CN1535521A - 用于通信网络的动态业务带宽管理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于管理通信网络中的服务业务量的装置和方法，该通信网络可以向多个客户提供话音、数据和A/V服务。特别地，本发明是一种数字用户线系统(DSL)，优选地基于ADSL，其具有通过网络系统设备耦合到话音、数据和A/V服务的多个客户住宅设备(CPE)，其中网络系统设备包含DSLAM、ATM交换机和用于将该系统连接到互联网的DSL终端连接器。本发明提供了包含多个数据库的网络控制系统，这些数据库包括供应数据库和指示正被使用的实际带宽的实时数据库。耦合到该多个数据库和该网络系统设备的服务控制处理器周期性地对这些数据库进行轮询从而确定正在被使用的带宽量，并且如果该使用量超过了预定的水平，那么就调节通过DSL终端连接器进入该系统的互联网数据和/或通过CPE进入该系统的用户数据。优选地，使用一种漏桶算法来实现这种调节。通过动态地管理该网络中的业务流，本发明降低了发生掉话和类似的服务限制的可能性。

Description

用于通信网络的动态业务带宽管理系统和方法
本发明总体上涉及通信网络，并且更特别地，涉及管理通信网络中的业务从而防止过载条件和便于对要求不同类型服务的客户实现可接受服务质量的方法。
变化的通信要求正使得现有的公共信息网络从一个限于话音、文本和低分辨率图形的网络转变为一个把包含全活动视频的多媒体带到每个人的家庭的网络。使得现有的公共信息网络能够转变从而适应更高的带宽需要的一种关键通信传输技术是非对称数字用户线(“ADSL”)，它是一种调制解调器技术。ADSL将现有的双绞线电话线转换为用于多媒体和高速数据通信的接入线路。ADSL可以向订户进行速率高达8Mbps(兆比特每秒)的传输，以及在双向上可以达到960kbps(千比特每秒)或更多。这样的速率使现有的接入能力被扩大50倍或者更多，而不需要安装新的电缆。
非对称数字用户线ADSL技术涉及通过双绞线铜线连接的调制解调器，并且依赖于线路距离，可以在下行流(到订户)中实现从1.5Mbps到8Mbps的传输速率，可以在上行流(来自订户)中实现从16kbps到960kbps的传输速率。异步转移模式ATM是一种可以在ADSL上运行的、基于信元的超高速数据传输协议。简易老式电话业务(POTS)指基本的模拟电话服务。POTS在双绞线线路上占用最低4kHz带宽。任何与POTS共享一条线路的服务都必须使用高于POTS的频率或者将POTS转换为数字形式并使之与其它数据信号相交织。
在DSL网络中，有几个潜在的阻塞点，例如，在数字用户线接入复用器(DSLAM)和ATM交换机之间。DSLAM和ATM交换机之间的电路可以承载多种类型的服务，例如话音、视频和互联网数据。承载于该链路上的每个服务在带宽和服务质量方面有不同的要求。当链路变得过载时，可能就会出现问题。这可能会导致呼叫发生掉话和/或被拒绝。这还可能导致可变比特率视频传输中的信元或分组的丢失。因此，使此链路过载的影响对所提供的服务可以是有害的。
因此，可期望动态管理提供给各种服务的带宽，从而防止系统过载条件且为各种类型的服务提供可接受的服务质量。
本发明提供了一种用于动态管理网络从而防止过载条件的系统和方法。特别地，本发明提供了一种管理实体，它知道系统中的每个连接和相关于每个连接的带宽使用。如果感测到接近过载条件，例如最大值的10％-15％，那么带宽管理系统为了提供用于话音和视频连接的带宽而自动地调节互联网业务。一旦该接近过载条件已经得到解决，则该系统解除对互联网业务的限制并且将服务恢复到正常情况。
在示例性的实施方案中，该系统包含为用户提供电话连接、A/V连接和互联网连接的ADSL系统。相关于该系统的管理实体周期性地对各种数据库查询有关正被使用的连接的数量和类型的信息，从而计算正被使用的带宽量。如果该带宽量达到预定的水平，例如最大可用带宽量的85％-90％，那么该管理实体控制某些接入连接从而暂时性地对该互联网业务节流。对于下行流调节，该管理实体控制DSL网络的后端进入点，在此情况中为DSL终端连接器。对于上行流调节，该管理实体控制DSL网络的客户进入点，在此情况中是在客户住宅设备(CPE)处。在该示例性的实施方案中，使用“漏桶”算法来执行调节，并且通过SNMP或其它类似的协议来控制该调节。另外，可以响应于该系统正经历的负载量来控制调节量。本动态带宽管理系统是一个连续运行的后台过程，该过程被设置为周期性地对该系统进行轮询从而收集有关资源可用性的信息。
现在，将结合附图对本发明进行详细的描述，在附图当中：
图1是能够提供例如话音、数据和视频的集成多线路电话服务的示例性数字用户线(DSL)系统结构；
图2是显示网络控制系统(“NCS”)的元件的方框图；
图3是显示用于对NCS进行远程访问的元件的方框图；
图4是显示话音信道分配的方框图；
图5是显示DSLAM的元件的方框图；
图6是显示ATM信元数据路径的方框图；
图7是显示对于话音数据的潜在的阻塞点的方框图；
图8是显示网络系统设备(“NSE”)与Telco接口的方框图；
图9是显示对于数据信道的吞吐量降低点的方框图；
图10是显示NSE与CPE的接口的方框图；
图11是显示根据本发明在动态带宽管理系统中被执行的步骤的流程图。
应该理解，附图只用于对本发明的概念进行举例说明的目的，而并不是说明本发明的仅有的可能配置。
本发明提供一种用于动态管理网络从而防止过载条件的系统和方法。特别地，本发明管理能够提供包含话音、数据和视频的多种服务的DSL系统。ADSL多媒体传送系统100包含如在图1中所示的多个功能块。构成该系统结构的单个块组件的详细情况是为本领域的技术人员所熟知的，并且将仅描述对理解本发明足够的细节。
系统100包含网络控制系统(NCS)112、网络系统设备(NSE)110和客户住宅设备(CPE)装置104。系统100被用于将客户住宅设备(CPE)104连接到电话网络116、音频/视频流源118和互联网服务提供商(ISP)120。CPE104被设计为允许客户通过使用在连接到房屋的现有铜线上的ADSL而具有多部电话、24小时接入到互联网以及A/V流能力。CPE104允许将电话、计算机、数字A/V流和命令ATM数据汇聚到位于CPE104和NSE110之间的ADSL线路上。
CPE104包含在简易老式电话业务(POST)上与单独的模拟电话相接口的DSL调制解调器单元、到PC桌面系统111的10BASE-T以太网连接，以及到用于连接到电视或视频显示器的带有解码器109的机顶盒的以太网或RS-422连接。从客户的模拟端，CPE设备104接受来自每个电话的模拟输入，将该模拟输入转换为数字数据，并且将该数据打包进ATM分组(在ATM上的POTS)，使每个连接都具有唯一的虚信道标识符/虚通路标识符(VCI/VPI)。对于本领域的技术人员来说公知的是：ATM是一种面向连接的协议并且因此在每个信元头标中都有一个连接标识符，该标识符明确地使一个信元与物理链路上的给定虚信道相关。该连接标识符包含两个子域，分别为虚信道标识符(VCI)和虚通路标识符(VPI)。这些标识符一起被用于对信元进行复用、解复用和通过该网络进行交换。VCI和VPI不是地址，但却在建立连接时在一个连接的ATM节点之间的每段链路处被明确地指配，并且在该连接持续期间保持不变。当使用VCI/VPI时，该ATM层可以异步地对来自多个连接的信元进行交织(复用)。
网络控制系统(NCS)112管理网络系统设备(NSE)110和CPE104的集合。NCS112对数据连接以及数据业务管理和错误处理进行协调。NCS112包含多个计算机，包括服务控制处理器(SCP)119、数据库服务器121以及管理平台123。图2是显示NCS112的组件的方框图。由于经济方面的原因，可能没有足够的带宽来处理同时使用其全部电路的所有CPE104。可用的带宽量基于电话、音频/视频流以及计算机数据电路的统计使用。
NCS112包含5个数据库。这些数据库包含供应数据库132、使用情况数据库131、错误数据库130、实时备份数据库133和实时数据库136。有利地，这些数据库是位于一个服务器中的单独的数据库并且/或者可以位于SCP119中。实时数据库是基于RAM的数据库以增强该数据库的性能。可以使用独立盘冗余阵列(RAID)执行，特别是5级RAID执行，来实现其余的数据库。这一级的RAID可以提供以字节方式的数据条带化(data striping)以及提供给出优良性能和良好的容错的纠错水平。
供应数据库132包含关于提供给每个连接到系统100的客户的服务的信息。可以使用现成的SQL数据库软件(如Oracle、MySQL)构建该数据库，并且可以对该数据库进行配置从而可以使该数据库在本地或者在专用的服务器上可得。数据库接口是可升级的，从而可以支持不同级别的数据存储能力。该数据库系统可以包含网络附接的存储单元，该存储单元连接到NCS LAN。这允许在为状态和故障检修而要求接入时，通过远程设备进行直接接入。可以基于用户ID和口令来准予接入权，这使得有可能查看或者生成来自数据库的报告，而不冒恶化的危险。
该数据库包含用于每个客户的如下信息：
客户姓名
客户地址
CPE序列号
DSLAM端口/钉定组(nailed group)
DSLAM号
被使能的电话线数
对于每根电话线：
电话号码
呼叫参考值
GR-303接口组
CPE上的VPI/VCI
DSLAM上的VPI/VCI
ATM交换机上的VPI/VCI
互联网被使能(真/假)(如果客户并没有被互联网使能，那么就不可对它们的互联网带宽进行调整)
如果互联网被使能：
IP地址
CPE到DSLAM上的VPI/VCI
DSLAM到ATM交换机上的VPI/VCI
ATM交换机到DSL终端连接器上的VPI/VCI(可能需要DSL终端连接器和ATM交换机之间的链路上的VPI/VCI用于调整下行流互联网带宽)
上行流数据率极限
下行流数据率极限
视频被使能(真/假)
如果视频被使能：
CPE到DSLAM链路上的VPI/VCI
DSLAM到ATM交换机链路上的VPI/VCI
ATM交换机到视频服务器链路上的VPI/VCI
该数据库包含了关于该系统的如下信息：
接口组数
对于每个接口组
主TMC插槽信息
主TMC端口信息
主TMC信道信息
主EOC插槽信息
主EOC端口信息
主EOC信道信息
次TMC插槽信息
次TMC端口信息
次TMC信道信息
次EOC插槽信息
次EOC端口信息
次EOC信道信息
DS0数
对于每个DS0：
编号
插槽信息
端口信息
信道信息
用于确定在何处调节下行流业务的信息：
互联网接口数
对于每个互联网接口：
插槽信息
端口信息供应数据库132还包含有关ATM交换机113和DSLAM115之间的全部系统带宽的信息。
实时数据库136被用来管理进入和外出的呼叫以及其它被连接的服务。可以使用现成的SQL数据库软件(如Oracle)来构建该数据库并且该数据库可被配置为在本地可得。可以基于用户ID和口令来准予接入权，这使得可能查看或者生成来自数据库的报告，而不冒恶化的危险。实时数据库136包含呼叫参考值(“CRV”)以及用于管理呼叫的每个CRV相关的信息。CRV被用来识别特定的呼叫者并且将其映射到一个CPE号和一个端口号。可以被用来管理带宽的信息包含可能是基于每订户的活动呼叫的总数(例如，上行流调节可能对具有4个活动呼叫的订户削减的互联网带宽大于对没有活动呼叫的订户削减的互联网带宽)。
网络管理平台123为网络管理者提供一个用户接口用于监视和维护该系统。网络管理平台123可以是使用以太网连接进入该系统的现成的计算机。该平台提供用于NCS112的状态和调试连接。
随着相关于NCS112的订户数量的增长和扩张，NCS112也必须进行扩充。每个物理组件(SCP、数据库和网络管理平台)都被设计为是可升级的。另外，每个主软件模块都被设计，使得它们可以运行在相同的机器上或运行在不同的机器上。
服务控制处理器(SCP)119执行管理NSE110所必需的所有功能。在本实施方案中，SCP119执行以下的主要功能：GR-303接口、NSE控制、实时数据库、数据库服务器以及网络管理接口。为了对NCS112进行升级，依赖于对速度的要求，这些功能中的每一个都可以运行在通过高速网络(千兆比特以太网)连网的单独的计算机上。
所有对时间有严格要求的网络控制功能性都位于SCP119上。SCP119在逻辑上连接到NSE110和所有的CPE104。SCP119在逻辑上连接到每个CPE104用于向CPE104发送信令数据和从CPE104接收信令数据的目的。
SCP119可以包含现成的工业化包装(支架式安装)的计算机，该计算机运行一个操作系统，能够执行上述的功能任务。有利地，依赖于对操作的特定的软件要求，可以加入额外的CPU从而运行不同的操作系统。另外，可以加入额外的计算机从而使系统性能保持在可接受的水平。通过使功能分开，这些功能可轻易地被散布于几个机器上。这种类型的设计允许期望的平台是可升级的，以便可以通过最少量的重新工作或是设计修改来加入额外的处理能力。
现在要描述的是位于NCS内的控制电路(SCP)和与该控制电路进行通信的各种元件之间的内部连接。
远程网络管理被规定为通过“后门”机制对该系统进行访问。这种访问可以被用于帮助发现并解决系统故障。图3是允许从NCS112的外部对SCP119进行访问的连接的方框图。如在图中所示的，可以通过公共可用的连接(例如I SDN或者POTS线路)访问NCS112。由允许对SCP的局域网(LAN)进行访问的路由器来实现该连接。该访问可以被用来对计算机、数据库等等查询故障检修或者大体的状态。
每个CPE104还在逻辑上连接到SCP119。SCP119到CPE104的逻辑连接被用来控制CPE104、ISP120、A/V流源118和电话网络116之间的数据路径。CPE104和NSE110之间的所有数据路径都具有已经被建立的PVC。这允许对ISP120和一个信道的24小时的访问，允许SCP119和CPE104之间的控制信息的交换。话音信道也具有PVC，但是SCP119在建立呼叫时建立电话网络116与话音信道之间的连接。
图4是显示如何在CPE104和公共电话网络116之间对话音信道进行分配的方框图。如在图中所示的那样，来自CPE的话音信道的总数(XN)可以大于在ATM交换机113的另一侧的可用DS0插槽的数量(M)。因此，SCP119必须在呼叫被连接到CPE104时，动态地对DS0信道进行分配。在本实施方案中，每CPE的话音信道的数量N等于4。
SCP119具有一个到ATM交换机113的命令信道，该信道被用于向ATM交换机113发出命令以便ATM交换机113可以将CPE104话音信道路由到T1接口151并且最终到达电话网络116。
SCP119包含T1接口，用于回到电话公司5类交换机的TMC和EOC信道。SCP119使用GR-303协议与该5类交换机进行通信。该协议支持通过可以在该5类交换机和SCP119之间被交换的一组命令的、对电话系统116的接入。SCP119为了建立外出的话音呼叫或者处理进入的话音呼叫请求而接入电话网络116。在本实施方案中，ATM交换机113是Lucent Access Concentrator(朗迅的接入集中器)并且起到了路由机制的作用以汇聚并将数据发散到位于NCS112和NSE110之内和之外的各个目的地。ATM交换机113和SCP119之间的物理链路为0C3链路。
再次参考图1，NSE110包含提供通过系统和CPE104与“外部”世界之间的物理链路的连接的设备。对于系统100，该外部世界包含电话网络116、经由ISP120的互联网以及A/V流源118。接下来将对NSE110的元件以及进入NSE110和从其外出的端口进行描述。
ATM交换机113是ATM网络的骨干。ATM交换机113执行网络中的各种功能，包含信元传输、复用和集中、业务控制以及ATM层管理。在系统域100中，特别关注的是ATM交换机113被提供用于与DSLAM115、网络控制系统112以及互联网网关(互联网协议IP路由器和DSL终端连接器117)相关的信元路由和缓冲，还用于与电话网络116相关的T1电路仿真支持。T1电路提供24路话音信道，其被包装进以每秒8000帧的速率进行传输的193比特帧中。总比特率为1.544Mbps。未被封装成帧的形式，或者有效载荷，包含总速率为1.536Mbps的192比特帧。
ATM交换机113建立CPE110与A/V流源118或者电话网络116、以及经由ISP120、与互联网之间的连接。通过ATM交换机113的所有数据路径都被建立为PVC。该话音信道被建立为实时可变比特率(RT-VBR)的。这允许即使在数据路径的容量超过了到ATM交换机的链路容量的情况下，仍建立到该交换机的所有数据路径。非阻塞数据路径被建立为未指定的比特率(UBR)。这允许为每条通路指定最小的带宽量。
SCP119使用SNMP协议和API接口来控制ATM交换机113的操作。该通信链路被用于呼叫建立、呼叫拆除以及统计量收集。使用带内通信允许交换机113和SCP119位于不同位置。
DSLAM115提供通向CPE的ADSL信号和来自CPE的ADSL信号。所得到的数据被格式化为ATM信元，该信元被传递到ATM交换机113。对被从ATM交换机113发送到CPE104的ATM信元执行相反的操作。图5中显示了DSLAM115。如在该图中所示，DSLAM115将ATM信元汇聚到ATM数据路径。每个CPE104要求使用DSLAM115上的物理端口。对于来自CPE104的数据，ADSL信号被解调为ATM信元。对于返回到CPE104的ATM信元执行相反的操作。DSLAM115还提供信元地址转换、ATM到DSL转换以及DSL到ATM转换功能。
DSL终端连接器117提供了用于将系统100连接到互联网的一种手段。DSL终端连接器117识别互联网业务并且指配合适的VPI/VCI，使得数据被路由到合适的目的地CPE104。DSL终端连接器117还处理从IP到ATM以及从ATM到IP的所有数据转换。当CPE104传输数据时，DSL终端连接器117接收该ATM数据，除去IP数据周围的ATM包装并且将该IP数据转发到ISP120。当ISP120向DSL终端连接器117发送数据时，DSL终端连接器117接收该IP数据，将该IP数据包装进ATM并且通过ATM交换机113和DSLAM115将其发送到CPE。在本发明中，DSL终端连接器117具有两个用于连接到ISP120的10/100BaseT端口。依赖于所选择的ISP，可以按所期望的对此配置进行修改。SCP119使用从SCP119到ATM交换机113的0C3链路和从ATM交换机113到DSL终端连接器117的DS3链路与DSL终端连接器117进行通信。在此链路上，SCP119使用带内信令用于通信。通过RS232端口对DSL终端连接器117进行初始设置。一旦被初始化，通过上述的链路或者通过到它的以太网端口的一个直接连接来使用带内信令都是可能的选项。
当ATM信元移动通过NSE110时，该信元可以使其ATM地址(VPI/VCI)进行转换。图6是用于来自两个CPE104的ATM信元的数据路径的例子。在该例子中，有2个活动的话音信道：CPE1的话音1和CPE2的话音3。其它的话音信道是不活动的，因为它们并未承载任何数据。
话音业务管理是指对承载话音信息经过NSE110的数据的控制，以及当系统容量小于可以通过该系统的数据的理论最大量时如何对其进行管理。例如，如果有100条电话线连接到NSE110但是仅有22个DS0信道连接到Telco，那么当连接被要求用于每个期望的电话连接时，就必须动态地对该DS0信道进行分配。
可以将统计数据用于在系统中的各点处分配经济的物理带宽量。因为这个数量可能小于数据的理论最大量，所以在系统中可能会有多个点处发生数据阻塞(即不能完成话音连接)。SCP119负责按照要求而对数据信道的分配进行管理。如果不能实现请求，则SCP119从那个情况中退出，并且将该连接失败通知到发出请求的实体。
图7是用于通过NSE110的话音业务的数据路径的例子，其中显示了潜在的阻塞点。注意到，每个CPE104显示了一条经由PVC到达NSE110的话音信道。如在图中所示的那样，在DSLAM115处或者在Telco交换机处都存在呼叫被阻塞的可能。在DSLAM115处的潜在的阻塞由DSLAM到ATM交换机的数据路径的大小和在该链路上活动的其它服务所决定。在Telco交换机处的潜在的阻塞由可用DS0线路的数量所确定。
当CPE104被连接到该系统时，每个话音信道PVC被建立。该PVC被规定为实时可变比特率(RT-VBR)。这允许DSLAM115和ATM交换机133可以被“过预订”。也就是说，ATM交换机133将允许所有的连接都被建立，因为这些连接都被建立为RT-VBR。CPE104将不在任何话音信道上发送数据，直到SCP119命令CPE104进行数据发送。当CPE104向SCP119用信号通知“摘机”情况时，SCP119将确定是否有足够的带宽用于要进行的连接。如果没有足够的带宽，那么该请求将进入LIFO队列并且等待处理。如果带宽可得，那么该请求将被GR-303堆栈处理并且进行连接。
图8显示了NSE100和telco交换机之间的接口。在本实施方案中，DSLAM115和ATM交换机113之间的链路是带宽为44.736Mbps的DS3。对于300个CPE，就有1200个可能的电话连接。如果所有的连接都被进行，那么在DSLAM115和ATM交换机113之间传输数据就需要86.835Mbps的带宽。如果假设全部带宽都仅用于电话使用，那么这就显示了1.94比1的过预订。如果使用的是更加典型的10∶1的过预订比，那么对于在某时刻被使用的电话，我们将发现(1200/10＝120电话*72.362Kbps＝8.683Mbps)8.683Mbps将会是一种更为典型的带宽使用。SCP119监视和控制这些连接以便保持在可得的带宽限制之内。
没有承载话音数据的数据路径(即命令和PC数据信道)具有可用于每个通路的最小带宽。在这种情况下，对于SCP119而言业务管理并不太重要，因为每个数据路径的初始设置将该通路规定为具有最小和最大数据率的UBR。作为ATM协议自身的一种功能，ATM设备施行该数据率。随着系统吞吐量发生变化，基于试图通过每个信道的数据量而对用于那个信道的带宽进行相应地调整。
这要求在数据路径上的每个潜在的“阻塞点”都被实施，以便它将能够处理对于连接到NSE110的多个CPE104的所要求最小带宽量。
图9是显示对于包含6个CPE的系统的点的例子，其中在这些点处，对于PC业务，吞吐量可以被减少。注意到，不应该阻塞去往CPE和来自CPE的控制数据。图9中的每个PVC在每个所指示的位置处都有可能受到限制。因此，在该数据路径中的每个链路必须能够提供所要求的用于连接到系统的命令和PC数据信道的带宽量(包含传输协议开销)。随着带宽接近链路极限，UBR业务将开始进入到较慢的速率。该过程一直持续，直到满足被规定的最小值或者直到额外带宽变得可用。还可以由SCP119对CPE104和DSL终端连接器117进行控制从而进一步调节进入系统的业务。
NSE110到电话网络116的接口是基于T1线路，这些T1线路被聚集为接口组。根据GR-303接口，接口组(IG)可以包含从1到28的DS1连接。每个DS1都有24个DS0信道。信道12和24被用于有关第一DS1连接的控制信息。如果在IG中有第二DS1，那么它包含有关信道12和24的冗余控制信息。这些信道仅被使用在前两个DS1连接上。所有其它的DS1连接将所有24个信道用于话音业务。
通过DSLAM115和客户住宅之间的物理铜线环路，NSE110被连接到每个CPE104。图10是CPE104和NSE110之间的数据路径的方框图。命令和PC数据信道为UBR，而所有的话音和A/V流通路被规定为RT-VBR并且为每个通路都指配一个唯一的VPI/VCI。命令信道是到达NCS112(并且最终到达SCP119)的数据信道，使得CPE104总是与NCS112保持联系。对带宽进行分配，使得最大数量的CPE104具有足够的带宽从而总是允许与NCS112进行通信。PC数据路径也是非阻塞信道，但是当发生网络拥塞时其可以掉落到28Kbps的最小量。该非阻塞信道要求相应地分配足够的带宽。
ADSL多媒体传送系统100能够管理的CPE104的数量要大于在DSLAM115的ATM侧的可用物理连接的数量。因此，NCS112必须能够动态地管理业务带宽从而为客户提供可接受的服务质量。本发明提供了一种存在于SCP119上的管理系统，它监视在DSLAM115和ATM交换机113之间的链路，以便使能线路的过预订和防止网络上的过载条件。如在网络控制系统设计规范中所讨论的、用于通过ATM/ADSL系统的话音的连接是这样一种连接，其中每个话音连接都被提供为可变比特率-实时ATM虚电路，并且在该链路上的带宽由SCP119管理。SCP119需要知道在ATM交换机113和DSLAM115之间的链路上的可用带宽的总量。
在本发明中，话音业务接收比数据业务更高的优先权。一旦系统100变得被加载到一个预定的水平，例如85％-90％(组合的话音和数据)，那么该带宽管理系统就在DSLAM115处实施减少。然后，SCP119根据每个客户的连接简档中所确定的那样，主动地修改在每个客户处可用于数据的下行流和上行流的带宽量。这允许通过网络的话音业务具有更高的优先权。
为了确保在高业务量期间的服务质量，上行流和下行流数据业务速率通过SNMP命令在DSL终端连接器117处和通过CPE命令接口在CPE104处受到控制。
按照下面的方法计算一条ATM链路上的带宽：
-BW＝该ATM中继上的全部可用带宽(即DS3＝45Mbps，OC3＝155Mbps)。
-从实时数据库读取正在进行中的呼叫的总数(TC)。
-通过实时数据库对用于每个视频连接的带宽(VB)进行求和。
-可用数据带宽(AVB)＝BW-(((TC×64kbps)+VB)×53/47)
可用带宽极限通过用户接口而可调整。可用带宽极限是被留出未被使用的带宽值，在该可用带宽极限处数据业务速率将开始受到限制。在本实施方案中，缺省的极限被设置为15％。如果可用带宽变得小于总带宽的被编程的极限(或15％)((AVB/BW)*100＜15)，那么将按照如下所述的方法对上行流和下行流数据速率进行修改。如果可用带宽大于被编程的极限(或15％)并且有限制被施加，那么该限制被移除，直到AVB是被编程的极限或更大的点处。
图11显示了一个流程图，该流程图显示了由本动态带宽管理系统执行的步骤。该系统在步骤180和190中周期性地监视和确定在系统中正被使用的带宽量。根据供应数据库132和实时数据库136中的数据来执行该确定。响应于该数据，SCP119确定带宽使用是否位于预定的最大水平之内，例如10％-15％。如果带宽使用小于预定的最大值，那么SCP119将除去任何限制直到例如85％的最大水平。如果带宽使用高于预定水平，那么SCP119在步骤186中在上行流进入点处施加限制，或者在步骤188中在下行流带宽进入点处施加限制。可替换地，如果带宽使用超过了第二预定水平，那么该上行流和下行流调节都可以被执行。此过程一直持续，直到带宽使用掉落到低于期望的水平，由此就避免了系统中的过载条件。该限制对该数据进行调节，也就是说，减少进入该系统的数据，例如，通过控制从DSL终端连接器117或者CPE104的缓冲器输出的数据的速率。
对于下行流数据调节，可以在DSL网络的后端进入点处，在这种情况下，是在DSL终端连接器117处实施该调节。在ATM实施中的每个被提供的PVC上所允许的数据速率暂时被设置为下限，从而帮助防止网络内的溢出条件并且也允许具有更高优选权的其它服务获得必要的资源。在本实施方案中，DSL终端连接器117使用“漏桶”算法来执行调节。该漏桶算法通过对数据节流来调整业务的突发，从而数据可能以受到控制的速率进入该网络。SCP119通过SNMP或其它类似的协议对该调节机制进行远程控制。
对于上行流数据调节，是在网络的客户进入点处，即在CPE104处执行该调节。在这里，也使用漏桶算法来对进入网络的数据速率进行节流。该调节依赖于系统正经历的负载的量。CPE104处的上行流业务控制也由SCP119控制。上述的动态带宽管理系统是一种连续运行的后台过程，该过程周期性地轮询该系统从而收集资源可用性的信息。
尽管包含本发明的教导的示例性实施方案已经被显示并且在上面得到了详细的描述，但是本领域的技术人员可以容易地设计出仍然包含这些教导的许多其它不同的实施方案。因此，本申请的目的是涵盖这样的对本公开内容的偏离，所述偏离是在本发明所相关的技术领域中的已知或惯用的方法之内，并且由所附的权利要求对其进行限制。

Claims (19)

1.一种通信系统，包含：
耦合到电路交换电话网络、多个客户住宅设备(CPE)以及通过网络终端连接器耦合到互联网并提供它们之间的连接的网络系统设备，该网络系统设备用于向多个客户住宅提供话音和数据服务；以及
耦合到该网络系统设备的网络控制系统，用于协调多个CPE和电话网络以及互联网之间的连接，以及用于管理它们之间的业务，该网络控制系统包含：
包含系统配置信息和用于耦合到该网络系统设备的每个CPE的配置信息的第一数据库，
包含指示当前正在该通信系统中被使用的服务连接和每个CPE的使用情况的信息的第二数据库，以及
用于周期性地轮询该第一数据库和第二数据库从而确定当前正在该通信系统中被使用的带宽容量的控制处理器，该控制处理器还用于响应于所确定的带宽使用，而调节进入该通信系统的数据服务的量。
2.根据权利要求1所述的系统，其中该通信系统是DSL系统并且该网络系统设备包含：
耦合到该多个CPE的DSLAM，以及
耦合到该DSLAM、电话网络，和通过DSL终端连接器耦合到ISP的ATM交换机，并且
该控制处理器耦合到该ATM交换机，用于调节进入DSL系统的数据服务的量，其中该控制处理器在所确定的带宽使用超过第一预定水平时减少进入该DSL系统的数据服务的量。
3.根据权利要求2所述的系统，其中该ATM交换机进一步耦合到用于向CPE提供流媒体数据的A/V流源。
4.根据权利要求2所述的系统，其中该控制处理器通过控制经由DSL终端连接器进入的数据量而调节进入该DSL系统的数据服务。
5.根据权利要求4所述的系统，其中该控制处理器使用漏桶算法而调节经由DSL终端连接器进入该DSL系统的数据服务。
6.根据权利要求5所述的系统，其中该控制处理器使用SNMP而调节进入该DSL系统的数据服务。
7.根据权利要求4所述的系统，其中该控制处理器通过控制经由CPE进入的数据而调节进入该DSL系统的数据服务。
8.根据权利要求7所述的系统，其中该控制处理器使用漏桶算法而调节经由CPE进入该DSL系统的数据服务。
9.根据权利要求8所述的系统，其中该控制处理器使用SNMP而调节进入该DSL系统的数据服务。
10.根据权利要求1所述的系统，其中如果进入该DSL系统的数据服务的量已经被减少，那么当所确定的带宽使用低于第二预定使用水平时，该控制处理器移动对进入该DSL系统的数据服务的量的任何限制，其中该第二预定使用水平低于该第一预定使用水平。
11.一种在一个通信系统中用于控制该通信系统的方法，该通信系统包含：耦合到电路交换电话网络、多个客户住宅设备(CPE)以及通过网络终端连接器耦合到互联网并提供它们之间的连接的网络系统设备，该网络系统设备用于向多个客户住宅提供话音和数据服务；以及耦合到该网络系统设备的网络控制系统，用于协调多个CPE和电话网络以及互联网之间的连接，以及用于管理它们之间的业务，该方法包含以下步骤：
提供包含系统配置信息和用于耦合到该网络系统设备的每个CPE的配置信息的第一数据库；
提供包含指示当前正在该通信系统中被使用的服务连接和每个CPE的使用情况的信息的第二数据库，
周期性地轮询该第一数据库和第二数据库从而确定当前正在该通信系统中被使用的带宽容量；以及
响应于所确定的带宽使用水平，而调节进入该通信系统的数据服务的量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该通信系统是DSL系统并且该网络系统设备包含耦合到该多个CPE的DSLAM，以及
耦合到该DSLAM、电话网络，并且通过DSL终端连接器耦合到互联网的ATM交换机，以及
该调节步骤包含在所确定的带宽使用超过了第一预定水平时减少进入该DSL系统的数据服务的量。
13.根据权利要求12所述的方法，其中该调节步骤包含通过控制经由DSL终端连接器进入的数据的量而控制进入该DSL系统的数据服务的量。
14.根据权利要求13所述的方法，其中该调节步骤包含使用漏桶算法来调节经由DSL终端连接器进入的数据服务。
15.根据权利要求14所述的方法，其中该调节步骤包含使用SNMP而调节进入该DSL系统的数据服务。
16.根据权利要求13所述的方法，其中该调节步骤包含通过控制经由CPE进入的数据而调节进入该DSL系统的数据服务。
17.根据权利要求16所述的系统，其中该调节步骤包含使用漏桶算法而调节经由CPE进入的数据服务。
18.根据权利要求17所述的系统，其中该调节步骤包含使用SNMP而调节进入该DSL系统的数据服务。
19.根据权利要求18所述的方法，其中该调节步骤包含如果进入该DSL系统的数据服务的量已经被减少，那么当所确定的带宽使用低于第二预定水平时，除去对进入该DSL系统的数据服务的量的任何限制，其中该第二预定水平低于该第一预定水平。
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