JP4311507B2 - ボイス呼びを確立する方法 - Google Patents
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Description
【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(音声)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(音声)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(音声)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】
サブレート信号が生成されスイッチングされると、遠隔のスイッチングシステムへとこのようなサブレート信号を送る機会を生むことになり、従って、バンド幅を節約し、スイッチングシステムにつながれる伝送設備を有効に利用することを可能にする。従来技術には、接続されたスイッチングシステムへと伝送するためにサブレート信号を生成しスイッチングする構成がない。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】
本発明は、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、サブレートボイス信号を生成し、フルレート信号(例えば、64Kb信号)へと結合させる。この結合は、共通の宛先(ポート)のためのサブレート信号を集めることにより、中間サブレートスイッチングを最小化するような方法で行う。ラインまたはトランクユニットは、サービスプロファイルが圧縮(サブレート)信号を利用できることを示すラインまたはトランクにサービスをし、複数の64Kコーデックからなり、選択された64K信号を圧縮しそれらをより少ない数の64K出力へと結合する第1ユニットへとつながれている。これらの結合された信号は、現存するスイッチングTSI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伝送され、結合した64K信号をシングルボイス64K信号へと展開する第2ユニットにおいて分離し、宛先ラインないし中間トランクへと伝送される。
【0005】
もし共通の中間ないし最終宛先が結合されたサブレート信号を処理することができれば、圧縮を用いることができる。次に結合された信号は遠隔のスイッチへと伝送され、ここで分離され、スイッチングされ、展開される。結合されたサブレート信号を伝送するための64Kチャネルはその64Kチャネルの宛先へのトラフィックをサポートするのに十分なように動的に割り当てられる。遠隔の局は、その特定の通信の識別情報を、共通チャネルシグナリング(CCS7)メッセージによって、あるいはインターネットのようなパケットネットワークを介して制御およびステータスメッセージを用いて知らされる。
【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(音声)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(電話呼)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(電話呼)を発信する方法を示してある。呼び(電話呼)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(電話呼)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 (4)
- 遠距離通信ネットワークにおいて音声呼を設定する方法であって、
該音声呼のための信号を含む複数の入来フルレート信号を、このフルレート信号のビットレートよりも小さいビットレートを有する複数のサブレート信号に圧縮するステップと、
該複数のサブレート信号を、共通の宛先のためのサブレート信号を集めるように、複合フルレート信号へと結合するステップと、
第1のスイッチングシステムのスイッチング設備を通して該複合フルレート信号をスイッチングするステップと、
該複合フルレート信号を搬送するために、該遠距離通信ネットワークの別のスイッチングシステムに接続された該第1のスイッチングシステムのチャネルを動的に割り当てるステップと、
該第1のスイッチングシステムにおいて、該複合フルレート信号を該割り当てられたチャネルにスイッチングするステップと、
該音声呼のための該信号の該音声呼の宛先方向への展開および送信のために、該別のスイッチングシステムへの該チャネルを介して該複合フルレート信号を送信するステップと、
を含み、
該動的に割り当てるステップは、
サブレートのスイッチングおよび送信が該音声呼について許されるかどうかを決定する処理と、
サブレートのスイッチングが許されると決定された場合に、該ネットワークを過負荷にしないよう、サブレートのスイッチングおよび送信が必要とされるかどうかを決定する処理と、
サブレートのスイッチングおよび送信が許され、かつ必要とされると決定された場合に、該音声呼についてのサブレートチャネルが使用可能かどうかを決定する処理と、
どのサブレートチャネルも使用可能でない場合に、該音声呼に対して該サブレートチャネルを搬送するための使用可能なフルレートチャネルを割り当てる処理と、を含むものであることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
該チャネルを動的に割り当てるステップが、
該別のスイッチングシステムへのいずれかのチャネルが、宛先側のサブレートに対応する利用可能なサブチャンネルを有しているかどうかをテストするステップと、
該別のスイッチングシステムに対して複合フルレート信号を搬送するいずれのチャネルも利用可能なサブチャンネルを有していないとの決定に応答して、該別のスイッチングシステムに複合フルレート信号を搬送するためのチャネルを割り当てるステップと、を含む方法。 - 請求項2に記載の方法において、さらに
該別のスイッチングシステムへのいずれかのチャネルが利用可能なサブチャンネルを有している場合に、該利用可能なサブチャンネルの1つを介して該呼のためのサブレート信号を送信するステップを含む方法。 - 請求項1に記載の方法において、さらに
該割り当てられたチャネルの別の他端側のスイッチに対して、該チャネルがサブレート信号を搬送しつつあることを通知するステップを含み、
これにより、該チャネルの他端側における該スイッチが、該サブレート信号を分離し、スイッチングし、および展開するようになっている方法。
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