专利名称：媒体网关和服务器之间的数据传输的制作方法
背景技术：
媒体服务在电信系统例如呼叫中心、传统公共交换电话网(PSTN)交换机和会议服务器中扮演重要的角色。IP技术与电信网络的融合使用从因特网提供给IP网络或另外网络中的用户的媒体服务。可采用许多类型的媒体服务。
跨越多种类型的网络所提供的媒体服务，例如，从因特网到另外网络的呼叫传播可能经历令人不能接受的延迟。一部分延迟是由于使用了连接到网络的网关(例如，媒体网关)和媒体服务器。诸如电路交换、IP网关和信道排的媒体网关能把数据从一个网络所需的格式转化为另一个网络所需的格式。
附图1是一个包括时分多路复用(TDM)网络和基于因特网协议(IP)的网络的系统的方框图。
附图2是一个帧或数据包的方框图。
附图3是一个流程图。
详细说明参照附图1，媒体服务体系结构包括与因特网协议(IP)网络11通信的时分多路复用网络13和15。媒体网关14和17提供TDM网络13和15与IP网络11之间的接口。通常，媒体网关把数据包、帧或其它数据从基于一种网络协议所需的格式转化为基于另一种不同网络协议所需的格式。IP网络11也包括一个或多个媒体服务器16。媒体网关14和17与媒体服务器16分别执行聚合数据包有效载荷72和去聚合数据包有效载荷88和处理帧80的处理，正如在下面将进一步描述的。此外，媒体服务器能够执行语音或媒体压缩或其它数据操作。IP网络11能用于传送媒体，例如声音、视频、协作数据和在多用户之间多用户需要以实时或半实时方式查看或听的媒体等。媒体网关14和17提供基于TDM的网络13和15与基于IP的网络11之间的接口。
一个或多个基于时分多路复用(TDM)的网络把数据路由到媒体网关14或17，媒体网关14或17通过IP网络11传送数据。例如，如果发送方和接收方都位于基于TDM的网络13和15上，则数据可通过IP网络11传送到媒体服务器16。在其它实例中，接收方或发送方可能位于IP网络11内而第二方位于TDM网络中。当发送方和接收方在基于不同协议的网络上时，数据包可以从媒体网关14被路由到接收方而不需要经过媒体服务器16。虽然使用媒体网关的该体系结构10能够简化来自基于TDM的网络13或15的数据的路由和收集，并且简化把数据转化为由基于IP的网络11所识别的格式，但是，体系结构10也能增加当从发送方12传送数据包到接收方时发生的延迟。例如，当发送方和接收方都位于IP网络11之外时，数据包或数据将发生与传送来自媒体网关14或17的数据包到媒体服务器16再到媒体网关14或17相关联的延迟。
会议应用可能需要低等待时间。使用网关将公共交换电话网(PSTN)网络连接到因特网协议(IP)网络以使用例如位于IP网络11上的会议服务的呼叫者会经历长延迟。该延迟可能是由于网关14压缩通过IP网络传输的话音信号而产生的。当压缩的话音帧到达会议中心(例如媒体服务器16)时，引入了进一步的延迟，因为帧被解压缩并被缓冲用于消除网络抖动。此外，混合数据包流需要被传回到媒体网关14，因此，在网关14内引入第二次抖动缓冲。其它延迟包括与话音解码、话音预先缓冲、网络延迟和传输延迟相关的那些。
往返数据传输的延迟是相当大的。例如，当更多的多方用户从TDM网络(例如，PSTN网络)进行呼叫并共享媒体内容时，延迟是大的。例如，当位于网络13中的第一方想要和位于网络15中的第二方进行通信时。在这个例子中，假设存在很小的网络抖动和可忽略的传输延迟，当双方使用因特网工程任务组(IETF)建议的对应于例如高压缩话音编码译码器ITU-T G.729的20ms数据的数据包大小进行通话时，会议中从PSTN或TDM网络进行呼叫的用户将经历大约170ms的往返延迟。延迟包括与编码缓冲和预先缓冲相关的延迟、服务器抖动缓冲延迟、混合操作延迟，加上网关缓冲。通常，这些延迟的延迟时间在每个方向上大约是25ms+20ms+20ms+20ms，这样总的往返时间估计为170ms。每个方向上的额外传播延迟可能增加大约50ms(假定一个相对较长的传输)，这样导致总的往返延迟为270ms。这样级别的延迟对于一些媒体应用来说是难以接受的。
附图1示出了一个网关—服务器—网关连接(例如，如在使多个PSTN用户参与会议中使用的)，然而，其它的连接也是可行的。例如，单一的网关—服务器连接也能用于使PSTN客户与IP网络上的另一个用户进行会议。
参考附图2，示出了用于减少体系结构10上所传送数据的延迟的数据包聚合或数据传输技术。数据传输技术在减少的数据包间隔传送数据包，没有引入大数据包开销从而减少会议呼叫中总等待时间。
在体系结构10中，来自多个呼叫方或发送方的数据(例如，基于时分多路复用(TDM)的数据)由媒体网关14或17接收并被转发到媒体服务器16。来自多个数据流或来自多个发送方的多个数据包的有效载荷可被组合成一个较大的数据包(超级帧)，并从媒体网关14发送到媒体服务器16。通过利用数据的公共目的地，发送到媒体服务器的数据包的开销可以被减少。
如附图2所示，多个数据流32a、38a和44a分别包括包头34a、40a和46a与有效载荷36a、42a和48a。多个数据流被网关14或17接收并由网关14或17产生一个产生的数据包50，例如，用于传送到IP网络11的数据包50。例如，网关基于包括在基于TDM的信号或数据流中的数据执行TDM-IP数据包变换以产生数据包，所述产生的数据包具有能在IP网络11上使用的格式。产生的数据包50的有效载荷包括由网关14或17接收的来自基于TDM数据流的多个有效载荷(例如，有效载荷36a、42a和48a)。因为有效载荷36、42和48的最终目的地或中间目的地可能不同，所以目的地指示、例如端口号与数据包50中的每个有效载荷相关联。例如，数据包32a的包头34a指示数据包32a的目的地。在产生的数据包50中，目的地由目的地指示、例如与有效载荷36a相关联的端口号58来指示。目的地指示、例如端口号58能与特定的接收方或数据信道关联在一起。
例如，数据包可以通过IP网络11从TDM网络13发送到TDM网络15。在这个例子中，网关14发送数据包50到媒体服务器16(附图1)。在媒体服务器处理完数据包50之后，媒体服务器发送数据包到网关17(附图1)。网关17用作IP网络11和基于TDM的网络15之间的接口并根据数据包50产生基于TDM的多个数据流32b、38b和44b。多个数据流32b、38b和44b包括多个有效载荷36b、42b和48b。网关17还基于与数据包50中的有效载荷相关联的端口为每个数据流32b、38b和44b添加包头34b、40b和46b。
根据预先定义的通用格式来产生数据包50。媒体网关14产生包括多个有效载荷的数据包50，媒体服务器16处理数据包，并且媒体网关17发送有效载荷到适当的目的地。在每个数据包(例如，从媒体网关14接收的数据包和为转发到媒体服务器16而产生的数据包50)中，所有有效载荷都是相同类型。例如，有效载荷可以由诸如RFC1889的标准来定义，以使接收方和传送方都知道数据包的结构和内容。类型可以在数据包50的实时协议(如因特网工程任务组(IETF)请求评议(RFC)1889中所描述的)包头56中来指示。
在每个数据包或数据流(例如，由媒体网关14接收的数据和为转发到媒体服务器16而产生的数据包50)中，所有的有效载荷具有相同的大小和长度。长度是通用的，这样媒体服务器16可以识别各自的有效载荷和目的地指示。有效载荷的大小可根据用于媒体传输的网络所使用的特定因特网工程任务组(IETF)标准而变化。例如，ITU-T G.711标准包括有效载荷长度为1ms的数据包，G.729标准包括的有效载荷长度为10ms，G.723.1标准包括的有效载荷长度为30ms，等等。有效载荷大小可以是实现的标准的有效载荷类型的最小帧大小。在有效载荷大小是实现的标准的有效载荷类型的最小帧大小的实施例中，在RTP包头56中指示的有效载荷类型也可以指示有效载荷长度。
数据包50也包括用户数据报协议(UDP)包头54，包头54包括数据包50的长度的指示。数据包50中包含的有效载荷数基于数据包长度(如包头54中指示的)和有效载荷类型(如RTP包头56中指示的)来确定。目的地指示、例如数据包50中的端口号具有预定义的长度并能独立于有效载荷类型。例如，端口可以用2个字节来表示。
所传送的媒体可包括语音帧和静音指示帧(SID帧)。任何一个数据包50包括多个语音帧的有效载荷或者多个SID帧。包括多个语音帧的有效载荷的数据包50可称为语音超级帧，而包括多个SID帧的数据包50可称为SID超级帧。RTP包头中的一个位(例如，标记位55)指示数据包50是语音超级帧还是SID超级帧。例如，数据包50包括语音帧时，标记位55被设置为0，而当数据包50包括SID帧时，标记位55被设置为1(或者反之亦然)。RTP包头56中指示的有效载荷类型和UDP包头54中指示的数据包长度决定SID超级帧中的SID帧的数目或者语音超级帧中的语音帧的数目。
在一些实施例中，数据包50的大小被相关IP网络11的协议所限定。例如，以太网规定最大数据包大小为1500字节。因此，传送方和接收方遵从这个最大值大小，使得超级帧的有效载荷的大小(例如，来自多个数据包的有效载荷、相关端口指示和数据包包头信息的总大小)不能超过为网络规定的长度。
除了语音数据和静音指示数据之外，音频数据(例如，RFC 2833中描述的音频数据)也能通过媒体网关和服务器在基于TDM的网络和基于IP的网络之间传送。通常，与语音数据相比，音频数据大小较小并且在在传输中很少发生。音频数据不包含在由媒体网关产生的超级帧中。而是，音频数据作为单个传输在发送方和接收方之间单独传送。例如，音频数据可以不必包含在超级帧中是由于它与语音帧相比具有不同的大小。此外，音频数据可以不必包含在超级帧中是由于音频数据在传输中很少发生。由于音频数据通常在传送中很少发生，所以单独处理音频数据包就已经足够了。此外，音频信息(控制信息)和语音帧比较起来具有更少的等待时间要求。
如上描述的，在媒体网关和媒体服务器之间超级帧的产生和传输能减少数据传送等待时间而不引入显著的开销。此外，在一些实施例中，因为具有更短的采样周期，超级帧的使用可提高整个语音或媒体质量。超级帧还能简化或减少媒体服务器的计算要求，因为处理单一的包头并且超级帧的所有有效载荷都具有相同的类型和长度。
参照附图3，示出了处理过程70，所述处理过程包括在媒体网关和媒体服务器之间传送具有多个有效载荷的数据包的超级帧的使用。处理过程70包括三个过程72、80和88，它们在发送媒体网关(如媒体网关14(附图1))、媒体服务器(如媒体服务器16(附图1))和接收媒体网关(如媒体网关17(附图1))上分别执行。通常，网关14和17执行TDM-IP数据包转换以便在基于TDM的网络13和15以及基于IP的网络11之间提供接口。
处理过程72在媒体网关上执行并包括接收74来自基于TDM的网络中的多个发送方的一个或多个数据流。媒体网关14聚合76来自多个数据流的有效载荷以产生具有多个有效载荷的数据包(例如，超级帧)并发送78所产生的数据包到媒体服务器16。
处理过程80在媒体服务器14上执行并包括接收82来自媒体网关的具有聚合的有效载荷的帧。媒体服务器处理84所接收的帧的有效载荷并转发86所述帧到媒体网关。
处理过程88在媒体网关上执行并包括接收90来自媒体服务器16的具有聚合的有效载荷的帧。媒体网关基于包括在从媒体服务器16接收的超级帧中的有效载荷产生92多个基于TDM的数据流。媒体网关转发94数据(每个数据流具有单一的有效载荷)到与超级帧中所指示的端口相关联的接收方(例如，在基于TDM的网络上)。
虽然上面的描述包括在媒体网关和媒体服务器之间传送的超级帧的产生，但类似的帧结构和有效载荷聚合也可以用于在两个媒体网关(例如，没有中间媒体服务器)之间的帧的传输。此外，类似的帧结构和有效载荷聚合可以在两个装置之间使用，其中第一装置接收的数据包被转发到第二装置，而不考虑帧的帧源或目的地。
其它的实施例也落在下面权利要求的范围中。
权利要求
1.一种方法，包括在网关上接收来自多个发送方装置或TDM信道的时分多路复用数据，所述时分多路复用数据包括有效载荷；产生所产生的数据包，其包括从所述多个发送方装置接收的时分多路复用数据的有效载荷；在所述产生的数据包中指示目的地指示，所述目的地指示与所接收的时分多路复用数据中的至少一些有效载荷相关联；及转发所述产生的数据包至基于因特网协议(IP)的网络上的装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述基于因特网协议(IP)的网络上的装置是媒体服务器。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述目的地指示指示相关的数据信道。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述目的地指示指示相关的端口。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述有效载荷具有固定长度。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述有效载荷包括语音帧。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述有效载荷仅包括语音帧。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述有效载荷包括静音指示(SID)帧。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述有效载荷仅包括静音指示(SID)帧。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括限定基于IP网络协议所形成的数据包的长度。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包。
12.如权利要求1所述的方法，其中转发所述产生的数据包到媒体服务器与接收多个数据包相比在接收数据包方面减少了等待时间。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述时分多路复用数据来自多个系统。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述产生的数据包包括IP包头，UDP包头，RTP包头，及有效载荷，其包含目的地指示和与所接收的时分多路复用数据相关的有效载荷的交替序列。
15.一种装置，被配置为接收来自多个发送方装置或基于TDM的网络上的TDM信道的时分多路复用数据，所述时分多路复用数据包括有效载荷；产生所产生的数据包，其包括从所述多个发送方装置接收的时分多路复用数据的有效载荷；在所述产生的数据包中指示目的地指示，所述目的地指示与所接收的时分多路复用数据中的至少一些有效载荷相关联；及转发所述产生的数据包至基于IP的网络上的装置。
16.如权利要求15所述的装置，其中所述有效载荷具有固定的长度。
17.如权利要求15所述的装置，其中所述有效载荷包括语音帧。
18.如权利要求15所述的装置，其中所述有效载荷包括静音指示帧。
19.如权利要求15所述的装置，进一步被配置为转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包。
20.一种计算机程序产品，具体包含在信息载体中，用于在处理器上执行指令，所述计算机程序产品的执行使机器接收来自多个发送方装置或基于TDM的网络上的TDM信道的时分多路复用数据，所述时分多路复用数据包括有效载荷；产生所产生的数据包，其包括从所述多个发送方装置接收的时分多路复用数据的有效载荷；在所述产生的数据包中指示目的地指示，所述目的地指示与所接收的时分多路复用数据中的至少一些有效载荷相关联；及转发所述产生的数据包至基于IP的网络上的装置。
21.如权利要求20所述的计算机程序产品，进一步包括用于限定基于网络协议而形成的数据包的长度的指令。
22.如权利要求20所述的计算机程序产品，进一步包括用于转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包的指令。
23.一种系统，包括输入；网关；及输出，其中所述输入提供在基于TDM的网络和网关之间的通信路径；所述输出提供在网关和基于IP的网络之间的通信路径；及所述网关被配置为接收来自输入的时分多路复用数据，所述时分多路复用数据包括有效载荷；产生所产生的数据包，其包括来自接收到的时分多路复用数据中的有效载荷；在所述产生的数据包中指示目的地指示，所述目的地指示与所接收的时分多路复用数据中的至少一些有效载荷相关联；及转发所述产生的数据包至基于IP的网络上的装置。
24.如权利要求23所述的系统，其中所述网关进一步被配置为转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包。
25.一种方法，包括接收来自基于因特网协议(IP)的网络上的装置的数据包，所述数据包包括具有来自基于TDM的网络上的多个发送方装置的数据的有效载荷；产生所产生的数据包，其包括有效载荷，所述有效载荷包括来自接收到的数据包的一部分有效载荷；及转发所述产生的数据包至基于TDM的网络上的一个装置。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述有效载荷包括语音帧和静音指示帧的至少一个。
27.如权利要求25所述的方法，进一步包括转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包。
28.一种媒体网关，被配置为接收来自基于因特网协议(IP)的网络上的装置的数据包，所述数据包包括具有来自基于TDM的网络上的多个发送方装置的数据的有效载荷；产生所产生的数据包，其包括来自接收到的数据包的一部分有效载荷；及转发所述产生的数据包至基于TDM的网络上的一个装置。
29.如权利要求28所述的装置，其中所述有效载荷包括语音帧。
30.如权利要求28所述的装置，其中所述有效载荷包括静音指示帧。
31.如权利要求28所述的装置，进一步被配置为转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包。
32.一种计算机程序产品，具体包含在信息载体中，用于在处理器上执行指令，所述计算机程序产品的执行使机器接收来自基于因特网协议(IP)的网络上的装置的数据包，所述数据包包括具有来自基于TDM的网络上的多个发送方装置的数据的有效载荷；产生所产生的数据包，其包括来自接收到的数据包的一部分有效载荷；及转发所述产生的数据包至基于TDM的网络上的装置。
33.如权利要求32所述的方法，其中所述计算机程序产品进一步包括用于转发与所述产生的数据包相分离的音频数据包的指令。
全文摘要
一种用于减少等待时间的系统和方法，包括在网关上接收来自多个发送方装置的时分多路复用数据，时分多路复用数据包括有效载荷。所述方法还包括产生的数据包，产生的数据包包括从多个发送方装置接收到的时分多路复用数据的有效载荷。所述方法还包括在产生的数据包中指示与接收到的时分多路复用数据的至少一些有效载荷相关联的目的地指示，并且转发产生的数据包到媒体服务器。
文档编号H04J3/16GK1777152SQ200510131529
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月11日 优先权日2004年11月12日
发明者K·苗 申请人:英特尔公司