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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Telekommunikationssysteme und Verfahren,
und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Kommunizieren in
einem Signalisierungssystem-7-Netzwerk.
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Hintergrund
der Erfindung
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Moderne
Telekommunikationsnetzwerke beinhalten im Allgemeinen zwei getrennte
Kommunikationspfade oder Unternetzwerke. Das erste ist ein Telefonnetzwerk,
welches die Übertragung
von Sprache oder anderer Information zwischen Benutzern handhabt.
Das zweite ist ein Signalisierungsnetzwerk, welches das dynamische
Verbinden einer Vielzahl von Telefonnetzwerkschaltungen erleichtert,
so dass eine Verbindung vom Sprachtyp zwischen einer anrufenden
Partei und einer gerufenen Partei erstellt wird. Diese Funktionen
werden im Allgemeinen als das Aufbauen eines Anrufs und das Abbauen
eines Anrufs bezeichnet. Zusätzlich
liefert das Signalisierungsnetzwerk ein Gerüst, über welches nicht auf Sprache
bezogene Information in einer Weise transportiert werden kann, welche
für den
Nutzer transparent ist. Diese Signalisierungstechnik wird oft als
das "Außerhalb-des-Bandes"-Signalisieren bezeichnet,
wobei der Term "Band" das Sprachband einschließt. Gebräuchliche
Beispiele eines derartigen Datentransports außerhalb des Bandes sind der
Zugriff auf Datenbankdienste mit 800er-Nummer, Anrufkarten-Verifizierungsdienste
und ID-Dienste des Anrufers.
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Um
eine konsistente und zuverlässige
Kommunikation über
die Signalisierungsnetzwerk-Infrastruktur zu liefern, wurde ein
allgemeines oder Standard-Digitalsignalisierungsprotokoll, welches
als Signaling System 7 (SS7) bzw. Signalisierungssystem 7 bekannt
ist, entwickelt. SS7 ist ein gebräuchliches Kanalsignalisierungssystem
außerhalb
des Bandes, welches gekennzeichnete Nachrichten benutzt, um schaltungsbezogene
Signalisierungsinformation, nicht schaltungsbezogene Signalisierungsinformation,
im Netzwerk vorhandene Datenbankdienstinformation und andere Information,
welche für
den Aufbau von Kommunikationsdiensten benutzt werden kann, zu liefern.
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Aus
der Sicht der Hardware beinhaltet ein SS7-Netzwerk eine Vielzahl
von SS7-Knoten, welche generisch als Signaling Points (SP) bzw.
Signalisierungspunkte bezeichnet werden, welche miteinander unter
Benutzen von Signalisierungsverbindungen verbunden sind, welche
auch als SS7-Verbindungen bezeichnet werden. Wenigstens drei Arten
von SPs werden in einem SS7-Netzwerk
geliefert: Service Switching Points (SSP) bzw. Dienstvermittlungspunkte,
Signal Transfer Points (STP) bzw. Signalübertragungspunkte und Service Control
Points (SCP) bzw. Dienststeuerpunkte.
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Ein
SSP ist normalerweise in Durchgangs- oder Teilnehmervermittlungsstellen
installiert. Der SSP ist in der Lage, sowohl ein Signalisieren im
Band als auch SS7-Signalisieren
zu behandeln. Ein SSP kann eine Teilnehmervermittlung, ein Endamt,
ein Zugriffsdurchgangsamt und/oder ein Durchgangsamt sein. Ein STP überträgt Signalisierungsnachrichten
von einer Signalisierungsverbindunq zu einer anderen. STPs sind
Paketvermittlungen und werden im Allgemeinen als passende Paare
installiert. Schließlich
steuern SCPs den Zugriff auf Datenbanken, wie z.B. die 800er-Nummer-Umsetzung,
die 800er-Nummer-Trägeridentifikation,
die Kreditkartenverifizierung, etc..
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Signalisierungsdatenverbindungen
sind Übertragungseinrichtungen,
welche benutzt werden, um SPs miteinander zu verbinden. Sie sind
spezialisierte bidirektionale Einrichtungen, welche in den USA und
Kanada bei 56 kbps und bei 64 kbps betrieben werden, wenn klare Kanalbefähigung entwickelt
wird. Normalerweise besitzt jede Verbindung eine Paarung der Redundanz
wegen und erhöhte
Netzwerkintegrität.
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Signalisierungsdatenverbindungen
beinhalten Zugriffsverbindungen oder "A"-Verbindungen,
welche SSPs mit STPs verbinden und welche SCPs mit STPs verbinden,
wie dies in 1 gezeigt wird. Brückenverbindungen
oder "B"-Verbindungen werden
benutzt, um gepaarte STPs mit anderen gepaarten STPs zu verbinden,
welche auf der gleichen hierarchischen Ebene sind, wie dies in 2 gezeigt
wird. Querverbindungen oder "C"-Verbindungen verbinden gepaarte STPs
miteinander, wie dies in 3 gezeigt wird. Sie werden für das Durchlaufenlassen
von Nachrichten zwischen STPs benutzt, wenn das Signalisierungsnetzwerk
mit Fehlern behaftet ist.
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Diagonalverbindungen
oder "D"-Verbindungen verbinden
STPs von unterschiedlichen hierarchischen Ebenen, wie dies in 4 gezeigt
wird. Ausgedehnte Verbindungen oder "E"-Verbindungen
verbinden SSPs mit STPs, welche nicht innerhalb ihres zugeordneten
lokalen STP-Bereichs sind, wie dies in 5 gezeigt wird.
Schließlich
verbinden voll zugeordnete Verbindungen oder "F"-Verbindungen
SSPs direkt miteinander ohne STPs, wie dies in 6 gezeigt
wird. 7 ist ein Blockschaltbild eines Zwei-Ebenen-SS7-Netzwerks, welches
eine Zusammenfassung des möglichen
Verbindungseinsatzes beinhaltet.
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SS7
beinhaltet auch ein Netzwerkprotokoll. Als ein Protokoll definiert
SS7 eine Hierarchie oder eine Struktur der Information, welche in
einer Nachricht oder in einem Datenpaket enthalten ist, welches
zwischen SPs eines SS7-Netzwerks über Signalisierungsverbindungen übertragen
wird. Diese interne Datenstruktur wird oft als ein SS7-Protokoll-Stapel bezeichnet,
welcher die folgenden vier SS7-Ebenen beinhaltet:
Ebene 1:
die physikalische Ebene
Ebene 2: die Datenverbindungs-(oder
Verbindungs-)Ebene
Ebene 3: die Netzwerkebene
Ebene 4:
die Benutzerebene
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Die
physikalische Ebene wird auch als die Message-Transfer-Part-(MTP-) bzw.
Nachrichtenübertragungsteil-Ebene
1 bezeichnet und ist die niedrigste oder die am meisten fundamentale
Ebene und ist die erste Ebene, welche benutzt wird, um eine eingehende
Nachricht zu interpretieren und zu verarbeiten. Diese Ebene bestimmt
und/oder liefert die elektrischen Charakteristika, um die digitalen
Daten über
das benutzte Interface zu übertragen.
Nachfolgend auf die Interpretation/Verarbeitung wird die eingehende
Nachricht den Stapel hinauf zu der Datenverbindungsebene durchgelassen.
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Die
Datenverbindungsebene, welche auch als MTP-Ebene 2 bezeichnet wird,
sitzt benachbart und oberhalb der physikalischen Ebene und ist für das Liefern
der SS7-Verbindung
mit der Fehlerdetektierung/-korrektur und dem Liefern der SS7-Nachrichtenpakete
in der richtigen Reihenfolge verantwortlich. Nachfolgend zur Interpretation/Verarbeitung
wird die eingehende Nachricht den Stapel hinauf zu der Netzwerkebene
durchgelassen.
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Die
Netzwerkebene, welche auch als die MTP-Ebene 3 bezeichnet wird,
liegt benachbart und oberhalb der Datenverbindungsebene und ist
verantwortlich für
das Routen des Nachrichtenpakets, die Unterscheidung des Nachrichtenpakets
und die Nachrichtenpaketverteilung. Funktionell bestimmt die Nachrichtenunterscheidung,
an wen das Nachrichtenpaket adressiert ist. Falls die Nachricht
die lokale Adresse des empfangenen SP enthält, wird die Nachricht zur
Nachrichtenverteilung geleitet. Falls die Nachricht nicht an den
lokalen SP adressiert ist, wird sie dann zu der Nachrichten-Leitwegeinrichtung
bzw. -Route-Einrichtung geleitet. Nachfolgend zur Interpretation/Verarbeitung
wird die eingehende Nachricht den Stapel hinaus zu der Benutzerteilebene
laufen gelassen.
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Die
Benutzerteilebene sitzt benachbart oberhalb der Netzwerkebene. Die
Benutzerteilebene kann viele unterschiedliche Teile beinhalten,
wobei ein Transaction Capability Application Part (TCAP) bzw. Umsetzungsfähigkeits-Applikationsteil,
ein ISDN User Part (ISUP) bzw. ISDN-Nutzerteil und ein Signalinq Connection
Control Part (SCCP) bzw. Signalisierungsverbindungs-Steuerteil beinhaltet
sind.
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Bei
der obigen Beschreibung wurde angenommen, dass eine eingehende Nachricht
verarbeitet wird. Eine ausgehende Nachricht wird zu dem Protokollstapel
in umgekehrter Richtung durchgelassen, wobei sie an der Benutzerteilebene
eintritt und von der physikalischen Ebene austritt. 8 stellt
die SS7-Protokollarchitektur
bezogen auf die SS7-Ebenen und relativ zu den Standard-Open-System-Integration-(OSI-)
bzw. Standard-Offenes-System-Integrationsschichten
dar. Die Hardware-Elemente
und Protokolle eines SS7-Netzwerks sind Fachleuten wohl bekannt
und müssen
hier nicht weiter beschrieben werden.
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Ein
STP mit hoher Leistungsfähigkeit
wird von dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung als das Eagle®-STP
vermarktet. Ein Blockschaltbild eines Eagle®-STP
wird in 9 gezeigt. Eine detaillierte
Beschreibung des Eagle®-STP kann in dem Eagle® Feature
Guide PN/9110-1225-01, Rev. B, Januar 1998, veröffentlicht von Tekelec, gefunden
werden. Wie in dieser Publikation beschrieben, beinhaltet ein Eagle®-STP 900 die folgenden
Untersysteme: ein Wartungs- und Verwaltungsuntersystem (MAS) 910,
ein Kommunikationsuntersystem 920 und ein Anwendungsuntersystem 930.
Das MAS 910 liefert Wartungskommunikationen, das Anfangsladen
des Programms, periphere Dienste, Alarmverarbeitung und System-Disks
bzw. -scheiben. Das Kommunikationsuntersystem 920 beinhaltet
einen Interprocessor Message Transport (IMT)- bzw. Interprozessor-Nachrichtentransport-Bus,
welcher der Hauptkommunikationsbus innerhalb aller Untersysteme
in dem Eagle®-STP 900 ist.
Dieses Hochgeschwindigkeits-Kommunikationssystem funktioniert als
zwei 125-Mbps-gegen den Uhrzeigersinn umlaufende, serielle Busse.
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Das
Anwendungsuntersystem 930 beinhaltet Applikationskarten,
welche in der Lage sind, mit den anderen Karten über die IMT-Busse zu kommunizieren. Drei Arten von
Applikationskarten sind gegenwärtig
beinhaltet: ein Link Interface Module (LIM) bzw. Verbindungs-Interface-Modul 950,
welches SS7-Verbindungen und X.25-Verbindungen liefert, ein Application
Communication Module (ACM) bzw. Applikationskommunikationsmodul,
welches ein TCP/IP-Interface über
Ethernet liefert, und ein Application Service Module (ASM) bzw. Applikationsdienstmodul 940,
welches Global Title Translation bzw. globale Titelumsetzung, Gateway-Abtasten und andere
Dienste liefert. Ein Translation Service Module (TSM) bzw. Ubersetzungsdienstmodul
kann auch für
die lokale Nummernportabilität
geliefert werden.
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Das
LIM liefert Ebene-1- und einige Ebene-2-Funktionen auf den SS7-Signalisierungsverbindungen. Das
ACM liefert Zugriff auf einen entfernten Host-Rechner für ein STP-LAN-Merkmal,
welches unten beschrieben wird. Das ACM liefert Zugriff in einer
Richtung von dem STP zu einem fernen Host-Rechner für das STP-LAN-Merkmal. Eine
Verbindung in einer Richtung von dem STP zu einem Host-Rechner wird über ein Ethernet-LAN,
welches das TCP/IP-Protokoll nutzt, geliefert. Schließlich liefert
das ASM zusätzlich
Speicher, welcher zum Speichern der Übersetzungstabellen und der
Abtastdaten benutzt wird. Eine detaillierte Beschreibung des Eagle®-STP
wird in dem oben beschriebenen Feature Guide bzw. Merkmalführer gegeben
und muss hier nicht im Detail beschrieben werden.
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Ein
kurzer konzeptioneller Überblick über das
Eagle®-STP
wird in der Broschüre
mit dem Titel Eagle®-STP Platform, Publication
908-0126-01, Rev. A, Tekelec, 1997, geliefert. Wie darin beschrieben,
ist der Eagle®-STP
ein lokales Flächenetzwerk
mit hoher Kapazität,
mit voller fehlertoleranter Paketvermittlung und in sich abgeschlossen,
um Datennachrichten zwischen einem halben Dutzend bis mehreren Hundert
oder mehr Nachrichtenverarbeitungsmodulen auszutauschen. In der
Eagle®-STP-Systemarchitektur
greifen drei funktionell spezifische Applikationsuntersysteme über Kommunikationsuntersysteme
aufeinanderzu, welche zwei gegenläufig umlaufende 125-Mbit/sec-IMT-Busse
beinhalten. Die Applikationsuntersysteme beinhalten LIMs, welche
SS7- und X.25-Zugriff auf Telekommunikations-Signalisierungsnetzwerke
liefern, ACMs, welche TCP/IP-Zugriff auf Ortsnetzwerke liefern,
und einen MAS, welcher Wartungskommunikation liefert, periphere Dienste-Alarmverarbeitung
und System-Disks. Wie in dieser Broschüre dargestellt, "kommunizieren ACMs
direkt mit externen mit angeordneten Dienstapplikationssystemen über einen
TCP/IP, 10 Mbit/sec. Das LAN-Interface ist auf der Ethernet Interface
Applique (EIA) befestigt. Beispiele von externen Applikationssystemen
beinhalten: einen SCP, welcher nicht mit SS7-Signalisierungsverbindungen
ausgestattet ist, ein Routing- oder Aufladedatenbanksystem, zelluläre/PCS-Heimat- oder Besucherregister
(HLR, VLR), ein Nachrichtenberechnunqssystem, ein Sprache-/Aufzeichnungs/Bildverarbeitungssystem
und andere IN-Dienstknoten und Peripherieanordnungen, welches ein
direktes Interface über
SS7-Signalisierungsverbindungen erfordern." Eine detaillierte Beschreibung des
Betriebs des Eagle®-STP-LAN-Interface-Merkmals, welches aktuell
ein ACM liefert, welches mit einem externen LAN kommuniziert, wird
in der Broschüre
mit dem Titel Eagle® STP STP LAN Interface
Feature, Veröffentlichung
908-0134-01, Rev. B, Tekelec 1997, gegeben. Wie darin beschrieben
wird, "gestattet
das STP-LAN-Interface-Merkmal
das Sammeln von Kopien von SS7-Nachrichten, welche über den den
Eagle®-STP
gehen. Dieses Merkmal zusammen mit dem für den Benutzer vorgesehenen
Datenverarbeitungsgerät
gestattet es, dass der EAGLE Funktionen unterhalb der normalen Signalübertragungspunkt-(STP-)Funktionalität durchführt, wie
z.B. Auditier- und Abrechungsfunktionen, Nachrichtenfangen und -verfolgen
und Protokollkonformitätsberechnung.
Das EAGLE STP-LAN-Interface-Merkmale
gestattet es dem Nutzer, externe Datensammlungs- oder -verarbeitungssysteme
direkt mit dem Eagle®-STP über TCP/IP, 10-Mbits/sec-Ethernet-LAN
zu verbinden. Es gestattet es einem Benutzer, entweder ISUP-Nachrichten, SCCP/TCAP-Nachrichten
oder beide für
das Übertragen
zu dem externen System auszuwählen.
Es fügt
auch einen Zeitstempel hinzu, um die ausgewählten Nachrichten und ihre
Reihenfolge für
das nachfolgende Verarbeiten zu identifizieren". Wie auch in dieser Broschüre gezeigt
wird, ist die Ethernet-LAN-Verbindung eine Verbindung in einer Richtung
von dem ACM zu einem externen Prozessor (Host-Rechner).
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Es
ist auch bekannt, einen Eagle®-STP mit anderen Netzwerken
zu verbinden, wobei andere Verbindungen als SS7-Verbindungen benutzt
werden. Beispielsweise ist bekannt, ein Datenbanktransport-Zugriffsmerkmal
zu liefern, welches Nachrichtensignalisierungseinheiten, welche
von einem X.25-Netzwerk
herrühren,
abfängt.
Siehe dazu die Broschüre
mit dem Titel Eagle® STP Database Transport
Access Feature, Veröffentlichung
908-0136-01, Rev. B, Tekelec, 1997.
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Es
ist auch bekannt, Protokollwandler in Verbindung mit STPs zu benutzen.
Beispielsweise liefert das Eagle®-STP
X.25-Protokollumwandlungsmerkmal das Bilden eines Interface und
die Anschlussmöglichkeit zwischen
Knoten auf einem SS7-Netzwerk und Knoten auf einem X.25-Netzwerk.
Siehe dazu die Broschüre mit
dem Titel Eagle® STP
to SS7-IS.41 Protocol Conversion Feature, Veröffentlichung 908-0125-01, Rev.
B, Tekelec, 1997. In ähnlicher
Weise ist bekannt, ein ANSI-ITU-Gateway-Merkmal zu liefern, so dass
ein Eagle®-STP
in der Lage ist, andere Typen von Signalisierungsnetzwerken miteinander
zu verbinden. Siehe dazu die Broschüre mit dem Titel Eagle® STP
ANSI-ITO Gateway Feature, Veröffentlichung
908-0133-01, Rev. B, Tekelec, 1997.
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Protokollwandler
sind auch für
das Übersetzen
von Protokollen zwischen SS7- und Nicht-SS7-Netzwerken bekannt.
Beispielweise besitzt das Tekelec SS7-Frame Relay Access Device
(FRAD)- bzw. -Zugriffseinrichtung SS7-Protokollinformation zwischen
einem SS7-Netzwerk und einem Frame-Relay-Netzwerk. Siehe dazu die
Broschüre
mit dem Titel SS7-Frame Relay Access Device SS7 Protocol Information
Translator, Veröffentlichung
908-0167-01, Rev. A, Tekelec, 1997.
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Die
Protokollwandlung von SS7-Netzwerken wird auch im US-Patent 5,793,771
von Darland et al. mit dem Titel "Communication Gateway" beschrieben. Dieses
Patent beschreibt ein System und ein Verfahren zur Protokollübersetzung.
Das System beinhaltet ein SS7-Modul zum Senden und Empfangen einer
Vielzahl von eingehenden und ausgehenden SS7-Anfragen und – Antworten.
Das System beinhaltet auch ein eingebundenes Untersystemmodul, welches
mit dem SS7-Modul gekoppelt ist, um die eingehenden SS7-Anfragen
von einem SS7-Protokoll in ein Nicht-SS7-Protokoll zu übersetzen.
Die übersetzten
eingehenden Anfragen werden zu einem Endbenutzer weitergeleitet,
während
sie in dem Nicht-SS7-Protokoll sind. Das eingebundene Untersystemmodul übersetzt
auch jegliche Antworten entsprechend zu den eingehenden SS7-Anfragen
von dem Nicht-SS7-Protokoll
in das SS7-Protokoll. Das System beinhaltet ferner ein nach außen gerichtetes
Untersystemmodul, welches mit dem SS7-Modul gekoppelt ist, um ausgehende
SS7-Anfragen von dem Nicht-SS7-Protokoll in das SS7-Protokoll zu übersetzen.
Die übersetzten
ausgehenden Anfragen werden über
das SS7-Modul über
ein SS7-Netzwerk gesendet. Das nach außen angebundene Untersystemmodul übersetzt
auch SS7-Antworten entsprechend den ausgehenden SS7-Anfragen von
dem SS7-Protokoll
in das Nicht-SS7-Protokoll. Die übersetzten
Antworten entsprechend zu den ausgehenden SS7-Anfragen werden an
einen Endbenutzer weitergeleitet, während sie in dem Nicht-SS7-Protokoll sind.
Siehe dazu auch das US-Patent 5,706,286 von Reiman et al. mit dem
Titel "SS7 Gateway" und das US-Patent 5,640,446
von Everett et al. mit dem Titel "System and Method of Validating Special
Service Calls Having Different Signaling Protocols".
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Unglücklicherweise
können
die dedizierten SS7-Verbindungen, welche einen STP mit anderen SPs
eines SS7-Netzwerkes verbinden, kapitalintensiv und teuer in der
Wartung sein. Da redundante SS7-Datenverbindungen im Allgemeinen
benutzt werden, können
die Kosten für
diese Verbindungen auch kapitalintensiver und teuer zu warten sein.
Diese Kosten können
eine Grenze für
die weitere Ausdehnung von verdrahteten Telefonnetzen und/oder zellulären Telefonnetzwerken
sein.
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Wenn
beispielsweise zelluläre
Service Provider bzw. Dienstanbieter in ein neues geographisches
Gebiet oder einen Markt eintreten, müssen die zellulären Service
Provider im Allgemeinen die Elemente eines zellulären Funktelefonnetzwerkes
mit dem verdrahteten Telefonnetzwerk verbinden, was auch als das Öffentliche
Telefonvermittlungsnetzwerk (PSTN) bezeichnet wird. Deshalb nutzt
eine Verbindung zwischen einem Mobilvermittlungszentrum (MSC), welches
eine Art von SSP ist, und wenigstens einem zugeordneten STP wenigstens
eine SS7-A-Verbindung. Da die meisten SPs an das SS7-Netzwerk über ein
zugeordnetes Paar von STPs angeschlossen sind, kann die Anzahl der
SS7-Datenverbindungen
doppelt so groß sein.
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Ähnliche
Betrachtungen können
für verdrahtete
Service-Anbieter angewandt werden, welche in einen geographischen
Bereich oder Markt eintreten oder expandieren. Die große Anzahl
von SS7-Verbindungen, welche
vorgesehen werden müssen,
kann die Erweiterungskosten für
verdrahtete und nicht verdrahtete Netzwerke erhöhen, wodurch die Verbraucherkosten
erhöht
und/oder der Verbrauchszugriff auf im Wettbewerb stehende Service-Anbieter
reduziert werden.
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In
dem Dokument "Transport
SS7 Signalling Over IP" von
Michael McGrew, 1. November 1988, Internet Draft, IETP XP-002234862,
wird der Transport von SS7-Signalisierungsnachrichten über IP in
einer Weise vorgeschlagen, welche die existierenden SS7-Netzwerkschichten
nutzt, um den "Trägerklasse"-Dienst sicherzustellen,
welcher von den bestehenden Nutzern des SS7 erwartet wird. Das Transportieren
von SS7-Nutzerinformation kann TCP-Verbindungen oder UDP nutzen.
Die SS7-Nutzerinformation,
welche in ihrer Ursprungsform beibehalten wird, kann über IP übertragen
werden und erleichtert diese Kommunikation zwischen Knoten eines
SS7-Netzwerks auf einem IP-Netzwerk oder beides.
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In
dem Dokument
EP 0 853
411 A2 wird ein verteilter Protokoll-Server beschrieben. Ein verteiltes Verarbeitungssystem
beinhaltet den Protokoll-Server, welcher eine Vielzahl von Kunden
dafür freigibt,
das Gebrauchen eines Satzes von Signalisierungssystem-7-(SS7-)Verbindungen
gleichzeitig zu nutzen, welches die Verbindungsabschlussschaltung
für das
Gebrauchen durch die Vielzahl von Kunden zentralisiert und welches den
Zugriff zu oberen Ebenen des SS7-Protokollstapels durch Verteilung
der Verarbeitung auf verschiedene Schichten des Stapels zwischen
dem Protokoll-Server und den Kunden liefert.
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In
dem Dokument US-A-5,793,771 wird ein System und ein Verfahren zur
Protokollübersetzung
beschrieben. Das System beinhaltet ein SS7-Modul zum Senden und
Empfangen einer Vielzahl von eingehenden und ausgehenden SS7-Anfragen
und Antworten. Dadurch beinhaltet das System ein eingebundenes Untersystemmodul,
welches an das SS7-Modul gekoppelt ist, um die eingehenden SS7-Anfragen
von einem SS7-Protokoll in ein Nicht-SS7-Protokoll zu übersetzen.
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In
dem Dokument US-A-5,640,446 wird ein System und ein Verfahren zum
Validieren spezieller Dienstanrufe beschrieben, welche unterschiedliche
Signalisierungsprotokolle besitzen. Das entsprechende Verfahren
ist ein Verfahren zum Freigeben eines ersten Telefondienstes, welcher
für das
Validieren eines Kontos eines Teilnehmers eines anderen Telefon-Service-Anbieters vorgesehen
ist, wenn dieser Teilnehmer einen speziellen Dienstanruf mit dem
ersten Telefon-Service-Anbieter platziert.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte
Systeme und Verfahren für
die Kommunikation von Nachrichten unter Nutzung von STPs zu liefern.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte
Systeme und Verfahren für
die Kommunikation von SS7-Nachrichten zwischen einem STP und anderen
SPs eines SS7-Netzwerks
zu liefern.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte
Systeme und Verfahren für die
Kommunikation von SS7-Nachrichten zwischen einem STP und anderen
SPs eines SS7-Netzwerkes
zu liefern, welches die Kapital- und Wartungsaufwendungen für das Verbinden
eines STP mit anderen SPs eines SS7-Netzwerkes reduzieren kann.
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Diese
und andere Aufgaben werden entsprechend der vorliegenden Erfindung
durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Geräteanspruchs 11 geliefert.
Deshalb wird ein nahtloser Transport von Nachrichten zwischen SS7-Netzwerkelementen
und Internet-Protokoll-(IP-)Netzwerkelementen unter Benutzung eines
STP als Zwischenglied geliefert. Demnach können Nachrichten zwischen einem
ersten SP und einem zweiten SP über
einen STP unter Nutzung des IP geroutet werden. Nachrichten können zwischen
einem SP und einem IP-Knoten über
einen STP unter Nutzung des IP geroutet werden. Nachrichten können auch zwischen
einem ersten IP-Knoten und einem zweiten IP-Knoten über einen
STP unter Nutzung des IP geroutet werden. Demnach kann der STP als
ein Transportmittel für
den Nachrichtentransport zwischen den Knoten eines SS7-Netzwerkes,
zwischen den Knoten eines IP-Netzwerkes und zwischen SS7- und IP-Netzwerken
benutzt werden.
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Entsprechend
können
Nachrichten zu und von einem STP durch das bidirektionale Kommunizieren von
Nachrichten zu und von dem STP unter Nutzung des IP kommuniziert
werden. Die bidirektionale Kommunikation kann zwischen einem ersten
SP und einem zweiten SP eines SS7-Netzwerks über den STP unter Benutzen
des IP stattfinden. Alternativ kann die bidirektionale Kommunikation
zwischen einem SP und einem IP-Knoten über den
STP unter Benutzung des IP stattfinden. In einer anderen Alternative
kann die bidirektionale Kommunikation zwischen einem ersten IP-Knoten
und einem zweiten IP-Knoten über
den STP unter Benutzung des IP stattfinden. Demnach kann der STP
als ein Kommunikations-Router
bzw. als eine Kommunikationsleitwegeinrichtung für Knoten agieren, welche insgesamt
innerhalb eines IP-Netzwerkes,
insgesamt innerhalb eines SS7-Netzwerkes oder zwischen SS7-Netzwerken
und IP-Netzwerken sind.
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Im
Unterschied dazu wird festgelegt, dass ein STP für ein SS7-Netzwerk bidirektional SS7-Nachrichten
zwischen SPs des SS7-Netzwerks überträgt. Ein
STP überträgt auch
bidirektional Nachrichten zwischen SPs des SS7-Netzwerks und IP-Knoten
eines IP-Netzwerks. Ein STP überträgt auch
bidirektional Nachrichten zwischen IP-Knoten des IP-Netzwerks. Es
werden dadurch Multifunktions-STPs geliefert. Bidirektionale Übertragung
von Nachrichten findet vorzugsweise unter Benutzung des Transmission
Control Protocol bzw. Übertragungssteuerprotokolls/Internetprotokolls
(TCP/IP) statt.
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Speziell
werden SS7-Nachrichten bidirektional zwischen einem STP und wenigstens
einem anderen SP eines SS7-Netzwerkes und/oder einem IP-Knoten in
einem IP-Netzwerk kommuniziert, wobei das IP benutzt wird, vorzugsweise
TCP/IP. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
die SS7-Nachrichten
bidirektional zwischen einem STP und wenigstens einem SCP unter
Benutzung des IP kommuniziert. SS7-Nachrichten können auch zwischen einem STP
und wenigstens einem SP und zwischen einem STP und wenigstens einem
zweiten STP, wie z.B. einem zweiten gepaarten STP, kommuniziert
werden, wobei das IP und vorzugsweise das TCP/IP benutzt werden.
Nachrichten können
auch zu und von IP-Knoten und zwischen IP-Knoten unter Benutzung
des STP kommuniziert werden.
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Wie
von Fachleuten verstanden werden wird, sind IP- und IP-basierte Netzwerke
zur Haupttrasse für die
Datenkommunikationsindustrie geworden. Darüber hinaus ist ein IP-Netzwerk
in der Lage, simultan Daten für
mehr als einen Netzwerkknoten zur gleichen Zeit zu transportieren.
Demnach können
viele SPs mit einer einzigen physikalischen IP-Verbindung verbunden werden. Die einzelne
IP-Verbindung, welche Verkehr von vielen SPs trägt, kann an einen STP angeschlossen
sein. Entsprechend kann die Anzahl von physikalischen SS7-Verbindungen,
welche für
das Verbinden eines STP mit einem SS7-Netzwerk erforderlich sind,
in großem Maße reduziert
werden. Da es im Allgemeinen eine begrenzte Anzahl von physikalischen
Verbindungen gibt, welche ein voll ausgestatteter STP liefern kann,
kann darüber
hinaus die Fähigkeit,
das effektive Verhältnis
von Signalisierungsverbindungen pro angeschlossenem SP zu reduzieren,
einen effizienteren Gebrauch von STP-Ressourcen gestatten, was zu
einer signifikanten Kosteneinsparung für den STP führen kann.
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Ein
STP entsprechend der vorliegenden Erfindung empfängt eine SS7-formatierte Nachricht über eine SS7-Verbindung,
wandelt dynamisch oder übersetzt
diese Nachricht in ein TCP/IP-Format und routet die zurückformatierte
Nachricht über
eine zugehörige
IP-Verbindung zu einem Ziel, welches innerhalb eines IP-Netzwerkes
angesiedelt ist. Umgekehrterweise empfängt ein STP auch TCP/IP-formatierte
Nachrichten über
eine IP-Verbindung,
wandelt oder übersetzt
diese Nachricht dynamisch in ein SS7-Format und routet die zurückformatierte
Nachricht über
eine zugehörige
Verbindung zu einem Ziel, welches innerhalb des SS7-Signalisierungsnetzwerkes
angesiedelt ist. Die TCP/IP-formatierten Nachrichten können von
einem SP oder einem IP-Knoten ihren Ursprung haben oder zu ihm geroutet
werden.
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Um
diese Übersetzung
zu erreichen, kann ein STP entsprechend der vorliegenden Erfindung
ein SS7-zu-IP-Kernleistungsmerkmal anwenden, welches die Umsetzung
von SS7-Daten und Diensten gestattet, welche in dem MTP-Protokollstapel
präsentiert
werden, in den IP-Protokollstapel und umgekehrt. Speziell beinhaltet
eine erste SS7-Nachricht, welche von dem STP empfangen wird, eine
SS7-Nachricht-Übertragungsteil-(MTP-)Schicht, eine SS7-Signalisierungsverbindungs-Steuerteil-(SCCP-)Schicht und
eine SS7-Transaktionsfähigkeits-Applikationsteil-(TCAP-)
Schicht. Die MTP-Schicht (SS7-Ebenen 1–3) wird von der ersten SS7-Nachricht
gestreift. Eine IP-Routing-Schicht wird der SSCP-Schicht und der
TCAP-Schicht, welche in der ersten SS7-Nachricht verbleibt, hinzugefügt, um eine
erste IP-Nachricht zu schaffen. Die IP-Routing-Schicht beinhaltet
eine IP-Adresse.
Die erste IP-Nachricht wird an die IP-Adresse über ein IP-Netzwerk übertragen.
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Eine
zweite IP-Nachricht wird von dem IP-Netzwerk empfangen, welche von
einem SP oder einem IP-Knoten stammt. Die zweite IP-Nachricht beinhaltet
eine SS7-SCCP-Schicht, eine SS7-CAP-Schicht und eine IP-Routing-Schicht.
Die IP-Routing-Schicht wird von der zweiten IP-Nachricht gestreift,
und die MTP-Schicht
wird hinzugefügt,
um so eine zweite SS7-Nachricht zu schaffen, welche eine SS7-SCCP-Schicht und
eine SS7-TCAP-Schicht
beinhaltet. Die zweite SS7-Nachricht wird dann an den STP übertragen.
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Die
oben beschriebene Kommunikation gestattet das Übersetzen zwischen dem SS7-Protokoll
und irgendeinem Transportprotokoll in der IP-Domäne, wie z.B. TCP/IP oder UDP/IP.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Übersetzung zwischen SS7 und
TCP/IP. Im Einzelnen wird eine erste SS7-Nachricht von dem STP empfangen.
Die erste SS7-Nachricht
beinhaltet eine SS7-MTP-Ebene, eine SS7-SCCP-Ebene und eine SS7-TCAP-Ebene.
Die MTP-Ebene wird von der ersten SS7-Nachricht gestreift. Die SCCP-Ebene
und die TCAP-Ebene, welche in der ersten SS7-Nachricht verbleiben,
sind in einer TCP-Transportschicht platziert, um eine erste TCP-Nachricht
zu schaffen. Eine IP-Netzwerkschicht wird zu der ersten TCP-Nachricht addiert,
um eine erste TCP/IP-Nachricht zu schaffen. Die IP-Netzwerkschicht
beinhaltet eine IP-Adresse. Die erste TCP/IP-Nachricht wird an die
erste IP-Adresse über
ein IP-Netzwerk übertragen, wobei
der TCP-Transport benutzt wird.
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Eine
TCP/IP-Nachricht wird von dem IP-Netzwerk empfangen, welche von
einem SP oder einem IP-Knoten stammt. Die zweite TCP/IP-Nachricht
beinhaltet eine SS7-SCCP-Ebene und eine SS7-TCAP-Ebene in einer TCP-Transportschicht
und eine IP-Netzwerkebene. Die IP-Netzwerkebene wird von der zweiten IP-Nachricht
gestreift, und die MTP-Schicht wird angefügt, um so eine zweite TCP-Nachricht
zu schaffen, welche die SS7-SCCP-Ebene und die SS7-TCAP-Ebene beinhaltet.
Die TCP-Transportschicht wird von der zweiten TCP-Nachricht entfernt,
um eine zweite SS7-Nachricht zu schaffen, welche eine SS7-SCCP-Ebene
und eine SS7-TCAP-Ebene beinhaltet. Schließlich wird die zweite SS7-Nachricht an den
STP übertragen.
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Vom
Systemstandpunkt aus kann die vorliegende Erfindung als ein SP für ein SS7-Netzwerk
vorgesehen sein. Der SP umfasst einen STP, welcher SS7-Nachrichten
zwischen anderen SPs des SS7-Netzwerks überträgt, und ein STP-IP-Gateway,
welches an das STP angeschlossen ist und vorzugsweise ein Teil dessen ist,
um wenigstens einige der übertragenen
SS7-Nachrichten zwischen dem STP und anderen SPs des SS7-Netzwerkes
unter Nutzung des IP zu kommunizieren. Der STP und das STP-IP-Gateway sind vorzugsweise
in einer einzelnen Einheit integriert.
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Der
STP weist vorzugsweise einen Interprozessor-Nachrichtentransport-(IMT-)Bus
und eine Vielzahl von Verbindungs-Interface-Modulen (LIM) auf, welche
an den IMT-Bus angeschlossen sind. Jeder der LIMs ist mit wenigstens
einem anderen SP des SS7-Netzwerks verbunden. Die LIMs kommunizieren über den
IMT-Bus miteinander, um SS7-Nachrichten zwischen den anderen SPs
des SS7-Netzwerks zu übertragen.
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Das
STP-IP-Gateway weist vorzugsweise ein Datenkommunikationsmodul (DCM)
auf, welches an den IMT-Bus und an ein IP-Netzwerk angeschlossen
ist, um SS7-Nachrichten zwischen SS7 und IP abzubilden und dadurch
SS7-Nachrichten zwischen dem STP und wenigstens einem anderen SP
des SS7-Netzwerks oder
einem IP-Knoten unter Nutzung des IP zu übertragen. Das DCM kann wie
oben beschrieben arbeiten, um die MTP-Schicht abzustreifen und eine
IP-Routing-Schicht und eine optionale TCP-Transportschicht anzufügen und
umgekehrt eine IP-Routing-Schicht und eine TCP-Transportschicht
von den empfangenen Nachrichten abzustreifen, während eine MTP-Schicht addiert
wird, um so SS7-Nachrichten zu schaffen, welche eine SCCP-Ebene
und eine TCAP-Ebene beinhalten. Entsprechend können IP-Verbindungen mit niedrigen
Kosten für
einen STP geliefert werden, um wenigstens eine der SS7-Verbindungen
zu ersetzen und damit ein niedrigeres Kapitalinvestment und niedrigere
Wartungskosten zu gestatten.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1–7 stellen
Signalisierungsdatenverbindungen und SPs eines SS7-Netzwerks dar.
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8 stellt
eine SS7-Protokollarchitektur in Bezug zu den SS7-Ebenen und in
Bezug zu den Standard-Offen-System-Integrations-(OSI-)Schichten
dar.
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9 ist
ein Blockschaltbild eines Eagle®-STP.
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10–14 sind
Blockschaltbilder, welche bidirektionale Kommunikation von SS7-Nachrichten zwischen
einem STP und wenigstens einem der anderen SPs in einem SS7-Netzwerk
unter Nutzung des TCP/IP entsprechend der vorliegenden Erfindung
darstellen.
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15 ist
ein Blockschaltbild eines SP der vorliegenden Erfindung.
-
16 ist
ein Blockschaltbild, welches den bidirektionalen Transport zwischen
den SS7- und IP-Netzwerkelementen darstellt, wobei ein STP entsprechend
der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
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17 und 18 sind
Flussdiagramme, welche die bidirektionale Kommunikation von SS7-Nachrichten
zwischen einem STP und wenigstens einem anderen SP entsprechend
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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19 ist
ein Blockschaltbild eines Eagle®-STP,
welcher ein STP/IP-Gateway beinhaltet, entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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20 und 21 sind
detaillierte Blockschaltbilder, welche bidirektionale Kommunikation über einen Eagle®-STP
entsprechend der vorliegenden Erfindung zum Bearbeiten einer SS7-Anfrage
und einer SS7-Erwiderung zeigen.
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22 ist
eine schematische Darstellung des SS7 für IP-Nachrichtenfluss entsprechend
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Die vorliegende
Erfindung wird nun vollständiger
nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
in welchen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt werden. Diese Erfindung kann jedoch in vielen
unterschiedlichen Formen ausgebildet sein und sollte nicht als begrenzt
auf die Ausführungsformen,
welche hier dargestellt sind, ausgelegt werdend vielmehr werden
diese Ausführungsformen
geliefert, so dass diese Veröffentlichung
sorgfältig
und vollständig
ist und den Umfang der Erfindung voll an die Fachleute vermittelt. Ähnliche
Zahlen beziehen sich auf ähnliche
Elemente darin.
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10–14 sind
Blockschaltbilder, welche die bidirektionale Kommunikation von SS7-Nachrichten zwischen
einem STP und wenigstens einem SCP unter Benutzung des TCP/IP darstellen,
um dadurch SS7-A-Verbindungen mit TCP/IP zu ersetzen. 10 stellt
auch eine bidirektionale Kommunikation zwischen einem STP und einem
SSP unter Nutzung des TCP/IP dar, wobei auch SS7-A-Verbindungen
ersetzt werden.
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11 stellt
eine bidirektionale Kommunikation zwischen STPs, welche auf der
gleichen hierarchischen Ebene sind, dar, wobei die SS7-B-Verbindungen
mit TCP/IP-Verbindungen ersetzt werden. 12 stellt eine
bidirektionale Kommunikation zwischen gepaarten STPs unter Nutzung
von TCP/IP dar, wobei die SS/-C-Verbindungen mit TCP/IP-Verbindungen
ersetzt werden. 13 stellt eine bidirektionale
Kommunikation zwischen STPs unterschiedlicher hierarchischer Ebenen
unter Nutzung der TCP/IP-Verbindungen dar, wobei die D-Verbindungen
mit TCP/IP-Verbindungen
ersetzt werden.
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Schließlich stellt 14 die
bidirektionale Kommunikation von SS7-Nachrichten zwischen STPs und SSPs
dar, welche nicht innerhalb ihres zugehörigen lokalen STP-Bereichs
unter Nutzung von TCP/IP sind, wobei E-Verbindungen mit TCP/IP-Verbindungen
ersetzt werden. Es wird auch von Fachleuten verstanden werden, dass
die TCP/IP benutzt werden kann, um Kombinationen von A-bis E-Verbindungen
durch Kombination einer oder mehrerer der 10–14 zu
ersetzen.
-
15 ist
ein Blockschaltbild eines SP 1500 entsprechend der vorliegenden
Erfindung. Der SP 1500 kann auch als ein "Knoten" eines SS7-Netzwerks
bezeichnet werden. Wie in 15 gezeigt
wird, beinhaltet der SP 1500 einen STP 1510, welcher
Nachrichten zwischen anderen SPs des SS7-Netzwerks überträgt. Der SP 1500 beinhaltet
auch ein STP/IP-Gateway 1520, welches mit dem STP 1510 angeschlossen
ist, um bidirektional wenigstens einige der übertragenen SS7-Nachrichten
zwischen dem STP 1510 und wenigstens einem der anderen
SPs des SS7-Netzwerks
zu kommunizieren, wobei ein IP-Netzwerk und vorzugsweise ein TCP/IP-Netzwerk 1530 benutzt
wird. Das STP/IP-Gateway 1520 ist vorzugsweise ein Bauteil
eines STP 1510. Obwohl das Bauteil getrennt verkauft werden
kann, ist es vorzugsweise als eine oder mehrere Karten eingebaut,
welche in einem STP 1510 integriert sein können. In
einer bevorzugten Ausführungsform,
welche in 15 gezeigt wird, wird das TCP/IP-Netzwerk 1530 benutzt,
um bidirektional SS7-Nachrichten zwischen dem STP 1510 und
einem STP 1540 zu kommunizieren. Jedoch kann eine bidirektionale
Kommunikation auch mit anderen SPs stattfinden, wobei das STP/IP-Gateway 1520 und
das TCP/IP-Netzwerk 1530 benutzt
werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann auch benutzt werden, um nahtlos den Transport
innerhalb der SS7-Netzwerkelemente und innerhalb der IP-Netzwerkelemente
zu liefern. Beispielsweise, wie in
-
15 gezeigt
wird, können
ein SP 1500, welcher einen STP aufweist, und ein STP-IP-Gateway
benutzt werden, um bidirektional SS7-Nachrichten und andere Nachrichten
zwischen einem ersten Signalisierungspunkt SP1 und einem zweiten
Signalisierungspunkt SP2 von zwei getrennten SS7-Netzwerken zu kommunizieren,
wie dies durch den bidirektionalen Pfeil 2210 gezeigt wird.
Außerdem
kann der SP 1500 auch benutzt werden, um bidirektional
SS7-Nachrichten oder andere Nachrichten zwischen einem ersten IP-Knoten N1
und einem zweiten IP-Knoten N2 über
eines oder mehrere IP-Netzwerke zu kommunizieren, wie dies durch den
bidirektionalen Pfeil 2220 gezeigt wird.
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Schließlich, wie
durch die bidirektionalen Pfeile 2230 und 2240 gezeigt
wird, kann der SP 1500 benutzt werden, um SS7-Nachrichten oder
andere Nachrichten zwischen Signalisierungspunkten SP1 und SP2 und IP-Knoten
N1 und N2 zu übertragen.
Demnach kann ein STP, welcher ein STP-IP-Gateway beinhaltet, zu
einer Routing-Einrichtung zum Kommunizieren von Nachrichten innerhalb
von SPs in einem SS7-Netzwerk, zwischen SPS in einem SS7-Netzwerk
und Knoten in einem IP-Netzwerk und innerhalb von Knoten in einem IP-Netzwerk
werden. Dadurch kann ein nahtloser Transport zwischen SS7- und IP-Netzwerkelementen
geliefert werden, wobei ein STP mit einem IP-Gateway benutzt wird.
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Entsprechend
beinhaltet ein STP für
ein SS7-Netzwerk entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung
für Schritte
und liefert diese für
bidirektionales Übertragen
von SS7-Nachrichten innerhalb von SPs des SS7-Netzwerks. Der STP
beinhaltet auch eine Vorrichtung für die Schritte und liefert
diese für
bidirektionales Übertragen
von Nachrichten zwischen SPs des SS7-Netzwerks und IP-Knoten eines
IP-Netzwerks. Der STP beinhaltet auch eine Vorrichtung für die Schritte
und liefert diese zum bidirektionalen Übertragen von Nachrichten innerhalb
von IP-Knoten des IP-Netzwerks. Das bidirektionale Übertragen
findet vorzugsweise unter Benutzen des TCP/IP statt.
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17 und 18 sind
Flussdiagramme, und 19–22 sind
Blockschaltbilder, welche die bidirektionale Kommunikation von SS7-Nachrichten
zwischen dem STP 1510 und wenigstens einem der anderen SPs
eines SS7-Netzwerks, wie z.B. einem STP 1540, durch ein
STP/IP-Gateway 1520 darstellen, wobei ein TCP/IP-Netzwerk 1530 benutzt
wird. Wie von einem Fachmann gewürdigt
werden wird, kann die vorliegende Erfindung als Verfahren, als Systeme
(Geräte)
und/oder Computerprogrammprodukte ausgeführt sein. Entsprechend kann
die vorliegende Erfindung die Form einer gesamten Hardware-Ausführung, die
Form einer gesamten Software-Ausführung oder einer Ausführungsform
annehmen, in welcher Software- und Hardware-Gesichtspunkte kombiniert
werden.
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Es
wird auch verstanden werden, dass einer oder mehrere Blöcke der 17–22 und
die Kombinationen dieser Blöcke
durch Computerprogramm-Instruktionen implementiert sein können. Diese
Computerprogramm-Instruktionen können über einen
Prozessor oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät geliefert
werden, um eine Maschine herzustellen, so dass die Instruktionen,
welche auf dem Prozessor oder einem anderen programmierbaren Datenverarbeitungsgerät ausgeführt werden,
eine Vorrichtung zum Implementieren der in dem Flussdiagrammblock
oder den – blöcken spezifizierten
Funktionen schaffen. Diese Computerprogramm-Instruktionen können auch
in einem von dem Computer lesbaren Speicher gespeichert werden,
welcher einen Prozessor oder ein anderes programmierbares Datenverarbeitungsgerät führen kann,
um in einer ähnlichen
Weise zu funktionieren, so dass die in dem computerlesbaren Speicher
gespeicherten Instruktionen einen Artikel zum Herstellen produzieren,
wobei Instruktionsvorrichtungen beinhaltet sind, welche die Funktionen,
welche in den Flussdiagrammblock oder -blöcken spezifiziert sind, implementieren.
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Entsprechend
unterstützen
die Blöcke
in 17–22 Kombinationen
von Vorrichtungen zum Ausführen
der spezifizierten Funktionen, Kombinationen von Schritten zum Ausführen der
spezifizierten Funktionen und Programminstruktionsvorrichtungen
zum Ausführen
der spezifizierten Funktionen. Es wird auch verstanden werden, dass
jeder Block und die Kombinationen von Blöcken durch Hardware-basierte
Computersysteme mit einem speziellen Zweck implementiert werden
können,
welche die spezifizierten Funktionen oder Schritte ausführen, oder
durch Kombinationen von Hardware und Computer-Instruktionen für einen
speziellen Zwecke.
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Mit
Bezug nun auf 17 wird nun das Kommunizieren
von SS7-Nachrichten
von einem STP zu einem anderen SP eines SS7-Netzwerkes beschrieben, wobei ein STP/IP-Gateway 1520 benutzt
wird. Um eine A-Verbindung zwischen einem STP 1510 und
einem SCP 1540 zu ersetzen, stellt 17 eine
SCP-Anfrage von einem STP 1510 an ein SCP 1540 dar.
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Mit
Bezug nun auf 17 wird am Block 1610 eine
SS7-Nachricht von
dem STP 1510 empfangen. Die SS7-Nachricht beinhaltet eine
SS7-MTP-Ebene, eine SS7-STP-Ebene und eine SS7-TCAP-Ebene. Wie bei
Block 1620 gezeigt wird, wird die MTP von der SS7-Nachricht
gestreift. Wie in Block 1630 gezeigt wird, werden die SCCP-Ebene
und die TCAP-Ebene, welche in der SS7-Nachricht verbleiben, in einer
TCP-Transportschicht platziert, um eine TCP-Nachricht zu schaffen.
Wie in Block 1640 gezeigt wird, wird eine IP-Netzwerkschicht
zu der TCP-Nachricht
hinzugefügt,
um eine TCP/IP-Nachricht zu schaffen. Die IP-Netzwerkschicht beinhaltet
eine IP-Adresse. Schließlich
wird am Block 1650 die TCP/IP-Nachricht an die IP-Adresse über ein
IP-Netzwerk 1530 übertragen,
wobei ein TCP-Transport benutzt wird. Demnach wird eine Anfrage
von dem STP 1510 an den SCP 1540 gesandt, wobei
das TCP/IP-Netzwerk 1530 und ein STP/IP-Gateway 1520 benutzt
werden.
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18 stellt
eine SCP-Antwort von dem SCP 1540 an das STP 1510 dar,
wobei das TCP/IP-Netzwerk 1530 und das STP/IP-Gateway 1520 benutzt
werden, um die SS7-A-Verbindungen zu ersetzen. Wie in Block 1710 gezeigt
wird, wird eine TCP/IP-Nachricht
von dem IP-Netzwerk 1530 empfangen. Die TCP/IP-Nachricht beinhaltet
SS7-SCCP- und TCAP-Ebenen in einer TCP-Transportschicht und einer IP-Netzwerkschicht.
Am Block 1720 wird die IP-Netzwerkschicht von der IP-Nachricht
gestreift, um eine TCP-Nachricht zu schaffen, welche die SS7-SCCP-Ebene
und die SS7-TCAP-Ebene in einer TCP-Transportschicht beinhaltet.
Am Block 1730 wird die TCP-Transportschicht von der TCP-Nachricht entfernt,
um eine SS7-Nachricht zu schaffen, wobei eine SS7-SCCP-Ebene und
eine SS7-TCAP-Ebene beinhaltet sind. Am Block 1740 wird
der MTP hinzugefügt.
Schließlich
wird am Block 1750 die SS7-Nachricht geroutet. Demnach
wird eine SCP-Antwort
von dem SCP 1540 an den STP 1510 gesendet, wobei
das TCP/IP-Netzwerk 1530 und das STP/IP-Gateway 1520 als vielmehr
eine SS7-A-Verbindung genutzt werden.
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19 ist
ein Blockschaltbild eines Eagle®-STP,
welcher ein STP/IP-Gateway 1520 beinhaltet. Wie in 19 gezeigt
wird, beinhaltet ein Eagle®-STP 1810 drei
miteinander arbeitende Untersysteme: Das Wartungs- und Verwaltungsuntersystem
(MAS) 1830, ein Kommunikationsuntersystem, welches ein
Paar von im Gegensinn umlaufenden Interprozessornachrichten-Transport-(IMT-)Bussen 1840 aufweist,
und schließlich ein
Applikationsuntersystem 1850. Das Applikationsuntersystem 1850 kann
eine Vielzahl von Modulen beinhalten. Beispielsweise wird wenigstens
ein Applikationsdienstmodul (ASM) 1852 benutzt, um Übersetzungstabellen
und Abtastdaten für
das Gateway-Abtasten zu speichern. Wenigstens ein Übersetzungsdienstmodul (TSM) 1854,
welches für
globale Titelübersetzung
benutzt wird, kann beinhaltet sein. Schließlich liefert ein Applikationskommunikationsmodul
(ACM) 1856 einen Zugriff in einer Richtung zu einem entfernten
Host-Rechner für
die STP-LAN-Funktionalität. Schließlich liefert
ein Verbindungs-Interface-Modul
(LIM) 1858 ein physikalisches Eingangs/Ausgangsendgerät für zwei SS7-Verbindungen.
Die Architektur eines Eagle®-STP, wie in diesem Abschnitt
beschrieben, ist Fachleuten sehr gut bekannt und muss hier nicht
weiter beschrieben werden.
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Entsprechend
der Erfindung wird ein SCP/IP-Gateway durch Hinzufügen von
wenigstens einem Datenkommunikationsmodul (DCM) 1820 hinzugefügt. Das
DCM führt
ein bidirektionales SS7 zu TCP/IP-Protokollstapelabbildungn durch,
wie vorher beschrieben. Wie in 19 gezeigt,
bildet jedes DCM 1820 ein Interface mit sowohl dem IMT-Bus 1840 als
auch einem zugehörigen
TCP/IP-Netzwerk 1860. Durch das Interface-Bilden mit dem
IMT-Bus 1840 kann eine Hochgeschwindigkeitskommunikation
mit anderen Modulen in dem Eagle®-STP 1810 erhalten
werden.
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20 ist
ein detailliertes Blockschaltbild, welches bidirektionale Kommunikation über einen
Eagle®-STP 1810 entsprechend
der vorliegenden Erfindung zum Verarbeiten einer SS7-Anfrage und
einer SS7-Antwort durch ein TCM 1820 zeigt. In 20 wird
die globale Titelübersetzung
(GTT) nicht gezeigt. In 21 ist
ein Eagle®-STP
mit einem GTT-Unterstützungs-TSM
konfiguriert.
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Mit
Bezug nun auf 20 weisen die LIMs 1858a und 1858b und
das DCM 1820 jeweils Kombinationen von SS7-Funktionen auf,
wobei Nachrichtenbehandlungs-Diskriminierungs(HMDC-)Funktionen,
Nachrichtungsbehandlungs-Verteilungs(HMDT-)Funktionen, Nachrichtenbehandlungs-Überlastungs(HMGC-)Funktionen
und Nachrichtenbehandlungs-Routing(HMRT-)Funktionen beinhaltet sind.
Wie Fachleuten gut bekannt ist, bestimmt eine HMDC-Funktion, ob
eine empfangene MSU für
den STP selbst bestimmt ist und an dem STP verarbeitet werden soll
oder ob die MSU durch den STP zu einem Ziel geroutet wird. Eine
HMDT-Funktion verteilt eine Nachricht, welche für den STP selbst bestimmt ist,
an die geeignete Applikation in dem STP. Eine HMGC-Funktion überwacht,
wenn der SP zu beschäftigt
wird. Überlastungsprozeduren
existieren, um das Problem zu detektieren und dann Lasten abzuwerfen
und zu versuchen, das Problem zu fixieren. Eine HMRT-Funktion bestimmt
die Signalisierungsverbindung, über
welche die ausgehende Nachricht gesandt wird.
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Weiterhin
mit Bezug auf 20 nehme man an, eine SS7-Anfrage 1902 kommt
an dem LIM 1858a an. Die Ebene-2-Verbindungsebene wird
entfernt, und die Nachricht wird in eine Warteschlange 1912a eingereiht.
Der HMDC 1910a bestimmt, dass ein Routen erforderlich ist.
Der HMRT 1916a routet die Nachricht zu dem DCM 1820,
wobei der IMT-Bus 1840 benutzt wird. An dem DCM 1820 bestimmt
eine Applikationsschicht 1940, welche Datenkomponenten
weiter zu einem IP-Wandler 1930 laufen gelassen werden.
Der IP-Wandler 1930 platziert die SCCP-Ebene und die TCAP-Ebene
in einer ECP-Transportschicht und fügt eine IP-Netzwerkschicht,
welche eine IP-Adresse beinhaltet, hinzu. Die Anfrage wird an das
SCP über
das IP-Netzwerk beim Block 1908 gesandt.
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Mit
der Beschreibung der 20 weiter fortfahrend, wird
eine Antwort von dem SCP über
IP beim Block 1906 empfangen. Der IP-Block 1930 streift die IP-Netzwerkschicht
ab und entfernt die TCP-Transportschicht, während er eine MTP-Schicht hinzufügt, um so
eine SS7-Nachricht zu schaffen, welche eine SCCP-Ebene und eine
TCAP-Ebene beinhaltet. Die Ebene-3-Nachrichten werden in einer Warteschlange 1912c aufgereiht
und werden durch einen HMDC 1910b verarbeitet und zu dem
HMRT 1916b durchgelassen. Die Nachricht wird dann zu dem
HMGC 1932 auf dem LIM 1858b weitergeleitet, in
einer Warteschlange 1912b gespeichert, und dann wird die
Antwort beim Block 1904 an den vorgesehenen SP gesandt.
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21 ist ähnlich zu 20,
außer
dass ein TSM 2010 für
die Globale Titelübersetzung
(GTT) hinzugefügt
ist. Ein kurzer Überblick
der GTT wird nun geliefert.
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Jede
SS7-MSU beinhaltet einen Zielpunktcode (DPC) in dem Routing-Label
bzw. in der Routing-Kennung, welche einen speziellen Zielknoten
bezeichnet. Ein SSP beinhaltet eine Datenbank von DPCs, für welche
er einen SS7-Bündelfunk
besitzt, so dass jede MSU an den geeigneten SP übertragen werden kann. Gewisse
Merkmale, wie z.B. CLASS, E800 und LIDB, erfordern den Ursprungs-SSP,
um Adressapplikationen anzusteuern, für die es keinen direkten SS7-Bündelfunk
gibt. Anstatt eine extensive Datenbank von DPCs in jedem SSP zu
besitzen, gestattet SS7, dass die DPC-Datenbanken zentral in den
STPs platziert sind.
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In
einem SS7-Netzwerk ist die Funktion des Bestimmens des Routens einer
MSU basierend auf einer gewählten
Information als GTT bekannt. Wenn ein lokaler Austauschkunde eine
800er-Nummer wählt, benötigt der
lokale Austausch eine bestimmte Information, bevor ein Anruferstellungsaustausch
stattfinden kann, wie z.B. eine Rechnungsinformation, und welcher
Träger
zu nutzen ist. Eine SCCP-Nachricht mit einem TCAP wird an den lokalen
STP für
GTT gesandt. Der lokale STP sucht nach einem Übersetzungstypwert in dem SCCP-Parameter
der Nachricht des Anrufers, welcher die MSU an den richtigen GTT-Tabelleneintrag
in der STP führen
wird. Die Globale-Titel-Digits, auch in dem Parameter der Nachricht
des Anrufers, bestimmen den nächsten
SS7-SP, zu welchem die MSU zu senden ist. Der nächste DPC der SS7-SPs von der
GTT-Tabelle wird in die Routing-Kennung der Nachricht eingefügt. Wenn
die MSU an dem SCP ankommt, wird der Punktcode in dem Adressparameter
des Anrufers der Nachricht von dem SCP benutzt, um die Antwort direkt
zu dem SSP zu routen, welcher die Anfrage hervorbrachte.
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Es
gibt zwei Arten von GTT in einem SS7-Netzwerk: Zwischen-GTT und
End-GTT. Beim Zwischen-GTT führt
das lokale STP das GTT durch und bestimmt den DPC des nächsten SS7-Knotens,
an welchem die MSU zu senden ist, ändert jedoch nicht den Routing-Anzeiger,
da die MSU wieder Global-Titel-übersetzt
wird. Bei dem End-GTT bestimmt der STP den DPC des SCP und die Untersystemnummer
innerhalb des SCP. Der End-GTT-STP führt auch das SCP-Management
durch Austauschen der Untersystemstatus-MSUs mit dem SCP durch.
Diese SCP-Management-MSUs
versetzen den End-GTT-STP in die Lage, den Zustand des SCP und der
Untersysteme, die darin enthalten sind, zu wissen. Der SCP ist auf
Untersysteme für
Applikationen heruntergebrochen, welche durch eine Bellcoredefinierte
Untersystemnummer identifiziert sind, und nachdem das GTT ausgeführt wurde,
kann der STP die MSU, basierend auf der Verfügbarkeit eines Knotens und
des Untersystems, routen.
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Entsprechend
beinhaltet der TSM 2010 der 21 eine
HMRT 1915c, welches die Signalisierungsverbindung bestimmt, über welche
die MSU zu senden ist. Eine SCCP-Routing-Steuerungseinrichtung (SCRC) 2020 führt eine
Globale-Titel-Übersetzung
durch, wobei eine Globale-Titel-Übersetzungsdatenbank 2022 und
eine Abbildungsdatenbank 2024 benutzt werden. Eine SCCP-Management-Funktion
(SCMG) 2026 steuert, wenn die Untersysteme und Dienste
verfügbar
werden, aktualisiert den Routing-Status der Untersysteme und liefert
Tests, um zu detektieren, wenn Untersysteme verfügbar oder nicht verfügbar werden.
Der LNP-QS 2030 führt
einen Datenbanksuchlauf aus, um zu bestimmen, ob eine angerufene
Nummer portiert wurde, und liefert eine Anrufinformation, falls
nötig.
Schließlich
ist das Nachrichten-Relais 2028 für das Weitersenden von Class-,
CNAM- und ISVM-Anfragen
an das Netzwerk verantwortlich, welches die portierte Nummer empfangen
hat und diese nun pflegt bzw. wartet. Jedes der Bauteile des TSM 2010 ist
Fachleuten wohl bekannt und muss hier nicht weiter beschrieben werden.
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Wenn
zusammen mit dem GTT benutzt, wird eine Anfrage 1902 durch
das LIM 1858a verarbeitet. Der HDMC 1910a bestimmt,
dass GTT erforderlich ist. Der HDMT 1910a routet deshalb
die Nachricht vielmehr an das TSM 2010 als an das DCM 1820.
Der SCRC 2020 führt
GTT durch, und die Nachricht wird über das DCM wie oben beschrieben
weitergeleitet. Das DCM sendet und empfängt Anfragen zu und von dem
SCP über
IP, wie oben beschrieben. Das DCM routet die Antwort, und die Nachricht
wird an den HMGC 1932 auf dem übertragenden LIM 1858b weitergeleitet,
wie dies in 20 beschrieben wurde.
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22 ist
eine schematische Darstellung des SS7-zu-IP-Nachrichtenflusses. In 22 werden
zwei SS7-formatierte Anfragen Q1 und Q2 durch den STP 1810''' über einen
herkömmlichen
SS7-LIM 1858 empfangen. Das LIM 1858 bestimmt,
dass diese Anfragenachrichten für
einen STP 1540a oder 1540b bestimmt sind, welche über ein
IP-Netzwerk 1860 angeschlossen sind, und routet sie intern über den
IMT-Bus 1840 jeweils an die DCM-Module 1820a bzw. 1920b.
Die DCM-Module 1820a und 1820b führen die Übersetzung durch
und wandeln die SS7-Anfragen
Q1 und Q2 in TCP/IP-formatierte Pakete 2130a und 2130b,
wobei nur die TCAP- und SCCP-Schichten übertragen werden, wie oben
beschrieben. Die TCP/IP-formatierten Pakete 2130a und 2130b werden
dann über
das IP-Netzwerk 1860 zu ihren jeweiligen Ziel-SCPs 1540a bzw. 1540b gesandt.
-
Die
Ziel-SCPs 1540a und 1540b empfangen und verarbeiten
jeweils die Anfragen und Funkenantworten R1 bzw. R2. Diese Antworten
werden über
das TP-Netzwerk 1860 laufen gelassen, indem nur die TCAP- und
SCCP-Ebenen wie oben beschrieben übertragen werden, und erreichen
schließlich
den Ursprungs-STP 1810''' über die jeweiligen DCM-Module 1820a und 1820b.
Die TCP-IP-formatierten Antworten 2140a und 2140b werden
dann in ein SS7-Format durch die jeweiligen DCMs 1820a und 1820b übersetzt
und intern über den
IMT-Bus 1840 an das geeignete LIM-Modul 1858 und
zurück
zu dem SS7-Netzwerk geroutet. Ein OAM 2110 liefert die
Betriebs-, Verwaltungs- und Wartungsfunktionalität. Diese Funktionalität beinhaltet
den Nutzer-Eingang/Ausgang, Disk-Dienste, Datenbankaktualisierungen
für aktive
Karten und die allgemeine Zugänglichkeit,
um die auf den LIMs, ASMs, etc. ruhende Software zu laden. Ein HSL 2120 ist
eine Hochgeschwindigkeits-Signalisierungsverbindung,
welche entsprechend der Bellcore GR-2878-Kernspezifikation implementiert
ist. Dies ist eine SS7-Verbindung, welche bei einem ATM-physikalischen
Netzwerk im Gegensatz zu einem DSO-physikalischen Netzwerk arbeitet.
Die folgende Tabelle stellt die OSI-Standardschichten dar und vergleicht
die MTP-Verbindungen mit niedriger Geschwindigkeit, die MTP-Verbindungen
mit hoher Geschwindigkeit, herkömmliches
IP und den Betrieb eines DCM entsprechend der vorliegenden Erfindung.
-
-
Obwohl
die Erfindung im Detail mit Bezug auf das Ersetzen von A-Verbindungen
zwischen einem STP und einem SCP durch TCP/IP beschrieben wurde,
können
auch andere SS7-Verbindungen durch TCP/IP-Verbindungen ersetzt werden.
Beispielsweise kann das Implementieren von ISUP-(Anruferstellen/Anrufabbauen-)Funktionalität über einen
Zwischen-IP-Netzwerktransport von ISUP-Daten durchgeführt werden. SS7-formatierte
ISUP-Daten können
in ein TCP/IP-Format übersetzt
und an einen ersten STP gesendet werden, über ein zugehöriges IP-Netzwerk
geroutet werden und gefangen und in das SS7-Format durch einen zweiten
SDP rückübersetzt
werden. Demnach können
die B-Verbindungen zwischen STPs auch durch TCP/IP-Verbindungen
ersetzt werden. Andere Verbindungen können auch ersetzt werden. Unterschiedliche
Abtaststrategien zwischen SS7-Verbindungen und TCP/IP können vorprogrammiert
werden und/oder vom Nutzer über
ein menügetriebenes
Display ausgewählt
werden. Alternativ können
unterschiedliche Abtaststrategien periodisch versucht werden. Die
Strategie, mit welcher man im Durchschnitt am schnellsten einen
Kanal in unterschiedlichen Signalumgebungen findet, kann als die
bevorzugte Strategie ausgewählt
werden, wenn diese Signalumgebung mit im Spiel ist.
-
In
den Zeichnungen und in der Spezifikation wurden typische bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung veröffentlicht,
und obwohl spezielle Terme angewendet werden, werden sie nur in
einem generischen und beschreibenden Sinn verwendet und nicht zum
Zwecke der Eingrenzung, wobei der Umfang der Erfindung in den folgenden
Ansprüchen
festgelegt ist.