JP3940122B2 - 一次接続の代替接続に対する使用可能フューチャの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、一次接続、とりわけボイスオーバＩＰ接続（ＶｏＩＰ）の代替接続を形成するための方法に基づくものであり、このボイスオーバＩＰ接続では、一次ネットワークでのデータ伝送と、二次ネットワークでの代替データ伝送とが行われる。二次ネットワークはしばしば能力が一次ネットワークより劣る。ここではとりわけゲートウエイが地理的に分散されたシステムアーキテクチャが使用され、このシステムアーキテクチャは中央コールプロセッシングサーバ（ＣＰＳ）を介して制御される。

本発明の基礎となる概念を理解するために、以下簡単に重要なアスペクト、手段、ＶｏＩＰ適用の領域で使用されるパケット交換されたデータ伝送の利点と欠点、並びに従来技術によるインターネット電話の重要な実施例について説明する。

パケット交換網（英語：Packet-Switched Networks）では、貫通した物理的チャネルが使用されない接続の交換形式が実現される。その代わりに交換すべきメッセージは送信側で小さな、場合により長さの異なるメッセージパケットに分割される。そしてこのメッセージパケットには送信器および受信器を識別するための付加データおよび連続番号がヘッダに付され、相互に依存しないで個別にネットワークを通して送信される。ここで各パケットは個々のネットワークノードで分析される。瞬時のネットワーク負荷に依存して個々のネットワークノードでは各パケットに対して、どの送信側接続を介してそれぞれのパケットがさらに受信器に送信されるのかを決定する。その結果、パケットはネットワーク負荷に依存して場合によっては受信器へ異なる経路を取り、これらが送信された順序で到着しないことがある。この理由からパケットは個々のネットワークノードに場合により中間記憶され、受信器でソートされる。

パケット交換技術の利点は、良好なネットワーク効率と、種々異なる接続速度を有する端末機間での通信が可能なことである。しかし時間的にクリティカルな適用に対してパケット交換ネットワークはさほど適さない。なぜなら個々のネットワークノードでのパケットの処理、伝送経路の異なる長さ、並びにパケット化と復パケット化に多くの時間が係るからである。

「インターネット電話」、「ＩＰ電話」ないし「ボイスオーバＩＰ」（ＶｏＩＰ）は、音声データを２つの通信加入者間でインターネットおよび／またはイントラネットを介して伝送する通信形式である。ここでは通信端末機として、コンピュータまたは従来の固定網電話、無線電話ないし携帯電話が使用される。音声伝送とe-mailの他にFAXおよびビデオサービス並びにボイスメールがインターネットないしイントラネットを介して可能である。この種々異なる通信形態のハードウエアとソフトウエアを統一することが文献ではしばしば「ユニファイメッセージング」と称される。

インターネット電話では通常、電話網とインターネットという元々異なる２つの形式のネットワークが関与する。発呼通信加入者ないし被呼通信加入者からそれぞれ次のネットワーク選択ノードまでは通常、従来の電話接続が使用される。これに対してインターネットは通常、それぞれのネットワーク選択ノード間の非常に距離の長い経路区間に対して使用される。

インターネット電話に関与する通話相手が使用する技術に応じて、種々異なる接続シナリオが発生する。ここで通信は、種々のコンピュータ間、コンピュータと通常の電話、または種々の電話間で実行される。これにより基本的に４つのインターネット電話のバリエーションが生じる。

１．バリーション：コンピュータ←→インターネット←→コンピュータ
このバリエーションでは、ユーザは自分のコンピュータ（例えばPC）からいわゆるプロバイダを介してインターネットにダイヤルインする。その後、ユーザは自分の電話ソフトウエアを介して所望の通信加入者の固定ＩＰアドレスをダイヤルする。所望の通信加入者のコンピュータがインターネットと接続されており、該当する通信加入者が電話ソフトウエアをロードしていれば、ユーザは通話を行うことができる。ここで双方の通信加入者のコンピュータは線路交換される公衆電話網（英語：Public Switched Telephone Network, PSTN）を介していわゆるインターネット電話サービスプロバイダ（英語：IP Telephony Service Provider, ITSP）に接続され、ここからコンピュータはパケット交換されるインターネット音声データを伝送することができる。

２．バリエーション：コンピュータ←→インターネット←→電話
ここではユーザは自分のコンピュータから自分のプロバイダを介してインターネットにダイヤルインする。その後、ユーザは所望の通信加入者の番号を、電話ソフトウエアを介してダイヤルする。ソフトウエアからデータパケットが、所望の通信加入者に地理的に一番近い「ゲートウエイ」に送信される。ゲートウエイは種々異なるネットワークプロバイダのネットワーク間または国際的ネットワーク間の専用インタフェースであり、接続装置または交換局を相互にインターネットを介して接続し、料金検出し、種々異なるシグナリングプロシージャを変換し、並びに速度適合を行う。このゲートウエイによって例えば、従来の電話接続から別の従来の電話接続へ、電話番号をダイヤルし、専用のインターネットアクセスコードを使用することによって電話することができる。最も近いゲートウエイから音声データがローカルＰＳＴＮに伝送される。この方法は、プロバイダのインフラストラクチャに高い要求を課す。インターネット電話を安価に提供することができるようにするため、世界中の各国で少なくとも１つのゲートウエイをインターネットとローカル電話網との間に敷設しなければならない。

３．バリエーション：電話←→インターネット←→コンピュータ
電話を介してコンピュータに到達するため、インターネット電話サービスプロバイダへの接続を形成しなければならない。その後に初めて、所望の通信加入者をダイヤルすることができる。そのための前提は、所望の通信加入者のコンピュータがスイッチオンされており、電話ソフトウエアがロードされており、コンピュータがインターネットと接続されていることである。

４．バリエーション：電話←→インターネット←→電話
このソリューションでは、ユーザは自分の電話接続から線路交換ＰＳＴＮを介してゲートウエイにダイヤルする。ゲートウエイにダイヤルインした後、ユーザは自分にネットワークプロバイダから割り当てられたインターネットアクセスコード（英語：Personal Identification Number, PIN）をダイヤルし、続いて所望の通信加入者の目標電話番号をダイヤルする。次にゲートウエイシステムは、ダイヤルされた目標電話番号またはその一部に基づきルーティングテーブルを介して、この目標に地理的に一番近いゲートウエイを検出する。このゲートウエイはＩＰアドレスによって識別可能であり、このゲートウエイに、所望の通信加入者への接続をそこのローカルＰＳＴＮを介して実現することを要求する。これが実行されると直ちに、発呼通信加入者は信号を受け取り、通話することができる。ここで音声データはパケット化され、インターネットを介して伝送される。

４つのバリエーションはすべて、グローバルインターネットを介しても、社内接続または組織内接続されたイントラネット（この場合、通常はより良好な伝送品質が得られる）を介しても実現することができる。

インターネット電話システムの基礎となるエレメントは、いわゆる「コールプロセッシングサーバ（ＣＰＳ）」であり、これはしばしば「ゲートキーパ」とも称される。これは１つまたは複数のサーバで実行される一連のソフトウエアアプリケーションからなる。これは論理的ＩＰネットワークのいずれのポイントにも存在することができる。その最も簡単な形態では、ＣＰＳは所定のドメインに所属するすべてのクライアントの状態についての外観を提供する。その機能は、インターネットテレコミュニケーションユニオン（ＩＴＵ）のＨ．３２３規格に従って定義されている。この機能はとりわけ、アドレス分解（Ｅ．１６４からＩＰへおよびその反対）と種々の認証および許可タスク、中央コール処理およびルーティングを含む。さらにクライアントおよびゲートウエイへの交換技術的機能（接続形成および接続遮断を含む接続制御）をＩＰネットワーク内で実行し、ユーザプロフィール情報およびネットワーク構成情報が記憶されているデータバンクを管理する。ここではＣＰＳはすべてにより提供される機能性は製造業者により大きく異なる。

個々の音声チャネルがインターネットを介して接続できず、ボイスオーバＩＰ接続に対する代替接続を線路交換網を介して接続しなければならない場合、ユーザに対して場合によってはコールプロセッシングサーバにより制御可能なＶｏＩＰ接続の使用可能フューチャの多様性が失われてしまう。この場合、所定の使用可能フューチャ、例えば会議接続の形成を使用することができない。

ＩＳＤＮで線路交換ないしパケット交換されるデータトラフィックの重要な特徴は、シグナリングデータと有効データとの伝送が異なるチャネルで完全に分離されて実行されることである。ここで重要なのはまず第一に、ＢチャネルとＤチャネルである。デジタル化された音声データを伝送するためにここでは、伝送速度６４ｋＢｉｔ／ｓの第１Ｂチャネルが使用される。これと平行して、ユーザにはデータを伝送するために第２Ｂチャネルが提供される。この第２Ｂチャネルも同様に６４ｋＢｉｔ／ｓの伝送速度を有する。ここでは完全なＳ0インタフェースが準備され、このインタフェースはユーザの電話機にデータ端子が備わっていなくても各ユーザに対して８つまでの異なる通信端末機を許容する。これの意味するのは、いずれの場合でも２つのＢチャネルが両方の通信装置で使用され、複数の通信端末機を同時にアクティブにできるということである。このことは２つのＢチャネルのそれぞれ一方を同時に使用することにより行われる。これとは反対に、シグナリングデータの伝送に対しては、伝送速度１６ｋＢｉｔ／ｓ（Ｄ16）ないしは６４ｋＢｉｔ／ｓ８（Ｄ64）のＤチャネルが付加的に使用される。シグナリングデータの交換の他にユーザはデータパケットをＤチャネルでネットワークに送信することができ、このデータパケットはネットワークから他の通信加入者にさらに転送される。しかしＢチャネルの場合とは異なり、Ｄチャネルを介して接続を形成することはできない。

従来技術によれば、シグナリングデータと有効データとを完全に分離することにより、有効データが代替ネットワークを介して迂回される際にも、ユーザが情報または使用可能フューチャの損失を被らないことが保証される。なぜならＤチャネルがシグナリングデータおよび制御データを常に正しく伝送するからである。

上記の従来技術から出発して本発明の課題は、代替接続を一次接続に対して形成することのできる方法を提供することである。ここではデータ伝送が一次ネットワークまたは代替としての二次ネットワークを介して行われ、代替接続に迂回する場合には、装備された使用可能フューチャができるだけ維持されるようにする。

この課題は、独立請求項の特徴的構成によって解決される。本発明の技術思想を発展させる有利な実施例は従属請求項に記載されている。

本発明は基本的に、一次接続、とりわけボイスオーバＩＰ接続に対する代替接続をコールプロセッシングサーバによって提供するための技術に関する。この関連から、地理的に分散されたゲートウエイを備えるシステムアーキテクチャを使用することができる。これらのゲートウエイは中央コールプロセッシングサーバを介して制御される。線路交換されるネットワークへアクセスするための標準化されたコールプロセッシング経過は、合流ネットワークソリューションの枠内で変更なしに引き続くことができる。

本発明のさらなる特性、特徴、利点および適用は従属請求項、並びに本発明の実施例の以下の説明から明らかとなる。この実施例を図面に基づき説明する。
図１は、パケット交換されるＶｏＩＰ接続に対する例としての代替接続を説明する簡略的ブロック回路図である。
図２ａ，ｂは、パケット交換されるＶｏＩＰ接続に対して、線路交換されるネットワークを介して代替接続を形成するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施例に含まれる、図１と図２に示されたコンポーネントについて詳細に説明する。

図１を参照して本発明をまず概略的に説明する。図示されているのは本発明のソリューションの枠内で使用されるシステムアーキテクチャを説明するための簡略的ブロック回路図であり、地理的に分散されたＩＰラックないしゲートウエイ１０２ａ、１０２ｂとコールプロセッシングサーバ１０４を有する。この関連から、２つの通信加入者ＡとＢとの間でパケット交換されるボイスオーバＩＰ接続の例が示されている。この２つの加入者Ａ，Ｂは端末機１０１ａ、１０１ｂおよびゲートウエイ１０２ａ，１０２ｂを介して接続される。ここで図示のシナリオでは、ボイスオーバＩＰ接続のシグナリング経路１０７ａ（Ｄチャネル）も有効データ経路１０７ｂ（Ｂチャネル）も遮断されている。ここで通信加入者Ａには接続識別子＃Ａ：２０００が、通信加入者Ｂには接続識別子＃Ｂ：３０００が割り当てられている。シグナリング経路１０７ａと有効データ経路１０７ｂはインターネット１０６ｂを介して接続することができないから、ボイスオーバＩＰ接続に対する代替経路を代替ネットワークを介して接続しなければならない。ここで図１に示された実施例では、代替ネットワーク１０６ｃがシグナリング経路１０７ａに対して、そして線路交換されるネットワーク１０６ａが有効データ経路１０７ｂに対する代替ネットワークとして使用される。後者の場合、これはドイツテレコム社の線路交換される電話網（ＰＳＴＮ）とすることができる。

端末機１０１ａ，１０１ｂとゲートウエイ１０２ａ，１０２ｂを介してボイスオーバＩＰ接続に関与する２つの通信加入者ＡとＢに対しては、インターネット１０６ｂを介するボイスオーバＩＰ接続の欠落は知覚されない。なぜなら代替接続が以下に説明するようにボイスオーバＩＰ接続と同じサービス範囲を提供するからである。

図２には、パケット交換されるボイスオーバＩＰ接続に対する代替接続を線路交換されるネットワークを介して形成する本発明の方法が４つのステップで示されている。以下、この方法の個々のステップを詳細に説明する。

ステップ＃１：
まず部分ステップ２０２で、接続識別子＃Ａ：２０００を有する加入者Ａの通信端末機１０１ａから被呼加入者Ｂの通信端末機１０１ｂの接続識別子＃Ｂ：３０００がダイヤルされ、このときに接続要求がコールプロセッシングサーバ１０４にシグナリングされる。これに基づいてコールプロセッシングサーバ１０４は次の部分ステップ２０４で、一次ネットワーク１０６ｂによる有効データ経路１０７ｂ（この場合はパケット交換されるインターネット）が例えばルータの故障により遮断されているため、伝送品質が劣化しているか、または使用できないことを識別する。

ステップ＃２：
コールプロセッシングサーバ１０４からゲートウエイないし通信端末機１０１ａ，１０１ｂのアクセスポイント１０２ａ，１０２ｂまでのシグナリング経路１０７ａは常に使用可能でなければならないから、このことは一次ネットワーク１０６ｂによるシグナリング経路１０７ａが相変わらず使用可能であるか、またはこの実施例で仮定されているように代替ネットワーク１０６ｃに切り替えられたことを意味する。従って別の部分ステップ２０６で、２つの可能性のうちのどちらが存在しているのかを検出しなければならない。

ステップ＃３：
シグナリング経路１０７ａが代替ネットワーク１０６ｃに迂回されると、コールプロセッシングサーバ１０４はゲートウエイ１０２ａに部分ステップ２０８で、加入者Ｂの通信端末機１０１ｂに到達するためには代替呼び出し番号＃Ｂ：０−１２３４５６７をダイヤルすべきことをシグナリングする。最初の“０”はこの関連から線路交換されるネットワーク１０６ａへのアクセスコードである。（他の線路交換されるネットワークへの切り替えは、多くの場合すでに実現されている、電話接続を維持するための標準的プロシージャであり、線路交換される電話網を介して導入される。）コールプロセッシングサーバ１０４は次にさらなる部分ステップ２１０でそれぞれの通信接続の使用可能フューチャ、および最初にダイヤルされた呼び出し番号＃Ｂ：３０００と代替呼び出し番号＃Ｂ：０−１２３４５６７との関連を記憶する。

ステップ＃４：
ゲートウエイ１０２ｂに代替呼び出し番号＃Ｂ：０−１２３４５６７によって到来する接続要求は部分ステップ２１２でコールプロセッシングサーバ１０４にシグナリングされる。次の部分ステップ２１４でコールプロセッシングサーバは、これが代替接続の入り部分であることを検出する。これに基づいてコールプロセッシングサーバ１０４はさらなる部分ステップ２１６で、ステップ２１０で記憶されたそれぞれの通信接続の使用可能フューチャを呼び出し、最後の部分ステップ２１８で加入者Bの通信端末機１０１ｂに到来する接続要求を、ＶｏＩＰ接続の有効データおよびシグナリングデータが代替ネットワーク１０６ａ＋ｃによって導かれているのではないかのようにシグナリングする。

本発明の枠内で上記の説明のように、通信加入者Ａの通信端末機１０１ａから線路交換されるネットワーク１０６ｂに到来する接続要求、および線路交換されるネットワーク１０６ｂから通信加入者Ｂの通信端末機１０１ｂに到来する接続要求（すなわち線路交換されるネットワークを介する代替接続の出部分と入り部分）はペアとして識別される。代替接続の出部分と入り部分との間では次に結合が行われる。この結合は中央コールプロセッシングサーバ１０４で行われる。なぜならここには内部接続に対するデータがいずれにしろ存在しているからである。この接続に対して次にすべての使用可能フューチャが許容される。そのための前提はもちろん、ゲートウエイ１０２ａ，１０２ｂへのシグナリング経路１０７ａが以前と同じように機能することである。

代替接続の出部分と入り部分との間の結合は、代替ネットワークおよび代替接続の形式に応じて種々異なるやり方で行うことができる。例えば代替接続がアナログ公衆回線であればダイヤルされた呼び出し番号を介して行われる。

別の可能性は、代替接続が複数のＢチャネルを備えるデジタル公衆回線であれば、ダイヤルされた呼び出し番号と人工的なコーリングパーティ番号の使用である。この場合、ユーザアクセスは一次マルチプレクス接続ないし一次速度接続（英語：Primary Rate Interface、ＰＲＩ）を介して行われる。

本発明の方法の枠内で、到来する代替接続はまず（代替）シグナリング経路１０７ａを介してコールプロセッシングサーバ１０４に通報される。結合に基づきコールプロセッシングサーバは、通信接続が到来する代替接続であることを識別し、これを代替接続の出部分と結合する。その後、コールプロセッシングサーバ１０４は、通信接続の接続データと使用可能フューチャ（例えばノック、呼び出し迂回、会議接続等）を呼び出し、これらを（代替）シグナリング経路１０７ａを介して送信する。呼び出された通信端末機１０１ｂに対してはこれにより、代替経路が使用されたにもかかわらず接続が内部接続となる。

本発明の基礎となる実施例では、代替経路の出部分と入り部分との間の結合形式に対して付加的に、各被呼通信端末機１０１ｂに対してではないが、固有の代替番号が必要であるようにされる。その代わりに、代替呼び出し番号をコールプロセッシングサーバ１０４によって大量の代替呼び出し番号からダイナミックに割り当てることができる。この方法の利点は、公衆番号の消費が少ないことであり、これによりかなりの程度、コストを節約することができる。

本発明は一般的に、公衆電話網を介する代替接続をユーザに対して内部接続であるかのように行うために使用される。ここではすべての内部使用可能フューチャが代替接続の場合でも使用可能である。

とりわけ本発明は有利には、ＩＰネットワーク１０６ｂ内で地理的に分散された個々のゲートウエイ１０２ａ，１０２ｂが交換局装置の通信端末機と接続されているアーキテクチャで使用される。

図１は、パケット交換されるＶｏＩＰ接続に対する例としての代替接続を説明する簡略的ブロック回路図である。

図２ａは、パケット交換されるＶｏＩＰ接続に対して、線路交換されるネットワークを介して代替接続を形成するためのフローチャートである。

図２ｂは、パケット交換されるＶｏＩＰ接続に対して、線路交換されるネットワークを介して代替接続を形成するためのフローチャートである。

Claims (13)

1. 第１の加入者（Ａ）から一次ネットワーク（１０６ｂ）を介する第２の加入者（Ｂ）への通信接続に対する代替接続の形成方法であって、
   該通信接続は有効データ経路（１０７ｂ）とシグナリング経路（１０７ａ）からなる方法において、
   ・一次ネットワーク（１０６ａ）の通信接続のシグナリング経路（１０７ａ）における障害を検出し、
   ・シグナリング経路（１０７ａ）に対する代替接続を、有効データ経路（１０７ｂ）に依存しないで代替ネットワーク（１０６ｃ）を介して形成し、
   ・一次ネットワーク（１０６ｂ）のシグナリング経路（１０７ａ）を代替ネットワーク（１０６ｃ）の前記形成されたシグナリング経路と結合し、
   ・一次ネットワーク（１０６ｂ）の通信接続の使用可能フィーチャに該当する接続データを記憶し、
   当該使用可能フィーチャは、一次ネットワーク（１０６ｂ）のシグナリング経路（１０７ａ）によって提供されたものであり、
   これにより当該使用可能フィーチャを代替ネットワーク（１０６ｃ）のシグナリング経路（１０７ａ）に対しても使用可能とする、
   ことを特徴とする方法。
2. ・一次ネットワーク（１０６ａ）のシグナリング経路（１０７ａ）と代替ネットワーク（１０６ｃ）のシグナリング経路（１０７ａ）との結合によって、代替接続の出部分を入り部分と結合し、
   ・記憶された接続データを呼び出し、代替ネットワーク（１０６ｃ）のシグナリング経路（１０７ａ）を介して共に伝送する、請求項１記載の方法。
3. 一次ネットワーク（１０６ｂ）としてパケット交換ネットワークを使用し、代替ネットワークとして線路交換ネットワークを使用する、請求項１または２記載の方法。
4. パケット交換される一次ネットワーク（１０６ｂ）としてインターネットおよび／または社内ないし組織内部のイントラネットを使用する、請求項３記載の方法。
5. 線路交換される代替ネットワーク（１０６ａ）として公衆電話網（ＰＳＴＮ）を使用する、請求項３または４記載の方法。
6. 通信接続として、ボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）接続を介するデジタル化された音声信号の伝送を使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 通信接続として、インターネット接続ないしイントラネット接続を介するデジタル化されたデータ信号の伝送を使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
8. 通信接続として、インターネット接続ないしイントラネット接続を介するデジタル化されたビデオおよび／またはオーディオ信号のマルチメディア伝送を使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
9. 第１の加入者（Ａ）に配属された発呼端末機（１０１ａ）と第２の加入者（Ｂ）に配属された被呼端末機（１０１ｂ）との間の有効データ経路（１０７ｂ）が正常でない場合、コールプロセッシングサーバ（１０４）によって以下のステップを実行する：
   ・発呼端末機（１０１ａ）のゲートウエイ（１０２ａ）に対して、被呼端末機（１０１ｂ）に代替ネットワーク（１０６ｃ）に対する代替呼び出し番号（＃Ｂ）の下で到達することを要求し（２０８）、
   ・正常でない有効データ経路（１０７ｂ）の使用可能フューチャを記憶し（２１０）、元々ダイヤルされた呼び出し番号を代替呼び出し番号（＃Ｂ）と結合し、
   ・被呼端末機（１０１ｂ）のゲートウエイ（１０２ｂ）に到来する接続要求を検出し、
   ・代替通信接続の入り部分を識別し（２１４）、
   ・中断された通信接続の記憶された使用可能フューチャを呼び出し（２１６）、
   ・到来する接続要求を被呼端末機（１０１ｂ）にシグナリングする（２１８）、
   請求項１記載の方法。
10. ダイヤルされた呼び出し番号がアナログ公衆回線の場合、代替接続の出部分と入り部分との間の結合を当該ダイヤルされた呼び出し番号を介して形成する、請求項９記載の方法。
11. デジタル公衆回線が複数のＢチャネルを有する場合、代替接続の出部分と入り部分との間の結合を、ダイヤルされた呼び出し番号および人工的コーリングパーティ番号を介して形成する、請求項９記載の方法。
12. 代替接続の出部分と入り部分との間の結合を行う際に、被呼端末機（１０１ｂ）に対してそれぞれ代替呼び出し番号をコールプロセッシングサーバ（１０４）によって、再使用可能な大量の代替呼び出し番号からダイナミックに割り当てる、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法を実施するように構成されている、交換技術機能を実施するためのコールプロセッシングサーバ。

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