KR20040098645A - 에이치에프씨 케이블 네트워크 상으로 개설된패킷-스위치된 전화 통화 접속을 위한 대역폭을 예약하고릴리즈하는 방법 및 장치 - Google Patents

에이치에프씨 케이블 네트워크 상으로 개설된패킷-스위치된 전화 통화 접속을 위한 대역폭을 예약하고릴리즈하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20040098645A KR10-2004-7012644A KR20047012644A KR20040098645A KR 20040098645 A KR20040098645 A KR 20040098645A KR 20047012644 A KR20047012644 A KR 20047012644A KR 20040098645 A KR20040098645 A KR 20040098645A
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Abstract

2개의 엔드포인트들 간의 패킷-스위치된 전화 통화 접속을 개설하기 위해 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법이 제공된다. 이 방법은 2개의 엔드포인트들 간의 음성-대역 데이터 접속을 개설하기에 충분한 콜 발신 시점에 대역폭의 할당을 허가하고 예약함으로써 개시한다. 다음으로, 대역폭의 할당 부분중 일부만이 커미트된다. 엔드포인트들 간의 압축된 음성 트래픽 접속을 개설하기에 충분한 이와 같이 커미트된 부분은 대역폭의 예약된 할당의 서브셋이다. 할당된 대역폭의 예약되지만 커미트되지 않은 부분은 릴리즈됨으로써 그것은 엔드포인트들 중의 적어도 하나가 접속이 음성 트래픽 및 비음성-대역 데이터를 지원하여야 하는 것을 결정한 경우에 다른 접속에 이용될 수 있다. 이러한 대역폭 부분은 음성-대역 데이터의 검출 없이 완전 전송/수신 접속의 개설 이래 미리 정해진 기간이 경과한 후에 릴리즈될 수 있다.

Description

에이치에프씨 케이블 네트워크 상으로 개설된 패킷-스위치된 전화 통화 접속을 위한 대역폭을 예약하고 릴리즈하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RESERVING AND RELEASING BANDWIDTH FOR A PACKET-SWITCHED TELEPHONY CONNECTION ESTABLISHED OVER AN HFC CABLE NETWORK}
발명의 배경
오늘날, 인터넷에 대한 액세스는 공용 스위치된 전화 네트워크(PSTN)를 통하여 폭넓은 청중에게 활용 가능하다. 전형적으로, 이러한 환경에서, 사용자는 로컬-루프 플랜트(local-loop plant) 상으로 초당 5만 6천 비트수(56kbps)만큼 높은 데이터 율들을 제공할 수 있는 PSTN 모뎀을 통한 완전-이중 다이얼-업 접속(full-duplex dial-up connection)에 의해 인터넷에 접속한다.
그러나, 데이터 율들을 증가시키기 위해서(및 그에 따라 응답 시간을 개선시키기 위해), 상기 PSTN-베이스 모뎀보다 CATV 플랜트 상으로 현저하게 높은 데이터율을 제공하는, 완전-이중 케이블 텔레비전(CATV) 모뎀들을 사용하는 데이터 통신들과 같은 다른 데이터 서비스들이 대중들에게 제공되고 있거나, 또는 계획되고 있다. 케이블 오퍼레이터들이 고려 중인 서비스들은 패킷 전화 통화 서비스, 화상 회의 서비스, T1/프레임 릴레이 등가 서비스 및 기타 많은 서비스들을 포함한다.
전체 동축 또는 하이브리드-섬유/동축(HFC) 케이블 네트워크 상으로 케이블 시스템 헤드엔드와 고객 위치들 간의 인터넷 프로토콜(IP) 트래픽의 투명한 쌍방향 전송을 허용하는 여러 가지 표준들이 제안되고 있다. 케이블 텔레비전 레버레토리스사에 의해 개발된 하나의 그러한 표준은 임시 규격 DOCSIS 1.1이라 칭한다. 무엇보다도, DOCSIS 1.1은 패킷 전화 통화 등의 실시간 서비스들에 대한 서비스 흐름을 위한 스킴을 명시한다. 패킷 전화 통화는 2개의 엔드포인트들에 위치한 전화들 간의 음성을 전달하기 위해 사용될 수 있다. 대안으로, 패킷 전화 통화는 팩시밀리 기계들 또는 컴퓨터 모뎀들 등의 엔드포인트 디바이스들 간의 음성-대역 데이터를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
실시간 통신이 케이블 네트워크 상으로 개설되어야 할 때, 네트워크 소자들은 콜(call)가 음성 또는 음성-대역 데이터를 전달할지 여부를 초기에 알지 못한다. 대역폭이 공유되는 HFC 케이블 네트워크 대역폭에서 충분한 자원들이 항상 이용되기 때문에, 이것은 일반적으로 콜이 공용 스위치된 전화 네트워크 상으로 개설될 때 문제가 되지 않는다. 네트워크 오퍼레이션의 목표는 보다 많은 콜들/가입자들이 지원되도록 누군가의 콜의 대역폭 요건들을 제한시키는 것이다. 따라서, 요구되는 대역폭을 감소시키기 위해, 압축 코덱들(codecs)은 종종 음성 트래픽에 따라 사용된다. 그러한 압축 코덱들은 이들이 충분한 정확도로 데이터를 재생하지 못하기 때문에 음성-대역 데이터와 사용되지 못한다. 압축 코덱들은 음성-대역 데이터와 사용될 수 있지만 비음성-대역 데이터와는 그렇지 못하기 때문에, 음성-대역 데이터에 의해 요구되는 대역폭은 음성 트래픽에 의해 요구되는 대역폭보다 크다. 그것은 접속이 음성 트래픽 또는 음성-대역 데이터를 지연하는지 여부를 초기에 알지 못하기 때문에, 충분한 대역폭이 음성-대역 데이터를 지원하기 위해 할당되어야 한다. 접속이 단지 음성 트래픽을 지원하기 위해 사용된 것으로 밝혀진 경우, 필요한 것보다 보다 많은 대역폭이 할당될 것이고, 따라서 네트워크의 효율을 감소시킨다.
따라서, 접속이 음성 트래픽 또는 음성-대역 데이터를 전달해야 하는지에 의존하는 케이블 네트워크 상으로 실시간 패킷 스위치된 접속에 할당된 대역폭을 변경시키는 것이 유리할 수 있다. 이러한 대역폭이 다운스트림 대역폭에 비교해 제한됨에 따라, 이는 특히 고객 위치로부터 헤드엔드로 업스트림 방향으로 케이블 네트워크 대역폭에 적용된다.
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 패킷 네트워크 상으로 제공되는 실시간 서비스들의 제공에 관한 것이며, 보다 상세하게는 HFC 네트워크 상으로 음성 및 데이터를 송신하는 인터넷 전화 통화의 제공에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 본 발명의 원리들을 구현하는 예시적인 인터넷 상의 완전 음성 통신들 시스템을 보여주는 도면.
도 2a-2b는 콜 발신 공정의 일 실시예를 예시하는 흐름도.
도 3은 대역폭이 릴리즈되는 공정의 일 실시예를 예시하는 흐름도.
도 4는 콜의 발신후 음성-대역 데이터를 수신하는 공정을 예시하는 흐름도.
발명의 요약
본 발명에 따라, 2개의 엔드포인트들 간의 패킷-스위치된 전화 통화 접속을 개설하기 위해 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법이 제공된다. 이 방법은 엔드포인트들 간의 음성-대역 데이터 접속을 개설하기에 충분한 콜 발신 시점에 대역폭의 할당을 허가하고 예약함으로써 개시한다. 다음으로, 할당된 대역폭의 일부만이 커미트(commit)된다. 엔드포인트들 간의 압축된 음성 트래픽 접속을 개설하기에 충분한 이와 같이 커미트된 부분은 대역폭의 예약된 할당의 서브셋이다.
본 발명의 일 국면에 따라, 할당된 대역폭의 예약되지만 커미트되지 않은 부분은 릴리즈됨으로써 그것은 엔드포인트들 중의 적어도 하나가 접속이 음성 트래픽 및 비음성-대역 데이터를 지원하여야 하는 것을 결정한 경우에 다른 접속에 이용될 수 있다. 이러한 대역폭 부분은 음성-대역 데이터의 검출 없이 완전 전송/수신 접속의 개설 이래 미리 정해진 기간이 경과한 후에 릴리즈될 수 있다.
본 발명의 다른 국면에 따라, 예약되지만 커미트되지 않은 대역폭은 엔드포인트들 중의 적어도 하나가 접속이 음성-대역 데이터를 지원해야 하는 것을 결정한 경우에 임의의 추가의 허가 없이 커미트될 수 있다.
본 발명의 또 다른 국면에 따라, 압축된 음성 트래픽 접속을 위해 저속 코덱이 초기에 사용된다. 고속 코덱은 순차로 음성-대역 데이터를 위해 사용될 수 있다.
상세한 설명
본 발명의 원리들을 구현하는 예시적인 통신들 시스템은 도 1에 도시되어 있다. 진보적 개념 이외에, 도 1에 나타낸 소자들은 잘 공지되어 있으며, 상세히 기재하지 않을 것이다.
상기한 바와 같이, 통신들 시스템(100)은 가입자 게이트웨이들과 연관된 가입자들 또는 매체 전화 어댑터들(MTAs)(1101-1104)이 인터넷(175) 및 공용 스위치된 전화 네트워크(PSTN)(140)에 액세스할 수 있는 네트워크 아키텍춰를 나타낸다. 특히, MTAs(1101-1104)는 CATV 네트워크를 통해 인터넷(175)과 통신한다. 이러한 맥락에서, MSO는 (전통적인 CATV 액세스 네트워크 설비들은 통신들 네트워크(117)에 의해 예시되는 반면에) CATV 헤드-엔드(170) 및 케이블 모뎀(115)을 제공하는 것으로 가정된다. 이러한 CATV 네트워크 배치는 또한 본원에서 케이블 데이터 네트워크라 칭한다. CATV 네트워크는 전형적으로 모든-동축 또는 하이브리드-섬유/동축 (HFC) 케이블 네트워크이다. MTAs(1101-1104)는 또한 케이블 네트워크, IP 네트워크(175) 및 트렁크 게이트웨이(130)를 통해 PSTN(140)과 통신한다.
MTA(1101)에 대해 도 1에 도시된 바와 같이, MTAs(1101-1104)는 고객 프레마이즈 장비(122), 예를 들면 전화, 코덱(128), 디지털 신호 처리기(DSP)(124), 호스트 처리기(126) 및 케이블 모뎀(CM)(115)을 포함한다. 전화(122), 코덱(128),DSP(124) 및 호스트 처리기(126)는 CM(115)을 통해 통신들 링크(117)에 결합되는 데이터 단말 장비를 총괄적으로 나타낸다. CM(115)은 RF 접속기 및 튜너/증폭기(도시되지 않음)를 통해 케이블 데이터 네트워크에 대한 액세스 인터페이스를 제공한다. 폭넓게 말하자면, DSP(124)는 전화(122)로부터 수신된 아날로그 신호들로부터 데이터 패킷들을 발생시킨다. 즉, DSP(124) 및 코덱(128)은 에코 삭제, 패킷 손실 은폐, 콜 진행 톤 발생, DTMF/펄스 및 팩스 톤 검출, G.723 및 G.729 등의 오디오 압축 및 압축 해제 알고리즘, 패킷 데지터링, 및 IP 패킷화/데패킷화를 포함하여, 케이블 네트워크 상으로 음성 및 음성-대역 데이터를 전달하는데 필요한 모든 음성 대역 프로세싱 기능들을 총괄적으로 수행한다. 전형적으로, DSP124는 8, 16 또는 64kHz의 속도로 디지트화된 펄스 코드 변조된 샘플들로 데이터를 인코딩한다. 호스트 프로세서(126)는 DSP(124)로부터 데이터 패킷을 수신하고 MAC, IP 및 UDP 층들에 의해 요구되는 바의 적절한 헤더를 부가한다. 일단 패킷이 완료되면, 그것은 CM(115)에 전송되고, 그 경우 그것이 케이블 데이터 네트워크 상으로 CATV 헤드엔드(170) 내의 CMTS(120)로 전송될 때까지 대기 행렬에 남아있다. 본 발명의 목적상, 제공되고 있는 서비스는 패킷 전화 통화 등의 실시간 서비스인 것으로 가정된다. 따라서, 데이터 패킷들은 실시간 전송 프로토콜(RTP) 등의 적절한 프로토콜에 따라 포맷되어야 한다.
인터넷 서비스 제공자(ISP)는 인터넷 액세스를 제공한다. 도 1의 맥락에서, ISP는 통신들 링크(132)에 부착된 케이블 데이터 네트워크 액세스 라우터(도시되지 않음)를 포함하는 IP 네트워크(175)를 제공하는 것으로 간주된다. 단지 예시적인목적상, 상기 MSO 및 ISP 서비스 제공자는 이것이 진보적인 개념과 관련이 없더라도 상이한 실재들인 것으로 가정되는 것에 주의해야 한다.
CM(115)은 예를 들면 CATV 무선 주파수(RF) 동축 드롭 케이블 및 관련 설비들인 케이블 네트워크(170)를 통해 CATV 헤드-엔드(170)에 결합된다. CATV 헤드-엔드(170)는 다수의 다운스트림 사용자들(이들중 하나만이 도시됨)에 서비스들을 제공하고, 케이블 모뎀 데이터 종료 시스템(CMTS)(120) 및 헤드-엔드 라우터(125)를 포함한다. (CMTS(120)는 이더넷 100베이스 X 접속(도시되지 않음)을 통해 헤드-엔드 라우터(125)에 결합될 수 있다.) CMTS(120)는 CM(115)에 의해 CATV RF 링크를 종료시키고 제공되는 상주 서비스의 지원으로 데이터 링크 프로토콜들을 구현한다. RF 링크의 방송 특성들이 주어짐으로써, 다수의 상주 고객들 및 그에 따른 잠재적인 많은 홈-베이스 LANs는 동일한 CMTS 인터페이스들로부터 서비스받을 수 있다. (또한, 도시되지 않았지만, CATV 네트워크는 다수의 CMTS/헤드-엔드 라우터 쌍들을 포함하는 것으로 가정된다.)
CM(115) 및 CMTS(120)는 순방향 에이전트들로서 및 또한 엔드-시스템들(호스트들)로서 작동한다. 이들의 주요 기능은 인터넷 프로토콜(IP) 패킷들을 CATV 헤드엔드와 고객 위치 사이에 투명하게 전송하는 것이다. 임시 규격 DOCSIS 1.1은 이러한 기능성을 구현하기 위한 일련의 프로토콜들로서 케이블 텔레비전 러버러토리스사에 의해 제조되었다.
인터넷 상의 완전 음성 통신 시스템에서, 콜 에이전트(150)는 통신들 시스템에서 전화 통화 정보를 제공하고 전화 콜 처리에 책임있는 하드웨어 또는 소프트웨어 부품이다. 특히, 콜 에이전트(150)는 접속들을 생성하고, 콜 대기, 콜 진행 등의 특징들을 사용하기 위해 가입자가 전화 콜들을 배지하고 수신하도록 허용하는데 필요한 엔드포인트 상태들을 유지하는데 책임이 있다. 이론상으로, 본 발명은 IP 디지털 단말기가 콜 에이전트 및 트렁크 게이트웨이를 위한 클래스 전화 통화 스위치 대체물들에 접속된 스위치된 IP 통신 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 시스템에서, IP-베이스된 콜 시그널링은 MTA와 IPDT 사이에서 수행되고, GR303 또는 V5.2 콜 시그널링은 IPDT와 전화 통화 스위치 사이에서 수행된다. 이러한 시스템에서 IP 음성 트래픽은 MTA와 IPDT 사이에서 수행된다.
상기한 바와 같이, 음성 트래픽은 케이블 네트워크를 통해 수송되는 데이터의 양을 감소시키기 위해 ITU-T 추천 G.728 등의 압축 코덱을 사용하여 전형적으로 압축된다. 압축이 음질을 저하시키더라도, 그것은 또한 대역폭을 보존하고, 이는 케이블 네트워크 등의 공유된 패킷-스위치된 네트워크에서 불충분한 자원일 수 있다. 그러나, 음성-대역 데이터는 팩스 및 모뎀 톤들이 특히 전래된 아날로그 팩스 및 모뎀 장비를 사용할 때 너무 많은 왜곡을 겪기 때문에 압축될 수 없다. 결과적으로, ITU-T 추천 G.711 등의 고속-비압축 코덱들은 충분한 신뢰도로 음성-대역 데이터 신호들을 수송하기 위해 사용되어야 한다. 비압축된 음성-데이터는 음성 트래픽을 압축할 때 보다 많은 대역폭을 필요로 한다.
DOCSIS 표준에 따라 실시간 서비스를 제공하는 패킷-스위치된 네트워크에서, 대역폭은 콜 에이전트에 의해 승인되어야 하고, 그 후, 이는 CMTS와 MTA 사이의 협력에 의해 예비되고 커미트될 수 있다. 콜 에이전트는 주어진 콜이 음성-대역 데이터 콜일 수 있는지 미리 알 수 없기 때문에, 콜 에이전트는 그 콜이 음성 콜일 것이라고 가정하고, 단지 그러한 콜을 지원하기에 충분한 대역폭을 허가한다. 동시에, 콜 에이전트는 압축 코덱을 협상하기 위한 콜 엔드포인트들을 요청하는 네트워크-베이스드 콜 시그널링(NCS) 등의 시그널링 프로토콜을 사용한다. 엔드포인트들은 NCS 시그널링 프로토콜 내로 혼입되는 세션 디스크립션 프로토콜(SDP)을 통해 코덱 가능 출력을 교환한다. 이러한 공정은 사용되는 대역폭을 최소화시키고 트래픽 엔지니어링 디자인 한계들에 적용되는 최대수의 동시 콜들을 네트워크가 허용되게 한다.
콜에 포함된 엔드포인트들은 MTAs 또는 MTA, 및 트렁크 게이트웨이 또는 IP 디지털 종료 디바이스 등의 매체 게이트웨이일 수 있고, 이는 케이블 네트워크를 PSTN에 접속시킨다. 모든 엔드포인트들이 압축 코덱을 지원할 수 있다고 가정하면, 콜 에이전트는 그 콜이 음성-대역 데이터를 지원하는 경우에 필요할지도 모르는 충분한 대역폭을 예약하도록 엔드포인트들에 명령하지만, 압축되고 디지트화된 음성 트래픽(다운스트림 대역폭이 전형적으로 미리 커미트된다)을 전달하는 RTP 패킷들을 수송하는데 필요한 케이블 네트워크 업스트림 상의 대역폭을 커미트한다. 엔드포인트들은 CMTS와 교환되는 DOCSIS 물리층 관리 메시지들을 통해 이들 대역폭 오퍼레이션들을 수행한다.
콜 에이전트는 사실상 이 콜 에이전트로부터의 임의의 추가의 개입 없이 팩스 또는 모뎀 톤의 검출에 따른 추가의 대역폭을 활성화시키기 위해 엔드포인트들을 구성한다. 이는 콜 에이전트가 음성-대역 데이터의 검출에 따라 개입되어야 하는 경우, 발생될 추가의 시그널링 지연은 엔드포인트들이 성공적인 접속을 개설하는 것을 방지하기에 충분할지도 모르기 때문에 유리하다. 추가의 대역폭을 예약함으로써, 콜 엔드포인트들은 음성-대역 데이터 디바이스들 간에 성공적인 접속이 개설되는 것을 방지하지 않으면서 압축 코덱으로부터 비압축 코덱으로 스위치될 수 있다. 음성-대역 데이터를 위해 예약되는 추가의 대역폭은 다른 음성 콜들을 위해 사용될 수 없지만, 그것은 최선 노력 우선순위가 할당된 트래픽을 위해 사용될 수 있다.
다수의 음성 콜들을 동시에 수송하기 위해 케이블 네트워크의 용량을 불필요하게 제한시키는 것을 피하기 위해, 음성 콜이 수송되고 있는 경우, MTA가 그의 대역폭 예약을 감소시키도록 MTA는 음성-대역 데이터 콜과 음성 콜 간을 차별화하도록 시도한다. MTA는 팩시밀리 기계들 및 모뎀들 등의 음성-대역 데이터 디바이스들의 전형적인 작용을 인지함으로써 음성 트래픽과 음성-대역 데이터 간을 구별할 수 있고, 이는 통상적으로 2초 내에 접속을 개설하도록 자체 증명된다. MTA가 가입자의 데이터 디바이스들로부터 음성-대역 데이터를 검출하지 못하거나 (또는 음성 대역 데이터가 수송되어야 하는 것을 여러 시그널링 수단을 통해 통지되지 않는 경우) 콜은 음성 콜인 것으로 가정되고, MTA는 그에 따라 그의 대역폭 예약을 감소시킨다. 이러한 공정은 서비스 품질(QOS) 승인 및 보다 낮은 대역폭 요건의 활성화에 의해 DOCSIS 다이내믹 서비스 체인지 요청을 통해 수행된다.
콜 시퀀스 예
다음 실시예는 음성-대역 데이터 접속이 본 발명에 따라 개설되는 단계들의 전형적인 시퀀스를 나타낸다. 이러한 실시예는 특정 표준들 및 프로토콜들을 사용하지만, 당업계의 통상의 기술을 가진 자들은 본 발명이 이들 프로토콜들로 제한되지 않고 오히려 임의의 적절한 세트의 프로토콜들을 포함하는 것을 인지할 것이다. 이러한 실시예의 목적상, 중요한 메시지들은 콜 에이전트와 MTAs, 콜 에이전트와 CMTS, 및 MTAs와 CMTS 간에 교환된다.
콜 에이전트와 MTAs 간의 메시지들은 콜 시그널링 제어를 포함하고, 패킷케이블tm네트워크-베이스된 콜 시그널링(NCS) 프로토콜을 사용하여 교환된다. 콜 에이전트와 MTAs 간의 메시지들을 교환시키기 위해 사용될 수 있는 다른 프로토콜들은 제한 없이 매체 게이트웨이 제어 프로토콜(MGCP)를 포함한다.
콜 에이전트와 CMTS 간의 메시지들은 패킷케이블tm다이내믹 서비스 품질 (DQOS) 프로토콜을 사용하여 콜 자원 시그널링 제어를 포함한다. 자원 제어는 DOCSIS 업스트림 및 다운스트림 서비스 플로우들에 적용되지만, 업스트림 미청구된 그랜트 서비스(UGS)의 서비스 공격들의 횡령 또는 부인을 완화시키는데 필수적이다. MTAs와 CMTS 간의 음성 및 음성-대역 콜 품질 메시지들을 보장하는데 필요한 UGS는 DOCSIS 및 NCS 프로토콜을 사용하는 콜 자원 시그널링 요청들 및 응답들을 포함한다. NCS 명령들은 적절한 UGS 서비스 품질 요청들에 의해 DOCSIS 다이내믹 서비스 부가 및 변화 메시지들을 발행시킴으로써 MTA가 응답하는 DQOS 자원 예약 요청들을 포함한다.
콜 발신
단계들의 제1의 시퀀스는 케이블 네트워크에서 MTAs 간의 접속을 개설한다. 도 2A-2B를 참조하면, 시퀀스의 개시 전에, 콜 에이전트는 오프-훅 사건들에 대한 이들의 각각의 가입자 회선들을 MTAs가 모니터링하는 것을 발신하고 종료하도록 요청한다. 이 시퀀스는 발신하는 가입자가 발신하는 MTA에 의해 서비스된 액세스 회선에 접속된 핸드셋을 픽업할 때 시작하고, 이는 MTA0로 나타낸다(단계 202). MTA0는 오프-훅 트랜지션을 검출하고 NCS 사건 통지 메시지를 콜 에이전트에 전송하고(단계 204), 이는 콜 에이전트에 의해 인식된다(단계 206). 이어서, 콜 에이전트는 MTA0가 다이얼 톤을 재생시키고 다이얼된 디지트들을 모니터하도록 요청하고, 또한 MTA0가 온-후크 사건을 모니터링하도록 요청하고, 가입자는 접속 해제를 결정한다(단계 208). MTA0는 콜 에이전트로부터 시그널 요청을 인식하고 발신하는 가입자에게 다이얼 톤을 재생시킨다(단계 210). 발신하는 가입자는 타겟 MTA의 가입자 액세스 회선에 대한 디렉토리 번호를 다이얼링하고(단계 212), MTA0는 다이얼된 디지트들을 수비하고 그 디지트들을 함유하는 사건 통지 메시지를 콜 에이전트(단계 214)에 전송한다. 콜 에이전트는 디지트들 사건 통신 메시지를 인식하고 가입자의 디렉토리 번호를 조사한다(단계 216). 콜의 종료를 해결하는 것이 이 실시예에서보다 상당히 복잡한 것일 수 있더라도, 이러한 고찰의 목적상 콜 에이전트는 케이블 네트워크에 접속된 다른 MTA(MTAt로 나타냄)가 되도록 그 종료를 결정한다고 가정하는 것에 주의해야 한다.
다음으로, 콜 에이전트는 MTA0가 서비스하는 CMTS에서 보안 "게이트"를 개설하고, 이는 CMTS0로 나타낸다(단계 218). 게이트는 음성-대역 데이터 접속을 지원하기 위해 사용될 수 있는 고속 코덱을 지원하기에 충분한 다운스트림 및 업스트림 대역폭을 허가한다. CMTS는 게이트 세트 요청을 인식하고 정보(예, 게이트 ID)를 콜 에이전트로 복귀시키고, 이는 다시 MTA0로 통과되어야 한다(단계 220). 마찬가지로, 콜 에이전트는 또한 MTAt를 서비스하는 CMTS에서 상보적 게이트를 개설한다.
콜 에이전트는 MTA0가 불활성 접속을 생성하도록 요청하고, 이는 저속 코덱 및 고속 코덱에 대한 지원을 포함한다. 이러한 실시예에서, 저속 코덱은 G.728 이고, 고속 코덱은 G.711이다. 물론, 다른 코덱들은 시그널링 프로토콜에 따라 사용될 수 있고 협상될 수 있다. 이 요청은 이러한 콜에 대해 할당된 CMTS0에 대한 게이트 ID를 포함한다. 그 접속은 불활성 모드로 생성되기 때문에, MTA0는 예약되지만 이러한 시점에 대역폭을 커미트하지 않을 것이다. MTA0는 접속 생성 요청을 유효화시키고 조건부 응답을 콜 에이전트로 전송한다(단계 226). 일부 콜 에이전트들은 종료하는 MTAt로부터 원격 접속 디스크립터가 임의의 원격 접속 디스크립터를 발신하는 MTA0로 통과시키기 전에 수신될 때까지 대기할 수 있음을 인식해야 한다.이러한 일이 발생할 때, 자원 예약은 콜 셋업 시퀀스에서 이러한 시점에 행해지지 않는다.
MTA0는 DOCSIS 다이내믹 서비스 부가 요청을 사용하여 CMTS와의 접속을 위한 서비스 흐름을 생성한다(단계 228). 이러한 서비스 흐름은 고속 코덱을 지원하기에 충분한 대역폭인 업스트림 및 다운스트림 대역폭 모두에 대한 자원 예약을 포함하고, 이는 이러한 경우에 G.711이다. 이러한 시점에서 어떠한 대역폭도 커미트되지 않는다. 그 요청은 MTA0가 콜 에이전트로부터 수신되는 게이트 ID를 포함한다.
CMTS0는 콜을 위해 게이트를 배치시키는 게이트 ID를 사용하고 요청된 대역폭이 콜 에이전트에 의해 승인된 대역폭 내인지를 체크하고, 이어서 콜을 위한 대역폭을 예약한다(단계 230). 이러한 대역폭은 네트워크 상에서 다른 최상의 노력의 트래픽을 위해 사용될 수 있지만, 이러한 콜 기간 동안 임의의 다른 전화 콜에 할당될 수 없거나, 또는 그 때까지 MTA로부터의 요청에 의해 변경될 수 있다. CMTS는 대역폭이 다이내믹 서비스 부가 응답에 의해 예약되었음을 MTA에 통지한다(단계 232). MTA0는 다이내믹 서비스 부가 인식에 의해 CMTS 응답을 인식한다(단계 234).
MTA0는 콜 에이전트에 대한 접속 생성 요청을 승인한다(단계 236). 그 인식은 MTA가 이러한 접속에 의해 수신하고자 준비되는 코덱들에 대한 세션 설명 프로토콜(SDP) 명세를 포함한다. 이는 MTA0의 "지엽적 접속 디스크립터"이고, 이는MTAt로 콜 에이전트에 의해 통과될 것이다. 이러한 디스크립터는 MTA0가 이러한 콜 동안에 고속 및 저속 보코더들을 위한 오디오 패킷들을 수신할 수 있음을 지시한다. 이어서, 콜 에이전트는 MTAt에 의해 접속 생성 과정을 반복한다. MTA0가 그의 지엽적 접속 디스크립터를 제공하기 때문에, 콜 에이전트는 접속 생성 요청에서 이를 MTAt로 통과시킨다.
이러한 관점에서, 콜 에이전트는 콜을 위한 대역폭이 MTA0및 MTAt모두에 대해 성공적으로 예약되었음을 안다. 콜 에이전트는 MTA0가 그의 접속을 변경시키고, 발신하는 가입자 쪽으로 되울림하도록 요청한다(단계 240). 접속 변경 명령은 그의 접속 생성 인식에서 MTA를 종료시킴으로써 공급되는 원격 접속 디스크립터(SDP)를 포함한다. MTA0는 조건부 응답을 전송하고 CMTS에 대해 다이내믹 서비스 변화 요청을 사용하는 이러한 원격 접속 디스크립터에 기초하여 콜에 필요한 대역폭을 예약한다(단계 242). CMTS0는 대역폭을 예약하고 다이내믹 서비스 변화 응답을 MTA0에 전송하고(단계 244), 이는 MTA0인식들에 응답한다(단계 246). MTA0는 콜 에이전트에 대한 접속 변경을 인식하고 발신하는 가입자 쪽으로 되울림하는 톤을 재생하기 시작한다(단계 248).
콜 에이전트는 이하 MTAt로 접속된 핸드셋들을 울리게 함으로써 종료하는 가입자에게 경고하기 시작하도록 MTAt에게 명령한다. 이러한 관점에서, 발신하는 가입자는 전화 되울림음을 듣게 되고 종료하는 가입자의 전화가 울린다. 종료하는 가입자는 핸드셋을 픽업함으로써 전화에 응답한다(단계 252). 이러한 행동은 또한 팩시밀리 기계 또는 데이터 모뎀 등의 음성-대역 데이터 디바이스에 의해 취해질지도 모른다. MTAt는 오프-훅 사건을 콜 에이전트에 통지하고(단계 254), 이는 콜 에이전트에 의해 승인된다(단계 256). 콜 에이전트는 MTAt로에게 온-훅 또는 훅 플래쉬 사건들에 대해 모니터링하기 시작하도록 요청하고(단계 258), MTAt는 그 요청을 인식한다(단계 260). 콜 에이전트는 또한 MTA0가 완전 전송/수신 모드로 그의 접속을 변경시키도록 요청하고(단계 262), 이는 또한 전화 되울림에 대한 요청을 취소한다. MTA0는 조건부 응답을 콜 에이전트 및 다이내믹 서비스 변화에 전송하여 CMTS가 업스트림 대역폭을 커미트하게 하고, 이는 저속 코덱을 위해 충분하다(단계 264). 이는 MTA0가 저속 코덱을 사용하여 오디오를 전송하기 시작하게 하지만, 추가의 대역폭은 고속 코덱을 위해 예약된 채 남겨진다.
CMTS는 대역폭을 활성화시키고 다이내믹 서비스 변화 응답을 MTA에 전송하고(단계 266), MTA는 그 응답을 인식한다(단계 268). MTA는 콜 에이전트에 대한 접속 변경을 인식하고, 콜 에이전트는 완전 전송/수신 모드로 MTAt에서 접속을 변경시키고, 마찬가지로 이러한 접속을 통해 저속 코덱에 대한 다운스트림 대역폭을 커미트한다(단계 270).
이러한 관점에서, 완전 전송/수신 접속이 개설된다. 이것이 음성 콜인 경우, 상대방들은 이제 대화할 수 있다. 대역폭은 저속 코덱에 대해 커미트되지만, 대량의 대역폭은 콜을 위해 예약되어 있다. 콜이 음성 콜인 것으로 입증된 경우, 추가의 예약된 대역폭은 릴리즈된다. 콜이 음성-대역 데이터 콜인 것으로 입증되어야 하는 경우, 추가의 대역폭이 활성화된다. 추가의 대역폭의 릴리즈 및 활성화는 아래 기재된다.
대역폭의 릴리즈
이 섹션은 케이블 네트워크로 다시 대역폭을 릴리즈하기 위해 MTAs에 의해 사용된 단계들의 시퀀스를 기재한다. 도 3을 참조하면, 이 프로세스는 MTA0및 MTAt가 패킷케이블tmNCS 규격 104 및 이후에 정의된 바와 같이 팩스 톤들 또는 모뎀 톤들 등의 음성-대역 데이터 신호들을 독립적으로 구할 때 시작한다(단계 302). MTAs는 구성적 기간 후에 음성-대역 데이터 신호에 대한 검색을 독립적으로 폐기한다(단계 304). 예를 들면, 이는 페이스 반전의 존재 또는 부재 하에 모뎀 또는 팩스 응답 톤을 검출하는데 필요한 시간을 소비하는 것보다 많을 것이기 때문에 2초의 검색 기간이 사용될 수 있다. 이어서, 각각의 MTA는 협상된 저속 코덱을 사용하여 음성 콜의 수송을 이미 커미트한 대역폭을 매치시키기 위해 대역폭 예약을 감소시키는 그의 각각의 CMTS에 대한 다이내믹 서비스 변화 요청을 실행시킨다(단계 306). 이는 미사용 예약 대역폭을 릴리즈하고, 다른 전화 콜들에 사용될 수 있게 한다. 다이내믹 서비스 변화 요청은 보다 작은 UGS 그랜트 크기를 포함하지만 변화되지 않은 그랜트 간격은 그렇지 않다. 그랜트 크기는 DOCSIS, 이더넷, IP, UDP 및 TCP 헤더들에 대한 현재 그랜트 간격 + 오버헤드에서 저속 보코더 페이로드 크기와 매치된다.
이러한 프로세스의 결과로서, 음성 콜은 저속 코덱을 지원하는데 필요한 대역폭에 의해서만 계속된다. 일부 전래 장비 및 심지어 일부 PC-베이스된 팩시밀리 소프트웨어는 음성 콜이 개시된 후의 일부 시점에서 사용자가 음성-대역 데이터 전송을 개시하게 허용할 수 있음에 주의해야 한다. 이러한 상황은 아래에서 다루어질 것이다.
콜 개시 후의 음성-대역 데이터 검출
상기한 바와 같이, 음성-대역 데이터, 전형적으로 팩시밀리 전송들은 콜이 개설된 후의 일부 시점에서, 가능하게는 음성 대화가 수행된 후조차 수동으로 개시되는 것이 가능하다. 음성 콜은 저속 코덱을 사용하여 개설되었기 때문에, 가능한 음성-대역 데이터 콜을 위해 예약된 여분의 대역폭은 상기 방식으로 릴리즈되었다. 다음 실시예들은 MTA0에 의해 서비스된 콜기가 팩스 전송에 의해 수동으로 개시된다고 가정하지만, 그 고찰은 MTAt에 의해 서비스된 콜기가 팩스 전송을 개시할 때 동등하게 적용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 그 공정은 팩시밀리 디바이스가 ITU-T 추천 T.30에 의해 정의된 바의 팩스 콜 톤을 발생시킬 때 개시한다(단계 402). MTA0는 팩스 콜 톤을검출하고 그의 원격 접속 디스크립터를 컨설팅하고, 종료하는 엔드포인트가 고속 코덱 패킷들을 수신할 수 있는지 결정한다(단계 403). 충분한 대역폭이 이용되지 않기 때문에, MTA는 코덱들을 상기한 바와 같이 스위치할 수 없고, 대신에 팩스 톤 통지를 콜 에이전트에 전송한다(단계 406). 콜 에이전트는 팩스 톤 사건 통지를 인식하고, MTA0가 팩스 전송을 지원할 수 있는 고속 코덱으로 스위치되도록 요청함으로써 응답한다(단계 408). 콜 에이전트는 단지 하나의 코덱을 약정하기보다는 협상하기 위해 그로부터 코덱들의 리스트를 MTA0에 제공하지 않기 때문에 발신 콜 셋업과 상이하다. 이어서, MTA0는 조건부 응답을 전송하고, 팩스 접속에 필요한 추가의 대역폭을 예약하고 커미트하도록 그의 CMTS와 다이내믹 서비스 변화 요청 교환을 수행한다(단계 410). 이러한 단계는 연속되도록 보장되지 않고 팩스 전송은 실패할 수 있다. 실패가 발생할 때, 음성-대역 데이터 디바이스는 일반적으로 이를 사용자에게 보고한다. 이는 수반되는 오퍼레이션이기 때문에, 사용자는 이후에 다시 시도할 수 있다.
새로운 대역폭이 성공적으로 할당되었다고 가정하면, MTA0는 콜 에이전트로의 접속의 변경을 인식한다(단계 412). 이어서, 콜 에이전트는 MTAt에 의한 접속 변경 공정을 반복한다(단계 414).
이는 음성-대역 데이터 전송이 콜이 개시된 후에 개시될 때 발생할 수 있는 단지 하나의 시나리오임에 주의해야 한다. 예를 들면, 일부 팩시밀리 디바이스들은 CNG를 전송하지 않는다. 이러한 경우에, 음성-대역 데이터 오퍼레이션이 개시될 때, 케이블 네트워크에 의해 나타난 제 1 신호는 디바이스를 종료시킴으로써 이슈화되는 대답 톤일 수 있다. 이러한 일이 발생할 때, 대답 톤은 MTAt에 의해 검출되고, 이는 "ft"신호를 콜 에이전트에 발생시킨다. 이어서, 콜 에이전트는 상기한 바와 같이 접속을 변경시킨다. 필요하지 않지만, 콜 에이전트는 사건 통지를 전송하는 엔드포인트에서 접속을 변경시킴으로써 개시할 수 있다. 특정 콜 에이전트 구현에 따라, 콜 에이전트는 모든 접속들을 병렬로 변경시키도록 시도할 수 있었다.
여러 실시예들이 본원에 특별히 예시되고 기재되어 있지만, 본 발명의 그러한 변형들 및 변화들은 상기 교시 내용으로 커버되고, 본 발명의 정신 및 의도된 범위에서 벗어남이 없이 첨부된 특허 청구의 범위들의 한계 내임을 인식해야 할 것이다. 예를 들면, 본 발명은 패킷 전화 통화 서비스의 견지에서 기재되었지만, 당업계의 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명이 비디오 화상 회의 등의 다른 실시간 서비스들의 제공에 동등하게 적용될 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (15)

  1. 2개의 엔드포인트들 간의 패킷-스위치된 전화 통화 접속을 위한 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 엔드포인트들 간의 음성-대역 데이터 접속을 개설하기에 충분한 콜 발신 시점에 대역폭의 할당을 허가하고 예약하는 단계; 및
    상기 엔드포인트들 간의 압축된 음성 트래픽 접속을 개설하기에 충분한 대역폭의 할당의 일부만을 커미트하는(committing) 단계를 포함하고, 상기 할당의 커미트된 부분은 대역폭의 예약된 할당의 서브셋인, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 엔드포인트들 중의 적어도 하나가 상기 접속이 음성 트래픽을 지원하기 위한 것이고 음성-대역 데이터를 지원하는 것이 아님을 결정한 경우에 다른 접속에 대역폭이 이용될 수 있도록 대역폭의 상기 할당의 예약되었지만 커미트되지 않은 부분을 릴리즈하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 릴리즈하는 단계는 음성-대역 데이터의 검출 없이 완전 전송/수신 접속의 개설 이래로 미리 정해진 기간이 경과한 후에 수행되는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 미리 정해진 기간은 음성-대역 데이터를 검출하기에 충분한, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 엔드포인트들 중의 적어도 하나가 상기 접속이 음성-대역 데이터를 지원하는 것임을 결정한 경우에 임의의 추가의 허가 없이 예약되었지만 커미트되지 않은 대역폭을 커미트하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 고속 코덱 및 저속 코덱을 지원하는 엔드포인트들 간의 협상 단계; 및 상기 압축된 음성 트래픽 접속을 위해 상기 저속 코덱을 초기에 사용하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 고속 코덱 및 저속 코덱을 지원하는 엔드포인트들 간의 협상 단계; 및 상기 압축된 음성 트래픽 접속을 위해 상기 저속 코덱을 초기에 사용하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 음성-대역 데이터를 위해 상기 고속 코덱을 사용하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  9. 제2항에 있어서, 추가의 대역폭을 릴리즈하는 단계를 수행한 후 음성-대역 데이터가 검출되는 경우 상기 케이블 네트워크와 연관된 콜 에이전트에 통지함으로써 예약되었지만 커미트되지 않은 대역폭을 커미트하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 음성-대역 데이터를 위해 특별한 고속 코덱을 상기 엔드포인트들에 약정하는 단계를 더 포함하는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 허가하는 단계는 상기 케이블 네트워크와 연관된 콜 에이전트에 의해 수행되는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 상기 엔드포인트들은 MTA인, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 케이블 네트워크는 HFC 케이블 네트워크인, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 대역폭의 예약되었지만 커미트되지 않은 부분은 최선 노력 우선순위(best-effort prioritization)가 할당된 트래픽을 위해 사용될 수 있는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
  15. 제5항에 있어서, 상기 접속이 음성-대역 데이터를 지원해야 하는 것임을 결정하는 결정은 음성-대역 데이터 디바이스로부터의 톤(tone)을 검출함으로써 이루어지는, 케이블 네트워크 상으로 대역폭을 할당하는 방법.
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