CN1370362A - 基于客户机/服务器的电信网的体系结构 - Google Patents

Abstract

提供一种电信网。该电信网包括分组网络。该电信网还包括多个多媒体信道组。多媒体信道组通过通信链路连接到分组网络并可配置为具有多个端口,其中每个端口均能从用户装置接收多种格式其中之一的信号。该电信网还包括通信上连接到分组网络的多媒体资源管理器。多个多媒体信道组和多媒体资源管理器以客户机/服务器的关系相关联,以便控制多媒体信道组的属性,并控制多媒体信道组和分组网络之间的通信链路中的带宽分配。

Description

基于客户机/服务器的电信网的体系结构

发明的技术领域

本发明一般涉及电信领域，具体地说，涉及用于电信网的基于客户机/服务器的体系结构。

背景

诸如因特网的新形式通信的普及促使对网络系统提供越来越大的带宽的需要。在因特网蓬勃发展之前，大多数电信系统的结构设计为主要支持单一业务(如语音呼叫)。现在，必须为较大带宽需求的数据业务量设计更新的电信系统。

目前的网络在用户和内容提供者之间，即在通信链路的两个边缘之间提供通信业务流。基本上所有具备信令及业务属性的媒体业务(如因特网协议(IP)业务)均在相同的网络信道中流通；适合“带内”控制范例。这种通信链路通常包括接入网，使用户接入核心传输网。核心网络和接入网通常不具备智能来使控制信息流线化以及对其起作用。当开发了新的控制信息模型(如在协议栈中的第3或更高层设计的模型)时，不断更新这些网络来支持新的控制信息模型，就不仅仅是节省成本。因此，核心网络和接入网是比较灵活的网络，可提供从终端用户至内容提供者的简单的带宽管道。

当前高带宽应用的体系结构的一个示例是数字用户线(DSL)，这种技术极大地增加了进入家庭或办公室的普通电话线路(本地环路)的数字容量。在中心局(CO)，一种用于DSL业务的称为数字用户线接入复用器(DSLAM)的装置将语音业务和数据业务混合到客户的DSL线路上。它还分离输入电话和数据信号，并将它们送往适当的载波网络。DSLAM是一种传输装置，通常采用下行为1.5至6Mbps、上行为250Mbps至512Mbps的宽带业务。

采用DSLAM的一个问题是：DSLAM执行相对非智能的传输功能。DSLAM主要采用较低速的数据线路，并将数据线路复用到较高速的链路。DSLAM不管理或交换数据，因为正如其定义的，DSLAM执行复用功能，它并不了解数据流中传输的业务。此外，不会获得时域增益，因为DSLAM只是复用数据，并不执行呼叫建立以及根据请求进行交换。DSLAM设计限制了系统的能力，使其仅向终端用户传送有限的带宽。通过缓冲技术可以超额使用带宽，但由于DSLAM的限制，服务提供者无法拆断和建立呼叫以在一定时域中提供完全正确的带宽量。为了克服这个问题，知道这些业务的附加装置必须与DSLAM配合使用，以便帮助改进资源分配。

例如，通过在DSLAM的网络端提供点对点协议(PPP)服务器，DSLAM可以用来提供因特网接入。PPP服务器基本上是一个附加模块，建立用户和该用户要连接的特定因特网服务提供者(ISP)的连接之间的联系，使该用户能够接入因特网。然而，这种PPP服务器仅针对控制单一业务的问题。用户可能希望通过其ADSL线路获得附加业务。采用典型的ADSL线路，用户收到普通的电话线和数据连接。除了因特网接入之外，用户还经常希望更多的电话线路或其它业务。为了达到这个目的，服务提供者必须增加其它半并行装置来对DSLAM进行补充，和/或改变终端装置，以便例如通过ATM提供语音，因为DSLAM不具有知道经过它的数据的业务层。实际上必须在中心局为提供给用户的每种不同业务增加附加装置或模块。

基于DSLAM网络体系结构的另一个问题是提供较大带宽业务。因为DSLAM被设计成主要用来执行传输复用功能，在分配附加网络端中继资源方面，传统的DSLAM不灵活。因此针对较大带宽业务，例如视频点播，服务提供者可安装另一个与DSLAM并行的系统来提供对这种业务的接入。

由于上述原因以及下述原因，在阅读以及了解本说明之后，本领域的技术人员将会很清楚，技术上需要一种用于电信网的改进体系结构。

概述

本发明针对上述有关电信网的问题以及其它问题，通过阅读及研究以下说明，将会有所了解。一种电信网被说明，它采用客户机/服务器体系结构，以便允许在多媒体信道组(media channel bank)中带宽智能分配。作为客户机的多媒体信道组由来自作为服务器的多媒体资源管理器的信号来控制。

客户机/服务器体系结构为使业务流线化提供了新的方式，并响应置于各种传输/传送接入网之上的新业务。通过分离传送实体(例如多媒体信道组或客户机)和响应业务请求所需的控制层3+智能的实体(例如多媒体资源管理器或服务器)，客户机/服务器体系结构提供了以下优点：

1.多媒体信道组提供了面向传送的单元(element)(例如在协议栈第1至3层中的高容量传送)，它能够实现服务器提供的智能功能性，同时以能布置于外部设备环境中的硬件来实施。

2.多媒体资源管理器为多媒体信道组提供第3层及更高层的智能，并采用软件栈和API。这是提供智能的合适平台，同时保持对新增强作用的开放环境。

3.作为服务器，多媒体资源管理器提供了多媒体信道组与第3层及更高层服务器(例如内容提供者、因特网服务提供者(ISP))进行通信的一种机制。

4.作为服务器的多媒体资源管理器可以使用商业数据库信息模型来定制(tailor)特定业务/用户简档。

另一个优点是，客户机/服务器体系结构允许接入网在专用的专门服务器平台上响应“带外”控制信息和用户请求。这种服务器(例如多媒体资源管理器)允许网络处理多种协议、API栈，并具有对业务属性、终端用户简档以及帐户的大型数据库的可见性。客户机/服务器体系结构还提供用于在ATM/IP传输网之上提供分异业务(differentiated services)所需的智能。

附图简述

图1是一个方框图，说明按照本发明示教的基于客户机/服务器的电信网的一个实施例。

图2是按照本发明示教的电信网的另一个实施例的方框图。

图3是按照本发明示教的电信网的又一个实施例的方框图。

图4是按照本发明示教的电信网的再一个实施例的方框图。

详细说明

以下详细说明参照了构成本说明书一部分的附图。附图及详细说明通过例示描述了可以实践本发明的特定说明性实施例。对这些实施例进行了详细的说明，以使本领域的技术人员能够实践本发明。可以使用其它实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行逻辑、机械以及电气方面的修改。因此，以下详细说明并没有限制的意思。

图1是说明按照本发明示教的电信网100的方框图。电信网100采用客户机/服务器体系结构，提供对承载例如语音、视频以及数据的各种数据之网络的接入。有利的是，使用客户机/服务器体系结构允许带宽的智能分配和对要支持的各种业务的控制，而不需要在增加或修改业务时为系统增加附加装置。这样，电信网100可以称作“多媒体”网络，它提供带宽的智能分配，以便承载用户和网络之间的语音、数据以及视频信号。在图1中，电信网100被示出为提供对至少三个不同类型网络的接入。其中包括用于语音通信业务的时分复用(TDM)网络101(例如公共交换电话网(PSTN))、用于数字业务信息的信元/分组网102(例如异步传输模式(ATM)网络)以及信令/应用协议接口(API)网络103。

电信网100包括多个多媒体信道组(MCB)104-1、...、104-N，它们取代传统的数字环路载波(DLC)系统的远程终端(RT)以及可能远程的DSLAM和ONU。MCB 104-1、...、104-N其中的每一个均包含多个端口卡105-1、...、105-M。MCB 104-1、...、104-N提供边缘接入平台，支持窄带和宽带业务流。在一个实施例中，端口卡105-1、...、105-M包括：简易老式电话业务(POTS)卡，每个卡有24个信道；综合业务数字网(ISDN)端口卡，每个卡有12个信道；以及异步数字用户线(ADSL)端口卡，每个卡有六个信道。端口卡105-1、...、105-M中的每一个都连接多种类型的用户设备106-1、...、106-K。用户设备106-1、...、106-K包括例如电话、计算机、视频机顶盒以及其它产生数据、视频信号的多媒体装置。

作为MCB 104-1...、104-N的一部分，端口卡105-1、...、105-M连接到流引擎(flow engine)107，其中，流引擎107是可以通过来自业务服务客户机120的信号进行修改的。流引擎107分配并管理给用户装置106-1、...、106-K和来自用户装置106-1、...、106-K的数据信号传输的ATM/IP流。换句话说，流引擎107具有ATM/IP层可见性。流引擎107修整并复用通过高速链路109-1、...、109-N传输的业务。在一个实施例中，高速链路109-1、...、109-N是按照同步光纤网(SONET)标准的对基于分组/信元核心网络的OC-3c/OC-12c线路。

如图1所示，从MCB 104-1至104-N的ATM/IP流由普通信元/分组网102进行传送。网络102向内容提供者提供ATM/IP流(例如专用网络接口(PNNI)，LDP)的连接性和请求式分配。网络102提供MRM 112和多个MCB 104-1、...、104-N之间的连接性，MRM112是服务器，对网关上语音(VOG：voice over gateway)114，而多个MCB 104-1、...、104-N作为客户机。

VOG 114具有类似于TDM网关的功能性。在一个实施例中，VOG114终接一个来自网络102的OC-12c链路。OC-12c提供DS1 CES业务。DS1承载来自MCB 104-1、...、104-N的DS0语音信道。在一个实施例中，VOG 114将这些DS1传递给对PSTN 101的5类TR-008或GR-303接口。VOG 114能够处理GR-303或TR-008接口的2016个DS0信道。对于VOG 114中1∶4内部集中，扇出为8064个DS0信道。

在一个实施例中，VOG 114支持7号信令系统(SS7)信令。本示例中，VOG 114的DS0分配由MRM 112控制。VOG 114提供单音并收集双音多频(DTMF)数字。对于SS7实现，VOG 114支持信道高容量链路(例如DS3，OC-3)。可以堆叠数个VOG 114来提供单个SS7终接点。

多媒体资源管理器(MRM)112用作实时信令代理和资源管理器，能够控制多个MCB 104-1、...、104-N和VOG 114的业务属性和用户简档。这些属性包括但并不限于：路由信息、业务连接协议、业务类别以及电信连接的其它适当属性。对例如脚本、网络信令、终端用户信令及API的数个触发器作出响应，MRM 112控制MCB104-1、...、104-N和VOG 114的属性。为了实现这个目的，MRM 112包括服务器，该服务器在通信上连接到例如MCB 104-N的客户机120。MRM 112可以位于网络100中的几乎任何位置，具有已经建立的与MCB 104-1、...、104-N和VOG 114的客户机的通信链路。在一个实施例中，MRM 112控制流到ATM虚拟电路(VC)的IP业务流的请求式适配简档，并作为对用户装置106-1、...、106-N的服务器，其中用户装置106-1、...、106-N例如有VDSL机顶盒。

在一个实施例中，MRM 112是作为在标准UNIX/NT平台上的软件平台来实现。对于MCB 104-1、...、104-N，MRM 112作为第3层(以及更高层)服务器。例如，MRM根据第3或更高层的信息交换来与例如SVC(Win2000)、万维网浏览器插件程序的终端用户应用程序进行通信。MRM 112还对多个触发器作出响应，来控制MCB104-1、...、104-N的属性和资源，以便向用户装置106-1、...、106-K提供各种业务的流式传输。在一个实施例中，MRM 112对以下触发进行响应：

1.终端用户信令/业务请求。这些请求可以由用户装置106-1、...、106-K上的ADSL ATU-R、VDSL机顶盒、HomePNA NID、WEB浏览器或其它任何智能终端或软件包来生成。消息由MCB104-1、...、104-N传递给MRM 112。MCB 104-1、...、104-N可能需要提供低层消息处理，以便不使MRM 112实时和通信链路超负荷，例如第2层终接。MRM 112对业务请求作出响应，来修改这些单元的简档。

2.外部信令/业务请求。这些请求可以由内容提供者/服务器、例如SS7的带外信令网络或其它专有实现来生成。这些请求可以从ISP/内容提供者/Service Farm直接传送到MRM 112，并将所请求的业务与有关MRM 112的特定终端用户相关联。

3.由MCB传递的网络信令，例如Q.2931。

在一个实施例中，MRM(112)具有连接MCB 104-1、...、104-N的安全并受保护的高速通信信道(如IP隧道)。该通信信道可以包括永久虚拟电路(PVC)。该通信信道允许MCB 104-1、...、104-N对多个触发作出响应，采用来自MRM 112的分配简档来建立/拆卸ATM虚拟电路(VC)。该信道还用来修改所建立的例如PVC的宽带连接的简档。在时分复用(TDM)域中，MRM 112还支持SS7和GR-303。在接收触发后，MRM 112可能需要向内部或外部数据库122查阅某些属性，并向对应于某个用户装置106-1、...、106-K的某个MCB 104-1、...、104-N启动资源分配命令。MRM 112可以任选地将业务请求传递给内容提供者。

MCB 104-1、...、104-N以及VOG 114的管理和提供可以由MRM112来实现。作为一个选择，管理应用程序可以驻留在不同的主机(物理上与MRM分离)上。在一个实施例中，MCB 104-1、...、104-N与MRM 112相关联，并与位于不同服务器上的管理应用程序相关联。

在一个实施例中，MRM 112是冗余平台，驻留在例如至少两个单元中。

使用基于客户机/服务器体系结构的实施例

图2是电信网的另一个实施例的方框图，表示为200。网络200展现了基于客户机/服务器体系结构是如何提供分布宽带呼叫代理。在本实施例中，用户请求宽带业务，它通过网络转变为新的宽带业务流，到达内容提供者210。在本实施例中，MCB 220设置业务流(管理第1至第3层属性)，MRM 230则提供智能来建立宽带流。在本实施例中，业务流按如下方式进行。第一，用户接收关于如何发送业务的完整简档，例如访问内容提供者210的主页。信息可能包括安全密钥、业务属性、地址信息以及用来与内容提供者210进行通信的其它信息。第二，用户使用某个应用程序套接字来向网络，例如向MCB 220激活协议堆栈。呼叫/业务启动消息由MCB 220截取并传递给MRM 230。

第三，MRM230分析消息内容，并对其作出反应。这包括但不限于：解析目的地址、确定路由选择、查阅数据库有关安全和授权、向所需网络协议栈转发请求、向记帐服务器生成报告。第四，MRM 230完成处理。为了完成处理过程，MRM激励(launch)MCB 220中的适当协议堆栈，并修改MCB 220资源以便符合新的请求。在完成时，形成网络200和用户端的连接，并确保宽带业务流。

图3是方框图，说明电信网的另一个实施例，表示为300，电信网300管理因特网协议(IP)业务流。在本实施例中，MCB 320切换本机IP引出线(drop)，所述引出线终接于集成接入装置(IAD)或客户单位装置(CPE)340。例如，IAD/CPE可以表示家庭网络的集线器(HUB)、机顶盒或其它任何宽带终接点。在网络300的体系结构中，MCB 320处理第2或3层中的业务，MRM 330则向各个流提供如何为业务选择路由、分类，以及如何应用管制(policing)/业务质量(QoS)等的智能。MCB 320上的一个模块终接物理引出线，例如同步数字用户线(SDSL)，并将IP流映射为ATM VC。IP处理、映射简档以及管制简档由MRM 330根据来自MCB 320的触发动态地启用。在一个实施例中，MRM 330为IAD提供智能，例如为呼叫代理提供智能。

在本实施例中，MCB 320中的IP模块包括IP处理，例如路由选择、多协议标号交换(MPLS)。IP模块本身将MCB 320公共块用作ATM组织，并间接地与MRM 330进行通信。MRM 330为CPE管理提供网关单元(IAD/CPE将MRM 330用于代理，以便分离配置、告警等的应用程序)。

图4是电信网的另一个实施例的方框图，通常表示为400，它按照本发明的示教构成。在本实施例中，网络400判定应用程序为下一代数字环路载波(NGDLC)。NGDLC应用程序采用分布式网络400结构，以便为物理上分散的大量电话用户提供服务，使用公共ATM传送，并使类5资源(或其它TDM单元)达到最小。VOG 450是TDM出现点，提供TDM网络接口。MRM 430与VOG 450配合来分析TDM信令。

MCB 420-1、...、420-L装备了大量的电话端口(与其它宽带端口并存)。所有电话用户均被复用，并集中于(根据可配置的1∶N比率)MCB 420-1、...、420-L，并且所有的业务被回送给VOG 450，作为DS1 CES业务(通过分组网络)。

在本实施例中，VOG 450终接多个MCB 420-1、...、420-L的业务，并使所有到TR-008和GR-303接口的DS0业务流线化。VOG 450能够为下一代交换机提供信道化的高容量接口(DS-3，OC-3)，下一代交换机被布置用来替代4和5类TDM交换机。VOG450是一种灵活的高容量TDM HUB，能够同时处理多达2016个DS0呼叫。任何电话用户均可以与任何接口组(TR-008，GR-303)相关联。

在一个实施例中，VOG 450提供对于下一代交换机的SS7对等连接。MRM430提供SS7处理，同时管理VOG的DS0和内部资源(数字收集等)。

考虑FTTS区域部署，每个MCB支持300至500个用户。假定一比二的集中比率，每个VOG450支持6至13个MCB。对于更高的集中比率，如1∶4(通常用于住宅用户)，每个VOG 450可以支持12至26个MCB。

MRM 430在本应用中产生更大的价值。例如，以高DS0集中比率配置MCB 420-1、...、420-L，MRM430将跟踪DS0活动，并且当检测到MCB 420-1、...、420-L中的最高要求时，MRM 430在MCB420-1、...、420-L和VOG 450之间建立附加的交换虚拟电路(SVC)，具有更多的带宽用于语音业务。

结论

虽然这里示出并说明了具体的实施例，但本领域的普通技术人员知道，任何被认为达到同样目标的布置均可以代替所示的具体实施例。本应用可以涵盖本发明的任何修改或变化。例如，可以通过适当的端口卡来修改MCB 104-1、...、104-N，以便提供除以上说明之外的多媒体业务。此外，术语“分组网络”用以涵盖任何适当的基于分组或信元的网络，包括但不限于异步传输模式网络。

Claims (20)

1.一种电信网，它包括：

分组网络；

多个多媒体信道组(multimedia channel banks)，每个所述多媒体信道组包括：

通信链路，它连接到所述分组网络，

多个端口，所述多个端口每个都是可连接的，以便从用户装置接收多种格式其中之一的信号，以及

业务服务客户机和流引擎(flow engine)，所述流引擎在通信上与所述多个端口及所述通信链路相连接，以便在所述通信链路中分配带宽，并控制所述多个端口的属性；

多媒体资源管理器，它在通信上连接到所述分组网络，所述多媒体资源管理器包括：

业务服务服务器，它为高层业务请求提供业务媒介功能，

与各个多媒体信道组的通信链路，以便在所述业务服务服务器和所述多媒体信道组的所述业务服务客户机之间提供信令，从而控制所述通信链路中的带宽分配，并控制所述多个端口的属性，以及

与至少一个数据库的通信链路，所述至少一个数据库包含资源分配的信息；以及

网关上语音(voice over gateway)，它连接到分组网络，以便提供与公共交换电话网(PSTN)的连接。

2.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述分组网络提供异步传输模式(ATM)交换机，所述异步传输模式交换机提供请求式宽带连接。

3.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述多媒体信道组和所述分组网络之间的所述通信链路包括同步光纤网(SONET)链路。

4.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述多个端口提供群业务，包括普通老式电话业务(POTS)、综合业务数字网(ISDN)业务及数字用户线(DSL)业务。

5.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述多媒体资源管理器和所述多媒体信道组之间的所述通信链路包括专用虚拟连接。

6.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述多媒体资源管理器和所述多媒体信道组之间的所述通信链路包括安全的受保护的虚拟连接。

7.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述分组网络包括基于IP的网络。

8.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述网关上语音提供集中功能。

9.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述网关上语音终接至少一个OC-3c/OC-12c链路，所述至少一个OC-3c/OC-12c链路承载DS1电话仿真业务(CES)。

10.如权利要求1所述的网络，其特征在于每个DS1的各个DS0信道被预先分配给公共多媒体信道组的选定用户。

11.如权利要求1所述的网络，其特征在于所述网关上语音通过所述多媒体资源管理器支持SS7信令。

12.一种电信网，它包括：

分组网络；

多个多媒体信道组，它们通过通信链路连接到所述分组网络，并可配置为具有多个端口，所述所述端口每个都能从用户装置接收多种格式其中之一的信号；

多媒体资源管理器，它在通信上连接到所述分组网络连接；

其中，所述多个多媒体信道组和所述多媒体资源管理器以客户机/服务器的关系相关联，以便控制所述多媒体信道组的属性，并控制所述多媒体信道组和所述分组网络之间的所述通信链路中带宽分配。

13.如权利要求12所述的网络，其特征在于所述分组网络包括异步传输模式(ATM)交换机，所述异步传输模式交换机提供请求式宽带连接。

14.如权利要求12所述的网络，其特征在于所述多媒体信道组和所述分组网络之间的所述通信链路包括同步光纤网(SONET)链路。

15.如权利要求12所述的网络，其特征在于所述多个端口提供群业务，包括普通老式电话业务(POTS)、综合业务数字网(ISDN)业务及数字用户线(DSL)业务。

16.如权利要求12所述的网络，其特征在于还包括所述多媒体资源管理器和所述多媒体信道组之间的专用虚拟连接，用于承载所述多媒体资源管理器和所述多媒体信道组之间的信令。

17.如权利要求16所述的网络，其特征在于所述多媒体资源管理器和所述多媒体信道组之间的所述专用虚拟连接包括安全的受保护的虚拟连接。

18.如权利要求12所述的网络，其特征在于还包括网关上语音，它连接到分组网络，以便提供与公共交换电话网(PSTN)的连接。

19.一种多媒体信道组，它包括：

通信链路，它可连接到分组网络，以便与业务服务服务器通信；

多个端口，所述端口每个都是可连接的，以便从用户装置接收多种格式其中之一的信号；以及

业务服务客户机和流引擎，所述流引擎与所述多个端口及所述业务服务服务器进行通信，其中所述业务服务客户机和所述流引擎分配所述通信链路中的带宽，并控制所述多个端口的属性。

20.一种用于在电信网中建立连接的方法，所述方法包括：

在多媒体信道组接收业务请求；

将所述请求传送给多媒体资源管理器；

在多媒体资源管理器标识与所述请求有关的信息；

将所述信息传送给所述多媒体信道组；

根据来自所述多媒体资源管理器的所述信息来控制所述多媒体信道组的属性；以及

在所述多媒体信道组激励(launching)选定的协议栈。

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