[发明专利]对所利用带宽的基于优先级的动态优化

说明书

技术领域

本发明一般涉及通信，并且更具体地涉及带宽管理。

背景技术

基于语音的因特网协议(VoIP)是对用来通过诸如因特网之类的IP网络或其它分组交换网络递送语音讯息的一系列传输技术的通称。频繁遇到的与VoIP同义的其它术语是IP电话、因特网电话、基于语音的宽带(VoBB)、宽带电话和宽带电话机。

因特网电话是指经由因特网而非公共交换电话网络(PSTN)输送的通信服务一语音、传真和其它这样的讯息传输和/或语音消息传输应用。发起因特网电话呼叫的基本步骤包括将模拟语音信号转换为数字格式并且将该信号转化为因特网协议(IP)分组以用于通过因特网传输；在接收端处该过程被颠倒。

VoIP系统采用诸如会话发起协议(SIP)之类的会话控制协议来控制通话的设立和拆除(tear-down)以及对音频编解码器的选择，音频编解码器将话语编码为允许经由音频流通过IP网络传输的数字音频。VoIP的优点在于单个网络可被用来发送用户之间的数据分组以及语音和视频分组，由此极大地简化了通信。

SIP是用于建立许多种类的实时和近似实时通信会话(也可称为对话)的开放信令协议。可利用SIP建立的通信会话的类型的示例包括语音、视频和/或即时消息传输。这些通信会话可在诸如个人计算机、膝上型计算机、电话机、蜂窝电话、个人数字助理等之类的任何类型的通信设备上实现。SIP的一个关键特征是其将端用户的记录地址(AOR)作为单个统一公共地址用于所有通信的能力。因此，在SIP增强通信的领域中，用户的AOR变成将用户链接到与该用户相关联的所有通信设备的其单个地址。利用这种AOR，呼叫者可以联络到(reach)也称为用户代理(UA)的用户的通信设备中的任一个，而不必知道每个唯一的设备地址或电话号码。

在VoIP和SIP电话中，当语音质量具有高优先级时，通常使用由ITU-T标准G.711指定的音频编码算法。该技术具有大约每语音流方向、每秒64000比特的编码数据带宽需求。将语音流方向与添加分组格式开销相组合，通常需要大略每秒174000比特的带宽来支持利用G.711的双向通信。即使G.722系列中的更高质量的编解码器也需要大概与G.711相同的带宽。另一常用技术G.729仅使用每语音流方向、每秒8000比特，然而语音质量低于G.711的语音质量。当使用各种类型的视频编解码器或者在实时或近似实时通信期间使用的任何其它压缩技术时，也会出现类似的折衷。

当企业使用IP来互连在其不同位置处的电话系统时(例如，当分支办公室通过IP链路被链接到主办公室时)，该企业与服务提供商的合同通常指定了在任何给定时间可在每条IP链路上载运的最大带宽。在许多情况中，没有能力超过合同中指定的量，因为服务提供商使得可用的物理装备很少具有超过所协定量的容量。这意味着，当所协定的全部量的带宽正被使用时，经由该IP链路发起另外的电话呼叫的尝试将失败或被拒绝。类似地，利用满IP链路上的带宽的其它尝试将失败或被拒绝。

该问题的一种解决方案是将例如经由公共交换电话网络(PSTN)的备选路由用于由于带宽限制而不能在IP链路上被载运的呼叫。该解决方案潜在地具有如下缺点：比利用IP链路贵，比使用IP链路时可提供的灵活性或功能少，并且需要用以配置和维护设施的额外的操作、管理、维护和设置(OAM&P)复杂度。可能使得该方法不实际的另一因素是许多分支办公室没有其自己的到PSTN的本地接口；而是，它们依赖于仅可以经由IP链路接入的PSTN网关。

除了对基本容量的考虑，更重要地，没有机制来保证所协定带宽以如下方式被使用，该方式交叉优化(cross-optimize)通话质量、特定于个体用户的服务优先级，以及所有可用链路容量的满消耗(即，没有剩下任何所协定带宽“未用完”)。没有这种优化，则管理链路带宽的技术稍微有点拙劣，并且没有考虑到具体应用或用户的需求方面的所需要的精细度，且欠缺对保证以对签订合同的客户最有利的方式使得付费的链路带宽全部被占用的重视。

为了使它们的花费保持较低，同时降低通话不能接通的可能性，通常采用的折衷方案是利用G.729对位置间通话进行编码，然后协定足够的带宽来覆盖所预期到的同时通话的最大数目。该方法存在数个缺点，包括：(1)没有任何通话，甚至“重要”通话，得到G.711或其它高质量编解码器的较高声音益处；(2)在非高峰时段期间，企业也要支付它们未使用的带宽；以及(3)所有通话被同等对待，没有变更方法或能力的机会。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了更智能的解决方案来高效地使用受约束的带宽。