CN1561622A - 灵活廉价地提供分组网络中语音传输的业务特征 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在一个业务范围内在分组网络(IPnet)中转接有用数据流的方法、布置和系统，其中在交换中心(Vst－A)的权限范围内提供用于实现该业务的资源(RS)。根据本发明在交换中心(Vst－A)的权限范围内提供一个分组转换器(PU)并且在该业务的范围内经过分组转换器(PU)传递有用数据流(dat)。在分组转换器(PU)中进行对于转接有用数据流(dat)所需要的匹配。本发明有这样的优点，在转接有用数据流中仅仅涉及具有资源提供权限的交换中心(Vst－A)。由此显著降低与另外交换中心的中间局信令(zasig)。另一个优点是，有用数据流的转接不依赖于例如参与连接建立的其它交换中心的性能特征。

Description

灵活廉价地提供分组网络中 语音传输的业务特征

本发明涉及在业务范围内在分组网络中转接有用数据流的一种方法、一种装置和一种系统，其中在交换中心的权限范围内提供用于实现业务的资源。

在线路交换的电话中、对该线路交换的电话也使用首字母缩写PSTN(公用交换电话网Public switched telephone network)、公共的电话网用户经过传输线连接在公共交换技术的分配给用户的或者主管该用户的交换系统上。通过在也许处于交换系统前面的用户连接集线器或用户访问网—常常称为其英文名称接入网(Access Networks)—可以聚集用户连接，可是其结果在于同样基于线路地被交换的用户连接在交换系统上。一般借助于时分复用技术、例如PCM(脉码调制Pulse Code Modulation)或SDH(同步数字体系Synchronous DigitalHierarchy)实现用户连接的集中。

在增加基于动态数据速率的业务的范围内，公共电话网的用户越来越多地经过宽带的传输网络、比如LAN(局域网Local AreaNetworks)、具有DSL连接(数字用户线Digital Subscriber Line)的网络或电缆网络访问分组网络、也就是访问互联网。对于访问分组网络的用户该业务还提供，共同使用对于基于分组访问所必需的线路或者用于电话业务的网络，代替维持用于电话的独立的、窄带的线路/网络。

对于访问基于分组网络的PSTN用户存在靠近用户的网络访问设备、比如IADs(集成的访问装置Integrated Access Devices)或电缆调制解调器，这些设备为(terminieren)用户方面的传输网、例如LAN、具有DSL连接的网络或电缆网确定时间。用户方面有如此的模拟网络访问设备或ISDN(综合业务数字网Integrated ServicesDigital Network)连接；分组网络方面传输电话信令和具有某种安全协议的有用数据。

此外存在基于分组的终端设备、例如基于互联网协议(IP)的电话、这些设备具有特别为在分组网络中的使用定义的信令协议、比如由国际电信联合会(ITU)确定的H.323标准或根据IEIF(互联网工程任务组Internet Engineering Task Force)标准的SIP(会话初始化协议Session Initiation Protocol)协议。

一般交换中心参与连接建立和通过分组网络的电信应用的连接控制，该交换中心执行例如访问监督、信令、连接控制和计费的功能。该交换中心例如可以通过在IP网络中相应配备的服务器-常常称为门关(Gatekeeper)-或通过为这些附加的与分组网络有关的功能而装备的PSTN(公用交换电话网Public Switched telephone network)包含交换系统。附加地可以在网络访问设备中装设用于控制或监督功能的分散资源。

在传统的线路交换的PSTN/ISDN连接中许多性能特征基于在交换中心内接通有用信道并且在那里依赖需求地提供所需的交换技术资源。

在图1中示出了经过分组网络IPnet进行数据传输的情况。在用户A-Tln和B-Tln的连接中直接在靠近用户的单元TNE之间传输有用数据dat，二个参与的用户A-Tln和B-Tln连接在该单元上。独立于有用数据dat经过交换中心Vst传递信令信息。在图中示出了具有呼叫控制核心CCC的交换中心Vst，基于分组的匹配单元PAE连接在呼叫控制核心之前。由于不在交换中心Vst中传递有用数据dat，所以在那里不再使用传统的、也就是说在PSTN网络中、为确定的业务特征在交换中心Vst中提供的资源。因此转移了交换技术的资源并且在分组网络IPnet中在具有特殊功能(例如用于交互式语音输入/输出的交互式语音应答服务器、用于电话会议的会议服务器)的资源服务器中或在靠近用户的设备(例如网络访问设备、多媒体网关等等)中提供交换技术的资源。

如果在连接中A方面或B方面要求业务特征，则这常常导致转接或者导致有用数据的改变的路由。在A用户和B用户之间的有用数据流一般至少在一个方向上被拆开并且供给各自的资源服务器。

在图2和3中示出了在基于分组网络的用户连接的范围内为了实现电信业务而转接有用数据流的两个实例。与图1不同，参与的用户处于不同的、分别在用户附近定位的交换中心Vst-A和Vst-B的权限范围内。用户B1-Tln和B2-Tln(图2)或者A-Tln和B2-Tln(图3)的信令数据sig从分配给用户的靠近用户的设备TNE经过本地交换中心Vst-A传递。经过本地交换中心Vst-B传递用户A-Tln和Tln(图2)或者B1-Tln和Tln的信令数据sig。交换中心Vst-A和Vst-B分别具有分组匹配设备PAE和呼叫控制核心CCC。为了实现业务特征交换中心Vst-A和Vst-B分别与资源服务器RS-B和RS-A(图2)或者RS-A和RS-B(图3)连接。例如可以借助于对于分组应用扩展的ISUP(ISDN user partISDN用户部分)协议、BICC(承载独立呼叫控制bearer independent call Control)协议或T-SIP(电话会话初始化协议telephone session initiation protocol)协议实现在交换中心Vst-A和Vst-B之间的信令zasig(zasig：中间局信令)。

在图2实例中在用户A-Tln和B1-Tln之间的连接的有用数据流dat转换用于在用户A-Tln和B2-Tln之间的连接。在这种关系中称为呼叫转接，该呼叫转接例如促使转换用户的呼叫。在图3中示出有用数据流dat的转接，其中中断在用户A-Tln和B1-Tln之间的连接，因此用户A-Tln与用户B2-Tln可以磋商。用户B1-Tln的通话占用资源服务器RS-A。在用户Tln-B1与资源服务器RS-A连接的期间，也许播放音乐或播报文本。在完成在用户A-Tln和B2-Tln之间连接之后恢复原始连接。

对于在图2和3中示出的交换技术的业务特征必须借助于中间局信令zasig告知交换中心Vst-B改变的路由，并且联机也许甚至多次改变其在稳定通话状态中的分组地址分配。对于用户来说本地的、靠近用户的业务特征的作业管理导致在中间局信令zasig中的附加信令负载、也就是说在分配给用户的交换中心和在某种条件下另外中间安置的交换中心之间的信令，并且导致在远端交换中心中的附加匹配。要求的匹配、比如分组网络地址的改变、必须由远端交换中心支持，这决定了非常有限地采用该网络和其中间局信令或者相反决定了依赖于各自通话伙伴的各自业务特征的可支配性。只有远端交换中心本身支持联机修改其有用数据流的分组网络地址，才可以通过在分组网络中的延迟和在中间局信令中的较长传递时间反面影响业务质量。

本发明的任务是，改善业务的实现，其中改变在分组网络中有用数据流的路由。

通过权利要求1、9和13的目标解决该任务。

在根据本发明的方法中，在交换中心的权限范围内提供一个分组转换器，也就是说，通过交换中心控制并且监督分组转换器。在这个业务范围内，该业务要求有用数据流的转接，经过分组转换器传递有用数据流。在分组转换器中进行有用数据流的转接匹配(权利要求1)。匹配可以包含地址信息和参数信息的改变(权利要求2)、比如在基于IP协议的网络中IP地址的改变(权利要求3)。

根据本发明的方法有这样的优点，在有用数据流的转接中仅仅涉及具有资源提供权限的交换中心。仅仅一个交换中心主管用于有用数据流转接的资源提供和匹配。由此显著降低中间局信令，该中间局信令也许与有用数据分离经过平行的交换网络传递(权利要求4)。

与在有用数据流的转接过程中的改变有联系的信令仅仅涉及交换中心的权限并且如此导致没有附加的中间局信令。另外的优点是，有用数据流的转接不依赖于其它交换中心的性能特征，该交换中心例如参与连接建立。

在电信业务中根据参与的终端设备的呼叫号码或分配给靠近用户的设备的、与分组网络有关的地址信息确定经过分组转换器传递有用数据流的必要性(权利要求5)。例如在语音连接的范围内为了会议电话线路或自动语音输出的目的(权利要求6)可以进行有用数据流的转接。

在一个服务器(权利要求7)中或在网络访问设备(权利要求8)中提供分组转换器的功能。

借助于程序结构可以实现分组转换器，对于在基于TDM的网络和分组网络、例如媒体网关、之间的数据转换仿真两个与TDM(时分复用time division multiplexing)方面相互连接的网络访问设备或者网络传输设备的功能(权利要求13)。以分组网络/TDM网络的网络访问设备和TDM网络/分组网络的网络访问设备的相应串联能够实施分组转换。象在网络传输中一样，可以实现按照远端靠近用户的设备的分组地址把分组分配给TDM信道，并且就具有通过转接给出的目标地址的分组实现在TDM信道之间与其连接的分配。在通常情况下不是以两个网络访问设备或者媒体网关实现转换，而是借助于程序结构实现转换，该程序结构提供或者仿真转换的功能。分组转换器如此例如可以包括具有基于分组的有用数据接口和信令接口的服务器，其关于转换功能象分组网络/TDM网络的网络访问设备和TDM网络/分组网络的网络访问设备的串联一样。

然后有用数据流的每个连接由交换中心把两个作业或者作业顺序告知分组转换器，其中一个涉及分组网络数据流转换为TDM数据流并且一个涉及TDM数据流转换为分组网络数据流(权利要求9)。

根据本发明的分组转换器与交换中心一起形成一个系统(权利要求14)，从该交换中心出发可以调节并控制分组转换器、在该系统中系统内部的信令独立于可能的中间局信令。例如MGCP(媒体网关控制协议media gateway control protocol)协议或由ITU(国际电信联合会international telecommunications union)标准化的H.248协议能用于在交换中心和分组转换器之间交换信令信息(权利要求15)。不依赖于用于中间局信令的协议确定这个信令协议，以该信令协议传递用于有用数据流的根据本发明转接的信令信息。这是特别有益的，当对中间局信令部分地采用生产商专用地扩展(例如ISUP(ISDN用户部分)协议的扩展版本)的协议或这个协议，在该协议中还要标准化一部分(例如BICC协议)。此外该方法提供这种可能性，即生产商专用地扩展用于在交换中心和分组转换器之间信令的协议，不必改变用于中间局信令的信令协议(权利要求16)。通过这种方式可以通过在交换中心的权限范围内的改变影响在转接中依赖要求的业务特征或产生新的业务特征。对此有益地产生这样的效果，取消同样在交换中心的权限范围内用于实现业务特征的也许存在的资源服务器(权利要求17)。

由此实现在提供业务特征时尽最大可能的灵活性，即在分组网络中在连接的双方装设一个分组转换器，如此在A和B端可以提供没有中间局信令的业务特征。本发明目标的有益改进是这样的系统，以由一个交换中心和各一个分配给交换中心的分组转换器组成的两个子系统形成这个系统，其中在子系统的两个分组转换器之间可以经过分组网络传递有用数据流(权利要求18)。

下面在根据图在实施例的范围内详细阐述本发明。图示：

图1：在交换中心的权限范围内两个用户经过分组网络传输有用数据的连接

图2：在经过分组网络传输有用数据连接的范围内有用数据的转接(呼叫转接)

图3：在经过分组网络传输有用数据连接的范围内有用数据的转接(呼叫保持)

图4：具有在服务器中提供分组转换器功能、根据本发明控制的有用数据转接

图5：具有在靠近用户的设备中提供分组转换器功能、根据本发明控制的有用数据转接

图6：在一个电话会议线路中根据本发明控制的有用数据转接

图7：结合自动语音输出的、根据本发明控制的有用数据转接。

在图4-7中示出了两个靠近用户的、本地交换中心Vst-A和Vst-B以及转接中心Vst-D。一个资源服务器RS和一个分组转换器PU分别处于交换中心Vst-A的权限范围内。在资源服务器中，在图6中涉及会议服务器CS，在图7中涉及一个IVR(交互式语音应答interactivevoice response)服务器IVRS。中间局信令在这个图4-7示出的情况中经过转接中心Vst-D在本地交换中心Vst-A和Vst-B之间传递。在建立连接的范围内在本地交换中心Vst-A和Vst-B之间仅仅交换对于与分组转换器PU的通信所必需的地址信息和参数信息。保持用于远端用户与分组转换器PU通信的初始调整不变直到连接拆除。在纯本地起作用的业务特征的作业管理中绝对不出现用于在当前连接中匹配通过用于与远端用户通信的分组转换器PU确定的地址参数和连接参数的中间局信令。在交换中心Vst-A的权限范围之外保持在激活本地业务特征时的路由不变。

图4和5示出了根据用户A-Tln和B-Tln的连接、基于本发明的方案，在该连接中从用户A-Tln和B-Tln通过靠近用户的设备TNE经过分组网络IPnet传输语音信息。A用户方面经过分组转换器PU进行连接。对此分组转换PU一次在分组网络的服务器中实现(图4)，一次在分配给A用户的靠近用户的设备TNE中实现(图5)。除了分配给A用户的靠近用户的设备TNE之外，本地交换中心Vst-A的权限范围包含分组转换器PU和一个资源服务器RS。分配给A用户的靠近用户的设备TNE、分组转换器PU和资源服务器RS与本地交换中心Vst-A交换信令信息sig，其中在图5中集成了分组转换器PU和靠近用户的设备TNE的功能。A用户方面经过分组转换器PU在用户B-Tln和A-Tln之间传递有用数据流dat。根据本发明在A用户方面断开连接的情况下，为了B用户占用资源服务器RS，在处于分配给B用户的靠近用户的设备TNE和分组转换器PU之间的距离内不改变有用数据流。在A用户A-Tln的本地交换中心Vst-A的权限范围内实现转接。在转接的范围内在分组转换器PU和A用户A-Tln之间断开连接并且有用数据流dat从分组转换器PU转接到资源服务器RS或者在图5中传递到资源服务器RS。对于转接在A用户A-Tln的本地交换中心Vst-A的权限范围内在交换中心Vst-A和连接的单元、也就是A用户的靠近用户的设备TNE、资源服务器RS和分组转换器PU之间仅仅交换信令信息sig。在有用数据流转接的过程中在本地交换中心Vst-A和Vst-B之间经过转接中心Vst-D不进行中间局信令zasig。在B用户B-Tln的靠近用户的设备TNE和分组转换器PU之间的调整在转接中保持不变。

在图6和7中示范性的示出两个业务，其中通过根据本发明控制有用数据流的转接降低了中间局信令zasig。

第一实例(图6)涉及具有经过分组转换器PU进行数据流转接dat的会议电话线路。通过交换系统Vst-A的控制用户A-Tln、B2-Tln和B2-Tln经过具有少量用户端口的所谓的IADs访问基于IP的分组网络IPnet。由于每IAD有限数目的用户端口，常常出现这种情况，处在同一交换系统的权限范围内、可是连接在不同IADs上的用户彼此通信。这在图6中由此说明，即在交换系统Vst-A方面标出了两个IAD，其中一个与用户A-Tln的终端设备连接，另一个与用户B2-Tln和B3-Tln的终端设备连接。此外两个服务器处于交换系统Vst-A的权限范围内，其中一个提供分组转换器PU的功能并且另一个提供会议电话线路CS的资源。用户A-Tln、B2-Tln和B3-Tln例如支配PSTN终端设备，这些终端设备通过xDSL线路连接在IAD上。在交换中心Vst-A和两个IADs、会议服务器CS以及分组转换器PU之间借助于MGCP协议实现信令。BICC协议或生产商专用的、对于经过分组网络IPnet传输有用数据的匹配的、ISUP(ISDN用户部分userpart)协议版本ISUP+用于在交换系统Vst-A、转接交换中心Vst-D和B1方面的本地交换中心Vst-B之间的中间局信令zasig。借助于RTP(实时协议real time protocol)和RTCP(实时控制协议real timecontrol protocol)，这两个协议常常用于在IP网络中传输语音数据或者在IP网络中控制语音数据的传输，实现有用数据流dat的传输。

在典型的应用中，A用户A-Tln呼叫处在交换系统Vst-A的权限范围之外的B1用户Tln-B1。根据B1用户的位置，交换系统Vst-A已经在建立连接(原文可能错)时促使，有用数据流dat经过分组转换器PU传递。在通话过程中A用户A-Tln决定，以电话会议的形式将另外的用户Tln-B2和Tln-B3共同分组括在内。因此其引起，用户Tln-A、Tln-B1、Tln-B2和B3经过会议服务器CS传递有用数据流dat。可是该操作隐藏用户B1-Tln的本地交换中心Vst-B。也许告知B1用户B1-Tln的终端设备会议连接的事实，可是从交换中心Vst-B的角度有用数据dat的路由保持不变。与此相反在交换系统Vst-A的控制范围内A用户A-Tln的有用数据流dat从分组转换器PU出发传递到会议服务器CS上，不需要用于此的中间局信令。

在图7中示范性示出，为了降低信令负载在呼叫中心的运行中如向使用本发明。呼叫中心的操作员B-Tln经过IAD借助于交换系统Vst-A在语音连接的范围内经过IP网络IPnet与一个用户A-Tln连接。为了播报目的并且为了播放标准信息内容或者对话在交换系统Vst-A的权限范围内存在一个IVR服务器IVRS。例如在到达的呼叫的情况下操作员B-Tln决定，是否和何时IVR服务器IVRS给呼叫方预先播放那些标准信息或者进行那些对话。在呼叫中心，通常非常频繁地访问IVR服务器IVRS，传统上这结合大量的中间局信令zasig。图7仅仅由此不同于图6的情况，即配备了用于自动语音输出的资源服务器IVRS并且在图7中标出了在交换系统Vst-A的权限范围内只有用户B-Tln、操作员。

在典型的应用中，处在交换中心Vst-B的权限范围内的A用户A-Tln通过选择呼叫中心的服务呼叫号码调用IVR服务器IVRS。根据A用户A-Tln在交换系统Vst-A的权限范围之外的位置，在连接建立时已经引起经过分组转换器PU传送有用数据流dat。从IVR服务器IVRS出发依赖需求地转换在呼叫中心的操作员B-Tln和IVR服务器IVRS之间的通话，不必要求在交换系统Vst-A的权限范围之外与转接交换中心Vst-D或者A方面的本地交换中心Vst-B的中间局信令zasig。

Claims (18)

1.在一个业务的范围内在分组网络(IPnet)中转接有用数据流(dat)的方法，其中在交换中心(Vst-A)的控制与监督下提供用于实现该业务的资源，

其特征在于，

-在交换中心(Vst-A)的控制与监督下提供至少一个分组转换器(PU)，

-在业务范围内经过分组转换器(PU)传递有用数据流(dat)，并且

-在分组转换器(PU)中进行用于有用数据流(dat)转接的匹配。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，

-为了转接有用数据流(dat)在分组转换器(PU)中要求改变地址信息和参数信息。

3.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-经过基于IP协议的分组网络(IPnet)传输有用数据，并且

-为了转接有用数据流(dat)在分组转换器(PU)中要求改变IP地址。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-经过平行的交换网与有用数据分离地传递信令信息。

5.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-在一个电信业务中根据参与的终端设备的呼叫号码或分配给靠近用户的设备(TNE)的、与分组网络有关的地址信息确定经过分组转换器(PU)传递有用数据流(dat)的必要性。

6.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-在会议电话线路或自动语音输出的范围内进行有用数据流(dat)的转接。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-在一个服务器中提供分组转换器(PU)的功能。

8.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-在靠近用户的设备(TNE)或网络访问设备中提供分组转换器(PU)的功能。

9.按照上述权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

-分组转换器(PU)具有程序结构，该程序结构为了分组转换而仿真分组网络/TDM网络的网络访问设备和TDM网络/分组网络的网络访问设备的串联功能，并且

-每有用数据流(dat)的转接由交换中心(Vst-A)把两个作业或者作业顺序告知分组转换器(PU)，其中一个涉及分组网络数据流转换为TDM数据流，一个涉及TDM数据流转换为分组网络数据流。

10.分组转换器(PU)，该转换器具有在分组网络(IPnet))中实施用于转接有用数据流(dat)的匹配。

11.按照权利要求9所述的分组转换器(PU)，

其特征在于，

-在一个具有用于与交换中心连接的信令接口的服务器中实现分组转换器(PU)的功能。

12.按照权利要求10所述的分组转换器(PU)，

其特征在于，

-在靠近用户的设备(TNE)或网络访问设备中实现分组转换器(PU)的功能。

13.按照权利要求9至11之一所述的分组转换器(PU)，

其特征在于，

-分组转换器(PU)具有程序结构，该结构为了分组转换而仿真分组网络/TDM网络的网络访问设备和TDM网络/分组网络的网络访问设备的串联功能。

14.具有在分组网络(IPnet)中用于转接有用数据流(dat)的交换中心(Vst-A)的系统，

其特征在于，

-提供按照权利要求9至12之一的分组转换器(PU)并且该分组转换器与交换中心(Vst-A)逻辑连接，

-提供标准化的协议用于在交换中心(Vst-A)和分组转换器(PU)之间交换信令信息，

-由交换中心(Vst-A)调整并控制分组转换器(PU)。

15.按照权利要求13所述的系统，

其特征在于，

-为了在交换中心(Vst-A)和分组转换器(PU)之间交换信令信息提供MGCP协议、H.248协议或H.323协议。

16.按照权利要求13或14所述的系统，

其特征在于，

-生产商专用地地扩展标准化的协议。

17.按照权利要求13至15之一所述的系统，

其特征在于，

-该系统具有至少一个资源服务器(RS)，由交换中心(Vst-A)可以调整或控制该资源服务器。

18.以两个按照权利要求13至16之一所述的系统形成的系统，其中在系统的两个分组转换器(PU)之间经过分组网络(IPnet)可以传递有用数据流。

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