Способ обработки соединений в сети связи

 

Изобретение касается обеспечения для оператора сети возможности справиться с растущим обменом по доступу к предлагаемым другими сетями услугам без расширения центральных телефонных станций. Сущность способа управления соединениями в сети связи: на основании запроса услуги абонентом сети связи устанавливают соединение сигнализации между абонентом и устройством обеспечения доступа к услуге и при поступлении данных для запрошенной услуги устанавливают соединение для передачи полезных данных, взаимосвязанное с соединением сигнализации, между устройством доступа к услуге и абонентом и после передачи данных аннулируют установленное соединение для передачи полезных данных. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в том, что ограничивается загрузка центральных телефонных станций за счет управления доступом к услугам и отпадает необходимость в увеличении емкости центральных телефонных станций. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

В связи со значительным ростом услуг сети Интернет и других специальных услуг наблюдается сильный рост объема обмена данными в области доступа к услугам, которые предлагаются другими сетями, например сетью Интернет. Одновременно в существенной степени возрастают требования к емкости центральных телефонных станций, образующих область доступа к этим сетям.

Указанная ситуация усугубляется дополнительно тем, что существующие в настоящее время центральные телефонные станции не рассчитаны на абсолютные длительности переговоров и распределения длительностей переговоров, которые чаще всего встречаются при обмене данными между сетью Интернет и телефонными узлами служб, предлагающих услуги в сети Интернет. Поэтому даже для незначительного возрастания объема обмена данными с сетью Интернет необходимы дополнительные затраты операторов сетей, обеспечивающих доступ в Интернет, для увеличения емкости их центральных телефонных станций, чтобы иметь возможность обеспечивать собственно переговоры с необходимым качеством.

В основе изобретения лежит задача предоставить указанным операторам сетей возможность справиться с растущим обменом данными для доступа к телефонным узлам специальных услуг, в частности услуг сети Интернет, без дорогостоящего расширения центральных телефонных станций.

Указанная задача решается в соответствии с пунктами 1 или 5 формулы изобретения.

До настоящего времени известно (смотри документ Джей Тао и др. "Доступ к сети Интернет через шлюзы базовой полосы и широкополосные шлюзы ISDN (цифровой сети с комплексными услугами)". Proceedings of the thirteens Annual International Phoenix Conference on Computers and Communication, 12-15 апреля 1994, Феникс, США, страницы 485-490) осуществление контроля устройством доступа к сети Интернет, подключенным к центральной телефонной станции, на предмет установления окончания соединения с сетью Интернет, чтобы после этого сразу же выдать команду на отмену автоматического соединения в сети связи, созданного перед этим для соединения с сетью Интернет. При этом в качестве особенно простого варианта контроля предлагается временной контроль, который контролирует соединение с Интернетом на предмет отсутствия активности. Однако контролируемый на предмет отсутствия активности отрезок времени нельзя выбирать слишком коротким, так как иначе возникнет проблема, связанная с тем, что указанное автоматическое соединение будет аннулировано, хотя соединение протокола TCP (протокол управления передачей данных) сети Интернет еще не завершено.

Таким образом, до настоящего времени созданное автоматическое соединение поддерживали в течение всей длительности соединения для предоставления услуги с провайдером услуг, в результате чего на этапах установления соединения без передачи данных канал продолжает оставаться занятым. За счет этого возникают указанные выше недостатки для операторов центральных телефонных станций, так как производительность современных центральных телефонных станций не рассчитана на абсолютные длительности переговоров и распределения длительностей переговоров, которые чаще всего имеют место при обмене данными в сети Интернет с телефонными узлами провайдеров услуг сети Интернет.

Согласно способу, соответствующему изобретению, загрузка центральных телефонных станций ограничивается за счет управления доступом к услугам, за счет чего отпадает необходимость увеличения емкости центральных телефонных станций и/или необходимость их построения соответствующим оператором.

Другое преимущество изобретения состоит в возможности целенаправленного управления абонентной платой, начисляемой абонентам в сети доступа.

Также преимущество изобретения состоит в возможности предложения услуг центральной телефонной станцией в перерывах передачи данных по свободным каналам, и/или после окончания пакетной передачи данных по еще занятому каналу в течение времени, имеющегося в распоряжении до конца интервала времени, на который уже начислена абонентная плата.

Ниже подробно пояснен пример выполнения изобретения со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показан телефонный узел, т.е. центральная телефонная станция, которая соединяет сеть доступа с сетью Интернет. Центральная телефонная станция содержит приведенную для примера коммутационную систему фирмы Сименс, а именно коммутационную систему EWSD. Указанная коммутационная система дополнена группой подключения к сети Интернет (LTG-I), которая, как в показанном случае, может выполнять также функции РОР-сервера (узла подключения к сети Интернет), но в любом случае содержит интерфейс для сопряжения с POP-сервером (например, с компьютером рабочей станции фирмы SUN), причем РОР-сервер, в свою очередь, содержит интерфейсы PDH/SDH (плезиохронной/синхронной цифровой иерархии) для сопряжения с сетью Интернет. Соединенные с центральной телефонной станцией оконечные устройства - терминалы СРЕ (оборудование, установленное в помещении пользователя) в примере по фиг.1 соединены с центральной телефонной станцией, которая представляет собой автоматический узел входа в сеть Интернет.

За счет включения специального устройства предоставления услуг LTG-I (Интернет- LTG), которое, как любая обычная группа подключения LTG, соединено с сетью связи SN коммутационной системы, однако также выполняет специальные функции для обмена данными с сетью Интернет, если обмен данными с сетью Интернет отделен от обычного обмена данными и поэтому управляется отдельным программным обеспечением. За счет этого можно предотвратить нежелательные взаимодействия с существующими характеристиками коммутационной системы.

Кроме того, за счет этого предотвращается существенное увеличение сложности программного обеспечения в центральной телефонной станции.

На фиг.2 показан принцип действия способа согласно изобретению.

Пользователь услуги сети Интернет через свой терминал устанавливает посредством D-канала соединение с РОР-сервером провайдера услуг сети Интернет. В-каналы цифровой сети ISDN для этого не используются.

После установления соединения и аутентификации пользователь запрашивает у поставщика услуг определенные данные или услуги. Ширина полосы имеющегося в распоряжении D-канала достаточна для этих задач.

РОР-сервер провайдера услуг распознает запрос и подготавливает данные для передачи. Затем под управлением РОР-сервера устанавливается соединение по В-каналу с пользователем и передаются запрошенные данные, например файлы или адресные страницы.

После проведенной передачи соединение по В-каналу сохраняется в течение оставшегося времени уже оплаченного интервала использования, и перед следующим импульсом начисления платы аннулируется или, как вариант, сохраняется в течение определенного промежутка времени.

После того, как пользователь обработал затребованные данные, например прочитал затребованную адресную страницу, может быть передан новый запрос, который может вызвать повторное установление и аннулирование соединения по В-каналу.

Для аннулирования соединения с провайдером услуг в сети Интернет по D-каналу передается соответствующее сообщение в РОР-сервер и затем соединение по D-каналу аннулируется.

На фиг. 3, a, b, c показана диаграмма потоков вызова для сеанса связи в сети Интернет для случая, показанного на фиг.1, а именно для случая подключения РОР-сервера (сервера провайдера услуг сети Интернет) к центральной телефонной станции для подключений абонентов (в показанном потоке вызова не происходит использования свободных В-каналов в перерывах передачи данных для предоставления информации, например информации об абонентной плате, в противном случае в диаграмму по фиг.3 были бы включены соответствующие сообщения).

Ниже реализация сеанса связи в сети Интернет поясняется подробно на основе схемы потока вызова согласно фиг.3.

Прежде всего введенное через соответствующий терминал требование предоставления услуги сети Интернет распознается в блоке подключения LTG и создается соединение по каналу сигнализации, которое не зависит от создаваемого позже соединения для передачи полезных данных (графика). При этом D-канал используется как так называемая восходящая линия связи для передачи сигнализации от абонента к центральной телефонной станции.

Таким образом, установление соединения происходит без занятия каналов передачи полезных данных. За счет этого обеспечиваются следующие преимущества: - ограничивается загрузка центральной телефонной станции, - нет необходимости в постоянной привязке сигнализации, т.е. процесс передачи сообщения и/или последовательность передачи сообщений не предписывается, - сообщения от средств передачи информации (например, в необходимом случае, по собственному протоколу средств передачи информации провайдера) могут передаваться в любой последовательности по D-каналу, - обусловленные коммутацией промежутки времени, например, для процесса набора и аутентификации, могут оплачиваться или учитываться целенаправленно иным образом (например, не облагаться тарифом), чем время для собственно передачи данных, так как существует возможность управляемой обработки обмена данными в сети Интернет с помощью отдельного программного обеспечения. Время передачи данных, в свою очередь, может оплачиваться по-другому, чем для стандартных соединений ISDN.

Согласно поясненному установлению соединения, для соединения устанавливается канал передачи полезных данных только при поступлении этих данных, а именно только в обратном направлении, т.е. в направлении к абоненту. Установление канала передачи в обратном направлении происходит по команде от РОР-сервера, если РОР-сервер не интегрирован в центральную телефонную станцию сети доступа. В другом случае, т.е. при интеграции РОР-сервера в центральную телефонную станцию, указанное установление соединения происходит по команде центральной телефонной станции.

После установления канала передачи полезных данных при поступлении данных и пакетной передачи данных происходит аннулирование соединения в канале передачи полезных данных при сохранении независимого соединения сигнализации между терминалом абонента и центральной телефонной станцией с РОР-сервером.

За счет того, что каналы передачи полезных данных оказываются занятыми только при поступлении данных, т.е. только временно, обеспечиваются следующие преимущества: - при пакетном обмене данными (например, межсетевом обмене, речевом обмене, обмене данными, факсовом обмене, электронном обмене данными) полезные каналы оказываются занятыми только кратковременно, - существует возможность использования каналов передачи полезных данных, свободных в перерывах передачи, для выполнения функций центральной телефонной станции, например, для передачи информации, предлагаемой центральной телефонной станцией, например, информации об оплате услуг, - целенаправленное начисление абонентной платы за время пользования сетью доступа для передачи данных, так как абонентная плата за пользование соединением для передачи полезных данных зависит от времени, в течение которого необходимые для этого каналы находятся в активном состоянии.

Указанное целенаправленное начисление абонентной платы представляет значительное преимущество для оператора сети доступа в ситуации нарастающей конкуренции за привлечение клиентов путем соответствующего установления тарифов.

Начисление абонентной платы происходит, как правило, по команде устройства управления вызовами и под его управлением. Это устройство управления при освобождении одного или нескольких В-каналов может останавливать или прерывать начисление платы, а при повторном занятии каналов передачи полезных данных или их повторной активизации возобновлять или соответственно продолжать начисление платы.

Идеальным в смысле экономии средств для абонента является тот случай, когда пакетная передача данных происходит на интервале начисления платы, т. е. , например, заканчивается самое позднее за секунду до окончания интервала начисления платы, так что следующий интервал начисления платы не начинается, и, следовательно, при его начале не происходит начисления единиц оплаты. При интеграции РОР-сервера в центральную телефонную станцию этим может, например, целенаправленно управлять программное обеспечение. Этот метод экономит средства при любом тарифе, который основывается не на оплате с точностью до секунды; в настоящее время это относится к большинству всех используемых способов начисления абонентской платы.

Другое преимущество описанного выше способа состоит в точном разделении между обусловленным техникой коммутации временем для набора номера и аутентификации, временем без занятия В-канала, но с занятием D-канала в активном соединении, а также временем использования канала передачи полезных данных. В частности, время для набора номера и аутентификации в большинстве случаев не зависят от абонента и поэтому за него абоненту не должна начисляться абонентская плата при использовании его согласно назначению.

Обработка обмена данными в сети Интернет посредством специальной группы подключения LTG-I позволяет обрабатывать обмен данными в сети Интернет с помощью самостоятельного программного пакета. За счет этого предотвращаются, с одной стороны, нежелательные взаимодействия с существующими характеристиками центральной телефонной станции и, с другой стороны, чрезмерное увеличение сложности программного обеспечения на центральной телефонной станции.

Ниже подробно описаны особенности функционального протокола D-канала. Это облегчает понимание возможностей протокола, в частности, для реализации изобретения.

Функциональный протокол содержит последовательность функциональных информационных элементов (FAC-IE). Функциональный информационный элемент требует в определенной мере интеллектуальной обработки в оконечном устройстве (в терминале СРЕ) и на центральной телефонной станции, с которой установлено соединение, как в аспекте генерации таких информационных элементов, так и в аспекте анализа таких информационных элементов. Последовательность таких информационных элементов служит для установления соединений, т.е. соединений сигнализации и соответственно соединений для передачи полезных данных.

Для функциональной сигнализации о так называемых дополнительных услугах имеется две категории процедур.

Первая категория, так называемая категория "отдельных сообщений", использует отдельные типы сообщений для указания желательных функций. Семейства сообщений "СОХРАНИТЬ" и "СЧИТАТЬ" относятся к этой категории.

Вторая категория, так называемая категория "общих информационных элементов", использует для сигнализации о дополнительных услугах указанные функциональные информационные элементы FAC-IE, однако для сигнализации только о таких дополнительных услугах, которые не требуют синхронизации ресурсов между абонентом и сетью.

Для описания процедур управления удаленной обработкой используются следующие понятия, определенные в рекомендации CCITT Х.219: - удаленная обработка, - классы обработки,
- ориентированный на соединение транспортный механизм,
- транспортный механизм без соединения,
- зависимая от соединения для передачи полезных данных процедура дополнительных услуг,
- независимая от соединения для передачи полезных данных процедура дополнительных услуг.

Удаленная обработка.

Процедуры и компоненты:
протокол удаленной обработки для обработки функциональных информационных элементов FAC-IЕ содержит следующие процедуры (средства для передачи и приема сообщений):
- процедуру ВЫЗОВ,
- процедуру ВОЗВРАТ РЕЗУЛЬТАТА,
- процедуру ВОЗВРАТ ОШИБКИ,
- процедуру ОТКАЗ.

Все необходимые для обработки функций функциональные информационные элементы FAC-IE передаются в подходящем сообщении D-канала. Указанные выше процедуры являются минимальной предпосылкой для установления и аннулирования соединений посредством функционального протокола.

Процедура ВЫЗОВ используется для инициирования операции, которая должна быть выполнена другой стороной. Под операцией понимается часть дополнительной услуги, например, функция.

Процедура ВОЗВРАТ РЕЗУЛЬТАТА используется для передачи результата успешно выполненной операции (на основании процедуры ВЫЗОВ).

Процедура ВОЗВРАТ ОШИБКИ используется для передачи результата неуспешно выполненной операции.

Процедура ОТКАЗ используется для отклонения затребованной процедурой ВЫЗОВ операции или для ответа на нее.

Каждая из указанных процедур использует специальные компоненты (сообщения). Компоненты ВЫЗОВ, ВОЗВРАТ РЕЗУЛЬТАТА, ВОЗВРАТ ОШИБКИ, ОТКАЗ транспортируются в информационных элементах канала связи, которые в свою очередь передаются в так называемых сообщениях основного управления вызовом или в отдельных функциональных сообщениях между терминалом и центральной телефонной станцией для установления или аннулирования соединений сигнализации и соответственно соединений для передачи полезных данных.

Таким образом, процедура ВЫЗОВ использует компонент ВЫЗОВА, процедура ВОЗВРАТ РЕЗУЛЬТАТА использует компонент ВОЗВРАТ РЕЗУЛЬТАТА, процедура ВОЗВРАТ ОШИБКИ использует компонент ВОЗВРАТ ОШИБКИ и процедура ОТКАЗ использует компонент ОТКАЗА.

Ориентированный на соединение транспортный механизм требует установления канала передачи данных и транспортной связи между стороной, запрашивающей услугу, и провайдером услуги. Механизм позволяет инициировать процедуры второй категории, в которых необходимы сообщения об успехе или неуспехе. Механизм предусматривает указатель вызова в транспортной связи, который представляет собой средство для однозначной привязки транспортных сообщений к соответствующему соединению.

В транспортном механизме без соединения не существует транспортной связи, а каждый раз передается одно единственное транспортное сообщение, причем в качестве указателя вызова используется фиктивное значение. Этот механизм позволяет передавать требования на выполнение таких операций, о результате которых не передается обратное сообщение.

Процедуры дополнительных услуг, которые зависят от соединения для передачи полезных данных
Этот тип процедур связан с процедурами основного управления вызовом и с соединением для передачи полезных данных, которое существует или находится в процессе установления или аннулирования. Указатель вызова, который используется из процедуры основного управления вызовом, получается из зависящих от полезного соединения процедур ВЫЗОВ, чтобы коррелировать с подходящей операцией основного управления вызовом. Тем самым достигается согласование между приложением, используемым в оконечном устройстве, и соответствующей программой или состоянием программы коммутации.

Транспортировка компонентов (в зависимости от соединения для передачи полезных данных).

Различают две категории:
1. Транспортный механизм передачи из точки в точку (двухточечный механизм передачи).

2. Широковещательный транспортный механизм (механизм передачи между множеством точек).

Для обмена функциональными информационными элементами FACIE используют подходящие сообщения в D-канале. Транспортные процедуры привязаны к соединениям для передачи полезных данных (установление соединения, активная фаза соединения, аннулирование соединения), которые идентифицируются с помощью указателя вызова.

Пример: функциональные информационные элементы FAC-IE транспортируются в функциональных сообщениях для установления и аннулирования соединений для передачи пакетов данных.

Процедуры дополнительных услуг, которые не зависят от полезного соединения.

Этот тип процедур не зависит от процедур основного управления вызовом и не коррелируется с соединением для передачи полезных данных, т.е. не коррелируется с В-каналом. Поэтому этот тип процедуры идеально подходит для того, чтобы устанавливать соединения сигнализации независимо от соединений для передачи полезных данных и проводить процедуру набора номера и аутентификации без занятия дополнительного канала, для того чтобы при непосредственно предстоящей передаче данных за счет переключения на тип процедуры, зависимый от соединения, занять для проведения передачи данных один или два канала для передачи полезных данных.

Транспортировка компонентов (независимо от соединения для передачи полезных данных).

Различают четыре категории:
1. Двухточечная, без соединения.

2. Широковещательная, без соединения.

3. Двухточечная, ориентированная на соединение.

4. Широковещательная, ориентированная на соединение.

Сетевой протокол без соединения использует фиктивный указатель вызова. Функциональный информационный элемент FAC-IE транспортируется в функциональном сообщении.

Ниже описан пример способа согласно изобретению, который демонстрирует взаимодействие процедуры предоставления услуги, не зависящей от соединения для передачи полезных данных, с процедурой, зависящей от соединения для передачи полезных данных.

a) Соединение с сетью Интернет, которое требует аутентификации через D-канал, начинается процедурой предоставления услуги, не зависящей от соединения, т.е. без занятия В-канала. Эта процедура предоставления услуги может определяться как без соединения (без определенной процедуры сигнализации) или как ориентированная на соединение.

b) Указанная процедура предоставления услуги для этапа пакетной передачи данных или для запроса/предоставления услуг, связанных с В-каналом, должна переключаться на процедуру предоставления услуги, зависящую от соединения для передачи полезных данных, для занятия В-канала, при этом в функциональном сообщении запрашивается указатель вызова/указатель канала передачи полезных данных. На фиг.4 показана диаграмма обработки запроса в сети Интернет с помощью программного обеспечения центральной телефонной станции. Процесс передачи сообщений происходит по поясненным с помощью фиг.3 принципам.

Терминалы генерируют/анализируют сообщения функционального протокола с требованием соединения по D-каналу или установления соединений по В-каналам.

Функционирование в качестве восходящей линии связи:
после анализа функциональных сообщений (распаковки сообщений) с помощью программы функционального анализа блока подключения LTG центральной телефонной станции программное обеспечение Интернет берет на себя оценку информации и ее обработку (в том числе для характеристик, специфичных для взаимодействия с центральными телефонными станциями).

Функционирование в качестве нисходящей линии связи:
при создании соединений в В-канале программное обеспечение Интернет выполняет управление соединением. Преобразователь функционального протокола выполняет относящуюся к сигнализации обработку сообщений.

Формула изобретения

1. Способ управления соединениями в сети связи, отличающийся тем, что a) на основании запроса услуги абонентом сети связи устанавливают соединение сигнализации между абонентом и устройством обеспечения доступа к услуге, b) при поступлении данных для запрошенной услуги устанавливают соединение для передачи полезных данных, взаимосвязанное с соединением сигнализации, между устройством доступа к услуге и абонентом, и после передачи данных аннулируют установленное соединение для передачи полезных данных.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что услуги представляют собой речевые услуги/или услуги передачи данных, например, услуги сети Интернет.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сеть связи начисляет абонентскую плату за услугу в промежутки времени, в течение которых для услуги одновременно существует соединение сигнализации и соединение для передачи полезных данных.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что соединение для передачи полезных данных в сети связи аннулируют перед окончанием интервала времени, за который уже начислена абонентская плата.

5. Устройство обеспечения доступа к услугам, предназначенное для использования в центральной телефонной станции, выполненное с возможностью управления соединениями в сети связи для поддержки доступа к услуге через сеть связи, отличающееся тем, что оно дополнительно обеспечивает инициирование установления относящегося к упомянутой услуге соединения сигнализации между абонентом и устройством обеспечения доступа к услугам на основании запроса услуги абонентом сети связи и дополнительное инициирование только при поступлении данных, установления соединения для передачи данных, взаимосвязанного с соединением сигнализации, между устройством обеспечения доступа к услугами и абонентом и аннулирование установленного соединения для передачи данных после передачи данных.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6