ES2621019T3 - Mejoras en el control de llamadas o relacionadas con el mismo - Google Patents

Abstract

Método de control de admisión de llamadas para una corriente de datos continua en redes con conmutación de paquetes que incluye al menos una primera red de área local y una segunda red de área local que se comunican entre sí a través de una red de conexión, para el uso en un intento de llamada a través de la red de conexión, comprendiendo el método los pasos de: a) utilizar un controlador de acceso para la primera red de área local con el fin de construir una probabilidad de pérdida para el intento de llamada utilizando estadísticas sobre el éxito o el fracaso de llamadas controladas por un controlador de acceso para la segunda red de área local; b) utilizar el controlador de acceso para decidir, sobre la base de la probabilidad de pérdida, si se ha de determinar una tasa de pérdida de paquetes actual enviando una ráfaga de datos de prueba desde la primera red de área local a la segunda red de área local o se ha de interrumpir el intento de llamada desde la primera red de área local a la segunda red de área local.

Description

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DESCRIPCION

Mejoras en el control de llamadas o relacionadas con el mismo

La presente invencion se refiere a mejoras en el control de llamadas o relacionadas con el mismo y, mas en concreto, pero no exclusivamente, esta relacionada con la admision de llamadas.

En la telefoma tradicional, es decir la telefoma con conmutacion de circuitos, para que se establezca una llamada entre dos telefonos remotos, es decir telefonos conectados a diferentes centrales locales, se utiliza una senalizacion para establecer un camino antes de establecer la llamada en sn El camino del ejemplo anterior comprende el telefono iniciador hacia su central local, la central local iniciadora hacia la lmea troncal, la lmea troncal hacia la central local receptora, y la central local receptora hacia el telefono receptor. Aqm, la senalizacion y la llamada siguen normalmente el mismo camino y existe un control total del camino a traves de cada elemento del camino. Dado que existe un control total, resulta relativamente sencillo determinar si puede establecerse o no una llamada entre dos telefonos.

En la telefoma basada en el protocolo de Internet (P) convencional, las centrales locales se sustituyen por controladores de acceso (“gatekeepers") locales que se comunican con uno o mas controladores de acceso troncales para establecer el camino entre el telefono iniciador y el telefono receptor. Aqm, la senalizacion se realiza a traves del o de los controladores de acceso troncales, pero la llamada no sigue el mismo camino. En este caso, el o los controladores de acceso troncales controlan el ancho de banda que puede utilizarse para establecer la llamada y, si el ancho de banda no es suficiente, la llamada no es establecida. En el documento US2003/058792 se halla un ejemplo de la tecnica anterior.

Con la aparicion de la telefoma IP troncal opaca no hay controladores de acceso en la red IP que forma el “tronco”. Como resultado de ello, realmente no existe control sobre la capacidad de establecer una llamada con exito. Aqm, el telefono iniciador no puede estar seguro de que una llamada, una vez establecida, se complete satisfactoriamente.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invencion es proporcionar un metodo de control de admision de llamadas que venza las desventajas arriba descritas.

De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo de control de admision de llamadas para una corriente de datos continua en redes con conmutacion de paquetes que incluyan al menos dos redes de area local que se comuniquen entre sf a traves de una red de conexion, comprendiendo el metodo los pasos de determinar tasas de exito de llamadas anteriores desde una primera red de area local a una segunda red de area local; y decidir interrumpir el intento de llamada sobre la base de las tasas de exito de llamadas anteriores.

Adicionalmente, el metodo puede comprender tambien el paso de determinar la tasa de perdida de paquetes actual para llamadas desde la primera red de area local a la segunda red de area local, y la decision de interrumpir el intento de llamada esta basada en la tasa de perdida de paquetes actual.

La decision de interrumpir el intento de llamada puede estar basada tanto en la tasa de perdida de paquetes actual como en las tasas de exito de llamadas anteriores.

En la determinacion de si se ha de interrumpir un intento de llamada, el metodo puede comprender tambien los pasos de transmitir una rafaga de datos de prueba desde un primer nodo situado en la primera red de area local, a traves de la red de conexion, a un segundo nodo situado en la segunda red de area local; reflejar la rafaga de datos de prueba recibidos en el segundo nodo de vuelta al primer nodo; recibir la rafaga reflejada de datos de prueba en el primer nodo a traves de la red de conexion; y comparar la rafaga reflejada de datos de prueba con la rafaga transmitida de datos de prueba para determinar si puede iniciarse la transmision de una corriente de datos continua desde el primer nodo situado en la primera red de area local al segundo nodo situado en la segunda red de area local.

Para una mejor comprension de la presente invencion, a continuacion se hara referencia, solamente a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 ilustra una red de telefoma con conmutacion de circuitos convencional; la Figura 2 ilustra una red de telefoma IP convencional; y

la Figura 3 ilustra una telefoma IP troncal opaca de acuerdo con la presente invencion.

Refiriendose inicialmente a la Figura 1, una pluralidad de telefonos 100, 200, 300 estan conectados a unas respectivas centrales telefonicas locales 120, 220, 320 mediante unas lmeas respectivas 140, 240, 340. Si se ha de realizar una llamada entre el telefono 100 y el telefono 200, la llamada debe encaminarse a traves de la central 120, la conexion troncal 400 y la central 220. Aqm, la conexion troncal 400 incluye una central troncal 420, que determina si puede establecerse la llamada.

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De manera similar, si se ha de realizar una llamada entre el telefono 100 y el telefono 300, esta se encamina del telefono 100, a traves de la central 120, una conexion troncal (no mostrada) entre la central 120 y la central 320, y la central 320, al telefono 300.

Naturalmente, cada central 120, 220, 320 tiene mas de un telefono 100, 200, 300 conectado a la misma, y entre parejas de centrales 120, 220, 320 hay previstas otras conexiones troncales.

Refiriendose ahora a la Figura 2, se muestran dos redes 10, 20 que estan conectadas entre sf a traves de una red de conexion 30. La red 10 incluye una pluralidad de telefonos 12, 14, 16 y un controlador de acceso 18, y la red 20 incluye una pluralidad de telefonos 22, 24, 26 y un controlador de acceso 28. Los controladores de acceso 18, 28 se conocen como controladores de acceso “locales” y cada controlador de acceso 18, 28 controla llamadas realizadas hacia y desde su red asociada 10, 20.

Aunque en cada red se muestran tres telefonos, se apreciara que el numero de telefonos en cada red puede ser cualquier numero adecuado de acuerdo con la aplicacion de la red. Se apreciara tambien que una red puede tener un numero de telefonos diferente del de la otra red.

Como se muestra, la red de conexion 30 incluye tambien un controlador de acceso 32 para controlar las llamadas encaminadas a traves de la red 30. El controlador de acceso 32 se conoce como controlador de acceso “troncal”.

Se comprendera que, si el telefono 12 situado en la red 10 desea hacer una llamada al telefono 22 situado en la red 20, como se indica con la flecha de puntos 40, la llamada se encamina desde el telefono 12 al controlador de acceso 18, para encaminarla mas adelante desde este a traves de la red de conexion 30. En la red de conexion 30, la llamada se encamina a traves del controlador de acceso 32 y luego al controlador de acceso 28 de la red 20, antes de ser encaminada al telefono 22. En cada controlador de acceso 18, 32, 28 existe la posibilidad de que la llamada sea interrumpida si el ancho de banda del controlador de acceso respectivo no es suficiente en el momento en que se realiza la llamada.

En la Figura 3 se muestran dos redes 50, 60 que estan conectadas entre sf a traves de una red de conexion 70. Sin embargo, se apreciara que pueden conectarse a la red de conexion 70 mas de dos redes y que se muestran solo dos redes 50, 60 con el fin de una mayor claridad y facilidad de descripcion.

Cada red 50, 60 incluye una pluralidad de telefonos (aunque, para una mayor claridad, se muestran solo dos telefonos 52, 54 y 62, 64). Cada red 50, 60 incluye tambien un controlador de acceso 56, 66 respectivo. Se apreciara que las redes 50, 60 son similares a las redes 10, 20 de la Figura 2.

La red de conexion 70 incluye una pluralidad de nodos de encaminamiento 72, 74, 76, 78, 80 para encaminar llamadas dentro de la red 70 desde una red 50, 60 a la otra. Cada par de nodos 72, 74, 76, 78, 80 estan conectados entre sf mediante un enlace o una conexion. Hay que senalar que no es necesario que cada nodo este conectado con a cada uno de los otros nodos.

En la realizacion ilustrada en la Figura 3, el nodo 72 esta conectado de hecho a la red 50 y el nodo 80 esta

conectado de hecho a la red 60. El nodo 72 esta conectado tambien a los nodos 74, 76 y 78, y el nodo 80 esta

conectado tambien a los nodos 74, 76 y 78. En la red de conexion 70 no hay conexion directa entre los nodos 72 y 80.

Si se ha de hacer una llamada desde el telefono 54 de la red 50 al telefono 62 de la red 60, esta se encamina a traves del controlador de acceso 56 al nodo 72 de la red de conexion 70. Dado que no hay conexion directa entre el nodo 72 y el nodo 80, la llamada puede encaminarse al nodo 80 de una de varias maneras. Por ejemplo, los caminos pueden ser a traves de los nodos siguientes:

a traves del nodo 74 - enlaces 82 y 84

a traves del nodo 76 - enlaces 86 y 88

a traves del nodo 78 - enlaces 90 y 92

a traves de los nodos 74 y 76 - enlaces 82, 94 y 88 (o enlaces 86, 94 y 84 en la otra direccion)

a traves de los nodos 74 y 78 - enlaces 82, 96 y 92

a traves de los nodos 76 y 78 - enlaces 86, 98 y 92 (o enlaces 90, 98 y 88 en la otra direccion)

a traves de los nodos 74, 76 y 78 - enlaces 82, 94, 98 y 92 (u otras combinaciones de los mismos enlaces

dependiendo de la direccion)

Se apreciara que, por cada nodo a traves del cual se ha de encaminar una llamada, existe una posibilidad de que se pierdan paquetes desde la corriente de datos continua que comprende una llamada, dependiendo del ancho de banda disponible en el enlace entre cada par de nodos.

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En la Figura 3, las redes 50, 60 comprenden redes “locales” que estan controladas por los respectivos controladores de acceso 56, 66. En este caso, la red de conexion 70 no incluye un controlador de acceso de la misma forma que la Figura 2. De hecho, la disponibilidad de ancho de banda en la red de conexion 70 es opaca para ambas redes locales 50, 60 y puede considerarse que es una conexion “troncal” opaca.

Aunque la presente invencion se ha descrito con referencia a llamadas realizadas desde un telefono a otro, se apreciara que la presente invencion es igualmente aplicable a otros tipos de trafico. Tal trafico, por ejemplo transmisiones y comunicaciones, incluye transmisiones de gestion y senalizacion (de velocidad limitada), transmisiones de video y transmisiones de datos. El trafico puede transmitirse en forma de paquetes de protocolo de Internet (IP). El trafico puede comprender corrientes de datos continuas y puede ser de velocidad limitada. Cada paquete puede cifrarse para una transmision segura de acuerdo con un criptografo de paquetes adecuado. El cifrado es llevado a cabo en la red local por el nodo transmisor u otro nodo y/u otro elemento (no mostrado) situado dentro de dicha red.

Se apreciara facilmente que es posible priorizar el trafico dentro de una red IP, de manera que ciertos tipos de trafico tengan prioridades particulares. Se apreciara tambien que la prioridad del trafico puede modificarse segun sea necesario.

El problema de la congestion surge solo cuando hay un ancho de banda insuficiente para un tipo concreto de trafico, bien debido a que la capacidad del enlace este ocupada por trafico de mayor prioridad o bien porque un enlace no tenga ffsicamente el ancho de banda requerido. Los transmisores o nodos independientes han de detectar la congestion y reaccionar individualmente a la misma para reducir la carga presentada a la red y evitar un “colapso de congestion”.

La congestion puede surgir de dos maneras:

1. Un transmisor o nodo particular puede arrancar, anadiendo carga extra a una red que funcione adecuadamente.

2. El ancho de banda disponible en la red puede cambiar, bien debido a que se este dando preferencia a un trafico de mayor prioridad o bien debido a un cambio de encaminamiento en la red, de tal manera que el trafico se transporta ahora sobre un enlace de menor capacidad.

En cualquier caso, el transmisor o nodo debe implementar un esquema de evitacion de congestion para permitir que pase con exito por la red el mayor volumen de trafico posible con ese nivel de prioridad.

La inmensa mayona del trafico de datos se transmitira utilizando el Protocolo de Control de Transmision (TCP), que tiene un comportamiento de congestion sumamente robusto. El TCP permite una transferencia fiable de datos si no hay restricciones de tiempo, dado que asigna el ancho de banda disponible del modo mas equitativo posible. El TCP utiliza un “inicio lento” (inicio lento de TCP) para evitar poner una carga extra repentina en la red cuando un transmisor o nodo arranca por primera vez y aun no sabe cual es la velocidad de transmision adecuada. Se utilizan acuses de recibo de datos como mecanismo de realimentacion mediante el cual el transmisor o nodo mantiene la velocidad de transmision adecuada en un estado constante. Un transmisor o nodo intenta gradualmente transmitir cada vez mas rapidamente, pero cuando se detecta una congestion retrocede con rapidez (conocido como retroceso de TCP). El resultado es que los transmisores o nodos TCP pueden mantener en una red una carga total muy cercana a la capacidad, pero, cuando el ancho de banda de red disponible cambia repentinamente, se adaptan al mismo con gran rapidez.

Por lo tanto, para las transmisiones de voz deben utilizarse tambien mecanismos de gestion de congestion de similar robustez, con el fin de evitar un colapso de congestion dentro de un nivel de prioridad concreto utilizado para la transmision de corrientes de datos continuas. Con este fin pueden implementarse tres mecanismos, bien en el telefono situado en la red local o bien mediante el controlador de acceso asociado a la red local. En los mecanismos indicados mas abajo, las llamadas son transmisiones de corrientes de datos continuas en una red con conmutacion de paquetes.

El primer mecanismo requiere que los telefonos que hayan establecido una llamada y se hallen en (transmision de) voz examinen el historial reciente de paquetes de voz del telefono al que estan conectados. Una tasa de perdida de paquetes de un 10% es muy diffcil de ofr para un abonado, de manera que existe un margen considerable de perdida de paquetes detectable antes de que la llamada le parezca degradada a un abonado. La decision de cuando se ha de interrumpir una llamada esta basada en la tasa de perdida y en el tiempo durante el cual se ha estado produciendo la perdida. En este caso, dado que la congestion puede detectarla antes un telefono que su abonado, es posible insertar un anuncio grabado de que la llamada se interrumpira debido a una congestion de red y permitir un periodo de gracia de unos pocos segundos antes de que se corte la llamada. Esto sucede mientras la llamada tiene una calidad aceptable. Dado que la razon principal de tal congestion seran llamadas de mayor prioridad, tal mecanismo debena ser muy aceptable para los usuarios. Desde el punto de vista de los factores humanos, tambien es muy probable que los usuarios con llamadas menos importantes o llamadas que hayan comenzado hace poco eleginan liberarlas ellos mismos si hubiese una degradacion perceptible de la llamada. Este mecanismo es equivalente al retroceso de TCP arriba descrito.

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En este mecanismo, cuando se toma la decision de interrumpir una llamada, esta informacion se pasa al controlador de acceso para la medicion estadfstica. Esto permite estimar si un servicio de llamada se prestara satisfactoriamente al telefono al intentar este establecer una llamada.

El segundo mecanismo requiere que los telefonos que esten estableciendo una llamada envfen una rafaga de prueba de paquetes de diagnostico del estado de la comunicacion (“ping") al telefono al que estan intentando llamar, antes de que envfen el mensaje de senalizacion que hara que el otro telefono suene. Esta “prueba del ancho de banda” podna utilizar cuatro o cinco paquetes de elementos de diagnostico, del mismo tamano y prioridad que los paquetes de voz que se utilizaran cuando la llamada es de voz, pero menos separados en el tiempo. Esto sobrecarga brevemente un enlace por el envfo de un impulso de corta duracion, pero de gran ancho de banda. El efecto de estos elementos de diagnostico en las llamadas de voz establecidas sera pequeno, pero si un enlace esta cerca de la congestion algunos de estos paquetes experimentaran retrasos crecientes o bien se perderan por completo. Analizando los paquetes devueltos, el telefono puede decidir que cerca de la congestion esta el camino al otro telefono y, por consiguiente, la probabilidad de que la llamada sea de una calidad aceptable si se establece. El numero y la separacion optimos de estos elementos de diagnostico pueden elegirse de acuerdo con los requisitos de una red o sistema en particular. Tambien puede determinarse un algoritmo adecuado para asignar una probabilidad de exito de llamada sobre la base de la llegada y el tiempo de los paquetes devueltos. Basandose en esta probabilidad estimada, el telefono tomara entonces una decision aleatoria en cuanto a continuar con la llamada o liberarla. Si se decide liberar la llamada, puede presentarse al abonado un mensaje que especifique que el camino de red a ese destino estaba congestionado y que debena intentarlo de nuevo mas tarde. Este mecanismo de admision de llamadas es mas cauteloso que el primer mecanismo, de tal manera que las llamadas existentes continuan ante una congestion leve, pero las nuevas llamadas no se admiten. Este mecanismo es equivalente al inicio lento de TCP arriba descrito.

En este mecanismo, la decision de si liberar una llamada o continuar con la llamada se basa en una tasa de perdida de paquetes aceptable para una transmision en concreto de una corriente de datos continua. Es posible cambiar la prioridad de la llamada a una prioridad mayor si la tasa de perdida de paquetes no es aceptable. Este cambio de prioridad tiende a aumentar la tasa de exito de la llamada establecida.

La decision puede tomarla el telefono que inicia la llamada, otro telefono o elemento en la misma red local que el telefono iniciador, o un operador humano.

El tercer mecanismo requiere que un controlador de acceso al que se le pida establecer una llamada decida si se debe permitir todavfa utilizar la rafaga de prueba inicial. En enlaces muy congestionados en los que la carga de llamadas ofrecida sea mucho mayor que la capacidad actual, la suma de las pequenas cargas transitorias de las rafagas iniciales de muchos intentos de llamada sera suficientemente grande para hacer que las llamadas de voz actuales se vean afectadas negativamente e incluso se interrumpan. Sin embargo, utilizando estadfsticas sobre el exito o el fracaso (y sobre las tasas de perdida actuales) de las llamadas a telefonos controlados por otros controladores de acceso, el controlador de acceso para un telefono que efectue una llamada puede hacer una estimacion de probabilidad de perdida para esta nueva llamada. Basandose en esta probabilidad de perdida, el controlador de acceso puede tomar una decision aleatoria en cuanto a si se debe permitir todavfa la rafaga de prueba inicial de una llamada o si se debe detener esta inmediatamente. Este mecanismo no tiene equivalente en el TCP, pero es muy similar al “bloqueo de llamadas durante un penodo determinado” utilizado en las redes telefonicas publicas. El “bloqueo de llamadas durante un penodo determinado” actua para reducir la congestion interrumpiendo intentos de llamada muy cercanos a un abonado que efectua una llamada cuando se detectan sobrecargas concentradas. Una sobrecarga concentrada se produce cuando muchas personas intentan llamar a un numero de telefono concreto a la vez. Cuando se interrumpe un intento de llamada, a la persona que llama se le presenta una senal de comunicando.

Se apreciara que, aunque cada uno de los tres mecanismos se ha descrito como si funcionase independientemente, es posible tener los tres funcionando en la misma llamada. Por ejemplo, el primer mecanismo indica que una llamada puede continuarse sobre la base del historial de llamadas reciente del telefono al que se esta llamando, el tercer mecanismo determina si puede transmitirse la rafaga de paquetes de elementos de diagnostico de prueba, y el segundo mecanismo determina la tasa de perdida de paquetes para el camino elegido por la red de conexion entre las redes locales que contienen el telefono que efectua la llamada y el telefono al que se esta llamando.

Utilizando los primeros dos mecanismos, las llamadas de voz en una red de unos pocos miles de abonados debenan manejarse adecuadamente en casi todas las condiciones de congestion. Las razones para liberar una llamada seran evidentes para los usuarios, por lo que debenan producirse poca decepcion en los usuarios y pocas repeticiones llamadas falsas.

Cuando se utiliza tambien el tercer mecanismo, la gestion de la congestion debena ser sumamente robusta y debenan resistirse bien incluso sobrecargas concentradas en enlaces congestionados de ancho de banda bajo.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   1. Metodo de control de admision de llamadas para una corriente de datos continua en redes con conmutacion de paquetes que incluye al menos una primera red de area local y una segunda red de area local que se comunican entre sf a traves de una red de conexion, para el uso en un intento de llamada a traves de la red de conexion,

   5 comprendiendo el metodo los pasos de:

   a) utilizar un controlador de acceso para la primera red de area local con el fin de construir una probabilidad de perdida para el intento de llamada utilizando estadfsticas sobre el exito o el fracaso de llamadas controladas por un controlador de acceso para la segunda red de area local;

   b) utilizar el controlador de acceso para decidir, sobre la base de la probabilidad de perdida, si se ha de determinar 10 una tasa de perdida de paquetes actual enviando una rafaga de datos de prueba desde la primera red de area local

   a la segunda red de area local o se ha de interrumpir el intento de llamada desde la primera red de area local a la segunda red de area local.
2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, en donde el paso b) incluye los pasos de:

   c) transmitir la rafaga de datos de prueba desde un primer nodo situado en la primera red de area local, a traves de 15 la red de conexion, a un segundo nodo situado en la segunda red de area local;

   d) reflejar la rafaga de datos de prueba recibida en el segundo nodo de vuelta al primer nodo;

   e) recibir la rafaga reflejada de datos de prueba en el primer nodo a traves de la red de conexion; y

   f) comparar la rafaga reflejada de datos de prueba con la rafaga transmitida de datos de prueba para determinar si puede iniciarse la transmision de una corriente de datos continua desde el primer nodo situado en la primera red de

   20 area local al segundo nodo situado en la segunda red de area local.