专利名称：用于a－接口连接的操作与维护流支持的制作方法
技术领域：
本发明涉及蜂窝通信网中的操作与维护(OAM)活动，特别是涉及关于A-接口连接的OAM流的规范。
相关技术描述现在参考
图1，其中显示了一个含有多个互连交换节点(SN)12的蜂窝电话网10的示意图。尽管只显示了两个交换节点12，但是应当理解网络10可能含有更多的互连节点。第一个和第二个交换节点12(1)和12(2)可以包含包括移动交换中心(MSC)在内的众多已知电信交换设备中的任何一种设备，在本领域中这些设备一般被用于和已知为向多个移动台(MS)14提供数字或模拟蜂窝电话业务。为了通信，交换节点12通过话音中继18(在图中用虚线表示)和信令链路16(在图中用实线表示)而彼此互连，话音中继18和信令链路16提供了一条已知的ISUP(或R1或R2)型连接。话音中继18在交换节点12间提供用于承载用户通信的话音与数据的通信通路。信令链路16在交换节点12间承载命令信号。例如，这些信号可用来在话音中继18上建立和拆除话音与数据的通信链路，并控制向移动台14提供呼叫业务。此外交换节点12利用信令链路22被连接到含有归属位置寄存器(HLR)的数据库20中，链路22提供了一条已知的移动应用部分(MAP)或IS-41型连接。数据库20存储了有关包含位置信息与业务信息的移动台14的信息。
每个交换节点12通过信令链路26和话音中继28被进一步连接到至少一个相关联的集中点(CP)24上。话音中继28在每个交换节点12与其关联的一个或更多个集中点24间提供用于承载用户通信的话音与数据的通信通路。信令链路26在节点12与其关联的集中点24间承载命令信号。信令链路26和中继28在本领域中一般被共同称为“A接口”。此外每个集中点24被连接到多个基站(BS)30上，这些基站在无线接口32上实现与位置接近的移动台14的射频通信。
作为一项基本功能，每个集中点24执行必要的交换操作以便在信令链路26和中继28以及基站30之间路由通信(业务或控制)。作为一项增强功能，每个集中点24采用众所周知的方式可进一步执行无线网络控制(RNC)操作(例如移动台定位、射频信道分配、越区切换控制以及本地移动台到移动台的呼叫建立)，以此来控制移动射频通信操作。当基本功能和增强功能同时给出时，集中点24在本领域中被称为基站控制器(BSC)。当两种功能都不存在时，典型的情况是由集中点24实现路由，由交换节点12实现无线网络控制器操作。
集中点24也可通过信令链路34和话音中继36彼此互连。话音中继36在集中点24间提供用于承载用户通信的话音与数据的通信通路。信令链路34在集中点24间承载命令信号。当信令链路34和中继36存在时，它们也被包含在“A接口”范围内。这些连接在特定的情况下(例如在交换节点内越区切换或是移动台到移动台呼叫建立的情况)被方便地用来绕过交换节点12，从而更有效地支持向移动台提供蜂窝业务。
尽管直接通信链路(信令和/或中继)已在图1中加以说明，但本领域的技术人员会理解到这些链路在图示的节点之间不必是直达的，而是可通过移动网中的许多其他通信节点(没有显示出)来替代，甚至可能利用其他通信网络(例如公共交换电话网-PSTN)。为了简化图表，这些链路在图1中以“虚”方式表示。蜂窝电话网10可以包括全球移动通信系统(GSM)、高级移动电话系统(AMPS)、数字高级移动电话系统(D-AMPS)、码分多址接入(CDMA)系统或类似的系统。
在定义A-接口之前，交换节点12和集中点24之间的连接是专用的且由厂商指定。这迫使蜂窝业务运营商/提供商向同一货源购买所有设备。而A-接口概念发展的前提是对蜂窝网络设备将支持多厂商环境。采用交换节点12与集中点24间标准接口的规范，蜂窝业务运营商/提供商可从不同的厂商购买所需的设备，并能容易地将设备互连。
电信工业协会(TIA)下属委员会TR45.4目前正在完成关于A-接口的定义(参见临时标准IS-634，修订版A)。该标准描述了交换节点12与集中点24之间涉及接口所要求的业务与特性的整个系统的功能。
A-接口包括多个子接口。第一个子接口(A1)在交换节点12与基站30的呼叫控制(CC)组件中的呼叫控制(CC)功能和移动性管理(MM)功能之间通过集中点24承载信令(参见信令链路26)。A1子接口使用在临时标准IS-683 3.5与4.5节中定义的OTA数据消息来支持短消息业务(SMS)的消息传送和空中激活服务的提供(OTASP)。第二个子接口(A2)在中继28上承载交换节点12的交换组件与基站30的信道单元组件(用于模拟空中接口)或基站30的选择/分发单元(SDU)(用于数字空中接口)之间的64kbit/秒脉冲编码调制(PCM)信息(话音/数据)。第三个子接口(A3)承载选择/分发单元(SDU)与基站30的信道单元组件之间的编码用户信息(话音/数据)帧和信令。A3子接口由两部分组成信令连接和用户业务连接。信令连接是由来自用户业务连接的一条单独逻辑通路来承载的，并控制用于用户业务连接的逻辑通路的分配和使用。第四个子接口(A4)承载呼叫控制组件(CC)与基站30的选择/分发单元(SDU)之间的信令。A3子接口用于在中继36上承载两个集中点24之间的业务。A4子接口用于在信令链路34上承载两个集中点24之间的信令。第五个子接口(A5)承载交换节点12的互通功能(IWF)与基站30的选择/分发单元(SDU)之间的全双工字节流。
网络运行的一个重要方面还没有被IS-634修订版明确定义。A是为A-接口上的用户数据和信令提供操作与维护(OAM)流。更具体而言，为了在A1、A2、A3和A4子接口上支持传输最优化和改进的应用，就需要有OAM流支持。
现在参考图2，其中显示了针对同步光纤网络(SONET)60的方块图，该网络提供了用于通信系统的OSI七层模型中的传输层(物理的)。SONET 60包括多个中继器62。在SONET 60中，中继器62之间的操作与维护信息流在本领域中被称为F1 OAM流64。F1 OAM流是用于OAM信息传输的可识别的最小物理实体。当多个中继器62被集中在一起来定义一条传输通路时，就构成了一个段66。对于SONET 60中的一个段66，其端点中继器62之间的操作与维护信息流在本领域中被称为F2 OAM流68。当多个段66被集中在一起来定义一条传输通路时，就构成了一个端到端系统70。在SONET 60中，系统70的端点72之间的操作与维护信息流在本领域中被称为F3 OAM流74。
现在参考图3，其中显示了关于异步传输模式(ATM)网络80(例如，该网络可运行在图2的SONET 60上)的方块图。在这种配置下，ATM包含了用于通信系统的OSI七层模型中的数据链路层。与虚通路(VP)82有关的ATM网络80的端点78之间的操作与维护信息流在本领域中被称为F4 OAM流84。同样，与虚电路(VC)86有关的ATM网络80的端点78之间的操作与维护信息流在本领域中被称为F5 OAM流88。
可能出现在ATM适配层(AAL)中需要OAM功能的情况，AAL包含用于通信系统的OSI七层模型的网络层。如果ATM连接(含有AAL分组)终止于使用虚通路82或虚电路86的ATM网络80的同一个端点78，这种OAM功能可通过现有的F4 OAM流84和F5 OAM流88获得支持。例如，当多个端到端SONET系统70被集中在一起来定义一条传输通路并构成端到端ATM网络80时，AAL分组可能在SONET端点72被中继(复用/反复用)到不同的地方。在这种配置下，现有的FA OAM流84和F5 OAM流88不能支持端到端OAM功能，因此也就不能被使用。于是在本领域中需要一种用于在端到端ATM网络80中为AAL分组传输(业务/信令)提供端到端OAM功能的新型OAM流。
现再次参考图1，出现了另一个所关心的问题，即关于在A-接口上OAM流的支持。再者，如果ATM连接(含有AAL分组)终止于使用虚通路82或虚电路86的同一个A-接口端点78，并假定在A1-A4的每一个子接口上都支持ATM的使用，则这种OAM功能可通过现有的F4OAM流84和F5 OAM流88获得支持。不过在当前的IS-634修订版中这不是必需的情况。建议中规定了ATM仅在A3和A4子接口上使用。相反地，A1和A2子接口使用基于64kbits/秒的数字信号等级0(DS0)的传输，按照当前的定义，该传输不支持F4 OAM流84或F5 OAM流88。因此，在本领域中需要一种有关在相对基于DS0传输的A-接口上为传输(业务/信令)提供端到端OAM功能的新型OAM流。
图1在前面被描述，它是蜂窝电话网的示意图；图2在前面被描述，它是同步光纤网络(SONET)的方块图；图3在前面被描述，它是运行于SONET上的异步传输模式(ATM)的方块图；图4是依照本发明实现OAM功能的A-接口方块图；以及图5是说明关于F6和F7 OAM流管理过程的流程图。
附图详述现在参考图4，其中显示了依照本发明实现数字信号等级0(DS0)和ATM适配层(AAL)OAM功能的一个A-接口100的方块图。A-接口100在交换节点102与集中点104之间使用A1和A2型子接口延伸。A-接口还在两个集中点104之间使用A3和A4型子接口延伸。交换节点102包含一个OSI七层模型通信节点，该节点规定同步传输模式(STM)作为数据链路层106，规定对于业务和信令通信使用数字信号等级(DS0)作为网络层108。同样，集中点104包含一个OSI七层模型通信节点，该节点在其第一部分规定同步传输模式(STM)作为数据链路层106，对于业务和信令通信使用数字信号等级0(DS0)作为网络层108，并在其第二部分规定异步传输模式(ATM)作为数据链路层106，对于业务和信令通信使用ATM适配层(AAL)作为网络层108。在A-接口100上被用于交换节点102与一个或更多个集中点104互连的OSI七层模型的物理层110可包含如T1连接、非屏蔽双绞线(UTP)以及光纤的任何适当的物理传输。虽然没有用图解的方式特别说明，但是应当理解在交换节点102与集中点104之间的A1-A2子接口连接可通过一个或更多个中继器，此外，在集中点104之间的A3-A4子接口连接也可通过一个或更多个中继器。更具体而言，交换节点102与集中点104之间的A-接口可承载于T1连接上，两个集中点104之间的A-接口可承载于被连接在一起的多个端到端同步光纤网络(SONET)系统上。交换节点102被连接(在某种意义上一般以112所显示的方式)到传输网管理系统(TNMS)114上使用合适的流来发送和接收操作与维护(OAM)信息，正如将在后面加以描述的。
利用数据链路层106 ATM功能，可在集中点104之间建立多个虚通路和虚电路连接。涉及这些虚通路和虚电路连接的操作与维护的相关信息，其承载与使用F4 OAM流的每条虚通路有关，也与使用F5 OAM流的每条虚电路有关。由于上述的关系与限制，这些F4和F5 OAM流也许不能支持关于AAL网络层108的操作的OAM功能。
依照本发明，在与AAL信令传输有关的A-接口100的网络层108端点之间(即在集中点104之间)的操作与维护信息流由F6 OAM流120来处理。此外依照本发明，在与DS0信令传输有关的A-接口100的网络层108端点之间(即在交换节点102与集中点104之间)的操作与维护信息流也由F6 OAM流120来处理。因此，F6 OAM流120被特定用于A1和A4子接口上的A-接口OAM功能。F6 OAM流的一个优点是避免了对用于信令通信的双重七号信令系统(SS7)通路的需要。F6 OAM流与其上所承载的信息，以及向TNMS提供的网络访问和控制特性可用来保证信令通信通路的可用性。
同样，在与AAL业务传输有关的A-接口100的网络层108端点之间(即在集中点104之间)的操作与维护信息流由F7 OAM流122来处理。此外依照本发明，在与DS0业务传输有关的A-接口100的网络层108端点之间(即在交换节点102与集中点104之间)的操作与维护信息流也由F7 OAM流122来处理。因此，F7 OAM流122被特定用于A2和A3子接口上的A-接口OAM功能。F7 OAM流的一个优点是被用来获取AAL类型2(AAL2)业务的访问协商部分(ANP)数据在网络中总是可用。
现在参考图5，其中显示了描述F6和F7 OAM流管理过程的流程图。在步骤100中，制定A-接口端点标识符和包含在每个端点内的子接口标识符。例如，在图1中，交换节点12与集中点24上的端点使用连接在那些端点之间的A1和A2子接口的相应标识符来标识。图1中关于A-接口的其他地方也可制定类似的标识符。接着，在步骤102中，利用网络的信令路由表来确定在端点间的任何复链路上是否允许负载分担。根据这种确定，可以制定关于在任何两个由步骤100标识的端点之间是否使用一条或两条通路的标识符。在步骤104中，为用于每个端点的信令传输协议制定标识符。例如，在图4中，将制定涉及DS0和AAL使用的标识符。一旦协议被标识，便可以作出有关用于标识端点的寻址方案的确定。或者，从已知的寻址方案中步骤104的过程可替代用于标识协议。接着，在步骤106中，确定用于端点间A-接口连接的当前网络拓扑结构。例如，拓扑结构可包含组播(点到多点)、星形或级联(串联或菊花链)。然后在步骤108中，该过程利用在步骤100、102、104和106中收集的信息来实现A-接口上的端到端OAM通信通路。更具体而言，步骤108的动作在交换节点102和一个或更多个与A1和A4子接口有关的集中点104之间建立一条F6 OAM流(120，图4)。此外，步骤108的动作在交换节点102和一个或更多个与A2和A3子接口有关的集中点104之间建立一条F7 OAM流(122，图4)。在步骤110中，在传输网络管理系统和端点之间经过A-接口以及在A-接口之上，F6/F7 OAM流参数是在F6 OAM流120与F7 OAM流122上被传递的。在步骤112中，传输网络管理系统在它的计数器(如已知的计数器#1、#2和#3)中存储通信的F6/F7 OAM流参数，并在步骤114中根据存储在那些计数器中的信息动作来控制网络运行。例如，被存储的流参数可包含体现网络性能的值，如比特错误率、包含错误的秒数以及块差错率。步骤110、112和114的子过程按需要反复执行来收集OAM信息和控制网络运行。在步骤116中确定在先前时段出现的所有提到的连接(业务或控制和信令)是否仍被建立。若是，则过程返回到步骤106重新检验网络拓扑结构。由于越区切换或控制的结果可能会使拓扑结构发生变化，因此拓扑结构的重新检验是有必要的。若步骤116中为否，则存储历史数据，复位TNMS计数器，并且过程在步骤118中返回到步骤100。
尽管本发明的方法和装置的优选实施方案示于附图中并在前面的详述中进行了描述，但应理解本发明不受限于公开的实施方案，而是在不脱离由下面权利要求中提出和定义的本发明精神的情况下，能有多种重新安排、修改和替代。
权利要求
1.一种蜂窝通信网络，包含一个含有OSI七层模型通信节点的交换节点，规定同步传输模式用于数据链路层以及为其网络层使用数字信号等级0；第一个同样含有OSI七层模型通信节点的集中点，规定同步传输模式用于数据链路层以及为其网络层使用数字信号等级0(DS0)；一个在交换节点与集中点之间支持A1和A2子接口的A-接口连接，其中A1子接口支持在交换节点与第一个集中点之间有关A-接口上端到端的、DS0信令通信性能监视参数的第一个操作与维护流，另外其中A2子接口支持在交换节点与第一个集中点之间有关A-接口上端到端的、DS0业务通信性能监视参数的第二个操作与维护流。
2.如权利要求1的网络，其中第一个集中点进一步规定异步传输模式作为数据链路层和使用ATM适配层(AAL)作为其网络层，该网络进一步包含第二个同样含有OSI七层模型通信节点的集中点，规定异步传输模式作为数据链路层和使用ATM适配层作为其网络层；多个端到端同步光纤网络(SONET)系统，该系统被连接在一起并与第一和第二个集中点互连；以及一个在该第一个与第二个集中点之间支持A3和A4子接口的A-接口连接，其中A4子接口支持在该第一个与第二个集中点之间有关A-接口上端到端的、AAL信令通信性能监视参数的第一个操作与维护流，另外其中A3子接口支持在该第一个与第二个集中点之间有关A-接口上端到端的、AAL业务通信性能监视参数的第二个操作与维护流。
3.如权利要求2的网络进一步包括一个传输网络管理系统，该系统使用该第一个和第二个操作与维护流在A-接口上与该交换节点和该集中点进行操作与维护数据的通信。
4.一种用于建立操作与维护(OAM)流的方法，包括的步骤有(a)标识A-接口的端点和包含在每个端点上的子接口；(b)确定在端点之间的任何复链路上是否允许负载分担；(c)标识在每个端点上使用的每个信令传输协议；(d)确定用于端点之间A-接口连接的当前网络拓扑结构；以及(e)利用在步骤(a)-(d)中收集的信息在A-接口上实现端到端的OAM通信通路。
5.如权利要求4的方法，其中步骤(e)包括的步骤有，在含有涉及A1子接口的交换节点和集中点的端点之间建立OAM流，以承载该交换节点和该集中点之间端到端的有关数字信号等级0(DS0)信令通信的性能监视OAM参数。
6.如权利要求4的方法，其中步骤(e)包括的步骤有，在含有涉及A2子接口的交换节点和集中点的端点之间建立OAM流，以承载交换节点与集中点之间端到端的有关数字信号等级0(DS0)业务通信的性能监视OAM参数。
7.如权利要求4的方法，其中步骤(e)包括的步骤有，在含有涉及A3子接口的第一个集中点和第二个集中点的端点之间建立OAM流，以承载该第一个和第二个集中点之间端到端的有关ATM适配层(AAL)业务通信的性能监视OAM参数。
8.如权利要求4的方法，其中步骤(e)包括的步骤有，在含有涉及A4子接口的第一个集中点和第二个集中点的端点之间建立OAM流，以承载该第一个和第二个集中点之间端到端的有关ATM适配层(AAL)信令通信的性能监视OAM参数。
9.如权利要求4的方法进一步包括的步骤有(f)确定在先前时段出现的所有提到的A-接口连接是否仍建立；然后(g)若是，则返回到步骤(d)并重复该过程；或者(h)若否，则返回到步骤(a)并重复该过程。
10.一种通信网络，包括第一个通信节点，该节点规定为其网络层使用数字信号等级0；第二个通信节点，该节点也规定为其网络层使用数字信号等级0(DS0)；以及一条在该第一个和第二个通信节点间支持信令接口和业务接口的接口连接，其中信令接口支持该第一个和第二个通信节点间的信令数据通信和有关端到端DS0信令通信的性能监视参数的第一个操作与维护流通信，另外其中业务接口支持该第一个与第二个通信节点间的业务数据通信和有关端到端DS0业务通信的性能监视参数的第二个操作与维护流通信。
11.一种通信网络，包括第一个通信节点，该节点规定为其网络层使用ATM适配层(AAL)；第二个通信节点，该节点也规定为其网络层使用ATM适配层(AAL)；多个被连接在一起的并使该第一个和第二个通信节点互连的端到端同步光纤网络(SONET)系统；以及一条在第一个和第二个通信节点间支持信令接口和业务接口的接口连接，其中信令接口支持该第一个和第二个通信节点间的信令数据通信和有关端到端AAL信令通信的性能监视参数的第一个操作与维护流通信，另外其中业务接口支持该第一个和第二个通信节点间的业务数据通信和有关端到端AAL业务通信的性能监视参数的第二个操作与维护流通信。
全文摘要
对于蜂窝网络(10)中的A－接口(26,28),与A1和A4子接口上的A－接口信令传输(DS0或AAL)有关的网络的网络层端点(108)之间的操作与维护信息流由F6 OAM流承载。同样,与A2和A3子接口上的A－接口信令传输(DS0或AAL)有关的网络的网络层端点之间的操作与维护信息流由F7OAM流承载。
文档编号H04W24/00GK1339232SQ99816480
公开日2002年3月6日 申请日期1999年12月17日 优先权日1999年1月15日
发明者Y·勒米厄 申请人:艾利森电话股份有限公司