DE60114276T2

DE60114276T2 - Integriertes Kommunikationssystem und Verfahren über ein locales IP-Netzwerk

Info

Publication number: DE60114276T2
Application number: DE2001614276
Authority: DE
Inventors: Chan-Kyu Padal-gu Koo
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2021-02-20
Also published as: EP1137238B1; EP1137238A3; DE60114276D1; JP3872477B2; JP2001313676A; KR100689540B1; EP1137238A2; JP2004147349A; KR20010100227A; JP2004166301A; US20010032270A1; US7447804B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Telefonie über ein lokales IP-(Internet Protocol)-Netzwerk, und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Durchführen eines Telefonanrufs für eine Mehrzahl von Benutzern über ein lokales IP-Netzwerk, zu dem eine einzelne IP-Adresse zugeordnet ist.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Systems für eine Telefonie über ein IP-Netzwerk, 2 stellt Protokolle für eine Telefonie in einem Terminal des herkömmlichen Systems dar, 3 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Entdecken eines Gatekeepers in dem herkömmlichen System und 4 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für eine Ruf-Verarbeitung in dem herkömmlichen System.
Wie 1 zeigt, wird ein auf einem VOIP (Voice Over Internet Protocol) basierender Telefonanruf über ein IP-Netzwerk 110 entsprechend der ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunication Sector) Recommendation H.323 durchgeführt.
Ein Gatekeeper 120 arbeitet als ein Server für eine Konversion zwischen einer Telefonnummer, eingegeben durch einen Endbenutzer, und einer IP-Adresse, und stellt eine Registrierung, eine Authentifizierung und ein RAS-(Registration Admission Status)-Management bereit. Computer 150 und 151 sind zu eindeutigen IP-Adressen zugeordnet und mit dem IP-Netzwerk 110 verbunden. Das IP-Netzwerk 110 ist mit dem PSTN (Public Switched Telecommunication Network) 180 und 181 über Gateways 190 und 191 verbunden. Ein I-PHONE 160 ist ein Internet-Telefon für einen Internet-Ruf.
H.323 stellt Protokolle dar, wie sie in 2 dargestellt sind. Entsprechend H.323 wird eine Kommunikation durch TCP (Transmission Control Protocol) 210 oder UDP (User Data Protocol) 220 basierend auf IP (Internet Protocol) 200 durchgeführt.
Für einen Versuch und eine Verbindung eines anfänglichen Rufs wird eine Rufsignalisierung entsprechend zu H.225(Q.931) 211, eine Rufsteuerung entsprechend zu H.245 212 und eine Datenübertragung entsprechend zu T.120 213 durchgeführt. H.225, H.245 und T.120 basieren auf TCP 210.
Nach einer Rufverbindung nimmt G.7XX 221 eine Berechnung einer Sprachübertragung und H.26X 222 einer Video-Übertragung, vor. G.7XX und H.26X werden durch RTP (Real Time Protocol) 223 für eine Realzeit-Übertragung verarbeitet, und RTCP 224 steuert einen RTP-Kanal. G.7XX, H.26X, RTP und RTCP basieren auf UDP 220. TCP fordert eine Bestätigung an und UDP sendet Daten ungeachtet der Bestätigung. UDP 220 verarbeitet Sprach- oder Video-Daten, da dessen leichter Verlust zu einem Benutzer hin bei der Daten-Wiederherstellung vernachlässigbar ist.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Beschreibung der Betriebsweise eines Entdeckens des Gatekeepers 120 für einen Telefonanruf über das IP-Netzwerk 110 in dem Computer 150 vorgenommen.
In einem Schritt 300 sendet der Computer eine Gatekeeper-Anforderungs-Nachricht, GRQ, unter Verwendung einer Multicast-Adresse durch UDP, um den Gatekeeper 120 aufzudecken. Der Gatekeeper 120 sendet eine Gatekeeper-Bestätigungs-Nachricht GCF als eine Antwort für die Gatekeeper-Anforderungs-Nachricht GRQ zu dem Computer 150 im Schritt 310. Die Gatekeeper-Bestätigungs-Nachricht, GCF, enthält die IP-Adresse des Gatekeepers 120. Unter Empfang der Gatekeeper-Bestätigungs-Nachricht GCF sendet der Computer 150 eine Registrierungs-Anforderungs-Nachricht RRQ zu dem Gatekeeper 120, um dadurch eine Q.931 Transport-Adresse (IP-Adresse + TCP-Anschluss-Nummer) und eine Alias-Adresse des Computers 150 und eine IP-Adresse einer Bestimmung (d.h. eines empfangenen Computers) zu registrieren. Die Alias-Adresse ist in dem Fall registriert, dass ein lokales IP-Netzwerk zu einer Mehrzahl von IP-Adressen zugeordnet ist. Ein solches lokales IP-Netzwerk ordnet dynamisch die IP-Adressen zu Computern, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, unter Anforderung eines Internet-Zugangs, zu, und ein Gatekeeper registriert die IP-Adressen, die zu den Computern zugeordnet sind.
Wenn eine Registrierung abgeschlossen ist, sendet der Gatekeeper 120 eine Registrierungs-Bestätigungs-Nachricht RCF zu dem Computer 150 in dem Schritt 330. Für diesen Zweck definiert ITU-T die UDP- und TCP-Kanäle, wie dies in Tabelle 1 nachfolgend dargestellt ist.
Tabelle 1
Ein Vorgang, der Registrierung folgend, wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Wie 4 zeigt, sendet der Computer 150 eine Zulassungs-Anforderungs-Nachricht ARQ zu dem Gatekeeper 120 im Schritt 400 und der Gatekeeper 120 sendet eine Zulassungs-Bestätigungs-Nachricht ACF zu dem Computer 150 auf die Zulassungs-Anforderungs-Nachricht hin, ARQ, soweit wie der empfangende Computer nicht belegt ist, und zwar im Schritt 410. Dann öffnet der Computer 150 einen TCP-Kanal für eine Rufsignalisierung entsprechend zu Q.931 im Schritt 420 und sendet seine Transport-Adresse zu dem Computer 151, eine Verbindung im Schritt 430 anfordernd. Der Computer 151 sendet die Zulassungs-Anforderungs-Nachricht ARQ zu dem Gatekeeper 120, eine Verbindungs-Zulassung anfordernd. Im Schritt 450 sendet der Gatekeeper 120 die Zulassungs-Bestätigungs-Nachricht ACF zu dem Computer 151. Nachdem die Rufverbindung zugelassen ist, sendet der Computer 150 eine H.245 Transport-Adresse zu dem Computer 151, über die abgeschlossene Verbindung hinweisend, im Schritt 460. Der Computer 150 öffnet einen TCP-Kanal für H.245 im Schritt 470 und richtet einen RTP/RTCP-Kanal für einen Sprach- oder Video-Ruf in einer Realzeit durch Austauschen von H.245 Nachrichten im Schritt 480 ein. Dann schreitet der Ruf durch UDP im Schritt 490 fort.
Der vorstehende Ruf-Vorgang ist im Zusammenhang mit den ITU-T Empfehlungen geschrieben worden und dessen detaillierte Beschreibung ist hier weggelassen.
Eine Telefonie über das IP-Netzwerk ist unter der Vorgabe durchführbar, dass das Terminal (Computer, Internet- und Telefon, usw.) seiner eindeutigen IP-Adresse zugeordnet ist. Mit anderen Worten kann ein Terminal, verbunden mit einem lokalen IP-Netzwerk und ohne eine eindeutige IP-Adresse, keine Daten sendenlempfangen. Wenn ein Telefon ruf über das IP-Netzwerk durchgeführt wird, dient jede IP-Adresse als eine Telefonnummer. Deshalb kann ein Computer ohne eine IP-Adresse keinen Telefonanruf durchführen.
Die WO 97/40610 offenbart einen Internet-Protokoll-Filter, der ein öffentliches Netzwerk, wie beispielsweise das Internet, mit einem privaten Netzwerk verbindet, wobei private Knoten, vorhanden auf dem privaten Netzwerk, keine öffentliche Netzwerk-Adresse, wie beispielsweise eine IP-Adresse, haben. Das Internet-Protokoll-Filter ordnet IP-Sessions auf der privaten Seite zu einem eindeutigen Anschluss der Adresse des IP-Filters durch Ersetzen einer Quellen-Adresse in einem Paket-Header gegen die IP-Adresse und eine Anschluss-Nummer des Internet-Protokoll-Filters zu. Dieses Dokument bildet den Oberbegriff der Ansprüche, die hier beigefügt sind.
H.323 Gatekeepers: Essential Software For IP Telephony And Multimedia Conferencing (URL): HTTP://www.tmcnet.com/articles/ctimag/0298/developer001.HTM beschreibt die Funktionen einer Gatekeeper-Einheit in dem International Telecommunications Union (ITU) H.323 Standard.
Es ist deshalb eine Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum Durchführen eines Telefonanrufs unter Verwendung einer einzelnen IP-Adresse in einer Vielzahl von Terminals, verbunden mit einem lokalen IP-Netzwerk, zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ein System und ein Verfahren zum schnittstellenmäßigen Verbinden zwischen einem Terminal, verbunden mit einem IP-Netzwerk, und einem Terminal, verbunden mit einem lokalen IP-Netzwerk, in dem Fall, dass eine Vielzahl von Terminals, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, Telefonanrufe, unter Verwendung einer einzelnen IP-Adresse, durchführen, zu schaffen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kommunikationssystem für eine Kommunikation über ein lokales IP-Netzwerk geschaffen, umfassend: ein IP-Netzwerk; ein lokales IP-Netzwerk; eine Vielzahl von Netzwerkknoten, angeschlossen an das lokale IP-Netzwerk; eine Netzwerkvorrichtung, angeschlossen an das IP-Netzwerk und an das lokale IP-Netzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein System zur Multi-Telekommunikation über das lokale IP-Netzwerk ist; die Vielzahl von Netzwerkknoten eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals zum Ausführen eines Sprachrufes oder eines Videorufes über das lokale IP-Netzwerk ist; die Netz werkvorrichtung ein an das IP-Netzwerk und das lokale IP-Netzwerk angeschlossenes Home-Gateway zum Verbinden zwischen dem IP-Netzwerk und der Vielzahl von Terminals über eine Schnittstelle zum Zuweisen einer ID und eines Anschlusses an jedes Terminal, um Terminals, die eine IP-Adresse gemeinsam nutzen, bei der Weiterverarbeitung eines eingehenden Rufes und eines ausgehenden Rufes zu unterscheiden, und zum Konvertieren von IP- und Anschlussinformationen in dem Header und der Nutzlast eines empfangenen oder übertragenen Paketes gemäß einer zugewiesenen ID- und Anschlussnummer ist; und ein Gatekeeper zum Durchführen der Registrierung und der Rufverbindungszulassung und zum Verwalten des Status des IP-Netzwerkes an das IP-Netzwerk angeschlossen ist.
Vorzugsweise umfasst das Home-Gateway einen Speicher zum Speichern der IPs und der Anschluss-Nummern, um Rufe, die von dem lokalen IP-Netzwerk ankommen, und zu diesem hin abgehen, zu verarbeiten.
Das Home-Gateway kann basierend auf den folgenden Protokollen arbeiten:
Tabelle 3
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbauen einer Verbindung über ein lokales IP-Netzwerk geschaffen, das die Schritte umfasst: Zuweisen eines Anschlusses zu einem Terminal und Speichern der ID- und der Anschlussinformationen des Terminals; dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren des Aufbauens eines Rufes zur Multi-Kommunikation über das lokale IP-Netzwerk ist und die folgenden Schritte umfasst: Zuweisen des Anschlusses zu dem Terminal, wenn das Terminal einen Rufaufbau abfordert, und Speichern der ID- und der Anschlussinformationen des Terminals; Konvertieren eines Übertragungspaketes gemäß den gespeicherten Informationen und Übertragen des konvertierten Übertragungspaketes; und Konvertieren, wenn das den gespeicherten Informationen entsprechende Paket empfangen wird, eines empfangenen Paketes, Konvertieren des empfangenen Paketes gemäß den gespeicherten Informationen und Übertragen des konvertierten Paketes zu dem Terminal.
Vorzugsweise werden IP- und Anschluss-Informationen in dem Header und in der Nutzlast des Pakets in der Paket-Konvertierung geändert.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt eines Findens eines Gatekeepers in einem IP-Netzwerk, angeschlossen an das lokale IP-Netzwerk, und das Registrieren des Terminals in dem Gatekeeper, bei Anforderung des Rufaufbaus, umfassen.
Das Verfahren weist weiterhin die Schritte auf: Suchen nach einem Gatekeeper unter Verwendung einer Multicast-Adresse durch das lokale IP-Netzwerk nach Abforderung des Rufaufbaus; Registrieren, wenn der Gatekeeper antwortet, des Terminals, das den Rufaufbau abfordert, in dem Gatekeeper durch eine dem lokalen IP-Netzwerk zugewiesene IP-Adresse und eine dem Terminal zugewiesene Anschlussnummer, um das Terminal von den anderen Terminals, die die IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu unterscheiden; und Empfangen einer Registrierungsbestätigung von dem Gatekeeper.
Das Verfahren kann weiterhin die Schritte aufweisen: Abfordern des Rufaufbaus zu dem Gatekeeper durch das rufende Terminal, wenn die Registrierung abgeschlossen ist; und Zulassen der Rufverbindung gemäß dem Status eines gerufenen Terminals durch den Gatekeeper.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt eines Abforderns einer Rufverbindung durch Übertragen der IP-Adresse und der Anschlussnummer des rufenden Terminals zu dem gerufenen Terminal, wenn die Rufverbindung zugelassen ist, umfassen.
Das Verfahren kann weiterhin die Schritte umfassen: Abfordern einer Rufverbindung zu dem Gatekeeper durch das gerufene Terminal nach Rufabforderung; und Übertragen einer IP-Adresse und einer Anschlussnummer des gerufenen Terminals zu dem rufenden Terminal, wenn der Gatekeeper die Rufverbindung zulässt.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt eines Einrichtens von Kanälen zur Echtzeitübertragung zwischen dem rufenden Terminal und dem gerufenen Terminal durch das Öffnen von Kanälen gemäß den ausgetauschten IP- und Anschlussinformationen und das Austauschen von Nachrichten umfassen.
Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Ausführens eines Sprachrufes oder eines Videorufes auf UDP-Kanälen, wenn die Echtzeitübertragungskanäle eingerichtet sind, umfassen.
Die ID des Terminals ist vorzugsweise eine durch das lokale IP-Netzwerk zugewiesene interne IP-Adresse.
Eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals wird vorzugsweise durch verschiedene TCP- und UDP-Anschlüsse unterschieden.
Vorzugsweise ist TCP ein Protokoll zum Suchen nach dem Gatekeeper, zum Registrieren der Anschlüsse in dem Gatekeeper, zum Erlangen der Zulassung zur Rufverbindung für das rufende Terminal von dem Gatekeeper, zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des rufenden Terminals zu dem gerufenen Terminal, zum Erlangen der Zulassung zur Rufverbindung für das gerufene Terminal von dem Gatekeeper, zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des gerufenen Terminals zu dem rufenden Terminal und zum Einrichten der Echtzeitübertragungskanäle.
Vorzugsweise werden übertragene und empfangene Pakete unter Verwendung der dem lokalen IP-Netzwerk zugewiesenen IP-Adresse und der internen IP-Adresse und Anschlussnummer des Terminals konvertiert.
Vorzugsweise ist eine Speicherabbildung bzw. -liste zum Speichern der IP- und Anschlussinformationen in der folgenden Struktur aufgebaut:
Tabelle 5
Die Anschlussinformationen können in dem Gatekeeper registriert werden und durch den Gatekeeper aktualisiert werden, wenn die Anschlussinformationen geändert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Home-Gateways zur Multi-Kommunikation über ein lokales IP-Netzwerk geschaffen, die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, durch Analysieren des Paketes nach Empfang des Paketes, ob eine Rufverbindung abgefordert ist, und Prüfen, ob die Anzahl der Verbindungsleitungen, die gerade gemeinsam dieselbe IP-Adresse nutzen, bei Abforderung der Rufverbindung auf einem Schwellenwert ist oder diesen übersteigt; Öffnen eines Kanals für einen gerufenen Anschluss gemäß den IP- und Anschlussinformationen einer Zieladresse in dem Paket, wenn die Anzahl der Verbindungsleitungen auf dem Schwellenwert oder darunter ist; Konvertieren des Paketes gemäß den IP- und An schlussinformationen eines rufenden Terminals und des gerufenen Terminals und Übertragen des Paketes; und Verweigern der Rufverbindung und Durchführen eines fehlerbezogenen Arbeitsschrittes, wenn die Anzahl der Verbindungsleitungen den Schwellenwert übersteigt.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Paketempfangsverfahren geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verfahren ein Paketempfangsverfahren zur Multi-Telekommunikation über ein lokales IP-Netzwerk ist, das die folgenden Schritte umfasst: Feststellen, durch Analysieren eines Paketes nach Empfang eines Paketes von einem IP-Netzwerk, ob eine Rufverbindung zu einem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal abgefordert ist; Öffnen eines Kanals für das gerufene Terminal gemäß den IP- und Anschlussinformationen einer Zieladresse in dem Paket, nach Abforderung der Rufverbindung; und Konvertieren übertragener und empfangener Pakete gemäß den IP- und Anschlussinformationen eines rufenden Terminals und des gerufenen Terminals.
IP- und Anschlussinformationen in dem Header und der Nutzlast des Paketes werden bei der Paketkonvertierung geändert.
Das Verfahren kann des Weiteren die folgenden Schritte umfassen: Abfordern der Zulassung zur Rufverbindung zu einem Gatekeeper in dem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen IP-Netzwerk, nach Abforderung des Paketempfangs; Übertragen der IP- und Anschlussnummer des gerufenen Terminals zu einem rufenden Terminal, wenn der Gatekeeper die Rufverbindung zulässt.
Das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Einrichtens von Kanälen zur Echtzeitübertragung zwischen dem rufenden Terminal und dem gerufenen Terminal durch das Öffnen von Kanälen gemäß den ausgetauschten IP- und Anschlussinformationen und das Austauschen von Nachrichten umfassen.
Das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Ausführens eines Sprachrufes oder eines Videorufes auf UDP-Kanälen, wenn die Echtzeitübertragungskanäle eingerichtet sind, umfassen.
Eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals wird durch interne IP-Adressen, die den Terminals zugewiesen sind, vorzugsweise unterschieden.
Die Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals wird durch verschiedene TCP- und UDP-Anschlüsse, die den Terminals durch das IP-Netzwerk zugewiesen werden, vorzugsweise unterschieden.
Vorzugsweise ist TCP ein Protokoll zum Erlangen von Zulassung zur Rufverbindung von dem Gatekeeper, zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des rufenden Terminals zu dem gerufenen Terminal und zum Einrichten der Echtzeitübertragungskanäle.
Vorzugsweise werden übertragene und empfangene Pakete unter Verwendung der dem lokalen IP-Netzwerk zugewiesenen IP-Adresse und der internen IP-Adresse und der Anschlussnummer des an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals konvertiert.
Vorzugsweise ist eine Speicherabbildung bzw. -liste zum Speichern der IP- und Anschlussinformationen in der folgenden Struktur aufgebaut:
Tabelle 6
Die Anschlussinformationen können in dem Gatekeeper registriert werden und durch den Gatekeeper aktualisiert werden, wenn die Anschlussinformationen geändert werden.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausführen eines Telefonrufes unter Verwendung einer IP-Adresse in einer Vielzahl von an ein lokales IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals geschaffen, die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, ob dem lokalen IP-Netzwerk durch ein Home-Gateway des lokalen IP-Netzwerkes ein Paket zugewiesen ist, nach Empfang des Paketes von einem IP-Netzwerk; Feststellen, wenn das Paket dem lokalen IP-Netzwerk zugewiesen ist, ob das Paket für einen Telefonruf ist; Konvertieren, wenn das Paket für einen Telefonruf ist, des Headers und der Nutzlast des Paketes gemäß den IP- und Anschlussinformationen, die für den Telefonruf voreingestellt sind, und Übertragen des konvertierten Paketes zu einem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal; Feststellen, wenn das Paket nicht für einen Telefonruf ist, ob das Paket für konventionelle Internetkommunikation ist; und Konvertieren des Paketes, wenn das Paket für die konventionelle Internetkommunikation ist, gemäß den für die konventionelle Internetkommunikation voreingestellten IP- und Anschlussinformationen und Übertragen des konvertierten Datenpaketes zu dem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal.
Vorzugsweise zeigen die Anschlussinformationen einen Anschluss, der der konventionellen Internetkommunikation zugewiesen ist, und einen Anschluss, der dem Terminal für den Telefonruf zugewiesen ist, an, um das Terminal unter den weiteren Terminals, die dieselbe IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu identifizieren.
Die Anschlüsse können TCP- und UDP-Anschlüsse sein.
Gemäß einem noch anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Durchführen eines Telefonrufes unter Verwendung einer IP-Adresse in einer Vielzahl von an ein lokales Netzwerk angeschlossenen Terminals geschaffen, die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, bei Empfang des Paketes von einem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal, ob das Paket für einen Telefonruf durch ein Home-Gateway des lokalen IP-Netzwerkes ist; Konvertieren, wenn das Paket für einen Telefonruf ist, des Headers und der Nutzlast des Paketes gemäß den IP- und Anschlussinformationen, die für den Telefonruf voreingestellt sind, und Übertragen des konvertierten Paketes zu einem IP-Netzwerk; Feststellen, wenn das Paket nicht für den Telefonruf ist, ob das Paket für konventionelle Internetkommunikation ist; Konvertieren des Paketes, wenn das Paket für die konventionelle Internetkommunikation ist, gemäß den für die konventionelle Internetkommunikation voreingestellten IP- und Anschlussinformationen und Übertragen des konvertierten Pake tes zu dem IP-Netzwerk; und Registrieren, wenn das Paket weder für den Telefonruf noch für die konventionelle Internetkommunikation ist, einer IP-Adresse und einer Anschlussnummer des Paketes für neue Internetkommunikation.
Vorzugsweise zeigen die Anschlussinformationen einen Anschluss, der der konventionellen Internetkommunikation zugewiesen ist, und einen Anschluss, der dem Terminal für den Telefonruf zugewiesen ist, an, um das Terminal unter den weiteren Terminals, die dieselbe IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu identifizieren.
Vorzugsweise sind die Anschlüsse TCP- und UDP-Anschlüsse.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung, und um zu zeigen, wie Ausführungsformen derselben umgesetzt werden können, wird nun, anhand eines Beispiels, auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen Bezug genommen, in denen:
1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Systems zum Durchführen eines auf VOIP basierenden Telefonanrufs;
2 stellt die Struktur von Protokollen für einen Telefonruf in einem Terminal des herkömmlichen Systems dar;
3 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Aufdecken eines Gatekeepers in dem herkömmlichen System;
4 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für eine Telefonruf-Verarbeitung in dem herkömmlichen System;
5 stellt ein Multi-Telekommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
6 stellt die Struktur von Protokollen für ein Heim-Gateway gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
7 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Aufdecken eines Gatekeepers gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Registrieren in dem Gatekeeper gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für eine Telefonruf-Verarbeitung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für eine Protokoll-Konvertierung in dem Home-Gateway;
11 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Verarbeiten eines ankommenden Rufs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
12 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zur Verarbeitung eines abgehenden Rufs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung werden ausreichend bekannte Funktionen oder Anordnungen nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung in unnötigem Detail verschleiern könnten.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 wird ein Multi-Telekommunikationssystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 5 führt ein Home-Gateway 100, das eine Vielzahl von Computern 102 bis 109 über ein lokales IP-Netzwerk 101 steuert, eine unterschiedliche Funktion gegenüber derjenigen eines herkömmlichen Home-Gateways, dargestellt in 1, aus. Nur eine Protokoll-Konvertierung wird in dem herkömmlichen Home-Gateway ausgeführt, um schnittstellenmäßig zwischen dem IP-Netzwerk 110 und den Computern 102 bis 109 zu verbinden. Das bedeutet, dass extern eingegebene Pakete von TCP/UDP 610, IP 620 und MAC 630 in Pakete von TCP'/UDP' 611, IP' 621 und MAC' 631 für eine Verbindung mit dem lokalen IP-Netzwerk 110 eingegeben werden. Allerdings stellt das Home-Gateway 100 zusätzlich eine Paketumwandlung entsprechend der ITU-T Recommendation H.323 bereit. Deshalb konvertiert das Home-Gateway 100 sowohl den Header als auch die Nutzlast eines Pakets, unter Bezugnahme auf eine vorbestimmte Tabelle.
Das lokale IP-Netzwerk 101 ist gewöhnlich weniger IP-Adressen in der Zahl als die Computer 102 bis 109 unter der Annahme zugeordnet, dass alle Computer 102 bis 109 nicht mit dem IP-Netzwerk 110 verbunden sind. Deshalb ordnet das Home-Gateway dynamisch die IP-Adresse zu Computern zu, die einen Zugang zu dem IP-Netzwerk anfordern, was mit sich bringt, dass eine unterschiedliche IP-Adresse einem Computer in Abhängigkeit von Situationen zugeordnet wird. Demzufolge können die Computer 102 bis 109, dynamisch zugeordnet zu IP-Adressen, nicht auf das IP-Netzwerk für eine Rufverbindung zugreifen. Um das Problem zu beseitigen, diskriminiert das Home-Gateway 100 Computer, die gemeinsam eine identische IP-Adresse teilen, durch Anschluss-Nummern, um einen Telefonanruf über das IP-Netzwerk 110 in der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Allgemein dient eine IP-Adresse in einem IP-Netzwerk als eine Telefonnummer, um einen Endbenutzer zu identifizieren. Allerdings wirkt eine IP-Adresse, zugeordnet zu dem lokalen IP-Netzwerk 101, als eine lokale Nummer und eine Anschluss-Nummer als eine Telefonnummer. Tabelle 2 nachfolgend zeigt, wie das Home-Gateway 100 die Computer 102 bis 109, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, identifiziert.
Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 dargestellt ist, besitzt das lokale IP-Netzwerk 101, verbunden mit dem IP-Netzwerk 110, N Terminals und ist zu zwei IP-Adressen, 203.234.47.18 und 203.234.47.19, zugeordnet. Jede IP-Adresse wird gemeinsam durch eine Vielzahl von Terminals geteilt. Das lokale IP-Netzwerk 101 identifiziert jedes Terminal durch eine interne IP-Adresse, die 10.0.0.0 bis 10.0.255.255 ist. Gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedes Terminal einer unterschiedlichen Anschluss-Nummer zugeordnet, um eine Unterscheidung zwischen den Terminals des lokalen IP-Netzwerks 101 vorzunehmen. Hier bezieht sich ein Anschluss auf einen TCP/UDP Anschluss, nicht in einem physikalischen Sinne oder in dem Sinne einer Hardware. Allgemein weist das IP-Netzwerk bestimmte Anschlüsse zu, um HTTP, eine E-Mail und FTP zu verarbeiten, und besitzt eine Vielzahl von reservierten Anschlüssen. Diese reservierten Anschlüsse werden als IDs verwendet, um die Terminals, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu identifizieren. Durch die Anschluss-Nummern identifizieren das IP-Netzwerk 110 und die Computer 150 und 151, verbunden mit dem IP-Netzwerk 110, die Computer 102 bis 109, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101. Die Anschlüsse können durch einen Netzwerk-Operator zugewiesen sein. Informationen über die zugewiesenen Anschlüsse und die IP-Adressen sind in einem Speicher zur Verwendung in einer Paket-Konvertierung gespeichert. Zugeordnete und aktualisierte Anschluss-Nummern und IP-Adressen werden zu dem Gatekeeper 120 übertragen und registriert, der das IP-Netzwerk 110 verwaltet.
Ein Paket ist typischerweise in einen Header, eine Bestimmung anzeigend, und eine Source und eine Nutzlast, reale Benutzer-Daten enthaltend, unterteilt. Wenn H.323 für einen Sprach-Ruf oder einen Video-Ruf verwendet wird, sind die IP-, TCP- und UDP-Informationen einer Bestimmung in der Nutzlast ebenso wie in dem Header eines Pakets umfasst. Deshalb weist nur dann, wenn der Header geändert wird, ein Terminal nur auf das Vorhandensein eines Fehlers durch eine Fehlerprüfung an der Nutzlast, nicht einen Ruf durchführend, hin. Das Home-Gateway 100 ändert die Informationen des Headers und der Nutzlast entsprechend zu vorbestimmten Werten (Tabelle 2), um dadurch einen Telefonruf durchzuführen.
Nun werden ein Rufaufbau und eine Rufbeendigung beschrieben.
7 zeigt ein Signal-Flussdiagramm zum Aufdecken des Gatekeepers 120. Wie 7 zeigt, arbeitet das Home-Gateway 100 dahingehend, den Gatekeeper 120 des IP-Netzwerks 110 in dem Schritt 700 aufzudecken. Dieser Schritt wird in einer ähnlichen Art und Weise zu dem herkömmlichen Verfahren durchgeführt.
Im Schritt 700 sendet der Computer 102, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, eine Gatekeeper-Anforderungs-Nachricht GRQ' zu dem Home-Gateway 100. Das Home-Gateway 100 wandelt ein GRQ' Paket zu einem GRQ Paket unter Bezugnahme auf Tabelle 2 um und sendet das GRQ Paket zu dem IP-Netzwerk 110 in dem Schritt 710. Die Paket-Konvertierung stellt ein Ändern der Inhalte des Headers und der Nutzlast des GRQ' Pakets dar. „'" von GRQ' zeigt ein Paket an, das in dem lokalen IP-Netzwerk 101 erzeugt ist, oder ein Paket, das zu einem Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, hin gerichtet ist.
Die Paket-Konversion wird anhand eines Beispiels beschrieben. Der Computer 102 sendet ein Paket für einen Telefonanruf zu dem Home-Gateway 100. Der Header des Pakets umfasst eine Multicast-IP-Adresse, um den Gatekeeper 120 aufzudecken, und eine interne IP-Adresse, zugeordnet zu dem Computer 102 durch das lokale IP-Netzwerk 101. Dann ändert das Home-Gateway 100 die interne IP-Adresse zu einer IP-Adresse, zugeordnet zu dem lokalen IP-Netzwerk 101, durch das IP-Netzwerk 110, und schreibt eine Anschluss-Nummer, zugeordnet für einen Telefonruf, in die Nutzlast ebenso wie in den Header des Pakets, und sendet das konvertierte Paket zu dem IP-Netzwerk 110.
Unter Empfang der Gatekeeper-Anforderungs-Nachricht GRQ von dem IP-Netzwerk 110 sendet der Gatekeeper 120 die Gatekeeper-Bestätigungs-Nachricht, umfassend die IP-Adresse des Gatekeepers 120, GCF, zu dem Home-Gateway 100 in dem Schritt 720. Die Nachricht GCF wird zu einer entsprechenden IP-Adresse und Anschluss-Nummer entsprechend zu den Informationen des GRQ Pakets übertragen. Falls H.323 verwendet wird, werden Informationen in der Nutzlast des GCF Pakets auch entsprechend zu dem empfangenen GRQ Paket bestimmt. Unter Empfang der Gatekeeper-Bestätigungs-Nachricht GCF prüft das Home-Gateway 100, ob dort ein Terminal mit der entsprechenden IP-Adresse und Anschluss-Nummer, unter Bezugnahme auf Tabelle 2, vorhanden ist. Falls das Terminal existiert, erfasst das Home-Gateway 100 eine interne IP-Adresse, zugeordnet zu dem Anschluss, wandelt die IP- und Anschluss-Informationen des Headers und der Nutzlast in das GCF-Paket um und sendet das umgewandelte GCF'-Paket zu dem Computer 102 in dem Schritt 730.
In den Schritten 701, 711, 721 und 731 sucht ein anderer Computer 109 nach dem Gatekeeper 120. Die Beschreibung davon wird hier weggelassen. Wie in Tabelle 2 dargestellt ist, werden Terminals, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, durch unterschiedli che Anschlüsse diskriminiert, obwohl sie dieselbe IP-Adresse, zugeordnet zu dem lokalen IP-Netzwerk, verwenden. Die Anschlüsse sind TCP/UDP-Anschlüsse, wie dies in 6 dargestellt ist, und unterschiedliche oder dieselben Anschlüsse können für TCP und UDP verwendet werden, wie dies in Tabelle 2 dargestellt ist. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung teilen Terminals in dem lokalen IP-Netzwerk gemeinsam dieselbe IP-Adresse, um hervorzuheben, dass sie durch Anschlüsse diskriminiert sind, wenn sie mit dem IP-Netzwerk kommunizieren.
8 zeigt ein Signal-Ablaufdiagramm zum Registrieren des Computers 102, der einen Ruf, in dem Gatekeeper 120, anfordert. Im Schritt 800 sendet der Computer 102 eine Registrierungs-Anforderungs-Nachricht RRQ' zu dem Home-Gateway 100, um einen Telefonanruf zu dem Gatekeeper 120 anzufordern. Das Home-Gateway 100 wandelt das RRQ'-Paket zu einem RRQ-Paket unter Bezugnahme auf Tabelle 2 um und sendet das RRQ-Paket zu dem Gatekeeper 120 im Schritt 810. Wie vorstehend angegeben ist, wird die Umwandlung in Bezug auf die Inhalte des Headers und der Nutzlast des RRQ'-Pakets durchgeführt. „'" von RRQ' zeigt an, dass das Paket in dem lokalen IP-Netzwerk 101 erzeugt ist oder dass das Paket zu einem Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, gerichtet ist.
Die Paket-Konvertierung wird anhand eines Beispiels beschrieben. Der Computer 102 sendet ein Paket für eine Registrierung zu dem Home-Gateway 100. Der Header des Pakets umfasst die IP-Adresse des Gatekeepers 120 und eine interne IP-Adresse des Computers 102, zugeordnet durch das lokale IP-Netzwerk 101. Dann ändert das Home-Gateway 100 die interne IP-Adresse zu einer IP-Adresse, die dem lokalen IP-Netzwerk 101 durch das IP-Netzwerk 110 zugeordnet ist, und schreibt eine Anschluss-Nummer, die für einen Telefonruf zugeordnet ist, in die Nutzlast, ebenso wie in den Header des Pakets, und sendet das konvertierte Paket zu dem Gatekeeper 120.
Unter Empfang der Gatekeeper-Anforderungs-Nachricht RRQ sendet der Gatekeeper 120 die Registrierungs-Bestätigungs-Nachricht RCF zu dem Home-Gateway 100 in dem Schritt 820. Die Nachricht RCF wird zu einer entsprechenden IP-Adresse und Anschluss-Nummer entsprechend zu den Informationen des RRQ-Pakets gesendet. Falls H.323 verwendet wird, werden die Informationen der Nutzlast des RCF-Pakets auch entsprechend dem empfangenen RRQ-Paket bestimmt. Unter Empfang der Registrierungs-Bestätigungs-Nachricht RCF prüft das Home-Gateway 100, ob dort ein Terminal mit der entsprechenden IP-Adresse und Anschluss-Nummer, angegeben in Tabelle 2, vorhanden ist. Falls das Terminal existiert, erfasst das Home-Gateway 100 eine interne IP-Adresse, zugeordnet zu dem Anschluss, konvertiert die IP- und Anschluss-Informationen des Headers und der Nutzlast in das RCF-Paket, und sendet das konvertierte RCF'-Paket zu dem Computer 102 im Schritt 830.
In den Schritten 801, 811, 821 und 831 wird ein anderer Computer 109 in dem Gatekeeper 120 registriert. Die Beschreibung wird hier weggelassen.
9 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für einen Post-Registrierungs-Vorgang. Im Schritt 900 sendet der Computer 102 eine Zulassungs-Anforderungs-Nachricht, umfassend die IP- und Anschluss-Informationen einer Bestimmung, ARQ', zu dem Home-Gateway 100. Das Home-Gateway 100 konvertiert das ARQ'-Paket zu einem ARQ-Paket unter Bezugnahme auf Tabelle 2 und sendet das ARQ-Paket zu dem Gatekeeper 120 im Schritt 910. Der Gatekeeper 120 erfasst die IP-Adresse und Anschluss-Nummer der Bestimmung von dem empfangenen ARQ-Paket und prüft, ob das Bestimmungs-Terminal mit dem Computer 102 kommunikationsfähig ist. Falls das Terminal kommunikationsfähig ist, sendet der Gatekeeper 120 eine Zulassungs-Bestätigungs-Nachricht ACF zu dem Home-Gateway 100 im Schritt 920.
Pakete, ausgetauscht in den Vorgängen der 7 und 8 und in den Schritten 900, 910, 920 und 930 in 9, verwenden Kanäle, die für eine Kommunikation mit dem Gatekeeper 120 eingerichtet worden sind.
Nachdem der Computer 102 eine Zulassung erhält, sendet er eine Nachricht SETUP', umfassend die IP-Adresse und den Anschluss des Computers 102, zu dem Home-Gateway 100 im Schritt 940. Das Home-Gateway 100 konvertiert das SETUP' Paket zu einem SETUP Paket und sendet das SETUP Paket zu dem empfangenden Computer 150 im Schritt 950. Der Computer 150 erhält eine Verbindungs-Zulassung von dem Gatekeeper 120 in den Schritten 960 und 970 und sendet eine Nachricht CONNECT, umfassend die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer des Computers 150, zu dem Home-Gateway 100 im Schritt 980. Das Home-Gateway 100 konvertiert das CONNECT Paket zu einem CONNECT' Paket und sendet das CONNECT' Paket zu dem Computer 102 im Schritt 990.
Die Schritte 901, 911, 921, ..., und 991 sind dieselben wie der vorstehende Vorgang, mit der Ausnahme, dass ein Ruf in einem Computer, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, beendet wird. Demzufolge wird deren Beschreibung weggelassen.
In 9 werden Nachrichten, angezeigt durch Pfeile mit einer Linie, auf Kanälen gesendet, die für eine Kommunikation mit dem Gatekeeper 120 eingerichtet sind, und Nachrichten, angegeben durch Pfeile mit Doppellinie, werden auf Kanälen, eingerichtet für eine Kommunikation mit dem empfangenden Computer, gesendet.
In dem Fall, dass ein Ruf von dem IP-Netzwerk 110 aus geht, sind Informationen über die Adressen eines Empfängers bereits in dem Gatekeeper 120 entsprechend zu Q.931 registriert worden. Demzufolge besitzt das Home-Gateway 100 auch dieselben IP- und Anschluss-Informationen, so dass der Ruf mit dem entsprechenden Terminal entsprechend zu den empfangenen IP- und Anschluss-Informationen und den Daten der Tabelle 2 verbunden werden kann.
Andererseits besitzt, wenn ein Ruf von dem lokalen IP-Netzwerk 101 aus geht, das Home-Gateway 100 Adressen-Informationen entsprechend zu Q.931 und Paket-Konvertierungs-Informationen, wie sie in Tabelle 2 dargestellt sind, zur Verwendung beim Senden eines Pakets zu dem IP-Netzwerk 110.
10 zeigt ein Signal-Flussdiagramm für einen Post-Verbindungs-Vorgang. Im Schritt A sendet der Computer 102 eine RTCP-Kanal-Nachricht für eine Medien-Transport-Steuerung und eine Nachricht OPENLOGICALCHANNEL zu dem empfangenden Computer 150 über das Home-Gateway 100. Dann sendet der Computer 150 eine Bestätigungs-Nachricht, umfassend die RTCP Kanal-Informationen des Computers 150, OPENLOGICALCHANNELACK, zu dem Computer 102 in den Schritten C und D.
Die Schritte E bis H sind ähnlich zu den vorstehenden Schritten, mit der Ausnahme, dass ein Ruf an einem Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk von dem IP-Netzwerk, beendet wird, was hier nicht beschrieben wird.
Nachdem RTCP Kanäle in den Schritten A bis D oder in den Schritten E bis H geöffnet sind, wird ein Sprach-Ruf oder ein Video-Ruf durch RTP und RTCP durchgeführt.
Die UDP-Anschluss-Nummern, die verwendet sind, diskriminieren Terminals, die mit dem lokalen IP-Netzwerk 101 verbunden sind, ähnlich zu TCP-Anschluss-Nummern.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Betriebsweise einer Verarbeitung eines Rufs, der von dem IP-Netzwerk 110 ankommt, und zwar in dem Home-Gateway 100, dar stellt. Unter Empfang eines Pakets in dem Schritt 1100 bestimmt das Home-Gateway 100 den Typ des empfangenden Pakets durch Prüfen des Headers des Pakets. Das Home-Gateway 100 sieht eine NAPT (Network Address Port Table) im Schritt 1102 durch. Die NAPT ist in derselben Art und Weise wie die Tabelle 2 erstellt und existiert temporär, solange wie ein Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, mit dem Internet verbunden ist. Die NAPT umfasst IP- und Anschluss-Informationen. Allgemein werden die Anschluss- und IP-Informationen, erzeugt während der Internet-Verbindung, und die internen IP-Informationen gelöscht, wenn die Verbindung freigegeben ist. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden allerdings Informationen, die zu einem Telefonruf in Bezug stehen, vorzugsweise für eine spätere Ruf-Beendigung aufbewahrt. Falls sich herausstellt, dass das empfangene Paket eine IP-Adresse und eine Anschluss-Nummer identisch zu Internet-Verbindungs-Informationen in der NAPT besitzt, und zwar im Schritt 1104, konvertiert das Home-Gateway 100 die IP-Adresse in dem Header des Pakets zu einer internen IP-Adresse und sendet das empfangene Paket zu einem entsprechenden Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 110, und zwar im Schritt 1106.
Falls die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer des empfangenden Pakets nicht identisch zu irgendeiner IP-Adresse und Anschluss-Nummer in dem NAPT sind, sieht das Home-Gateway 100 eine weiterführende Tabelle im Schritt 1108 durch. Die weiterführende Tabelle ist für eine Ruf-Einleitung und eine Ruf-Beendigung, umfassend zugeordnete IP-Adressen, interne IP-Adressen und Anschluss-Nummern, ähnlich Tabelle 2, aufgebaut.
Falls die weiterführende Tabelle die erfasste IP-Adresse und Anschluss-Nummer im Schritt 1110 besitzt, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket, das auf die weiterführende Tabelle Bezug nimmt, und sendet das konvertierte Paket zu dem Terminal im Schritt 1112. Falls die weiterführende Tabelle nicht die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer besitzt, sondert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket im Schritt 1114 aus.
Zusammengefasst erfasst das Home-Gateway 100 die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer einer Bestimmung durch Analysieren eines empfangenen Pakets. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer in einer Internet-Verbindungs-Tabelle vorhanden sind, und zwar der NAPT, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket, das auf die Tabelle Bezug nimmt, unter Berücksichtigung, dass das empfangene Paket zu der Internet-Verbindung in Bezug gesetzt ist, und sendet das konvertierte Paket zu dem Bestimmungsort. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer in der weiterführenden Tabelle vorhanden sind, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket, unter Bezugnahme auf die Tabelle, unter Berücksichtigung, dass das empfangene Paket zu einem Telefonruf in Bezug gesetzt ist, und sendet das konvertierte Paket zu der Bestimmungsstelle. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer weder in der NAPT noch in der weiterführenden Tabelle vorhanden sind, sondert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket aus.
12 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Vorgang einer Verarbeitung eines abgehenden Rufs des lokalen IP-Netzwerks 101 in dem Home-Gateway 100 darstellt. Unter Empfang eines Pakets im Schritt 1200 bestimmt das Home-Gateway 100 den Typ des empfangenen Pakets durch Prüfen des Headers des Pakets. Das Home-Gateway 100 sieht die NAPT im Schritt 1202 durch. Die NAPT ist in derselben Art und Weise wie Tabelle 1 aufgebaut und existiert temporär, solange wie ein Terminal, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk 101, mit dem Internet verbunden ist. Die NAPT umfasst IP- und Anschluss-Informationen. Falls das empfangene Paket eine IP-Adresse und eine Anschluss-Nummer hat, die identisch zu den Internet-Verbindungs-Informationen sind, und zwar in der NAPT, im Schritt 1204, konvertiert das Home-Gateway 100 die IP-Adresse in dem Header des Pakets zu einer internen IP-Adresse und sendet das empfangene Paket zu dem IP-Netzwerk 110 im Schritt 1206.
Falls die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer des empfangenen Pakets nicht identisch zu irgendeiner IP-Adresse und Anschluss-Nummer in der NAPT sind, sieht das Home-Gateway 100 die weiterführende Tabelle im Schritt 1208 durch. Die weiterführende Tabelle ist für eine Ruf-Einleitung und eine Ruf-Beendigung, umfassend zugeordnete IP-Adressen, interne IP-Adressen und Anschluss-Nummern, ähnlich zu Tabelle 2, aufgebaut.
Falls die weiterführende Tabelle die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer besitzt, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket, unter Bezugnahme auf die weiterführende Tabelle, und sendet das konvertierte Paket zu dem Terminal im Schritt 1212. Falls die weiterführende Tabelle nicht die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer besitzt, speichert das Home-Gateway 100 Informationen über das Paket in der NAPT, konvertiert den Header des Pakets und sendet das konvertierte Paket zu dem IP-Netzwerk 110 im Schritt 1214.
Zusammengefasst erfasst das Home-Gateway 100 die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer einer Bestimmung durch Analysieren eines Pakets, empfangen von dem lokalen IP-Netzwerk 101. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer in der NAPT vorhanden sind, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket unter Bezugnahme auf die Tabelle, unter Berücksichtigung, dass das empfangene Paket zu der Internet-Verbindung in Bezug gesetzt ist, und sendet das konvertierte Paket zu dem IP-Netzwerk 110. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer in einer weiterführenden Tabelle vorhanden sind, konvertiert das Home-Gateway 100 das empfangene Paket unter Bezugnahme auf die Tabelle, unter Berücksichtigung, dass das empfangene Paket zu einem Telefonruf in Bezug gesetzt ist, und sendet das konvertierte Paket zu dem IP-Netzwerk. Falls die erfasste IP-Adresse und die Anschluss-Nummer weder in der NAPT noch in der weiterführenden Tabelle vorhanden sind, aktualisiert das Home-Gateway 100 die NAPT.
Die NAPT und die weiterführende Tabelle können in einer Tabelle zusammengefasst sein, und unterschiedliche Anschluss-Nummern können zu einer Internet-Verbindung für einen Telefonruf und zu einer herkömmlichen Internet-Verbindung (z.B. für eine Datensuche) zugeordnet sein. Während die IP- und Anschluss-Informationen, erzeugt von der herkömmlichen Internet-Verbindung, gelöscht werden können, da die Internet-Verbindung freigegeben wird, werden Informationen, die zu einem Telefonruf über das Internet in Bezug stehen, nicht gelöscht, sondern werden aufbewahrt und in dem Fall aktualisiert, dass die Telefonruf-Informationen in dem Gatekeeper 120 geändert werden.
Eine Telefonie unter Verwendung einer identischen IP-Adresse ist beschrieben worden. Da eine Verwendung derselben IP-Adresse eine Senderate verringert, kann die Zahl von Terminals, die dieselbe IP-Adresse gleichzeitig verwendet, begrenzt werden. Unter Berücksichtigung, dass eine Realzeit-Übertragung wesentlich für einen Telefonruf ist, kann die Erhöhung in der Anzahl von Terminals, die gemeinsam dieselbe IP-Adresse teilen, das Realzeit-Senden unmöglich gestalten. Deshalb ist es erwünscht, die Zahl von Terminals, die gemeinsam die IP-Adresse teilen können, auf einen optimalen Wert zu beschränken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben ist, prüft, unter Empfang eines Pakets von einem Terminal, verbunden mit einem lokalen IP-Netzwerk, ein Home-Gateway, ob das Paket für einen Telefonruf vorgesehen ist. Falls das Paket für ei nen Telefonruf vorgesehen ist, konvertiert das Home-Gateway den Header und die Nutzlast des Pakets entsprechend zu vorab eingestellten IP- und Anschluss-Informationen und sendet das konvertierte Paket zu einem IP-Netzwerk. Falls das Paket nicht für einen Telefonruf vorgesehen ist, wird bestimmt, ob das Paket für eine herkömmliche Internet-Kommunikation vorgesehen ist. Falls das Paket für die herkömmliche Internet-Kommunikation vorgesehen ist, konvertiert das Home-Gateway das Paket entsprechend zu vorab eingestellten IP- und Anschluss-Informationen und sendet das konvertierte Paket zu dem IP-Netzwerk. Falls das Paket weder für einen Telefonruf noch für die herkömmliche Internet-Kommunikation vorgesehen ist, werden die IP-Adresse und die Anschluss-Nummer des Pakets für eine Internet-Verbindung registriert. Deshalb kann eine Vielzahl von Terminals, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, Telefonrufe über eine einzelne IP-Adresse durchführen. In diesem Fall können Terminals, verbunden mit dem IP-Netzwerk, mit Terminals, verbunden mit dem lokalen IP-Netzwerk, schnittstellenmäßig verbunden sein.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bestimmte, bevorzugte Ausführungsform davon dargestellt und beschrieben worden ist, wird für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet verständlich werden, dass verschiedene Änderungen in der Form und in Details darin vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verlassen.
Die Aufmerksamkeit des Lesers wird auf alle Unterlagen und Dokumente, die gleichzeitig mit oder vor dieser Beschreibung in Verbindung mit dieser Anmeldung angemeldet worden sind, und die für eine öffentliche Einsicht, in Verbindung mit dieser Beschreibung, zugänglich sind, gerichtet, und die Inhalte solcher Unterlagen und Dokumente werden hier unter Bezugnahme darauf eingeschlossen.
Alle Merkmale, die in dieser Beschreibung offenbart sind (einschließlich irgendwelcher beigefügten Ansprüche, des Abstracts und der Zeichnungen), und/oder alle Schritte irgendwelcher Verfahren oder Vorgänge, die offenbart sind, können in irgendeiner Kombination kombiniert werden, mit der Ausnahme von Kombinationen, wo zumindest einige solcher Merkmale und/oder Schritte sich gegenseitig ausschließen.
Jedes Merkmal, das in dieser Beschreibung offenbart ist (einschließlich irgendwelcher beigefügten Ansprüche, des Abstracts und der Zeichnungen), kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die für denselben, einen äquivalenten oder ähnlichen Zweck dienen, ohne dass dies ausdrücklich in anderer Weise ansonsten angegeben ist. Demzufolge ist, ohne dass es in anderer Weise angegeben ist, jedes Merkmal, das offenbart ist, nur ein Beispiel einer allgemeinen Reihe von äquivalenten oder ähnlichen Merkmalen.
Die Erfindung ist nicht auf die Details der vorstehenden Ausführungsformen) beschränkt. Die Erfindung erstreckt sich auf irgendeine neue oder irgendeine neuartige Kombination der Merkmale, die in dieser Beschreibung offenbart sind (einschließlich irgendwelcher beigefügten Ansprüche, des Abstracts und der Zeichnungen), oder auf irgendeinen neuartigen oder irgendeine neuartige Kombination der Schritte irgendeines Verfahrens oder irgendeines Vorgangs, das bzw. der offenbart ist.

Claims

Kommunikationssystem über ein lokales IP-Netzwerk, umfassend: ein IP-Netzwerk (110), ein lokales IP-Netzwerk (101), eine Vielzahl von Netzwerkknoten (102, ..., 109), angeschlossen an das lokale IP-Netzwerk (101), eine Netzwerkvorrichtung (100), angeschlossen an das IP-Netzwerk (110) und an das lokale IP-Netzwerk (101), dadurch gekennzeichnet, dass das System ein System zur Multi-Telekommunikation über das lokale IP-Netzwerk (101) ist, die Vielzahl von Netzwerkknoten (102, ..., 109) eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals (102, ..., 109) zum Ausführen eines Sprachrufes oder eines Videorufes über das lokale IP-Netzwerk (101) ist, die Netzwerkvorrichtung (100) ein an das IP-Netzwerk (110) und das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenes Home-Gateway (100) zum Verbinden zwischen dem IP-Netzwerk (110) und der Vielzahl von Terminals (102, ..., 109) über eine Schnittstelle zum Zuweisen einer ID und eines Anschlusses an jedes Terminal (102, ..., 109), um Terminals, die eine IP-Adresse gemeinsam nutzen, bei der Weiterverarbeitung eines eingehenden Rufes und eines ausgehenden Rufes zu unterscheiden, und zum Konvertieren von IP- und Anschlussinformationen in dem Header und der Nutzlast eines empfangenen oder übertragenen Paketes gemäß einer zugewiesenen ID- und Anschlussnummer ist und ein Gatekeeper (120) zum Durchführen der Registrierung und der Rufverbindungszulassung und zum Verwalten des Status des IP-Netzwerkes (110) an das IP-Netzwerk (110) angeschlossen ist.
System nach Anspruch 1, wobei das Home-Gateway (100) einen Speicher zum Speichern der IDs und der Anschlussnummern enthält, um Rufe, die in dem lokalen IP-Netzwerk eingehen und von diesem ausgehen, weiterzuverarbeiten.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Home-Gateway (100) basierend auf den folgenden Protokollen arbeitet:
Verfahren zum Aufbauen einer Verbindung über ein lokales IP-Netzwerk (101), die folgenden Schritte umfassend: Zuweisen eines Anschlusses zu einem Terminal (102) und Speichern der ID- und der Anschlussinformationen des Terminals (102), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren des Aufbauens eines Rufes zur Multi-Kommunikation über das lokale IP-Netzwerk (101) ist und die folgenden Schritte umfasst: Zuweisen des Anschlusses zu dem Terminal (102), wenn das Terminal (102) einen Rufaufbau abfordert, und Speichern der ID- und der Anschlussinformationen des Terminals (102), Konvertieren eines Übertragungspaketes gemäß den gespeicherten Informationen und Übertragen des konvertierten Übertragungspaketes und Konvertieren, wenn das den gespeicherten Informationen entsprechende Paket empfangen wird, eines empfangenen Paketes, Konvertieren des empfangenen Paketes gemäß den gespeicherten Informationen und Übertragen des konvertierten Paketes zu dem Terminal (102).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die IP- und Anschlussinformationen in dem Header und in der Nutzlast des Paketes bei der Paketkonvertierung geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, des Weiteren den Schritt des Findens eines Gatekeepers (120) in einem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenem IP-Netzwerk (110) und das Registrieren des Terminals (102) in dem Gatekeeper (120) bei Abforderung des Rufaufbaus umfassend.
Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, des Weiteren die folgenden Schritte umfassend: Suchen nach einem Gatekeeper (120) unter Verwendung einer Multicast-Adresse durch das lokale IP-Netzwerk (101) nach Abforderung des Rufaufbaus, Registrieren, wenn der Gatekeeper (120) antwortet, des Terminals (102), das den Rufaufbau abfordert, in dem Gatekeeper (120) durch eine dem lokalen IP-Netzwerk (101) zugewiesene IP-Adresse und eine dem Terminal (102) zugewiesene Anschlussnummer, um das Terminal (102) von den anderen Terminals (103, ..., 109), die die IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu unterscheiden, und Empfangen einer Registrierungsbestätigung von dem Gatekeeper (120).
Verfahren nach Anspruch 7, des Weiteren die folgenden Schritte umfassend: Abfordern des Rufaufbaus zu dem Gatekeeper (120) durch das rufende Terminal (102), wenn die Registrierung abgeschlossen ist, und Zulassen der Rufverbindung gemäß dem Status eines gerufenen Terminals durch den Gatekeeper (120).
Verfahren nach Anspruch 8, des Weiteren den Schritt des Abforderns der Rufverbindung durch Übertragen der IP-Adresse und der Anschlussnummer des rufenden Terminals (102) zu dem gerufenen Terminal, wenn die Rufverbindung zugelassen ist, umfassend.
Verfahren nach Anspruch 9, des Weiteren die folgenden Schritte umfassend: Abfordern einer Rufverbindung zu dem Gatekeeper (120) durch das gerufene Terminal nach Rufabforderung und Übertragen einer IP-Adresse und einer Anschlussnummer des gerufenen Terminals zu dem rufenden Terminal, wenn der Gatekeeper (120) die Rufverbindung zulässt.
Verfahren nach Anspruch 10, des Weiteren den Schritt des Einrichtens eines Kanals zur Echtzeitübertragung zwischen dem rufenden Terminal und dem gerufenen Terminal durch das Öffnen von Kanälen gemäß den ausgetauschten IP- und Anschlussinformationen und das Austauschen von Nachrichten umfassend.
Verfahren nach Anspruch 11, des Weiteren den Schritt des Ausführens eines Sprachrufes oder eines Videorufes auf UDP-Kanälen, wenn die Echtzeitübertragungskanäle eingerichtet sind, umfassend.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die ID des Terminals eine durch das lokale IP-Netzwerk (101) zugewiesene interne IP-Adresse ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals (102, ..., 109) durch verschiedene TCP- und UDP-Anschlüsse unterschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei TCP ein Protokoll zum Suchen nach dem Gatekeeper (120), zum Registrieren der Anschlüsse (102, ..., 109) in dem Gatekeeper (120), zum Erlangen der Zulassung zur Rufverbindung für das rufende Terminal von dem Gatekeeper (120), zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des rufenden Terminals zu dem gerufenen Terminal, zum Erlangen der Zulassung zur Rufverbindung für das gerufene Terminal von dem Gatekeeper (120), zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des gerufenen Terminals zu dem rufenden Terminal und zum Einrichten der Echtzeitübertragungskanäle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 15, wobei übertragene und empfangene Pakete unter Verwendung der dem lokalen IP-Netzwerk (101) zugewiesenen IP-Adresse und der internen IP-Adresse und Anschlussnummer des Terminals konvertiert werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Speicherabbildung zum Speichern der IP- und Anschlussinformationen in der folgenden Struktur aufgebaut ist:
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Anschlussinformationen in dem Gatekeeper (120) registriert werden und durch den Gatekeeper (120) aktualisiert werden, wenn die Anschlussinformationen geändert werden.
Verfahren zum Betreiben eines Home-Gateways zur Multi-Kommunikation über ein lokales IP-Netzwerk, die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, durch Analysieren des Paketes nach Empfang des Paketes, ob eine Rufverbindung abgefordert ist, und Prüfen, ob die Anzahl der Verbindungsleitungen, die gerade gemeinsam dieselbe IP-Adresse nutzen, bei Abforderung der Rufverbindung auf einem Schwellenwert ist oder diesen übersteigt, Öffnen eines Kanals für einen gerufenen Anschluss gemäß den IP- und Anschlussinformationen einer Zieladresse in dem Paket, wenn die Anzahl der Verbindungsleitungen auf dem Schwellenwert oder darunter ist, Konvertieren des Paketes gemäß den IP- und Anschlussinformationen eines rufenden Terminals und des gerufenen Terminals und Übertragen des Paketes und Verweigern der Rufverbindung und Durchführen eines fehlerbezogenen Arbeitsschrittes, wenn die Anzahl der Verbindungsleitungen den Schwellenwert übersteigt.
Paketempfangsverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Paketempfangsverfahren zur Multi-Telekommunikation über ein lokales IP-Netzwerk ist, das die folgenden Schritte umfasst: Feststellen, durch Analysieren eines Paketes nach Empfang eines Paketes von einem IP-Netzwerk, ob eine Rufverbindung zu einem an das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenen Terminal abgefordert ist, Öffnen eines Kanals für das gerufene Terminal gemäß den IP- und Anschlussinformationen einer Zieladresse in dem Paket, nach Abforderung der Rufverbindung, und Konvertieren übertragener und empfangener Pakete gemäß den IP- und Anschlussinformationen eines rufenden Terminals und des gerufenen Terminals.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die IP- und Anschlussinformationen in dem Header und der Nutzlast des Paketes bei der Paketkonvertierung geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 21, des Weiteren die folgenden Schritte umfassend: Abfordern der Zulassung zur Rufverbindung zu einem Gatekeeper (120) in dem an das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenen IP-Netzwerk (110), nach Abforderung des Paketempfangs, Übertragen der IP- und Anschlussnummer des gerufenen Terminals zu einem rufenden Terminal, wenn der Gatekeeper die Rufverbindung zulässt.
Verfahren nach Anspruch 22, des Weiteren den Schritt des Einrichtens von Kanälen zur Echtzeitübertragung zwischen dem rufenden Terminal und dem gerufenen Terminal durch das Öffnen von Kanälen gemäß den ausgetauschten IP- und Anschlussinformationen und das Austauschen von Nachrichten umfassend.
Verfahren nach Anspruch 23, des Weiteren den Schritt des Ausführens eines Sprachrufes oder eines Videorufes auf UDP-Kanälen, wenn die Echtzeitübertragungskanäle eingerichtet sind, umfassend.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenen Terminals durch interne IP-Adressen, die den Terminals zugewiesen sind, unterschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei eine Vielzahl von an das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenen Terminals durch verschiedene TCP- und UDP-Anschlüsse, die den Terminals durch das IP-Netzwerk zugewiesen werden, unterschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei TCP ein Protokoll zum Erlangen von Zulassung zur Rufverbindung von dem Gatekeeper (120), zum Übertragen der IP- und Anschlussinformationen des rufenden Terminals zu dem rufenden Terminal und zum Einrichten der Echtzeitübertragungskanäle ist.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die übertragenen und empfangenen Pakete unter Verwendung der dem lokalen IP-Netzwerk zugewiesenen IP-Adresse und der internen IP-Adresse und der Anschlussnummer des an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminals konvertiert werden.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei eine Speicherabbildung zum Speichern der IP- und Anschlussinformationen in der folgenden Struktur aufgebaut ist:
Verfahren nach Anspruch 29, wobei die Anschlussinformationen in dem Gatekeeper (120) registriert werden und durch den Gatekeeper (120) aktualisiert werden, wenn die Anschlussinformationen geändert werden.
Verfahren zum Ausführen eines Telefonrufes unter Verwendung einer IP-Adresse in einer Vielzahl von an ein lokales IP-Netzwerk (101) angeschlossenen Terminals, die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, ob dem lokalen IP-Netzwerk (101) durch ein Home-Gateway des lokalen IP-Netzwerkes ein Paket zugewiesen ist, nach Empfang des Paketes von einem IP-Netzwerk (110), Feststellen, wenn das Paket dem lokalen IP-Netzwerk (101) zugewiesen ist, ob das Paket für einen Telefonruf ist, Konvertieren, wenn das Paket für einen Telefonruf ist, des Headers und der Nutzlast des Paketes gemäß den IP- und Anschlussinformationen, die für den Telefonruf voreingestellt sind, und Übertragen des konvertierten Paketes zu einem an das lokale IP-Netzwerk (101) angeschlossenen Terminal, Feststellen, wenn das Paket nicht für einen Telefonruf ist, ob das Paket für konventionelle Internetkommunikation ist, und Konvertieren des Paketes, wenn das Paket für die konventionelle Internetkommunikation ist, gemäß den für die konventionelle Internetkommunikation voreingestellten IP- und Anschlussinformationen und Übertragen des konvertierten Datenpaketes zu dem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Anschlussinformationen einen Anschluss, der der konventionellen Internetkommunikation zugewiesen ist und einen Anschluss, der dem Terminal für den Telefonruf zugewiesen ist, anzeigen, um das Terminal unter den weiteren Terminals, die dieselbe IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 31 oder 32, wobei die Anschlüsse TCP- und UDP-Anschlüsse sind.
Verfahren zum Durchführen eines Telefonrufes unter Verwendung einer IP-Adresse in einer Vielzahl von an ein lokales Netzwerk (101) angeschlossenen Terminals (102, ..., 109), die folgenden Schritte umfassend: Feststellen, bei Empfang des Paketes von einem an das lokale IP-Netzwerk angeschlossenen Terminal, ob das Paket für einen Telefonruf durch ein Home-Gateway des lokalen IP-Netzwerkes ist, Konvertieren, wenn das Paket für einen Telefonruf ist, des Headers und der Nutzlast des Paketes gemäß den IP- und Anschlussinformationen, die für den Telefonruf voreingestellt sind, und Übertragen des konvertierten Paketes zu einem IP-Netzwerk (110), Feststellen, wenn das Paket nicht für den Telefonruf ist, ob das Paket für konventionelle Internetkommunikation ist, Konvertieren des Paketes, wenn das Paket für die konventionelle Internetkommunikation ist, gemäß den für die konventionelle Internetkommunikation voreingestellten IP- und Anschlussinformationen und Übertragen des konvertierten Paketes zu dem IP-Netzwerk (110) und Registrieren, wenn das Paket weder für den Telefonruf noch für die konventionelle Internetkommunikation ist, einer IP-Adresse und einer Anschlussnummer des Paketes für neue Internetkommunikation.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei die Anschlussinformationen einen Anschluss, der der konventionellen Internetkommunikation zugewiesen ist, und einen Anschluss, der dem Terminal für den Telefonruf zugewiesen ist, anzeigen, um das Terminal unter den weiteren Terminals, die dieselbe IP-Adresse gemeinsam nutzen, zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, wobei die Anschlüsse TCP- und UDP-Anschlüsse sind.