专利名称：在通信系统中变换服务质量的系统和方法
该非临时申请要求利用1999年9月28日提出的申请号为60/156,443、题目为“基于分组的网络上H.323 QOS变换的结构”的美国临时申请，借此作为一整体引入供参照。临时申请(代理律师编号1999-0584)的申请人是Radhi ka R.Roy。
本发明涉及通信系统。
目前，多媒体标准有例如便利基于分组的网络如互连网协议(IP)，异步传输模式(ATM)网络，帧中继网络等上的多媒体通信服务的国际电信联盟(ITU)H.323会议服务标准。虽然利用相同或相似的协议在终端之间能够建立起应用层多媒体标准，但是通信系统其他层还不是标准化状态。例如多媒体标准的基础体系设想非常灵活并且没有规定相关于传输/网络/链路层(OSI层4/3/2)的通用服务质量(QOS)参数。当相关于传输/网络/链路层QOS参数变化时，相关于应用/中间件层(QSI层7/6)的QOS参数也必须变化，因为网络层彼此能够按标准方式通信很重要。当然，每次传输/网络/链路层变化时，必须改变或重构应用/中间件层是一种昂贵和耗费时间的事情。
因此，需要利用新技术规范一个与传输/网络/链路层无关的QOS。
本发明提供一种方法和装置，用于在应用/中间件和传输/网络/链路层之间变换服务质量(QOS)。在此情况下，用最终用户请求的该应用/中间件QOS在端对端基础上保持相同。该传输/网络/链路层可变化以便符合其自身资源，许多QOS准则(例如IP/ATM网络)已经被定义，用来满足其自身层的需要，无需与上面的应用/中间件层QOS保持任何直接关系。本发明涉及作为共同基础的应用/中间件QOS，可由所有传输/网络/链路层QOS在端对端基础上使用。
本发明的详细说明参考了附图，附图中相同标号表示相同部件。
图1，是本发明的服务质量(QOS)系统的典型方框图；图2，是可应用于本发明的OSI术语的协议体系结构的典型逻辑图3，是图1中QOS变换实体的典型方框图；图4，是本发明用于变换的另一QOS系统体系结构的典型方框图；图5，是本发明QOS系统一实施例的典型方框图；图6，是图4逻辑QOS变换实体的典型数据结构；图7，是依据本发明在应用/中间件和传输/网络/链路层之间用于变换QOS的典型处理的简要流程图。
本发明提供一种在应用/中间件和传输/网络/链路层之间变换不同服务质量(QOS)水平的技术。该端对端系统可包含一个或多个不同的基于分组的网络(例如IP,ATM)，此处各网络可有其自己不同的QOS分类或准则。这样的变换将允许独立于传输的应用，以提供跨接所有网络的端对端应用层QOS而不论端点终端之间构成通信路径的网络类型如何。换言之，应用/中间件层QOS将适用于跨接所有网络而不论最终用户终端是连接到相同网络还是不同网络类型。
通常，该应用/中间件软件只有一个有限QOS分类组，用以满足可由最终用户请求音频、视频和/或数据的需要。此外，该有限QOS分类组保持了相对的稳定，因为这些QOS分类依据了由该应用/中间件使用的音频、视频和数据的基本业务特性。例如，在H.323协议中仅存在能够由一终端用户选择的一个有限QOS分类组以满足音频、视频和/或数据的需要，例如保证服务分类，受控服务分类，和未规定的服务分类，此处各分类将有一确定的性能参数组。
相反，传输/网络/链路层的QOS定义可以有广泛变化，不仅从网络到网络的类型不同，并且一个网络从其自身资源管理的观点出发还可有不同的QOS分类和不断地变化以控制自身资源。传输/网络/链路层QOS的参数不会总是与应用/中间件层QOS参数相同。在应用/中间件和传输/网络/链路层QOS之间没有唯一的关系或1对1的变换。但是，重要的是注意该应用/中间件QOS是由在端对端基础上需要达到要求的最终用户通过沿源-目的路径经过所有网络请求的。例如，IP网络A可利用资源保留协议(RSVP)提供QOS，该协议是一路由对路由协议，其中一路由请求另一路由取消或保留相关于一指定传输确定的带宽。按照RSVP，例如，最大速率、时延、时延变化等参数用于在该IP网络上提供QOS。此外，IP网络B利用基于每跳跃行为(per hop behavior PHB)的区别服务码点(DSCP)来采用区别服务(DiffServ)，此处最大速率、时延和时延变化将用DSCP和PHB的组合表征。在另一种情况下IP网络C可使用多协议标记转换(MPLS)，此处不同服务类型用于表征基于不同特性参数的QOS(例如，最大速率，时延，时延变化)。在另一例中，ATM链路层网络D基于ATM QOS分类可以提供QOS，利用的参数例如，最大信元速率、最小信元速率和信元损失率，以便在虚拟电路上传输信息，和预测通过量和带宽需要。
因此，应利用在应用/中间件和传输/网络/链路层之间标准化的QOS变换机构以满足最终用户对标准化的应用/中间件QOS的需要。并且该标准化的应用/中间件QOS在端对端基础上应保持相同，尽管传输/网络/链路层QOS不同。而且，它可用在单个或多个网络上，此处各传输/网络/链路层可采用不同的QOS机构。
本发明提供一个可在基于分组的网络例如IP和ATM定义的不同传输/网络/链路层QOS上变换应用/中间件层QOS分类的结构。象H.323的应用根据解释或意向能被认为是应用(OSI层7)或中间件层(OSI层6)的一部分。在本发明中，该层QOS被定义为应用/中间件层QOS。注意该传输层通常与TCP或UDP协议有关，并且QOS的抽象不可直接应用。换言之，该传输层可认为是对于应用/中间件或网络/链路层是透明的。然而，与IP有关的网络层(OSI层3)具有许多QOS信令协议，例如RSVP，DiffServ，和MPLS。相反，该ATM网络与链路层(OSI层2)中的QOS信令协议有关，并且也具有许多QOS分类，例如固定比特率(CBR)，实时可变比特率(rt-VBR)，非实时可变比特率(nrt-VBR)，不确定比特率(VBR)和可用比特率(ABR)。
图1是本发明服务质量(QOS)系统100的典型方框图。如图1所示，系统100包括终端102和104，用于通过通信链路110与基于网络的应用/中间件信令实体一起连接到网络101，该信令实体类似具有后端服务器的选通机构111。QOS变换实体114也与各设备有关(例如，终端，应用/中间件层实体)。该QOS变换实体的物理实现将取决于特定系统中的执行过程。例如，也能使用或软件或是硬件设备来实现，但也可以是这样构成的，即只专用于变换函数。
终端102和104可以是能够用于发送和/或接收通信信号的任一类型的设备。例如，终端102和104可以是陆线电话，蜂窝电话，计算机，H.323终端，个人数字助理，可视电话，电视会议设备，智能卡或计算机辅助电视，WebTV等。为了描述本发明，假设终端102和104是个人计算机。
终端102和104与它们的QOS变换实体114一起通过通信链路110与网络101进行通信。这些通信链路110可以是能够用于传送信息的任何类型的连接。某些例子包括常规电话线路，数字传输设备，光纤线路，直接串行/并行连接，蜂窝电话连接，卫星通信链接，射频链路，局域网(LAN)，内联网等。
网络101可以是单独的网络或多个相同或不同类型的网络。例如，网络101可包括与交换公司(例如，AT&T长途电话网)的长途电话网连接的市话公司的市话网。另外，网络可以是数据网络，例如，帧中继(FR)网络，异步模式(ATM)网络，互连网协议(IP)网络，有关电信和数据网络的任一组合在脱离本发明的精神和范围下可使用。为讨论起见，假设网络101包括两个或多个数据网络。
在该实施例中，各设备有其自己的QOS变换实体114。如果终端102、104请求在端对端基础上的标准化应用/中间件QOS，该请求必须包括使用何种传输/网络/链路层QOS参数进行转换。因此QOS变换实体114将把该应用/中间件层QOS翻译为可用在较低层的相应的网络层QOS101。还可以这样说，终端102、104也能查询该基于网络的应用/中间件信令实体111以找出何种QOS分类可与合适的估价标准一起用在该网络101中，以使能请求需要的QOS。
如上所述，在应用/中间件层由终端102,104请求的QOS在传输/网络/链路层不具有直接对应的QOS。因此，QOS变换实体114把从终端102和104的应用/中间件层请求的QOS能转换或变换成要求用于通信的传输/网络/链路层QOS(反之亦然)。
终端102,104可从如同选通机构111的基于网络的应用/中间件层实体请求有效的网络/链路层QOS服务或标准(例如，相关于IP网络的RS VP/DiffServ/MPSL，相关于ATM网络的CBR/rt-VBR/nrt-VBR/ABR/UBR)。该选通机构111然后经过变换实体114把该应用/中间件层QOS变换为相应的网络/链路层QOS服务。与网络/层设备通信的后端服务器(例如，在IP网络时为路由器，在ATM网络时为交换机)使用这个变换的网络/链路层QOS，以便在该网络(例如，IP,ATM)内确定有效的QOS服务。该服务器也能确定与各种QOS服务有关的价格。然后将这些信息(例如，QOS，价格)传送回终端102,104，使最终用户基于价格-QOS标准的权衡可确定请求何种QOS。
如果该网络101有效或能够在该请求的QOS上建立一通信，该终端接受该网络101的任一条件，即价格，则可跨接该网络在终端102和104之间建立连接。
按这种方式，具有请求QOS的通信能够在两个或多个终端103和104之间建立。如上所述，由终端102,104请求的QOS不必直接对应于网络101的QOS定义，因为QOS变换设备114能够在应用/中间件层QOS和该网络层QOS之间转换。
如上所述，保留在各设备(例如，终端，选通机构等)中的QOS变换实体可用于确定或监视单个网络或多个网络相关于来自终端102,104的通信请求。该通信请求可包括来自最终用户相关于在该应用/中间件层QOS服务分类的请求。通过使用这样一个变换实体，把请求的QOS服务定义在该应用/中间件层，并能够相关于所有最终用户标准化。该变换实体特别有用，因为由应用/中间件层通过终端102或104进行的QOS请求可能不被各种网络/链路层QOS协议所理解或不必由其在网络/链路层定义。
例如一操作实例，假设主叫终端102希望引导一个与被叫终端104的通信。如果假设基于网络的选通机构111具有该网络/链路层(经过其后端实体，该后端实体与该网络/链路层实体路由器/交换机通信)的知识，该终端应用/中间件可以最终用户名义传送一查询到该选通机构以便知晓何种QOS服务有效。该选通机构会传送一回答返回终端102,104。相关于通信的请求能够由在主叫终端102上操作的软件产生。此外，相关于通信的请求可包括一通信信息部分和一请求的QOS部分。
通信信息部分可包括在主叫终端102与被叫终端104之实现通信所需任何信息。例如，该通信信息部分可分别包括主叫和被叫终端102,104二者的终端ID。此外，该通信信息部分可包括计费信息，例如主叫终端帐号和主叫终端的计费地址。
通信请求的请求QOS部分可包括一个QOS指示，用该指示该主叫终端102希望引导该通信。此外，如上所述，请求的QOS可以是指定给最终用户终端102,104或应用/中间层的QOS的任一种指示。例如，终端102,104利用依据QOS服务分类的某些特性参数可请求一高、中、低质量的视频服务或高、中、低质量的音频服务。
如上所述，所有应用/中间件实体(例如，终端，选通机构)将使得QOS变换实体114的功能和具有QOS服务知识的选通机构111在网络(例如IP网络的OSI层3,ATM网络的OSI层2网络)上有效，以便建立一个具有该请求的QOS服务的通信。在另外情况下，终端102,104不使用选通机构111也能在它们之间进行直接通信，同时，将应用/中间件QOS变换为网络层QOS是经变换实体114完成的。为了实现这些目的，该QOS变换实体114可从最终用户接收该通信请求然后该网络/链路层设备(例如，路由器，交换机)通过可能满足该请求的一个或多个网络确定一通信路径。换言之，基于该通信请求，该QOS变换实体114可把该请求的QOS转换成各种网络QOS服务。一旦由网络/链路层设备确定一通信路径，该QOS变换实体114可将该请求的QOS变换成一网络QOS，该网络/链路层设备查询该通信路径的各网络以确定这些网络是否能满足由终端102，104请求的该QOS级的通信请求。
如果该网络/链路层实体(例如，路由器，交换机)设备确定能满足该通信请求。并且具有从变换实体114转换的充分网络容量，则该网络/链路层实体把回答返回该合适的应用/中间件实体(如，终端，选通机构)即要求的QOS有效。
如果各种网络不能满足该请求，然后，具有从该变换实体翻译的QOS信息的该网络/链路层实体能另外查询其他网络组合以设法满足该通信请求。这些进一步的动作可包括确定是否存在另外路径，变换该请求的QOS服务以使与一网络QOS参数相符合或相关于任何其他的选择查询其他网络。
也能够配置具有变换实体114和后端服务器的选通机构111以执行附加的服务。例如，选通机构111能通知终端在网络101上的有效带宽，或对在应用中对终端102,104感兴趣的所请求QOS服务的各种升级和降级。具有QOS变换实体和后端服务器的选通机构111还能向终端102,104提供附加信息。例如，相关于指定连接的价格/时间比较。例如，选通机构111可通知终端102,104中等服务质量水平的通信收10美分/分钟；同时，高等服务质量水平的相同通信收1.00美元/每钟。
QOS变换实体114是一个逻辑功能块并能保存在终端、选通机构等之中。在物理上也有可能设想把QOS变换实体作为单独的实体实现。但是，无论这些实体是保存在选通机构内还是可能分布在整个通信网络，逻辑功能仍和已描述的相同。例如将QOS监视设备114可作成由网络101采用的各种中心局、路由器或服务器的部分分布整个网络101。为设置在网络101上的通信监控提供的任何配置在不脱离本发明的精神和范围下可使用。可以将网络/链路层QOS的监控报告返回该应用/中间件层QOS以使经QOS变换实体的变换后在端对端基础上符合。
图2示出相关于各实体(例如终端，选通机构)的逻辑OSI层，虽然各实体可具有全部7层通信协议，各协议层只能在其边界内通信。例如，如果终端202,204使用H.323通信协议，终端202,204只会知道复盖层7/6/5的H.323层协议。注意到层5、6、7只可构成一组合其自身的层作为“中间件”206。在这种情况下，终端202,204和选通机构将在作为应用/中间件206实体的它们自己中间通信。相反，路由器(未在图中示出)通过OSI层3(即，IP层)通信。但是，终端202,204或选通机构211会连接到路由器，因此，需要具有使用IP协议能够通信的接口。换言之，终端202,204或选通机构211并不知道该较低层功能达到他们管理和控制这些层的资源需要具有的智能范围。终端202,204或选通机构211反之将只管理或控制应用/中间件206的资源。图2示出该通信怎样发生在通信实体中。但是如同路由器/交换机的该传输/网络链路层实体208未示出。在路由器情况下，它可包含在层3、2和1上的通信，同时该ATM交换机将在层2和1上通信。
图3示出QOS变换实体314典型的逻辑概念。该智能的QOS变换实体314能够把应用/中间件(OSI层7/6/5)QOS306变换成传输/网络/链路层(OSL层4/3/2)QOS308(反之亦然)。该QOS变换实体14能保存在如同终端，选通机构等的应用层实体内。如前面所述，该应用层QOS可归入中间件QOS或它可以是应用层QOS。在每种情况下，指定它为应用/中间件QOS。在传输层(QSI层4)中，没有如同应用或网络/链路层的直接的QOS概念。代之以，传输层将QOS信息从高层传递到低层(反之亦然)。然而，在每个网络中网络QOS具有不同特征。例如，在一IP网络中可有不同种QOS服务RSVP,DiffServ和MPLS。此外，在链路层中也能有不同QOS服务，例如被认为是一链路(OSI层2)层网络的ATM网络。它具有不同种QOS服务，例如CBR,rt-VBR,nrt-VBR,ABR，和VBR。该QOS实体314的主要用途是在层(即，应用/中间件QOS到传输/网络/链路层QOS，反之亦然)之间变换QOS。
图4是另外的QOS系统400的典型图。如图4所示，系统400包括终端402和404。终端402经通信链路410连接到第一端点网络406。终端404经通信链路413连接到第二端点网络408。
第一和第二端点网络经通信链路411和412分别连接到网络407。网络406-408中各网络经通信链路414还连接到带有QOS变换实体415的如象具有后端服务器的选通机构的应用层实体418。终端还具有QOS变换实体401,403。终端402,404，通信链路410-414，和网络406-408可以是以前讨论的相关于图1描述的本发明实施例的任一实体。
如图3所示，QOS变换实体401,403,415，将归于各应用/中间件层实体。然而，也可以具有与该应用层实体分开的作为独立应用实体的QOS变换实体314，类似一个终端或选通机构。在该实施例中，保持以前讨论过的逻辑通信。类似于图1，为了搜索来自终端402和404的最终用户的任一通信请求，网络/链路层实体(如象具有QOS变换实体415的路由器/交换机)可监视网络406-408。如上所述，通信请求能够以请求的形式用以在两个或更多终端402,404间建立通信路径和为该通信提供指定的QOS级别。
然而，在网络层中各网络406-408在应用/中间件和由不同参数定义的传输/网络/链路层之间可具有非标准化的QOS服务。因此，QOS变换实体可使最终用户在终端402,404使用一个标准化的QOS应用，该标准化QOS应用将自动把在各网络406-408中不同QOS服务和参数变换到标准化应用/中间件。
正如一操作实例，当具有QOS变换实体401,403,415的类似终端402,404和选通机构418的应用/中间件层实体接收来自用于和被叫终端404最终用户通信的主叫终端402最终用户的通信请求时，该应用/中间件实体能利用通信信息部分判定主叫终端402和接收终端404的标识。此外，QOS变换实体401接收终端402最终用户的该通信请求中请求的QOS部分，有网络/链路层QOS知识的类似路由器和选通机构的网络/链路层实体，为建立一个链路，在整个网络406-408中确定一个理想的通信路径，以满足特定的QOS请求。因为网络406-408是利用不同参数提供QOS，所以保存在应用/中间件实体中的QOS变换实体401在终端402最终用户请求的应用层上变换该标准化的QOS服务，以使与网络406-408的参数相同。将相同的网络/链路层QOS信息传送到网络/链路层QOS实体。
QOS变换实体以对终端402,404或选通机构418透明的方式执行这种功能。此外，具有QOS变换实体415的终端或选通机构能查询网络406-408以确定各网络是否能在类似路由器/交换机的网络/链路层实体的帮助下提供由终端402最终用户发出的QOS请求。如果由应用/中间件层的QOS变换实体415帮助的该网络/链路层实体确定请求的QOS服务不可获得，则它能相关于其他QOS的可能性或替代查询该些网络以便提供类似的QOS。如果由网络/链路层QOS变换实体415帮助的该网络/链路层实体基于从各网络406-408接收的QOS信息确定有可能满足终端402最终用户的请求，则它将该可用性通知主叫终端，并帮助终端402,404的最终用户建立通信。由应用/中间件的QOS变换实体415帮助的该网络/链路层实体以与第一实施例中讨论的相同方式向最终用户提供可利用的项和价格/时间信息。
当在终端之间请求通信时，各设备(例如终端，选通机构)的各变换实体把应用/中间件层QOS翻译为合适的网络/链路层QOS，和该网络/链路层路由器/交换机判定在任一源和目的路径之间的网络上能否支持要求的QOS。
为了把请求的服务质量变换为网络层的服务质量，变换实体415将在应用/中间件层QOS和一特定网络/链路层QOS之间确定一适当的变换。一旦变换实体415确定了该适当变换的网络/链路层QOS，然后该网络/链路层实体如路由器/交换机，或者通过选通机构的后端服务器帮助，或者在路由器/交换机之间直接工作，查询通信路径中任一网络以确定该些网络是否能在请求的QOS上提供通信路径。一旦类似路由器/交换机的该网络/链路层实体已经确定这些网络能够在请求的QOS上建立主叫和被叫终端之间的通信，该路由器/交换机可通知终端该通信路径的有效性。因此，该终端可接受或拒绝该通信。如果该终端接受该通信，控制器能够在终端之间建立一通信。
在本发明的最佳实施例中，该QOS变换系统为在基于分组的网络上变换H.303QOS提供一种方法。该变换允许与传输无关的H.323应用，以便提供一应用层QOS跨接任意数目的网络。该应用层QOS在所有网络上是可用的，不论该最终用户是连接到相同或不同网络类型。
H.323应用具有一有限QOS分类组，可以由一终端请求。该有限的H.323 QOS分类组保持相对稳定，因为该QOS分类取决于从该音频编解码器、视频编解码器和H.323的数据信令/应用产生的基本业务特性。从最终用户H.323实时多媒体应用产生的这些业务源的QOS参数是该H.323QOS的基本基础。因此，本发明一个实施例提供一结构可以在由例如IP和ATM的基于分组的网络定义的指定网络层QOS变换应用层H.323 QOS分类。此外，一最终用户可请求任一需要的H.323 QOS分类，同时考虑协调性能价格和在其后协商该端对端QOS。
如前面所讨论的，各网络可能利用不同参数以满足一特定的QOS服务请求。另外，单一通信的数据分组在向目的地的路径中可能经过许多不同网络类型。因此给用标准的网络参数组指定QOS分类增加了难度。并且，通过不同网络的数据分组碰到不同的传送质量。例如，在任一给定时间，网络中的一个网络可具有与网络中另一个网络不同的时延，位速率，错误率等。数据分组遭受不同网络特性影响的一切后果表示服务质量的不可预侧。因此已经设法利用协议和程序提供不同网络的QOS，该此协议和程序应用了包括RSVP,IntServ,DIFFSERV,MPLS,ATM等的不同参数。
资源保持协议(RSVP)是相关于保留资源应用的一信令协议。换言之，RSVP是请求资源保留的QOS信令协议。该些请求用于指令必须与该传输调度行为一起保留的资源(例如带宽、缓冲空间)级别。该传输调度行为必须安装在网络层设备(即，路由器)中以提供相关于数据流要求的端对端QOS的许诺。根据来自最终用户的请求在每个流基础上提供QOS。RSVP设法向该网络提供一“保证的”或“控制的”服务。该保证服务相关于不能延迟的实时应用。这些服务设法提供一可实用的，网络容量不变的数据流，即，尽可能地接近该端对端网络延迟。该控制服务试图尽可能接近卸载网络条件地提供端对端网络容量，。在RSVP中，业务能由以下表征最大流速率(字节每秒，位每秒)，最大数据报大小/最大字符组大小(字节，位)令牌记录段速率/服务速率/带宽(bPS)，松弛项/延迟(毫秒)，延迟变化和其他参数。还可注意到分组损耗或位差错未由RS VP规范考虑在内。
该综合服务IntServ模式利用该RSVP作为信令协议以提供除了尽最大努力服务外的两种服务分类。IntServ也使用输入控制例行程序，分类符和分组调度程序。
区别服务(DIFFSERV)是对使用综合/RSVP服务跨接广域链路由端对端保留造成的可伸缩和配置障碍的响应。DIFFSERV设法取消相关于跨接广域网(WAN)RSVP的保留需要。DIFFSERV假设在相关于各特定业务分类时间之前已取消网络中的某些容量。因此，它有些象一保留。但是，不是让各设备确定DIFFSERV分组属于该对话，DIFFSERV指示服务字段IP类型以使中间提示能在一个分组一个分组而不是一个对话一个对话的基础上分类。如果该网络容量不取消或按优先次序排队，该动态信令协议(即，RSVP)需要用于根据要求请求服务。
DIFFSERY码点的某些必备值，和与其有关的每跳跃行为(per-hopbehaviors(PHB))简述在标准中。整形原语告诉一设备怎样通过应用排队，速率控制器和其他参数在给定的配置文件内运转业务流。可提供许多服务，例如额外费用(premium)服务，保险服务和奥林匹克服务。相关于应用的额外费用服务需要低延迟低振动的服务。相关于应用的保险服务需要比最大努力服务更好的可靠性。奥林匹克服务提供称为金、银、铜的三层服务。DIFFSERV只定义该DIFFSERV字段和PHBS。奥林匹克服务使用降低质量的服务层和能够依据已知服务分类的QOS参数指定值。例如，假如我们考虑延迟参数，金端对端延迟(EED)会是100毫秒，银EED会是150毫秒，而铜EED会大于150毫秒。
多协议标记转换(Multi-protocal label switching(MPLS))在可变长IP地址前引入一定长标记。此外，它作用为一相关于选择的路由标记。该标头以类似于网络协议的方式基于IP路由信息产生。但是MPLS包含3位字段被认为是在其32位标记信息中的服务分类(COS)以便提供QOS信息。
ATM网络定义一组预定义的QOS服务范畴，该QOS服务范畴还定义一组业务属性或参数。这些参数包括固定比特率，实时可变位速率，非实时可变位速率、可用位速率和未指定位速率。共用ATM QOS参数包括最大信元速率(PCR)，该最大信元速率是传送该用户数据的最大信元每秒；最小信元速率(MCR)，该最小信元速率是ATM网络必须提供或否则该电路请求被驳回的最小可接受信元速率；信元传送时延(CTD)该信元传送时延是可接受的时延；信元丢失率(CLR)，该信元丢失率是可接受的信元丢失；信元错误率(CER)，该信元错误率是可接受的信元错误率；可承受信元速率(SCR)，该可承受信元速率是在时间刻度上遵守ATM连接平均速率的上界限。
信元时延变化，该信元时延变化是CTD组成部分，由缓冲和信元调度产生。
图5是使用H.323标准的本发明一实施例的典型方框图。虽然图5的通信系统采用三个不同网络506-508用于提供不同种类的网络层QOS服务，任意数的网络可采用。该H.323 QOS协议515是在端对端基础上应用层的共用实体。穿通各网络的终端502,504和选通机构/后端(GK/BE)520-522使用该H.323 QOS协议经通信链路510-513通信。该终端，网络和通信链路可以是在先实施例中讨论的任一实体。该GKS/BES可以是执行终端和网关注册，地址识别，带宽控制，输入控制和任一其他管理功能的任一设备。
相关于QOS的一请求在H.323 QOS分类基础上被处理并被变换为与各网络中的QOS服务相同以使在该网络层上的各种QOS服务参数不会产生混乱。在这种特定状态下，该应用层H.323 QOS提供该共同基础用于在端对端基础上翻译。因此，应用和网络层QOS服务二者能根据需要独立地分层，每次变化网络层QOS服务的一定义或一协议时不用改变该H.323应用软件。
该终端502,504允许该最终用户指令特定的网络层QOS服务种类。在本发明该实施例中，该最终用户利用终端502使用H.323 QOS应用和协议515经通信链路510与GK/BE 520通信。该GK/BE 520通过在一侧的链路510(和网络506)被连接到终端502和经在另一侧的链路534连接到QOS变换设备530。该QOS变换设备530经链路510与网络506通信和操作，用以转换或变换请求的QOS以使网络506-508之间的该组QOS值能具有一逻辑组合。此外，各网络通过设置在各GK/BE520-522之间的通信链路511和512与另一网络通信。各逻辑组合的基础是在应用层上由该H.323 QOS协议控制的各最终用户之间的H.323 QOS的服务分类。
图6示出具有一变换方案的存储器数据结构，该方案允许最终用户终端利用H.323 QOS分类，该H.323 QOS分类相对于该网络层上不同QOS参数中的各种差别是透明的。如图所示，每个网络和其各自的QOS服务分类被变换成相似的H.323服务分类，此处来自各服务分类的参数已经相匹配以便产生该变换工具。例如，字段602包括H.323 QOS级别，例如保证服务分类，控制服务分类和未指定服务分类。字段604包括对应于字段602中的H.323 QOS服务分类的网络层的综合/RSVP服务分类。以类似方式，字段606,608和610包括相关于区别服务分类，MPLS/IPTOS和ATM服务分类的对应网络层QOS。
虽然，如图5所示，在本发明该实施例中变换应用保存在QOS变换实体530中，该变换应用可潜在地保存在GK/BE520-522中或在第一实施例中讨论过的任意其他实体中。此外，该变换应用能够定位在中心以使软件更新能够易于执行。
依据图5将说明使用该实施例操作的一实例，此处借助利用相关于QOS的IntServ/RSVP服务分类的网络506使用该H.323服务分类标准的操作进行说明。该H.323保证服务分类I利用参数例如PBR,EED,BEDV和BER传送QOS。利用IetServ/RSVP服务分类的网络506采用例如最大速率，时延，和时延变化参数提供保证服务QOS。如果一最终用户需要指令一指定的H.323 QOS分类例如保证服务分类I，该最终用户利用定位在该应用层的终端502上的H.323应用软件。最初，在终端502利用H.323应用软件的该最终用户会利用H.323协议515经通信链路510向GK/BE520和QOS变换设备530通知一请求。该QOS变换实体530监视其有关的网络506，以便搜索来自终端502或在该网络任意另一终端的相关于QOS服务的通信请求，一旦该QOS变换实体530接收到来自终端502的一请求，它确定主叫终端和接收终端的标识。
如果该QOS变换实体能满足该QOS请求，然后它通知终端502和504的该最终用户并建立一通信链路。如果收到该请求的QOS变换实体不能满足该请求，然后它对另外路径或有可能性的QOS进行搜索，并迅速通知最终用户。当该QOS变换实体530执行该功能时，它可与其他QOS变换实体通信以搜索有效的带宽或QOS服务。该QOS变换实体530也能执行在先讨论过的管理功能。该QOS变换实体530通过用存储器使网络506QOS分类(IntServ/RSVP)参数与H.323标准的参数相同来透明地执行变换功能。该QOS变换实体530应用该变换功能操作以使能够有网络506中一组QOS值与网络507,508或任一其他网络的该组QOS值的逻辑组合。
图7是变换跨接网络的端对端应用层QOS处理的流程图。在步骤702，该QOS变换实体相关于终端最终用户通信请求监视该网络。
在步骤704，该QOS变换实体接收来自最终用户相关于QOS服务的通信请求。该通信请求包含指示一QOS级别的QOS请求，最终用户希望用此建立一通信，然后该过程进行到步骤706。
在步骤706，依据该通信请求，QOS变换实体确定一通信路径和该请求的QOS分类。该通信路径可包括一个或多个网络，各网络使用不同的定义或协议以便定义和实施该QOS。然后该过程进行到步骤708。
在步骤708，该QOS变换实体变换该请求的QOS分类为相应网络的Q0S分类。在步骤710，该QOS变换实体确定来自最终用户的该QOS请求利用有效的网络资源能否被满足。如上所述，依据步骤708确定的对应网络QOS分类查询这些网络，能够完成步骤710。如果该请求能够由该QOS变换实体满足，然后在步骤712它向该最终用户提供例如价格/时间比较的管理信息。
在步骤716，可查询接受QOS变换实体提供的QOS分类的用户。如果该最终用户接受提供的QOS分类，然后在步骤720，该QOS变换实体在主叫方和该接收方之间建立一通信链路。然后该过程进行到步骤722，在此处该过程终止。
在步骤710，如果该QOS请求不能被满足，然后该QOS变换实体进行步骤714的处理。在步骤714，该QOS变换实体搜索其他资源以确定它能否提供另外的通信路径和/或服务。
在步骤715，该QOS变换实体确定是否发现另外的路径和/或服务。如果该QOS变换实体发现另外的路径和/或服务。然后它重复步骤708并把该标准的应用层QOS分类变换为该网络层QOS分类。
如果该QOS变换实体未发现另外的通信路径和/或服务，它把这个结果通知到主叫终端，并且该过程进入步骤718，此处最终用户需要请求另一QOS请求。如果该最终用户不愿再尝试，然后该QOS变换实体进入到步骤722的处理，此处结束对话。
在步骤716，如果该最终用户不接受QOS变换实体提供的Q0S分类，然后QOS变换实体在步骤718将询问该最终用户他是否想尝试另一QOS请求。
如果该最终用户不想进行另一尝试，则在步骤722结束该对话。
如果该最终用户需要尝试另一QOS请求，该QOS变换实体的操作进行到步骤714，搜索另外的路径和/或服务。然后该处理按照先前讨论的步骤继续进行。
如图3所示，利用QOS变换实体314最好地实现了本发明的该方法。然而该QOS变换实体314可实施为各应用/中间件(例如，终端，选通机构)的一部分，也可以在通用或专用计算机，程控微处理机或微控制器和外部集成电路部件，一专用集成电路(ASIC)或其他集成电路，硬件电子或逻辑电路例如离散元件电路，可编程逻辑设备如PLD,PLA,FDGA或PAL等上实施为独立的单独应用的实体一部分。但是仍保持与先前讨论过的相同逻辑通信。通常能够使用具备实施图7流程能力的有限性能机构的任一实体实施本发明QOS变换功能方法。
虽然本发明已经结合具体实施例进行了描述，显然本领域有经验的技术人员将清楚许多替换、修改和变化。因此本发明在此陈述的最佳实施例只是为了说明本发明，而不受其限制。在不脱离本发明的精神和范围下可以作出变化。
权利要求
1．一种用于在至少一个网络上建立通信的方法，包括接收在两个或多个终端之间建立一通信的请求，该通信请求至少包括一个请求的服务质量；将该请求的服务质量转换为由网络层认可的对应网络服务质量；依据该对应网络服务质量在至少一个网络上的两个或多个终端之间建立一通信。
2．根据权利要求1的方法，其中建立一通信的请求至少包括一个或多个终端的标识和两个或多个终端中至少一个的帐号信息。
3．根据权利要求1的方法，其中在一应用/中间层识别该请求，并使该应用/中间层建立在两个或多个终端之间的一通信。
4．根据权利要求1的方法，其中该两个或多个终端是H.323终端。
5．根据权利要求1的方法，其中该建立一通信的请求由用户在至少两个或多个终端中的一个上输入。
6．根据权利要求1的方法，其中该两个或多个终端依据应用/中间层实体从一网络请求一网络链路层服务质量。
7．根据权利要求1的方法，其中该请求的服务质量至少包括保证服务分类，受控服务分类，和未指定服务分类。
8．根据权利要求1的方法，其中该请求的服务质量至少包括高、中和低服务质量。
9．根据权利要求1的方法，其中该请求的服务质量至少包括一请求的可用带宽。
10．根据权利要求1的方法，其中该请求的服务质量包括相关于视频服务质量，音频服务质量和数据服务质量中至少一个的请求。
11．根据权利要求1的方法，其中该对应的服务质量是由该网络识别的服务质量。
12．根据权利要求11的方法，其中该网络层至少包括IP网络，ATM网络和帧中继网络中的一个。
13．根据权利要求1的方法，其中该网络层包括一传输/网络/链路层。
14．根据权利要求13的方法，其中该传输/网络/链路层包括该对应的服务质量，该对应的服务质量是变换请求的该应用/中间层的服务质量形成的。
15．根据权利要求1的方法，其中进一步包括传送通信价格和通信可用性中的至少一种到请求建立该通信的终端。
16．根据权利要求15的方法，其中该通信价格是在该请求的服务质量上建立该通信的价格。
17．根据权利要求15的方法，其中该通信可用性是在不同服务质量级别的其他可用通信选择的列表。
18．一种用于在至少一个网络上建立通信的方法，包括接收一请求的服务质量；将该请求的服务质量转换为一网络的服务质量；和依据该网络服务质量在至少一个网络上建立一个具有请求服务质量的连接。
19．根据权利要求18的方法，其中该请求的服务质量包括至少一个请求一通信的终端的标识和帐号信息。
20．根据权利要求18的方法，其中在一应用/中间层来识别该请求的服务质量，并使该应用/中间层在两个或多个终端之间建立一通信。
21．根据权利要求20的方法，其中该两个或多个终端是H.323终端。
22．根据权利要求18的方法，其中在至少一个终端由用户输入该请求的服务质量。
23．根据权利要求18的方法，其中两个或多个终端能够从一基于网络的应用/中间层实体请求一网络链路层服务质量。
24．根据权利要求18的方法，其中该请求的服务质量包括至少相关于保证服务分类，受控服务分类和未指定服务分类的一请求。
25．根据权利要求18的方法，其中该请求的服务质量至少包括高、中和低服务质量。
26．根据权利要求18的方法，其中该请求的服务质量至少包括一请求的可用带宽。
27．根据权利要求18的方法，其中该请求的服务质量至少包括视频服务质量，音频服务质量和数据服务质量中的一种。
28．根据权利要求18的方法，其中该至少一种网络包括IP网络，ATM网络和帧中继网络中的至少一种。
29．根据权利要求18的方法，其中该至少一种网络包括传输/网络/链路层。
30．根据权利要求29的方法，其中该传输/网络/链路层包括对应的服务质量，该对应的服务质量是变换请求的该应用/中间层的服务质量形成的。
31．根据权利要求18的方法，其中进一步包括传输通信价格和通信可用性中的至少一个到请求建立该通信的终端。
32．根据权利要求31的方法，其中该通信价格是在请求的服务质量上建立该通信的一价格。
33．根据权利要求31的方法，其中该通信可用性是在不同服务质量级别中其他可用通信选择的列表。
全文摘要
一种用于请求和满足服务质量的通信方法和装置,该服务质量(QOS)与传输/网络/链路层无关。该端对端系统可包含一个或多个不同的基于分组的网络(例如IP,ATM),此处各网络可有其自己不同的QOS分类或标准。该方法和装置在应用/中间件和传输/网络/链接层之间变换该QOS,此处由该最终用户请求的该应用/中间件QOS在端对端基础上保持相同。这种变换允许与传输无关的应用,从而跨接所有网络提供该端对端应用层QOS而不论在端点网络之间形成通信路径的网络类型如何。
文档编号H04L12/54GK1306364SQ00136849
公开日2001年8月1日 申请日期2000年9月28日 优先权日1999年9月28日
发明者拉德西卡·R·罗伊 申请人:美国电报电话公司