CN1302139A - Ip租用线路 - Google Patents

Abstract

本发明包括一种方法,系统和计算机程序产品,用于提供沿宽带通信系统中的传输路径传输网际协议业务,以使虚拟租用IP线路提供保证最小带宽。在一个实施例中,该方法包括步骤:由用户请求预留足够预定的IP业务使用的保证最小带宽;呼叫管理器响应用户的请求,自动和动态地选择虚拟租用IP线路的传输路径,其中该路径至少提供足够供预定的IP业务使用的保证最小带宽;由呼叫管理器预留用于该传输路径的带宽。

Description

IP租用线路

本发明涉及多种通信系统中用户间的通信，特别是，在包括网际协议电话网和公共交换电话网的宽带通信系统中在虚拟租用IP线路上提供保证最小带宽。

现今的电话话音网具有围绕电路交换机，终端局，长途网，中继交换，和对绞线建立的网络。这些话音网被称为公共交换电话网(PSTN)或普通老式电话业务(POTS)。由于普通老式电话业务(POTS)的带宽限制，造成本身对有效地综合诸如电话，个人计算机(PC)的数据通信，和电视(TV)广播之类的多种类型的媒体无能为力。因此，需要新的宽带架构。这种新架构产生了用户业务的新格局。

已经对电话系统进行了大量的适应性改进，以适应用户的特殊需求。例如，在传递计算机数据和话音的常规通信系统中，已采用租用线路系统来保证最小的带宽，以便可以传输例如实况视频。开发网际协议网需要保证要求相容的高带宽需求的有效的现场直播视频传输或其它应用的类似调节。因此，在实施网际协议网的宽带通信系统中，需要在虚拟的租用IP线路上提供保证最小带宽。

本发明的方面包括提供供结合诸如基于网际协议(IP)的系统基础设施之类的分组化网络使用的宽带接入能力或增强业务。

本发明的其它方面包括提供一种或多种下面单独的或任何组合或部分组合：新宽带架构；包括本地接入的宽带网能力；和供结合诸如基于网际协议(IP)的系统基础设施之类的分组化网络使用的增强业务。

本发明提供在宽带通信系统中沿传输路径传输网际协议业务，以便在虚拟租用网际协议(IP)线上提供保证最小带宽。在一个实施例中，用户向呼叫管理器发送请求预留保证足够其特定使用，例如接受实况视频，或参与电视会议的最小带宽的消息。通常，一旦用户选择了最小业务质量(QoS)要求，确保履行/保证这些要求是网络的工作。此后，呼叫管理器为虚拟租用的IP线路动态选择传输路径，以使该路径至少提供足以容纳由用户请求的预定IP业务应用的保证最小带宽。接下来，呼叫管理器为将满足用户请求的传输路径预留保证最小带宽。如同在陆线租用线路系统中，用户也可选择调用允许他接收超过该保证最小带宽的所希望服务等级的服务质量参数。例如，服务质量参数可以包括最小可接受的信号源到目的地传输延迟，每个预选时间帧的预定最大数量的丢失分组，或预定质量的话音等级传输路径。误码率(BER)通常是一个指导参数。无阻塞率可以是99.9％。

在另一个实施例中，本发明的方法提供一种传输路径，该传输路径包括用于跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路并且该方法包括步骤：由用户为预选的传输请求一个保证最小带宽，由呼叫管理器自动选择用于传输IP分组的传输路径，以便提供保证最小带宽；和由该呼叫管理器预留传输路径，以使该传输路径基本上包括虚拟租用IP线路。通常，宽带通信系统包括网际协议电话网和公共交换电话网。另外，也可由用户选择服务质量参数，以进一步实现所希望的网际协议网的特性。

通常在具有至少第一CPE,BRG单元，和呼叫管理器的用于网际协议(IP)业务传输的宽带通信系统中实现本发明。用户通常使用CPE(例如计算机或可视电话)向呼叫管理器发送请求，以获得用于预选传输的保证最小带宽。CPE可用于接收预选的传输。在请求电视会议的情况下，可使用多个CPE发送和接收传输。作为替换，在电话会议的情况下，主CPE可为参与的CPE预留带宽。通常，安排BRG接收每个CPE的输入，并且还可耦合到光纤同轴电缆混合方案设备，该光纤同轴设备可耦合到耦合IP网的头端集线器。CPE可直接耦合到BRG，或者也可具有到BRG的无线连接。通常还安排BRG向呼叫管理器传输信息，例如为特定应用请求保证最小带宽。通常安排IP网从/向客户室内设备接收信息，和从/向呼叫管理器接收信息。正如本领域中已知的，通常在分组中安排信息。通常安排呼叫管理器发送和接收发送到和来自IP网的信息，并自动选择和预留用于传输IP分组的传输路径，以提供保证最小带宽。所选择和预留的传输路径实质上是虚拟租用IP线路。很显然，可如上所述选择服务质量参数。可使用BRG预留可供连接到BRG的所有CPE使用的带宽。

还可使用自动确定传输路径的计算机程序产品实现本发明，该传输路径包括跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路。该产品通常包括具有在介质中体现的计算机可执行程序代码的计算机可读存储介质。可安排该代码接收由客户室内用户对预选传输的保证最小带宽的请求，提供自动选择用于传输IP分组的传输路径，以提供保证最小带宽；和提供预留传输路径。另外，宽带通信网通常包括网际协议电话网和公共交换电话网，可根据需要选择服务质量参数。在一个实施例中，由呼叫管理器执行计算机程序产品。

图1表示根据本发明优选实施例的宽带网(例如基于宽带IP的网络)的示意图。

图2表示根据本发明方面的集中化控制(IP中心站)的优选实施例的方框图。

图3表示根据本发明方面的本地控制装置(宽带住宅网关)的优选

实施例的方框图。

图4表示图1所示的宽带网络典型实施例的详细示意图。

图5是表明根据操作图1所示的宽带网络的一种优选方法的典型网上到离网呼叫的信号流程图。

图6是表明根据操作图1所示的宽带网络的一种优选方法的典型网上到离网呼叫的信号流程图。

图7是根据本发明在宽带通信系统中沿传输路径传输网际协议业务，以便在虚拟租用IP线路上提供保证最小带宽的方法的一个实施例步骤的流程图。

图8表示根据本发明方法的步骤的另一个实施例的流程图。

图9是表示根据本发明用于网际协议(IP)业务传输的宽带通信系统一个实施例的方框图。

图10是根据本发明自动确定传输路径的计算机程序产品的方框图，该传输路径包括跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路。

IP网中的业务是无连接的分组交换业务，而不是POTS中传统的有线的、面向连接的电路交换业务。换句话说，IP资源可在用户间共享，即使该″线路″表现出已被用户″预留″或″租用″。由业务监测，性能调整和业务路由维持对IP租用线路业务的保证通过量，而不是用端对端的物理资源分配。IP租用线路连接将保证预定数量的带宽或通过量，以致可以在根据需要和/或按呼叫的基础上向租用线路对用户计费，使更小的用户能够担负得起使用虚拟IP租用线路。租用IP线路呈现给用户的是一直在与另一侧连接并且通过量一直保持在一个特定速度，但通常比基于有线线路的租用线路实施需要更少的资源。另外，可很容易地处理IP租用线路的业务超载。每当IP网中的网络单元检测到业务超载状况时，紧张的节点通知其它节点向其它网络单元重新路由选择IP租用线路分组，导致超载的可能性比有线的、面向连接的电路交换系统小。如果用户协商了特定的参数，而此后用户使租用线路超载，如果用户想保持该服务等级，该用户则必须重新协商所选择的参数(需要附加费)。如果用户选择不协商，用户则理解他可能要经受线路质量降低。首先，下面将描述总的系统。

新系统提供宽带接入和应用。除非所附权利要求另有指示，本发明不限于在该部分描述的优选实施例，而是可应用到其它综合多媒体通信系统。

Ⅰ．综合通信系统概述

参考图1，宽带网1的典型实施例，宽带网通常利用各种互连架构在多个客户位置之间提供互连，该互连架构包括基于网际协议(IP)的网络，诸如公共交换电话网(PSTN)，ATM网，因特网，信令网之类的各种现有系统(传统系统)，以及其它系统。宽带网提供可经例如公共交换电话网，因特网，或无线通信网在客户室内之间传递例如网际协议(IP)电话或多媒体信号的万能智能管道。

还参考图1，宽带网1可包括一个或多个客户室内设备(CPE)单元102。客户室内设备102可被进行各种配置。在一个实例中，客户室内设备102可包括一个或多个本地控制设备，例如宽带住宅网关(BRG)300。对于本发明的许多方面，虽然宽带住宅网关最好设置在住宅中，在典型实施例中，也可设置在商业或其它位置。宽带住宅网关300可被进行各种配置以提供到客户室内设备102中诸如电视(TV)，个人计算机(PC)，普通老式电话系统(POTS)电话，电视电话，IP开通电话，和其它设备之类的其它设备的综合通信接口。例如，宽带住宅网关300可以提供到诸如普通老式电话，基于IP的电话，电视转换器，例如电缆电视(CATV)机顶盒，电视，数字电视，高清晰度电视(HDTV)，电视电话，和其它设备之类的多个设备的一个或多个电话端口连接(例如，普通老式电话系统)，以太网连接，同轴连接，光纤分布数据接口(FDDI)连接，无线局域网(LAN)连接，固件连接，和/或其它连接。在典型实施例中，宽带住宅网关300可在室内呼叫和/或室外呼叫中支持任何上述设备之间的通信。另外，当在商业环境中使用宽带住宅网关300时，它可起到专用小交换机或键控型电话系统。

在图1中，将宽带住宅网关300表示为单个物理设备。该配置适合于希望维护和控制集中化的地方。作为替换，宽带住宅网关300可以分散到多于一个物理设备，该物理设备允许功能分布到客户室内和/或宽带网1中的多个不同物理位置。然而，在许多实施例中，具有位于单个位置中的集中化宽带住宅网关300提供了维护，控制，和重新配置的方便，以及因共享功能而降低成本。例如，可以配置宽带住宅网关以提供允许每个客户室内设备装置在宽带网1中工作所需的智能。例如，可将模拟话音转换成数字数据并以如网际协议(IP)之类的适当输出协议分组化传输。

在典型实施例中，宽带住宅网关300可以起到将客户室内设备102耦合到使用任何适合的宽带通信机构的宽带网1的其余部分的作用。在图1所示的实施例中，宽带住宅网关300利用光纤同轴电缆混合方案设备112把宽带住宅网关300耦合到宽带网1的其余部分。由于目前连接到电缆网络的大量家庭，共享接入能力，允许大量数据分布到客户室内设备112中的各种设备的不对称数据接入速度的能力，在许多实施例中在其它宽带通信机构上可优选光纤同轴电缆混合方案设备112。光纤同轴电缆混合方案设备112可在宽带住宅网关300和诸如头端集线器(HEH)115之间提供智能宽带管道。头端集线器115可被进行各种配置以便提供各种服务和/或与宽带网1的其余部分的互连。例如，头端集线器115可提供互连点，以便收集和聚集外部服务(例如，停播和卫星视频，公共交换电话网话音，多媒体消息，和因也网数据)以分布到和来自光纤同轴电缆混合方案设备112。对于电话和多媒体呼叫，头端集线器115可以在光纤同轴电缆混合方案设备112和诸如IP网120和/或ATM/帧中继/信元中继网185之类的外部网之间起到用于连接和通信的智能管道的作用。

宽带网1可以包括任何数量互连的头端集线器115，IP网120，和/或ATM网185。另外，可将IP网120和/或ATM网185连接到一个或多个其它网络和设备，例如：

(1)包括公共交换电话网(PSTN)170，信令系统7(SS7)网170，因特网180，和/或无线网144；

(2)包括一个或多个专用小交换机146，包括计算机和无线设备的终端142，和/或一个或多个独立宽带住宅网关300的各种部件；

(3)一个或多个管理中心155；

(4)一个或多个安全网管理数据网190，例如网络操作中心(NOC)；

(5)一个或多个计费系统195，例如OSS；和/或

(6)一个或多个集中控制中心，例如所称的IP中心站200。

IP网120和/或ATM网185可包括一个或多个路由器和/或其它设备，以便在宽带网1中诸如头端集线器115，公共交换电话网160，专用小交换机(PBX)146，以及上面讨论的其它设备之类的各种设备之间路由选择，例如电话呼叫，多媒体呼叫，信令消息，管理消息，编程消息和/或计算机数据。在优选实施例中，可按照一种网际协议分组化和格式化在IP网120中传播的信息。IP网120还可包括与各种其它网络和/或设备接口的网关。例如，网关可以分布在IP网与其它设备或网络连接的该IP网的边缘。作为替换，可在IP中心站200，或IP网120和IP中心站200，和/或IP网120与IP中心站200之间的局部分布两者中设置将IP中心站200连接到例如因特网180，公共交换电话网(PSTN)160，信令系统7(SS7)170，无线网144，ATM/帧/信元中继网185的网关。在由IP网200将网关分开的情况下，可利用适当的传送协议把IP中心站200逻辑连接到特定的网关。

IP中心站200可以连接到一个或多个IP网120,ATM网185，安全管理数据网190，和/或管理中心155。可以按各种方式配置IP中心站200以便包括一个或多个服务器和/或一个或多个网关。在典型实施例中，服务器和网关提供所需的情报和业务管理能力，以使信息，例如IP电话信号通过宽带网1传播。例如，可构成IP中心站200以管理通过IP网120从公共交换电话网160的话音信息传送，并且进入和外出如连接到宽带住宅网关300的一个或多个设备。可构成IP中心站存储诸如位置，地址，和/或一个或多个宽带住宅网关300的配置之类的各种控制和系统信息，以便其它路由和呼叫建立信息。

在典型实施例中，可将一个或多个管理中心155连接到IP网120，并提供计费和本地电话号码可移植性管理。可由可包括在管理中心155中和/或IP中心站200中的一个或多个本地服务管理系统(LSMS)来处理本地号码可移植性。另外，安全管理数据网190也可包括传送诸如计费，呼叫跟踪，和/或客户服务提供之类的各种信息。可利用各种现有系统提供该信息，例如现有的计费系统(OSS)195和/或一个或多个网络操作中心(NOC)。网络操作中心可包括在管理中心155,IP中心站200，和/或计费系统195中。网络操作中心(NOC)可被进行各种配置以便包括允许与宽带网1中的各种无联系的实体(例如传统系统)通信的变换服务器。

图1所示的IP网120和/或ATM网185可包括一个或多个子网。每个子网可以在分布配置中通过跨越所有IP中心站复制的特定路由数据来包括其自己的IP中心站200，或可将每个子网连接到单个集中化的IP中心站200。在IP网120包括一个或多个子网的情况下，可将每个子网连接到多头端集线器115。另外，每个头端集线器115可连接到多个光纤同轴电缆混合方案设备112，每个光纤同轴电缆混合方案设备112可连接到多个客户室内设备102和/或宽带住宅网关300。IP网120提供可用来向和从不同地区传送和路由选择分组化信息并可在一个国家或国家间的基础上使用的互连的宽带网。另外，IP网120和/或ATM网185可利用专用网络设施和/或可通过如因特网之类的共享网络提供。

可配置IP中心站200提供宽带住宅网关300与因特网180(例如万维网(www))的连接，以及与诸如公共交换电话网160和用于端对端话音的信令系统7(SS7)，多媒体，数据应用，例如IP电话上的话音之类的其它外部网的连接。通过IP网传播的IP分组提供优先权，以便例如给予话音分组超过数据分组的优先权以维持特定VoIP电话的QoS要求和可具有甚至更高优先权的分组业务的租用线路概念。然而，该系统足够灵活，以便根据客户喜好，可变的计费率，业务模式，和/或拥挤程度动态改变该优先权。

A．网际协议中心站

参考图2，IP中心站200可被进行各种配置。在优选实施例中，可配置IP中心站200以确保包括IP网120的基于IP的通信系统与公共交换电话网160，信令系统7(SS7)网170，和因特网180的无缝组合，以便分组化数据，例如话音呼叫和信息数据在宽带住宅网关300，公共交换电话网160和/或因特网180之间正确地传送。在一个实施例中，光纤同轴电缆混合方案设备112，头端集线器115，和IP网120为分组化话音和数据提供虚拟信令管道，可在宽带住宅网关300和公共交换电话网160和/或因特网180之间与IP中心站200合作以适当格式提供该分组化话音和数据。

现在再参考图2，IP中心站200可包括可用来与IP中心站200中包含的各种服务器和网关互连的中心路由器200，例如吉兆速率的交换机。中心路由器210在服务器，网关和IP网120和/或ATM网185主干之间提供例如以太网交换和集合业务。在一个典型实施例中，中心路由器210提供高速，无阻塞IP和IP多播层3交换和路由。IP中心站200可包括下列服务器中的一个或多个：最低成本服务器(LCS)255，日时间(TOD)服务器212，动态主控协议(DHCP)服务器，普通文件传输协议(TFTP)服务器，和域名服务(DNS)服务器214，系统管理(SM)服务器216，呼叫管理(CM)服务器218，通知服务器(AS)220，多媒体服务器(MS)222，和/或会议服务器(CS)224。如图2所示，服务器可以是分开的服务器，例如，呼叫管理服务器218，或可以安装在单个服务器中。在典型实施例中，动态主控协议服务器131，普通文件传输协议服务器132，和域名服务服务器214各安装在一个单个服务器设施中。IP中心站200中的每个服务器可包括计算机，存储设备，和用于实现与每个服务器有关的特定预定义功能的专用软件。这样，可以将IP中心站中的服务器规定为主服务器和一个或多个备用服务器，以提供冗余处理能力。同样，路由器可实施为主路由器和具有类似路由功能的备用路由器。

IP中心站200也可包括例如下列网关中的一个或多个：单元管理网关(EMG)238，因特网(Boarder)网关(IG)236，信令系统7(SS7)网关(SG)234，话音网关(VG)232，和/或多媒体网关(MG)230。IP中心站200可利用这些网关中的一个或多个提供集中化的系统情报和话音和/或数据IP分组的控制。

在典型实施例中，动态主控协议服务器和域名服务服务器214可以操作，以便在客户室内设备102中动态分配IP地址。在使用动态IP分配方案的情况下，在初始启动，和/或在每个现用对话开始时向客户室内设备提供一个或多个动态IP分配。在初始启动设备时分配IP地址的情况下，可能希望向单个宽带住宅网关分配IP地址和向连接到宽带住宅网关300的设备分配端口地址。在其它实施例中，可将各个IP地址分配给耦合到宽带住宅网关300的每个设备。例如，宽带住宅网关可以包括和/或耦合到一个或多个电缆调制解调器，IP电话，普通老式电话系统电话，计算机，无线设备，CATV转换器，电视电话，和/或其它设备，可以向这些设备中的每一个分配唯一的静态和/或动态IP地址和/或这些IP地址之一的一个端口。可规定用于分配IP地址和/或端口的特定协议使用动态主控协议服务器214中定义的协议。在典型实施例中，可配置动态主控协议和DN服务器214，以便根据例如请求设备的身份或类型，对请求设备的期待使用量，和/或动态主控协议和DN服务器214中定义的预定义分配协议从地址库分配可使用的IP地址。在集中化实施例中，可以希望配置呼叫管理器(CM)218提供足够的信息，以使域名服务服务器214在静态IP设备，动态IP设备，登记的设备，未登记的设备，和已被分配特定服务等级，例如数据对电话，非规定对规定等的登记设备之间识别。

可配置普通文件传输协议(TFTP)服务器214以向/从一个或多个宽带住宅网关300转移特定信息。在典型实施例中，普通文件传输协议服务器提供包含QoS参数的电缆服务接口数据规范(Data OverCable Service Interface Specification)(DOCSIS)配置信息和使宽带住宅网关300优化操作所需的其它信息。

日时间(TOD)服务器212可包括用于维护如实时时钟的适当设施，例如遵从RFC 868的时间服务器。在典型实施例中，日时间服务器212提供系统消息和/或对包含协调时间，例如世界协调时(UCT)的系统查询的响应。可由宽带网1中的任何服务器和/或设备使用世界协调时。例如，宽带住宅网关300可使用世界协调时为带时间标记的错误日志计算本地时间。

系统管理(SM)服务器216可单独或与其它系统管理服务器216组合，包括对整个操作状态和宽带网1的部件功能的响应性。系统管理(SM)服务器216可进行各种配置以提供对宽带网1内的设备的监测和管理功能。例如，可配置系统管理服务器216以便对宽带网1中的各种功能提供管理，例如数据库功能，存储缓冲器功能，和软件效用功能。软件管理包括例如版本控制，类控制，和/或模块控制。

最低成本服务器(LCS)255可进行各种配置以使系统确定整个网络中电话和数据传输的最低成本路由。最低成本服务器255可提供一个或多个宽带住宅网关用户能力，以便在例如成本和服务质量(QoS)之间选择。

通知服务(AS)服务器220可被进行各种配置。在典型实施例中，可根据从例如呼叫管理器(CM)服务器218接收的指令向指定的目的地和/或所有目的地存储并发送通知。通知服务器220从呼叫管理器218接收例如媒体网关控制协议(MGCP)或以后的信令(例如，H.GCP-ITU标准网关控制协议)控制消息，和(例如使用实时协议(RTP)分组)向一个或多个话音网关(VG)232和/或一个或多个宽带住宅网关300发送通知。通知服务器220对一个通知可发送一次，预定次数，或连续循环发送。通知服务器220可检测到电话或其它设备已经摘机并向用户播放广告或其它通知。在用户已签约广告计划，由此以广告产生的广告收入作为回报而降低电话费率的情况下，可利用通知服务器220跟踪具有特定收入，年龄，或其它内容的收听广告的个人的数量。通知服务器220可响应来自如宽带住宅网关300之类的各个系统设备的请求/或处在例如呼叫管理器218的控制下。在通知服务器处在呼叫管理器218的控制下的情况下，可配置呼叫管理器以控制通知服务器的各种操作参数。例如，呼叫管理器218可请求一次，规定次数，或连续循环地发送特定通知。

在进一步的实施例中，把在宽带网1中别处产生的通知作为文件存储，并通过一个文件传输协议或资源(例如使用一种或多个文件传输协议的普通文件服务器214)分发到一个或多个通知服务器。在许多实施例中，希望将通知以适当的编码格式(例如，G.7111或G.729)存储在通知服务器中。通知可以具有音频分量和/或音频/视频分量。可使用编码格式(例如，G.711)和标准文件格式(例如波(WAV),MPEG，和其它适当格式)存储音频/视频分量。

在一种典型的操作方法中，用户拿起向呼叫管理器218发送信号的电话。接下来，呼叫管理器218可与通知服务器220建立连接并播放一个或多个预先记录的和/或预定的通知(超文本和/或音频)。可由宽带住宅网关300或呼叫管理器218播放如占线信号之类的信号音，可包括专用信息音(SIT)和/或消息作为通知文件的一部分。这样，增强了用户的经验，以使用户接收一个忙音和/或提供用于联系被叫方的几种选择之一的超文本通知。通知服务器220可具有由用户使用例如宽带住宅网关输入的信息，以便向被叫放提供附加信息。附加信息可包括留言，打字输入聊天记录，寻呼被叫方，干涉呼叫的能力，和/或其它用户或系统定义的呼叫处理能力。

也可用各种系统消息对通知服务器220编程，例如表示拨出的号码错误或呼叫拨号未完成，线路忙，两个国家之间的所有线路忙，被叫方已改变号码，被叫方电话已断开，已出现一个或多个系统差错的通知，和/或其它通知等。

呼叫管理器(CM)218可被进行各种配置。在典型实施例中，呼叫管理器218提供用于支持宽带网1中的呼叫建立和拆卸的集中化呼叫控制中心。可配置呼叫管理器218包括中继和线路信息维护，呼叫期间的呼叫状态维护，和/或用户服务特性执行。呼叫管理器218还可提供呼叫处理功能，例如用于处理如IP呼叫上的话音之类的各种话音连接的标准化呼叫模型。在典型实施例中，可使用支持标准化应用编程接口(API)的标准化的＂开放＂呼叫模型，以便提供转移服务和如电话卡之类的其它用户功能。呼叫管理器中的开放应用编程接口和呼叫建立接口能使第三方应用加载到呼叫管理器218和宽带住宅网关300中。这将便于第三方应用的开发以增强宽带网1中部件的功能。例如，第三方和其它设备销售方通过写入应用程序可制造供宽带网1中使用的各种宽带住宅网关300，以便支持呼叫管理器218的开发呼叫模型。可配置呼叫管理器218和/或宽带住宅网关300以执行和/或接受来自标准过程语言的命令，该标准过程语言可为呼叫管理器218和/或宽带住宅网关300产生指令，以执行各种功能。过程功能可包括执行整个呼叫模型的能力，包括到信令系统7(SS7)170，公共交换电话网160,IP网120，ATM/帧/信元中继网185接口，和/或例如如多媒体服务器222，通知服务器220，系统管理服务器216，会议服务器224，日时间服务器212，最低成本服务器255，和/或域名服务器214之类的IP中心站200内的其它功能。

还可配置呼叫管理器218维持每个呼叫的呼叫状态，它处理(例如IP呼叫上的话音)和响应由呼叫处理期间可能出现的例如多媒体网关控制协议(MGCP)消息和/或用于信令系统7(SS7)协议的综合服务数字网用户部分(ISUP)消息生成的系统事件。由呼叫管理器218处理的典型事件包括呼叫状态改变，呼叫特性改变/呼叫特性触发事件，线路和中继线的状态的改变，和/或差错状况。另外，呼叫管理器218可与连接到公共交换电话网160上的单个电路的设备，和/或连接到宽带住宅网关300的端口的设备相互配合。这样，可将新设备加到基础设施并使用呼叫管理器218中包含的开放呼叫模型工作。

呼叫管理器218还可包括用于用户和网络配置的存储器，用于更快接入频繁使用的数据的超高速缓冲服务器，用于选择适当的路由算法(例如，最低成本路由)的路由引擎，和/或为特定服务提供数据和逻辑的服务代理。另外，呼叫管理器218可包括一个鉴别(AC)服务器245，用于在综合多媒体系统中提供对各种设备，对象，分组和用户的鉴别。这样，用户可以检验主叫和被叫方的身份。

呼叫管理器218可与使用诸如IP之类的任何适用协议和诸如中心路由器210之类的互连机构与信令网关(SG)234，记账网关(AG)240，元件管理网关(EMG)238，话音网关(VG)232，和多媒体网关(MG)230进行交互通信。在一个优选实施例中，可配置呼叫管理器218以使用信令消息，例如：a)到和/或来自信令网关234的公共对象代理架构(COBRA)接口上的ISUP消息，b)MGCP,SIP-简单网际协议，H.GCP，和/或到和/或来自通知服务器220的其它适当的控制消息，c)以修改Radius格式到记账网关的呼叫事件记录，d)到和/或来自话音网关和/或宽带住宅网关300的Radius(或增强Radius或兼容协议)控制消息，和e)到和/或来自元件管理网关238的信令网管理协议(SNMP)消息。

呼叫管理器218可安装一个或多个数据库。例如，呼叫管理器218可包括数据库信息，例如：(1)提供什么资源被连接到宽带网1和其当前的状态的标识的资源数据库；(2)表示哪个网关服务中继中什么电路的中继/网关数据库；(3)表示呼叫是否被允许，标识线路中支持什么服务，并确定电话号码在还是不在综合IP通信网的客户数据库；(4)提供路由信息从而使得IP中心站200能根据呼叫号码选择正确的中继线的编号方案/最低成本路由数据库；和(5)表示北美编号方案(NANP)及其对有关的与号码可移植性服务是开放的相关前缀的本地号码可移植性(LNP)数据库；和(6)服务控制点(SCP)的地址，变换这些本地可移植号码的请求应路由选择到这些地址。

在典型实施例中，宽带网1包括与COBRA标准兼容的设备。可使用COBRA来允许来自多个销售商的应用相互操作。COBRA标准允许公司，例如AT&T使用多个销售商的设备来建立其网络并且仍确保无缝集成和操作。由COBRA v.2.2覆盖的一些主要区域包括：ORB间连接支持(Inter-ORB Bridge Support)，通用ORB间协议(GIOP)(General Inter-ORB protocol)支持，因特网ORB间协议(IIOP)支持，和环境专用ORB间协议(ESIOP)支持。呼叫管理器218可综合这些协议以便于与多种环境建立呼叫。其优点在于：来自多个销售商的环境可在宽带网1上彼此协作，而无需改进。

多媒体服务器(MS)222可被进行各种配置。例如，一个或多个多媒体服务器可提供对多媒体消息收发服务和/或跨越宽带网1传输的多媒体话音和邮件消息的整个管理的支持。可配置多媒体服务器以支持电子邮件(例如，html)消息，话音邮件(音频)消息，和/或视频邮件(音频和视频)消息。多媒体可包括标准的预配置系统消息，广告消息，和/或用户定义的消息。在任何事件中，在消息存储在集中位置中的情况下，多媒体服务器可提供该存储器。在多媒体服务器222提供用于多媒体消息的存储器的情况下，可使用数据库来索引，存储，和检索该消息。在典型系统中，用户可访问这些消息中预定的消息。多媒体服务器222可采用IP作为与宽带网1内其它设备通信的方法。

可配置会议服务器(CS)224在IP电话或多媒体对话呼叫期间使用例如IP话音分组提供多方会议呼叫。会议服务器224可包括在具有用于分离和集合用户信息分组的相关复用和去复用能力的计算平台上运行的专用软件。例如，会议服务器可把几个呼叫登录到会议对话中。当从一个或多个电话发送信息分组时，将它们集合并在会议呼叫上发送到其它电话。会议服务器224可使用任何适合的通信协议，例如H.GCP或SIP。会议服务器224可起到把来自两个或多个用户的用户信息集合到单个呼叫路径上的作用。会议服务器224可包括一个或多个＂呼入号码(call-in number)＂并从任何位置，例如，集中的操作员位置和/或一个或多个宽带住宅网关300控制。可以希望配置会议服务器224以使一些呼叫方简单地监测该呼叫却不能插话，而其它呼叫方同时具有话音发射和接收两种能力。

可配置IP中心站200中的网关为和/或来自IP中心站200，IP网120，公共交换电话网160，信令系统7(SS7)网170，因特网180，和/或安全管理数据(SMD)网190中的各种服务器的信号提供变换。网关通常支持下面的一个或多个功能组：呼叫处理；信令系统7(SS7)连通性；计费支持；OAM&P支持；到公共交换电话网的连接；控制CoS/QoS参数；和增强的服务。

话音网关(VG)232可连接到公共交换电话网160并操作，以便在基于IP的话音分组和标准公共交换电话网160话音业务之间转换。对每个TI，话音网关232可被配置为多频(MF)或ISUP网关。在使用多频中继线的情况下，一个实施例利用MGCP,SIP,H.GCP和/或其它可兼容协议使用呼叫管理器218和话音网关232之间的信令。多频中继线可与特征组D(FGD)(Feature Group D)，操作员服务(operator service)(OS)信令协议和/或终端协议(TP)兼容。

可通过多种方式将IP中心站200连接到公共交换电话网。例如，IP中心站200可使用例如集合信道(例如T1或T3载波)直接连接到公共交换电话网，和/或使用诸如IP网和/或ATM/帧/信元中继网185之类的一个或多个网络互连。在使用TI网的情况下，希望使用一个或多个ISUP或MF,FGD，和OS与公共交换电话网160中的服务局互连。作为替换，公共交换电话网160中的服务局可使用诸如IP网120和/或ATM/帧/信元中继网185之类的另一种网络结构互连。服务局可在提供操作员服务，号码簿服务和提供311,611,和711服务的过程中与IP中心站200合作。紧急呼叫911服务可路由选择到具有适当数据库和与公共安全应答位置(PSAP)的接口的E911汇接交换机。可由呼叫管理器218和/或基于公共交换电话网紧急呼叫的服务局协调911服务。

话音网关232可以基于路由器并包括一个或多个话音特性卡和/或DSP模块卡，以便进行话音处理。话音网关232可任选地包括主处理器，LAN/WAN端口，以太端口，T1或E1电话接口卡，具有提供话音压缩转换代码(G.711和G.729)的DSP模块的话音特性卡，具有8ms-32ms尾部长度的载波质量回响消除，适合于在网络中延迟变化以使延迟最小的消抖动缓冲器，使用从以前接收的数据中获得的信息为丢失的分组产生隐藏帧的分组丢失隐藏，和/或音调检测和产生。该功能检测多频(MF)音并产生MF和呼叫处理音(例如，拨号音，呼叫等待音等)。

在典型实施例中，话音网关232可包括与内部信道服务单元(CSU)的T1/E1接口。还希望配置话音网关232，以便通过在按每T1的基础上做出的配置支持ISUP，MF和集中的话务员服务(CAS)中继线。另外，多频音和集中话务员服务可使用从子帧＂抢劫＂比特以传输带内信令的＂抢劫比特＂通信方案。可由话音网关向和/或从例如简单的网关控制协议(SGCP)信号请求和事件转换多频音。例如，可向和/或从下面任何一个指示变换多频音和/或较低等级的信令和定时功能：简单网关控制协议通知功能，简单网关控制协议通知请求，连接请求，改进连接请求，摘机和/或挂机指示。

可使用具有RJ-45连接器的以太接口把话音网关232连接到中心路由器210(例如吉兆比特交换机或高速路由器(HSR))。可用多媒体网关控制协议作为话音网关232和呼叫管理器218之间的接口。例如，可利用多媒体网关控制协议以任何适合的方式配置呼叫控制，信令，和多媒体数据流，实时协议(RTP)连接，IP地址，UDP端口，编解码器等。在典型实施例中，使用例如用户数据报协议(UDP)上的实时协议连接可使音频流在客户室内设备102之间直接通过。因此，可使用多媒体网关控制协议请求话音网关232开始，取消，和/或否则改变连接，以便建立和拆除RTP媒体流。也可使用类似的过程请求连续性测试和结果。

在典型实施例中，人们希望修改IP网使得在IP网120和/或ATM/帧信元中继网185上传递信令系统7(SS7)的事务能力应用部分(TCAP)消息。分组网上信令系统7(SS7)的事务能力应用部分(TCAP)消息的传送允许通过使用宽带网1中的例如多个呼叫管理器218，由到同一主机的多个连接，多个主机连接，和呼叫建立信息的分布处理来支持信令操作。因此，可使用IP网120和/或ATM/帧/信元中继网使多个ESS交换机互连，以便传送信令信息，话音，和/或数据。在配置信令网关(SG)234以便使用事务能力应用部分(TCAP)消息支持信令系统7(SS7)信令传送的实施例中，希望包括用于在多媒体网关控制协议(MGCP)消息和事务能力应用部分(TCAP)消息和/或ISDN用户部分(ISUP)消息之间转换的变换器。

把ISUP和TCAP在信令系统7(SS7)信令网关终止的点定义为到信令系统7(SS7)网络170的服务交换点(SSP)。可用标准的应用编程接口(API)配置呼叫管理器218，以允许通过从服务交换点(SSP)例如发送和/或接收ISUP和TCAP消息与信令系统7(SS7)相互配合。可将全5类信令系统7(SS7)功能包括在呼叫管理器218中，呼叫管理器218包括提供按GR-246-Bellcore标准中定义的计费所需的所有信息的能力。可安排信令网关进行：信令系统7(SS7)消息处理(消息鉴别，消息分配，和消息路由)；信令链路管理(例如链路启动，停用)；信令路由管理(根据路由接收管理消息，例如禁止传送，允许传送，限制传送等来管理点代码[PC]路由状态)；和信令业务管理(在信令链路，路由，和点代码的不可使用性，可使用性，限制基础上的业务换向)。信令系统7(SS7)架构支持在安排的维护和/或软件/硬件升机期间为系统的考虑性和可使用性所需的冗余部件方案。可构成信令网关234直接提供应低等级的信令系统7(SS7)处理。

在典型实施例中，信令网关234使用适当的开放接口(例如，公共对象请求代理架构(COBRA)与呼叫管理器218配合。在这些实施例中，希望信令网关234中的变换软件将消息传送部分(MTP)层信息加到ISUP和/或TCAP数据以生成完整的信令系统7(SS7)消息。然后，可将完整的信令系统7消息发送到外部信令系统7(SS7)网络170中的信令。相反，在将该信息转换到适当的开放接口(例如COBRA)和将该信息通过中心路由器传送到呼叫管理器218之前，可配置信令网关234从由STP接收的信令系统7(SS7)消息去除ISUP或TCAP应用层数据。

可配置记账网关(AG)240经诸如中心路由之类适当的传送机构从呼叫管理器218接收表示事件的消息。通常，对每个呼叫要接收两个消息，在建立呼叫时接收第一个消息，当呼叫终止时接收第二个消息。在呼叫不成功的情况下，仅记录失败消息。这些消息提供有关主叫方和被叫方的详情，呼叫建立的定时，持续时间和呼叫质量。可使用冗余计算机来复制记账网关240，每个网关有双镜像盘。记账网关240存储使用记录，然后可将它们分配给链接的目的地(例如计费中心)以供处理。计费中心通常包括计费处理器，用于从记账网关240接收记账信息并为客户产生适当的在线或纸账单。可配置记账网关来容纳多日计费记录，例如针对一天，两天，三天，四天，一星期，或一个月的记录。记账网关中保留数据的周期可取决于商业需要，硬件限制，和/或账单周期。例如，随着账单周期接近结束，可希望记账网关缩短维持数据的周期，以使打印账单当天发出的呼叫也包括在账单上。另外，记账网关可保留数据和将数据传送到计费中心。这样，如果计费中心的设备出故障，记账网关240可作为备份。同样，计费中心可在记账网关240出故障时起到备份作用。

电路交换系统，分组交换系统，和其它网络单元通常使用通话自动计费(AMA)格式来提供帐单使用测量数据(例如Bellcore通话自动计费格式(BAF))。可使用该数据以允许对使用网络资源的客户收费或允许对与发出呼叫连接有关的其它公司(例如长途通信公司(IEC)和本地电话公司(LEC))收费。可配置记账网关240将该信息转换成通话自动计费(AMA)格式(例如BAF)记录，并使用例如TFTP(普通文件传输)将这些记录发送到外部计费系统。标时精度通常以可从TOD212服务器得到的呼叫管理器218的时钟的精度为基础。为生成适当的AMA记录，由呼叫管理器218产生的事件信息最好具有为电话服务规定的适当信息，例如主叫方(客户)电话号码，被叫方(客户)电话号码，呼叫时间，电话呼叫持续时间，和任何自由选择的特性的使用。为了计费目的，可在网上(On-Net)呼叫(被定义为在网络服务提供商IP网120内)对网外(Off-Net)呼叫(被定义为在IP网服务提供商之外，例如公共交换电话网)之间产生不同的AMA结构。

单元管理网关(EMG)238可提供系统管理功能，包括例如：a)对操作管理，维护，和提供中心的状态和性能监测，以测量进行中的应用操作；b)与负责对一个或多个应用进行即时维护的网络操作中行进行扩展信息交换；c)一个可定制的操作接口，从而允许网络操作中心只看到所需信息，这样就减少了滤除信息所花费的时间；d)允许对驻留在多个机器上的对象进行集中配置的集中分布应用配置；e)前摄(proactive)网络管理能力，取消经常性的操作员干预，使每天的操作更有效；和/或f)状态信息的智能显示，以便从低优先权问题分离出关键问题，允许操作中心在正确的时间向正确的问题分配资源。

可配置多媒体网关(MG)230连接公共交换电话网160并将基于IP的多媒体分组转换成标准公共交换电话网160的业务。多媒体网关230可包括与呼叫管理器218通信的智能中继接口，以便在IP网120和公共交换电话网160之间进行自动中继容量估算并分配。例如，当在客户室内的系统用户正在使用PC和/或多媒体电话与传统的公共交换电话网160的用户通信时，通信对话涉及到视频和音频数据的传输。这种通信所需的带宽比PSTN到PSTN话音呼叫或IP到PSTN话音呼叫所需的带宽大得多。如果被叫方也启动了视频，作为两个系统之间的接口的多媒体网关230可协商更大的带宽以便于该呼叫。该带宽协商处理通常利用5ESS或公共交换电话网160中的本地数字交换机进行。通常，包括实况视频，音频和数据的多媒体呼叫需要范围从56K到1.544Mbps的带宽。然而，随着共享同一链路的用户数量的增加，传输质量明显下降。多媒体网关230必须能够监测带宽使用，并进行适当的调节，以维持可接受的服务质量。另外，可希望呼叫管理器218和多媒体网关230在其自身之间和/或与客户室内设备102之间通信，以确定该用户是否已授权使用呼叫附加带宽并为此付费。例如，即使在被叫方和/或主叫方启动视频的情况下，仍可拒绝为视频所需的增加的带宽授权付款。

因特网网关(IG)236可连接到因特网(例如万维网(www))并提供在IP网120和因特网180之间路由选择基于IP的数据分组的装置。作为替换，可经因特网180路由选择基于IP的话音分组。在典型实施例中，因特网网关236路由选择与其它较低优先权的非实时业务共享相同优先权等级的纯数据分组，这些非实时业务与因特网180目前经历的计算机数据通信一致。结果，IP网120上的低优先权和低等待时间数据业务利用因特网网关236与如www之类的其它IP数据网通信。可通过诸如ATM/帧/信元中继网185，专用IP网120，和/或公共交换电话网160之类很容易获得所承诺的信息速率的另一种网络路由选择话音分组。

在典型实施例中，宽带网1包括能够连接到支持账单，计费，提供和/或配置管理功能的现有操作，维护和提供(OAM&P)195系统的接口。可使用安全管理数据(SMD)网190把OAM&P195连接到记账网关240和单元管理网关238。安全管理数据网190可包括网络服务分部(NSD)网。安全管理数据网190帮助确保安全通信数据仅存在于IP中心站200和OAM&P195之间。这样消除了干扰OAM&P195中的计费和提供功能的一种潜在方式。计费系统(OSS)195可包括网络操作中心(NOC)。NOC可包括变换服务器，该变换服务器包括允许多种网络的通信和控制的功能。

B．宽带住宅网关(BRG)

参考图3，现在描述和说明宽带住宅网关(BRG)300的优选实施例。可将宽带住宅网关300配置成客户室内设备102的装置的其余部分与外部网络之间的接口单元。宽带住宅网关300可使用任何适当的结构，例如直接到IP网络和/或电缆连接连接到宽带网1的其余部分。在最佳实施例中，采用光纤同轴电缆混合方案设备连接，例如光纤同轴电缆混合方案(HFC)设备112。光纤同轴电缆混合方案设备112允许将许多宽带住宅网关300包括在现有的光纤同轴电缆混合方案设备112上，不需要改变设备基础设施。

宽带住宅网关300可被进行各种配置，例如，提供与一个或多个彼此相关的PC互连和与宽带网1的其余部分互连的高速电缆调制解调器，提供一个或多个TV(使用例如集中和分离的解码器功能，例如机顶盒350)，诸如普通的老式电话服务(POTS)电话和/或数字电话之类的一个或多个电话连接，显示器，无线接口，话音处理，遥控接口接口，显示接口，和/或管理功能的功能。在典型实施例中，宽带住宅网关300可以：a)在模拟话音和IP话音分组之间提供转换，b)复用/去复用IP话音分组流，c)支持多个包括多个话音，多媒体，数据，系统管理，和/或TV信息信号的入局和出局信号的复用/去复用。

在宽带住宅网关300的单元互连的情况下，可由一个或多个数字总线，例如高速总线(HSB)360，处理器总线380，和/或其它互连系统提供互连。可配置高速总线360,380以在内部硬件，处理器和端口之间提供用于传输信息的灵活管道。在宽带住宅网关300的典型实施例中，高速总线360可以包括下列一个或多个功能单元：a)接收用于控制宽带住宅网关300和/或任何连接的设备的无线(例如，红外，和/或RF)信号(例如键盘信号和/或遥控信号)的通用遥控接收模块365,b)驱动用于与宽带住宅网关300和/或一个或多个连接设备接口的一个或多个本地和/或远程显示的显示器，显示驱动器，触摸屏逻辑模块，c)用于将电视，机顶设备，和/或其它视听设备互连到宽带住宅网关300的一个或多个TV端口模块336。d)用于连接/互连数据使能设备(例如，个人计算机，  掌上设备等)的一个或多个数据端口模块334,e)互连一个或多个模拟和/或数字电话的一个或多个电话端口模块332,f)互连一个或多个外围设备，例如盘驱动器，数据存储设备，磁带录像机，DVD设备，音频设备，视频设备(例如可携式摄像机，数字相机，数字录像机，立体声系统等)的一个或多个外围端口模块342,g)互连远程内部通信和/或安全监视设备的一个或多个外部/内部通信模块344,h)与各种无线扩展设备，例如无线TV，无绳和/或无线电话，无线LAN等互连的一个或多个无线接口模块345,i)产生话音通知，话音消息，和话音提示以及识别话音产生的命令和数据的一个或多个话音识别/话音合成模块355,j)执行与本地机顶盒逻辑相关的的功能和/或与一个或多个远程耦合的机顶盒通信的机顶盒模块350,k)在宽带住宅网关300内存储信息和操作数据的存储器322(例如，DRAM,RAM，闪速，和/或其它存储器)，1)与一个或多个外部宽带网通信的收发信机302,m)用于存储至少一部分用于宽带住宅网关300和/或互连设备的操作程序的操作程序存储器330(例如，ROM，闪速存储器等)，n)提供安全处理功能和/或信用卡/智能卡事务功能的安全处理器，智能卡和/或信用卡接口模块340，和/或o)可以是用于控制宽带住宅网关300的处理器和/或一个或多个互连的分布处理模块的分布处理控制器。在分布处理控制器306包括一个或多个分布处理模块的情况下，该模块可以包括电话处理模块(P1)308，数据处理模块(P23)310，视频处理模块(P3)312，视频处理模块(P4)314，IP处理模块(P5)316，和/或通过如处理器总线380之类的一个或多个总线互连的操作管理维护和提供处理模块(P6)318。处理器总线380和/或高速总线360可包括任何适合的互连总线，该互连总线包括装配智能缓冲逻辑(图3未示出)的智能总线配置，以便于互连的处理器和/或模块之间的数据传送。可由例如供电单元(未示出)向各种模块和/或宽带住宅网关300的处理部件供电。现在更详细地描述宽带住宅网关每个单独的模块。

收发信机302可包括将数字信号转换成适合于在如光纤同轴电缆混合方案设备112间传输的RF信号和从RF信号转换成数字信号的电路。收发信机302可包括一个或多个输入/输出端口，例如电缆接口(例如F连接器电缆连接)，和/或连接到通信媒体(例如光纤同轴电缆混合方案设备112)光纤光接口。收发信机302可与DOCSIS 1.0或以后的规范兼容。为了信令目的，宽带住宅网关300可以与媒体网关控制协议(MGCP)或其它兼容的信令协议(例如SIP或H.GCP)兼容以支持电话应用。可对从网络接受的数据去复用并放置在数据总线上以便调度到适当的外围设备和/或端口。可将来自各种端口和外围设备的数据复用在一起以便通过在一个或多个宽带网(例如光纤同轴电缆混合方案(HFC)设备112)分送。在采用光纤同轴电缆混合方案设备112的情况下，可将数据以连续数据流和/或分组数据流复用到光纤同轴电缆混合方案设备112的各种频带上。为便于各种网络的数据传送，收发信机302可包括一个或多个用于数据排队和/或宽带网间数据分组的IP隧穿的寄存器。

虽然显示器，显示驱动器，和触摸屏逻辑设备338的说明建议显示器与宽带住宅网关300集成在一起，显示器除与宽带住宅网关300成为整体外，或者作为替换，宽带住宅网关300的替换实施例还可经YV屏幕，PC屏幕，视频电话，和/或其它显示设备提供用户接口。

外围端口模块342可包括提供与外围设备的连接的多个端口。典型的接口包括：PCI，固件，USB,DB25等。装配一个或多个这些接口的设备可采用宽带住宅网关300与宽带网1的其余部分互连。

外部/内部内部通信模块(IM)344可包括一个或多个话筒/扬声器，话音编解码器，电话处理器，和/或接口端口。在采用内部通信模块344的情况下，可配置内置电路以检测例如未使用的普通老式电话系统的电话，并在这些未使用的电话上产生指定的内部通信音。这样，现有的普通老式电话系统的电话，数字电话，和/或其它设备可在整个住宅中作为内部通信。控制器306(例如，P1电话处理器308)可起到命令内部通信模块344的作用，以确定在各种位置间选择内部通信连接的适当的内部通信路径。在电信实施例中，可配置编解码器，以便将模拟话音信号转换成在一个或多个数据端口334，TV端口336，显示模块338，电话端口332，外围端口342，外部/内部通信端口344，无线接口端口345，和/或机顶盒350上传输的IP分组。

在其它典型实施例中，可通过例如IP隧穿配置多个宽带住宅网关300，以便在多个远程宽带住宅网关300之间建立内部通信连接。这样，可通过存在于用户家中的内部通信连接联系在办公室的行政助手。因此，设置在本地和/或远程位置的具有不同设备的一个或多个个人可作为内部通信组通信，而不需要经正常的拨号过程通信。

除内部通信服务之外，内部通信模块344也可配置内部通信服务，用于使用如DOCSIS 1.0之类的标准工业协议或更高和IP隧穿传输的其它电话服务(例如，分机传送，电话会议，内部呼叫者ID)，高速数据服务(例如，LAN连接)，传真发送/接收，电子邮件发送/接收，电视会议，和/或CATV/HDTV(电缆电视/高清晰度电视)。这些服务的优点在于：一旦配置，用户可在其家中模拟工作环境。

虽然可以用执行所有功能的单个处理器(例如处理控制器306)实现处理，在图3所示的优选实施例中，该架构采用分布处理控制器306，和多个处理器P1-P6 308-318。在分布处理架构中，可配置多个处理器中的每一个具有提供预定服务和应用的专用功能。可通过如处理器总线380和/或高速总线(HSB)360之类的任何适用的机构将处理器耦合在一起。第一处理器P1 308可包括电话应用，例如呼叫建立，呼叫拆除，和呼叫功能；第二处理器P2 310可包括管理功能，例如数据在宽带住宅网关300的各种设备中的分布和协调；第三处理器P3 312可包括用于配置控制面板，连接设备的屏幕显示，电视会议呼叫，的视频处理功能，MPEG解码功能，和其它视频处理功能；第四处理器P4 314可包括用于分担专用处理功能，例如数值处理的辅助处理器；第五处理器P5 316可包括用于构成与宽带网1的其余部分和附连到宽带住宅网关300的设备，例如IP电话或IP使能PC进行数据通信的接口输入/输出处理(例如文本到话音，反之亦然)和/或网际协议(IP)处理功能；和第六处理器P6318可包括用于操作，维护和提供(OAM&P)处理的处理功能。上面的每个处理器可以是完全分开的，包括RAM,ROM，闪速存储器，或可以共享RAM,ROM和/或闪速存储器。在采用共享RAM,ROM，和/或闪速存储器的情况下，该存储器可位于分布处理控制器306中和/或处理器总线380上。作为替换，存储器可集成到操作程序存储器330和/或存储器332中。

可将具有其相关处理器(P1-P6)的分布处理控制器306耦合到宽带住宅网关300的各个单元，以使每个单独的部件正确操作。例如，也可把分布处理控制器306(具有任何相关处理器P1-P6)耦合到安全处理器，智能卡/信用卡，和接口模块340，外围端口模块342，和/或外部/内部通信模块344，以便在耦合到高速总线360的设备间提供控制和协调。

显示器338可包括位于适当的位置的交互LED/LCD模块，例如在宽带住宅网关300内，或连接到宽带住宅网关。显示器338可包括通知，显示和接收用户输入和处理状态的接口。可配置显示器338显示各种信息状态，例如，多媒体邮件，被叫ID，呼叫记录，正在进行的呼叫和相关信息，呼叫等待信息，呼叫会议，和/或其它呼叫相关信息。显示器338可对连接到宽带住宅网关300的各种设备的实时状态以及任何当前的连接，呼叫，和/或数据传送提供显示。显示器338也可包括允许通过相互关联的屏上提示，屏上图标，和/或按键(例如数字字母键盘)输入信息的触摸屏能力。按键可以是遥控，数字键盘。和/或数字字母键盘。

在显示器338操作的一个实施例中，用户可触摸表示待处理的话音邮件和/或多媒体邮件消息的图标。可配置面板向处理控制器306和/或连接的如电话处理器之类的处理器发送电信号。接收到信号时，可配置P1电话处理器308通过跨越宽带网1的部分间的收发信机302向IP中心站200中的多媒体服务器222产生IP分组。多媒体服务器222可通过例如检验请求的位置和/或请求方的身份来鉴别该请求。在检验主叫方的身份的情况下，用户通过音频和/或键盘请求输入接入密码。在产生音频请求的情况下，用户可采用宽带住宅网关300的外部/内部通信模块344，或通过输入到显示器338的文本消息。此后，用户可通过屏上软按键，话筒，和/或键盘输入适当的接入码。作为替换，可将该消息在当地存储在宽带住宅网关300的存储器322中，并且根据宽带住宅网关300上是否有密码锁，用户可不必输入密码来访问该消息。在将该消息存储在当地的宽带住宅网关300的存储器200中，而不是IP中心站的情况下，显示器38仅从存储器恢复该消息并给予用户，以提供一触即得的消息检索。

在宽带住宅网关300支持多个邮件箱的实施例中，可个性化LCD/LED上的图标以表明消息拥有者的身份。每个用户可具有不同的密码以确保接入的保密性。可在显示器338上给出跟踪过去和现在的消息和/或实现多媒体消息的活动记录。可将该档案保存在本地或远程位置，例如IP中心。用户可利用该档案恢复已从本地存储器删除很长时间，但可从IP中心的磁带和/或盘存储器中检索到的消息。这对那些保密要求较低的用户最好是一个任选的特性。不必仅在显示器338上显示多媒体消息。在替换实施例中，连接到宽带住宅网关300的任何外围设备可接收多媒体消息。

存储器322可被进行各种配置以包括允许存储器扩展的一个或多个可当场升级的卡槽。特定用户可能希望启动更高端的应用，例如准视频点播(例如，通过存储器中的缓冲暂停表演)，多用户电视会议，多方会议，用于多方的呼叫等待等等。因此，宽带住宅网关300的使用允许用户通过插入附加卡来升级存储器。作为替换，用户可使用IP中心的系统存储器来远程缓冲数据。

可配置操作程序存储器330接收更新。这可通过使用户替换一个或多个存储卡或通过IP中心站把新操作码下载到一个或多个住宅网关300自动实现的。

如前面指出的，可将智能缓冲逻辑块(SBL)耦合到电话端口332，数据端口334，TV端口336，外围端口342，和/或分布处理控制器(DPC)306。在采用智能缓冲逻辑情况下，可起到缓冲在如光纤同轴电缆混合方案设备112之类的通信网上传送的IP分组的作用。另外，智能缓冲逻辑可根据与每个端口相关的服务和应用包括可选择的交换和路由算法。依据IP业务的目的地，智能缓冲逻辑可复用来自各种设备的信号以实现更快的信息传送。智能缓冲逻辑还可允许存储器322与耦合到高速总线360的一个或多个设备和/或端口之间的直接存储器接入。

电话端口332可包括各种接口电路(例如，模拟接口，与普通老式电话(POT)电话接口的逻辑和固件)。另外，还可配置电话端口332包括用户接口逻辑，话音处理逻辑，话音活动检测器逻辑，话音编解码器，和DTMF(双音多频)音感测逻辑。也可在电话端口332电路中采用回波抵消和自动增益控制。在一个实施例中，为连接到一个或多个普通老式电话系统110的电话单元而提供用于多条线路(例如4条)的RJ-11连接器。

然而，宽带住宅网关300可包含任何数量的电话连接端口。这样，任何数量的现有用户电话可直接连接到宽带住宅网关300而不需改变。作为替换，带宽住宅网关可被配备为除了支持普通老式电话系统电话单元外，还使用适当接口支持ISDN电话和/或其它数字电话(例如IP电话)，或者被配备为只支持ISDN电话和/或其它数字电话(例如IP电话)。

可以对数据端口334的接口进行各种配置。在一个实施例中，数据端口包括使用LAN连接到例如个人计算机的高速数据服务连接。例如，数据端口334可包括与5类未屏蔽的扭绞线对(UTP)电缆和RJ-45连接器兼容的以太802.3连接。数据端口334可包括耦合到远程计算机所需的接口电路。

TV端口336可包括用于常规电视，HDTV和/或CATV服务的接口。TV端口336通常具有用于到电视机的同轴电缆连接的一个或多个F连接器。可配置TV端口通过F连接器连接到机顶盒(STB)或直接连接到远程电视。在机顶盒与电视机共置的实施例中，经TV端口提供的数据可以是模拟和/或数字信息。在机顶盒集成到和/或包括宽带住宅网关300的情况下，TV端口可以是模拟信号或与HDTV信号兼容。

宽带住宅网关300不必限于家用并且也可用于商业应用。在一些配置中，宽带住宅网关300可以与专用小交换机起到相同的功能和操作。在希望更大容量的情况下，可将一个或多个宽带住宅网关300设置在PC卡上并组合在PC，机架装配，和/或服务器中，以生成能够在连接到宽带住宅网关300上的各种电话连接器的电话之间进行室内呼叫的可扩展的专用小交换机型的系统。

C．综合宽带IP通信系统

图4示出图1-3所示的宽带网1的典型实施例，用相同标号表示相同部件。在综合通信系统的末端是客户室内设备单元(CPE)102，例如在每个客户位置的一个或多个客户室内设备102。可配置客户室内设备102包括综合通信接口设备，例如宽带住宅网关300。其它诸如一个或多个电视(TV)106，个人计算机(PC)108，和电话110等之类的其它客户室内设备102的设备通过如上所述的各种端口连接到宽带住宅网关300。客户室内设备102可包括多个连接到单个和/或多个宽带住宅网关300的TV106，电话110，和PCI08。另外，在特定实施例中，希望把宽带住宅网关300分成多于一个物理组件。这样，特定的接口电路可位于家庭外部，而各种处理电路可位于外围设备附近，例如在机顶。

在根据本发明的优选实施例将宽带住宅网关300耦合到光纤同轴电缆混合方案设备112的情况下，可配置其向用户提供信息数据(例如，通过以太网接口)，电话接入，和TV服务(例如HDTV，数字TV和/或CATV服务)。在典型实施例中，光纤同轴电缆混合方案设备112通常包括同轴电缆和光纤网络，虽然希望该网络可只包括同轴电缆或光纤。光纤同轴电缆混合方案设备112可耦合到头端集线器(HEH)115。头端集线器115可提供互连点，以收集和/或变换外部服务(例如停播(off air)和卫星视频，公共交换电话网话音，和因特网数据)成为适合于在供客户室内设备102使用的光纤同轴电缆混合方案设备112上分送的格式。头端集线器115可包括耦合在光纤同轴电缆混合方案设备112，头端(HE)117和/或边缘路由器(ER)118之间的一个或多个电缆调制解调器终端系统(CMTS)。边缘路由器118可耦合到电缆调制解调器终端系统116和一个或多个超高速路由器(UHR)121。一个或多个超高速路由器121可彼此互连和/或通过诸如IP网之类的集中机构互连来形成自高速网络。高速分组网络120n是图1所示的网络120(例如IP网)的一个实例。

在图4所示的实施例中，高速网120n包括以环形配置构成的超高速路由器(UHR)121。虽然该实施例示出了使用IP网数据库(IND)122，其它配置同样适合。在采用IP网数据库122的情况下，希望装配一个或多个数据集，例如：用于当用户改变其服务供应商时在服务供应商间转移本地DN的IP本地号码可移植性数据库(IPLNP)；可用来提供与IP地址和/或域名有关的姓名数据库的IP呼叫方姓名数据库(IP CNAME)122b；可提供交错计费并允许灵活确定谁为呼叫付费的IP线路信息数据库(IP LIDB)122c；和可提供与IP网120a有关的1-800号码数据库的IP 1-800数据库(IP 8YY)122d。作为替换，IP本地号码可移植性数据库可位于另一个地方，例如IP中心站(IP中心)130。如果希望，可安排本地服务管理管理系统(LSMS)150提供对IP本地号码移植数据库的管理。在采用本地服务管理系统150的情况下，可通过例如号码可移植性管理中心(NPAC)151将多个本地服务定单管理(LSOA)(local service orderadministration)单元耦合到本地服务管理系统。这样，可在不同的服务提供商之间传送电话簿号码。这种情况下，通常可将NPAC151耦合到LSMS150并使用LSMS150同步该编号数据库和协调端口接入。

如上面指出的，宽带网1可包括多个互连的高性能网120n。每个高性能网120n可包括分离的IP中心站200和/或共享单个IP中心站。位于整个宽带网1的已分布IP中心站向单独的用户提供改进的性能和更快的响应时间。虽然未示出，每个高性能网120,120n可连接到多个头端集线器115，每个头端集线器115可连接到多个光纤同轴电缆混合方案设备112，每个光纤同轴电缆混合方案设备112可连接到多个客户室内设备102，每个客户室内设备102包含一个或多个宽带住宅网关300。可将多个高性能网120n配置为用于按照所希望的目的地从点对点路由选择分组化信息的互连网络。

可配置高性能网络120n为和在多个头端集线器115和/或多个宽带住宅网关300和如因特网之类的其它网络，例如www180，公共交换电话网(PSTN)160和/或各种信令系统，例如用于IP应用上的端对端话音的SS7网络170提供连接。可配置IP中心站200利用公共交换电话网120(PSTN)160，信令系统7(SS7)170和/或因特网180提供高性能网120(例如基于IP的通信系统)接口的无缝集成和控制，以便在宽带住宅网关300和公共交换电话网160和因特网180之间正确地传送分组化的数据，话音呼叫，和其它信令信息。在特定配置中，光纤同轴电缆混合方案设备112，头端集线器115，高性能网120为分组化的话音和数据提供信号管道，在IP中心站200的协调下，这些话音和数据可在宽带住宅网关300，公共交换电话网160，和/或www180之间以适当的格式提供。

D．综合通信系统的一般操作

通常的家庭用户目前需要购买多个智能数据管道，例如，多个机顶盒，多个常规的DSL和/或ISDN电话，电缆调制解调器，HDTV接收机，卫星接收机，家庭PC LAN等。本发明的综合通信系统向用户提供了友好的多能通信系统，该多能通信系统用一个智能客户室内设备102接口，即宽带住宅网关300使得IP电话，信息数据(例如，PC和因特网)，和电视服务在一个系统中提供。宽带住宅网关300与IP中心站200结合提供了可提供任何数量综合通信服务特性和功能的灵活通信系统，而不需要用户精通许多不同类型的设备。

在IP话音操作的一个典型应用中，宽带住宅网关300使用例如G.711μ定律规范(64Kbps脉冲编码调制)数字化模拟电话信号。然后，可在例如宽带住宅网关300中将数字取样分组化成IP分组。可配置宽带住宅网关300把IP分组封装到例如DOCSIS(电缆服务接口数据规范)帧，以便在光纤同轴电缆混合方案设备112上传回到头端集线器(HEH)115。此后，可配置光纤同轴电缆混合方案设备112为上行链路(到头端集线器202)和下行链路(到宽带住宅网关300和客户室内设备102)两个方向传送信号。虽然在该例中采用DOCSIS协议，也可将任何其它协议用于数据的数字化和分组化。在该协议改变的情况下，可以希望从例如IP中心站200向各个宽带住宅网关300下载新的操作码，以便动态更新通信协议。当采用新协议时，IP中心站可利用例如系统管理服务器216把新协议数据下载到呼叫管理器218中的协议管理器，和宽带住宅网关300中的程序存储器330。

在使用未经请求的授权在恒定比特率(CBR)信道上发送话音分组的情况下，可用附加的分组数据信道支持信令消息(例如，SGCP，简单网关控制协议)，高速电缆调制解调器服务和/或其它上行分组数据服务。可使用可用比特率(ABR)信道发送上行分组数据服务，以使话音信道不受数据业务的影响。

A．TV信号接收

头端117可发出CATV信号以便在分布网络上传输。然而，在替换实施例中，可将信号插在分布网络中的其它点，例如各种集线器，或者可以出现在网络中的远程位置，例如IP中心。可采用下游信道以便于从头端或其它输入分布点向用户室内发送信号。在模拟RF信号到达客户室内设备102的宽带住宅网关300的情况下，收发信机电路302检测是否将该信号寻址到该宽带住宅网关300。如果是这样，收发信机将允许接收RF信号。在转换成数字格式时，通常在高速总线(HSB)360上向一个或多个相关的设备输出该信号以便处理。例如，在信号是TV信号的情况下，可将该信号直接输出到TV端口336，和/或在输出到TV端口336和/或显示器338之前由机顶盒350处理。在宽带住宅网关300中直接进行用户信道选择的情况下，可由遥控接收器365使用如遥控之类的外部设备进行信道选择。遥控接收器可从不同接收器接收多个独立编码的遥控命令，并根据接收的命令仅为一个相关的设备处理该信号。替换信道输入包括显示器338和/或任何相关的按键。可由安全处理器340控制对特定信道的许可。

在采用远程机顶盒的情况下，可将机顶盒直接耦合到用于独立频率调谐的HFC，和/或在对数字信号解码后从宽带住宅网关300接收数字反馈。例如，在光纤同轴电缆混合方案设备112包含到靠近各个家庭位置的光纤连接的情况下，可希望向宽带住宅网关300下载一个或多个同时独立请求的编程流和/或数字数据流。这样，可供用户使用的信道数量，电影选择，和/或娱乐选项是无限的。由于在家中仅使用单个智能用户接口并且所有电视，电话，计算机，和/或其它用户接口设备使用到宽带网1的同一个智能用户接口，可使成本最小。这样，宽带网1可向多个常规的电视，电话，和PC提供优质的电视，话音和/或数据服务，而不需要使用多个机顶盒，调制解调器，和外部连接。因此，向用户提供单个统一的接口，以满足其对外部数据的需求。

B．网内呼叫到网外呼叫，并且网外呼叫停止的典型呼叫流程。

图5表示网内呼叫(例如基于IP的呼叫)到网外呼叫(例如基于公共交换电话网的呼叫)的典型呼叫处理顺序，其中由网外开始停止呼叫顺序。典型的呼叫处理顺序操作如下：

1．一旦宽带住宅网关300检测到摘机状况，宽带住宅网关300可向呼叫管理器(CM)218产生摘机信号508。摘机信号起到对呼叫管理器218的拨号音请求的作用。作为替换，宽带住宅网关300在激活摘机状况前可收集所有拨号号码。在可使用多个入局线路处理任何附加呼叫的情况下，这种替换方案可节省呼叫管理器218的资源。因此，即使一个电话摘机，宽带住宅网关300确定可使用其它线路，并且在已收集了所有拨号号码之前不发出该摘机信号。

2．在完全由呼叫管理器管理该呼叫的情况下，呼叫管理器218将向请求的宽带住宅网关300发出一个拨号音消息509，以使宽带住宅网关300向相关的电话产生拨号音。在宽带住宅网关300共享呼叫管理的情况下，宽带住宅网关300响应该摘机状况产生拨号音。

3．在完全由呼叫管理器218管理该呼叫的情况下，呼叫管理器218则进入查询状态并从宽带住宅网关300收集拨号号码510。然后可把拨号号码按它们被输入的原样一次一个传送到呼叫管理器218。作为替换，在呼叫建立控制处理在宽带住宅网关300和呼叫管理器218之间共享的情况下，宽带住宅网关300收集拨号号码并将这些与摘机信号一起传送到呼叫管理器218。通过把这些数据组合到单个数据分组中可便于该传送。

4．接收到拨号号码后，呼叫管理器218确定是否已启动本地号码移植。在已启动本地号码移植的情况下，呼叫管理器218可向IP本地号码移植数据库122发出本地号码移植(LNP)查询511。如果拨号号码形成有效的顺序，IP本地号码移植数据库122则可向呼叫管理器218提供路由选择号码512。在拨号号码未形成有效顺序的情况下，呼叫管理器218向宽带住宅网关300返回一个差错指示。差错标示可包括音响和/或例如在显示器338上显示的更详细的差错消息。

5．在呼叫顺序有效的情况下，呼叫管理器218可向宽带住宅网关300发出第一呼叫进程消息，表明该号码有效并且呼叫正在进行(例如有效挂机状态)。

6．接下来，呼叫管理器218通常确定是否有足够的网络资源可用于传递该呼叫。在宽带住宅网关300连接到光纤同轴电缆混合方案设备122的实施例中，呼叫管理器218可向电缆调制解调器传输系统116发送一个开放门分配请求(open gate allocation request)514。这种情况下，经常希望电缆调制解调器传输系统116提供门分配确认(gate allocation acknowledgement)515。可利用门分配确认来检验是否已分配所需的门资源(gate resource)。

7．呼叫管理器218可向话音网关(VG)232发送开放连接请求516，以便提供连接。一旦提供了该连接，VG232可将开放连接确认517提供回到呼叫管理器218。

8．对于网外连接，经常需要输入涉及适当的链接信令的第二阶段的连接处理以建立呼叫。例如，呼叫管理器218可向信令网关(SG)234发送包含被叫方的电话簿号码(DN)的ISUP IAM(初始地址)消息518。经常采用该处理分配用于通信的适当的话音中继。呼叫管理器218也可向宽带住宅网关发送许可消息519以产生一个提醒信号，例如振铃音。当已分配该中继并且利用ISUP A呼叫管理器(地址收全)消息520确认该请求时，信令网关234可进行适当的连接。

9．一旦被叫方已应答该呼叫并且建立了连接时，信令网关234可向呼叫管理器218发送表明被叫方已应答的ISUP ANM(应答的)消息。

10．此后，呼叫管理器218可向记账网关(AG)240发送呼叫开始消息522，表明该呼叫开始，AG240可将该信息用于计费目的。

11．此刻，链路已被建立并可在通信路径上进行对话523。应指出，虽然在此使用信令系统7(SS7)信令说明了本发明，并且是在电信技术领域中采用的熟知的信令协议，本发明不限于将信令系统7(SS7)信令用于离网呼叫的呼叫建立；信令系统7(SS7)信令的使用仅作为说明。因此，其它信令方法可以代替信令系统7(SS7)。

11．当被叫的公共交换电话网用户终止该链路时，可向适当的公共交换电话网交换机，例如5ESS发送挂机信号。此后，信令网络可向信令网关234发送呼叫终止消息(未示出)作为呼叫终止状态的通知。

12．此后，信令网关234可为呼叫管理器218产生释放524信号。

13．接收到释放524信号时，呼叫管理器218可以：a)通过向话音网关(VG)232发出闭合连接525消息和向信令网关234发出释放完成526消息，开始停止提供网络资源，b)为计费目的通过例如向记账网关240发送呼叫结束527消息来通知记账网关该呼叫已终止。

14．参考闭合连接525消息，话音网关可通过向呼叫管理器218发送包含该呼叫当前的状态的报告消息528来进行响应。

15．在接收到呼叫状态报告528时，呼叫管理器218可向宽带住宅网关300发出删除连接529消息。

16．此后，宽带住宅网关300可释放其资源并向呼叫管理器218发送状态报告530。除报告530外，宽带住宅网关300还可向呼叫管理器218发送挂机531状态报告。

17．然后，呼叫管理器218可通知宽带住宅网关300通过消息532报告下一个挂机状况。

18．在采用电缆调制解调器传输系统的情况下，呼叫管理器218则可向电缆调制解调器传输系统116发出释放门533消息，以便可放开所有调制解调器资源。一旦释放了门资源，电缆调制解调器传输系统118向呼叫管理器218发送释放门完成534消息。此刻，已放开了与该呼叫有关的所有资源。

C．在一个呼叫管理器的控制下，一个网上呼叫到另一个网上用户的典型呼叫流程

图6说明了通过由单个呼叫管理器(CM)218处理呼叫，一个网上呼叫到另一个网上用户的典型呼叫流程。在替换实施例中，可由IP网120中多于一个呼叫管理器218处理呼叫建立顺序的不同部分。典型的＂网上＂呼叫处理顺序如下：

1．一旦宽带住宅网关300检测到例如电话的摘机状况，宽带住宅网关300A可向呼叫管理器(CM)218产生摘机信号607。摘机信号起到对呼叫管理器218的拨号音请求的作用。

2．此后，呼叫管理器218可向正在请求的近侧宽带住宅网关300A发出一个拨号音消息608，以使宽带住宅网关300A产生拨号音。

3．呼叫管理器218则进入查询状态并从宽带住宅网关300A收集拨号号码609。该拨号号码一次向呼叫管理器218传送一个。以与上面讨论的主题相同的方式中，在呼叫建立在呼叫管理器218与宽带住宅网关300A之间共享的实施例中，宽带住宅网关可管理呼叫建立和在一个或多个内的呼叫管理器218传送摘机信号和拨号号码。

4．接收到完整的拨号号码时，呼叫管理器218可向IP本地号码可移植性数据库122发出本地号码可移植性查询610。此后，如果拨号号码构成有效顺序，IP本地号码可移植性数据库122可向呼叫管理器218提供路由号码611。

5．此后，呼叫管理器218可确保足够的网络资源可用于容纳该呼叫。

6．在有足够的资源可供使用的情况下，呼叫管理器218可向耦合到远方宽带住宅网关300的机构，例如电缆调制解调器传输系统116B发出第一建立消息612，以便在远方分配传输资源。

7．然后可将呼叫进行消息和挂机状况消息613的报告发送到宽带住宅网关300A。

8．在通过电缆调制解调器传输系统耦合宽带住宅网关300A的情况下，可从呼叫管理器218向电缆调制解调器传输系统116A发送门分配消息614。在该环境下，可利用门分配614消息建立相关的调制解调器资源。

9．在采用电缆调制解调器传输系统并从呼叫管理器218接收建立消息612的情况下，电缆调制解调器传输系统116B可向远方宽带住宅网关300B发送连接请求615消息。

10．在采用电缆调制解调器传输系统116B的情况下，电缆调制解调器传输系统可向呼叫管理器218发送建立确认616。一旦由电缆调制解调器传输系统116A分配了资源，电缆调制解调器传输系统则可向呼叫管理器218发回门分配确认消息617。

11．一旦呼叫管理器218接收了建立确认616以及门分配确认消息617，远方宽带住宅网关300B则可向采用该连接的远方电缆调制解调器传输系统116B发送振铃消息618。

12．在这些环境中，远方电缆调制解调器传输系统116B可向呼叫管理器218发出提示消息619。

13．此后，呼叫管理器218可通过提示消息620向宽带住宅网关300A传递该提示，以产生一个表示信号，例如表示该呼叫正在通过的振铃信号。

14．此后，响应远方宽带住宅网关300B向远方电缆调制解调器传输系统116B发送摘机消息621，电缆调制解调器传输系统116B可向呼叫管理器218发出连接消息622。此刻，建立端对端通信路径并可便于对话623。

15．假设主叫方首先挂机，宽带住宅网关300A可启动传送到近处电缆调制解调器传输系统116A的挂机顺序624消息。

16．此后，电缆调制解调器传输系统116A可向呼叫管理器(CM)218发出断开消息625。然后，呼叫管理器218可向近处宽带住宅网关300A发出第一删除连接请求626，然后向远方宽带住宅网关300B发出第二删除连接请求627。

17．近处宽带住宅网关300A可用包含连接状态的报告消息628，以及挂机消息630响应呼叫管理器218，以检验在近处宽带住宅网关300A的主叫方已终止该呼叫。

18．远方宽带住宅网关300B可用包含连接状态的报告消息629，以及表示被叫方连接现在已终止的挂机消息631响应呼叫管理器218。

19．此刻，呼叫管理器218分别向近处电缆调制解调器传输系统116A和远方电缆调制解调器传输系统116B发出释放门消息634和635，以便释放与该呼叫有关的调制解调器。一旦释放了所有资源，电缆调制解调器传输系统116A和电缆调制解调器传输系统116B可分别向呼叫管理器218发出门释放完成消息636和637。

20．为简化起见，未示出计费处理。然而，可采用图5使用的处理作为用于网上呼叫的计费过程。在连接消息622从远方电缆调制解调器传输系统116B发送到呼叫管理器218后，该处理可构成从呼叫管理器218向记账网关(AG)240发送呼叫起始消息。呼叫起始消息触发计费过程的启动。在近处电缆调制解调器传输系统116A向呼叫管理器218发送断开消息625之后，则从呼叫管理器218向AG240发送对应的呼叫结束消息。该呼叫结束消息触发针对该呼叫的计费过程结束。

虽然通常在IP网120上路由选择这些呼叫的IP话音分组，在适当的情况下，该系统可在因特网180上路由选择IP话音分组。

Ⅱ．虚拟租用IP线路

当使用网际协议形式在因特网上传输可包括计算机数据，视频数据等的多媒体数据时，通过将其它网络链接在一起的高速、高性能网的＂IP主干＂从信号源向目的地发送分组。在上述宽带网中，呼叫管理器为用于将所希望的数据从信号源传输到目的地的路由器检查路由表。由于用户可能需要使传输延迟最小，本发明为用户提供租用虚拟IP线路以保证最小带宽。虚拟IP线路由实现所希望的最小带宽所选择的路由方案的路径构成。例如，在用户可能需要最小带宽以确保可接收诸如实时事件传输之类的实况视频或电视会议的情况下，用户可联系呼叫管理器并请求保留规定的带宽。此后，呼叫管理器建立虚拟IP线路，以保证足够的带宽可用性来完成该任务。当事件或电视会议结束时，呼叫管理器释放该带宽由其它用户使用。因此，在需要电视会议的情况下，至少两个方向中的视频和所伴随的音频需要带宽。另外，电视会议参与者可能希望传送与电视会议有关的文件由参与者观看。因此，需要特定的最小带宽以确保用户可进行电视会议。在IP网上传输电视会议的情况下，用户可请求保证服务质量，即至少一起提供最小带宽和其它预选参数，例如支持其要求的延迟时间，阻塞参数和BER。呼叫管理器选择提供该保证的路由路径。

在一个实施例中，虚拟IP租用线路中的分组被给予高于其它分组的优先权，从而确保保证最小带宽的通过量。通常以不与其它话音业务冲突的方式，即选择传输路径不干扰其它话音业务的方式来使用该实施方案。

在一个实施例中，可在ATM或帧中继网络上路由选择分组。呼叫管理器建立连接并引导边缘路由器以ATM信元和帧中继格式封闭IP分组，并在ATM/帧中继网络上对它们进行路由选择。因此，在路由器中设置了智能路由功能。边缘路由器以ATM信元/帧中继格式封闭IP分组并在ATM信元/帧中继网上发送这些信元。在远端，另一个边缘路由器把ATM信元/帧中继格式重新构成为IP分组格式。应指出，在此描述的帧中继实施方案比ATM实施方案更有效。

在另一个实施例中，IP网中的规定路由器通过在路由器中提供带宽容许提交的信息速率以允许提交的信息速率，减少到处理租用线路的路由器的业务和增加不携带租用线路业务的支线上的业务。因此，利用路由表和使用IP网中的专用路由器可提供虚拟租用IP线路。

与传统有线线路面向连接的电路交换业务相比，IP网业务的特性是无连接的分组交换业务。换句话说，即使＂线路＂呈现出被用户＂保留＂或＂租用＂，可在用户间共享IP资源。通过严格的业务监测，性能调整和业务路由选择，而不是通过静态端对端物理资源分配来维护IP租用线路业务的保证通过量。

与PSTN＂租用线路＂概念相同，IP租用线路连接将保证预定量的带宽或通过量，通常比话音频段带宽更高。由于租用的线路不象常规PSTN那样是物理线路，可在按需和/或按呼叫的基础上，而不是象常规系统中一天24小时为用户对租用线路计费。使较小的用户可负担得起租用线路。

租用的IP线路将对用户表现出总是与其它方连接并且通过量以特定速率保持恒定。然而，由于维护IP环境中的租用线路所需的资源与有线线路的资源不同，该网络比基于有线线路的租用线路实施使用更少的资源。在IP环境中，生成虚拟管道在特定的租用＂线路＂上传输数据分组。另外，传送租用线路业务的分组与其它类型的非租用线路业务共享相同的物理网络单元。由于这种与常规硬有线租用线路的唯一区别，IP网将需要内置网络路由算法以检测特定IP租用线路中业务的实际使用。网络路由算法检查分组的标题以确定该分组是否需要优先处理。将该处理应用到租用线路业务，允许该分组以优选的方式接入网络资源。可使用本领域中已知的任何算法。

另外，IP租用线路的业务超载比常规租用线路中更容易处理。每当IP网中的网络单元检测到业务超载状况时，紧张的节点将通知其它节点把该IP租用线路分组重新路由选择到其它网络单元以便传输。因此，比传统租用线路中超载状况的可能性小得多。然而，很显然，在用户使线路超载的情况下，他必须重新协商选择的参数和为更多带宽支付费用或经受线路质量的降低。

图7是表明根据本发明沿宽带通信系统中的传输路径传输网际协议业务以便在虚拟租用IP线路上提供保证的最小带宽的方法的一个实施例的流程图。该方法通常包括步骤：步骤702，用户请求预留足够预定IP业务使用的保证最小带宽；步骤704，呼叫管理器响应用户的请求自动和动态地选择虚拟租用IP线路的传输路径，其中该路径至少提供足够供预定IP业务使用的保证最小带宽；步骤706，由呼叫管理器预留传输路径的带宽。除足够预定IP业务使用的保证最小带宽外，用户可根据需要在步骤708进一步请求至少一个服务质量参数。例如，服务质量参数可包括：最小可接受的信号源到目的地的传输延迟；每个预选时间帧预定的最大丢失分组的数量；特定的BER；阻塞率；和话音频段传输路径的预定质量。

图8是根据本发明方法的步骤的另一个实施例的流程图。该方法提供一条传输路径，该传输路径包括用于跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路。该步骤通常包括：步骤802，由用户请求用于预选传输的保证最小带宽；步骤804，呼叫管理器自动选择传输IP分组的传输路径以便提供保证最小带宽；步骤806，呼叫管理器预留该传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路。通常，宽带通信网包括至少一个网际协议电话网和一个公共交换电话网。如上所述，可采用ATM或帧中继系统。很显然，用户可如上所述实现所希望的服务质量参数。

图9是表示根据本发明传输网际协议(IP)业务的宽带通信系统的一个实施例的方框图。该宽带通信系统通常包括至少一个第一设备/客户室内设备/计算机/电话102，用于由/向用户输入/接收数据，为预选的传输请求保证最小带宽和接收预选的传输；安排宽带住宅网关单元300从/向设备/客户室内设备/计算机/电话102接收输入/接收的信息；安排IP网120从/向设备/客户室内设备/计算机/电话接收该信息并从/向呼叫管理器接收该信息；安排呼叫管理器218向/从IP网120发送/接收信息，以自动选择用于传输IP分组的传输路径，以便提供保证最小带宽，和预留传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路。宽带住宅网关300可进一步耦合到光纤同轴电缆混合方案(HFC)设备112，光纤同轴电缆混合方案(HFC)设备112耦合到头端集线器115，头端集线器合到IP网120。如上所述，用户可请求所需的服务质量参数。

图10是根据本发明自动确定传输路径的计算机程序产品的方框图，该传输路径包括用于跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路。该计算机程序产品1002通常包括具有在介质中体现的计算机可执行程序1006的计算机可读存储介质。该计算机可读程序通常包括：计算机可执行程序代码1008，用于接收客户室内用户对预选传输的保证最小带宽的请求；计算机可执行程序代码1010，用于自动选择传输IP分组的传输路径以便提供保证最小带宽；和计算机可执行程序代码1012，用于预留该传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路。宽带通信网可包括网际协议电话网和公共交换电话网，也可包括ATM网或帧中继网。如果希望，可安排计算机可执行代码接受用户对所选择的服务质量参数的请求，如上面更全面描述的。

IP租用线路实质上是一种路由器的配置，由呼叫管理器将业务路由选择到特定的路由，即配置路由表向特定的路由发送业务。当不使用租用线路时，可配置这些路由器处理业务。然而，这些业务将被卸载以给予租用线路业务优先权。

虽然已使用所附权利要求书定义了本发明，这些权利要求和典型的和非限定性的，本发明旨在从在此描述的装置和方法以及在任何组合或部分组合中作为参考体现的应用中包括一个或多个单元。因此，存在着任何数量用于定义本发明的替换组合和等同物，它以任何组合或部分组合体现了来自说明书(包括作为参考体现的附图，权利要求书，和应用)的一个或多个单元。

Claims (17)

1．一种沿宽带通信系统中的传输路径传输网际协议业务以便在虚拟租用的网际协议(IP)线路上提供保证最小带宽的方法，包括步骤：

由用户请求预留足够预定的IP业务使用的保证最小带宽；

呼叫管理器响应用户的请求，自动和动态地选择虚拟租用IP线路的传输路径，其中该路径至少提供足够供预定的IP业务使用的保证最小带宽；和

由呼叫管理器预留用于该传输路径的带宽。

2．根据权利要求1所述的方法，进一步包括：除足够预定的IP业务使用的保证最小带宽外，由用户请求至少一个服务质量参数。

3．根据权利要求2所述的方法，其中至少一个服务质量参数包括：最小可接受的信号源到目的地的传输延迟；每个预选时间帧预定的最大丢失分组数量；和话音频段传输路径的预定质量。

4．一种提供包括跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路的传输路径的方法，包括步骤：

由用户请求用于预选传输的保证最小带宽；

呼叫管理器自动选择传输IP分组的传输路径，以便提供保证最小带宽；和

呼叫管理器预留该传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路。

5．根据权利要求4所述的方法，其中宽带通信网包括网际协议电话网和公共交换电话网。

6．根据权利要求4所述的方法，进一步包括：除足够预定的IP业务使用的保证最小带宽外，由用户请求至少一个服务质量参数。

7．根据权利要求6所述的方法，其中至少一个服务质量参数包括：最小可接受的信号源到目的地的传输延迟；每个预选时间帧预定的最大丢失分组数量；和话音频段传输路径的预定质量。

8．一种用于网际协议(IP)业务传输的宽带通信系统，包括：

至少一个第一设备/客户室内设备/计算机/电话，用于由/向用户输入/接收数据，为预选的传输为接收该预选的传输请求保证最小带宽；

宽带住宅网关单元，被安排从/向设备/客户室内设备/计算机/电话接收输入/接收的信息；

IP网，被安排从/向设备/客户室内设备/计算机/电话接收该信息并从/向呼叫管理器接收该信息；和

呼叫管理器，被安排向/从IP网发送/接收信息，以自动选择用于传输IP分组的传输路径，以便提供保证最小带宽，和预留传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路。

9．根据权利要求8所述的宽带通信系统，其中宽带住宅网关进一步耦合到光纤同轴电缆混合方案(HFC)设备，光纤同轴电缆混合方案设备耦合到头端集线器，头端集线器又耦合到IP网。

10．根据权利要求8所述的宽带通信系统，其中除足够预定的IP业务使用的保证最小带宽外，用户还请求至少一个服务质量参数。

11．根据权利要求10所述的宽带通信系统，其中至少一个服务质量参数包括：最小可接受的信号源到目的地的传输延迟；每个预选时间帧预定的最大丢失分组数量；和话音频段传输路径的预定质量。

12．一种自动确定传输路径的计算机程序产品，该传输路径包括用于跨越宽带通信网传输网际协议(IP)分组的虚拟租用网际协议(IP)传输部分/线路，包括：

计算机可读存储介质，具有在介质中体现的计算机可执行程序代码，该计算机可读程序代码包括：

用于接收客户室内用户对预选传输的保证最小带宽的请求的计算机可执行程序代码；

用于自动选择传输IP分组的传输路径以便提供保证最小带宽的计算机可执行程序代码；和

用于预留该传输路径，以使该传输路径实质上包括虚拟租用IP线路的计算机可执行程序代码。

13．根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中宽带通信网包括网际协议电话网和公共交换电话网。

14．根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中该请求进一步包括：除足够预定的IP业务使用的保证最小带宽外，用户对至少一个服务质量参数的进一步请求。

15．根据权利要求14所述的计算机程序产品，其中至少一个服务质量参数包括：最小可接受的信号源到目的地的传输延迟；每个预选时间帧预定的最大丢失分组数量；和话音频段传输路径的预定质量。

16．根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中由呼叫管理器实施计算机程序产品。

17．根据权利要求12所述的计算机程序产品，其中宽带通信网包括下列网络中的至少一个：ATM网和帧中继网。

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