专利名称：无信令或分组数据丢失的综合业务数字网d信道恢复的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个转接节点的电信转接系统，具体涉及使两个转接节点互联的信令信道快速备份。
众所周知，在具有多个存储程序控制的转接节点的先有技术电信转接系统中，两个转接节点何时由多个PRI链路相互连接，以将这些PRI链路组成一个灵活接入业务(facility access service，简写为“FAS”)组。在多个PRI链路组成的一个FAS组中，除了两个PRI链路为D信道(用于信令)之外，均用以作为附加的B(荷载)信道。在这两个余下的PRI链路中，一个D信道指定为基本D信道，第二个余下的PRI链路的D信道指定为辅助D信道。根据CCITT规范，如果基本D信道丢失，则两个转接节点将把辅助D信道用于信令。根据该规范，使用辅助D信道的问题在于，基本D信道必须暂时休止，亦即在使用辅助D信道过程开始之前要费时约25至30秒。由于这种延时，中转(例如正在接通中)的所有呼叫或执行着某种特性操作必须终止。此外，正在基本D信道的逻辑链路上执行的任何数据呼叫也须终止。
基本PRI链路被禁用的原因很多，一个原因是基本PRI链路是一条已被偶然切断的有线链路。第二个原因是在高度分散的系统(例如美国专利5,390,242中所述的系统)中，需增加和取消由PRI链路互联的转接节点。目前，如果呼叫不被终止，则需等待，直到构成该FAS组的任何链路上无呼叫被传送时为止。这往往是借助于指明每个链路处于非服务状态来实现的。通常，这要求现场人员在凌晨几小时期间当系统上没什么活动性的时候进行工作。
很明显，由于现在的机制是当基本链路故障时由辅助链路支援基本链路，因而这种先有技术存在一个问题。如上文所述，在常规情况下有各种各样的条件都会导致这种故障，而人们又不希望平常丢失所有暂时性的呼叫。
在电信转接系统中利用一种设备和方法可以解决上述的问题，并已取得技术进步。该电信转接系统具有多个转接节点，每个转接节点响应基本信令信道故障(基本信令信道在灵活接入业务(FAS)组中提供共用信令信道)，立即转接到FAS组的辅助信令信道。这种转接快速地发生，有利于FAS组中不丢失呼叫。有利于在基本信令信道上通信的逻辑链路被转送到辅助信令信道上，而无不可恢复的数据分组被丢失。
确立起第一个用于控制物理协议的软件来控制基本信令信道上的物理协议，和确立起第二个用于控制物理协议的软件来控制辅助信令信道上的物理协议。此外，还确立单个用于控制软件协议的软件，来始终控制共用信令信道上第一层软件协议，而不管该共用信令信道是基本信令信道还是辅助信令信道。当检测到基本信令信道故障时，将共用信令信道的信息从第二个用于控制物理协议的软件传送到用于控制软件协议的软件，借此保留该共用信令信道。有益的是，将第一物理协议识别符指配给第一个用于控制物理协议的软件，将第二物理协议识别符指配给第二个用于控制物理协议的软件，和将第一层软件协议识别符指配给用于控制软件协议的软件。从第二个用于控制物理协议的软件传送到用于控制软件协议的软件的程序涉及到区分出第二物理协议识别符与第一层软件协议识别符两者。在ISDN协议中，第一和第二物理协议识别符是终端端点识别符，而第一层软件协议识别符是一个连接端点后缀。
本发明的其它内容和其它方面参照以下附图并阅读下文的描述会变得一目了然。
图1示出体现本发明构思的一种电信转接系统的方框图；图2示出根据本发明的一种软件结构图；图3示出图1所示的电信转接系统的一个转接节点的详细方框图；图4和图5示出物理层和链路层的内部数据和控制结构；图6示出一种虚拟链路客体所使用的表；图7示出建立FAS组过程中由链路层所执行的操作流程图；图8示出根据本发明在从基本链路向辅助链路转送信息的通信过程中由链路层所执行的操作流程图。
图1示出一种电信转接系统，具有多个转接节点101、102和103。有利的是，图1中的转接节点起一个综合系统的作用，提供电信业务，例如由AT&T DefinityGeneric 2通信系统的个体或网络所提供的那些业务。转接节点被图示为由PRI链路组成的FAS组互联的。每个FAS组包含多个PRI链路，例如FAS组104包含PRI链路109至112。图1所示的转接节点按照节点等级来排列，转接节点101是该节点等级的最高转接节点。节点等级初始化和拨号规划初始化的执行方式在美国专利5,386,466中详细描述了，该专利列在这里，供参考。
FAS组104中的每个PRI链路含有24个信道。如果一个PRI链路由它本身使用，则PRI链路的24个信道被指定为信道O被指定为信令信道/D信道，用于管理ISDN消息，这些消息由转接节点来交换。此外，数据呼叫可在D信道的其它逻辑链路上被接通。其余的23个信道被指定为B信道，可用于话音或数据信息。在FAS组中，PRI链路之一被指定来携带基本D信道，例如PRI链路109，第二个PRI链路被指定来携带辅助D信道，例如PRI链路112。在基本和辅助D信道两者中，24个信道之一被指定为D信道，而其余的23个信道用于传送话音或数据信息。其余的PRI链路例如FAS组104中的PRI链路111，把所有的24个信道用于话音和数据信息的通信。
如下文将要深入描述的，软件程序按照软件等级来排列，执行较通用的系统操作，从软件等级的最低级移动到最高级。根据先有技术的ISDN规范，如果PRI链路109故障，则在约25至30秒过去之后转接节点101和102把信令消息的传送从PRI链路109的D信道转送到PRI链路112的D信道。这种转送是在转接节点101和102中由较高的软件层之一来控制的。可是，该转接一旦完成，正在FAS组104上传输的所有的中转呼叫都被撤消，并须重新接通。根据本发明，信令消息从PRI链路109的D信道转送到PRI链路112的D信道是在最低的软件层上完成的，并考虑到保留所有的在PRI链路109的D信道上所传送的呼叫。
图2示出图1所示的转接节点的软件结构。该结构的根据是为实施ISDN协议而经修改的、常规的OSI模型。现已结合本发明对这个模型又作了进一步修改。软件层205至209已在美国专利5,386,466中描述了。
物理层201的主要功能是转接物理链路。具体地说，物理层201负责保持物理信道，并控制其上的物理子信道。物理层201包含一个软件部分和一些物理接口。物理层201的软件部分负责物理接口的直接控制。物理链路使PRI和BRI信息终端接到物理接口上。物理层201把物理子信道和物理信道交给链路层212，它们作为整体可由链路层212来控制。由于物理层201转接物理链路，故物理层210可确定FAS组中基本PRI链路的D信道何时因在D信道的诸多信道上丢失成帧而故障了。
链路层212的主要功能是确保在物理信道上发送的信息原封不动地按正确次序地被恢复。这是利用另一层协议(称为“物理分组协议”)来实现的，这另一层协议允许多个通信通路(通常称为“逻辑链路”)建立在一个给定的物理信道或传送分组数据的一个物理子信道上。这些逻辑链路用于识别和处理正在链路层212和物理层201之间传送的数据。在ISDN Q.921中，所使用的协议是LAPD分组协议。此外，链路层212允许较高的软件层以抽象方式来控制物理层201。链路层212使用第一层的软件协议。
在图2中可以看到，链路层212被划分成为链路接口202和链路管理203，划分的原因将在下文说明。以这个观点来讨论在D信道上传送ISDN信号是有帮助性的，借以帮助对于在D信道上传送ISDN信号只有初步知识的读者。在链路层212处，有多个逻辑链路建立在D信道上，这些逻辑链路中只有一个传送ISDN控制信号，这个逻辑链路称为“逻辑D信道(LDC)”。该LDC由一个逻辑D信道号(LDCN)来标识。
链路接口202实现链路层212所执行的功能的大部分，包括建立逻辑链路。链路管理203识别较高软件层的各种链路接口。链路管理203还在逻辑链路与较高软件层之间传送信息。链路管理203还响应来自物理层201的信号指明，基本D信道已丢失成帧，转接到FAS组中辅助PRI链路的D信道上。
网络层204处理在LDC上传送的信息和终止ISDN Q.931协议。因此，这层负责处理系统资源的利用，用以终止或始发外部呼叫到一个转接节点上。网络层204控制在一个接口上的信道分配，该接口上一个呼叫正被接收或被接通。此外，网络层204确定FAS组的基本和辅助D信道。例如，如果转接节点102以转接节点101经由PRI链路111接收一个呼叫，则转接节点102的网络层204与其对等层(转接节点101中相应的网络层204)对话，以获得在PRI链路111中D信道的分配。这种对话的实现是利用标准的ISDN Q.931消息，例如经由LDC在PRI链路109(假定这是FAS组104的基本PRI链路)的D信道上接通的呼叫接通消息。对于接通呼叫的网络软件层204发挥作用时所采取的方式的详情，已在美国专利5,386,466中描述了。
图3示出在转接节点102中所实施的图2所示那样的软件结构的方框图。软件层203至209是在转接节点102的主处理器即节点处理器301上实施的。具体地说，向下通过链路层中链路管理部分的诸软件层是由节点处理器301中的软件层316至310实现的。链路层的链路接口部分由节点处理器301中的软件模块节点来实施，即图中标志的本地“天使”302。
物理层是由硬件和软件一起参与来实施的，具体地说，转接节点102的物理层的硬件部分是由接口304至307实施的，而该物理层的软件部分是由本地“天使”302实施的。
为了理解图3的操作情况，应考虑以下几个方面首先，考虑建立FAS组104的方式，假定PRI链路109是转接节点101与转接节点102之间的第一PRI链路，它与PRI链路112一起初始化，PRI链路112是第二PRI链路。当PRI链路109被初始化时，接口304和其在转接节点101中的相应接口执行所需的起始操作。这些操作之一是建立终端端点识别符(TEI)412。在PRI链路初始化时硬件和软件的操作已在美国专利5,386,466中详述了。在这些操作期间，节点号在转接节点101与102之间交换，转接节点102确定出，转接节点101是较高等级的。在初始化之后，在本地“天使”302中所执行的链路接口层就已终接，并且意味着在D信道421中有两个逻辑链路。逻辑链路的较高级标识是连接端点后缀(CES)，在图4中示为CES 400。CES 400和TEI 412按照逻辑面被连接，以允许信息传送。图3的链路管理310响应于CES 400的创建，以创建终接在虚拟链路客体431上的两个逻辑链路。连接端点识别符404(亦称为“业务接入点识别符(SAPI)0”)在D信道421的逻辑链路0上是可操作的，链路管理310在该链路上和利用缓存器401接通LAPD协议422。这个具有相应协议缓存器的逻辑链路对于网络软件层311被标识为LDCN 406。此外，链路管理层310在逻辑链路63上的转接节点101中与其配对方在建立一条通信链路，该逻辑链路63被标识为CEI 403(亦称为SAPI 63)，它带有伴随的软件体LAPD 423和缓存器402。如在上述的美国专利中所述的，对于在PRI链路109上接通的任何呼叫，网络软件层311使呼叫记录与LDCN 406相关联。最后，对可被起动的任何FAS组，链路管理软件层310把PRI链路109标志为接通的基本D信道。
其次，假定PRI链路112是在转接节点101与转接节点102之间被初始化的。在该PRI链路被初始化时，在本地“天使”302中正在执行的链路接口软件在D信道420上建立逻辑链路，建立TEI 417，并识别TEI 417与CES 410。响应CES 410的创立，链路管理软件层310建立虚拟链路客体432，它含有单元408-411、424和426。链路管理310还在管理信息基地308中标志“PRI链路112是辅助PRI链路”。这里，链路管理软件层310标识出PRI链路109和PRI链路112组成了FAS组104。请注意，链路管理软件层310并不对网络软件层311将CEI 411标识为SAPI 0。据此，网络软件层311不为这个新的SAPI 0链路创建LDCN。尽管逻辑链路0和63在D信道上被接通了，但在基本PRI链路109适当地发挥作用中这些逻辑链路上并无消息被传送。其结果是，缓存器407和408是空的。当PRI链路111、因而FAS组104中随后的PRI链路变为起作用时，并没有逻辑链路被建立为这些新的PRI链路的D信道，而是该信道被用作为另一个B信道。在FAS组104上接通的所有呼叫由LDCN 406来控制，如图4的示。
根据本发明，现在考虑在PRI链路109变为不能用时由链路管理310所执行的操作。PRI链路109一旦变成不能用时，接口304就检测D信道421上成帧的丢失。接口304经链路接口软件向链路管理软件层310报告该丢失情况。然后，链路管理310令链路接口软件在TEI 417(它终接D信道420)与CES 400之间而不是与CES 410之间传送信息。在缓存器401和402中的信息仍然有效，并非已经丢失。在PRI链路109变为不能用状态的时段内，在转移中的任何分组将经由PRI链路109由LAPD协议422和423连同转接节点101中的LAPD协议来恢复。转接节点101执行的操作与转接节点102所执行的操作相同，其结果示于图5中。重要的是，网络软件层311绝然不知道从D信道421到D信道420的变化，因此网络软件层311不丢失任何呼叫。请注意，较高的软件层312至316也总是不知道D信道之间的变化。
图6示出内含图4所示的CEI 403、CEI 404、和CES 400的表。在CEI 403和404中，分别在表608和618中的CES入611和CES入口601确定出正在使用的是图4中的CES 400，还是CES 410。在CES400中，在表628中的信道号入口622、接口与入口623和TEI入口624确定出正在用于信息通信的是图4中的TEI 412，还是TEI 417。如前所述，在从故障的基本PRI链路109恢复到辅助PRI链路112时，CES入口601和611被变换，以反映出是TEI 417而不是TEI 412正被使用。信道号的入口规定了正在使用的信道，它是PRI链路情况下的信道0。接口号确定物理接口，即接口304。在表608、618和628中，其余的入口已在美国专利4,386,466中规定了，该专利列在这里，可供参考。
图7示出在接通FAS组和处理新的PRI链路的初始化的过程中链路层的操作情况。步骤701确定“一个新的链路是否正在初始化”。如果答案是“是”，则在步骤702为该新的PRI链路建立一个TEI。步骤703确定“是否已有一个PRI链路去到相同的目的地转接节点”。如果答案是“否”，则在步骤704建立CES，并在将控制转移回到步骤701之前，在步骤706初始化该新的链路，作为一个专用的PRI链路。
回到步骤703，如果答案是“是”，则在步骤707确定“一个FAS组是否已被建立”。如果在步骤707中的答案是“是”，则在将控制返回到步骤701之前，在步骤711利用所有信道作为D信道来建立新的PRI链路。如果在步骤707中的答案是“否”，则在步骤708建立CES，在步骤709初始化该新的链路作为一个辅助链路。
返回到步骤701，如果答案是“否”，则控制转移到图8的步骤802。图8示出在PRI链路丢失成帧时由链路层所执行的操作。在步骤802中的答案是“否”时，在步骤803按正常方式处理由链路层所接收的激励。如果在步骤802的答案是“是”，则在步骤804确定链路是否在FAS组中。如果在步骤804中的答案是“否”，则在步骤806为已丢失成帧的链路执行正常的处理。如果在步骤804中的答案是“是”，则在步骤807中确定FAS组的基本链路是否已丢失成帧。如果在步骤807中的答案是“是”，则在步骤808中在辅助链路的TE I与早先的基本链路的CES之间建立通信。这个结果在图5中示出了。然后，在步骤809中，在控制转移到步骤813之前，把该辅助链路标志为图3的管理信息基地308中的基本链路。
如果在步骤811中的答案是“是”，表明该辅助链路已丢失成帧，则控制转移到步骤813。步骤813确定是否可能建立一条新的辅助链路，即FAS组中目前的其它链路之一。如果其它链路之一的信道0是空闲的，则一个新的辅助链路才可被建立，从而该信道0可指定为一个D信道而不是一个B信道，如果在步骤813中的答案是“是”，则在控制转移回到图7的步骤701之前，在步骤816中为这个FAS组建立一条新的辅助链路。
权利要求
1.一种用以对共享一个共用信令信道的多个电信链路(104、109、111)恢复信令的方法，其特征在于，包括以下步骤在多个电信链路的第一电信链路中识别出(704)第一信令信道(421)，以便提供共用信令信道；在第一信令信道故障时，在多个电信链路的第二电信链路中识别出(708、709)第二信令信道(420)，以便提供共用信令信道；确立(702、703)第一用以控制物理协议的软件(412)来控制第一信令信道上的物理协议，并确立第二用以控制物理协议的软件(412)来控制第二信令信道上物理协议；确立(702、703、707)一个用以控制软件协议的软件(400)，利用经第一层软件协议经由该共用信令信道来控制通信；把该共用信令信道的信息从第一用以控制物理协议的软件传送到用以控制软件协议的软件(706)；检测(802)第一信令信道的故障；及响应故障的检测，把该共用信令信道的信息从第二用以控制物理协议的软件传送(808、809)到用以控制软件协议的软件，借此，保留该共用信令信道。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接通第一用以控制物理协议的软件的步骤包括将第一物理协议识别符指配给(702)多个电信链路的第一个电信链路的步骤；所述的确立用以控制软件协议的软件的步骤包括将第一层软件协议识别符指配给(704)该共用信令信道；所述的确立第二用以控制物理协议的软件的步骤包括把第二物理协议识别符指配给(702)该多个电信链路的第二个电信链路的步骤；及所述的把共用信令信道的信息从第二用以控制物理协议的软件传送到用以控制软件协议的软件的步骤包括用第一层软件协议识别符来识别(808)第二物理协议识别符的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二物理协议识别符是终端端点识别符，第一层软件协议识别符是一个连接端点后缀。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的响应于故障检测而传送的步骤由执行第一层软件协议的软件层来执行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的第一和第二电信链路是ISDN链路，而第一和第二信令信道是在第一和第二电信链路上各别的D信道上传输的。
6.一种用以对共享一个共用信令信道的多个电信链路(104、109、111)恢复信令的一种设备，其特征在于，包括在多个电信链路的第一个电信链路中识别第一信令信道(421)的装置(704)，用以提供该共用信令信道；在第一信令信道故障时在多个电信链路的第二个电信链路中识别第二信令信道(420)的装置(708、709)，用以提供该共用信令信道；用以确立第一用以控制物理协议的软件(412)来控制第一信令信道上的物理协议和确立第二用以控制物理协议的软件来控制第二信令信道上的物理协议的装置(702、703)；确立一个用以控制软件协议的软件(400)利用第一层软件协议经由共用信令信道以控制通信的装置(702、703、707)；用以将共用信令信道的信息从第一用以控制物理协议的软件传送到用以控制软件协议的软件的装置(706)；用以检测第一信令信道故障的装置(802)；及用以响应于故障的检测，将共用信令信道的信息从第二用以控制物理协议的软件传送到用以控制软件协议的软件，借此来保留共用信令信道的装置(808、809)。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述的用于确立第一用以控制物理协议的软件的装置包括用以将第一物理协议识别符指配给多个电信链路的第一电信链路的装置(702)；所述的用以确立一个用以控制软件协议的软件的装置包括用以将第一层软件协议识别符指配给共用信令信道的装置(704)；所述的用以确立第二用以控制物理协议的软件的装置包括用以将第二物理协议识别符指配给多个电信链路的第二电信链路的装置(702)；及所述的用以将共用信令信道的信息从第二用以控制物理协议的软件传送到用以控制软件协议的软件的装置包括用第一层软件协议识别符识别第二物理协议识别符的装置(808)。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的第一和第二物理协议识别符是终端端点识别符，所述的第一层软件协议识别符是一个连接端点后缀。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述的响应于故障检测而进行传送的装置由执行第一层软件协议的一个软件层来实现。
10.根据权利要求9所述的，其特征在于，所述的第一和第二电信链路是ISDN链路，第一和第二信令信道是在第一和第二电信链路各别的D信道上传输的。
全文摘要
本系统有多个转接节点,各转接节点响应基本信令信道故障立即转接到FAS组的辅助信令信道。转接快速发生而FAS组无呼叫丢失。基本信令信道正传送的逻辑链路转移到辅助信令信道而无数据分组丢失。确立第一和第二个软件分别控制基本和辅助信令信道上的物理协议,还确立一个控制软件协议的软件控制共用信令信道第一层软件协议。检测到基本信令信道故障时共用信道信息从第二软件传送到控制软件协议的软件以保存该共用信令信道。
文档编号H04L29/14GK1171688SQ97113999
公开日1998年1月28日 申请日期1997年6月26日 优先权日1996年6月28日
发明者布鲁斯·莫里尔·巴勒斯, 弗瑞思特·L·库乐曼 申请人:朗迅科技公司