专利名称：具有业务控制质量的专用小交换机网络的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及话音和数据通信网络，并且更具体地涉及利用节点间多信道数字传输设备的多节点话音和数据通信网络。
为了满足现代电信需求，诸如专用小交换机(PBX)的交换机通常利用为话音与数据消息提供路径的多信道数字传输链路进行互连。一般地，这样的链路采用串行数字传输系统形式，诸如每次发送24个DSO数字信道或每秒64千字节时隙的T1设施和每次发送31个DSO数字信道或每秒64千字节时隙的E1(欧洲等效)设施。
通常的安排是使每个设施的一个时隙(表示为“D信道”)传送预定的传信协议并使另外的信道(表示为“B信道”)传送脉码调制(PCM)编码的话音或每秒64千比特的数据。在此安排中，D信道用于请求通过特定B信道进行连接。D信道具体表示所拨打的或目的地号码、用于请求连接的传输设施中的B信道以及所请求的B信道是要传送话音还是数据。
过去，互连PBX的通常方式是从所有PBX(有时称为“从属PBX”)把D信道连至中央PBX(有时称为“主PBX”)。另外，在从属PBX与主PBX之间或直接在从属PBX之间有合适数量的B信道互连，这些互连的B信道形成“中继线”，并且一条中继线中的B信道数量将取决于它所链接的两个PBX之间的期望业务量。
中继定律告诉我们一条大的中继线比多条较小的中继线更有效(表示在给定的呼叫阻塞率的情况下大中继线能传送更多的呼叫)。这些定律建议所有来自从属PBX的中继线应转至主PBX以获得中继效率。这样安排的缺点是地理区域靠近的两个PBX之间的任何B信道要从始发从属PBX传送至主PBX并且再传回至目的地从属PBX，结果是增加用户的费用负担，此用户需要(通过购买或租用)提供主PBX与这两个从属PBX之间足够的广域网(WAN)带宽来传送此业务。如果用户选择在两个地理上靠近的PBX之间提供较少费用和更直接的路由，那么用户就需建立两条中继线，这两条中继线均小于原始中继线，并因此要比原始中继线效率更低。
把传送话音消息的B信道互连的通常方式是把整条中继线预先分配用于话音呼叫，并随后任选地压缩B信道以便减少WAN带宽(并因此减少WAN费用)。由于WAN费用一般与距离成正比，所以通常的压缩策略是对于距离短的连接不压缩(并且结果是几乎没有话音质量的降低)，而对于距离长的连接进行较重的压缩。多中继线组的这样的使用降低了中继线的效率，因而增加在给定的阻塞呼叫百分比情况下的用户的WAN费用。然而，这样做确实具有所希望的允许根据WAN网络费用而使用多压缩比的结果。从另一观点出发，多压缩比的支持能看成是支持多种业务质量。
本发明允许用户根据呼叫目的地和呼叫类型(话音或数据)来规定业务质量，同时与多条较小中继线的较低效率相比，可保持网络中一个PBX与另一个PBX之间单条大中继线的高效率。单个较大中继线组的优点是效率，这意味着通过和每个PBX与网络其余部分相接口的较少的中继线和较少的端口而减少了硬件费用。
从一个重要的方面出发，本发明采用网络节点的形式，以便通过类似的各个网络节点将本地电话交换机连到其他远程电话交换机。在一个网络中，单个网络节点与每个交换机有关，并且每个节点通过各自的节点间的传输链路与远程节点相连，其中每条节点间传输链路是包括多个能传送话音或数据消息的信道的串行数字多路复用传输设施。
从本发明的这个方面出发，此网络节点包括用于在节点间的传输链路信道中建立至少两个压缩等级的装置；用于检测特定远程节点与电话交换机的装置，通过本地节点或电话交换机始发的话音消息就是要传送至此特定远程节点与电话交换机的；以及用于根据其目的地而选择话音消息压缩等级的装置。换句话说，给所有传送至预定远程节点的话音消息指定一个预定的压缩等级。
本发明的网络节点另外还可以包括用于为传送至另一个预定的远程节点的话音消息选择另一个预定的压缩等级的装置。完全不对数据消息进行压缩而与目的地无关。
从本发明的这个方面出发，节点间链路信道中的一个压缩等级可以是零，并且可以为传送至不同的远程节点或交换机的话音消息选择不同的压缩等级。而且，可以为节点间传输链路中预定的一个或多个信道选择零或任何其他特定的压缩等级而与话音消息的目的地无关。
从本发明的另一方面出发，网络节点包括用于在节点间链路信道中建立至少两个压缩等级的装置；用于检测通过本地节点始发的话音消息传送至哪一个远程节点的装置；存储在存储器中的一个表，它识别至少一些远程节点作为目的地并为传送至一个预定的远程节点的话音消息指定一个预定压缩等级；和用于根据此表为传送至预定远程节点的话音消息选择预定压缩等级的装置。此外，存储在存储器中的此表还可以为传送至另一个预定远程节点的话音消息指定另一个压缩等级。
另外，本发明的网络节点还可以包括用于为传送给另一个预定的远程节点的话音消息选择另一个预定的压缩等级的装置。和以前一样，完全不对数据消息进行压缩而与目的地无关。
也从本发明的这后一方面出发，在此表中表示的节点间链路信道的一个压缩等级可以是零，并且可以为传送至不同的预定节点或交换机的话音消息预先选择不同的压缩等级。还有，可以在此表中为预定的一个或多个节点间传输链路信道预先选择零或任何其他的特定压缩等级而与话音消息目的地无关。
根据本发明指定给话音消息的不同的压缩等级可被看作为不同的业务质量等级，这是因为具有重压缩的信道比那些轻压缩的信道每字节使用更少的比特于话音消息业务，并且轻压缩的信道比那些完全不压缩的信道每字节使用更少的比特于话音消息业务。
从下面结合附图和所附的权利要求书的特定实施例的详细描述中可以更全面地理解本发明。
图1是表示用于互连多个PBX与数字节点间传输链路的典型现有技术设备的方框图；图2是表示本发明如何使多个PBX有可能与数字节点间传输链路互连的方框图；图3是采用本发明的网络节点的方框图；和图4和5表示可以在图3所示的本发明实施例中使用的业务质量表的特定示例。
在图1中，通常能在现有技术中找到的那种类型的网络10包括主PBX和三个远程或从属PBX14、16与18。可以有更多的从属PBX，但三个将足以表示一个例子。将PBX14与主PBX12连接的是串行多信道数字传输链路20，此链路20可以采用一个或多个都发送多个均由每秒64千比特时隙构成的数字信道的T1(24信道)或E1(31信道)系统的形式，传输链路20因而形成PBX14与主PBX12之间的中继线。连接PBX16和18与主PBX12的是类似的多信道数字传输链路22与24，传输链路22与24分别形成主PBX12与从属PBX16和18之间的中继线。
在网络10中，传输链路20、22与24中每个T1或E1系统的一个时隙指定为“D信道”并传送传信协议，每个系统中其余的信道指定为“B信道”并能传送PCM编码的话音消息或每秒64千比特的数据。在每条链路中，D信道用于指定发送消息的B信道、表示所拨打的或目的地号码并表示此消息是话音还是数据。
通常，从从属PBX14至从属PBX16的所有呼叫首先通过传输链路20至主PBX12并通过传输链路22至从属PBX16，这样的安排提供最大效率，因为在给定的呼叫阻塞率下它能传送最大数量的呼叫。缺点是如果PBX14与16碰巧在地理上相互靠近，则使它们之间的呼叫行程要比更直接连接所必须的距离有更大的地理距离。对于具有给定带宽的数字传输链路来说，距离至少大致与费用成比例。如果PBX14与16之间的呼叫量足够高以致到达显著的程度，那么，一个费用较低的选择是提供它们之间直接的数字传输链路26，并减少传输链路20与22至和自主PBX12的一些中继线容量。
然而，减少链路20与22的中继线容量由于会增加其呼叫阻塞率而会有减少其效率的缺点。而且，PBX14与16之间的距离越大，它们之间的直接传输链路26的费用将越大。如果一部分传输链路26能预先分配给话音呼叫，则有可能通过压缩B信道以便减少带宽而带来节省，从而允许比可能的更多的呼叫通过此传输链路发送。这样的策略随着PBX14与16之间的距离增加从费用立场出发变得更加吸引人。
本发明提供刚刚描述的现有技术网络类型中不可获得的灵活性，并且其应用的好处在图2中示出。
图2表示PBX网络30，其中本发明允许免去主PBX。同样，虽然如果希望或需要时可以采用更多的PBX，但这里示出了三个PBX32、34和36。提供了均采用本发明的三个网络节点38、40与42，网络节点38、40和42中每一个与各个PBX32、34和36相关并位于各个PBX32、34和36的地理区域附近。分别在PBX32与节点38之间、在PBX34与节点40之间和在PBX36与节点42之间提供串行数字传输链路44、46和48(诸如T1或E1系统)。串行数字传输链路50(诸如一个或多个T1或E1系统)互连节点38与40，串行数字传输链路52(诸如一个或多个T1或E1系统)互连节点38与42，最后，串行数字传输链路54(诸如一个或多个T1或E1系统)互连节点40与42。
图3表示连到代表本发明一个特定实施例的网络节点62的PBX60。在图3中，网络节点62包括第一T1/E1(T1或E1，取决于是采用T1还是E1数字传输链路)模块64和第二T1/E1模块66。第一T1或E1传输链路68将PBX60连到第一T1/E1模块64，并且一对T1或E1传输链路70与71将第二T1/E1模块66连到网络的其余部分。作为示例，PBX60对应图2中的PBX32，传输链路70对应图2中的传输链路44，并且传输链路70与71对应图2中的传输链路50与52。
对于利用PBX60始发的话音或数据消息，第一可编程T1/E1模块64将信道分开以便通过将链路72连到第二可编程T1/E1模块66的内部B信道来传输(PCM或数据)。T1/E1模块64被编程以选择一个信道(称为D信道)来传送传信协议，此传信协议要求，对于特定消息，应通过某个特定B信道建立连接。传信协议也表示所拨打的或目的地号码，并表示所请求的B信道将传送话音还是数据。T1/E1模块64另外还控制剩下的信道(它们都是B信道)的连接，以便传送实际的话音和数据消息。
网络节点62的其他部件包括应用服务器模块(ASM)74和分速率训练器(subrate groomer)模块(SGM)76。ASM74在一个方向上进行预编程以便提供特定的话音压缩等级，诸如等级1、等级2或完全不压缩。作为例子，“不压缩”使用每字节正常数量的比特用于话音传输，等级1使用比正常数量少的比特，而等级2使用甚至更少的比特。在使用等级1或2时可得到节省，这是因为每个字节中的剩余比特变成空闲以便被其他压缩(因而称为“分速率”)的话音消息使用。SGM76进行预编程以便执行分速率多路复用和多路分解。在传输的另一方向上，ASM74进行预编程以便将接收的话音消息扩展为“正常”带宽。如所示的，内部B信道(PCM编码的话音)连接链路78把T1/E1模块64与ASM74耦合起来，内部压缩的话音连接链路80把ASM74与SGM76耦合起来，并且内部压缩的话音连接链路82把SGM76与T1/E1模块66耦合起来。
D信道服务器模块(DSM)84被进行预编程以便提供必要的信令(即，表示所拨打的或目的地号码、所要建立连接的传送特定消息的B信道、和请求连接的B信道将要传送话音还是数据)。D信道内部连接链路86将T1/E1模块64与DSM84耦合起来，并且另一条内部连接链路88将DSM84与T1/E1模块66耦合起来。通过内部连接链路92耦合到DSM84的存储器单元90被预编程以提供查找表，根据本发明这些查找表提供用于控制所选的话音消息的压缩量(这可称为“业务质量”，这是因为随着压缩量的减少业务质量将会提高)的指令。
T1/E1模块64与66遵循常规设计实践并通过T1或E1设施在PBX60之间进行物理连接，他们提供成帧功能以识别来自PBX60和去至PBX60的B信道并在B信道中传送数据与话音消息给网络节点62中的其他模块以便进行处理。ASM模块74、SGM模块76和DSM模块84也遵循常规设计实践。ASM模块74执行话音压缩和在B信道中的PCM样值与压缩的话音比特流之间进行代码转换。SGM模块76将多个压缩的话音信道多路复用到输出比特流上，从而减少为支持那个数量的话音信道所需要的WAN带宽量。最后，DSM模块84处理D信道消息并将这些消息变换为网络节点62的呼叫请求。对于ASM模块74，本领域公知的话音压缩算法的各特定例子包括以下国际电信联盟标准(1)ITU G.728-低延迟码激励线性预测、(2)ITU G.729-共轭结构代数码线性预测(CS_CELP)、和ITUG.726-自适应差分脉码调制(ADPCM)。
图4表示可以在图2的网络30的网络节点38的存储器模块90中使用的“业务质量”查找表100的一个示例。查找表100具有四列102、104、106和108。列102列出目的地地址，列104列出呼叫类型，列106列出所选的B信道(即，源B信道)，而列108指定压缩量。因此，表100的第一行保证来自网络节点38的以PBX36为目的地的话音呼叫接受等级2或“重”压缩，而与为其传输所选的B信道无关。表100的第二行保证来自网络节点38的以PBX34为目的地的话音呼叫不进行压缩，而与为其传输所选的B信道无关。表100的第三行保证来自网络节点38的以PBX36为目的地的但具体指定给B信道23的话音呼叫不进行压缩。表100中的第三行提供“热线”功能，其中某些B信道(在此示例中为信道23)能指定特殊业务(在此示例中为高质量话音)，从而取代包含在表100的第一行中的更一般的指令。最后，表100中的第四行保证来自网络节点38的所有数据呼叫完全不进行压缩而与目的地无关。
为了利用图1所示类型的常规多路复用器来重复表100中头两行的功能，至少要指定两个中继线组以便将PBX14连接到PBX16，一个组用于至PBX16的高质量话音呼叫，而另一组用于至PBX16的等级2或“重”压缩的话音呼叫。这样的安排或者将减少中继线组的效率或者要求增加硬件以便支持同样的呼叫阻塞率。
图5给出可以在图2的网络30的网络节点38的存储器模块90中使用的另一个“业务质量”查找表110的示例。查找表110也具有四列112、114、116和118。列112列出目的地地址，列114列出呼叫类型，列116列出所选的B信道(即，源B信道)，而列118指定压缩量。因此，表110的第一行保证来自网络节点38的以PBX36为目的地的话音呼叫接受等级2或“重”压缩，而与为其传输所选的B信道无关。表110的第二行保证来自网络节点38的以PBX34为目的地的话音呼叫接受等级1或“轻”压缩而与为其传输所选的B信道无关。表110的第三行保证来自网络节点38的以PBX36为目的地的但具体指定B信道23的话音呼叫不进行压缩。如图4的表100中所示的，表110的第三行提供“热线”功能，其中某些B信道(在此示例中为信道23)能指定特殊业务(在此示例中为高质量话音)，从而取代包含在表110的第一行中的更一般的指令。最后，表110中的第四行保证来自网络节点38的所有数据呼叫完全不进行压缩而与目的地无关。
应理解所描述的本发明的实施例是示意性的，本领域的技术人员可以容易地进行许多其他安排和修改而不脱离本发明的精神和范畴。
权利要求
1．一种网络节点(62)，用于通过各自的节点间的传输链路(50,52,54)将本地电话交换机(60)连接到至少两个远程节点(38,40,42)，其中每个所述节点间传输链路(50,52,54)是包括多个能传送话音或数据消息的信道的串行数字多路复用传输设施，所述网络节点(62)包括用于在所述节点间的传输链路(50,52,54)的信道中建立至少两个压缩等级的装置(74)；用于检测通过所述本地电话交换机(60)始发的话音消息而传送至的所述远程节点(38,40,42)中的一个节点的装置(90)；和用于为了传送至预定的一个所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择预定的一个所述压缩等级的装置(90)。
2．根据权利要求1的网络节点(62)，其特征在于还包括用于为了传送至另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择另一个预定的所述压缩等级的装置(90)。
3．根据权利要求1的网络节点(62)，其特征在于其中所述压缩等级之一是零，并且其中要为传送至所述预定一个远程节点(38,40,42)的话音消息而选择另一个预定的非零的所述压缩等级。
4．根据权利要求3的网络节点(62)，其特征在于还包括为了传送至另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择另一个预定的非零的所述压缩等级的装置(90)。
5．根据权利要求3的网络节点(62)，其特征在于还包括用于为了在一个所述节点间链路(50,52,54)的预定的一个信道上的话音信道选择零压缩等级而与话音消息的目的地无关的装置(90)。
6．一种网络节点(62)，用于通过各自的节点间传输链路(50,52,54)将本地电话交换机(60)连到至少两个远程节点(38,40,42)，其中每个所述节点间传输链路(50,52,54)是包括多个能传送话音或数据消息的信道的串行数字多路服用传输设施，所述网络节点(62)包括用于在所述节点间链路(50,52,54)的信道中建立至少两个压缩等级的装置(74)；用于检测通过所述本地电话交换机(60)始发的话音消息是要传送至哪个所述远程节点(39,40,42)的装置(90)；存储在存储器(90)中的表(100,110)，此表列出至少一些所述远程节点(38,40,42)作为目的地并为传送至预定一个所述远程节点(38,40,42)的话音消息指定一个预定的所述压缩等级；和根据所述表(100,110)而为传送至所述预定一个所述远程节点的话音消息选择所述一个预定的压缩等级的装置(90)。
7．根据权利要求6的网络节点(62)，其特征在于其中存储在存储器(90)中的所述表(100,110)为了传送至另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而指定另一个预定的所述压缩等级，所述网络节点(62)还包括用于为了传送给另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择另一个预定的所述压缩等级的装置(90)。
8．根据权利要求6的网络节点(62)，其特征在于其中一个所述压缩等级是零，并且其中为了传送至所述预定一个所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择一个预定的非零的所述压缩等级。
9．根据权利要求8的网络节点(62)，其特征在于其中存储在存储器(90)中的所述表(110)为了传送至另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而指定另一个预定的非零的所述压缩等级，所述网络节点(62)还包括用于为了传送至另一个预定的所述远程节点(38,40,42)的话音消息而选择所述另一个所述压缩等级的装置(90)。
10．根据权利要求8的网络节点(62)，其特征在于其中所述表(100)为一个所述节点间链路(50,52,54)上的预定的一个信道上的话音消息指定零压缩等级而与目的地无关，所述网络节点(62)还包括用于为所述预定一个所述信道上的话音消息选择零压缩等级而与话音消息目的地无关的装置(90)。
全文摘要
用于通过其他节点(38,40,42)把像专用小交换机(PBX)这样的本地电话交换机(60)与其他这样的交换机(32,34,36)互连的网络节点(62)提供给数据和话音消息业务,其中的各条节点间多信道数字传输链路(50,52,54)互连不同节点(50,52,54)。网络节点(62)为话音消息提供至少两个压缩等级(其中一个等级可以是零),并允许为所有话音消息预先选择其中一个等级,这些话音消息是从与该节点(62)有关的交换机(60)传送至网络中预定的一个或多个其他节点(38,40,42)的。查找表(100,110)存储在节点(62)的存储器(90)中,以便控制给特定目的地指定特定的压缩等级。
文档编号H04Q3/62GK1232594SQ97198613
公开日1999年10月20日 申请日期1997年10月2日 优先权日1996年10月7日
发明者Z·A·普特尼斯, A·V·巴拉苏布拉马尼安, R·科珀 申请人:泰姆普列克斯公司