WO2000024205A1 - Verfahren zur steuerung von netzelementen - Google Patents

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WO2000024205A1
WO2000024205A1 PCT/DE1999/003277 DE9903277W WO0024205A1 WO 2000024205 A1 WO2000024205 A1 WO 2000024205A1 DE 9903277 W DE9903277 W DE 9903277W WO 0024205 A1 WO0024205 A1 WO 0024205A1
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WO
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network
network elements
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basic
function
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PCT/DE1999/003277
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Inventor
Jan Hamann
Thomas Werner
Umesh Bhavsar
Ralf Rieken
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q3/00—Selecting arrangements
    • H04Q3/0016—Arrangements providing connection between exchanges
    • H04Q3/0062—Provisions for network management

Definitions

  • the invention relates to a distributed operating system for
  • the object of the invention is to provide a solution of how the network elements distributed in the network can be controlled in an adaptable network architecture and the offering of value-added services across networks and separated by providers can be made possible.
  • the above-mentioned disadvantages of the technology of intelligent networks are to be avoided.
  • a physical basic network is a homogeneous network such as the telephone network (POTS, Piain Old Telephone Service) for the analog transmission of data such as voice, an ISDN network (Integrated Services Digital Network) for digital transmission, the mobile phone network, or that Internet, which in turn is composed of individual networks.
  • POTS Telephone Network
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • a NetzJ et eijber is responsible for such a basic network.
  • a basic network service is a basic service as it is made available to the user by the physical basic network, for example voice transmission with POTS or with ISDN the x Bearer Services,
  • a Netzschti on the other hand is required to operate the network and its services, but it is not directly visible to a user of network services. These include traffic monitoring or routing.
  • a network service is composed of network basic services and possible additions (for example the ISDN service).
  • An integrated value-added service is a network service, which in turn can also be composed of network services of various basic physical network services. This can be offered by the network operator or by a so-called service integrator.
  • An application also means the so-called application layer, in which the (previously neutral)
  • Network services and value-added services adapted to the respective needs of the service provider and the service user to Example regarding the charging and tariffing of services.
  • a basic function is an additional function introduced by a new, expanded network architecture. It enables, for example, access to a basic physical network or the distribution of calls from network services and functions distributed throughout the network.
  • Neighboring network elements are understood to be those that are at a logical level of the network architecture used.
  • an underlying network element is at least one hierarchy level below the network element above it.
  • the operating system controls a data and communication network consisting of different underlying physical basic networks.
  • These basic networks consist of network elements which offer various network (basic) services and network functions and which can be controlled with system-specific calls.
  • higher-level network elements that are equipped with special operating system components and that perform basic functions that are independent of the physical subnetworks, such as access to the physical basic networks, the distribution of calls to basic network services and the implementation of the calls in the corresponding system-specific formats Interfaces).
  • These higher-level network elements can be part of the existing physical networks or independent network elements.
  • the interfaces that enable access to the basic physical services can be used on the system-independent dependent page must be disclosed, ie for example in the form of standardization of a uniform access format.
  • This structure of the data and communication networks distributes the control of network basic services, network services and value-added services to the network elements by exchanging information necessary for cooperation.
  • the structure of the network elements can be the same or different. This avoids the problems of centralized control that exist in an intelligent network (reliability, availability, "bottleneck” ", fault tolerance). Furthermore, it is possible to integrate different network basic services from different physical basic networks.
  • the introduction and removal of individual network elements or entire physical basic networks should be possible without any problems. Therefore, the information that is stored in the network elements (in particular in the higher-level network elements) in order to enable coordination of the function and service calls is regularly updated and distributed to the neighboring network elements. This applies not only to the introduction of new services and basic networks (also independent of the manufacturer), but also to the modification of existing services and basic networks. This functionality creates flexibility, which is a prerequisite for the introduction of ever new value-added services (in particular those consisting of combinations of network basic services from different physical basic networks).
  • the distributed operating system can control the network elements according to the client-server principle.
  • Each network element is intended both as a client and can also work as a server, which is ensured by a uniform structure of each network element. This makes it possible to transport function and service calls through the network and to have the most suitable network element process the calls. It is also possible that network services and functions could be performed by several network elements.
  • An application call can be distributed. It may be necessary to break it down into sub-functions or services beforehand.
  • the operating system controls the execution of the service and function calls based on information available in the network elements about which network element has which functionalities. For this purpose, the calls are routed to the appropriate network elements.
  • the information about the capabilities of the network elements distributed over the network elements is continuously updated by generating messages from network elements affected by changes, which are then distributed in the network and evaluated by the other network elements,
  • Every network element in the network can make routing decisions (no central one
  • Control of route selection - Multi-path routing, ie a distribution of the function and service calls over several paths, so that in some cases a multiple execution of the call can be triggered in different network elements. This increases the throughput (the fastest way) and the redundancy, and thus the fault tolerance,
  • An application call is first split up into sub-function and sub-service calls and forwarded (possibly even over several abstraction levels) and only then afterwards in basic network functions and services that can be carried out.
  • Link state routing i.e. H. only the routing information (network map) that describes changes to network element capabilities is sent. This reduces the data flow, which is necessary for administration purposes.
  • the operating system can be constructed in 3 layers:
  • the various layers implement different tasks and are active differently in the network elements, depending on whether a client or server role is assumed, although they are similar in all network elements.
  • the application layer provides the applications, which are also called applications. This layer is only active if the network element acts as a client.
  • the middle layer service development and provision layer, also service development layer
  • Network elements stored information relating to the network, in a suitable manner, d. H. with the required parameters in the system-specific format of the basic physical networks, - resource and performance management,
  • the operating system can control each network element as both a client and a server, depending on whether the network element is the requesting or executing network element. Depending on the function just taken, the service development and provision layer is also different.
  • interface manager Operating an interface (interface manager), whereby this interface accepts system-independent service and function calls and then translates them into the corresponding system-dependent calls (depending on the base network) pass them on to the appropriate system-specific transport mechanisms. Furthermore, the information necessary for the routing of function and service calls is maintained here. - Offering frequently required basic services (e.g. address conversion, data replication, database management),
  • - Server-specific transport mechanism depending on the network elements of the underlying basic network, - Server-independent (default) transport mechanism for communication between neighboring network elements, e.g. B. within the application layer.
  • this function call is converted into the system-specific format of the corresponding base network and for the connected network element of the basic network for execution.
  • each network element (server) in the network updates information for the update of the server-specific transport mechanisms and distributes them to other network elements (clients) whose interfaces and other information, such as routing tables) are adapted in these network elements.
  • this call is transferred to a standard transport mechanism. This then ensures that the function call is forwarded in a suitable manner to network elements which receive and execute these calls as servers or ensure that they are processed as clients.
  • the network element If the network element is currently working in the executing mode (as a server), the following functionalities are active in the service development and provision layer:
  • the network functionality includes the following tasks for executing the function and service calls:
  • the network operating system can structure the entire telecommunications network in several layers, the functional network domains. These network domains determine the type of application calls in partial function and partial service calls etc. This principle enables the hierarchical routing already mentioned.
  • each network element Since the information about the capabilities of the network elements is exchanged in hierarchical layers, each network element only requires knowledge of the functional capabilities of a limited number of network elements. Depending on the requirements regarding processing time and processing time Call speeds can be selected in the network element (acting as a client) different network elements (which can be considered as servers) and the associated server-specific transport mechanisms can be addressed in order to optimize processing times and network throughput times.
  • the functional domains can, for example, be based on the existing basic networks, or also on different organizational structures or network operators.
  • the network domains can in turn consist of core network elements and
  • the core network elements are essentially responsible for executing the application requests and service and function calls.
  • Circumstances are to be avoided under which calls can no longer be executed with the required quality of service (bandwidth, time, etc.).
  • application requests and service and function calls can be prioritized and assigned to the various executing network elements in accordance with the available resources.
  • a dynamic update of the routing tables and thus a constant update of the type, scope and location of the network functions, network services and network resources available in the network is necessary.
  • Standard network elements perform functions of recognizing and classifying as well as routing for those service and function calls that could not be carried out by a core network element. For this, e.g. B.
  • the following mechanisms for handling calls are necessary: Forwarding the call to a network domain with the corresponding service and function class
  • Standard network elements also perform access control functions for network domains, e.g. B. in cases where there are particular restrictions on the execution of applications, functions and services. The calls are allowed, rejected or given a priority.
  • FIG. 1 shows an example of a distributed network architecture with different underlying physical communication and data networks
  • FIG. 2 also shows a distributed network architecture that has been divided into 3 logical layers
  • FIG. 3 shows a network element that communicates with a basic physical network using a server-specific transport mechanism
  • FIG. 4 one coming from a client's API manager
  • FIG. 5 shows the structure of a network element from the client's perspective
  • FIG. 6 shows the structure of a network element from the server perspective
  • FIG. 7 shows an exemplary distributed network architecture with two underlying physical networks and a service provider. Limitations in the figures / exemplary embodiments are not mandatory for the invention.
  • Figure 1 shows schematically a distributed network architecture, which manifests itself in 3 layers.
  • NT bottom layer
  • CN data networks
  • MN communication networks
  • the middle layer (PT) now shows the distributed network architecture, which is established ⁇ above the physical networks (NT) and is used for service integration.
  • the individual physical networks are each connected to a data network (2) via at least one connection (1) and a suitable interface in a network element (3).
  • the representation of the data network as a ring is only one possibility, the structure of the data network is not important for the invention.
  • This data network contains the essentially identical, distributed network elements (3, 5) which can be adapted to their performance requirements. Individual network elements (5) can also be used exclusively to control the network by providing the services and functions required for this. Other network elements (3) perceive communication and cooperation with the underlying physical networks (NT) and provide the interfaces required for this. The cooperation and the exchange of information (for example for the registration of network elements, services and functions) is controlled by the distributed network operating system (6). This resides in the individual network elements (3, 5). In the top ⁇ layer '(RT) are the networks or network elements of the service providers and integrators who look after the customer. These are also connected to the data network via suitable interfaces (4). About this the information required for this (for user authentication, administration of the services, billing for the use of services, etc.) is exchanged. This can be done via system-independent interfaces, which ensures a significant simplification of communication between different service providers and service integrators.
  • Figure 2 shows another possible structure of a distributed network architecture.
  • several networks arranged in parallel are possible on each level (PT1, PT2) and (PSTN1, MN, PSTN2, Internet).
  • NT Several similar basic networks (NT) can be accessed in a subordinate manner (PSTN1 and PSTN2), such as landline networks from different countries or operators.
  • PSTN1 and PSTN2 Several similar basic networks (NT) can be accessed in a subordinate manner (PSTN1 and PSTN2), such as landline networks from different countries or operators.
  • FIG. 3 describes a call to an application which is made by the user of a value-added service.
  • This application call is then first broken down into several sub-functions and services (sub-function 1, sub-service 2) in the network element.
  • the network element determines that it is connected directly to the underlying base network, which has the required functions and services (function a,
  • Network element 1 transmits the function calls to the underlying basic network (PSTN) via the system-dependent interface (1).
  • PSTN basic network
  • the directly connected network element can then make several of these calls (function a,
  • Service c execute and route the other calls (service b) to an adjacent network element, which offers the required functionality (see also FIG. 4).
  • Figure 4 shows a section of the new architecture, which is superior to the physical networks.
  • network elements (NN1 - NN4, network node, network element) are shown, which are connected via a data network and exchange function and service calls and information, controlled by a distributed network operating system.
  • An API manager residing in one of the network elements (client) routes calls of network functions and services belonging to applications to the executing network elements (NN b, c, d). For this purpose, the API manager provides the necessary routing information across the network. This information is exchanged between the network elements and kept consistent.
  • Resources distributed across the network can thus be used. This enables load sharing, for example, by addressing the same functions in several network elements.
  • the example shown in the figure contains a call that contains several partial calls (x, y, z).
  • the first network element addressed cannot process the partial call because it does not provide the required functions or its capacity is already fully utilized.
  • a network element (NN2) takes over the processing of functional part (x)
  • network element (NN3) takes over the processing of (y)
  • network element (NN4) takes over the processing of (z).
  • the routing of the individual partial services and functions to the processing network elements can be controlled by various criteria. The existence of the required functions and services and the workload are examples here of the individual network elements. Another criterion can be the length of the path to the processing node, other criteria are conceivable.
  • FIG. 5 shows the functional structure of a network element as a client.
  • the top application layer is only formed in the client.
  • Application calls (3 r ⁇ party application) are broken down into function and service calls and processed further.
  • the service development and service delivery layer consists of an interface manager (interface manager), e.g. B. an API (Application Programming Interface) manager, which takes on the following tasks: - provide a number of system-independent open interfaces,
  • Frequently required services and functions are also processed (basic services). This includes, for example, address conversion, data management, monitoring.
  • the function or service call is passed directly to a responsible network element in a basic network for processing.
  • the call format used depends on the underlying base network, e.g. B. MAP.
  • the call is forwarded to a neighboring network element, which in turn breaks it down if necessary, transfers it to a basic network for execution or forwards it to an adjacent network element.
  • the network element functional layer (NEF) is the physical interface for the transport of calls and information to neighboring network elements.
  • Figure 6 shows the functional structure of a network element as a server.
  • the application layer is not developed here.
  • the (service development and provision) has the following tasks for the functioning of the network element:
  • the third layer (NEF, network element functional layer) is responsible for executing the function and service calls, in particular:
  • a user (71) obtains a value-added service, which consists of a fixed network and a mobile service.
  • the services are provided by two different network operators (PSTN, 77a) and (MN, 76a).
  • the service provider stores and administrators in his customer care center (ABC, administration, billing, customer care center) the customer profile and carries out billing of the value-added services sold (72a ' .
  • the service provider uses an interface (72) (for example, through an API , Application Programming Interface, realizes) the relevant information, such as customer Identification, landline number, mobile phone number, service profile, forwarded from the service provider to the service integrator for the purchase of the respective service.
  • the service integrator uses a network element (74) to control the corresponding network elements (73, 75) that are connected to the physical networks of the network operators and that operate the interfaces (76, 77) that are suitable for this purpose. These interfaces are tailored to the system-specific requirements of the respective physical network.
  • the network operator If the user (71) has not yet been activated by the network operator, this is done by the network operator executing the service integrator's request. The necessary basic services and features are discontinued. The successful establishment of the user as a service subscriber is reported by the network operator to the service integrator and from there back to the service provider (according to the transaction principle).
  • a suitable network element (73 or 75) of the service integrator receives this feedback, evaluates it and, based on the value-added service requested by the service provider, determines further required services and functions and thus network elements (73 or 75). Then it forwards the necessary information via the connecting network (2) to the network elements (73, 75) involved. After processing the received information, these in turn forward the still existing requirements to the corresponding network elements of the network operators, which are located in (MN) or (PSTN).
  • the service integrator confirms the complete release of the value-added service for a customer ID via the interface (72) to the service provider, that the customer from this release, e.g. B. via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via the customer service representative (CCP, Customer Contact Point) via
  • Interface (72a) notified.
  • This enables the customer to use the value-added service.
  • Usage-dependent information which is determined on the basis of the use of the basic services in the network elements of the network operators, is first forwarded to the service integrators via the interface (76, 77).
  • This information is collected in the network elements (73), (75), (74) in accordance with the integrated value-added services made available to the service provider, provided with an identifier (user ID, service ID) and sent to the customer care center (ABC ) forwarded via an interface (72).
  • the service provider is now able to assign, evaluate and bill the information received to the respective customer profile (8).

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verteiltes Betriebssystem zur Steuerung von Netzelementen in einem Daten- oder Telekommunikationsnetz. Das erfindungsgemäße Betriebssystem steuert ein Daten- und Kommunikationsnetz, bestehend aus unterschiedlichen, unterliegenden, physikalischen Basisnetzen. Diese Basisnetze bestehen aus Netzelementen, welche verschiedene Netz(basis)dienste und Netzfunktionen anbieten, und mit systemspezifischen Aufrufen gesteuert werden könnnen. Entsprechend dazu existieren übergeordnete Netzelemente, welche mit speziellen Betriebssystemkomponenten ausgestattet sind und von den physikalischen Teilnetzen unabhängige Grundfunktionen ausführen, wie den Zugang zu den physikalischen Basisnetzen, die Verteilung der Aufrufe von Netzbasisdiensten und die Umsetzung der Aufrufe in die entsprechenden systemspezifischen Formate.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Steuerung von Netzelementen
Die Erfindung betrifft ein verteiltes Betriebssystem zur
Steuerung von Netzelementen in einem Daten- oder Telekommunikationsnetz.
Für die Netzbetreiber von Telekommunikationsnetzen wird es immer wichtiger, daß sie den Netz-Benutzern neben einfachen Basisdiensten, wie der Übertragung von Sprache oder Daten, sogenannte Netzdienste oder auch (integrierte) Mehrwertdienste bieten können. Darunter versteht man die Kombination und Erweiterung der Basisdienste, zum Beispiel die eindeutige Nummer in verschiedenen Netzen (Universal Personal Number, Festnetz und Mobilnetz) , eiterleitungs- und Anrufbeantworterfunktionen im Netz und vieles andere mehr.
Eine bereits bekannte technische Lösung ist das sogenannte Intelligente Netz, welches zentral von einem Netzelement, dem sogenannten SCP (Service Control Point) , gesteuert wird. Diese ist in der Protokollsuite Q.12xx der ITU hinreichend beschrieben.
Ein wesentlicher Nachteil der Technik der Intelligenten Netze ist insbesondere die große Abhängigkeit von dem zentralen
Netzelement. Der sehr konstenintensive Einsatz von einerseits leistungsstarker und ausfallsicherer Hardware und andererseits sogenannter ^Backup' Systeme, also eine Verdopplung der wichtigsten Elemente des Systems (Hardware und Software) ist notwendig, um die im laufenden Betrieb benötigte Ausfallsicherheit zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung anzugeben, wie die im Netz verteilten Netzelemente in einer anpassungsfähigen Netzarchitektur gesteuert werden können und das Anbieten von Mehrwertdiensten netzübergreifend und nach Anbietern getrennt ermöglicht werden kann. Dabei sollen die oben genannten Nachteile der Technik der Intelligenten Netze umgangen werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein verteiltes Betriebssystem gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen technischen Lehre.
Unter einem physikali schen Basisnetz versteht man ein homogenes Netz wie zum Beispiel das Telefonnetz (POTS, Piain Old Telephone Service) zur analogen Übertragung von Daten wie Sprache, ein ISDN-Netz (Integrated Services Digital Network) zur digitalen Übertragung, das Mobiltelefonnetz, oder das Internet, welches wiederum selber aus einzelnen Netzen zusammengesetzt ist. Ein NetzJ et eijber ist verantwortlich für ein solches Basis- netz.
In den folgenden Auführungen werden verschiedene Bezeichnungen für Funktionen und Dienste verwendet:
- ein Netzbasisdienst ist ein Basisdienst, wie er von den physikalischen Basisnetz dem Benutzer zur Verfügung gestellt wird, etwa Sprachübertragung bei POTS oder bei ISDN die xBearer Services' ,
- eine Netzfunkti on dagegen wird zum Betrieb des Netzes und seiner Dienste benötigt, sie ist jedoch für einen Benutzer von Netzdiensten nicht direkt sichtbar. Hierzu gehören etwa Verkehrsüberwachung oder Routing.
- Ein Netzdienst ist zusammengesetzt aus Netzbasisdiensten und möglichen Ergänzungen (zum Beispiel der ISDN Dienst) .
- Ein integrierter Mehrwertdienst ist ein Netzdienst, der seinerseits wieder aus Netzdiensten auch verschiedener physikalischer Basisnetzdienste zusammengesetzt sein kann. Dieser kann von dem Netzbetreiber angeboten werden, oder auch von einem sogenannten Dienstintegrator.
- Unter einer Applikation versteht man auch die sogenannte AnwendungsSchicht, hierbei werden die (zuvor neutralen)
Netzdienste und Mehrwertdienste an den jeweiligen Bedarf des Diensteanbieters und des Dienstbenutzers angepaßt, zum Beispiel bezüglich der Vergebührung und Tarifierung von Diensten.
- Die Kommunikation mit den physikalischen Basisnetzen erfolgt über den Aufruf von Netzfunktionen, Netz- und Netzba- sisdiensten in dem jeweiligen systemspezifischen Format . Damit sind z. B. INAP (Intelligent Network Application Part), SS7 (Signalling System No 7) oder MAP (Mobile Application Part) gemeint.
- Eine Grundfunktion ist eine zusätzliche, durch eine neue erweiterte Netzarchitektur eingeführte, Funktion. Sie ermöglicht etwa den Zugang zu einem physikalischen Basisnetz oder die Verteilung der Aufrufe von den im Netz verteilten Netzdiensten und -funktionen.
- Unter benachbarten Netzelementen versteht man solche, die sich in einer logischen Ebene der verwendeten Netzarchitektur befinden. Dagegen ist ein unterli egendes Netzel ement mindestens eine Hierarchieebene unter dem darüberliegenden Netzelement .
Das erfindungsgemäße Betriebssystem steuert ein Daten- und Kommunikationsnetz, bestehend aus unterschiedlichen, unterliegenden, physikalischen Basisnetzen. Diese Basisnetze bestehen aus Netzelementen, welche verschiedene Netz(basis)- dienste und Netzfunktionen anbieten, und mir systemspezifi- sehen Aufrufen gesteuert werden können.
Entsprechend dazu existieren übergeordnete Netzelemente, welche mit speziellen Betriebssystemkomponenteπ ausgestattet sind und von den physikalischen Teilnetzen unabhängige Grundfunktionen ausführen, wie den Zugang zu den physikalischen Basisnetzen, die Verteilung der Aufrufe von Netzbasisdiensten und die Umsetzung der Aufrufe in die entsprechenden systemspezifischen Formate (zur Verfügung stellen der Schnittstellen) . Diese übergeordneten Netzelemente können Bestandteil der vorhandenen physikalischen Netze sein oder auch eigen- ständige Netzelemente.
Die Schnittstellen, weiche den Zugang zu den physikalischen Basisdiensten ermöglichen, können dabei auf der systemunab- hängigen Seite offengelegt sein, d. h. beispielsweise in Form von Standardisierung eines einheitliches Zugriffsformates.
Dieser Aufbau der Daten- und Kommunikationsnetze verteilt die Steuerung der Netzbasisdienste, Netzdienste und Mehrwertdienste auf die Netzelemente, indem für die Zusammenarbeit notwendige Informationen ausgetauscht werden. Die Netzelemente können in ihrer Struktur gleichartig oder unterschiedlich sein. Dadurch werden die Probleme der zentralisierten Steuerung, wie sie in einem Intelligenten Netz existiert (Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, „Flaschenhals"", Fehlertoleranz) umgangen. Weiterhin ist eine Integration von verschiedenen Netzbasis- diensten unterschiedlicher physikalischer Basisnetze möglich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Einführen und Entfernen von einzelnen Netzelementen oder ganzen physikalischen Basisnetzen soll problemlos möglich sein. Daher werden die Informationen, welche in den Netzelementen (insbesondere in den übergeordneten Netzelementen) gespeichert sind, um eine Koordination der Funktions- und Dienstaufrufe zu ermöglichen, regelmäßig aktualisiert und an die benachbarten Netzelemente verteilt. Dies betrifft nicht nur die Einführung von neuen Diensten und Basisnetzen (auch herstellerunabhängig) , sondern auch die Änderung von bereits vorhandenen Diensten und Basisnetzen. Diese Funktionsweise schafft eine Flexibilität, die Voraussetzung ist für die Einführung immer neuer Mehrwertdienste (insbesondere solcher, bestehend aus Kombinationen von Netzbasisdiensten verschiedener physikalischer Basisnetze) .
Zur verteilten Ausführung von Funktionen kann das verteilte Betriebssystem die Netzelemente nach dem Client-Server-Prinzip steuern. Jedes Netzelement soll sowohl als Client als auch als Server arbeiten können, was durch einen einheitlichen Aufbau jedes Netzelementes sichergestellt wird. Dies ermöglicht es, Funktions- und Dienstaufrufe durch das Netz zu transportieren und das jeweils am besten geeignete Netzelement die Aufrufe bearbeiten zu lassen. Dabei ist es auch möglich, daß Netzdienste und -funktionen von mehreren Netzelementen ausgeführt werden könnten.
Ein Applikations-Aufruf kann verteilt ausgeführt werden. Da- für kann es notwendig sein, ihn zuvor in Teilfunktionen bzw. -Dienste zu zerlegen.
Die Ausführung dieser Funktionen und Dienste steuert das Betriebssystem, indem die betroffenen Netzelemente über die definierten, systemunabhängigen, offenen Schnittstellen die Funktions- und Dienstaufrufe entgegen nehmen und in systemspezifische Aufrufe umsetzen. Dadurch werden einzelne Funktionen in solcher Art verfügbar gemacht, daß aus Netzbasisdiensten und -funktionen verschiedener physikalischer Basisnetze integrierte Mehrwertdienste gebildet werden können.
Das Betriebssystem steuert die Ausführung der Dienst- und Funktionsaufrufe aufgrund von in den Netzelementen vorhandenen Informationen darüber, welches Netzelement welche Funktionalitäten besitzt. Die Aufrufe werden hierfür zu den ent- sprechenden geeigneten Netzelementen geleitet.
Dazu können verschiedene Prinzipien der Wegewahlverfahren einzeln oder gemeinsam angewendet werden, wie z. B.:
- dynamisches Routing, d. h. die auf die Netzelemente verteilten Informationen über die Fähigkeiten der Netzelemente werden laufend aktualisiert, indem von durch Änderungen betroffenen Netzelementen Meldungen erzeugt werden, welche dann in dem Netz verteilt und von den anderen Netzelementen ausgewertet werden,
- verteil tes Routing, d . h. jedes im Netz befindliche Netz- element kann Wegewahlentscheidungen treffen (keine zentrale
Steuerung der Wegewahl) , - Multi -Pfad Routing, d. h. eine Verteilung der Funktionsund Dienstaufrufe über mehrere Wege, so daß teilweise auch eine mehrfache Ausführung des Aufrufes in verschiedenen Netzelementen angestoßen werden kann. Dies erhöht den Durchsatz (der schnellste Weg) und die Redundanz, und damit die Fehlertoleranz,
- hierarchisches Routing, d. h. ein Applikationsaufruf wird zuerst in Teilfunktions-und Teildienst-Aufrufe aufgespalten und weitergeleitet (unter Umständen sogar über mehrere Ab- straktionsebenen) und erst danach in Netzbasisfunktionen und -dienste, die ausgeführt werden können,
- Link-State-Routing, d . h. es wird nur diejenige Information zur Wegewahl (Netzabbild) gesendet, die Änderungen zu Netzelement-Fähigkeiten beschreibt. Dies senkt den Datenfluß, der zu Administrationszwecken notwendig ist.
- Funkti onsklassen Routing, d. h. Aufrufe werden bezüglich ihrer Abarbeitung priorisiert, z. B. nach erlaubter zeitlicher Verzögerung, gefordertem Durchsatz und geforderter Verfügbarkeit.
Das Betriebssystem kann nach einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung in 3 Schichten aufgebaut sein:
- Anwendungεschicht (Application Layer)
- Dienstentwicklungs- und -bereitstellungsschicht (Service Development Layer)
- Netzelement-Funktionsschicht (Network Element Functionality Layer) .
Die verschiedenen Schichten realisieren dabei unterschiedliche Aufgaben und werden in den Netzelementen unterschiedlich aktiv, je nachdem ob eine Client- oder eine Server-Rolle übernommen wird, obwohl sie gleichartig in allen Netzelementen ausgeprägt sind.
Die Anwendungsschicht stellt die Anwendungen, welche auch Ap- plikationen genannt werden, zur Verfügung. Diese Schicht ist nur in dem Fall aktiv, wenn das Netzelement als Client agiert. Die mittlere Schicht (Dienstentwicklungs- und -bereitstel- lungsschicht, auch Service Development Layer) hat folgende Aufgaben: - Umsetzung von Anwendungsaufrufen (Applikationsaufrufe) über entsprechende Schnittstellen in Funktions- und Dienstaufrufe, etwa mit Hilfe von APIs (Application Programming Interfaces) ,
- Weiterleitung der Funktions- und Dienstaufrufe an geeignete Netzelemente zur Weiterbearbeitung, entsprechend der in den
Netzelementen abgespeicherten Informationen das Netz betreffend, in geeigneter Weise, d. h. mit den benötigten Parametern im systemspezifischen Format der physikalischen Basisnetze, - Ressourcen- und Performance Management,
- Vergebührungn und Tarifierung (Verarbeitung spezifischer Daten über Verbindungen wie z. B. AMA-Daten) ,
- Sicherheit,
- Fehlermanagement (Erfassen, Bearbeiten, Auswerten von Feh- lern) ,
- Verwaltung der benötigten Informationen (z. B. in Datenbanken) ,
- Transaktionsüberwachung.
Das Betriebssystem kann jedes Netzelement sowohl als Client als auch als Server steuern, je nachdem, ob das Netzelement anforderndes oder ausführendes Netzelement ist. Je nach der gerade eingenommenen Funktion ist auch die Dienstentwicklungs- und -bereitstellungsschicht unterschiedlich ausge- prägt.
Arbeitet das Netzelement gerade im anfordernden Modus (als Client) , so sind folgende Funktionalitäten aktiv:
- Betreiben einer Schnittstelle (Schnittstellen-Manager) , wo- bei diese Schnittstelle systemunabhängige Dienst- und Funktionsaufrufe annimmt und sie dann in die entsprechenden systemabhängigen Aufrufe (basisnetzabhängig) übersetzt, um sie an die geeigneten systemspezifischen Transportmechanismen weiterzugeben. Weiterhin werden hier die für die Wegewahl der Funktions- und Dienstaufrufe notwendigen Informationen gepflegt. - Anbieten von häufig benötigten Grunddiensten (zum Beispiel Adresskonvertierung, Datenreplikation, Verwaltung von Datenbanken) ,
- Transportmechanismen zur Bereitstellung der Verbindung mit den Netzelementen und dem dafür notwendigen systemspezifi- sehen Aufruf-Format.
Es gibt verschiedene Transpormechanismen:
- serverspezifischer Transportmechanismus, abhängig von den Netzelementen des unterliegenden Basisnetzes, - serverunabhängiger (default) Transportmechanismus zur Kommunikation benachbarter Netzelemente, z. B. innerhalb der AnwendungsSchicht.
Hat der Schnittstellen-Manager anhand der ihm zur Verfügung stehenden Informationen identifiziert, daß das Netzelement, in dem er residiert, direkt mit dem für die Ausführung des Aufrufes zuständigen Basisnetz verbunden ist, dann wird dieser Funktionsaufruf in das systemspezifische Format des entsprechenden Basisnetzes umgesetzt und zur dem verbundenen Netzelement des Basisnetzes zur Ausführung übergeben.
Die dynamische Aktualisierung der Informationen über Fähigkeiten eines Netzes wird dadurch gesichert, daß bei Verfügbarkeit neuer Netzbasisfunktionen und -dienste jedes im Netz befindliche Netzeleme t (Server) Informationen für die Aktua- lisierung der serverspezifischen Transportmechanismen aktualisiert und an andere Netzelemente (Clients) verteilt, aufgrund derer in diesen Netzelementen die Schnittstellen und weitere Informationen ,εtwa Routing Tabellen) angepaßt werden.
Ist das Netzelement, ir. dem der Schnittstellen-Manager residiert, nicht direkt mir dem für die Ausführung des Aufrufes zuständigen Netzelement verbunden, so wird dieser Aufruf an einen Standard-Transportmechanismus übergeben. Dieser stellt dann sicher, daß der Funktionsaufruf in geeigneter Weise an Netzelemente weitergeleitet wird, die als Server diese Auf- rufe empfangen und ausführen oder als Clients deren Bearbeitung sicherstellen.
Arbeitet das Netzelement gerade im ausführenden Modus (als Server) , so sind in der Dienstentwicklungs- und -bereitstel- lungsschicht folgende Funktionalitäten aktiv:
- Firewall
- Zugriffskontrolle
- Filter zur Überwachung und Steuerung empfangener Aufrufe und Meldun- gen.
Die Netzwerkfunktionalität beinhaltet dabei zur Ausführung der Funktions- und Dienstaufrufe folgende Aufgaben:
- Verbindungssteuerung (Connection Control) - Rufsteuerung (Call Control)
- Anwenderprogramme (User Programs)
- Leistungsmerkmalsteuerung (Feature Control)
- Vermittlung
- Wegewahl - Transport.
Das Netzbetriebssystem kann das gesamte Telekommunikationsnetz in mehrere Schichten strukturieren, die funktionalen Netzdomänen. Durch diese Netzdomänen wird die Art und Weise der Anwendungs-Aufrufe in Teilfunktions- und Teildienst-Aufrufe usw. festgelegt. Dieses Prinzip ermöglicht das bereits erwähnte hierarchische Routing.
Da die Informationen über die Fähigkeiten der Netzelemente in hierarchischen Schichten ausgetauscht werden, benötigt jedes Netzelement nur das Wissen über die funktionalen Fähigkeiten einer begrenzten Anzahl von Netzelementen. In Abhängigkeit von den Anforderungen bezüglich Bearbeitungsdauer und -ge- schwindigkeit von Aufrufen können im (als Client fungierenden) Netzelement verschiedene (als Server in Frage kommende) Netzelemente ausgewählt und die damit verbundenen εerverspe- zifischen Transportmechanismen angesprochen werden, um Bear- beitungszeiten und NetzdurchlaufZeiten zu optimieren.
Die funktionalen Domänen können sich zum Beispiel an den vorhandenen Basisnetzen orientieren, oder auch an unterschiedlichen Organisationsstrukturen oder auch Netzbetreibern.
Die Netzdomänen wiederum können aus Kern-Netzelementen und
Standard-Netzelementen bestehen. Alle Netzelemente müssen Informationen (für die Wegewahl) darüber enthalten, welche Funktions- und Dienstklassen in welchen Domänen ausgeführt werden können.
Die Kern-Netzelemente sind im Wesentlichen für die Ausführung der Anwendungsanforderungen und Dienst- und Funktionsaufrufe zuständig.
Dabei sollen Umstände vermieden werden, unter denen Aufrufe nicht mehr mit der erforderlichen Dienstgüte (Bandbreite, Zeit, usw.) ausgeführt werden können. Hierzu können Anwendungsanforderungen und Dienst- und Funktionsaufrufe priori- siert und entsprechen der vorhandenen Ressourcen den verschiedenen ausführenden Netzelementen zugewiesen werden. Für die optimale Funktion dieser Netzelemente ist eine dynamische Aktualisierung der Wegewahl-Tabellen und damit eine ständige Aktualisierung von Art, Umfang und Ort der im Netz zur Verfügung stehenden Netzfunktionen, Netzdienste und Netzressourcen notwendig.
Standard-Netzelemente nehmen dagegen insbesondere Funktionen des Erkennens und Klassifizierens sowie der Wegewahl bei denjenigen Dienst- und Funktionsaufrufen wahr, die durch ein Kern-Netzelement nicht ausgeführt werden konnten. Dafür sind z. B. folgende Mechanismen zur Behandlung von Aufrufen notwendig: Weiterleitung des Aufrufes an eine Netzdomäne mit entsprechender Dienst- und Funktionsklasse
Weiterleitung des Aufrufes an ein Netzelement mit entsprechender Dienst- und Funktionsklasse
Weiterleitung des Aufrufes an ein Netzelement oder eine Netzdomäne, von der bekannt ist, daß dort ähnliche Dienste und Funktionen oder Dienst- und Funktionsklassen ausgeführt werden, Zurückweisen von Aufrufen.
Standard-Netzelemente nehmen auch Funktionen der Zugriffsteuerung für Netzdomänen wahr, z. B. in Fällen, in denen besondere Beschränkungen bezüglich der Ausführung von Anwendungen, Funktionen und Diensten vorliegen. Die Aufrufe werden zugelassen, abgewiesen oder auch mit einer Priorität versehen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigen Figur 1 eine beispielhafte verteilte Netzarchitektur mit unterschiedlichen unterliegenden physikalischen Kommunikations- und Datennetzen, Figur 2 ebenfalls eine verteilte Netzarchitektur, die in 3 logische Schichtungen aufgeteilt wurde, Figur 3 ein Netzelement, welches mittels eines serverspezifischen Transportmechanismus mit einem physikalischen Basisnetz kommuniziert, Figur 4 einen von einem API-Manager eines Clients kommenden
Applikationsaufruf, der zerlegt und an die ausführen- den Netzknoten (Server) weitergeleitet wird,
Figur 5 den Aufbau eines Netzelementes aus Client-Sicht, Figur 6 den Aufbau eines Netzelementes aus Server-Sicht, Figur 7 eine beispielhafte verteilte Netzarchitektur mit 2 unterliegenden physikalischen Netzen sowie einem Dienstanbieter. Einschränkungen in den Figuren/Ausführungsbeispielen sind für die Erfindung nicht zwingend.
Die Figur 1 zeigt schematisch eine verteilte Netzarchitektur, welche sich in 3 Schichten manifestiert. In der untersten Schicht (NT) auf diesem Bild sieht man die unterschiedlichsten physikalischen Netze, wie sie derzeit existieren. Es handelt sich um Datennetze (CN, Corporate Networks, Internet) und Kommunikationsnetze (MN, PSTN) , viele andere sind denk- bar. Insbesondere gibt es zwischen den einzelnen Netzen bislang keine oder nur sehr unzureichende Verbindungen. Die mittlere Schicht (PT) zeigt nun die verteilte Netzarchitektur, die λüber' den physikalischen Netzen (NT) etabliert wird und der Diensteintegration dient. Die einzelnen physika- lischen Netze sind dabei jeweils über mindestens eine Verbindung (1) und eine geeignete Schnittstelle in einem Netzelement (3) mit einem Datennetz (2) verbunden. Die Darstellung des Datennetzes als Ring ist hierbei nur eine Möglichkeit, der Aufbau des Datennetzes ist für die Erfindung nicht von Bedeutung.
In diesem Datennetz (PT) befinden sich die im wesentlichen gleichartigen, verteilten Netzelemente (3, 5) , welche bezüglich der Anforderungen an ihre Leistungsfähigkeit anpassbar sind. Einzelne Netzelemente (5) können auch ausschließlich zur Steuerung des Netzes eingesetzt werden, indem sie hierfür benötigte Dienste und Funktionen bereitstellen. Andere Netzelemente (3) nehmen die Kommunikation und Zusammenarbeit mit den unterliegenden physikalischen Netzen (NT) wahr und stellen die hierfür benötigten Schnittstellen bereit. Die Zusammenarbeit und der Austausch von Informationen (etwa zur Registrierung von Netzelementen, Diensten und Funktionen) wird durch das verteilte Netz-Betriebssystem (6) gesteuert. Dieses residiert in den einzelnen Netzelementen (3, 5) . In der obersten ^Schicht' (RT) befinden sich die Netze oder Netzelemente der Dienstanbieter und -integratoren, welche den Kunden betreuen. Diese sind ebenfalls über geeignete Schnittstellen (4) an das Datennetz angeschlossen. Hierüber werden die dieserseits erforderlichen Informationen (für Authenti- sierung der Benutzer, Administration der Dienste, Abrechnung der Inanspruchnahme von Diensten, etc.) ausgetauscht. Dies kann über systemunabhängige Schnittstellen erfolgen, was eine deutliche Vereinfachung der Kommunikation auch verschiedener Dienstanbieter und Dienstintegratoren untereinander gewährleistet.
Figur 2 zeigt einen anderen möglichen Aufbau einer verteilten Netzarchitektur. Insbesondere sind auf jeder Ebene mehrere, parallel angeordnete Netze möglich (PT1, PT2) und (PSTN1, MN, PSTN2, Internet) .
In den Netzelementen sind bei Zugriff auf verschiedene Netzelemente aus unterliegenden Schichten auch die entsprechenden systemspezifischen Schnittstellen vorhanden.
Es kann auf mehrere gleichartige Basisnetze (NT) nebengeordnet zugegriffen werden (PSTN1 und PSTN2), etwa Festnetze verschiedener Länder oder Betreiber.
Greifen mehrere „übergeordnete' Netzelemente von unterschied- liehen Dienstanbietern (PT1, PT2) auf ein Basisnetz
(Internet) zu, so werden die Basisnetzresourcen dynamisch aufgeteilt (gestrichelte Linie) .
Figur 3 beschreibt einen Aufruf einer Anwendung (Application) , welcher von dem Benutzer eines Mehrwertdienstes geschieht. Dieser Anwendungsaufruf wird dann zuerst in dem Netzelement in mehrere Teilfunktionen und -dienste (Teilfunktion 1, Teildienst 2) zerlegt. Das Netzelement stellt danach fest, daß es direkt mit dem unterliegenden Basisnetz verbunden ist, wel- ches die benötigten Funktionen und Dienste (Funktion a,
Dienst b, c) zur Verfügung stellt. Mit einem serverspezifischen Transportmechanismus übermittelt das Netzelement 1 über die systemabhängige Schnittstelle (1) die Funktionsaufrufe an das unterliegende Basisnetz (PSTN) . Das direkt verbundene Netzelement kann dann mehrere dieser Aufrufe (Funktion a,
Dienst c) ausführen und leitet die anderen Aufrufe (Dienst b) an ein benachbartes Netzelement weiter, welches die benötigte Funktionalität bietet (siehe dazu auch Figur 4) .
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt der neuen Architektur, welche den physikalischen Netzen übergeordnet ist.
Dargestellt sind 4 Netzelemente (NN1 - NN4, Network Node, Netzelement) , die über ein Datennetz verbunden sind und Funktions- und Dienstaufrufe und Informationen austauschen, gesteuert durch ein verteiltes Netz-Betriebssystem. Ein in einem der Netzelemente (Client) residierender API-Manager routet zu Applikationen zugehörende Aufrufe von Netzfunktionen und -diensten zu den ausführenden Netzelementen (NN b, c, d) . Dazu stellt der API-Manager die erforderlichen Routing-Informationen netzweit zur Verfügung. Diese Informa- tionen werden zwischen den Netzelementen ausgetauscht und konsistent gehalten.
Netzweit verteilte Ressourcen können so genutzt werden. Damit ist zum Beispiel eine Last-Teilung möglich, indem gleiche Funktionen in mehreren Netzelementen angesprochen werden kön- nen.
Das in der Figur dargestellte Beispiel enthält einen Aufruf, der mehrere Teilaufrufe (x, y, z) enthält. Das erste angesprochene Netzelement kann jedoch den Teilaufruf nicht bearbeiten, da es die erforderlichen Funktionen nicht bereit- stellt oder seine Kapazität bereits vollständig ausgelastet ist.
Er leitet die Funktions- und Dienstaufrufe an benachbartes Netzelement weiter, und so kann eine Anwendung (xyz) auf in diesem Beispiel drei verschiedenen Netzelementen parallel weiterbearbeitet werden. Ein Netzelement (NN2) übernimmt die Bearbeitung von Funktionsteil (x) , Netzelement (NN3) die Bearbeitung von (y) und Netzelement (NN4) die Bearbeitung von (z) . Das Routing der einzelnen Teildienste und -funktionen zu den bearbeitenden Netzelementen kann durch verschiedene Kriterien gesteuert sein. Beispielhaft werden hier das Vorhandensein der benötigten Funktionen und Dienste sowie die Auslastung der einzelnen Netzelemente angeführt. Ein weiteres Kriterium kann die Länge des Weges zu dem bearbeitenden Knoten darstellen, andere Kriterien sind vorstellbar.
In Figur 5 ist der funktionale Struktur eines Netzelementes als Client ersichtlich.
Die oberste Anwendungsschicht (Application Layer) ist nur im Client ausgebildet. Anwendungsaufrufe (3rα party application, Anwendung) werden hier in Funktions- und Dienstaufrufe zer- legt und weiter bearbeitet.
Die Dienstentwicklungs- und Dienstbereitstellungsschicht besteht aus einem Schnittstellen Manager (Schnittstellen Manager) , z. B. einem API (Application Programming Interface) Manager, welcher folgende Aufgaben übernimmt: - eine Menge systemunabhängiger offener Schnittstellen zur Verfügung stellen,
- Aufrufe über dieses Schnittstellen entgegen nehmen und in entsprechende Funktions- und Dienstaufrufe umsetzen,
- Wegewahl der Funktions- und Dienstaufrufe - Aktualisierung von Wegewahlinformationen, so daß neue Netzelemente und neue Funktionen und Dienste möglichst schnell berücksichtigt werden,
- interne Verbindung zu den Transportmechanismen herstellen.
Häufig benötigte Dienste und Funktionen werden ebenfalls bearbeitet (Grunddienste) . Dazu gehören etwa Adresskonvertierung, Datenverwaltung, Überwachungen.
Bei einem serverspezifischen Transportmechanismus wird der Funktions- oder Dienstaufruf direkt an ein zuständiges Netzelement in einem Basisnetz zur Bearbeitung übergeben. Das dabei verwendete Aufruf-Format ist abhängig von dem unterliegenden Basisnetz, z. B. MAP.
Anderenfalls (Standard Transportmechanismus) wird der Aufruf zu einem benachbarten Netzelement weitergeleitet, welches ihn wiederum bei bedarf zerlegt, einem Basisnetz zur Ausführung übergibt oder an ein benachbartes Netzelement weiterleitet. Die Netzelement-Funktionsschicht (NEF) ist die physikalische Schnittstelle für den Transport von Aufrufen und Informationen an benachbarte Netzelemente.
Figur 6 zeigt die funktionale Struktur eines Netzelementes als Server.
Die Anwendungsschicht ist hier nicht ausgebildet. Die (Diensteentwicklung und -bereitstellung) hat für die Funktionsweise des Netzelements folgende Aufgaben:
- Firewall
- Zugriffskontrolle
- Filter
- Überwachung und Steuerung von Aufrufen.
Die dritte Schicht (NEF, Netzelement Funktionsschicht) ist für die Ausführung der Funktions- und Dienstaufrufe zuständig, insbesondere :
- Verbindungssteuerung - Datenpflege
- Leistungsmerkmalsteuerung
- Transportsteuerung.
Um die in Figur 1 erläuterte Netzarchitektur noch zu spezifi- zieren, wird in Figur 7 eine genauer definierte Konfiguration beispielhaft zugrunde gelegt.
Ein Benutzer (71) bezieht einen Mehrwertdienst, welcher aus einem Festnetz- und einem Mobilfunkdienst besteht. Die Dienste werden von zwei unterschiedlichen Netzbetreibern (PSTN, 77a) und (MN, 76a) zur Verfügung gestellt. Der Dienstanbieter speichert und Verwalter in seinem KundenbetreuungsZentrum (ABC, Administration, Billing, Customer-Care Center) das Kundenprofil und führt Gebührenabrechnungen der verkauften Mehrwertdienste durch (72a', . Von dem Dienstanbieter werden über eine Schnittstelle (72) (zum Beispiel durch ein API, Application Programming Interface, realisiert) die relevanten Informationen, wie Kunden- Identifikation, Festnetzrufnummer, Mobilfunkrufnummer, Diensteprofil, für den Bezug des jeweiligen Dienstes von dem Dienstanbieter an den Dienstintegrator weitergeleitet. Anhand der vom Dienstanbieter angeforderten Diensteparameter werden hierfür vom Dienstintegrator über ein Netzelement (74) die entsprechenden, mit den physikalischen Netzen der Netzbetreiber verbundenen Netzelemente (73, 75) angesteuert, die die hierfür geeignete Schnittstellen (76, 77) bedienen. Diese Schnittstellen sind auf die systemspezifischen Anforderungen des jeweiligen physikalischen Netzes ausgerichtet.
Falls der Benutzer (71) bei den Netzbetreibern noch nicht freigeschaltet war, so geschieht dieses durch Ausführung der Anforderung des Dienstintegrators durch die Netzbetreiber. Die erforderlichen Basisdienste und Leistungsmerkmale werden eingestellt. Die erfolgreiche Einrichtung des Benutzers als Dienst-Teilnehmer wird vom Netzbetreiber an den Dienstintegrator und von diesem an den Dienstanbieter zurück gemeldet (nach Transaktionsprinzip) . Ein geeignetes Netzelement (73 oder 75) des Dienstintegrators empfängt diese Rückmeldung, wertet sie aus und ermittelt anhand des vom Dienstanbieter angeforderten Mehrwertdienstes weitere benötigte Dienste und Funktionen und damit Netzelemente (73 oder 75) . Dann leitet sie die erforderlichen Informationen über das verbindende Netz (2) an die beteiligten Netzelemente (73, 75) weiter. Diese wiederum leiten nach Bearbeitung der eingegangenen Information die noch bestehenden Anforderungen an die entsprechenden Netzelemente der Netzbetreiber weiter, die sich in (MN) oder (PSTN) befinden.
Sind alle für einen Mehrwertdienst des Dienstanbieters erfor- derlichen Leistungen der Netzbetreiber freigeschaltet und über die Schnittstelle (76) , (77) bestätigt, bestätigt der Dienstintegrator die komplette Freigabe des Mehrwertdienstes für eine Kunden-ID über die Schnittstelle (72) an den Dienstanbieter, der den Kunden von dieser Freigabe, z. B. über den Kundenbetreuer (CCP, Customer Contact Point) über die
Schnittstelle (72a) benachrichtigt. Damit kann der Mehrwertdienst vom Kunden genutzt werden. Nutzungsabhängige Informationen, die aufgrund der Benutzung der Basisdienste in den Netzelementen der Netzbetreiber ermittelt werden, werden zunächst über die Schnittstelle (76, 77) an die Dienstintegratoren weitergeleitet. In den Netzelementen (73), (75), (74) werden diese Informationen entsprechend der, dem Dienstanbieter zur Verfügung gestellten integrierten Mehrwertdienste gesammelt, mit einem Kennzeichen (User-ID, Service-ID) versehen und an das Kundenbetreuungs- Zentrum (ABC) über eine Schnittstelle (72) weitergeleitet.
Damit ist nun der Dienstanbieter in der Lage, die empfangenen Informationen dem jeweiligen Kundenprofil zuzuordnen, auszuwerten und abzurechnen (8) .
AbkürzungsVerzeichnis
ABC Administration, Billing, Customer-Care Center AMA' Automatic Message Accounting
API Application Programming Interface
CN Corporate Networks
INAP Intelligent Network Application Part
ISDN Integrated Services Digital Network ITU International Telecommunication Union
MAP mobile application part
NEF Netzelement Funktionsschicht
POTS Piain old Telephone Service
SCP Service Control Point SS7 Signalling System No 7
Literaturverzeichnis
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Claims

Patentansprüche
1. Verteiltes Verfahren zur Steuerung einer geschichteten Netzarchitektur (RT, PT, NT) , bestehend aus Netzelementen (3, 5) in einem Netz aus physikalischen Daten- und/oder Kommunikationsnetzen (CN, MN, PSTN, Internet) , welches es ermöglicht, über diese Netzelemente Netzfunktionen, Netz- und Netzbasisdienste aus den darunterliegenden physikalischen Basisnetzen zu integrieren und über sy- stemunabhängige Schnittstellen (1) zur Verfügung zu stellen.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erweiterung des Netzes aus physikalischen Daten- und/oder Kommunikationsnetzen durch Einfügen weiterer Netzelemente oder weiterer physikalischer Basisnetze dynamisch möglich ist.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in gleichen oder verschiedenen Netzelementen residierenden Betriebssystemkomponenten miteinander nach dem Client-Server Prinzip arbeiten, wobei die Betriebssystemkom- ponenten ein Netzelement befähigen, sowohl als Client als auch als Server zu arbeiten, abhängig davon, ob ein Netzelement einen Netzdienst oder eine Netzfunktion anfordert oder ausführen soll.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
Anwendungen (Applikationen) zerlegt werden können in Netzfunktionsaufrufe oder Netzdienstaufrufe, welche von einem Netzelement, oder mehreren Netzelementen, welche bezüglich ihrer Grundfunktion verschieden sein können, bearbeitet werden.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Netzfunktions- und Netzdienstaufrufe zu geeigneten Netzelementen in dem Netz geleitet werden,
- welche diese in, dem jeweiligen physikalischen Basisnetzen entsprechenden Aufrufen von Netzdiensten, Netzbasisdiensten und -funktionen übersetzen, und
- zu Netzelementen, welche die erforderlichen Netz (basis) dienste und -funktionen besitzen, gesendet werden und
- von diesen bearbeitet werden.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebssystem in drei funktionale Schichten untergliedert ist:
- eine Anwendungsschicht,
- eine Dienstentwicklungs- und -bereitstellungsschicht, - eine Netzelement-Funktionsschicht (NEF) .
7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dienstentwicklungs- und -bereitstellungsschicht minde- stens eine der folgenden Funktionen erfüllt:
- Umsetzen von Anwendungen über entsprechende Schnittstellen in Netzfunktions- und Netzdienstaufrufe
- Weiterleiten der Netzfunktions- und -dienstaufrufe in geeigneter Weise, - Verwalten der Resourcen,
- Vergebühren der Dienste,
- Verarbeitung der erhobenen Vergebührungsdaten zur Tari- fierung
- Sicherheitsmanagement, - Bearbeiten von Fehlermeldungen,
- Überwachen von Transaktionen,
- Verwalten von Informationen.
8. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem als Server arbeitenden Netzelement die Dienstent- wicklungs- und -bereitstellungsschicht Funktionen für folgende Aufgaben zur Verfügung stellt:
- Steuerung
- Ausführung und
- Überwachung empfangener Funktions- und Dienstaufrufe.
9. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem als Client arbeitenden Netzelement die Dienstent- wicklungs- und -bereitstellungsschicht folgende Aufgaben durchführt:
- Betreiben einer Schnittstelle (Schnittstellen-Manager) ,
- Anbieten häufig benötigter Grunddienste,
- Anbieten mindestens eines serverspezifischen Transport- mechanismus,
- Anbieten eines Standard-Transportmechanismus.
10.Verfahren nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Betreiben der Schnittstelle folgende Funktionen umfassen kann:
- Bereitstellung von systemunabhängigen Schnittstellen der Dienstentwicklungs- und -bereitstellungsschicht zur Anwendungsschicht, - Entgegennahme von Applikationsaufrufen und Umsetzung in systemspezifische Funktions- und Dienstaufrufe,
- Verteilen der systemspezifischen Funktions- und Dienstaufrufe entsprechend der in den Netzelementen gespeicherten Information über die Verteilung der Funktionali- täten an die bearbeitenden Netzelemente, - dynamische Aktualisierung der Information über die Verteilung der Funktionen und Dienste auf die einzelnen Netzelemente und die geeigneten Wegewahlinformationen,
- Herstellung interner Verbindungen zu den systemspezifi- sehen Transportmechanismen.
11.Verfahren nach Patentanspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein serverspezifischer Transportmechanismus die ihm über- gebenen Funktions- und Dienstaufrufe in ein systemspezifisches Format entsprechend der zugeordneten unterliegenden Netzelemente (Server) umsetzt und weiterleitet.
12.Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Standard-Transportmechanismus die ihm übergebenen Funktions- und Dienstaufrufe in ein spezifisches Format entsprechend den benachbarten Netzelementen umsetzt und an diese weiterleitet.
13.Verfahren nach einem der Patentansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine dynamische Aktualisierung der in den Netzelementen (Clients) enthaltenen Informationen über die, im Netz ver- fügbaren, Dienste oder Funktionen gewährleistet ist, durch einen Aktualisierungsmechanismus, bei welchem
- nach Einführung einer neuen Funktion oder eines neuen Dienstes
- die Netzelemente (Server) die ihnen zugehörigen Informa- tionen der Transportmechanismen aktualisieren und an die, die Transportmechanismen benutzenden, benachbarten und unterliegenden Netzelemente verteilen, und
- in den Netzelementen (Clients) weitere Informationen aktualisiert werden können.
14.Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Netzelement-Funktionsschicht (NEF) sicherstellt, daß die Übertragung und Ausführung von empfangenen Funktionsund Dienstaufrufen durch geeignete Netzbasisfunktionen und Basisdienste gewährleistet ist.
15.Verfahren nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Netz in funktionale Netzdomänen aufgeteilt ist, bestehend aus Kern-Netzelementen und Standard-Netzelementen.
16.Verfahren nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kern-Netzelemente Applikationsanforderungen und Funktions- und Dienstaufrufe ausführen und sicherstellen, daß dies mit der angeforderten oder benötigten Dienstgüte geschieht.
17.Verfahren nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Standard-Netzelemente Funktions- und Dienstaufrufe
- Erkennen - Klassifizieren
- Behandeln, soweit dies nicht von Kern-Netzelementen geschehen kann oder
- Weiterleiten.
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