專利名稱：用于控制分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的方法、系統(tǒng)及其使用，用所述方法提供的實 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制包含數(shù)據(jù)包的分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連 續(xù)數(shù)據(jù)的方法。
本發(fā)明還涉及一種用于使用上述方法來控制分組交換數(shù)據(jù)流中 的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中所述分組交換數(shù)據(jù)流包含數(shù)據(jù)包，所 述系統(tǒng)包括用于接收所述數(shù)據(jù)流的輸入和用于發(fā)送所述數(shù)據(jù)流的輸 出。
本發(fā)明還涉及這種系統(tǒng)在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的使用，以及使 用本發(fā)明的方法提供的實時數(shù)據(jù)服務(wù)。
背景技術(shù)：
諸如數(shù)字用戶線(DSL)和/或其他寬帶電纜連接(例如電纜調(diào) 制解調(diào)器解決方案)等寬帶電信解決方案被廣泛用于提供至大眾的IP 連接。異步數(shù)字用戶線作為一個示例，它是一種使在常規(guī)銅線(例 如用戶線路)上的快速數(shù)據(jù)傳輸能夠與模擬老式電信業(yè)務(wù)(POTS) 一起使用的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。廣泛使用的還有電纜調(diào)制解調(diào)器服務(wù)， 它們設(shè)計成在電纜電視基礎(chǔ)設(shè)施上調(diào)制數(shù)據(jù)信號，以向在家庭中的
用戶提供寬帶因特網(wǎng)訪問。此外，無線寬帶電信業(yè)務(wù)正在快速地涌 現(xiàn)，例如本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)、多信道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)、 微波存取全球互通(WiMAX )以及高性能無線電城域網(wǎng) (HIPE謹AN )。
大多數(shù)寬帶業(yè)務(wù)足夠快速，以不僅用于提供快速因特網(wǎng)連接， 而且還用于提供實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。此類服務(wù)的示例是網(wǎng)絡(luò)電話、
在線交互式游戲和例如通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的遠程進程控制(remote control of processes)的其他交互式服務(wù)。可以考慮的其他服務(wù)包括流視頻和 音頻。提供這些服務(wù)大多數(shù)需要發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)流傳輸?shù)?連續(xù)流，以建立包含足夠數(shù)據(jù)并以足夠保持質(zhì)量的速率提供的信號。 因為這些服務(wù)通常對延遲高度敏感，所以就此而言意味著必須在發(fā) 送數(shù)據(jù)之后不久接收到數(shù)據(jù)，才能夠?qū)⑺鼈兇_認為實時JIl務(wù)。下文 中，此類服務(wù)將稱為實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。
大多數(shù)數(shù)據(jù)通信服務(wù)可以被分成四類(例如按3GPP在3GPP TS 23.107 V3.9.0 (2002年9月)中為通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)定義 的-"第三代合作伙伴項目技術(shù)規(guī)范組業(yè)務(wù)和系統(tǒng)方面；服務(wù)質(zhì)量
(QoS )概念和體系結(jié)構(gòu)(修訂版1999 )" ("3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Quality of Service (QoS) concept and architecture (Release 1999)): 通話 類、流傳輸類、交互類和后臺類。這些類定義數(shù)據(jù)服務(wù)對服務(wù)質(zhì)量 的每丈感度。
通話類和流傳輸類主要預(yù)設(shè)成用于承載實時業(yè)務(wù)流，包括上迷 的大多數(shù)服務(wù)。通話類與流傳輸類之間的主要區(qū)分是它們對數(shù)據(jù)業(yè) 務(wù)中的延遲的敏感度。這兩種服務(wù)類對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中的延遲都敏感， 但是在通話類服務(wù)的情況下所要求的服務(wù)質(zhì)量等級由人的感知來確 定。
通話類服務(wù)包括例如網(wǎng)絡(luò)電話和視頻會議。其主要特征在于， 實時通話是在有生命的(人)最終用戶的對等端(或群)之間執(zhí)行。 實時通話方案的特征在于，由于該方案的通話特征，傳輸時間將專交 低，同時以與用于實時流的方式相同的方式來保持流的信息實體之 間的時間關(guān)系(變化)。人對一見頻和音頻通話的感知由最大傳輸延遲 給定。因此，可感知的傳輸延遲的極限是非?？量痰?，因為無法提 供足夠低的傳輸延遲將導(dǎo)致不可接受的質(zhì)量缺陷。
流傳輸類服務(wù)包括例如實時視頻和/或音頻。當用戶查看或聆聽實時視頻或音頻時，該實時流的方案付諸實施。實時數(shù)據(jù)流總是定 位于有生命的(人)最終目標。這是僅單向的傳輸，因此不是交互 式的。流傳輸類服務(wù)方案是數(shù)據(jù)通信中新出現(xiàn)的技術(shù)之一，它在電 信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中都產(chǎn)生了許多新需求。其特征在于，將保持流
內(nèi)的信息實體(即樣本、分組)之間的時間關(guān)系(變化)，但是沒有 要求任何較低的總傳輸延遲。必須將端到端流的延遲變化限制于保 持流中信息實體之間的時間關(guān)系(變化)。但是因為在接收端(用戶 設(shè)備中)流通常是時間對準的，所以傳輸上的最高可接受延遲變化 是由應(yīng)用的時間對準功能的能力給定的。與通話類比較，可接受的 延遲變化因此遠遠大于人感知的極限所給出的延遲變化。
例如當可能是機器或人的最終用戶從遠程設(shè)備(例如服務(wù)器) 在線請求數(shù)據(jù)時，交互類服務(wù)方案付諸實施。人與遠程設(shè)備交互的
示例為Web瀏覽、數(shù)據(jù)庫檢索、服務(wù)器訪問等。與遠程設(shè)備的枳^ 器交互的示例為測量記錄的輪詢和自動數(shù)據(jù)庫查詢(遠程信息處理 技術(shù)(telematics ))。交互類業(yè)務(wù)是一種在總體上表征為最終用戶的 請求響應(yīng)模式的數(shù)據(jù)通信方案。在消息目的地處，存在預(yù)期每個時 間內(nèi)期望等待消息(響應(yīng))的實體。因此往返程延遲時間是關(guān)鍵屬 性之一。另一個特征是，將以透明方式傳輸分組的內(nèi)容(且誤碼率 低)。
當最終用戶(通常為計算機)在后臺發(fā)送和接收數(shù)據(jù)文件時， 后臺類服務(wù)方案付諸實施。示例是電子郵件的后臺交付、短消息業(yè) 務(wù)(SMS)、數(shù)據(jù)庫下載和測量記錄的接收。后臺類業(yè)務(wù)是一種總體 上表征為目的地不在某個時間內(nèi)預(yù)期等待該數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信方案。 因此該方案或多或少地對交付時間不敏感。另一個特征是，將以透 明方式傳輸分組的內(nèi)容(具有低誤碼率)。從上文對這些服務(wù)類(通 話類、流傳輸類、交互類和后臺類)的定義和描述顯見到的是，通 話類和流傳輸類服務(wù)的特征在于連續(xù)地端到端供給數(shù)據(jù)。對于通話 類服務(wù)來說，要求如此苛刻，以致于在分組交換網(wǎng)絡(luò)上，必須按它
們的原始次序?qū)?shù)據(jù)包提供給通話類服務(wù)的用戶，而不能存在用戶 可覺察到的中斷。對于流傳輸類服務(wù)來說，要求不那么苛刻，但是 仍必須以流傳輸方式將包提供給用戶而不能存在可覺察到的中斷， 而且優(yōu)選地在發(fā)送之后不久即提供給用戶。
另 一方面，交互類和后臺類服務(wù)可能在數(shù)據(jù)包到達時間方面有 要求，但是對于連續(xù)的數(shù)據(jù)流以及必須以無法覺察到的中斷的流傳 輸方式提供方面則沒有要求。
將上文實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)匯總，可以將這些服務(wù)劃分成交互式 (通話類)服務(wù)和非交互式(流傳輸類)服務(wù)。交互式服務(wù)要求快 速雙向通信且總體延遲低并且在信息實體到達時間上僅存在有限的 變化。非交互式服務(wù)主要要求在信息實體達到時間上存在有限的變 化，同時仍可接受某個總體延遲。可以容易地將網(wǎng)絡(luò)電話和視頻劃 分成兩個實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)類。注意非交互式多用戶游戲通常是通 話類服務(wù)，其傳輸要求由人的感知確定。
鑒于上文描述以及就實時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，會理解到，用于 提供通話類數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)連接的服務(wù)質(zhì)量要求比流傳輸類數(shù)據(jù)服 務(wù)苛刻，類似地用于提供流傳輸類數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)連接的服務(wù)質(zhì)量 要求比用于交互式數(shù)據(jù)服務(wù)(包括多用戶游戲)苛刻。后臺類服務(wù) 對差的服務(wù)質(zhì)量最不敏感。
目前，有一些通話類和流傳輸類的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)可用，但 是由于因特網(wǎng)性能并不能足夠可靠地提供高質(zhì)量的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服
務(wù)(盡管寬帶連接的服務(wù)質(zhì)量是足夠的)，所以這些服務(wù)并未被公眾 廣泛地使用。但是，應(yīng)可預(yù)期由于性能的持續(xù)提高，實時連續(xù)數(shù)據(jù) 服務(wù)為大眾所采用僅僅是時間的問題。 ..
大多數(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)(包括因特網(wǎng))是分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。要 經(jīng)由分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的數(shù)據(jù)被拆分成多個數(shù)據(jù)包，然后^皮發(fā) 送到網(wǎng)絡(luò)上。在各個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，將包轉(zhuǎn)發(fā)到更接近于分組的目的 地的下一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。最后，分組達到它的目的地，在目的地處，
它將與其他接收到的數(shù)據(jù)包重組以提供最初發(fā)送的數(shù)據(jù)集合，例如 數(shù)據(jù)文件。這種類型的網(wǎng)絡(luò)也稱為數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)。
在開放系統(tǒng)互連模型(OSI模型)中的傳輸層中，服務(wù)主要使
用傳輸控制協(xié)議(TCP)或用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)來提供。屬于通 話類和流傳輸類的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)最常見是使用(更有效率的) UDP協(xié)議提供。UDP沒有重傳或重新排序機制。簡單地將較遲接收 到的分組視為丟失。
具體地說，對于實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)，UDP主要被用作傳輸層內(nèi) 的協(xié)議，與會話層以及其上的表示層中的實時傳輸協(xié)議(RTP)相結(jié) 合，使用實時流傳輸協(xié)議(RTSP )來將數(shù)據(jù)流^提供給應(yīng)用層中的應(yīng) 用。但是，注意用TCP協(xié)議來代替UDP提供實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)也是 可能的。例如，多用戶在線游戲就可能是這種情況。
因為UDP沒有重新排序或重傳機制，所以可以在OSI模型的較 高層中提供它。在RTP和RTSP的任務(wù)中，可能提供重新排序機制， 具體視應(yīng)用而定。會理解這種重新排序機制是任選的，并且重新排 序機制可能并不會對一些服務(wù)的提供給予任何增值。
在傳輸層負責端到端錯誤恢復(fù)和流控制的情況下，負責數(shù)據(jù)包 的路由選擇的是OSI模型中傳輸層下的網(wǎng)絡(luò)層。因此，在網(wǎng)絡(luò)層中， 數(shù)據(jù)包的內(nèi)容是透明的，并且各個包中包含提供有關(guān)其目的地的細 節(jié)的報頭(相當于常規(guī)郵遞系統(tǒng)中，包裹含有地址標簽但是包裹的 內(nèi)容對于郵遞員是透明的)。
在OSI模型中網(wǎng)絡(luò)層下的數(shù)據(jù)鏈路層中，將數(shù)據(jù)包編碼或解碼 成比特。從邏輯角度，負責數(shù)據(jù)的實際傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)鏈路層。在OSI 模型中的數(shù)據(jù)鏈路層下是物理層，它是OSI模型的最低層，從硬件 角度，它負責處理通信(復(fù)用、電纜等)'在物理層中，數(shù)據(jù)本身是 完全無關(guān)的，因為在此層中，主要需求是將電或光信號從第一點帶 到第二點以及帶到網(wǎng)絡(luò)中的下一點。
網(wǎng)絡(luò)運營商管理的網(wǎng)絡(luò)主要在OSI模型的下三層內(nèi)工作物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。對于更復(fù)雜的任務(wù)，可能在OSI模型的 較高層上操作，例如在傳輸層上操作。
因此，對于網(wǎng)絡(luò)運營商(NO)和因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)來
說，僅將需要通過因特網(wǎng)發(fā)送到其目的地的經(jīng)寬帶連接(例如ADSL 連接或電纜調(diào)制解調(diào)器連接)接收的數(shù)據(jù)，作為沒有任何含義但具 有目的地的數(shù)據(jù)包的流來接收。各個包具有報頭，報頭能夠?qū)D(zhuǎn) 發(fā)到更接近于其目的地的下一個節(jié)點，但是因為數(shù)據(jù)包的內(nèi)容在物 理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層或傳輸層中是透明的，所以與數(shù)據(jù)包相 關(guān)聯(lián)的底層數(shù)據(jù)服務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)服務(wù)提供商來說并非 已知的。
這給因特網(wǎng)提供商和網(wǎng)絡(luò)運營商帶來一個缺點，即難以將數(shù)據(jù) 流內(nèi)的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的使用與任何其4也數(shù)據(jù)月良務(wù)(例如常規(guī)Web 瀏覽、電子郵件或其他數(shù)據(jù)服務(wù))的使用相區(qū)分。因此與任何其他 因特網(wǎng)服務(wù)分開以有選擇地提供具有實時連續(xù)特征(例如在線多用 戶游戲)的通話和/或流傳輸類服務(wù)和其他服務(wù)變得不可能的。由于 寬帶連接性能而訂購ADSL-用戶線路或電纜調(diào)制解調(diào)器連接的用 戶，只要使用必要的軟件和其他前提條件滿足的情況下，就可以象 使用任何其他數(shù)據(jù)服務(wù)一樣使用實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。因此，對應(yīng)于 網(wǎng)絡(luò)運營商來說分別向用戶提供這些服務(wù)，并且就這些服務(wù)的使用 對用戶收費是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述缺點，并提供一種用于向具有寬帶 連接的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶推行達成協(xié)議的服務(wù)級提供的方 法。
此目的和其他目的通過本發(fā)明實現(xiàn)，其中提供一種控制包含數(shù) 據(jù)包的分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所 述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的所述控制包括保留(retain)所述分組交換數(shù)據(jù)流
的數(shù)據(jù)包以在向接收用戶提供時擾亂所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
要理解，保留數(shù)據(jù)包會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包的總體延遲。因此對于實時 連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)來說，要求以流傳輸方式提供數(shù)據(jù)，所以保留數(shù)據(jù)包 所導(dǎo)致的延遲可導(dǎo)致與實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)聯(lián)的連續(xù)數(shù)據(jù)的中 斷。如果足夠數(shù)量的包被保留和/或被保留足夠長的持續(xù)時間，則將 發(fā)生這種情況。這種中斷降低了所交付的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量， 從而使網(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)提供商能夠推行達成協(xié)議的服務(wù)交付 級，例如在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶未獲準使用實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù) 的情況下推行達成協(xié)議的服務(wù)交付級。
注意， 一方面上文的方法提供將實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量降低 到使其實際使用變得幾乎不可能的程度的能力，同時另 一方面例如
常規(guī)Web瀏覽、電子郵件或例如文件下載的非實時數(shù)據(jù)服務(wù)交付中 服務(wù)質(zhì)量下降幾乎不會被用戶注意到。具體地說，可將對服務(wù)質(zhì)量 的下降最敏感的通話類和流傳輸類服務(wù)以及例如在線多用戶游戲的 服務(wù)影響到該服務(wù)的使用變得不可能的程度，因為接收到的(重組 的)信號的質(zhì)量非常差。
例如，偶然地或有規(guī)律地對實時連纟i數(shù)據(jù)月良務(wù)引入質(zhì)量下降， (例如)10-100毫秒的連續(xù)性中斷對于試圖通過網(wǎng)絡(luò)電話服務(wù)通話 的人來說感覺是極端惱人的。另一方面，下載文件(屬于后臺類服 務(wù))期間或用戶訪問Web網(wǎng)站(沒有實時特征的非交互類服務(wù))的 1秒的的若干分之幾的延遲幾乎不會被注意(完全不會被注意)，因 此此延遲對于用戶來說并不覺得惱人。因此上述方法提供一種在實 時和非實時服務(wù)之間進行區(qū)分，以用于在數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)的內(nèi)容對
于網(wǎng)絡(luò)提供商來說不是已知或是無關(guān)的環(huán)境中s推行達成協(xié)議的服務(wù) 級的有效方式。 .
根據(jù)本發(fā)明的實施例，將所述數(shù)i居包保留一段時間，并在保留 之后將其返回到所述數(shù)據(jù)流。
會理解到，通過在數(shù)據(jù)包的保留之^返回數(shù)據(jù)包，它們最終將
被接收用戶接收到。對于使用TCP協(xié)議或使用UDP協(xié)議結(jié)合在OSI
模型中的較高層上出現(xiàn)的重傳或重新排序機制來發(fā)送非實時連續(xù)數(shù) 據(jù)，將是特別有益的。TCP包括基于滑動窗口原理的重傳次序。如 果分組在其預(yù)期被接收時間之后某段時間(沿著預(yù)期的分組到達時 間滑動的窗口)內(nèi)未凈皮接收到，則請求重傳該分組。但是如果該分 組被延遲，但是在預(yù)期的到達時間之后的滑動時間窗口內(nèi)被接收到， 則將不請求重傳。在此情況下，如果分組較遲被接收到但是仍足夠
早于在接收方請求重傳之前，則不請求重傳分組。
另一方面，對于實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)來說，重傳通常是不相關(guān)的。 首先，通話類和流傳輸類服務(wù)通常是基于不包括重傳的UDP來提供 的。丟失的分組僅被視為丟失。重傳可任選地進行，但并非是必需 的。其次，對于實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)來說，通常不選擇重傳，因為在 數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)幀丟失并且將會重傳數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)幀 太遲被接收到而不能將其提供給接收用戶。因此對于實時連續(xù)數(shù)據(jù) 服務(wù)來說，通常不執(zhí)行包丟失情況下的包重傳，即使在較高層上(傳 輸層以上)。
如果保留數(shù)據(jù)包并且不將其返回到數(shù)據(jù)流，則對于實時連續(xù)數(shù) 據(jù)服務(wù)來說，該數(shù)據(jù)包僅僅是丟失(UDP)，而對于非實時連續(xù)數(shù)據(jù) 服務(wù)來說，則請求重傳該包(TCP)，從而減慢數(shù)據(jù)的傳輸速率。如 果保留數(shù)據(jù)包，并在保留某段時間之后將其返回到數(shù)據(jù)流，則對于 基于UDP的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)來說，它仍被視為丟失，因此仍導(dǎo)致 相同程度的服務(wù)質(zhì)量下降。另一方面，對于基于TCP的非實時數(shù)據(jù)， 可以(例如在滑動窗口內(nèi))及時地(僅)接收該包以使重傳無需才丸 行。會理解到，這為分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)姆菍崟r數(shù)據(jù)提供了 性能上的獲益。注意，在此情況下即使基于TC.P提供實時服務(wù)，重 傳仍不會提高服務(wù)質(zhì)量，并且它甚至可能使質(zhì)量劣化，因為無法在 不？ I入延遲的情況下再在數(shù)據(jù)流中調(diào)用分組。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 個實施例，保留所述數(shù)據(jù)包包括保留所述數(shù) 據(jù)流中的多個后續(xù)數(shù)據(jù)包。會理解到，保留一組后續(xù)數(shù)據(jù)包將導(dǎo)致 實時連續(xù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性的中斷，即使在使用緩沖器來收集所有數(shù)據(jù) 包之后再將它們提供給接收用戶的情況下仍將中斷。
如果不使用任何緩沖，則因為只是太晚接收到數(shù)據(jù)包，所以數(shù) 據(jù)連續(xù)性的中斷的出現(xiàn)是明顯的。但是，如果使用緩沖或任何其他 修正手段并且保留足夠量的后續(xù)數(shù)據(jù)包，則會使實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù) 的質(zhì)量下降，而無法及時解決來以連續(xù)流傳輸方式將數(shù)據(jù)提供給接 收用戶，因此即使使用緩沖或任何其他修正手段，本實施例的方法 仍將引入數(shù)據(jù)連續(xù)性的中斷。 '
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，保留所述數(shù)據(jù)包包括保留數(shù)據(jù)流 中的 一個或多個隨機選擇的數(shù)據(jù)包。
通過保留 一 個或多個從數(shù)據(jù)流中隨機選擇的數(shù)據(jù)包，來引入數(shù) 據(jù)流的小中斷。如果在接收方?jīng)]有使用任何修正手段，則這將感覺 為噪聲或所接收的連續(xù)數(shù)據(jù)的惱人"斷斷續(xù)續(xù)"。如果在接收方使用 了諸如緩沖等任何修正手段，則與該實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)聯(lián)的接 收數(shù)據(jù)會延遲某段時間，直到接收到所需的包或直到修正手段將這 些包視為丟失而提供沒有接收到的包的數(shù)據(jù)。如果將足夠量的數(shù)據(jù) 包保留足夠長時間，則在各種情況下，這都將導(dǎo)致惱人的服務(wù)質(zhì)量 下降。
利用本發(fā)明的實施例來實現(xiàn)為實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)引入服務(wù)質(zhì)量 下降的 一個備選方式，其中實時連續(xù)數(shù)據(jù)包含一個序列的數(shù)據(jù)包， 并且將數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包保留以重排數(shù)據(jù)包的序列。
這里要切記，根據(jù)本發(fā)明保留數(shù)據(jù)包對數(shù)據(jù)流中的所有數(shù)據(jù)包 都執(zhí)行，而無論這些數(shù)據(jù)包是與實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)聯(lián)的還是與 非實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)聯(lián)的。如果保留的數(shù)據(jù)包包含數(shù)據(jù)序列的 數(shù)據(jù)包，則通過保留數(shù)據(jù)流的一個或多個數(shù)據(jù)包，來擾亂該數(shù)據(jù)序 列中數(shù)據(jù)包的原次序。如果在接收方?jīng)]有對此進行修正，則這同樣 將感覺為噪聲或數(shù)據(jù)的"斷斷續(xù)續(xù)"。但是如果在接收方進行了修
正，則這可導(dǎo)致數(shù)據(jù)提供的延遲，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)連續(xù)性的中斷。換 言之，無法以連續(xù)流傳輸方式將數(shù)據(jù)提供給接收用戶。對于非實時 數(shù)據(jù)服務(wù)來說，在接收時接收包的次序是可修復(fù)的，因此對于非實 時數(shù)據(jù)服務(wù)來說，根據(jù)本發(fā)明的此實施例的方法將不是惱人的也不 會導(dǎo)致可覺察到的服務(wù)質(zhì)量下降。
根據(jù)上述實施例的修改，對各個保留的數(shù)據(jù)包或各組保留的數(shù) 據(jù)包使用不同的保留時間來保留并將其返回到數(shù)據(jù)流。
這將提供一種重排數(shù)據(jù)流內(nèi)的所有數(shù)據(jù)的有效方法。例如和根 據(jù)另 一個實施例，保留時間的長度可以是隨機確定的。
根據(jù)本發(fā)明另 一個實施例，分組交無數(shù)據(jù)流是來自數(shù)據(jù)發(fā)射器
的出站(outbound)數(shù)據(jù)流，而根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，分組交 換數(shù)據(jù)流是發(fā)往數(shù)據(jù)接收器的入站(inbound)數(shù)據(jù)流?？梢赃x擇其 中任何一種來應(yīng)用或以組合方式應(yīng)用它們。
會理解到，這兩個實施例提供了使用本發(fā)明的方法的好處，因 為可對發(fā)往用戶的進入業(yè)務(wù)以及對來自分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶的 外發(fā)業(yè)務(wù)實現(xiàn)達成協(xié)議的服務(wù)級推行。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，該方法還包括在接收用戶接收到 數(shù)據(jù)包之后將數(shù)據(jù)包重組的步驟。如上文已在某種程度討論的，在
在大多數(shù)情況下甚至會增加其服務(wù)的質(zhì)量下降。例如注意，當使用 緩沖來修正接收到的時間關(guān)鍵或?qū)崟r連續(xù)數(shù)據(jù)時，較之接收方?jīng)]有 進行任何修正的情況，這可能在提供時導(dǎo)致數(shù)據(jù)連續(xù)性的更大中斷。 這是因為緩沖器將保留所有后續(xù)數(shù)據(jù)直到接收到丟失的數(shù)辟為止， 或如果未接收到它，則在等待丟失的數(shù)據(jù)被接收到之后才提供延遲 的數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述實施例的修改，重組的步驟包括緩沖上面接收和討論 的所述數(shù)據(jù)包。
根據(jù)上述實施例的在一個修改，重組的步驟還包括重排最初發(fā)
送數(shù)據(jù)包所用的原次序的接收數(shù)據(jù)包。
雖然本發(fā)明的方法可以在開放系統(tǒng)互連模型(OSI模型)的任 何期望層上執(zhí)行，但是根據(jù)本發(fā)明實施例，優(yōu)選地在分組交換數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)中在包括數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層或傳輸層的 一組層的任何層中執(zhí) 行本發(fā)明的方法。會理解到，在這些層中，數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)對于網(wǎng) 絡(luò)拓樸是透明的，并且^f義其數(shù)據(jù)包形式中的結(jié)構(gòu)是可見的。
在數(shù)據(jù)鏈路層中應(yīng)用本發(fā)明具有以下好處在網(wǎng)絡(luò)中的低層上 執(zhí)行本發(fā)明，并且可在完全無需分析或解釋包的條件下來應(yīng)用本發(fā) 明。在此情況下可以相對容易地實現(xiàn)本發(fā)明的方法，并且可以非常 快速地執(zhí)行本發(fā)明的方法，
在網(wǎng)絡(luò)層中應(yīng)用本發(fā)明具有在此層中有路由選擇信息可用的好 處。因此，可基于其目的地或源頭有選擇地保留包。
在傳輸層中應(yīng)用本發(fā)明提供以下好處能夠有選擇地保留使用 某種協(xié)議(UDP或TCP )發(fā)送的包或有選擇地保留具有特定TCPAJDP 端口號的包。通過保留具有特定端口號的包，可定位與所述端口相 關(guān)聯(lián)的特定服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，使用實時連續(xù)數(shù)據(jù)來提供例如電 話或流式多用戶游戲的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，根據(jù)上文所述的使用該實時連續(xù) 數(shù)據(jù)服務(wù)的授權(quán)狀態(tài)來執(zhí)行保留所述數(shù)據(jù)。這將使本發(fā)明方法的執(zhí) 行根據(jù)例如達成協(xié)議的服務(wù)級或適用于用戶的任何其他標準來進 行。注意，相反該方法還可以用于對所有用戶的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù) 的使用進行全面、有意地阻止。
根據(jù)上述實施例的修改，通過評估實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶提 供的標識數(shù)據(jù)來確定授權(quán)狀態(tài)。
會理解到，可執(zhí)行標識序列或用于授予對實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的 訪問權(quán)的相似方式并由標識序列的結(jié)果確定授權(quán)狀態(tài)。可要求用戶 輸入用戶名和密碼，例如用于確認他為有資格使用這些實時連續(xù)數(shù)
據(jù)的用戶的用戶名和密碼。
基于標識數(shù)據(jù)的評估結(jié)果，可臨時允許對該用戶進行實時連續(xù) 數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)交付。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個實施例，作為整體珅數(shù)據(jù)流登記服務(wù)級， 并按登記的服務(wù)級來確定授權(quán)狀態(tài)。會理解到，例如可以對來自已 知他/她未獲準使用實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的某個用戶的所有數(shù)據(jù)執(zhí)行該
方法。例如可以對用戶使用的寬帶連接或ADSL連接上傳輸?shù)乃?數(shù)據(jù)執(zhí)行保留數(shù)據(jù)包。
根據(jù)另 一個實施例，使用電信網(wǎng)絡(luò)的用戶線路來傳輸分組交換 數(shù)據(jù)流。利用用戶線路，授權(quán)狀態(tài)由預(yù)定狀況來確定，并且可以或 可能由此登記授權(quán)狀態(tài)。用戶線路解決方案可至少包括下列中任何 一個數(shù)字用戶線(DSL)(例如異步數(shù)字用戶線(ADSL)、同步數(shù) 字用戶線(SDSL)、速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線(RADSL)、高比特率凄t 字用戶線(HDSL)或極高比特率數(shù)字用戶線(VDSL))、電纜調(diào)制 解調(diào)器解決方案、衛(wèi)星因特網(wǎng)、幀中繼、千兆位以太網(wǎng)、任何無線 寬帶預(yù)訂用戶解決方案(例如本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)、多信道 多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)、微波存取全球互通(WiMAX)以及高性 能無線電城域網(wǎng)(HIPERMAN))、或其他寬帶用戶線路解決方案。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)包括一組服務(wù) 的至少其中之一，該組服務(wù)包括例如網(wǎng)絡(luò)電話的電話、流式多用戶 游戲、流-現(xiàn)頻和流音頻。注意，#4居本發(fā)明的方法的用途并不局限 于這些服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于控制分組交換數(shù)據(jù)流中 的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，其中所述分組交換數(shù)據(jù)流包含數(shù)據(jù)包，所 述系統(tǒng)包括用于截取和轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)流的部件，其特征在于，所述 系統(tǒng)還包括用于保留所述分組交換數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包以在將其提供給 接收用戶之后擾亂所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性的部件。
從屬權(quán)利要求23-32中定義了本發(fā)明的此第二方面的實施例。
注意，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例，該系統(tǒng)包括用于確定用戶的授 權(quán)狀態(tài)的部件。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，這些用于確定授權(quán)狀 態(tài)的部件可包括用于從外部源接收授權(quán)狀態(tài)的部件。但是這些用于 確定授權(quán)狀態(tài)的部件還可包括用于接收和評估用戶提供的標識數(shù)據(jù) 的部件。
根據(jù)本發(fā)明第三方面，本發(fā)明涉及分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中上述系 統(tǒng)的使用，該系統(tǒng)用于控制所述網(wǎng)絡(luò)中提供實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的實 時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。根據(jù)此方面的實施例，該系統(tǒng)可設(shè)置成控制發(fā)往 接收器的入站、發(fā)自發(fā)射器的出站或發(fā)往或發(fā)自收發(fā)器的兩種類型 的實時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
根據(jù)上文定義的用途提供的服務(wù)可包括電話、流式多用戶游戲、 流視頻或流音頻或者任何其他實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，本發(fā)明涉及一種實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)， 例如電話、流式多用戶游戲、流:枧頻或流音頻，其中所述月良務(wù)是4吏 用上文定義的方法提供的，其中實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)是使用上文定義 的實時連續(xù)數(shù)據(jù)提供的。
現(xiàn)在將參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過描述和附圖來進一 步闡明 本發(fā)明。但是本發(fā)明并不局限于所公開的實施例，這些實施例僅是 出于解釋性目的而提供的。在所附權(quán)利要求中明確地定義了本發(fā)明 的保護范圍。


圖1是分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的圖示，該分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用
了根據(jù)本發(fā)明的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)禁用器(disabler )。
圖2示出通過分組交換網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膔"個序列的數(shù)據(jù)分組的業(yè)務(wù)
交付模式。
圖3示出在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上傳輸一個序列的數(shù)據(jù)包的業(yè)務(wù) 交付模式，該分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包含根據(jù)本發(fā)明的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服
務(wù)禁用器。
圖4A和4B是電纜調(diào)制解調(diào)器解決方案中實現(xiàn)的本發(fā)明的兩個備選 實施例的示意圖。
具體實施例方式
在圖1中，多個用戶使用多種數(shù)據(jù)源或傳輸部件(例如用戶I 的因特網(wǎng)電話6和個人計算機5、用戶II的個人計算才幾7和用戶III 的個人計算機8)連接到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1。分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)由 云狀框1和多個互連的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2示意性示出。每個用戶I、 II和III 連接到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1的節(jié)點2的其中一個節(jié)點。分組交換數(shù)
據(jù)網(wǎng)絡(luò)i可以包括例如因特網(wǎng)。在用戶i、 n和in的用戶端i殳備5、
6、 7和8上可通過分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1訪問多種數(shù)據(jù)服務(wù)。這些數(shù) 據(jù)服務(wù)可包括電子郵件、Web瀏覽、文件傳輸和實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù) (例如網(wǎng)絡(luò)電話、視頻會議、交互式多用戶游戲、數(shù)字電視、因特 網(wǎng)收音;f幾、流音頻和流^L頻)。
還可以使用連接到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)1的服務(wù)器20來廣播數(shù)字 電視節(jié)目。此數(shù)字電視廣播可潛在地^皮任何用戶通過例如個人計算 機5、 7和8接收。另一種可能性是，使用其數(shù)字因特網(wǎng)電話6的用 戶I希望經(jīng)由其個人計算機8與用戶III建立呼叫。
在圖1示意性示出的分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，用戶I、 II和III的 每一個(其中)通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)(下文稱為實時連續(xù)數(shù)據(jù)服 務(wù)禁用器)連接到該網(wǎng)絡(luò)。例如用戶I連接到連接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2的服 務(wù)禁用器IO。同樣，用戶II和III分別通過服務(wù)禁用器12和14連接 到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2。可通過中央控制服務(wù)器17來控制實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù) 禁用器10、 12和14的每一個，其中網(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)服務(wù)提供 商對中央控制服務(wù)器17具有如圖18所示的完全控制權(quán)。
假定用戶I通過寬帶連接連接(例如數(shù)字用戶線連接(DSL)) 到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其中該寬帶連接具有對應(yīng)于因特網(wǎng)服務(wù)提供
商提供的最高服務(wù)級的預(yù)訂。因此用戶I不僅獲準使用例如Web瀏 覽、電子郵件等常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù)，而且還獲準使用例如網(wǎng)絡(luò)電話或視j 頻會議的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。此外，假定用戶III也通過DSL用戶線 路連接到該分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并具有與用戶I相同的預(yù)訂。同時， 用戶II也通過寬帶連接與分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，但是由于他僅對 電子郵件和Web瀏覽感興趣，所以僅具有對應(yīng)于的最低服務(wù)級的預(yù) 訂可用。
在給定上述預(yù)訂的情況下，網(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)服務(wù)提供商可 通過控制服務(wù)器17相應(yīng)地對每個實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)禁用器進行編 程。網(wǎng)絡(luò)運營商可例如通過關(guān)閉服務(wù)禁用器10和14以使所有服務(wù) 可供用戶I和III使用。同時，網(wǎng)絡(luò)運營商通過控制服務(wù)器17可對服 務(wù)禁用器12編程來不允許任何實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。
如果用戶i希望用他的因特網(wǎng)電話與用戶in建立網(wǎng)絡(luò)電話電話
呼叫，則他的語音被轉(zhuǎn)換成從因特網(wǎng)電話6始發(fā)的一個序列的數(shù)據(jù) 包，該序列的數(shù)據(jù)包被包含在發(fā)到服務(wù)禁用器10的數(shù)據(jù)流中。因為 服務(wù)禁用器IO被關(guān)閉，所以將數(shù)據(jù)流不加修改地轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2, 從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到用戶III的.個人計算才幾8。在發(fā)往個人 計算機8的途中，由于服務(wù)禁用器14也被關(guān)閉，所以服務(wù)禁用器14
忽略發(fā)往用戶in的該序列的數(shù)據(jù)包。將向用戶m通知用戶i的呼入 呼叫并且，用戶m接聽該呼入呼叫。通話發(fā)生。
對于用戶n，服務(wù)禁用器12設(shè)置成使進入數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和外發(fā)數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量下降的程度致使任何實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)均不可用。 如果用戶n希望與用戶i或用戶ni建立網(wǎng)絡(luò)電話呼叫，則將對應(yīng)于 用戶II發(fā)言的語音的一個序列的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)禁用器12，但是 服務(wù)禁用器12將足夠大量的數(shù)據(jù)包保留足夠長的時間，以在接收方 (例如用戶i或用戶m)有規(guī)律地引入連續(xù)數(shù)據(jù)信號的中斷，并且 無法使用普通修正手段來在沒有中斷的情況下修正它。反之亦然， 用戶II接收到的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)同樣地受到服務(wù)禁用器12的影
響。同時，用戶II無法在不產(chǎn)生不可接受的服務(wù)質(zhì)量下降的情況下 接收服務(wù)20廣播的電視節(jié)目。
假定用戶i訪問用戶n，同時使用用戶ii的用戶端設(shè)備(個人 計算機7)時，用戶i和用戶n希望與用戶m建立因特網(wǎng)電話呼叫。 如上所述，服務(wù)禁用器12被網(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)服務(wù)提供商配置成 任何實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)對于使用與分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的寬帶連接的
個人計算機7都是不可能的。但是注意,制服務(wù)器17連接到分組交 換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。臨時通過服務(wù)禁用器12向個人計算機7提供實時連續(xù) 數(shù)據(jù)服務(wù)是可能的，下文將對此予以描述。
為了用個人計算機7來建立因特網(wǎng)電話呼叫，用戶I例如通過 訪問Web網(wǎng)站來連接到控制服務(wù)器17，在控制服務(wù)器17中利用標 識過程驗i正他。用戶I可以輸入他的用戶名和密碼，在評估過程期間， 控制服務(wù)器17檢查此用戶名和對應(yīng)的密碼是否存在，并根據(jù)此檢查 的結(jié)果，連接到數(shù)據(jù)庫19，數(shù)據(jù)庫19包含通過上述因特網(wǎng)服務(wù)提供 商連接到分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有用戶的所有連接詳情。網(wǎng)絡(luò)控制 服務(wù)器確定用戶I獲準在他的預(yù)訂條款的基礎(chǔ)上使用因特網(wǎng)電話。作 為響應(yīng)，控制服務(wù)器17現(xiàn)在臨時關(guān)閉服務(wù)禁用器12,使用個人計算
機7的用戶i和n現(xiàn)在就可以與用戶ni建立因特網(wǎng)電話呼叫。 一旦 因特網(wǎng)電話呼叫終止，則因特網(wǎng)服務(wù)提供商可重新建立用戶ii獲準 的原服務(wù)級。
假定因為不再對接收網(wǎng)絡(luò)電話感興趣，用戶in現(xiàn)在更改他的寬 帶預(yù)訂。因為他不希望錯過每周因特網(wǎng)tv節(jié)目中喜愛的流:枧頻，所 以它切換到啟用流視頻的較低服務(wù)級，但是無任何通話類連續(xù)數(shù)據(jù)
服務(wù)(例如視頻會議或網(wǎng)絡(luò)電話)。網(wǎng)絡(luò)運營商(NO)或因特網(wǎng)服務(wù) 提供商(ISP)現(xiàn)在將開啟服務(wù)禁用器14,并將其配置成使外發(fā)數(shù)據(jù)
流中的隨機序列數(shù)據(jù)分組延遲隨機選擇的一段時間。
々支定用戶i現(xiàn)在希望與用戶in建立^f見頻會^c呼叫。 <旦是現(xiàn)在用
他的個人計算機5、擴音器(圖中未示出)和Web攝像頭(圖中未
示出)，用戶I的語音和圖像將被轉(zhuǎn)換成一個序列的數(shù)據(jù)包，然后將
該序列的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)禁用器10。服務(wù)禁用器10被關(guān)閉，該序
列的數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2,從此處再將它們轉(zhuǎn)發(fā)到用戶m的
寬帶連接上的服務(wù)禁用器14。服務(wù)禁用器14忽略進入業(yè)務(wù)，因此用
戶i的數(shù)據(jù)信號無修改地被傳送到用戶in的個人計算機8。
接下來，當對用戶l所作的談?wù)撨M行響應(yīng)時，^K載用戶m的語 音和圖像的數(shù)據(jù)流離開個人計算機8,并被服務(wù)禁用器14截取。月l 務(wù)禁用器14偶然性地但是有規(guī)律地保留發(fā)自個人計算機8的數(shù)據(jù)流 中的數(shù)據(jù)包。用戶I在他的個人計算機6上接收有失見律地丟失數(shù)據(jù)包 的數(shù)據(jù)流。因為視頻會議所需的服務(wù)質(zhì)量要求高的標準，所以服務(wù) 禁用器14引入的服務(wù)質(zhì)量下降導(dǎo)致用戶I在個人計算機6處接收的 數(shù)據(jù)的連續(xù)性中斷。所導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量下降使得即使使用例如緩沖 的修正手段，數(shù)據(jù)的連續(xù)性仍有規(guī)律地被中斷，用戶I與用戶III之 間的通話實際是不可能的。用戶III無法使用視頻會議，由于相同的 原因也無法使用網(wǎng)絡(luò)電話。
再假定一會兒之后，用戶III再次更改他的預(yù)訂，因為他希望能夠廣 播流視頻。ISP可以將服務(wù)禁用器14配置成偶然性地但是有規(guī)律地 保留總的外發(fā)數(shù)據(jù)流中的 一 個或多個數(shù)據(jù)包。這使服務(wù)質(zhì)量劣化到 將影響通話類服務(wù)而使其使用變得不可能的程度，但是流傳輸類服 務(wù)的服務(wù)質(zhì)量仍足以使用這些服務(wù)。
如果用戶III現(xiàn)在嘗試使用他的計算機8來呼叫用戶I,則服務(wù) 禁用器14截取外發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)運營商開啟服務(wù)禁用器14，并且 已將其配置成例如偶然性地但是有規(guī)律地由服務(wù)禁用器14保留總外
發(fā)數(shù)據(jù)流中的一個或多個數(shù)據(jù)包。此保留將不可避免地影響由用戶III 始發(fā)的該序列的數(shù)據(jù)包構(gòu)成的數(shù)據(jù)分組。在保留某段時間之后，將 這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2,在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點2中將其轉(zhuǎn)發(fā)到用戶I的 因特網(wǎng)電話6。因特網(wǎng)電話6可能包括例如用于緩沖所接收的數(shù)據(jù)包 的元件。在緩沖某段時間之后，按其原序列次序?qū)⑦@些數(shù)據(jù)包重組，
以能夠?qū)⑺鼈兲峁┙o用戶i，而用戶i將感覺該數(shù)據(jù)是來自用戶m的 語音，但是被嚴重擾亂或一直"斷斷續(xù)續(xù)"的。常規(guī)通話是不可能 的，通話將很快結(jié)束。注意為了能夠修正并重組這些數(shù)據(jù)包，要保 留的數(shù)據(jù)包的數(shù)量必須足夠小或必須僅短暫地保留這些數(shù)據(jù)包，短 暫到足以使網(wǎng)絡(luò)電話呼叫期間總體延遲不被注意到或?qū)τ谟脩鬷來說 不感覺是惱人的。如果較好地配置了服務(wù)禁用器14,將足夠數(shù)量的 外發(fā)分組延遲足夠長時間，將出現(xiàn)語音信號的顯著"不規(guī)則性
(scrambling )，，。
流視頻受到相同程度的影響，但是因為對于這些服務(wù)可恢復(fù)小 的總體延遲，所以可使用緩沖結(jié)合恢復(fù)過程來重建正確的數(shù)據(jù)序列 次序。
會理解到，對于使用ADSL連接的用戶來說，可在截取來自所 述用戶的所有數(shù)據(jù)的第一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處應(yīng)用本發(fā)明，在圖1中這在節(jié) 點2中或節(jié)點2附近。雖然在圖1中表示為網(wǎng)絡(luò)中單獨的組件，但 是在例如DSL連接的情況下，可將服務(wù)禁用器10、 12和14與網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點2集成。
結(jié)合圖1描述的實施例是結(jié)合數(shù)字用戶線(DSL)解決方案來 描述的，在此解決方案中各個用戶利用單獨的連接來連接到網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點2。當將本發(fā)明應(yīng)用于例如電纜調(diào)制解調(diào)器解決方案時復(fù)雜性會上 升，對于電纜調(diào)制解調(diào)器解決方案來說，在本地回路中多個用戶共 享至網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的一個連接。圖4A和4B中圖示了此情況，并將在下 文對此予以描述。
對于結(jié)合電纜調(diào)制解調(diào)器解決方案來應(yīng)用本發(fā)明，會理解到， 圖4A的各個用戶52、 53、 54通過彼此共享的連4矣50來連接到網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點65。例如，彼此相鄰居住(例如居住在同一個街道)的多個用 戶52、 53、 54可分別使用電纜調(diào)制解調(diào)器56、 57和58通過一個連 接50來連接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點65。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點65由通過連接68與其他節(jié)點 (圖中未示出)的廣域網(wǎng)(WAN)連接構(gòu)成。各個用戶52、 53和54
分別通過專用連接60、 61和62連接到共享的連4妄50。
簡單地保留包含在共享網(wǎng)絡(luò)連接50上的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)包(例 如上文結(jié)合圖1所示的實施例的描述)會影響連接到網(wǎng)絡(luò)連接50的 各個用戶，因此不適于用戶相關(guān)的策略推行或服務(wù)提供。對于電纜 調(diào)制解調(diào)器解決方案，多種選擇是可能的。在數(shù)據(jù)鏈路層上，可通 過J;某體訪問控制(MAC)地址來識別各個電纜調(diào)制解調(diào)器(56、 57、 58)。因此包括通過其始發(fā)或目的地MAC地址來識別數(shù)據(jù)包的步驟 是可能的。 一旦將數(shù)據(jù)包識別為屬于某個MAC地址，目的地用戶或 始發(fā)用戶就是已知的，且可保留以該用戶的MAC地址標記的數(shù)據(jù)包 而不影響其他用戶的數(shù)據(jù)包。在圖4A中，這可由服務(wù)禁用器69來 執(zhí)行，該服務(wù)禁用器69執(zhí)行數(shù)據(jù)鏈路層中的各個數(shù)據(jù)包的MAC地 址檢測的步驟。 一旦識別出要保留的數(shù)據(jù)包，則服務(wù)禁用器69將執(zhí) 行如上文結(jié)合圖1的服務(wù)禁用器10、 12和14描述的合適保留方法。
圖4B中示出了第二種解決方案，其中未作#~改和/或以與圖4A 中相同的方式工作的圖示實施例中的所有要素使用相同的附圖標 記。圖4A與圖4B之間的差異是用戶52、 53和54分別使用專門的 電纜調(diào)制解調(diào)器72、 73和74?？捎删W(wǎng)絡(luò)運營商或因特網(wǎng)服務(wù)提供商 例如使用控制單元70以遠程方式對這些專門的電纜調(diào)制解調(diào)器72、 73和74進行編程。由這些專門的電纜調(diào)制解調(diào)器72、 73和74執(zhí)行 的服務(wù)禁用或數(shù)據(jù)包保留可包括例如保留發(fā)往或始發(fā)于關(guān)聯(lián)的用戶 的入站或出站數(shù)據(jù)包。這些電纜調(diào)制解調(diào)器的編程采用服務(wù)禁用器， 例如圖4A的服務(wù)禁用器69。
圖2示出通過例如因特網(wǎng)的分組交換網(wǎng)絡(luò)交付的一個序列的數(shù) 據(jù)包的分組交付模式。該序列的數(shù)據(jù)包始發(fā)于分組源21，它們從此 處被發(fā)送到因特網(wǎng)22上，當被接收方接收到時，緩沖器或修正部件 23'童組接收到的數(shù)據(jù)包，并將它們放置在它們的原序列次序中。此 后，將數(shù)據(jù)提供到分組接收器(packet sink) 24所示的用戶。在圖2 中，在各個位置A、 B和C中分析分組的業(yè)務(wù)才莫式，這對應(yīng)于由分
組源21提供到因特網(wǎng)22的序列的數(shù)據(jù)包(位置A)、該序列傳播通 過因特網(wǎng)22之后被緩沖器23接收的相同序列(位置B)，以及由修 正部件或緩沖器提供到由分組接收器24所示用戶的相同序列(位置 C)。
A所示的分組接收器按有規(guī)律的時間間隔依照如下次序提供一 個序列的分組Pl、 P2、 P3、 P4、...。在給定例如因特網(wǎng)的分組交 換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特性的情況下，相同序列的不同數(shù)據(jù)包可通過不同的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點從一個位置傳播到另 一個位置，這些數(shù)據(jù)包的時間排序可 被擾亂到某種程度。 一般來說，可在統(tǒng)計上表征第一和第二位置之 間的因特網(wǎng)信道。就分組在因特網(wǎng)信道上的行程標注最小傳播時長 和最大傳播時長通常是可能的。在圖2中，最早一個分組在發(fā)送之 后"直接"(或非常短暫時間內(nèi))禍^妾收到，例如分組Pl。軸34上 方的雙箭頭27表示最小時長。在統(tǒng)計上， 一些數(shù)據(jù)包具有最大傳播_ 時長，如軸35右上方的雙箭頭29所示數(shù)據(jù)包P2到達位置B的傳播 時長所示。在給定因特網(wǎng)信道的這些特性的情況下，對于接收器來 說通過如圖雙箭頭31所示地緩沖某段數(shù)據(jù)的分組來修正該序列的數(shù) 據(jù)包并獲取恒定的產(chǎn)出率是可能的。此后，如位置C所示，以規(guī)律 的流傳輸方式將這些分組提供給用戶，只是有較小的延遲。如果緩 沖的時長足夠小，則分組交換機24中的接收用戶將難以覺察到該延 遲，并將感覺所提供的數(shù)據(jù)是例如語音。在圖3中，示出幾乎與圖2 相同的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，但是在圖3中使用由分組源21與因特網(wǎng)22之間 的連接下的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)禁用器40進行。注意圖3所示的相似 功能部件利用與圖2中的附圖標記相同的附圖標記表示。在軸42上， 示出分組源21提供的該序列的數(shù)據(jù)包，例如數(shù)據(jù)包25。服務(wù)禁用器 40可保留各個傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，并將各個分組保留不同的時長，直到 再返回到數(shù)據(jù)流時為止。結(jié)果，因為例如數(shù)據(jù)包編號P4將被保留遠 比數(shù)據(jù)包Pl短的時間，所以該序列的原次序完全被服務(wù)禁用器40 擾亂。這另外增加了已通過因特網(wǎng)22導(dǎo)致的擾亂，并產(chǎn)生軸43上
的位置B所示的數(shù)據(jù)包接收模式。如果緩沖器23要以適合的方式處 置接收到的數(shù)據(jù)包，則必須引入非常長的延遲，如雙箭頭45所示。 這種長延遲會被接收用戶感覺為數(shù)據(jù)連續(xù)性的中斷，并且因為這些 中斷是有規(guī)律地發(fā)生的，所以用戶感覺它是惱人的。因此從實踐的 觀點而言，對于用戶來說難以使用該實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。因此可有 效地拒絕對服務(wù)的訪問。特別要注意，服務(wù)禁用器40對各個數(shù)據(jù)分 組引入的延遲是應(yīng)用于所有進入的分組的隨機偏移的結(jié)果?？梢詫?各個分組偏移，例如-3、 -2、 -1、 0、 1、 2或3個位置，由此破壞了 數(shù)據(jù)流中的分組的原次序。
因為該序列的數(shù)據(jù)包表示語音，所以必須將這些分組緩沖并才要 它們的原次序重組。這導(dǎo)致雙箭頭45所示的延遲。特別要注意，如 果軸42上對應(yīng)于位置A表示的數(shù)據(jù)包構(gòu)成Web網(wǎng)頁，則它將不真 正與先交付哪個數(shù)據(jù)包和后交付哪個數(shù)據(jù)包相關(guān)。Web頁面的不同 部分可獨立于該Web頁面的其他部分開始加載，數(shù)據(jù)包的重新排列 不會或不可能被感覺為惱人的。
對于例如下載文件，會有相似的結(jié)果。由于重組數(shù)據(jù)包而在沖妄 收文件時引入的較小延遲將不會被下載該文件的用戶感覺為惱人 的，因為無需以連續(xù)流傳輸?shù)姆绞教峁┰撐募??？梢詿o任何問題地 將晚接收到的數(shù)據(jù)包插入在已接收到的數(shù)據(jù)包之間。 一旦下載了文 件，它就存在與此，而對于語音，連續(xù)性的中斷導(dǎo)致通話的中斷， 從而使通話變得非常困難或甚至不可能進行。
注意如果對基于具有滑動窗口的TCP協(xié)議(傳輸控制協(xié)議—— TCP)的業(yè)務(wù)執(zhí)行該方法，則吞吐量將會降低，這等效于引入的延遲 量。因為預(yù)期實時協(xié)議(語音、視頻)將越來越多地基于沒有滑動 窗口的UDP (用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議——UDP),所以本發(fā)明的方法將對于 基于UDP的服務(wù)特別有效，因為接收不到數(shù)據(jù)包之后，將直接引起 傳輸?shù)闹袛?。注意UDP對服務(wù)質(zhì)量的依賴遠高于TCP。
為了理解的目的，這里要注意，根據(jù)上述原理可對本發(fā)明進行
大量的修改和改變。因此要理解到，在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)，本發(fā) 明可以采用非上文專門描述的方式來實施。
權(quán)利要求
1.一種控制包含數(shù)據(jù)包的分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的方法，其特征在于，所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的所述控制包括保留所述分組交換數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包，以在向接收用戶提供時擾亂所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的連續(xù)性。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述數(shù)據(jù)包保留 一段時間，并在所述保留之后將其返回到所述數(shù)據(jù)流。
3. 如前面權(quán)利要求中任一項所迷的方法，其特征在于，保留所 述數(shù)據(jù)包包括保留所述數(shù)據(jù)流中的多個后續(xù)數(shù)據(jù)包。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，保留所述數(shù)據(jù) 包包括保留所述數(shù)據(jù)流的一個或多個隨機選擇的數(shù)據(jù)包。
5. 如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述實 時連續(xù)數(shù)據(jù)包括一 個序列的數(shù)據(jù)包，以及將所述數(shù)據(jù)流的所述數(shù)據(jù) 包保留以重排所述序列的數(shù)據(jù)包。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，對于各個保留的數(shù) 據(jù)包或各組保留的數(shù)據(jù)包，采用不同的保留時間來保留所述數(shù)據(jù)包 并將其返回到所述數(shù)據(jù)流。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述保留的時間長 度是隨機確定的。
8. 如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述分 組交換數(shù)據(jù)流是來自凄t據(jù)發(fā)射器的出站數(shù)據(jù)流。
9. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其特征在于，所述分組交換數(shù)據(jù)流是發(fā)往數(shù)據(jù)接收器的入站數(shù)據(jù)流。
10. 如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，還包括在所述4妄收 用戶接收到所述數(shù)據(jù)包之后將所述數(shù)據(jù)包重組的步驟。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述重組的步驟 包括在下列各項組成的組中的一個層上執(zhí)行所述步驟傳輸層、會 i舌層、表示層或應(yīng)用層。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述重組 的步驟包括緩沖接收到的所述數(shù)據(jù)包。
13. 如權(quán)利要求10至12中任一項所述的方法，其特征在于， 所述重組的步驟還包括按最初發(fā)送所述數(shù)據(jù)包所采用的原次序重排 所述接收到的數(shù)據(jù)包的步驟。
14. 如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在分 組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包的所述保留在一組層中包括的 一個層上 執(zhí)行，所述一組層包括數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。
15. 如前面權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述 實時連續(xù)數(shù)據(jù)用于提供實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)，例如電話或流式多用戶 游戲。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，根據(jù)使用所述實 時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的授權(quán)狀態(tài)來執(zhí)行保留所述數(shù)據(jù)包。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，通過評估所述實 時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的用戶提供的標識數(shù)據(jù)來建立所述授權(quán)狀態(tài)。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于，為所述數(shù) 據(jù)流登記服務(wù)級，以及所述授權(quán)狀態(tài)由所述登記的服務(wù)級來確定。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述分組交換數(shù) 據(jù)流在電信網(wǎng)絡(luò)的用戶線路上傳輸。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述用戶線路是 一組技術(shù)中的至少一個，所述一組技術(shù)包括數(shù)字用戶線(DSL), 例如異步數(shù)字用戶線(ADSL)、同步數(shù)字用戶線(SDSL)、速率自 適應(yīng)數(shù)字用戶線(RADSL)、高比特率數(shù)字用戶線(HDSL)或極高 比特率數(shù)字用戶線(VDSL);電纜調(diào)制解調(diào)器解決方案；衛(wèi)星因特 網(wǎng)；幀中繼；千兆位以太網(wǎng)；或任何無線寬帶用戶解決方案，例如 本地多點分配業(yè)務(wù)(LMDS)、多信道多點分配業(yè)務(wù)(MMDS)、微波 存取全球互通(WiMAX)以及高性能無線電誠〉或網(wǎng)(HIPERMAN)。
21. 如權(quán)利要求15至19中任一項所述的方法，其特征在于， 所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)包括一組服務(wù)中的至少一個，所述一組服務(wù) 包括電話、流式多用戶游戲、流一見頻、流音頻。
22. —種用于控制分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)， 其中，所述分組交換數(shù)據(jù)流包含數(shù)據(jù)包，.所述系統(tǒng)包括用于截取和 轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)流的部件，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于保留所 述分組交換數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包以在將其提供給接收用戶之后擾亂所述 實時連續(xù)lt據(jù)的連續(xù)性的部件。
23. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于保留所述數(shù)據(jù)包的部件設(shè)置成將所述數(shù)據(jù)包保留 一段時間，所述系統(tǒng)還包 括用于將所述延遲的數(shù)據(jù)包返回到所述數(shù)據(jù)流的部件。
24. 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于保留所述數(shù)據(jù)包的部件設(shè)置成使用不同的保留時間來保留各個所述數(shù)據(jù)包 或各組數(shù)據(jù)包。
25. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于延遲所 述保留的數(shù)據(jù)包的部件設(shè)置成對各個所述保留的數(shù)據(jù)包或各組保留 的數(shù)據(jù)包使用隨機時長的保留時間。
26. 如權(quán)利要求22至25中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述用于保留數(shù)據(jù)包的部件設(shè)置成保留多個后續(xù)數(shù)據(jù)包。
27. 如權(quán)利要求22至26中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述用于保留數(shù)據(jù)包的部件還設(shè)置成隨機地保留 一 個或多個數(shù)據(jù) 包。
28. 如權(quán)利要求22至27中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述用于保留所述數(shù)據(jù)包的部件設(shè)置成根據(jù)使用與所述實時連續(xù)數(shù) 據(jù)相關(guān)聯(lián)的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的授權(quán)狀態(tài)來保留所述數(shù)據(jù)包。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，還包括用于確定所述授權(quán)狀態(tài)的部件。
30. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于確定所 述授權(quán)狀態(tài)的部件包括，用于從外部源接收所述授權(quán)狀態(tài)的部件。
31. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于確定所 述授權(quán)狀態(tài)的部件包括，用于接收和評估用戶提供的標識數(shù)據(jù)的部 件。
32. 如權(quán)利要求29或30所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用于 確定所述授權(quán)狀態(tài)的部件設(shè)置成根據(jù)為所述數(shù)據(jù)流定義的服務(wù)級來 確定所述授權(quán)狀態(tài)。
33. 如權(quán)利要求22至32中任一項所述的系統(tǒng)在分組交換數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡(luò)中的使用，以控制所述網(wǎng)絡(luò)中用于提供實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)的實 時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
34. 如權(quán)利要求33所述的使用，其特征在于，所述系統(tǒng)設(shè)置成 控制來自數(shù)據(jù)發(fā)射器的出站實時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
35. 如權(quán)利要求33或34所述的使用，其特征在于，所述系統(tǒng) 設(shè)置成控制發(fā)往數(shù)據(jù)接收器的入站實時連續(xù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
36. 如權(quán)利要求33至35中任一項所述的使用，用于提供實時 連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)，例如電話、流式多用戶游戲、流-f見頻或流音頻。
37. 諸如電話、流式多用戶游戲、流4見頻或流音頻等實時連續(xù) 數(shù)據(jù)服務(wù)，所述服務(wù)用如權(quán)利要求1至21中任一項所述的方法來拔: 供，其中所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)用所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)來提供。
全文摘要
本發(fā)明涉及控制包含數(shù)據(jù)包的分組交換數(shù)據(jù)流中的實時連續(xù)數(shù)據(jù)的方法。通過保留所述分組交換數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包來執(zhí)行所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的控制，以在接收到所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)之后擾亂所述數(shù)據(jù)的連續(xù)性。本發(fā)明還涉及一種用于控制所述實時連續(xù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，在分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中使用這種系統(tǒng)，以及用上述方法提供的實時連續(xù)數(shù)據(jù)服務(wù)。
文檔編號H04L12/56GK101189839SQ200580049650
公開日2008年5月28日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者J·登哈托格, R·陶里, T·L·埃哈特 申請人:艾利森電話股份有限公司