用于连接到tdm网络和提供接入到该网络的本地软交换机和方法

专利名称：用于连接到tdm网络和提供接入到该网络的本地软交换机和方法
技术领域：
本发明涉及通过远程网关控制一个或多个常驻交换机的本地交换机，并且更具体地说，涉及经电信网络中的TDM链路控制一个或多个远程接入网关的本地软件交换机或软交换机。
相关信息下一代网络(NGN)将最终替代旧的神秘的时分复用(TDM)电信网络。虽然NGN几乎在每个方面都较优越，但阻碍NGN被广泛接受的主要原因是TDM是物理上结合到给定地理区域中的固定网络。即使升级网络在几乎每个方面技术上都较为优越，但将这些网络替换为升级网络将是昂贵和庞大的任务。面对这些基础结构，支持此类网络的本地运营商自然会阻止改进，并且宁愿坚持使用虽然较旧但可用的技术。
为鼓励实施NGN，诸如SiemensTM等公司已调整其技术，以使其适于与传统系统集成。例如，SiemensTM已成功将DCO网络转换为其EWSDTM系统，同时节省了DCO的线路接入设备。
然而，EWSD转换解决方案并未完全解决传统系统为TDM网络的情况。为此，顾客已结合了低于标准TDM解决方案，这些解决方案主要提供NGN观感，但未提供EWSD提供的所有NGN能力和业务。这些通常是更小的占用空间、千兆位背板、ATM/IP接口。
因此，需要一种将NGN的功能和服务与传统TDM网络集成的解决方案。当前的软交换机尚未控制智能的远程或现有TDM用户。
发明目的和概述本发明的目的是将NGN的功能和服务与遗留TDM网络集成。
本发明的另一目的是解决客户集成到传统TDM网络的需求。
本发明还有的另一目的是在IOC市场为分组交换解决方案“播种”。
本发明仍有的另一目的是培养NGN意识和认可度。
本发明还有的又一目的是提供符合分组本地交换机的新迁移策略。
一种用于连接到TDM网络并提供到该网络的接入的远程交换机。常驻非TDM网络的交换机对不同组件实施控制以便在非TDM网络中实现电信。远程位置上的接入网关连接到TMD网络。交换机经连接，通过接入网关访问TDM网络。
远程交换机可通过引入本地软交换机来实现，该交换机解决了这些关键问题，同时将传统功能和服务提高到NGN。
附图简述在如下附图中，至少显示了本发明实施例的一个示例，其中

图1a显示了本发明的系统；图1b显示了本发明的交换机；图2a显示了本发明的远程接入网关；图2b-c显示了操作中的本发明远程接入网关；图3a-b显示了本发明的远程接入网关和交换机的操作；以及图3c显示了本发明的交换机和远程接入网关的信令。
优选实施例详细说明提供TDM连接的一种途径是通过利用非常昂贵的媒体网关(MG)将软交换机桥接到TDM用户。然而，费用是顾客首先不愿升级的一个主要原因。同样由于此原因，使用MG不是已经证明的符合上述目的的方法。
本发明提供了经电信网络中的TDM链路控制一个或多个远程接入网关的本地软交换机。如由显示了本发明的电信系统100的图1a可以理解的那样，本地软交换机102由提供呼叫控制的软交换机104和提供语音接入和其它功能和服务的一个或多个接入网关106a-c组成。
图1说明本发明基于分布式体系结构并支持多种类型的用户，而不仅仅是支持TDM。例如，图中显示了通过信号转接点108到EWSD呼叫中心110，以便接入7号信令系统用户112a或PBX或RDT114a的连接。还显示了通过接入网关106b和106c到接入或EAS汇接用户116a和116b的连接，这些连接还可共同支持接入电话用户112b-d或PBX或RDT 114b-d。ACP接口中继线118a-c可提供到接入网关106a-c的连接。
交换机104对接入设备、媒体网关和资源服务器实施控制，并协调网络不同成员中存在的网络智能。它可选择性地包括多协议信令网关功能。图1b中显示了交换机104的一个示例，并且该示例采用分配软交换机功能的模块式体系结构。
在交换机的中心是处理呼叫控制的呼叫功能服务器120，呼叫控制包括呼叫信号处理、呼叫建立、服务交付如与IN互通及诸如收集计费数据等相关管理方面。呼叫功能服务器通过提供传统语音网络的所有特征为NGN业务提供平台。
分组管理器122为语音或多媒体连接提供高性能的连接控制。分组管理器的任务是通过MGCP或MEGACO/H.248协议管理媒体网关上的媒介资源，从而确保PSTN与基于IP的网络之间的适当互通。分组管理器还终止H.323和SIP用户的信令。这样，H.323/SIP用户可访问交换机的功能和呼叫控制。PTSN中现有的所有已知语音功能可通过使用已知的H.323、SIP和MGCP/MEGACO协议提供给NGN。
SS7信令网关124设计为处理经SCTP/IP、经典TDM连接和ATM高速信令链路提供的SS7信令。由于它基于模块式设计，因此，系统可从很低的配置能力扩展到高端配置能力，从而确保扩展的高粒度。
OAM&P代理(操作、管理、维护和配置)126代理提供软交换机管理功能。它提供到用户接口管理器(在下面讨论)的接口以便可以完成诸如告警和事件的发送、数据库维护和系统配置等任务。OAM&P代理也为计费提供了额外的接口，该接口可自动将计费数据发送到后处理系统。内部通信网络处理内部通信，对此这里将不作讨论。
在操作中，本地软交换机102解决方案提供一个或多个小TDM第5类或第4类交换局的功能。这样，TDM组件可被直接访问，并可访问软交换机104的服务和能力。应注意的是，无需EWSD RSU侧门中继线(side door trunk)，这些中继线的实施成本将是高昂的，并且软交换机104与远程接入网关106a-c之间的接口以标准局间中继线如ACP接口中继线来简化。
在一个实施例中，软交换机可以由经过修改的SURPASShiQ9200TM提供。hiQ 9200平台基于hiQ 9200的R3体系结构。为了实现本发明的软交换机104，hiQ 9200去除了媒体控制平台(MCP)和分组管理器。这样，与EWSD/智能远程网络部署相比，将损失一些功能，但这将是实现完整TDM接口的相对廉价的替代方案的折衷。另一个将要进行的修改为通过软件限制诸如Centrex、EKTS、被桥接的业务、GR303接口、MLHG和传统中继线群等用户，使得它们不会跨越远程接入网关边界。
利用此布局，hiQ 9200提供了控制远程接入网关106a的功能，它在hiQ 9200中提供用户线接入。通过此控制，经远程接入网关连接到网络的用户可访问hiQ 9200上可用的相同的第5类功能集。本地软交换机使用Siemens专有的接入控制协议(ACP)，为网络中的远程接入网关提供呼叫和功能控制。一个hiQ 9200实际上能够控制最多14个远程接入网关，但无疑这可加以扩展。ACP协议经hiQ 9200与SLSS远程接入网关之间的DS-1设施传送。
采用当前技术，本地软交换机102和远程接入网关106a最远可相隔3000英里。hiQ与远程接入网关之间的通信链路大至在远程接入网关中需要每LTG 2×64Kbps(2个DS0)的带宽以及在远程接入网关中用于RSUC的2×64Kbps(2个DS0)的带宽。在远程接入网关之间不存在T1设施共享。
本地软交换机，或简而言之“TDM软交换机”解决了IOC(独立运营公司)市场的需要。将“下一代软交换机技术”引入独立运营公司(IOC)市场的TDM部分以便满足与TDM传统系统相结合的需要，这一思想的本质已得到实现。通过这些新的NGN交换机，提供商将以低的每端口成本提供具有高端口密度和低占用空间的解决方案，这些解决方案是IP、ATM和TDM汇聚的系统。
本发明背后的思想是双重性的首先，认为将下一代软交换机方法应用到传统TDM网络基础结构的概念是实现都倾向于主机/远程网络体系结构且同时想迁移到下一代解决方案的较大IOC的网络的相当有益的新方法。其次，为临时申请而提供此概念将是TDM基础结构的主机/远程网络体系结构中的一个深远的进步。由于在IOC市场上从TDM到分组的迁移比以前预计的更慢，因此，此新方法作为迁移策略极有可能成功。另外，它将允许部署NGN的前网络(predecessor)。
如前所述，所述交换机可以派生于HiQ9200。由于在此解决方案中没有分组业务，因此，不需要HiQ9200媒体控制处理器(MCP)及分组管理器。除内部LAN基础结构以外，在HiQ9200中保留的是SSNC SS7信令系统、基于CP113E的网络控制处理器(NCP)及控制与远程接入网关的基于消息的通信的主机-远程接口处理器(IP)。在主机和远程端之间不再有承载业务。无需支持使远程接入网关互连的侧门中继线。软交换机不再提供交换和汇接能力，这意味着所有TDM交换和连网操作均在远程接入网关中通过有限的TSI(时隙交换)交换矩阵处理。与常规的基于EWSD的主机解决方案相比，这不会限制此解决方案的网络容量，但提供了直接的TDM连接。
TDM软交换机解决方案本质上支持与EWSD交换系统相同的已知的稳健TDM接口与功能。此解决方案可用于替换并合并IOC传统网络的大部分，同时大大降低OPEX。一个主要优势在于此TDM网络解决方案一旦得到部署，其可通过向软交换机和远程接入网关添加一些较小功能，并引入基于QoS分组的核心网络，即可升级到分组基础结构。这又为引入产生新收益的基于IP的业务提供了机会。
下面将参照图2a更详细地描述远程接入网关200(图1a，106a)。远程接口(RTI)202由几个硬件组件组成，这些组件协同工作以提供时隙交换和控制功能。RTI具有两种外部接口，即到LTG 204a-c的接口和到网络的接口。LTG接口由传送语音的8Mb/s SDC连接及采用HDLC传送控制信息的一个时隙(LTG消息信道)组成。网络接口由经LAPD传送语音(hiG 2000)或控制信息(到hiQ)的PCM信道组成。
RTI包括多个组件，其中包括基本上是处理器(如基于改进的Intel486的处理器板)的远程交换单元控制器(RSUC)和其它LAPD通信硬件。RSUC的主要功能是管理其它RTI组件。它也提供与交换机网络服务平台(NSP)的接口，以便维护和呼叫交换。在独立服务模式下操作时，它还管理到交换机的LTG和RTI通信并为呼叫进行路由协助。使用与RSUC类似的硬件平台的消息处理器(MH)在LTGHDLC接口与交换机接入网关LAPD接口之间提供桥接。消息处理器负责执行HDLC和LAPD第2层功能以及在RTI内和在LTG与交换机之间为消息执行正确的路由选择。时隙交换矩阵(TSIM)在给定的时隙对之间提供物理时隙交换能力。
接入复用器(AMUX)208提供与TSM的时隙接口。最好是RTI的组件连接到AMUX，而AMUX随后连接到TSIM。这简化了不同组件和语音公用通道的互连。可在添加更多组件(消息处理器、DIU等)时添加附加的AMUX。数字接口单元提供到网络的PCM连接。
线路中继线群(LTG)204a-c可以是提供线路和中继接口的EWSD标准已知的现有组件。每个LTG可支持用户线的DLU、GR-303或One-Up接口。也可以支持MF中继线、SS-中继线和PRI链路。
数字线路单元(DLU)206也是为用户线提供物理连接的现有EWSD组件。DLU可以与hiA共同存在，或放置在远程位置。也支持从共存的DLU使用SLC96的远程接入。DLU的变体也可用于提供DSL接入(使用分组集线器)。
媒体网关(MG)210为源于接入网关的语音中继线提供TDM到ATM的转换。它是标准的ATM媒体网关，带有DS3输入和ATM输出。MG支持已知的用于媒体网关控制的MEGACO协议。
M1/3复用器(M/3Mux)208用于将RTI的PCM 24接口集中成与MG 210的DS3接口。任一标准M1/3Mux可用于此功能。
ATM边缘交换机212在远程接入网关与ATM网络之间提供连接。这些交换机提供标准ATM传送服务以及用于传送RTI LAPD通信信道到交换机的电路仿真服务。
现在在操作中，远程时隙交换(RTI)202通过载体和/或控制信道B+C连接到多个线路中继线群(LTG)204a-c。RTI由几个硬件组件组成，这些组件一起工作以提供时隙交换和控制功能。RTI具有两种外部接口，即到LTG的接口和到网络的接口。
LTG接口由传送语音的SDC连接及使用HDLC传送控制信息的一个时隙(LTG消息信道)组成以。通过使用RTI和关联的时隙交换矩阵(TSIM)(未显示)，在远程接入网关200上发起的呼叫可在同一智能远程装置内切换到线路或中继目的地。线路中继线群204a-c连接到不同类型的用户，包括POTS、xDSL(UDSL、ADSL、SDSL)、Coin、ISDN BRI、ISDN PRI、MF中继线、SS7中继线和TR8/GR303接口。
下面将参照图2b更详细地描述远程接入网关与外界的交互；在图2b中，已经讨论过的要素由与图2a中相同的标号表示。应注意的是，在远程接入网关站点，可以两种方式之一来提供线路端接处理通过数字线路单元(DLU)206或通过接入平台214。接入平台通过现有铜电话线提供窄带电话和宽带服务。接入平台214提供到外部DSL 216的xDSL接入，该DSL可完全作为DSLAM操作，或作为带有集成DSLAM功能的组合线路接入单元操作。DLU经无测试中继接口提供金属测试接入，经ALEX模块和板到板测试提供外部告警输入。
RTI 202通过控制信道连接到TDM网络218。每个远程接入网关200作为独立TDM交换机运行，在远程接入网关之间无侧门中继线，并且它们之间的连接通过局间中继线提供。呼叫处理功能对于(a)由同一交换机控制的两个智能远程装置之间、(b)由不同交换机控制的两个智能远程装置之间及(c)一个智能远程装置和一个标准本地TDM交换机之间的呼叫是相同的。
远程接入网关是某个地理区域中交换机的接入点。它允许所有现有的TDM连接类型(包括DSL业务)和ATM中继线在物理上远离呼叫控制点(即，交换机)的位置上交叉连接。除支持传统TDM实用功能外，远程接入网关还提供用于到ATM网络的直接连接以及用于ATM数据集中的功能。
实际上，远程接入网关及其广泛的连接功能可基于现有的EWSDRSU、SURPASS hiG及XpressPass 140/144。它们一起构成了远程接入网关。本发明引入了在交换机与远程位置之间传送ACP消息的一种新方法。换言之，对呼叫处理作了改变以考虑远程接入网关内呼叫和TDM-ATM连网，从而允许从远程接入网关内进行去往或来自ATM网络的呼叫。
经实验室证明，远程接入网关可支持70个LTG(与RSU中相同，由于TSI矩阵大小的原因)；单个交换机可控制最多14个远程装置，并且交换机和远程装置最远可相隔3000英里。虽然诸如Centrex、EKTS用户、桥接的服务用户、GR303接口、MLHG和传统的中继线群(非MG和MGCC)等一些用户将不得不受到限制，以使它们不跨越远程接入网关边界，但每个远程装置可支持多达25000个用户。
交换机也可由在本领域中称为管理器220的用户接口支持。配置装置可以是带有多个客户的单个服务器。客户可以是基于Windows或UNIX的客户。管理器可安排为支持交换机，并将基于人机语言MML和Q3与该交换机接口。管理器214可提供所有FCAPS功能。
如图2b所示，交换机222包括接口处理器(IP)224。在远程站点处的RTI和LTG需要到交换机222的通信信道时，在两个位置之间无需TDM链路(不同于带有EWSD交换机的情况)。同样地，在交换机上不需要物理HTI。因此，为本发明创建了ACP消息NSP-LTG消息传送的新安全机制。位于交换机站点的新IP处理器将用于管理和控制此消息传送。
IP处理器224连接到主LAN，此处为TDM 218，每个处理器连接到LAN一侧(经以太网板)，并且每个处理器连接到Mux(经T1卡)，然后连接到路由器，再到外部ATM网络。它是LAN与外部远程网络之间的桥接器。IP处理器可配对，一个IP处理器与另一个彼此分开工作(即在它们之间无消息)，每个处理到其指定LTG(物理上位于hiA)的一组活动MCH。ICC通过它们的MAC地址将消息路由到它们及它们的LTG，如其对LAN上的其它处理器一样。
IP处理器224的主要功能是执行协议转换，并将ACP消息映射到正确的物理和逻辑连接上。它在进行此操作时利用了映射表中包含的数据。其目的是有固定的配置可供IP处理器在将LTG/RTI信道映射到Mux端口时使用。如图所示，在与远程接入网关通信时，不再从主交换机使用HSL(高速链路)。为简化体系结构，每个LTG和RTI MCH将单独传送。
通过使用BOOTP，可捕获因特网协议，该协议允许无磁盘工作站发现其自己的IP地址、网络上BOOTP服务器的IP地址以及要载入存储器以启动机器的文件。这使该工作站无需硬盘或软盘驱动器便可启动。该协议由IETF RFC 951定义。这样，IP发现其IP地址。IP可由使用Linux OS的cPCI总线上的再制ICC提供。
现在将参照图3a-c，讨论用于传统装置的TDM中继选项。对于一些继续使用TDM中继接口的传统装置，有两个可用于提供接口的选择。到并置设备的TDM中继和经TDM设施到中央资源的TDM中继。在图3a所示的第一选择中，如上一图中一样，具有远程接入网关300，它带有如上所述的类似功能，包括RTI 302、LTG 304a-c及到TDM 306的连接。
另外，图3a显示本发明能够实现到并置设备的TDM中继。此处，每个远程接入网关具有其自己的语音邮件服务器308、通知服务器310和CALEA服务器312。建议这些装置物理上全部位于与远程接入网关设备的剩余部分相同的空间中。远程局测试线路(ROTL)314允许自动化的中继测试。交换机316此处显示为通过T1线路连接到远程接入网关300。它也通过SMDI链路连接到VMS 308。ROTL314经IP协议通过ROTL连接。
图3b显示的第二部分是经TDM设施到中央资源的TDM中继。在此情况中，每个远程接入网关经TDM网络中继到位于中央的语音邮件服务器318、通知服务器320和CALEA服务器322。这些装置可在物理上全部位于同一空间(一般在远程站点上)或可能分别在单独的物理站点上。ROTL SS7和控制单元324可能也如图所示那样进行中继。
CALEA服务器312支持用于根据已知CALEA标准的合法拦截。为此，此功能将CALEA能力软件移植到交换机内。该功能修改CALEA特定的呼叫处理逻辑，以将用于拦截主题接收路径(SubjectReceive Path)的呼叫内容拦截接入点从交换网络SN移到远程接入网关的RTI。在SN模块不是交换机体系结构的一部分时实施此改变。该功能也将(在设计和分析阶段所作的)EWSD版本18.0改变带入本地软交换机软件环境中。此外，该功能验证(即，实验室验证)可用的CALEA能力是否符合J-STD-025规范。
图3c更详细地显示了所有交换机和远程接入网关的交互，并显示了在交换机内和交换机与远程接入网关之间存在的新通信接口。在ICC与IP之间提供了以太网LAN接口326。在IP与RTI之间提供了LAPD接口328。在PM与MG之间提供了MEGACO接口330。在IP与RTI之间提供了另一LAPD接口332。在分组管理器PM(参见图1b)与MG之间提供了另一MEGACO接口334。在RTI与远程接入网关LTG之间提供了HDLC接口336。在图中显示了冗余的IP以及冗余的ICC和RTI。
下面描述如何使用这些接口以便与不同的交换机和接入网关组件进行通信。如前所述的IP 332是交换机LAN上的新单元。到IP 332的通信经以太网接口326通过现有交换机协议来进行。该IP单元分配有唯一MAC地址以便将其与LAN上的其他单元如PM 334或MCP区分开。此实施例中的IP单元共享MCP多播MAC地址，因此，它可以参与ICC 338提供的LAN监控功能。该IP单元还分配有新的处理器编号和MBU/MCH值，因此，可以从NSP 340对其寻址。ICC 338将具有这些MBU/MCH值的消息路由到IP332。从IP332到NSP 340的响应也由ICC 338处理，并被转发到NSP 340。
从交换机316到RTI 336的通信从以太网326到IP 332进行。从IP 332到LAPD 328的通信经专用DS0到ATM边缘交换机342。LAPD 328经交换机316中ATM边缘交换机342与远程接入网关344中边缘交换机344之间的ATM(电路仿真服务)传送。同样地，LAPD328经专用DS0在远程接入网关边缘交换机344与RTI之间传送。注意，LAPD信道不由ATM边缘交换机端接，而是代之以在ATM上使对应的DS0传送通过网络。
每个远程接入网关LTG 304a-c分配有两个消息信道-一个用于侧0，一个用于侧1。两个信道由NSP 340使用以便与LTG 304a-c进行通信。物理上，这些信道在RTI 302终止，并使用HDLC 336来在RTI与LTG之间传送消息。
与远程LTG的通信经以太网326传送到IP 316来实现。来自IP316的LAPD 328经专用DS0传送到ATM边缘交换机342。ATM上的LAPD(电路仿真服务)在交换机316中的ATM边缘交换机342与远程接入网关中的边缘交换机344之间实现。同样地，在边缘交换机344与RTI 302之间经专用DS0实现基于LAPD的通信。在RTI302与LTG 304a-c之间实现基于HDLC的通信。
采用本发明，实现了TDM网络的接入和直接控制，并且将IP网络的服务和能力移植到TDM网络。
权利要求
1.一种用于连接到TDM网络并提供到该网络的接入的远程交换机，它包括常驻非TDM网络的交换机，用于对不同组件实施控制以便在所述非TDM网络中实现电信；远程位置上的接入网关，其具有到所述TMD网络的连接；以及其中，所述交换机经所述连接，通过所述接入网关访问所述TDM网络。
2.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述交换机提供所述非TDM网络的呼叫业务和能力。
3.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述交换机是IP交换机。
4.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述交换机包括在以太网与LAPD之间提供通信适配的处理器。
5.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述处理器管理NSP-LTG消息传送。
6.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述接入网关包括至少一个LTG。
7.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述接入网关包括RTI。
8.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于所述接入网关包括DLU。
9.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于还包括用于使用户与所述交换机接口的用户接口。
10.如权利要求1所述的远程交换机，其特征在于还包括用于拦截呼叫并将它们转发到执法操作员的合法拦截处理器。
11.一种用于连接到TDM网络并提供到该网络的接入的方法，它包括对不同组件实施控制以便在非TDM网络中实现电信；通过连接接入所述TMD网络；以及其中，所述交换机经所述连接，通过所述接入网关访问所述TDM网络。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于还提供所述非TDM网络的呼叫业务和能力。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述交换机是IP交换机。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于还在以太网与LAPD之间提供适配。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于还管理NSP-LTG消息传送。
16.如权利要求11所述的方法，其特征在于还使用户与所述交换机接口。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括拦截呼叫并将它们转发到执法操作员。
全文摘要
本发明公开了用于连接到TDM网络并提供接入该网络的远程交换机(102)。常驻非TDM网络的交换机(104)对不同组件实施控制以便在非TDM网络中实现通信。远程位置上的接入网关(106a－c)连接到TMD网络。交换机(104)经连接，通过接入网关访问TDM网络。
文档编号H04J3/00GK1771742SQ200480009431
公开日2006年5月10日 申请日期2004年2月3日 优先权日2003年2月4日
发明者R·S·斯托克达尔, N·雷迪, S·萨巴, A·拉克斯曼, U·格罗特, J·布罗赫 申请人:西门子公司