專利名稱：改進(jìn)的媒體網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分組數(shù)據(jù)的傳輸，特別涉及通過使用虛擬連接標(biāo)識符進(jìn)行內(nèi)部工作的一種網(wǎng)關(guān)。
背景技術(shù)：
下一代網(wǎng)絡(luò)(NGN)內(nèi)的媒體網(wǎng)關(guān)使用分組技術(shù)用于話音傳輸，即所謂的基于分組的話音(VoP)。分組技術(shù)可以使用諸如AAL1、AAL2、MPLS或FR的面向連接的技術(shù)作為傳輸技術(shù)(AAL＝ATM適配層；ATM＝異步傳輸模式；MPLS＝多協(xié)議標(biāo)記交換；FR＝幀中繼)。同樣的，分組技術(shù)可以使用諸如IP/以太網(wǎng)或基于AAL5的IP的技術(shù)作為傳輸技術(shù)(IP＝網(wǎng)際協(xié)議)。
此外，高密度的媒體網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須處理包括不同協(xié)議層的分布式終端的分布式結(jié)構(gòu)的難題。在這種環(huán)境中，還必須考慮可靠性需求，所述可靠性需求從傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡(luò)單元可知(TDM＝時(shí)分復(fù)用)。
面對分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的媒體網(wǎng)關(guān)使用例如IP轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制以處理例如多媒體處理資源。這樣的解決方案要么導(dǎo)致數(shù)據(jù)路徑中CPU的參與，造成具有例如8k×100pps＝800kpps需求的“慢速路徑”，要么導(dǎo)致復(fù)雜的、昂貴的硬件實(shí)現(xiàn)(CPU＝中央處理單元；pps＝分組每秒)。然而，從相對于外部傳輸特征的獨(dú)立性而言，這樣的實(shí)現(xiàn)并不那么一般。
幾乎所有的媒體網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)都使用諸如ATM的面向連接的分組交換(＝CO-PS)。除CO-PS以外，還有另外兩種，無連接的分組交換(＝CLPS)和面向連接的電路交換(＝CO-CS)(根據(jù)ITU-T G.809、Y.1730、Y.2011的術(shù)語)。
就特性而言，基于CPU的或指定的硬件實(shí)現(xiàn)被認(rèn)為是不足的，所述特性例如性能(即成千上萬分組的轉(zhuǎn)發(fā))、可靠性(即電信級產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn))、簡易性(即允許簡單和有效的實(shí)現(xiàn))、可擴(kuò)展性(即支持更高的吞吐量需求)以及靈活性(即不同應(yīng)用所需要的專用硬件)。并不是所有的限制都適用兩個(gè)概念。
US 2003/0091046 A1描述了一種虛擬網(wǎng)關(guān)，所述虛擬網(wǎng)關(guān)從呼叫協(xié)調(diào)程序接收通信網(wǎng)絡(luò)中的端點(diǎn)信息，如IP地址和端點(diǎn)的端口。虛擬網(wǎng)關(guān)在接收的公開IP地址之間建立交叉連接并且向呼叫協(xié)調(diào)程序提供交叉連接ID，所述ID例如包含其自己的IP地址和特定的服務(wù)端口。呼叫協(xié)調(diào)程序反過來將交叉連接ID傳遞給每個(gè)端點(diǎn)。端點(diǎn)將使用該交叉連接ID來完成發(fā)往其他端點(diǎn)的呼叫信令和話音業(yè)務(wù)。這樣，能消除連接問題，所述連接問題是由于例如端點(diǎn)位于相同的防火墻或NAT裝置后的事實(shí)而引起的。
US 6,647,428 B1描述了在基于無連接分組的通信網(wǎng)絡(luò)中，一種用于傳輸多個(gè)服務(wù)的結(jié)構(gòu)。需要這樣的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)能夠用來將來自客戶設(shè)備處的較低速度入端口的分組傳輸?shù)捷^高速度的上行鏈路端口，所述上行鏈路端口位于至核心傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)上。創(chuàng)建包括路由選擇和/或多路復(fù)用裝置的虛擬網(wǎng)絡(luò)，由此該虛擬網(wǎng)絡(luò)的一般目的是聚合從外部接口發(fā)起的業(yè)務(wù)以傳遞到至核心網(wǎng)絡(luò)的上行接口。對于虛擬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分組傳輸，創(chuàng)建獨(dú)特的、自定義的OTPNet分組格式(OTPNet＝光分組傳輸網(wǎng))。對于每一個(gè)進(jìn)入或離開虛擬網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分組，原始的地址格式和OTPNet地址格式之間的轉(zhuǎn)換是必需的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的媒體網(wǎng)關(guān)。
本發(fā)明的目的是通過一種用于連接公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)的，該網(wǎng)關(guān)包含至少一個(gè)與公用交換電話網(wǎng)的接口、至少一個(gè)與網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的接口，以及至少一個(gè)用于在公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)之間進(jìn)行媒體轉(zhuǎn)換的處理單元，由此一個(gè)或多個(gè)所述接口單元和/或處理單元適于采用具有虛擬連接標(biāo)識符(＝VCID)的、面向內(nèi)部連接的層，在內(nèi)部通過用于內(nèi)部分組交換的以太網(wǎng)交換機(jī)與網(wǎng)關(guān)通信。
因此，本發(fā)明涉及處于面向連接模式中的，即端到端基礎(chǔ)上的VoP網(wǎng)關(guān)內(nèi)的無連接層2傳輸結(jié)構(gòu)的內(nèi)部操作。本發(fā)明中的內(nèi)部意味著處于網(wǎng)關(guān)內(nèi)。
本發(fā)明使得高密度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需求，也就是說，允許協(xié)議處理特定資源的去耦和分配。本發(fā)明通過在系統(tǒng)內(nèi)允許分配協(xié)議終端點(diǎn)，例如以太網(wǎng)/IP/UDP和RTP或SDH/ATM和AAL2(UDP＝用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議；RTP＝實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議；SDH＝同步數(shù)字序列)，來支持靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
此外，VCID地址構(gòu)成是以VCID具有邏輯特性的方式完成的。因而，它支持系統(tǒng)冗余，原因在于它不受內(nèi)部設(shè)備保護(hù)交換機(jī)制的影響。
另外，本發(fā)明代表了一般概念。該方法可適用于無連接的或面向連接(“水平去耦”)的任何類型的外部傳輸技術(shù)。
多層交換是通常通過快速硬件實(shí)現(xiàn)的單個(gè)產(chǎn)品中的傳統(tǒng)層2交換和層3協(xié)議路由選擇的組合。本發(fā)明促進(jìn)了多個(gè)交互工作/交換性能，諸如服務(wù)交互工作(電路至分組，例如TDM至RTP/UDP/IP)、網(wǎng)絡(luò)交互工作(分組至分組，例如RTP/UDP/IP至AAL2/ATM)，以及L2、L3、L4交換(例如UDP交換)，由此L2至L4標(biāo)明了OSI參考模型的層(OSI＝開放式系統(tǒng)互連)。因此，該網(wǎng)關(guān)適于，例如通過促進(jìn)層2、層3、層4的處理來執(zhí)行多層交換。
本發(fā)明支持外部和內(nèi)部傳輸域的分離(“垂直去耦”)。這減少了帶寬成本，即使帶寬效率最大化，并為了系統(tǒng)容量和冗余支持而提供了足夠大的地址空間。而且，根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了快速路徑支持，即它提供了有效的分組轉(zhuǎn)發(fā)而不需要被稱為“慢速路徑”的CPU的參與。
這種VCID結(jié)構(gòu)保證了媒體網(wǎng)關(guān)能處理電信級的可靠性需求，諸如性能、魯棒性和簡單性。例如涉及短切換時(shí)間、魯棒性目標(biāo)的高性能，是例如通過最小化重構(gòu)活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，而且簡單性是在極小化故障時(shí)間和穩(wěn)定呼叫保存中測量的。特定資源的功能狀態(tài)一改變，參考給定連接的VCID并不綁定到物理資源，而是在適當(dāng)定義的冗余/保護(hù)組內(nèi)到處活動(dòng)，所述功能狀態(tài)例如激活或備份。
另外的優(yōu)點(diǎn)通過由從屬權(quán)利要求闡述的本發(fā)明的實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元通過以太網(wǎng)中繼線進(jìn)行鏈接。對于穿過網(wǎng)關(guān)的通信數(shù)據(jù)的傳輸，網(wǎng)關(guān)的接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元可以通過以太網(wǎng)中繼線進(jìn)行連接，所述太網(wǎng)中繼線即具有相同MAC目的和源地址的以太網(wǎng)幀的流(MAC＝媒體訪問控制)。
優(yōu)選地，接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于處理在以太網(wǎng)交換機(jī)上進(jìn)行通信的分組，所述分組包含以太網(wǎng)報(bào)頭、有效載荷以及插在所述以太網(wǎng)報(bào)頭和有效載荷之間的虛擬連接標(biāo)識符。VCID可以插到傳統(tǒng)的以太網(wǎng)幀中。如果傳輸方向是從電路交換網(wǎng)至分組交換網(wǎng)，則幀將從自電路交換網(wǎng)到達(dá)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中產(chǎn)生。這可以在媒體處理單元中執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，有效載荷包含遵守?zé)o連接或面向連接的外部傳輸技術(shù)的數(shù)據(jù)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，如果資源的功能狀態(tài)改變，接口單元和/或處理單元適于將虛擬連接標(biāo)識符分配給另一個(gè)資源。VCID并不綁定到物理資源。特定資源的功能狀態(tài)一改變，VCID在適當(dāng)定義的冗余/保護(hù)組內(nèi)到處活動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)檢測到所述接口單元和/或處理單元之一失效和/或故障時(shí)，所述網(wǎng)關(guān)適于提供所述接口單元和/或處理單元的重新配置。提供這種重新配置的優(yōu)選方法是確定相關(guān)的或失效的接口單元和/或處理單元的地址并且將該確定的地址重新分配給備用的接口單元和/或處理單元。例如，網(wǎng)關(guān)確定相關(guān)的或失效的接口單元和/或處理單元的以太網(wǎng)MAC地址并將該確定的以太網(wǎng)MAC地址重新分配給備用單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，接口單元和/或處理單元適于由物理板來表示。接口單元和/或處理單元可以是例如用作源板的電路接口模塊、用作目的板的分組接口模塊，以及中間地位于以太網(wǎng)中繼線上的媒體處理單元。
優(yōu)選地，虛擬連接標(biāo)識符包含用于以邏輯的方式標(biāo)識邏輯資源的邏輯板標(biāo)識符。為了使VCID對于系統(tǒng)內(nèi)部冗余支持有效，這是很重要的。
優(yōu)選地，虛擬連接標(biāo)識符包含板資源標(biāo)識符，用于標(biāo)識諸如DSP信道(DSP＝數(shù)字信號處理)的特定單元本地資源。連接到接口單元和/或處理單元的邏輯資源，可能會(huì)有大量分配給該邏輯資源的特定單元的本地資源。因此，可能會(huì)有構(gòu)造在接口和/或處理單元、邏輯板及特定單元本地資源處的分層結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，對于網(wǎng)關(guān)而言，虛擬連接標(biāo)識符的使用僅發(fā)生在內(nèi)部，特別限于網(wǎng)關(guān)的分組側(cè)。換句話說，在網(wǎng)關(guān)內(nèi)，虛擬連接標(biāo)識符被插到通信業(yè)務(wù)里并且從通信業(yè)務(wù)中移出。


結(jié)合附圖，在閱讀了當(dāng)前優(yōu)選的示例性實(shí)施例的下列詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)會(huì)更加容易理解。其中圖1是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)的簡化框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)的框圖。
圖3示出圖2網(wǎng)關(guān)的重新配置。
圖4是以太網(wǎng)分組簡圖。
圖5是VCID的分層結(jié)構(gòu)簡圖。
圖6是采用根據(jù)本發(fā)明的VCID的以太網(wǎng)連接的分層圖。
圖7是在第一應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的框圖。
圖8是在另一個(gè)應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的框圖。
圖9是在又一個(gè)應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了與網(wǎng)關(guān)3相連的兩個(gè)電信網(wǎng)1、2。電信網(wǎng)1、2可以是不同類型，例如，電信網(wǎng)1可以是諸如PSTN的傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)，而電信網(wǎng)2可以是分組交換網(wǎng)，例如像因特網(wǎng)一樣的IP網(wǎng)絡(luò)(PSTN＝公用交換電話網(wǎng))。網(wǎng)關(guān)3從一種類型的網(wǎng)絡(luò)向另一種類型的網(wǎng)絡(luò)傳遞諸如話音、音頻或視頻信息的媒體。例如，在ISDN網(wǎng)絡(luò)和基于IP網(wǎng)絡(luò)的接口處，網(wǎng)關(guān)可以端接ISDN網(wǎng)絡(luò)的電路交換信道并從其中包含的話音信息產(chǎn)生要通過基于IP的分組網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的RTP媒體流(ISDN＝綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))。
實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)類型互連的網(wǎng)關(guān)功能性可以由媒體網(wǎng)關(guān)31、媒體網(wǎng)關(guān)控制器32和信令網(wǎng)關(guān)33表示。網(wǎng)關(guān)3支持的連接可以是點(diǎn)到點(diǎn)連接或多點(diǎn)連接。媒體網(wǎng)關(guān)控制器借助于標(biāo)準(zhǔn)化的接口，如ITU-T H.248.1，來控制媒體網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)關(guān)3可以提供基于IP的環(huán)境至電路交換網(wǎng)的互連，以及為兩個(gè)或更多連接到網(wǎng)絡(luò)的終端之間的似流通信提供交換和路由功能，所述似流通信如話音、傳真或視頻通信。進(jìn)一步地，網(wǎng)關(guān)3可以提供公用交換電話網(wǎng)和基于IP的網(wǎng)絡(luò)之間的話音和傳真連接的無縫工作。
圖2給出圖1單元31所描繪的媒體網(wǎng)關(guān)的示例性結(jié)構(gòu)。媒體網(wǎng)關(guān)20包含控制單元200、多個(gè)接口和/或處理單元21至24，以及分組交換結(jié)構(gòu)11(＝PSF)，其中所述分組交換結(jié)構(gòu)11包含多個(gè)分組交換結(jié)構(gòu)平面111至116。優(yōu)選地，包含多個(gè)PSF平面111至116的PSF11構(gòu)成了以太網(wǎng)交換機(jī)。
接口和/或處理單元21至24連接由媒體網(wǎng)關(guān)20處理的媒體流。例如，每一個(gè)接口和/或處理單元21至24處理高達(dá)8k實(shí)時(shí)協(xié)議會(huì)話(RTP＝實(shí)時(shí)協(xié)議)。為了簡單，圖2限于四個(gè)接口和/或處理單元21至24。然而，實(shí)際上，接口和/或處理單元可以包含更多數(shù)量的單元，如接口和/或處理單元21至24下方的點(diǎn)所示出的。相同的限制適用于PSF11，在PSF11中僅示出六個(gè)PSF。
接口和/或處理單元21至24通過PSF平面111至116互相連接。在接口和/或處理單元21至24之間定義了多個(gè)以太網(wǎng)中繼線101至104。每個(gè)以太網(wǎng)中繼線101至104表示具有相同MAC目的地址的以太網(wǎng)幀的流。PSF平面111至116為以太網(wǎng)中繼線101至104的以太網(wǎng)幀提供了交換功能，以太網(wǎng)中繼線101至104是在接口和/或處理單元21至24之間定義的。優(yōu)選地，每個(gè)接口和/或處理單元21至24通過至少一個(gè)物理鏈路與每一個(gè)PSF平面111至116相連。PSF平面111至116將接收的以太網(wǎng)幀交換到分配給以太網(wǎng)中繼線101至104的相應(yīng)輸出端口，其中接收的以太網(wǎng)幀是分配給以太網(wǎng)中繼線101至104的。進(jìn)一步地，兩個(gè)或更多的接口和/或處理單元21至24物理地與一個(gè)或多個(gè)PSF平面111至116相連是可能的。
根據(jù)圖2的實(shí)施例，接口和/或處理單元21和22擔(dān)任源板，所述源板是由PSF平面111至116交換的以太網(wǎng)幀的源端，而一個(gè)或多個(gè)接口和/或處理單元23和24擔(dān)任目的板，所述目的板是由PSF平面111至116交換的以太網(wǎng)幀的目的端。另外，例如當(dāng)用作雙向?qū)崟r(shí)連接時(shí)，一個(gè)或多個(gè)接口和/或處理單元21至24既擔(dān)任源板又擔(dān)任目的板也是可能的。
接口和/或處理單元21至24包含大量邏輯板210至217。邏輯板210至217再被劃分為更小的資源2101至2124，表示諸如DSP信道的特定板的本地資源。由于這一分層結(jié)構(gòu)，在PSF11上同時(shí)處理多個(gè)并行的通信連接是可能的。
擔(dān)任源板的接口和/或處理單元21至24中的一個(gè)服務(wù)例如8k輸入媒體流，所述輸入媒體流每一個(gè)都分配給例如由資源2101至2124之一進(jìn)行處理的RTP會(huì)話。它將輸入媒體流分配給連接了源板與指定目的板的以太網(wǎng)中繼線101至104。借助于VCID，它多路復(fù)用多達(dá)數(shù)千這樣的媒體流，即數(shù)千這些以太網(wǎng)中繼線101至104每一個(gè)之上的實(shí)時(shí)協(xié)議會(huì)話。VCID被插進(jìn)以太網(wǎng)幀，所述以太網(wǎng)幀在其有效載荷部分?jǐn)y帶資源的通信業(yè)務(wù)。VCID允許唯一地標(biāo)識幀并將幀分配給目的板上對應(yīng)的目的資源。
源板21、22執(zhí)行交換過程并將輸出以太網(wǎng)幀根據(jù)其MAC目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到連接了源板和PSF平面111至116的輸出以太網(wǎng)中繼線101至104之一。接著，PSF平面111至116執(zhí)行交換過程并將輸出以太網(wǎng)幀根據(jù)它們的MAC目的地址轉(zhuǎn)發(fā)到連接了PSF平面111至116和目的板23、24的輸出以太網(wǎng)中繼線101至104之一。目的板根據(jù)它們的VCID多路分解通過以太網(wǎng)中繼線接收的媒體流。然后，它處理這些媒體流通過目的板輸出端口之一的進(jìn)一步傳輸。
舉例來說，這樣，以下情況成為可能并行地服務(wù)單元21的資源2101至2106的所有通信信道、將與這些信道相關(guān)的通信業(yè)務(wù)通過PSF11傳輸?shù)侥康膯卧?3，并借助于這些VCID將通信業(yè)務(wù)分配給單元23的相應(yīng)目的資源2113至2118。借助于這些VCID創(chuàng)建虛擬連接，所述虛擬連接便于大量通信數(shù)據(jù)信道在以太網(wǎng)交換機(jī)上的傳輸。
控制單元200管理并控制以太網(wǎng)交換過程。在初始化階段，控制單元200在源和目的地址之間定義并建立以太網(wǎng)中繼線，并且為PSF平面111至116和執(zhí)行上述以太網(wǎng)交換功能的源板創(chuàng)建對應(yīng)的地址表。
在網(wǎng)關(guān)20的優(yōu)選實(shí)施例中，在該初始化階段，控制單元200可以在接口和/或處理單元21至24上使用內(nèi)部以太網(wǎng)地址模式。該內(nèi)部地址模式使用兩個(gè)或更多不同的內(nèi)部MAC地址類型。例如，在該地址模式內(nèi)，它使用下列三種不同類型的以太網(wǎng)MAC地址。
第一，它使用動(dòng)態(tài)MAC地址類型，該地址類型按照分組交換結(jié)構(gòu)平面和目的板指定了動(dòng)態(tài)路徑。這樣的地址類型應(yīng)用在用于業(yè)務(wù)應(yīng)用的以太網(wǎng)中繼線，特別是傳輸實(shí)時(shí)協(xié)議會(huì)話的媒體流的以太網(wǎng)中繼線。
第二，它使用指定了這樣一種路徑的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)MAC地址類型，所述路徑就目的板而言是靜態(tài)的，而就分組交換結(jié)構(gòu)平面而言是動(dòng)態(tài)的。例如，它將這樣的靜態(tài)/動(dòng)態(tài)MAC地址類型分配給表示內(nèi)部激活的或備份的卡到卡連接，所述卡到卡連接例如用于分組接口/媒體轉(zhuǎn)換模塊卡的內(nèi)容同步。
第三，它使用指定了路徑的靜態(tài)MAC地址類型，所述路經(jīng)就分組交換平面和鏈路和目的板而言是靜態(tài)的，例如，它分配這樣的靜態(tài)MAC地址類型給系統(tǒng)內(nèi)部測試業(yè)務(wù)。
在初始化階段，控制單元200定義了以太網(wǎng)中繼線101至104的網(wǎng)絡(luò)，所述中繼線具有不同類型的目的MAC地址類型。這些MAC地址類型適合于網(wǎng)關(guān)20范圍內(nèi)以太網(wǎng)中繼線101至104的各個(gè)功能。
在工作階段，控制單元200監(jiān)控接口和/或處理單元21至24以及PSF平面111至116，以檢測接口和/或處理單元21至24以及PSF平面111至116的失效和/或故障。如果它檢測到這樣的失效和/或故障，則確定受到出故障的接口和/或處理單元21至24和/或出故障的PSF平面111至116影響的以太網(wǎng)中繼線101至104。然后，它檢查分配給受影響的以太網(wǎng)中繼線101至104的目的MAC地址的類型。
如果該MAC地址是動(dòng)態(tài)MAC地址類型并且以太網(wǎng)中繼線101至104受到出故障的目的板影響，則它重新分配確定的以太網(wǎng)MAC地址給接口和/或處理單元21至24，例如分配給具有足夠容量來接管出故障的接口和/或處理單元21至24的負(fù)荷的接口和/或處理單元21至24。如果以太網(wǎng)中繼線受到出故障的PSF平面111至116影響，則通過備用的PSF平面111至116重新配置以太網(wǎng)中繼線101至104并且重新配置該以太網(wǎng)中繼線101至104的路由，其中所述備用的PSF平面111至116例如具有足夠容量來接管該以太網(wǎng)中繼線101至104的負(fù)荷的PSF平面111至116。
如果確定的以太網(wǎng)MAC地址是靜態(tài)/動(dòng)態(tài)MAC地址類型而且以太網(wǎng)中繼線101至104受到出故障的PSF平面111至116影響，則它重新配置該以太網(wǎng)中繼線101至104的路由并通過備用的PSF平面111至116引導(dǎo)以太網(wǎng)中繼線101至104至目的板。如果以太網(wǎng)中繼線101至104受到出故障的目的板影響，則它不執(zhí)行MAC地址的重新分配，也不執(zhí)行分配給以太網(wǎng)中繼線101至104的路由的重新配置。
如果確定的以太網(wǎng)MAC地址是靜態(tài)MAC地址類型，則它不執(zhí)行以太網(wǎng)MAC地址的重新分配。
下面，借助于圖3來舉例說明靜態(tài)/動(dòng)態(tài)MAC地址類型的處理，圖3顯示了定義在源板，即接口和/或處理單元21和目的板，即接口和/或處理單元23之間的以太網(wǎng)中繼線101。以太網(wǎng)中繼線101具有目的MAC地址，該地址是靜態(tài)/動(dòng)態(tài)MAC地址類型。
以太網(wǎng)中繼線101就目的板而言是靜態(tài)的，即如果目的板失效或故障不要求配置。但是以太網(wǎng)中繼線101就PSF平面故障而言是動(dòng)態(tài)路徑，即如果PSF平面發(fā)生故障，要求重新配置。如果PSF平面111發(fā)生故障，則控制單元200執(zhí)行源板即接口和/或處理單元21中地址表的改變，這導(dǎo)致源板將分配給以太網(wǎng)中繼線101的分組交換到PSF平面112。這導(dǎo)致了如圖3所示的以太網(wǎng)中繼線路由的改變。以太網(wǎng)中繼線路由的這一改變對于較高協(xié)議層是透明的，因此沒有必要讓這些層將媒體流改換路由到備用的以太網(wǎng)中繼線。
在以太網(wǎng)中繼線101上多路復(fù)用的媒體數(shù)據(jù)的傳輸不受以太網(wǎng)中繼線路由改變的影響。包含媒體數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)幀在以太網(wǎng)中繼線101上借助于VCID進(jìn)行多路復(fù)用，所述VCID并不經(jīng)歷任何改變。VCID地址構(gòu)造是按照VCID具有邏輯特性的方式完成的，因此不受內(nèi)部設(shè)備保護(hù)交換機(jī)制的影響。因此，本發(fā)明提供了用于在媒體網(wǎng)關(guān)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置，該裝置獨(dú)立于環(huán)境的變化，因此是安全并且可靠的。
圖4示出用于在媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)進(jìn)行傳輸?shù)膸?。VCID40結(jié)合到幀4中，并且位于內(nèi)部底板報(bào)頭41和有效載荷42的側(cè)面。內(nèi)部底板報(bào)頭41包括底板媒體接入控制目的地址411(＝BP MAC DA)、底板媒體接入控制源地址412(＝BP MAC SA)、802.IP/Q標(biāo)簽413以及長度字段414。VCID字段40作為報(bào)頭41之后的字段插入。優(yōu)選地，VCID字段40具有32比特的長度。雖然這將可用的以太網(wǎng)有效載荷長度減少了4字節(jié)，但是由于VoP系統(tǒng)中可用有效載荷與服務(wù)需求，這并不造成任何缺陷。
有效載荷42可以是面向連接的(＝CO)有效載荷或無連接的(＝CL)有效載荷。在CO有效載荷的情況下，有效載荷42可以包括AAL2 CPS分組報(bào)頭(＝PH)和諸如40字節(jié)G.711@5ms的AAL2 CPS分組有效載荷(＝PP)(CPS＝公共部分子層)。在CL有效載荷的情況下，有效載荷42可以包括RTP報(bào)頭和諸如80字節(jié)G.711@10ms的RTP有效載荷。
圖5示出優(yōu)選的VCID布局。該VCID是作為32比特連接標(biāo)識符而發(fā)明的。以分層的方式構(gòu)建了VCID字段50，而不是使用VCID作為平面數(shù)·邏輯板標(biāo)識符51(LBI)和·板資源標(biāo)識符52(BRI)。
基本上LBI51和BRI52地址范圍不固定。典型的應(yīng)用是使用8比特LBI51和16比特BRI52，還用為將來使用而保留的8比特。
LBI51用于以邏輯方式標(biāo)識資源。這對于利用VCID以進(jìn)行有效的系統(tǒng)內(nèi)部冗余支持來說是重要的。BRI52可以標(biāo)識諸如DSP信道的特定板本地資源。
圖6說明了借助于VCID通過一個(gè)以太網(wǎng)中繼線61的N個(gè)連接(層1到層N)的傳輸。明確的VCID標(biāo)識的數(shù)千內(nèi)部連接，可以共享一個(gè)以太網(wǎng)中繼線61，即具有相同MAC(MAC＝媒體訪問控制)目的和源地址的以太網(wǎng)幀的流。圖6的以太網(wǎng)中繼線61包含連接交換和/或處理單元62至65的三個(gè)中繼線段61a、61b、61c。交換和/或處理單元62至65可以包含以太網(wǎng)交換機(jī)、接口單元、處理單元等。
對于外部觀察者，由N個(gè)連接組成的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在1、...、N、N+1、...、M層上同時(shí)地穿過網(wǎng)關(guān)6被傳輸。然而，根據(jù)本發(fā)明，層1、...、N被多路復(fù)用到一個(gè)單獨(dú)的以太網(wǎng)干線中繼線61上，每層，即每個(gè)分組流借助于明確的VCID被標(biāo)識。分組流1、...、N的每一幀都分配有CVID并被多路復(fù)用到一個(gè)單獨(dú)的以太網(wǎng)干線中繼線61上。被多路復(fù)用的分組流通過若干交換和/或處理單元62至65直到分組流到達(dá)最后的交換和/或處理單元62至65。這里，層1、...。N的幀借助于它們的VCID被標(biāo)識，并且多路復(fù)用的分組流被多路分解到層1、...、N。
因此從外部觀察者來看，不同的連接作為分離的層穿過網(wǎng)關(guān)6進(jìn)行傳輸，同時(shí)借助于VCID在內(nèi)部將這些層多路復(fù)用到單獨(dú)的中繼線61上。VCID概念的一種機(jī)能是支持分布的和可升級的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。獨(dú)立于外部協(xié)議棧，VCID概念能用于實(shí)現(xiàn)協(xié)議層終端的分布式定位(＝資源)。VCID概念適合于在各層上劃分協(xié)議棧。另外，它允許實(shí)現(xiàn)相對于外部傳輸技術(shù)(CO、CL)的獨(dú)立性。
圖7至9顯示了本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例，特別是系統(tǒng)媒體網(wǎng)關(guān)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)部以及限于分組側(cè)的VCID使用。與內(nèi)部底板報(bào)頭結(jié)合，VCID構(gòu)成如何能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)應(yīng)用的方法。
圖7至9顯示了用作媒體網(wǎng)關(guān)至電路交換網(wǎng)的接口的若干電路接口模塊71、81、91。每個(gè)電路接口模塊71、81、91耦合到電路交換結(jié)構(gòu)72、82、92(＝CSF)。CSF72、82、92又連接到位于媒體網(wǎng)關(guān)的電路側(cè)和分組側(cè)的接口處的若干媒體處理單元73、83、93。
媒體處理單元73、83、93出于內(nèi)部分組交換目的結(jié)合了VCID。幀中VCID的使用局限在內(nèi)部連接范圍77、87、97內(nèi)。諸如c-PSF 75a、85a、95a和d-PSF 75b、85b、95b的分組交換結(jié)構(gòu)(＝PSF)、系統(tǒng)控制器74、84、94以及分組接口模塊76、86、96，也位于VCID范圍77、87、97內(nèi)。分組接口模塊76、86、96用作媒體網(wǎng)關(guān)至分組交換網(wǎng)的接口。分組交換網(wǎng)可以在VoIP或VoAAL2技術(shù)下工作(VoIP＝基于IP的話音；VoAAL2＝基于AAL2的話音)。
VCID解決方案對分組流的內(nèi)部處理引入了面向連接的原則。因此，它代表了實(shí)現(xiàn)相對于外部傳輸技術(shù)的獨(dú)立性的一般概念。在媒體網(wǎng)關(guān)的情況下，例如數(shù)千RTP會(huì)話在一個(gè)以太網(wǎng)中繼線上進(jìn)行多路復(fù)用，而每個(gè)會(huì)話在系統(tǒng)范圍內(nèi)由VCID明確標(biāo)識。
VCID一方面代表了實(shí)際連接，所述連接用于在分布式協(xié)議層終端(＝系統(tǒng)資源)之間以及在系統(tǒng)內(nèi)部資源自身之間傳送分組。通過將VCID值鏈接到特定資源(例如DSP信道或UDP端口)并且通過賦予VCID邏輯意義的VCID構(gòu)造，能有效地支持系統(tǒng)冗余性能。此外，由于VCID的簡單特性，能夠選擇有效和有力的實(shí)施，以滿足分組轉(zhuǎn)發(fā)性能對高密度媒體網(wǎng)關(guān)的需要。
圖7顯示了媒體網(wǎng)關(guān)的電路至電路應(yīng)用。在諸如GSM至PSTN的電路至電路網(wǎng)交互工作的情況下，媒體網(wǎng)關(guān)用于將媒體數(shù)據(jù)流從一個(gè)電路交換網(wǎng)交換到另一個(gè)電路交換網(wǎng)(GSM＝全球移動(dòng)通信系統(tǒng))。在網(wǎng)關(guān)內(nèi)，幀從一個(gè)媒體處理單元73a通過d-PSF 75b傳輸?shù)搅硪粋€(gè)媒體處理單元73b。
圖8顯示了媒體網(wǎng)關(guān)的電路至分組應(yīng)用。在諸如TDM至RTP/UDP/IP的服務(wù)交互工作的情況下，媒體網(wǎng)關(guān)用于將媒體數(shù)據(jù)流從電路交換網(wǎng)交換到分組交換網(wǎng)。在網(wǎng)關(guān)內(nèi)，幀從一個(gè)媒體處理單元83a通過d-PSF 85b傳輸?shù)椒纸M接口模塊86。
圖9顯示了媒體網(wǎng)關(guān)的分組至分組應(yīng)用。在諸如RTP/UDP/IP至AAL2/ATM的分組至分組網(wǎng)絡(luò)交互工作的情況下，媒體網(wǎng)關(guān)用于將媒體數(shù)據(jù)流從一個(gè)分組交換網(wǎng)交換到另一個(gè)分組交換網(wǎng)。在網(wǎng)關(guān)內(nèi)，幀從分組接口模塊96的一個(gè)資源/信道通過d-PSF 95b傳輸?shù)椒纸M接口模塊96的另一個(gè)資源/信道。
權(quán)利要求
1.一種用于連接公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，包含至少一個(gè)與公用交換電話網(wǎng)的接口、至少一個(gè)與網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的接口，以及至少一個(gè)用于在公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)之間進(jìn)行媒體轉(zhuǎn)換的處理單元，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于采用具有虛擬連接標(biāo)識符的、面向內(nèi)部連接的層，在內(nèi)部通過用于內(nèi)部分組交換的以太網(wǎng)交換機(jī)與網(wǎng)關(guān)通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元通過以太網(wǎng)中繼線進(jìn)行鏈接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于處理用于在所述以太網(wǎng)交換機(jī)上進(jìn)行通信的分組，所述分組包含以太網(wǎng)報(bào)頭、有效載荷以及插在所述以太網(wǎng)報(bào)頭和有效載荷之間的虛擬連接標(biāo)識符。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述有效載荷包含遵守?zé)o連接或面向連接的外部傳輸技術(shù)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，如果資源的功能狀態(tài)改變，所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于將所述虛擬連接標(biāo)識符分配給另一個(gè)資源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，當(dāng)檢測到所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元之一失效和/或故障時(shí)，所述網(wǎng)關(guān)適于通過確定相關(guān)或出故障的接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元的地址并將該確定的地址重新分配給備用的接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元，來提供所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元的重新配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元是通過物理板表示的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述虛擬連接標(biāo)識符包含用于以邏輯的方式標(biāo)識邏輯資源的邏輯板標(biāo)識符。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述虛擬連接標(biāo)識符包含板資源標(biāo)識符，用于標(biāo)識諸如信道的特定單元本地資源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，在所述網(wǎng)關(guān)內(nèi)，所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于分別向通信業(yè)務(wù)中插入所述虛擬連接標(biāo)識符以及從通信業(yè)務(wù)中移出所述虛擬連接標(biāo)識符，并且所述虛擬連接標(biāo)識符的使用限于所述網(wǎng)關(guān)的分組側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連接公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，包含至少一個(gè)與公用交換電話網(wǎng)的接口、至少一個(gè)與網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)的接口，以及至少一個(gè)用于在公用交換電話網(wǎng)和網(wǎng)際協(xié)議網(wǎng)之間進(jìn)行媒體轉(zhuǎn)換的處理單元，由此，一個(gè)或多個(gè)所述接口單元和/或媒體轉(zhuǎn)換處理單元適于采用具有虛擬連接標(biāo)識符的、面向內(nèi)部連接的層，在內(nèi)部通過用于內(nèi)部分組交換的以太網(wǎng)交換機(jī)與網(wǎng)關(guān)通信。
文檔編號H04L12/66GK1953430SQ20061013227
公開日2007年4月25日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月18日
發(fā)明者C·魏茨曼 申請人:阿爾卡特公司