JP3933694B2 - 通信確立のための装置と方法 - Google Patents
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Description
発明の技術分野
一般に電話は音声伝送用のアナログ電話回線を経てPSTN(公衆交換電話網)により市内交換機(LE)に接続する。例えばパーソナルコンピュータからディジタルデータを送信するには、コンピュータと電話回線の間にモデムを挿入してディジタルデータをアナログ信号に変換する。加入者が例えばインターネットに接続したい場合は、ISDN(総合サービスディジタル網)に接続するためにLEは加入者の通話毎にモデムを1台持たなければならない。また、モデムを用いるとディジタル伝送が遅くなる(約28キロビット/秒)。家庭や会社でコンピュータや端末の使用が増えており、したがって高いビットレートでディジタル伝送する必要があるので、これは欠点である。
アナログ電気通信回線を用いるディジタル通信に比べるとディジタル通信用のディジタル通信レートは約128キロビット/秒まで上がるので、家庭の電気通信トラフィックでも加入者PSTNサービスからISDNアクセスを用いることが次第に望ましくなった。
関連技術の説明
ディジタルデータも音声も電話網で伝送することができるのはISDN−BA(総合サービスディジタル網・基本アクセス)であって、加入者端末からLEに直接送信することができる。従来の技術では、加入者にはLEへの送信の終端となる網終端(NT)が設けられている。端末機器TE(コンピュータやその他の端末装置など)はNTに直接接続するが、電話はNTとの間で音声を伝送するのにA/DおよびD/A変換装置(TA)を介して接続する。
NTのアナログ/ディジタル変換およびディジタル/アナログ変換は、電話機に出入りする音声送信をNTとLEの間でISDN回線を通して伝送できるように変換するので、PSTNで伝送に使うことのできる特定の機能に関して問題が起こる。現在、アナログインターフェースからのPSTN信号は標準ISDN−BAによりISDNにマップしている。このマッピングを行うことによりPSTNからの呼はLEでISDNとして認識されるが、このため既設のPSTNに対するサービスが制限される。例えば、発信番号確認(CLI)などのサービスに加入することは出来ない。
電話通信にISDN−BAを用いる従来の方法の別の問題点は、加入者端末に2種類のユニット(NTとTA)を追加しなければならないことである。
アナログ電話およびコンピュータからISDN回線へのインターフェースについては米国特許番号第5,305,312号に述べられている。この場合は記憶されたプログラムを有するプロセッサにより、アナログおよびディジタルインターフェース回路のISDN回線へのアクセスを制御する。アナログインターフェースを持つ電話とディジタルインターフェースを持つコンピュータをISDNバスに並列に接続する。このプロセッサにより、アナログ電話用の交換制御ISDN機能、例えば話中着信サービスなどの常駐させなければならない自明の呼制御情報機能、にアクセスすることができる。しかしCLIなどのより高度の最新のサービスは、米国特許番号第5,305,312号に述べられている装置と方法では支援されず、電話機のアナログ信号の転送をISDN送信に適応させるには、上にのべたTA装置を用いる従来の方法と同様に加入者端末でマッピングを行うしかない。
発明の目的
この発明の目的は、加入者がPSTNからISDN−BAに高度化するときに、PSTNが提供する音声伝送用のサービスと同じサービスが得られるようにする方法と装置を与えることである。
この発明の別の目的は、加入者端末で追加するユニットが1種類ですむ方法と装置を与えることである。
この発明の更に別の目的は、伝送が音声かデータかに関わりなく、加入者端末とこれが接続する網の間のBチャンネルを随意に選択できる方法と装置を与えることである。
これらの目的は特許請求項1に示す特徴を有する方法により達せられ、この方法を実行するための装置は請求項6に開示されている。この発明の別の機能と改良点は従属請求項に開示されている。
この発明は、ディジタルトラフィック用の通信回線、例えばISDN回線、で加入者ユニットと市内交換機の間のインターフェースを通して通信を確立するための方法と装置に関する。パッケージは、加入者ユニットと市内交換機の間の電話通信のための、PSTN音声通信と共に少なくともサービス機能を含む、プロトコルに従って伝送する。このプロトコルとして、アクセス網と市内交換機の間のインターフェースを通して本来PSTN音声通信を行う種類のプロトコルを修正して用いてよい。呼の設定のときに、プロトコルの一部(例えばアドレスフィールド)により、通信用のBチャンネルを特定の呼に随意に割り当ててよい。このプロトコルは、加入者ユニット内の電話機に接続するアクセスと市内交換機内の呼制御との間の通信を支援することができる。利用可能なBチャンネルを加入者の呼に割り当てる優先手続き操作をプロトコルに書き込んでよい。プロトコルは要求に応じて全ての利用可能なBチャンネルでディジタルIPパッケットを送るよう支援してよい。また、2つ以上のBチャンネルが同じトラフィックサービスに占有されている場合、または新しい呼の方がBチャンネルを占有している呼より高い優先度を有する場合は、プロトコルは占有されているBチャンネルを新しい呼のために切断することができる。
欧州電気通信標準化機構(ETSI)は、2つのシステム(アクセス網(AN)と市内交換機(LE))の間のインターフェースとして柔軟な(準備された)情報Bチャンネル(ベアラ(bearer)チャンネル)割当てを行うことのできるV型の標準、例えばV5.1インターフェース(ETS300 324−1)、を作成した。V5インターフェース標準が支援するアクセスの種類はISDN−BAおよびPSTNサービスである。ISDN−BAはディジタル通信用であり、PSTNは音声通信用である。
しかしこの標準は同じアクセスディジタル部(例えばISDN−BA)によりPSTNとISDN−BAを混合したものは含んでいない。そしてこの発明が着目するのはこれである。この標準インターフェースの一部(すなわちETS300 324−1:1994、節13)を少し修正すれば、加入者端末とLEの間のプロトコルとして用いることができる。このようにこの発明は、V5.1インターフェース標準(ETS300 324−1、特に節13)のPSTN送信原理を修正して、ANとLEの間以外の通信にも、また特に同じトラフィック回線上の混合PSTNおよびISDN−BAトラフィックにも、用いることのできる方法と装置を与える。
PSTNは欧州内の各国でも他の国々でも独特である。V5.1標準は、PSTN端末とLEトラフィック処理機能(呼制御)の間のアナログ回線信号を転送するための上記のプロトコルを規定している。
しかしこの標準はPSTN用のBチャンネルを選択する方法については述べていない。というのは、以前は選択することができなかったから、すなわちPSTNのBチャンネルは常に固定的に割り当てられた64キロビット/秒だったからである。PSTNとISDN−BAの混合回線に同じアクセスによる2つのBチャンネルがある場合は、両BチャンネルともISDN−BAトラフィックにより所有されていた。
この発明は、加入者端末内の網終端ユニット(NTNとも呼ぶ)内とその特定の加入者端末に関するLE内に特定のプロトコルを設けることにより、この問題を解決する方法を与える。PSTNトラフィック用のこのプロトコルは、PSTN音声通信と所望のサービス機能を含むパッケージを、ISDN−BA回線を通してこれらの装置の間に伝送する。またこのプロトコルにより、LEはトラフィック回線内のBチャンネルの中の1つのBチャンネルを2つの装置の間に随意に割り当てることができる。
このように、このプロトコルはLEから加入者装置までのDチャンネルにより、実際のトラフィックPSTN通信用に選択されるBチャンネルで通信する機能を含む。このためのプログラミングは当業者には明らかであるのでここに述べない。
既存の標準を、したがってすでに規定されている機構をできるだけ用いると都合がよい。加入者端末で網端末ユニットに接続するのは1台の加入者電話機だけまたは限られた台数の加入者電話機だけなので、上に述べたV5.1プロトコル内のL3addrは、アクセス網内の異なる論理ユーザポートへのトラフィックを制御するという本来の目的には役にたたない。したがってL3addrは他の目的に用いてよい。
しかし、LEと加入者端末の間に上に述べたサービスおよびサービス機能を与える別の種類のプロトコルを用いることと、他のプロトコル(例えばV5.2(ETS300 347−1、節17)に規定されているBCCプロトコル)を用いることおよびこれに若干の修正を加えることは、やはりこの発明の範囲内である。
この発明の1つの形態では、Bチャンネルの数を制限して、より多くの帯域を異なるサービスに与えることを希望する加入者は、標準プロトコルのこの部分を用いる。したがってプロトコルのこの部分を用いて、現在提供する任意のサービスに随意のBチャンネルを割り当て、また注目のサービスとサービス機能とBチャンネルをDチャンネルにより通信する。またプロトコルのこの部分に優先度と優先機能を与えて、Bチャンネル上のトラフィックの一時的なレベルに従って2つ以上のBチャンネルを特定のデータサービスに割り当ててもよい。既存のプロトコルを用いることの利点は、その該当する部分を再び使用して顧客の望む仕様書を書くことができることである。しかし、必要なコンピュータユーティリティが適度であり、したがってこの新規の応用にとって最も低コストの方法なので、上に述べたV5.1内のプロトコルは好ましいものである。
ANを加入者端末とLEの間に結合する場合もある。このときは、このANはLEと加入者端末の間の送信にとって透明である。
この発明の利点は、PSTNからISDN−BAに高度化するときに、以前と同じサービスを確保したまま、高速のディジタル通信と音声通信が可能になることである。また、インターネットなどの共通情報網との通信を高速に行うこともできる。
この発明は、ISDNサービスにアクセスするISDN基本アクセスユーザ網インターフェースと、PSTNサービスに完全にアクセスするPSTNインターフェースの両方を有する顧客端末を与える。
【図面の簡単な説明】
この発明とその目的および利点をより完全に理解するため、添付の図面を参照して以下の説明を読んでいただきたい。
図1は、用いるプロトコルを示す。
図2は、この発明の第1の実施の形態の略ブロック図を示す。
図3は、この発明の第2の実施の形態の略ブロック図を示す。
図4は、呼の発信を示すシーケンス図である。
図5は、呼の終了を示すシーケンス図である。
実施の形態の詳細な説明
図1は標準ETS300 324−1:1994、節13に従うV5 PSTNプロトコルであって、プロトコル弁別子PDと、PSTN用のレイヤ3メッセージ内の網とユーザのインターフェースへのアドレスを示すL3addrと、送るメッセージの種類MSGと、メッセージ内の情報要素1Eを含む。
この発明は、呼を設定するときにPSTNサービスがISDN−BA内のBチャンネルにアドレスする方法の原理に関する。図1に示すV5.1、節13からのPSTNプロトコルを実際に用いる。
この発明の1つの形態では、上に述べたV5.1インターフェース標準(または呼を設定するときにDチャンネルで別の情報を与える可能性のある他の種類のインターフェースプロトコル)からの原理とPSTN信号を用いて、LEと加入者端末の間で直接に伝送を行う。V5.1インターフェース標準では上に述べたプロトコルはPSTN用に規定されており、その目的はV5インターフェースを通してアナログ回線信号をLE内のトラフィック制御機能に転送するツールボックスとすることである。この意味は、サービスを管理しまた授受する同調を制御するのはLEであるということである。
この用途のプロトコルでは、L3addrのサイズを非常に大きくする。その理由は、L3addrは多くの加入者端末を処理するANとLEの間を接続するため大量のアドレスを記憶できる大きさにするからである。したがってL3addrを他の目的に用いてもよい。つまりこの発明の1つの形態では、ISDN−BAインターフェース内のBチャンネルにアドレスするのに同じアドレスフィールドを用いる。
通常、このプロトコルをANとLEの間に与えるときは、個別の加入者に個別のBチャンネルを割り当ててPSTNまたはISDNにより送信する。
図2に示すように、加入者は全てのその電気通信サービス機能に共通である網終端ユニット1(NTNとも呼ぶ)を備える。ユニット1は、ユーザがPSTN5からISDN−BAに高度化するときに、ユーザ/加入者が以前と同じサービスを確保できるようにするアクセスの種類を与える。これは、V5.1インターフェース標準(ETS300 324−1、節13)からの原理とPSTN送信を用いることにより可能になる。例えば、ETR150(ETS300 324−1:1994 付録Q、参考書目、に開示されている)に従う国内PSTNマッピングを用いてよい。V5.1インターフェース標準の図1のプロトコルはPSTN信号用に規定されたプロトコルであって、その目的はVインターフェースを通してアナログ回線信号をLE内のトラフィック制御機能10に転送するツールボックスとすることである。この意味は、サービスを管理しまた授受する同調を制御するのはLEであるということである。
電話やコンピュータやデータ端末装置は、プロセッサと、メモリと、これに接続する装置へのインターフェースを含むユニット1に直接接続することができる。ユニット1は、NTN(それ自体で知られていて或プロトコルに従って動作するプロセッサを備える)内の論理TA−PSTN2への少なくとも1つのアナログインターフェースを含み、これに通常のコネクタを用いてアナログ電話機3を接続することができる。論理TA−PSTN2は論理機能であって、ユニット1のプロセッサメモリに読み込まれる。TA−PSTN2はマッピングではなくプログラム機能であって、電話端末用の全ての可能なサービスを伝送することができる。
ディジタル装置4(1個だけ示す)もユニット1に直接接続する。この発明では論理機能TA−PSTN2は図1に示すプロトコルまたはその変形を用いるが、L3addrには所望のPSTNサービスを与えるよう修正を加える。
ユニット1は、これも論理機能の形の網終端1型5(以後はNT1と呼ぶ)を備える。TA−PSTN2もディジタル装置からの直接接続も、ユニット1の中のNT1 5に論理的に結合する。TA−PSTNユニット内のプロトコルを用いて、受話器をいつ取り上げて番号をダイヤルしたかを読み、LE内のプロトコルを用いて、プロセッサを有する呼制御10と対話する。これについては後で更に説明する。このように本来このプロトコルは、TA−PSTN2と呼制御10の間の動作に関係する。したがってユニット1は公衆網の一部として機能し、許可されないアクセスに対して応分の安全を与える。
ユニット1はインターフェース9を通してLEに接続する。インターフェース9を通して、電気通信用の少なくとも2つのBチャンネル(例えば64キロビット/秒)を与えることができる。また、ISDNおよびPSTN送信およびパケットモードサービスのための双方向Dチャンネル(例えば16キロビット/秒)が与えられる。接続は好ましくはディジタル加入者回線(DSL)12(すなわち物理的ケーブル)であり、アクセスディジタル部での特性とパラメータについて述べているETSI技術報告ETR080に従って標準化された種類である2B+D(2B1Q/4B3T)でよい。
この発明では、Bチャンネルを随意に選択することができる。その理由は、第1にユニット1とLEの間の通信がDSL回線12で行われるからであり、第2にユニット1とLEに用いられるプロトコルのアドレスフィールドの大きさが大きいのでアドレスではなく随意選択の命令を書き込むことができるからである。当業者はプロトコル内で修正すべき機能を知れば容易にプログラミングを行うことができるので、正確なプログラミングを示す必要はない。
LE内の呼制御10内のプロトコルはTA−PSTN2内のプロトコルと共に動作するが、このプロトコルのアドレスフィールドL3addr内には、ユニット1とLEの間で転送するためにどのBチャンネルを選択するか、またどの網に信号を転送するか、ブロック7に示す音声信号用のPSTNかブロック8に示すデータ信号用のISDNか、に関する命令が与えられる。これらのブロックは一般にLE内に与えられ、当業者によく知られているのでこれ以上説明しない。LE内では既存のISDN−BA接続ハードウエアを用いることに注意していただきたい。
ブロック7の中の国内PSTNプロトコルを制御するときに、TA−PSTN2と呼制御10の間に節13に従うV5.1インターフェースを用いることにより、加入者がPSTNサービスに直接接続しているのと同じサービスを加入者に与えることができる。
この発明の装置は、インターネット/オンラインサービスや、ビデオ電話や、その他のISDN関係のサービスなど、「高速」のISDNアクセスサービスにも用いることができる。インターネットでは、顧客コンピュータ4は全てのインターネット応用(例えばWWW)で用いられるIP(情報パケット)パケットを、要求に応じて全ての利用可能なBチャンネルで送ることができる。この要求はプロトコル内のL3addrフィールドにより制御する。ユニット1とLEの間のトラフィック用として与えられたアドレス可能なBチャンネルが少ない場合は、インターネットサービスへのBチャンネルの割当てをデータトラフィックのレベルに依存させてよい。
また、優先手続き動作をプロトコル内のL3addrに書き込むことができる。2つの占有されたBチャンネルの一方を自動的に切断するのは、例えば電話3の受話器を上げたときに自動的に行うことができる。この場合、インターネットとの現在のデータ接続は全て一方のBチャンネルで継続する。これは、ISDNのDチャンネルにより話中着信信号を用いて行うことができる。
図3に示す実施の形態は、図2と同じ方法でLEを加入者ユニットNTN1’に直接接続することができるが、この技術の普通の方法でLEをAN11に接続することもできるし、また加入者ユニット1”をANに接続することもできることを示す。後者の場合は、TA−PSTN2”と呼制御10”(TA−PSTN2”と同じプロトコルを用いる)の間の送信にとってANは「透明」である。
図4と図5の線図はこの発明の送信の原理を示すもので、LEは利用可能な(すなわち、ISDN−BAが使用していない)BチャンネルをPSTN呼のために選択することを示す。
図4の線図に見るように、或加入者ユニット(電話またはコンピュータ)が他の加入者ユニットと通信したいときは、これに関するメッセージESTABLISHをプロトコル部L3addr=0(Bチャンネルが選択されていないことを示す)でDチャンネルによりLEに送り、通信を確立する。このメッセージは常に、どのプロトコル(例えばPSTNプロトコル)を用いるかを示すステートメントで始まる。したがって、DチャンネルはPSTN用とISDN用の別々の信号を持つ。LEはこのメッセージを被呼者に送り、確立を確認する信号を受ける。
LEは選択できる空いたBチャンネルがあるかどうか調べ、空いたBチャンネルを占有し、ユニット1とLEの間のインターフェース9による確立を確認し、選択されたBチャンネルを通して接続を確立する。
このように、発信するときは(図4)まだBチャンネルを選択していない。したがって、L3addrを0(すなわち選択されていない)にセットする。LEにESTABLISHを受信したとき、またはそれをPSTN端末7に送る前に、Bチャンネルを選択してアドレスし、B1を選択したときはL3addr=1に、B2を選択したときはL3addr=2に、Bn(n<=32767)を選択したときはL3addr=nに、セットする。L3addrは多レートのBチャンネルを選択できるように構築してもよい。
図5の線図に見るように、他の加入者がPSTNの呼を終了させたいときは、オペレーション下層ケース(lower case)ESTABLISHをLE呼制御10に送る(上層ケース(upper case)はプロトコルメッセージの名前、下層ケースはプロトコルと呼制御の間のプリミティブ(primitive)やメッセージ/信号の名前)。LEはDチャンネルにより、プロトコル部L3addr=0で、NTNにオペレーションESTABLISH ACKNOWLEDGEを送って通信を終了させる。このメッセージは、どのプロトコル(例えばPSTNプロトコル)を用いるかのステートメントで始まり、PSTNで送信すると、このオペレーションはTA−PSTN2に影響を与える。NTN内のTA−PSTNは確立を確認したという信号を送る。LEはこの信号を他の加入者に送る。このように、PSTNメッセージの送信は、名前FE-establish_request、FE-establish_acknowledgeを有するプリミティブであり、LEにメッセージを送るときは、プリミティブFE-establish_indicationとFE-establish_acknowledge_indicationをそれぞれ生成する。このプリミティブはPSTNプロトコル機能とLE内のPSTN呼制御の間で送られる。
特定の実施の形態を参照してこの発明を説明したが、理解されるように、特許請求の範囲に開示されているこの発明の真の精神と範囲から逸れることなく、当業者は種々の変更を行いまたその要素を同等のものと置換することができる。更に、特許請求の範囲から明らかなように、この発明の重要な教示から逸れることなく修正を行うことができる。
図2のNTN1には電話機3が1台とコンピュータ装置4が1台だけ接続するように示したが、或限定された数のこれらの装置をこの発明の範囲内で設けることもできる。
Claims (12)
- 加入者ユニット(1)と市内交換機(LE)の間で、ISDN回線(9,12)を介して接続を確立する方法であって、ISDN回線はディジタルトラヒック用の1つのDチャネルと少なくとも2つのBチャネルを持ち、加入者ユニットは加入者の装置(3,4)のための少なくとも1つのアナログインターフェースと少なくとも1つのディジタルインターフェースを持ち、前記接続には前記少なくとも1つのアナログインターフェースの1つを使用する方法が、
前記市内交換機において、前記接続のために少なくとも2つのBチャネルの1つを選択し、
前記市内交換機から前記加入者ユニットへ前記選択したBチャネルの識別情報を含むメッセージをV5PSTNプロトコルに基づくプロトコルを使用してDチャネル上に送信して、前記選択したBチャネル上で接続を確立する、
ステップを含むことを特徴とする前記方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記選択したBチャネルの識別情報は、前記V5PSTNプロトコル前記のL3addrフィールド内に指定される、前記方法。
- 請求項1または2に記載の方法であって、前記接続が前記加入者ユニット(1)によって始められた場合に、
前記市内交換機において、Dチャネル上で、Bチャネルが選択されなかったことを示す選択Bチャネル識別情報を受信するステップを更に含み、
前記メッセージが接続確立承認メッセージである、前記方法。 - 請求項1または2に記載の方法であって、前記接続の終点が前記加入者ユニット(1)であり、前記メッセージが接続確立メッセージである、前記方法。
- 請求項3に記載の方法であって、
前記市内交換機において、前記加入者ユニットから要求されたサービス機能を表す情報を前記プロトコルを使用してDチャネル上で受信するステップ、を更に含む前記方法。 - 加入者の装置(3,4)のための少なくとも1つのアナログインターフェースと少なくとも1つのディジタルインターフェースを持ち、市内交換機(LE)とディジタルトラヒック用の1つのDチャネルと少なくとも2つのBチャネルを持つISDN回線(9,12)を介して接続する加入者ユニット(1)であって、
前記市内交換機へ、V5PSTNプロトコルに基づくプロトコルを使用して前記Dチャネル上でアナログ回線信号を送信する手段(2)と、
前記市内交換機から前記プロトコルを使用して送信された、加入者ユニットと市内交換機間の接続に使用されるべき選択Bチャネルの識別情報を、Dチャネル上で受信する手段(2,5)、
を含むことを特徴とする前記加入者ユニット。 - 請求項6に記載の加入者ユニットであって、前記アナログ回線信号を送信する手段(2)が要求されたサービスを表す情報を送信するのに適合している、前記加入者ユニット。
- PSTNの機能と、ディジタルトラヒック用の1つのDチャネルと少なくとも2つのBチャネルを持つ少なくとも1つのISDN回線(9,12)のためのインターフェースをもつISDNの機能の双方をサポートする市内交換機(LE)であって、
ISDN回線上で接続を確立するための要求を受信する手段と、
前記接続のためのBチャネルを選択する手段(10)と、
前記選択したBチャネルの識別情報をV5PSTNプロトコルに基づくプロトコルを使用してDチャネル上に送信する手段(10)、
を含むことを特徴とする前記市内交換機。 - 請求項8に記載の市内交換機であって、前記送信する手段が、前記選択したBチャネルの識別情報を前記プロトコルのL3addrフィールドで送信するのに適合している、前記市内交換機。
- 請求項8または9に記載の市内交換機であって、更に、Dチャネル上でアナログ回線信号を受信する手段(10)を含む、前記市内交換機。
- 請求項8から10のいずれか1つに記載の市内交換機であって、2つ以上の数のBチャネルが同じトラヒックサービスに占有されている場合は、占有されているBチャネルを新しい呼のために切断する手段(10)を更に含む前記市内交換機。
- 請求項8から11のいずれか1つに記載の市内交換機であって、新しい呼の方がBチャンネルを占有している呼より高い優先度を持つ場合は、占有されているBチャンネルを新しい呼のために、少なくとも一時的に、切断する手段(10)を更に含む前記市内交換機。
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