WO2009049640A1 - Leitungsvermittelte rufsteuerung über einen ip-nutzkanal im zugangsnetz - Google Patents

Leitungsvermittelte rufsteuerung über einen ip-nutzkanal im zugangsnetz Download PDF

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WO2009049640A1
WO2009049640A1 PCT/EP2007/008875 EP2007008875W WO2009049640A1 WO 2009049640 A1 WO2009049640 A1 WO 2009049640A1 EP 2007008875 W EP2007008875 W EP 2007008875W WO 2009049640 A1 WO2009049640 A1 WO 2009049640A1
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network
signaling
msc
call
pseudo
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PCT/EP2007/008875
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Andreas Hochscherff
Dieter Jacobsohn
Karl-Heinz Nenner
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T-Mobile International Ag
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L65/00—Network arrangements, protocols or services for supporting real-time applications in data packet communication
    • H04L65/10—Architectures or entities
    • H04L65/102—Gateways
    • H04L65/1033—Signalling gateways
    • H04L65/104—Signalling gateways in the network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q3/00—Selecting arrangements
    • H04Q3/0016—Arrangements providing connection between exchanges
    • H04Q3/0025—Provisions for signalling

Definitions

  • the invention relates to a method for the realization of telephony services in packet-switched telecommunications networks according to the preamble of claim 1.
  • Prior art telecommunication networks where the main application is telephone services, such as voice telephony and associated value-added services such as call forwarding, use so-called circuit-switched channels for transmitting payload, such as voice.
  • telephone services such as voice telephony and associated value-added services such as call forwarding
  • circuit-switched channels for transmitting payload, such as voice.
  • SS7 CCITT Signaling System # 7
  • Payload channels of a circuit-switched network have the property that the bandwidth established during connection establishment is always reserved for the duration of the connection on the route between the caller and the called party.
  • the EDSS-1 protocol is used in ISDN networks and in the access network in mobile networks according to the GSM standard DTAP.
  • dedicated transmission channels are available for the signaling, which are managed separately from the user channels, such as for voice.
  • the call control signaling is via the same channels as the transmission of the user data at the application level.
  • the signaling takes place in the simplest case between the terminals involved, ie end-to-end.
  • a communication of the terminals with an intermediate application server to implement additional network control and / or value-added services or the like is possible.
  • a first disadvantage is that the network operator is required to establish a completely new SIP-based protocol world to continue its known telephony services.
  • Another disadvantage is the new and complex implementation of all value-added services based on SIP with the help of special application servers. This applies to services that today are based on integrated logic in the switching nodes, as well as for IN-based services.
  • the network is exposed to attacks from the terminals, since a foreclosure by the separation between UNI and NNI is eliminated.
  • connection quality in a statistical multiplexing which is not part of the present invention.
  • the object of the invention is to further develop the transmission of protocols in such a way that the protocols known from circuit-switching technology are simplified as application protocols to packet-switched networks.
  • the invention is characterized in that in the packet-switched access network, a user channel is constructed at the user level, taking into account the access method of a terminal, the call control is formed by means of a combination of an IP access network with a CS signaling.
  • CS Circuit Switched
  • PS Packet Switched
  • the invention is not limited exclusively to IP networks. Rather, all other known to the prior art PS networks for the realization of telephony services are applicable. From the above-mentioned differences between CS and PS with respect to the non-existent in PS networks separation of traffic channels and signaling channels, the need arises in PS access networks initially build a traffic channel at the network level, so that at all the signaling can be done at the application level.
  • This traffic channel is specific to the accessibility of the terminals to the PS network and is not part of this invention. Examples include:
  • an end-to-end communication facility for applications ("IP connectivity" in the case of IP networks) via the connection network, whereby the condition for call control signaling is given at the application level.
  • New in the sense of the invention is the combination of IP access networks with the CS signaling.
  • the existing CS signaling in the terminals can continue to be used, only the adaptation to the PS transmission channel is required here. This means that the existing CS signaling DTAP must be specified as an IP application.
  • the network endpoint node is essentially maintained with its current call control function.
  • the interworking with existing CS networks is thus given signaling.
  • the traffic channel traffic does not pass through the network endpoint node but through the above-mentioned dial-up node ("gateway"), e.g., the GGSN in GPRS networks.
  • gateway e.g., the GGSN in GPRS networks.
  • the network endpoint node required here is a kind of MSC, but in contrast to already known MSCs, these are:
  • This network endpoint node will be hereinafter referred to as "pseudo-MSC" for better understanding of the invention, as it has only the call control function of a conventional MSCs, but from the point of view of the access network and the terminal (UNI) on the one hand and the interconnection network (NNI) on the other signaling like an MSC represents.
  • the network endpoint node "pseudo-MSC" includes only the call control function and not other functions of an MSC / VLR and, in contrast to the Rel-4 MSC Server, co-operates with a pure IP access network such as GPRS or DSL.
  • the terminals can also use the IP connection used for signaling in the access network for the transmission of user data.
  • IP filters can not be used for the payload, then a corresponding release of the channel must first be initiated by the pseudo MSC.
  • IP networks that support multiple "IP channels" per terminal, such as GPRS with multiple simultaneous PDP contexts, a separate channel may be provided for the payload.
  • This type of control of the user channels in the PS dial-in node by the pseudo-MSC can be done, for example, by policy protection solutions standardized in 3GPP in which the gateway is instructed to allow an existing channel for the payload transmission or for the payload channel Provide IP channel of certain quality for the user data packets described by means of a filter.
  • connection network In the connection network, however, the possibility of communication between the two gateways is given due to the technical characteristics of an IP connection network without further technical measures.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a call control according to the invention in packet-switched networks
  • FIG. 1 shows a solution according to the invention for implementing telephone services in a packet-switched network.
  • An access network 2 extends, for example, from the GPRS network to the GGSN in future mobile networks or a DSL-based access network 2 in the fixed network.
  • the network endpoint node for the call signaling - the pseudo-MSC 5 - is not located within the access network 2, as is customary in CS mobile networks, but from the point of view of the access network 2 in an external network.
  • the signaling of the call setup is carried out at the initiative of the mobile terminal 1 with the known DTAP messages specifying the phone number of the called party. As can be seen from the diagram, this signaling takes place via the IP traffic channel provided by the access network 2 up to the - from the point of view of the access network 2 - external network endpoint node pseudo-MSC 5. The further signaling within the connection network (NNI) is closer in the following scenarios described. 1.2 call setup arriving:
  • the signaling to the mobile terminal 1 also takes place with the known DTAP procedures, the caller also having a signaling relationship to the pseudo-MSC 5 via the IP traffic channel provided by the access network 2.
  • a new message can be defined with which the pseudo-MSC 5 requests the terminal 1 during an incoming call to execute an outgoing call signaling to establish the payload connection.
  • This outgoing call setup request is then assigned in pseudo-MSC 5 the present incoming call, and the gateway - are controlled by the pseudo-MSC 5 - the user channels linked accordingly.
  • the central component of the invention is the pseudo-MSC 5, which provides currently known call control and signaling over an IP network.
  • the call is set up by the caller as described above.
  • the finding of the called party is now limited to finding the network address of the called party by the pseudo MSC 5.
  • To resolve the Dialed number to the IP address of the called party are already known solutions available, which will not be described here.
  • a pseudo-MSC 5 is used both in the network of the originator and in the network of the called party.
  • call control by a single pseudo-MSC 5 is also possible in this case, such as the MSC 5 in the caller's network.
  • network operators do not allow this for reasons of - desired - organizational and technical network separation.
  • the use of one pseudo-MSC 5 in both networks makes it possible to generate CDRs both in the caller's network and in the network of the called party.
  • the call setup on the part of the caller now takes place in the manner already described above. There is now finding the destination network (the network of the called party) and routing the call setup signaling using the functions used today in CS networks, based on the number of the called party specified by the caller.
  • the gateway MSC in the destination network must additionally contain the function of the pseudo MSC 5 and the incoming call structure as to the here properly recognize the scenario described and not a "normal" CS
  • the IP traffic channel is now converted to the CS destination network towards a normal CS traffic channel.
  • an incoming call comes from an existing CS network, it first goes to the MSC gateway.
  • the gateway MSC routes the call to the terminating MSC using the functions available in mobile networks.
  • This terminating MSC now has the function of a media gateway for the implementation of the incoming CS user channel on CS and a pseudo-MSCs 5 to handle the DTAP signaling over IP, or can work with such nodes.
  • This implementation can be done using existing SS7 / SIP interworking solutions. Since the user channel is based directly on IP channels both in the SIP-based network and in the non-SIP-based IP network, no further interworking measures are required here.
  • a transcoding function in the network makes sense if the use of different codecs is provided by the end devices involved in the communication.
  • IMS IP multimedia subsystem

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Realisierung einer Rufsteuerung in paketvermittelnden Netzen, wobei eine Verbindung zwischen zwei Kommunikationspartnern mittels eines statischen Multiplexing in einem Netz ausgebildet ist und die Nutzung des Netzes für Telefoniedienste auf einer Applikationsebene ausgeführt wird, welche eine Signalisierung zwischen zwei beteiligten Endgeräten ausbildet. Im Zuge der allgemeinen Entwicklung zum Internet erscheint es für Betreiber herkömmlicher Telekommunikationsnetze sinnvoll, ihre Telephoniedienste über paketvermittelnde Netze abzuwickeln. Die Etablierung einer vollkommen neuen, auf SIP basierende Protokollwelt ist für einen Betreiber jedoch nachteilig wenn er lediglich seine bekannten Telephoniedienste weiterführen möchte. Demzufolge stellt sich ihm die Aufgabe, die Übertragung von Protokollen derart weiterzubilden, dass die aus der leitungsvermittelnden Technik bekannten Protokolle als Anwendungsprotokolle vereinfacht auf paketvermittelnde Netze übertragen werden können. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass im paketvermittelten Zugangsnetz ein Nutzkanäl aufgebaut wird, wobei die Rufsteuerung mittels einer leitungsvermittelnden Signalisierung über den IP-Nutzkanal erfolgt.

Description

LEITTJNGSVERMITTELTE RUFSTΞUERUNG ÜBER EINEN IP-NUTZKANAL IM ZUGANGSNETZ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Realisierung von Telefoniediensten in paketvermittelnden Telekommunikationsnetzen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus dem Stand der Technik bekannte Telekommunikationsnetze, bei denen die Hauptanwendung auf Telephoniediensten, wie zum Beispiel einer Sprachtelephonie sowie den zugehörigen Mehrwertdiensten, wie zum Beispiel einer Anrufweiterleitung liegt, benutzten so genannte leitungsvermittelte Kanäle zur Übertragung der Nutzinformation, wie zum Beispiel die Sprache.
Darüber hinaus werden für derartige Anwendungen spezielle Protokolle auf der Grundlage des CCITT Signalling System #7 (SS7) zur Steuerung des Auf- und Abbaus dieser Nutzkanäle benutzt.
Darauf aufbauend gibt es Mehrwertdienste, die eine zusätzliche Logik im Vermittlungsknoten oder in externen Knoten eines so genannten „Intelligenten Netzes" (IN) nutzen.
Nutzkanäle eines leitungsvermittelnden Netzes weisen die Eigenschaft auf, dass die beim Verbindungsaufbau eingerichtete Bandbreite grundsätzlich für die Dauer der Verbindung auf der Strecke zwischen dem Anrufer und dem Angerufenen reserviert ist.
Bei der Signalisierung zur Steuerung der Verbindungen unterscheidet man zwischen:
• Signalisierung zwischen den Endgeräten und dem Netzendpunktknoten (L)NI) im Zugangsnetz, und • Signalisierung innerhalb des Netzes, d.h. zwischen netzinternen Knoten (NNI), im Verbindungsnetz.
So wird zum Beispiel in ISDN-Netzen das Protokoll EDSS-1 und in Mobilfunknetzen nach GSM-Standard DTAP im Zugangsnetz verwendet.
In einem Verbindungsnetz verwenden beide Netze ISUP, sowie weitere Protokolle aus #7 (SS7).
In allen vorgenannten Fällen stehen für die Signalisierung dedizierte Übertragungskanäle zur Verfügung, die getrennt von den Nutzkanälen, wie zum Beispiel für die Sprache verwaltet werden.
Bisher konzipierte Datendienste in leitungsvermittelnden Netzen sind, unter Nutzung internetartiger Techniken, praktisch vollkommen durch paketvermittelnde Netze ersetzt worden. Diese Netze bauen keine fest reservierten Kanäle zwischen den Körnmünikätionspartnem auf, sondern nutzen vorwiegend eine Breitband- Verbindung mittels eines statistischen Multiplexing gemeinsam mit andern Datenströmen.
Ist eine Nutzung für ein solches Netz für Telephoniedienste vorgesehen wird die hierzu notwendige Signalisierung nicht auf Netzebene, sondern auf Applikationsebene entsprechend dem Vorbild des Internets ausgeführt. Aus diesem Grund gibt es auch keine dedizierten Signalisierungskanäle zur Rufsteuerung.
Vielmehr erfolgt die Rufsteuerungssignalisierung über die gleichen Kanäle, wie die Übertragung der Nutzdaten auf der Applikationsebene. Die Signalisierung findet dabei im einfachsten Fall zwischen den beteiligten Endgeräten statt, also Ende-zuEnde. Darüber hinaus ist auch eine Kommunikation der Endgeräte mit einem zwischengeschalteten Applikationsserver zur Realisierung zusätzlicher Netzkontrolle und/oder Mehrwertdienste oder dergleichen möglich.
Es existiert bei der Rufsteuerungssignalisierung keine Unterscheidung zwischen UNI und NNI in dem Sinne, dass im Zugangsnetz und im Verbindungsnetz das gleiche Protokoll verwendet wird.
Die heute bekannten und im Einsatz befindlichen Lösungen nutzen dabei vorzugsweise das „Session Initiation Protocol" SIP.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit SS7-Protokolle über IP-Transportnetze einzusetzen (SIGTRAN). Jedoch wird in der vorliegenden Erfindung nicht näher darauf eingegangen, da dies in keinem Zusammenhang mit der Erfindung steht.
Im Zuge der allgemeinen Entwicklung zum Internet erscheint es nun auch für Betreiber herkömmlicher Telekommunikationsnetze sinnvoll, ihre Telephoniedienste über paketvermittelnde Netze abzuwickeln, wodurch leitungsvermittelnde Netze an Geltung verlieren und ein ansonsten notwendiger Betrieb zweier Netzinfrastrukturen somit entfällt.
Aus dem oben dargestellten Sachverhalt ergeben sich jedoch wesentliche Nachteile des Ansatzes:
Ein erster Nachteil ist, dass der Netzbetreiber dazu aufgefordert ist, eine vollkommen neue, auf SIP basierende Protokollwelt zu etablieren, um seine bekannten Telephoniedienste weiterzuführen.
Weiterer Nachteil ist die neue und aufwendige Implementierung aller Mehrwertdienste auf der Basis von SIP mit Hilfe spezieller Applikationsserver. Das gilt sowohl für Dienste, die heute auf integrierter Logik in den Vermittlungsknoten basieren, als auch für IN-basierte Dienste. Zusätzlich ist das Netz den Angriffen seitens der Endgeräte ausgesetzt, da eine Abschottung durch die Trennung zwischen UNI und NNI entfällt.
Weiterhin gibt es bei einem statistischen Multiplexing auch keine Garantien hinsichtlich der Verbindungsqualität, was jedoch nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist.
Aufgrund der hier benannten Nachteile wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, die Übertragung von Protokollen derart weiterzubilden, dass die aus der leitungsvermittelnden Technik bekannten Protokolle als Anwendungsprotokolle vereinfacht auf paketvermittelnde Netze übertragen werden.
Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass im paketvermittelten Zugangsnetz ein Nutzkanal auf Nutzebene unter Berücksichtigung der Zugangsmethode eines Endgerätes aufgebaut ist, wobei die Rufsteuerung mittels einer Kombination eines IP-Zugangsnetzes mit einer CS-Signalisierung gebildet ist.
Somit ist es erstmalig möglich, eine Übertragung der Rufsteuerung (CaII Controll) von einem leitungsvermittelnden Netz auf paketvermittelnde Übertragungswege (Nutzkanäle) auszuführen, wobei die Realisierung von Telephoniediensten auf paketvermittelnden Netzen als auch die Migration der Mehrwertdienste von leitungsvermittelnden zu paketvermittelnden Netzen wesentlich vereinfacht wird.
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Abkürzung „CS" (Circuit Switched) und „PS" (Packet Switched) bei der Bezugnahme auf leitungs- bzw. paketvermittelnde Netze verwendet. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung der Erfindung davon ausgegangen, dass es sich bei den PS-Netzen um IP-Netze handelt.
Es jedoch darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht ausschließlich auf IP-Netze beschränkt ist. Vielmehr sind auch alle anderen zum Stand der Technik bekannten PS-Netze zur Realisierung von Telefoniediensten anwendbar. Aus den oben geschilderten Unterschieden zwischen CS und PS hinsichtlich der in PS-Netzen nicht vorhandenen Trennung von Nutzkanälen und Signalisierungskanälen ergibt sich die Notwendigkeit, in PS-Zugangsnetzen zunächst einen Nutzkanal auf Netzebene aufzubauen, damit überhaupt die Signalisierung auf Anwendungsebene erfolgen kann.
Die Art und Weise, wie dieser Nutzkanal aufgebaut wird, ist spezifisch für die Zugangsmethode der Endgeräte zum PS-Netz und ist nicht Bestandteil dieser Erfindung. Als Beispiele seien hier genannt:
• Internetzugang via Festnetz (ISDN/analog/DSL), wobei die Verbindung bei Bedarf durch einen vom Endgerät veranlassten Einwahlvorgang über ein dediziertes Gateway initiiert wird; . • _ Mobilnetze nach GPRS-Standard, wobei das Endgerät bei Bedarf eine Verbindung „PDP-Kontext" zu einem externen Netz (z.B. Internet) aufbaut;
• Zukünftige Mobilnetze, wobei die Verbindung vom Netz beim Einschalten des Endgeräts hergestellt wird.
Allenfalls besteht nach der Herstellung der Zugangsnetzverbindung eine Ende-zuEnde Kommunikationsmöglichkeit für Applikationen („IP Connectivity" im Falle von IP-Netzen) über das Verbindungsnetz, wodurch die Voraussetzung zur Rufsteuerungssignalisierung auf Applikationsebene gegeben ist.
Es ist nochmals darauf hinzuweisen, dass bei CS-Netzen das Anstecken der Leitung vom Telefon an die Ortsvermittlung ausreicht, wobei bei Mobilnetzen die Registrierung des Endgeräts am Netz im Zuge des Einschaltvorgangs, als Voraussetzung für die bedarfsweise Initiierung von Signalisierungsverbindungen ausreicht. Wenn ein abgehender oder ankommender Ruf vom/zum Endgerät signalisiert werden soll, so erfolgt diese Signalisierung erfindungsgemäß nicht - wie bei IP- Netzen üblich - über SIP, sondern unter Nutzung der aus der CS-Technik bekannten Signalisierung DTAP - allerdings im Gegensatz zur herkömmlichen CS-Technik über einen IP-Kanal.
Derzeit existiert sowohl die IP-Netztechnologie als auch die CS- Rufsteuerungssignalisierung.
Neu im Sinne der Erfindung ist die Kombination von IP-Zugangsnetzen mit der CS- Signalisierung.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Kombination entstehen nachfolgende Vorteile:
1. Die vorhandene CS-Signalisierung in den Endgeräten kann weiter verwendet werden, erforderlich ist hier lediglich die Anpassung an den PS- Übertragungskanal. Dies bedeutet, dass die bestehende CS-Signalisierung DTAP als IP-Applikation spezifiziert werden muss.
2. Netzseitig wird dementsprechend die vorhandene CS-Signalisierung am
Netzendpunktknoten beibehalten. Aufgrund der weiterhin identisch ablaufenden Rufsteuerung sind ohne weiteres Zutun sämtliche in den CS- Knoten implementierten Dienste automatisch im PS-Netz verfügbar.
3. Auf der Basis des vorbenannten Vorteils gilt entsprechend auch die unmittelbare Übertragbarkeit von Diensten auf das IP-Netz, wobei die Dienste mittels eines IN realisiert sind. Die vorhandene Interaktion des Netzendpunktknotens mit dem IN ist ohne einen größeren Anpassungsaufwand nutzbar. 4. Aufgrund der Beibehaltung der DTAP-Signalisierung und deren Terminierung im Netzendpunktknoten bleibt die UNI/NNI-Trennung erhalten. Es gilt also weiterhin das Prinzip der Abschottung des Netzes hin zum Endgerät, d.h. das Endgerät sieht nur den Netzendpunktknoten und keine weiteren Netzknoten.
5. Der Netzendpunktknoten wird im wesentlichen mit seiner heutigen Rufsteuerungsfunktion beibehalten. Das Interworking mit bestehenden CS- Netzen ist damit signalisierungsmäßig gegeben.
6. Die vorhandenen Abrechnungstechniken und -verfahren für die Anrufe bleiben unverändert erhalten. Diese beruhen heute auf „Call Detail Records" (CDR), die im MSC bzw. im Festnetzvermittlungsknoten auf der Basis der Rufsteuerungssignalisierung generiert werden, und können aufgrund der Beibehaltung der Rufsteuerungssignalisierung im erfindungsgemäßen Netzendpunktknoten dort ebenfalls erzeugt werden.
Im Unterschied zu CS-Netzen durchläuft der Nutzkanalverkehr nicht den Netzendpunktknoten, sondern den oben genannten Einwahlknoten („Gateway"), z.B. den GGSN in GPRS-Netzen.
Im Prinzip handelt es sich bei dem hier benötigten Netzendpunktknoten um eine Art MSC, allerdings sind diese im Gegensatz zu bereits bekannten MSCs:
• beschränkt auf Signalisierungsfunktionen, • mit auf Standard-IP-Netzen aufsetzendem CS-Signalisierungsprotokoll,
• innerhalb des Verbindungsnetzes platziert, aus Sicht des IP-Zugangsnetzes netzextern.
Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Trennung von Signalisierung und Nutzkanälen ermöglicht - im Verein mit der bei IP-Netzen unmittelbar gegebenen
Erreichbarkeit aller Knoten durch alle anderen Knoten und Endgeräte - die Zentralisierung der Netzendpunktknoten im Verbindungsnetz und die Abwicklung von netzinternen Rufen mit nur einem Netzendpunktknoten. Dies bedeutet, dass eine feste Zuordnung von Netzendpunktknoten zu regionalen oder organisatorischen Zugangsnetzbereichen, wie zum Beispiel ein Versorgungsbereich einer Ortsvermittlung oder ein bestimmter Funkversorgungsbereich des Mobilnetzes, entfällt.
Ebenso die Notwendigkeit von 2 MSCs in einem Anruf (originating und terminating MSC).
Dieser Netzendpunktknoten werde zum besseren Verständnis der Erfindung nachfolgend „Pseudo-MSC" genannt, da er lediglich die Rufsteuerungsfunktion eines herkömmlichen MSCs aufweist, sich aber aus Sicht des Zugangsnetzes und des Endgeräts (UNI) einerseits sowie des Verbindungsnetzes (NNI) andererseits signalisierungsmäßig wie ein MSC darstellt.
Hier sei darauf hingewiesen, dass in Hinsicht auf die Rufsteuerungssignalisierung die vorliegende Erfindung weitestgehend der Rel-4 CS-Architektur von 3GPP entspricht.
Jedoch beinhaltet der Netzendpunktknoten „Pseudo-MSC" lediglich die Rufsteuerungsfunktion und nicht auch andere Funktionen eines MSC/VLR. Außerdem arbeitet er - im Gegensatz zum Rel-4 MSC Server - mit einem reinen IP- Zugangsnetz wie GPRS oder DSL zusammen.
Nachdem mittels der Rufsteuerungssignalisierung die Nutzdatenverbindung vorbereitet wurde, können die Endgeräte die zur Signalisierung benutzte IP- Verbindung im Zugangsnetz auch zur Übertragung von Nutzdaten verwenden.
Ist jedoch die Verbindung durch IP-Filter nicht für die Nutzdaten verwendbar, muss zunächst eine entsprechende Freigabe des Kanals durch das Pseudo-MSC veranlasst werden. Alternativ kann in IP-Netzen, welche mehrere „IP-Kanäle" pro Endgerät unterstützen, wie zum Beispiel GPRS mit mehreren simultanen PDP-Kontexten, ein gesonderter Kanal für die Nutzverbindung bereitgestellt werden.
Diese Art der Steuerung der Nutzkanäle im PS-Einwahlknoten durch das Pseudo- MSC kann zum Beispiel durch in 3GPP standardisierte „Policy Control"-Lösungen erfolgen, bei denen das Gateway angewiesen wird, einen bestehenden Kanal für die Nutzdatenübertragung zuzulassen, oder für den Nutzkanal einen IP-Kanal bestimmter Qualität für die mittels eines Filters beschriebenen Nutzdatenpakete bereitzustellen.
Im Verbindungsnetz dagegen ist die Kommunikationsmöglichkeit zwischen den beiden Gateways aufgrund der technischen Eigenschaften eines IP- Verbindungsnetzes ohne weitere technische Maßnahmen gegeben.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer, lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Dabei zeigt:
Figur 1 : eine schematische Diagramm-Darstellung einer erfindungsgemäßen Rufsteuerung in paketvermittelnden Netzen
Das in Figur 1 dargestellte Diagramm zeigt eine erfindungsgemäße Lösung zur Realisierung von Telefoniediensten in einem paketvermitteltem Netz. Ein Zugangsnetz 2 erstreckt sich beispielsweise aus dem GPRS-Netz bis hin zum GGSN in zukünftigen Mobilnetzen oder einem DSL-basierten Zugangsnetz 2 im Festnetz.
Der Netzendpunktknoten für die Rufsignalisierung - das Pseudo-MSC 5 -, befindet sich nicht, wie in CS-Mobilnetzen üblich, innerhalb des Zugangsnetzes 2, sondern aus Sicht des Zugangsnetzes 2 in einem externen Netz.
Die Kommunikation zwischen dem Pseudo-MSC 5 und den netzinternen Signalisierungsknoten (NNI) erfolgt über die derzeit bekannte Techniken - weitere Ausführungen hinsichtlich möglicher Szenarien werden im nachfolgend noch näher beschrieben.
1. Beschreibung der Signalisierungsabläufe
Hierbei ist darauf hinzuweisen, dass in allen nachfolgend beschriebenen Fällen die Bereitstellung der Nutzkanäle im IP-Zugangs- und Verbindungsnetz erfolgt, wie bereits zuvor beschrieben.
1.1 Rufaufbau abgehend:
Die Signalisierung des Rufaufbaus erfolgt auf Initiative des mobilen Endgerätes 1 mit den bekannten DTAP-Nachrichten unter Angabe der Rufnummer des Angerufenen. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, erfolgt diese Signalisierung über den vom Zugangsnetz 2 bereitgestellten IP-Nutzkanal bis hin zum - aus Sicht des Zugangsnetzes 2 - externen Netzendpunktknoten Pseudo-MSC 5. Die weitere Signalisierung innerhalb des Verbindungsnetzes (NNI) ist in den nachfolgenden Szenarien näher beschrieben. 1.2 Rufaufbau ankommend:
Hier erfolgt die Signalisierung zum mobilen Endgerät 1 ebenfalls mit den bekannten DTAP-Prozeduren, wobei beim Angerufenen ebenfalls eine Signalisierungsbeziehung zum Pseudo-MSC 5 über den vom Zugangsnetz 2 bereitgestellten IP-Nutzkanal besteht.
Alternativ kann eine neue Nachricht definiert werden, mit der das Pseudo-MSC 5 bei einem eingehenden Ruf das Endgerät 1 auffordert, eine abgehende Rufsignalisierung zur Herstellung der Nutzdatenverbindung auszuführen.
Dieser abgehende Rufaufbauwunsch wird dann im Pseudo-MSC 5 dem vorliegenden eingehenden Ruf zugeordnet, und im Gateway werden - gesteuert durch das Pseudo-MSC 5 - die Nutzkanäle entsprechend verknüpft.
1.3 Rufaufbau Ende-zu-Ende:
1.3.1 Netzintern
Die zentrale Komponente der Erfindung ist das Pseudo-MSC 5, welches eine derzeit bekannte Rufsteuerung und -signalisierung über ein IP-Netz bereitstellt.
Da sowohl das mobile Endgerät 1 des Anrufers als auch das des Angerufenen das gleiche Pseudo-MSC 5 erreichen können, falls sich Anrufer und Angerufener im gleichen Netz befinden, besteht grundsätzlich nie die Notwendigkeit, zwei Pseudo-MSCs 5 (originating und terminating) zu nutzen, sondern jeder Ruf wird von einem einzigen Pseudo-MSC 5 abgewickelt.
Zu Beginn erfolgt der Rufaufbau durch den Anrufer, wie zuvor beschrieben. Das Auffinden des Angerufenen beschränkt sich jetzt auf das Finden der Netzadresse des Angerufenen durch das Pseudo-MSC 5. Zum Auflösen der angewählten Rufnummer auf die IP-Adresse des Angerufenen sind dazu bereits bekannte Lösungsmöglichkeiten vorhanden, welch hier nicht näher beschrieben werden.
Nachdem die IP-Adresse gefunden wurde, erfolgt der ankommende
Rufaufbau zum Angerufenen wie vor beschrieben.
Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass selbstverständlich auch die Nutzung mehrerer Pseudo-MSCs 5, so wie in 1.1 für den netzübergreifenden Fall beschrieben, möglich ist, wobei hier die Funktion „Finden des Zielnetzes" entfällt.
1.3.2 Netzübergreifend
Wenn der Anrufer und der Angerufene nicht im gleichen Netz sind, ist davon auszugehen, dass ein Pseudo-MSC 5 sowohl im Netz des Anrufers („originating") als auch im Netz des Angerufenen („terminating") genutzt wird. Technisch ist auch in diesem Fall die Rufsteuerung durch ein einziges Pseudo-MSC 5 möglich, wie zum Beispiel das MSC 5 im Netz des Anrufers. Netzbetreiber lassen die jedoch aus Gründen der - erwünschten - organisatorischen und technischen Netztrennung nicht zu. zusätzlich ergibt sich durch die Nutzung je eines Pseudo-MSCs 5 in beiden Netzen die Möglichkeit, sowohl im Netz des Anrufers als auch im Netz des Angerufenen CDRs zu generieren.
Der Rufaufbau auf Seiten des Anrufers erfolgt nun auf die bereits oben beschriebene Weise. Es erfolgt nun das Finden des Zielnetzes (das Netz des Angerufenen) sowie das Routen der Rufaufbausignalisierung mittels der heute in CS-Netzen genutzten Funktionen, auf der Basis der vom Anrufenden angegebenen Rufnummer des Angerufenen.
Das Gateway-MSC im Zielnetz muss zusätzlich die Funktion des Pseudo- MSCs 5 enthalten und den ankommenden Rufaufbau als zu dem hier beschriebenen Szenario gehörig erkennen und nicht einen „normalen" CS-
An ruf.
Es erfolgt daraufhin die Ermittlung der IP-Adresse des Angerufenen, sowie die
Übermittlung des ankommenden Rufaufbauwunsches wie unter 1.3.1 beschrieben.
1.3.4 Interworking mit CS
Geht ein abgehender Ruf in ein bestehendes CS-Netz (Mobilenetz oder Festnetz), sind die Abläufe in der Signalisierung identisch zu 1.1 bzw. 1.3.1.
Der IP-Nutzkanal wird nun zum CS-Zielnetz hin auf einen normalen CS-Nutzkanal umgesetzt.
Hierzu ist ein Media Gateway erforderlich, wobei entsprechende Lösungen für diese
Umsetzung Stand der Technik sind und hier nicht näher beschrieben sind. In Richtung auf das CS-Zielnetz liegen somit ein dort verarbeitbarer
CS-Signalisierungs- und -Nutzkanal vor.
Kommt ein ankommender Ruf aus einem bestehenden CS-Netz, läuft dieser zunächst am Gateway MSC auf. Das Gateway MSC routet den Ruf unter Nutzung der in Mobilnetzen vorhandenen Funktionen zum terminating MSC weiter.
Dieses terminating MSC hat nun die Funktion eines Media Gateways zur Umsetzung des ankommenden CS-Nutzkanals auf CS sowie eines Pseudo-MSCs 5 zur Abwicklung der DTAP-Signalisierung über IP, bzw. kann mit derartigen Knoten zusammenarbeiten.
Alternativ ist diese Funktion auch unmittelbar im Gateway MSC verfügbar. Ab hier liegt jetzt wiederum ein PS-Signalisierungs- und -Nutzkanal vor, der wie unter 1.2 und 1.3.1 beschrieben, weiter verwendet wird. 1.3.5 Interworking mit SIP-basierten Netzen
Bei abgehenden oder ankommenden Rufen in ein oder aus einem SIP-basierten IP- Netz ist an dessen Netzendpunktknoten eine Umsetzung der Signalisierung zwischen CS und PS erforderlich, während nunmehr der PS-Nutzkanal erhalten bleibt.
Diese Umsetzung kann unter Nutzung vorhandener SS7 / SIP Interworking- Lösungen erfolgen. Da sowohl in dem SIP-basierten Netz als auch in dem nicht SIP- basierten IP-Netz der Nutzkanal direkt auf IP-Kanälen aufsetzt, sind hier keine weiteren Maßnahmen für das Interworking erforderlich.
Manchmal ist jedoch eine Transcodierfunktion im Netz sinnvoll, falls die Nutzung unterschiedlicher Codecs durch die an der Kommunikation beteiligten Endgräte vorgesehen ist.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1. Endgerät
2. Zwangsnetz
3. Transportkanal
4. IMS (IP multimedia Subsystem)
5. Pseudo MSC (Pseudo - message sequence chart)
6. SIP (session initiation protocol)
7. DTAP (direct transfer application part (GSM))
8. SIP (session initiation protocol)
Legende
NNI netzinterner Signalisierungsknoten
UNI Netzpunktknoten multiplexing Übertragen von zusammengefassten Daten IN Intelligentes Netz
INS integrated network System
ISDN integrated Services digital network
DSL digital subscriber line
GSM global System mobile ISUP ISDN user part
IP Internet Protocol
CS Circuit Switched
PS Packet Switched
GGSN gateway GPRS support node GPRS general packet radio Service
PDP-Kontext packet data protocol-Kontext
CDR CaII Detail Record

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Realisierung einer Rufsteuerung in paketvermittelnden Netzen, wobei eine Verbindung zwischen zwei Kommunikationspartnern mittels eines statischen Multiplexing (übertragen von zusammengefassten Daten) in einem Netz ausgebildet ist und die Nutzung des Netzes für Telefoniedienste auf einer Applikationsebene ausgeführt wird, welche eine Signalisierung zwischen zwei beteiligten Endgeräten ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass im paketvermittelten Zugangsnetz (2) ein Nutzkanal auf Nutzebene unter Berücksichtigung der Zugangsmethode eines Endgerätes (1 ) aufgebaut ist, wobei die Rufsteuerung mittels einer Kombination des IP-Zugangsnetzes (2) mit einer CS- Signalisierung gebildet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die vorhandene CS-Signalisierung in den Endgeräten verwendbar ist, wobei eine Anpassung an den PS-Übertragungskanal erforderlich ist, wodurch die bestehende CS-Signalisierung DTAP als IP-Applikation spezifiziert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass netzseitig die vorhandene CS-Signalisierung am Netzendpunktknoten beibehalten wird, wobei sämtliche in den CS-Knoten implementierten Dienste aufgrund der weiterhin identisch ablaufenden Rufsteuerung automatisch in dem Zugangsnetz (2) verfügbar sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Basis der verfügbaren Dienste im Zugangsnetz (2) eine unmittelbare Übertragbarkeit von Diensten auf das IP-Netz ausgebildet ist, wobei die Dienste mittels eines Intelligenten Netzes realisiert sind, wobei die vorhandene Interaktion des Netzendpunktknotens mit dem Intelligenten Netz einen Anpassungsaufwand vermeidet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund der Beibehaltung der DTAP-Signalisierung und deren Terminierung eine UNI/NNI-Trennung im Netzendpunktknoten ausgebildet wird, wobei die Trennung eine Abschottung des Netzes zum Endgerät hin ausbildet, wodurch das Endgerät lediglich den Netzendpunktknoten feststellt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorhandene Abrechnungstechniken und -verfahren für Anrufe unverändert bleiben, wobei das Abrechnungsverfahren mittels „Call Detail Records" (CDR) ausgeführt ist, welche im MSC bzw. im Festnetzvermittlungsknoten auf der Basis der Rufsteuerungssignalisierung generiert sind und werden aufgrund der Beibehaltung der Rufsteuerungssignalisierung im Netzendpunktknoten ebenfalls erzeugt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugangsnetz (2) vorzugsweise zwischen einem GPRS-Netz und einem DSL-basierten Zugangsnetz oder einem zukünftigen Mobilnetz ausgebildet ist, wobei der Netzendknotenpunkt für die Rufsignalisierung als Pseudo-MSC (5) in einem Zugangsnetz (2) eines externen Netzes ausgebildet ist.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsablauf nachfolgende
Verfahrensschritte aufweist: - Signalisierung des Rufaufbaus eines Endgerätes mittels DTAP-Nachrichten über einen vom Zugangsnetz (2) bereitgestellten IP-Nutzkanal zu einem externen Pseudo-MSC (5);
- Aufbau einer Signalisierungsbeziehung vom Pseudo-MSC (5) über den vom
Zugangsnetz (2) bereitgestellten IP-Nutzkanal bei ankommenden Rufaufbau zu einem mobilen Endgerät (1 ), wobei eine neue Nachricht definierbar ist, welche das Endgerätes (1 ) auffordert, eine abgehende Rufsignalisierung zur Herstellung der Nutzdatenverbindung auszuführen (5); - Rufaufbau von zwei Endgeräten (1 ) im gleichen Netz (netzintern), welche Endgeräte (1 ) das gleiche Pseudo-MSC (5) erreichen, wobei lediglich das Finden der Netzadresse des Angerufenen durch das Pseudo-MSC (5) ausgeführt ist; - Rufaufbau von zwei Endgeräten (1 ) in unterschiedlichen Netzen
(netzübergreifend), wobei beide Netze ein Pseudo-MSC (5) aufweisen oder der Rufaufbau über die gemeinsame Nutzung des Pseudo-MSCs (5) eines der beiden Netze ausführbar ist, wobei das Gateway-MSC im Netz des Angerufenen zusätzlich die Funktion des Pseudo-MSC (5) aufweist und den ankommenden Rufaufbau erkennt und zuordnet.
- Rufaufbau zu einem bestehenden CS-Netz (Mobilnetz oder Festnetz), wobei der IP-Nutzkanal (2) in Richtung des CS-Zielnetzes auf einen normalen CS- Nutzungskanal mittels einem Media Gateway umgesetzt wird und einen CS- Signalisierungs- und -Nutzkanal ausbildet; - Rufaufbau in oder aus einem SIP-basierten IP-Netz, wobei an dessen
Netzendpunktknoten eine Umsetzung der Signalisierung zwischen CS und PS ausgebildet ist, während der PS-Nutzkanal erhalten bleibt.
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