專利名稱：組建通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)的組建。
背景技術(shù)：
看一下組建一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的過程，你就會(huì)注意到這個(gè)任務(wù)是多么復(fù)雜。例如，在組建蜂窩網(wǎng)絡(luò)的過程中，就有許多組件需要考慮。將基站和移動(dòng)交換中心放在某地理區(qū)域內(nèi)，必須確定無線電覆蓋區(qū)域，選擇設(shè)備并對(duì)其進(jìn)行配置，對(duì)與無線電鏈接有關(guān)的視線(兩個(gè)站點(diǎn)之間的自由空間)信息進(jìn)行檢查，建立2兆比特/秒的幀和虛擬容器路徑，還要考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，所有這些只是提到了一部分。網(wǎng)絡(luò)未來的擴(kuò)展也必須考慮在內(nèi)。
例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)在規(guī)模上可能有成千上萬個(gè)鏈接，而且這種網(wǎng)絡(luò)中可能包含幾種不同的技術(shù)。組網(wǎng)過程很可能是一個(gè)反復(fù)的過程，期間要做出許多相互關(guān)聯(lián)的決定。很多時(shí)候這個(gè)過程會(huì)陷入死胡同。在為網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備模塊設(shè)置參數(shù)時(shí)，通常需要手工操作，而手工操作往往容易出錯(cuò)。結(jié)果不知不覺，這個(gè)過程中的錯(cuò)誤就導(dǎo)致了延誤。有時(shí)延誤協(xié)議工期是要付出代價(jià)的。通常整個(gè)網(wǎng)絡(luò)并不能一下子建成，但會(huì)隨著時(shí)間推移不斷擴(kuò)展。要想對(duì)建設(shè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的全過程考慮得面面俱到，是一項(xiàng)困難的任務(wù)。必須把注意力放在網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展上。目前，處理網(wǎng)絡(luò)工程過程和擴(kuò)展的并行方案有許多種，一般都需要手工操作。但還沒有一個(gè)單一的、恰當(dāng)?shù)姆桨缚梢酝瑫r(shí)處理網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程和擴(kuò)展。本發(fā)明的目標(biāo)是減少已知方案的缺陷。在權(quán)利要求書里描述了實(shí)現(xiàn)的途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種方案和一種方法來組建通信網(wǎng)絡(luò)。把網(wǎng)絡(luò)理解為層層相疊的層次結(jié)構(gòu)是適宜的，每一層代表著網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)專門任務(wù)領(lǐng)域。本發(fā)明的方案分成了幾個(gè)模塊，比如涉及到專門技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)的邏輯或物理拓?fù)?，每個(gè)模塊代表了網(wǎng)絡(luò)中的一層。依據(jù)所要組建的網(wǎng)絡(luò)，會(huì)使用到那些必需的模塊，也就是說，會(huì)選擇一些模塊的集合來組建網(wǎng)絡(luò)。特定的網(wǎng)絡(luò)部分是在相關(guān)模塊中組建的。每層模塊從下層模塊(即代表下面的層的模塊)那里獲得資源(建立連接所用的容量和路由)，并向上層模塊(即代表上面的層的模塊)提供資源。因此，資源只在鄰接的模塊之間流動(dòng)，而不能繞開中間模塊。如果需要排除中間模塊，會(huì)延長(zhǎng)組建過程。網(wǎng)絡(luò)初建時(shí)可能只有兩個(gè)基本層(例如邏輯連接和線路系統(tǒng))，然后逐漸添加更多的網(wǎng)絡(luò)層，進(jìn)行完善。


在下面，結(jié)合附圖1-3對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，其中圖1圖解說明了不同的網(wǎng)絡(luò)層；圖2a舉例說明了管道層的使用；圖2b舉例說明了線路系統(tǒng)層的使用；圖3舉例說明了模塊集。
具體實(shí)施例方式
為了應(yīng)付復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明的方案包含若干個(gè)模塊(每個(gè)模塊代表一個(gè)特定的層)，用來組建通信網(wǎng)絡(luò)中特定的任務(wù)。這些模塊有管道層；線路系統(tǒng)；VC-4；2兆比特/秒；ATM鏈接；ATM虛擬路徑；ATM虛擬電路；IP；WDM；以及蜂窩模塊，這里只提到一部分。其中還存在許多其它的模塊，并且當(dāng)應(yīng)用新技術(shù)時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建新的模塊。使用哪些模塊取決于要建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)。
把網(wǎng)絡(luò)理解為層層相疊的層次結(jié)構(gòu)是適宜的，每一層代表著網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)專門任務(wù)領(lǐng)域。采用層次(模塊)集合時(shí)有兩個(gè)方面的因素。首先，層次要與各個(gè)技術(shù)方案相對(duì)應(yīng)。技術(shù)規(guī)范指定了對(duì)層次的需求。例如，采用建立在PDH無線鏈接之上的反向多路ATM，直接導(dǎo)致了對(duì)ATM模塊和PDH模塊的使用需求。換句話說，不同模塊對(duì)應(yīng)著網(wǎng)絡(luò)中的不同層。同樣的，建立基于SDH傳送鏈接的互換通信模型，將導(dǎo)致采用ISW(互換)、VC-4、線路系統(tǒng)以及管道模塊。
另一個(gè)主導(dǎo)因素是計(jì)劃的精確度?？偟膩碚f，要求的結(jié)果越精確，需要的模塊也越多。如果只是需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為有個(gè)總體的理解，那么組建僅有幾個(gè)模塊的粗略模型就足夠了。每個(gè)模塊都會(huì)增加其本身的詳細(xì)程度，因此如果目標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)布署，那就需要更多的模塊，網(wǎng)絡(luò)布署需要為設(shè)備和交叉連接的每個(gè)部分進(jìn)行準(zhǔn)確的配置設(shè)置。
組建網(wǎng)絡(luò)的過程中通常需要考慮各種技術(shù)方案。所以當(dāng)比較不同的方案時(shí)，常常是使用相同的高層通信和模塊，而更改低層模塊。這樣，對(duì)同樣的網(wǎng)絡(luò)，就有可能采用基于光纖的SDH和WDM執(zhí)行方式進(jìn)行計(jì)算，并且還能比較不同方案的造價(jià)。
每個(gè)模塊包含節(jié)點(diǎn)和這些節(jié)點(diǎn)間的鏈接，對(duì)每層中特殊節(jié)點(diǎn)和鏈接類型進(jìn)行說明。例如，單個(gè)節(jié)點(diǎn)可以描述為蜂窩模塊中的一個(gè)基站、傳輸模塊中的訪問節(jié)點(diǎn)，或者細(xì)節(jié)模塊中的“Ultrasite”(它是產(chǎn)品名稱)節(jié)點(diǎn)。每個(gè)模塊還包括層特定的計(jì)算和路由方法，比如計(jì)算電路交換通信量，或如何在不同層間引導(dǎo)路由。一般的，路由這個(gè)術(shù)語(yǔ)是指在兩個(gè)終端間選擇數(shù)據(jù)流路徑(連接)。在本文中，路由還表示為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)中特定的部分選擇路由的過程，也就是說，在網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)中特定的部分里為所有的數(shù)據(jù)流選擇路由。此外，每個(gè)層次和模塊還包含特定的任務(wù)，比如在細(xì)節(jié)模塊中生成交叉連接。
前面說過，把通信網(wǎng)絡(luò)理解為層層相疊的層次結(jié)構(gòu)是適宜的。圖1中所示的是一個(gè)5層蜂窩網(wǎng)絡(luò)的例子。管道層(1)支撐著線路系統(tǒng)(比如STM-4或STM-16設(shè)備和路由)，后者是在線路系統(tǒng)層(2)中定義的。每個(gè)線路系統(tǒng)鏈接(6)(比如無線鏈接或STM容器中的2兆比特/秒幀)必須有一條管道路由(7)(一條管道可以支持許多條線路系統(tǒng)鏈接)。每個(gè)線路系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(8)必須位于某個(gè)管道層節(jié)點(diǎn)(9)中。圖2a和2b更詳細(xì)的舉例說明管道層和線路系統(tǒng)層。管道(21)旁邊的數(shù)字表明的是管道中光纖編號(hào)。圖2b描述了站點(diǎn)中的設(shè)備類型和使用的線路系統(tǒng)。在管道層中所代表的管道里，1*STM-16攜帶著2條光纖。
線路系統(tǒng)層支撐著虛擬容器(VC-4)，后者在VC-4層(3)中構(gòu)成了SDH高次鏈接(10)(圖1)。每條VC-4鏈接必須具有一條線路系統(tǒng)鏈接(6)。注意，一條線路系統(tǒng)鏈接能支持多條VC-4鏈接。(比較一下圖2a和2b中管道和線路系統(tǒng)層的情況。)受保護(hù)的VC-4路由需要一個(gè)一級(jí)和一個(gè)二級(jí)線路系統(tǒng)路由，也就是說，一條VC-4鏈接需要兩條獨(dú)立的線路系統(tǒng)鏈接。從粒度(幀規(guī)模)的角度分別來看，VC-4層支撐的VC-12路徑等同于2兆比特/秒路徑。換句話說，VC-12是在2兆比特/秒層(4)中創(chuàng)建的。邏輯連接是在邏輯連接層(5)中定義的，也就是說，8-64千比特/秒連接是由2兆比特/秒層所支持的。對(duì)應(yīng)的模塊有管道(管道層)；線路系統(tǒng)(線路系統(tǒng)層)；VC-4(VC-4層)；2兆比特/秒(2兆比特/秒層)；以及蜂窩(邏輯連接層)模塊。
每層都從下層獲得資源(路由和可用的容量)，并向上層模塊提供資源。因此主要的資源流(11)(圖1)只能是從一層到相鄰的另一層，不能跨越中間層。如果需要排除中間層，會(huì)延長(zhǎng)組建過程。網(wǎng)絡(luò)初建時(shí)可能只有兩個(gè)基本層(例如邏輯連接和線路系統(tǒng))，然后逐漸添加更多的網(wǎng)絡(luò)層，進(jìn)行完善。例如在圖1的情況下，VC-4層可以稍后再創(chuàng)建。
模塊(層)之間的資源流動(dòng)是一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的操作。可以說這種流動(dòng)形成了從上層模塊到下層模塊輸入。這種輸入對(duì)一個(gè)模塊來說是通信需求的集合，需要由這個(gè)模塊完成。模塊的容量計(jì)算形成了對(duì)其下層模塊新的通信要求。讓我們從傳輸鏈接(連接)的角度來看一下資源流動(dòng)。當(dāng)把通信引導(dǎo)到傳輸鏈接上時(shí)，有可能計(jì)算傳輸鏈接的容量。通常鏈接是在下層進(jìn)行傳送。因此鏈接就變成了對(duì)下層的通信要求，依次類推。另外，其它模塊的節(jié)點(diǎn)有可能在模塊內(nèi)創(chuàng)建新的節(jié)點(diǎn)(例如，蜂窩模塊內(nèi)的BTS節(jié)點(diǎn)能在傳送模塊內(nèi)創(chuàng)建傳輸節(jié)點(diǎn))。
接著上面的說，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)進(jìn)行路由的基本順序是從最低層到最高層。首先，線路系統(tǒng)路由到管道(I)(圖1)，然后是VC-4路由到線路系統(tǒng)(II)，2兆比特/秒/VC-12路由到VC-4(III)，最后是邏輯連接路由到2兆比特/秒(IV)。路由過程組合了通信需求和模塊拓?fù)?。所用的路由算法和選擇方法主要取絕于模塊，因?yàn)椴煌募夹g(shù)所采用的路由方法差別是巨大的(例如，IP模塊里的分組交換與傳輸模塊里的電路交換)。值得注意的是代表物理線路和節(jié)點(diǎn)的底層，必須包含來自上層模塊(上面的層)的所有路由。
除了主資源流以外，還有其它方向的暗含的相互作用(12)(圖1)。多層路由命令把低層中的路由也考慮在內(nèi)，由此對(duì)路由產(chǎn)生約束。同樣，容量限制路由命令，隱含地將容量信息向上傳播到路由堆棧。模塊，或者說層的使用是一個(gè)迭代的過程。
這種方案的主要好處是用戶可以選擇他想使用的模塊，并且能創(chuàng)建全部的傳送堆棧類型。這樣做還可以把一些通信限定在一個(gè)模塊里，而把另一些通信限制在另一個(gè)里(例如，把3G通信限制在ATM模塊里，把控制通信限制在IP模塊里)。還可以把不同來源的通信組合(集中)到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里。例如，普通的傳輸網(wǎng)絡(luò)可用于由不同來源引發(fā)的通信中。
用戶選用所需要的模塊集合。這個(gè)集合完全可以由用戶更改。通過使用模塊，用戶能在細(xì)節(jié)上控制網(wǎng)絡(luò)層次；例如，用戶可以將邏輯連接路由到傳送模塊為，以獲得傳輸需求的粗略情況；要獲得更詳細(xì)的情況，用戶可以使用更多的模塊，也就是層，例如，圖1中使用所有層；研究各種技術(shù)方案；例如，IP通信既可以直接向WDM路由，也可以向SDH層路由；ATM鏈接既可以在2兆比特/秒層路由，也可以在STM-1層中路由；還可能有一種匯聚樹狀結(jié)構(gòu)，其中網(wǎng)絡(luò)層中進(jìn)行的通信有多個(gè)來源，如圖2中所述。
圖3舉例說明如何組合不同的模塊。人們期待蜂窩網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)包容第二和第三代子網(wǎng)。蜂窩模塊可以為這兩種子網(wǎng)建立邏輯連接(31，32)。在第二代子網(wǎng)的情況中，邏輯連接是由2兆比特/秒PDH虛擬鏈接(33)來支持的。這些鏈接在2兆比特/秒模塊中創(chuàng)建。而2兆比特/秒PDH虛擬鏈接是由ATM虛擬路徑(34)支撐的。后者是在ATM虛擬路徑模塊中創(chuàng)建的。支撐ATM虛擬路徑的是大容量PDH鏈接(35)(在ATM鏈接模塊中創(chuàng)建)。大容量PDH鏈接必須放置于物理管道(36)里，而物理管道位于管道模塊中。
在第三代子網(wǎng)的情況里，邏輯連接是由ATM虛擬電路(37)支持的。這種電路是在ATM虛擬電路模塊中創(chuàng)建的。而ATM虛擬電路是由ATM虛擬路徑(34)支撐的。支撐ATM虛擬路徑的是大容量PDH鏈接(35)，而大容量PDH鏈接被放置在物理管道里(36)。另外一種選擇是在IP分組流里(38)攜帶第三代邏輯通信。IP分組流是在IP模塊中創(chuàng)建的。IP分組流可以通過光信道(39)傳播。光信道是在WDM模塊中創(chuàng)建的。光信道必須放置在光纖和物理管道(36)里。
一個(gè)值得注意的問題是一些模塊允許組建網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)層。例如，管道模塊既可以創(chuàng)建第二代層，也可以創(chuàng)建第三代層。
對(duì)整個(gè)組建過程的處理，如果不細(xì)分為小的部分，會(huì)過于復(fù)雜。然而，這些小的部分必須邏輯地聯(lián)系在一起。在一定的時(shí)間，在單一層中執(zhí)行路由和其它操作，能讓過程易于控制，而層的相互作用會(huì)在層間傳遞相關(guān)的路由和操作結(jié)果。相互作用還為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供了一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。優(yōu)化程度可以通過更改迭代過程中的參數(shù)進(jìn)行改善。在某個(gè)時(shí)期內(nèi)，用戶可以把他的注意力集中在某個(gè)單一的層，也就是模塊上。如果需要排除中間模塊將會(huì)延長(zhǎng)組建過程。不同的技術(shù)方案可以進(jìn)行相互驗(yàn)證。
盡管描述本發(fā)明總體上與組建蜂窩網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，然而很明顯，本發(fā)明也能用來組建其他通信網(wǎng)絡(luò)。換句話說，在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)，本發(fā)明也能應(yīng)用于其它方案。
權(quán)利要求
1.一種用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于所述通信網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)層，所述系統(tǒng)包括至少由兩個(gè)模塊組成的模塊組，所述模塊組中的各個(gè)模塊表示可以在通信網(wǎng)絡(luò)的層中使用的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)被配置為允許基于要組建的通信網(wǎng)絡(luò)的需要的技術(shù)方案選擇所述模塊組的至少兩個(gè)模塊；以及在所述至少兩個(gè)模塊的各自的頂部將所述至少兩個(gè)模塊設(shè)置為分層結(jié)構(gòu)，以建造要組建的通信網(wǎng)絡(luò)的模型；其中，所述分層結(jié)構(gòu)的給定模塊被配置為向給定模塊上方的相鄰模塊提供資源和/或使用給定模塊下方的相鄰模塊的資源；并且其中所述系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為選擇表示不同技術(shù)方案的替換模塊；基于所述替換模塊建造通信網(wǎng)絡(luò)的模型；以及基于建造模型比較用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的不同技術(shù)方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述模塊組的至少一個(gè)模塊的技術(shù)方案被配置為可在分層結(jié)構(gòu)的多于一個(gè)層中使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)被進(jìn)一步配置為每次在單個(gè)模塊內(nèi)的分層結(jié)構(gòu)中選擇數(shù)據(jù)流路徑，使得在一個(gè)給定模塊中，所述給定模塊上方的相鄰模塊中的路徑在所述給定模塊中找到。
4.一種用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述通信網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)層，所述方法包括組建至少由兩個(gè)模塊組成的模塊組，所述模塊組中的各個(gè)模塊表示可以在通信網(wǎng)絡(luò)的層中使用的技術(shù)方案；基于要組建的通信網(wǎng)絡(luò)的需要的技術(shù)方案選擇所述模塊組的至少兩個(gè)模塊；以及在所述至少兩個(gè)模塊的各自的頂部將所述至少兩個(gè)模塊設(shè)置為分層結(jié)構(gòu)，以建造要組建的通信網(wǎng)絡(luò)的模型；其中，所述分層結(jié)構(gòu)的給定模塊被配置為向給定模塊上方的相鄰模塊提供資源和/或使用給定模塊下方的相鄰模塊的資源；并且其中所述方法被進(jìn)一步配置為選擇表示不同技術(shù)方案的替換模塊；基于所述替換模塊建造通信網(wǎng)絡(luò)的模型；以及基于建造模型比較用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的不同技術(shù)方案。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括每次在單個(gè)模塊內(nèi)的分層結(jié)構(gòu)中選擇數(shù)據(jù)流路徑，使得在一個(gè)給定模塊中，所述給定模塊上方的相鄰模塊中的路徑在所述給定模塊中形成。
6.一種用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)模塊，其特征在于所述通信網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)層，所述模塊是至少由兩個(gè)模塊組成的模塊組的一部分，所述模塊表示可以在通信網(wǎng)絡(luò)的層中使用的特定技術(shù)方案，所述模塊組包括多個(gè)表示用于建造通信網(wǎng)絡(luò)模型的不同技術(shù)方案的替換模塊，并比較用于組建通信網(wǎng)絡(luò)的不同技術(shù)方案，所述模塊被配置為在另一個(gè)模塊頂部和/或下部布置形成分層結(jié)構(gòu)，以建造要組建的通信網(wǎng)絡(luò)，其中，所述模塊被配置為向所述給定模塊上方的相鄰模塊提供資源和/或使用給定模塊下方的相鄰模塊的資源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的模塊，其中所述模塊所表示的技術(shù)方案包括蜂窩、異步傳輸模式ATM、準(zhǔn)同步數(shù)字序列PDH、同步數(shù)字序列SDH、因特網(wǎng)協(xié)議IP、波分復(fù)用WDM和物理管道之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的模塊，其中所述模塊包括管道模塊、線路系統(tǒng)模塊、虛容器-4(VC-4)模塊、2兆比特/秒模塊、異步傳輸模式ATM鏈路模塊、異步傳輸模式ATM虛路徑模塊、異步傳輸模式ATM虛電路模塊、因特網(wǎng)協(xié)議IP模塊、波分復(fù)用模塊和蜂窩模塊之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的模塊，包括節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)之間的鏈路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的模塊，其中節(jié)點(diǎn)和鏈路的類型對(duì)于層是特定的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的模塊，配置為向給定模塊上方的相鄰模塊和/或向給定模塊下方的相鄰模塊添加節(jié)點(diǎn)和/或鏈路。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的模塊，包括層特定的計(jì)算和路由方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及組建通信網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明提供了組建通信網(wǎng)絡(luò)的一種方案和一種方法。本發(fā)明的方案被分成若干模塊，比如涉及特定技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)邏輯或物理拓?fù)?，它們中的每一個(gè)代表網(wǎng)絡(luò)中的一層。依據(jù)要組建的網(wǎng)絡(luò)使用必要的模塊，也就是說選擇模塊集合來組建網(wǎng)絡(luò)。特定的網(wǎng)絡(luò)部分是在相關(guān)的模塊中組建的。每個(gè)模塊從下層模塊，也就是代表下面層的模塊那里獲取資源(連接用的容量和路由)，并且向上層模塊，也就是代表上面層的模塊提供資源。因此資源只能從一個(gè)模塊向其相鄰的模塊流動(dòng)，而不能跨越中間模塊。
文檔編號(hào)H04M3/00GK1946243SQ20061006766
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2001年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者哈里·科皮拉, 朱卡·努敏恩, 杰吉·埃坎恩 申請(qǐng)人:諾基亞公司