FI103459B - Menetelmä dataliikenteen välittämiseksi tietoliikennejärjestelmässä - Google Patents

Description

103459 MENETELMÄ DATALIIKENTEEN VÄLITTÄMISEKSI TIETOLIIKENNEJÄRJESTELMÄSSÄ

Esillä olevan keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa määritelty menetelmä da-, 5 taliikenteen välittämiseksi tietoliikennejärjestelmäs sä. Edelleen keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 9 johdanto-osassa määritelty järjestelmä dataliikenteen välittämiseksi.

Entuudestaan on tunnettua, että tilaaja voi-10 daan yhdistää paikalliskeskukseen ainakin kahdella tavalla, yhdistämällä tilaaja tilaajajohdolla suoraan paikalliskeskukseen tai siihen liitettyyn tilaajamo-duuliin tai yhdistämällä tilaaja tilaajaverkkoon ja sitä kautta paikalliskeskukseen.

15 Tilaajaverkon, edullisesti tilaajaverkkoele- mentin, ja paikalliskeskuksen väliset avoimet liitännät V5.1 ja V5.2 on määritelty ETSIn (European Telecommunications and Standard Institute) ETS 300 324- ja ETS 300 347-sarjojen standardeissa. V5-liitäntä mah-20 dollistaa fyysisesti erilliseen tilaajaverkkoon kuuluvien tilaajien yhdistämisen puhelinkeskukseen standar-dirajapintaa käyttäen. V5.2-liitäntä tilaajaverkkoele-mentin ja puhelinkeskuksen välillä on keskittävä. Siirtotien varaus ja/tai kytkentä suoritetaan standar-25 din mukaisesti BCC-protokollan avulla. Käytännössä tämä tapahtuu siten, että BCC-protokollan paikalliskeskuksen puoleinen osa kuulostaa ja nimeää V5-liitännästä vapaan aikavälin ja sen jälkeen lähettää varaussanoman tilaajaverkkoelementin puoleiselle osal-30 le. Tilaajaverkkoelementin puoleinen osa kuittaa saamansa sanoman.

Yhteydet kapeakaistaisiin dataverkkoihin, erityisesti Internet-verkkoon, on pääasiassa toteutettu puhelinverkon kautta kytkentäisillä ISDN- tai PSTN-35 yhteyksillä (Integrated Services Digital Network; Public Switched Telephone Network). Tilaajaverkkojen rakenne on muodostunut teleoperaattorien toimesta ns.

2 103459 kaksoistähtitopologiaan perustuen. Tilaajaverkot on mitoitettu arvioidun puhelimenkäytön (keskimääräinen puhelunkesto, sallittu esto) perusteella.

Datayhteyksien välittäminen puhelinverkon 5 kautta asettaa uusia haasteita kapasiteetin käytölle.

Kun puhelinverkon kautta muodostetaan yhteys Internetiin kytkentäisellä ISDN-yhteydellä, niin yhteyden kesto ja yhteydellä välitettävän datan määrä poikkeaa merkittävästi normaalista puheyhteydestä. Tästä johtu-10 en etäkeskitinyksiköissä ja paikalliskeskuksissa voi syntyä törmäystilanteita ja muodostua pullonkauloja, jotka vaikeuttavat puhelin- ja dataliikenteen välitystä. Erityisesti pullonkaulaksi voi muodostua tilaaja-verkkoelementin ja paikalliskeskuksen välinen keskitie tävä V5.2-liitäntä, jonka kapasiteetti on määritelty normaaliin puhelinliikenteeseen perustuen.

Normaalisti kytkentäisen ISDN- tai PSTN-yhteyden avulla Internetiin muodostettava yhteys välitetään ensin puhelinkeskukseen ja puhelinkeskuksesta 20 edelleen ns. sovitusyksikköön (RAS, Remote Access Ser ver), joka sijaitsee palveluntarjoajan pisteessä. So-vitusyksikkö terminoi ISDN/POTS yhteydenmuodostuksen ja käsittelee yhteydenmuodostamiseen liittyvien oikeuksien tarkistamisen ja hoitaa muut vastaavat toimen-25 piteet ennen yhteyden kytkemistä Internetiin. Mikäli moni tilaajaverkkoelementtiin kytketty tilaaja muodostaa yhteyden sovitusyksikköön, syntyy helposti tilanne, jossa V5.2-liitäntä on ylikuormitettu. Tällöin muiden tilaajaverkkoelementtiin kytkettyjen tilaajien 20 yhteydenmuodostus epäonnistuu.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt ongelmat.

Erityisesti esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uudentyyppinen menetelmä ja 35 järjestelmä, jossa tilaajaverkkoelementtiin kytketty jen tilaajien datayhteydet voidaan muodostaa ruuhkaut- 3 103459 tamatta normaalia puhelinverkkoa ja puhelinliikennettä .

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin yksinkertainen ja olemassa olevaa standardoitua 5 tekniikkaa hyväksikäyttäen helposti toteutettava jär jestely puhelinverkon kapasiteetin parantamiseksi vastaamaan erityisesti puhelinverkossa välitettävän data-liikenteen tarpeita.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä dataliiken-10 teen välittämiseksi tietoliikennejärjestelmässä muo dostetaan datayhteys päätelaitteen ja sovitusyksikön välille päätelaitteesta annetun valinnan perusteella. Edullisesti tietoliikennejärjestelmä on puhelinverkko, johon kuuluu puhelinkeskus ja siihen V5-liitännällä 15 kytketty tilaajaverkko tilaajaverkkoelementteineen.

Edelleen puhelinverkkoon on yhdistetty sovitusyksikkö (RAS, Remote Access Server), jonka avulla puhelinverkon ja dataverkon välinen yhteys sovitetaan. Vastaavasti keksinnön mukaisessa järjestelmässä tilaajaverk-20 koelementistä on järjestetty suora datayhteys sovitus- yksikköön käyttämällä tilaajaverkkoelementin paikallista kytkentäkenttää.

Keksinnön mukaisesti käsitellään päätelaitteen lähettämä puhelunmuodostussanoma tai -sanomat 25 paikallisesti tilaajaverkkoelementissä ja kytketään datayhteys käyttämällä tilaajaverkkoelementin paikallista kytkentäkenttää. Yhteys kytketään suoraan tilaa-javerkkoelementistä sovitusyksikköön mikäli ISDN-pakettiin kuuluvan SAPI:n (Service Access Point Iden-30 tifier) arvo niin osoittaa. Tällöin yhteyden kytkemi nen tapahtuu joustavasti ja ilman signalointia puhelinkeskuksen ja tilaajaverkkoelementin välillä.

Keksinnön etuna tunnettuun tekniikkaan verrattuna on, että keksinnön mukaisella menetelmällä 35 voidaan välttää dataverkkoon, kuten Internet-verkkoon, suuntautuvan dataliikenteen aiheuttamat törmäys- ja estotilanteet.

4 103459

Lisäksi esillä olevan keksinnön ansiosta saadaan puhelinverkkoon liitettyjen sovitusyksikköjen ja muiden dataverkkoon kytkeytymiseen tarvittavien laitteiden kapasiteetti tehokkaammin käyttöön. Keksinnön 5 ansiosta tilaajan kytkeminen tilaajaverkosta dataverkkoon on aikaisempaa entistä yksinkertaisempaa sekä puhelinverkon hallinnan että fyysisten laitejärjestely-jen kannalta.

Vielä keksinnön etuna on, että tilaajaverk-10 koelementissä ei välttämättä tarvita valintaäänen tun nista .

Yleensä ns. tehokäyttäjillä eli käyttäjillä, jotka muodostavat datayhteyksiä, on yleensä käytössään ISDN-yhteys. Tällöin keksinnön mukainen ratkaisu tulee 15 erityisen edulliseksi sen ISDN-yhteensopivuuden ansi osta .

Keksinnön mukaisen menetelmän eräässä sovellutuksessa käsitellään tai analysoidaan päätelaitteelta, edullisesti tietokoneen ISDN-sovittimelta, tuleva 20 datayhteyden muodostuspyyntö ja kun havaitaan, että päätelaitteesta ollaan muodostamassa datayhteyttä so-vitusyksikön kautta dataverkkoon, niin tilaajaverkkoe-lementin kytkentäkenttää ohjataan kytkemään päätelaitteen yhteys suoraan sovitusyksikköön ja sitä kautta 25 dataverkkoon.

Kun muodostuspyyntö käsitellään paikallisesti tilaajaverkkoelementissä, niin puhelinkeskus ei tiedä tilaajan olevan varattu. Tällöin tilaajaverkkoelemen-tistä on ilmoitettava puhelinkeskukselle, että tilaaja 30 on varattu. Ilmoitus voidaan antaa myös tilaajalle tu levan päättyvän puhelunmuodostuksen yhteydessä standardin mukaisella puhelunestosanomalla, ALLOCATI-ON_REJECT -sanomalla. Tämän perusteella puhelinkeskus voi merkitä tilaajan varatuksi ja lopettaa puhelunmuo-35 dostuksen tilaajalle. Toisaalta ilmoittamiseen voidaan käyttää myös valmistajakohtaisia ja V5-suositusten ui- 5 103459 kopuolisia sanomanvälitysmekanismeja paikalliskeskuksen informointiin.

Keksinnön eräässä sovellutuksessa päätelaitteelta annettavaan puhelunmuodostuspyyntöön lisätään 5 tunniste, jonka perusteella pyyntöä käsiteltäessä tilaa j averkkoelementtiin liitetyssä palvelupisteessä (SAP, Service Accesc Point) havaitaan, että kyseessä on datayhteyden muodostuspyyntö ja osataan yhdistää yhteys oikeaan kytkentään. Jos muodostuspyyntöön ei 10 ole lisätty kyseistä tunnistetta tai jos tunnisteen arvo ei indikoi datayhteyttä, signaloidaan pyyntö suoraan paikalliskeskukseen normaalia V5-liitännän signalointia käyttäen.

Esillä olevan keksinnön eräässä sovellutuk-15 sessa datayhteyden alkamis- ja päättymishetki ilmoitetaan puhelinkeskukselle laskutusta ja muuta dataliikenteen seurantaa varten. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun datayhteyden muodostamista ohjataan paikallisesti tilaajaverkkoelementissä, koska tilaaja-20 verkkoelementtiin ei standardin mukaan ole liitetty laskutusj ärjestelmää.

Seuraavassa keksintöä selostetaan edullisten sovellutusesimerkkien avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa 25 kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä tunne tun tekniikan mukaista puhelinverkkoa; ja kuvio 2 esittää kaaviomaisesti erästä kolmatta keksinnön mukaista puhelinverkkoa.

Kuviossa 1 esitettyyn puhelinverkkoon kuuluu 30 paikalliskeskus LE ja siihen V5.2-liitännällä kytketty tilaajaverkkoelementti AN. Tilaajaverkkoelementtiin AN on kytketty kaksi päätelaitetta Tl ja T2. Ensimmäinen päätelaite Tl on kytketty perinteistä puhelintekniikkaa tukevaan tilaajaliittymään (POTS; Plain Old Te-35 lephone System) ja päätelaite voi muodostua tietokoneesta ja siihen kytketystä tavallisesta modeemista. Toinen päätelaite T2 on kytketty ISDN-tekniikkaa tuke- • 6 103459 vaan tilaajaliittymään ja myös se voi koostua tietokoneesta ja siihen kytketystä ISDN-ΤΑ adapterista. Myös on mahdollista, että ISDN-tilaajaliittymään kytketään ISDN-reititin paikallisverkon tai vastaavan kytkemi-5 seksi puhelinverkon välityksellä toiseen dataverkkoon. Joissain sovellutuksissa datayhteys voidaan kytkeä suoraan tilaajaverkkoelementistä AN sovitusyksikköön RAS.

Tunnetun tekniikan mukaisesti ensimmäisestä 10 ja toisesta päätelaitteesta dataverkkoon, kuten Inter-net-verkkoon, IP kytkettävät yhteydet on muodostettu tilaajaverkkoelementin AN ja paikalliskeskuksen LE kautta tai kuten edellä mainittiin suoraan tilaaja-verkkoelementistä AN sovitusyksikköön RAS. Puhelinver-15 kon ISDN, POTS ja dataverkon IP välinen yhteys on sovitettu sovitusyksikön RAS avulla. Lisäksi sovitusyk-sikkö on voinut sisältää yhteyttä muodostavan tilaajan tunnistamiseen sekä laskutukseen liittyviä toimintoja. Puhelinliikennettä huomattavasti raskaampi dataliiken-20 ne on ruuhkauttanut tilaajaverkkoelementin AN ja paikalliskeskuksen LE välisen V5.2-liitännän.

Viitaten kuvioon 2, kommentoidaan tilaaja-verkkoelementin AN ja paikalliskeskuksen LE keksinnön kannalta olennaiset ja kuviossa 2 esitetyt komponen-25 tit. Tilaajaverkkoelementtiin kuuluu kytkentäkenttä SW . ja siihen yhdistetyt tilaajaliittymät PSTN LC ja ISDN- BA LT. Tilaajaliittymiä voi tilaajaverkkoelementtiin AN kuulua enemmän kuin mitä kuvioissa on esitetty. Kytkentäkenttää SW ohjataan tilaajaverkkoelementiin 30 kuuluvalla resurssiohjaimella AN Resource Manager. Re-surssiohjaimeen on yhdistetty koko V5.2-liitäntää ohjaavat protokollaoliot PSTN, BCC. Standardin mukaisesti V5.2-liitännän yli välitettävä ISDN-signalointi ainoastaan pakataan ns. "kirjekuoriin" (envelope functi-35 on) ja välitetään kirjekuorissa liitännän yli purettavaksi paikalliskeskuksessa, jolloin itse puhelunohjaus ISDN-yhteyksillä tapahtuu paikalliskeskuksesta ISDN- * • · 7 103459 protokollan mukaisesti. V5.2-liitännän signalointi sovitetaan puhelinverkon muita signalointeja (PSTN) vastaavaksi sovitusfunktiolla, Mapping. Vastaavasti paikalliskeskuksessa sijaitsee samat funktiot ja proto-5 kollaoliot kuin tilaajaverkkoelementissä. Vielä todetaan, että analysointivälineet 1 ja kytkentäkentän ohjaamiseen käytettävät välineet 2 muodostetaan edellä kuvattujen olioiden ja funktioiden avulla.

Lisäksi todetaan, että kuviossa 2 esitetyt 10 rakennelohkot, joita tässä ei mainita, ovat normaalin V5-standardin mukaisia, ja tältä osin viitataan kyseiseen standardiin.

Kuviossa 2 esitetään kaaviomaisesti eräs keksinnön mukainen ratkaisu V5.2-liitännän ruuhkautumisen 15 estämiseksi. Tässä ratkaisussa tilaajaverkkoelement- tiin AN kuuluu palvelupiste SAP, jonka avulla analysoidaan tilaajaverkkoelementin kautta kulkeva puhelun-muodostuspyyntö ja analysoinnin perusteella ohjataan dataverkkoon suuntautuva liikenne oikeaan paikkaan. 20 Sovitusyksikkö RAS on korvattu pakettikeskittimellä PCU (Packet Concentrator Unit). Tässä esimerkissä tilaa javerkkolementin kytkentäkenttää SW ohjataan paikallisesti tilaajaverkkoelementiin järjestetyllä palvelupisteellä SAP. Datayhteyden muodostaminen esite-25 tään ISDN-yhteyden kannalta.

• Kuvion 2 esimerkissä keksinnön mukaisesti tilaa j averkkoelementtiin AN järjestetyllä palvelupisteellä SAP on merkittävä rooli puhelunmuodostuksessa. Päätelaitteeseen on myös järjestetty pakettimoodin 30 vaatimat ohjaustoiminteet. ISDN-liittymästä muodostet tavan datayhteyden ohjausfunktiot sijaitsevat tilaaja-verkkoelementissä AN, eikä paikalliskeskus osallistu yhteydenmuodostukseen lainkaan.

Kuten ETSIn standardissa ETS 300 402-1 on

35 määritelty, voi päätelaitteen Tl ja keskuspäätteen ET

yhteydessä sijaita useita L3-kerroksen (Layer 3) laitteita. Standardin mukaan jokainen välitettävä kehys • · 8 103459 käsittää datalinkin yhteydentunnistuskentän (DLCI, Data Link Connection Identifier), joka puolestaan käsittää kaksi elementtiä: palvelupistetunnisteen (SAPI,

Service Access Point Identifier) ja keskuspäätetunnis-5 teen (TEI, Terminal Endpoint Identifier). Verkko tunnistaa palvelupistetunnisteella halutun palvelupisteen ja keskuspäätetunnisteella palvelupisteen kytkeytymis-pisteen, viittaamme suositukseen Q.920 kuviot 5 ja' 8. Tässä keksinnössä palvelutunnisteella erotetaan da-10 tayhteys muista yhteyksistä antamalla sille arvo, jota ei ole määritelty muita toimintoja varten. Näin ollen voidaan tehokkaasti hyväksikäyttää olemassa olevaa standardia suoran datayhteyden muodostamisessa tilaa-javerkkoelementin ja sovitusyksikön välille.

15 Kun ISDN-liittymään (pakettimoodi) kytketty päätelaite T2 aloittaa puhelunmuodostuksen, niin pal-velutunnisteelle annetaan ennalta määrätty arvo ja kerroksen L3pm oliot neuvottelevat yhden tai mahdollisesti kahden B-kanavan varaamisesta yhteydelle. Mikäli 20 varaaminen onnistuu, niin yhteys reititetään suoraan pakettikeskittimeen PCU ja sitä kautta edelleen dataverkkoon.

Vaikka tässä kuvauksessa paikalliskeskukselle LE ei ilmoiteta tilaajan olevan varattu, niin ilmoitus 25 voidaan antaa V5-suositusten mukaisella ALLOCATI- . ON_REJECT -sanomalla tilaajalle päättyvän puhelunmuo dostuksen yhteydessä. Reject Cause -informaatio-elementissä voidaan ilmoittaa paikalliskeskukselle, että tilaaja on varattu muodostetun datayhteyden ta-30 kia. Toisaalta paikalliskeskukselle voidaan ilmoittaa tilaajan olevan varattu myös muita yhteyksiä ja mekanismeja käyttäen.

Vielä todetaan, että keksinnön mukaiseen järjestelmään voidaan liittää parannettu laskutusjärjes-35 telmä. Tällöin lähetetään laskutustietoa paikalliskes kuksen LE ja tilaajaverkkoelementin välillä. Laskutustieto muodostuu datayhteyden muodostamista valvovan • » 9 103459 funktion tallettamasta liikennetilastosta. Tällöin voidaan laskuttaa myös tilaajaverkkoelementistä AN suoraan dataverkkoon kytketyistä datapuheluista.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitet-5 tyjä sovellutusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

„«

Claims (8)

10 103459

1. Menetelmä dataliikenteen välittämiseksi tietoliikennejärjestelmässä, johon kuuluu puhelinkeskus (LE) , tilaajaverkkoelementti (AN), joka on yhdis- 5 tetty puhelinkeskukseen standardin mukaisella V5- liitännällä, sovitusyksikkö (RAS), joka on yhdistetty puhelinverkkoon ja dataverkkoon datayhteyden sovittamiseksi puhelinverkon ja dataverkon välillä, ja päätelaite (T), joka on yhdistetty tilaajaverkkoelement- 10 tiin, ja jossa menetelmässä muodostetaan datayhteys päätelaitteen ja sovitusyksikön välille kytkemällä datayhteys suoraan tilaajaverkkoelementistä sovitusyk-sikköön (RAS), tunnettu siitä, että käsitellään päätelaitteen lähettämä puhelunmuodostussanoma paikal- 15 lisesti tilaajaverkkoelementissä ja kytketään datayh teys käyttämällä tilaajaverkkoelementin paikallista kytkentäkenttää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhelunmuodostuspyyntöön li- 20 sätään tunniste, jonka perusteella pyyntö käsitellään tilaajaverkkoelementtiin liitetyssä palvelupisteessä (SAP) ja joka osoittaa, että kyseinen pyyntö koskee suoran datayhteyden muodostamista tilaajaverkkoelemen-tin (AN) ja sovitusyksikön (RAS) välille.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että ilmoitetaan paikalliskeskukseen tilaajan olevan varattu, kun datayhteys sovitusyksikön (RAS) ja tilaajan välille on muodostettu .

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen mene telmä, tunnettu siitä, että ilmoitetaan paikalliskeskukseen (LE) tilaajan olevan varattu, kun paikalliskeskuksesta ilmoitetaan tilaajalle päättyvästä puhelusta.

5. Jonkin edeltävistä patenttivaatimuksista 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmoitetaan datayhteyden alkamis- ja päättymishetki pai- 11 103459 kalliskeskukselle laskutusta ja dataliikenteen seurantaa varten.

6. Tietoliikennejärjestelmä dataliikenteen välittämiseksi, johon järjestelmään kuuluu puhelinkes-5 kus (LE), tilaajaverkkoelementti (AN), joka on yhdis tetty puhelinkeskukseen standardin mukaisella V5-liitännällä, sovitusyksikkö (RAS), joka on yhdistetty puhelinkeskukseen datayhteyden sovittamiseksi puhelinverkon ja dataverkon välillä, ja päätelaite (T), joka 10 on yhdistetty tilaajaverkkoelementtiin, ja jossa jär jestelmässä muodostetaan datayhteys päätelaitteen ja sovitusyksikön välille käyttäen tilaajaverkkoelementin ja sovitusyksikön välistä suoraa datayhteyttä, tunnettu siitä, että tilaajaverkkoelementtiin on jär-15 jestetty palvelupiste (SAP) päätelaitteen lähettämän puhelunmuodostussanoman käsittelemiseksi tilaajaverk-koelementissä paikallisesti ja datayhteyden kytkemiseksi käyttämällä tilaajaverkkoelementin paikallista kytkentäkenttää.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestel mä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu analysointivälineet (1) puhelu- ja/tai datayhteyden muodostuspyynnön analysoimiseksi ja välineet (2) tilaajaverkkoelementin kytkentäkentän ohjaamiseksi da-25 tayhteyden kytkemiseksi suoraan sovitusyksikköön (RAS)

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että analysointivälineet on järjestetty tilaajaverkkoelementtiin (AN). 12 103459