CN1247000C - 为呼叫选择通信路由的系统 - Google Patents

Abstract

用户的呼叫可以被路选到通过常规的公用交换电话网和本地交换机，也可以被路选到通过例如因特网的数据包电信网。用户拨发的电话号码数字代码在本地交换机或在数据包/电路接入网关处被收集。根据代码所表示的呼叫目的地或呼叫性质的不同，本地交换机或网关将判定该呼叫的路选。例如，有关因特网的呼叫可路选至通过因特网而语音数据的呼叫则路选至通过公用交换电话网。通过对不同呼叫的恰当的路选，有关因特网或其它数据传输的通信就不会导致因对本地交换机或公用交换电话网的容量的大量占用而造成的拥塞，同时通信的成本也将显著下降。

Description

为呼叫选择通信路由的系统

技术领域

本发明一般而言涉及的是有关解决通信系统利用效率的问题，具体来说则是一个为呼叫选择一条合适的通信路由的系统。

背景技术

贯穿全球的所有电信系统的相互链接，使世界上任何两地之间的通信已成为实际可行。这个复杂通信系统中的一部分是由诸如公用交换电信网(PSTN)这样的一些公共的电信公司来运营的。一个地区的PSTN网典型地是通过本地交换机(LE)和位于电话用户所在地点的电话设备连接起来的。当用户话机被摘机时，本地交换机会立即检测到该用户发出的摘机信号，并发送一拨号音给该用户话机作为响应。用户收到拨号音后即可拨发他要呼叫的、在其目的地处的另一个用户的话机号码，交换机将此拨号的数字码作为代码去选择该被叫用户的话机。如果目的电话机处在本地交换机(LE)的服务区范围以内，则LE将在该两用户之间建立起一条电信通道。当目的话机不在本地交换局的服务区范围之内时，则该两用户之间的电信通道，典型地是通过PSTN网来建立的。在该通道被建立起来后，LE将在该两用户话机之间传送话音信息，通常是通过时分多路系统(TDM)来传送的。

由于近年来数据传输的爆炸性的发展，为了传送数据资料已建成了大量大容量的国际电信网，这些网采用了帧中继(frame relay)、异步转移模式(ATM)或其它的基于数据包的技术。基于数据包的网络是把长段的数据报文分割成有限长度的数据块(block)或数据包(packet)后，然后在网中传送。各个独立的数据包通过网络的传送在到达通信目的地后被重新装配成原有长度的长段报文。在适当的应用下，基于数据包的网络可以作为语音通信用的公用电话网的一个经济的代替选择。目前，语音通过数据包在采用基于因特网协议(IP)的系统中的传送已经实现。有关技术请参阅由Minoli and Minoli编著，1998年纽约John Wiley & Sons公司出版的《语音信息在IP网上的传送》(DeliveringVoice Over IP Networks)一书。

在采用IP传送语音的现有技术水平下，当进行呼叫时，必须首先要拨通一个网关(gateway)，然后输入被叫用户的实际号码。换言之，这时用户必须输入两种不同的电话号码而不象在通常的PSTN网中那样只需输入一个电话号码。在一些应用中，由于用户可能还没有对用拨号来接入网关作好准备，因而无法在IP网上传送语音。即使在网关号码已经可以供用户接入时，用户仍会因需要输入两种不同的号码而感到不便。

美国专利第5,751,706号曾提出了一种系统和建立呼叫电信路由的方法，使用户在为建立路由而呼叫时就如在通常的PSTN网中呼叫一样，只需拨打一个号码就可以了。’706号专利中建议的系统采用了若干个呼叫处理器。为了通过基于数据包的网络建立起呼叫的路由，在这些处理器中，包含有对输入的电话号码进行译码的表格。然而，尽管’706号专利所建议的系统是对现有的语音通过IP传送的系统的一个改进，并能避免拨打两种不同号码的要求，它仍然是不够完善的。例如，当因特网的使用十分繁忙时，各种电信系统的有用容量可能会被阻塞，特别是在本地交换机(LE)处更是如此。因此，这种系统仍不能很好地处理对语音和数据传输同时存在的大量需求。

上述的各种系统尚无一种能使人感到完全满意，因此需要有一种改进的系统，它能为呼叫选择一条合适的路由。

发明内容

随着愈来愈多的人对因特网的接入访问，使因这种接入而占用的电信资源的百分比也在不断上升，以致在最忙小时时数据和语音的业务量可能会阻塞电信网络的容量，并导致语音或数据通信中的严重时延。本发明是基于这样的认识：即通过选择一条适合于呼叫的通信路由，它可以是通过本地交换机，也可以是通过基于数据包的电信网，从而可使上述的拥塞现象得到缓解。作为本发明的一个有用的应用例子，它对与因特网有关的呼叫可路选到通过数据包电信网(PTN)的路由，而对语音数据则路选到通过本地交换机的路由。由于传送语音数据所需的带宽一般来说比因特网接入时传送数据所需的带宽要窄得多，因此上述的路由选择是十分有利的。

根据本发明，提供了一种用于为呼叫选择一条通信路由的方法，包括：在语音网关处接收一个从通信源发送设备发出的呼叫的代码，其中所述通信源发送设备通过数据包接入网与所述网关相连，以及所述网关和本地交换机及数据包电信网相连接；以及由网关或由本地交换机根据所述代码为呼叫在网关和本地交换机之间，或网关与数据包电信网之间选择一条通信路由。

根据本发明，提供了一种用于为呼叫选择一条通信路由而在系统中采用的设备，包括：用于接收从通信源发送设备到网关和/或本地交换机的呼叫代码而建立的在本地交换机与通信源发送设备之间通过语言网关的通信链路的装置；以及根据代码在网关和本地交换机之间或在网关和数据包电信网之间为该呼叫选择一条通信路由的装置。

具体来说，本发明可根据用户呼叫所输入的号码为该呼叫在语音网关和本地交换机之间或网关与数据包电信网之间选择一条通信路由。作出这个选择的根据可有多种理由，例如使电信资源能得到有效的利用；缓解由于因特网接入繁忙而导致的网络拥塞；也可以根据该呼叫是本地的还是非本地的来作出选择以降低通信的成本。

附图说明

图1：描述本发明的电信系统方框示意图。

图2：室内用户呼叫处理机执行的操作步骤流程图(用以说明图1所示系统的运行情况)。

图3：数据包/电路接入网关执行的操作步骤流程图(用以说明图1所示系统的运行情况)。

图4：图1中所示的室内用户呼叫处理机的方框示意图。

图5A：图1中所示的数据包/电路接入网关的方框原理图。

图5B：用于除了采用时分多路复用连接室内用户呼叫处理机和网关外，其余与图1所示相似的数据包/电路接入网关的方框原理图。

为了简化描述，在本应用的图示中相同的部分采用了同样的数字编号。

具体实施方式

图1描述了所设计的具体系统，其中含有若干个用来启动或终止通信呼叫的部件。如图1所示，发信源(电话机)12与室内用户呼叫处理机14连接，通常这两个设备都安装在用户所在的室内。室内用户呼叫处理机和用户话机的连接可采用若干种接口类型，最普遍采用的是标准的两线(塞尖-塞环)电话接口。此外，也可采用ISDN BRI接口或任何其它能直接和电话机通信的接口。室内用户呼叫处理机则和基于数据包的接入网16相连接。这个网可采用不同的物理网来构成，例如混合的光纤同轴电缆网、XDSL数字用户线以及XDSL和光纤的组合等等。数据包接入网将终接在一台安装在中心局内的数据包/电路接入网关20上。

数据包/电路接入网关20和一本地交换机(标准的中心局交换机)22间有连接，同时它与一基于数据包的电信网24之间也有连接。本地交换机22则又和公用交换电信网(PSTN)26连接。数据包接入网16和基于数据包的电信网24可以采用不同的数据包传送和交换的技术，例如ATM技术或IP技术，且两网所采用的技术不必相同。

在设计的系统中，发信源(电话机)12用来发出和应答呼叫以及供用户拨号用。室内用户呼叫处理机14则为电话机提供了接口，例如由塞尖-塞环线组成的两线接口。如果采用塞尖-塞环接口，则室内用户呼叫处理机14在将电话机送来的信号送给数据包接入网16之前，必须先将该信号进行数字化及分包处理。数据包接入网16终接至数据包/电路接入网关20，根据呼叫的当前所处的状态和呼叫的目的地，该网关可用来和本地交换机22通信，或者和基于数据包的电信网24通信，也可以同时和二者(22、24)通信。本地交换机22和数据包/电路接入网关之间的接口可以采用目前普遍采用的一种，例如TR303、V5、TR08、CAS等等。无论是网络24还是PSTN网26都至少和一个为另一地理区域的用户服务的PSTN网28连接，网络24还可以和一个与网关20相似的为另一地理区域用户服务的网关30相连接。

当电话机闲置时，数据包/电路接入网关20允许本地交换机22采用上述的接入网协议监控电话机12的状态，这时本地交换机22的工作情况就几乎同它和传统的接入网连接时的情况完全一致。

对所设计的具体系统的运行情况的说明，最好按电话呼叫发出后所发生的事件的顺序来进行。图2和图3都是对这种操作流程的图解；图2是说明室内用户呼叫处理机的操作流程；图3则是说明数据包/电路接入网关的操作流程。下面，首先来看图2。当用户提起话机12，就立即被室内呼叫处理机14检测到(见流程图中的操作框32)。如果电话机采用塞尖-塞环的双绞线连接，则摘机的检测是通过在这环路中流动的电流来实现的，接着，室内用户呼叫处理机14便通过数据包接入网络16将一个摘机信号数据包发送(操作框34)给数据包/电路接入网关20。

现在来查看图3。当数据包/电路接入网关接收到这个摘机信号数据包(操作框36)后，便利用它和本地交换机的接口，通知本地交换机(操作框38)用户已经摘机。本地交换机随即和数据包/电路接入网关通信以确认建立一条从本地交换机到电话机的通信路由。如果交换机采用例如TR303或V5.2这类的接口，则该通信路由是由本地交换机动态地分配的。数据包/电路接入网关将通过数据包接入网建立起一条通信路由并通知室内用户呼叫处理机，令其和话机之间建立起一条音频的连接40，同时也告知室内用户呼叫处理机语音在模/数变换(A/D变换)中(图2中的操作框42)所采用的是哪一种数字编码方案(例如μ-律、A-律、H.323等)。为了发送所拨的电话号码，一般采用的是μ-律或A-律编码。然后，本地交换机22将拨号音经网关20、网络16和处理机14发送给用户话机12(图2中的操作框44)。用户听到拨号音后，便开始拨号，例如采用按键音拨号。这些号码信号将经由所建立起来的路由到达本地交换机(图2中的46框和图3中的48框)。事实上这就是本系统的主要优点之一。在现有技术水平下，采用语音经IP传送的呼叫首先要拨通一台网关，然后再将被叫号码输入，而在本系统中，用户可和在通常的PSTN网中呼叫时完全一样，只需进行一次拨号。

一旦本地交换机22，例如在它的拨号数字代码收集器中(图中未示出)收到了全部的拨号数字代码后，它就能够作出决定，或者是将此呼叫路选至PSTN网26，或者是将此呼叫引导至基于数据包的电信网24(操作框50)，就好象现在的本地交换机在接收到长途呼叫时，能作出选择长途交换局的决定一样。在本系统中，每一个用户都有一张简明描述表(Profile)。此外，数据包/电路接入网关20将执行数字代码收集的功能并对上述选择作出决定。最简单的决定路选的实施方法是：将所有本地呼叫通过PSTN网26来传送，而将所有的长途呼叫通过基于数据包的电信网24来传送。在其它可能的决定路选的实施方法中，例如可将所有在国界以内的呼叫通过PSTN网26来传送，而将所有目的地在国界以外的呼叫，通过基于数据包的电信网24来传送。还有一些可能的决定路选的实施方法中，也可以将在一个网络(例如一公司的内部网)内的呼叫，通过PSTN26网来传送，而将目的地在此内部网以外的呼叫通过基于数据包的传输网24来传送。本地交换机22将通知数据包/电路接入网关20关于网络的选择，网关20则作出采用何种模/数变换方案的决定，并将此决定通知给室内用户呼叫处理机(见操作框52、54)。通常，对通过PSTN网传送的呼叫，采用μ律或A律编码，对通过基于数据包的电信网传送的呼叫则采用H.323编码。因此，呼叫将根据上述的路选决定通过PSTN26或电信网24进行传送(操作框56、58)。

此后，通话将继续进行下去，直至主叫用户挂机或被叫用户终止通话，无论是属于哪种情况，数据包/电路接入网关20均要发出一终止通信的序列，从而将建立的路由拆断。室内用户呼叫处理机14通过检测电话机12的挂机状态(操作框60)便可检测出用户是否已挂机，一旦呼叫处理机检测出电话机12已挂机，它便向网关20发送一个挂机信号数据包(操作框62)。当网关接收到该挂机信号数据包或从PSTN网26或数据包电信网24送来的类似信息后，网关便向处理机14发送一终止通话的数据包以终止通话(操作框64、66)。

图4是组成室内用户呼叫处理机的方框原理图。在图的左侧，室内用户呼叫处理机14提供了一个电话通信的接口，例如两线式模拟接口101，它用来连接电话机12。在图的右侧是一个数据包网络接口102，它可以和一个IP网连接，例如目前为电缆调制/解调器所采用的那种网络，这种网络被称为混合光纤同轴网络；或者数据包网络接口102与ATM网络连接，并采用例如异步数字用户线(ADSL)的媒介。无论是和哪一种网络连接，都需要由室内用户呼叫处理机来承担把一个传统的电话接口变换成一个适合于数据包接入网络的接口。在图4中示出了执行部分变换过程的多种A/D变换器，这些A/D变换器在微处理器104的控制下运行，使其在通话期间能够在A/D变换器106及108之间进行切换。例如，呼叫在开始时通常采用μ律或A律变换器，但如果呼叫的继续进行要选择数据包电信网来传送时，微处理机在主叫用户拨号之后及开始讲话之前将把变换器切换到另外一个H.323变换器。接口102把从变换器106或变换器108传送过来的数字化的数据进行分包处理，例如按照IP的规定来分包。

本系统的主要优点在于用户在使用时就象使用传统的电话业务一样，感觉不到有什么差异。当用户摘机后，就能收到从他/她的本地交换机送来的拨号音，然后用户便可拨发呼叫的号码。它不需要两次拨号，呼叫所采用的路选过程对用户来说是透明的，正如今天用户的长途呼叫被自动路选至预定的国际交换局(IXC)一样。对于那些经过PSTN网对用户的呼叫，用户可通过本地交换机接收到呼入呼叫；对于那些申请在IP网上传送语音业务(voice-over-IP)的用户，也可通过数据包传送网接收到在IP网上的语音呼叫。无论是经过PSTN网的呼叫还是通过数据包传送网的IP网上的语音呼叫，它将使连接在室内用户呼叫处理机上的所有话机振铃，而对该呼叫的应答可以在其中的任何一部话机上进行。另一个优点是所有关于通话计费的数据均由本地交换机进行记录，就象目前交换机所作的一样，因而在需要的时候，它可以对用户的因特网呼叫(Internet call)进行计费。本系统还可容许采用语音频带的数据通信，因为它可以绕开本地交换机和PSTN网传向一因特网业务提供者(ISP)的网关20，因此占用本地交换机网络资源的时间就很短。本系统还能大大地简化通常实现在IP网关上传送语音的复杂结构，因为通常的方案必须执行从μ律或A律向H.323或其它编码标准的变换，而在本系统中，当需要进行H.323编码时，可在室内用户呼叫处理机中完成，当需要与本地交换机通信时，只需在其中增加一个价格约1美元的μ律或A律的编码/解码器(CODEC)就可以了。

此外，根据用户呼叫的目的地或呼叫的性质，本地交换机22或网关20可将此呼叫路选为通过PSTN网26或通过数据包电信网24。为了保存本地交换机22的带宽或容量，所有对因特网的呼叫将被路选为通过数据包电信网24而不是PSTN网26。在这种情况下，与因特网有关的呼叫或与其它数据传输有关的呼叫将不会延续地占用本地交换机的资源。类似地，为了降低成本的需要，有关因特网的呼叫或其它含有数据传输的呼叫也将路选为通过数据包电信网24而不通过本地交换机22和PSTN网26。为了做到这一点，网关20或本地交换机22需要根据用户拨打的电话号码和某些存储在本地交换机22或网关20的存储器中的预先设置的准则来作出判定。

图5A是网关20的方框原理图，通过它可以阐明本发明的网络系统的具体工作过程。假设网关20是通过一混合同轴接入网和室内用户呼叫处理机相连接的，图中可见，系统控制器160控制着在图5A中所示的所有其余的电路模块的操作。首先，假设本地交换机22要根据用户拨打的号码作出将呼叫路选去何处的决定。为此，必须先要在电话机12和本地交换机22之间建立起一条通信路由，由用户通过电话机12拨发的电话号码，传送到本地交换机后通过交换机本身的拨号号码收集器给予分析。代表着拨号号码的模拟信号由处理机14加以数字化和分包处理，并将该数据包经网络16送至网关20。

从图5A的右侧可见从处理机14经混合同轴电缆接入网络16送来的拨号数据包由网关中的电缆调制/解调器152接收后，在系统控制器160的控制下，该数据包被送至路由器162后，再被送至变换器164。由于从处理机14发出的拨号数据包的格式可能和TDM的格式不一样，例如是IP包，因而需送至方框164所表示的变换器把格式变换成TDM的格式。又因为拨号数据包可能采用H.323数字编码标准，而本地交换机22采用的是μ律或A律的数字编码标准，因而需将该数据包通过方框166表示的变换器把H.323编码变换为μ律或A律编码。

经过上述变换后的拨号数字信息随即被存入拨号数字代码收集器168并同时通过交换机接口158和线路156和本地交换机22连接。本地交换机22将根据存放在本地交换机的存储器(在图中未表示出来)中的、用例如查找表的形式预设定的、判定准则对照用户拨打的号码来决定呼叫的路选，然后本地交换机发送一命令给网关20指明该呼叫的路由选择去向。

现在，再从开始来描述呼叫路选的详细过程如下：首先，从话机12发出的语音数据由处理机14进行数字化和分包处理后，经网络16传送给网关20。假如本地交换机22判定应将该呼叫路选至数据包电信网24，例如因特网，则本地交换机将通过线路156、交换机接口158和网关中的系统控制器通知网关20，控制器160随即命令路由器162将语音数据包从网络16路选到网络24。假如本地交换机22判定应将该呼叫路选至经过本地交换机和PSTN网来传送，则本地交换机将通过线路156、交换机接口158向控制器160发送一命令，随即控制器160命令路由器162将该呼叫送至把IP包变换为TDM格式的变换器164，然后传送给方框166。由于数据包的数字编码通常采用H.323格式，而为了适应本地交换机22和PSTN网26的处理，呼叫应采用μ律或A律的数字编码。因此，方框166的作用就是把数据包从H.323格式变换为μ律或A律的编码。经过变换后的语音数据经过交换机接口158、线路156、本地交换机22和PSTN网26最终到达呼叫的目的地，例如他/她是PSTN网28中的一个用户。如果被叫用户就是本地交换机服务区范围内的一个用户，则只需经过本地交换机22即可到达目的地。

当呼叫路选的判定由网关20而不是由本地交换机来作出时，则上述的路选判定准则，例如采用查找表形式的准则，可以存放在系统控制器160的系统存储器内(图中未表示)。因此，指挥呼叫路选的命令将不再从本地交换机22发出而是由系统控制器160根据查找表中预先设定的准则来决定呼叫的路选。显然，路选准则的存储也可以不采用查找表的形式，因此所有采用其它各种形式存储的路选准则均属于本发明的范畴。在网关20对呼叫作出路选判定时，由控制器160通过方框166把存放在号码收集器168内的已译码的号码检索出来，或者直接通过连接器170(在图5A中用虚线表示)取得。

如前所述，处理机14对从话机12发出的语音数据的拨号号码既进行了数字化也进行了分包的处理，而当拨号号码和语音数据将通过TDM来传送时，处理机14’只是采用例如μ律或A律的数字编码方法对数据进行数字化，而不需进行分包处理。在这种情况下，网关20需稍作修改成为网关20’，如图5B所示。从图中可见系统控制器160控制着网关20’中所有其余电路模块的操作。电路模块164’是一个变换器，它实现把拨号号码和语音数据从TDM到IP的变换。电路模块166’的功能是当需要时可把拨号号码和语音数据从μ律或A律的数字编码变换为H.323的数字编码。拨号数字代码收集器168用来收集拨号号码，使网关20’可根据拨号号码来决定该呼叫的路选。为此，系统控制器160将通过导线170从收集器168中检索出拨号号码，并决定该呼叫的路选。如果该呼叫被路选至本地交换机，则从TDM网16’和电缆调制解调器152送来的语音数据将由路由器162经交换机接口158直接路选到本地交换机22。如果语音数据被路选至网络24，则路由器162将把语音数据经模块166’传送给模块164’，再经数据包网接口172至网络24。除了上述的不同以外，网关20’的功能与图5A所示的网关20基本上是一样的。

由此可见，在这种情况下已不再需要处理机14了、话机12与网关20可直接连接。在话机和网关连接之前最好加接一个附加的电路模块，使模拟数据送至路由器162之前能按照μ律或A律将该模拟数据进行数字化处理。这种电路是为业内人士所熟知的。

本发明通过参照了各种不同的具体系统已在上面作了描述，应该理解在不离开本发明范畴的条件下，可以允许对它作一定的变化和修改。本发明的定义仅采用了下面所附的申请专利的范围和它们的等价内容。

Claims (15)

1.一种用于为呼叫选择一条通信路由的方法，包括：

在语音网关处接收一个从通信源发送设备发出的呼叫的代码，其中所述通信源发送设备通过数据包接入网与所述网关相连，以及所述网关和本地交换机及数据包电信网相连接；以及

由网关或由本地交换机根据所述代码为呼叫在网关和本地交换机之间，或网关与数据包电信网之间选择一条通信路由。

2.如权利要求1的方法，其特征在于

当代码指示为本地呼叫时，路选至本地交换机以及和本地交换机通信的公用电信网；当代码指示为非本地呼叫时，则路选至数据包电信网。

3.如权利要求1的方法，其特征在于

当代码指示目的地在国界以内的呼叫时，路选至本地交换机以及和本地交换机通信的公用电信网；当代码指示目的地在国界以外的呼叫时，路选至数据包电信网。

4.如权利要求1的方法，其特征在于

当代码指示目的地在一预定网络以内的呼叫时，路选至本地交换机以及和本地交换机通信的公用电信网；当代码指示目的地在一预定网络以外的呼叫时，路选至数据包电信网。

5.如权利要求1的方法，其特征在于

当代码指示为有关因特网的呼叫时，路选至数据包电信网。

6.如权利要求1的方法，其特征在于

为了将代码从通信源发送设备传送到网关，进一步包含在本地交换机与通信源发送设备之间经网关建立起一条通信路由。

7.如权利要求1的方法，其特征在于

上述的建立通信路由包括：在网关处检测通信源发送设备处的摘机信号的指示；以及

将此摘机信号通知本地交换机。

8.如权利要求1的方法，其特征在于

进一步包括：当路选至数据包电信网时，将与呼叫有关的语音数据包经上述所选的通信路由发送出去；当路选至本地交换机和公用电信网时，将语音数据经时分多路复用后通过上述所选的通信路由发送出去。

9.如权利要求8的方法，其特征在于

进一步包括：在网关处检测通信源发送设备处的挂机信号的指示或通信终止包；以及

将该呼叫的通信路由拆断。

10.如权利要求1的方法，其特征在于

进一步包括：根据接收到的代码在多个模拟-到-数字的编码方案中选择一种方案。

11.如权利要求10的方法，其特征在于

当路选到本地交换机的通信路由时，选择μ律或A律的编码方案；当路选到数据包电信网的通信路由时，则选择H.323编码方案。

12.如权利要求1的方法，其特征在于

进一步包括：为计费的目的，通过通信路由在本地交换机处对呼叫进行监控。

13.如权利要求1的方法，其特征在于

进一步包括：将从通信源发送设备发出的拨号号码或语音数据进行分包处理。

14.一种用于为呼叫选择一条通信路由而在系统中采用的设备，包括：

用于接收从通信源发送设备到网关和/或本地交换机的呼叫代码而建立的在本地交换机与通信源发送设备之间通过语言网关的通信链路的装置；以及

根据代码在网关和本地交换机之间或在网关和数据包电信网之间为该呼叫选择一条通信路由的装置。

15.如权利要求14的设备，上述选择装置包括一个用于存储从通信源发送设备发出的呼叫代码的存储器。

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