JP2005518150A

JP2005518150A - パケット交換電話接続用のケーブル・ネットワーク上で帯域幅を予約し、解放するための方法および装置

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Publication number: JP2005518150A
Application number: JP2003568853A
Authority: JP
Inventors: ストレイター、ジェイ; シー．スタイン、ロバート
Original assignee: General Instrument Corp
Current assignee: Arris Technology Inc
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2005-06-16
Also published as: CA2476641A1; CN1998204A; US7450561B2; US20030154488A1; KR20040098645A; MXPA04007864A; EP1476996A4; AU2003215205A1; WO2003069861A1; EP1476996A1

Abstract

ケーブル・ネットワーク（１１７）上で帯域幅を割り当て、２つのエンドポイント（１１０１，１７５）間にパケット交換電話接続を確立するための方法。この方法は、発呼時に、エンドポイント間の音声帯域データ接続を確立するのに十分な帯域幅の割当てを許可し、予約することによりスタートする。次に、帯域幅の割当ての一部だけが付託される。エンドポイント間に圧縮された音声トラヒック接続を確立するのに十分なこの付託された部分は、帯域幅の予約割当てのサブセットである。帯域幅の割当ての予約はしたがまだ付託されていない部分は解放され、その結果、エンドポイントの少なくとも１つが、接続は音声トラヒックをサポートするもので、音声帯域データをサポートするものではないと判断した場合には、他の接続に対して使用できるようになる。この帯域幅部分は、音声帯域データを検出しないで全送信／受信接続が確立してから規定時間経過すると解放することができる。

Description

本発明は、概して、パケット・ネットワーク上でのリアルタイム・サービスの提供に関し、特にＨＦＣネットワークを通して音声およびデータを転送するためのインターネット電話の提供に関する。

今日では、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）を通して多くの人がインターネットにアクセスすることができる。通常、このような環境においては、ユーザは、ＰＳＴＮモデムを通して、全二重ダイヤルアップ接続によりインターネットにアクセスする。上記ＰＳＴＮモデムは、ローカル・ループ・プラント上で、５６，０００ビット／秒（５６ｋｂｐｓ）のデータ転送速度を提供することができる。

しかし、データ転送速度を速くするために（すなわち、応答時間を改善するために）、全二重ケーブル・テレビジョン（ＣＡＴＶ）モデムを使用するデータ通信のような他のデータ・サービスが現在公衆に提供されているか、または計画中である。上記モデムは、ＣＡＴＶプラントを通して、上記ＰＳＴＮをベースとするモデムよりかなり速いデータ転送速度を提供する。ケーブル・オペレータが計画中のサービスとしては、パケット電話サービス、ビデオ会議サービス、Ｔ１／フレーム・リレー等価サービスおよび多くの他のサービスがある。

全同軸またはハイブリッド・ファイバ／同軸（ＨＦＣ）ケーブル・ネットワークを通して、ケーブル・システム・ヘッドエンドと顧客の所在地との間で、インターネット・プロトコル（ＩＰ）トラヒックをトランスペアレントな方法で二方向転送できるようにするための種々の規格が提案されてきた。ケーブル・テレビジョン・ラボラトリ社（Ｃａｂｌｅ
ＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）が開発したこのような規格の１つは、暫定仕様ＤＯＣＳＩＳ１．１と呼ばれる。とりわけ、ＤＯＣＳＩＳ１．１は、パケット電話のようなリアルタイム・サービス用のサービスの流れに対する方法を規定している。パケット電話は、２つのエンドポイントに位置する電話間で音声を運ぶために使用することができる。別の方法としては、パケット電話は、ファクシミリまたはコンピュータ・モデムのようなエンドポイント・デバイス間で音声帯域データを運ぶために使用することができる。

ケーブル・ネットワークを通してリアルタイム通信を確立する場合には、ネットワーク要素は、最初、呼が音声を運んでいるのか音声帯域データを運んでいるのか分からない。公衆交換電話網を通して呼を確立する場合には、通常このことは問題にならない。何故なら、共有しているＨＦＣケーブル・ネットワーク帯域幅では、いつでも十分なリソースを使用することができるからである。ネットワーク運用の目標は、もっと多くの呼／加入者をサポートすることができるように任意の１つの呼の帯域幅要件を制限することである。それ故、必要な帯域幅を低減するために、音声トラヒックの場合には、多くの場合、圧縮コーデックが使用される。このような圧縮コーデックは、音声帯域データの場合には使用されない。何故なら、この圧縮コーデックは十分な精度でデータを再生しないからである。圧縮コーデックは、音声と一緒には使用することができるが、音声帯域データには使用できないので、音声帯域データが必要とする帯域幅は、音声トラヒックが必要とする帯域幅より広い。最初は、ある接続が音声トラヒックをサポートするのか音声帯域データをサポートするのか分からないので、音声帯域データをサポートするための十分な帯域幅を割り当てなければならない。その接続が音声トラヒックだけをサポートするのに使用される
ことが分かった場合には、必要以上の帯域幅を割り当てたためにネットワークの効率は低下する。

それ故、その接続が音声トラヒックを運ぶのか音声帯域データを運ぶのかにより、ケーブル・ネットワークを通してリアルタイムパケット交換接続に割り当てた帯域幅を修正すると有利である。このことは、特に顧客の位置からヘッドエンドへの上流方向のケーブル・ネットワーク帯域幅の場合に当てはまる。何故なら、この帯域幅は、通常、下流の帯域幅より狭いからである。

本発明は、２つのエンドポイント間でパケット交換電話接続を確立するために、ケーブル・ネットワークを通して帯域幅を割り当てるための方法を提供する。この方法は、発呼時に、エンドポイント間で音声帯域データ接続を確立するのに十分な帯域幅の割当てを許可し、予約することによりスタートする。次に、割り当てた帯域幅の一部だけが付託される。エンドポイント間に圧縮音声トラヒック接続を確立するのに十分なこの付託された部分は、帯域幅の予約割当てのサブセットである。

本発明の１つの態様によれば、帯域幅の割当ての予約したがまだ付託されていない部分が解放され、その結果、エンドポイントの少なくとも１つが、接続は音声トラヒックをサポートするもので、音声帯域データをサポートするものではないと判断した場合には、この解放された部分が他の接続に対して使用できるようになる。この帯域幅部分は、音声帯域データを検出しないまま全送信／受信接続が確立してから規定時間経過すると解放することができる。

本発明の他の態様によれば、エンドポイントの少なくとも１つが、その接続が音声帯域データをサポートするためのものであると判断した場合には、予約したが付託されていない帯域幅をさらなる許可なしで付託することができる。

本発明のさらに他の態様によれば、圧縮音声トラヒック接続用には、最初、低速コーデックが使用される。その後で、音声帯域データに対して高速コーデックを使用することができる。

図１は、本発明の原理を実施する例示としての通信システムである。本発明のコンセプト以外の図１の素子は周知のものであるので詳細な説明は省略する。
すでに説明したように、通信システム１００は、加入者ゲートウェイまたは媒体電話アダプタ（ＭＴＡ）１１０_１〜１１０_４に関連する加入者がインターネット１７５および公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１４０にアクセスすることができるネットワーク・アーキテクチャを表す。より詳細に説明すると、ＭＴＡ１１０_１〜１１０_４は、ＣＡＴＶネットワークを通してインターネット１７５と通信する。ケーブルＴＶネットワーク・アクセスは、ＭＳＯ（Ｍｕｌｔｉ−ＳｅｒｖｉｃｅＯｐｅｒａｔｏｒ）（図示せず）により行われる。この点に関して、ＭＳＯは、（通信ネットワーク１１７のような従来のＣＡＴＶアクセス・ネットワーク施設の他に）ＣＡＴＶヘッドエンド１７０およびケーブル・モデム１１５を提供する。このＣＡＴＶネットワーク装置も本明細書においてはケーブル・データ・ネットワークと呼ばれる。ＣＡＴＶネットワークは、通常、全同軸またはハイブリッド・ファイバ／同軸（ＨＦＣ）ケーブル・ネットワークである。ＭＴＡ１１０_１〜１１０_４も、ケーブル・ネットワーク、ＩＰネットワーク１７５およびトランク・ゲートウェイ１３０を通してＰＳＴＮと通信する。

図１に示すように、ＭＴＡ１１０１の場合には、ＭＴＡ１１０_１〜１１０_４は、例えば、電話、コーデック１２８、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２４、ホスト・プロセッサ１２６およびケーブル・モデム（ＣＭ）１１５などの顧客宅内設備１２２を含む。電話１２２、コーデック１２８、ＤＳＰ１２４、およびホスト・プロセッサ１２６は、これら全部で、ＣＭ１１５を通して通信リンク１１７に結合しているデータ端末装置を表す。ＣＭ１１５は、ＲＦコネクタおよびチューナ／増幅器（図示せず）を通してケーブル・データ・ネットワークへのアクセス・インタフェースを提供する。おおまかに言えば、ＤＳＰ１２４は電話１２２から受信したアナログ信号からデータ・パケットを生成する。すなわち、ＤＳＰ１２４およびコーデック１２８は、両方で、エコー打ち消し、パケット・ロス秘匿（ｐａｃｋｅｔｌｏｓｓｃｏｎｃｅａｌｍｅｎｔ）、呼進行トーン発生、ＤＴＭＦ／パルスおよびファックス・トーン検出、Ｇ．７２３およびＧ．７２９などのオーディオ圧縮および解凍アルゴリズム、パケット・ジッタ除去、およびＩＰパケット化／パケット化解除を含むケーブル・ネットワーク上で音声および音声帯域データを配信するために必要なすべての音声帯域処理機能を行う。通常、ＤＳＰ１２４は、８、１６または６４ｋＨｚの転送速度でデジタル化されたパルス符号変調サンプルでデータをコード化する。ホスト・プロセッサ１２６は、ＤＳＰ１２４からデータ・パケットを受信し、ＭＡＣ、ＩＰおよびＵＤＰ層が必要とするような適当なヘッダを追加する。パケットが完成すると、そのパケットはＣＭ１１５に送られ、ＣＡＴＶヘッドエンド１７０内のＣＭＴＳ１２０にケーブル・データ・ネットワークを通して送信されるまで、待ち行列内で待機する。本発明の目的のために、提供中のサービスは、パケット電話などのリアルタイム・サービスであると仮定する。それ故、データ・パケットは、リアルタイム転送プロトコル（ＲＴＰ）などの適当なプロトコルによりフォーマットしなければならない。

インターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）は、インターネットへのアクセスを提供する。図１の場合には、ＩＳＰは、通信リンク１３２に取り付けられているケーブル・データ・ネットワーク・アクセス・ルータ（図示せず）を含むＩＰネットワーク１７５を提供するものと仮定する。単に説明の都合から、上記ＭＳＯおよびＩＳＰサービス・プロバイダは異なるエンティティであると仮定することに留意されたい。しかし、このことは本発明のコンセプトには関係ない。

ＣＭ１１５は、例えば、ＣＡＴＶ無線周波（ＲＦ）同軸ドロップ・ケーブルおよび関連施設などのケーブル・ネットワーク１１７を通してＣＡＴＶヘッドエンド１７０に結合している。ＣＡＴＶヘッドエンド１７０は、複数の下流のユーザ（図にはその中の１つだけを示す）にサービスを提供し、ケーブル・モデム・データ終端システム（ＣＭＴＳ）１２０およびヘッドエンド・ルータ１２５を備える。（ＣＭＴＳ１２０は、イーサネット（登録商標）１００ＢａｓｅＸ接続（図示せず）を通してヘッドエンド・ルータ１２５に結合することができる。）ＣＭＴＳ１２０は、ＣＡＴＶＲＦリンクをＣＭ１１５で終端処理し、提供する住居サービスをサポートするためにデータ・リンク・プロトコルを実施する。ＲＦリンクが同報通信特性を持っている場合には、複数の住居顧客、およびそれ故、潜在的な多くの家庭をベースとするＬＡＮは、ＣＭＴＳインタフェースからサービスを受けることができる。（また、図には示していないが、ＣＡＴＶネットワークは、複数のＣＭＴＳ／ヘッドエンド・ルータ・ペアを含んでいるものと仮定する。）
ＣＭ１１５およびＣＭＴＳ１２０は、転送エージェントとしてまたエンド・システム（ホスト）として動作する。この主要な機能は、ＣＡＴＶヘッドエンドと顧客位置との間でトランスペアレントにインターネット・プロトコル（ＩＰ）パケットを送信することである。この機能を実施するための一連のプロトコルとして、ケーブル・テレビジョン・ラボラトリ社が、暫定仕様ＤＯＣＳＩＳ１．１をすでに作成している。

全音声インターネット通信システム（ｆｕｌｌｖｏｉｃｅ−ｏｖｅｒ−Ｉｎｔｅｒｎ
ｅｔｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）の場合には、呼エージェント１５０は、通信システムで電話インテリジェンスを提供するハードウェアまたはソフトウェア構成要素であり、電話呼出し処理を担当する。より詳細に説明すると、呼エージェント１５０は、接続を生成し、加入者が、通話中着信、自動転送等のような機能を使用する目的で、電話をかけまた受信することができるようにするために必要なエンドポイントの状態の維持を担当する。理論的には、本発明は、ＣＬＡＳＳ５電話交換機に接続しているＩＰデジタル端末が、呼エージェントおよびトランク・ゲートウェイの代わりをしている交換ＩＰ通信システムにも適用することができる。このシステムの場合には、ＩＰをベースとする呼信号法はＭＴＡとＩＰＤＴとの間で行われ、ＧＲ３０３またはＶ５．２呼信号法はＩＰＤＴと電話交換機との間で行われる。このシステムの場合、ＩＰ音声トラヒック音声トラヒックは、ＭＴＡとＩＰＤＴとの間で行われる。

すでに説明したように、音声トラヒックは、通常、ケーブル・ネットワークを通して転送されるデータの量を低減するために、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７２８のような圧縮コーデックにより圧縮される。圧縮は音声の品質を低下させるが、またケーブル・ネットワークのような共有パケット交換ネットワーク内で乏しいリソースである場合がある帯域幅を節約する。しかし、音声帯域データは圧縮することができない。何故なら、ファックスおよびモデム・トーンが、特に従来からのアナログ・ファクシミリおよびモデム装置を使用している場合には、非常に大きく歪むからである。その結果、十分な信頼性で音声帯域データ信号を転送するには、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．７１１のような高速非圧縮コーデックを使用しなければならない。非圧縮音声データは、圧縮音声トラヒックと比較すると、より広い帯域幅を必要とする。

ＤＯＣＳＩＳ規格によりリアルタイム・サービスを提供しているパケット交換ネットワークの場合には、呼エージェントが帯域幅を許可しなければならない。その後で、ＣＭＴＳおよびＭＴＡ間の協力によりこの帯域幅を予約し、付託することができる。呼エージェントは、所与の呼が音声帯域データ呼であることを予め知ることができないので、呼エージェントは、その呼が音声呼であると仮定し、この呼をサポートするのに十分な帯域幅を許可するだけである。同時に、呼エージェントは、呼エンドポイントに圧縮コーデックと交渉するように要求するために、ネットワークをベースとする呼信号法（ＮＣＳ）のような信号法プロトコルを使用する。エンドポイントは、ＮＣＳ信号法プロトコルが内蔵しているセッション記述プロトコル（ＳＤＰ）を通してコーデック機能を交換する。この手順により、使用する帯域幅は最低限度まで狭くなり、ネットワークはトラヒック工学的設計制限を受ける同時呼を最大限度まで収容することができる。

呼に関連するエンドポイントは、複数のＭＴＡでも１つのＭＴＡでも、ケーブル・ネットワークをＰＳＴＮに接続するトランク・ゲートウェイまたはＩＰデジタル終端デバイスのような媒体ゲートウェイであってもよい。両方のエンドポイントが圧縮コーデックをサポートすることができると仮定した場合、呼エージェントは、呼が音声帯域データをサポートする場合に必要になるかもしれない十分な帯域幅を予約するように、しかし圧縮しデジタル化した音声トラヒック（下流の帯域幅は、通常、予め付託される）を運んでいるＲＴＰパケットを転送するのに必要なケーブル・ネットワーク上流の帯域幅だけを付託するようにエンドポイントに命令する。エンドポイントは、ＣＭＴＳと交換するＤＯＣＳＩＳの物理層管理メッセージを通してこれらの帯域幅動作を実行する。

呼エージェントは、実際に、呼エージェントからこれ以上の介入を受けないで、ファックスまたはモデム・トーンを検出した場合、追加の帯域幅を作動するようにエンドポイントを構成する。このように構成することは有利である。何故なら、呼エージェントが、音声帯域データを検出した場合に介入をしなければならない場合には、発生するかもしれない追加の信号法による遅延が十分長いために、エンドポイントが接続の確立に成功するの
を妨害する恐れがあるからである。追加の帯域幅を予約することにより、呼エンドポイントは、音声帯域データ・デバイス間で接続の確立に成功するのを妨害しないで、圧縮コーデックから非圧縮コーデックに切り替わることができる。音声帯域データのために予約した追加の帯域幅は他の音声呼には使用することができないが、この追加の帯域幅は、最善努力優先権を与えられたトラヒックに対して使用することができる。

複数の音声呼を同時に転送するために、ケーブル・ネットワークの機能を不必要に制限するのを避けるために、ＭＴＡは、音声帯域データ呼と音声呼とを区別しようとし、その結果、音声呼を転送中である場合には、ＭＴＡはその帯域幅予約を低減する。ＭＴＡは、接続確立の２秒間に通常それ自身を明白にするファクシミリおよびモデムのような音声帯域データ・デバイスの典型的な行動を認識することにより、音声トラヒックと音声帯域データとを区別することができる。ＭＴＡが加入者のデータ・デバイスから音声帯域データを検出しなかった場合（または、音声帯域データが転送される種々の信号法手段を通して通知しなかった場合）、呼は音声呼であると見なされ、ＭＴＡは、それに応じて帯域幅の予約を減らす。この手順は、低い帯域幅要件のサービス品質（ＱＯＳ）許可および作動によりＤＯＣＳＩＳ動的サービス変更要求を通して行われる。
呼シーケンスの例
下記の例は、本発明に従って音声帯域データ接続が確立される工程の例示としてのシーケンスを示す。この例の場合は特定の規格およびプロトコルを使用しているが、当業者であれば、本発明は、これらのプロトコルに制限されるものではなく、任意の適当な組合わせのプロトコルを含むことを理解することができるだろう。この例の目的のために、呼エージェントとＭＴＡとの間で、呼エージェントとＣＭＴＳとの間で、またＭＴＡとＣＭＴＳとの間で重要なメッセージが交換される。

呼エージェントとＭＴＡとの間のメッセージは呼信号法制御を含み、ＰａｃｋｅｔＣａｂｌｅ（商標）ネットワークをベースとする呼信号法（ＮＣＳ）プロトコルにより交換される。呼エージェントとＭＴＡとの間でメッセージを交換するために使用することができる他のプロトコルは、媒体ゲートウェイ制御プロトコル（ＭＧＣＰ）を制限なく含むことができる。

呼エージェントとＣＭＴＳとの間のメッセージは、ＰａｃｋｅｔＣａｂｌｅ（商標）動的サービス品質（ＤＱＯＳ）プロトコルを使用する呼リソース信号法制御を含む。リソース制御は、ＤＯＣＳＩＳの上流および下流のサービスの流れに適用されるが、本質的には、上流の送信権割当サービス（ＵＧＳ）のサービス攻撃の窃盗または拒否を緩和するためのものである。ＭＴＡとＣＭＴＳとの間の音声および音声帯域呼の品質メッセージが、確実に呼リソース信号法要求およびＤＯＣＳＩＳを使用する応答およびＮＣＳプロトコルを含むようにするためにＵＧＳが必要になる。ＮＣＳコマンドは、サービス要求の適当なＵＧＳ品質を含むＤＯＣＳＩＳ動的サービス追加および変更メッセージを発行することにより、ＭＴＡが応答するＤＱＯＳリソース予約要求を含む。

発呼工程のこの第１のシーケンスにより、ケーブル・ネットワーク内のＭＴＡ間に接続が確立される。図２Ａ〜図２Ｂを参照すると、シーケンスがスタートする前に、呼エージェントは、発信および着信ＭＴＡに、その各加入者ラインについてオフフック・イベントを監視するように要求する。発信加入者が、ＭＴＡ_ｏで示す発信ＭＴＡからサービスを受けているアクセス・ラインに接続しているハンドセットを持ち上げると、シーケンスがスタートする（工程２０２）。ＭＴＡ_ｏは、オフフック遷移を検出し、呼エージェントにＮＣＳイベント通知メッセージを送信する（工程２０４）。呼エージェントはこのメッセージの肯定応答を行う（工程２０６）。次に、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｏにダイヤル・トーンを再生するように、またダイヤルした数字を監視するように要求し、またＭＴＡ_ｏに、加入者が万一接続の切断を決定するといけないので、オンフック・イベントを監視する
ように要求する（工程２０８）。ＭＴＡ_ｏは、呼エージェントからの信号要求の肯定応答を行い、発信加入者にダイヤル・トーンを送る（工程２１０）。発信加入者は、ターゲットＭＴＡの加入者アクセス・ラインに対してディレクトリ番号をダイヤルし（工程２１２）、ＭＴＡ_ｏは、ダイヤルした数字を収集し、上記数字を含むイベント通知メッセージを呼エージェントに送信する（工程２１４）。呼エージェントは数字イベント通知メッセージの肯定応答を行い、加入者のディレクトリ番号を探す（工程２１６）。呼の終了の決定は、この例よりもかなり複雑である場合があるが、この説明の目的のために、呼エージェントは、終了はケーブル・ネットワークに接続しているもう１つのＭＴＡ（ＭＴＡ_ｔで示す）と判断するものと仮定することに留意されたい。

次に、呼エージェントは、ＣＭＴＳ_ｏで示すＭＴＡ_ｏにサービスを提供しているＣＭＴＳのところにセキュリティ「ゲート」を確立する（工程２１８）。このゲートは、音声帯域データ接続をサポートするために使用することができる高速コーデックをサポートするために十分な下流および上流帯域幅を許可する。ＣＭＴＳは、ゲート設定要求の肯定応答を行い、情報（例えば、ゲートＩＤ）を呼エージェントに返送し、この情報をＭＴＡ_ｏに送信しなければならない（工程２２０）。同様に、呼エージェントは、また、ＣＭＴＳ_ｔで示すＭＴＡ_ｔにサービスを提供しているＣＭＴＳのところに相補ゲートを確立する（工程２２２）。

呼エージェントは、ＭＴＡ_ｏに低速コーデックおよび高速コーデックのサポートを含む非能動接続を生成するように要求する（工程２２４）。この例の場合には、低速コーデックはＧ．７２８であり、高速コーデックはＧ．７１１である。もちろん、他のコーデックも使用することができ、信号法プロトコルにより交渉することができる。要求は、この呼に割り当てられたＣＭＴＳ_ｏのゲートＩＤを含む。この接続は非能動モードで生成されたので、ＭＴＡ_ｏは、この時点で帯域幅を予約するが、付託はしない。ＭＴＡ_ｏは接続生成要求を確認し、呼エージェントに暫定応答を送信する（工程２２６）。着信ＭＴＡ_ｔからの遠隔接続記述子を、発信ＭＴＡ_ｏへの任意の遠隔接続記述子を通過する前に受信するまでいくつかの呼エージェントが待機することができることに留意されたい。このことが発生すると、呼セットアップ・シーケンス中のこの時点においては、リソース予約は行われない。

ＭＴＡ_ｏは、ＤＯＣＳＩＳ動的サービス追加要求により、ＣＭＴＳとの接続に対するサービスの流れを生成する（工程２２８）。このサービスの流れは、この場合はＧ．７１１である高速コーデックをサポートするために、上流および下流の両方に十分な帯域幅に対するリソース予約を含む。この時点においては、帯域幅は付託されない。要求は、ＭＴＡ_ｏが呼エージェントから受信したゲートＩＤを含む。

ＣＭＴＳ_ｏは、その呼に対するゲートの位置を発見するためにこのゲートＩＤを使用し、要求した帯域幅が、呼エージェントが許可した帯域幅内にあるかどうかをチェックし、次にその呼に対する帯域幅を予約する（工程２３０）。この帯域幅は、ネットワーク上の他の最善努力トラヒックに対して使用することができるが、この呼の期間中、またはＭＴＡからの要求により修正されるまで、任意の他の電話呼出しに割り当てることはできない。ＣＭＴＳは、ＭＴＡに、動的サービス追加応答により帯域幅が予約されたことを通知する（工程２３２）。ＭＴＡ_ｏは、動的サービス追加肯定応答で、ＣＭＴＳ応答の肯定応答を行う（工程２３４）。

ＭＴＡ_ｏは、呼エージェントに接続生成要求の肯定応答をする（工程２３６）。この肯定応答は、ＭＴＡがこの接続上で受信することができるコーデックに対するセッション記述プロトコル（ＳＤＰ）仕様を含む。これはＭＴＡ_ｏの「ローカル接続記述子」であり、呼エージェントによりＭＴＡ_ｔに送られる。この記述子は、この呼出し中、ＭＴＡ_ｏが、
高速および低速ボコーダに対するオーディオ・パケットを受信することができることを示す。次に、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｔと一緒に接続生成プロセスを反復して行う（工程２３８）。ＭＴＡ_ｏは、そのローカル接続記述子を供給したので、呼エージェントは、この記述子を接続生成要求のＭＴＡ_ｔに送ることができる。

この時点で、呼エージェントは、その呼に対する帯域幅が、ＭＴＡ_ｏおよびＭＴＡ_ｔの両方により予約に成功したことを知る。呼エージェントは、ＭＴＡ_ｏにその接続を修正し、発信加入者に呼出音を送るように要求する（工程２４０）。接続修正コマンドは、その接続生成肯定応答に着信ＭＴＡが供給したその遠隔接続記述子（ＳＤＰ）を含む。ＭＴＡ_ｏは、暫定応答を送信し、ＣＭＴＳへの動的サービス変更要求により、この遠隔接続記述子に基づいて、呼に対して必要な帯域幅を予約する（工程２４２）。ＣＭＴＳ_ｏは、帯域幅を予約し、ＭＴＡ_ｏに動的サービス変更要求を送信し（工程２４４）、ＭＴＡ_ｏは、この応答の肯定応答を行う（工程２４６）。ＭＴＡ_ｏは、呼エージェントへの接続修正の肯定応答を行い、発信加入者に対して呼出音の送信をスタートする（工程２４８）。

この時点で、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｔにＭＴＡ_ｔに接続しているハンドセットのベルを鳴らすことにより着信加入者への警告をスタートする（工程２５０）。この時点で、発信加入者は、呼出音を聞き、着信加入者の電話が鳴る。着信加入者は、ハンドセットを持ち上げることにより電話に応答する（工程２５２）。この行動は、また、ファクシミリまたはデータ・モデムのような音声帯域データ・デバイスによっても行うことができる。ＭＴＡ_ｔは、呼エージェントにオフフック・イベントを通知し（工程２５４）、呼エージェントは、それに対して肯定応答を行う（工程２５６）。呼エージェントは、ＭＴＡ_ｔにオンフックまたはフック・フラッシュ・イベントの監視をスタートするように要求し（工程２５８）、ＭＴＡ_ｔはこの要求に肯定応答を行う（工程２６０）。呼エージェントは、また、ＭＴＡ_ｏに呼出音に対する要求をキャンセルする全送信／受信モードにその接続を修正するように要求する（工程２６２）。ＭＴＡ_ｏは、低速コーデックに十分な上流帯域幅を付託するために、呼エージェントに暫定応答を送信し、ＣＭＴＳに動的サービス変更を送信する（工程２６４）。そうすることにより、ＭＴＡ_ｏは、低速コーデックによりオーディオの送信をスタートすることができる。しかし、追加帯域幅は、高速コーデックに対して依然として予約されたままである。

ＣＭＴＳは、帯域幅を作動させ、ＭＴＡに動的サービス変更応答を送信し（工程２６６）、ＭＴＡは、その応答に肯定応答を行う（工程２６８）。ＭＴＡは、呼エージェントへの接続修正に肯定応答を行い、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｔのところの接続を全送信／受信モードに修正し、そのため、この接続の上でも低速コーデックに対する下流帯域幅を付託する（工程２７０）。

この時点で、全送信／受信接続が確立された。この呼が音声呼である場合には、当事者は会話することができる。帯域幅が低速コーデックに対して付託されたが、もっと多くの帯域幅が呼に対して予約された。呼が音声呼であることが分かった場合には、追加予約帯域幅は解放される。呼が音声帯域データ呼であることが分かった場合には、追加の帯域幅が作動する。追加帯域幅の解放および作動については以下に説明する。
帯域幅の解放
本節においては、ケーブル・ネットワークに帯域幅を元通りに解放するためにＭＴＡが使用する一連の工程について説明する。図３を参照すると、プロセスは、ＭＴＡ_ｏおよびＭＴＡ_ｔが、別々にＰａｃｋｅｔＣａｂｌｅ（商標）ＮＣＳ仕様Ｉ０４およびその以降のもので定義されているファックス・トーンまたはモデム・トーンのような音声帯域データ信号を探索した場合にスタートする（工程３０２）。ＭＴＡは、構成可能な時間後に音声帯域データ信号の探索を別々に放棄する（工程３０４）。例えば、２秒間の探索時間が使用される。何故なら、この時間の長さは、位相倒置を行いまたは行わないで、モデムまた
はファックス応答トーンを検出するのに必要な時間より長いからである。各ＭＴＡは、次に、交渉した低速コーデックにより音声呼を転送する目的で、すでに付託した帯域幅に一致するための帯域幅予約を少なくするために、その各ＣＭＴＳへの動的サービス変更要求を実行する（工程３０６）。そうすることにより、未使用の予約した帯域幅が解放され、他の電話呼出しのために使用できるようになる。動的サービス変更要求は、小さいＵＧＳ許可サイズを含んでいるが、許可間隔は変わらない。許可サイズは、現在の許可間隔にＤＯＣＳＩＳ、イーサネット（登録商標）、ＩＰ、ＵＤＰおよびＴＣＰヘッダに対するオーバヘッドを加えた、低速ボコーダ・ペイロードのサイズに整合する。

このプロセスの結果、音声呼は、低速コーデックをサポートするのに必要な帯域幅だけで継続して行われる。ある従来からの装置およびある種のパーソナル・コンピュータをベースとするファクシミリ・ソフトウェアを使用した場合でさえも、ユーザは音声呼がスタートした後しばらくしてから音声帯域データ送信をスタートすることができることに留意されたい。この状況について以下に説明する。
呼スタート後の音声帯域データ検出
すでに説明したように、呼が確立してから少したった後で、おそらく音声による会話をスタートした後でも、通常はファクシミリ送信である音声帯域データを手動でスタートすることができる。音声呼は低速コーデックにより確立されたので、音声帯域データ呼に備えて予約した余分な帯域幅が上記方法で解放される。下記の例は、ＭＴＡ_ｏによりサービスを受けている発呼者は、ファックス送信を手動でスタートするものと仮定しているが、上記説明は、ＭＴＡ_ｔによりサービスを受けている発呼者がファックス送信をスタートした場合にも同様に適用することができる。

図４を参照すると、プロセスは、ファクシミリ・デバイスが、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｔ．３０が規定するファックス呼出しトーンを発生した場合にスタートする（工程４０２）。ＭＴＡ_ｏは、ファックス呼出しトーンを検出し、その遠隔接続記述子をチェックし、着信エンドポイントが高速コーデック・パケットを受信することができると判断する（工程４０４）。十分な帯域幅を使用することができないので、ＭＴＡは、上記のようにコーデックを交換することができず、代わりに呼エージェントにファックス・トーン通知を送信する（工程４０６）。呼エージェントは、ファックス・トーン・イベント通知に肯定応答を行い、ＭＴＡ_ｏにファックス送信をサポートすることができる高速コーデックに切り替えることを要求することにより応答する（工程４０８）。この点が元の呼セットアップと異なる点である。何故なら、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｏに交渉するコーデックのリストを与えないで、たった１つのコーデックだけを規定するからである。次に、ＭＴＡ_ｏは暫定応答を送信し、ファックス接続のために必要な追加帯域幅を予約し、付託するために、そのＣＭＴＳと動的サービス変更要求の交換を実行する（工程４１０）。この工程は、成功が保証されず、ファックス送信が失敗する場合もある。ファックス送信が失敗した場合には、音声帯域データ・デバイスは、一般的に、そのことをユーザに報告する。この動作は在席動作であるので、ユーザは後で再試行を行うことができる。

新しい帯域幅の割当てに成功したと仮定した場合、ＭＴＡ_ｏは、呼エージェントに対して接続修正に肯定応答を行う（工程４１２）。次に、呼エージェントは、ＭＴＡ_ｔと接続修正プロセスを反復して行う。

これは、呼がスタートした後で音声帯域データ送信がスタートした場合に使用できる単なる１つのシナリオに過ぎないことに留意されたい。例えば、ある種のファクシミリ・デバイスはＣＮＧを送信しない。この場合、音声帯域データ動作がスタートすると、ケーブル・ネットワークに送られる最初の信号は、着信デバイスが発行した応答トーンである場合もある。このような場合には、ＭＴＡ_ｔが応答トーンを検出し、呼エージェントに「ｆｔ」信号を送る。次に、呼エージェントは、すでに説明したように、接続を修正する。必
要としない場合には、呼エージェントは、イベント通知を送信したエンドポイントのところで接続の修正によりスタートすることができる。特定の呼エージェント実施により、呼エージェントは、並列の接続両方を修正しようとすることができる。

今まで種々の実施形態を詳細に図示し、説明してきたが、本発明の種々の修正および変更は、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、上記開示に含まれること、および添付の特許請求の範囲内に含まれることを理解されたい。例えば、パケット電話サービスに関連して本発明を説明してきたが、通常の当業者であれば、本発明は、例えば、ビデオ会議のような他のリアルタイム・サービスの提供にも同様に適用することができることを理解することができるだろう。

本発明の原理を実施する例示としての全音声オーバ・インターネット通信システム。発呼プロセスの一例を示す流れ図。発呼プロセスの一例を示す流れ図。帯域幅が解放されるプロセスの一例を示す流れ図。呼スタート後の音声帯域データを受信するプロセスを示す流れ図。

Claims

２つのエンドポイント間のパケット交換電話接続用のケーブル・ネットワーク上で帯域幅を割り当てるための方法であって、
発呼時に、前記エンドポイント間に音声帯域データ接続を確立するために十分な帯域幅の割当てを許可し予約する工程と、
前記エンドポイント間に圧縮音声トラヒック接続を確立するのに十分な帯域幅の割当ての一部だけを付託する工程と、を含み、前記割当ての前記付託した部分が帯域幅の予約割当てのサブセットである方法。
前記エンドポイントのうちの少なくとも１つが、前記接続が音声トラヒックをサポートするためのものであって、音声帯域データをサポートするものではないと判断した場合に、帯域幅の割当ての前記予約はしたがまだ付託していない部分を他の接続に対して使用することができるように、前記割当て部分を解放する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
音声帯域データを検出しないまま全送信／受信接続が確立してから規定の時間経過後に前記解放工程が実行される、請求項２に記載の方法。
前記規定時間が、音声帯域データを検出するのに十分な時間である、請求項３に記載の方法。
前記エンドポイントのうちの少なくとも１つが、前記接続が音声帯域データをサポートするためのものであると判断した場合に、さらなる許可を受けずに、前記予約はしたがまだ付託していない帯域幅を付託する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記エンドポイント間で高速コーデックおよび低速コーデックに対するサポートについて交渉する工程と、前記圧縮される音声トラヒック接続のために、低速コーデックを最初に使用する工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記エンドポイント間で高速コーデックおよび低速コーデックに対するサポートについて交渉する工程と、前記圧縮される音声トラヒック接続用に最初に低速コーデックを使用する工程とをさらに含む、請求項５に記載の方法。
前記音声帯域データに対して前記高速コーデックを使用する工程をさらに含む、請求項７に記載の方法。
前記追加帯域幅の解放工程の実行後に音声帯域データを検出した場合には、前記ケーブル・ネットワークに関連する呼エージェントに通知することにより、前記予約はしたがまだ付託していない帯域幅を付託する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
前記エンドポイントに前記音声帯域データ用の特定の高速コーデックを指定する工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。
前記許可工程が、前記ケーブル・ネットワークに関連する呼エージェントにより実行される、請求項１に記載の方法。
前記エンドポイントのうちの少なくとも１つがＭＴＡである、請求項１に記載の方法。
前記ケーブル・ネットワークがＨＦＣケーブル・ネットワークである、請求項１に記載の
方法。
前記帯域幅の前記予約はしたがまだ付託していない部分を、最善努力優先権を割り当てられたトラヒックに対して使用することができる、請求項１に記載の方法。
前記接続が音声帯域データをサポートするためのものであるとの判断が、音声帯域データ・デバイスからのトーンを検出することにより行われる、請求項５に記載の方法。