专利名称：支持异步传递模式的独立式数据电话网,网关及其方法
技术领域：
本发明涉及独立式数据电话网，具体地说，涉及支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网、网关及一种用于把ATM信元的发送、交换和接收部分与用户终端连接，从而建立支持ATM方式的独立式数据电话网的方法。
近几年来，独立式数据电话网迅猛发展。现在，一种通过互连网，运用网间协议(IP)，来使两个用户终端进行语音通信的IP电话正越来越被广泛应用。
图1是示出这种IP电话网的示意图。如图1中所示，IP电话网包括若干路由器15和16、IP交换机13和14、带有IP网卡的IP电话网关11和12、公共电话交换网(PSTN)17和18和用户终端111、112、113和114。在进行通信的两个IP电话网关11和12之间，采用IP协议传输IP数据包。虽然相对于传统的通过电话线和公共电话交换网进行语音通信的通信方法而言，IP电话具有廉价的优势，但是由于IP协议本身对于语音信息并不进行优先级排序，而且一旦信道拥挤，就会出现IP数据包丢失的情况，所以现有技术的IP电话很难保证语音质量，并且实时性很差。
ATM技术，作为一种提供QoS质量保证的技术，对网络上传输的不同信息，可分级别进行传输，对实时性要求高的服务，ATM网络将优先传送。于是，一种结合ATM技术的IP电话孕育而生。图2示出现有技术中，结合ATM技术的IP电话网的示意图。如图2所示，结合ATM技术的IP电话网包括带有IP网卡的IP电话网关21和22；由接入/接出级ATM交换机23和24和骨干ATM交换机25构成的ATM信元发送、交换和接收部分；PSTN26和27和用户终端211、212、213和214。其中，接入/接出级ATM交换机23和24分别以10/100Mbps数据速率的以太网接口与带有IP网卡的IP电话网关21和22连接。由此可见，虽然在ATM信元发送、交换和接收部分中以ATM信元进行传输，但是在接入/接出级ATM交换机23和24与带有IP网卡的网关21和22之间却以IP数据包进行传输。这样，在交换机与网关之间的信号传输中，还是不能克服由于IP协议传递IP数据包所带来了传输语音质量下降的问题。
本发明的目的在于，提供一种能够克服上述缺陷的语音质量提高并实时性增强的支持ATM方式的独立式数据电话网、网关及其方法。
根据本发明的一个方面，提供一种支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，包括总线插槽和插在所述总线插槽上的语音接口卡、用于把语音信号和IP地址等链接信号压缩成IP数据包的语音处理装置和中央处理单元，其特征在于，还至少包括插在所述总线插槽上的用于连接ATM信元的发送、交换和接收部分的ATM网卡。其中所述语音接口卡用于通过PSTN或服务器与用户终端相连。
根据本发明的另一个方面，提供一种支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，它至少包括一个或多个骨干ATM交换机和用户终端，其特征在于，还至少包括与所述骨干ATM交换机相连的带有ATM接口的至少两个接入/接出装置和如上所述的至少两个支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其中，所述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关分别连接于所述接入/接出装置和所述用户终端之间。本发明的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网还包括连接于所述独立式数据电话网关和所述用户终端之间的PSTN或服务器，并包括连接在所述骨干ATM交换机和所述接入/接出装置之间的一个或多个路由器。
根据本发明的又一个方面，提供一种构成上述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关的方法，其特征在于，包括下列步骤(a)根据所使用的独立式数据电话网关的硬件平台、总线类型及软件平台，选择适当的ATM网卡，并将所述ATM网卡插在所述独立式数据电话网关设备的总线插槽上；(b)选择用于在网间协议(IP)数据包与异步传递模式信元之间进行转换的协议；和(c)在所述独立式数据电话网关的内部软件中建立寻址表，按照关于设置在支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网的通信对端的另一个独立式数据电话网关的信息改变在所述寻址表中的参数。其中，本发明的方法还包括将所述独立式数据电话网关通过PSTN或服务器与所述用户终端相连的步骤。
采用上述结构的本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网，由于通过支持ATM方式的独立式数据电话网关将ATM信元的发送、交换和接收部分与用户终端相连，所以在进行语音通信的两个网关之间都采用ATM模式来传输ATM信元。与只在ATM信元的发送、交换和接收部分中传递ATM信元的现有技术相比较，更能保证语音通信质量并增强实时性。
从下面结合附图对实施例的详细描述，本发明的特性、目的和优点将变得更加显而易见，其中图1是示出传统的IP电话网的示意图；图2是示出现有技术中，结合ATM技术的IP电话网的示意图；图3是示出本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网关的一个实施例的示意图；图4是示出根据本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网的第一实施例的示意图；和图5是示出根据本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网的第二实施例的示意图。
下面，结合附图详细说明本发明的较佳实施例。
图3是示出本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网关的一个实施例的示意图。在图3中，独立式数据电话网关的硬件平台是被广泛使用的工控机31。在该工控机31的总线插槽(未图示)内至少插有用于将语音信号与IP地址等链接信号压缩成IP数据包的作为语音处理装置的语音处理卡32、语音接口卡33、中央处理单元(CPU)34和ATM网卡35。其中，语音接口卡33与公共电话交换网(PSTN)相连，再连接用户终端；或者语音接口卡33与服务器相连，再连接用户终端。当然，语音接口卡33也可直接与用户终端相连；而ATM网卡35则与ATM信元发送、交换和接收部分相连。值得一提的是，可用软件来实现所示语音处理卡的压缩功能。
构成本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网关的方法共分三个步骤(a)根据所使用的独立式数据电话网关的硬件平台、总线类型及软件平台，选择适当的ATM网卡，并将所述ATM网卡插在网关设备的总线插槽上。
在该实施例中，由于所使用的网关的硬件平台是工控机、其总线类型是PCI总线/ISA总线，而其软件平台是NT/UNIX操作系统，所以选择EfficientENI-25P型25.6M/155Mbps数据速率的ATM网卡。
如果所使用的网关的硬件平台是HP工作站、其总线类型是ⅤⅪ总线，而其软件平台是HP-UX操作系统，那么选择HPA200型25.6M/155Mbps数据速率的ATM网卡。
如果所使用的网关的硬件平台是SUN工作站、其总线类型是SBUS总线，而其软件平台是SOLARIS操作系统，那么选择PCA-200EUX型25.6M/155Mbps数据速率的ATM网卡。
如果所使用的网关的硬件平台是SGI工作站、其总线类型是ⅪO总线，而其软件平台是IRIX操作系统，那么选择PCA-200EUX型25.6M/155Mbps数据速率的ATM网卡。
(b)选择用于在IP数据包与ATM信元之间进行转换的协议，并输入网关的软件平台中。
在本实施例中，选择IP OVER ATM协议中的CLASSIC IP OVER ATM协议。已知IP OVER ATM协议中通常有CLASSIC IP OVER ATM协议和LANE两种。而不选择后者的原因主要在于首先，LANE是一个在ATM网络中进行局域网仿真的协议，不适用于独立式数据电话这种广域网传输的业务。
其次，支持LANE协议的ATM设备还不成熟，如果使用LANE协议可能会造成网络设备之间由于支持协议的方式不兼容而造成语音通信的失败。
当然，还可选择其它转换协议。例如，还可选择MPOA和MPLS协议。
(c)在所述独立式数据电话网关的内部软件中建立寻址表，按照关于设置在支持ATM方式的独立式数据电话网的通信对端的另一个独立式数据电话网关的信息改变在所述寻址表中的参数。
在上述寻址表中至少包括IP地址、区号，还可包括对方地区名称域、费率域等等。
下面，列出寻址表的一个例子。
在该实施例中，根据设置在与该网关进行语音通信的对端数据电话网关1、…、网关n(如图3所示)的IP地址、区号等等，相应地改变寻址表中的参数。
通过上述三个步骤，可构成支持ATM方式的独立式数据电话网关。
下面，结合具体的独立式数据电话网来说明支持ATM方式的独立式数据电话网关的功能。
图4是示出根据本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网的第一实施例的示意图。所述独立式数据电话网包括根据本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网关41，42、接入/接出级ATM交换机43，44、骨干ATM交换机45、PSTN46，47及用户终端411，412，413和414。其中，PSTN46，47的一端分别与用户终端411，412和413，414相连，而另一端通过语音接口卡连接于本发明的网关41和42。在本发明中，用户终端也可通过服务器与网关相连或者直接与网关相连。网关41和42通过ATM网卡分别与接入/接出级ATM交换机的25.6M/155M ATM接口相连。所述接入/接出级ATM交换机连接于骨干ATM交换机。应注意，在本发明中，支持ATM方式的独立式数据电话网可包括一个或多个骨干ATM交换机。如包括多个骨干ATM交换机可增加冗余并扩大交换容量。这里，为了说明简洁，只包括一个骨干ATM交换机。本实施例的独立式数据电话网的具体信号流程如下例如，当用户终端411呼叫对方用户终端413时，模拟语音信号通过PSTN进入网关41。在网关41中，由语音处理卡将模拟语音信号之前加上被呼方的网关42的IP地址、区号等等信号，并采用G.723.1的语音编码压缩方式将其压缩成IP数据包。同样，在网关41中，通过IP OVER ATM协议中的CLASSICIP OVER ATM协议将上述IP数据包转换成ATM信元，并将其输入到ATM信元发送、交换和接收部分。在该实施例中，ATM信元发送、交换和接收部分包括接入/接出级ATM交换机43，44和骨干ATM交换机45。ATM信元通过ATM信元发送、交换和接收部分被传输到接入/接出级ATM交换机44。然后，接入/接出级ATM交换机44将其输出到本发明的独立式数据电话网关42。在网关42中，通过CLASSIC IP OVER ATM协议将ATM信元转换成IP数据包。然后，将模拟语音信号通过PSTN47传输到通信对端的被呼方用户终端。通过这种方法进行的语音通信，由于在经过网关41就以ATM信元进行传输，直至到被呼方网关42，所以比起仅仅在ATM信元发送、交换和接收部分中传输ATM信元的现有技术而言，进一步提高了通信质量并增强了实时性。值得一提的是，如果要进行长距离传输，骨干ATM交换机可通过路由器连接于接入/接出级ATM交换机。这样，ATM信元可通过若干个路由器到达接入/接出级ATM交换机。
图5是示出根据本发明的支持ATM方式的独立式数据电话网的第二实施例的示意图。如图5所示的本发明的独立式数据电话网包括独立式数据电话网关51，52、非对称数字用户线(ADSL)网络终端(ANT)53,54、ADSL用户接入复用器(ADSL ASAM)55、骨干ATM交换机56、PSTN57，58和用户终端511,512,513和514。其中，PSTN57,58的一端分别与用户终端511,512和513,514相连，而另一端通过语音接口卡连接于本发明的网关51和52。在本发明中，用户终端也可通过服务器与网关相连或者直接与网关相连。网关51和52通过ATM网卡分别与ADSL网络终端(ANT)53和54的25.6Mbps数据速率的ATM接口相连再连接于ADSL用户接入复用器55。然后，所述ADSL用户接入复用器55连接于骨干ATM交换机56。本实施例的独立式数据电话网的具体信号流程与本发明的第一实施例的相同，除了当ATM信元通过ANT53后转换成离散多音频(DMT)信号，而当该DMT信号通过ADSL用户接入复用器55之后又被转换回ATM信元。与本发明的第一实施例相同，如果要进行长距离传输，ADSL用户接入复用器55可通过路由器连接于ANT53和54。
对于熟悉本技术领域的人员而言，对本发明的实施例的变更、增删是显而易见的，例如，ATM网卡的具体型号、转换协议以及接入/接出装置的具体组合方式。而且可将这里所定义的一般原理应用于其它实施例，而无需进行发明创造。因此，本发明并不局限于这里所示的实施例，而是由所附权利要求书加以限定。
权利要求
1．一种支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，包括总线插槽和插在所述总线插槽上的语音接口卡、用于把语音信号和IP地址等链接信号压缩成网络协议(IP)数据包的语音处理装置和中央处理单元，其特征在于，还至少包括插在所述总线插槽上的用于连接ATM信元的发送、交换和接收部分的ATM网卡。
2．如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述ATM网卡是根据所述独立式数据电话网关的硬件平台、总线和软件平台的类型而选择的。
3．如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述网关通过用于在网间协议(IP)数据包和ATM信元之间进行转换的协议进行所述转换。
4．如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，在所述独立式数据电话网关的内部软件中建立寻址表，按照关于设置在所述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网的通信对端的另一个独立式数据电话网关的信息，改变在所述寻址表中的参数。
5．如权利要求2所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是工控机，其总线类型是PCI总线/ISA总线，而其软件平台是NT/UNIX操作系统，那么选择Efficient ENI-25P型ATM网卡。
6．如权利要求2所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是HP工作站，其总线类型是ⅤⅪ总线，而其软件平台是HP-UX操作系统，那么选择HPA200型的ATM网卡。
7．如权利要求2所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是SUN工作站，其总线类型是SBUS总线，而其软件平台是SOLARIS操作系统，那么选择PCA-200EUX型的ATM网卡。
8．如权利要求2所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是SGI工作站，其总线类型是ⅪO总线，而其软件平台是IRIX操作系统，那么选择PCA-200EUX型的ATM网卡。
9．如权利要求3所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述协议是IP OVER ATM协议中的CLASSIC IP OVER ATM协议。
10．如权利要求3所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述协议是IP OVER ATM协议中的MPOA协议。
11．如权利要求3所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述协议是IP OVER ATM协议中的MPLS协议。
12．如权利要求4所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述寻址表至少包括IP地址域、区号域，还可包括对方地区名称域、费率域、用户帐号密码域、允许通话时间域、经费余额域。
13．如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述语音接口卡通过PSTN或服务器与用户终端相连。
14．如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其特征在于，所述语音处理装置可以是语音处理卡，所述语音处理卡的处理功能可由安装在所述网关的软件平台上的软件来实现。
15．一种支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，它至少包括一个或多个骨干ATM交换机、和用户终端，其特征在于，还至少包括与所述骨干ATM交换机相连的带有ATM接口的至少两个接入/接出装置和如权利要求1所述的至少两个支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关，其中，所述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关分别连接于所述接入/接出装置和所述用户终端之间。
16．如权利要求15所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，其特征在于，还包括连接于所述独立式数据电话网关和所述用户终端之间的PSTN或服务器。
17．如权利要求15或16所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，其特征在于，所述接入/接出装置包括非对称数字用户线(ADSL)用户接入复用器和ADSL网络终端，其中所述ADSL用户接入复用器连接于所述骨干ATM交换机和所述ADSL网络终端之间，而所述ADSL网络终端又与所述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关相连。
18．如权利要求15或16所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，其特征在于，所述接入/接出装置是连接于所述骨干ATM交换机和所述支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关之间的接入级/接出级ATM交换机。
19．如权利要求15或16所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网，其特征在于，还包括连接在所述骨干ATM交换机和所述接入/接出装置之间的一个或多个路由器。
20．一种构成如权利要求1所述的支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网关的方法，其特征在于，包括下列步骤(a)根据所使用的独立式数据电话网关的硬件平台、总线类型及软件平台，选择适当的ATM网卡，并将所述ATM网卡插在所述独立式数据电话网关设备的总线插槽上；(b)选择用于在网间协议(IP)数据包与异步传递模式信元之间进行转换的协议；和(c)在所述独立式数据电话网关的内部软件中建立寻址表，按照关于设置在支持异步传递模式(ATM)的独立式数据电话网的通信对端的另一个独立式数据电话网关的信息改变在所述寻址表中的参数。
21．如权利要求20所述的方法，其特征在于，还包括将所述独立式数据电话网关通过PSTN或服务器与所述用户终端相连的步骤。
22．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是工控机，其总线类型是PCI总线/ISA总线，而其软件平台是NT/UNIX操作系统，那么选择Efficient ENI-25P型ATM网卡。
23．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是HP工作站，其总线类型是ⅤⅪ总线，而其软件平台是HP-UX操作系统，那么选择HPA200型的ATM网卡。
24．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是SUN工作站，其总线类型是SBUS总线，而其软件平台是SOLARIS操作系统，那么选择PCA-200EUX型的ATM网卡。
25．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，如果所使用的独立式数据电话网关的硬件平台是SGI工作站，其总线类型是ⅪO总线，而其软件平台是IRIX操作系统，那么选择PCA-200EUX型的ATM网卡。
26．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述协议是IP OVERATM协议中的CLASSIC IP OVER ATM协议。
27．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述协议是MPOA协议。
28．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述协议是MPLS协议。
29．如权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述寻址表至少包括IP地址域、区号域，还可包括对方地区名称域、费率域、用户帐号密码域、允许通话时间域、经费余额域。
全文摘要
本发明提供一种用于建立支持异步传递模式的独立式数据电话网关的方法:根据所使用的网关的硬件平台、总线类型及软件平台选择适当的ATM网卡并将ATM网卡插在总线插槽上;选择用于在IP数据包与ATM信元之间进行转换的协议;和在网关的内部软件中建立寻址表,按照关于设置独立式数据电话网的通信对端网关的信息改变在寻址表中的参数。采用这种方法建立的独立式数据电话网可以提高语音传输质量,增强实时性。
文档编号H04L12/54GK1298241SQ9912411
公开日2001年6月6日 申请日期1999年11月25日 优先权日1999年11月25日
发明者张琥 申请人:上海贝尔有限公司