DISTRIBUCIÓN DE LA GESTIÓN DE CONEXIÓN EN UN GRUPO DE PROCESADORES.

Un nodo (20) de una red de comunicaciones de datos que tiene una funcionalidad de gestión de conexión,

caracterizado porque la funcionalidad de gestión de conexión (26) está distribuida entre varios procesadores (30) de un grupo o clúster de procesadores (32) de acuerdo con lo que sigue: (1) datos de infraestructura (42) para la funcionalidad de gestión de conexión (26) son distribuidos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32); (2) datos de gestión de recurso (44) son divididos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32); y (3) datos de conexión (46) son creados en un procesador seleccionado del grupo de procesadores (32) cuando se establece una conexión bajo demanda en el procesador seleccionado

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1. CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece a las comunicaciones de datos, y particularmente a la gestión de la conexión en un sistema de comunicaciones de datos.

2. TÉCNICA RELACIONADA Y OTRAS CONSIDERACIONES

La tecnología de Modo de Transferencia Asíncrono (ATM -Asynchronous Transfer Mode) es un modo de transferencia que utiliza técnicas de multiplexación por división de tiempo asíncrona. Los paquetes son denominados celdas y tienen un tamaño fijo. Una celda de ATM estándar consiste en 53 octetos, cinco de los cuales forman una cabecera y cuarenta y ocho de los cuales constituyen una poción de “carga útil” o información de la celda. La cabecera de la celda de ATM incluye dos cantidades que se utilizan para identificar una conexión en una red de ATM sobre la cual la celda va a viajar, particularmente el VPI (Identificador de Ruta Virtual -Virtual Path Identifier) y el VCI (Identificador de Canal Virtual -Virtual Channel Identifier). En general, la ruta virtual es una ruta principal definida entre dos nodos de conmutación de la red; el canal virtual es una conexión específica en la ruta principal respectiva.

Un modelo de referencia de protocolo ha sido desarrollado para ilustrar la distribución de capas del ATM. Las capas del modelo de referencia de protocolo incluyen (de las capas inferiores a las superiores) una capa física (que incluye tanto una subcapa media física como una subcapa de convergencia en señalización), una capa de ATM y una Capa de Adaptación de ATM (AAL – ATM Adaptation Layer), y capas superiores. El propósito básico de la capa de AAL es aislar las capas superiores de características específicas de la capa de ATM mapeando o correlacionando las Unidades de Datos del Protocolo (PDU –Protocol Data Units) de capa superior en el campo de información de la celda de ATM y viceversa. Hay varios tipos o categorías de AAL diferentes, que incluyen AAL0, AAL1, AAL2, AAL3/4 y AAL5. AAL2 es un estándar definido por la recomendación de ITU I.363.2.

Un paquete de AAL2 comprende una cabecera de paquete de tres octetos, así como una carga útil de paquete. La cabecera del paquete de AAL2 incluye un Identificador de Paquete (CID – Channel IDentifier) de ocho bits, un Indicador de Longitud (LI – Length Indicator) de seis bits, un Indicador de Usuario a Usuario (UUI – User-to-User Indicator) de cinco bits y un Control de Error de Cabecera (HEC – Header Error Control) de cinco bits. La carga útil del paquete de AAL2, que transporta datos de infraestructura, puede variar de uno a cuarenta y cinco octetos.

2 El AAL2/ATM ha sido seleccionado para la utilización de varios aspectos de comunicaciones de datos, incluidas telecomunicaciones inalámbricas (por ejemplo móviles). Por ejemplo, AAL2/ATM ha sido seleccionado como el transporte de datos de usuario en la red de acceso por radio (por ejemplo UTRAN) con – Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (WCDMA Wideband Code Division Multiple) para el proyecto conocido como el Proyecto de Colaboración de Tercera Generación Project (3GPP – Third Generation Partnership), que ha asumido desarrollar más las tecnologías UTRAN y de red de acceso por radio basada en comunicaciones de Sistema Global para Telefonía Móvil (GSM – Global System for Mobile). En un sistema de radio de telefonía móvil típico, Unidades de Equipo de usuario de telefonía móvil (UEs – mobile user equipment units) se comunican por medio de una Radio Access Network (RAN – Red de Acceso por Radio) con una o más redes de núcleo. Las Unidades de Equipo de Usuario (UEs – user equipment units) pueden ser estaciones de telefonía móvil tales como teléfonos móviles (teléfonos “celulares”) y ordenadores portátiles con terminación de telefonía móvil y por ello pueden ser, por ejemplo, dispositivos de telefonía móvil portátiles, de bolsillo, manuales, incluidos en un ordenador o montados en un coche que comunican voz y/o datos con una red de acceso por radio. La Radio Access Network (RAN – Red de Acceso por Radio) cubre un área geográfica que está dividida en áreas de celda, estando cada área de celda servida por una estación de base (llamada también, en algunas tecnologías, “nodo-B” o un “Bnodo”. Una celda es un área geográfica en la que se proporciona cobertura por radio mediante un equipo de estación de base en una localización de estación de base. Cada celda se identifica, típicamente por una única identidad, que es transmitida en la celda. Las estaciones de base se comunican sobre la interfaz aérea (por ejemplo frecuencias de radio) con las unidades de equipo de usuario (UE user equipment units) dentro del intervalo de las estaciones de base. En la red de acceso por radio, varias estaciones de base se conectan típicamente (por ejemplo mediante líneas terrestres o microondas) con un Controlador de Red de Radio (RAN – Radio Network Controller). El controlador de red de radio, llamado también a veces un Controlador de Estación de Base (BSC – Base Station Controller), supervisa y coordina varias actividades de las diferentes estaciones de base conectadas a él. Los controladores de red de radio están típicamente conectados a una o más redes de núcleo. Un ejemplo de una red de acceso por radio es la Terrestrial Radio Access Network (UTRAN – Red de Acceso por Radio Terrestre) para Telecomunicaciones de

Telefonía Móvil Universal (UMTS – Universal Mobile Telecommunications) mencionada anteriormente. La UTRAN es esencialmente un sistema de Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (W-CDMA – Wideband Code Division Multiple Access). Como será evidente para los expertos, en la tecnología de W-CDMA una banda de frecuencia común permite la comunicación simultánea entre una unidad de equipo de usuario (UE) y varias estaciones de base. Las señales que ocupan la banda de frecuencia común son discriminadas en la estación de recepción mediante propiedades de forma de onda de CDMA de espectro desplegado basadas en el uso de un código de alta velocidad, tales como un código de Pseudo Ruido (PN – Pseudo-Noise).

Estos códigos de PN de alta velocidad se utilizan para modular señales transmitidas desde las estaciones de base y las unidades de equipo de usuario (UEs). Las estaciones transmisoras que utilizan diferentes códigos de PN (o un código de PN desfasado en tiempo) producen señales que pueden ser desmoduladas de manera separada en una estación receptora. La modulación de PN de alta velocidad permite también que la estación receptora ventajosamente genere una señal recibida de una única estación transmisora combinando varias rutas de propagación distintas de la señal transmitida. En CDMA, por lo tanto, una unidad de equipo de usuario (UE) no necesita una frecuencia de conmutación cuando se realiza la transferencia de una conexión de una celda a otra. Como resultado, una celda de destino puede soportar una conexión a una unidad de equipo de usuario (UE) al mismo tiempo que la celda de inicio continúa sirviendo a la conexión. Puesto que la unidad de equipo de usuario (UE) está siempre comunicándose a través de al menos una celda durante la entrega, no hay ruptura de la llamada. De ahí, el término “entrega blanda”. En contraste con la entrega dura, la entrega blanda es una operación de conmutación de “hacer antes de romper”.

Una red UTRAN de sistema de WCDMA tal como la descrita anteriormente es sólo un ejemplo de un sistema de comunicaciones de datos que comprende nodos entre los cuales puede emplearse el protocolo de AAL2. Varias aplicaciones de comunicaciones de datos, que incluyen pero no están limitadas a WCDMA, utilizan el protocolo de ALL2 “bajo demanda”, que significa que se establecen y/o se liberan dinámicamente varias conexiones. La gestión de conexiones de AAL2 “bajo demanda” requiere, en cada nodo de AAL2, una función de gestión de conexión que maneja el encaminamiento, señalización Q.2630.1 y gestión de recurso internos de nodo (por ejemplo una placa de una central de conmutación y una placa de dispositivo). La

terminología “q.aal2” es sinónimo de Q.2630.1, y se describe en una publicación New ITU-T Recommendation Q.2630.1 AAL Type 2 Signalling Protocol (Capability Set 1).

En general, la gestión de conexión es implementado en software. Para la gestión de conexión de AAL2, existen tres tipos básicos de datos: Datos de Infraestructura (ID

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1. Un nodo (20) de una red de comunicaciones de datos que tiene una funcionalidad de gestión de conexión, caracterizado porque la funcionalidad de gestión de conexión (26) está distribuida entre varios procesadores (30) de un grupo o clúster de procesadores (32) de acuerdo con lo que sigue:

(1) datos de infraestructura (42) para la funcionalidad de gestión de conexión

(26) son distribuidos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32);

(2) datos de gestión de recurso (44) son divididos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32); y

(3) datos de conexión (46) son creados en un procesador seleccionado del grupo de procesadores (32) cuando se establece una conexión bajo demanda en el procesador seleccionado.

2. El aparato de la reivindicación 1, en el que el grupo de procesadores (32) incluye un predistribuidor (50/112) que está dispuesto para encaminar mensajes de señalización a un procesador apropiado del grupo de procesadores (32).

3. El aparato de la reivindicación 1, que comprende también un procesador administrador que está dispuesto para distribuir los datos de infraestructura (42) entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32), en el que los datos de gestión de recurso (44) están divididos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32), y en el que los datos de conexión (46) están creados en un procesador seleccionado del grupo de procesadores (32) cuando se establece una conexión bajo demanda en el procesador seleccionado.

4. El aparato de la reivindicación 1, dispuesto para, cuando va a establecerse una conexión a otro nodo, establecer una instancia de un objeto de conexión (102) en uno seleccionado de los procesadores del grupo (32), en el que el objeto de conexión

(102) reserva y activa recursos del nodo (20); en el que el objeto de conexión (102) reserva un recurso de un nodo (20) comunicándose con una instancia de un objeto de control de recurso (108) ejecutada por un procesador del grupo (32); en el que el objeto de conexión (102) determina qué instancia de un objeto de control de conexión (108) con quién comunicarse comunicándose con un objeto de encaminamiento (106) ejecutado por un procesador del grupo (32); y, en el que el objeto de conexión (102) activa un recurso del nodo (20) comunicándose con una instancia de un objeto de plano de usuario de recurso (110) ejecutado por un procesador del grupo (32).

5. El aparato de la reivindicación 4, dispuesto para ejecutar la instancia del objeto de control de recurso (108) o la instancia del objeto de plano de usuario de recurso

(110) mediante un procesador diferente del procesador que ejecuta el objeto de conexión (102).

6. El aparato de la reivindicación 4, en el que en establecer la conexión al otro nodo, el objeto de conexión (102) utiliza un objeto de señalización (112) para enviar un mensaje de señalización de establecer conexión al otro nodo.

7. El aparato de la reivindicación 2, en el que para una ruta que entra en el nodo

(20) el grupo de procesadores (32) tiene una instancia de un objeto de ruta de control de recurso (206) ejecutado por uno de los procesadores del grupo (32), y en el que la instancia del objeto de ruta de control de recurso (206) está adaptada para manejar señalización para la ruta o para un único identificador de conexión dentro de la ruta, y en el que el predistribuidor (50/112) está adaptado para distribuir ciertos mensajes o indicaciones de señalización relativos a la ruta a la instancia del objeto de ruta de control de recurso (206).

8. El aparato de la reivindicación 2, que comprende también una instancia de un objeto de relación de señalización de control de recurso (204) que representa varias rutas que tienen una relación de señalización, y en el que el predistribuidor (50/112) está dispuesto para distribuir ciertos mensajes o indicaciones de señalización relativos a la ruta de relación de señalización a la instancia del objeto de relación de señalización de control de recurso (204).

9. El aparato de la reivindicación 2, en el que el predistribuidor (50/112) comprende al menos una tabla de distribución que se utiliza para encaminar el mensaje de señalización entrante, y en el que la tabla de distribución utiliza al menos uno de los siguientes para encaminar el mensaje de señalización entrante: el Identificador de Asociación de Señalización de Destino (DSAI – destination signalling

10. El aparato de la reivindicación 1, en el que el nodo (20) tiene varios recursos de extremo y varias instancias de objetos de control de recurso de extremo (108) que corresponden a los diferentes recursos de extremo del nodo (20), y en el que las diferentes instancias de objetos de control de recurso de extremo (108) están divididos entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32).

11. El aparato de la reivindicación 1, en el que el nodo (20) tiene diferentes recursos de enlace; en el que el control de las diferentes unidades de recursos de enlace está dividido entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32); en el que para cada uno de los diferentes recursos de enlace existe una ruta que entra al nodo (20); en el que el grupo de procesadores (32) tiene una instancia de un objeto de ruta de control de 8recurso (206) ejecutado por uno de los procesadores del grupo (32); y en el que la instancia del objeto de ruta de control de recurso (206) está adaptada para manejar señalización para la ruta o para un único identificador de conexión dentro de la ruta.

12. El aparato de la reivindicación 11, que comprende también una instancia de un objeto de relación de señalización de control de recurso (204) que representa varias rutas que tienen una relación de señalización.

13. Un método de operar un nodo (20) de una red de comunicaciones de datos que tiene una funcionalidad de gestión de conexión, caracterizado por distribuir la funcionalidad de gestión de conexión (26) entre varios procesadores (30) de un grupo de procesadores (32); y por llevar a cabo las siguientes etapas en el nodo (20):

(1) distribuir datos de infraestructura (42) para la funcionalidad de gestión de conexión (26) entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32);

(2) dividir los datos de gestión de recurso (44) entre los diferentes procesadores

(30) del grupo de procesadores (32); y

(3) crear datos de conexión (46) en un procesador seleccionado del grupo de procesadores (32) cuando se establece una conexión bajo demanda en el procesador seleccionado.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende también dividir los datos de gestión de recurso (44) entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32).

15. El método de la reivindicación 13, en el que, cuando una conexión con otro nodo (20) va a ser establecida, el método comprende también llevar a cabo las etapas de:

establecer una instancia de un objeto de conexión (102) en uno seleccionado de los procesadores del grupo (32); utilizar el objeto de conexión (102) para reservar y activar recursos del nodo (20); reservar un recurso de un nodo (20) comunicándose con una instancia de un objeto de control de recurso (108) ejecutada por un procesador del grupo (32); determinar qué instancia de un objeto de control de recurso de enlace (108) con la cual comunicarse comunicándose con un objeto de encaminamiento (106) ejecutado por un procesador del grupo (32); y, activar un recurso del nodo (20) comunicándose con una instancia de un objeto de plano de usuario de recurso (110) ejecutada por un procesador del grupo (32).

16. El método de la reivindicación 15, que comprende también ejecutar la instancia del objeto de control de recurso (108) o la instancia del objeto de plano de usuario de recurso (110) en un procesador diferente del procesador que ejecuta el objeto de conexión (102).

17. El método de la reivindicación 15, que comprende también el objeto de conexión (102) que utiliza un objeto de señalización (112) para enviar un mensaje de señalización de establecer conexión al otro nodo estableciendo la conexión al otro nodo.

18. El método de la reivindicación 13, en el que el nodo (20) tiene un enlace de señalización conectado a él; comprendiendo también el método usar un predistribuidor (50/112) para que los diferentes enlaces de señalización encaminen mensajes de señalización entrantes a un procesador apropiado del grupo de procesadores (32).

19. El método de la reivindicación 18, en el que para una ruta que entra al nodo

(20) el grupo de procesadores (32) tiene una instancia de un objeto de ruta de control de recurso (206) ejecutada por uno de los procesadores del grupo (32), y en el que la instancia del objeto de ruta de control de recurso (206) maneja señalización para la ruta o para un único identificador de conexión dentro de la ruta, y que comprende también el predistribuidor (50/112) que distribuye ciertos mensajes o indicaciones de señalización relativos a la ruta a la instancia del objeto de ruta de control de recurso (206).

20. El método de la reivindicación 19, que comprende también una instancia de un objeto de relación de señalización de control de recurso (204) que representa a diferentes rutas que tienen una relación de señalización, y en el que el predistribuidor (50/112) distribuye ciertos mensajes o indicaciones de señalización relativos a la ruta de relación de señalización a la instancia del objeto de relación de señalización de control de recurso (204).

21. El método de la reivindicación 13, en el que los recursos incluyen diferentes recursos de extremo y diferentes instancias de objetos de control de recurso (108) correspondientes a los diferentes recursos de extremo del nodo (20), y en el que el método comprende también la división de diferentes instancias de objetos de control de recurso de extremo (108) entre los diferentes procesadores (30) del grupo de procesadores (32).