JP2004166301A - ローカルｉｐネットワークを通した多重通話システム及び方法 - Google Patents

ローカルｉｐネットワークを通した多重通話システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ＩＰネットワークに接続された端末機とローカルＩＰネットワークに接続された端末機との間をインターフェーシングするシステム及び方法を提供する。
【解決手段】 ＩＰネットワークと、ローカルＩＰネットワークと、ローカルＩＰネットワークを通して通話を遂行する複数の端末機と、ＩＰネットワークと複数の端末機との間をインターフェーシングし、送受信される呼の処理において、１つのＩＰアドレスを共有する端末機を識別するために識別子及びポートを各端末機に割り当て、送受信パケットのヘッダ及びペイロードのＩＰアドレス及びポート情報を割り当てられた識別子及びポート番号によって変換するホームゲートウェイと、ＩＰネットワークに接続されて、登録及び呼接続の許可を遂行し、ＩＰネットワークの状態を管理するゲートキーパとを含む。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ローカルＩＰ(Internet Protocol)ネットワークにおける電話通話に関し、特に、１つのＩＰアドレスのみが割り当てられるローカルＩＰネットワークを通して複数の使用者に対して電話通話を具現するシステム及び方法に関する。
図１は、従来ＩＰネットワークを通して電話通話を遂行するシステムのブッロク図であり、図２は、従来システムにおける電話通話のための端末機のプロトコルを示す図であり、図３は、従来システムにおいてゲートキーパを探すための信号フロー図であり、図４は、従来システムにおける電話通話のための呼処理の手順を示す信号フロー図である。図１を参照すると、VoIP(Voice Over IP)基づく電話通話は、勧告案ＩＴＵ−Ｔ(International Telecommunication Union-Telecommunication sector)のＨ.３２３により、ＩＰネットワーク１１０を通して遂行される。
ゲートキーパ(gatekeeper)１２０は、エンドユーザが入力する電話番号及びＩＰアドレスの変換のためのサーバとして動作し、登録、認証、及び状態(RAS : Registration Admission Status)の管理などの動作を遂行する。コンピュータ１５０、１５１は、固有のＩＰアドレスが割り当てられて前記ＩＰネットワーク１１０に接続されている。前記ＩＰネットワーク１１０は、ゲートウェイ１９０、１９１を通して公衆交換電話網(Public Switched Telephone Network: ＰＳＴＮ)１８０、１８１とそれぞれ接続されている。Ｉ−ＰＨＯＮＥ１６０は、インターネット通話のためのインターネットフォーンである。
図２は、ＩＴＵ−Ｔの勧告案Ｈ.３２３によるプロトコルの構成を示し、ＩＰ２００を基にしてＴＣＰ(Transmission Control Protocol)２１０またはＵＤＰ(User Data Protocol)２２０を通して通信を遂行する。初期呼の接続の試みにおいて、呼のシグナリング(call signaling)はＨ.２２５(Ｑ.９３１)２１１によって、呼の制御(call control)はＨ.２４５(２１２)によって、データ伝送はＴ.１２０(２１３)によって行われる。Ｈ.２２５(２１１)、Ｈ.２４５(２１２)、及びＴ.１２０(２１３)はＴＣＰ２１０によって行われる。
呼が接続された後、音声通話はＧ.７ＸＸ(２２１)によって、映像通話はＨ.２６Ｘ(２２２)によって行われる。また、実時間伝送のために、前記Ｇ.７ＸＸ(２２１)及びＨ.２６Ｘ(２２２)はＲＴＰ(Real Time Protocol)２２３によって処理され、ＲＴＰのチャネル制御はＲＴＣＰ(Real-Time Transport Control Protocol)２２４によって行われる。Ｇ.７ＸＸ(２２１)、Ｈ.２６Ｘ(２２２)、ＲＴＰ２２３、及びＲＴＣＰ２２４はＵＤＰ２２０によって処理される。通常に、ＴＣＰは承認を要求し、ＵＤＰは承認と関係なくデータを伝送する。一般的に、データ復元の時の微かな損失は使用者に大きな影響を及ぼすことではないので、音声や画像データはＵＤＰ２２０によって処理される。
図３を参照して、コンピュータ１５０において電話通話を遂行するために、ＩＰネットワーク１１０を通して前記ゲートキーパ１２０を探す動作を説明する。３００段階で、前記コンピュータ１５０は、ゲートキーパ１２０を探すために、ＵＤＰを通してマルチキャストアドレス(multicast address)を使用してＧＲＱ(Gatekeeper Request message)を伝送する。３１０段階で、前記ゲートキーパ１２０は、前記コンピュータ１５０に応答メッセージであるＧＣＦ(GatekeeperConfirm message)を伝送する。この時、前記メッセージはゲートキーパのＩＰアドレスを含んでいる。ＧＣＦを受信した前記コンピュータ１５０は、前記ゲートキーパ１２０にＲＲＱ(Registration Request message)を伝送して、前記コンピュータ１５０のＱ.９３1伝送アドレス(Transport Address: IPアドレス+TCTポート番号)及び仮想アドレス(alias address)と、目的地(受信側のコンピュータ)のＩＰアドレスと、を登録する。前記仮想アドレスは、通常ローカルＩＰネットワークに複数のＩＰアドレスが割り当てられる時に登録される。つまり、インターネット接続の要求があると、前記ローカルＩＰネットワークは、前記ＩＰアドレスを動的にコンピュータに割り当て、前記ゲートキーパ１２０は、ローカルＩＰネットワークのコンピュータに割り当てたＩＰアドレスを登録して貯蔵する。
この時、登録が完了されると、前記ゲートキーパ１２０は、３３０段階で、前記コンピュータ１５０にＲＣＦ(Registration Confirm message)を伝送する。前記のような動作のために、ＩＴＵ−Ｔは、＜表１＞のように、ＵＤＰ及びＴＣＰチャネルを定義する。
Figure 2004166301
以下、図４を参照して、前記登録動作の完了後の処理に関して説明する。４００段階で、前記コンピュータ１５０は、前記ゲートキーパ１２０に呼接続の許可を要求するＡＲＱ(Admission Request message)を伝送し、４２０段階で、前記ゲートキーパ１２０は、前記受信側のコンピュータが使用中(busy)状態でない場合は、ＡＣＦ(Admission Confirm message))を伝送して応答する。以後、前記コンピュータ１５０は、４２０段階で、Ｑ.９３１による呼シグナリングのためのＴＣＰチャネルを開放し、４３０段階で、コンピュータ１５０の伝送ポートアドレスをコンピュータ１５１に伝送して接続を要求する。そうすると、前記コンピュータ１５１は、前記ゲートキーパ１２０にＡＲＱを伝送して接続許可を要求し、４５０段階で、前記ゲートキーパ１２０は接続を許可する。前記ゲートキーパ１２０によって呼接続が許可された後、前記コンピュータ１５０は、４６０段階で、前記コンピュータ１５１にＨ.２４５伝送アドレスを伝送して接続完了を通報する。前記コンピュータ１５０は、４７０段階で、Ｈ.２４５のためのＴＣＰチャネルを開放し、４８０段階で、Ｈ.２４５メッセージの交換によって、実時間の音声通話または映像通話のためのＲＴＰ／ＲＴＣＰチャネルを確立する。前記チャネルが確立されると、４９０段階で、ＵＤＰを通して前記通話を遂行する。
前記呼処理の過程は、ＩＴＵ−Ｔの勧告案によって記述し、具体的な説明は省略する。前記ＩＰネットワーク１１０を通した電話通話は、それぞれの端末機(コンピュータ、インターネットフォーンなど)に固有のＩＰアドレスが割り当てられることを前提とする。つまり、固有のＩＰアドレスのないローカルＩＰネットワークに接続された端末機は、データの送受信ができない。前記ＩＰネットワークを通して電話通話を遂行する場合、それぞれのＩＰアドレスは従来の電話番号のような役割をする。従って、固定のＩＰアドレスのないローカルＩＰネットワークに接続されたコンピュータは、電話通話を遂行することができない。
従って、本発明の目的は、ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機において、１つのＩＰアドレスを通して電話通話を遂行するシステム及び方法を提供することにある。本発明の他の目的は、ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機が１つのＩＰアドレスを使用して電話通話を遂行する時に、ＩＰネットワークに接続された端末機とローカルＩＰネットワークに接続された端末機との間をインターフェーシングするシステム及び方法を提供することにある。
前記のような目的を達成するための本発明は、ローカルＩＰネットワークを通して多重通話を遂行するシステムにおいて、ＩＰネットワークと、ローカルＩＰネットワークと、前記ローカルＩＰネットワークに接続されて、ローカルＩＰネットワークを通して通話を遂行する複数の端末機と、前記ＩＰネットワーク及び前記ローカルＩＰネットワークに接続されて、前記ＩＰネットワークと前記複数の端末機との間をインターフェーシングし、送受信される呼の処理において、１つのＩＰアドレスを共有する端末機を識別するために識別子(ＩＤ)及びポートを各端末機に割り当て、送受信パケット(packet)のヘッダ(header)及びペイロード(payload)のＩＰ及びポート情報を前記割り当てられた識別子及びポート番号によって変換するホームゲートウェイ(home gateway)と、前記ＩＰネットワークに接続されて、登録及び呼接続の許可を遂行し、前記ＩＰネットワークの状態を管理するゲートキーパと、を含むことを特徴とする。
以下、本発明による好適な一実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。これらは本発明の全般的な理解のためであり、特性事項なしで、または、変形によって遂行できることは、当技術分野で通常の知識を有する者には自明である。下記説明において、本発明の要旨を明確にするために関連した公知機能または構成に対する具体的な説明は省略する。
図５及び図６を参照して、本発明の実施形態による多重通話システムを説明する。図５のように、ローカルＩＰネットワーク１０１を通して複数のコンピュータ１０２乃至１０９を制御するホームゲートウェイ１００は、図１の従来のものとは別の機能を遂行する。従来の場合、プロトコルの変換は、ただ、ＩＰネットワーク１１０とコンピュータ１５０、１５１とをインターフェーシングするために行われた。つまり、図６のように、外部から受信されるＴＣＰ／ＵＤＰ６１０、ＩＰ６２０、及びＭＡＣ(medium access control)６３０のパケットは、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続するために、ＴＣＰ’／ＵＤＰ’６１１、ＩＰ’６２１、及びＭＡＣ’６３１のパケットに変換される。しかしながら、本発明によるホームゲートウェイ１００は、ＩＴＵ−ＴのＨ.３２３勧告案によるパケット変換をさらに遂行する。従って、従来のホームゲートウェイとは違って、前記ホームゲートウェイ１００は、所定のテーブル情報を参照してパケットのヘッダ及びペイロードを変換する。
一般的に、前記ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された全てのコンピュータ１０２乃至１０９にＩＰアドレスが割り当てられることでなく、コストの節減のために、前記コンピュータ１０２乃至１０９より少ない数のＩＰアドレスが割り当てられる。つまり、実際コンピュータの数よりＩＰネットワークに接続しているコンピュータの数が少ないという仮定から予想される使用量によってＩＰアドレスが割り当てられる。従って、ローカルＩＰネットワークに割り当てられるＩＰアドレスは、ホームゲートウェイ１００によってＩＰネットワークへの接続を要求するコンピュータに動的に割り当てられる。つまり、状況によって相違するＩＰアドレスが割り当てられる。従って、動的にＩＰアドレスが割り当てられて、ＩＰアドレスを共同に使用するコンピュータ１０２乃至１０９は、ＩＰネットワークを通した呼接続ができない。前記のような問題点を解決するために、前記ホームゲートウェイ１００は、同一なＩＰアドレスを共有するコンピュータをポート番号によって区分して、ＩＰネットワーク１１０を通した電話通話を遂行する。
一般的に、ＩＰネットワークでＩＰアドレスは、エンドユーザを識別するための電話番号のような役割をする。しかしながら、本発明による実施形態で、前記ローカルＩＰネットワーク１０１に割り当てられるＩＰアドレスは地域番号のような役割を遂行し、ポート番号は電話番号のような役割を遂行する。＜表２＞のように、前記ホームゲートウェイ１００は、前記ＩＰネットワーク１１０と前記ローカルＩＰネットワークに接続されたコンピュータ１０２乃至１０９とを区分する。
Figure 2004166301
＜表２＞のように、ＩＰネットワーク１００に接続されたローカルＩＰネットワーク１０１はＮ個の端末機を有し、２０３.２３４.４７.１８及び２０３.２３４.４７.１９の２つのＩＰアドレスが割り当てられる。それぞれのＩＰアドレスは、複数の端末機によって割り当てられる。ローカルＩＰネットワーク１０１は、１０.０.０.０から１０.０.２５５.２５５の内部ＩＰアドレスによって各端末機を識別する。また、本発明の実施形態によって、各端末機には、前記ローカルＩＰネットワーク１０１の各端末機を区分するために、相違するポート番号が割り当てられる。前記ポートは、ＴＣＰ及びＵＤＰポートであり、物理的またはハードウェア的なポートでない。一般的に、ＩＰネットワークは、ＨＴＴＰ、電子メール、及びＦＴＰなどを処理するために特定のポートを割り当て、複数の割り当てられていないポートを有する。本発明による実施形態によって、前記割り当てられていないポートは、ローカルＩＰネットワークに接続された端末機を区分するためのＩＤとして使用される。前記ポート番号によって、ＩＰネットワーク１１０及び前記ＩＰネットワーク１１０に接続されたコンピュータ１５０、１５１は、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続されたコンピュータ１０２乃至１０９を区分する。前記ポートは、ネットワーク運用者によって割り当てられる。割り当てられたポート及びＩＰアドレスの情報はメモリに貯蔵され、パケットの変換のために使用される。また、割り当て及び変更が遂行されたポート番号及びＩＰアドレスは、ＩＰネットワーク１１０を管理するゲートキーパ１２０に伝送されて登録される。
通常パケットは、目的地及びソース情報を含むヘッダと、実際使用者データを含むペイロードと、に分割される。音声通話及び映像通話を遂行するためにＨ.３２３の勧告案を使用する場合、ペイロードは、パケットのヘッダのように、目的地のＩＰアドレス、ＴＣＰ、及びＵＤＰ情報を含む。従って、ただヘッダのみが変更される場合、端末機はペイロードのエラー検査によってエラーの有無のみを通報し、通話は遂行しない。従って、前記ホームゲートウェイ１００は、既設定された値(表２)によってヘッダ及びペイロードの情報を変換して電話通話を遂行する。
以下、呼の発信及び着信について説明する。図７は、ゲートキーパ１２０を探すための信号フロー図である。７００段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、ＩＰネットワーク１１０のゲートキーパ１２０を探すために動作する。前記動作は、従来技術の動作と同様である。
７００段階で、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続されたコンピュータ１０２は、ＧＲＱ’を前記ホームゲートウェイ１００に伝送する。７１０段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、＜表２＞の既設定された値を参照して、ＧＲＱ’パケットをＧＲＱパケットに変換し、前記ＧＲＱパケットをＩＰネットワーク１１０に伝送する。前記変換は、前記ＧＲＱ’パケットのヘッダ及びペイロードの内容の変換することである。前記ＧＲＱ’の“’”は、ローカルＩＰネットワーク１０１で発生されたパケットであるか、または、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機に伝送されたパケットである。
以下、前記変換に関して例を挙げて説明する。コンピュータ１０２は、電話通話のために、ホームゲートウェイ１００にパケットを伝送する。この時、伝送されるパケットのヘッダは、ゲートキーパ１２０を探すためのマルチキャストＩＰアドレスを含んでおり、内部ＩＰアドレスは、ローカルＩＰネットワーク１０１によって前記コンピュータ１０２に割り当てられる。そうなると、前記ホームゲートウェイ１００は、前記ローカルＩＰネットワークで内部的に割り当てられたＩＰアドレスを、実際ＩＰネットワーク１１０によってローカルＩＰネットワーク１０１に割り当てられたＩＰアドレスに変換し、電話通話のために割り当てられたポート情報を、前記パケットのヘッダ及びペイロードの両方に書き込み、前記変換されたパケットをＩＰネットワーク１１０に伝送する。
７２０段階で、ＩＰネットワーク１１０を通してＧＲＱを受信したゲートキーパ１２０は、自分のＩＰアドレスを含んでいるＧＣＦをホームゲートウェイ１００に伝送する。前記ＧＣＦは、受信されたＧＲＱパケット情報によって該当ＩＰアドレス及びポート番号に伝送される。前述してきたように、Ｈ.３２３の勧告案を使用する場合、前記ＧＣＦパケットのペイロード情報も受信されたＧＲＱパケットによって決定される。前記ＧＣＦを受信したホームゲートウェイ１００は、＜表２＞の内容を参照して、該当ＩＰアドレス及び当ポート番号を使用する端末機が存在するか否かを検査する。７３０段階で、該当端末機が存在する場合、前記ホームゲートウェイ１００は、該当ポートに割り当てられた内部ＩＰアドレスを探し、受信されたＧＣＦパケットのヘッダ及びペイロードのＩＰアドレス及びポート情報を変換し、該当コンピュータ１０２に前記変換されたＧＣＦ’を伝送する。
以下、図７の７０１、７１１、７２１、及び７３１段階で、また他のコンピュータ１０９はゲートキーパ１２０を探す。以下、関連説明は省略する。＜表２＞のように、ローカルＩＰネットワークに接続された端末機は、前記ローカルＩＰネットワークに割り当てられた同一なＩＰアドレスを使用するとしても、相違するポートによって区分される。この時、前記ポートは、図６のように、ＴＣＰ及びＵＤＰポートであり、＜表２＞のように、ＴＣＰ及びＵＤＰに対して、同一なポートを使用することも、それぞれに相違するポートを使用することもできる。本発明の実施形態によって、ＩＰネットワークと通信をする時、ローカルＩＰネットワークで端末機は、同一なＩＰを共有して、ポートによって区分されるということ強調する。
図８は、ゲートキーパ１２０に通話を要求したコンピュータ１０２を登録する信号フロー図である。８００段階で、コンピュータ１０２は、ＩＰネットワーク１１０のゲートキーパ１２０に電話通話を要求するために、ＲＲＱ’をホームゲートウェイ１００に伝送する。８１０段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、＜表２＞の既設定された値を参照して、ＲＲＱ’パケットをＲＲＱに変換してゲートキーパ１２０に伝送する。前記変換は、前記ＲＲＱ’パケットのヘッダ及びペイロードの内容を変換することである。前記ＲＲＱ’の“’”は、前記パケットがローカルＩＰネットワーク１０１で発生されるか、または、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機に伝送されるかを示す。
以下、前記変換に関して例を挙げて説明する。コンピュータ１０２は、登録のためにホームゲートウェイ１００にパケットを伝送する。この時、伝送されるパケットのヘッダはゲートキーパ１２０のＩＰアドレス及びローカルＩＰネットワーク１０１によって割り当てられた内部ＩＰアドレスを含む。そうなると、前記ホームゲートウェイ１００は、前記内部ＩＰアドレスを前記ＩＰネットワーク１１０によって割り当てられたＩＰアドレスに変換し、前記パケットのヘッダ及びペイロードの両方に電話通話のために割り当てられたポート番号を書き込み、前記変換されたパケットを前記ゲートキーパ１２０に伝送する。
ＲＲＱを受信したゲートキーパ１２０は、８２０段階で、ＲＣＦをホームゲートウェイ１００に伝送する。この時、前記ＲＣＦは、受信されたＲＲＱパケットの情報によって、該当ＩＰアドレス及びポート番号に伝送される。前述したように、Ｈ.３２３の勧告案を使用する場合、ペイロードの情報も受信されたＲＲＱパケットによって決定される。ＲＣＦを受信したホームゲートウェイ１００は、＜表２＞を参照して、該当ＩＰアドレス及び該当ポートを使用する端末機が存在するか否かを検査する。８３０段階で、該当端末機が存在する場合、前記ホームゲートウェイ１００は該当ポートに割り当てられた内部ＩＰアドレスを検出し、受信されたＲＣＦパケットのヘッダ及びペイロードのＩＰ及びポート情報を変換し、該当コンピュータ１０２に前記変換されたＲＣＦ’を伝送する。
以下、図８の８０１、８１１、８２１、及び８３１段階で、また他のコンピュータ１０９は前記ゲートキーパ１２０に登録される。以下、関連説明は省略する。図９は、登録後の手順を示す信号フロー図である。９００段階で、コンピュータ１０２は目的地のＩＰ及びポート情報を含むＡＲＱ’をホームゲートウェイ１００に伝送する。９１０段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、＜表２＞を参照して、ＡＲＱ’パケットをＡＲＱパケットに変換して前記ゲートキーパ１２０に伝送する。前記ゲートキーパ１２０は、ＡＲＱが受信されたパケットから目的地のＩＰアドレス及びポート番号を検出し、該当目的地の端末機がコンピュータ１０２と通話できる状態であるか否かを検査する。９２０段階で、通話ができる状態である場合は、ホームゲートウェイ１００にＡＣＦを伝送して接続を許可する。
以上、説明した図７、図８、及び、図９の９００、９１０、９２０、及び９３０段階のパケットは、ゲートキーパ１２０との通信のためのチャネルを使用する。９４０段階で、接続の許可を受けたコンピュータ１０２は、ホームゲートウェイ１００にＳＥＴＵＰ’メッセージを伝送する。９５０段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、ＳＥＴＵＰ’パケットをＳＥＴＰＵパケットに変換して受信側のコンピュータ１５０に伝送する。ＳＥＴＵＰメッセージを受信したコンピュータ１５０は、９６０及び９７０段階で、ゲートキーパ１２０から接続の許可を受け、９８０段階で、自分のＩＰアドレス及びポート番号を含むＣＯＮＮＥＣＴメッセージをホームゲートウェイ１００に伝送する。前記ホームゲートウェイ１００は、９９０段階で、受信されたＣＯＮＮＥＣＴパケットをＣＯＮＮＥＣＴ’に変換して前記コンピュータ１０２に伝送する。
以下の９０１、９１１、９２１…９９１段階は、ローカルＩＰネットワークに接続された端末機に呼が着信される場合を除いて、前記手順と同様であり、関連説明は省略する。以上の説明で、図９の単線の矢印で表示されるメッセージは、ゲートキーパ１２０との通信のためのチャネルを通して伝送され、二重線の矢印で表示されるメッセージは、受信側のコンピュータとの通信のためのチャネルを通して伝送される。
ＩＰネットワーク１１０から呼が受信される場合、受信側のアドレス情報は.９３１によって予めゲートキーパに登録されているので、ホームゲートウェイ１００も同一なＩＰ及びポート情報を有する。従って、受信されたＩＰ及びポート情報と＜表２＞のデータとによって、該当端末機に呼が接続できるようになる。
一方、呼発信がローカルＩＰネットワーク１０１から発生される場合、ホームゲートウェイ１００は、Ｑ.９３１によるアドレス情報及びＩＰネットワーク１１０に伝送するためのパケット変換情報(表２)を有する。
図１０は、接続の後の動作を示す信号フロー図である。Ａ段階で、コンピュータ１０２はメディア伝送制御(media transport control)のためのＲＴＣＰチャネルメッセージ及び論理チャネル開放メッセージ(OPENLOGICALCHANNEL)を、ホームゲートウェイ１００を通して受信側コンピュータ１５０に伝送する。それから、コンピュータ１５０は、Ｃ及びＤ段階で、前記ホームゲートウェイ１００を通して前記コンピュータ１５０のＲＴＣＰチャネル情報を含む承認メッセージ(OPENLOGICALCHANNELACK)を伝送する。
以下、Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨ段階は、呼がＩＰネットワークからローカルＩＰネットワーク接続される端末機で前記ＩＰネットワークから着信される動作を除いて、前記段階と同様であり、関連説明は省略する。Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤ段階、あるいは、Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨ段階で、ＲＴＣＰチャネルが相互開放された後、ＲＴＰ及びＲＴＣＰによって音声通話あるいは映像通話が遂行される。
この時、使用されるＵＤＰのポート番号は、前述したＴＣＰのポート番号のように、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機を区分するために使用される。図１１は、ホームゲートウェイ１００でＩＰネットワーク１１０からの呼が受信される動作を示すフローチャートである。１１００段階で、ホームゲートウェイ１００がパケットを受信すると、前記パケットのヘッダを検査して、受信されたパケットの形態を決定する。１１０２段階で、前記ホームゲートウェイ１００はＮＡＰＴ(Network Address Port Table)を検索する。前記ＮＡＰＴは、前述した＜表２＞の内容と同様で、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機のインターネット接続によって一時的に存在するようになり、ＩＰ及びポート情報を含む。一般的に、ポート及びＩＰ情報はインターネット接続によって発生され、内部ＩＰ情報は、接続が中止されると削除される。しかしながら、本発明の実施形態において、電話通話のための各種情報は、将来の電話受信のために保存されることが望ましい。１１０４段階で、前記ホームゲートウェイ１００は、インターネット接続に関する情報と一致するＩＰアドレス及びポート番号を持つパケットが受信される場合、一致する情報によってヘッダのＩＰアドレスを内部ＩＰアドレスに変換し、ローカルＩＰネットワーク１１０に接続された端末機に伝送する。
もし、ＮＡＰＴに一致するＩＰアドレス及びポート番号がない場合、ホームゲートウェイ１００は１１０８段階に進行してフォーワーディングテーブル(forwarding table)を検索する。前記フォーワーディングテーブルは、＜表２＞の内容と同様で、電話の送受信のために作成されたテーブルであり、割り当てられたＩＰアドレス、内部ＩＰアドレス、及びポート番号を有する。
１１１０段階で、受信されたパケットで検出されたＩＰアドレス及びポート番号と一致するＩＰアドレス及びポート番号が存在すると、１１１２段階に進行して、フォーワーディングテーブルの情報によってパケットを変換し、前記変換されたパケットを該当端末機に伝送する。一致する情報がない場合、１１１４段階に進行して、受信されたパケットを捨てる。
ホームゲートウェイ１００は、受信されたパケットを分析して目的地のＩＰアドレス及びポート番号を検出する。前記検出されたＩＰアドレス及びポート番号がインターネット接続テーブルであるＮＡＰＴに存在する場合は、受信されたパケットをインターネット接続に関連したパケットに認識して変換し、前記変換されたパケットを目的地に伝送する。また、フォーワーディングテーブルに存在する場合は、前記受信されたパケットを電話接続に関連したパケットに認識して変換し、前記変換されたパケットを目的地に伝送する。また、前記検出されたＩＰアドレス及びポート番号がＮＡＰＴテーブルにもフォーワーディングテーブルにも存在しない場合は、前記受信されたパケットを捨てる。
図１２は、ホームゲートウェイ１００でローカルＩＰネットワーク１０１の呼発信の動作を示すフローチャートである。１２００段階で、ホームゲートウェイ１００がパケットを受信すると、パケットのヘッダを検査して、受信されたパケットの形態を決定する。１２０２段階で、ホームゲートウェイ１００は、ＮＡＰＴを検索する。前記ＮＡＰＴは、＜表２＞の内容と同様で、ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機のインターネット接続によって一時的に存在するようになり、ポート及びＩＰ情報を含む。前記ホームゲートウェイ１００は、１２０４段階で、インターネット接続に関するＩＰアドレス及びポート番号と一致するパケットが受信される場合、１２０６段階で、一致する情報によってヘッダのＩＰアドレスを内部ＩＰアドレスに変換してＩＰネットワーク１１０に伝送する。
もし、一致するＩＰアドレス及びポート番号がＮＡＰＴに存在しない場合、ホームゲートウェイ１００は１２０８段階に進行してフォーワーディングテーブルを検索する。前記フォーワーディングテーブルは、＜表２＞の内容と同様で、電話の送受信のために作成されたテーブルであり、割り当てられたＩＰアドレス、内部ＩＰアドレス、及びポート番号を有する。
受信されたパケットで検出されたＩＰアドレス及びポート情報がフォーワーディングテーブルに存在する場合、１２１２段階に進行して、フォーワーディングテーブルの情報によってパケットを変換してＩＰネットワーク１１０に伝送する。一致する情報が存在しない場合、１２１４段階に進行して、受信されたパケットによる情報をＮＡＰＴに貯蔵し、パケットのヘッダ情報を変換してＩＰネットワーク１１０に伝送する。
ホームゲートウェイ１００は、ローカルＩＰネットワーク１０１から受信されたパケットを分析して目的地のＩＰアドレス及びポート番号を検出する。前記検出されたＩＰアドレス及びポート番号が、インターネット接続テーブルであるＮＡＰＴに存在する場合、受信されたパケットをインターネット接続に関連したパケットに認識して変換し、前記変換されたパケットを目的地に伝送する。また、フォーワーディングテーブルに存在する場合は、前記受信されたパケットを電話接続に関連したパケットに認識して変換し、前記変換されたパケットを目的地に伝送する。また、前記検出されたＩＰアドレス及びポート番号がＮＡＰＴにもフォーワーディングテーブルにも存在しない場合、前記がホームゲートウェイ１００はＮＡＰＴを更新する。
前記ＮＡＰＴ及びフォーワーディングテーブルは１つのテーブルとして構成することもでき、電話通話や一般インターネット通信(たとえば、データ検索)のためのインターネット接続に相違するポート番号を割り当てることもできる。ゲートキーパ１２０で電話接続の情報が変更される時、一般インターネット接続によって発生されるＩＰ及びポート情報は、インターネット接続の中止によって削除されるが、インターネットを通した電話接続に関連した情報は削除されなくて、保存されるか、または、更新される。
以上の説明で、同一なＩＰアドレスを使用する電話通話に関して説明した。同一なＩＰアドレスを使用する場合は、伝送速度が低下されるので、同時に同一なＩＰを使用する端末機の数を制限することができる。なぜならば、電話通話は実時間伝送が必須的であるので、同一なＩＰを使用する端末機の数が増加すると、実時間伝送ができなくなるためである。従って、同一なＩＰアドレスを使用する端末機の数を最適の値で制限することが望ましい。
〔発明の効果〕
前述してきたように、前記ローカルＩＰネットワーク１０１に接続された端末機からパケットが受信されると、ローカルＩＰネットワーク１０１のホームゲートウェイ１００は、前記パケットが電話通話用であるか否かを検査し、電話通話のためのパケットである場合、前記電話通話のために既設定されたＩＰ及びポート情報によって前記パケットのヘッダとペイロードの情報を変換して前記ＩＰネットワークに伝送する。電話通話のためのパケットでない場合は、一般インターネット通信のためのパケットであるか否かを検査し、一般インターネット通信用であると、既設定されたＩＰ及びポート情報によって前記パケットを変換して前記ＩＰネットワークに伝送する。前記パケットが電話通話用でも一般インターネット通信用でもない場合は、前記パケットのＩＰアドレス及びポート番号はインターネット接続用として登録される。従って、前記ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機が一つのＩＰアドレスを通して電話通話を遂行することができ、ＩＰネットワークに接続された端末機をローカルＩＰネットワークに接続された端末機とインターフェーシングすることができる。
一方、前記本発明の詳細な説明では具体的な実施例に上げて説明してきたが、本発明の範囲内で様々な変形が可能であるということは勿論である。従って、本発明の範囲は前記実施例によって限られてはいけなく、特許請求の範囲とそれに均等なものによって定められるべきである。
従来ＶｏＩＰ(Voice Over Internet Protocol)基礎の電話通話を遂行するシステム構成を示すブロック図である。 従来システムにおいて電話通話のための端末機のプロトコル構造を示す図である。 従来システムにおいてゲートキーパを探す手順を示す信号フロー図である。 従来システムにおいて電話通話のための呼処理の手順を示す信号フロー図である。 本発明の実施形態による多重通信システムを示す図である。 本発明の実施形態によるホームゲートウェイのプロトコルの構成を示す図である。 本発明の実施形態によってゲートキーパを探す手順を示す信号フロー図である。 本発明の実施形態によってゲートキーパに登録する手順を示す信号フロー図である。 本発明の実施形態による電話通話のための呼処理の手順を示す信号フロー図である。 ホームゲートウェイにおいてプロトコル変換を示す信号フロー図である。 本発明の実施形態による呼受信過程を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による呼発信過程を示すフローチャートである。
符号の説明
１００ ホームゲートウェイ
１０１ ローカルＩＰネットワーク
１０２〜１０９、１５０、１５１ コンピュータ
１１０ ＩＰネットワーク
１２０ ゲートキーパ
６１０ ＴＣＰ／ＵＤＰ
６１１ ＴＣＰ’／ＵＤＰ’
６２０ ＩＰ
６２１ ＩＰ’
６３０ ＭＡＣ
６３１ ＭＡＣ’

Claims (34)

  1. ローカルＩＰネットワークを通した多重通話のための呼発信の方法において、
    第１端末機が呼発信を要求すると、前記第１端末機にポートを割り当て、前記端末機の情報を貯蔵する過程と、
    前記貯蔵された情報によって送信パケットを変換して伝送する過程と、
    前記貯蔵された情報に該当するパケットが受信される時、前記貯蔵された情報によって前記受信されたパケットを変換し、前記第１端末機に伝送する過程と、からなることを特徴する方法。
  2. 前記パケット変換において、前記端末機のＩＰ及びポート情報を前記パケットのヘッダ及びペイロードに貯蔵して変換する請求項１記載の方法。
  3. 前記呼発信の要求があると、前記ローカルＩＰネットワークに接続されたＩＰネットワークのゲートキーパを探し、前記ゲートキーパに第１端末機を登録する過程をさらに含む請求項１記載の方法。
  4. 前記呼発信の要求があると、前記ローカルＩＰネットワークがマルチキャストアドレスを使用してゲートキーパを探す過程と、前記ゲートキーパから応答があると、ＩＰアドレスを共有する他の端末機から前記第１端末機を区分するために、前記ローカルＩＰネットワークに割り当てられたＩＰアドレス及び前記第１端末機に割り当てられたポート番号によって、呼発信を要求した前記第１端末機を前記ゲートキーパに登録する過程と、前記ゲートキーパから前記登録に対する確認メッセージを受信する過程と、をさらに含む請求項１記載の方法。
  5. 前記呼発信の要求があると、前記ローカルＩＰネットワークがマルチキャストアドレスを使用してゲートキーパを探す過程と、前記ゲートキーパから応答があると、ＩＰアドレスを共有する他の端末機から前記第１端末機を区分するために、前記ローカルＩＰネットワークに割り当てられたＩＰアドレス及び前記第１端末機に割り当てられたポート番号によって、呼発信を要求した前記第１端末機を前記ゲートキーパに登録する過程と、前記ゲートキーパから前記登録に対する確認メッセージを受信する過程と、をさらに含む請求項３記載の方法。
  6. 前記登録が完了されると、前記第１端末機によって前記呼発信を要求する過程と、前記第２端末機の状態によって呼接続を許可する過程と、をさらに含む請求項４記載の方法。
  7. 前記ゲートキーパは、前記呼発信の要求を受信して、前記呼接続を許可する請求項６記載の方法。
  8. 前記呼接続が許可されると、前記第１端末機のＩＰアドレス及びポート番号を送信することによって呼接続を要求する過程をさらに含む請求項７記載の方法。
  9. 前記呼要求を受信すると、前記第２端末機によって呼接続を要求する過程と、前記呼接続が許可されると、前記第２端末機のＩＰアドレス及びポート番号を前記第１端末機に送信する過程と、をさらに含む請求項８記載の方法。
  10. 前記ゲートキーパは、前記呼接続の要求を受信して、前記呼接続を許可する請求項９記載の方法。
  11. 交換されたＩＰ及びポート情報によるチャネル開放及びメッセージの交換によって、前記第１端末機と前記第２端末機との間の実時間伝送のためのチャネルを確立する過程をさらに含む請求項１０記載の方法。
  12. 前記実時間伝送のためのチャネルが確立されると、ＵＤＰチャネルを通して音声通話または映像通話を遂行する過程をさらに含む請求項１１記載の方法。
  13. 前記端末機の識別子は、前記ローカルＩＰネットワークによって割り当てられた内部ＩＰアドレスである請求項１２記載の方法。
  14. 前記ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機は、相違するＴＣＰ及びＵＤＰポートによって区分される請求項１３記載の方法。
  15. 前記ＴＣＰは、前記ゲートキーパを探し、前記ゲートキーパに前記端末機を登録し、前記第１端末機に対して前記ゲートキーパから呼接続の許可を受け、前記第１端末機のＩＰ及びポート情報を前記第２端末機に送信し、前記第２端末機に対して前記ゲートキーパから呼接続の許可を受け、前記第２端末機のＩＰ及びポート情報を前記第1端末機に送信し、前記実時間伝送のためのチャネルを確立するプロトコルである請求項１４記載の方法。
  16. 送受信されたパケットは、前記ローカルＩＰネットワークに割り当てられたＩＰアドレスと、前記第１端末機の内部ＩＰアドレス及びポート番号と、を使用して変換される請求項１記載の方法。
  17. 前記ローカルＩＰネットワークは、前記第１端末機を含み、それぞれ関連ＩＰ情報及びポート情報を有する複数の端末機を含み、前記ＩＰ情報及びポート情報は、パケット変換のために使用され、前記ＩＰ情報及びポート情報を貯蔵するメモリマップが構成され、前記メモリマップは、それぞれのＩＰアドレス、各端末機を識別するためのローカルネットワークを許可するそれぞれの内部ＩＰアドレス、及びそれぞれのポート番号に対応する複数の端末機の少なくとも１つを指定する請求項１６記載の方法。
  18. 前記メモリマップは＜表１＞のように構成される請求項１７記載の方法。
    Figure 2004166301
  19. 前記端末機の情報を貯蔵する過程において、前記貯蔵された情報はポート情報を含み、前記ポート情報はゲートキーパに登録され、前記ポート情報が変更される時は、前記ゲートキーパによって更新される請求項１６記載の方法。
  20. ローカルＩＰネットワークを通した多重通話のためのパケットの受信方法において、
    ＩＰネットワークからパケットが受信されると、前記パケットを分析して、前記ローカルＩＰネットワークに接続された第２端末機に呼接続が要求されるか否かを判断する過程と、
    前記呼接続が要求される場合は、前記パケットの目的地のＩＰ及びポート情報によって前記第２端末機のチャネルを開放する過程と、
    第１端末機及び第２端末機のＩＰ及びポート情報によって、送受信されたパケットを変換する過程と、からなることを特徴とする方法。
  21. 前記パケットの変換においては、前記パケットのヘッダ及びペイロードのＩＰ及びポート情報が変換される請求項２０記載の方法。
  22. パケット受信の要求があると、前記ローカルＩＰネットワークに接続されたＩＰネットワークのゲートキーパに呼接続の許可を要求する過程と、前記ゲートキーパが前記呼接続を許可すると、前記第２端末機のＩＰ及びポート番号を送信する過程と、をさらに含む請求項２０記載の方法。
  23. 交換されたＩＰアドレス及びポート情報によるチャネルの開放及びメッセージの交換によって、前記第１端末機と前記第２端末機との間の実時間伝送のためのチャネルを確立する過程をさらに含む請求項２２記載の方法。
  24. 前記実時間伝送のためのチャネルが確立されると、ＵＤＰチャネルを通して音声通話または映像通話を遂行する過程をさらに含む請求項２３記載の方法。
  25. 前記ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機は、前記端末機に割り当てられた内部ＩＰアドレスによって区分される請求項２４記載の方法。
  26. 前記ローカルＩＰネットワークに接続された複数の端末機は、前記ＩＰネットワークによって前記端末機に割り当てられた相違するＴＣＰ及びＵＤＰポートによって区分される請求項２５記載の方法。
  27. ＴＣＰは、前記ゲートキーパから呼接続の許可を受け、前記第１及び第２端末機のＩＰ及びポート情報を送信し、前記実時間伝送チャネルを確立するプロトコルである請求項２６記載の方法。
  28. 送受信されたパケットは、前記ローカルＩＰネットワークに割り当てられたＩＰアドレスと、前記ローカルＩＰネットワークに接続された端末機の内部ＩＰアドレス及びポート番号と、を使用して変換される請求項２０記載の方法。
  29. 前記ローカルＩＰネットワークは、前記第１端末機を含み、それぞれ関連ＩＰ情報及びポート情報を有する複数の端末機を含み、前記ＩＰ情報及びポート情報はパケット変換のために使用され、前記ＩＰ情報及びポート情報を貯蔵するメモリマップが構成され、前記メモリマップは、それぞれのＩＰアドレス、各端末機を識別するためのローカルネットワークを許可するそれぞれの内部ＩＰアドレス、及びそれぞれのポート番号に対応する複数の端末機の少なくとも１つを指定する請求項２８記載の方法。
  30. 前記メモリマップは＜表２＞のように構成される請求項２９記載の方法。
    Figure 2004166301
  31. 各ＩＰアドレスのいずれか１つは、前記複数の端末機のいずれか１つ以上によって共有される請求項１７又は請求項２９記載の方法。
  32. 端末機１乃至９は、ＩＰアドレス２０３．２３４．４７．１８に割り当てられ、端末機１０及びそれ以上の端末機は、ＩＰアドレス２０３．２３４．４７．１９に割り当てられる請求項３１記載の方法。
  33. 前記各内部ＩＰアドレスは、１０．０．０．０から１０．０．２５５．２５５までの範囲内にある請求項３１記載の方法。
  34. 前記ポート情報は、ゲートキーパに登録され、変更される時は、前記ゲートキーパによって更新される請求項２９記載の方法。

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