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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein System und ein Verfahren
zum Bereitstellen von Dienstverfügbarkeitsdaten
in Bezug auf durch einen Knoten in einem Kommunikationsnetz verarbeitete Übertragungen.
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In
einem durch einen Dienstanbieter betriebenen Kommunikationsnetz
bietet der Dienstanbieter den Kunden Bandbreite im Netz an. Der
Dienstanbieter besitzt typischerweise eine Dienstniveauvereinbarung
(SLA) mit seinem Kunden, wodurch der Dienstanbieter verpflichtet
ist, dem Kunden Kommunikationsdienste mit Dienstniveaugarantien
bereitzustellen, wobei er eine Entschädigung entsprechend der Bezahlungstabelle
in der SLA erhält,
solange wie der Anbieter seine Dienstverpflichtungen leistet. Die SLAs
enthalten gewöhnlich
Strafen, wenn die Dienstverpflichtungen nicht erfüllt werden,
z. B. im Ergebnis eines Verbindungsfehlers im Netz. Während der
anschließenden
Wiederherstellungsperiode des Netzes ist der Dienst für einen
Kunden gestört.
Demzufolge gibt es einen Bedarf an einer genauen Tabellarisierung
und Messung der Dienstausfallzeiten für den Kunden.
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Das
Kommunikationsnetz oder insbesondere ein Abschnitt hiervon kann
aus verschiedenen Gründen
ausfallen, einschließlich
eines Software-Fehlers oder eines Gerätefehlers. Wenn durch andere
Netzelemente, die an den ausgefallenen Abschnitt des Netzes angrenzen,
ein Fehler festgestellt wird, können
die Signalisierungsstandards erfordern, dass alle durch den Fehler
beeinflussten Anrufe freigegeben werden sollten, wodurch verursacht
wird, dass alle Crossconnect-Vermittlungen des Trägerkanals
bezüglich
dieser Anrufe freizugeben sind. Falls eine Anrufsteuerentität (z. B.
ein Anrufprozessor, der gewählte
virtuelle Verbindungen oder SPVC-Dienste unterstützt) in einem ersten Netzelement
ausfällt, werden
alle Signalisierungsschnittstellen mit den durch den Anrufprozessor
gemanagten anderen Netzelementen verloren. Angrenzende Netzelemente oder
Knoten werden folglich annehmen, dass die den ausgefallenen Signalisierungsschnittstellen
zugeordneten Trägerkanäle nicht
länger
funktionsfähig
sind. Dies veranlasst angrenzende Netzelemente oder Knoten, diesen
Zustand über
das Netz zu signalisieren und alle Crossconnect-Vermittlungen für die Trägerkanäle, die
den Anruf bilden, freizugeben. Schließlich wird der Fehler im Signalisierungsnetz zurück zu den
anrufenden und angerufenen Diensten signalisiert, die ihre Sitzungen
beenden.
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Eine ähnliche
Situation tritt beim Fehler einer Netzverbindung oder eines Leitungsanschlusskartenmoduls
auf, die Benutzerverkehr befördern.
Der Fehler dieser Verbindung oder Karte wird durch die Netzelemente
erfasst, die dann alle Crossconnect-Vermittlungen für die Trägerkanäle, die
die Verbindungen bilden, freigeben.
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Wie
die Anzahl der Verbindungen über
eine physikalische Verbindung in einem Kommunikationsnetz zunimmt,
so nimmt die Zeit zu, die erforderlich ist, um diese Verbindungen
im Fall eines Fehlers eines Netzelements freizugeben, umzuleiten
und wiederherzustellen. In einem signalisierten Netz verändert sich
z. B. die Rate der Wiederherstellung durch das Netz, kann aber in
der Größenordnung
von angenommen 100–1000
Verbindungen pro Sekunde liegen. Deshalb kann die Umleitung einer
großen
Anzahl von Verbindungen, z. B. von 10.000, (in einem idealen, nicht überlasteten
Netz) 10–100
Sekunden erfordern, um abgeschlossen zu werden. Wie die Anzahl der
Verbindungen, die eine einzelne physikalische Entität (Verbindung
oder Knoten) durchqueren, zunimmt, nimmt außerdem die Wiederherstellungszeit
zu. Außerdem
beeinflusst die Anzahl der physikalischen Entitäten, die die Freigabenachrichten
für alle
Verbindungen, die umgeleitet werden, zu den Ausgangs- oder Quellknoten
durchqueren müssen, die
Verzögerung
bei der Wiederherstellung der Verbindungen. Aus einer SLA-Perspektive
sollte die aufgezeichnete Ausfallzeit die Dauer genau darstellen, für die jede
Verkehr befördernde
Verbindung nicht verfügbar
ist.
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In
den typischen Systemen und Verfahren des Standes der Technik wird
die Dienstausfallzeit vom Standpunkt eines Quellknotens gemessen,
wobei nur der Takt dieses Quellknotens verwendet wird, wenn der
Quellknoten eine Freigabenachricht und eine anschließende Verbunden-Nachricht
empfängt. Deshalb
werden die Ausbreitungsverzögerungen
für die
Freigabenachrichten, die an den Quellknoten ankommen, und der Warteschlangenbetrieb
der Freigabenachrichten bei jedem Zwischenknoten vor der Verarbeitung
nicht als Teil der Ausfallzeit gemessen. Diese nicht verfolgte Ausbreitungsverzögerung und Warteschlangenzeit
kann einen signifikanten Teil der Gesamtzeit darstellen, während der
der Dienst für
einen Kunden gestört
ist. Im Ergebnis werden die typischen Systeme und Verfahren des
Standes der Technik zum Messen von Dienstausfallzeiten aufgrund der
zunehmenden Größe der Netzdatenbanken
und des Nachrichtenverkehrs in größeren Netzen nicht gut skaliert.
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Aus
US 5.745.693 ist außerdem ein
System bekannt, um Kommunikationsnetzereignisse, einschließlich Fehler,
auf einer historischen Grundlage anhand von durch Ereigniskanäle vom Netz
empfangenen Datensätzen
zu analysieren. Die mit den Knoten in Beziehung stehenden Ereignisse
werden mit einem Zeitstempel versehen und weiter für eine von einem
System gesendete Anfrage gesammelt und in Tabellen aufgezeichnet.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bereitstellung
von Dienstverfügbarkeitsdaten
zu schaffen, das eine genaue Messung der Dienstausfallzeiten für den Kunden
erlaubt und die Verfahren des Standes der Technik verbessert.
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Genauer
schafft die Erfindung ein Verfahren zum Bestimmen der Dauer einer
Dienstunterbrechung gemäß Anspruch
1.
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Folglich
schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Berechnen einer
Dienstunterbrechung in einem Kommunikationsnetz, das Netzelemente
einschließlich
Knoten, die über
Verbindungen verbunden sind, und wenigstens einen Ausgangsknoten
umfasst. Jeder Knoten kann einen Fehler in einem angrenzenden Netzelement
erfassen. Bei Erfassung eines Fehlers wird ein erster Zeitstempel
erzeugt. Der erfassende Knoten erzeugt ein Freigabesignal, das zusammen
mit dem ersten Zeitstempel an einen Ausgangsknoten gesendet wird,
der die beeinflusste Verbindung freigibt. Der Ausgangsknoten baut
eine neue Verbindung auf und leitet einen neuen Anruf ein. Beim
Aufbau einer neuen Verbindung zeichnet ein durch den Fehler beeinflusster
Knoten, der einen Teil der neuen Verbindung bildet, einen zweiten
Zeitstempel auf. Der zweite Zeitstempel wird gewählt, um die tatsächliche
Zeit der Wiederherstellung des Dienstes im Netz so genau wie möglich widerzuspiegeln.
Die Dienstunterbrechung wird als eine Differenz zwischen dem ersten
und dem zweiten Zeitstempel gemessen.
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Noch
weiter kann das Verfahren den Zeitpunkt des Fehlers und den Zeitpunkt
des Vollzugs des Aufbaus der neuen Verbindung zu einer gemeinsamen
Netzzeit synchronisiert besitzen, die durch das Vermittlungs-Kommunikationsnetz
verwendet wird, wobei es den Schritt des Berechnens der Dienstunterbrechung
besitzen kann, der das Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten
Zeitstempel und dem zweiten Zeitstempel umfasst. Noch weiter kann
das Verfahren die gemeinsame Netzzeit als die koordinierte universelle
Zeit (UTC) besitzen.
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Außerdem können für das Verfahren
sowohl der Zeitpunkt des Fehlers als auch der Zeitpunkt des Vollzugs
des Aufbaus der neuen Verbindung entsprechend einer lokalen Zeitzone
synchronisiert sein, die einer gemeinsamen Netzzeit zugeordnet ist,
wobei der Schritt des Berechnens der Dauer der Dienstunterbrechung
die ersten und zweiten Zeitstempel vor dem Berechnen einer Differenz
zwischen ihnen in ein gemeinsames Zeitformat umsetzen kann, das
auf die gemeinsamen Netzzeit bezogen ist. Die gemeinsame Netzzeit
kann die koordinierte universelle Zeit (UTC) sein.
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Noch
alternativ kann der Schritt des Sammelns der ersten und zweiten
Zeitstempel bei einem zentralen Sammelknoten ausgeführt werden.
Außerdem
können
der Zeitpunkt des Fehlers und der Zeitpunkt des Vollzugs des Aufbaus
der neuen Verbindung mit einer gemeinsamen Netzzeit synchronisiert sein,
die durch das Vermittlungs-Kommunikationsnetz verwendet wird; wobei
der Schritt des Berechnens der Dauer der Dienstunterbrechung eine
Differenz zwischen dem ersten Zeitstempel und dem zweiten Zeitstempel
berechnen kann. Abermals kann die gemeinsame Netzzeit die koordinierte
universelle Zeit (UTC) sein.
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Außerdem können sowohl
der Zeitpunkt des Fehlers als auch der Zeitpunkt des Vollzugs des
Aufbaus der neuen Verbindung entsprechend einer lokalen Zeitzone
synchronisiert sein, die einer gemeinsamen Netzzeit zugeordnet ist;
wobei der Schritt des Berechnens der Dauer der Dienstunterbrechung
die ersten und zweiten Zeitstempel vor dem Berechnen einer Differenz
zwischen ihnen in ein gemeinsames Zeitformat umsetzen kann, das
auf die gemeinsame Netzzeit bezogen ist. Abermals kann die gemeinsame
Netzzeit die koordinierte universelle Zeit (UTC) sein.
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In
einem zweiten Aspekt wird ein System zum Bestimmen der Dauer einer
Dienstunterbrechung gemäß Anspruch
15 geschaffen.
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Das
System kann den Sammler als einen zentralen Zeitstempel-Sammelknoten besitzen.
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In
anderen Aspekten der Erfindung werden verschiedene Kombinationen
und Teilmengen der obigen Aspekte geschaffen.
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Die
vorangehenden und anderen Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung ihrer spezifischen Ausführungsformen und der beigefügten Zeichnung,
die die Prinzipien der Erfindung lediglich beispielhaft veranschaulichen,
offensichtlicher. In der Zeichnung, in der gleiche Elemente durch
gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind (und in der die einzelnen
Elemente eindeutige alphabetische Suffixe tragen), zeigt:
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1 einen
Blockschaltplan eines Kommunikationsnetzes, in dem ein System und
ein Verfahren, die die Erfindung verkörpern, betrieben werden können;
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2 das
Kommunikationsnetz nach 1, in dem ein normaler Datenübertragungsdienst
aktiv ist;
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3 das
Kommunikationsnetz nach 1, in dem im Ergebnis eines
Fehlers ein Dienstausfall aufgetreten ist und ein erster Zeitstempel
gemäß einer
Ausführungsform
aufgebaut wird;
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4A das
Kommunikationsnetz nach 1, in dem der Dienst durch Umleitung
des Datenverkehrs wiederhergestellt worden ist und in dem ein zweiter
Zeitstempel gemäß einer
Ausführungsform aufgebaut
wird;
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4B das
Kommunikationsnetz nach 1, in dem der Dienst durch Umleitung
des Datenverkehrs wiederhergestellt worden ist und in dem der zweite
Zeitstempel gemäß einer
weiteren Ausführungsform
aufgebaut wird;
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4C das
Kommunikationsnetz nach 1, das ferner einen Sammelknoten
zum Sammeln der Dienstverfügbarkeitsdaten
enthält;
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5 einen
Ablaufplan, der den Prozess zur Bereitstellung der Dienstverfügbarkeitsdaten
gemäß einer
Ausführungsform
zeigt;
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6A einen
Blockschaltplan einer beispielhaften Freigabenachricht, die ein
verfügbares
Informationselement besitzt, um einen ersten Zeitstempel einzufügen; und
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6B einen
Blockschaltplan einer beispielhaften Verbindungsbestätigungsnachricht,
die ein verfügbares
Informationselement besitzt, um einen zweiten Zeitstempel einzufügen.
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Die
folgende Beschreibung und die darin beschriebenen Ausführungsformen
sind zur Veranschaulichung eines Beispiels oder von Beispielen spezieller
Ausführungsformen
der Prinzipien der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Diese
Beispiele sind für
die Zwecke der Erklärung
und nicht der Einschränkung
dieser Prinzipien und der Erfindung vorgesehen. In der folgenden
Beschreibung sind gleiche Teile in der gesamten Beschreibung und
in der Zeichnung mit den gleichen entsprechenden Bezugszeichen markiert.
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Das
Folgende ist eine Beschreibung eines der Ausführungsform zugeordneten Netzes.
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In 1 ist
ein Kommunikationsnetz 100 gezeigt. Das Netz 100 erlaubt
einem Ausgangs- oder Quellknoten 102, durch die Netzwolke 106 mit
einem Zielknoten 104 zu kommunizieren. Spezifischer ist der
Quellknoten 102 mit mehreren Vermittlungsknoten 110A,
..., 110E innerhalb der Netzwolke 106 verbunden.
Die Vermittlungsknoten 110A, ..., 110E bilden
das Kommunikationsrückgrat
der Netzwolke 106. Die mehreren Vermittlungsknoten 110A,
..., 110E sind wiederum mit dem Zielknoten 104 auf
der anderen Seite der Netzwolke 106 verbunden.
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In 1 können die
Anschlüsse
in den Vermittlungsknoten 110A, ..., 110E physikalisch
durch die physikalischen Zusammenschaltungen oder Verbindungen 180 zusammengeschaltet
sein. Die Verbindungen 108 können z. B. physikalische Standardschnittstellen,
wie z. B. OC-3, OC-12 oder DS3 umfassen.
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Die
Verbindungen 108 zwischen den Knoten 110A, ..., 110E erlauben
mehrere Verbindungen für die
zwischen dem Quellknoten 102 und dem Zielknoten 104 gesendete
Kommunikation. Als ein vereinfachtes Beispiel ist ein Datenpfad
durch die Knoten 110A-110B-110C-110D bereitgestellt,
während
ein weiterer Datenpfad durch die Knoten 110A-110E-110D bereitgestellt
ist.
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In 2 fließt der Datenverkehr
durch einen durch die Knoten 110A-110B-110C-110D bereitgestellten
Trägerkanal
in der allgemeinen Richtung des Pfeils 111. Die den Knoten 110A,
..., 110E zugeordneten Leitwegtabellen sind konfiguriert,
um dem Quellknoten 102 zu ermöglichen, über den Trägerkanal mit dem Zielknoten 104 zu
kommunizieren. Der Trägerkanal
kann z. B. eine gewählte
virtuelle Verbindung oder SVC sein. Der Trägerkanal oder irgendeine andere
physikalische Verbindung, die den Datenverkehr befördert, kann
als eine Verbindung, ein Datenpfad oder eine Leitung bezeichnet
werden. Es ist klar, dass eine logische Verbindung als ein Leitwegpfad
bezeichnet werden kann. In 2 ist ein
alternativer Datenpfad durch die Knoten 110A-110E-110D bereitgestellt,
aber die Verbindungen im alternativen Datenpfad sind als gestrichelte Linien
gezeigt, um anzugeben, dass sie gegenwärtig nicht verwendet werden.
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Jeder
der Knoten 110A, ..., 110E kann eine Anrufsteuerungs- und eine Verarbeitungsinfrastruktur,
um Anrufe zu managen und Signalisierungsprotokolle zu implementieren,
und einen Verbindungsmanager, der für das Erzeugen und Freigeben
von Crossconnect-Vermittlungen verantwortlich ist, die der Verbindung
zugeordnet sind, umfassen. Die in den Knoten angeordnete Anrufsteuerungsinfrastruktur
kommuniziert über
die zwischen jedem aufeinanderfolgenden Paar von Vermittlungen längs des
Pfades der SVC aufgebauten Signalisierungsverbindungen. Insgesamt
bilden die Anrufsteuerungsinfrastruktur und die Signalisierungsverbindungen
ein Signalisierungsnetz, das betriebsfähig ist, um ein Signalisierungsprotokoll
zu implementieren. Wie in der Technik wohlbekannt ist, kann z. B.
die Hausnetz-Netzschnittstelle (PNNI) des ATM-Forums verwendet werden.
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In 3 ist
das Kommunikationsnetz nach 1 mit einem
Fehler 112 gezeigt, der in einer Verbindung 108 zwischen
den Knoten 110C und 110D aufgetreten ist. Demzufolge
ist aller Datenverkehr, der über
den Datenpfad 110A-110B-110C-110D geleitet
worden ist, unterbrochen worden. Gemäß einer Ausführungsform
muss die Zeit des Auftretens des Verbindungsfehlers 112,
z. B. durch einen Datenzeitstempel, im Wesentlichen gleichzeitig
mit dem tatsächlichen
Auftreten des Fehlers 112 aufgezeichnet werden. Um die
den Ausbreitungs-, Warteschlangen- und Verarbeitungsverzögerungen
durch das Netz 100 zugeordneten Probleme zu vermeiden,
kann das im Wesentlichen gleichzeitige Aufzeichnen erreicht werden,
indem der Knoten, der direkt an den Verbindungsfehler 112 angrenzt,
(d. h. der Knoten 110C) den Zeitpunkt des Fehlers 112 aufzeichnet.
Ein dem Fehler 112 zugeordnetes Netzereignis kann außerdem aufgezeichnet
werden, wie im Folgenden weiter beschrieben ist.
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Beispielhaft
kann ein Zeitstempel ein Feld sein, in dem sich ein Zeitwert befindet,
der dem Ereignis (d. h. dem Fehler 112) zugeordnet ist.
Alternativ kann der Zeitstempel einfach ein Ereignisstempel sein,
der zu einem Verarbeitungssystem gesendet wird, das dann dem Ereignis
einen Zeitpunkt zuordnet.
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In
einer ersten Ausführungsform
wird ein Netztakt für
alle Knoten, die in dem Kommunikationsnetznetz 100 arbeiten,
unter Verwendung eines geeigneten Protokolls synchronisiert, um
die elektronische Zeitstempelung zu unterstützen. Beispielhaft kann das
Netzzeitprotokoll (NTP), wie es durch die Internet-Technik-Projektgruppe
(IETF) in ihrem Kommentaranforderungs-Dokument RFC-1305 definiert worden ist,
verwendet werden, um die Zeit im ganzen Netz 100 zu synchronisieren.
Folglich sind gemäß der ersten
Ausführungsform
alle Knoten auf eine gemeinsame Zeit synchronisiert, d. h., die
Knoten, die sich physikalisch in verschiedenen Zeitzonen befinden,
sind auf ein und dieselbe Netzzeit synchronisiert. Die gemeinsame
Netzzeit kann z. B. und nicht zum Zweck der Einschränkung auf
einer koordinierten universellen Zeit (UTC) basieren, früher als Greenwicher
Zeit (GMT) bekannt.
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In
einer alternativen Ausführungsform
können
die Knoten in einem Kommunikationsnetz verschiedene einzelne Zeiten
besitzen, sie sollten jedoch abhängig
von der Zeitzone je nachdem auf den Anfang der Stunde oder der halben
Stunde synchronisiert sein. In diesem Fall werden die entsprechenden
Zeitzonen außerdem
mit dem Zeitstempel aufgezeichnet, sodass die Zeitzonendifferenzen
berücksichtigt
werden können,
wenn die Dienstausfallzeiten berechnet werden.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform müssen die
einzelnen Takte in jedem Knoten nicht auf eine gemeinsame Netzzeit
auf den Anfang der Stunde oder der halben Stunde synchronisiert
sein. Stattdessen kann jeder einzelne Takt seine eigene Zeit halten,
aber alle relativen Zeitdifferenzen zwischen den einzelnen Takten
müssen
zu einem zentralen Knoten übertragen
werden, der den Takt für alle
Knoten koordiniert. (Diese Ausführungsform
ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 4C weiter ausführlich beschrieben.)
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In 3 zeichnet
der an den Fehler 112 angrenzende Knoten 110C bei
der anfänglichen
Erfassung des Fehlers 112 einen ersten Zeitstempel TS1 auf.
Der Fehler 112 wird z. B. erfasst, wenn der Knoten 110C einen
Fehler der physikalischen Schicht erfasst. Die Erfassung des Fehlers 112 leitet
außerdem eine
Freigabe aller Anrufe, die zum Zeitpunkt des Fehlers 112 über den
Datenpfad 110C-110D auftreten, durch den Knoten 110C durch
das Erzeugen und Senden einer Verbindungsfreigabenachricht 113 aufwärts zu jedem
seiner Verbindungsknoten für
jede Verbindung ein. Es ist klar, dass in einer alternativen Ausführungsform
eine ähnliche
Freigabenachricht vom Knoten 110D abwärts gesendet werden kann, falls
eine derartige Freigabenachricht für den Zielknoten 104 nützlich ist.
Eine Freigabenachricht kann durch den Zielknoten 104 in
einem Netz verwendet werden, das mehrere Netze umfasst, in dem sich mehrere
SLA am Platz befinden. Demzufolge kann die Abwärts-Freigabenachricht durch
einen weiteren Diensteanbieter verwendet werden.
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Die
Verbindungsfreigabenachricht 113 kann ein Zeitstempelfeld
enthalten, in das der Zeitstempel TS1 eingefügt ist (siehe 6A im
Folgenden). Die Freigabenachricht 113 und der Zeitstempel
TS1 werden dann aufwärts
durch die Netzelemente zum Ausgangsknoten 102 gesendet.
(Es sollte angegeben werden, dass in einer alternativen Ausführungsform eine
zweite Freigabenachricht 113' außerdem vom Knoten 110D in
der entgegengesetzten Richtung gesendet werden kann, falls die Freigabenachricht 113' für den Zielknoten 104 nützlich ist.
Es ist klar, dass dies die Berechnung der Ausfallzeiten für die durch den
Fehler 112 beeinflussten Verbindungen ohne einen Datenfluss
unterstützen
kann, der sich in der entgegengesetzten Richtung vom Knoten 104 zum
Knoten 102 bewegt.)
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Wenn
die Freigabenachricht 113 durch den Ausgangsknoten 102 empfangen
wird, fährt
der Knoten 102 fort, einen neuen Leitweg (d. h. den alternativen
Datenpfad 110A-110E-110D) zu bestimmen, wobei
er versucht, eine Verbindung bis zum Zielknoten 104 neu
aufzubauen. Demzufolge kann der Ausgangsknoten 102, sobald
er die Freigabenachricht 113 empfängt, die Zeit des Fehlers TS1
aus dem Zeitstempelfeld der Freigabenachricht 113 extrahieren.
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In 3 kann
in einer alternativen Ausführungsform
der Knoten 110C außerdem
ein erstes Netzereignis NE1 aufzeichnen, das dem Fehler 112 zugeordnet
ist. Das Netzereignis NE1 kann zusätzliche Informationen über die
Art und den Ort des Fehlers 112 bereitstellen. Das NE1
kann z. B. einen Fehlercode umfassen, der angibt, ob der Fehler 112 ein Software-Fehler
oder ein Hardware-Fehler ist und ob der Fehler 112 sich
tatsächlich
in der Verbindung 108 befindet.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform
können
die durch das erste Netzereignis NE1 bereitgestellten Ortsinformationen
verwendet werden, um zu bestimmen, von welchem Knoten ein nachfolgender zweiter
Zeitstempel TS2 oder ein nachfolgendes zweites Netzereignis NE2
(siehe die 4A bis 4C im
Folgenden) extrahiert und verwendet wird, wie im Folgenden beschrieben
ist. Diese Auswahl zwischen den Ausweichknoten, um den zweiten Zeitstempel
TS2 wiederzugewinnen, muss nicht sofort geschehen, sondern sie kann
zu einem späteren Zeitpunkt
ausgeführt
werden, sobald die verschiedenen Zeitstempel bei einem zentralen
Knoten gesammelt worden sind (siehe 4C im
Folgenden).
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In 4A ist
als Nächstes
das Kommunikationsnetz nach 1 gezeigt,
wobei der Datenverkehr nach dem Auftreten des Fehlers 112 erfolgreich durch
einen Ausweichdatenpfad 110A-110E-110D in der
allgemeinen Richtung des Pfeils 114 geleitet wird. Sobald
der Ausweichdatenpfad 110A-110E-110D aufgebaut
ist, wird durch den Zielknoten 104 eine Verbunden-Nachricht 118 (siehe 6B im
Folgenden) erzeugt, die die neue Verbindung bestätigt. Bei der Erzeugung der
Verbunden-Nachricht 118,
die die neue Verbindung bestätigt,
wird durch den Zielknoten 104 ein zweiter Zeitstempel TS2
unter Verwendung einer der oben erörterten Takt-Ausführungsformen
in einem Zeitstempelfeld in der Verbunden-Nachricht 118 aufgezeichnet.
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Alternativ
kann die Verbunden-Nachricht 118 durch den Knoten 110D erzeugt
werden, wenn der Knoten 110D zuerst erkennt, dass der Datenpfad 110A-110E-110D in
Betrieb ist. Folglich kann ein alternativer zweiter Zeitstempel
TS2' durch den Knoten 110D für die Einfügung in
ein Zeitstempelfeld in einer alternativen Verbunden-Nachricht 118' aufgezeichnet
werden. Es ist selbstverständlich,
dass für
bestimmte Netzkonfigurationen und für bestimmte Protokolle die
Aufzeichnung des zweiten Zeitstempels TS2' im Knoten 110D den Zeitpunkt,
zu dem der Dienst wiederhergestellt wird, für die Zwecke der Berechnung
der Dienstausfallzeit genauer widerspiegeln kann.
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Die
Verbunden-Nachricht 118, 118', die den zweiten Zeitstempel TS2,
TS2' enthält, kann
je nachdem vom Zielknoten 104 oder einem geeigneteren Zwischenknoten
(angenommen z. B. dem Knoten 110D) aufwärts zum Ausgangsknoten 102 gesendet werden,
sodass der Ausgangsknoten 102 sowohl den ersten Zeitstempel
TS1 als auch den zweiten Zeitstempel TS2, TS2' für
die Berechnung der Dienstausfallzeit empfängt.
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Nun
ist in 4B ähnlich zu 4A das Kommunikationsnetz 100 nach 1 gezeigt,
wobei der Datenverkehr durch einen Ausweichdatenpfad 110A-110E-110D in
der allgemeinen Richtung des Pfeils 114 geleitet wird.
In dieser alternativen Ausführungsform
wird jedoch eine Nachricht, die die neue Verbindung bestätigt, durch
den Ausgangsknoten 102 empfangen, wobei ein zweiter Zeitstempel
TS2'' durch den Ausgangsknoten 102 aufgezeichnet
wird. Diese Ausführungsform
kann z. B. geeignet sein, wo das Netzprotokoll vorschreibt, dass
der Ausgangsknoten nicht versucht, Daten zu senden, bis er eine Benachrichtigung
empfängt,
dass ein Ausweichdatenpfad (d. h. die Knoten 110A-110E-110D)
aufgebaut worden ist.
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Im
Hinblick auf die obigen Beispiele ist klar, dass die Auswahl, von
welchem Knoten der zweite Zeitstempel TS2, TS2', TS2'' extrahiert
wird, von der speziellen Netzkonfiguration und vom speziellen Netzprotokoll
abhängt.
In jedem Fall sollte der zweite Zeitstempel TS2, TS2', TS2'' den tatsächlichen Zeitpunkt der Wiederherstellung
des Dienstes im Netz 100 so genau wie möglich widerspiegeln.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist es möglich,
dass die Auswahl des Knotens, bei dem der zweite Zeitstempel TS2
aufgezeichnet wird, auf der Art und dem Ort des Fehlers 112 basieren
kann. Derartige Informationen können
z. B. als ein erstes Netzereignis NE1 im Zusammenhang mit dem ersten Zeitstempel
TS1 aufgezeichnet werden. In 4C ist eine
Netzmanagementstation oder ein Sammel-/Steuerknoten 115 gezeigt,
die bzw. der mittels der Kommunikationsverbindungen 117 mit
den anderen Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 im
Kommunikationsnetz 100 verbunden ist. Alternativ kann der
Sammel-/Steuerknoten 115 ein weiterer Knoten im Kommunikationsnetz 100 sein,
der durch verschiedene Verbindungen 108 verbunden ist.
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Die
Kommunikationsverbindungen 117 stellen einen Kommunikationspfad
für die
Zeitstempel TS1, TS2, TS2',
TS2'' und die Netzereignisse
NE1, NE2 usw. bereit, die von der jedem der anderen Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 zum Steuerknoten 115 hochzuladen
sind. Wie vorher erörtert
worden ist, müssen
in einer möglichen
Ausführungsform
die einzelnen Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 nicht
mit einer gemeinsamen Netzzeit synchronisiert sein. Stattdessen
kann der Steuerknoten 115 beschaffen sein, um die relativen Zeitdifferenzen
zwischen den einzelnen Zeittakten in den Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 zu
koordinieren und derartige relative Zeitdifferenzen zu berücksichtigen,
wenn die Dienstausfallzeiten anhand der von den Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 empfangenen
Zeitstempel TS1, TS2, TS2',
TS2'' berechnet werden.
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Vorteilhaft
stellt der Steuerknoten 115 ein dediziertes Netzbetriebsmittel
bereit, um die Zeittakte zu koordinieren und die Dienstausfallzeiten
zu berechnen, wobei folglich der Organisationsaufwand in den einzelnen
Knoten im Netz verringert wird. Außerdem erlaubt das Hochladen
der Netzereignisse NE1, NE2 zum Steuerknoten 115 dem Steuerknoten 115, ausführlichere
Informationen hinsichtlich jedes Dienstausfalls bereitzustellen,
wobei es dem Steuerknoten 115 sogar erlauben kann, auszuwählen, von welchem
Knoten ein geeigneter zweiter Zeitstempel TS2, TS2', TS2'' für
die Berechnung der Dienstausfallzeit extrahiert werden sollte.
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In 4C kann
es in großen
Netzen nicht möglich
sein, dass der Steuerknoten 115 eine dedizierte Kommunikationsverbindung 117 zu
jedem anderen Knoten besitzt. In diesem Fall kann der Steuerknoten 115 einfach
ein weiterer Knoten im Kommunikationsnetz 100 sein, der
eine spezialisierte Funktion besitzt und der Datenpfade zu den anderen
Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 durch
verschiedene Verbindungen 108 besitzt. Da die Zeitstempel
TS1, TS2, TS2',
TS2'' den tatsächlichen
Zeitpunkt des Auftretens des Fehlers 112 und den tatsächlichen
Zeitpunkt der Wiederherstellung des Dienstes so genau wie möglich aufzeichnen
sollten, ist es selbstverständlich,
dass jede Ausbreitungs-, Verarbeitungs- und Warteschlangenverzögerung von den
verschiedenen Knoten 102, 110A, 110B, 110C, 110D, 110E, 104 durch
das Netz 100 zum Steuerknoten 115 die Berechnung
der Dienstausfallzeiten anhand der Zeitstempel TS1, TS2, TS2', TS2'' nicht beeinflussen sollte.
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In 5 ist
durch das Bezugszeichen 500 ein Beispiel eines Prozesses
für die
Zeitstempelung und die Berechnung der Dienstniveau-Leistungsdaten
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung allgemein angegeben. Beginnend im Block 502 tritt
der Prozess 500 in den Block 504 ein, in dem eine
normale Datenübertragung
durch einen primären
Leitweg (d. h. den Leitweg 110A-110B-110C-110D,
wie vorher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben worden
ist) stattfindet. Der Prozess 500 wartet dann im Block 508,
bis durch einen an den Fehler angrenzenden Knoten ein Fehler erfasst
wird. Gleichzeitig wird ein erster Zeitstempel TS1 aufgezeichnet.
Diese Bedingung ist vorher in 3 gezeigt
worden. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist der
Knoten 110C der direkt an den Verbindungsfehler 112 angrenzende Knoten.
Der Knoten 110C zeichnet den Zeitpunkt, zu dem er den Fehler 112 erfasst,
mit einem ersten Zeitstempel TS1 unter Verwendung eines der Zeitsteuerungsprotokolle,
z. B. NTP, wie oben beschrieben worden ist, auf. Folglich gibt der
TS1 den Zeitpunkt an, zu dem der Dienst zuerst unterbrochen worden ist.
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Dann
geht der Prozess 500 zum Block 510 weiter, wo
der angrenzende Knoten 110C eine Freigabenachricht 113 (3 oben)
erzeugt und diese Freigabenachricht 113 zusammen mit dem
TS1 aufwärts
zum Ausgangsknoten 102 in der allgemeinen Richtung des
Pfeils 116 (3 oben) sendet. Jeder der Knoten 110A und 110B empfängt außerdem die Freigabenachricht 113 und
den TS1 auf dem Weg zurück
zum Ausgangsknoten 102. Während das in den 1–4 beispielhaft gezeigte Netz 100 für die Klarheit
vereinfacht worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Knoten 110A und 110B die
Ausgangsknoten für
andere Kanäle
(die durch nicht gezeigte Knoten und Verbindungen verbunden sind)
sein können
und von der Freigabenachricht 113 und dem ersten Zeitstempel
TS1 Gebrauch machen können.
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Der
Prozess 500 geht dann zum Block 512 weiter, wo
beim Empfang der Freigabenachricht 113 der Ausgangsknoten 102 eine
neue Verbindung aufbaut und einen neuen Anruf einleitet. Beispielhaft zeigt 4A den
Aufbau eines Ausweichleitwegs (110A-110E-110D)
vom Ausgangsknoten 102 zum Zielknoten 104.
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Der
Prozess 500 geht dann zum Block 514 weiter, wo
der Zielknoten 104 eine Bestätigung der neuen Verbindung
(d. h. des Ausweichleitwegs) empfängt, wenn er beginnt, Daten
vom Ausgangsknoten 102 (über den Knoten 110D)
zu empfangen. Beim Aufbau der neuen Verbindung erzeugt der Zielknoten 104 eine
Verbunden-Nachricht 118 (4A) und zeichnet
unter Verwendung des oben beschriebenen gemeinsamen Netztaktes einen
zweiten Zeitstempel TS2 auf. Folglich gibt der TS2 den Zeitpunkt
an, zu dem der Zielknoten 104 erkennt, dass der Dienst
vom Ausgangsknoten 102 wiederaufgenommen worden ist.
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Als
Nächstes
geht der Prozess 500 zum Block 515 weiter, wo
die Verbunden-Nachricht 118 aufwärts zum Ausgangsknoten 102 gesendet
wird. Dann geht der Prozess 500 zum Block 516 weiter,
in dem der Prozess 500 anhand von TS1 und TS2 (die aus
der Freigabenachricht 13 bzw. der Verbunden-Nachricht 118 extrahiert
werden) die Gesamtdienstausfallzeit berechnet. Falls ein absoluter
Zeittakt verwendet worden ist, wie z. B. der UTC, wird die Dienstausfallzeit
als T2-TS1 berechnet. Wenn relative Zeittakte zusammen mit Informationen über die
relativen Zeitzonen der Knoten verwendet worden sind, dann muss
die Differenz der Zeitzonen bei der Berechnung berücksichtigt
werden. Die Zeitstempel TS1 und TS2 können z. B. vor der Berechnung
von TS2-TS2 in den UTC umgesetzt werden. Während die Berechnung der Dienstausfallzeit
im Ausgangsknoten 102 stattfinden kann, werden in einer
bevorzugten Ausführungsform
TS1 und TS2 zu einem separaten Netzelement (dem Sammelknoten 115 nach 4C) übertragen,
der derartige Zeitstempelinformationen empfängt und die Dienstausfallzeiten
berechnet, wie oben beschrieben worden ist. In einer bevorzugten
Ausführungsform
werden die Dienstverfügbarkeitsdaten
anhand der Zeitstempel TS1, TS2 für jede Verbindung eines speziellen
Kunden berechnet, mit dem ein Diensteanbieter eine SLA besitzt.
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Wie
früher
beschrieben worden ist, muss in einer alternativen Ausführungsform
der zweite Zeitstempel TS2 nicht beim Zielknoten 104 aufgezeichnet
werden. Stattdessen kann ein alternativer zweiter Zeitstempel TS2' bei einem geeigneteren
Zwischenknoten (z. B. dem Knoten 110D nach 4B)
aufgezeichnet werden, sodass der zweite Zeitstempel TS2' den tatsächlichen
Zeitpunkt der Wiederherstellung des Dienstes mehr widerspiegelt.
In diesem Fall kann alternativ der erste Zeitstempel TS1 anstelle
zum Ausgangsknoten 102 zum Zwischenknoten 110D gesendet
werden, sodass stattdessen der Knoten 110D für die Ausführung der
tatsächlichen
Meldung der Ausfallzeiten anhand von TS1 und TS2' verantwortlich ist.
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In
einer noch weiteren Ausführungsform kann
der zweite Zeitstempel TS2'' beim Ausgangsknoten 102 selbst
aufgezeichnet werden, sollte dies den tatsächlichen Zeitpunkt der Wiederherstellung des
Dienstes genauer widerspiegeln. Wie oben angegeben worden ist, kann
diese zuletzt erwähnte Ausführungsform
am geeignetsten sein, falls das Netzprotokoll vorschreibt, dass
keine Daten gesendet werden können,
bis der Ausgangsknoten selbst die Verbunden-Nachricht empfängt.
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Signifikant
zeichnet die oben beschriebene Ausführungsform den ersten Zeitstempel
TS1 zu dem Zeitpunkt auf, zu dem ein direkt an einen Fehler angrenzender
Knoten den Fehler erfasst. Dies sichert eine genaue Dienstausfall-Anfangszeit,
die für alle
durch den speziellen Netzfehler beeinflussten Verbindungen konsistent
ist, ungeachtet aller potentiellen Ausbreitungs-, Warteschlangen-
oder Verarbeitungsverzögerungen
im Netz 100. Außerdem
wird der zweite Zeitstempel TS2 zu einem Zeitpunkt aufgezeichnet,
zu dem ein beeinflusster Knoten die Bestätigung einer neuen Verbindung
empfängt.
Wie oben unter Bezugnahme auf 4A erklärt worden ist,
kann ein eindeutiger 'zweiter' Zeitstempel TS2, TS2' bei jedem durch
den Fehler beeinflussten Knoten aufgezeichnet werden, sodass es
mehrere zweite Zeitstempel TS2, TS2' im Netz 100 gibt. Wie früher angegeben
worden ist, kann die Auswahl, aus welchem Knoten der zweite Zeitstempel
zu extrahieren ist, auf der speziellen Netzkonfiguration und dem speziellen
Netzprotokoll basieren, sodass der zweite Zeitstempel TS2, TS2' den tatsächlichen
Zeitpunkt der Wiederherstellung des Dienstes am genausten widerspiegelt.
Folglich ist die Berechnung gemäß der Ausführungsform
konstruiert, um die tatsächliche Zeitdauer
genau widerzuspiegeln, die der Dienst im Netz 100 für einen
spezielle Verbindung, die bei einem speziellen Knoten ihren Ursprung
hat und bei einem speziellen Zielknoten endet, gestört ist.
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Vorteilhaft
schafft in einem großen
Kommunikationsnetz die Aufzeichnung von TS1 durch einen direkt an
einen Fehler angrenzenden Knoten einen genaueren Zeitstempel als
das Ausbreiten eines Fehlersignals über mehrere Netzelemente zwischen dem
Fehler und dem Ausgangsknoten und das anschließende Aufzeichnen des Zeitpunkts
des Empfangs des Fehlersignals. Außerdem spiegelt die Aufzeichnung
von TS2 bei einem geeignet gewählten beeinflussten
Knoten bei der Erkennung einer neuen Verbindung durch diesen beeinflussten
Knoten den Zeitpunkt genau wieder, zu dem der Dienst tatsächlich wiederaufgenommen
werden kann. Folglich ist klar, dass das System und das Verfahren
der Ausführungsform
auf praktisch jede Größe eines
Kommunikationsnetzes skalierbar ist, ungeachtet der Ausbreitungs-,
Warteschlangen- und Verarbeitungsverzögerungen, wobei es die tatsächliche
Zeitdauer einer Dienststörung
so genau wie möglich
darstellt.
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Außerdem kann
die Ausführungsform
von einem leeren Feld in einer Freigabenachricht 113 Gebrauch
machen, was keine separate Verarbeitung und Übertragung des TS1 erfordert.
Wie z. B. 6A gezeigt ist, kann die Freigabenachricht
ein Standard-IE (Standard-Informationselement) besitzen, das in
Form von Typ, Länge
und Wert definiert ist, wobei der TS1 in ein derartiges leeres Feld
eingefügt werden
kann. In 6A wird das leere Feld zum Einsetzen
eines Zeitstempels durch das Bezugszeichen 610A identifiziert.
Die verschiedenen anderen Felder 602A, 604A, 606A, 608A, 612A können Informationen
bezüglich
des Nachrichtentyps, der Anruf-ID des Netzes, des Ursachencodes,
des Netzereigniscodes und eines verkäuferspezifischen Codes usw.
enthalten.
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Jeder
Verkehr des Organisationsaufwandes im Netz 100, der der
Ausführungsform
zugeordnet ist, ist konstruiert, um minimiert zu sein, da die Freigabenachricht 113 typischerweise
bereits ein Teil des Netzprotokolls ist. Beispielhaft enthält die Freigabenachricht
im PNNI-Protokoll des ATM-Forums eine IE, zu der verkäuferspezifische
Unter-IEs hinzugefügt
werden können.
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Dementsprechend
kann, wie in 6B gezeigt ist, die Ausführungsform
von einem verfügbaren
leeren Feld (dem Zeitstempelfeld 610B 6B) in
der Verbunden-Nachricht 118 Gebrauch machen, um den TS2
einzufügen.
Die Verbunden-Nachricht 118 kann
außerdem
verschiedene andere Felder 602B, 604B, 606B, 608B besitzen,
die Informationen bezüglich
des Nachrichtentyps, der Anruf-ID des Netzes, des Ursachencodes
und des Netzereigniscodes usw. enthalten. Beispielhaft kann die
Verbunden-Nachricht im PNNI-Protokoll des ATM-Forums für diesen
Zweck ähnlich
zur oben beschriebenen Freigabenachricht verwendet werden.
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Es
wird angegeben, dass die Fachleute auf dem Gebiet erkennen werden,
dass an der vorliegenden Ausführungsform
verschiedene Modifikationen der Einzelheiten vorgenommen werden
können,
von denen alle in den Umfang der Erfindung fallen würden.