NO317275B1 - Telekommunikasjonssystem og nettelement for systemet - Google Patents

Description

TEKNISK OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse vedrører et telekommunikasjonssystem og et nettverkselement som definert i innledningen av henholdsvis selvstendig krav 1 og 8. Den overførte informasjon kan vedrøre tale, bilde, data etc. De abonnentutstyr som benyttes i telekommunikasjonssystemet kan således være av forskjellige slags eller omfatte flere ulike funksjoner.

TEKNIKKENS STANDPUNKT

I fig. 1 er det vist et tradisjonelt telekommunikasjonssystem med en forbindelse som er koplet opp mellom en abonnent A og en abonnent B. Sammenkoplingen av abonnentene har i dette tilfellet skjedd over stasjoner Sl, S2, S3. Dette riss kan ansees å representere de tidlige telefon-stasjonssystemene hvor oppkopling skjedde direkte via ulike velgere i telekommunikasjonssystemet. Risset kan likeledes ansees å anskueliggjøre et oppkoplingsforløp i et helt manuelt system.

I takt med telekommunikasjonssystemenes utvikling er det blitt ført inn tjenester av ulike slags. I fig. 2 vises et system hvor det er innført tjenester av forskjellige slags. I dette system er det anordnet nettdatabaser som stiller til rådighet og identifiserer ulike tjenester. De opprinnelige telekommunikasjonssystemers prinsipielle oppbygning er i dette tilfellet i alt vesentlig bibeholdt.

I fig. 3 vises en videreutvikling av telekommunikasjonssystemet hvor et ringnett er anordnet mellom enheter som er betegnet med ADM, hvor ADM er innført for å avlaste øvrige logiske funksjoner i systemet.

Felles for alle de systemer som er kjent for nærværende er at en oppkopling mellom to abonnenter eller mellom en abonnent og en tjeneste i nettet skjer over en eller flere stasjoner i systemet. De ulike stasjoner i nettet er av forskjellige slags. Det finnes ulike styresystemer, og de ulike ressurser belastes ved hver oppkopling. Eksempler på det utstyr som benyttes på stasjonene og i nettet er MUX og DEMUX etc.

Fra US 4,999,832 er det kjent en bredbånds ISDN innretning med en fiberoptisk ringstruktur inkluderende multipleksere inneholdende en tidssvitsj. Båndbredden kan deigneres dynamisk i 8 KbS-skritt under kontroll av nettverksmanager. Det er videre kjent fra US 4,679,191 et kommunikasjons-system som forbedrer tilgjengeligheten av forbindelsen imellom utstyrene i systemet. Systemnoder kontrollerer TDM-strømmer og danner grensesnitt for kritssvitsjete data. Nodene svitsjer strømmer i forskjellig hastighet eller bredde.

REDEGJØRELSE FOR OPPFINNELSEN

TEKNISK PROBLEM

I nåværende telekommunikasjonssysterner benyttes funksjoner av forkjellige slags på ulike punkter i nettet. Således benyttes det koplingsfunksjoner for sammenkopling av abonnenter, eksempelvis velgere og søkere på stasjonene, multipleksutstyr, kanaltildelingsfunksjoner etc. Videre omformes den overførte informasjon fra analog til digital informasjon i visse deler. Informasjonen transformeres videre til ulike overføringshastigheter i ulike deler av nettet i avhengighet av nettets kapasitet og fysiske oppbygning.

Det foreligger et ønske om å minimere kostnadene i forbindelse med etableringen av telekommunikasjonssystemer. For å oppnå dette er det ønskelig at informasjonsover-føringen så langt som mulig overføres i én og samme form uansett hvor i nettet dette skjer. I den grad dette er mulig bør informasjonen fra abonnentene skje i digital form eller omdannes til digital form så nær abonnenten som mulig. Videre bør man minimere den flora av ulike typer utstyr som finnes i dag.

LØSNINGEN

Foreliggende oppfinnelse vedrører et telekommunikasjonssystem som er kjennetegnet ved den karakteristiske delen av det selvstendige krav 1. Systemet innbefatter nett, kanaldannelsesorgan og styreorgan. Informasjon i telekommunikasjonsnettet overføres i kanaler. Kanaldannelsesorgan er anordnet mellom abonnentene og nettet. Kanaldannelsesorganene overfører digitalt eller analog informasjon til telekommunikasjonsnettet eller omforming av informasjonen til informasjon som er hensiktsmessig for nettet. Innforma-sjonen tilføres til eller tas ut av telekommunikasjonsnettet i tidsluker. Tidslukene kan være av varierende størrelse avhengig av det aktuelle informasjonsbehovet. Tildeling av formålstjenlige tidsluker utføres av styreorgan i systemet. Styresystemet angir likeledes hvilke tidsluker og hvilken tidslukestørrelse som er tildelt til de ulike kanaltildelingsanordninger og abonnenter.

Nettene i telekommunikasjonssystemet er fortrinnsvis anordnet i ringform og, i avhengighet av den nødvendige kapasitet, anordnet parallelt og/eller inne i hverandre. Informasjonsoverføring mellom nettene skjer via kanaldannelsesorgan. Styreorganene er fortrinnsvis innrettet til å styre hvert ringnett individuelt. Ett styreorgan kan også være felles for flere ringnett.

Kanaldannelsesorgan som er innrettet til å overføre informasjon til/fra telekommunikasjonsnettet fra/til abonnenter, er innrettet til å omforme informasjonen til/fra telekommunikasjonsnettet fra/til abonnentutstyr.

Informasjonen i nettet overføres digitalt. Videre tillater én og samme abonnent å kommunisere med en eller flere andre abonnenter samtidig. Det er således tillatt å etablere flere samtidige kommunikasjonsforbindelser på basis av ett og samme abonnent. Abonnenten bestemmer herved hvilken informasjon som skal meddeles hvilke av de øvrige abonnenter og avgjør også i hvilken grad informasjon mottatt fra andre abonnenter skal overføres til øvrige abonnenter i kommunikasjonen(e).

Styreorganene er videre innrettet til å kommunisere med hverandre og komme overens vedrørende kanaltildelinger i nettet/nettene. Styreorganene identifiserer herved kanalbehovet for hver abonnent og tildeler abonnentene kanalstørrelser svarende til det aktuelle informasjonsbehov. Styreorganene er videre innrettet til å identifisere enkelte abonnenter og deres informasjonsoverføringsbehov samt hvilken/hvilke av de øvrige abonnenter i tele-kommunikas jonssystemet hvormed informasjonsutveksling skal skje. Styreorganene avgjør videre hvilke kanaldannelsesorgan som skal benyttes i de enkelte kommunikasjonene. Styreorganene mottar videre styreinformasjon fra abonnentene.

Oppfinnelsen vedrører videre et nettelement for tele-kommunikas j onssystemer som kjennetegnet i den karakteristiske delen av det selvstendige krav 8. Tele-kommunikas jonssystemet innbefatter kanaltildelingsorgan og styreorgan. Informasjon til/fra abonnenter overføres til kanaltildelingsorganene. Styreorganene tildeler nødvendig informasjonsrom og plass. Kanaltildelingsorganene tilfører/tar ut nevnte informasjon, og informasjons-overføringen i telekommunikasjonssystemet skjer i logiske kanaler.

FORDELER

Fordelen med den foreliggende oppfinnelse er at innforma-sjonen tidlig omformes til en digital form som kan benyttes i alle deler av nettet. På denne måte utelukkes behovet for telekommunikasjoner, transmisjonsutstyr etc. Omkopling og dirigering skjer i dette tilfelle kun i en slags kanal-tildelingsorganer som er felles for hele systemet. Over-føringen skjer således i logiske kanaler i og mellom nettene i telekommunikasjonssystemet. Fra et vedlikeholds-synspunkt er dette en fordel ettersom vedlikeholds-personalet bare behøver å lære seg utstyr av én eller et fåtalls typer. Videre foreligger det klare økonomiske fordeler i at kanaltildelingsorganene kan anordnes nær abonnentene.

Ringnettstrukturen tillater videre at sårbarheten i nettet kan reduseres meget vesentlig. Styreorganene kan ved et eventuelt avbrudd i en eller annen del av nettet, om-dirigere trafikken andre veier eller eventuelt bare stenge av den eller de deler som er ute av funksjon. I det tradisjonelle nett som anvendes for nærværende, rammes som regel et meget stort antall abonnenter.

FIGURBESKRIVELSE

Fig. 1 viser den prinsipielle oppbygning i et tradisjonelt telekommunikasj onsnett. Fig. 2 viser en videre utvikling av det tradisjonelle telekommunikasjonssystemet hvor det er innlemmet ulike nettdatabaser i nettet for å stille til rådighet forskjellige tjenester. Fig. 3 viser en videreutvikling av systemet ifølge fig. 2. Fig. 4 viser den prinsipielle oppbygning ifølge oppfinnelsen.

Fig. 5 viser ringnett med kanaltildelingsorgan.

Fig. 6 viser det sentrale styreorgan og nettelementet.

DETALJERT UTFØRELSESFORM

I det etterfølgende beskrives oppfinnelsen med utgangspunkt i figurene.

I fig. 4 er det anordnet et antall ringnett RI, R2, R3 og R4. Ringnettene RI og R2 er anordnet parallelt med hverandre likesom ringnettene R3 og R4 er anordnet parallelt med hverandre. Ringnettene R3 og R4 er dessuten anordnet innenfor ringnettet RI. I ringnettene er det videre anordnet et antall kanaldannelsesorgan K. Kanaldannelsesorganene K benyttes for informasjonsoverføring mellom nettene henholdsvis mellom nettene og abonnentene A. Videre er det angitt to styreorganer LX. Antall styreorganer kan være færre eller flere i avhengighet av telekommunikasjonssystemets kapasitet og funksjonalitet.

En av abonnentene i ringnettet Ri tenker på å opprette en kommunikasjon. Abonnenten aktiverer sitt abonnentutstyr, og kanaldannelsesorganet registrerer dette. Informasjon overføres mellom kanaldannelsesorganet og styreorganet vedrørende abonnentens identitet. Styreorganet registrerer dette samtidig som abonnenten identifiserer sine ønsker vedrørende kommunikasjon med en annen abonnent, eksempelvis én eller flere av abonnentene i ringnett R2. I forbindelse med begjæring om sammenkopling av den/de ønskede abonnenter i det andre ringnett angir abonnenten hvilken eller hvilke tjenester henholdsvis abonnentutstyr som skal benyttes. Styresystemet identifiserer dette samt noterer hvilket/ hvilke informasjonsbehov som foreligger. Man kan eksempelvis anta at abonnenter ønsker å erholde en vanlig telefon-forbindelse med en av abonnentene og en bildeoverføring med den andre abonnent. Den nødvendige informasjonsmengde for bildeoverføringen er vesentlig større enn for en tradisjonell taleforbindelse. Styreorganet noterer dette og tildeler abonnenten to kanaler hvor kanalene er avpasset etter informasjonsbehovet. Kanalen for bildeoverføringen er således vesentlig større enn den for taleoverføring. Styreorganet avgjør videre hvilke kanaler som skal benyttes for hva og meddeler kanaldannelsesorganet dette. Styreorganet bestemmer videre hvilken vei i nettet som forbindelsen skal etableres i. Herved informerer styreorganet berørte kanaltildelingsorgan i ringnettet RI, R3 og R4. Styreorganet meddeler videre styreorganet for ringnettet R2 om den aktuelle forbindelse. Styreorganet for ringnett R2 mottar herved informasjon om hvilke abonnenter som er berørt og hvilken type av informasjon som skal overføres til respektive abonnent. Styreorganet for det andre nett mottar videre informasjon om hvilke kanaler som styreorganet i det første nett har reservert for informasjons-overføringen i sitt/sine nett. Styreorganet i det andre nett registrerer dette samt fastsetter hvilke kanaler som skal benyttes i ringnett R2. Informasjon overføres til kanaldannelsesorganene om hvilke kanaler som er blitt reservert og størrelsen på disse. Kanaldannelsesorganene mottar videre informasjon vedrørende hvilken/hvilke abonnenter som er berørt av kommunikasjonen. Kanaldannelsesorganene noterer dette og overfører anropsignal til de berørte abonnenter. Når abonnentene har svart meddeles styreorganet som også meddeler styreorganet i det første nett, hvoretter kommunikasjonsoverføringen kan påbegynnes.

Hvis det antas at den tenkte bildeoverføring er digital allerede fra abonnenten mottar informasjon av kanaldannelsesorganet og innføres i den utpekte tidsluke. Informasjonen overføres heretter i den logiske kanal og mottas av de utpekte kanaltildelingsorgan som overfører informasjonen i systemet mellom de ulike ringnett frem til berørt abonnent. Dersom man videre antar at taleoverføringen skjer via et normalt analogt telefonapparat, mottar kanaltildelingsutstyret i dette tilfelle informasjonen analogt og omdanner denne til digitalt informasjon før den føres inn i den aktuelle tidsluke ved informasjonsover-føringen i ringnettet. Også i dette tilfelle skjer det deretter en overføring av informasjonen mellom berørte nett via berørte kanaltildelingsorgan. I kanaltildelingsorganet i ringnett R2, til hvilket den abonnent som den analoge forbindelse er sluttet til, skjer det en omforming fra digitalt til analog informasjon. Informasjonen er deretter overførbar fra abonnenten i det første ringnett RI til respektive abonnenter i det andre ringnett R2. Respektive abonnenter kan under pågående kommunikasjon tilføre eller føre bort andre kommunikasjoner som behøves eller kan unnværes.

Med den foreslåtte løsning gis det mulighet til innforma-sjonsoverføring i telekommunikasjonssystemets nett i digital form fra abonnent til abonnent.

Registrering av kommunikasjonenes varigheter skjer i styreorganene. Styreorganene registrerer også hva slags kommunikasjon som har forekommet samt meddeler debiter-ingsutstyr denne informasjon. Debiteringsutstyrene besørger deretter for eksempel periodevis at kostnader for de opprettede forbindelser påføres respektive abonnenter. Styreorganene er videre innrettet til å kontrollere hvor-vidt en viss type kommunikasjon er tillatt for innblandede abonnenter i systemet. Dette innbefatter eksempelvis å kontrollere at respektive abonnenter har tilgang til utstyr for den aktuelle forbindelse samt å kontrollere om visse typer kommunikasjoner ikke er tillatt. Eksempler på ikke tillatte kommunikasjon kan eksempelvis være anrop til visse tjenester som abonnenten har sagt fra seg eller restrik-sjoner vedrørende utenlandske samtaler etc.

Oppfinnelsen vedrører videre et nettelement i et telekommunikasjonsnett, det vil si at oppfinnelsen innbefatter arrangementer som kan forenes med andre arrangementer for å oppnå et telekommunikasjonsnett. Et nettelement har form av en ring som sammenkoples av et antall transmisjonsdeler som sammenkoples av noder. En sentral styreenhet kontrollerer operasjoner i alle noder i ringen og mottar spesielt trafikkstyringsdata og kontrollerer trafikknivået i ringen. Nettelementer kan koples til eksterne transmisjonsveier og andre nettelementer via nodene.

Oppfinnelsen kan benyttes ned konstruksjon av telekommunikasjonsnett og kontrollfunksjonene der nettet styres av styreorgan som er sentralt plassert eller plassert på ulike punkter i nettet.

Oppfinnelsen kan også virke som sentrum i et telekommunikasjonsnett og stille til rådighet trafikktildelingsfunk-sjoner for dette nett.

Oppfinnelsen stiller således til rådighet redundans i nettelementet når avbrudd i en forbindelse kan rettes opp ved at transmisjonen overføres en annen vei i systemet enn den opprinnelige. Redundansen er mindre enn den man skulle oppnå ved fordobling av transmisjonsveier og er relatert til antall noder som stilles til disposisjon i ringen.

I fig. 5 viser nettelementet i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, og fig. 6 viser en måte som det sentrale styreorgan føres inn i nettelementet på.

Ringnettet er en serie av overføringsdeler 6, 7, 8 og 9 sammenkoplet med noder, koplingsorgan 2, 3, 4 og 5. Hver node er forsynt med en buss til hvilken er koplet et serie inn-/utorgan, som er vist i fig. 5 for node 1 som 10, 11, 12 og 13. Disse organer kontrollerer trafikken inn og ut i nettelementet. Disse organer kan stille til rådighet linker for varierende transmisjonsmedier så som optiske fibre, koaksialkabler eller radio. Transmisjonsmedier kan stille til rådighet kommunikasjonslinker med andre nettelementer så som vist som 5, anordninger som holder informasjon i beredskap eller informasjonsmottakere.

Hver node har følgende funksjoner:

- det tapper av informasjonen fra ringen for viderebefordring uten ringen; - det fører inn eksternt mottatt informasjon til ringen; - det styrer transmisjonsretningen i ringen; - det utfører kanaltildeling i ringen; - det kontrollerer tilgjengeligheter for ulike transmisjonsdeler i ringen og meddeler styreorganet som treffer beslutninger om foranstaltninger; - det påvirkes av signaler fra styreorganet 14 i fig. 6.

Fortrinnsvis overføres informasjon tidsmultipleksert og i digitalform.

Informasjon om trafikknivået i hver og en av nodene og overføringsdelenes tilgjengelighet sendes til styreorganet 14, se fig. 6, via forbindelsene 15 og 16. Nodene kontrolleres via signaler fra styreorganet 14 til nodene over forbindelsene 15 og 16. Styreorganet fastsetter hvilke kanaler som bør benyttes for overføringen av data rundt ringen og også retningen for transmisjonen. Styreorganet er programmert til å kontrollere koplingselementene i nodene slik at trafikkmønsteret i ringen optimeres og trafikk-flyten inn og ut av ringen kontrolleres.

Dersom det for eksempel opptrer et avbrudd i en av transmisjonsdelene, for eksempel 7, initierer styreenheten 14 et signal til node 1 og 4 om å stenge delen 7 og dirigere om trafikken via veiene 6, 8 og 9.

I fig. 6 vises styreorganet 14 sammen med forbindelsene 15 og 16 som knytter det til node 1 og 2. Lignende forbindelser er stilt til disposisjon av styreorganet 14 til nodene 3 og 4. Styreorganet fastsetter kanal ved tidsluke-tildeling i ringen og kontrollerer koplingsfunksjoner fortrinnsvis via nodene 1, 2, 3 og 4.

Claims (15)

1. Telekommunikasjonssystem innbefattende nett, kanaldannelsesorgan og styreorgan, hvilke nett er ringformet og kan anordnes parallelt med hverandre, karakterisert ved at informasjonsoverføring er innrettet til å bli overført i kanaler i nettet, at kanaldannelsesorganene er innrettet til å tilføre nettet informasjon i tildelte tidsluker samt ta ut informasjon av nettet fra utpekte tidsluker, at generelle, selvstendige styreorgan er innrettet til å tildele kanaldannelsesorganene tidsluker dynamisk, i avhengighet av det aktuelle informasjonsbehov, at de ulike ringformede nett overfører informasjon mellom hverandre via kanaldannelsesorganene, at ringnettene er innrettet til å styres av nevnte styreorgan som er individuelle og sentrale for hvert ringnett eller gruppe av ringnett, at informasjonen i nettet mellom kanaldannelsesorganene overføres digitalt, at informasjonen til/fra abonnentutstyret overføres digitalt og/eller analogt, samt at nevnte styreorgan er innrettet til å bestemme hvilken vei i ringnettet/ringnettene som skal opprettholdes mellom tilfeldige kanaldannelsesorgan, og at et styreorgan ansvarlig for sitt/sine ringnett kommuniserer med et annet styreorgan ansvarlig for sitt/sine ringnett om hvilke kanaler som skal utnyttes ved overføringen mellom et kanaldannelsesorgan tilhørende det ene styreorganets ringnett og et andre kanaldannelsesorgan tilhørende det andre styreorganets ringnett.

2. Telekommunikasjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at kanaldannelsesorganene er innrettet til å omdanne informasjon fra telekommunikasjonsnettet til informasjon som abonnentutstyret kan motta.

3. Telekommunikasjonssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kanaldannelsesorganene er innrettet til å omforme informasjonen fra abonnentutstyrene til informasjon som telekommunikasjonsnettet kan overføre.

4. Telekommunikasjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at abonnentutstyret er innrettet til på ett og samme tidspunkt å kommunisere med ett eller flere av de øvrige abonnentutstyr i telekommunikasjonsnettet .

5. Telekommunikasjonssystem ifølge et av kravene 1 eller 4, karakterisert ved at abonnentutstyret er innrettet til selektivt å bestemme hvilken informasjon som skal meddeles de øvrige abonnentutstyr.

6. Telekommunikasjonssystem ifølge krav 1, 4 eller 5, karakterisert ved at abonnentutstyret er innrettet til å fastsette hvilken informasjon som er mottatt fra et av de andre abonnentutstyr som skal over-føres til ett eller flere av de øvrige abonnentutstyr.

7. Telekommunikasjonssystem ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at kanaltildelingsorganene er anordnet på en nettstrekning.

8. nettelement for dannelse av et telekommunikasjonssystem, hvilket nettelement innbefatter flere noder og flere transmisjonsveier konfigurert i en ringstruktur, karakterisert ved at kanaldannelsesorgan i ringstrukturen håndterer trafikk i ringstrukturen og mellom ulike ringstrukturer samt ut av ringstrukturen, at generelle, selvstendige styreorgan er innrettet til å styre trafikken i vilkårlig retning fra kanaldannelsesorganene inn i ringstrukturen, at nevnte styreorganene er innrettet til å motta informasjon vedrørende trafikkbelastning i ringstrukturen, og at styreorganene er innrettet til å oversende styresignalene til kanaldannelsesorganene for styring av trafikken i ringstrukturen, at ringstrukturene er innrettet til å styres av nevnte styreorgan som er individuelle hver ringstruktur eller gruppe av ringstrukturer, at styreorganene er innrettet til å styre trafikken i kanaldannelsesorganene, idet en eller flere deler av ringstrukturen er avstengbar for kommunikasjon, samt at nevnte styreorgan er innrettet til å bestemme hvilken vei i ringnettet/ringnettene som skal opprettholdes mellom tilfeldige kanaldannelsesorgan, og at et styreorgan ansvarlig for sitt/sine ringnett kommuniserer med et annet styreorgan ansvarlig for sitt/sine ringnett om hvilke kanaler som skal utnyttes ved overføringen mellom et kanaldannelsesorgan tilhørende det ene styreorganets ringnett og et andre kanaldannelsesorgan tilhørende det andre styreorganets ringnett.

9. Nettelement ifølge krav 8, karakterisert ved at kanaldannelsesorganene er koplet til flere inn-/utganger innrettet til å motta trafikken fra ulike eksterne transmisjonsmidler til nettvirksomheten.

10. Nettelement ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at informasjon overføres i for eksempel fiber, koaksialkabel, radio eller parforbindelser.

11. Nettelement ifølge ett eller flere av kravene 8 til 10, karakterisert ved at styreorganet er innrettet til å beordre kanaldannelsesorganene å stoppe og/ eller vende trafikken.

12. Nettelement ifølge ett eller flere av kravene 8 til 11, karakterisert ved at trafikken er over-ført i tidsmultipleksformat i ringstrukturen, og styreorganene er innrettet til å tildele kanaldannelsesorganene kanaler for trafikken.

13. Nettelement ifølge ett eller flere av kravene 8 til 12, karakterisert ved at telekommunikasjonssystemet er innrettet til å innbefatte flere nettelementer koplet sammen med kanaldannelsesorganene.

14. Nettelement ifølge ett eller flere av kravene 8 til 13, karakterisert ved at kanaldannelsesorganene er innrettet til å kommunisere med ett eller flere overføringsmedier utenfor nettelementet.

15. Nettelement ifølge krav 8, karakterisert ved at kanaldannelsesorganene utgjør en funksjonalitet i nodene.