DE4441356A1

DE4441356A1 - Routing connections in communication network

Info

Publication number: DE4441356A1
Application number: DE19944441356
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Fischer; Kurt Dr Hofmann; Josef Dr Rammer; Luigi Bella; Ferial Chummun
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens AG Oesterreich
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: AT401702B; DE4441356C2; ATA238393A

Abstract

The method provides routing of connections in a connecting communication network which has connection nodes (K1,K2,K3,K4). The nodes are connected to each other by transmission paths (U1,U2,U3,U4,U5,U6). When there is a blockade of a direct transmission path (U1,U2,U3,U4,U5,U6) between two nodes (K1,K2,K3,K4) of the communication network, a detour route is determined on the basis of the occupied state of the possible transmission paths. Each blockade is detected and the occupied state of the transmission path is derived from its frequency. The system uses at least one routing processor (RP1,RP2) which is connected to the nodes (K1,K2,K3,K4) via a signalling network.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Routen von Verbindun gen in einem vermittelnden Kommunikationsnetz, welches Ver mittlungsknoten enthält die durch Übertragungswege miteinander verbunden sind, bei dem bei einer Blockade des direkten Übertra gungsweges zwischen zwei Vermittlungsknoten des Kommunikations netzes aufgrund des Belegungszustandes der möglichen Übertra gungswege eine Ausweichroute bestimmt wird, und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for routing connections conditions in a mediating communication network, which Ver averaging node contains those through transmission paths with each other are connected, in the case of a blockage of the direct transmission path between two switching nodes of the communication network due to the occupancy status of the possible transmissions routes an alternative route is determined, and an arrangement to carry out the procedure.

Der Aufbau und die Verwaltung von Kommunikationsnetzen erfor dert hohe Investitionen und Aufwände. Es ist daher notwendig, diese hohen Aufwände durch eine möglichst hohe Auslastung des Kommunikationsnetzes zu rechtfertigen. Eine derartige hohe Auslastung bringt es allerdings mit sich, daß übliche Kommuni kationsnetze wie beispielsweise Fernsprechnetze zeitweise überlastet sind und Verbindungen nicht zustande kommen. Diese Überlastungen können durch "intelligenten" Verbindungsaufbau vermieden werden, d. h. daß die zu einem bestimmten Zeitpunkt vorzunehmenden Verbindungen möglichst gleichmäßig über das ganze Netz verteilt werden.The establishment and management of communication networks high investments and expenses. It is therefore necessary these high costs due to the highest possible utilization of the To justify communication network. Such a high Utilization, however, brings with it the usual communication cation networks such as telephone networks at times are overloaded and connections cannot be established. These Overloads can be caused by "intelligent" connection establishment be avoided, d. H. that at a given time Connections to be made as evenly as possible over the whole network can be distributed.

Diese Aufteilung geschieht mit sogenannten dynamischen Routing- Verfahren. Bei einem bekannten derartigen Verfahren werden in Intervallen von etwa 10 Sekunden Zustandsinformationen über das Netz an einen zentralen Rechner gesendet. In Abhängigkeit von der Auslastung des Netzes wird dann ein einzelner Anruf, dessen direkte Verbindung zwischen einem Ursprungsvermittlungsknoten, an den der rufende Teilnehmer angeschlossen ist und einem Ziel vermittlungsknoten an den der gerufene Teilnehmer angeschlossen ist, aufgrund einer Überlastung des Übertragungsweges zwischen den beiden Vermittlungsknoten nicht möglich ist, durch diesen zentralen Rechner über zumindest einen weiteren Vermittlungs knoten optimal geroutet. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und daher nur für kleinere Netze geeignet.This division is done with so-called dynamic routing Method. In a known method of this type, in Intervals of about 10 seconds status information about the Network sent to a central computer. In dependence of the load on the network is then a single call, whose direct connection between an originating switching node, to which the calling subscriber is connected and a destination switching node to which the called subscriber is connected is due to an overload of the transmission path between the two switching nodes is not possible through this central computer via at least one other exchange knots optimally routed. This process is very complex and therefore only suitable for smaller networks.

Ein weiteres bekanntes Verfahren richtet für jeden nicht direkt vermittelbaren Anruf eine Abfrage über ein Signalisierungsnetz an den Zielvermittlungsknoten, welche Übertragungsstrecken aus dessen Sicht niedrig belegt und daher für den Anruf günstig sind. Der Ursprungsvermittlungsknoten erhält diese Information und wählt dann einen Zwischenvermittlungsknoten aus, der sowohl zum Ursprungsvermittlungsknoten als auch zum Zielvermittlungs knoten eine Übertragungsstrecke mit niedriger Belegung aufweist.Another well-known procedure is not directly aimed at everyone transferable call a query over a signaling network at the destination switching node, which transmission routes its view is low and therefore cheap for the call are. The originating node receives this information and then selects an intermediary node that both to the originating switching node as well as to the target switching node has a transmission link with low occupancy.

Bei diesem Verfahren ist bei jedem Routingversuch eine Verbin dungsaufnahme zwischen dem Routing-Rechner und dem Zielver mittlungsknoten sowie dem Ursprungsvermittlungsknoten des Netzes notwendig, das Verfahren ist daher ebenfalls sehr aufwendig.With this method, there is a connection with every routing attempt between the routing computer and the destination ver averaging node and the originating switching node of the Network is necessary, the procedure is therefore also very complex.

Weitere bekannte Verfahren aktualisieren die Netzzustände in größeren Zeitabständen, beispielsweise stündlich, sie sind da her weniger aufwendig, liefern aber aufgrund der großen Aktua lisierungsintervalle weniger gute Ergebnisse.Other known methods update the network states in larger intervals, for example hourly, they are there less expensive, but deliver because of the large Aktua Interval less good results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Routingverfahren anzugeben, bei dem mit geringem Aufwand gute Ergebnisse auch bei großen Kommunikationsnetzen erzielt werden.The object of the invention is a routing method specify where good results with little effort too can be achieved with large communication networks.

Dies geschieht erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach An spruch 1.This is done according to the invention with a method according to An saying 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Aktualisierung der Information über die Netzzustände in besonders geringen Zeitabständen z. B. 10 Sekunden, bei nur geringem Aufwand. Damit ist es möglich, auch größere Netze bis zu etwa 1000 Vermittlungs knoten mit dynamischem Routing auszustatten, mehr als mit an deren bekannten Verfahren. Darüber hinaus kann das erfindungsge mäße Verfahren mit nur geringem Aufwand an bestehende Kommunika tionsnetze angepaßt werden.The method according to the invention enables the update the information about the network states in particularly low Intervals z. B. 10 seconds, with little effort. In order to it is possible to switch even larger networks up to about 1000 equip nodes with dynamic routing, more than with their known methods. In addition, the fiction appropriate procedures with little effort to existing communica tion networks are adapted.

Mit der Anordnung nach Anspruch 2 kann das erfindungsgemäße Verfahren besonders günstig realisiert werden.With the arrangement according to claim 2, the invention Process can be realized particularly cheap.

Bei größeren Netzen ist eine Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4 vorteilhaft, da durch mehrere Routing Prozessoren die Ausfallsicherheit erhöht wird und der Einsatz eines Satelliten, wie er an sich aus der EP-A2-0563572 bekannt ist, die Aufwendungen für die Verbindung zwischen den Routing- Prozessoren und dem Kommunikationsnetz verringert.In the case of larger networks, an embodiment of the invention is according to Claim 3 or claim 4 advantageous because of multiple routing Processors the reliability is increased and the use of a satellite as known per se from EP-A2-0563572 is the cost of the connection between the routing Processors and the communication network reduced.

Vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 5, welche die Optimierung des Routing vorganges hinsichtlich der Kosten-Nutzen-Relation von Anrufen ermöglicht. So wird beispielsweise ein Anruf nicht durchgestellt wenn die Wahrscheinlichkeit sehr hoch ist, daß durch diese Routingentscheidung ein oder mehrere andere Anrufe blockiert werden würden, und der dadurch verursachte Ausfall höhere Kosten verursacht, als dies durch die Blockade des gegenständ lichen Anrufes der Fall ist.An embodiment of the invention is also advantageous Method according to claim 5, which optimizes the routing process regarding the cost-benefit ratio of calls enables. For example, a call is not put through if the probability is very high that through this Routing decision blocked one or more other calls would be, and the resulting failure higher Cost caused by blocking the subject call is the case.

Günstige Realisierungsvarianten des Verfahrens nach Anspruch 5 sind durch die Ansprüche 6 und 7 beschrieben.Favorable implementation variants of the method according to claim 5 are described by claims 6 and 7.

Die Erfindung wird anhand einer Figur näher erläutert, die bei spielhaft ein Kommunikationsnetz zeigt.The invention is explained in more detail with reference to a figure, which at playfully shows a communication network.

Die Fig. zeigt ein Kommunikationsnetz, welches Vermittlungs knoten K1, K2, K3, K4 enthält, die durch Übertragungswege U1, U2, U3, U4, U5, U6 miteinander verbunden sind. Zusätzlich sind zwei Routing-Prozessoren RP1, RP2 und ein Routing-Management- Prozessor RMP vorgesehen. Die Verbindung zwischen den Ver mittlungsknoten K1, K2, K3, K4, den Routing-Prozessoren RP1, RP2 und dem Routing-Management-Prozessor RMP wird über einen Satellit S1 hergestellt. An das Kommunikationsnetz sind Teil nehmer TN1, TN2 angeschlossen.The figure shows a communication network, which switching contains nodes K1, K2, K3, K4, which are connected by transmission paths U1, U2, U3, U4, U5, U6 are connected to each other. In addition are two routing processors RP1, RP2 and a routing management Processor RMP provided. The connection between the Ver averaging node K1, K2, K3, K4, the routing processors RP1, RP2 and the routing management processor RMP will have one S1 produced. Part of the communication network TN1, TN2 connected.

Ein Verbindungsaufbau zwischen einem Ursprungsteilnehmer TN1 und einem Zielteilnehmer TN2 verläuft wie folgt:
Zuerst wird geprüft ob der direkte Weg zwischen den beiden Teilnehmern TN1, TN2 über den ersten Vermittlungsknoten K1, den fünften Übertragungsweg U5 und den zweiten Vermittlungs knoten K2 verfügbar ist. Ist dies der Fall, wird die Verbin dung aufgebaut. Die beiden Routing-Prozessoren sind davon nicht betroffen.A connection setup between an originating subscriber TN1 and a destination subscriber TN2 proceeds as follows:
First, it is checked whether the direct route between the two participants TN1, TN2 is available via the first switching node K1, the fifth transmission path U5 and the second switching node K2. If this is the case, the connection is established. The two routing processors are not affected.

Wenn die angegebene direkte Verbindung jedoch nicht verfügbar ist, weil der fünfte Übertragungsweg U5 überlastet ist, oder aber auch durch einen technischen Effekt funktionsunfähig ist, dann wird vom ersten Vermittlungsknoten K1 eine Routingauf forderung an den in diesem Fall zuständigen ersten Routing- Prozessor RP1 gesendet. Die Verbindung zwischen den Routing- Prozessoren RP1, RP2, und den Vermittlungsknoten K1, K2, K3, K4 erfolgt über ein, in der Fig. nicht eingezeichnetes Signali sierungsnetz. Die Organisation des Signalisierungsnetzes ent spricht dem sogenannten "Common Channel Signalling"-Protokoll Nr. 7 von CCITT.However, if the specified direct connection is not available is because the fifth transmission path U5 is overloaded, or but is also unable to function due to a technical effect, then the first switching node K1 starts routing requirement on the first routing Processor RP1 sent. The connection between the routing Processors RP1, RP2, and the switching nodes K1, K2, K3, K4 takes place via a signal i, not shown in the figure network. The organization of the signaling network ent speaks the so-called "common channel signaling" protocol No. 7 by CCITT.

Aufgrund der Anforderung und der verfügbaren Daten über die Auslastung des gesamten Kommunikationsnetzes entscheidet der zuständige Routing-Prozessor RP1 welche Alternativrouten für die Verbindung in Frage kommen. Im vorliegenden Fall kann dies über den dritten Vermittlungsknoten K3 und den ersten Über tragungsweg U1 sowie den dritten Übertragungsweg U3 geschehen, oder alternativ über den vierten Vermittlungsknoten K4 und den zweiten und vierten Übertragungsweg U1, U2. Die Auswahl zwischen diesen beiden möglichen Routen erfolgt nun aufgrund der Be lastung der Übertragungswege dieser Routen. Wenn beispielswei se feststeht, daß der erste Übertragungsweg U1 bereits völlig ausgelastet ist, dann wird die Verbindungsvariante über den vierten Vermittlungsknoten K4 ausgewählt.Due to the requirement and the data available on the The utilization of the entire communication network decides responsible routing processor RP1 which alternative routes for the connection come into question. In the present case, this can via the third switching node K3 and the first via transmission path U1 and the third transmission path U3 happen, or alternatively via the fourth switching node K4 and the second and fourth transmission path U1, U2. The choice between these two possible routes are now based on the Be burden on the transmission routes of these routes. If, for example se is certain that the first transmission path U1 is already completely is busy, then the connection variant via the fourth switching node K4 selected.

Die Verbindungen werden also so gelegt, daß sie das Netz mög lichst gleich belasten, und keine Belastungsspitzen bei ein zelnen Übertragungswegen auftreten.The connections are made so that the network is possible load as soon as possible, and no load peaks at one individual transmission paths occur.

Die Information über die aktuelle Auslastung der einzelnen Übertragungswege U1, U2, U3, U4, U5, U6 generieren nun die Routing-Prozessoren RP1, RP2 selbst im Rahmen ihrer Routing- Aufgaben. Jede Routinganforderung wird mit den dazugehörigen Daten über den betroffenen, d. h. blockierten Übertragungsweg im vorliegenden Fall der fünfte Übertragungsweg U5 gespeichert und aus der Häufigkeit dieser Routinganforderungen bzw. damit ver bundenen Blockierungsanzeigen berechnet der Rechner die aktu elle Auslastung des jeweiligen Übertragungsweges. Dazu ist kein eigenes Vermittlungsverfahren zwischen den Vermittlungsknoten K1, K2, K3, K4 und den Routing-Prozessoren RP1 und RP2 notwen dig, sondern dies geschieht im Rahmen der anfallenden Routing aufgaben.The information about the current utilization of the individual Transmission paths U1, U2, U3, U4, U5, U6 now generate the Routing processors RP1, RP2 themselves as part of their routing Tasks. Each routing request is associated with it Data on the affected, i.e. H. blocked transmission path in the In the present case, the fifth transmission path U5 is stored and from the frequency of these routing requests and thus ver bound block notifications, the computer calculates the current All utilization of the respective transmission path. There is no such thing own mediation process between the mediation nodes K1, K2, K3, K4 and the routing processors RP1 and RP2 necessary dig, but this is done as part of the routing tasks.

Mit dem beschriebenen Routingverfahren wird bereits eine deut liche Verbesserung der möglichen Auslastung eines Kommunika tionsnetzes erzielt. Eine weitere Optimierung kann durch den Einsatz eines Routing-Management-Prozessors RMP geschehen. Die ser berechnet aus den sogenannten Zielverkehrsdaten des Kommu nikationsnetzes beispielsweise stündlich Prognosen für die künftige Auslastung des Netzes und der einzelnen Übertragungs wege U1, U2, U3, U4, U5, U6. With the routing method described, one is already clear improvement of the possible utilization of a communica network achieved. A further optimization can be done by the Use a routing management processor RMP. The It calculates from the so-called destination traffic data of the municipality network, for example, hourly forecasts for the future utilization of the network and the individual transmission routes U1, U2, U3, U4, U5, U6.

Die Zielverkehrsdaten betreffen die Information, welche Teil nehmer im betrachteten Zeitraum miteinander wie oft kommuni zierten. Aufgrund dieser Daten wird im Routing-Management- Prozessor die Wahrscheinlichkeit der Belegung der Übertra gungswege berechnet. Dies geschieht im vorliegenden Beispiel mit Hilfe eines sogenannten "Forward-Looking-Routing" Algorith mus wie er in K.R. Krishnan, T.J. Ott: Forward-Looking Routing: A New State-Dependent Routing Scheme, Teletraffic Science for New Cost-Effective Systems, Networks and Services, ITC-12 (1989).The target traffic data concern the information which part how often communicated with each other in the period under review graced. Based on this data, routing management Processor the probability of occupancy of the transfer routes calculated. This is done in the present example with the help of a so-called "forward looking routing" algorithm mus like him in K.R. Krishnan, T.J. Ott: Forward Looking Routing: A New State-Dependent Routing Scheme, Teletraffic Science for New Cost-Effective Systems, Networks and Services, ITC-12 (1989).

Nach diesem Algorithmus werden im Routing-Management-Prozessor Bewertungstabellen für die einzelnen Übertragungswege U1, U2, U3, U4, U5, U6 festgelegt, anhand derer die Routing-Prozessoren RP1, RP2 die vorgesehenen Übertragungswege überprüfen können, ob sie hinsichtlich der prognostizierten Auslastung für den gültigen Zeitraum als günstig anzusehen sind. So kann es z. B. geschehen, daß nach der prognostizierten Auslastung der Über tragungswege U1, U2, U3, U4, U5, U6 die Durchstellung einer Verbindung nachteilig wäre, da dadurch zwei andere Verbindungen blockiert würden. Daher wird diese Verbindung nicht aufgebaut, das Netz ist mit den zwei dadurch möglichen und statistisch auch erfolgenden anderen Verbindungen besser ausgelastet und arbeitet kostengünstiger.Following this algorithm are in the routing management processor Evaluation tables for the individual transmission paths U1, U2, U3, U4, U5, U6 determined by which the routing processors RP1, RP2 can check the intended transmission paths, whether it is with regard to the forecast utilization for the valid period are to be regarded as favorable. So it can e.g. B. happen that after the forecast utilization of the over transmission paths U1, U2, U3, U4, U5, U6 the throughput of a Connection would be disadvantageous because it would make two other connections would be blocked. So this connection is not established, the network is with the two possible and statistical other connections taking place are better utilized and works cheaper.

Die Verbindung zwischen Routing-Management-Prozessor RMP den Routing-Prozessoren RP1, RP2 und den Vermittlungsknoten K1, K2, K3, K4 erfolgt über ein Datenübertragungsnetz, welches im Bild nicht dargestellt ist und mittels Satellit S1 verwirklicht ist.The connection between the RMP routing management processor Routing processors RP1, RP2 and the switching nodes K1, K2, K3, K4 takes place via a data transmission network, which is in the picture is not shown and is realized by means of satellite S1.

Der Einsatz eines oder mehrerer Satelliten ist besonders vorteilhaft bei Kommunikationsnetzen, die geografisch große Gebiete betreffen, dies ist insbesondere bei Fernsprechnetzen in dünn besiedelten Gebieten oder beispielsweise bei Fernsprech netzen für Inselgruppen der Fall, oder aber bei sehr großen Kommunikationsnetzen mit vielen Vermittlungsknoten. The use of one or more satellites is special advantageous for communication networks that are geographically large Affect areas, this is particularly the case with telephone networks in sparsely populated areas or, for example, by telephone nets for island groups, or for very large ones Communication networks with many switching nodes.

In diesem Fall können durch einen oder mehrere Satelliten die hohen Kosten für ein großflächiges Datenübertragungsnetz ver mieden werden.In this case, the high costs for a large data transmission network be avoided.

Die gegenständliche Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz in Fernsprechnetzen. Sie kann aber vorteilhaft auch bei ähnlich strukturierten Kommunikationsnetzen und beispiels weise auch bei Verkehrsleitsystemen angewendet werden.The subject invention is particularly suitable for Use in telephone networks. But it can also be advantageous with similarly structured communication networks and for example can also be used in traffic management systems.

Claims

1. A method for routing connections in a switching communication network, which contains switching nodes (K1, K2, K3, K4), which are connected to one another by transmission paths (U1, U2, U3, U4, U5, U6) Blockage of a direct transmission path (U1, U2, U3, U4, U5, U6) between two switching nodes (K1, K2, K3, K4) of the communication network due to the status of the possible transmission paths (U1, U2, U3, U4, U5, U6) an alternative route is determined, characterized in that each blockage is detected and the frequency of the occupancy of the transmission paths (U1, U2, U3, U4, U5, U6) of the communication network is determined.

2. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that at least a routing processor (RP1, RP2) is provided which has a Signaling network with the switching nodes (K1, K2, K3, K4) connected is.

3. Arrangement according to claim 2, characterized records that several routing processors (RP1, RP2) are provided with each other through a data transmission network who are connected.

4. Arrangement according to claim 3, characterized records that the data transmission network in itself is realized in a known manner by means of satellite (S1).

5. The method according to claim 1, characterized records that in addition measurements of the target traffic be carried out and with regard to the determined Probability of blocking future connection requests the determination of the alternative route is optimized.

6. Arrangement for performing the method according to claim 5, characterized in that in addition to communication network and at least one routing processor (RP1, RP2) a routing management processor (RMP) is provided is that with another via a data transmission network at least one routing processor (RP1, RP2) and the mediator tion nodes (K1, K2, K3, K4) connected to the communication network is.

7. Arrangement according to claim 6, characterized indicates that the further data transmission network in is known to be realized by means of satellite (S1).