WO2004032474A1 - Integrated control unit - Google Patents

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WO2004032474A1
WO2004032474A1 PCT/DE2003/002797 DE0302797W WO2004032474A1 WO 2004032474 A1 WO2004032474 A1 WO 2004032474A1 DE 0302797 W DE0302797 W DE 0302797W WO 2004032474 A1 WO2004032474 A1 WO 2004032474A1
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WO
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network
protocol
module
control unit
services
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PCT/DE2003/002797
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Klaus-Josef Kunte
Thomas Hanna
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to an integrated control unit according to the preamble of patent claim 1.
  • adaptation units For the mutual exchange of information between packet-oriented networks with different transmission protocols, adaptation units are known, which are also referred to in the technical field as an 'interworking unit'.
  • transmission protocol is used in the following for communication protocols between terminals arranged in the packet-oriented network above a transport or connection level.
  • Such a transmission protocol is designed, for example, in accordance with the known 'H.323' or 'SIP' standards.
  • SIP Session Initiation Protocol
  • IETF Internet Engineering Task Force
  • the H.323 standard is an international ITU-T standard (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) for voice, data and video communication over packet-oriented networks, which ensures interoperability of the manufacturer's products with one another.
  • ITU-T International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector
  • a communication computer unit is arranged in each of these packet-oriented networks, also referred to in the technical field as 'protocol server'.
  • a log server has a network-side interface that is used to exchange packet-oriented data for end devices and / or protocol servers of the same protocol type.
  • the said adaptation unit - interworking unit - is used to convert messages from a first packet-oriented network to a second packet-oriented network that has a different transmission protocol.
  • the adaptation unit is arranged between the first and second networks. Due to this form of connection, the adaptation unit is also called 'gateway' in the professional world. There are both protocol and signaling gateways.
  • a gateway is a hardware and / or
  • Protocol servers and the respective network is arranged.
  • FIG. 2 The prior art is illustrated below with the aid of the drawing, FIG. 2.
  • FIG. 2 shows a first network DM1, which exchanges data with a second network DM2 via an adaptation unit IWU.
  • the first or second network DM1, DM2 is a respective first or second database '
  • the two databases DB1, DB2 can be synchronized with one another via synchronization means (not shown) using synchronization information SYNC.
  • the adapter unit IWU connecting the two networks DM1, DM2 is connected to the first network DM1 via this network DM1 assigned first protocol server GK connected.
  • this first protocol server GK is also called 'gatekeeper'. 5
  • the adaptation unit IWU is connected to the second network DM2 via a second protocol server PRX.
  • the second protocol server PRX assigned to the second network DM2 is also called 'proxy' in the terminology of the SIP standard.
  • infrastructure means IST are arranged, which are present, for example, in the form of distributed computer units, network means, mass storage means, etc.
  • 35 le certain applications APP or services SVC are limited to the first network DM1, since corresponding control messages calling these services SVC or applications APP cannot be translated into the second network DM2 by the adaptation unit IWU. For this reason, corresponding applications APP and services SVC must be implemented separately in the second network DM2 with regard to the transmission protocol used there and with a different scope of functions.
  • L5 adaptation unit IWU communicating with the respective gateways GK, PRX is not provided. This often results in redundant storage or maintenance of the data in the respective database DB1, DB2, with synchronization of the data exclusively with proprietary and frequently error-prone
  • the protocol servers GK, PRX communicating with the adaptation unit IWU each act as the end point of a communication connection and provide evidence for this communication task
  • This communication connection results in a consumption of resources, above all in the occupancy of a logical communication interface, also called 'port' in the professional world.
  • Data transmission via the respective protocol server
  • PRX mainly takes place via so-called reserved ports, also known as 'well-defined ports' in the professional world.
  • reserved ports also known as 'well-defined ports' in the professional world.
  • the communication protocol unit (not shown) containing the respective protocol server GK, PRX is no longer possible for further applications of these well-defined ports.
  • the protocol server PRX ('SIP Proxy') and the adaptation unit IWU ('Gateway') are implemented on this - not shown - the 5 infrastructure means IST of the second communication network DM2 assigned - communication computer unit not technically feasible.
  • Another aspect of a disadvantageous resource allocation is that for an application APP initiated by the first network DM1 and to be executed in the second network DM2, a large number of control or confirmation messages must be exchanged, the messages in and between the packet-oriented networks DM1, DM2 exchanged data packets L5 cause a high occupancy of transmission means in the networks DM1, DM2.
  • data packets are always transported with a network-dependent delay, which additionally slows down the execution of services SVC or applications APP in the other network DM2, DM1.
  • the object of the invention is to provide means in whose applications the above problems are avoided.
  • an integrated control unit with modular gateway modules and with protocol-independent application and service modules controls terminal devices in several networks that support different transmission protocols.
  • Control and signaling data are controlled in the modular gateway modules under the control of an expansion module controller via the gateway. exchanging data, ie data packets encoded in a corresponding transmission protocol.
  • a particular advantage of the control unit according to the invention is the integration of the protocol-independent gateway module in a host computer environment, on which applications and services are also available. This enables defined application interfaces, which make it easy to add other modular, protocol-independent gateway devices.
  • the integrated solution eliminates special devices in the respective network, e.g. a route determination - also called routing in the professional world - or protocol implementation mechanisms between the connected networks.
  • control unit according to the invention is that there is no synchronization of control and signaling messages exchanged between network-external applications or services, since all operations within the computer system of the control unit have a defined processing time - often also referred to as 'real-time processing' - be carried out.
  • a database arranged in the control device for storing and retrieving data of the applications and services makes the provision and maintenance of databases assigned to the individual networks superfluous.
  • Another advantage is the simple maintenance of the data contained in this database, which do not have to be synchronized between two networks.
  • FIG. 1 a structural diagram for the schematic representation of a connection of networks to a control unit
  • FIG. 3 a structural diagram for the schematic representation of functional units of the control unit.
  • FIG. 1 shows a control unit ICG with a first, a second and a third gateway module GW1, GW2, GW3.
  • the gateway modules GW1, GW2, GW3 are connected to a respective network DM1, DM2, DM3.
  • the networks DM1, DM2, DM3 are not necessarily topologically and physically separate networks DM1, DM2, DM3. Rather, a separation of these networks DM1, DM2, DM3 serves to illustrate the picture and is therefore not to be understood physically.
  • the networks DM1, DM2, DM3 are rather to be understood as different 'logical' networks DM1, DM2, DM3 with mutually identical communication protocols in an otherwise common network with heterogeneous communication protocols.
  • the gateway modules GW1, GW2, GW3 each exchange data with infrastructure means IST within the control unit ICG, which are available, for example, in the form of distributed computer units, network means, mass storage devices, etc. With the aid of these infrastructure means IST, services SVC or applications APP are implemented within the control unit ICG.
  • An example of a service SVC is, for example, an 'instant messaging service' which carries out a transmission of text messages.
  • SVC Session Initiation Protocol
  • An example of a service SVC is, for example, an 'instant messaging service' which carries out a transmission of text messages.
  • call data acquisition is necessary, which is an example of an executable application APP.
  • Data to be stored via the infrastructure means IST are stored in a central database DB arranged within the control unit ICG.
  • Versions relating to network DM1 apply analogously to the second network DM2.
  • control unit ICG shown as a system unit in the exemplary embodiment can also be implemented with distributed system components, using known technologies for communication in distributed systems such as, for example, 'Corba' (Common Object Request Broker Architecture), or the Microsoft 'COM' (Component Object Model) or '.Net' technologies.
  • each gateway module GW1, GW2, GW3 can also be implemented as an independent computing unit; the database DB can also be implemented on a mass storage device connected via a network (not shown).
  • control unit according to FIG. 3 is explained in more detail below with further reference to functional units of FIG. 1.
  • FIG. 3 shows software and / or hardware units of the integrated control unit ICG, which are designed in a modular architecture.
  • the connection method of the integrated control Unit ICG to the networks DM1, DM2, DM3 is identical to the description above.
  • FIG. 3 shows the individual functional components of the integrated communication unit ICG.
  • This comprises a protocol server based on the SIP transmission protocol, the first gateway module GW1, shown in dash-dot lines, consisting of a protocol module PRM, a state machine SM, a static routing module SR, an expansion module controller EMM and a domain name determination service module DNS.
  • Further components of the integrated communication unit ICG correspond to the components described in FIG. 1, namely the second or third gateway module GW2, GW3 and the database DB, the application module APP and the service module SVC.
  • the interface to the first network DM1 is formed by a functional unit Winsock WSO.
  • the term 'Winsock' denotes a logical interface for IP implementations ('Internet Protocol') of the 'Windows' operating system family from Microsoft Corp.
  • the Internet Protocol is used on a transport level to transmit the data packets in the first network DM1.
  • the transmission protocol SIP lying in the first network is in principle independent of the transport protocol used.
  • the Winsock WSO extracts from incoming data packets - cf. 3 in the left-hand area of FIG. 3 - a piece of useful information and transfers it in the form of so-called datagrams to the (SIP) protocol module PRM.
  • the protocol module PRM uses the parser module PRS to assign text information contained in the SIP datagrams to logical commands or status information or status information, which are transferred to the state machine SM - also called 'state machine' in the technical field.
  • the state machine communicates information with the expansion module controller EMM using the so-called 'static routing' module SR.
  • This static routing module SR defines processing sequences which are subject to a fixed sequence, for example an interaction of the form 'request-confirmation-data transmission'.
  • the EMM expansion module controller coordinates the transmission of data packets and transfers them - cf. Down arrow in the right area of Fig. 3 - corresponding information to the protocol module PRM. Such transmission processes may also be carried out with a flow definition with the participation of the static routing module SR.
  • the data packet may be transferred to the domain name determination service module DNS.
  • Domain name discovery services are also referred to in the professional world as 'DNS Query' (Domain Name Service).
  • a transmission module TM arranged in the protocol module finally generates a SIP datagram to be sent from the information transmitted and transfers it to the Winsock WSO, which encapsulates the SIP datagram in a data packet and sends it to the first network DM1.
  • the expansion module controller EMM communicates with the aforementioned functional units and coordinates the implementation of the data to be exchanged when services or applications are executed in the respective network DM1, DM2, DM3 through the gateway module assigned to the respective network DM1, DM2, DM3 GW1, GW2, GW3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)

Abstract

The invention relates to an integrated control unit (ICG) for controlling terminals in a first packet-oriented network (DM1) which is connected to the integrated control unit (ICG) by means of a first gateway module (GW1), according to a first transmission protocol, and for providing applications and services. Said control unit (ICG) contains at least one second modular gateway module (GW2) for communicating with an associated second network (DM2), the applications and services for the first network (DM1) being provided by means of the second gateway module (GW2) according to a second transmission protocol. The control unit (ICG) also contains at least one application module (APP) and at least one service module (SVC) for providing applications or services independently of the protocol, and at least one extension module control system (EMM) for controlling an alternate conversion of control and/or signalling data of the applications or services into corresponding data to be exchanged by means of the second modular gateway module (GW2).

Description

Beschreibungdescription
Integrierte SteuereinheitIntegrated control unit
Die Erfindung betrifft eine integrierte Steuereinheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an integrated control unit according to the preamble of patent claim 1.
Zum gegenseitigen Austausch von Informationen zwischen paketorientierten Netzwerken mit unterschiedlichen Übertragungs- Protokollen sind Anpassungseinheiten bekannt, die in der Fachwelt auch als ' Interworking Unit' bezeichnet werden.For the mutual exchange of information between packet-oriented networks with different transmission protocols, adaptation units are known, which are also referred to in the technical field as an 'interworking unit'.
Der Begriff Übertragungsprotokoll wird im folgenden für Kommunikationsprotokolle zwischen im paketorientierten Netzwerk angeordneten Endgeräten oberhalb einer Transport- bzw. Verbindungsebene verwendet. Ein derartiges Übertragungsprotokoll ist beispielsweise entsprechend der bekannten Standards 'H.323' bzw. 'SIP' ausgestaltet.The term transmission protocol is used in the following for communication protocols between terminals arranged in the packet-oriented network above a transport or connection level. Such a transmission protocol is designed, for example, in accordance with the known 'H.323' or 'SIP' standards.
SIP (Session Initiation Protocol) ist ein von der Internet Engineering Task Force (IETF) vorgeschlagener Standard für die Signalisierung von Verbindungen über paketorientierte Netzwerke und wird heute überwiegend im Bereich der Internet- Telephonie sowie für weitere Dienste wie Konferenzinteraktio- nen, Ereignisbenachrichtigung, Nachrichtenübermittlung usw. eingesetzt.SIP (Session Initiation Protocol) is a standard proposed by the Internet Engineering Task Force (IETF) for the signaling of connections via packet-oriented networks and is now mainly used in the area of Internet telephony and for other services such as conference interactions, event notification, message transmission, etc used.
Der Standard H.323 ist ein internationaler ITU-T-Standard (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) für die Sprach-, Daten- und Videokommunikation über paketorientierte Netzwerke, der eine Intero- perabilität der Herstellerprodukte untereinander gewährleistet.The H.323 standard is an international ITU-T standard (International Telecommunication Union - Telecommunication Standardization Sector) for voice, data and video communication over packet-oriented networks, which ensures interoperability of the manufacturer's products with one another.
In jedem dieser paketorientierten Netzwerken ist eine Kommunikationsrechnereinheit angeordnet, in der Fachwelt auch 'Protokollserver' genannt. Ein Protokollserver verfügt über eine netzwerkseitige Schnittstelle, die zum Austausch von paketorientierten Daten zu Endgeräten und/oder Protokollservern des gleichen Protokolltyps dient.A communication computer unit is arranged in each of these packet-oriented networks, also referred to in the technical field as 'protocol server'. A log server has a network-side interface that is used to exchange packet-oriented data for end devices and / or protocol servers of the same protocol type.
5 Die genannte Anpassungseinheit - Interworking Unit - dient einer Protokollumsetzung von Nachrichten aus einem ersten paketorientierten Netzwerk in ein zweites, ein anderes Übertragungsprotokoll aufweisendes paketorientiertes Netzwerk.5 The said adaptation unit - interworking unit - is used to convert messages from a first packet-oriented network to a second packet-oriented network that has a different transmission protocol.
LO Die Anpassungseinheit ist hierzu zwischen dem ersten und zweiten Netzwerk angeordnet. Aufgrund dieser Anschlussform wird die Anpassungseinheit in der Fachwelt auch 'Gateway' genannt. Es existieren sowohl Protokoll- als auch Signalisie- rungs-Gateways . Ein Gateway ist dabei ein Hardware- und/oderLO for this purpose, the adaptation unit is arranged between the first and second networks. Due to this form of connection, the adaptation unit is also called 'gateway' in the professional world. There are both protocol and signaling gateways. A gateway is a hardware and / or
.5 ein Software-Bestandteil, das als Bindeglied zwischen den.5 a software component that acts as a link between the
Protokollservern und den jeweiligen Netzwerk angeordnet ist.Protocol servers and the respective network is arranged.
Der Stand der Technik wird im weiteren anhand der Zeichnung, Fig. 2 dargestellt.The prior art is illustrated below with the aid of the drawing, FIG. 2.
>0> 0
In Fig. 2 ist ein erstes Netzwerk DM1 dargestellt, welches über eine Anpassungseinheit IWU mit einem zweiten Netzwerk DM2 Daten austauscht. Dem ersten bzw. zweiten Netzwerk DM1, DM2 ist eine jeweilige erste bzw. zweite Datenbank' FIG. 2 shows a first network DM1, which exchanges data with a second network DM2 via an adaptation unit IWU. The first or second network DM1, DM2 is a respective first or second database '
.5 DB1,DB2 zugeordnet. Die beiden Datenbanken DB1,DB2 können ü- ber - nicht dargestellte - Synchronisationsmittel unter Verwendung von Synchronisierungsinformationen SYNC miteinander synchronisiert werden..5 DB1, DB2 assigned. The two databases DB1, DB2 can be synchronized with one another via synchronization means (not shown) using synchronization information SYNC.
50 Im folgenden wird exemplarisch davon ausgegangen, dass im ersten Netzwerk DM1 zur Kommunikation von daran angeschlossenen - nicht dargestellten - Kommunikationsendgeräten das Ü- bertragungsprotokoll H.323, im zweiten Netzwerk DM2 entsprechend das Übertragungsprotokoll SIP verwendet wird.50 In the following it is assumed as an example that in the first network DM1 the communication protocol H.323 is used for communication of communication terminals (not shown) connected to it, in the second network DM2 the transmission protocol SIP is used accordingly.
5555
Die beide Netzwerke DM1, DM2 verbindende Anpassungseinheit IWU ist mit dem ersten Netzwerk DM1 über ein diesem Netzwerk DM1 zugeordnetes ersten Protokollserver GK verbunden. In Anlehnung an die im H.323-Kommunikationsstandard verwendete Terminologie wird dieser erste Protokollserver GK auch 'Gatekeeper' genannt. 5The adapter unit IWU connecting the two networks DM1, DM2 is connected to the first network DM1 via this network DM1 assigned first protocol server GK connected. In line with the terminology used in the H.323 communication standard, this first protocol server GK is also called 'gatekeeper'. 5
Die Anpassungseinheit IWU ist mit dem zweiten Netzwerk DM2 über einen zweiten Protokollserver PRX verbunden. Der dem zweiten Netzwerk DM2 zugeordnete zweite Protokollserver PRX wird in der Terminologie des SIP Standards auch 'Proxy' ge- L0 nannt .The adaptation unit IWU is connected to the second network DM2 via a second protocol server PRX. The second protocol server PRX assigned to the second network DM2 is also called 'proxy' in the terminology of the SIP standard.
Im ersten Netzwerk DM1 sind Infrasturkurmittel IST angeordnet, welche beispielsweise in Form verteilter Rechnereinheiten, Netzwerkmittel, Massenspeichermittel usw. vorliegen.In the first network DM1, infrastructure means IST are arranged, which are present, for example, in the form of distributed computer units, network means, mass storage means, etc.
L5 Mithilfe dieser Infrastrukturmittel IST werden innerhalb des ersten Netzwerks DM1 Dienste SVC bzw. Applikationen APP zur Ausführung gebracht. Über die Infrastrukturmittel IST zu speichernde Daten werden in einer innerhalb des ersten Netzwerkes zentralen ersten Datenbank DB1 gespeichert. Die vorge-L5 With the help of this infrastructure means IST, services SVC or applications APP are implemented within the first network DM1. Data to be stored via the infrastructure means IST are stored in a first database DB1 which is central within the first network. The pre
10 nannten, das erste Netzwerk DM1 betreffenden Ausführungen gelten analog für das zweite Netzwerk DM2.10 mentioned statements relating to the first network DM1 apply analogously to the second network DM2.
Bei "einer durch die Anpassungseinheit IWU vorgenommenen Protokollumsetzung wird das im ersten Netzwerk DM1 angewendeteIn "a protocol conversion carried out by the matching unit IWU is the applied in the first network DM1
15 erste Übertragungsprotokoll 'in das im zweiten Netzwerk DM2 angewendete zweite Übertragungsprotokoll umgesetzt. Dabei tritt oftmals der Fall ein, dass Protokollelemente eines U- bertragungsprotokolls inkompatibel mit Protokollelementen des jeweils anderen Übertragungsprotokolls sind.15 first transmission protocol 'converted into the second transmission protocol used in the second network DM2. The case often arises that protocol elements of a transmission protocol are incompatible with protocol elements of the other transmission protocol.
3030
Weiterhin tritt häufig der Fall ein, dass eines der beiden Übertragungsprotokolle Dienste SVC, Applikationen APP, Bearbeitungsmethoden usw. unterstützt, die im jeweils anderen Ü- bertragungsprotokoll nicht unterstützt werden. In diesem Fal-Furthermore, there is often the case that one of the two transmission protocols supports services SVC, applications APP, processing methods, etc., which are not supported in the other transmission protocol. In this case
35 le sind bestimmte Applikationen APP oder Dienste SVC auf das erste Netzwerk DM1 beschränkt, da entsprechende, diese Dienste SVC oder Applikationen APP aufrufende Steuernachrichten von der Anpassungseinheit IWU nicht in das zweite Netzwerk DM2 übersetzbar sind. Aus diesem Grund ist eine Implementierung entsprechender Applikationen APP und Dienste SVC im zweiten Netzwerk DM2 im Hinblick auf das dort verwendete Ü- 5 bertragungsprotokoll separat und mit einem anderen Funktionsumfang vorzunehmen.35 le certain applications APP or services SVC are limited to the first network DM1, since corresponding control messages calling these services SVC or applications APP cannot be translated into the second network DM2 by the adaptation unit IWU. For this reason, corresponding applications APP and services SVC must be implemented separately in the second network DM2 with regard to the transmission protocol used there and with a different scope of functions.
Ein weiteres Problem bei der Verbindung heterogener Netzwerke DM1, DM2 ergibt sich bei der Speicherung, Pflege und Synchro-Another problem with the connection of heterogeneous networks DM1, DM2 arises in the storage, maintenance and synchronization
L0 nisation von Daten in der dem ersten Netzwerk DM1 zugeordneten ersten Datenbank DB1 bzw. in der dem zweiten Netzwerk DM2 zugeordneten zweiten Datenbank DB2. Ein Austausch bzw. eine Synchronisation von Daten der separaten, dem jeweils zugehörigen Netzwerk zugeordneten Datenbanken DB1,DB2 über die mitL0 nization of data in the first database DB1 assigned to the first network DM1 or in the second database DB2 assigned to the second network DM2. An exchange or synchronization of data from the separate databases DB1, DB2 assigned to the associated network via the with
L5 den jeweiligen Gateways GK, PRX kommunizierende Anpassungseinheit IWU ist nicht vorgesehen. Damit ergibt sich häufig eine redundante Speicherung bzw. Pflege der Daten in der jeweiligen Datenbank DB1,DB2 , wobei eine Synchronisation der Daten ausschließlich mit proprietären und häufig fehleranfälligenL5 adaptation unit IWU communicating with the respective gateways GK, PRX is not provided. This often results in redundant storage or maintenance of the data in the respective database DB1, DB2, with synchronization of the data exclusively with proprietary and frequently error-prone
20 - nicht dargestellten - Synchronisationsmitteln erfolgt.20 - synchronization means not shown.
Die mit der Anpassungseinheit IWU kommunizierenden Protokollserver GK, PRX agieren jeweils als Endpunkt einer Kommunikationsverbindung und belegen für diese Kommunikationsaufgabe einThe protocol servers GK, PRX communicating with the adaptation unit IWU each act as the end point of a communication connection and provide evidence for this communication task
25 hohes Maß an Rechnerressourcen der Anpassungseinheit IWU.25 high level of computer resources of the adaptation unit IWU.
Durch diese Kommunikationsverbindung entsteht ein Konsum von Ressourcen vor allem in der Belegung einer logischen Kommunikationsschnittstelle, in der Fachwelt auch 'Port' genannt. Die Datenübertragung über den jeweiligen ProtokollserverThis communication connection results in a consumption of resources, above all in the occupancy of a logical communication interface, also called 'port' in the professional world. Data transmission via the respective protocol server
30 GK, PRX erfolgt überwiegend über sogenannte vorbehaltene Ports, in der Fachwelt auch 'Well Defined Ports' genannt. Durch die Belegung der Well Defined Ports innerhalb der Anpassungseinheit IWU für die Datenübertragung zum jeweiligen Protokollserver ist eine darüber hinausgehende Nutzung einer30 GK, PRX mainly takes place via so-called reserved ports, also known as 'well-defined ports' in the professional world. By using the well-defined ports within the adaptation unit IWU for data transmission to the respective protocol server, use beyond that is a
35 den jeweiligen Protokollserver GK, PRX beinhaltenden - nicht dargestellten - Kommunikationsrechnereinheit für weitere Anwendungen dieser Well Defined Ports nicht mehr möglich. Da- durch ist beispielsweise für das nach dem SlP-Übertragungs- protokoll ausgestaltete zweite Netzwerk DM2 eine Realisierung des Protokollservers PRX ('SIP Proxy') und der Anpassungseinheit IWU ('Gateway') auf dieser - nicht dargestellten, den 5 Infrastrukturmitteln IST des zweiten Kommunikationsnetz DM2 zugeordneten - Kommunikationsrechnereinheit nicht technisch sinnvoll durchführbar.35 the communication protocol unit (not shown) containing the respective protocol server GK, PRX is no longer possible for further applications of these well-defined ports. There- For example, for the second network DM2 configured according to the SIP transmission protocol, the protocol server PRX ('SIP Proxy') and the adaptation unit IWU ('Gateway') are implemented on this - not shown - the 5 infrastructure means IST of the second communication network DM2 assigned - communication computer unit not technically feasible.
Ein 'weiterer Aspekt einer nachteiligen Ressourcenbelegung be- L0 steht darin, dass für eine vom ersten Netzwerk DM1 initiierte und im zweiten Netzwerk DM2 auszuführende Applikation APP eine große Anzahl von Steuer- bzw. Bestätigungsnachrichten ausgetauscht werden muss, wobei die in und zwischen den paketorientierten Netzwerken DM1, DM2 ausgetauschten Datenpakete L5 eine hohe Belegung von Übertragungsmitteln in den Netzwerken DM1, DM2 verursachen. Zudem erfolgt ein Transport von Datenpaketen immer mit einer netzwerkabhängigen Verzögerung, durch welche sich die Ausführung von Diensten SVC bzw. Applikationen APP im jeweils anderen Netzwerk DM2, DM1 zusätzlich ver- 20 langsamt.Another aspect of a disadvantageous resource allocation is that for an application APP initiated by the first network DM1 and to be executed in the second network DM2, a large number of control or confirmation messages must be exchanged, the messages in and between the packet-oriented networks DM1, DM2 exchanged data packets L5 cause a high occupancy of transmission means in the networks DM1, DM2. In addition, data packets are always transported with a network-dependent delay, which additionally slows down the execution of services SVC or applications APP in the other network DM2, DM1.
Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel anzugeben, bei deren Anwendungen die obigen Probleme vermieden werden.The object of the invention is to provide means in whose applications the above problems are avoided.
25 Eine Lösung der Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.25 The object is achieved by the characterizing features of patent claim 1.
Erfindungsgemäß erfolgt mittels einer integrierten Steuereinheit mit modularen Gatewaymodulen und mit protokollunabhängi- 30 gen Applikations- und Dienstmodulen eine Steuerung von Endgeräten in mehreren, unterschiedliche Übertragungsprotokolle unterstützenden Netzwerken.According to the invention, an integrated control unit with modular gateway modules and with protocol-independent application and service modules controls terminal devices in several networks that support different transmission protocols.
In den modularen Gatewaymodulen werden Steuer- und Signali- 35 sierungsdaten, d.h. Interprozess-Nachrichten, unter Steuerung einer Erweiterungsmodulsteuerung in über das Gateway auszu- tauschende Daten, d.h. in einem entsprechenden Übertragungs- protokoll kodierte Datenpakete umgesetzt.Control and signaling data, ie interprocess messages, are controlled in the modular gateway modules under the control of an expansion module controller via the gateway. exchanging data, ie data packets encoded in a corresponding transmission protocol.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Steuereinheit besteht in einer Integration des protokollunabhängigen Gatewaymoduls in eine Leitrechnerumgebung, auf der auch Applikationen und Dienste zur Verfügung stehen. Dies ermöglicht definierte Applikationsschnittstellen, die eine einfach Erweiterung um weitere modulare protokollunabhängige Gatewayein- richtung ermöglichen. Zudem entfallen mit der integrierten Lösung spezielle Vorrichtungen im jeweiligen Netzwerk wie z.B. eine Leitwegebestimmung - in der Fachwelt auch Routing genannt - oder Protokollumsetzungsmechanismen zwischen den angebundenen Netzwerken.A particular advantage of the control unit according to the invention is the integration of the protocol-independent gateway module in a host computer environment, on which applications and services are also available. This enables defined application interfaces, which make it easy to add other modular, protocol-independent gateway devices. In addition, the integrated solution eliminates special devices in the respective network, e.g. a route determination - also called routing in the professional world - or protocol implementation mechanisms between the connected networks.
Ein weiterer Vorteil* der erfindungsgemäßen Steuereinheit besteht darin, dass eine Synchronisation von zwischen netzwerkexternen Applikationen bzw. Diensten ausgetauschten Steuer- und Signalisierungsnachrichten entfällt, da alle Operation innerhalb des Rechnersystems der Steuereinheit mit einer definierten Bearbeitungszeit - oftmals auch mit 'Echtzeitbear- beitung' bezeichnet - ausgeführt werden.Another advantage * of the control unit according to the invention is that there is no synchronization of control and signaling messages exchanged between network-external applications or services, since all operations within the computer system of the control unit have a defined processing time - often also referred to as 'real-time processing' - be carried out.
Mit der Ausführung einer Applikation oder eines Dienstes in der Steuereinheit ohne Absprache mit der aufrufenden Applikation in einem protokollfremden Netzwerk ist vorteilhaft eine Minimierung ausgetauschter Datenpakete im jeweiligen Netzwerk gegeben.By executing an application or a service in the control unit without consulting the calling application in a non-protocol network, exchanged data packets in the respective network are advantageously minimized.
Vorteilhaft erübrigt sich damit eine kosten- und wartungsintensive Umsetzungseinheit für eine Umsetzung der Absprache mit der aufrufenden Applikation im protokollfremden Netzwerk.This advantageously eliminates the need for a costly and maintenance-intensive implementation unit for implementing the agreement with the calling application in the non-protocol network.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter- ansprüchen angegeben. In vorteilhafter Weise erübrigt sich durch eine in der Steuereinrichtung angeordneten Datenbank zur Speicherung und zum Abruf von Daten der Applikationen und Dienste eine Bereitstellung und Pflege von jeweils den einzelnen Netzwerken zu- geordneten Datenbanken. Ein weiterer sich dadurch ergebender Vorteil ist die einfach Pflege der in dieser Datenbank enthaltenen Daten, die nicht zwischen zwei jeweiligen Netzwerken synchronisiert werden müssen.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims. Advantageously, a database arranged in the control device for storing and retrieving data of the applications and services makes the provision and maintenance of databases assigned to the individual networks superfluous. Another advantage is the simple maintenance of the data contained in this database, which do not have to be synchronized between two networks.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1: ein Strukturbild zur schematischen Darstellung einer Anbindung von Netzwerken an eine Steuereinheit und Fig. 3: ein Strukturbild zur schematischen Darstellung von Funktionseinheiten der Steuereinheit.1: a structural diagram for the schematic representation of a connection of networks to a control unit; and FIG. 3: a structural diagram for the schematic representation of functional units of the control unit.
In Fig. 1 ist eine Steuereinheit ICG mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Gatewaymodul GW1,GW2,GW3 dargestellt. Die Gatewaymodule GW1,GW2,GW3 sind mit einem jeweiligen Netzwerk DM1, DM2, DM3 verbunden.1 shows a control unit ICG with a first, a second and a third gateway module GW1, GW2, GW3. The gateway modules GW1, GW2, GW3 are connected to a respective network DM1, DM2, DM3.
Die Netzwerke DM1, DM2, DM3 liegen dabei nicht unbedingt als topologisch und physikalisch getrennte Netzwerke DM1, DM2, DM3 vor. Vielmehr dient eine Trennung dieser Netzwerke DM1, DM2, DM3 einer bildlichen Veranschaulichung und ist daher nicht physisch zu verstehen. Die Netzwerke DM1, DM2, DM3 sind vielmehr als verschiedene 'logische' Netzwerke DM1, DM2, DM3 mit untereinander gleichen Kommunikationsprotokollen in einem ansonsten gemeinsamen Netzwerk mit heterogenen Kommunikationsprotokollen zu verstehen.The networks DM1, DM2, DM3 are not necessarily topologically and physically separate networks DM1, DM2, DM3. Rather, a separation of these networks DM1, DM2, DM3 serves to illustrate the picture and is therefore not to be understood physically. The networks DM1, DM2, DM3 are rather to be understood as different 'logical' networks DM1, DM2, DM3 with mutually identical communication protocols in an otherwise common network with heterogeneous communication protocols.
Die Gatewaymodule GW1,GW2,GW3 tauschen innerhalb der Steuereinheit ICG jeweils Daten mit Infrastrukturmitteln IST aus, welche beispielsweise in Form verteilter Rechnereinheiten, Netzwerkmittel, Massenspeicher ittel usw. vorliegen. Mithilfe dieser Infrastrukturmittel IST werden innerhalb der Steuereinheit ICG Dienste SVC bzw. Applikationen APP zur Ausführung gebracht .The gateway modules GW1, GW2, GW3 each exchange data with infrastructure means IST within the control unit ICG, which are available, for example, in the form of distributed computer units, network means, mass storage devices, etc. With the aid of these infrastructure means IST, services SVC or applications APP are implemented within the control unit ICG.
Ein Beispiel für einen Dienst SVC ist beispielsweise ein ' In- stant Messaging Service', der eine Übertragung von Textnachrichten ausführt. Für Internettelephonieapplikationen ist ei- ne Gesprächsdatenerfassung notwendig, welche ein Beispiel einer ausführbaren Applikation APP ist.An example of a service SVC is, for example, an 'instant messaging service' which carries out a transmission of text messages. For internet telephony applications, call data acquisition is necessary, which is an example of an executable application APP.
Über die Infrastrukturmittel IST zu speichernde Daten werden in einer innerhalb der Steuereinheit ICG angeordneten zentra- len Datenbank DB gespeichert. Die vorgenannten, das ersteData to be stored via the infrastructure means IST are stored in a central database DB arranged within the control unit ICG. The above, the first
Netzwerk DM1 betreffenden Ausführungen gelten analog für das zweite Netzwerk DM2.Versions relating to network DM1 apply analogously to the second network DM2.
Die im Ausführungsbeispiel als eine Systemeinheit dargestell- te Steuereinheit ICG ist in einer alternativen Ausführungsform auch mit verteilten Systemkomponenten zu verwirklichen, unter Einsatz bekannter Technologien für eine Kommunikation in verteilten Systemen wie beispielsweise 'Corba' (Common Ob- ject Request Broker Architecture) , oder die Microsoft-Techno- logien 'COM' (Component Object Model) bzw. '.Net'. Zum Beispiel ist jedes Gatewaymodul GW1,GW2,GW3 auch als eine eigenständige Recheneinheit zu verwirklichen, die Datenbank DB ist auch auf einem über ein - nicht dargestelltes - Netzwerk angebundenen Massenspeicher zu realisieren.In an alternative embodiment, the control unit ICG shown as a system unit in the exemplary embodiment can also be implemented with distributed system components, using known technologies for communication in distributed systems such as, for example, 'Corba' (Common Object Request Broker Architecture), or the Microsoft 'COM' (Component Object Model) or '.Net' technologies. For example, each gateway module GW1, GW2, GW3 can also be implemented as an independent computing unit; the database DB can also be implemented on a mass storage device connected via a network (not shown).
Im folgenden wird unter weiterer Bezugnahme auf Funktionseinheiten der Fig. 1 der interne Aufbau der Steuereinheit gemäß Fig. 3 näher erläutert.The internal structure of the control unit according to FIG. 3 is explained in more detail below with further reference to functional units of FIG. 1.
Fig. 3 zeigt Software- und/oder Hardwareeinheiten der integrierten Steuereinheit ICG, die in einer modularen Architektur ausgeführt sind. Die Anschlussweise der integrierten Steuer- einheit ICG an die Netzwerke DM1, DM2, DM3 ist identisch mit der obigen Beschreibung.3 shows software and / or hardware units of the integrated control unit ICG, which are designed in a modular architecture. The connection method of the integrated control Unit ICG to the networks DM1, DM2, DM3 is identical to the description above.
In Fig. 3 werden die einzelnen Funktionskomponenten der in- tegrierten Kommunikationseinheit ICG dargestellt. Diese um- fasst einen auf dem Übertragungsprotokoll SIP basierenden Protokollserver, das - strichpunktiert dargestellte - erste Gatewaymodul GW1, bestehend aus einem Protokollmodul PRM, einer Zustandsmaschine SM, einem Static Routing Modul SR, einer Erweiterungsmodulsteuerung EMM und einem Domänennamenermitt- lungsdienst odul DNS. Weitere Komponenten der integrierten Kommunikationseinheit ICG entsprechen den in Fig. 1 beschriebenen Komponenten, nämlich das zweite bzw. dritte Gatewaymodul GW2,GW3 sowie die Datenbank DB, das Applikationsmodul APP und das Dienstmodul SVC.3 shows the individual functional components of the integrated communication unit ICG. This comprises a protocol server based on the SIP transmission protocol, the first gateway module GW1, shown in dash-dot lines, consisting of a protocol module PRM, a state machine SM, a static routing module SR, an expansion module controller EMM and a domain name determination service module DNS. Further components of the integrated communication unit ICG correspond to the components described in FIG. 1, namely the second or third gateway module GW2, GW3 and the database DB, the application module APP and the service module SVC.
Die Schnittstelle zum ersten Netzwerk DM1 wird über eine Funktionseinheit Winsock WSO gebildet. Der Begriff 'Winsock' bezeichnet eine logische Schnittstelle für IP-Imple- mentierungen ('Internet Protocol') der Betriebssystemfamilie 'Windows' der Microsoft Corp. Das Internet Protocol wird auf einer Transportebene zur Übermittlung der Datenpakete im ersten Netzwerk DM1 verwendet. Das im ersten Netzwerk darüber- liegende Übertragungsprotokoll SIP ist jedoch prinzipiell un- abhängig vom verwendeten Transportprotokoll.The interface to the first network DM1 is formed by a functional unit Winsock WSO. The term 'Winsock' denotes a logical interface for IP implementations ('Internet Protocol') of the 'Windows' operating system family from Microsoft Corp. The Internet Protocol is used on a transport level to transmit the data packets in the first network DM1. However, the transmission protocol SIP lying in the first network is in principle independent of the transport protocol used.
Das Winsock WSO extrahiert aus eintreffenden Datenpakete - vgl. Pfeil nach oben im linken Bereich der Fig. 3 - eine Nutzinformation und übergibt diese in Form sogenannter Da- tagramme an das (SIP-) Protokollmodul PRM.The Winsock WSO extracts from incoming data packets - cf. 3 in the left-hand area of FIG. 3 - a piece of useful information and transfers it in the form of so-called datagrams to the (SIP) protocol module PRM.
Das Protokollmodul PRM ordnet über das Parsermodul PRS in den SIP-Datagrammen enthaltene Textinformation logischen Befehlen bzw. Statusinformation oder Zustandsinformation zu, welche an die Zustandsmaschine SM - in der Fachwelt auch 'State Machine' genannt übergeben werden. Zur Verarbeitung der in den SIP-Datagrammen enthaltenen Anweisungen oder Signalisierungs- Informationen kommuniziert die Zustandsmaschine mit der Erweiterungsmodulsteuerung EMM unter Verwendung des sogenannten 'Static Routing' -Moduls SR. Dieses Static Routing Modul SR definiert Bearbeitungsabläufe, denen eine feste Reihenfolge vorbehalten ist, beispielsweise eine Interaktion der Form 'Anfrage-Bestätigung-Datenübermittlung' .The protocol module PRM uses the parser module PRS to assign text information contained in the SIP datagrams to logical commands or status information or status information, which are transferred to the state machine SM - also called 'state machine' in the technical field. For processing the instructions or signaling instructions contained in the SIP datagrams The state machine communicates information with the expansion module controller EMM using the so-called 'static routing' module SR. This static routing module SR defines processing sequences which are subject to a fixed sequence, for example an interaction of the form 'request-confirmation-data transmission'.
Die Erweiterungsmodulsteuerung EMM koordiniert ein Senden von Datenpaketen und übergibt hierzu - vgl. Pfeil nach unten im rechten Bereich der Fig. 3 - entsprechende Informationen an das Protokollmodul PRM. Solche Sendevorgänge erfolgen gegebenenfalls ebenfalls mit einer Ablaufdefinition unter Mitwirkung des Static Routing-Moduls SR.The EMM expansion module controller coordinates the transmission of data packets and transfers them - cf. Down arrow in the right area of Fig. 3 - corresponding information to the protocol module PRM. Such transmission processes may also be carried out with a flow definition with the participation of the static routing module SR.
Zur Umsetzung eines logischen Empfängers - d.h. der Identifikation eines Endgeräts - in eine IP-Adresse des zu sendenden Datenpakets wird das Datenpaket dabei gegebenenfalls an das Domänennamenermittlungsdienstmodul DNS übergeben. Domänenna- enermittlungsdienste werden in der Fachwelt auch mit 'DNS Query' (Domain Name Service) bezeichnet. Ein im Protokollmodul angeordnetes Übertragungsmodul TM erzeugt schließlich aus den übergebenen Informationen ein zu sendendes SIP-Datagramm und übergibt dieses an die Winsock WSO, welche das SIP- Datagramm in ein Datenpaket einkapselt und an das erste Netz- werk DM1 sendet.To implement a logical recipient - i.e. the identification of a terminal - in an IP address of the data packet to be sent, the data packet may be transferred to the domain name determination service module DNS. Domain name discovery services are also referred to in the professional world as 'DNS Query' (Domain Name Service). A transmission module TM arranged in the protocol module finally generates a SIP datagram to be sent from the information transmitted and transfers it to the Winsock WSO, which encapsulates the SIP datagram in a data packet and sends it to the first network DM1.
Die Erweiterungsmodulsteuerung EMM kommuniziert mit den vorgenannten Funktionseinheiten und koordiniert eine Umsetzung der bei der Ausführung von Diensten bzw. Applikationen auszu- tauschenden Daten in dem jeweiligen Netzwerk DM1, DM2, DM3 an- gepasste Protokollelemente durch das dem jeweiligen Netzwerk DM1, DM2, DM3 zugeordnete Gatewaymodul GW1,GW2,GW3. The expansion module controller EMM communicates with the aforementioned functional units and coordinates the implementation of the data to be exchanged when services or applications are executed in the respective network DM1, DM2, DM3 through the gateway module assigned to the respective network DM1, DM2, DM3 GW1, GW2, GW3.

Claims

Patentansprüche claims
1. Integrierte Steuereinheit (ICG) zur Steuerung von Endgeräten in einem über ein erstes Gatewaymodul (GW1) an die integ-1. Integrated control unit (ICG) for controlling end devices in a via a first gateway module (GW1) to the integrated
5 rierte Steuereinheit (ICG) angeschlossenem ersten paketorientierten Netzwerk (DM1) gemäß eines ersten Übertragungsprotokolls und zur Bereitstellung von Applikationen und Diensten, gekennzeichnet durch,5 rated control unit (ICG) connected to the first packet-oriented network (DM1) according to a first transmission protocol and for providing applications and services, characterized by
- mindestens ein zweites modulares Gatewaymodul (GW2) zur L0 Kommunikation mit einem zugeordnetem zweiten Netzwerk- At least one second modular gateway module (GW2) for L0 communication with an assigned second network
(DM2), wobei über das zweite Gatewaymodul (GW2) die für das erste Netzwerk (DM1) vorgesehenen Applikationen und Dienste gemäß eines zweiten Übertragungsprotokolls zur Verfügung gestellt werden; L5 - mindestens ein Applikationsmodul (APP) und mindestens ein Dienstmodul (SVC) zur protökollunabhängigen Bereitstellung von Applikationen bzw. Diensten;(DM2), the applications and services provided for the first network (DM1) being made available according to a second transmission protocol via the second gateway module (GW2); L5 - at least one application module (APP) and at least one service module (SVC) for the protocol-independent provision of applications or services;
- mindestens eine Erweiterungsmodulsteuerung (EMM) zur Steuerung einer wechselseitigen Umsetzung von Steuer- und/oder- At least one expansion module controller (EMM) for controlling a mutual implementation of control and / or
10 Signalisierungsdaten der Applikationen bzw. Dienste in entsprechende über das zweite modulare Gatewaymodul (GW2) auszutauschende Daten.10 signaling data of the applications or services into corresponding data to be exchanged via the second modular gateway module (GW2).
2. Integrierte Steuereinheit (ICG) nach Anspruch 1, >5 gekennzeichnet durch, mindestens eine Datenbank (DB) zur Speicherung und zum Abruf von Daten der Applikationen und Dienste.2. Integrated control unit (ICG) according to claim 1,> 5 characterized by at least one database (DB) for storing and for retrieving data of the applications and services.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, 50 dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Gatewaymodul (GW1,GW2) zur Bearbeitung des SIP-Protokolls ausgestaltet sind.3. The method according to any one of claims 1 to 2, 50 characterized in that the first and / or the second gateway module (GW1, GW2) are designed to process the SIP protocol.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, S5 dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Gatewaymodul (GW1,GW2) zur Bearbeitung des H.323-Protokolls ausgestaltet sind. 4. The method according to any one of claims 1 to 2, S5 characterized in that the first and / or the second gateway module (GW1, GW2) are designed to process the H.323 protocol.
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