专利名称：分配数据包流服务质量的方法
依照时间面对数据包的网络-也称为“数据网络”-目前原则上是为了传送专业领域也称为“数据包流”的数据包流设计的。在这里一般来说不要求保证传送-服务质量。这样例如进行传送数据包流时具有波动的时间延迟，因为一般来说将数据包流的单个数据包是按照其网络输入的顺序传送的，也就是说随着从数据网络被传送的数据包愈多则时间延迟愈大。所以在专业领域将传送数据也称为没有实时条件的传送服务或者称为“非-实时-服务”。
在按照导线的语言网络和按照数据包的数据网络相互接近的过程中将实时服务或者“实时-服务”，也就是说在实时条件下传送服务例如传送语言信息或者运动图像信息同样在按照数据包的网络上实现，也就是说将目前普通的按照导线传送的实时服务在相互接近的语言-数据-网络中按照数据包，也就是说用数据包流进行传送。这些也被称为“实时数据包流”。在这里出现的问题是，按照数据包传送的实时服务与按照导线传送的实时服务在质量上要求比较高的服务质量。特别是最小的-例如＜200ms的延迟没有延迟时间的波动是重要的，因为实时服务一般来说要求连续的信息流和信息损失，信息损失例如是由于数据包损失决定的，不会通过被扭曲的数据包的再一次传送补偿过来的。因为这些服务质量-要求原则上对于所有按照数据包传送的网络都是适合的，这些与按照数据包网络的具体结构无关。将数据包可以构成为因特网-，X.25-或者帧-中继-数据包，但是也可以构成为ATM-单元。
对于传送语言信息和图像信息经过按照数据包的因特网-也被称为“VoIP”-在国际标准特别是H.323标准中建议了通过因特网传送的纪录。在这里将网络分成为多个“H.323区”，在其中安排了各个所谓的“关守”用于-将E.164-电话号码转换为计算机名字或者其网络地址-输入和输出通话的准入检查-管理传送容量-登录H.323-终端机。
然而在现实的H.323标准中没有建议因特网-传送保证的服务质量，目前的VoIP的缺点是降低语言-和图像传送的质量，如果由因特网准备传送的数据包的数目增加时。在K.Nichols，“有区别的服务控制装置模型和定义”，IEEE草稿，1998中因此建议了，在目前没有服务质量保证的按照数据包的因特网上引入了多个服务-等级。在这里将单个数据包流各自从属于一个确定的服务-等级和从因特网的传送节点上将对应于其服务-等级的相对于其他服务-等级数据包优先地或者滞后地传送。这样对于实时服务要求的服务质量因此可以保证，将所属的实时数据包流分配给一个服务-等级，将这些实时数据包流从因特网的节点优先传送-因此实时数据包流相对于数据包流是优先的。
原则上在优先控制的传送中至少对于优先通信要求网络入口检查，因为然后只可以保证所要求的服务质量，如果不再有比从网络可以传送的最多数据包更多优先的数据包输入给这个网络时。为此对于具有多个服务-等级的因特网建议了网络传输装置-也被称为“优先装置”，用这个起到网络入口的检查作用。在这里优先装置可以-对应于数据包流的优先权在数据包中设置优先权标志-当数据包已经标明优先权时，检查和必要时修正优先权标志-检查优先数据包流的传送容量。
目前没有处理的是服务质量的分配，也就是说存在的问题是，如何要求，分配数据包流的服务质量，和在传送之前通知优先装置。已知一种方法，在其中借助于预定纪录RSVP将传送数据包流要求的服务质量被通信网络的每个传送节点请求和调整传送数据包流，如果至少一个传送节点不可能带来所请求的服务质量时。在这里必须将预定纪录RSVP实现在每个传送节点上。
因此以下任务是以本发明为基础，构成一种方法用于将数据包流传送的服务质量分配在具有服务-等级的按照数据包的通信网络上面。此任务是通过权利要求1特征解决的。
本发明的重要观点在于对于一个服务付与一个服务质量，在其中至少一个数据包和/或数据包流上的服务是依赖于按照数据包传送的通信网络的服务质量实现的，在控制装置上申请使用服务，和由被申请使用服务的控制装置依赖于服务和/或被申请的使用服务进行分配。本发明重要的优点在于，申请使用服务和不分配服务质量。因此控制装置可以将具有不同服务质量的被申请的服务进行分配，例如当通信网络中有足够的传送容量时用比较高的服务质量和当通信网络中有不充分的传送容量时用比较低的服务质量。此外有益的是服务质量是按照数据包单独地进行分配。其中有一个特殊的优点是如果在通信网络中不安排传送具有保证数据包单独的服务质量时。
按照本发明方法的结构安排了，申请使用服务时不需要说明服务质量-权利要求2。因此有益的对于使用服务申请时不要求求出服务质量。
按照本发明方法的扩展结构将服务构成为传送信息，特别是语言信息-权利要求3。对应于按照本发明方法的结构当使用服务时从通信网络传送至少一个从属于服务的具有服务质量的数据包流- 5。因此有益地为了满足特殊的服务质量-请求可以将本发明使用在经过按照数据包的通信网络的语言信息传送上，特别是可以使用在集成的语言-数据网络上。
按照本发明方法的变型，由控制装置检查，是否被申请的使用服务可以由具有预先安排服务质量的通信网络带来-权利要求4。因此检查是通过控制装置进行的和不是通过通信网络进行的，因此减轻了通信网络的负荷。
按照本发明方法的扩展结构安排了，在网络传输装置将具有服务质量的数据包流传送给按照数据包的通信网络之前，由控制装置将数据包流的服务质量通知网络传输装置-权利要求6。因此有益地起到从网络传输装置将具有被分配服务质量的数据包流传送给通信网络的作用。
对应于按照本发明方法的扩展结构对于数据包流的准入至少要求被通知的服务质量的一个确认-权利要求8。因此确保了于是数据包流只是准入的，如果可以传送被分配的服务质量时。因此可以将通知和后面的确认服务质量与准入检查一同进行，因此准入检查和分配服务质量有益的作为一个单元，也就是说紧密地起作用。
按照本发明方法的结构安排了，通知服务质量是借助于通知-数据包进行的-权利要求9。因此有益的传送通知可以与传送数据包流用同样的方法进行。
按照本发明方法的结构在通信网络中至少安排一个高服务质量和一个低服务质量-权利要求10。在这里考虑了，将具有高服务质量的数据包流由网络传输装置优先传送-权利要求11。因此实时信息也就是说具有尽可能小延迟时间的数据包流相对于具有可以变化延迟时间的信息数据包流应该优先传送。例如传送具有高服务质量的信息，这些是语音电话或者图像电话。例如传送具有低服务质量的信息，这些是电子邮件、文本或者因特网-页。
按照本发明方法的结构安排了，在数据包流的数据包上安排了服务质量标志-权利要求12。在这里从网络传输装置传送具有代表高服务质量的第一个服务质量标志的具有高服务质量的准备传送的数据包流和传送其余代表低服务质量的第二个服务质量标志的数据包流-权利要求13。因此通过传送在数据包流的数据包上被分配的服务质量可以通过在通信网络传送节点上读出服务质量标志在传送数据包流期间求出被分配的服务质量，因此不要求在传送节点上储存被分配的服务质量。
对应于按照本发明方法的扩展结构服务质量借助于优先权起作用，其中规定高服务质量作为高优先权和低服务质量作为低优先权和将服务质量标志作为优先权标志-权利要求14。因此通过用于优先权控制的已知机理用简单方法可以将具有高服务质量的数据包流实现优先传送。
对应于按照本发明方法的结构将网络传输装置构成为优先装置-权利要求7-，将数据包构成为因特网-数据包-权利要求1-和将控制按照国际标准H.323构成为关守-权利要求16。因此将按照本发明的方法可以有益地插入在已经存在的依据时间的因特网的基础设施中。此外服务质量的分配可以依赖于关守的准入检查实现。
下面借助于两个附图详细叙述按照本发明的方法。附图表示附
图1在电路框图上按照本发明经过具有服务质量的通信网络传送优先的数据包流，和附图2在流程图上是将按照本发明的方法集成在按照国际标准H.323，H.225和H.245的传送上。
在附图1上示范性地表示了三个通信网络KN，例如将这些构成为按照数据包相互接近的语言-数据-网络。在这里将第一个通信网络KN(1)构成为第一个局域网-也被称为“局域网”或者“LAN”-L1，将第二个通信网络KN(2)构成为因特网IN和将第三个通信网络KN(3)构成为第二个局域网LAN L2。在这些网络KN上可以依赖于服务质量DG传送由一系列数据包PA组成的数据包流ST，在其中各自安排了至少一个高服务质量HD和一个低服务质量NG。例如用数据包PA传送代表语言信息V或者数据D的信息INF。这些通信网络KN是通过网络传输装置NE相互连接的，其中因特网IN是通过第一个网络传输装置NE(ED(1))与局域网L1和通过第二个网络传输装置NE(ED(2))与LANL2连接的和在这里例如将网络传输装置NE(ED(1))构成为第一个优先装置ED(1)和将网络传输装置NE(ED(2))构成为第二个优先(Edge)装置ED(2)。此外在LAN L1上将第一个电话T(1)和第一个计算机C(1)，在LAN L2上将第二个电话T(2)和第二个计算机C(2)与网络传输装置NE连接，例如将这些实现为插卡K，电路ES或者程序P。在两个电话T(1)、T(2)之间将语言信息V用语言数据包流STV-从电话T(1)到电话T(2)用第一个数据包流ST1和在相反方向用第二个数据包流ST2-和从计算机C(1)到计算机C(2)将数据用第三个数据包流ST3进行传送。在这里数据包PA至少在因特网IN上有服务质量标志DK，将这些在数据包流ST1、ST2的数据包PA上构成为代表高服务质量HD的服务质量标志HDK和在数据包流ST3的数据包PA上构成为低服务质量NDK。在这里例如将服务质量标志DK实现为优先权标志PK。在LAN L1，L2中的任何一个上安排了控制装置SF，将这个按照国际VoIP-标准H.323实现为关守GK用于控制语言信息V的传送，其中在LAN L1上安排了第一个关守GK(1)和在LAN L2上安排了第二个关守GK(2)，将这些各自与网络传输装置NE与LAN L1，L2相连接。在关守GK和优先装置ED之间交换信号数据包MP，其中在关守GK(1)和网络传输装置NE(ED(1))之间将第一个信号数据包M(1)，在网络传输装置NE(ED(1))，NE(ED(2))之间有选择地将第二个信号数据包MP(2)和在关守GK(2)和网络传输装置NE(ED(2))之间将第三个信号数据包M(3)进行传送。
在附图2上示范性地用流程图表示了当传送对应于VoIP标准H.225和H.245的VoIP时在实现为电话T(1)和T(2)的端点EP，第一个关守GK(1)，第二个关守GK(2)之间发生的消息交换以及在两个关守GK(1)，GK(2)和两个网络传输装置NE(ED(1))，NE(ED(2))之间按照本发明的信息交换，其中附加在消息交换中对应于VoIP标准H.225和H.245安排了按照本发明的信号M和确认B。在这里-有益的用信号数据包MP(1)-从关守GK(1)到网络传输装置NE(ED(1))将第一个信号M(11)，第二个信号M(12)，第三个信号M(13)和第四个信号M(14)，以及从网络传输装置NE(ED(1))到关守GK(1)将第一个确认B(11)传送。同样-有益的用信号数据包MP(3)-按照本发明从关守GK(2)到网络传输装置NE(ED(2))将第五个信号M(21)，第六个信号M(22)，第七个信号M(23)和第八个信号M(24)，以及从网络传输装置NE(ED(2))到关守GK(2)将第二个确认B(21)传送。
对于实施例假设，在因特网IN上至少安排了多个服务质量DG，将这些通过在因特网-数据包IP上安排的服务质量标志DK显示给因特网。此外从计算机C(1)已经将数据D通过具有低服务质量ND的数据包流ST3传送给计算机C(2)。在两个端点EP之间，例如电话T(1)，T(2)之间现在应该附加传送语言信息V，此时这些至少应该经过具有高服务质量的因特网IN进行。此外从电话T(1)输入按照国际标准E.164结构化的电话号码之后申请与电话T(2)的连接。这也被称为“呼叫确认”CA。当第一个呼叫确认CA(1)期间在LAN L1上申请从电话T(1)到电话T(2)传送数据包流ST1，如果从电话T(1)将第一个确认-请求-消息ARQ(1)发送给关守GK(1)时。由关守GK(1)然后至少将电话号码转换为电话T(2)的因特网-地址。然后按照本发明由关守GK(1)将高服务质量HD分配给数据包流ST1和用信号M(11)通知给网络传输装置NE(ED(1))。例如有可能请求传送容量为64kbps。随后由关守GK(1)将第一个准入-确认-消息ACF(1)传送给电话T(1)，这个准入-确认-消息可以有选择地依赖于由网络传输装置NE(ED(1))作为答复反馈的确认B(11)传送给关守GK(1)。如果电话T(1)发送给电话T(2)对应于国际标准检查纪录H.225一个呼叫-设置-信息C3，然后由电话T(1)开始建立与电话T(2)的连接。在这里也将电话T(1)的纪录号码和端口号码通知给关守GK(1)，将这些由关守GK(1)用信号M(12)通知给网络传输装置NE(ED(1))。
因为由于语言连接的双向特性要求两个语言数据包流STV-数据包流ST1从电话T(1)到电话T(2)传送语言信息V和数据包流ST2从电话T(2)到电话T(1)传送语言信息V-，在接收呼叫-设置-消息C3之后由电话T(2)申请数据包流ST2。建立数据包流ST2与建立数据包流ST1是一样地进行的。然后由电话T(2)进行第二个呼叫准入CA(2)，其中由关守GK(2)在接收第二个准入-确认-信息ARQ(2)之后借助于按照本发明的信号M(21)将所要求的高服务质量HD通知给网络传输装置NE(ED(2))。同样这可以用确认B(21)认可。将呼叫准入CA通过第二个准入-确认-消息ACF(2)结束，然后由第二个电话T(2)将连接-消息CO发送给第一个电话T(1)。结束连接建立时将电话T(2)的纪录号码和端口号码用信号M(22)通知给网络传输装置NE(ED(2))。在两个电话T(1)，T(2)之间现在通过数据包流ST1，ST2传送具有高服务质量的语言信息V，也就是说相对于传送具有低服务质量ND的准备传送的数据包流ST3优先进行传送。
结束通话之后例如由电话T(1)引入建立连接，也-被称为“结束会议”，如果由其按照国际标准H.245发送给电话T(2)第一个呼叫-撤销-消息CT(1)。在接收这个消息之后由网络传输装置NE(ED(1))的关守GK(1)通过信号M(13)尽早通知建立连接，然后由网络传输装置NE(ED(1))有可能将预定的高服务质量HD释放。由电话T(2)在接收第一个呼叫-撤销-消息CT(1)之后同样发送第二个呼叫-撤销-消息CT(2)，然后由关守GK(2)也有可能发送给网络传输装置NE(ED(2))信号M(23)。信号M(13)，M(23)例如包括因特网-地址和两个电话T(1)，T(2)的端口号码，纪录号码和/或语言数据包流STV相应的传送容量。在接收呼叫-撤销-消息CT2)之后由电话T(1)发送释放-完成-消息RC和引入第一个呼叫脱离CD(1)，如果将第一个脱离-请求-消息DRQ(1)传送给关守GK(1)时。由关守GK(1)然后将数据包流ST1传送结束用信号M(14)通知给网络传输装置NE(ED(1))和通过发送第一个脱离-确认-消息DCF(1)结束呼叫脱离CD(1)。由电话T(2)在接收释放-完成-消息RC之后用同样的方法开始第二个呼叫脱离CD(2)，如果将第二个脱离-请求-消息DRQ(2)传送给关守(2)时。由关守GK(2)然后将数据包流ST2传送结束用信号M(24)通知给网络传输装置NE(ED(2))和通过发送第二个脱离-确认-消息DCF(2)结束呼叫脱离CD(2)。
按照本发明的变型将数据包流ST1的高服务质量HD用信号数据包MP(2)通知给网络传输装置NE(ED(2))。因此由网络传输装置NE(ED(2))可以有益地将数据包流ST1优先传送，也就是说不仅在网络传输装置NE(ED(2))内部本身而且，如果在LAN L2技术上安排了，优先传送给LAN L2和/或在LAN L2内。
按照本发明的另外的变型借助于预定纪录，例如通过预定纪录RSVP，将服务质量通知给网络传输装置NE(ED(1))，NE1(ED(2))和关守GK。
最后还应指出，本发明不仅限于使用在因特网IN上，而且可以使用在具有服务质量DG的每个按照数据包的通信网络上。例如安排应用在局域网L1，L2上。这在附图1上已经说明了，由控制装置SF，C计算机(1)，C(2)和电话T(1)，T(2)到局域网络L1，L2同样借助于网络传输装置NE可以存取，其中通过按照本发明网络传输装置NE的配置通过控制装置SF可以优先地，也就是说在局域网L1，L2上用高服务质量HD传送语言信息V。
权利要求
1.对于服务(DI)分配服务质量(DG)的方法，在其中-在至少一个数据包(PA)和/数据包流(ST)上的服务(DI)是依赖于按照数据包传送的通信网络的服务质量(DG)实现的，-在控制装置(SF)中申请使用(NU)服务(DI)，和-由控制装置(SF)对于被申请的使用(NU)服务(DI)将服务质量(DG)依赖于服务(DI)和/或被申请的使用(NU)服务(DI)进行分配。
2.按照权利要求1的方法，其特征为，申请使用(NU)服务(DI)不需要说明服务质量(DG)。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征为，将服务(DI)构成为信息(INF)的传送，特别是语言信息(V)。
4.按照权利要求1至3之一的方法，其特征为，由控制装置(SP)检查，是否由安排有服务质量(DG)的通信网络(KN)可以带来被申请的使用(NU)服务(DI)。
5.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，当使用服务(DI)时由通信网络(KN)至少传送一个具有服务质量(DG)的从属于服务的数据包流(ST)。
6.按照权利要求5的方法，其特征为，由控制装置(SF)将服务质量(DG)通知给至少一个网络传输装置(NE)和由这个然后将具有被通知的服务质量(DG)的数据包流(ST)传送给按照数据包流的通信网络(KN)。
7.按照权利要求6的方法，其特征为，将网络传输装置(NE)构成为优先装置(ED)。
8.按照权利要求6或7之一的方法，其特征为，对于分配服务质量(DG)至少要求被通知的服务质量(DG)的一个确认。
9.按照权利要求6至8之一的方法，其特征为，借助于通知-数据包(MP)进行服务质量(DG)的通知。
10.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，在通信网络(KN)上至少安排了一个高服务质量(HD)和一个低服务质量(ND)。
11.按照权利要求10的方法，其特征为，具有高服务质量(HD)的数据包流(ST)由网络传输装置(NE)优先传送。
12.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，在数据包(PA)中安排了服务质量标志(DK)。
13.按照权利要求12的方法，其特征为，由网络传输装置(NE)将其准备用高服务质量(HD)传送的数据包流(ST)用代表高服务质量(HD)的第一个服务质量标志(HDK)和将其余的数据包流(ST)用代表低服务质量(ND)的第二个服务质量标志(NDK)进行传送。
14.按照权利要求13的方法，其特征为，服务质量(DG)是借助于优先权(P)表示的，其中将高服务质量(HD)表示为高优先权(HP)和将低服务质量(ND)表示为低优先权(NP)和将服务质量标志(DK)表示为优先权标志(PK)。
15.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，将数据包(PA)构成为因特网-数据包(IP)。
16.按照上述权利要求之一的方法，其特征为，将控制装置(SF)构成为按照国际标准H.323的关守(GK)。
全文摘要
对于服务,这个是在至少一个数据包PA和/或数据包流ST中依赖于按照数据包传送的通信网络KN的服务质量实现的－有益的是具有服务等级的因特网－,是在控制装置SF上申请使用NU服务DI和由这个控制装置对于被申请的使用NU依赖于服务DI和/或被申请的使用NU服务DI分配服务质量DG。因此可以使用按照国际标准H.323实现的具有所要求的服务质量的VoIP－服务。
文档编号H04L12/54GK1343414SQ00804810
公开日2002年4月3日 申请日期2000年3月8日 优先权日1999年3月10日
发明者C·普雷霍菲, V·兰斯马尔, R·比特青格 申请人:西门子公司