JP4232924B2 - 呼びをスイッチングする装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信ネットワークにおけるデジタルボイス信号を交換する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日では、ボイス通信トラフィックの非常に大きな割合がデジタル形態で伝送されている。このようなトラフィックのほとんどは、一連のパルス符号変調（ＰＣＭ）信号として伝送され、ここでは１秒あたり８０００サンプルがそれぞれ８ビットの量を表すものとして伝送される。このような６４kb/s信号は電話帯域（２００〜３３００Ｈｚ）におけるボイス信号を忠実に再生する。このような６４kbが電話帯域におけるボイス信号を忠実に再生する必要はないことは周知である。最近になり、サブレートである３２kb/s、１６kb/s、８kb/sあるいはそれよりも低いレートでボイス信号を忠実に再生して伝送するような多くの低コストのコーダ／デコーダ（コーデック）が知られている。これにより、フルレート（６４kb/s）のチャネルが複数のボイス信号を運ぶことを可能にした。結果として、６４Ｋｂ信号を交換するのに設計された現存するタイムスロットインターチェンジ（ＴＳＩ）スイッチ（交換機）を利用することとなり、６４kb/sのコーディングおよびスイッチングを排他的に利用する場合よりも多くのボイス信号をスイッチングしている。しかし、従来技術はこれらシステムの劇的な再設計や非常に高コストな入れ替わりの労力を必要とせずに経済的なスイッチングシステムにおいて異なる音声信号のレートを混ぜ合わせる方法がない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術は、フルレート（６４kb/s）信号をスイッチングするのに設計されたデジタルスイッチへと異なるレート（サブレート）のボイス伝送を導入する経済的な方法を提供していない。このように本発明は、通信ネットワークにおけるデジタルボイス信号のスイッチングにおいて、フルレート信号をスイッチングするのに設計されたデジタルスイッチへと異なるレート（サブレート）のボイス伝送を導入することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明において、サブレートボイス信号が、ＴＳＩスイッチングネットワーク（スイッチ）のようなデジタルスイッチにおいてスイッチングされる前に、フルレート信号（例えば、６４kb信号）へと生成され結合(bundle)する。この結合は、共通宛先（ポート）に対するサブレート信号を集める(assemble)ことにより、中間サブレートスイッチングを最小化するように行われる。
【０００５】
実施例において、複数の６４kb/s（６４Ｋ）コーデックからなる圧縮（サブレート）信号を利用しうることをサービスプロファイルが表すラインまたはトランクにサービスをするラインまたはトランクユニットを用い、これを選択した６４Ｋ信号を圧縮(compress)する第１ユニットにつなぎ、それらを少ない数の６４Ｋ出力へと結合する。次にこれらの結合された信号は現存するＴＳＩスイッチング設備を用いてスイッチングされ、宛先スイッチモジュールへと送信され、第２ユニットにおいて分離される。この第２ユニットは、結合した６４Ｋ信号を単一のボイス６４Ｋ信号へと展開（decompress）し、宛先ラインないし中間トランクへと送信する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の基本的な原理を示している。一方の送信の方向のみを示しているが、これは逆の方向が基本的に同じであるからである。本発明のスイッチング装置は、影響を受ける顧客のサービス指示情報に基づいて適切に、選択された６４Ｋ信号を３２Ｋ、１６Ｋ、または８Ｋ信号へと随意に圧縮する圧縮ユニット１と、多重化された６４Ｋ信号（サブレート信号を含みうる）をスイッチングするメインＴＳＩユニット３と、多重化された６４Ｋ信号（サブレート信号を含みうる）を受け入れ、メインＴＳＩユニット３から受信したいかなるサブレート信号をも６４Ｋ信号へと展開する展開ユニット２とを有する。ラインユニット１０は圧縮ユニット１につながれ、ラインユニット１１はメインＴＳＩユニット３へ直接つながれているように示してある。ラインユニット１１は６４Ｋ信号が圧縮されていないようなラインにサービスし、ラインユニット１０は指示されたように圧縮された６４Ｋ信号のラインにサービスをする。トランクユニット１２および１３は、図１に示したスイッチングシステムに入ってくる局間トランクへとつながれている。トランクユニット１２は、圧縮信号を搬送しうるトランクにサービスする。トランクユニット１３はメインＴＳＩユニット３へと直接つながれており、圧縮（サブレート）信号を搬送しないトランクにサービスする。同様に、展開ユニット２はラインユニット１０および出信号を搬送するためにトランクユニット１２へとつながっており、出力は展開された信号を再びスイッチングすることを可能とするように、メインＴＳＩユニット３へとつながれている。
【０００７】
図１に示したメインＴＳＩユニット３は単一ブロックであるが、多くのデジタルシステムにおいてこのブロックは複数のモジュールからなる。システムによっては、ＴＳＩモジュールは時間多重化スイッチによりお互いつながれている。この例として、Lucent Technologies Inc.が製造する５ＥＳＳ−２０００（登録商標）スイッチがあり、メインＴＳＩユニット３はこのような時間多重化スイッチを含む。他のＴＳＩ構成も従来技術において知られており、たとえば、純粋なＴＳＩスイッチの複数のステージがある。重要なことは、メインＴＳＩユニット３により表したブロックは多重化された６４Ｋ信号をスイッチングするのに用いられることであり、メインＴＳＩユニット３はいかなるサブレートスイッチングをも行わない。
【０００８】
図２は圧縮ユニット１の詳細を示す。ラインユニット１０から受信して信号はデマルチプレクスユニット１０１へと供給され、このデマルチプレクスユニット１０１の出力は複数の圧縮ユニット１１１〜１１２へと供給される。このような６４Ｋ信号の圧縮がないことが望まれる場合を取り扱うため、１ないしすべての圧縮ユニットは６４Ｋ信号を単純に送信するようなパススルー状態を有することができる。図２に示した実施例において、各圧縮ユニットは６４Ｋ信号を受信し、６４Ｋ、３２Ｋ、１６Ｋまたは８Ｋのサブレート信号を生成し、これはその対応するレジスタへと供給される。レジスタ１２１は、圧縮ユニット１１１により供給され、レジスタ１２２は圧縮ユニット１１２により供給される。
【０００９】
デマルチプレクスユニット１０３はトランクユニット１２へとつながれている。デマルチプレクスユニット１０３の出力は、スプリット／圧縮ユニット１１３〜１１４へと送られる。これらのユニットは、もし入トランクが６４Ｋｂストリームへと多重化されたサブレート信号を搬送するならば、スプリット機能を行って、６４Ｋ信号を複数のサブレート信号へと分割（スプリット）する。ＣＣＳ７または他の信頼できるパケットネットワークを介して送られたシグナリングメッセージは、トランクの遠端におけるスイッチに対し、そのトランクが６４Ｋｂストリームの複数のサブレート信号（スタッフド(stuffed)６４Ｋ信号）および構成信号（メークアップ）（たとえば、１６、８、８、３２Ｋｂサブレート信号）を搬送していることをアラートする。スプリット／圧縮ユニットは、もし入トランク信号が基本６４Ｋボイスチャネルのみを搬送するならば圧縮機能を行い、このような６４Ｋ信号の複数のサブレート信号へと変換し、図１のスイッチ内でスイッチングし、もし図１のスイッチが特定の入６４Ｋ信号に対してタンデムスイッチとして機能しているならば、サブレート信号として別のスイッチへと伝送できるようにすることが望ましい。特定の入６４Ｋ信号に対してスプリットと圧縮のいずれも起こらない場合には、スプリット／圧縮ユニットはその対応する出力レジスタへと直接６４Ｋ信号を単純に渡す能力を有する。このスイッチは、もしあれば、特定のラインまたはトランクへとスイッチングされた呼びに対するサブレートをそのラインまたはトランクのサービスクラスに基づいて判断するインテリジェンスを有し、リモートスイッチにおける集端線のサービスのクラスをも随意に判断するインテリジェンスを有する。
【００１０】
圧縮ユニット１１１〜１１２およびスプリット／圧縮ユニット１１３〜１１４の出力レジスタ（すなわち、レジスタ１２１〜１２２および１２３〜１２４）はそれぞれ、ＴＳＩユニット１３１へと入力される。ＴＳＩユニット１３１は共通の展開ユニットに向けられたサブレート信号をお互い結合するような方法によってその入力レジスタをサンプリングするように制御される。ＴＳＩユニット１３１の出力は、すべて６４Ｋ信号であり、これらの一部はサブレート信号（スタッフド６４Ｋ）を搬送し得る。ＴＳＩユニット１３１の出力信号が複数の入力サブレート信号をＴＳＩユニット１３１へと搬送する場合では、ＴＳＩの制御メモリはそのＴＳＩの基本８ＫＨｚサンプリングレートの約数（sub-multiple）のサブレート信号を含むレジスタをサンプリングするように構成されている。ＴＳＩユニット１３１の出力は、複数のレジスタ１３５〜１３６；１３７〜１３８へと供給され、これらは複数のマルチプレキサ１４０〜１４１に供給され、これらの出力はメインＴＳＩユニット３へと入力される。
【００１１】
図３は展開ユニット２のブロック図である。入力はデマルチプレキサ１５１〜１５２〜１５３で受信される。デマルチプレキサ１５１および１５２は、展開回路１６１〜１６２〜１６３〜１６４へとそれぞれつながっている。展開回路はそれぞれ、ＴＳＩユニット１８１へと供給するレジスタへとつながっている。デマルチプレキサ１５３はＴＳＩユニット１８１につながった一群のレジスタ１７５〜１７６へ直接供給する。デマルチプレキサ１５１および１５２は、一部ないしすべてが圧縮形態であり得る信号に対して用いられ、ラインまたはトランクユニットへの入力として６４Ｋ信号を生成するために展開されることを必要とする。デマルチプレキサ１５３はＴＳＩユニット１８１へとつながった１７５〜１７６へと直接供給し、展開されないべきである信号を受信する。これら信号は、すでに６４Ｋの形態であるか、または多重化された圧縮形態で送信されるようにトランクユニットへと多重化された圧縮信号で送信されるべき信号である。ＴＳＩユニット１８１への入力すべては６４Ｋ信号であり、これらはそれぞれ単一の通信か、または圧縮通信の多重化グループを表し、ＴＳＩユニット１８１の出力はレジスタ１８５〜１８６〜１８７〜１８８へと送られる展開された（フルレート）信号であり、これらはマルチプレキサ１９１〜１９２へと供給される。これら後者のマルチプレキサは、ラインまたはトランクユニットへとつながれ、ラインまたはトランク設備へとつながっている。また、レジスタ１８９〜１９０のようなレジスタは１９３のようなマルチプレキサへと供給し、その出力信号は、メインＴＳＩユニット３へと繰り返され、さらにスイッチングされる。
【００１２】
デマルチプレキサ１５１と展開回路１６１〜１６２の間には、信号スプリットユニット１５６があり、これはその展開ユニットが必要とする正しいサブチャネルをその展開ユニットへと供給する。デマルチプレキサからの信号に展開が必要でない場合には、スプリットユニットの出力の１つは、単に展開をバイパスする受信６４Ｋ信号である。これは例えば、展開ユニットがレジスタ１７１のようなＴＳＩ入力レジスタへとその入力を単に通過させるような状態であるような展開ユニットへと供給されるようにして行うことができる。
【００１３】
図４〜５は、本発明に従って呼びを発信する方法を示してある。呼びは発信される（５０１）。呼び通信信号はフルレートの６４kb/sデジタルビットストリームへと変換される（５０３）。このスイッチがサブレート信号を得るように備えられているかどうかを判断するのにテストを行う（５０５）。もしそうでない場合は、呼びは６４kb/sで発信スイッチのスイッチング設備を通り抜け（５０９）、呼びは従来技術と同様に処理される。もしこのスイッチがサブレート（スタッフド６４Ｋ）スイッチングに対して備えられていれば、そのスイッチが幅奏状態であるか（トラフィック負荷がしきい値を越えているか）を判断し、あるいは宛先スイッチへの伝送設備が幅奏状態であるか（しきい値を越えるトラフィックを搬送しているか）を判断するためにテストを行う（５０７）。これら状態のいずれも発生していない場合、前述したブロック５０９に入る。幅奏があった場合、発信顧客のサービスプロファイルがその顧客の信号の圧縮を許すかどうかをまず判断した後に、ユーザはインバンドトーンないしアウトバンドメッセージによって呼び圧縮をすることを知らされる（５１１）。そして６５Ｋｂ信号は何らかの許されたサブレート（３２Ｋ、１６Ｋ、８Ｋなど）に圧縮される（５１３）。ここで、この例では実装するサブレートとして３２Ｋｂのサブレートを用いたが、スイッチはそれとは異なるサブレートを用いてもよい。ただし、６４Ｋｂフルレートの約数であることが好ましい。初期には３２Ｋｂサブレートのみを用いて、スイッチの負荷が重くなると、１６Ｋｂサブレートないし８Ｋｂサブレート信号を用いることができる。これは、サービスの考えや資源の幅奏に基づいて判断される。
【００１４】
次に、サブレート信号は他のサブレート呼びとともに結合され、それぞれが共通のスイッチングモジュール（ＳＭ）へと向けられた６４Ｋｂ信号へとスタフィングされる（５１５）。この５１５で起こる結合は、圧縮されたフルレート入トランクの別々のトラフィックの結合をも含むことができる。このことは、下でブロック５２３とともに、および図２のデマルチプレキサ１０３およびスプリット／圧縮回路１１３、１１４と共に説明してある。次に、宛先がラインまたはトランクであるかどうかを宛先スイッチモジュールにおいて判断するテストが行われる（５１９）。もしこのテスト５１９が宛先がトランクであることを示していれば、そのトランクがサブレート信号を受け入れることが可能な局につながっていて、そのような信号を受け入れる意志がどうかを判断するためにテストを行う（５２１）。テスト５２１の結果の判断は、発信スイッチにおけるデータベースルックアップとして、あるいは接続されたスイッチの問い合わせとして、共有データベースの問い合わせとして行うことができる。もしテスト５２１が偽であれば、サブレート信号は分割され（５２６）、接続されたスイッチに知らされ（５２７）、６４kb/s信号へと展開される（５２８）。次にこれらは６４kb/sチャネルとしてトランクユニット１２のようなトラックユニットにおけるトランク上へと多重化され（５２９）、呼びは次のスイッチへと送られる（５３０）。
【００１５】
もしリモートスイッチがサブレート信号を受け入れることができるならば（テスト５２１が真であれば）、そのリモートスイッチへのサブレートチャネルにアイドル状態であるものがあるかを判断するためにテストを行う（５２２）。もし真であれば、サブレート呼びは共通の宛先へと再パッケージされ、番号が圧縮比により決められる複数の呼びが単一の６４Ｋチャネルを介してリモートスイッチへと送信される。次にリモートスイッチは、呼び位置およびレートのＣＣ５７メッセージ（呼びを搬送する特定のチャネル）を介して、呼びのレートおよびその呼びの特定の位置を６４Ｋｂ信号の範囲内で知らされる。次に前述したブロック５２９および５３０の動作が続く。サブレートチャネルにアイドル状態のものがなければ（テスト５２２が偽であれば）、このスイッチは、６４Ｋｂチャネルおよびサブチャネルのレートを利用することに関してリモートスイッチと折衝（negotiate）する。折衝が成功すると、前述したブロック５２３に入る。
【００１６】
テスト５１９の結果がラインへと呼びを送信すべきであることを示せば、サブレート信号のいずれも分割され（５３１）、展開され（５３３）、集端先へとルーティングされる（５３５）。
【００１７】
図６は入呼びの流れを示す。入呼びを受ける（６０１）。呼びがサブレート呼びであるかのテストを行う（６０３）。呼びがサブレート呼びでなければ呼びを従来の方法で処理する（６０９）。呼びがサブレート呼びであれば呼びを展開する（６０５）。次に展開した呼びを宛先ラインまたはトランク回路へとスイッチングする（６０７）。可能であれば、呼びの宛先のラインまたはトランクユニットにつながれたユニットにおいてこのような展開を行う。同じ６４ｋチャネルの他のサブレート呼びが宛先ユニットにつながれていない展開ユニットへとすでにルーティングされていることによって可能でなければ、展開された呼びはメインＴＳＩユニットへと戻るようにつながれ、さらにスイッチングされる。
【００１８】
上の説明は本発明の最も一般的なアプリケーションである。部品や伝送設備のコストによって本発明の特定のスイッチや特定のアプリケーションに用いる方法が変わってくる。例えば、メインＴＳＩにおけるスイッチングの前に、入トランクの多くのサブチャネルを分離し、新しい６４ｋ信号へと再び結合することを可能にするような構成がある。別の構成では、このようなトランクをメインＴＳＩへと直接つなぎ、必要ならば、メインＴＳＩへと１つの束としてスイッチングされた後に得られるこれら展開された信号は、異なるスイッチングモジュールへとメインＴＳＩを通って再びスイッチングすることができる。この構成は、複数の異なる圧縮比を用いることを可能にするように一般化することができる。もし３２ｋより下の圧縮比のコストが高ければ、上の構成を３２Ｋへ圧縮するためのみに用いると経済的であることは明らかである。好まし実施例において、呼び信号を圧縮した場合には必ずトーン信号を与えられ、代わりに、ビジュアルディスプレイないしランプを作動させる信号を用いることができる。３２ｋへの圧縮の高品質さを考えると、１６ｋや８Ｋのような低いレートへの圧縮を用いる場合でない限りユーザに対して圧縮に関して警告する必要はなくなる。３２Ｋにのみ圧縮することの１つの利点として、２つの圧縮回路と、および圧縮ユニット１と展開ユニット２へのデマルチプレクスされる入力に現れる６４Ｋ信号それぞれに対して２つの展開回路のみしか考える必要がないことが明らかに上げられる。
【００１９】
この実施例において、別々のスプリット回路が展開ユニット２の展開回路の機能を果たす。別の実施例において、展開回路の一部としてスプリット回路を設け、このスプリット回路は入バイトのセレクターとして単純に機能することができ、これらバイト群は展開回路に用いられる。
【００２０】
好ましい実施例において、入トランクはスプリット／圧縮ユニット１１３へとつながっており、このスプリット／圧縮ユニット１１３はもしトランクが単一の信号のみを搬送している場合には圧縮を可能とし、トランクが複合信号を搬送している場合には複数のサブレート信号へのスプリットを可能にする。代わりに、このようなトランクをメインＴＳＩへと直接つなぎ、トランクが複合信号を搬送している場合にはその複合信号を展開ユニットへとスイッチングし、それらの出力マルチプレキサのうちの１つは、メインＴＳＩユニット３の入力へと戻るようにつながれ、トランクが搬送するサブレート信号を表す展開された信号（６４Ｋ）をさらにスイッチングする。
【００２１】
公衆スイッチおよび設備がサポートするプライベートネットワークにおいては、専用設備を介して専用サブレートチャネルを用いることができる。このことにより、プライベートネットワークのユーザがより低い料金しか払わずにすむ。なぜなら必要な専用トランクが少なくなるからである。
【００２２】
圧縮および展開回路を有するＩＳＤＮ回線のような回線を用い、複数のチャネルを搬送されることができる。このようなスイッチへの回線の出力は通常、スイッチにおける圧縮をバイパスする。これは例えば、ラインユニット１１のようならインユニットにつなぐことにより行う。スイッチからの入力は展開されていないような複数のチャネルの信号とすることができる。ＩＳＤＮ回線においては、シグナリングチャネルはスイッチへと、６４Ｋ信号のサブレートチャネルのブレークダウン、および各サブレートチャネルの宛先の識別情報を運ぶことができ、また他の方向では、受信したサブレートチャネルそれぞれに対する顧客のチャネルの識別情報を運ぶことができる。このような線からスイッチにおいて受信したサブレートチャネルは、展開ユニットのＴＳＩを用いて、必要ならばメインＴＳＩユニット３を通して再スイッチング設備を用いてスイッチングすることができる。このような線のすべてのサブレートチャネルが共通の宛先をもっていれば、スイッチにおいてはサブレートチャネルスイッチングは行われず、フル６４Ｋ信号は単一のエンティティとしてスイッチングされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮ボイス信号を圧縮、スイッチングするスイッチング構成を示すブロック図。
【図２】音声圧縮ユニットのブロック図。
【図３】展開ユニットのブロック図。
【図４】呼びの発信のプロセスを示す流れ図。
【図５】呼びの発信のプロセスを示す流れ図。
【図６】入呼びのプロセスを示す流れ図。
【符号の説明】
１ 圧縮ユニット
２ 展開ユニット
３ メインＴＳＩユニット
１０、１１ ラインユニット
１２、１３ トランクユニット
１０１〜１０３、１５１〜１５３ デマルチプレキサ
１１１〜１１２ 圧縮ユニット
１１３〜１１４ スプリット／圧縮ユニット
１２１〜１２４、１３５〜１３８、１７１〜１７６、１８５〜１９０ レジスタ
１３１、１８１ ＴＳＩユニット
１４０〜１４１、１９１〜１９３ マルチプレキサ
１５６〜１５７ 信号スプリットユニット
１６１〜１６４ 展開回路

Claims (10)

1. ディジタルスイッチングシステムにおいて呼をスイッチングする装置であって、
   （Ａ）複数のフルレート呼データ信号のそれぞれを複数の複合信号へと圧縮する手段を含み、 各複合信号は、該複数のフルレート呼データ信号のそれぞれを表す複数のサブレート呼データ信号のみを搬送し、
   （Ｂ）該複合信号をいかなるサブレートスイッチングをもすることなくスイッチングする手段と、
   （Ｃ）スイッチングした複合信号のいくつかをフルレート信号へと展開する手段と、
   （Ｃ’）該スイッチングする手段においてスイッチングされた後に得られる該展開された信号をいかなるサブレートスイッチングをもすることなくスイッチングする異なるディジタルスイッチングシステムへと再スイッチングする手段とを含む装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   （Ｄ）他のディジタルスイッチから複合信号を受信する手段と、
   （Ｅ）受信した複合信号を分離し、該ディジタルスイッチングシステムにおいてさらにスイッチングするために、分離した信号を複数のフルレート信号へと展開する手段とを含む装置。
3. 請求項１に記載の装置において、該ディジタルスイッチングシステムにおけるトラフィック負荷がしきい値を越えた場合にのみサブレートスイッチングを用いる装置。
4. 請求項１に記載の装置において、
   （Ｆ）顧客に対しサブレートスイッチングを呼に用いていることを知らせる手段を含む装置。
5. 請求項４に記載の装置において、該知らせる手段（Ｆ）は、該呼に音を入れる手段からなる装置。
6. 請求項１に記載の装置において、
   （Ｇ）スイッチングされた複合信号からサブレート信号を抽出し、接続されたスイッチングシステムへとトランクを介して伝送するために複数の抽出した信号を複合信号へと結合する手段を含む装置。
7. 請求項６に記載の装置において、該結合する手段（Ｇ）は、スイッチングされた複合信号を受信し、複数のスイッチングされた複合信号からサブレートチャネルからなる複合信号を生むタイムスロットインターチェンジユニットを含む装置。
8. 請求項１に記載の装置において、該圧縮する手段（Ａ）は、フルレート信号をサブレート信号へと圧縮する手段と、該サブレート信号をスイッチングし、それらを複合フルレート信号へと結合するタイムスロットインターチェンジユニットとを含む装置。
9. 請求項１に記載の装置において、該展開する手段（Ｃ）は、サブレート信号をフルレート信号へと展開する手段と、フルレート信号を宛先へとスイッチングするタイムスロットインターチェンジユニットとを含む装置。
10. 請求項１に記載の装置において、
    （Ｈ）ディジタル線から複合信号を受信する手段と、
    （Ｉ）受信した複合信号を分離し、該ディジタルスイッチングシステムにおいてさらにスイッチングするために、分離した信号を複数のフルレート信号へと展開する手段とを含む装置。

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