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QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE
ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der am 29. Januar 2009 eingereichten
vorläufigen US-Patentanmeldung
Nr. 61/148,220, deren gesamte Offenlegung durch diese Erwähnung hierin
aufgenommen wird.
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BEREICH
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Die
Anmeldung betrifft allgemein Kommunikationssysteme und im Besonderen
paket-basierte Telekommunikationssysteme.
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HINTERGRUND
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Die
vorliegende Offenlegung betrifft allgemein Medienströme im Bereich
Kommunikationen und im Besonderen im Bereich des Voice-over-Internet-Protocol
(VOIP).
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In
VOIP-Systemen kann eine Sprachverbindung aufgebaut werden durch
eine zentrale Verbindungssteuerung, die zentral erzeugte Medienströme und Wähltöne von einem
zentralen Medien-Gateway aus bereitstellt. Sobald die Verbindung
hergestellt ist, werden die Steuerung des Medienstroms sowie der Pfad
des Medienstroms zwischen Anrufer und Angerufenem üblicherweise
an eine dezentralisierte Konfiguration übertragen. Das Übertragen
des Medienstroms an eine dezentralisierte Konfiguration gibt den Medien-Gateway
frei. Das Schalten vom zentralisierten zum dezentralisierten Medienstrom
kann ein hörbares
Knacken verursachen, wenn der Gesprächspfad zwischen Anrufer und
Angerufenem für
eine kurze Zeitspanne unterbrochen wird. Der Hauptgrund für das Knacken
liegt darin, dass der Medienstrom (RTP-Strom) des Medien-Gateways
(z. B. das VoIP-Board im Medien-Gateway) gestoppt wird und das Telefon
des Anrufers seinen Medienstrom direkt an das Telefon des Angerufenen
sendet (auch Umschaltung genannt), und umgekehrt. Aus diesem Grund
müssen
die Jitter-Puffer beider Telefone neu synchronisiert werden, was
ein hörbares
Knacken verursachen kann, das für
den Zuhörer
oder Zuseher unangenehm sein kann.
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Die
fehlende Synchronisation beruht auf einer Differenz bei der zeitlichen
Steuerung der von einem Knoten (z. B. dem Telefon eines Anrufers,
dem Telefon eines Angerufenen, einem Medien-Gateway) empfangenen
Pakete infolge Netzwartezeitabweichung, Netzüberlastung, Drift der zeitlichen
Steuerung, Paketleitwegänderungen
und Verarbeitungsverzögerungen
des Medien-Gateways. Die fehlende Synchronisation zwischen einem
eingehenden zentralisierten und dezentralisierten Medienstrom führt zu anomalen
Daten beim Umschalten. Die anomalen Daten können dazu führen, dass Aspekte eines gesprochenen
Gesprächs
während
dieses Umschaltens verlorengehen und dass deshalb Teile des Gesprächs wiederholt
werden müssen.
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Einige
derzeitige Systeme vermeiden das Knacken während des Umschaltens, indem
sie von Anfang an dezentralisierte Medienströme verwenden. Das wirft jedoch
andere Probleme auf, da vom Medien-Gateway kommende Wähltöne nicht
mehr verwendet werden können,
was bedeutet, dass jedes IP-Telefon die örtlichen Töne unterstützen muss. Wenn Ansagen abgespielt
werden sollen (z. B. von einem örtlichen
Betreiber), so versagt diese Umgehungsmöglichkeit, und somit muss ein
zentraler Medien-Gateway verwendet werden.
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Bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Offenlegung befassen sich mit diesen und anderen
Problemen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Offenlegung ist auf die Synchronisation paralleler Medienströme gerichtet.
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In
einer ersten Ausführungsform
wird ein Verfahren angegeben, das folgende Schritte umfasst:
- (a) Aufbau, mittels eines Medien-Gateways,
eines zwischen einem ersten und einem zweiten Endpunkt und durch
den Medien-Gateway fließenden zentralisierten
Medienstroms;
- (b) Aufbau eines zwischen dem ersten und dem zweiten Endpunkt
fließenden,
jedoch den Medien-Gateway umgehenden dezentralisierten Medienstroms,
wobei sich der zentralisierte und der dezentralisierte Medienstrom
zeitlich überschneiden;
- (c) Synchronisation, durch den ersten und/oder zweiten Endpunkt,
des zentralisierten und des dezentralisierten Medienstroms; und
- (d) als Antwort auf Schritt (c), Abschaltung, durch den ersten
und/oder zweiten Endpunkt, des zentralisierten Medienstroms unter
Beibehaltung des dezentralisierten Medienstroms.
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In
einer zweiten Ausführungsform
wird ein Medien-Gateway angegeben, der einen Prozessor umfasst,
der folgende Funktionen ausführen
kann:
- (a) Aufbau eines zwischen einem ersten
und einem zweiten Endpunkt und durch den Medien-Gateway fließenden zentralisierten
Medienstroms;
- (b) Aufbau eines zwischen dem ersten und dem zweiten Endpunkt
fließenden,
jedoch den Medien-Gateway umgehenden dezentralisierten Medienstroms,
wobei sich der zentralisierte und der dezentralisierte Medienstrom
zeitlich überschneiden;
- (c) Bereitstellung von Synchronisationsinformationen für den ersten
und/oder zweiten Endpunkt, um eine Synchronisation des zentralisierten
und des dezentralisierten Medienstroms durch den ersten und/oder
zweiten Endpunkt zu ermöglichen;
und
- (d) nach Abschluss der Synchronisation, Abschaltung des zentralisierten
Medienstroms zugunsten des dezentralisierten Medienstroms.
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In
einer dritten Ausführungsform
wird ein Endpunkt angegeben, der Folgendes umfasst:
- (a) eine Netzkommunikationsschnittstelle, die in Kommunikation
steht mit einem durch einen Medien-Gateway fließenden und an einem fernen Endpunkt
endenden zentralisierten Medienstrom und einem an dem fernen Endpunkt
endenden und den Medien-Gateway umgehenden dezentralisierten Medienstrom,
wobei der zentralisierte und der dezentralisierte Medienstrom gleichzeitig aktiv
sind;
- (b) eine Verbindungssteuerung, die in der Lage ist, Synchronisationsinformationen
vom Medien-Gateway zu empfangen und den zentralisierten und den
dezentralisierten Medienstrom zu synchronisieren, um ein Umschalten
vom zentralisierten Medienstrom auf den dezentralisierten Medienstrom
zu ermöglichen.
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Die
Synchronisation kann das hörbare
Knacken aufgrund des Schaltens vom zentralisierten Medienstrom auf
den dezentralisierten Medienstrom wesentlich minimieren, weil die
Informationen beider Medienströme
für ein
nahtloses Umschalten verwendet werden. Die Synchronisation wird
typischerweise vom Medien-Gateway vorgenommen, der die Differenz
zwischen dem von einem Sprach-Endpunkt
(z. B. einem Telefon) am Gateway eingehenden Medienstrom (z. B.
dem Realtime Transport Protocol (”RTP”)) und dem vom Medien-Gateway
an den anderen Sprach-Endpunkt ausgehenden Medienstrom berechnet.
Die Synchronisationsinformationen, die typischerweise nicht nur
die berechnete Differenz, sondern auch die Synchronisationsquellenkennung (”SSRC”) des anderen
Endpunkts beinhaltet, wird durch ein Signalisierungsprotokoll, wie
zum Beispiel das Remote Access Service(”RAS”)-Protokoll, an einen oder
beide Sprach-Endpunkte gesendet. Die Differenz besteht typischerweise
zwischen den Paket-Zeitstempeln und den Satznummern für ein gemeinsames
Paket (oder ein Paket mit derselben Nutzin formation), das der Gateway
von einem Endpunkt empfängt
und das der Gateway an den anderen Endpunkt sendet. Mit Hilfe der
berechneten Differenz können
der zentralisierte und der dezentralisierte Medienstrom innerhalb
des Jitter-Puffers eines Sprach-Endpunkts neu synchronisiert werden.
Der Sprach-Endpunkt ermittelt im Allgemeinen den richtigen Zeitpunkt,
um vom zentralisierten auf den dezentralisierten Medienstrom umzuschalten,
so dass der Gesprächspfad
zwischen den beiden Parteien nicht unterbrochen wird.
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Es
kann eine oder mehrere Voraussetzungen für die Synchronisation geben.
Eine erste Voraussetzung besteht darin, dass der zentralisierte
und der dezentralisierte Medienstrom, nachdem die Signalisierungsnachricht
zum Umschalten abgesendet wurde, eine kurze Zeit lang parallel aufrechterhalten werden.
Eine zweite Voraussetzung besteht darin, dass die Differenz zwischen
dem eingehenden und dem ausgehenden Medienstrom für ein einzelnes
abgefragtes Audio-Datum (oder eine Paket-Nutzinformation) innerhalb
des Gesprächspfades
berechnet wird. Eine dritte Voraussetzung besteht darin, dass der
zentralisierte und der dezentralisierte Medienstrom eine kurze Zeit
lang gleichzeitig aktiv sein müssen.
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Bei
ordnungsgemäßer Durchführung kann die
Synchronisation im Jitter-Puffer verhindern, dass der Gesprächspfad
zwischen Anrufer und Angerufenem infolge des Umschaltens vom Medienstrom
des Gateways auf den direkt zwischen den Sprach-Endpunkten von Anrufer
und Angerufenem fließenden Medienstrom
für kurze
Zeit unterbrochen wird.
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Die
Zusammenfassung erhebt keinen Anspruch darauf, repräsentativ
für den
vollen Umfang der vorliegenden Offenlegung zu sein, und ist auch nicht
so auszulegen. Die vorliegende Offenlegung wird in der Zusammenfassung
sowie in den beigefügten
Zeichnungen und in der ausführlichen
Beschreibung in verschiedenen Detailstufen dargelegt, und mit dem
Aufnehmen oder Nichtaufnehmen von Elementen, Komponenten, usw. in
diese Zusammenfassung ist keine Einschränkung des Umfangs der vorliegenden
Offenlegung beabsichtigt. Zusätzliche
As pekte der vorliegenden Offenlegung gehen leichter aus der ausführlichen
Beschreibung hervor, insbesondere im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine allgemeine Netztopologie einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung.
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2A zeigt
typische Elemente, die in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung an einem Endpunkt vorhanden sein können.
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2B zeigt
typische Elemente, die in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung an einem Medien-Gateway vorhanden sein können.
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3 zeigt
einen zentralisierten Medienstrom.
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4 zeigt
einen parallelen Medienstrom, der einen zentralisierten Medienstrom
und einen dezentralisierten Medienstrom umfasst.
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5 zeigt
einen dezentralisierten Medienstrom.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Prozesses in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung.
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7 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Aspekts des Prozesses in einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Prozesses in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung.
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9 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Prozesses in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung.
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Die
beiliegenden Zeichnungen, die in die Patentschrift aufgenommen sind
und einen Teil davon darstellen, veranschaulichen Ausführungsformen
der Offenlegung und dienen, zusammen mit der obigen allgemeinen
Beschreibung der Offenlegung und der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Zeichnungen, der Erklärung der Grundsätze der
hier offengelegten Ausführungsformen.
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Es
ist zu verstehen, dass die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgerecht
sind. In bestimmten Fällen
können
Einzelheiten, die für
ein Verständnis
der Offenlegung nicht erforderlich sind oder die es erschweren,
andere Einzelheiten zu erkennen, entfallen sein. Es ist natürlich zu
verstehen, dass die Offenlegung nicht unbedingt auf die speziellen
hier veranschaulichten Ausführungsformen
begrenzt ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es
werden hier ein System und ein Verfahren zum nahtlosen Umschalten
von zentralisiertem auf dezentralisiertes Medien-Streaming in paketbasierten
Telekommunikationssystemen beschrieben. Ein solches System und Verfahren
zum Umschalten kann in einem weiten Bereich von Kommunikationsgeräten verwendet
werden.
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Zwar
gibt die vorliegende Offenlegung mehrere Ausführungsformen der vorliegenden
Offenlegung an, der Fachmann wird jedoch verstehen, dass die hier
beschriebenen Ausführungsformen
die Offenlegung nicht auf nur diese Ausführungsformen beschränken sollen.
Die vorliegende Offenlegung soll Alternativen, Abänderungen
und gleichwertige Ausführungsformen
beinhalten, die im Gedanken und Umfang der durch die weiter unten
genannten Ansprüche
definierten Offenlegung enthalten sein können.
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Mit
Bezug auf 1 wird eine allgemeine Netztopologie 100 für eine Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung angegeben. Der VOIP-Endpunkt A 110 ist
eines der allgemeinen Anwenderschnittstellengeräte, die in der Lage sind, Sprachkommunikationen über ein
IP-Netz, wie zum Beispiel das Internet oder andere paketvermittelte
Netze, zu liefern. Der durchschnittliche Fachmann wird erkennen,
dass der Endpunkt A 110 nicht unbedingt ein dediziertes
Gerät sein
muss, sondern auch zum Beispiel Folgendes sein kann: ein Softphone,
welches ein von einem Allzweckrechner ausgeführtes Software-Programm ist
(z. B. ein IP-Softphone
von Avaya Inc.), ein Personal Digital Assistant (PDA), ein PC, ein
Laptop, ein H.323-Tischtelefon, ein paketbasiertes H.320-Videotelefon
und Konferenzeinheit, paketbasierte Sprachnachrichten- und Antworteinheiten, ein
Peer-to-Peer-basiertes
Kommunikationsgerät und
Paket-basierte herkömmliche
Computer-Telefonie-Integrationsgeräte (d. h. Adjunkts). Der VOIP-Endpunkt
B 120 ist ein dem Gerät
von Endpunkt A 110 ähnliches,
jedoch nicht unbedingt mit ihm identisches Gerät. Der Medien-Gateway 130 ist jegliches
geeignete Gateway-Gerät,
das den Ingress in ein entsprechendes Netz und den Egress aus einem
entsprechenden Netz steuert. Gateways können zwischen den Komponenten
in den Räumlichkeiten
eines Unternehmens und dem Wide Area Netzwork logisch positioniert
sein, um Kommunikationen, die zwischen dem geeigneten Schalter/Server
und dem zweiten Netz laufen, zu verarbeiten. Gateways können die
Funktionen einer elektronischen Verstärkerstation beinhalten, welche
elektrische Signale von einem Netz zu einem anderen Netz (z. B.
von einem Wide Area Network (WAN) zu einem entsprechenden Local
Area Network (LAN)) und umgekehrt, abfängt und lenkt sowie eine Code-
und Protokoll-Umwandlung vornimmt. Zusätzlich kann der Gateway verschiedene
Sicherheitsfunktionen ausführen,
wie zum Beispiel Netzadressenübersetzung,
sowie Aufbau und Verwendung sicherer Tunnels, um die Fähigkeiten
eines virtuellen privaten Netzes zu bieten. In einigen Protokollen überbrückt der
Gateway Konferenzen zu anderen Netzen, Kommunikationsprotokollen und
Multimedia-Formaten. Das Netz 140 wird dargestellt in Kommunikation
mit den Endpunkten A und B 110, 120 und dem Medien-Gateway 130.
Das Netz 140 ist ein Computer-Netz, das Daten durch Paketvermittlung
austauscht. Das Netz 140 kann aus mehrfachen miteinander
in Kommunikation stehenden Geräten
bestehen und kann zum Beispiel ein LAN, ein WAN, das Internet und
ein drahtloses Netz beinhalten.
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2A zeigt
typische Elemente, die in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung an einem Endpunkt A und B 110, 120 vorhanden
sein können,
einschließlich
eines digitalen Signalprozessors 208, eines Analog-Digital-Wandlers 204,
eines Digital-Analog-Wandlers 212, einer Verbindungssteuerung 216,
eines Pufferspeichers 220, eines Puffer-Controllers 224,
eines Packetizers/Depacketizers 228 und einer Netzkommunikationsschnittstelle 232. Der
digitale Signalprozessor 208 ist das Verarbeitungszentrum
des Endpunkts, das Maschinenbefehle ausführt und logische Operationen
durchführt.
Die Wandler 204, 212 sind Komponenten, die Signale von
analoger in digitale Form und umgekehrt umwandeln. Der Puffer-Controller 224 ist
die Komponente, die den Pufferspeicher 220 steuert. Der
Pufferspeicher 220 kann entweder ein Jitter-Puffer oder
ein De-Jitter-Puffer sein, der verwendet wird, um Jitter, der durch
paketvermittelte Netze eingeführt
wird, entgegenzuwirken, so dass ein kontinuierliches Playout eines über das
Netz 140 übertragenen
Medien-Stroms gewährleistet
werden kann.
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Jitter
ist eine Schwankung in der Laufzeit empfangener Pakete. Auf der
Sendeseite werden die Pakete in einem kontinuierlichen Strom gesendet,
mit einer gleichmäßigen Übertragungsgeschwindigkeit, bei
der die Pakete gleichmäßige Abstände voneinander
haben. Aufgrund von Netzüberlastung,
nicht ordnungsgemäßem Bilden
von Warteschlangen oder Konfigurationsfehlern kann dieser stetige
Strom unterbrochen oder diskontinuierlich werden, und die Laufzeit
zwischen den Paketen kann variieren anstatt konstant zu bleiben.
Der Pufferspeicher 220 löst dieses Problem, indem er
eingehende Pakete durch vorübergehendes
Speichern (Puffern) der empfangenen Pakete absichtlich verzögert, um
die Auswirkung von Laufzeitschwankungen zwischen den Paketen zu
minimieren und die empfangenen Pakete in der richtigen Reihenfolge
abzuspielen. Zu spät
eingehende Pakete werden verworfen. Der Packetizer/Depacketizer 228 ist
eine Komponente, die sich im Allgemeinen in der zwischen der Sitzungsschicht
und der Netzschicht liegenden Transportschicht des OSI-Vernetzungsmodells
befindet und die Paketbildung von Daten in diskrete Segmente (Pakete)
zur Übertragung über ein
Netz abwickelt. Die Netzkommunikationsschnittstelle 232 ist
die Komponente, welche die physische Schnittstelle zwischen dem Endpunkt 110, 120 und
dem Netz darstellt; sie kann zum Beispiel eine Netzschnittstellenkarte,
einen Funksender, eine Funkantenne und ein Infrarotgerät beinhalten.
Die Verbindungssteuerung 216 ist die Komponente in den
Endpunkten 110, 120, welche die Berechnungen und
die Synchronisationslogik durchführt,
welche den Endpunkt 110, 120 befähigt, von zentralisierten
auf dezentralisierte Medienströme umzuschalten.
Speziell führt
die Verbindungssteuerung 216 die in 9 beschriebenen
Schritte aus und kommuniziert mit dem Puffer-Controller 224 und dem
Packetizer/Depacketizer 228, um die Umschaltung vorzunehmen.
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2B zeigt
typische Elemente, die in einer Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung in einem Medien-Gateway 130 vorhanden sein
können, einschließlich eines
Gateway-Controllers 254, eines digitalen Signalprozessors 258,
eines Speichers 262, eines zentralen Synchronisationsmoduls 266,
eines Pufferspeichers 270, eines Puffer-Controllers 274,
eines Packetizers/Depacketizers 278 und einer Netzkommunikationsschnittstelle 282.
Der Gateway-Controller 254 ist eine Komponente, welche
die Gesamtbefehle für
den Medien-Gateway 130 ausführt. Der Controller 254 ist
die Komponente, über
die eine übergeordnete
Unternehmenskomponente (z. B. eine Komponente für die Ressourcen-Planung des Unternehmens,
ein Failover-Controller, eine Lastausgleichskomponente) mit dem
Medien-Gateway 130 kommunizieren kann, oder über die
der Gateway 130 mit anderen Medien-Gateway-Controllern
in einer verteilten Architektur kommunizieren kann. Ebenso wie der
digitale Signalprozessor 208 ist der digitale Signalprozessor 258 das
Verarbeitungszentrum des Medien-Gateways 130, das Maschinenbefehle
ausführt
und logische Operationen durchführt.
Der Speicher 262 ist ein elektroni scher Speicherbereich
für Anwendungsdaten. Ähnlich dem
Puffer-Controller 224 ist der Puffer-Controller 274 die
Komponente, die den Pufferspeicher 270 steuert. Ebenso
ist der Pufferspeicher 270 ähnlich dem weiter oben beschriebenen
Pufferspeicher 220; der Packetizer/Depacketizer 278 ist ähnlich dem
weiter oben beschriebenen Packetizer/Depacketizer 228,
und die Netzkommunikationsschnittstelle 282 ist ähnlich der
weiter oben beschriebenen Netzkommunikationsschnittstelle 232. Das
zentrale Synchronisationsmodul 266 ist die Komponente im
Medien-Gateway 130, welche die Berechnungen zwischen den
Medienströmen
durchführt,
wie für 3 beschrieben,
sowie die Synchronisationslogik, wie in 6 und 7 beschrieben, welche
die Endpunkte 110, 120 befähigt, von zentralisierten auf
dezentralisierte Medienströme
umzuschalten. Das zentrale Synchronisationsmodul 266 ermittelt
auch den Punkt, an dem der Medien-Gateway 130 die zentralisierten
Medienströme
schließen kann.
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3 zeigt
einen zentralisierten Medienstrom 300. Diese Figur zeigt
die allgemeinen Aspekte einer Kommunikation über zentralisierte Medienströme zwischen
zwei VOIP-Endpunkten A und B 110, 120, die über einen
Medien-Gateway 130 läuft.
Die Kommunikation erfolgt im Allgemeinen über vier Medienströme 304, 308, 312 und 316.
Wie durch die Pfeile angedeutet wird, überträgt der Endpunkt B 120 mit
dem Strom 304 Daten zum Medien-Gateway 130. Der
Medien-Gateway 130 überträgt mit dem
Strom 308 Daten zum Endpunkt A 110. Der Endpunkt
A 110 überträgt mit dem
Strom 312 Daten zum Medien-Gateway 130. Der Medien-Gateway 130 überträgt mit dem
Strom 316 Daten zum Endpunkt B 120. Die Figur
zeigt Aspekte eines Pakets im Strom 304, wie zum Beispiel
den Zeitstempel, die Satznummer und die Synchronisationsquelle (SSRC).
Die Figur zeigt die entsprechenden Daten in einem Paket im Strom 308 mit
Aspekten wie zum Beispiel Zeitstempel, Satznummer und SSRC. Die
Figur zeigt Zeitstempel, Satznummer und SSRC eines Pakets im Strom 312 und
die entsprechenden Informationen für ein dieselben Daten enthaltendes
Paket im Strom 316. Diese Figur veranschaulicht, dass sich
die zwischen den Endpunkten A und B 110, 120 kommunizierten
Daten in vier Strömen
oder mindestens zwei getrennt verhandelten Sitzungen befinden.
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3 zeigt
ferner eine Differenz bei Zeitstempel, Satznummer und SSRC für Pakete,
die denselben Daten entsprechen. Zum Beispiel wird ein vom Endpunkt
B 120 mit dem Strom 304 übertragenes Paket mit einem
Zeitstempel gleich 332211, einer Satznummer gleich 101 und
einer SSRC gleich 1111 vom Medien-Gateway 130 empfangen.
Das Paket wird eventuell geprüft,
wird dann umgepackt und mit einem Zeitstempel gleich 12345, einer
Satznummer gleich 67 und einer SSRC gleich 8901 im Strom 308 übertragen.
Die Differenz zwischen den zwei Paketen in den Strömen 304 und 308 ist
eine Zeitstempeldifferenz von 319866 und eine Satznummerndifferenz
von 34. Ein vom Endpunkt A 110 mit dem Strom 312 übertragenes
Paket wird mit einem Zeitstempel gleich 43212, einer Satznummer
gleich 889 und einer SSRC gleich 2222 vom Medien-Gateway 130 empfangen.
Das Paket wird ebenfalls eventuell geprüft, wird dann umgepackt und
mit einem Zeitstempel gleich 89123, einer Satznummer gleich 45 und
einer SSRC gleich 6666 im Strom 316 übertragen. Die Differenz zwischen
den zwei Paketen in den Strömen 312 und 316 ist
eine Zeitstempeldifferenz von –45911 und
eine Satznummerndifferenz von 844. Der Begriff ”Synchronisationsinformationen”, wie er
hier verwendet wird, bedeutet die Einbeziehung der hier beschriebenen
Differenzberechnungen sowie jeglicher Bezugsdaten, die von einem
Endpunkt A oder B 110, 120 benötigt werden könnten oder
vom Medien-Gateway 130 verwendet werden könnten, um
die Differenzberechnungen in einen Kontext zu setzen.
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4 zeigt
eine parallele Medienstromkonfiguration 400, die einen
zentralisierten Medienstrom und einen dezentralisierten Medienstrom
umfasst. Zusätzlich
zu den Medienströmen 304, 308, 312 und 316 veranschaulicht
die Figur, dass der Endpunkt B 120 mit dem Strom 404 Daten
zum Endpunkt A 110 überträgt und der
Endpunkt A 110 mit dem Strom 408 Daten zum Endpunkt
B 120 überträgt. Der
durchschnittliche Fachmann wird erkennen, dass die in der Figur
dieser Ausführungsform
dargestellten sechs Medienströme
aus Paketdaten bestehen.
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5 zeigt
eine dezentralisierte Medienstromkonfiguration 500, die
nur die Medienströme 404 und 408 besitzt.
In einer dezentralisierten Konfiguration sind die zentralisierten
Ströme 304, 308, 312 und 316 geschlossen
worden oder alternativ gar nicht erst gebildet worden, und der Medien-Gateway 130 ist
an der Medienstromkommunikation zwischen den Endpunkten A und B 110, 120 nicht
beteiligt.
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Der
durchschnittliche Fachmann wird erkennen, dass in einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung die Kommunikation zwischen den Endpunkten
A und B 110, 120 und dem Medien-Gateway 130 in 3, 4 und 5 über das
Netz 140 erfolgt.
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6 zeigt
ein Ablaufdiagramm des Prozesses 600 in einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung. Im ersten Schritt 604 leitet
der vom Anrufer betriebene Endpunkt A 110 eine Verbindung ein.
Bei Schritt 608 verhandelt der Endpunkt A 110 eine
Sitzung mit dem Medien-Gateway 130. Bei Schritt 612 verhandelt
der Medien-Gateway 130 eine Sitzung mit dem vom Angerufenen
betriebenen Endpunkt B 120. Der Fachmann wird erkennen,
dass die vorgenannten Sitzungen mit Hilfe bekannter Verfahren und
Protokolle, einschließlich,
zum Beispiel, des Real Time Protocol (”RTP”) und des RTP Control Protocol
(”RTCP”) aufgebaut
werden können.
Bei Schritt 616 ermittelt der Medien-Gateway 130,
ob es möglich
ist, auf einen dezentralisierten Medienstrom umzuschalten. Die Ermittlung
bei 616 wird weiter unten in der Beschreibung von 7 näher erläutert. Wird
ermittelt, dass es nicht möglich
ist, umzuschalten, endet der Prozess 600. Wird ermittelt,
dass es möglich
ist, umzuschalten, fordert der Medien-Gateway 130 die Endpunkte
A und B 110, 120 auf, eine parallele, dezentralisierte
Sitzung einzuleiten. Der durchschnittliche Fachmann wird erkennen,
dass diese Kommunikation bei 628 die notwendigen Informationen
enthalten kann, um den Endpunkten zu gestatten, die unabhängige Sitzung
aufzubauen, einschließlich,
zum Beispiel, der Adressinformationen über den anderen Endpunkt. Bei
Schritt 632 bauen die Endpunkte A und B 110, 120 einen
parallelen Medienstrom (d. h. einen dezentralisierten Medienstrom)
auf und schaffen dadurch die in 4 gezeigte Konfiguration
mit gleichzeitigem Betrieb sowohl zentralisierter als auch dezentralisierter
Medienströme. Bei
Schritt 618 fordert das zentrale Synchronisationsmodul 266 die
Para meter des jeweiligen Medienstroms an. Bei Schritt 620 berechnet
das zentrale Synchronisationsmodul 266 die Differenzen
bei Zeitstempel und Satznummern, wie in 3 anhand
eines Beispiels erläutert
wird. Bei Schritt 624 teilt der Medien-Gateway 130 der
Verbindungssteuerung 216 der Endpunkte A und B 110, 120 die
berechneten Differenzinformationen mit. Bei Schritt 636 verwendet
die Verbindungssteuerung 216 der Endpunkte A und B 110, 120 die
eingehenden Medienströme 308 und 316 zusammen
mit den mitgeteilten Differenzinformationen, um die zeitliche Steuerung
für ein
nahtloses Schalten zu ermitteln. Die Ermittlung bei 636 wird in
der folgenden Beschreibung von 9 näher erläutert. Bei
Schritt 640 schalten die Endpunkte A und B 110, 120 auf
die entsprechenden dezentralisierten Medienströme 404 bzw. 408.
Der Fachmann wird erkennen, dass dieses Schalten nicht unbedingt
gleichzeitig von den Endpunkten A und B 110, 120 vorgenommen
werden muss und dass der Endpunkt A 110, der den Strom 308 empfängt, zu
einem Zeitpunkt auf den Strom 404 schalten kann, der unabhängig davon ist,
dass der Endpunkt B 120 vom Strom 316 auf den Strom 408 schaltet.
Bei Schritt 644 werden die zentralisierten Ströme 304, 308, 312 und 316 vom
Medien-Gateway 130 geschlossen, wodurch die vollkommen
dezentralisierte Konfiguration geschaffen wird, wie in 5 an
einem Beispiel erläutert
wird. Die Schritte 648, 652 und 656 geben
alternative Schritte zu Schritt 644 an, die erfolgen können, um
das Schließen
des zentralisierten Medienstroms zu bewirken, einschließlich des
Schließens
eines Medienstroms nach einer vorgegebenen Anzahl von Paketen N
bei 648, des Schließens
eines Medienstroms nach einer vorgegebenen Zeit T bei 652 und
der von einem Endpunkt stammenden Signalisierung zum Schließen eines
Medienstroms bei 656. Die von einem Endpunkt stammende
Signalisierung bei Schritt 656 kann ein nach dem Stand
der Technik bekanntes Signal zum Schließen des speziellen Medienstroms umfassen.
Dieses Signal kann vom signalisierenden Endpunkt auf dezentralisierte
Weise direkt dem entsprechenden Endpunkt mitgeteilt werden, oder
das Signal kann im Rahmen der Sitzungsverhandlung dem entsprechenden
Endpunkt auf zentralisierte Weise mitgeteilt werden. Das Schließen eines
zentralisierten Medienstroms kann auch eine Kombination der obigen
Schritte 644, 648, 652 und 656 sein. Der
Fachmann wird erkennen, dass die zentralisierten Ströme 304 und 308 unabhängig von
den zentralisierten Strömen 312 und 316 geschlossen
werden können.
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In
einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung können
die Schritte des Ablaufs 600 in anderer Reihenfolge verarbeitet
werden. Speziell kann der Medien-Gateway 130 nach der Ermittlung
bei Schritt 616 anschließend die Berechnung der Synchronisationsinformationen
bei Schritt 620 ausführen.
Der Medien-Gateway 130 kann dann bei Schritt 624 die
Differenzinformationen an die Endpunkte A und B 110, 120 übertragen
und danach den Endpunkten befehlen, bei 628 parallele Sitzungen
einzuleiten. Dann bauen die Endpunkte bei Schritt 632 einen
dezentralisierten Strom auf. Der durchschnittliche Fachmann wird
erkennen, dass andere Aspekte des Ablaufs 600 in anderer
Reihenfolge erfolgen können,
dass bestimmte Schritte des Ablaufs 600 auch gleichzeitig
ausgeführt
werden können
und dass bestimmte Schritte zusammengefasst werden können. Speziell
kann in einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung der Aufbau eines parallelen dezentralisierten
Strom durch die Endpunkte A und B 110, 120 bei
Schritt 632 erfolgen, während
die Berechnung der Synchronisationsinformationen bei Schritt 620 durch
den Medien-Gateway 130 ausgeführt wird. In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung können
die Übertragung
der Synchronisationsinformationen bei Schritt 624 und der
Befehl bei Schritt 628 in einem einzigen Schritt zusammengefasst
werden (d. h. die Endpunkte A und B 110, 120 können die
Synchronisationsinformationen als impliziten Befehl, eine parallele
Sitzung einzuleiten, interpretieren).
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7 zeigt
ein Ablaufdiagramm 700 mit den Einzelheiten von Schritt 616 in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung. Bei Schritt 704 wird ermittelt,
ob die Sitzung zwischen dem Endpunkt A 110 und dem Medien-Gateway 130 eine
VOIP-Sitzung ist und ob die Sitzung zwischen dem Endpunkt B 120 und
dem Medien-Gateway 130 eine VOIP-Sitzung ist. Ist zumindest
eine Sitzung keine VOIP-Sitzung,
endet der Prozess bei Schritt 728, und ein Schalten auf
dezentralisiertes Streaming ist nicht möglich. Sind beide Sitzungen
VOIP, so wird bei Schritt 708 ermittelt, ob die in einem
einzigen Strompfad verwendeten Codecs identisch sind. Zum Beispiel
wird mit Bezug auf 3 der im Strom 304 verwendete
Codec mit dem im Strom 308 verwendeten Codec verglichen;
entsprechend wird der im Strom 312 verwendete Codec mit
dem im Strom 316 verwendeten Codec verglichen. Im Falle
einer Fehlanpassung der Codecs unter den jeweiligen Strömen wird
bei 720 eine Sitzung neu verhandelt, um den Codec zu harmonisieren.
Der Begriff ”harmonisieren”, wie er
hier verwendet wird, bedeutet ”gleichmachen”. Zum Beispiel
werden für
den Vergleich der Codecs bei Schritt 708 die Codecs von
zwei Sitzungen harmonisiert, indem derselbe Codec für beide
Sitzungen verwendet wird. Ist bei 724 die Neuverhandlung
erfolgreich, kehrt der Prozess zu Schritt 708 zurück. Sind
die Codecs harmonisiert, so wird bei 712 ermittelt, ob
die in einem einzigen Strompfad verwendeten Rahmengrößen identisch
sind. Zum Beispiel wird ebenfalls mit Bezug auf 3 die
im Strom 304 verwendete Rahmengröße mit der im Strom 308 verwendeten
Rahmengröße verglichen;
und die Rahmengröße von Strom 312 wird
mit der Rahmengröße von Strom 316 verglichen.
Im Falle einer Fehlanpassung der Rahmengrößen wird bei 720 eine
Sitzung neu verhandelt, um die Rahmengröße zu harmonisieren. Sind die
Rahmengrößen harmonisiert,
so wird bei 716 ermittelt, ob die eventuellen verschlüsselten Sitzungen
harmonisiert sind. Wird eine verschlüsselte Sitzung erkannt, so
kann bei 720 eine Sitzung neu verhandelt werden, um zwischen
den Strömen 304 und 308 sowie
zwischen den Strömen 312 und 316 den
geeigneten Schlüsselaustausch
vorzunehmen und die Verschlüsselung
zu harmonisieren. Sind die verschlüsselten Sitzungen harmonisiert,
so ist ein dezentralisiertes Streaming möglich. In diesem Fall kann
die Harmonisierung verschlüsselter
Sitzungen zum Beispiel den Austausch von Schlüsseln in einem öffentlichen
Schlüssel,
ein Einweg-Verschlüsselungs-Szenario
oder den Aufbau eines sicheren Kanals im Falle von ”Pre-shared
Keys” (zuvor
vereinbarten und gemeinsam genutzten Schlüsseln) beinhalten. Die unterschiedlichen
Arten der Harmonisierung der Sitzungen sind abhängig von den zwischen den Endpunkten
A und B 110, 120 und dem Medien-Gateway 130 bestehenden
Sicherheitsprotokollen und Richtlinien. Der Fachmann wird die erforderlichen
Schritte zur Durchführung
der Harmonisierung zwischen sicheren Sit zungen erkennen. Ist eine
der Neuverhandlungen bei 720 nicht erfolgreich, so endet
der Prozess bei 728, und ein Schalten auf dezentralisiertes
Streaming ist nicht möglich.
Der Prozess 700 ist eine Ausführungsform der vorliegenden
Offenlegung, und es ist zu verstehen, dass der Fachmann verschiedene
Konfigurationen der Schritte erkennen wird, um auf dieselbe Weise
zu ermitteln, ob eine dezentralisierte Medienstromkonfiguration 500 möglich ist.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm, das den Prozess 600 in einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung anhand eines Beispiels erläutert, wobei
die Prozessschritte in Spalten dargestellt sind, welche die den
jeweiligen Schritt des Prozesses 600 durchführende Komponente
(z. B. die Endpunkte A und B 110, 120 und den
Medien-Gateway 130) angeben.
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9 zeigt
ein Ablaufdiagramm 900 mit den Einzelheiten von Schritt 636 in
einer Ausführungsform
der vorliegenden Offenlegung. Bei Schritt 904 erkennt der
Endpunkt ein Paket im Pufferspeicher 220 für den zentralisierten
Medienstrom 308, 316. Das erkannte Paket kann
jegliches Paket im Pufferspeicher 220 für den zentralisierten Medienstrom sein,
vorzugsweise jedoch ein Paket, das noch nicht vom Endpunkt verarbeitet
wurde. Bei Schritt 908 berechnet der Endpunkt das entsprechende
Paket im dezentralisierten Medienstrom 404, 408,
das dem im zentralisierten Medienstrom 308 bzw. 316 erkannten Paket
entspricht. Bei Schritt 912 lokalisiert der Endpunkt das
berechnete Paket im Pufferspeicher 220 für den dezentralisierten
Medienstrom. Bei 916 wird ermittelt, ob das berechnete
Paket im dezentralisierten Pufferspeicher vorhanden ist. Wird festgestellt, dass
das Paket nicht im Pufferspeicher 220 vorhanden ist, so
hat der Pufferspeicher 220 das entsprechende dezentralisierte
Paket noch nicht empfangen, und der Prozess kehrt zu Schritt 904 zurück. Wird festgestellt,
dass das Paket im Pufferspeicher 220 vorhanden ist, so
enthält
der Pufferspeicher 220 nun redundante Daten, und es ist
ermittelt worden, dass der Endpunkt auf den dezentralisierten Strom 404, 408 umschalten
kann.
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Der
Fachmann wird erkennen, dass die Endpunkte A und B 110, 120 nicht
unbedingt auf VOIP-Endpunkte beschränkt sind, sondern in anderen
Ausführungsformen
ein anderer Medien-Gateway oder ein anderes Netzgerät, das in
der Lage ist, Pakete zu Puffern und Sitzungen zu verhandeln, sein können.
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Die
vorliegende Offenlegung kann in anderen speziellen Formen ausgeführt werden,
ohne von ihrem Gedanken oder den wesentlichen charakteristischen
Merkmalen abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder
Hinsicht lediglich als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten.
Der Umfang der Offenlegung wird daher nicht durch die vorstehende
Beschreibung, sondern vielmehr durch die beigefügten Ansprüche angegeben. Alle Änderungen,
die innerhalb der Bedeutung und des Gleichwertigkeitsbereichs der
Ansprüche
liegen, sollen in deren Umfang enthalten sein.
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Die
Offenlegung umfasst in verschiedenen Ausführungsformen im Wesentlichen
die hier gezeigten und beschriebenen Komponenten, Verfahren, Prozesse,
Systeme und/oder Geräte,
einschließlich verschiedener
Ausführungsformen,
Unterkombinationen und Untermengen davon. Der durchschnittliche Fachmann
wird, nachdem er die vorliegende Offenlegung verstanden hat, wissen,
wie die Ausführungsformen
herzustellen und zu verwenden sind.
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Die
vorliegende Offenlegung umfasst in verschiedenen Ausführungsformen
die Bereitstellung von Geräten
und Prozessen, bei Nichtvorhandensein von hier oder in verschiedenen
Ausführungsformen hiervon
nicht gezeigten und/oder beschriebenen Elementen, einschließlich bei
Nichtvorhandensein von Elementen, wie sie eventuell in früheren Geräten oder
Prozessen, z. B. zur Verbesserung der Leistung, Erzielung von Bedienerfreundlichkeit
und/oder Senkung von Implementierungskosten verwendet wurden.
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Die
vorstehende Erörterung
wurde zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt.
Die vorstehenden Ausführungen
sollen die Erfindung nicht auf die hier beschriebene Form oder Formen
beschränken.
In der vorstehenden ausführlichen
Beschreibung sind zum Beispiel verschiedene Merkmale in ein oder
mehreren Ausführungsformen gruppiert,
um die Beschreibung knapper zu halten. Diese Methode der Beschreibung
ist nicht so auszulegen, dass sie eine Absicht wiedergibt, dass
die beanspruchte Erfindung mehr Merkmale als die ausdrücklich in
jedem Anspruch genannten erfordert. Vielmehr liegen, wie die folgenden
Ansprüche
zeigen, die erfinderischen Aspekte in weniger als allen Merkmalen
einer einzelnen vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Somit werden die
folgenden Ansprüche
hiermit in diese ausführliche
Beschreibung mit aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich allein
als eine separate bevorzugte Ausführungsform steht.
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Außerdem enthält die Beschreibung
zwar die Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen und bestimmter
Variationen und Abwandlungen, jedoch umfasst der Bereich der Erfindung
weitere Variationen und Abwandlungen, wie sie z. B. im Rahmen der
Fähigkeiten
und Kenntnisse des Fachmanns liegen, nachdem er diese Beschreibung
verstanden hat. Es ist beabsichtigt, Rechte zu erlangen, welche
alternative Ausführungsformen
im zulässigen Ausmaß beinhalten,
einschließlich
Strukturen, Funktionen, Bereiche oder Schritte, die zu den beanspruchten
alternativ, gegen sie austauschbar und/oder mit ihnen gleichwertig
sind, unabhängig
davon, ob diese alternativen, austauschbaren und/oder gleichwertigen
Strukturen, Funktionen, Bereiche oder Schritte hier beschrieben
sind oder nicht, und ohne die Absicht, zugunsten der Allgemeinheit
auf einen patentierbaren Gegenstand zu verzichten.