備えている。DSLAM機能とD
SO制御は、いずれも、スイッチと一体化できないが、別々の構成要素に組み込
まれる。
ent Access Concentratorである。この集線装置は、SC
P37の制御下で、データを収集し、NCSの内部及び外部の多数の宛先へ分散
させるためのルーティング機構として機能する。
コネクションの一部としてDS0タイムスロットに配置させることができるAT
Mスイッチに組み込まれる。たとえば、カード1枚につき、6個のT1ポートが
存在する。この場合、T1カードは、電話会社の交換網に接続される。
、GR−303インタフェースを用いるものである。GR−303インタフェー
スは、2〜28個のDS1コネクションを含むインタフェースグループ(IG)
を定義する。チャネル12及び24は、第1のDS1コネクション上の制御情報
用に使用される。IG内に第2のDS1コネクションが存在する場合、第2のD
S1コネクションは、チャネル12及び24上の冗長な制御情報を含む。これら
のチャネルは、最初の二つのDS1コネクションだけで使用される。他の全ての
DS1コネクションは、音声トラヒックのため24チャネルの全部を使用する。
は、タイムスロット管理チャネル(TMC)として使用され、チャネル24は、
内蔵オペレーションチャネル(EOC)として使用される。
してIPの相互作用のATMシグナリングをサポートする。インターネットゲー
トウェイの一実施例は、Cisco 7200シリーズ高性能ルーターである。
このルーターは、4個のATMポートと、23個の10Base−Tイーサネッ
ト(登録商標)ポートに対する収容能力がある。他のモデルが収容能力及び性能
に基づいて選択され得る。
うに、アドレス変換、要求割り当て、及び、呼管理機能を実現する。SCP 3
7は、CPEへのコードのダウンローディング、帯域及び呼管理(例えば、ビジ
ー)機能、並びに、他のサービスの提供及びセットアップ作業のような他の機能
のためにも利用可能である。
nerHE 155 ATM サーバーアダプタが装着された、Gatewayか
ら販売されているPerformance 500シリーズPCである。For
eRunnerHE 155は、ATMスイッチとして機能するNewbrid
ge 36170への全二重OC−3接続性をSCPに付与する。1台のATM
アダプタは、Newbridge 36170への専用コマンドリンクとしての
役目を果たす。Newbridge 36170がプロキシサーバータイプの制
御をサポートし、このような制御チャネルが別々のポートを必要とする場合、2
台目のATMアダプタがSCPに組み込まれる。このATMアダプタは、SCP
とNewbridge 36170との間のPVC用のデータパスとして機能す
る。
ニット(CPU)1305−1乃至1305−nは、機能的な作業を実行可能な
オペレーティングシステムを作動する1台以上の規格品の工業用パッケージ型(
ラックマウント型)コンピュータにより構成される。多数のソフトウェアが動作
するために特定のプラットフォームを必要とする場合には、異なるCPUは、異
なるオペレーティングシステムを作動することに注意する必要がある。所望のプ
ラットフォームは、付加的な処理能力が最小限の改訂若しくは設計変更で追加さ
れるように、拡張性を備えるべきである。
に、内部私設LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)1310(たとえば、
イーサネット(登録商標))を介して接続される。データ記憶アレイ1311は
、通信及び接続を簡略化するために、LAN1310(たとえば、イーサネット
(登録商標))に接続されたえネットワーク接続型記憶ユニットにより構成され
る。データ記憶アレイ1311は、ネットワーク接続型記憶ユニットにより構成
される。これにより、状態及び/又はトラブルシューティングのためデータへの
アクセスが必要となるとき、リモートアクセス装置を用いて、データへ直接にア
クセスできるようになる。
理できるデータに変換するインタフェースである。他の実施例では、1台以上の
CPU上で、ATM NIC(ネットワークインタフェースカード)をこの目的
のため使用してもよい。
ーク制御システム)動作のためにも要求される。これらの制御信号は、インバン
ド信号又はアウトオブバンド信号のいずれでもよい。
セッサ)によって、CPE(顧客施設機器)とTELCO(電話会社)の間に割
り付けられる状況を説明する図である。SCP−CPE論理コネクションは、C
PEユニットと、ISP(インターネットサービスプロバイダ)と、TELCO
との間のデータパスを制御するため使用される。CPEとNCSの間の全てのデ
ータパスには、PVCが既に確立されている。このため、ISPへの24時間ア
クセス、並びに、SCPとCPEの間で制御情報を交換できるようにさせるチャ
ネルへの24時間アクセスが可能になる。
CPEとATMスイッチの間だけに存在する。SCPは、呼が要求されたとき、
TELCOと音声チャネルの間に、たとえば、ATMスイッチを経由して、コネ
クションをリアルタイムで確立する必要がある。これは、NCSとTELCOの
間のDS0の数量が制限されていることによる。各音声データパスは、TELC
Oまで接続するため、DS0を必要とする。経済的な理由から、DS0の数は、
考えられ得る音声チャネルの総数よりも少ない。SCPは、NCS及びそのCP
Eで入ってくる呼(着信呼)及び出て行く呼(発信呼)の両方に対する全ての音
声コネクションを取り扱い、確立する役割を担っている。
ら出る利用可能なDS0スロットの数Mよりもはるかに多い。したがって、SC
Pは、呼がCPEへ接続されたとき、DS0チャネルを動的に割り付ける必要が
ある。SCPは、ATMスイッチへコマンドを発するため、ATMスイッチへの
コマンドチャネルをもっているので、CPE音声チャネルをT1インタフェース
へ経由させて、最終的にTELCOへ繋ぐことが可能である。
なVPI/VCIを、1枚のT1カード上の一つのDS0スロットへ発送するた
めのコマンドを受ける。利用可能なDS0とT1ポートの追跡は、SCPによっ
て続けられる。全てのATMセル変換は、T1カードによって処理される。
Mスイッチの制御は、以下の方法のうちの一つ以上の方法で達成される。 1.ターミナル・エミュレーションを使用するRS232ポートによる方法。こ
れは、アウトオブバンドシグナリングである。 2.Telnet(テルネット)を使用するイーサネット(登録商標)ポートに
よる方法。これは、アウトオブバンドシグナリングである。 3.SCPとATMスイッチの間にPVCを割り付ける方法。SCPは、SNM
Pクライアントを動かし、インバンドシグナリングを使用してスイッチを制御す
る。 4.ATMスイッチ上でAPIを使用する方法(PacketStar Sig
naling Gateway)。これは、インバンドシグナリングである。
られる可能性が高くなるが、インタフェースの複雑さが増大する。さらに、イン
バンドシグナリングは、既に確立したデータパスを使用することができる。これ
は、特に、SCP及びATMスイッチが一緒に配置されない場合に有効である。
ンバンドシグナリングを実現し得ることに注意する必要がある。たとえば、AT
Mによって与えられるローカル・エリア・ネットワーク・エミュレーション(L
ANE)を使用する。
ライアントを使用して、IPインターネットゲートウェイ36と通信する。
ャネルに置かれるデータに変換し、このデータは、T1回線を介してTELCO
スイッチへ送信される。データがNCS側で受信されたとき、これとは逆の状況
が生じる。
カードにより構成される。SCPは、ATMスイッチへコマンドを発することに
よって、データをT1カード上の個別のDS0スロットへ発送する。
。CPEユニットアーキテクチャの実施例は、たとえば、Altera 10K
100A 240ピンFPGA 45と、二つのAlcatel MTK−401
3に SH POTS評価ボード44−1及び44−2と、Alcatel MT
K−に0140 DSLモデム評価パッケージ46と、メモリSRAM 413
及びイーサネット(登録商標)物理層プロセッサ420のような数台の周辺装置
と、を含む。これらの主要なCPEユニットの各構成要素は、以下のパラグラフ
で詳述する。これらの構成要素は、本発明の原理をテストし、評価し、実施する
ため使用される。
たとえば、CPE 33−1が本発明における例示に過ぎないことを容易に認め
るであろう。これらの構成要素は、主として、容易に利用可能な規格品を用いて
本発明の原理を都合よく実施できるようにする目的のために選択された。ここで
説明される構成要素と同じ機能を実現するその他の回路又は集積回路を使用して
構わないことは、当業者に明らかであろう。
価ボード44−1及び44−2について Alcatel MTK−40131 SH POTS 評価ボード44−1及び
44−2は、RJ11コネクション41−1〜41−4を通るPOT電話機38
−1〜38−4(図1に示されている)へのインタフェースボードとして使用さ
れる。これらのボードは、アナログ電話機若しくはその他のアナログ端末をデジ
タル通信システムに接続するために必要な機能、たとえば、アナログ・デジタル
変換(A/D)、デジタル・アナログ変換(D/A)、及び、回線インタフェー
ス制御のような機能を実現する。
の信号及び電源インタフェースを与える2台(1回線当たりにつき1台)のショ
ート・ホール回線インタフェース回路(SH LIC)42−nと、二つまでの
独立した2線電話回線のため全ての信号処理機能を行なうDSPベースのCOD
EC(CODSP)43−nの、併せて3台の装置を含む。
は、汎用回路インタフェース(GCI)である。リング・シグナリング、オンフ
ック・シグナリング、オフフック・シグナリング、及び、アラーム検出は、全て
、Alcatel MTK−40131評価ボードによって、GCIインタフェ
ース1又は2を介して、Altera FPGA 44へ供給される。
は、最大で4台のアナログ電話機38−1〜38−4のためアナログPOTSか
らデジタルへのインタフェースを実現する。勿論、使用される評価ボードの数は
、本例より多くても少なくても構わないが、回路の残りの部分は、それに応じて
、およそ4台のアナログ電話機を収容する能力が得られるように拡張又は縮小さ
れる。
CODSP 43−1又は43−2は、到着するGCIデータを、1台のMTC
−30132 SH LICユニットへ送り、D/A変換を行い、1台のアナロ
グ電話機41−1〜41−4へ配信する。上りリンクデータ(すなわち、ネット
ワークへ向かう方向)の場合、MTC−30132 SH LICユニット42
−1乃至42−4は、到着する電話ポートアナログデータをデジタル形式に変換
し、デジタルデータをCODSP 43−1及び43−2へ送る。次に、COD
SPは、上述した通り、デジタルデータを、GCIインタフェースを介して、F
PGA 45へ送る。
DSLモデム評価パッケージ46について Alcatel MTK−20140チップセット46は、図4に示されるよ
うに、アナログ方式フロント・エンド(MTC−20144)47と、デジタル
方式チップ(MTC−20146)48と、を含む。MTC−20146は、 ・DMT(離散マルチトーン)モデム ・ファームウェアと関連した専用ADSLトランシーバーコントローラ ・ATMフレーマー の三つの構成要素(コンポーネント)及び/又は機能を統合する。
T ADSLモデムを実現するため必要な全てのアクティブ機能を行なう。
タフェースは、ATM Utopia(ユートピア)インタフェース410とし
て実現される。MTK−20140は、二つのRJ11ポート49−1及び49
−2へ接続されるPOTSスプリッタ414を具備する。RJ11ポート49−
1は、たとえば、電話局からの電話線ペアへのコネクションのため使用され、も
う一方のジャック49−2は、アナログPOTS電話機へのコネクションのため
使用される。
グラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)45について Altera FPGA 45(以下では、簡単のためFPGAと呼ぶ場合も
ある)は、DSLサービスのための一般的なATM処理を行なうようにプログラ
ムされている。特に、FPGA 45の機能は、ATMセルストリーム処理、制
御信号処理、MTK−40131 SH POTSユニット44−1及び44−
2へのGCIインタフェース機能、MTK−20140 ADSLモデム46へ
のUTOPIAインタフェース及び制御、並びに、一般的にCPEユニットのた
めのトラヒック制御及びシェイピングを含む。
psのデータが、FPGA 45によって与えられるATMセルカプセル化機能
の一部として、ATMセルにパッケージングされる。56kbpsのデータは、
DS0チャネルで搬送されるデータである。
課題は、文献:ATM Forum's af−vtoa−0078 (Circu
it Emulation Service Interoperability
Specification)仕様書 及び 文献:af−vtoa−0085
(Specifications of (DBCES) Dynamic Ban
dwidth Utilization In 64 kbps Time Slot
Trunking Over ATM − Using CES)仕様書が発表され
るまで、安全性に問題がなく、簡単であると思われる。
アクティブなチャンネルである場合、T1帯域全体を要求することができる。こ
れは、スイッチングファブリックの場合には好ましいが、ADSL上りリンクパ
スの場合には、よくない。文献:af−vtoa−0085仕様書は、アイドル
状態のチャネルを送信しないことを許容するが、帯域は、ATMポインタオーバ
ーヘッドによって依然として消費される。両方の仕様書は、効率的な帯域管理を
助けるため、IWFの利用を許可する(実際には要求する)。
)できる限り効率的にATMセルに詰め込む必要がある。FPGA上りリンクパ
ス及び下りリンクパスの両方、並びに、ネットワーク内には、IWFが存在する
。CPE上りリンクパス上で、IWFは、(オクテット単位で)56kbpsの
データをATMセルペイロードに詰め込み、セルを送信する前にペイロードが一
杯になるまで待機する。これにより多少の遅延(約6ミリ秒)が伝送データに生
じる。
−40131 SH POTSユニットへ56kbpsのレートでペイロードを
配信する。ネットワークIWFは、CPEのIWFと類似している。ネットワー
クIWFは、ATMスイッチと、T1 CESカードの間のアドレス指定可能な
ボックスに格納される。或いは、DS0データに対し要求されるのに応じてネッ
トワークIWFを実行するT1 CESカードが存在する。
FPGA 45へ送信する。UTOPIAデータは、FPGAのトラヒック制御
及びシェイピング機能411に入り、データは、内部ATMセルバス412へ配
送される。内部ATMセルバス412上の各ノードは、たとえば、ブロック42
0−1乃至420−6に示されるように、入来するATMセルにVPI/VCI
検出及びフィルタリングを実行する。
は、ブロック421−1乃至421−6に示されるようにATMセルデータをA
TMセルペイロード抽出機能へ送る。
を介して、抽出されたペイロードデータをMTK−40131 SH POTS
ユニットへ送信する。制御プロセスパス422に関して、ATMセルペイロード
抽出機能は、抽出されたペイロードデータを制御プロセス機能423へ送信する
。
割当を行う。イーサネット(登録商標)パスの場合、ATMセルペイロード抽出
機能421−6は、抽出されたペイロードデータを10Base−T物理インタ
フェースチップ(ML2653)420へ送信する。
DS0 64kpbsデータを集める(上述の)IWFを含み、アナログ音声へ
の更なる変換用のMTK−40131 SH POTSユニット44−1又は4
4−2へ56kbpsでデータを送信する。FPGA 45内でこの下りリンク
動作を実行する処理のブロック図が図5に示されている。
変換器及びインタフェース53とを含み、この機能は、以下の表1〜8と共に説
明する。
これは、図6に示されている。
、イーサネット(登録商標)データ10Base−T物理インタフェースチップ
は、それぞれのATMセル・カプセル化機能60へ入る。得られたATMセルは
、VPI/VCI生成機能420へ送られ、VPI/VCI生成機能420は、
VPI/VCIデータをセルに挿入し、ATMセルをトラヒック制御/シェイピ
ング機能411へ供給する。このデータは、次に、送信用のMTK−20140
ADSLモデムユニット46へ渡される。ポートの全部に対する上りリンクA
TMセル・カプセル化機能60は、DS0データを完全ATMセルペイロードに
詰め込み、データをADSLモデムへ伝えるIWFを含む。
ンタ61、FIFO 52及び変換器63を用いて、電話ポート用のAAL1
ATMセルをフォーマットする。このシステムにおける構造化データ転送(SD
T)ポインタの値は、常に、0x00である。表に記載されたシーケンスカウン
トフィールドは、ITU−t 1.363.1のセクション2.4.2.1に規
定されたSNフィールド内のシーケンスカウントフィールドを意味する。シーケ
ンスカウントフィールド・カウンタ61は、値0で始まり、連続的なATMセル
毎に最大値7まで増加し、次に、値0に戻る(モジュロー8)3ビットフィール
ドである。SNカウンタが0であるとき、SDTポインタは、ATMセルに存在
する。このATMセル・スタッフィング・フォーマットは、CASの場合、1×
56として知られている。ABCDビット(CASビット)は、左寄せでABC
D順に配置される(”A”が最上位ビットであり、”D”は第4ビットである)
。下位ニブルは0で充填される。CASビットは、24個のDS1フレームとフ
ォーマッティングを含む拡張スーパーフレーム(ESF)のDS0フレーム6、
12、18及び24の最下位ビットから移される(ビットロビング)。
PGA及び幾つかの周辺装置にクロック信号を供給する。FS6370には16
MHzの入力426が使用されるが、その理由は、この周波数が、他に必要な多
数のシステムクロック周波数を容易に発生させるからである。20MHzのクロ
ック信号がイーサネット(登録商標)処理のため使用され、512kHzのクロ
ック信号がGCIインタフェースをサポートするため使用される。他の実施例で
は、マスターシステムクロックがこの512kHzクロック信号を代用する。
十分なメモリがない場合に、FPGA 45によってスクラッチパッドRAMと
して使用され、ATM機能及びイーサネット(登録商標)処理機能のため必要と
されるパケット化用RAMとして使用される。
ーションを必要とする。BITブラスタ・ポートは、プロトタイプ開発時だけに
FPGA 45を構成するため使用されるオンボード・ヘッダである。BITブ
ラスタ・ポートを使用するときには、EPC1シリアルEPROMを組み込む必
要がない。オンボードEPC1シリアルEPROM 435は、通常の動作時に
FPGAを構成する。
ップ420は、ツイストペアとAUIイーサネット(登録商標)アプリケーショ
ンのための完全な物理インタフェースである。これは、10BASE−T MA
U、すなわち、マンチェスター・エンコーダ/デコーダと、ツイストペアインタ
フェースフィルタを一つのモノリシックICに合成する。ML2653 420
は、リンクパルスに基づいて、AUIとツイストペアインタフェースから選択す
る。ML2653は、IEEE 802.31−1990(10Base−T)
、及び、FPGA内のヘッダ情報に準拠し、パケット構造に関するG.802標
準に応じたイーサネット(登録商標)パケットを受け取り、供給する。
の論理フローが示されている。さらに、種々の機能ブロック間で使用されるデー
タフォーマットも示されている。
電話会社、通信会社)のネットワークに接続される。T1は、DS0と称される
24個の音声チャネルを含む。したがって、各データパスは、T1コネクション
の24個のDS0チャネルのうちの1個のチャネルを使用する。
Cパスは、たとえば、図17に示されるように不特定ビットレート(UBR)で
ある。
スはVBRとして指定され、パス毎に固有のVPI/VCIが割り当てられてい
ることに注意する必要がある。NCSが音声チャネル用のデータパス割付を管理
する方法については、音声トラヒック管理のセクションを参照せよ。音声データ
は、AAL1上で、af−vtoa−0078を用いてフォーマットされる。
ブロッキング・チャネルであるので、CPEは、いつでもNCSと交信すること
が可能である。帯域は、できるだけ多数のCPEがNCSと通信するために十分
な帯域を獲得できるように割り付けられるべきである。
生じた場合には、最小の帯域まで降下する可能性がある。このノンブロッキング
・チャネルは、十分な帯域がそれに応じて割り付けられるべきであることを要求
する。
(VPI/VCI)が変換される。さらに、音声データを搬送するATMセルは
、DSLAMで阻止(ブロック)され得る。図16には、2台のCPEからのA
TMセル用のデータパスの一例が示されている。
アクティブ音声チャネルが存在する。他の音声チャネルは、データを搬送してい
ないので、DSLAMで阻止される。このような阻止については、音声トラヒッ
ク管理の説明を参照せよ。
じて動作する状況を説明する。
シーケンスを説明する。
トへ通知する。
CPE上の電話ポートIDを含むATMセルをフォーマットする。
発する。
セルを渡す。
判定する。 8(a). SCPはDS0が利用不可能であると判定する。 8(b). SCPは、ユーザフィードバックを生成する。この例では、スイッ
チへのコネクションを利用できないとき、電話網をエミュレートするため、フィ
ードバック情報は無い。
続するVP/VCパスを作成する。
号を獲得する。
る。
認メッセージとを含むATMセルを作成する。
LAMに接続され、CPEへ向けられたATMスイッチのポートへ送信される。
このセルVP/VCは、CPE処理ユニットで終端する。
成/検出機能を構成する。
1回線エミュレーションカードとの間で、DS0ペイロードの搬送を開始する。
話網の間で進行する。
る。このシーケンスの各手順を以下に列挙する。
ンフック状態になる。
トへ通知する。
CPE上の電話ポートIDを含むATMセルをフォーマットする。
発する。
セルを渡す。
続するVP/VCパスを解消する。
LAMに接続され、CPEへ向けられたATMスイッチのポートへ送信される。
このセルVP/VCは、CPE処理ユニットで終端する。
検出機能を削除する。
を列挙する。
を監視する。
る。
ートIDを調べる。
Cコネクションを作成する。
情報を格納したATMセルを作成する。このセルはCPE処理ユニットへ送信さ
れる。
るポートを構成する。
ションがセットアップ(設定)される。
ーケンス説明図である。このシーケンスの各手順を以下に列挙する。
を監視する。
CPE上の電話ポートIDを含むATMセルをフォーマットする。
発する。DSLAMは、ATMセルをSCPへ配送するATMスイッチにATM
セルを渡す。
接続するVP/VCパスを解消する。
LAMに接続され、CPEへ向けられたATMスイッチのポートへ送信される。
このセルVP/VCは、CPE処理ユニットで終端する。
のVP/VC生成/検出機能を削除する。
に、システムが伝送し得る理論的な最大データ量よりも少ないシステム容量しか
ない場合に、どのようにデータを制御するか、を意味する。たとえば、100本
の電話回線がNCSに接続され、10本のDS0回線しかTELCOに接続され
ていない場合、コネクションは電話コネクションの要求毎に必要になるので、D
S0回線は動的に割り付ける必要がある。
り付けるために統計的処理が使用される。この数量は、理論最大データ量よりも
少ないので、システム内の種々のポイントで、データブロッキングが起こり得る
(すなわち、音声コネクションが完了しないことがある)。SCPは、要求に応
じてデータチャネルを割り付けるように管理する責任がある。また、要求が満た
されない場合、SCPは、その状態から速やかに脱して、要求元のエンティティ
に、要求の不承諾を通知する責任を負う。
。各CPEは、PVCを介してNCSへ向かう音声チャネルを表わすことに注意
する必要がある。
る可能性がある。DSLAMで阻止が起こる可能性は、DSLAMからATMス
イッチへのデータパスのサイズによって判定される。TELCOスイッチ側で阻
止が起こる可能性は、DS0回線の本数によって判定される。
PVCは、可変ビットレート(VBR)として指定される。このため、DSLA
M及びATMスイッチは、過剰に予約される可能性がある。すなわち、ATMス
イッチは、全てのコネクションがVBRとして設定されているので、全てのコネ
クションの確立を許可する。CPEは、SCPによって指令されるまでは、音声
チャネルでデータを送信しない。
声チャネルをサポートするために十分な帯域だけを確保する。しかし、三つのチ
ャネルがコネクションを確立しようとする場合が起こり得る。コネクションの前
に、音声チャネル上でデータを送信するCPEは存在しないので、DSLAMは
、データをATMスイッチへ渡さない。これによって、DSLAMからATMス
イッチまでは、本例の場合には、全く使用されない。CPE(たとえば、CPE
2)とTELCOの間でコネクションが確立されると、SCPは、CPE 2
に対し、データチャネル上で音声データの送信を開始するように命令する。ここ
で、DSLAM 1とATMスイッチの間のデータパスは、満杯である。CPE
2のコネクションが削除されない限り、他の音声コネクションは作成できない
。PVCが各CPEとATMスイッチとの間に確立されているとしても、SCP
は、各CPEに対し、音声データの送信と送信停止を命令することによって、帯
域の割付を制御する。
ータチャネル)は、阻止されず、各パスで最小量の帯域を利用することができる
。この場合、各データパスの初期セットアップがパスを最小データレートのUB
Rとして指定するので、SCPはトラヒック管理について殆ど関心がない。AT
M装置は、このデータレートをATMプロトコル自体の関数として実現する。シ
ステムスループットの変化に伴って、各チャネルの帯域は、そのチャネルを通過
させることが試みられているデータ量に応じて調整される。
接続されたCPEの台数に対して要求された最低限の量の帯域を取り扱うことが
できるようにする必要がある。
ができる一実施例のブロック図である。
る。したがって、データパス内の各装置は、システムに接続された全てのノンブ
ロッキング・データチャネルのために(伝送プロトコル・オーバーヘッドを含む
)要求された量の帯域を収容し得る必要がある。
のブロック図である。
ある。
の説明図である。
びPCパスが不特定ビットレート(UBR)としてセットされる状況の説明図で
ある。
構成図である。
認識している。音声を搬送するためATM AAL2を使用することによって、
これらのアーキテクチャは、圧縮(該当する場合)、サイレンス抑制、可変長パ
ケット充填遅延設定に関して、エンドユーザ機器のコスト及び複雑さを著しく増
大する。その上、多数のデータのストリームを、CPE側の一つのATM仮想サ
ーキットで多重化する必要がある。さらに、これらのアーキテクチャは、コネク
ションの設定と解消を動的に行なえる能力に関して、ATM網(たとえば、AT
Mスイッチ)の直接的な長所を利用することを許容しないので、システムリソー
スの効率的な利用が妨げられる。 EP 0−905−959−A2に記載されているような別のシステムの場合 、電話音声システムは、パケット交換ネットワークを介してリンクを確立する。 しかし、このシステムは、同じ物理コネクションを用いて、データサービス及び 音声サービスの両方を提供し得る環境を考慮しているようには見えない。さらに 、このシステムのインテリジェンスは、集中した「プラットフォーム」に完全に 集められている。また、これらのプラットフォームは、音声が通常のPSTNに よって伝えられた後に置かれる。
Claims (20)
- 【請求項1】 コネクションを要求する手順と、 コネクションの要求をデータセルにフォーマットする手順と、 データセルをサービス制御ポイントへ送信する手順と、 公衆交換網へのコネクションが利用できるかどうかをリアルタイムで判定する
手順と、 公衆交換網へのコネクションが利用できる場合に、要求されたコネクションを
公衆交換網への仮想サーキット・コネクションとして設定する手順と、 を有する、データネットワークを通る音声コネクションを提供する方法。 - 【請求項2】 データパケットネットワークを通る要求されたコネクション
を設定する手順を更に有する、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 データパケットネットワークはATM網である、請求項2記
載の方法。 - 【請求項4】 上記コネクションを要求する手順は、データパケットネット
ワークのために既に確立されている固定仮想サーキットを用いてコネクションを
要求する、請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 要求されたコネクションはATMアダプテーション層タイプ
1として設定される、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 データセルはATMフォーマットである、請求項1記載の方
法。 - 【請求項7】 仮想サーキット・コネクションは、スイッチド仮想サーキッ
ト・コネクションである、請求項1記載の方法。 - 【請求項8】 サービス制御ポイントは、データセルに応じてリアルタイム
でコネクションの要求を処理する、請求項1記載の方法。 - 【請求項9】 要求されたコネクションが終了したとき、仮想サーキット・
コネクションを解消する手順を更に有する、請求項1記載の方法。 - 【請求項10】 エンドユーザ端末からのコネクション要求を検出し、コネ
クション要求をデータパケットにフォーマットする装置と、 データパケットを受信し、公衆交換網へのコネクションが利用できるかどうか
を判定するサービス制御ポイントと、 が設けられ、 上記サービス制御ポイントは、公衆交換網へのコネクションが利用できる場合
に、要求されたコネクションを公衆交換網への仮想サーキット・コネクションと
して設定する、 データ及び/又は音声のサービスを提供するシステム。 - 【請求項11】 要求されたコネクションはデータパケットネットワークを
介して設定される、請求項10記載のシステム。 - 【請求項12】 データパケットネットワークはATM網である、請求項1
1記載のシステム。 - 【請求項13】 上記装置は、データパケットネットワークのために既に確
立されている固定仮想サーキットを用いてデータパケットを送信する、請求項1
1記載のシステム。 - 【請求項14】 要求されたコネクションはATMアダプテーション層タイ
プ1として設定される、請求項10記載のシステム。 - 【請求項15】 データパケットはATMフォーマットである、請求項10
記載のシステム。 - 【請求項16】 仮想サーキット・コネクションは、スイッチド仮想サーキ
ット・コネクションである、請求項10記載のシステム。 - 【請求項17】 サービス制御ポイントは、データパケットに応じてリアル
タイムでコネクション要求を処理する、請求項10記載のシステム。 - 【請求項18】 サービス制御ポイントは、要求されたコネクションが終了
したとき、仮想サーキット・コネクションを解消する、請求項10記載のシステ
ム。 - 【請求項19】 端末装置からデータネットワークへ固定仮想サーキット・
コネクションを設定する手順と、 データネットワークを通るスイッチド仮想サーキット・コネクションを設定す
る手順と、 スイッチド仮想サーキット・コネクションを音声ネットワーク内のサーキット
交換コネクションへ接続する手順と、 を有する、端末装置用の端末相互間音声コネクションを提供する方法。 - 【請求項20】 固定仮想サーキット・コネクションは可変レートである、
請求項19記載の方法。
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