CN100484108C - 话音分组交换机和交换系统 - Google Patents

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Abstract

一种话音分组交换系统包括可操作来在传送话音数据分组的多个信道之间交换的至少一个分组交换结构，耦合到该分组交换结构并且可操作来在所述话音数据分组与多个话音数据流之间转换的至少一个话音业务模块，以及耦合到所述至少一个话音业务模块的时分复用交换结构。

Description

话音分组交换机和交换系统
技术领域
本发明涉及电信设备，并且更具体而言，本发明涉及话音分组交换系统和方法。
背景技术
电信网发展的当前趋势集中在利用新兴的基于分组的数据网来代替传统的公共交换电话网(PSTN)。存在多个对于这一趋势的贡献因素。数据业务量大大超过话音业务量并且这个差距继续增加而没有衰减。研究表明话音将只构成总电信业务量的非常小的一部分。此外，数据网固有地对于支持各种话音和数据业务更灵活并且具有支持目前通过PSTN传送的所有业务的技术潜能。
需要几年时间来解决技术问题，从而数据网能够具有PSTN的较高质量和可靠性。同时，PSTN与快速发展的数据网将继续共存。为了便于话音技术从PSTN向分组网移动并且使两种网络对于话音业务互操作，网络运营商正在采用话音媒体网关。话音媒体网关将话音信号在时分复用(TDM)脉冲编码调制(PCM)和数据分组格式之间转换，所述数据分组格式或者是异步转移模式(ATM)或者是互联网协议上的话音(VoIP)。因此，话音媒体网关目前用于将数据网与PSTN桥接，但是不执行必要的交换功能。尽管是必要的，但是这种类型的转接网是不经济的，这是因为它引入了加倍的网元并且增加了操作和维护网络的成本。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的话音分组交换机包括：用于在多条ATM传输链路上接收和发送数据分组和用于从ATM数据分组中提取数据并且将提取的数据插入到预定协议的数据帧中的多个ATM分组处理电路；以及时隙交换机，其被耦合到所述多个ATM分组处理电路并且被配置来进行数据帧和数据的DS0级别和其它每话音信道级别的交换，所述数据帧是从ATM分组处理电路接收的数据帧，所述数据是通过多条PCM传输链路接收和发送的复用PCM数据；其中所述话音分组交换机被配置作为一个PSTN网络交换单元以及桥接PSTN网络和基于分组的网络的网关来操作。
本发明还提供一种交换系统，包括：至少一个被配置来处理通过至少一条分组传输链路接收和发送的非TDM数据分组的分组处理电路；以及一个交换装置，该交换装置具有：至少一个第一信道，被配置来通过所述至少一条分组传输链路接收和发送非TDM数据分组；以及至少一个第二信道，被配置来通过所述至少一条非分组传输链路接收和发送复用TDM数据；其中所述交换装置被配置来在所述至少一个第一信道和至少一个第二信道之间进行DS0级别和其它每话音信道级别的交换；其中所述交换系统被配置来作为PSTN网络交换单元和桥接PSTN网络和基于分组的网络之间的网关进行操作。
根据本发明，话音分组交换机提供端到端话音交换，而与主叫和被叫方使用的编码、复用或者传输协议以及沿着话音连接路径的交换机间中继线无关。话音分组交换还利用所有的话音编码和压缩方案、物理层传输协议、接入协议和中继协议来进行操作。本发明的一个重要方面是分离在分组交换网上交换话音中的三个关键功能：分组处理、数字信号处理和交换。本发明的话音分组交换允许以对于高密度应用最成本有效的方式来实现每个关键功能，诸如在中央局中。此外，可以利用互相独立的最先进水平的技术来实现每个功能。从话音分组交换机中除去回波消除和话音压缩/解压缩功能所带来的另一个优点是提高的话音保真度和回波消除质量。此外，还消除了在话音传输中与抖动缓存相关的严重的端到端延迟。关键在于消除沿着话音连接路径的中间交换机上的话音压缩/解压缩循环。
在本发明的一个实施例中，交换系统包括与至少一条分组传输链路接口的至少一个分组处理电路。该交换系统还包括一个耦合到所述至少一个分组处理电路的交换结构，从而该分组交换结构可操作来在通过至少一条分组传输链路接收和发送数据的信道与通过由所述交换结构接口的至少一条非分组传输链路接收和发送数据的信道之间交换。
在本发明的另一个实施例中，交换系统包括至少一个与第一数据业务量接口的分组处理电路，所述第一数据业务量是被使用第一传输协议接收和发送的以第一协议的形式。所述交换系统还包括一个耦合到至少一个分组处理电路的交换结构，从而该交换结构可操作来在耦合到第一数据业务量的信道与耦合到第二数据业务量的信道之间交换，所述第二数据业务量是被使用由所述交换结构接口的第二传输协议接收和发送的以第二协议的形式。
在本发明的另一个实施例中，话音分组交换机包括多个可操作来通过多条ATM传输链路接收和发送数据分组并且可操作来从ATM数据分组中提取数据并且将所提取的数据插入到预定协议的数据帧中的多个ATM分组处理电路。所述话音分组交换机还包括一个耦合到所述多个ATM分组处理电路并且可操作来交换从中接收的数据帧以及通过多条PCM传输链路接收和发送的复用的PCM数据的时隙交换机。
在本发明的另一个实施例中，话音分组交换机包括可操作来通过多条IP传输链路接收和发送数据分组并且可操作来从IP数据分组中提取数据并且将所提取的数据插入到预定协议的数据帧中的多个VoIP分组处理电路。所述话音分组交换机还包括一个耦合到所述多个VoIP分组处理电路并且可操作来交换从中接收的数据帧以及通过多条PCM传输链路接收和发送的复用的PCM数据的一个时隙交换机。
在本发明的另一个实施例中，一种交换话音分组的方法包括步骤：接收通过至少一条分组传输链路发送的数据分组，处理所述数据分组，并且将所述数据分组转换成为预定数据链路协议的数据帧。该数据帧被在一个交换结构的一个输入信道中接收，并且被输出到该交换结构的输出信道。然后，数据帧被转换成为数据分组，并且被通过至少一条分组传输链路来发送。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其目的和优点，现在参考附图来描述本发明，在附图中：
图1是采用本发明的话音分组交换系统的演化电信网的简化框图；
图2是根据本发明教导的话音分组交换系统的实施例的简化结构框图；
图3是根据本发明教导的话音分组交换系统的替代实施例的简化框图；
图4是根据本发明教导的话音分组交换系统的另一个实施例的简化框图；并且
图5是所述话音交换系统的一对一(any-to-any)功能以及利用相同的话音压缩编码方案对业务量进行分组的方法的图示。
具体实施方式
通过参考附图1到5来最好地理解本发明的优选实施例及其优点，类似的编号用于各图中类似和相应的部分。
图1是采用本发明的话音分组交换系统12-14的演化电信网10的简化框图。演化网络10是操作在用于话音业务的公共交换电话网(PSTN)16以及用于数据业务的异步转移模式网络(ATM)18和互联网协议网络(IP)20中的当前和下一代设备的聚结。ATM是高带宽、低延迟、面向连接的类似分组的交换和复用技术，用于支持数据、话音数据、视频数据、图像数据、多媒体数据业务量的传输。ATM网络18采用诸如ATM交换机22、数字用户线接入复用器(DSLAM)24和综合接入设备(IAD)26的设备。ATM网络18还包括本发明的一个或多个话音分组交换机12用于在ATM网络中交换单独的复用的话音流。这里将话音流定义为在相同的话音连接中从一方到另一方的单向连续话音信号。
ATM网络18经由话音媒体网关(MG)30和31耦合到PSTN16。PSTN采用诸如类型5交换机32、类型4交换机(未示出)、数字回路载波34和信道处理单元(CB)36的设备来路由选择和递送话音和数据业务量。PSTN 16还经由话音媒体网关40耦合到IP网络20以便在TDM PCM与IP之间转换话音信号。除了本发明的话音分组交换系统14之外，IP网络20还采用诸如路由器42、DSLAM 44和IAD 46的设备。使用本发明的话音分组交换系统，话音业务量能够被通过诸如目前被支持的IP和ATM协议的任何数据分组协议(VoX)传送。
可以看到话音分组交换机可以作为两种完全不同形式的网络之间的接口设备，诸如ATM和IP网18和20之间的话音分组交换机14。话音媒体网关在演化网络10中的存在是由于它们集成到电信网中来解决引入话音分组交换系统之前的话音-数据接口问题。在配置话音分组交换系统的情况下，当网络配置逻辑以及资金设备调度允许时，话音媒体网关最终可以被逐步淘汰。
本发明的话音分组交换系统可操作来执行一对一交换，以便能够在任何编码和传输方案之间交换话音流。话音分组交换机可操作来终接入站信道，提取其中传送的话音信号并且将它放回到匹配出站信道中，而与入站和出站信道使用相同还是不同的编码和传输方案无关。此外，甚至在很大程度上经济地执行这些功能。因为在各话音流被复用在一条单独连接上的方式中，TDM(时分复用)到AAL1(ATM适配层类型1)与AAL2(ATM适配层类型2)到VoIP(IP上的话音)之间存在基本的差别，所以本发明的话音分组交换机区分它们并且对于它们执行不同的操作。每个TDM信道或者AAL1连接只传送一个话音流，而每个AAL2连接可以传送240个同时的话音流，并且每条VoIP连接甚至可以传送更多。本发明的话音分组交换系统可操作来对于话音流进行解复用并且根据每个话音对话的路径来将它们单独地交换到其相应的出站信道，然后将共享相同的下一个中继交换机的所有出站话音流再复用到相同的出站AAL2或者VoIP连接。这样，可以将话音应用从对于最终用户关系很小或者很不重要的编码和传输方案中分离。最后，作为用于网络通信公司的中央局交换机，本发明的话音分组交换机可操作来随着话音端口密度的增加而经济地按比例增加。
技术的当前发展水平不包括满足以上列举的需求的任何设备。例如，媒体网关只执行或者TDM与ATM之间的话音转换或者TDM与VoIP之间的话音转换，而很少执行以上两种转换。此外，媒体网关不执行交换功能。目前，没有IP路由器或者ATM交换机在话音流被复用时执行单独的话音流交换。目前的所有ATM交换机都只执行ATM格式的交换，并且IP路由器只在不同的IP端口之间交换IP分组。不执行话音流的复用。此外，IAD与DLC只在IP或者ATM与TDM之间转换话音流，并且典型地不执行任何交换功能。下面参考附图2-5可以看到，本发明的话音分组交换系统和方法提供了将话音和数据通信聚合到未来的以数据为中心的电信网中的唯一解决方案。
图2是根据本发明教导的话音分组交换系统60的实施例的简化基本结构框图。话音分组交换系统60包括TDM交换结构62，它经由TDM网络接口控制器(NIC)64耦合到TDM传输链路。TDM交换结构62是具有DS0或者64Kbps带宽的信道尺寸的时隙交换机。ATM/IP交换结构66可操作来交换可变长度分组。耦合到ATM/IP交换结构66的网络接口控制器68可操作来终接IP或者ATM链路。诸如VoIP 70、AAL1和AAL2的话音服务模块是可操作来执行接口、分组处理和可选地话音压缩和回波消除的电路或者芯片。AAL1支持类型A业务量，类型A业务量是面向连接的固定比特率(CBR)的依赖于时间的业务量，诸如未压缩的数字化话音和视频数据。AAL2支持类型B业务量，类型B业务量是面向连接的可变比特率(VBR)的需要信源和信宿之间的精确定时的同步业务量，诸如被压缩的话音和视频业务量。尽管这些话音业务模块被在图2中示为单独的逻辑块，但是它们也可以被集成和实现在一个单独的电路板或者各种配置中。交换机60可操作来执行话音和数据格式与速度之间的一对一交换。
图3是根据本发明教导的话音分组交换系统80的实施例的简化框图。话音分组交换系统80是图2所示基本结构的简单易懂的实现。话音分组交换系统80包括分别接口和处理AAL1、AAL2和VoIP分组的AAL1分组处理(PP)电路或者芯片82、AAL2分组处理电路或者芯片84和VoIP分组处理电路或者芯片86。AAL1分组处理电路82被经由回波消除电路或者芯片90和脉冲编码调制链路92耦合到时隙交换机88或者TDM交换结构。AAL2分组处理电路84经由回波消除电路94、话音压缩电路或者芯片96和脉冲编码调制/高级数据链路控制(PCM/HDLC)链路98耦合到时隙交换机88。HDLC是用于点到点和点到多点通信的链路层协议标准。HDLC将分组数据封装到一个帧中，该帧具有包括诸如错误控制机制的各种控制信息的帧头部和尾部。HDLC变体包括帧中继、平衡型链路接入规程(LAP-B)、链路接入过程数据信道(LAP-DC)、点到点协议(PPP)和同步数据链路控制(SDLC)。
使用数据链路层协议，每条话音连接一个比特流HDLC信道被用于通过时隙交换机88来互连两个AAL2和VoIP分组处理电路。封装在AAL2信元或者VoIP分组中的已编码话音帧(或者小分组)被提取并且被放到HDLC帧中以便通过时隙交换机88交换。交换之后，这些话音帧被放回到出站AAL2信元或者VoIP分组中。用于寂静检测的寂静插入描述符(SID)消息可以使用不同的用户到用户指示(UUI)透明地传送通过标准ATM接口和时隙交换机88之间的AAL2分组处理电路84，以便传播通过网络。AAL2分组处理电路84不执行业务特定会聚子层(SSCS)功能，所以SID消息和话音分组被同样对待。HDLC信道开销包括用于AAL2头的两个字节、用于HDLC头的两个字节以及比特填充，同时总的HDLC信道原始带宽被限制为64kbps。如果PCM被用于通过AAL1传送话音流，则PCM流能够在它们自己的DS0TDM格式中传送通过来代替使用HDLC信道。在这个实施例中选择HDLC协议，这是因为它被广泛实现并且许多商业现货供应的硬件和软件都是容易获得的。如果额外的利益能够被给予，则其它恰当的协议也可以被使用。在压缩之后，话音流不高于40Kbps。话音有效负荷、HDLC开销和AAL2/VoIP开销的总和在64Kbps之下。这个至关紧要的观察资料迫使使用时隙交换机88作为统一的交换结构来满足所有的话音流交换需求。
在操作中，最好是在PCM中进行一对TDM业务量之间的交换。一对ATM AAL1之间的交换最好是在PCM中进行。具有相同的自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)编码子类型的任何AAL2/VoIP到AAL2/VoIP交换的组合都可以被使用直接PCM或HDLC来交换。如果直接PCM被选择，则只有在已编码话音抽样的每个字节中的固定子集的比特被填充、处理和用于播放。这个选项需要抖动缓存的激活。如果HDLC被选择，则不需要抖动缓存。抖动缓存被用于在分组逐段通过电信网传播时消除随机分组延迟变化。因为来自同一话音对话的两个连续信元或分组的到达之间的时间间隔的随机变化，所以需要每个交换机设想最坏情况的延迟并且提供大的抖动缓存器。结果，累积的传输延迟对于跨越许多中继段的话音连接是非常重大的，对于收费的长途呼叫典型地就是这样。此外，这个大延迟使得难以进行满意的回波消除，并且严重削弱话音对话的主观质量或者逼真度。因此，HDLC路径优于PCM。具有相同的非ADPCM压缩编码的任何AAL2/VoIP到AAL2/VoIP的组合都最好被使用HDLC来交换。最好在交换之前首先将业务量转换到PCM来执行具有不同的压缩编码的AAL2/VoIP到AAL2/VoIP的任何组合。对于具有话音压缩的AAL1/TDM到AAL2/VoIP，还最好在交换之前首先转换到PCM。如果话音压缩根本未被使用，则交换最好在PCM中进行。目标是通过使用任何一个标准化的数据链路协议来封装和通过时隙交换机88在统一PCM信道上传送被压缩的话音流来如果可能则避免在中间中继段中到PCM的重复转换。被选择的数据链路协议的优选的属性包括可变长度话音小分组的接受、不超过64Kbps的总带宽以及错误检测和恢复能力，诸如HDLC和类似的协议。
如果不能获得使用标准化数据链路协议来在统一PCM信道上传送被压缩的话音流这一选项，则必须在每个中继段上执行到PCM的转换，从而在每个中继段都需要抖动缓存。此外，每个压缩和解压缩循环引入了某个量的失真。随着话音连接通过多个交换机的这种失真的积累对于话音质量的额外损害是相当大的。另一个缺点是非常高的成本或者在与集成分组处理、回波消除和话音压缩芯片或模块相关的热消散上的限制。一个集成芯片也几乎不适合于中央局应用，这是因为高单元成本、低密度以及热消散。
考虑到朝向用于下一代网络的话音业务量的AAL2/VoIP的优势的当前趋势，本发明甚至更恰当。在所述网络中，在每个网络中继段执行重复的回波消除和话音压缩/解压缩的过程是非常无效率、不必要和不利的(归因于质量降低)。
图4是根据本发明教导的被从数字信号处理中分离的话音分组交换系统120的另一个实施例的简化框图。话音分组交换系统120不包括昂贵的数字信号处理电路或者芯片，并且因此不执行回波消除或者话音压缩。一条话音连接路径包括一个始发交换机、一个终接交换机和中间交换机。当话音压缩被使用时，它只是必须在始发交换机和终接交换机中进行而不必要在中间交换机中进行。对于从话音分组交换机中移出数字信号处理的另外促动因素是压缩话音的降低的经济和技术动机，这是因为网络带宽的惊人和继续的增加、数据业务量的爆炸性增长以及话音在整个业务混合中逐渐缩小的百分比。许多强制的数字信号处理功能以及可选择的话音压缩功能可以移动到用户端设备(CPE)中，这是因为包含分组处理、回波消除和话音压缩功能的集成芯片设备是容易获得的。这些芯片设备虽然不适合于中央局交换机，但是对于其中高集成功能是有价值的但是密度不是一个重要考虑事项的CPE应用则是理想的。
如图4所示，话音分组交换系统120包括AAL1分组处理电路122、AAL2分组处理电路124和VoIP分组处理电路126。AAL1分组处理电路122经由PCM数据链路130耦合到时隙交换机128。AAL2分组处理电路124经由PCM/HDLC数据链路132耦合到时隙交换机128。VoIP分组处理芯片126经由PCM/HDLC数据链路来134耦合到时隙交换机128。业务量被以用于未压缩话音流的自然的PCM格式或者用于被压缩话音流的诸如HDLC的标准数据链路协议而呈现给时隙交换机128并且被该时隙交换机128交换。TDM时隙交换机128是话音分组交换系统120的整体结构的组成部分以便于实现必要的类型5功能，诸如会议通话桥接、用于法律实施行动的通信援助(CALEA)、操作员强插、音调产生、数字通告以及带内话音信令终接和拨号数字。
通过提供和/或配置网络，网络运营商可以在接入链路和中继线上建立独立的AAL2或者VoIP连接的组，每个组被为一个单独概况的话音信道而规定。一个概况是管理话音如何能够通过IP分组和ATM AAL2信元传送的方案。所述概况定义使用什么压缩编码、话音抽样或者帧的格式以及这些抽样或者帧如何被封装到IP/RTP(互联网协议/实时传送协议)分组或者ATM AAL2信元中。一个话音连接建立请求将传送一个规定概况的选择的参数。在建立话音连接路径中，沿着所述路径的每个话音分组交换机上的控制软件将从具有与来自入站信道的那些相同概况的组中选择一个恰当的匹配出站信道。结果，话音连接的整个路径将使用相同的概况或者相同的压缩编码。图5示出了这个规定概念。
注意所建议的利用概况的划分不需要网络拓扑改变，它也不会必然影响话音呼叫的路由选择。分离或者划分只在逻辑连接等级上进行。在连接两个相邻的话音分组交换机的物理链路上，例如可以在接受话音呼叫之前提供两个或多个用于不同编码的AAL2/VoIP连接。
因为较少DSP的话音分组交换结构带来减少的脚印尺寸和/或增加的端口密度，所以与用于交换机的外壳和热消散相关的成本被大大降低。对于网络运营商的纯利益是在不动产、功耗以及空调费用方面的低得多的资本支出和正在进行的运营成本。大大简化的硬件结构还惊人地提高了整个交换系统的固有可靠性。因为与DSP相关的成本大大高于与分组处理和交换相关的成本，所以本发明的话音分组交换机获得以任何给定密度的最大的经济节约。
本发明的话音分组交换机获得端到端话音交换，而与主叫方和被叫方使用的编码、复用或者传输方案以及沿着话音连接路径的交换机间中继线无关。话音分组交换机还可利用所有话音编码和压缩方案、物理层传输协议、接入协议以及中继协议来操作。
本发明的一个重要方面是在分组交换网上交换话音中的三个主要功能的分离：分组处理、数字信号处理(回波消除和话音压缩)以及交换。在这样做时，本发明的话音分组交换机允许每个关键功能被以最成本有效的方式而为高密度应用来实现，诸如在中央局中。此外，每个功能可以被利用最先进水平的技术而相互独立地实现。从话音分组交换机中消除DSP功能的另一个优点是提高的话音保真度和回波消除质量。此外，还消除了与抖动缓存相关的话音传输中的显著的端到端延迟。
本发明提供的成本利益可以被量化或者估计。对于一个具有N个端口的交换机，有N-端口的接口电路和N2-端口的交换交叉点。业务提供商最关心的每个端口的成本是总成本除以N。因此，每个端口成本是每端口接口成本和N个交叉点成本的总和。在本发明的优选实施例中，TDM交换结构可以被以非常低的成本实现，这是因为它是简单和成熟技术的缩放。本发明首先减少了对于话音压缩/解压缩和回波消除的需要，然后提供了另一个替代，其中数字信号处理接口部件被拆除到只剩下分组处理，无需更昂贵的话音压缩和回波消除电路。通过将二次复杂度放置到低成本TDM交换机中并且将线性复杂度放置在高成本部件中，本发明获得与高端口密度成比例的非常好的经济性。
虽然利用上面的详细描述特别示出了描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，可以在不偏离本发明精神和范围的条件下在形式和细节上作出各种改变、修改、变更、变化和派生。

Claims (26)

1.一种话音分组交换机，包括：
用于在多条ATM传输链路上接收和发送数据分组和用于从ATM数据分组中提取数据并且将提取的数据插入到预定协议的数据帧中的多个ATM分组处理电路；以及
时隙交换机，其被耦合到所述多个ATM分组处理电路并且被配置来进行数据帧和数据的DSO级别和其它每话音信道级别的交换，所述数据帧是从ATM分组处理电路接收的数据帧，所述数据是通过多条PCM传输链路接收和发送的复用PCM数据；
其中所述话音分组交换机被配置作为一个PSTN网络交换单元以及桥接PSTN网络和基于分组的网络的网关来操作。
2.根据权利要求1所述的话音分组交换机，其中所述多个ATM分组处理电路包括用于接收和发送AAL1信元的AAL1分组处理电路。
3.根据权利要求1所述的话音分组交换机，其中所述多个ATM分组处理电路包括用于接收和发送AAL2信元并且用于从AAL2信元中提取数据并且将提取的数据插入到HDLC数据帧中来由所述时隙交换机交换的AAL2分组处理电路。
4.根据权利要求1所述的话音分组交换机，其中所述多个ATM分组处理电路包括用于接收和发送VoIP数据分组并且用于从所述VoIP数据分组中提取数据并且将所提取的数据插入到HDLC数据帧中来由所述时隙交换机交换的VoIP分组处理电路。
5.根据权利要求1所述的话音分组交换机，还包括耦合在所述多个ATM分组处理电路和用于在ATM数据分组与复用PCM数据之间转换的时隙交换机之间的至少一个数字信号处理电路。
6.根据权利要求5所述的话音分组交换机，其中所述至少一个数字信号处理电路包括至少一个回波消除电路，用于消除来自被所述时隙交换机所交换的话音信道的回波。
7.根据权利要求5所述的话音分组交换机，其中所述至少一个数字信号处理电路包括至少一个话音压缩电路，用于压缩被用来在所述时隙交换机所交换的话音信道中编码话音的数据。
8.一种交换系统，包括：
至少一个被配置来处理通过至少一条分组传输链路接收和发送的非TDM数据分组的分组处理电路；以及
一个交换装置，该交换装置具有：
至少一个第一信道，被配置来通过所述至少一条分组传输链路接收和发送非TDM数据分组；以及
至少一个第二信道，被配置来通过所述至少一条非分组传输链路接收和发送复用TDM数据；
其中所述交换装置被配置来在所述至少一个第一信道和至少一个第二信道之间进行DSO级别和其它每话音信道级别的交换；
其中所述交换系统被配置来作为PSTN网络交换单元和桥接PSTN网络和基于分组的网络之间的网关进行操作。
9.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取通过所述至少一条分组传输链路接收的非TDM数据分组并且使用一个数据链路协议发送到所述交换装置。
10.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取通过至少一条分组传输链路接收的压缩话音数据并且使用一个数据链路协议发送到交换装置进行交换。
11.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取通过至少一条分组传输链路接收的AAL2话音数据并且使用高级数据链路控制协议发送到交换装置进行交换。
12.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取通过至少一条分组传输链路接收的VoIP话音数据并且使用高级数据链路控制协议发送到交换装置进行交换。
13.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取从所述交换装置接收的数据并且将所提取的数据插入到分组中以便通过至少一条分组传输链路进行发送。
14.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路用于提取从所述交换装置接收的话音数据并且将所提取的话音数据插入到AAL信元中以便通过至少一条分组传输链路进行发送。
15.根据权利要求8所述的交换系统，其中至少一个分组处理电路用于提取从所述交换装置接收的话音数据并且将所提取的话音数据插入到VoIP分组中以便通过至少一条分组传输链路进行传输。
16.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述交换装置是时隙交换机交换装置。
17.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述交换装置用于交换复用的未压缩话音数据。
18.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述交换装置用于交换PCM数据。
19.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一条分组传输链路包括多条分组传输链路，所述多条分组传输链路包括复用的VoIP数据传输链路和复用的AAL2数据传输链路，所述复用的VoIP数据传输链路用于向和从所述交换装置传输包封有话音数据的IP分组，所述复用的AAL2数据传输链路用于向和从所述交换装置传输AAL2分组，该AAL2分组承载了包封有话音数据的复用ATM信元。
20.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路包括至少一个用于与所述交换装置的至少一条ATM传输链路接口的AAL1分组处理电路，用于处理承载了包封有话音数据的ATM信元的AAL1分组。
21.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路包括至少一个用于与所述交换装置的至少一条ATM传输链路接口的AAL2分组处理电路，用于处理承载了包封有话音数据的复用ATM信元的AAL2分组。
22.根据权利要求8所述的交换系统，其中所述至少一个分组处理电路包括至少一个用于与至少一条IP传输链路接口的VoIP分组处理电路，用于处理包封有话音数据的IP分组。
23.根据权利要求8所述的交换系统，还包括至少一个数字信号处理电路，该数字信号处理电路耦合在所述至少一个分组处理电路与所述交换装置之间并且用于在对应于所述至少一条分组传输链路的第一数据格式与对应于所述至少一条非分组传输链路的第二数据格式之间进行转换。
24.根据权利要求8所述的交换系统，还包括至少一个数字信号处理电路，该数字信号处理电路耦合在所述至少一个分组处理电路与所述交换装置之间并且用于在对应于所述至少一条分组传输链路的压缩数据格式与对应于所述至少一条非分组传输链路的非压缩数据格式之间进行交换。
25.根据权利要求24所述的交换系统，其中所述至少一个数字信号处理电路包括至少一个回波消除电路，用于消除来自被所述交换装置所交换的话音信道的回波。
26.根据权利要求24所述的交换系统，其中所述至少一个数字信号处理电路包括至少一个话音压缩电路，用于压缩被用来对所述交换装置所交换的话音数据进行编码的数据。
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Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE50104482D1 (de) * 2000-03-21 2004-12-16 Siemens Ag VERFAHREN ZUR BEREITSTELLUNG VON TELEFONDIENSTEN ÜBER xDSL ANSCHLUSSLEITUNGEN
US6819678B2 (en) * 2000-12-21 2004-11-16 Nortel Networks Limited Interworking of dissimilar packet networks for telephony communications
US7006489B2 (en) * 2001-02-23 2006-02-28 Santera Systems, Inc. Voice packet switching system and method
JP3664109B2 (ja) * 2001-06-29 2005-06-22 日本電気株式会社 音声チャネルの選択システム、及び、その選択方法
US7630359B1 (en) * 2001-09-28 2009-12-08 At&T Corp. Technique for providing translation between the packet environment and the PSTN environment
US7177305B2 (en) * 2002-04-25 2007-02-13 Lucent Technologies Inc. Inter-switch telecommunications system for interconnecting packet-capable Time Division Multiplexed switches with non-packet-capable Time Division Multiplexed switches via an asynchronous transfer mode network
US20030231615A1 (en) * 2002-06-12 2003-12-18 Adc Telecommunications Israel Ltd. Virtual Connections for voice over digital subscriber lines
US8018838B2 (en) * 2002-06-25 2011-09-13 Tellabs Operations, Inc. Apparatus and method for protection switching in a network
US7934021B2 (en) 2002-08-29 2011-04-26 Broadcom Corporation System and method for network interfacing
US8010707B2 (en) * 2002-08-30 2011-08-30 Broadcom Corporation System and method for network interfacing
US7457277B1 (en) * 2002-09-20 2008-11-25 Mahi Networks, Inc. System and method for network layer protocol routing in a peer model integrated optical network
US7327725B2 (en) * 2002-11-27 2008-02-05 Alcatel Canada Inc. Method and apparatus capable of transferring very high data rates across a midplane or backplane
CN100481808C (zh) * 2002-12-27 2009-04-22 艾利森电话股份有限公司 以隧道方式通过mpls传送tdm业务
US8254372B2 (en) * 2003-02-21 2012-08-28 Genband Us Llc Data communication apparatus and method
US7515605B2 (en) * 2003-03-24 2009-04-07 Corrigent Systems Ltd Efficient transport of TDM services over packet networks
US20050135387A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 International Internet Telecom, Inc. Modular gateway
US7606933B2 (en) * 2004-02-11 2009-10-20 Cray Canada Corporation Shared memory and high performance communication using interconnect tunneling
WO2005089055A2 (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Nortel Networks Limited Communicating processing capabilites along a communications path
US8027265B2 (en) * 2004-03-19 2011-09-27 Genband Us Llc Providing a capability list of a predefined format in a communications network
US7830864B2 (en) * 2004-09-18 2010-11-09 Genband Us Llc Apparatus and methods for per-session switching for multiple wireline and wireless data types
US7729346B2 (en) 2004-09-18 2010-06-01 Genband Inc. UMTS call handling methods and apparatus
US7809128B2 (en) * 2004-10-07 2010-10-05 Genband Us Llc Methods and systems for per-session traffic rate policing in a media gateway
CN101133658A (zh) * 2004-10-22 2008-02-27 特克雷克公司 移动性管理设备及方法
WO2006089273A2 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Santera Systems, Inc. Methods, systems, and computer program products for providing time division multiplexed(tdm) terminating service in a packet network
US20060221983A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Lucent Technologies Inc. Communications backbone, a method of providing a communications backbone and a telecommunication network employing the backbone and the method
US8228926B2 (en) * 2005-04-12 2012-07-24 Genband Us Llc Dynamic loading for signaling variants
US8259712B2 (en) * 2005-05-19 2012-09-04 Genband Us Llc Methods and apparatus for interconnection of media gateways
US7627004B2 (en) * 2005-05-26 2009-12-01 Cisco Technology, Inc. Transporting synchronization channel information across a packet network
US8483173B2 (en) * 2005-05-31 2013-07-09 Genband Us Llc Methods and systems for unlicensed mobile access realization in a media gateway
US7961739B2 (en) * 2005-07-21 2011-06-14 Genband Us Llc Systems and methods for voice over multiprotocol label switching
US7792150B2 (en) 2005-08-19 2010-09-07 Genband Us Llc Methods, systems, and computer program products for supporting transcoder-free operation in media gateway
US7835346B2 (en) * 2006-01-17 2010-11-16 Genband Us Llc Methods, systems, and computer program products for providing transcoder free operation (TrFO) and interworking between unlicensed mobile access (UMA) and universal mobile telecommunications system (UMTS) call legs using a media gateway
JP4545109B2 (ja) * 2006-03-28 2010-09-15 京セラ株式会社 通信経路制御装置
CN101163175A (zh) * 2006-10-11 2008-04-16 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 网络语音装置及其服务切换方法
EP2108193B1 (en) 2006-12-28 2018-08-15 Genband US LLC Methods, systems, and computer program products for silence insertion descriptor (sid) conversion
US20080240152A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Dell Products L.P. System And Method For Communicating Data For Display On A Remote Display Device
US20080298345A1 (en) * 2007-05-30 2008-12-04 Llija Hadzic Cross-connect for emulated circuit-base communications
JP2008306478A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Nec Corp データ転送装置、データ転送方法及びデータ転送プログラム
US8908541B2 (en) 2009-08-04 2014-12-09 Genband Us Llc Methods, systems, and computer readable media for intelligent optimization of digital signal processor (DSP) resource utilization in a media gateway
US9112961B2 (en) * 2009-09-18 2015-08-18 Nec Corporation Audio quality analyzing device, audio quality analyzing method, and program
CN103907320A (zh) * 2011-09-09 2014-07-02 瑞典爱立信有限公司 电路仿真的保护组切换
US9787613B2 (en) 2015-06-09 2017-10-10 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Decoupled packet and data processing rates in switch devices

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3037476B2 (ja) 1991-08-28 2000-04-24 富士通株式会社 Ａｔｍセル組立・分解方式
US6046999A (en) 1996-09-03 2000-04-04 Hitachi, Ltd. Router apparatus using ATM switch
CA2217838C (en) * 1996-11-07 2003-07-29 At&T Corp. Wan-based voice gateway
US6026086A (en) * 1997-01-08 2000-02-15 Motorola, Inc. Apparatus, system and method for a unified circuit switched and packet-based communications system architecture with network interworking functionality
US5905873A (en) * 1997-01-16 1999-05-18 Advanced Micro Devices, Inc. System and method of routing communications data with multiple protocols using crossbar switches
US5999529A (en) 1997-09-16 1999-12-07 Nortel Networks Corporation Method and apparatus for interworking ATM adaptation layer formats
US6147988A (en) 1997-10-27 2000-11-14 Bell Atlantic Network Services, Inc. IP packet switching in a Telco switch
US20010012293A1 (en) 1997-12-02 2001-08-09 Lars-Goran Petersen Simultaneous transmission of voice and non-voice data on a single narrowband connection
US6498791B2 (en) * 1998-04-03 2002-12-24 Vertical Networks, Inc. Systems and methods for multiple mode voice and data communications using intelligently bridged TDM and packet buses and methods for performing telephony and data functions using the same
DE19829822A1 (de) 1998-07-03 2000-01-05 Siemens Ag Kommunikationsanlage
US6731627B1 (en) * 1998-11-17 2004-05-04 Cisco Technology, Inc. Virtual loop carrier system
US6614781B1 (en) * 1998-11-20 2003-09-02 Level 3 Communications, Inc. Voice over data telecommunications network architecture
US20010046209A1 (en) * 1998-12-31 2001-11-29 David N. Glassman Database workflow for multimedia networking and voip
US6765931B1 (en) * 1999-04-13 2004-07-20 Broadcom Corporation Gateway with voice
GB2350521B (en) * 1999-04-30 2001-07-11 Nokia Corp A gateway arrangement
US6980544B2 (en) 1999-07-14 2005-12-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Combining narrowband applications with broadband transport
US6865220B2 (en) * 2000-02-11 2005-03-08 Lsi Logic Corporation System and method for implementing an end-to-end error-correcting protocol in a voice band data relay system
US7006489B2 (en) 2001-02-23 2006-02-28 Santera Systems, Inc. Voice packet switching system and method
US7830864B2 (en) 2004-09-18 2010-11-09 Genband Us Llc Apparatus and methods for per-session switching for multiple wireline and wireless data types

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"NARROWBAND SERVICES OVER ATMNETWORKS:EVALUATION OF TRUNKING METHODS". SINGER J ET AL.ISS'97 WORLD TELECOMMUNICATIONS CONGRESS,Vol.2 . 1997
"NARROWBAND SERVICES OVER ATMNETWORKS:EVALUATION OF TRUNKING METHODS". SINGER J ET AL.ISS'97 WORLD TELECOMMUNICATIONS CONGRESS,Vol.2. 1997 *
"VOICE OVER ATM: A HYBRID TDM/ATMDESIGN APPROACH". LAURENCE M ET AL.ELECTRONIC ENGINEERING,Vol.71 No.869. 1999
"VOICE OVER ATM: A HYBRID TDM/ATMDESIGN APPROACH". LAURENCE M ET AL.ELECTRONIC ENGINEERING,Vol.71 No.869. 1999 *

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Publication number Publication date
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EP1364499A2 (en) 2003-11-26

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