窄带应用与宽带传输相结合的制作方法

专利名称：窄带应用与宽带传输相结合的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及通信领域，具体地说，涉及(作为示例而非限制)将宽带传输用于窄带电话和数据通信。
相关技术描述人们对诸如多媒体应用、视频点播、可视电话和会议电话这类高带宽业务的兴趣日益增加，这推动了宽带综合业务数字网(B-ISDN)的发展。B-ISDN基于一种称之为异步传输模式(ATM)的技术，它大大扩展了电信能力。
ATM是一种面向分组的传输模式，它使用异步时分复用技术。分组称为信元，一般具有固定大小。传统的ATM信元包括53个字节，其中5个字节形成信元首部，48个字节构成信元的“净荷”或信息部分。ATM信元的首部包括两个参数，用于识别ATM网络中传输信元的连接。这两个参数包括虚拟路径标识符(VPI)和虚拟信道标识符(VCI)。一般而言，虚拟路径是在网络的两个交换节点之间定义的主路径；虚拟信道是相应主路径上的一条具体连接。
ATM网络在其终端点与终端设备、例如ATM网络用户相连。ATM网络终端点之间一般有多个交换节点。这些交换节点具有若干端口，它们通过物理传输路径或链路连接在一起。因此，在由发起终端设备向目的终端设备传输的过程中，形成报文的ATM信元可能要经过若干交换节点及其端口。
给定交换节点的多个端口中的每一个都可以通过链路电路和链路连接到另一个节点。链路电路根据链路上使用的特殊协议执行信元封装。输入交换节点的信元可以从第一端口进入交换节点，而经由与另一节点相连的链路上的链路电路从第二端口离去。每条链路可以传送多条连接的信元，其中每条连接是例如主叫用户(方)和被叫用户(方)之间的传输。
每个交换节点一般具有若干功能部件，其中主要的是交换核心。交换核心的功能本质上像交换机各端口之间的交叉互连。有选择地控制交换核心内部的路径，从而将交换机的各个特定端口连接在一起，以允许报文从交换机的输入侧/端口传送到交换机的输出侧/端口。报文因此最终从发起终端设备传送到目的终端设备。
虽然因为ATM提供高速度和高带宽、故ATM被视为用于更高级业务(例如B-ISDN)的传输机制，但是必须承认，目前的窄带网络(例如，公用交换电话网(PSTN)、ISDN等等)将继续使用(至少部分)相当一段时间。目前的语音交换电话网(例如，PSTN、ISDN等等)已经经过几十年才达到其目前的先进功能。虽然ATM网络正在兴建，但ATM网络将不可能轻易地获得高级语音通信的所有功能。因此，至少一开始，在某些情况下ATM网络/节点将添加到电路交换电话网的若干部分中或者替代其若干部分。在这种情况下，ATM将用于传输和交换。ATM实际上可以用作单一的传输和交换机制，用于包括多种其它不同网络类型的多个其它网络。例如，单一的ATM网络可用于传输和交换来自移动网络(例如，公用陆地移动网(PLMN))、基于因特网协议(IP)的网络(例如因特网)等等以及诸如PSTN和ISDN的陆线网的通信。
例如，授予Doshi等人的美国专利No.5568475和5483527包括了用于在同步传输模式(STM)节点之间交换电话语音信号的ATM交换机。ATM交换机使用七号信令系统(SS#7)网建立虚拟连接而不是电路交换连接，而在纯STM网中就是建立电路交换连接。美国专利5568475和5483527的七号信令系统(SS#7)网包括信号转接点(STP)，STP通过特殊的物理链路连接到每个ATM交换节点。例如，对于呼叫建立，信令消息通过非ATM七号信令系统(SS#7)网转接。在这种转接过程中，非ATM STP接收信令消息并把呼叫建立通知其相关的ATM节点。然后，一旦呼叫已经建立，则相关的ATM节点可识别将用于把语音信号转发至下一ATM节点的空闲资源，它可以准备其自身的信令消息用于转接。
由ATM节点准备的用于转接的信令消息返回至其相关的STP，所述STP通过七号信令系统(SS#7)网将所述信令消息转发至与下一ATM节点相关的另一STP。这种转接继续直到信令消息到达STM本地交换公司(LEC)的STP。一旦呼叫已经建立，随后的语音(或语音频带数据)就通过ATM节点传输。STM/ATM终端适配器设置于STM网络和ATM网络之间，用于将接收自STM网络的语音信号样值封装成ATM信元以便应用到ATM网络中；以及，用于拆开ATM信元净荷以获得来自ATM网络的语音信号，以便应用到STM网络中。因此，以上述的特定方式将ATM结合到STM网络牵涉到非ATM信令网络以及ATM节点。而且，与ATM节点相关的每个STP仅执行Doshi等人所述网络中的呼叫控制功能。而通常情况下，呼叫控制和连接控制一般结合到传统通信节点中。
现在参考

图1A，传统的标准通信节点用标号100表示。传统的标准通信节点100可以代表例如PSTN的电信网中的任何通用交换节点。在传统的通信节点100内，呼叫控制105功能和连接控制110功能结合在一起。呼叫控制105功能和连接控制110功能共同包括开放互联(OSI)协议的整个七(7)层。这七层用物理、数据链路、网络、传输、会话、表示以及应用层表示。因此，传统的通信节点100可执行涉及交换智能和交换结构的所有功能。然而，传统通信节点100不能利用例如ATM的速度更快带宽更宽的网络处理(i)窄带电话和数据通信与(ii)宽带通信之间的互联。
现参考图1B，用于分离图1A所示传统标准通信节点功能的传统方法总体上用标号150表示。传统方法试图通过分离控制功能利用ATM满足使窄带电话和数据通信与宽带网络互联的苛刻要求。具体地说，使呼叫控制155功能与连接控制160功能互相分离。从而使呼叫控制155功能独立于任何特殊的连接控制160功能组。这种分离一般利用除去交换智能的、只剩下连接控制160的传统通信节点(例如图1A所示的传统通信节点100)完成。实际上，通过删除呼叫控制105功能或使其不起作用，从而只剩下连接控制110功能，这样修改传统通信节点100。用连接控制160部件来代替这种经过修改的传统通信节点。另一方面，一般在不依赖传统的电信硬件或软件的情况下来设计和创建呼叫控制155功能。
现参考图2，结合对应于传统标准通信节点的分离功能的节点、利用宽带网络的现有方案总体上用标号200表示。交换智能部分205A、205B分别连接到交换结构210A、210B部分。交换结构210A、210B部分连接到ATM网络215，它们实现所要求的仿真和信元封装，以便使窄带网络(未示出)与ATM网络215互联。交换智能205A、205B部分一般用基于UNIX的服务器实现。交换智能205A、205B部分旨在提供高级呼叫业务和特征(例如一般由智能网(IN)提供的那些高级呼叫业务和特征)。交换智能205A、205B部分不包括任何交换结构资源，因此它们必须依赖交换结构210A、210B部分获得这些资源。
因为交换智能205A、205B部分不具有任何它们本身的交换结构资源，故它们既不直接与任何传输机制相连，也不包括用于这种目的任何必需接口。因此，呼入在交换结构210部分处接收并由相关的交换智能205部分管理。当在交换结构210部分接收到呼入时，呼叫信令消息被发送到交换智能205部分。交换智能205部分执行合适的呼叫控制功能并向交换结构210部分发送指令(例如，以呼叫信令信息的形式)。交换结构210部分根据这些指令作合适的连接(例如到/穿过ATM网络215，到/穿过窄带网络(未示出)，等等)，以便转发所述呼入的呼叫数据信息。因此，没有呼叫数据信息被(或可以被)发送给交换智能205部分，包括来自交换结构210部分的数据信息。
此外，尽管实现交换智能205部分的基于UNIX的服务器可以设计成能够高速工作，但它们具有若干缺陷。首先，为了生成合适的软件代码使基于UNIX的服务器作为交换智能205部分运行，要求有效的研究、设计和测试。现有的电路交换语音电话网包括许多高级特征，这些高级特征要求许多行代码，这些代码经过许多年已经逐渐开发出来且已经过测试并实现。在UNIX服务器上使用新编写的代码复制各种数量和类型的特征，且同时维持所要求的可靠性和服务水平，这不仅令人生畏，而且几乎不可能迅速取得成功。其次，当部署仅具有交换智能205部分的节点时，从传统网络结构(例如，那些使用图1所示传统标准通信节点100的网络)逐渐迁移到依赖宽带传输机制的下一代网络是极其困难。系统运营商必须被迫同时大量替换其网络的各部分。这种随之发生的巨大资本支出是系统运营商所不希望的。
发明概述现有技术的各种缺陷由本发明的方法、系统和装置克服。例如，虽然目前为止尚未公认，但在使窄带网络与宽带传输机制相结合时重复使用和/或延长现有交换机的寿命，将是有益的。实际上，通过实现混合交换机，利用现有交换机使窄带网络能够逐渐迁移到宽带传输机制将是有益的。
本发明涉及一种三级通信方案，所述三级通信方案利用至少具有呼叫控制功能的第一节点、具有连接控制功能的第二节点和至少提供用于第一节点和第二节点并且在第一节点和第二节点之间映射功能的中间节点或中间级。中间节点或中间级还可以利用模拟用于第一节点的现有接口的仿真功能。所述仿真功能可以将第一地址空间的地址映射到第二地址空间的地址。
在某些实施例中，第一节点可以通过具有交换智能和窄带交换结构的电信节点(TN)实现。中间节点或中间级可以通过互通功能(IWF)(例如媒体逻辑(ML))实现，互通功能包括向TN提供标准接口的仿真器和地址映射器。第二节点可以通过具有宽带交换结构的一个或多个媒体网关(MG)实现。有利的是，所述多个MG可以这样利用或依赖TN的交换智能借助映射器从窄带(例如电话)地址空间映射到宽带地址空间、以便能够利用宽带地址空间的地址在整个MG宽带网络中输送通信。
随后将参考附图中示出的说明性示例详细说明本发明的上述和其它特征。本领域的技术人员会理解，提供所述实施例是为了达到说明和理解的目的，以及本文中考虑到许多等效的实施例。
附图简述通过结合附图参考以下的详细说明，可以对本发明的方法、系统和装置有更加全面的理解，附图中图1A说明传统的标准通信节点；图1B说明分离图1A所示传统标准通信节点功能的传统方法；图2说明结合对应于传统标准通信节点的分离功能的节点利用宽带网络的现有方案；图3说明根据本发明实施例的混合STM/ATM网络的示范性示意图；图3A说明图3所示混合STM/ATM网络的选定部分的示范性示意图，并且还显示各种操作事件；图3B说明根据本发明的另一实施例的混合STM/ATM网络的示范性示意图；图3C说明表示本发明的转接混合节点对的示范性示意图，所述节点对连接在本发明的两个本地交换混合节点对之间；图3D说明包括混合节点对的本发明实施例网络的两个单元之间的示范性协议的示意图；图3E、3F和3G说明两个单元之间候选示范性协议的示意图，第一网络单元具有根据本发明实施例的混合节点对，而第二网络单元为具有包含电路仿真的附加ATM接口的接入节点；图3H示出说明使网络从传统的窄带STM传输交换环境逐渐升级到使用根据本发明实施例的混合STM/ATM网络的环境的示范性示意图；图3I示出说明根据本发明的另一实施例的多交换机混合节点的示范性示意图；图4说明根据本发明，结合具有部分分离功能的节点利用宽带网络的另一示范性方案；图5说明根据本发明，结合具有部分分离功能的节点利用宽带网络的另一示范性方案；图6说明根据本发明用于交换连接的具有多个端口的另一示范性混合交换机；以及图7说明根据本发明的示范性混合交换机的简化框图；图8说明根据本发明的示范性混合交换机的另一简化框图中节点之间的示范性通信和连接；图9说明根据本发明的混合交换机中节点之间通信方法的流程图10A-10E说明根据本发明的混合交换机的第一组示范性通信量方案；图10F-10K说明根据本发明的混合交换机的第二组示范性通信量方案；图11说明根据本发明的混合交换机的示范性输出通信格式选择；图12说明根据本发明的混合交换机和其它电信技术之间的示范性交互；图13说明根据本发明的混合交换机的示范性通信量方案迁移；图14说明根据本发明的使以窄带为主的网络能够逐步迁移到以宽带为主的网络的方法的流程图；图15说明根据本发明的示范性三级节点环境；图15A说明根据本发明的第一备选示范性三级节点环境；图15B说明根据本发明的第二备选示范性三级节点环境；图15C说明根据本发明的示范性互通功能；图16说明根据本发明的示范性三级节点环境实现；图17A和17B说明根据本发明的其它两种示范性三级节点环境实现；图18A和18B说明在根据本发明的示范性三级节点环境实现中的两个示范性呼叫建立；图19说明在根据本发明的示范性三级节点环境实现中的示范性通信路径配置；以及图20A和20B说明在根据本发明的示范性三级节点环境实现中的示范性映射实施例。
附图详细说明在以下描述中，为了达到解释而非限制目的，阐述各种具体细节，例如具体的结构、接口、电路、逻辑模块(例如用软件、硬件、固件以及它们的某些组合等等)、技术等，以提供对本发明的全面理解。然而，本发明可以用其它没有背离这些具体细节的其它实施例加以实施，这对本领域的普通技术人员而言是显而易见的。在其它情况下，省略了对众所周知的方法、装置、逻辑代码(例如，硬件、软件等等)等的详细描述，以便没有因不必要的细节而使本发明的描述不清晰。
参考图1A-20B可以最好地理解本发明的最佳实施例及其优点，相同的标号用于各附图中同样的和对应的部分。
在根据本发明的某些实施例(例如包括其父申请的发明的实施例)中，ATM被用作混合STM/ATM网络中的传输和交换机制，而信令保持正常的窄带信令。窄带信令可通过ATM连接上的永久路径传送，窄带语音信道可以依靠ATM传输，并可通过ATM交换机在“每次呼叫基础上”(例如按需)进行交换。
混合STM/ATM网络具有接入节点，它为窄带终端提供服务，并产生与呼叫建立有关的信令消息。转换器将第一信令消息格式化成ATM信元，以便可以通过ATM交换机将第一信令消息路由到电路交换(例如STM)节点。电路交换节点(例如PSTN/ISDN)为呼叫建立物理连接并产生所述呼叫的进一步的信令消息，这种进一步的信令消息与物理连接相关。ATM交换机通过ATM物理接口将这种进一步的信令消息的ATM信元格式版本路由至另一ATM交换机。这样，ATM交换机通过ATM物理接口对呼叫的窄带通信量和信令都作了交换。从而，ATM物理接口在ATM通信量信元中传送所述进一步的信令消息的ATM信元格式版本。
鉴于电路交换节点和ATM交换机使用不同的参数(例如，STM节点的b信道等以及ATM交换机的VP/VC)这一事实，在一个实施例中，STM节点获得全局位置编号(GPN)，以便在通过ATM交换机为进一步的信令消息建立路径时使用。对此，在电路交换节点利用STM/GPN转换表进行从STM到GPN的转换；在ATM节点利用GPN/ATM转换表进行从GPN到ATM的转换。
进一步信令消息的ATM信元格式版本通过ATM物理链路传输，最终到达为目的终端服务的目的接入节点。目的转换器将传送进一步信令消息的ATM信元格式版本的ATM信元拆包，以便获得由目的接入节点使用的STM信令消息。例如，转换器可以位于在接入节点处。在所述实施例中，ATM交换机位于明显不同于PSTN/ISDN节点的节点处，但在其它实施例中不必如此。例如，信令消息可以按照七号信令系统(SS#7)惯例，而所述进一步信令消息可以是ISUP或TUP消息之一。
现参考图3，其中说明一种根据本发明实施例的示范性混合STM/ATM网络320。窄带终端装置通过接入节点，例如接入节点3220和接入节点322D与混合STM/ATM网络320通信。例如，图3显示与接入节点3220相连的终端3240，具体讲是ISDN终端3240-I和PSTN终端3240-P。类似地，接入节点322D与接入终端324D相连，即ISDN终端324D-I和PSTN终端324D-P。当然，不同数目(很可能更多)的终端可以连接到各接入节点322，但为了简单起见，图3仅示出两个这种终端以达到示范目的。应该指出，本说明书中使用的术语“接入节点”不限于仅用于连接用户线的简单节点，例如，它可以包括例如诸如本地交换(LE)节点的其它节点。
图3所示的混合STM/ATM网络320包括一个或多个STM节点，亦称为PSTN/ISDN节点330。虽然图3为说明起见仅示出两个这种PSTN/ISDN节点3301和3302，但应理解，本发明不局限于两个这种节点。传统的PSTN/ISDN节点330的结构和工作机制众所周知；例如，诸如使用爱立信的AXE交换机所代表的那种结构和工作机制。因此，本说明书仅参考PSTN/ISDN节点3301对传统的PSTN/ISDN节点330的选定的相关部分加以描述。例如，PSTN/ISDN 3301具有处理器332，它执行例如包括交换和资源控制软件333的节点应用软件。这种软件用于控制STM电路交换机335以及包括PSTN/ISDN节点3301的信令终端337。传统的PSTN/ISDN节点的其它结构和操作细节可以从例如题为“Telecommunications Switching Exchange”的美国专利申请NO.08/601964中加以理解，此专利通过引用全部结合到本说明书中。
鉴于本发明某(些)实施例的STM/ATM网络320还包括ATM节点340，故将其视为混合网络。如随后所述，ATM节点340不仅用于选择窄带通信量在接入节点322之间的路线，而且用于通过ATM物理接口在ATM信元中传输信令。在所述示例中，ATM网络方面包括两个示范性ATM节点，具体讲是ATM节点3401和ATM节点3402，它们通过ATM物理接口或链路341相连。还应理解，ATM部件可以(一般地)包括更多数目的ATM节点，这些节点通过ATM物理链路相连。
在混合网络320中，PSTN/ISDN节点330和ATM节点340可以按照图3所示的方式形成一对。利用这种节点对，PSTN/ISDN节点330和ATM节点340就可以统称为混合节点对330/340。因此，本发明的某(些)实施例的网络320可以包括任意数目的混合节点对330/340。诸如ATM节点340的ATM节点可采取不同的配置，但通常具有主处理器342等，主处理器342执行包括交换和资源控制软件的应用软件，所述应用软件一般地由图3中标号343表示。ATM节点的核心通常是ATM交换核心或交换结构，所述实施例的交换核心在图3中表示为ATM信元交换机345。有关示范性ATM交换机的其它信息由题为“Asynchronous Transfer Mode Switch”的1998年11月9日提交的美国专利申请NO.08/188101提供，所述专利申请通过引用全部结合到本说明书中。ATM信元交换机345具有多个入端口和多个出端口，这些端口中至少某些具有附带的装置板。
ATM节点340处的每块装置板可能具有一个或多个不同的功能，它们由其上安装的一个或多个不同的装置执行。例如，在一个实施例中，ATM信元交换机345端口上附带的装置板之一上配有主处理器342。其它装置板可具有其它称为“板级处理器”的处理器。一些装置板充当扩展终端(ET)346，其可用于将ATM节点连接到其它节点。例如，图3所示的ATM物理链路341具有与ATM节点3401的扩展终端ET 3461相连的第一末端，而ATM物理链路341的第二末端与ATM节点3402的未示出的扩展终端ET相连。图3中未具体详细地描绘与ATM节点340的ATM信元交换机345相连的装置板，但这种装置板的结构和工作机制可参考(例如)以下这些美国专利申请加以理解题为“Augmentation of ATM Cell With Buffering Data”的美国专利申请08/893507；题为“Buffering of Point-to-Point and/orPoint-to-Multipoint ATM Cells”的美国专利申请08/893677；题为“VPNC Look-Up Function”的美国专利申请08/893479；1998年11月9日提交的题为“Centralized Queuing For ATM Node”的美国专利申请09/188097；这些专利申请通过引用将全部结合到本说明书中。
如下文中所述，信令(例如呼叫建立的信令)通过ATM节点340从接入节点322路由到PSTN/ISDN节点330中合适的一个。在这种情况下，为每个与ATM节点340通信的接入节点322提供电路仿真或转换器350。转换器350用于例如将来自接入节点322的信令信息封装成ATM信元，以便作为发往ATM节点340的信令，在相反方向，转换器350用于将从ATM节点340的接收ATM净荷拆包，以提取供接入节点322使用的信令信息。在所述实施例中，转换器350最好设置在其相关接入节点322处或设置在其相关接入节点322附近。也就是说，转换器3500可以位于或包含于接入节点3220中；转换器350D可以位于或包含于接入节点322D中。提供一对表示为链路351的物理链路，以便将每一个接入节点322连接到各ATM节点340中对应的一个。
ATM节点340通过物理链路360与PSTN/ISDN节点330相连。例如，参考ATM节点3401，使用一对交换机至交换机链路360将ATM信元交换机345(通过其电路仿真板370)连接到PSTN/ISDN节点330的STM电路交换机335，以传送信令消息。链路对360中的链路之一将来自ATM信元交换机345的消息(经电路仿真板370转换之后)传送给STM电路交换机335，链路对360的另一条链路在反方向传送消息。
在所述实施例中，使用ATM信元交换机345内部的专用VPI、VCI发送信令。因此，例如参考ATM节点3401，链路3510与扩展终端(ET)3462相连，扩展终端(ET)3462又依次与ATM信元交换机345专用端口中的第一对相连。在ATM节点3401处接收的目的地为PSTN/ISDN节点3301的信令消息通过专用的内部VPI、VCI路由到ATM信元交换机345的端口，所述端口最终连接到(通过电路仿真器370)交换机至交换机链路360。然而，由于路由通过ATM信元交换机345的信令用ATM信元封装，故必须在向交换机至交换机链路360发送信令信息之前执行到STM信令的转换。因此，与交换机至交换机链路360相连的装置板上装有电路仿真器(CE)或转换器370。
电路仿真器(CE)或转换器370用于对目的地为PSTN/ISDN节点330但包含于ATM信元中的信令信息拆包，以便在通过交换机至交换机链路360发送之前可从ATM信元提取信令信息。相反地，在转换器370处通过交换机至交换机链路360接收的来自PSTN/ISDN 3301节点的信令信息被封装成ATM信元，以便通过ATM节点3401选择路线。从图3还可见，本发明的某些实施例的混合STM/ATM网络320中利用了多个接口300a-300f。下面将主要参考示范性节点(例如PSTN/ISDN节点3301和ATM节点3401)描述这些接口。
接口300a是逻辑接口，它存在于PSTN/ISDN节点3301的处理器332和ATM节点3401的主处理器342之间。接口330a使PSTN/ISDN节点330能够控制与之相连的ATM节点340。也就是说，利用接口300a传送的信令，PSTN/ISDN节点3301可以定制将在ATM节点3401中建立的物理连接。接口300a可以是专用接口或者开放接口(例如通用交换管理协议(GSMP)接口[参见请求评论(RFC)1987])。逻辑接口300a可以装在任何物理接口(例如如下所述的接口360)上。或者，接口300a可由单独的链路(例如处理器332和342之间的链路)传送，或者装在IP/以太网链路的顶端。
接口300b是PSTN/ISDN节点330和与之相连的接入节点322之间的信令。接口300b由一条或多条通过STM电路交换机335的半永久连接传送；通过具有电路仿真370的互通单元进入ATM信元交换机345；并且通过永久虚拟连接到达接入节点322(具体地说，到达接入节点322中的转换器350，在那里对其作后仿真并终接)。如上所述，转换器350用于将来自接入节点322的窄带信令封装成ATM信元，以供ATM节点340使用，在相反方向则将传送信令信息的ATM信元拆包，以供接入节点322使用。用户侧的每个STM信道可能在接口300b上具有对应的VPI/VCI。
接口300c是非宽带信令，它通过各节点并在它们之间传送。接口300c就这样传送正常的七号信令系统(SS#7)接口(例如TUP或ISUP)，所述接口以信令消息的ATM信元格式版本的形式通过ATM物理链路341透明地传送。在PSTN/ISDN节点330中；信令终端337用于公共信道信令。在至少一个实施例中，信令终端337可以是位于STM电路交换机335处的共享装置。或者，信令终端337可以直接与STM和ATM交换机之间的接口相连。
接口300d是由交换机至交换机链路360提供的物理接口。接口300d可用于传送往来于STM网络的呼叫语音，并且还用于传送本说明书中所述接口300b和接口300c的信令。另外，接口300d还可用于接入要与普通电路交换机相连的特殊设备(例如，会议设备、应答机等等)。接口300d可以通过任何标准的物理媒体实现，例如诸如E1；可以理解，STM-1或者类似速率可能是合适的。物理接口300d还可以传送图3中所示任一终端和与电路交换网相连的未示出的终端之间会话的语音数据，在这种情形下，混合节点对330/340充当网关。
接口300e是到其它ATM节点的ATM物理链路341。ATM的任何标准链路可用作接口300e。在PSTN/ISDN节点330之间使用专用VP/VC通过接口300e透明地传送七号信令系统(SS#7)信令。接口300f在图3中显示为连接每个节点322及其终端，它是典型的用户网络接口(例如，ISDN、BA/BRA、PRA/PRI、双线PSTN等等)。
为了让两个传统的电路交换PSTN/ISDN节点利用诸如ISUP或TUP的协议彼此通信，这两个PSTN/ISDN节点中的ISUP实体最好具有一致的数据表。在这方面，这两个PSTN/ISDN节点中的每一个都具有这样一种表格所述表将CIC值转换成连接这两个PSTN/ISDN节点的同一物理接口中的相同时隙。这样，CIC值(连同点编码)表示特定物理链路上的特定时隙。一个具体的时隙最好指出两个PSTN/ISDN节点的表格中的相同时隙。换句话说，这两个PSTN/ISDN节点的数据表最好是一致的。
类似地，本发明的某些实施例也需要就ISUP/TUP使PSTN/ISDN节点3301和PSTN/ISDN节点3302的数据表一致。如果两个混合节点3301/3401和3302/3402之间通过例如传送SS#7信令的半永久连接建立了通信信道，那么，最好从使用CIC的观点出发使这两个混合节点中的转换表339一致。这一般意味着在两个混合节点3301/3401和3302/3402中的某个CIC都指向相同的VP和VC(可能是AAL 2指针)，它们标识连接这两个节点的某条物理链路(例如链路341)上的信元。或者，同样的目的可以通过其它合适的方法完成，例如借助位于这两个混合节点之间的交叉连接ATM交换机，对分组进行交换，并赋予这些分组其它节点理解的VP和VC值。
现参考图3A，它表示一种混合STM/ATM网络320的示范性结构，其中已经省略了包括若干接口的各种部件。图3A还提供关于在终端324o-P处发起的、其被叫方号码(目的地)为终端324D-P的呼叫的信号处理示例。如标记为E-1的箭头所示，在事件E-1处从终端3240-P向接入节点3220发送SETUP(建立)消息。在所述实施例中，SETUP消息是给ISUP网络接口的IAM消息，用于30B+D PRA(基群速率接入)和传送于电路交换时隙中64bk/s比特流上的VS.x。
在与接入节点3220相关的转换器3500处，在事件E-2处，通过将信令信息封装成ATM信元而将来自终端3240-P的信令从STM转换到ATM。在这方面，在经过电路仿真之后，利用表将来自终端324O-P的64kb/s语音信道转换到对应的ATM地址(VP/VC)。接着将目前封装于ATM信元中的SETUP消息的信令加到链路3510，发送给ATM节点3401的ATM信元交换机345，如事件E-3所示。进一步地如事件E-4所示，根据交换机内部专门用于STM侧发起的信令的VP/VC为包含SETUP消息信令的ATM信元选择通过ATM信元交换机345的路线。在从ATM信元交换机输出之后，SETUP消息的信令信息由转换器370从ATM信元中检索得到(事件E-5)，并在转换器370处重新从ATM转换到STM格式、使得可以在事件E-6把SETUP消息信令信息以STM格式加到交换机至交换机链路360。于是，再次处于STM格式的SETUP消息就可以通过STM电路交换机335路由到(如事件E-7所示)合适的信令终端337。在所述合适的信令终端337接收到SETUP消息信令消息时，将所述信令消息转发至PSTN/ISDN节点330的处理器332，这些处理器参与STM通信量处理(如事件E-8所示)。
在其通信量处理过程中，PSTN/ISDN节点330的处理器332知道呼叫的输入侧和呼叫的输出侧具有通过ATM节点的物理连接。在这方面，当定义了连接的接入点(用户或网络接口)时，载体类型就与所述连接相关联并保存到应用软件中。在目前的方案中，当在PSTN/ISDN节点330处接收到SETUP消息(例如，在ISUP网络接口情形下为IAM消息)时，就检查保存的载体类型数据，以确定PSTN/ISDN节点330的输入侧存在什么交换机。另外，用类似的方式检查为输出点保存的载体类型数据(例如基于B用户号码)，并且如果保存的数据表示输入和输出侧都有ATM传送装置，则PSTN/ISDN节点330就可以断定将使用(例如，利用)ATM节点340。此外，对接收到的SETUP消息中的数据(尤其是B用户号码)进行分析，以确定通过联系PSTN/ISDN节点3302可以到达被叫方(目的地)终端324D-P。PSTN/ISDN节点3301知道它具有到达PSTN/ISDN节点3302的SS#7信令接口300c，因此选择空闲的CIC(例如，未被任何其它呼叫使用的CIC)用于PSTN/ISDN节点3302。
另一方面，如果保存的载体类型数据表示STM载体，则PSTN/ISDN节点330和ATM节点340都必须使用。这样，PSTN/ISDN节点330和ATM节点340共同充当STM域和ATM域之间的网关。在图3和图3A所示的本发明的实施例中，PSTN/ISDN节点3301在认识到呼叫的进一步的信令将路由通过ATM节点时，引用由处理器332(参见事件E-9)维护的STM/GPN转换表339。作为第一转换，将SETUP消息中包含的信息(例如，ISDN情形下的b信道和接入信息或者PSTN情形下的携带七号信令系统的点编码的CIC)转换到全局位置标号(GPN)。作为第二转换，将通往混合节点对330/340的电路的CIC和目的点编码转换到另一个全局位置编号(GPN)。
如前所述，全局位置编号(GPN)是识别连接点的常用方法，这是节点对(PSTN/ISDN节点330和ATM节点340)所了解的。换句话说，GPN是PSTN/ISDN节点330和ATM节点340都知道的地址或引用或系统内部指针，它用于在端口/VP/VC和电路交换地址之间作转换。图3和图3A所示实施例中使用GPN，这就使得无需在PSTN/ISDN节点330和ATM节点340之间发送真实的地址。GPN可以更短，这是有利的，因为它意味着发送更少的数据。对于传统的PSTN，GPN唯一地与双线线路上的64kb语音信道对应，但对于ISDN，GPN与b信道(它可由若干用户使用)对应。
然后，如事件E-10所示，PSTN/ISDN节点330生成旨在在ATM节点340中建立物理连接的ATM交换控制消息。事件E-10的消息包含于事件E-9处从STM/GPN转换表339中获得的两个全局位置编号(GPN)连同令ATM节点340在ATM交换结构345中连接这两个GPN地址的命令。如事件E-11所示，PSTN/ISDN节点330通过节点300a向ATM节点340的处理器342发送于事件E-10处生成的交换控制消息。
如事件E-12所示，在接收到以事件E-11的形式发送到ATM节点3401的交换控制消息时，主处理器342查询GPN/ATM转换表349，以便将包含于事件E-10交换控制消息中的两个全局位置编号(GPN)转换成ATM节点3401理解的VP/VC/端口信息。也就是说，两个全局位置编号(GPN)用于获得VP/VC/端口信息，以便最终到达发起终端(3240-P)和目的终端(324D-P)。在成功地将GPN转换到ATM后，假定资源充分，ATM节点3401的处理器342就建立通过ATM交换机345的路径并在端口(中继线或链路341)上为从终端3240-P到终端324D-P的呼叫预留资源。路径建立和资源预留活动通过使用交换/预留控制343完成，它们共同用图3中的事件E-13表示。
由于PSTN/ISDN节点330最好知道ATM节点3401是否成功地执行了GPN/ATM转换，故成功转换的消息从ATM节点3401通过接口300a发送给PSTN/ISDN节点3301。如果GPN/ATM转换在ATM节点3401不成功，或者如果ATM节点3401处没有可用的资源，就向发起终端发回呼叫拒绝消息。在PSTN/ISDN节点330接收到事件E-14的确认消息(即ATM交换机345已设置好且已经(根据事件E-13)预留了链路资源)后，PSTN/ISDN节点330i就于事件E-15处准备并向另一端(例如PSTN/ISDN 3302)处的PSTN/ISDN节点发送其进一步的信令消息(例如ISUP或TUP)。所述进一步的信令信息于图3A中以事件E-15的形式表示。事件E-15的信令(例如，ISUP或TUP消息)包括消息传递部分(MTP)，它可在传送SS#7信令的时隙(例如64kb/s)上发送。
当事件E-15的信令到达ATM节点3401时，ATM节点3401准备其ATM信元格式的信令版本。具体地说，转换器370将事件E-15的信令的信令信息放入一个或多个ATM信元的净荷中。例如，转换器370配置成接收64kb/s比特流并将其封装成具有预定VP、VC和物理端口的ATM信元。亦如事件E-15所示，为进一步的信令信息的ATM信元格式版本选择通过ATM信元交换机345并到达用从所述转换获得的VP/VC/端口信息表示的链路。具体地说，在图3A中，如事件E-16所示，进一步的信令信息的ATM信元格式版本通过ATM物理链路341传送。
在到达ATM节点3402后，进一步的信令信息的ATM信元格式版本获得ATM节点3402的ATM信元交换机345的新的内部VPI/VCI，并通过ATM节点3402的ATM信元交换机345路由(如事件E-17所示)到ATM节点3402中的电路仿真器(未明确示出)，它类似于ATM节点3401中的电路仿真器370。ATM节点3402中的电路仿真器以同ATM节点3401中的电路仿真器370相同的方式执行从ATM到STM格式的转换，然后将信令消息传送给PSTN/ISDN节点3302，如事件E-18所示。
在PSTN/ISDN节点3302中(从消息传递部分(MTP))接收ISUP消息连同CIC值和B用户编号(它包含于ISUP消息中)。如事件E-19所示，第二混合节点3302/3402还执行对B用户编号的分析并断定B用户与终端324D-P相关联，这涉及B信道。然后PSTN/ISDN节点3302选择可用于到达终端324D-P的B信道，或者与终端324D-P就使用哪一个B信道进行协商(这依赖于终端类型和协议类型是ISDN还是PSTN)。PSTN/ISDN节点3302还向终端324D-P发信号以激活振铃信号(如事件E-20所示)。当从终端324D-P接收到应答时(或者在接收到应答期间或之前)，PSTN/ISDN节点3302就利用CIC值和B信道查询它的STM/GPN转换表339(未明确示出)。PSTN/ISDN节点3302接着以同ATM节点3401一样的方式操作ATM节点3402的ATM交换机345(未明确示出)，如事件E-21所示。
ATM节点3402的ATM交换机345的操作允许ATM分组中携带的带内数据(例如语音数据)经由ATM交换机传送。完成这种操作的方式与如前所述的方式相同(例如，通过查表(例如表339)，通过发送ATM交换控制消息，通过查表(例如表349)，以及通过在ATM交换机中建立路径)。当ATM交换机如上所述那样工作时，必须以同样的方式在两端建立通过两个交换机的结果路径(传送带内信息)。这意味着最好以同样的方式在路径的两个端点建立带内信息的封装(这是由电路仿真(例如电路仿真370)控制的)。为了使时延最小，电路仿真370最好利用AAL2进行封装，虽然也可以使用其它协议类型。
如前所述，载体类型与连接相关并保存在PSTN/ISDN节点330的应用软件中。假定PSTN/ISDN节点330已经能够处理与STM电路交换机相连的传统接入点(用户或网络接口)。在这样做的过程中，PSTN/ISDN节点330在PSTN/ISDN节点330的静态数据结构中具有这些现有接入点的逻辑表示。根据本发明的某些实施例，PSTN/ISDN节点330另外还处理与ATM交换机相连的接入点。在这方面，参见(例如)图3C的接口341(随后描述)。这样，对于本发明的某些实施例，PSTN/ISDN节点330在其静态数据结构中具有这些附加接入点的逻辑表示。因此，可在先前的讨论中采用载体类型数据作为区别静态数据结构中附加接入点(例如与ATM相关的接入点)逻辑表示和传统接入点逻辑表示的一种方法。
以上还注意到，最好在两端以同样的方式建立带内信息的封装。更具体地讲，连在一起的两个电路仿真装置最好使用相同类型的信元填充。例如，如果在连接两个电路仿真装置的链路上第一电路仿真装置仅用一个语音样值封装ATM信元，那么第二电路仿真装置最好以相同的方式封装ATM信元。或者，可以使用另外的仿真和/或桥接机制或方案。
在以上方面，仅用信息填充ATM信元的一部分是一种减少时延的技术，虽然这可能增加开销。减少时延的另一种方法是使用AAL2协议。正如本领域的技术人员所理解的一样，AAL2是位于ATM之上的协议层，它允许在ATM信元内传送微信元。使用较小的AAL2信元有助于在空中接口解决带宽和时延问题。本发明的某些实施例可以利用AAL2交换作为ATM交换的一种备选方式。如果在本发明的某些实施例中实现AAL2，交换机345就作为AAL2交换机工作，且ATM节点340中的GPN/ATM转换表349最好还包括AAL2指针。无论何时输入和输出点被引用，它可以另外包括AAL2指针。这样，正如这里和所附权利要求书中所使用的，ATM在ATM之上包括与ATM相关的协议，例如AAL2。还应该理解，如同这里和所附权利要求书中所使用的，术语“宽带”一般地包含并包括分组交换技术(例如，IP、VOIP(IP电话)、帧中继、ATM等等)。
现参考图3B，它描述根据本发明的另一实施例的示范性混合STM/ATM网络320′。图3B所示的实施例与图3所示实施例的主要区别之处在于图3所示的实施例不使用全局位置编号(GPN)。确切地说，图3B所示的实施例在PSTN/ISDN节点3301的处理器332中使用ATM/STM转换表339′而非GPN/ATM转换表。在图3B的实施例中，电路仿真3500中的转换表以类似于图3和图3A中实施例中事件E-2所示的方式，将来自64kb/s语音信道的SETUP消息转换到ATM地址(VP和VC)。在为经过转换的SETUP消息选择通过ATM交换机345的路线后，电路仿真370将SETUP消息转换到STM格式，这发生于图3和图3A中实施例的事件E-5处。
图3B所示实施例与图3和图3A所示实施例的不同之处还在于，PSTN/ISDN节点330的处理器332这样终接窄带信令通过将窄带参考点(例如，如果是ISDN连接则为b信道)转换到供ATM节点340使用的相应的ATM地址。这样，对于图3B实施例，事件E-11的交换控制消息发送被ATM节点3401理解的ATM VP/VC/端口信息。这样，在图3B实施例中，对图3/图3A实施例中事件E-12的转换是不必要的。更确切地说，在从事件E-11的交换控制消息中接收到ATM VP/VC/端口信息之后，图3B所示实施例开始路径建立以及资源预留，如事件E-13所示。
本说明书实施例中所述的原理也适用于在ATM信元中传送其它类型的信令消息。所述其它类型的信令消息中包括以发起终端为目的地的那些消息(例如，呼叫完成信令消息)，在这种情况下，这里描述的某些事件最好按照逆序执行。
现参考图3C，它显示如何将本发明的混合节点对330/340配置到示范性混合STM/ATM网络320″中的示范性图解。网络320″具有三个节点对330/340，包括两个本地交换混合节点对330/3401和330/3402之间的转接交换混合节点对330/340TX。图3C表示“七号信令系统”393的配置，所述系统是如上所述在ATM网络中通过ATM AAL层传送的逻辑系统。作为一种备选实施例，“七号信令系统”393可以配备有本身的物理网络。
现参考图3D，图中示出根据本发明实施例的网络中两个单元之间可用的示范性协议的示意图，所述网络中两个单元包括混合节点对。具有ATM交换机345的ATM节点340终接ATM和AAL1(电路仿真部分)层；PSTN/ISDN节点330终接MTP和ISUP层。
现参考图3E、3F和3G，它们分别表示两个单元之间的备用示范性协议的示意图，所述第一网络单元具有根据本发明实施例的混合节点对，而第二网络单元则是具有带电路仿真的附加ATM接口的接入节点。在第一网络单元中，ATM交换机345终接ATM和AAL1(电路仿真部分)层，而其上的各层由PSTN/ISDN节点330终接。在第二网络单元中，接入节点附带的ATM接口和电路仿真终接ATM和AAL1层，而其上的各层由相连的终端和接入节点部分终接。图3E、3F和3G所示的示范性协议可以用在例如接口300b上。
现参考图3H，它说明逐步从传统的窄带STM传输交换环境升级到本发明某些实施例的环境(例如混合STM/ATM网络320)。在图3H中，电路仿真装置(转换器)395将混合环境与纯STM环境互相分离。如果根据本发明的某些实施例利用ATM交换和(信令和通信量)传输将节点B(PSTN/ISDN节点330N+1)升级，那么如果以图3H点划线396所示的方式将电路仿真装置(转换器)395移到节点B和C之间，就可以不改动节点C(PSTN/ISDN节点330N+2)。
现参考图3I，它说明本发明的某些实施例允许这样一种可能性一个逻辑节点可以包括许多交换机，其中，所述节点内的交换逻辑协调通过这些交换机的路径的建立。这种逻辑还在各交换机之间插入互通功能(IWF)(如果需要的话)，使得有可能使用资源而又不依赖于其所属交换机。例如，本发明的某些实施例的多交换机节点397包括含STM交换机335的PSTN/ISDN节点330，所述STM交换机335通过接口300d连接到ATM节点3407-1。具体地说，通过IWF 3447-1连接到ATM节点3407-1的ATM交换机3457-1。ATM节点3407-1的ATM交换机3457-1通过接口300e连接到ATM网络，而且连接到包括于多交换机节点397中的ATM节点3407-2和ATM节点3457-3。ATM节点3407-2具有交换机3457-2和IWF 3447-2，通过IWF 3447-2可与接入节点3227-1建立连接。ATM节点3407-3具有ATM AAL2交换机3457-3，它通过ATM节点3407-3的IWF 3447-3连接到ATM节点3407-1和3407-2。接入节点3227-2和3227-3连接到ATM节点3407-3的ATM AAL2交换机3457-3。
本发明的某些实施例以相当简单的方式有利地重用PSTN/ISDN节点330中的PSTN和ISDN软件。也就是说，可以利用PSTN/ISDN节点330中驻留的已开发出来的窄带应用软件，而将按需ATM连接用作通信量载体。因而本发明允许例如PSTN/ISDN节点330的PSTN/ISDN节点控制呼叫，这有助于将经证明效果良好的软件用于各种业务和功能(例如用户业务、智能网(IN)业务，集中式用户交换机、用户计费系统(charging customer care systems)，等等)。
本发明的某些实施例就这样将ATM用作传输和交换机制，而信令依旧是标准的窄带信令。窄带信令通过基于ATM连接的永久连接传输，而窄带语音信道则在ATM上传输，并在“每次呼叫的基础上”(例如按需)通过ATM交换机交换。
因此，由PSTN/ISDN节点330的处理器332执行的窄带应用软件当实际上基于ATM信元交换机工作时表现得仿佛基于其STM电路交换传输工作。应当理解，ATM交换机可以驻留在分离的ATM节点中或者集成于STM交换机所在的同一节点中。在“每次呼叫基础上”，PSTN/ISDN节点330中的交换逻辑通过ATM信元交换机请求建立和断开ATM节点340中的交换逻辑。
应当理解，上文的各种变型属于本发明实施例的范围。例如，(如图3中)示出设置在ATM节点340的装置板上的电路仿真370。或者，电路仿真370可以位于别处，诸如(例如)位于PSTN/ISDN节点330和ATM节点340之间的链路360上，或者甚至可包含于PSTN/ISDN节点330中(例如，位于接口300d的任何一端)。虽然例如处理器332和342的各处理器被描述成单个处理器，但应理解，例如，这些处理器的功能可以各种不同的方式设置或分布(例如，分布于若干处理器中，以取得在处理能力和可靠性方面的可伸缩性)。
在前述示例中，如事件E-8所示，为按照STM格式于STM节点处接收的SETUP消息选择经由STM电路交换机335到达信令终端337的线路。然而，应理解，依赖于PSTN/ISDN节点中的实现，信令可以采用其它方式到达信令终端(例如，以其它不经由交换机的方式)。本发明还描述了一种具有一个STM交换机和一个ATM交换机的系统，其中所述两个交换机彼此相关。这种特殊配置是有利的，因为管理某些类型信号(例如带内信号)的资源可以位于STM交换机中，还可用于采用ATM传送的呼叫。这亦是一种重用已安装数据库的方法，如果这种数据库存在的话。而且，本发明的某些实施例可以在各种级别，例如AAL2级别使用微信元执行交换，这有助于减少任何时延/回声问题。
本发明就这样与电信域相关并试图将ATM引入电信域。本发明针对这样一种情形其中电路交换电话网预先存在，且所述电话网将要加以增强或其部分将由使用ATM进行传输和交换的部件替换。本发明的某些实施例不需要使用宽带信令，而是使用窄带信令，所述窄带信令的呼叫传送部分所遵循的信令与传统窄带电路交换网中的相同。
如本文中所描述的，ATM可以用作混合STM/ATM网络中的传输和交换机制，而信令仍旧保持正常的窄带信令。窄带信令可以通过基于ATM连接的永久路径传输，而窄带语音信道可以基于ATM传输并通过ATM信元交换机在“每次呼叫基础上”(例如按需)交换。混合STM/ATM网络可以包括接入节点，它为窄带终端服务，生成与呼叫建立有关的信令消息。转换器将第一信令消息格式化成ATM信元、使得可以为第一信令消息选择通过ATM交换机到达电路交换(例如STM)节点的线路。电路交换节点(例如PSTN/ISDN)为呼叫建立物理连接并生成所述呼叫的进一步的信令消息，所述进一步的信令消息与物理连接有关。ATM交换机将所述进一步信令消息的ATM信元格式版本通过ATM物理接口路由到另一ATM交换机。这样，ATM交换机通过ATM物理接口交换呼叫的窄带通信量和信令。
现参考图4，它描述根据本发明的结合具有部分分离功能的节点利用宽带网络的另一示范性方案，所述方案总体上用400标记。节点405A、405B与节点410A、410B相连。节点405A、405B中每个都包括呼叫控制功能和连接控制功能。实际上，节点405A、405B(例如，它们可能对应于例如图3等所示实施例的PSTN/ISDN节点330)中每个都包括交换智能(例如，它可能对应于例如图3等所示实施例的处理器332、交换和资源控制软件333、信令终端337以及STM/GPN转换表339中的一个或多个)以及交换结构(它可能对应于例如图3等所示实施例的STM电路交换机335)。虽然节点410A、410B包括连接控制功能，但它们依赖与其分别相连的节点450A、450B的呼叫控制功能。实际上，节点410A、410B(例如，它们可能对应于例如图3等所示实施例的ATM节点340)中每个包括交换结构(例如，它可能对应于例如图3等所示实施例的ATM信元交换机345)。节点410A、410B还与ATM网络相连，它们实现所要求的仿真和信元封装，以使窄带网络(未示出)与ATM网络215互通。
某些实施例中的呼叫控制一般包括属于下文的一个或多个方面的特征、功能、响应性为呼叫选择路由；在窄带节点之间发送信令；为用户提供服务；实现计费；确定信号音发送器、应答机(例如语音邮件)、回声消除器和其它类型的电话资源和/或设备的连接和/或激活；查明利用IN业务的客观需要和/或必要性，等等。另一方面，连接控制包括特征、功能、响应性，所述特征、功能、响应性涉及例如作为对呼叫控制的响应在交换机内和/或网络中两个或多个物理点之间或穿过多个物理点建立连接。用于实现这种连接的连接控制可以依赖某些类型的传送网信令(例如，UNI、PNNI、B-ISUP等等)。
根据本发明的某些实施例，节点405A、405B可有利地至少部分用现有电信交换机的修改版本加以实现。有利的是，使用现有电信交换机取消了这样的任何需要即为各种各样先进的呼叫特征“从零开始”编写代码，而这些呼叫特征已经由现有的电信交换机支持。而且，根据本发明的原理，使用现有的电信交换机允许逐步迁移到例如ATM的传输机制。呼叫/连接控制节点405A、405B以及相应的连接控制节点410A、410B彼此配对共同形成混合交换机420A/420B。
现参考图5，它描述根据本发明的结合具有部分分离功能的节点利用宽带网络的另一示范性方案，所述方案总体上用500标记。所示的两个混合交换机420A、420B通过ATM链路505(例如，其可能对应于例如图3等所示实施例的接口300c、接口300e和ATM物理链路341中的一个或多个)经由连接控制节点410连接到ATM网络215。呼叫/连接控制节点405A和连接控制节点410A中的每个都连接到TDM网络515，这是通过如下链路和接口实现的时分复用(TDM)链路510(例如，它可能对应于例如图3等所示实施例[包括如以上参考图3的接口300d所述的图3等所示的备选实施例]的接口300d)；以及接口300b/链路351、接口300b、300c和/或接口300d/交换机至交换机链路360)。TDM网515可以对应于许多诸如PSTN、PLMN、ISDN等所谓窄带网络中的任意一种。如混合交换机420A中所示，呼叫/连接控制节点405A经由TDM链路510(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的接口300b、接口300c、接口300d、交换机至交换机链路360等等)和以太网链路520(例如，它可以对应于例如图3等所示实施例的接口300a、接口300b、接口300c、交换机至交换机链路360等等)连接到连接控制节点410A。
混合交换机420有利地使与相关交换机结合的现有交换机能够促进至少部分穿过宽带网(例如ATM网215)的呼叫连接的传输。如方案500所示，相应的交换机可以这样实现例如利用AXE交换机(可从爱立信公司获得)；而相关交换机可以这样实现例如利用AXD 301交换机(也可从爱立信公司获得)。这样，混合交换机420A、420B可以这样实现例如利用爱立信混合交换机(也可从爱立信公司获得)。
现在参考图6，它描述根据本发明的用于交换连接的具有多端口的另一示范性混合交换机，所述交换机总体上用420标记。混合交换机420包括呼叫/连接控制节点405和连接控制节点410，它们通过链接605(例如，它可以对应于例如图3等所示实施例的接口300a、接口300b、接口300c、接口300d、交换机至交换机链路360中的一个或多个)。应当指出，表示链接605的粗线表示链接605可由一条以上链路构成。穿过链接605的信息交换允许呼叫/链接控制节点405对窄带呼叫作交换，使其穿过连接控制节点410的交换结构。这种信息交换使窄带网络(例如，一个或多个TDM网515)中发起和终接的64kb/s的窄带呼叫能够通过宽带网络(例如，一个或多个ATM网215)在混合交换机420之间中继。应当指出，本文中(包括权利要求书)中使用的TDM包括并包含一般的时分复用协议，它不限于任何特殊的TDM协议。
呼叫/链接控制节点405包括两条TDM链路510的输入/输出(I/O)。每条TDM链路510终止于交换端(ET)设备610。每个ET设备610与选组接线器(GS)615(例如可对应于图3等所示实施例的STM电路交换机335)。每个ET设备610从GS 615接收从多个呼叫采样的数据样值并将所述数据复用成通过TDM链路510发送的数据流，TDM链路510将混合交换机410连接到另一节点。ET设备610还通过TDM链路510从其它节点接收数据，并将所述数据多路分解成来自各呼叫的样值，以便传递给GS 615。GS 615还与一个或多个信令终端(ST)620(例如，可对应于例如图3等所示实施例的信令终端337)相连。链接605可以包括TDM链路510(未明确在图6中示出)，链路510将呼叫/链接控制节点405的ET设备610与连接控制节点410的电路仿真-ET(CE-ET)设备625(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的电路仿真/转换器370)相连。
连接控制节点410包括两条TDM链路510的I/O。每条TDM链路510终止于CE-ET设备625(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的扩展终端ET 3462(任选地与电路仿真/转换器350相结合)。每个CE-ET设备625连接到ATM交换机630(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的ATM交换机345)。CE-ET设备625通过使用电路仿真为连接控制节点410的ATM交换结构终接TDM链路510。电路仿真，例如CE-ET设备625上的硬件将E1线路的时隙映射到例如ATM适配层1(AAL1)信元的单流中。CE-ET设备625将来自单个时隙的连续的8位字节映射到AAL1信元的单流中。ATM交换机630还连接到一个或多个ATM-ET设备635(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的扩展终端ET 3461)。每个ATM-ET设备635终接ATM链路505，所述链路通向连接控制节点410的ATM交换结构。
呼叫/连接控制节点405和连接控制节点410的各种端口/接口使得能够在混合交换机420中建立各种连接路径。可跨接表1所列举的如下示范点建立连接路径
表1--图6中可建立的连接路径举连接路径“(6)点C-(I，J)-H”为例，可以这样建立连接从TDM链路510处的点“C”经过两个ET设备610和GS 615到达点“I”。所述连接继续从点“I”经过链接605到达点“J”。所述链接还继续从点“J”通过CE-ET设备625、ATM交换机630以及ATM-ET设备635到达ATM链路505处的点“H”。
现参考图7，它描述根据本发明的示范性混合交换机的简化框图，总体上用700标记。混合交换机700包括呼叫/连接控制节点405和连接控制节点410，其中所示的呼叫/连接控制节点405通过TDM链路510连接到TDM网515，所示的连接控制节点410通过TDM链路510连接到TDM网515以及通过ATM链路505连接到ATM网215。呼叫/连接控制节点405通过链接605连接到连接控制节点410，链接605可以包括一条或多条链路。连接控制节点410包括连接控制逻辑705和ATM交换机630。连接控制逻辑705可由例如硬件、软件、固件、它们的某些组合、等等构成。
ATM交换机630通过链路710连接到呼叫/连接控制节点405的GS 615。链路710可以用来在ATM交换机630和GS 615之间传送数据信息。呼叫/连接控制节点405还包括连接控制逻辑715，以允许呼叫/连接控制节点405在没有连接控制节点410辅助的情况下对呼叫作交换(例如，将呼叫交换到经由TDM链路510直接连接的TDM网515或通过所述TDM网515)。连接控制逻辑715还可由例如硬件、软件、固件、它们的某些组合、等等构成。呼叫/连接控制节点405还包括呼叫控制逻辑720，它为连接控制节点410以及呼叫/连接控制节点405提供呼叫控制功能。呼叫控制逻辑720还可由例如硬件、软件、固件、它们的某些组合、等等构成。
呼叫控制逻辑720可以通过链路725交换信令信息来向连接控制节点410提供呼叫控制功能。(应当指出，链路710和725中任意一条或二者都可由多条链路构成)。例如，对于从TDM网515通过TDM链路510输入到连接控制节点410的呼叫，可以将来自连接控制逻辑705的信令信息通过链路725转发给呼叫控制逻辑720。呼叫控制逻辑720的交换智能执行可应用的呼叫控制功能并查明相关的呼叫控制信息(例如，如以上参考图3等所进行的进一步的描述)。这种信令信息通过链路725从呼叫控制逻辑720发送给连接控制逻辑705，连接控制逻辑705随后可以将呼入的呼叫数据信息交换到合适的网络或通过合适的网络(例如ATM网215)。现有(例如STM)交换机的呼叫控制功能因此可以由更新更快的(例如ATM)交换机有利地加以利用，从而无需为新的交换机的呼叫控制功能完全重新编程。
应当强调，呼叫/连接控制节点405能够通过TDM链路510经由GS 615直接连接到TDM网515。所以，根据本发明的混合交换机体系结构通过将呼叫/逻辑控制节点405与连接控制节点410相结合，就允许所述逻辑节点(i)利用GS 615(例如STM交换机)与现有的TDM网515通信以及，(ii)利用宽带交换机(例如ATM交换机630)通过宽带链路(例如ATM链路505)与宽带网(例如ATM网215)通信。提供这种双连接有利地使网络能够逐步从第一网络协议(例如，窄带网络协议)迁移到第二网络协议(例如，宽带网络协议)，同时可利用现有的呼叫控制逻辑(例如，软件等等)以及到第一网络(例如窄带网络)和在其中的现有连接。
现参考图8，它描述根据本发明的示范性混合交换机的另一简化框图中节点之间的示范性通信和连接，总体上用800标记。在示范性混合交换机420中，呼叫/连接控制节点405经由链接605在点I和J处与连接控制节点410相连。链接605可由多条链路构成。在示范性实施例800中，所示信令信息链路805(例如，它可对应于例如图3等所示实施例的接口300a、接口300b、接口300c、接口300d、交换机至交换机链路360等)和数据信息链路810(例如，它可以对应于例如图3等所示实施例的接口300b、接口300c、接口300d、交换机至交换机链路360等)将呼叫/连接控制节点405连接到连接控制节点410。信令信息链路805可以传送呼叫/连接控制节点405和连接控制节点410之间的信令通信，而数据信息链路可以传送呼叫/连接控制节点405和连接控制节点410之间的数据通信。这种数据通信可以包括例如语音或数据呼叫。
在示范性实施例中，信令消息链路805用两条以太网链路实现。一条以太网链路可用于将呼叫/连接控制节点405的信令信息发送给连接控制节点410而另一条以太网链路可用于将连接控制节点410的信令信息发送给呼叫/连接控制节点405。应理解，以太网链路本质上是双工的，因此根据本发明的任何特定实施例中所用的任何以太网链路也可以是双工的。数据信息链路810可以用TDM链路实现。例如，数据信息链路810可由一条或多条E1线路构成。如以上参考例如图6和7所述的建立各种连接所必需或有益的各种通信可以通过信令信息链路805和数据信息链路810实现。有利的是，因为节点405和410之间使用独立的链路，故信令信息和数据信息可分别通过链路805和810传送，而无需指明所传信息与信令相关还是与数据相关。
正如800总体上所示，呼叫/连接控制节点405连接到两个TDM网络515，而连接控制节点410连接到两个TDM网络515以及两个ATM网络215。应当指出，与节点405和节点410相连的节点数目仅仅是示范性的。有利的是，混合节点420的灵活性使得呼叫能够从节点405和410中任一节点输入并能够经由节点405和410中任一节点的连接转发。换句话说，(在点D处)输入到连接控制节点410的窄带呼叫或(在点E处)输入到连接控制节点410的宽带呼叫(例如，由宽带传送机制传送的窄带呼叫等等)可从连接控制节点410(分别作为点G或H处的窄带或宽带呼叫)或从呼叫/连接控制节点405作为(例如，点F处的)窄带呼叫转发。此外，(在点C处)输入到呼叫/连接控制节点405的窄带呼叫可以从呼叫/连接控制节点405作为(点F处)的窄带呼叫转发或可从连接控制节点410(例如分别作为点G或点H处的窄带或宽带呼叫)转发。应当指出，其它输入和输出组合(例如其它连接路径)也是可能的。
作为第一示例而非限制，假定把呼叫(或更一般地说，通信)从TDM网515经点D输入到连接控制节点410。涉及所述呼叫的信令信息(例如，ISUP初始地址消息(IAM))(例如由点D处的CE-ET设备625)封装成ATM信元并传送给ATM交换机630。有利的是，信令信息因此可以在(例如，由点J处的CE-ET设备625)从ATM信元拆包之后，未经重新格式化就经由连接控制节点410在(例如基于以太网的)信令信息链路805上输送。信令信息因此无需加以修改以致它可以经由“透明”管道(例如利用永久虚拟路径连接(PVPC)管道或类似管道，等等)传输通过连接控制节点410的ATM交换结构。
当GS 615和相关的呼叫控制逻辑(图8未明确示出)接收到呼入的信令信息时，就(例如，由点A或点B处的ST 620)对信令信息加以分析。业务呼叫处理通过如下这些方式进行执行B号码分析、访问交互式语音应答系统、联络智能网(IN)节点815(例如，为了获得“800”呼叫路由，等等)、就目的和/或转接节点的传送能力查询数据库、等等。如果与以上参考图3A所述的示例相反，呼叫/连接控制节点405确定不应该或不可能通过宽带ATM传输机制为呼叫选定路由，那么，呼叫/连接控制节点405就(例如，通过信令信息链路805)指示连接控制节点410将呼叫的数据信息路由到(以及通过)呼叫/连接控制节点405。
为呼叫的数据信息选定通过连接控制节点410从点D到点J的路由(例如，经由穿过ATM交换机630的交换结构的半永久连接输送数据信息)。应指出，数据信息可以不经重新格式化(例如将数据信息封装成ATM信元)就通过连接控制节点410传输。随后，数据信息通过数据信息链路810采用例如TDM格式从点J转发至点I。ET设备610接收呼叫的数据信息，而GS 615则根据较早的业务呼叫分析将其向合适的TDM网络515交换(例如，经由ET设备610到点C或点F)。
作为第二示例而非限制，假定把呼叫从TDM网515经点C输入到呼叫/连接控制节点405。呼叫/连接控制节点405基于所述呼叫的信令信息进行业务呼叫分析。如果分析表明呼叫(和任选地应该)通过宽带传输机制发送，那么呼叫/连接控制节点405可以将所述呼入引导通过连接控制节点410接着再到ATM网215，而不是将所述呼叫导向TDM网515中的TDM节点(例如通过点F处的ET设备630)。在此方面，GS 615可以经由信令信息链路805将呼叫信令信息交换到ATM交换机630，而经由数据信息链路810(以及点I和点J处相应的合适的ET设备610和CE-ET设备625)将呼叫数据信息交换到ATM交换机630。ATM交换机630随后可以通过宽带ATM网215中建立的永久连接发送信令信息以及(经由点E和点H处的ATM-ET设备635)通过例如宽带ATM网215中呼叫特定的连接发送呼叫数据信息。
现参考图9，它描述根据本发明的各节点之间混合交换机中所用通信方法的流程图，总体上用900标记。在示范性方法的流程图900中，最开始在第一节点处接收到呼入(步骤905)。第一节点通过第一链路向第二节点发送有关呼入的信令信息(步骤910)。可向第一节点提供呼叫控制的第二节点处理所述信令信息(步骤915)，以确定如何选定所述呼入的路由以及将所述呼入路由到哪里。第二节点向第一节点发送指令(例如通过第一链路)(步骤920)，就如何选定所述呼入的路由以及将所述呼入路由到哪里对第一节点进行指导。假定第二节点确定应该将所述呼入作为第二节点的呼出来选定其路由(在步骤915)并且发送给第一节点(在步骤920)的指令也如此指示，那么，与所述呼入有关的数据信息就通过第二链路从第一节点发送给第二节点(步骤925)。
或者，可以在能够处理相应的信令信息的节点接收呼入。于是，如果接收呼入的节点确定适合这样做(例如，如以上第二示例中参考图8所述)，那么与呼入对应的信令信息和数据信息就都可以分别经由第一和第二链路发送给相关节点。因此，现有(例如STM)交换机的呼叫控制功能就可为更新更快的交换机(例如ATM)有利地加以利用，从而无需对新的交换机的呼叫控制功能全部重新编程。此外，包括窄带和宽带交换机的混合交换机使得能够在宽带和窄带传输机制之间交换通信，从而具有更大的通用性。例如，混合交换机可以接收正采用窄带格式传输的通信并将所述通信以宽带格式转发、或相反。用于使网络从以窄带为主逐渐迁移到以宽带为主或完全变为宽带，这种能力尤其有利。
现参考图10A-10E，它们分别表示根据本发明的混合交换机的第一组示范性通信量方案。在图10A中，所示的混合交换机420通过TDM链路连接到两个本地交换/转接交换(LE/TE)节点，它们可以使用例如“N-ISUP”协议工作。所示的混合交换机420接收并转发通信1000。应理解，除了当混合交换机420在通信1000的两端直接连接到本地交换/转接交换节点时之外，图10B-10E中所示的详细通信量方案还适用于其它情况。例如，每当通信的输入侧和输出侧在例如TDM的窄带传输机制上传输时，图10B-10E所示的通信量方案都适用。
在图10B中，通信1010(它表示特定的通信量方案和/或通信1000的一部分)可以完全在混合交换机420的窄带部分内终接和交换。在图10C中，通信1020的输入侧在混合交换机420的窄带部分终接，而其输出侧则在宽带部分终接(例如，使用电路仿真(CE)板)。交换一部分在混合交换机的窄带部分内进行一部分在其宽带部分内进行。在图10D中，通信1030的输入侧和输出侧都在混合交换机420的宽带部分终接。在这种方案中，在例如TDM连接的输入侧和输出侧利用例如电路仿真板。交换可以完全在宽带部分的交换结构内完成。在图10E中，通信1040的输入侧由混合交换机420的宽带部分终接，而其输出部分则在窄带部分终接。因此通信1040的交换部分在混合交换机420的宽带部分内(例如，使用ATM交换机630)完成，部分在混合交换机420的窄带部分内(例如，使用GS 615)完成。
现参考图10F-10K，它说明根据本发明的混合交换机的第二组示范性通信量方案。在图10F中，所示的多个混合交换机420彼此相连且最终连接到两个本地交换/转接交换节点。所示的混合交换机420接收并转发通信1000。两个混合交换机420转接的连接可以用ATM链路实现，它可传送例如“N-ISUP”协议。混合交换机420和本地交换/转接交换之间的连接可以使用TDM链路实现，它可使用例如“N-ISUP”协议工作。
应理解，除了当混合交换机420在通信1000的某侧与本地交换/转接交换直接相连时之外，图10G-10J中所示的详细通信量方案还适用于其它情况。例如，每当通信的一侧通过例如TDM的窄带传输机制传输而其另一侧通过例如ATM的宽带传输机制传输时，图10G-10J所示的通信量方案适用。同样地，应理解，除了混合交换机420在通信1000的两侧分别连接到各混合交换机420时之外，图10K中所示的详细通信量方案还适用于其它情况。例如，每当通信的两侧通过例如ATM的宽带传输机制传输时，就可应用图10K所示的通信量方案。
在图10G中，通信1050由混合交换机420的窄带部分在输入(例如TDM)侧终接。可在适应(例如通过电路仿真板)不同的格式之后，由窄带和宽带部分进行通信1050的交换。在混合交换机420的宽带部分进行(例如通过交换机终端(ET)板)通信1050输出侧(例如ATM)的终接。在图10H中，通信1060的输入侧在混合交换机420的宽带部分(通过例如处理窄带传输格式的电路仿真板)终接。对通信1060的交换可以完全在混合交换机宽带部分的交换结构内执行，而对通信1060输出侧的(例如由处理宽带传输格式的交换机终端板执行的)终接也可由宽带部分完成。
在图10I中，通信1070的输入侧在混合交换机420的宽带部分(通过例如处理宽带传输格式的交换机终端板)终接。对通信1070的交换可以完全在混合交换机宽带部分的交换结构内执行，而对通信1070输出侧的(例如通过处理窄带传输传输格式的交换机终端板执行的)终接也可由宽带部分完成。在图10J中，通信1080的输入(例如ATM)侧由混合交换机420的宽带部分(例如使用交换机终端板)终接。对通信1080的交换可在适应(例如通过电路仿真板)不同的格式之后，由窄带和宽带部分执行。对通信1080输出(例如TDM)侧的终接在混合交换机420的窄带部分完成。
在图10K中，混合交换机可以充当用于ATM连接的“纯转接节点”，例如所述通信1000的一部分(用通信1090表示)。通信1090的输入侧和输出侧均由混合交换机420的宽带部分(例如通过两块交换机终端板)终接。而且，通信1090可以完全由混合交换机420宽带部分的交换结构(例如用ATM交换机630实现)交换。亦如以上参考例如图6所述及所示，混合交换机420可以在内部建立各种连接路径，从而允许针对各种不同类型通信的外部输入点和外部输出点的各种各样的组合。混合交换机420因此可以采用输入窄带和宽带格式以及输出窄带和宽带格式的任意组合接收和转发通信1000，以适应例如通信路径上的接近通信1000的最终目的地的下一节点等等。
现参考图11，图中总体上用1100表示根据本发明的混合交换机所用的示范性输出通信格式选择。图中以宽带(例如ATM格式的)或窄带(例如TDM格式的)形式示出通信1105。如以上参考图10A-10K所描述的，混合交换机420例如可以将通信1105以ATM通信或TDM通信的形式转发(应理解，输出TDM通信可以通过混合交换机420的窄带部分或者宽带部分终接。然而，图11所示的环境中没有直接进一步描述这种细节)。混合交换机420可以根据各种算法中的任何一种在输出侧转发通信。例如，混合交换机可以将所有输入通信1105作为输出TDM通信1115转发(例如，如果混合交换机420是传统的窄带网络中要安装的第一个混合交换机或第一批混合交换机中之一)或者作为输出ATM通信1120转发(例如，如果混合交换机420为形式上的窄带网络中所要安装的最后一个混合交换机或者所要安装的最后若干混合交换机中之一)。
或者，混合交换机420可以查询表1110，所述表提供有关以宽带或窄带格式转发通信1105的可行性和/或客观需要的指示。例如，表1110可能表示与目的终端1155或1170相关的节点是否能够进行宽带传输。表1110还可以或者表示混合节点420和目的窄带1155和1170之间的任何节点是否能够进行宽带传输。以上参考例如图3A、事件E8和E9对表110的一个示范性实施例作了讨论，它可以包括对(通信和目的终端的输入侧中任一侧或两侧)载体类型的确认。应当指出，表1110可以是作为如图所示与GS相分离的混合交换机420的窄带部分的一部分来实现，而是作为GS(例如GS 615)的一部分、作为(例如ATM交换机630的)宽带部分的任何部分、作为混合交换机420的另一部分、或者甚至在某个外部位置(例如IN节点)处等等来实现。
或者，混合交换机并不依赖表1110中的信息，而是查询目的节点处的节点或靠近目的节点的节点，发送测试信号/通信等等。无论如何，如果混合交换机420确定存在与目的终端相关的宽带节点，混合交换机420就可以选择将输入通信1105作为宽带(例如ATM)通信1120转发。混合交换机420′接收输入宽带通信1120并将输出窄带(例如TDM)通信1160转发给本地交换节点1165(例如，它可对应于例如图3等的接入节点322等)，所述节点1165连接到目的终端1170(例如，它可对应于例如图3等的接入节点324等)。
另一方面，如果混合交换机420确定不存在与目的终端相关联的宽带节点，那么，混合交换机420可以选择将输入通信1105作为窄带(例如TDM)通信1115转发。然而，混合交换机420任选地包括若干规定，用于确定一个或多个(例如数量足够多的中间节点具有宽带能力，可以在具有宽带能力的中间网络节点范围内定义足够短的路由等等)中间宽带节点可以沿着整条通信路径有利地加以利用。如果进行了这种确定，混合交换机420就可以选择将输入通信1105作为宽带(例如ATM)通信1125通过具有宽带能力的网络部分1130转发。无论如何，通信是窄带的或最终转化为窄带(例如TDM)通信，并作为窄带通信1135提交给窄带节点1140。窄带节点1140将输入的窄带通信1135作为输出窄带(例如TDM)通信1145转发给本地交换机1150(例如，它可对应于例如图3等的接入节点322等)，所述本地交换机1150连接到目的终端1155(例如，它可对应于例如图3等的终端324等)。
现参考图12，它表示根据本发明的混合交换机和其它电信技术之间的示范性交互情况，总体上用1200标记。1200的混合交换机420图解说明通信量方案或通信1000的通信部分1010-1090(如图10A-10K)所示。通信1205(一般以线路或回路的形式表示)使根据各种通信量方案中任何一种的通信1010-1090能够使用TDM通信和STM交换机(例如GS 615)接入电信技术。例如，可以通过通信1205接入一个或多个IN的IN节点815(未在图12中明确示出)。许多电信业务和特征可以通过接入IN加以利用。例如，可以接入DTMF(双音多频)接收器1210以获得口令，接收帐号以及用于发送IN的通知。通常，专用资源功能(SCF)特征可以通过IN节点815接入。这些和其它IN特征概括地用另一方框1215表示。对IN节点815的访问可以在呼叫建立阶段完成。随后，可以任选地通过混合交换机420的窄带部分来维持通信1000的路由选择。无论如何，可以在有效呼叫阶段通过窄带部分(例如，GS 615)为电信1000选定路由、以便接入IN特征。
通信1205还可以允许对(图10A-10K所示的)通信1000的运营商1220进行访问。运营商1220可以处理各种电信情况，并且随后进一步为沿着通信1205的所述连接选定路由，以实现所示的通信量方案之一。或者(例如，依赖于运营商1220如何处理电信情况)，运营商1220可以独立地将连接朝着例如箭头1225所示的另一交换机转发。通信1205还使得能够访问合法的拦截(LI)设备1230。应当指出，就图12以及本说明书所述的其它图而言，可以移动其中某些单元、改变其编号、如此等等，而又没有背离本发明的范围。例如，就图12所示的混合交换机420而言，可能仅有两个ET设备与GS(而不是所示的四个)相关，且GS和ATM交换机之间的CE设备与ATM交换机的联系可以比GS更紧密(例如，如图11所示)。
混合交换机420的混合性质除了使面向窄带的网络能够逐渐迁移到面向宽带的网络，还允许与如下这些网络无缝结合其它通信公司的网络、移动系统网络以及国际性网络(所用这些网络总体上用外部网1240表示)。外部网1240目前按照TDM原理(或至少它们被设计为采用TDM原理与其它网络连接)运行，它们可在未来相当一段时间内继续这样做。混合交换机420在提供通过宽带传输机制传输通信的能力的同时，还保持利用窄带传输机制的能力以及使用传统的协议与外部网1240连接的能力。例如，通信1205允许混合交换机420和外部网1240之间的输出连接(用箭头1235表示)和输入连接(用箭头1245表示)。
现参考图13，它表示根据本发明的混合交换机的示范性通信量方案迁移，总体上用1300标记。混合交换机420可以“安装”在至少主要利用窄带传输机制的现有网络中。可以用ATM交换结构增强现有的TDM交换机，从而“安装”混合交换机420。在刚开始安装混合交换机420，特别是如果它是最初安装的若干这种交换机之一时，可以激活、或设置所述混合交换机，以使之完全或主要在第一示范模式下工作。这种第一示范模式可能必需使用现有窄带网络的交换结构(例如GS 615)接收通信1305(例如作为输入TDM)和转发通信1305(例如，作为输出TDM)。逐渐地，随着其它具有宽带能力的节点联机投入使用，混合交换机420就可以进入第二示范模式。这种第二示范模式可能必需使用现有窄带交换机的交换结构以及宽带交换机的交换结构(例如ATM交换机630)接收通信1310(例如，作为输入TDM)并转发通信1310(作为输出ATM)。
随着1300所示的混合交换机420开始接收使用宽带传输机制(例如ATM)的输入通信，混合交换机420可以进入第三示范模式。这种第三示范模式可能必须分别通过宽带交换机的交换结构和窄带交换机的交换结构接收通信1315(例如，作为输入ATM)和转发通信1315，以便由窄带电信技术和/或电信技术使用窄带接口加以处理。例如，通信1315可以从窄带交换机作为通信1315′转发给语音响应单元1320，以便向通信1315提供语音响应服务，通信1315最初是使用宽带传输机制到达混合交换机420的。或者，通信1315可以从窄带交换机作为通信1315″(如用具有所述标号的箭头所示)转发给外部网1240。如果通信1315要在混合交换机420的网络内继续(或者从中作为宽带连接转发)，那么，通信1315′就返回到窄带交换结构(例如，在接受语音响应单元1320或其它这种现有的窄带特征提供的服务之后)，并作为通信1315′(例如，作为输出ATM)转发给宽带交换结构并通过它。
最终，当网络变为全宽带传输机制网或以宽带传输机制为主的网(任选地包括提供IN类型的宽带业务，如此等等)时，1300所示的混合交换机420就进入第四示范模式。这种第四示范模式可能必需使用混合交换机420的宽带部分的交换结构接收通信1325(例如，作为输入ATM)并转发通信1325(例如，作为输出ATM)。应理解，这里参考图13所述及所示的这四种模式仅仅是示范性的。模式可以增加、删减或替换这四种模式，这依赖于例如网络升级为宽带的百分比。此外，模式可以按不同的顺序加以激活，这依赖于例如所讨论的混合交换机是否是“转接类型”节点。
现参考图14，它是根据本发明的、使以窄带为主的网络能够逐渐迁移到以宽带为主的网络的方法的流程图，总体上用1400标记。最初，网络节点(例如，混合交换机420)接收包含与目的终端(例如(图11所示的)目的终端1155和1170)对应的标识符的输入通信(步骤1405)。所述输入通信可以通过例如宽带或窄带传输机制传输。对与目的终端对应的标识符进行分析(步骤1410)。标识符可能对应于例如B号码，标识符可由网络节点的窄带部分加以分析。分析可能包括作出一项判定，所述判定涉及标识符是否与具有宽带能力的节点相关。如果不相关，那么通信就可以通过窄带传输机制转发(步骤1420)，最终转发至目的终端。
另一方面，如果已确定标识符与具有宽带能力的节点相关(在步骤1415)，那么通信可以通过宽带传输机制转发(步骤1425)并最终到达目的终端。当例如某节点为离目的终端最近的节点(或离目的终端最近的非本地交换机和/或非端局节点)时，标识符就可能与所述节点相关。除此以外或者可供选择的是，标识符可能与介于分析节点和目的终端之间某处的节点相关，但所述节点距离分析节点足够远而距离目的终端足够近，以保证使通信转向(如果有必要)宽带传输机制。分析可能包括访问一种表格(或其它数据结构)(例如表1110)，所述表随着网络中节点被升级为可提供宽带传输而逐渐更新。在一种备选实施例中，通信仅可以利用宽带传输机制转发(例如，在步骤1425中)，其条件是如果具有宽带能力的节点还与对应于发起终端的标识符相关和/或如果输入通信通过宽带传输机制“到达”。在另一种备选实施例中，与对应于发起终端的标识符相关的节点的宽带能力可以是，决定何时分析与目的终端标识符相关的节点与目的终端的接近程度的另一因素。根据本发明原理的混合交换机因此能够使面向窄带的网络逐渐迁移到面向宽带传输机制的网络。
现参考图15，它表示根据本发明的示范性三级节点环境，总体上用1500标记。所示的呼叫/连接控制节点405(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的PSTN/ISDN节点330)通过线路1510(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的接口300a和/或接口300d)连接到经过修改的连接控制节点410′(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的ATM节点3407-1)。示范性三级节点环境中经过修改的连接控制节点410′包括互通功能(IWF)1505(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的IWF 3447-1)。IWF 1505可由例如硬件、软件、固件、它们的某些组合等等构成。
IWF 1505可以包括仿真和映射能力。例如，IWF 1505可以包括仿真用于呼叫/连接控制节点405的交换接口的能力。有利的是，这消除了任何修改呼叫/连接控制节点405的绝对要求，因为呼叫/连接控制节点405能够如同在传统的电信网中发挥作用一样表现和交互。IWF 1505还可以具备将网络地址映射/转换成或到另一网络地址的能力。所示的经过修改的连接控制节点410′通过线路1515(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的接口300a和/或接口398)连接到多个连接控制节点410(例如，它可对应于例如图3等所示实施例中的ATM节点3407-2、ATM节点3407-3等)。在示范性三级节点环境1500中，呼叫/连接控制节点405可以有利地与多于一个的连接控制节点410提供/共享其交换智能。显然，物理上，各种节点可以共处一处或分开，如此等等。
现参考图15A，它表示根据本发明的第一备选的示范性三级节点环境，总体上用1525标记。在第一备选的示范性三级节点环境1525中，呼叫/连接控制节点405通过第一线路1530和第二线路1535与经过修改的连接控制节点410′通信。第一线路1530和第二线路1535可分别用于在呼叫/连接控制节点405和经过修改的连接控制节点410′之间传送信令信息和数据信息，其中节点410′具有IWF 1505。在备选的第一示范性三级节点环境1525中还图示一个云状ATM网络符号215，它连接经过修改的连接控制节点410′和连接控制节点410。换句话说，经过修改的连接控制节点410′无需使用直接和专用的链路链接到各个连接控制节点410。显然，还可以用另一种方法以任何电路交换网的形式来实现ATM网络215。
现参考图15B，它表示根据本发明的第二备选的示范性三级节点环境，总体上用1550标记。第二备选的示范性三级节点环境1550中图示了一种“流式”三级节点环境。经过修改的呼叫控制节点405′不包括连接控制(例如，其设计和结构不具备这种连接控制，其连接控制功能已经删除或已使之无效，如此等等)，且没有单一的连接控制直接与IWF(节点)1505相关(或共处一处)。经过修改的呼叫控制节点405′的交换智能在第一地址空间(即标出的地址空间A 1555)中工作。另一方面，多个连接控制节点410的交换结构在第二地址空间(即标出的地址空间B 1560)中工作。IWF 1505将地址空间A 1555的地址映射/转换到地址空间B 1560的地址空间，以便使所述经过修改的呼叫控制节点405′的交换智能能够向多个连接控制节点410的交换结构提供呼叫控制。
应理解，虽然地址空间A 1555和B 1560仅仅图示于第二备选的示范性三级节点环境1550中，但它们还适用于示范性三级节点环境1500和第一备选的示范性三级节点环境1525。还应理解，图15、15A和图15B所示的各种实施例中所示的不同方面可以互换，而没有背离本发明。例如，云状电路交换网络符号(例如ATM网络215)可以在本发明所包括的任何或所有实施例中互联多个连接控制节点410。
现参考图15C，它表示根据本发明的示范性互通功能，总体上用1505标记。IWF 1505包括仿真器1580和映射器(或转换器)1585。仿真器1580对呼叫/连接控制节点405“期望”与其连接的接口进行仿真。换句话说，仿真器1580可以提供这样一种接口，所述接口是呼叫/连接控制节点405已经准备利用或与之交互的接口。有利的是，这消除了修改呼叫/连接控制节点405的需要或使这种需要最小或至少减少了这种需要。应当指出，所述接口可以等效于GS输入/输出(I/O)、E1/T1中继线路等等。映射器1585在第一地址空间的地址和第二地址空间的地址之间提供映射(或更一般的对应关系)。
映射器可以将(图15B所示的)地址空间A 1555映射到地址空间B 1560(或更一般地在它们之间建立对应关系)。例如，地址空间A 1555的一个或多个地址A1...An可以映射到地址空间B 1560的一个或多个地址B1...Bn。作为具体实例，地址A3可以映射到地址B1。在示范性实施例中，地址空间A 1555可以包括10位数的B号码，而地址空间B 1560可以包括ATM标识符，例如VPI和VCI。本发明也可以包括其它示范性地址空间实现。
现参考图16，它表示根据本发明的一种示范性三级节点环境实现，总体上用1600标记。所示的电信节点1605(例如，它可对应于例如图15等所示实施例的呼叫/连接控制节点405)连接到媒体网关控制器(MGC)1610(例如，它可对应于例如图15等所示实施例的经过修改的连接控制节点410′)。TN 1605可以具有电路交换机，例如GS615(未明确在图16中示出)。MGC 1610可以包括媒体网关(MG)1615，MG 1615可以具有分组交换机(例如ATM交换机630)和媒体逻辑(ML)1620(例如，它可对应于例如图15等所示实施例的IWF 1505)。
图中示出连接到多个MG 1625(例如，它们可对应于例如图15等所示实施例的多个连接控制节点410)的MGC 1610。每个MG 1625可负责处理一种或多种不同类型的媒体。所述媒体和相应的节点可以包括例如远程用户交换机(RSS)节点1630A、V5.2接口接入网(V5.2)节点1630B、本地交换(LE)节点1630C、基群速率接入(PRA)节点1630D等等。MG 1625(或MG 1615)可将一种类型网络中提供的媒体转换到另一种类型网络所要求的格式。
用于各种所示节点(包括各网关)之间链路的示范性和/或合适的协议图示于示范性三级节点环境实现1600中。作为说明性的示例，MGC1610和多个MG 1625之间的连接可以是在ATM网络中定义的ATM-ET到ATM-ET的PVPC管道，用于传送信令消息。PVPC是ATM连接，其中，仅仅根据每个信元的VPI字段来执行交换。PVPC称为“永久的”，因为它通过网络管理功能配置并长期保持(或不变)。MGD 1610和任一个或任意多个MG 1625可以通过PVPV管道透明地实现。这种PVPC管道至少类似于可通过连接控制节点410的交换结构建立的、用于透明地将信令信息输送到呼叫/连接控制节点405的交换智能(如以上参考图3等提到的)。
现参考图17A和17B，它们分别表示根据本发明的另外两种示范性三级节点环境实现，总体上分别用1700和1750标记。示范性三级节点环境实现1700和1750包括呼叫服务器1705。各呼叫服务器1705包括TN 1605和ML 1620。各呼叫服务器1705可以通过云状分组交换网络符号(例如ATM网络215)控制一个或多个MG 1625(在图17A和17B中用“MGW”表示)。基于某些示范性实施例中预先存在的TN 1605，各呼叫服务器1705可以处理一定数量的MG 1625。于是，给定的三级节点呼叫可能需要多于一个的呼叫服务器1705，如示范性三级节点环境实现1750中所描绘的两个呼叫服务器1705所示。
针对呼叫数据信息的承载服务由分组交换宽带网提供(例如，通过封装)，而电信业务/呼叫控制可以采用未经修改的格式(例如在管道中透明地)通过这种分组交换(宽带)网络传输，如虚线所示。例如，采用DSS1实现到用户交换机(PBX)节点1710A的控制通信，采用V.5实现到通用接入节点(AN)1710B的控制通信，以及采用ISUP实现到LE节点1630C的控制通信。同样地或类似地，两个呼叫服务器1705之间可以使用与载体无关的呼叫控制(BICC)协议通信，所述协议可以通过分组交换网传输。应强调，本说明书以及权利要求中所用的TDM通常包括和包含时分复用协议，而且所述协议不限于任何特定的TDM协议，包括不限于如图17A和17B所示的示范性的2M PCM(脉冲宽度调制)链路定义。
现参考图18A和18B，它们分别表示根据本发明的一种示范性三级节点环境实现中的两个示范性呼叫建立，总体上分别用1800和1850标记。在示范性呼叫1800中，TN 1605确定呼叫所需要的点A和B之间的通信路径。TN 1605因此指令ML 1620在点A和B之间建立路径。所述指令可以包括在TDM网中建立这种路径的指示。ML 1620可将点A和B和/或所述指示应用于例如映射数据结构，它确定如何在点A和B之间建立通信路径。ML 1620接着指令/要求在MG 1625所属宽带网中建立(例如增加)这种通信路径。示范性呼叫建立1800中图解说明一个内部MG呼叫建立的实例，因此，所示的单一MG 1625能够建立通信路径。
另一方面，在示范性呼叫建立1850中图示了一个多MG(但属于域内部的)的呼叫建立实例，故需要多于一个的MG 1625来建立通信路径。具体讲，在ML 1620接收TN 1605的指令(以及可能的指示)后，ML 1620确定通信路径需要在至少两个MG 1625之间延伸。即，包括点A和B的MG 1625需要互联起来，其中，任选择地不通过中间MG1625。然后，在示范性呼叫建立1850中，如虚线所示，ML 1620指令/要求在MG 1625AC′和MG 1625D′B之间的宽带网中建立(例如增加)这种通信路径的互联。MG 1625AC′和MG 1625D′B还通过分别在点A和C′以及点D′和B之间建立互联来完成点A和B之间的通信路径。通过确定点A和B之间经过分组交换(宽带)网络的通信路径和/或制定点A和B之间经过分组交换(宽带)网络的通信路径的路由，ML 1620有效地从一个地址空间映射到另一个地址空间。
现参考图19，它表示根据本发明的一种三级节点环境中的示范性通信路径配置，总体上用1900标记。负责在示范性三级节点网络1900中配置各种通信路径的实体用线型表示(例如实线、虚线、粗线、细线等等)，说明/表示特殊的通信路径。用实心粗线表示的信令链路部分(还标记为“(A)”)通过TN 1605命令配置。用实心细线表示的信令链路部分(还标记为“(B)”)通过ATM管理系统命令配置。虚细线表示的租用线路部分(还标记为“(C)”和“(D)”)通过ATM管理系统命令配置。标记为“(A)”和“(C)”的部分涉及域内网段，而标记为“(B)”和“(D)”的部分涉及域间网段。应当指出，在示范性三级节点网络1900中的示范性通信路径配置中，ATM网络内的网段由ATM管理系统命令配置，而超出ATM网络的网段由TN 1605命令配置。
现参考图20A和20B，它们表示根据本发明的示范性三级节点环境实现中的示范性映射实施方式，总体上分别用2000和2005标记。2000处所示的示范性映射包括人机界面(MML)处理器2005和ATM管理系统2010，它们使得能够对所实现的三级节点环境作总的管理。具体讲，MML处理器2005使得能够配置TN 1605部分，而ATM管理系统2010使得能够配置ML 1620和MG 1625部分。交换装置管理(SDM)部分2115 TN和2015 ML连同传输处理器(TRH)2020允许TN 1605和ML 1620之间的通信。示范性实施例中，交换装置(SD)可与端接31个逻辑信道的E1线路逻辑装置通信。上下文处理器2025允许ML 1620和ATM网络之间的通信。
在示范性实施例中，可以将H.248协议用于ATM网络中的通信。映射部分2030存储一个或多个MG 1625的拓扑以及将SDM部分(例如，与电路交换地址空间有关的)映射到H.248(例如，分组交换地址空间有关的)的协议。以2050表示的示范性映射包括在TN 1605和ML 1620之间交换的增加端口指令2055和增加端口响应指令2060的指示。这些指令可能发起于MML终端2005，它们配置由H.248表2065和SD表2075提供的映射。H.248表2065和SD表2075共同提供H.248地址(例如“MG/子架/插槽/端口”地址)和SD地址(例如“SD1”地址)之间的映射。MG 1625包括H.248对象表2080，此表至少部分地可以由ATM管理系统2010配置，以便建立通过MG 1625的通信路径。以上各种实施例中所述的三级方法使得先存在的窄带技术能够与宽带技术一起使用。而且，三级方法允许单一窄带交换机向多个宽带交换机提供交换智能，这就大大提高了重新使用先存在的窄带交换机的能力。
尽管附图和前述详细说明已经对本发明的方法、系统和装置的各种最佳实施例作了图解和阐述，但要理解，本发明不限于所公开的这些实施例，而是允许在不背离如下权利要求书限定的本发明的精神和范围的前提下，对所述实施例作各种再配置、修改以及替换。
权利要求
1.一种用于将通信网中窄带和宽带传输机制相结合的系统，它包括第一节点，所述第一节点包含交换智能；多个第二节点，所述多个第二节点中每个第二节点包含宽带交换结构；互通实体，所述互通实体可以有效地连接到所述第一节点和所述多个第二节点，所述互通实体适合于从所述第一节点接收第一格式的数据、将所述接收的数据映射成所述多个第二节点可以理解的第二格式、并将所述映射的数据发送给所述多个第二节点中至少一个第二节点；以及其中，所述互通实体因此使所述多个第二节点能够至少部分地受所述第一节点的所述交换智能的控制。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一节点包括电信节点，所述电信节点包含窄带交换结构。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述互通实体包括所述第一节点和所述多个第二节点之间的第三节点。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述互通实体是所述多个第二节点的一部分中的至少一个并且与所述多个第二节点中任一第二节点共处一处。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述互通实体还适合于相对于所述第一节点、对用于基于同步传输模式(STM)的节点的接口进行仿真。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述多个第二节点包括宽带网络的至少一部分。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述多个第二节点中每个第二节点适合于通过所述宽带网络传送信令信息和数据信息并且将宽带信息转换成另一种媒体类型。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于所述映射的数据包括关于所述至少一个第二节点的指令，以便通过所述宽带网络的至少一部分建立通信路径。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述接收数据包括至少一个第一网络地址，而所述映射数据包括至少一个第二网络地址。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述至少一个第一网络地址包括至少一个中继连接。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于所述至少一个第二网络地址包括至少一个异步传输模式(ATM)标识符。
12.一种用于将通信网中窄带和宽带传输机制相结合的装置，它包括第一节点，所述第一节点包含交换智能；第二节点，所述第二节点包含宽带交换结构；以及互通实体，所述互通实体可以有效地连接到所述第一节点和所述第二节点，所述互通实体适合于从所述第一节点接收第一格式的数据、将所述接收的数据映射成所述第二节点可以理解的第二格式、并将所述映射的数据发送给所述第二节点。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于所述第一格式包括电路交换格式，而所述第二格式包括分组交换格式。
14.一种用于将通信网中窄带和宽带传输机制相结合的系统，它包括第一节点，所述第一节点包含呼叫控制功能和电路交换连接控制功能；多个第二节点，所述多个第二节点中每个第二节点包含分组交换连接控制功能；互通实体，所述互通实体可以有效地连接到所述第一节点和所述多个第二节点，所述互通实体适合于(i)从所述第一节点接收电路交换格式的路由数据、适合于(ii)将所述接收的数据映射成所述多个第二节点可实现的分组交换格式、以及适合于(iii)将所述映射的数据发送给所述多个第二节点中至少一个第二节点。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述电路交换格式包括与交换装置对应的地址。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述分组交换格式包括与H.248协议对应的地址。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述第一节点包括同步传输模式(STM)交换机，而所述多个第二节点中至少一个第二节点包括异步传输模式(ATM)交换机。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于还包括多个第三节点，所述多个第三节点中每个第三节点连接到所述多个第二节点中的至少一个第二节点；以及其中所述多个第三节点中每个第三节点配置成处理不同的电信协议。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述至少一个第二节点适合于将一种类型的媒体转换到另一种类型的媒体；所述另一种类型对应于与所述多个第三节点中至少一个第三节点相关的不同电信协议。
20.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述多个第二节点中至少一个第二节点适合于响应所述映射的数据而增加通过所述至少一个第二节点的所述通信路径。
21.如权利要求14所述的系统，其特征在于所述多个第二节点中的至少一个第二节点和另一个节点适合于响应所述映射的数据作出而增加它们之间的通信路径。
22.一种用于将通信网中窄带和宽带传输机制相结合的方法，它包括以下步骤从第一节点向第二节点发送第一通信路径指令；在所述第二节点将所述第一通信路径指令映射到第二通信路径指令；从所述第二节点向至少一个第三节点发送所述第二通信路径指令；以及响应所述第二通信路径指令而建立通信路径。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于它还包括如下步骤在所述第一节点执行目的地编号分析以获得所述第一通信路径指令。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于还包括以下步骤在所述第二节点接收所述第二通信路径指令。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述响应所述第二通信路径指令建立通信路径的步骤包括在宽带网络中建立通信路径的步骤。
26.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述第一通信路径指令与基于电路的地址空间有关，而所述第二通信路径指令与基于分组的地址空间有关。
全文摘要
用一种三级节点系统可以将窄带应用与宽带传输相结合，所述三级节点系统中的窄带节点(例如电信节点)可以向多个宽带节点(例如媒体网关)提供交换智能，通过中间节点(例如媒体逻辑)提供所述交换智能，所述中间节点对窄带节点的交换接口进行仿真并将基于电路的地址/路由指令转换成基于分组的地址/路由指令。这种转换等效于将第一地址空间中的地址映射到第二地址空间中的地址，以便将第二地址空间中的地址用于在宽带传输装置上传送通信。
文档编号H04L29/06GK1533658SQ02806533
公开日2004年9月29日 申请日期2002年1月16日 优先权日2001年1月17日
发明者M·哈伦塔尔, M 哈伦塔尔, T·奈兰德, 嫉, R·-M·福尔滕贝克, じ６ 纯, J·A·加曼, 加曼, J·林德奎斯特, 驴 固, H·贡德森, 律 申请人:艾利森电话股份有限公司