CN1319983A - 保证通信质量的互联网电话系统和路径建立方法 - Google Patents

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Abstract

LSP控制单元响应于来自VoIP分组控制单元的通知,检查是否具有一个标签交换路径,其带宽是在一对边缘标签交换路由器之间传送VoIP分组需求的带宽的一百到一千倍。当在边缘标签交换路由器之间没有标签交换路径时,该LSP控制单元在该对边缘标签交换路由器之间建立一个标签交换路径。当在其间具有标签交换路径时,LSP控制单元检查在该标签交换路径上是否可能保证传送VoIP分组所需求的带宽,并在所需带宽不能被保证时,建立一条新标签交换路径。

Description

保证通信质量的互联网电话系统和路径建立方法
本发明涉及采用互联网协议(IP)的话音数据通信系统(例如，互联网电话系统)，更具体的，涉及能够保证话音数据通信质量(通信质量或QoS(服务质量))的互联网电话系统和路径建立方法。
近几年来，已经进行试验以通过采用一个应用互联网协议(特别是，因特网)的网络实现通过电话的交互通信并且ITU-T已经发布VoIP(互联网协议上的话音)推荐标准。并且，RFC(请求评注)也已经由IETF(互联网工程任务组)发布。例如，IP话音转换方法(RTP)、通信系统(MGCP：媒体网关控制协议)已在IETF RFC 760、IETF RFC1889和IETF RFC 2705中分别进行了描述。
但是，IP允许由拥塞而引起的分组传送中的时延和分组乱序，因此，IP不适合实时交互通信。ITU-T推荐标准规定了一种解决电话号码和IP地址之间转换问题的方法和把话音数据转换(映射)为IP分组的方法，然而，它没有规定保证通信质量的方法。IETF仅仅为互联网电话系统提出了一个纲要性标准。
因而，必须通过阻止在IP网上话音分组的乱序和减少分组传输中的时延来保证预定的通信质量，以实现互联网电话系统来满足用户的需要。
因而，本发明的一个目的是提供一个能保证通信质量的互联网电话系统。
本发明的另一个目的是提供在传输中没有时延的、具有实时通信能力的互联网电话系统。
本发明的更进一步的目的是提供路径建立方法，该方法能够在IP网上建立路径时减少路由器负载。
本发明的其它目的在下面的描述中将被透彻理解。
根据本发明的第一方面，互联网电话系统实现了在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间经由一个采用互联网协议的网络进行话音通信。互联网电话系统构成该网络，并包含多个标签交换路由器，每个路由器均采用标签交换技术。第一媒体网关连接到多个标签交换路由器中的第一特定标签交换路由器和与第一话音网相连的第一信令转接点，并组装/分拆VoIP分组。第二媒体网关连接到多个标签交换路由器中的第二特定标签交换路由器和与第二话音网相连的第二信令转接点，并组装/分拆VoIP分组。路径控制单元检查是否具有一个其剩余带宽大于在第一特定标签交换路由器和第二特定标签交换路由器之间传输VoIP分组所需带宽的路径。当确定没有该路径时，路径控制单元建立一个带宽等于或超过所需带宽的两倍带宽的新路径。分组控制单元连接到路径控制单元，并指示第一媒体网关和第二媒体网关经过由路径控制单元检查或建立的路径传输VoIP分组。
根据本发明的第二方面，在路径建立方法上，为了在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间进行话音通信，一个带宽能获到保证的路径在采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络上建立。路径控制单元确定是否具有一个路径，其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需的带宽。并且，当确定没有该路径时，路径控制单元建立一个新的路径，其带宽等于或大于在两个边缘标签交换路由器之间所需带宽的两倍带宽。
根据本发明的第三方面，呼叫控制装置建立一个路径，其带宽在采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络上得到保证，以便在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间进行话音通信。呼叫控制装置包含路径控制单元，它确定是否具有一个路径，其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需的带宽。当确定没有该路径时，呼叫控制装置建立一个新的路径，其带宽等于或大于在两个边缘标签交换路由器之间所需带宽的两倍带宽。分组控制单元控制连接到两个边缘标签交换路由器的媒体网关，以便经由一个具有剩余带宽的路径或新建立的路径传送VoIP分组。
根据本发明的第四方面，一种路由器被用于采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络，以便在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间进行话音通信。路由器建立一个路径，其带宽等于或大于在呼叫控制装置控制下传输VoIP分组所需带宽的两倍带宽，因此在该路径上建立了多个连接。
根据本发明的第五方面，用于实现呼叫控制装置的计算机程序产品建立了一个路径，该路径的带宽在采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络上得到保证，以便在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间进行话音通信。该计算机程序产品包括以下步骤：确定是否具有一个路径，其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需的带宽，并且，当确定没有该路径时，建立一个新的路径，其带宽等于或大于在两个边缘标签交换路由器之间所需带宽的两倍带宽，并且控制连接到两个边缘标签交换路由器的媒体网关，经由其剩余带宽大于所需带宽的路径或新建立的路径传输VoIP分组。
图1是一个方框图，说明采用IP网络的传统互联网电话系统的结构；
图2是一个说明在图1所示的互联网电话系统中实现通信的序列图；
图3是根据本发明的第一实施例，说明互联网电话系统的结构的图；
图4是一个框图，用于解释标签交换路径和图3中互联网电话系统的连接之间的关系；
图5是一个框图，用于解释图3所示的标签交换路由器的标签交换控制单元的工作；
图6是说明图3所示互联网电话系统工作的流程图；以及
图7是根据本发明的第二实施例，说明互联网电话系统的结构的图。
首先，为了透彻理解本发明，将对传统的互联网电话系统进行描述。
当前，已知三类互联网电话系统。在第一类互联网电话系统中，话音通信经由互联网在两个其中安装了互联网电话程序的个人计算机之间进行。在第二类互联网电话系统中，一种被称为网关的装置被放在普通电话和互联网之间，因此在两个电话之间通过互联网实现了话音通信。第三类互联网电话系统的构成是通过组合第一类互联网电话系统和第二类互联网电话系统，因此使得话音通信甚至可在普通电话和个人计算机之间进行。
在这里，参考图1，给出了对能使用普通电话的第二类互联网电话系统的描述。此互联网电话系统采用媒体网关控制协议(MGCP)。
如图1所示，此互联网电话系统包含呼叫代理(CA)13，它连接到IP网(例如，互联网)11和No.7信令系统网络(例如，公用电话网)12。呼叫代理13也被称为媒体网关控制器(MGC)。网关14和15包含连接到IP网11和呼叫代理13的媒体网关(MG)141和151，和分别连接到No.7信令系统网络12的信令转接点(STP)142和152。
第二种互联网电话系统的工作将结合图1和图2描述。在这里，假设主叫电话(或发话者，未显示)连接到网关14，并且被叫电话(或目的地，未显示)连接到网关15。表示其中关系的信息存储在呼叫代理13的存储器中。
首先，主叫电话呼叫网关14并通知被叫电话的电话号码。当由主叫电话发起的呼叫被收到时，经由No.7信令系统网12，网关14的信令转接点142向呼叫代理13发送包含端点信息的连接请求信号IAM(起始地址消息)1(序列a)。端点信息包含网关14的IP地址和被叫电话的电话号码。
当从信令转接点142收到连接请求信号IAM1时，呼叫代理13根据收到的连接请求信号中的端点信息确定与被叫电话相关联的网关15。接着，呼叫代理13经由IP网11向媒体网关141发送一个连接产生请求信号CRCX1，以建立到确定网关15的连接(序列b)。
当连接产生请求信号CRCX1被收到时，媒体网关141执行到网关15的连接建立过程，并且也发送一个应答信号ACK1，经由IP网11向呼叫代理13通知该连接建立过程结束(序列c)。该应答信号ACK1包含会话描述，例如协议版本。
当从媒体网关141收到应答信号ACK1时，呼叫代理13向媒体网关151发送一个连接建立请求信号CRCX2(序列d)。当预定的连接建立过程结束时，媒体网关151向呼叫代理13发送一个包含会话描述的应答信号ACK2(序列e)。
如上所述，在IP网11中，从媒体网关141到媒体网关151的单向路径就建立起来。
下一步，呼叫代理13经由No.7信令系统网络12向信令转接点152发送一个连接请求信号IAM2(序列f)。信令转接点152呼叫对应于电话号码的被叫电话，该电话号码包含在来自呼叫代理13的连接请求信号IAM2中。同时，信令转接点152向呼叫代理13发送一个应答信号ACM(地址完整信息)，通知开始呼叫被叫电话(序列g)。
当从信令转接点152收到了应答信号ACM，呼叫代理13把应答信号发送到信令转接点142(序列h)。这样就导致进入从主叫电话呼叫被叫电话的状态。
当被叫电话应答该呼叫时，信令转接点152向呼叫代理13发送应答信号ANM1(应答消息)(序列i)。当应答信号ANM1被收到时，呼叫代理13向媒体网关141发送包含会话描述的连接调整请求信号MDCX，以便将媒体网关141和151之间的连接改为是交互的(序列j)。
媒体网关141根据包含在连接调整请求信号MDCX中的会话描述改变连接状态。在改变连接状态之后，媒体网关141向呼叫代理13发送应答信号ACK3(序列k)。
其后，呼叫代理13证实在媒体网关141和151之间已建立交互连接，并且向信令转接点142发送应答信号ANM2(序列I)。
如上所述，该互联网电话系统允许经由IP网在主叫电话和被叫电话之间建立话音通信(序列m)。
当来自被叫电话的挂机信号被检测到时，信令转接点142向呼叫代理13发送通信线路连接终止信号REL1(释放消息)(序列n)。
当通信线路连接终止信号REL1被收到时，呼叫代理13向媒体网关141发送连接释放请求信号DLCX2(序列o)。当连接释放请求信号DLCX2被收到时，媒体网关141执行连接释放过程，并也向呼叫代理13发送一个包含连接参数的应答信号ACK4(序列p)。当连接释放通过从媒体网关141接收到应答信号ACK4获得证实时，呼叫代理13向信令转接点142发送一个通信线路释放完成信号RLC1(释放完成消息)(序列q)。因此，信令转接点142检查连接的释放。
下一步，呼叫代理13向媒体网关151发送连接释放请求信号DLCX2(序列r)。与媒体网关141相似，在连接释放过程之后，媒体网关151也向呼叫代理13发送一个包含连接参数的应答信号ACK5(序列s)。当连接释放通过从媒体网关151接收到应答信号ACK5获得证实，呼叫代理13向信令转接点152发送通信线路连接终止信号REL2。当连接释放通过接收到通信线路连接终止信号REL2获得证实，信令转接点152向呼叫代理13发送通信线路释放完成信号RLC2。
上面提到的过程导致消息网关141和151之间的连接得到释放。
在上述描述中将透彻理解到，MGCP用于从外部控制VoIP网关14和15。即，MGCP定义了呼叫代理13与媒体网关141和151之间的一个接口。通过使用MGCP，呼叫代理13能控制媒体网关141和151，并且也能通知呼叫代理13来自媒体网关141和151的事件。
参考图3到图7，给出了根据本发明的第一实施例的一个互联网电话系统的描述。
如图3所示，此互联网电话系统有一个呼叫代理(CA)或呼叫控制装置31。控制终端32连接到呼叫代理31。互联网协议(IP)网络33包含多个标签交换路由器(LSR)34,35,36,37和38。多个话音网39和40分别包含至少电话(或话音终端)41和42。话音网39和40分别直接连接到信令转接点43和44。信令转接点43和44连接到公共电话网并分别直接连接到媒体网关(MG)45和46。媒体网关45和46分别直接连接到标签交换路由器34和36。
呼叫代理31有一个LSP控制单元311和一个VoIP分组控制单元312。呼叫代理31控制IP网的呼叫，并且例如被安排在公共电话网的一个交换站内。LSP控制单元311在内部存储器中(未显示)存储相邻标签交换路由器之间可建立的最大带宽。LSP控制单元311在内部存储器中存储着信令转接点43和44与媒体网关45和46之间的连接关系。LSP控制单元311在内部存储器(电话号码表)中存储与包含在话音网39和40中的电话的电话号码相关的该电话与媒体网关45和46之间的连接关系。更进一步，LSP控制单元311在内部存储器中存储着媒体网关45和46与标签交换路由器34和36之间的连接关系。指示连接关系的信息，例如由维护人员通过控制终端32来提供。
当连接请求信号(摘机信号和拨号信号)从信令转接点43和44接收到时，LSP控制单元311搜索内部存储器并确定连接到信令转接点43或44的媒体网关45或46和连接到媒体网关的标签交换路由器34或36。确定的媒体网关和标签交换路由器分别被称为主叫媒体网关和主叫边缘标签交换路由器。LSP控制单元311搜索电话号码表，并分别确定连接到包含着对应于被叫电话号码的电话的话音网39或40的媒体网关45或46以及连接到媒体网关的标签交换路由器34或36，该被叫号码包含在连接请求信号中。确定的媒体网关和标签交换路由器分别被称为被叫媒体网关和被叫边缘标签交换路由器。位于主叫边缘标签交换路由器和被叫边缘标签交换路由器之间的标签交换路由器35,37和38，被称为核心标签交换路由器。LSP控制单元311通知VoIP分组控制单元312分配给主叫和被叫边缘媒体网关45和46的地址(IP地址)。
LSP控制单元311在IP网上管理标签交换路径(LSP)。例如，LSP控制单元311控制着主叫和被叫边缘标签交换路由器34和36，并确认它们之间存在的标签交换路径。如果需要，LSP控制单元311还提供在主叫和被叫标签交换路由器34和36之间的新的标签交换路径。要建立在IP网上的每个标签交换路径都有很宽的带宽来供给多个连接(例如，可预设约100到1000个连接)。换句话说，标签交换路径具有的带宽等于或大于用来传送VoIP分组所需带宽的复数倍。一个标签交换路径能供给多个连接，因此，LSP控制单元311不需要在每次连接建立时都建立标签交换路径。因此，整个IP网络的负载降低了。
在LSP控制单元311中任意两个标签交换路由器之间的标签交换路径可以预先提供出来，而不管连接请求信号。这种情况下，如果没有拥塞发生，则在标签交换路由器之间标签交换路径不需要控制或调整。如上所述，这是由于每个标签交换路径能供给很大数目的连接，如100到1000个连接。预置的标签交换路径可以通过三个或更多标签交换路由器提供。标签交换路径的带宽可以根据日历或时间改变。
VoIP分组控制单元312通知被叫媒体网关分配给主叫媒体网关的服务端口号。VoIP分组控制单元312通知主叫媒体网关分配给被叫媒体网关的服务端口号。进一步，VoIP分组控制单元312通知主叫媒体网关和被叫媒体网关：主叫媒体网关和被叫媒体网关之间的连接已经建立。
图4说明标签交换路径和VoIP连接之间的关系。如图4所示，当VoIP连接47和48在媒体网关45和46之间建立时，标签交换路径49和50在边缘标签交换路由器34和36之间顺序建立。标签交换路径49和50的建立相似于如图2所示的序列。在每一个标签交换路径中，一个或多个VoIP连接47和48分别在单方向上顺序构成，附带地，为了描述的方便，边缘标签交换路由器34和35在标签交换路径49和50中被连接起来。实际上，标签交换路径在两个相邻的路由器上建立。因此，一个新的标签交换路径可以在边缘标签交换路由器34和35之间建立，并且一个现存的标签交换路径可以被用于核心标签交换路由器35和边缘标签交换路由器36之间。
回来参照图3，主叫媒体网关和被叫媒体网关应答来自VoIP分组控制单元312的通知，并且通过标签交换路径在主叫标签交换路由器和被叫标签交换路由器之间建立一个连接。主叫和被叫媒体网关在话音网39和40与IP网33之间转换模拟/数字数据并且组装/分拆分组(或VoIP数据)。
每个标签交换路由器具有一个路由控制单元(QoS路由协议)和一个标签交换控制单元(MPLS)。当路由控制单元计算路由时，有关通信质量的信息被考虑进去。在IETF draft-querin-qos-routing-ospf-05.txt中，上述的路由控制单元得到描述。标签交换控制单元采用MPLS(多协议标签交换)技术实现了带宽保证。在IETFDraft-ietf-mpls arch-06.txt中，MPLS得到描述。
带宽预留系统(RSVP：预留协议)和服务区分系统(Diff-Serv：区分服务)被称为保证通信质量的技术。前者在IETF RFC2205中描述，而后者在IETF RFC2475中描述。然而，RSVP定期优化通信路由，因此，给IP网施加了负载。当拥塞发生时Diff-Serv会丢掉分组。这样，此互联网电话系统减轻IP网的负载，并采用MPLS以便保证通信质量。
主叫边缘标签交换路由器在LSP控制单元311的控制操作下计算到被叫边缘标签交换路由器的最短路由。在这种情况下，一个路由被选择作为最短路由以保证其带宽等于“根据通信质量信息请求的带宽×预定数量”(=标签交换路径的带宽)。如果在已算出的最短路由上已经有标签交换路径，则主叫边缘标签交换路由器确定是否能够建立一个连接。换句话说，主叫边缘路由器确定在现存的标签交换路径上是否剩余发送VoIP分组所需的带宽。如果连接能够被建立，则主叫边缘标签交换路由器不建立一个新的标签交换路径。如果在最短路由上没有一个标签交换路径并且在现存的标签交换路径上没有用于建立连接的剩余带宽，则主叫边缘标签交换路由器在最短路由上建立一个新的标签交换路径。
被叫边缘标签交换路由器以与主叫边缘标签交换路由器相同的方式操作，并在需要时建立标签交换路径以获得到主叫边缘标签交换路由器的最短路由。
位于标签交换路径上的每个标签交换路由器发送VoIP数据，就象它是通过采用被称为标签的信息在标签交换路径上流动。与用于异步传输模式(ATM)网络的CSR(信元交换路由器)相似，标签交换路由器能够传送IP分组(即，快速传送)而不执行IP过程。
互联网电话系统的操作在图3以及在下面参考图5得到描述。这里，假设电话41是一个主叫电话而电话42是一个被叫电话。
开始，主叫电话41呼叫呼叫代理31并且通知呼叫代理31被叫电话42的电话号码。该通知被信令转接点43作为连接请求信号IAM发送到呼叫代理31的LSP控制单元311，该信令转接点43连接到包含主叫电话41的网络39。连接请求信号IAM包含主叫电话41的电话号码、被叫电话42的电话号码，以及VoIP分组传输(和带宽保证)所希望的信息。
当连接请求信号IAM被接收到时，LSP控制单元311确定发送连接请求信号IAM的主叫信令转接点43。LSP控制单元311搜索内部存储器，并确定连接到主叫信令转接点43的主叫媒体网关45以及连接到主叫媒体网关45的主叫边缘标签交换路由器34。根据被叫电话号码，LSP控制单元311也确定连接到包含被叫电话42的话音网40的被叫信令转接点44、连接到被叫信令转接点44的被叫媒体网关46、以及连接到被叫媒体网关46的被叫标签交换路由器36(步骤A1)
LSP控制单元311确定主叫媒体网关45和被叫媒体网关46在步骤A1中是否被确定(步骤A2)。如果主叫媒体网关45和被叫媒体网关46中至少一个没被确定，则LSP控制单元311取消其后的过程。如果主叫媒体网关45和被叫媒体网关46两个都被确定，则确定的主叫媒体网关45和被叫媒体网关46的IP地址都被通知给VoIP分组控制单元312。
当从LSP控制单元311收到IP地址的通知时，VoIP分组控制单元312请求向主叫媒体网关45发出一个呼叫(步骤A3)。当从VoIP分组控制单元312收到发出呼叫的请求时，主叫媒体网关45通知VoIP分组控制单元312主叫媒体网关45的一个服务端口号。
当从主叫媒体网关45接收到主叫媒体网关45的服务端口号的通知时，VoIP分组控制单元312通知被叫媒体网关46主叫媒体网关45的IP地址和服务端口号以及请求发出一个呼叫(步骤A4和A5)。当从主叫媒体网关45没有接收到主叫媒体网关45的服务端口号的通知时，VoIP分组控制单元312在步骤A16中执行取消过程并取消其后的过程。
根据来自VoIP分组控制单元312的发出一个呼叫的请求，被叫媒体网关46通知VoIP分组控制单元312被叫媒体网关46的服务端口号。当没有从被叫媒体网关46接收到服务端口号的通知时，VoIP分组控制单元312在步骤A16执行取消过程并且取消其后的过程(步骤A6)。
下一步，LSP控制单元311检查在边缘标签交换路由器34和36之间是否已经建立标签交换路径(步骤A7)。如果在边缘标签交换路由器34和36之间还没有建立起标签交换路径，则LSP控制单元311请求被叫边缘标签交换路由器36来建立到主叫边缘标签交换路由器34的标签交换路径(步骤A8和A9)。
被叫边缘标签交换路由器36试图建立到主叫边缘标签交换路由器34的标签交换路径并将结果通知给LSP控制单元311(步骤A10)。如果被叫边缘标签交换路由器36建立到主叫边缘标签交换路由器34的标签交换路径，则LSP控制单元311请求主叫边缘标签交换路由器34建立到被叫边缘标签交换路由器36的标签交换路径(步骤A11)。如果被叫边缘标签交换路由器36没有建立到主叫边缘标签交换路由器34的标签交换路径，则LSP控制单元311在步骤A16执行取消过程并取消其后的过程。
主叫边缘标签交换路由器34试图建立到被叫边缘标签交换路由器36的标签交换路径并将结果通知给LSP控制单元311(步骤A12)。如果主叫边缘标签交换路由器34没有建立到被叫边缘标签交换路由器36的标签交换路径，则LSP控制单元311在步骤A16执行取消过程并取消其后的过程。
如果主叫边缘标签交换路由器34建立到被叫边缘标签交换路由器36的标签交换路径，则LSP控制单元311通知VoIP分组控制单元312这样的事实。VoIP分组控制单元312控制媒体网关46并向被叫电话42发送一个入呼叫地址和主叫电话的IP地址。当检测到被叫电话42摘机时，媒体网关46通知VoIP分组控制单元312这样的事实。此后，VoIP控制单元312通知主叫媒体网关45被叫媒体网关46的IP地址和服务端口号以及请求改变呼叫的连接(步骤A17)。
此后，经由IP网的话音通信在主叫电话41和被叫电话42之间成为可能。即，媒体网关45把来自电话41的话音信号转换为VoIP分组，增加一个包含媒体网关46的IP地址和服务端口号的分组头，并且把已增加分组头的VoIP分组发送到媒体网关46。媒体网关46也把来自电话42的话音信号转换为VoIP分组，增加一个包含媒体网关45的IP地址和服务端口号的分组头，并且把已增加分组头的VoIP分组发送到媒体网关45。当被定址到电话41的VoIP分组被收到时，媒体网关45把收到的VoIP分组转换为话音信号并把它发送到电话41。同样，当被定址到电话42的VoIP分组被收到时，媒体网关46把收到的VoIP分组转换为话音信号并把它发送到电话42。
另一方面，如果LSP控制单元311在步骤A8检测到边缘标签交换路由器34和36之间已经有一个标签交换路径，则LSP控制单元311检查在已检测到的标签交换路径上是否能建立一个新的连接(步骤A13)。即，LSP控制单元311检查是否具有话音通信所需要的未用带宽以及话音通信所需的带宽在已检测到的标签交换路径上是否能够得到保证。
当LSP控制单元311确定在已检测到的标签交换路径上不能建立新的连接时，处理例程会从步骤A14跳转到步骤A9。当LSP控制单元311确定在已检测到的标签交换路径上能建立新的连接时，LSP控制单元311请求边缘标签交换路由器34和36在已检测到的标签交换路径上建立新的连接。换句换说，LSP控制单元311请求边缘标签交换路由器34和36在边缘标签交换路由器34和36之间经由已检测到的标签交换路径使VoIP数据分组流动(步骤A15)。
其后，如上所述，经由IP网的话音通信在主叫电话41和被叫电话42中间成为可能。
接下来，参考图6，给出每个标签交换路由器的标签交换控制单元MPLS的操作过程的描述。
边缘标签交换路由器34给要从媒体网关45发送的IP数据分组增加一个标签。标签值依赖于IP分组经过的路由(标签交换路径)。如果所有的IP分组经由同一标签交换路径被发送到媒体网关46，则同样的标签(如L=1)被增加到所有的IP分组(处理1)。
根据被加到被传送的IP分组上的标签(输入标签)，核心标签交换路由器35传送由边缘标签交换路由器34发送的IP分组。在这种情况下，核心标签交换路由器35把输入信号调换为另一个标签信号(输出标签)。因为核心标签交换路由器35在内部存储器中存储着输入标签和传送目的地(以及输出标签)之间的关系，所以IP分组能够仅仅根据输入标签而不参考IP分组头以高速率传送。仅当加到收到的IP分组的标签没有存储在内部存储器中时，核心标签交换路由器35通过参考IP分组头识别传送目的地。核心标签交换路由器35也分配一个新的输出标签并存储输入标签和输出标签之间的关系。这里，输入标签(L=1)被增加到所有的IP分组，并且因此输出标签(L=2)被增加以替换输入标签，从而把已增加输出标签的IP分组传送到边缘标签交换路由器36(处理2)。
如果增加到已接收的IP分组的标签指示向媒体网关46传送，则边缘标签交换路由器36把标签从IP分组移走并且仅仅把IP分组传送到媒体网关46(处理3)。
从媒体网关46传送分组到媒体网关45是以与前面相似的方式进行的。
在此互联网电话系统中，已经建立一次的连接的带宽得到保证，并且分组传送中的时延通过采用标签交换路由器而减少。进一步，在互联网电话系统中，路径的建立不必对每个连接都进行，因为标签交换路径的带宽被设定得很大。因此，在互联网电话系统中路由器之间的协商次数减少并且路径的建立可能在很短时间完成。
注意到描述上述操作的程序被提供给一个电子计算机上，因此实现呼叫代理、MPLS服务器和标签交换路由器。
接下来，参考图7根据本发明的第二实施例的互联网电话系统被描述。不同于第一实施例的地方在下面重点描述。
参考图7，互联网电话系统包含：一个呼叫代理(CA)或呼叫控制装置71，一个标签交换系统的MPLS服务器72(MPL)，一个包含多个标签交换路由器(LSR)73-79的IP网80，以及媒体网关45和46。标签交换路由器73和74被称为边缘标签交换路由器而标签交换路由器75-79被称为核心标签交换路由器。
媒体网关45直接连接到标签交换路由器73，而媒体网关46直接连接到标签交换路由器74。
呼叫代理71具有一个VoIP分组控制单元312，并且它管理媒体网关45和46之间的连接。如果当在媒体网关45和46之间建立连接时带宽保证是必须的，则呼叫代理71请求MPLS服务器72的LSP控制单元311在边缘标签交换路由器73和74之间构成标签交换路径。
MPLS服务器包含LSP控制单元311和路由控制单元(QoS路由协议)721。LSP控制单元311应答来自VoIP分组控制单元312的地址查询，并建立和管理标签交换路径。路由控制单元721与边缘标签交换路由器73和74以及核心标签交换路由器75到79一起执行路由。当路由控制单元721工作时LSP控制单元311建立路由。
路由控制单元721连接到所有的标签交换路由器73-79，并集中管理用于IP网的标签。因此，每个标签交换路由器不需要对标签进行管理。即，路由器之间的协商变为不必要的。因为路由控制单元721一次性地全部管理标签，所以通过使用单个标签从主叫边缘标签交换路由器向被叫边缘标签交换路由器传送分组是可能的。换句换说，不必在每个标签交换路由器中调换标签，因此，分组能被高速传送。
在此互联网电话系统中，标签交换路径建立起来，其方式与根据第一实施例的互联网电话系统的方式相同。此后，与根据第一实施例的互联网电话系统的情况相似，在此互联网电话系统中的主叫电话和被叫电话之间的话音通信是可能的。在这种情况下，每个标签交换路由器参考存储在路由控制单元721中的标签信息，并执行VoIP分组的传送。
尽管本发明的实施例在前面得到描述，但本发明不受限于上述实施例，并且它能够在不脱离本发明精神范围的前提下进行各种更改。例如，使用一个安装互联网电话程序的个人计算机来替代电话是可能的。使用具有自动应答功能的电话(例如应答电话)也是可能的。在这种情况下，具有自动应答功能的电话执行各种操作，如话音信号的录音、复制、和传送。IP网不限于互联网，并且可以采用使用互联网协议的LAN和WAN。

Claims (14)

1、一种互联网电话系统，用于在预订第一话音网的电话和预订第二话音网的电话之间经由一个采用互联网协议的网络进行话音通信，它包含：
多个标签交换路由器，它们构成所述的网络并各自采用标签交换技术；
第一媒体网关，它连接到多个标签交换路由器中的第一特定标签交换路由器和与第一话音网相连的第一信令转接点，并组装/分拆VoIP分组；
第二媒体网关，它连接到多个标签交换路由器中的第二特定标签交换路由器和与第二话音网相连的第二信令转接点，并组装/分拆VoIP分组；
路径控制单元，它检查是否具有一个剩余带宽大于在第一特定标签交换路由器和第二特定标签交换路由器之间传输VoIP分组所需带宽的路径，并且当确定没有所述的路径时，建立一个带宽等于或大于所述的需求带宽的两倍带宽的新路径；以及
分组控制单元，它连接到所述的路径控制单元，并指示所述的第一媒体网关和第二媒体网关经过已由所述的路径控制单元检查或建立的路径传送VoIP分组。
2、权利要求1的互联网电话系统，其中要由所述的路径控制单元建立的所述路径具有一个等于或大于所述的需求带宽一百倍的带宽。
3、权利要求1的互联网电话系统，进一步包含：
控制所述的标签交换路由器的路由控制单元。
4、权利要求3的互联网电话系统，其中所述的路由控制单元被提供给每个标签交换路由器。
5、权利要求3的互联网电话系统，其中所述的路由控制单元连接到所有的标签交换路由器。
6、建立路径的路径建立方法，该路径的带宽在一个采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络上得到保证，以便在所述的预订第一电话网的电话和所述的预订第二电话网的电话之间进行话音通信，所述方法包含如下步骤：
通过路径控制单元确定是否具有一个路径，其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需的带宽；以及
当所述路径控制单元确定没有所述路径时，通过路径控制单元建立一个新的路径，其带宽等于或大于在所述的两个边缘标签交换路由器之间所述的需求带宽的两倍带宽。
7、权利要求6的路径建立方法，其中所述的由所述的路径控制单元建立的新路径具有等于或大于所述的需求带宽一百倍的带宽。
8、用于建立一个路径的呼叫控制装置，该路径的带宽在一个采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网间的网络上得到保证，以便在所述的预订第一电话网的电话和所述的预订第二电话网的电话之间进行话音通信，所述装置包含：
路径控制单元，它确定是否具有一个其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需带宽的路径，并且当确定没有所述的路径时，建立一个新路径，其带宽等于或大于在所述的两个边缘标签交换路由器之间所述需求带宽的两倍带宽；以及
分组控制单元，它控制一个连接到所述的两个边缘标签交换路由器的媒体网关以便经由一个具有所述的剩余带宽的路径或新建立的路径传送所述的VoIP分组。
9、权利要求8的呼叫控制装置，其中通过所述的路径控制单元新建立的路径具有的带宽为所述的需求带宽的一百倍。
10、一种路由器，用于一个采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网之间的网络，以便在所述的预订第一话音网的电话与所述的预订第二话音网的电话之间进行话音通信，其中
所述的路由器建立一个路径，其带宽等于或大于根据呼叫控制装置的控制传送VoIP分组所需求的带宽的两倍带宽，因此在所述的路径上建立多个连接。
11、权利要求10的路由器，其中所述的路径有一个等于或大于所述的需求带宽一百倍的带宽。
12、权利要求10的路由器，其中所述的路由器是标签交换路由器。
13、一种计算机程序产品，用于实现呼叫控制装置以建立一个路径，该路径的带宽在采用互联网协议连接在第一话音网和第二话音网之间的网络上得到保证，以便在所述预订第一话音网的电话和所述预订第二话音网的电话之间进行话音通信，其中所述的计算机程序产品包含如下步骤：
确定是否具有一个其剩余带宽大于在两个边缘标签交换路由器之间传输VoIP分组所需带宽的路径，并且当确定没有所述的路径时，建立一个新路径，其带宽等于或超过在所述的标签交换路由器之间所述需求带宽的两倍带宽；以及
控制连接到所述的两个边缘标签交换路由器的媒体网关以便经由剩余带宽大于所述需求带宽的路径或所述的新建立路径传送所述的VoIP分组。
14、权利要求13的程序产品，其中新建立的路径具有的带宽为所述的需求带宽的一百倍。
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