增強通過網際協議傳輸語音中的語音通道的系統和方法
2023-05-22 00:30:31
專利名稱：增強通過網際協議傳輸語音中的語音通道的系統和方法
技術領域：
本發明涉及增強通過網際協議(IP)傳輸語音中的語音通道傳輸的系統和方法，並且更具體地，涉及一種提供有效的標頭傳輸的方法以增加數據有效載荷傳輸的帶寬。
背景技術：
在電信規章調整迅速改變的通信市場中，網際網路服務提供者能夠通過為尋求更可靠和更經濟的通信服務的客戶提供增值的服務來投資正在增長的商機。網絡基礎結構的巨大增長和網際協議業務的相應增長導致了IP被用做利用語音和數據集中的新通信服務的平臺。通過網際協議傳輸語音(VOIP)技術就是這樣的一種通信服務。
現有技術中的語音和數據集中(即在一根銅線上載有語音和數據)已經使得現有的電話服務從適用於電路網絡轉為適用於分組網絡的環境。更具體地，各個業界集團正在通過關於VOIP的協議和標準(例如，ITU-T H.323，IETF SIP，H.248，etc.)。結果，用戶目前可使用現有的VOIP服務以通過來自個人計算機(PC)或乙太網IP電話C例如北電的i2004電話，思科的7960電話)的網際網路電話服務使用VOIP，該服務包括通過高速訪問網絡(例如，xDSL，電纜數據機或WLL)的高速網際網路通信。
但是由於基礎結構的限制，現有的語音和數據的集中為CLEC(競爭局域交換載波)和ILEC(上層局域交換載波)提供VOIP提供了有限的機會。例如，CLEC僅具有數據線，並且希望最好僅傳輸數據；而ILEC僅具有語音線並且由於附加數據線的高損耗而希望最好提供語音傳輸。並且，語音和數據集中要求管理用戶在家庭或小型辦公室/家庭辦公室中使用的多條電話線路的基礎結構。在現有技術中，在IAD(綜合訪問設備Integrated Access Device上管理這些多條線路，IAD是其中語音和數據集中的終端，從而使得用戶同時具有數據和語音服務。
除了基礎結構的要求，還缺少VOIP的標準化。例如，在2000年8月，DSL論壇通過了現有技術和協議以在AAL5中通過DSL傳輸語音(稱為VoDSL)，即所知的TR-036，而異步傳輸模式(ATM)論壇還沒有通過AF-VMOA-0145.000，其中使用AAL2。因此，現有技術中存在一個缺點，即沒有通過與通過DSL的VOIP有關的AAL2標準。
圖1說明了現有技術的為電話用戶配置的通過ADSL(非對稱數字用戶線)網絡訪問網際網路的VOIP系統1，該系統包括具有用戶數據設備3a...3n和數據機5的家庭網絡、具有數字用戶線訪問多路復用器(DSLAM)11和註冊、管理與狀態(RAS)伺服器13的訪問網絡、以及包括網際網路17和VOIP伺服器19的骨幹網。用戶數據設備3a，...3n可以是PC、網際網路電話、傳統電話或它們的任意組合。ADSL數據機(即，ATU-R)5通過現有技術的外部接口(例如10BaseT乙太網、USB、家庭PNA)接收來自用戶設備3a的語音數據，並將該語音數據通過銅線9發送到DSLAM 11。接著將語音數據通過STM-1連接15發送到RAS伺服器13，並最終發送到網際網路17。連接到網際網路17的VOIP伺服器19提供在接收用戶和發送用戶之間的現有技術的接口(例如網站)以用於將語音數據送到接收端的RAS 13、DSLAM 11和數據機5。
如圖1所示，在現有技術方法中，用戶可以連接到網際網路服務，這需要啟動數據機5，依次試圖連接到DSLAM 11。在網際網路17上對具體站點(例如www.dialpad.com)進行尋找之後，用戶使用通過PPP伺服器的現有技術RAS 13連接到VOIP伺服器19，該VOIP伺服器19試圖與用戶消息的接收器聯繫以產生一個連結。一旦用戶點擊網際網路網站上的「發送」按鈕發送電話號碼，VOIP伺服器就根據用戶提供的電話號碼搜索資料庫(即，目錄)，並試圖將用戶連結到目的端。
圖2示出了現有技術的VOIP協議棧(stack)，其中ITU-T H.323用做VOIP協議以通過IP網絡發送語音。H.323/H.323網關形成在末端之間的通信的多媒體/語音標準，並能用於VOIP協議，以及用於覆蓋(cover)多媒體。傳輸層始終包括RTP/UDP協議信息，並且網絡層始終包括IP標頭信息。
圖3說明根據H.323呼叫程序所產生的電話呼叫。在階段A，H.225.0用於呼叫建立，而階段B、階段C和階段E使用H.245，並且階段E還使用H.255.0。在階段C中建立通信之後，在階段D中產生信息流，該信息流包括媒體流和媒體流控制流。注意，階段D不在H.245中。階段D是用於數據處理的最繁重和最緊張的階段，而其他階段沒有這麼重的載荷。因為除階段D之外的各個階段執行的是單一功能(shot)，這些階段不向ADSL鏈路加載如此重的載荷。希望RTP將被用做傳送語音信號的協議。因此，使用RTP階段的階段D將向網絡加載最重的載荷。
在現有技術的VOIP系統1中，根據提供服務的公司可以改變鏈路速度。現有技術的VOIP系統1增強了現有技術的已使用了大約100年的銅線的帶寬，從4KHZ的帶寬提高到8.1M/0.8Mbps(下行/上行)，這是現有連結速度可能的最快速度。當現有的ADSL系統1被用做對稱(例如語音)數據傳輸時，數據傳輸率是384/384Kbps，768/768Kbps，並且根據距離有所不同。而數據服務要求比上載速度更大的下載速度，而語音轉換的連續屬性使得語音服務要求基本相同的下載和上載速度。因此，採用ADSL的現有的IAD所提供的語音服務的限制取決於上載速度，而上載速度低於下載速度。
圖4說明了現有的H.323數據傳輸結構21。當VOIP採用現有的H.323協議時，語音信號被變換成具有IAD中的RTP/UDP/IP標頭的數位訊號。如圖4所示，在先於20位元組有效載荷29的每一信元(cell)中發送後面跟隨8位元組UDP標頭25和12位元組RTP標頭27的20位元組IP標頭23。而且，由G.726-32語音編解碼器發送語音信號，並且語音編解碼器每5ms(20位元組/5ms＝4000位元組/1s＝32Kbps)產生20位元組語音有效載荷，這樣20位元組語音有效載荷被插入到IP包中。因此，IP包具有60位元組的大小。但是，在60位元組包中僅有20位元組有效載荷。因此，現有技術就在60個可能字節中僅有20位元組，或僅33％被用於有效載荷這點上是低效的。
而且，如圖4所示，需要兩個AAL5信元31、37發送語音數據。例如第一個5位元組ATM標頭33後跟著48位元組有效載荷35，並且接著第二個5位元組ATM標頭39後跟著12位元組有效載荷41、填充段43和結尾段45。因此，現有技術AAL5信元存在一個缺點，即由於高的總開銷要求使得數據有效載荷不能在一個包中傳輸。
圖5說明了現有技術的VOIP方法。通過圖4所示的信元發送語音包。例如，通過模擬線路2將電話3a連接到IAD 22。如上所述，通過ADSL鏈路將IAD 22連接到DSLAM 11，並且還如上所述通過OC-3或STM-1線路6將DSLAM 11連接到RAS 13。RAS 13接著將IP包發送到網際網路17。
在圖5的現有技術的方法中，當在IAD 22為IP傳輸建立數據時，IP和RTP/UDP協議信息初始被放在每一AAL 5信元中。接著將AAL 5信元通過AAL 5從IAD 22傳輸到RAS 13。RAS 13移去AAL 5信息並將IP數據包發送到網際網路17。在RAS 13接收該包之前移去連結和物理信息。因此，將IP標頭和RTP/UDP標頭從IAD 22發送到RAS 13的額外開銷對於現有的AAL 5傳輸方法來說具有產生上述低效的缺點。因此，降低了上載速度，並且限制了總的運行速度，由於上面所指出的，為有效的語音通信，上載和下載速度必須基本相同。而且，較少的並存通道(例如，呼叫)可以保持適當的質量。
表1示出了各種現有的編解碼器(即，編碼-解碼器)格式的性能，其中低的MOS對應於低的通話質量。
AAL5現有技術實例的將信元加載到ADSL鏈路中的語音傳輸率大約為153.6Kbps(2信元/5ms＝400信元/1s＝400*48*8bps＝153.6Kbps)。因此，由於在上載速率上的800Kbps上限，所以只有IAD支持僅5個適當質量的同時呼叫(例如，MOS大於或等於4.0)。但是僅為語音服務計算該數據率。如果IAD也支持數據服務，則可用的同時呼叫數將降低得更多。當G.711-64用做編解碼器並且幀間隔是5ms時，40位元組的語音有效載荷由於總開銷而導致80位元組RTP包。因此，需要2個AAL5信元以便在AAL5上傳送RTP包。
但是，現有技術具有各種缺點和問題。例如，因為上載速度的限制比下載速度的限制要多得多，所以由於數據傳輸的現有方法，存在上鏈路帶寬的不足。而且，由於在每一發送到DSLAM 11的包中包含UDP標頭、RTP標頭和IP標頭，所以VOIP數據傳輸是極其低效的(其程度為每一數據包有67％的總開銷)，並且數據傳輸的AAL5模型傳輸數據要求多於一個包。因此，可以保持較少的同時呼叫，並且不能保證服務質量(QoS)。而且，現有技術使用的H.323協議(例如www.dialpad.com)是複雜的並且難於實施(例如，對於視頻電話會議來說帶寬太窄)，並且每一信元僅可以傳送一個語音數據的有效載荷。
發明內容
本發明的一個目的在於克服現有技術中的問題和缺點。
本發明的一個目的是在固定ADSL鏈路中增加同時呼叫的數量，並且由此克服現有技術的各種問題和缺點。
本發明的再一目的是通過將數據包變換成在RAS和IAD之間傳輸的另一種格式來降低將包從IAD傳輸到RAS的時間損耗。
本發明的又一個目的還在於提供一種數據結構，該數據結構具有降低的總開銷，每包能攜帶更多的數據使得需要較少的包，並能滿足語音數據的連續發送的需要。
為了實現這些和其他目的，提供一種通過網際協議(IP)傳輸語音的系統，該系統包括綜合訪問設備(IAD)，耦合到配置的用戶設備以產生和接收來自所述用戶設備的語音數據，所述IAD產生第一格式的語音數據輸出，該第一格式將語音數據輸出分成具有數據識別符而沒有IP標頭的多個數據單元；以及註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，耦合到所述IAD並被配置以將所述語音數據輸出在第一格式和第二格式之間進行轉換，第二格式將語音數據輸出分成多個數據單元，每一所述數據單元具有IP標頭，並且所述語音數據輸出以所述第二格式被發送到網絡。
此外，還提供了為在註冊、管理和狀態(RAS)伺服器和綜合訪問設備之間傳輸語音數據而配置的ATM適應層2(AAL2)信元，該信元包括多個公共部分子層協議數據單元(CPS-PDU)。該AAL2信元，每一所述CPS-PDU包括位於緊鄰CPS包的開始段，並且所述CPS包包括CPS包標頭，該CPS包標頭包括識別對應於用戶設備的用戶通道的通道識別符(CID)以及包括所述語音數據的CPS包有效載荷，其中RAS伺服器根據至少一個所述CID將所述語音數據輸出從第一格式轉換成所述第二格式。
還提供一種通過網際協議(IP)傳輸語音數據的系統，該系統包括綜合訪問設備(IAD)，耦合到多個用戶設備，配置每一所述用戶設備以產生語音數據，並通過模擬線路從至少一個所述用戶設備接收所述語音數據，所述IAD產生第一格式的語音數據輸出，該第一格式的語音數據輸出包括具有多個協議數據單元(PDU)的ATM適應層2(AAL2)信元。在該系統中，每一所述PDU包括信元標頭，信元標頭包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)，以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括識別對應於所述用戶設備之一的用戶通道的通道識別符(CID)，以及包括所述語音數據的CPS包有效載荷，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據輸出從第一格式轉換成所述第二格式。該系統還包括註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，該註冊、管理和狀態(RAS)伺服器通過非對稱數字用戶環路(ADSL)耦合到所述IAD並且被配置以根據存儲在所述RAS伺服器的存儲設備中的標頭信息將所述語音數據輸出在所述第一格式和所述第二格式之間轉換，所述第二格式包括包含RTP標頭信息的RTP/UDP/IP標頭，其中根據所述RTP標頭信息將所述第二格式轉換成所述第一格式，其中所述第一命令信號和標頭信息被從所述IAD發送到所述RAS伺服器，第一命令信號指示所述RAS伺服器在所述存儲設備中存儲所述標頭信息，響應於結束決定，第二命令信號和標頭信息從所述IAD被發送到所述RAS伺服器，並且所述第二命令信號指令所述RAS伺服器從所述存儲設備中移去所述標頭信息，其中所述存儲設備包括只讀存儲器ROM或隨機存取存儲器(RAM)。而且，該系統包括通過OC-3或STM-1線路耦合到所述RAS伺服器的多路復用器，其中所述多路復用器還耦合到所述IAD並將與所述IAD相關的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)多路復用到所述標頭信息中；以及耦合到所述RAS伺服器的網絡，所述網絡以所述第二格式接收並發送所述語音數據輸出，其中所述RAS伺服器將從所述網絡接收的所述語音數據輸出從所述第二格式轉換成所述第一格式，並且第一用戶和第二用戶位於公共RAS伺服器或不同的RAS伺服器，並且所述第一用戶和所述第二用戶位於所述公共RAS伺服器和公共IAD或不同IAD，並且在所述AAL2信元上插入兩個語音包。
另外，提供一種通過網際協議上發送語音(VOIP)的方法，該方法包括處理在綜合訪問設備(IAD)中的用戶產生的請求信號；產生第一命令信號並將其發送到註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，傳輸在所述IAD中產生的AAL2信元上的語音數據，所述AAL2信元不包括RTP/UDP/IP標頭，並且根據用戶結束請求，產生第二命令信號並將其發送到所述RAS伺服器。
還提供通過網際協議(IP)發送語音的另一種方法，該方法包括接收在註冊、管理和狀態伺服器(RAS)中的第一命令信號和標頭數據；根據所述標頭數據和所述第一命令信號，存儲用於發送到存儲器存儲設備中的網絡的標頭信息；所述RAS伺服器接收來自一設備的第一格式的語音數據，並在所述RAS伺服器中將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式；並將所述第二數據格式的所述語音數據發送到所述網絡。
還提供一種通過網際協議發送語音的方法，包括在設備中產生具有第一格式的語音數據包；將所述語音數據包在轉換器上從所述第一格式轉換成第二格式，並根據數據包地址信息，將具有所述第二格式的所述數據包傳輸到網絡，其中所述數據包包括根據用戶產生的請求而產生的語音數據。
而且，提供一種通過網際協議發送語音數據(VOIP)的方法，該方法包括在綜合訪問設備(IAD)中處理用戶產生的請求信號，產生指令所述RAS伺服器將標頭數據存儲在數據存儲設備中的第一命令信號以及包括RTP/UDP/IP標頭信息的標頭數據，並將其發送到註冊、管理和狀態(RAS)伺服器；並且在所述IAD中產生的AAL2信元上傳輸語音數據。在該方法中，AAL2信元包括信元標頭，該信元標頭包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括識別對應於所述用戶設備之一的用戶通道的通道識別符(CID)的CPS包標頭以及包括所述語音數據的CPS包有效載荷，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據輸出從所述第一格式轉換到所述第二格式，所述AAL2信元不包括RTP/UDP/IP標頭，其中在所述AAL2信元上傳輸語音數據有效載荷。
提供通過網際協議(IP)發送語音的另一種方法，該方法包括在註冊、管理和狀態(RAS)伺服器中接收包括RTP/UDP/IP標頭信息的標頭數據和第一命令信號；根據所述標頭數據和所述第一命令信號在所述RAS伺服器中的存儲器存儲設備中存儲RTP/UDP/IP標頭信息；所述RAS伺服器接收來自第一設備的第一格式的語音發送，並在所述RAS伺服器中將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式，並將所述第二數據格式的所述語音發送到網絡。該方法還包括根據第二控制信號從所述存儲器存儲設備將所述RTP標頭信息移去以結束所述方法，其中綜合訪問設備(IAD)將所述第一命令信號和所述第二命令信號發送到所述RAS伺服器，其中所述轉換步驟包括下面(a)和(b)之一，(a)接收包含不具有RTP/UDP/IP標頭而具有CPS包標頭的AAL2信元的所述第一格式的所述語音發送，CPS包標頭包括對應於用戶接口的通道識別符(CID)和對應於第一設備識別符的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)；以及根據從所述第一格式中提取的所述VCI、VPI和CID通過插入來自所述存儲器存儲設備的所述RTP/UDP/IP標頭形成作為IP標頭的所述第二格式，其中所述第一設備包括綜合訪問設備(IAD)，以及(b)接收包括具有RTP/UDP標頭的IP包的所述第二格式中的所述語音發送，並形成包括具有CPS包的AAL2信元的所述第一格式，通過剝離所述IP/UDP標頭以提取RTP包來形成所述AAL2信元，將來自所述RTP/UDP/IP標頭的信息與所述存儲器存儲設備中的信息相匹配以選擇虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)和通道識別符(CID)，將所述VCI和VPI插入到一標頭中並將所述CID插入到CPS包標頭中，以及將所述語音有效載荷添加到所述CPS包，其中所述第一設備包括所述網絡以及第二設備包括綜合訪問設備(IAD)。
還提供一種通信設備，包括綜合訪問設備(IAD)，耦合到語音數據設備以及註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，其中所述IAD在所述語音數據設備和所述RAS之間以第一格式發送語音數據，第一格式包括ATM適應層2(AAL2)，ATM適應層2包括具有虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)的信元標頭以及公共部分子層(CPS)包，包括具有通道識別符(CID)的CPS包標頭和具有語音數據的CPS包有效載荷，並且其中以所述第一格式的所述語音數據不包括RTP/UDP/IP標頭。
還提供一種操作綜合訪問設備(IAD)的方法，包括步驟接收來自發送設備的表現為Tx/Rx通道決定的語音數據；根據所述Tx/Rx決定產生第一命令信號以指令註冊、管理和狀態(RAS)伺服器為所述IAD和所述發送設備存儲標頭數據和識別符；並且根據所述第一命令信號將所述語音數據發送到所述RAS伺服器。
提供一種註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，包括存儲器存儲設備，根據第一命令信號存儲標頭數據，並根據第二命令信號移去所述標頭數據；以及處理器，根據所述標頭數據將語音數據在第一格式和第二格式之間進行轉換，其中所述第一格式包括用於通過IP傳輸所述語音數據的RTP/UDP/IP標頭，並且所述第二格式包括具有用於在所述RAS伺服器和用戶之間傳輸所述語音數據的多個協議數據單元的AAL2信元。
所包括的附圖提供了對本發明的優選實施例的進一步的理解，將附圖合併進來並構成本說明書的一部分，
了本發明的實施例以及描述用於解釋附圖的原理。
圖1說明了訪問網際網路的現有技術的ADSL網絡；圖2說明了現有技術的VOIP協議排列；圖3說明了現有技術H.323呼叫步驟；圖4說明了現有技術的數據包結構；圖5說明了現有技術的包括數據結構的數據傳輸結構和方法；圖6說明了根據本發明優選實施例的數據傳輸系統和方法；圖7說明了根據本發明優選實施例的AAL2信元的數據結構；圖8說明了根據本發明優選實施例的CPS包的數據結構；圖9說明了根據本發明優選實施例的在IAD中傳輸和接收數據包的方法；圖10(a)和10(b)說明了根據本發明優選實施例的在RAS中的接收和傳輸數據包的方法；圖11(a)和11(b)分別說明了根據本發明優選實施例的從傳輸的數據包中添加和移去標頭信息的方法；圖12說明了本發明優選實施例的數據存儲結構；圖13說明了在本發明的優選實施例和現有技術方法之間比較的在DS1信息通路(Trunk)中的AAL2語音通道數的模擬結果；以及圖14說明了在本發明的優選實施例和現有技術方法之間比較的在DS1信息通路中的AAL2靜音抑制語音通道(silence suppressed voice channel)數的模擬結果。
具體實施例方式
現在將對本發明的優選實施例，即附圖中說明的例子進行詳細的引證。在本發明中，術語具有說明書中提供的定義，並且不受說明書的限制。
本發明優選實施例包括為有效的數據傳輸而用於VOIP的新穎的方法，以及可以在第一格式(即RTP/UDP/IP)和第二格式(即，AAL2 CPS)之間轉換語音數據的新穎的IAD和新穎的RAS。當在ADSL系統上發送本發明的優選方法時，AAL2的特性也是有效的，包括多路復用功能，使得幾個短的CPS包可以多路復用成一個ATM信元以增加傳輸效率。
在本發明的優選實施例中，超過一個的用戶輸入(例如電話、PC電話和網際網路電話)可以連接到每一IAD，並且超過一個的IAD可以連接到每一RAS。但是，每一IAD總是處理AAL2-CPS信元，並且根據語音數據的方向，該RAS標頭在AAL2-CPS包格式和RTP格式之間轉換。根據這種格式轉換原理，可以在一個AAL2信元上裝載幾個有效載荷。
更具體地，本發明的優選實施例是固定的ADSL系統，該系統能夠將語音包通過AAL2從IAD發送到RAS，而沒有RTP/UDP和IP標頭的額外開銷，該語音包事先存儲在RAS中。在從IAD到RAS的傳輸之前移去RTP/UDP和IP層以增加吞吐量以及在ADSL環路上的同時呼叫數，並且RAS依次將所存儲的RTP/UDP和IP標頭信息添加到用於網際網路傳輸的作為IP包的所接收的語音包。幾個短的CPS包被多路復用到一個ATM信元中。在本發明中，IAD產生用於RAS的AAL2-CPS包，RAS產生傳遞到網絡上的RTP包，並且RAS產生用於IAD的AAL2-CPS包以接收來自網絡的語音數據。
圖6說明了根據本發明優選實施例的系統和方法。提供現有技術的電話3a和模擬線路2。但是，如圖6所示，本發明優選實施例的IAD 8與現有技術的IAD22不同點在於其使用AAL2信元，並且存在從IAD 8到RAS 12的AAL2仿真(emulation)。對於通過ADSL環路4到DSLAM 10的發送來說，在IAD 8中不產生RTP/UDP標頭或IP標頭。而且，當將包轉換成IP包以通過網際網路14進行傳輸時，直到該包到達RAS 12中時才將RTP/UDP和IP標頭添加到該包中。因此，本發明的RAS 12不同於現有技術的RAS 13。
對於接收數據，圖6中所示的本發明的優選實施例示出了RAS 12接收來自網際網路14的數據包，其包括RTP/UDP標頭和IP標頭。接著從該數據包中移去RTP/UDP標頭和IP標頭，並且由RAS 12添加ATM(AAL2)信息。如下所述，RAS 12也可以包括數據查詢表，該數據查詢表相互參考各值以正確地添加和移去標頭信息和ATM信息。因此，DSLAM 10和IAD 8接收來自RAS 2的數據包，該數據包不包括RTP/UDP標頭信息和IP標頭信息。
圖7和8說明了根據本發明優選實施例的數據結構。圖7說明了根據本發明優選實施例的數據包47。提供包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)的信元標頭49，其後跟隨著CPS-PDU 50，亦即CPS包，其包含開始段51，開始段51包括偏移段OSF、序列號SN和奇偶校驗位P。放置開始段51作為每一CPS-PDU之間的間隔。CPS-PDU有效載荷包括數據有效載荷53和填充55。
圖8說明了包括位於在CPS-PDU有效載荷53的開始處的CPS包標頭(CPS-PH)的CPS-PDU有效載荷53。還包括為有效載荷中的數據的識別對應於用戶設備之一的用戶通道的通道識別符CID 57、識別CPS包的有效載荷長度的長度指示符59、提供在CPS包和特定服務集中子層(SSCS)之間的鏈路的用戶至用戶指示61、頭錯誤控制63和CPS-INFO 65。CPS-PH完全除去與將CPS-UDP傳輸到它的正確位置而無需RTP/UDP標頭和IP標頭信息有關的任何問題。因此，可以從如圖6所說明的數據包中移去RTP/UDP標頭和IP標頭信息，並如下所述。
CID 57與用戶設備有關，因此連接到IAD 8的每一不同的用戶設備具有不同的CID 51。而且，在標頭49中的VCI和VPI信息與IAD 8有關，使得RAS 12可以在超過一個的IAD 8之間進行區分。因此，對於與圖13所示的查詢表(例如資料庫)中的RTP標頭相關的給定的語音數據包來說，RAS可以通過VCI、VPI和CID信息找到具體的IAD用戶設備組合。
如圖7所示，當使用AAL2時，可以使用開始段51的1-八位位組發送最大65-八位位組。而且，如圖8所示的幾個CPS包可以多路復用成一個CPS-PDU，並由開始段51分離。例如，如果使用G.726-32的語音編解碼器，在該編碼器中每5ms出現一20位元組語音包，當使用AAL2發送該包時，僅需要包括3位元組CPS包標頭的23位元組CPS包。而且，當使用上述多路復用特性時，可以將2個語音包插入到一個ATM信元中(23+23＜47)。
對於本發明的優選實施例，圖9-13說明了各種方法，如下將詳細討論。
圖9說明了根據本發明優選實施例的操作IAD 8的方法。IAD 8輸出圖7-8中所示的數據結構到RAS 12，並接收和處理來自RAS 12的數據。儘管對單個用戶PC電話或網際網路連接描述了本方法，本發明並不限於此，並且在各種組合中可以包括多個這樣的設備以及模擬電話等。
在第一步驟S1中，IAD 8檢查用戶的電話3a是否摘機。如果沒有檢測到摘機就重複第一步驟S1。但是，如果檢測到摘機，第二步驟S2允許進行正常的VOIP程序，包括階段A、B和C，如圖3所示。
圖3所示的第三步驟S3是階段D的開始。但是階段D不是以和現有技術基本相同的方式執行的。IAD 8確定是否已經存在Tx/Rx通道決定。如果沒有這樣的決定，則重複第二、第三步驟S2、S3直到產生發送或接收決定為止，在此時執行第四步驟S4如下所述。
如果在第三步驟S3中檢測到Tx/Rx決定，接著在第四步驟S4中，IAD 8將Tx/Rx信息發送到RAS 12，指令RAS 12將包括含有通道數據(例如RTP/UDP和IP標頭數據)的第一命令信號的標頭數據和識別符存儲到包括用來在RAS 12查詢表中存儲RTP/UDP和IP標頭數據的一命令的RAS 12中。Tx/Rx通道信息可以包括第一命令信號、標頭數據和識別符(例如，VPI/VCI/CID信息)。
在第五步驟S5，接著通過AAL2將語音有效載荷發送到RAS 12。繼續第五步驟S5直到在第六步驟S6中檢測到結束為止。第五步驟S5的結束對應於階段D的結束，如圖3所示。如上所述，本發明的方法與圖3所示的現有技術方法是基本不同的。
一旦在第六步檢測到結束，其為如圖3所示階段E的開始，則將第二命令信號發送到RAS 12，指令RAS 12移去根據在第四步驟S4中提供的第一命令信號存儲在RAS 12中的RTP/UDP和IP標頭信息。不管IAD 8是否發送或接收了數據，進行第七步驟S7以結束本發明方法。
儘管根據第二命令信號和標頭信息RAS 12可以在第七步驟S7中移去標頭，根據本發明的變型實施例RAS 12還能夠在第七步驟S7中移去標頭而不是標頭信息。因為第二命令信號可以包括VPI/VCI/CID信息，所以這種變型實施例是可能的。
圖10(a)-(b)說明了根據本發明的優選實施例操縱RAS 12的方法。RAS 12接收在圖6-8中中所示的來自IAD 8的數據結構，並將其轉換成IP包並將其傳輸到網際網路14，以及接收和處理來自網際網路14的數據，並發送數據到IAD 8。
在第一步驟S11中，RAS 12檢查已經通過AAL2從IAD 8接收到第一命令信號以及RTP/UDP和IP標頭信息。如果第一步驟S11指示了通過AAL2來自IAD 8的發送，則在第二步驟S12中，RAS 12從信元標頭49中提取VCI和VPI並從CPS包53中提取CID。在第三步驟S13中，根據VPI、VCI和CID，RAS 12從IAD 8中省去RTP/UDP和IP標頭數據。
在本發明的另一個變型實施例中，RAS 12能夠在第三步驟S13中存儲VPI/VCI/CID識別符信息及其相應的標頭。因此，根據圖9所示的第七步驟S7中的第二命令信號必須將標頭和識別符二者都移去。
在第四步驟S14中，確定是否已經接收了AAL2信元或IP包。如果從IAD 8接收了AAL2發送，則在第五步驟S15中，根據在RAS 12中的資料庫中包含的VPI、VCI和CID信息，RAS 12搜索對應於特定IAD和通信設備組合的RTP/UDP/IP標頭。在第六步驟S16中，如果在資料庫(即查詢表)中沒有找到根據VPI、VCI和CID進行檢索的匹配，則在第七步驟S17中，RAS 12將標頭請求發送到IAD 8並結束該方法。
如果找到匹配，則接著在第八步驟S18中，RAS 12從資料庫中將包括RTP/UDP信息和IP信息的RTP/UDP/IP標頭添加到語音有效載荷中，並在第九步驟S19中將RTP包發送到網絡作為IP包。第五至第九步驟S15-S19對應於為通過網際網路RAS 12接收從用於傳送的IAD 8發送的語音數據。IAD 8發送在圖9中所示的並在上面更詳細描述的語音數據。
在第十步驟S20中，如果從網絡接收RTP包(即，IP包被RAS 12轉換成的RTP包)，RAS 12從IP包中移去IP標頭和UDP標頭以提取RTP包。在第十一步驟S21中，根據從網絡接收的IP包所接收的RTP信息，RAS 12在RAS 12的資料庫(即標頭數據表)中搜索VCI、VPI和CID信息。在第十二步驟S22中，將RTP包變換成用於傳送的AAL2 CPS包，並將其傳輸到第十三步驟S23中的IAD 8。第十至十三步驟S10-S13對應於RAS 12從網絡14接收語音數據並將該語音數據發送到IAD 8。如圖9所示的並在上面更詳細描述的，IAD處理所接收的數據。
在第十四步驟S24中，RAS 12確定是否已從IAD 8接收了包括用於移去在RAS 12中存儲的標頭數據的VPI、VCI和CID標頭的第二命令信號。如果RAS 12已經接收了第二命令信號，則在第十五步驟S25，根據來自IAD 8的VPI、VCI和CID信息從RAS 12資料庫中移去標頭信息。在上面披露的本發明的變型實施例中，存儲在RAS 12中的VPI/VCI/CID識別符信息是在圖10(b)的第十五步驟中被移去的。第十五步驟S25對應於圖3中所示的階段E的開始。
圖11(a)和11(b)分別說明了為傳輸至網絡14和IAD 8準備數據包的方法。如圖11(a)所示，在第一步驟S41中，RAS 12的資料庫接收例如從IAD 8輸出的AAL2。在第二步驟S42中，資料庫從AAL2數據包提取VPI、VCI和CID。在第三步驟S43中，根據來自提取的VPI、VCI和CID信息的指令，資料庫在RTP/UDP/IP標頭表中搜索RTP/UDP/IP標頭。在第四步驟S44中，將在RTP/UDP/IP標頭表中找到的RTP/UDP/IP標頭添加到語音有效載荷中，接著其被作為IP包發送到網絡。
圖11(b)說明了準備將從網絡14接收的IP包傳送到1AD 8和用戶的方法。在第一步驟S51中，從網絡接收IP包，並且RAS 12接收該IP包作為RTP/UDP/IP包。在第二步驟S52中，RAS 12根據來自網絡的輸入RTP包的RTP標頭在資料庫(即RTP/UDP/IP標頭表)中尋找VPI、VCI和CID組合。接著，在第三步驟S53中將VPI、VCI信息插入到ATM標頭，並將CID信息插入到CID包標頭。在第四步驟S54中，從RTP包中移去RTP標頭，並在第五步驟S55中，將語音有效載荷添加到在第三步驟中產生的AAL2-CPS包標頭中以產生AAL2 ATM信元。在第六步驟S56中，將語音數據輸出給用戶。
圖12說明了根據本發明優選實施例的資料庫的數據結構。從上述方法中可以看出，在IAD 8發送和接收的分離的行中提供了發送和接收數據。而且，為所有的VPI、VCI和CID信息提供RTP/UDP/IP標頭，使得RTP/UDP/IP標頭信息可以和資料庫中給定區域中的相同，反之發送/接收信息和VPI、VCI以及CID信息可以變化。
圖13和14說明了在上述現有的系統和本發明的優選實施例中執行的模擬之間的圖形比較，以確定通道使用的效率。確定的編碼解碼器是G.726-32，並且發送媒體是DS1通路(總計1.544Mbps，除同步外數據速率是1.536Mbps)。
現有的DS1通路以每秒192千字節發送，其對應於4000信元。如果以5ms幀間隔發送一RTP包，則每5ms發送2個信元，其對應於每通道400信元。因此，僅在DS1通路中提供10個可用通道。而且，現有技術使用語音行為(activity)檢測功能。但是，如果使用靜音抑制的語音，效率可以加倍，使得在DS1通路中可獲得20個可用通道。圖13說明了在現有的DS1通路和本發明優選實施例的結果之間的比較。
當使用本發明優選實施例時，每5ms大約發送0.5信元，使得在DS1通路中可獲得大約34個可用通道。而且，如果使用靜音抑制的語音，則在DS1通路中大約可獲得85個可用通路。圖14示出了上述模擬結果的圖形表示，作為與現有技術的比較。
本發明具有克服上面討論的至少一個的現有技術的問題和缺點的多個優點。作為本發明優選實施例的一部分的功能，其優點在於加強了在ATM層中的信元利用。本發明的優選實施例還具有將ADSL系統中語音通路的帶寬增加四倍(four-fold)的優點，並彌補了現有的基於ADSL的存取網絡系統中的問題，包括上行帶寬的短缺問題。
對本領域技術人員來說，在不背離本發明的實質或範圍的前提下，對所描述的本發明的優選實施例能夠產生多種改進和變型。因此，本發明試圖覆蓋與所附權利要求書的範圍和其等價置換有關的本發明的所有的改進和變型。
權利要求
1.一種通過網際協議(IP)傳輸語音的系統，該系統包括綜合訪問設備(IAD，Integrated Access Device)，耦合到配置的用戶設備以產生和接收來自所述用戶設備的語音數據，所述IAD產生第一格式的語音數據輸出，該第一格式將語音數據輸出分成具有數據識別符而沒有IP標頭的多個數據單元；以及註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，耦合到所述IAD並被配置以將所述語音數據輸出在第一格式和第二格式之間進行轉換，而被分成多個數據單元，每一所述數據單元具有IP標頭，並且所述語音數據輸出以所述第二格式被發送到網絡。
2.如權利要求1的系統，還包括從所述IAD發送到所述RAS伺服器的第一命令信號，其中所述第一命令信號指令所述RAS伺服器在所述存儲設備中存儲所述標頭信息，並且所述RAS伺服器根據所述存儲設備中的所述標頭信息在所述第一格式和所述第二格式之間進行轉換。
3.如權利要求2的系統，還包括響應發送結束決定從所述IAD發送到所述RAS伺服器的第二命令信號，其中所述第二命令信號指令所述RAS伺服器從所述存儲設備中移去所述標頭信息。
4.如權利要求3的系統，其中標頭信息還與所述第一命令信號和所述第二命令信號一起被發送。
5.如權利要求2的系統，其中所述存儲設備位於所述RAS伺服器中，並且包括靜態存儲器或動態存儲器。
6.如權利要求5的系統，其中所述靜態存儲器包括只讀存儲器(ROM)設備，以及所述動態存儲器包括隨機存取存儲器(RAM)設備。
7.如權利要求1的系統，所述第一格式包括具有多個協議數據單元(PDU)的ATM適應層2(AAL2)信元，每一所述PDU包括信元標頭，包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括CPS包標頭，包括識別對應於所述用戶設備的用戶通道的通道識別符(CID)，以及CPS包有效載荷，包括所述語音數據，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式。
8.如權利要求7的系統，其中在所述AAL2信元上至少可以插入兩個語音包。
9.如權利要求7的系統，所述CPS包標頭還包括長度指示符，識別所述CPS包的有效載荷的長度；用戶至用戶指示，提供在所述CPS包和特殊服務集中子層(SSCS)之間的連結；以及標頭錯誤控制，其中所述PDU還包括位於每一所述CPS包之間的開始段中的偏移段、序列號和奇偶校驗位。
10.如權利要求1的系統，其中所述第二格式包括RTP/UDP標頭，其包含RTP標頭信息和IP標頭，其中根據所述RTP標頭信息將所述第二格式轉換成所述第一格式。
11.如權利要求1的系統，還包括通過IP伺服器耦合到所述網絡的IP伺服器上的語音，用於將所述第二格式的所述語音數據從第一用戶傳遞到第二用戶。
12.如權利要求1的系統，還包括在公共RAS伺服器或不同的RAS伺服器上與所述用戶設備一起安置的至少一個附加用戶設備。
13.如權利要求12的系統，其中所述用戶設備和所述至少一個的附加用戶設備位於所述公共RAS伺服器和公共IAD或不同的IAD上。
14.如權利要求1的系統，還包括將所述用戶設備耦合到所述IAD的模擬線路；耦合在所述IAD和所述RAS伺服器之間的多路復用器；以及將所述多路復用器耦合到所述RAS伺服器的OC-3或STM-1線路，其中所述多路復用器將與所述IAD有關的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)多路復用成所述標頭信息。
15.如權利要求1的系統，其中使用靜音抑制的語音，並且在所述系統的發送媒體中可以獲得85個可用通道。
16.一種ATM適應層2(AAL2)信元，配置用於在註冊、管理和狀態(RAS)伺服器和綜合訪問設備(IAD)之間傳輸語音數據，該ATM適應層2(AAL2)信元包括多個公共部分子層協議數據單元(CPS-PDU)，每一所述CPS-PDU包括位於臨近CPS包的開始段，所述CPS包包括CPS包標頭，其包括識別對應於用戶設備的用戶通道的通道識別符(CID)；以及CPS包有效載荷，其包括所述語音數據，其中所述RAS伺服器根據至少所述CID將所述語音數據輸出從所述第一格式轉換成所述第二格式。
17.如權利要求16的AAL2信元，還包括信元標頭，其包括與所述IAD有關的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)，以及包括RTP標頭信息的RTP/UDP/IP標頭數據；以及命令信號，其指令所述RAS伺服器在語音數據發送之前存儲所述RTP標頭信息，並隨後根據所述RTP信息存儲所述VCI、所述VPI和所述CID，或者指令所述RAS伺服器在結束所述所述發送之前移去所述RTP標頭信息。
18.如權利要求17的AAL2信元，其中標頭信息與所述命令信號一起被包括。
19.如權利要求16的AAL2信元，所述開始段還包括位於所述CPS包之前或之後的偏移段、序列號和奇偶校驗位。
20.如權利要求16的AAL2信元，所述CPS包標頭還包括長度指示符，其識別所述CPS包的有效載荷的長度；用戶至用戶指示，其提供在所述CPS包和特定服務集中子層(SSCS)之間的鏈路；以及標頭錯誤控制。
21.如權利要求16的AAL2信元，其中將RTP/UDP標頭和IP標頭添加到所述CPS-PDU以產生在網絡上傳輸的IP包。
22.如權利要求21的AAL2信元，其中將所述IP標頭和所述UDP標頭從所述IP包中移去，並且將與所述IAD相關的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)，以及所述CID添加到所述數據包中以根據所述RTP標頭將來自所述IP包的語音數據轉換成所述CPS-PDU，所述RTP標頭隨後從所述數據包移去，並且其中將所述CPS-PDU發送到所述IAD。
23.一種通過網際協議(IP)傳輸語音數據的系統，包括綜合訪問設備(IAD)，其耦合到多個用戶設備，配置所述用戶設備的每一個以產生語音數據，通過模擬線路並接收來自至少一個所述用戶設備的所述語音數據，所述IAD產生包括具有多個協議數據單元(PDU)的ATM適應層2(AAL2)信元的第一格式的語音數據輸出，每一所述PDU包括信元標頭，其包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括CPS包標頭，其包括識別與所述用戶設備之一對應的用戶通道的通道識別符(CID)；以及CPS包有效載荷，其包括所述語音數據，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據輸出從所述第一格式轉換成所述第二格式，註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，其通過非對稱數字用戶環路(ADSL)耦合到所述IAD，並被配置以根據存儲在所述RAS伺服器的存儲設備中的標頭信息將所述語音數據輸出在所述第一格式和第二格式之間進行轉換，所述第二格式包括其中包含RTP標頭信息的RTP/UDP/IP標頭，其中根據所述RTP標頭信息將所述第二格式轉換成所述第一格式，其中將第一命令信號和標頭信息從所述IAD發送到所述RAS伺服器，所述第一命令信號指令所述RAS伺服器將所述標頭信息存儲在所述存儲設備中，響應結束決定將第二命令信號和標頭信息從所述IAD發送到所述RAS伺服器，並且所述第二命令信號指令所述RAS伺服器從所述存儲設備中移去所述標頭信息，其中所述存儲設備包括只讀存儲器(ROM)或隨機存取存儲器(RAM)；多路復用器，其通過OC-3或STM-1線路耦合到所述RAS伺服器，其中所述多路復用器還耦合到所述IAD，並將與所述IAD有關的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符多路復用成所述標頭信息；以及網絡，其耦合到所述RAS伺服器，所述RAS伺服器接收和發送以所述第二格式輸出的所述語音數據，其中所述RAS伺服器將從所述網絡接收的所述語音數據輸出從所述第二格式轉換成所述第一格式，並且第一用戶和第二用戶位於公共RAS伺服器或不同的RAS伺服器上，並且所述第一用戶和所述第二用戶位於所述公共RAS伺服器和位於公共IAD或不同的IAD，並且可以將兩個語音包括入到所述AAL2信元上。
24.如權利要求23的系統，所述CPS包標頭還包括長度指示符，其識別所述CPS包的有效載荷的長度；用戶至用戶指示，其提供在所述CPS包和特定服務集中子層(SSCS)之間的鏈路；以及標頭錯誤控制，其中所述CPS-PDU還包括其包括位於在每一所述CPS包之間的開始段中的偏移段、序列號和奇偶檢驗位的開始段。
25.如權利要求23的系統，還包括位於所述網絡中的在IP伺服器上的語音，所述網絡用於將以所述第二格式的所述語音數據輸出從第一用戶傳送到第二用戶。
26.一種通過網際協議(IP)發送語音的方法，包括(a)處理在綜合訪問設備(IAD)中的用戶產生的請求信號；(b)產生第一命令信號，並將其發送到註冊、管理和狀態(RAS)伺服器；(c)傳輸在所述IAD中產生的在AAL2信元上的語音數據，所述AAL2信元不包括RTP/UDP/IP標頭；以及(d)根據用戶結束請求，產生第二命令信號，並將其發送到所述RAS伺服器。
27.如權利要求26的方法，其中當所述用戶產生的請求信號的請求信號類型包括PC電話請求或網際網路電話請求時，移去所述(a)。
28.如權利要求26的方法，還包括指令所述RAS伺服器在數據存儲設備中存儲標頭數據的所述第一命令信號，所述標頭數據是根據第一命令信號產生的；以及所述第二命令信號指令所述RAS伺服器從數據存儲設備中移去所述標頭數據。
29.如權利要求26的方法，還包括作為RTP/UDP/IP標頭數據發送到所述RAS伺服器的標頭數據。
30.如權利要求26的方法，還包括所述RAS伺服器從網絡中接收IP包，並從所述IP包中剝離所述RTP/UDP/IP標頭的IP/UDP部分以提取RTP包；根據所述第一命令信號將來自所述RTP包的RTP信息與存儲在所述RAS伺服器中的信息進行匹配，以選擇與所述IAD對應的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通路識別符(VCI)，以及與用戶接口對應的通道識別符(CID)；使用所述VCI、VPI、CID產生所述AAL2信元以產生CPS包標頭；以及從所述RTP包中剝離所述RTP標頭，並將所述語音數據添加到所述CPS包標頭以產生所述AAL2信元。
31.如權利要求30的方法，還包括所述IAD接收來自所述RAS伺服器的所述AAL2信元，並將所述語音數據傳輸到所述用戶接口。
32.如權利要求26的方法，還包括所述RAS伺服器進行的將所述AAL2信元轉換成IP包以進行網際網路傳輸的轉換，所述轉換步驟包括從所述AAL2中剝離AAL2信元信息，並提取與所述IAD對應的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬路徑識別符(VCI)，以及與用戶接口對應的通道識別符(CID)；根據所述提取的VPI、VCI和通道識別符信息選擇RTP標頭以產生RTP/UDP/IP標頭；以及將所述RTP/UDP/IP標頭插入到所述被剝離的AAL2信元中以產生所述IP包。
33.如權利要求26的方法，其中所述傳輸步驟包括傳輸多個所述AAL2信元，其中每一所述AAL2信元包括多個協議數據單元(PDU)，每一所述PDU包括至少兩個語音有效載荷並包括信元標頭，其包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括CPS包標頭，其包括識別與所述用戶設備之一對應的用戶通道的通道識別符(CID)；以及CPS包有效載荷，其包括所述語音數據，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式。
34.一種通過網際協議(IP)發送語音的方法，包括(a)接收在註冊、管理和狀態(RAS)伺服器中的第一命令信號和標頭數據；(b)根據所述標頭數據和所述第一命令信號在存儲器存儲設備中存儲用於發送到網絡的標頭信息；(c)所述RAS伺服器接收第一格式的來自一設備的語音數據，並在所述RAS伺服器中將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式；以及(d)將所述第二格式的所述語音數據發送到所述網絡。
35.如權利要求34的方法，其中所述接收的標頭數據包括RTP/UDP/IP標頭信息。
36.如權利要求34的方法，其中所述存儲步驟包括將所述RTP標頭信息存儲在所述存儲器存儲設備中，所述存儲器存儲設備包括在所述RAS伺服器中靜態和動態存儲器中的一個。
37.如權利要求34的方法，其中所述轉換步驟包括接收所述第一格式的所述語音數據，所述第一格式包括不具有RTP/UDP/IP標頭，但具有CPS包標頭的AAL2信元，所述CPS包標頭包括對應於用戶接口的通道識別符(CID)以及對應於設備識別符的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及通過(a)根據從所述第一格式中提取的所述VCI、VPI和CID，插入來自所述存儲器存儲設備的所述RTP/UDP標頭，和通過(b)插入IP標頭，形成所述第二格式作為IP標頭。
38.如權利要求37的方法，其中在所述網絡中接收所述IP標頭，並且從包括綜合訪問設備(IAD)的所述設備接收所述AAL2信元。
39.如權利要求34的方法，其中綜合訪問設備(IAD)將所述第一命令信號和第二命令信號傳遞到所述RAS伺服器。
40.如權利要求34的方法，其中所述轉換步驟包括接收所述第一格式的所述語音數據，所述第一格式包括具有IP標頭和RTP/UDP標頭的IP包；以及形成所述第二格式，所述第二格式包括具有CPS包的AAL2信元，所述AAL2信元是通過下述步驟形成的剝離所述IP標頭和所述UDP標頭以提取RTP包，將來自所述RTP包的所述RTP標頭的信息與在所述存儲器存儲設備中的信息進行匹配以選擇虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)和通道識別符(CID)，將所述VCI和VPI插入到標頭中，並將所述CID插入到CPS包標頭，以及將所述語音有效載荷添加到所述CPS包中。
41.如權利要求34的方法，其中所述網絡包括網際網路。
42.一種通過網際協議發送語音的方法，包括在設備中產生具有第一格式的語音數據包；在轉換器上並且根據數據包地址信息將所述語音數據包從所述第一格式轉換成第二格式；以及將具有所述第二格式的所述數據包傳輸到網絡，其中所述數據包包括根據用戶產生的請求產生的語音數據。
43.如權利要求42的方法，還包括(a)產生第一命令信號，並將其發送到所述轉換器；(b)在所述第一設備中處理用戶產生的請求信號，並根據VOIP請求信號類型移去所述請求信號的標頭以產生所述語音數據包；(c)在所述第一設備中產生的AAL2信元上傳輸所述語音數據包，所述AAL2信元不包含RTP/UDP標頭或IP標頭，其中在所述AAL2信元中傳送至少二個語音數據有效載荷；以及(d)根據用戶結束請求，產生第二命令信號，並將其發送到所述轉換器。
44.如權利要求43的方法，其中所述第一命令信號指令所述轉換器在數據存儲設備中存儲標頭數據，所述標頭數據包括RTP/UDP標頭信息和IP標頭信息，並且所述第二命令信號指令所述轉換器從所述數據存儲設備中移去所述標頭數據。
45.如權利要求43的方法，所述步驟(a)還包括產生並發送具有第一命令信號的標頭數據，並且所述步驟(d)還包括發送具有第二命令信號的所述標頭數據。
46.如權利要求42的方法，所述轉換和傳輸步驟包括在所述轉換器中，接收來自所述網絡的IP包，並從所述IP包中剝離IP標頭以產生RTP包；根據所述第一命令信號將來自所述RTP包的RTP信息與存儲在所述轉換器中的信息進行匹配以選擇對應於所述設備的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)以及對應於用戶接口的通道識別符(CID)；使用CPS包標頭中的所述VCI、VPI和CID產生所述AAL2信元；從所述RTP包中剝離所述RTP/UDP標頭，並將所述語音數據添加到所述CPS包以產生具有所述第二格式的所述數據包作為所述AAL2信元；將所述AAL2信元傳輸到包括所述設備的所述IAD；以及將所述語音數據傳輸到所述用戶接口。
47.如權利要求42的方法，其中所述轉換器將來自ATM信元的所述語音數據包轉換成用於網際網路傳輸的IP包，所述轉換步驟包括從所述AAL2信元中剝離AAL2類型信息，並提取對應於包括所述設備的綜合訪問設備(IAD)的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)以及對應於用戶接口的通道識別符(CID)；根據所述提取的VPI、VCI和CID選擇RTP標頭數據以產生所述RTP/UDP/IP標頭；以及將所述RTP/UDP標頭和所述IP標頭插入到所述被剝離的AAL2信元中以產生所述IP包。
48.如權利要求42的方法，還包括(a)接收在包括所述轉換器的註冊、管理和狀態(ORAS)伺服器中的第一命令信號和標頭數據；(b)根據所述標頭數據和所述第一命令信號將所述RTP標頭信息存儲在所述RAS伺服器中的存儲器存儲設備中；(c)接收來自所述設備的所述語音數據；以及(d)根據第二控制信號和標頭從在所述RAS伺服器中的所述存儲器存儲設備中移去所述RTP標頭信息以結束所述方法。
49.如權利要求48的方法，所述轉換步驟包括接收所述第一格式的所述語音數據，所述第一格式包括不具有RTP/UDP標頭和不具有IP標頭而具有CPS包標頭的AAL2信元，CPS包標頭包括對應於用戶接口的通道識別符(CID)和對應於所述設備的識別符的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及通過(a)根據從所述第一格式中提取的所述VCI、VPI和CID，插入來自所述存儲器存儲設備的所述RTP/UDP標頭，以及(b)插入IP標頭，來形成包括IP標頭的所述第二格式。
50.如權利要求48的方法，所述轉換步驟包括接收所述第一格式的所述語音數據，所述第一格式包括具有IP標頭和RTP/UDP標頭的IP包；以及形成所述第二格式，所述第二格式包括具有CPS包的AAL2信元，所述AAL2信元是通過下述步驟形成的剝離所述IP標頭以產生RTP包，將來自所述RTP包的所述RTP/UDP標頭的信息與在所述存儲器存儲設備中的信息進行匹配以選擇虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)和通道識別符(CID)，將所述VCI和VPI插入到標頭中，並將所述CID插入到CPS包標頭，以及將所述語音有效載荷添加到所述CPS包中。
51.一種通過網際協議發送語音數據(VOIP)的方法，包括(a)處理在綜合訪問設備(IAD)中的用戶產生的請求信號；(b)產生第一命令信號和標頭數據，第一命令信號指令所述RAS伺服器在數據存儲設備中存儲標頭數據，標頭數據包括RTP/UDP/IP標頭信息，並且將第一命令信號和標頭數據發送至註冊、管理和狀態(RAS)伺服器；以及(c)傳送在所述IAD中產生的AAL2信元中的語音數據，所述AAL2信元包括信元標頭，其包括虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；以及多個公共部分子層(CPS)包，每一所述CPS包包括，CPS包標頭，其包括識別對應於所述用戶設備之一的用戶通道的通道識別符(CID)，以及CPS包有效載荷，其包括所述語音數據，其中所述RAS伺服器根據所述VCI和所述VPI和所述CID將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式，所述AAL2信元不包括RTP/UDP/IP標頭，其中在所述AAL2信元上傳輸語音數據有效載荷。
52.如權利要求51的方法，還包括所述RAS伺服器接收來自網絡的IP包，並從所述IP包中剝離所述IP標頭和所述UDP標頭以提取RTP包；根據所述第一命令信號將來自所述RTP包的RTP信息與在所述RAS伺服器中存儲的信息進行匹配以選擇對應於所述IAD的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)，以及對應於產生所述用戶產生的請求的用戶接口的通道識別符(CID)；通過使用所述VCI、VPI和CID產生所述AAL2信元以產生CPS包標頭；從所述RTP包中剝離所述RTP標頭，並將所述語音數據添加到所述CPA包標頭以產生所述AAL2信元；以及所述IAD接收來自所述RAS伺服器的所述AAL2信元，並將所述語音數據傳輸到所述用戶接口。
53.如權利要求51的方法，還包括由所述RAS伺服器將所述AAL2信元轉換成IP包以進行網際網路傳輸的轉換，所述轉換步驟包括從所述AAL2信元中剝離AAL2信元信息，並提取對應於所述IAD的虛擬路徑識別符(VPI)和虛擬通道識別符(VCI)以及對應於用戶接口的通道識別符(CID)；根據所述提取的VPI、VCI和通道識別符選擇RTP標頭以產生RTP/UDP/IP標頭；以及將所述RTP/UDP/IP標頭插入到所述剝離的AAL2信元以產生所述IP包。
54.一種通過網際協議(IP)發送語音的方法，包括(a)在註冊、管理和狀態(RAS)伺服器中接收第一命令信號以及包括RTP/UDP/IP標頭信息的標頭數據；(b)根據所述標頭數據和所述第一命令信號，將RTP/UDP/IP標頭信息存儲在所述RAS伺服器中的存儲器存儲設備中；(c)所述RAS伺服器接收來自第一設備的第一格式的語音發送，並在所述RAS伺服器中將所述語音數據從所述第一格式轉換成所述第二格式；(d)發送所述第二格式的所述語音發送至網絡；以及(e)根據第二控制信號從所述存儲器存儲設備中移去所述RTP標頭信息以結束所述方法，其中綜合訪問設備(IAD)將所述第一命令信號和所述第二命令信號發送到所述RAS伺服器，其中所述轉換步驟包括下列之一(a)接收所述第一格式的所述語音發送，所述第一格式包括不具有RTP/UDP/IP標頭而具有CPS包標頭的AAL2信元，CPS包標頭包括對應於用戶接口的通道識別符(CID)，以及對應於第一設備識別符的虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)；並且通過根據從所述第一格式提取的所述VCI、VPI和CID插入來自所述存儲器存儲設備的所述RTP/UDP/IP標頭形成所述第二格式作為IP標頭；以及(b)接收所述第二格式的所述語音發送，所述第二格式包括具有RTP/UDP標頭的IP包，並形成所述第一格式，所述第一格式包括具有CPS包的AAL2信元，所述AAL2信元是通過下述步驟形成的剝離所述IP/UDP標頭以提取RTP標頭，將來自所述RTP/UDP/IP標頭的信息與所述存儲器存儲設備中的信息進行匹配以選擇虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)以及通道識別符(CID)，將所述VCI和VPI插入到標頭，並將所述CID插入到CPS包標頭，以及將所述語音有效載荷添加到所述CPS包，其中所述第一設備包括所述網絡，並且第二設備包括綜合訪問設備(IAD)。
55.一種通信設備，包括綜合訪問設備(IAD)，耦合到語音數據設備以及註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，其中所述IAD在所述語音數據設備和所述RAS之間以第一格式發送語音數據，第一格式包括ATM適應層2(AAL2)，ATM適應層2包括具有虛擬通道識別符(VCI)和虛擬路徑識別符(VPI)的信元標頭以及公共部分子層(CPS)包，CPS包包括具有通道識別符(CID)的CPS包標頭和具有語音數據的CPS包有效載荷，並且其中所述第一格式的所述語音數據不包括RTP/UDP/IP標頭。
56.如權利要求55的IAD，其中所述RAS伺服器將所述語音數據在所述第一格式和第二格式之間進行轉換，第二格式包括具有RTP標頭信息的所述RTP/UDP/IP標頭，並且所述IAD和所述RAS伺服器根據第一命令信號和第二命令信號進行操作。
57.一種操作綜合訪問設備(IAD)的方法，包括步驟接收來自發送設備的表現為Tx/Rx通道決定的語音數據；根據所述Tx/Rx決定產生第一命令信號以指令註冊、管理和狀態(RAS)伺服器存儲用於所述IAD和所述發送設備的標頭數據和識別符；並且根據所述第一命令信號將所述語音數據發送到所述RAS伺服器。
58.一種註冊、管理和狀態(RAS)伺服器，包括存儲器存儲設備，根據第一命令信號存儲標頭數據，並根據第二命令信號移去所述標頭數據；以及處理器，根據所述標頭數據將語音數據在第一格式和第二格式之間進行轉換，其中所述第一格式包括用於通過IP傳輸所述語音數據的RTP/UDP/IP標頭，並且所述第二格式包括具有用於在所述RAS伺服器和用戶之間傳輸所述語音數據的多個協議數據單元的AAL2信元。
全文摘要
一種在通過網際協議傳輸語音中增強語音通道的方法和系統,包括綜合訪問設備(IAD,Integrated AccessDevice),該設備接收來自用戶設備的語音數據,移去RTP/UDP標頭和IP標頭信息,並產生AAL2 CPS信元。註冊、管理和狀態(RAS)伺服器接收AAL2 CPS信元,移去AAL2信息並添加RTP/IP標頭和IP標頭,從而為進行網際網路傳輸輸出IP包。RAS伺服器還可以接收IP包並將該IP包轉換成將被傳輸到IAD的AAL2 CPS信元。RAS根據從IAD接收的標頭數據執行轉換,即響應IAD發送的標頭數據被存儲到查詢表或從查詢表移出的標頭數據。因此,非對稱數字用戶環路(ADSL)可處理的呼叫數量增加了,其效率也得以提高。
文檔編號H04Q11/04GK1371206SQ0113848
公開日2002年9月25日 申請日期2001年11月14日 優先權日2001年2月23日
發明者梁真榮 申請人:三星電子株式會社