TWI635723B

TWI635723B - Fixed line customer network terminal equipment intelligent communication distribution system and method

Info

Publication number: TWI635723B
Application number: TW105142882A
Authority: TW
Inventors: 詹志道; 賴勇昌; 陳東役; 郭斐華; 李榮瑞
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-09-11
Also published as: TW201824821A

Abstract

一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法，係提供整合固網WAN端與行網WAN端介面之客戶網路終端設備智慧訊務分配之系統與方法。利用監測客戶端網路終端設備固網WAN端介面與行網WAN端介面之訊務負載量以及連線品質之方式，智慧分配LAN端客戶網路設備所建立之服務訊務如網頁瀏覽、影片播放或檔案下載等至固網WAN端與行網WAN端之系統與方法，有效分配固網WAN端與行網WAN端之訊務，並確保客戶網路服務之連線品質。

Description

固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法

本發明屬於一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法，可有效提升偏遠地區固網寬頻服務網路服務速率與服務品質。

隨著4G LTE高速行動網路技術成熟，讓行動上網服務速率可達100Mbps以上，近年行動電信業者也積極建設4G基地台提升行動通訊的覆蓋率及容量，讓高速行動上網服務更加普及。甚至推出4G家庭上網服務，挑戰固網電信業者如20Mbps以下中低速固寬頻上網服務市場。然而，固網電信業者也積極提升固網電路如從銅纜電路改佈光纜電路，或提升銅纜電路之接取技術如VDSL2以及G.fast等。讓固網寬網上網服務速率也可達100Mbps以上甚至到1Gbps。但改佈光纜電路或提升銅纜技術之建設成本高，尤其是建設提升偏遠地區固網電路。因此，近年也推出固行網整合之寬頻上網解決方案，結合4G行動網路覆蓋率以及高速上網特性，提升偏遠地區固網用戶寬頻上網之頻寬加總服務。

然而，整合固網與行網之客戶網路終端設備之訊務配置技術，主要有較簡易之訊務權重分配機制以及較複雜之封包重整機制，訊務權重分配機制主要監測固網與行網之訊務量或負載流量分配客戶網路服務訊務，雖然機制簡單但無考量固行網介面之連線品質尤其是行動網路介面，封包重整機制如MPTCP方式，雖然客戶可有效使用到固行網頻寬加總之最大頻寬，但局端需要安裝建置大容量路由器重整每個客戶，不僅提高建置成本也增加了封包處理之延遲時間。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法。

為達上述目的，本發明提出提供一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法，利用監測客戶端網路終端設備固網WAN端介面與行網WAN端介面之訊務負載量以及連線品質之方式，智慧分配LAN端客戶網路設備所建立之服務訊務如網頁瀏覽、影片播放或檔案下載等至固網WAN端與行網WAN端之系統與方法，有效分配固網WAN端與行網WAN端之訊務，可確保行網資源有效利用，達到固行網介面頻寬加成之效果，並可確保客戶網路服務之連線品質。

一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中包括：一固行網客戶網路終端設備，是為連接於行動網路系統與固網網路系統，並提供客戶網路服務設備存取網際網路之服務，得以透過網絡地址轉換(Network Address Translation，NAT)存取固行網客戶網路終端設備區域網路(local area network，LAN)端介面網路協定(Internet Protocol，IP)，並經由固行網客戶網路終端設備之廣域網路(Wide Area Network，WAN)端介面IP存取網際網路之服務，其中客戶網路服務設備，為桌上型電腦，筆記型電腦、或手持移動裝置之設備。；以及一品質測試伺服器，是連接於網際網路或網路機房之伺服器設備，並提供品質測試封包之接收並回傳，其中包括ICMP(Internet Control Message Protocol，網路控制消息協定)或UDP echo(UDP Based Echo protocol，用戶資料報回應協定)之伺服端服務。

其中WAN端介面IP存取網際網路之服務，是為網頁瀏覽、網路影片播放及檔案存取之網路服務，其中固行網客戶網路終端設備，是由客戶網路服務設備透過固行網客戶網路終端設備存取新的網際網路服務，於固行網客戶網路終端設備建立新的訊務會期，並記錄存取目的地之IP及Port，其中包括負載監測模組，是於行網WAN端介面與行動網路系統完成連線並取得IP後啟動行網WAN端負載流量監測，並於固網WAN端介面與固網網路系統完成連線並取得IP後啟動固網WAN端負載流量監測，監測固網WAN端介面與行網WAN端介面之下行頻寬使用量，是以每秒百萬位元(Mega bit per second，Mbps)判定目前固網WAN端及行網狀態之品質狀態為Heavy(重載)或Light(輕載)，並定時更新固行網WAN端狀態表之固網WAN端及行網WAN端之負載狀態為Heavy或Light；品質監測模組，是於行網WAN端介面與行動網路系統完成連線並取得IP後啟動行網WAN端網路品質監測，並於固網WAN端介面與固網網路系統完成連線並取得IP後啟動固網WAN端網路品質監測，其品質監測模組會分別經由固WAN端介面以及行網WAN端介面定時傳送數個品質測試封包如ICMP或UDP echo封包至網際網路之品質測試伺服器，並接收品質測試伺服器回傳之品質測試封包並統計品質測試封包傳送與接收過程之延遲時間、延遲抖動及遺失數量判定固網WAN端介面及行網WAN端介面之品質狀態為好(Good)或壞(Bad)，並更新固行網WAN端狀態表之固網WAN端及行網WAN端之品質狀態為Good或Bad；以及智慧訊務分配模組，是於客戶網路服務設備於固行網客網網路終端設備建立新訊務會期後，訊務會期之目的地之IP及Port(埠)非屬靜態路由分配時，則透過智慧訊務分配模組配置，並將訊務會期配發至行網WAN介面，否則將訊務會期配發至固網WAN介面。

其中品質測試伺服器，亦得以經過行網WAN端介面或固網WAN端介面傳送品質測試封包至品質測試伺服器，並透過品質測試封包之傳送與接收，量測行網網路系統及固網網路系統之連線品質。

其固行網WAN端狀態表，是為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad」、或行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good、以及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy。

一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配方法，其中：客戶訊務初始化

判斷客戶訊務是否為靜態路由固行網分配；若是，則客戶訊務靜態路由分配；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN 端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則客戶訊務分配至固網WAN端介面。

其中客戶訊務靜態路由分配，是為客戶訊務會期由靜態路由所設定之WAN端介面分配。

本發明所提供一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1. 本發明可應用於整合固行網網路之服務電路，有效分配固網WAN端介面以及行網WAN端介面之訊務分配。

2. 本發明結合負戴監測及品質監測作為固行網WAN端之智慧訊務會期分配，不僅可降低固行網WAN端介面之負載壅塞，也可確保固行網WAN端介面之連線品質。

3. 本發明之品質監測機制於行網WAN端介面與固網WAN端介面承載客戶服務訊務之同時，傳送並接收品質測試封包。可量測到行網WAN介面與固網WAN端介面之即時連線品質，作為智慧訊務分配之判斷，避免WAN端介面以及新訊務會期之連線品質惡化。

4. 本發明透過除了固行網WAN端介面之負載監測外，也同時執行品質監測，如WAN端介面負載狀態為Light但品質狀態卻為Bad時，代表WAN端介面之前端網路或線路壅塞之現象。可避免新訊務會期被分配至品質劣化之WAN端介面。

5. 本發明考量行動網路頻寬資源使用成本較固網成本高。智慧訊務分配於固網WAN端介面與行網WAN端介面之負載及品質同條件下。以固網訊務分配為優先，可有效利用行動網路頻寬資源。

110‧‧‧固行網客戶網路終端設備

111‧‧‧智慧訊務分配模組

112‧‧‧負載監測模組

113‧‧‧品質監測模組

114‧‧‧客戶LAN端存取介面

115‧‧‧行網WAN端存取介面

116‧‧‧固網WAN端存取介面

120‧‧‧行動網路系統

130‧‧‧固網網路系統

140‧‧‧網際網路

150‧‧‧客戶網路服務設備

S210~S231‧‧‧流程

請參閱有關本發明之詳細說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖1為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之架構圖；圖2為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之流程圖；圖3為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之客戶網路終端設備示意圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。

以下，結合附圖對本發明進一步說明：請參閱圖1所示，為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之架構圖包括：一固行網客戶網路終端設備110，是為連接於行動網路系統120與固網網路系統130，並提供客戶網路服務設備存取網際網路140之服務，得以透過網絡地址轉換(Network Address Translation，NAT)存取固行網客戶網路終端設備區域網路(local area network，LAN)端介面網路協定(Internet Protocol，IP)，並經由固行網客戶網路終端設備之廣域網路(Wide Area Network，WAN)端介面IP存取網際網路之服務，其中客戶網路服務設備，為桌上型電腦，筆記型電腦、或手持移動裝置之設備。；以及一品質測試伺服器，是連接於網際網路140或網路機房之伺服器設備，並提供品質測試封包之接收並回傳，其中包括ICMP(Internet Control Message Protocol，網路控制消息協定)或UDP echo(UDP Based Echo protocol，用戶資料報回應協定)之伺服端服務。

其中品質測試伺服器141，亦得以經過行網WAN端介面或固網WAN端介面傳送品質測試封包至品質測試伺服器，並透過品質測試封包之傳送與接收，量測行網網路系統及固網網路系統之連線品質。

由上述可知，固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統包含固行網客戶網路終端設備110，係連接於行動網路系統120與固網網路系統130提供客戶網路服務設備150存取網際網路140之服務，如PC、手機等客戶網路服務設備150可透過NAT之方式存取固行網客戶終端設備110 LAN端介面IP，經過固行網客戶終端設備110 WAN端介面IP存取網際網路140之服務如網頁瀏覽、網路影片播放及檔案存取等網路服務。除了提供客戶網路服務設備150存取網路服務外，也整合負載監測模組、品質監測模組以及智慧訊務分配模組。客戶網路服務設備150透過固行網客戶網路終端設備110存取新的網際網路140服務，於固行網客戶網路終端設備110建立新的訊務會期並記錄存取目的地之IP及Port。

同時參閱圖3所示，為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之客戶網路終端設備示意圖，智慧訊務分配模組111透過負載監測模組112以及品質監測模組113所更新之固行網WAN端狀態表資訊，判斷新的訊務會期應分配至客戶LAN端存取介面114、行網WAN端存取介面115或固網WAN端存取介面116。

行動網路系統120，係透過行動基地台160設備提供如手機或行動網卡等存取網路服務140之系統。手機或行動網卡等完成行動網路系統120之認證後存取網際網路140之服務。除了提供手機或行動網卡存取網路服務140外，也提供連接於固行網客戶網路終端設備110之客戶網路服務設備150存取網際網路140之服務。

固網網路系統130，係透過有線網路接取電路提供固網用戶存取網路服務140之系統，如固網用戶透過電話線、光纖及銅軸電纜等方式存取網際網路140之服務，除了提供固網用戶存取網路之服務外，也提供連接於固行網客戶網路終端設備110之客戶網路服務設備150存取網際網路140之服務。

品質測試伺服器141，係連接於網際網路140或網路機房之伺服器設備，提供品質測試封包之接收並回傳，如ICMP或UDP echo等伺服端服務。固行網客戶網路端設備110也可經過行網WAN端存取介面115或固網WAN端介面116傳送品質測試封包至品質測試伺服器141並透過品質測試封包之傳送與接收，量測行網網路系統120及固網網路系統130之連線品質。

固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統之固行網客戶網路終端設備包含負載監測模組112，係整合於固行網客戶網路終端設備110之負載監測模組112。負載監測模組112會於行網WAN端存取介面115與行動網路系統120完成連線並取得IP後啟動行網WAN端負載流量監測，並於固網WAN端存取介面116與固網網路系統130完成連線並取得IP後啟動固網WAN端負載流量監測。監測固網WAN端存取介面116與行網WAN端存取介面115之下行頻寬使用量如Mbps判定目前固網WAN端及行網WAN端之負載狀態為Heavy或Light，並定時更新之固行網WAN端狀態表如表一之固網WAN端及行網WAN端之負載狀態為Heavy或Light。

品質監測模組113，係整合於固行網客戶網路終端設備110之品質監測模組113。品質監測模組113會於行網WAN端存取介面115與行動網路系統完成連線並取得IP後啟動行網WAN端網路品質監測，並於固網WAN端存取介面115與固網網路系統130完成連線並取得IP後啟動固網WAN端網路品質監測。品質監測模組113會分別經由固WAN端存取介面116以及行網WAN端存取介面115定時傳送數個品質測試封包如ICMP或UDP echo封包至網際網路之品質測試伺服器，並接收品質測試伺服器回傳之品質測試封包並統計品質測試封包傳送與接收過程之延遲時間、延遲抖動及遺失數量判定固網WAN端存取介面116及行網WAN端存取介面115之品質狀態為Good或Bad，並更新固行網WAN端狀態表，如下表1所示，固網WAN端及行網WAN端之品質狀態為Good或Bad。

智慧訊務分配模組111，是整合於固行網客戶網路終端設備110之智慧訊務分配模組111。客戶網路服務設備150於固行網客網網路終端設備110建立新訊務會期後，該訊務會期之目的地之IP及Port非屬靜態路由分配時則透過智慧訊務分配模組111配置，智慧訊務分配模組111之固行網WAN端狀態表，請參考上表1，如固行網WAN端狀態表之「行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad」，或者「行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy」則將訊務會期配發至行網WAN端存取介面115。否則將訊務會其配發至固網WAN端存取介面116。

其客戶LAN端存取介面114，是為固行網客戶網路終端設備110連接客戶網路服務設備150之存取介面，如乙太網路(Ethernet)或無線區城網路(Wireless LAN)等，讓客戶網路服務設備150可透過固行網客戶網路終端設備110存取網際網路140之服務。

請參閱圖2所示，為本發明固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統與方法之流程圖，其中： S210客戶訊務初始化

S220判斷客戶訊務是否為靜態路由固行網分配；若是，則S221客戶訊務靜態路由分配；若否，則S230判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad；若是，則S231客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則S240判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy；若是，則S231客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則S241客戶訊務分配至固網WAN端介面。

由上述可知，S210客戶訊務初始化，客戶網路服務設備存取網際網路服務如PC、手機等，客戶網路服務設備可透過NAT之方式存取固行網客戶終端設備LAN端介面IP，經過固行網客戶終端設備WAN端介面IP存取網際網路之服務如網頁瀏覽、網路影片播放及檔案存取等服務。於固行網客戶網路終端設備建立新的客戶訊務會期並記錄存取目的地之IP及Port；S220判斷客戶訊務是否為靜態路由固行網分配，判斷該客戶訊務會期之目的地之IP及Port是否為固行網客戶網路終瑞設備之靜態路由規則，若為是則執行客戶訊務靜態路由分配，若否則執行判斷固行網WAN端狀態表； S230判斷固行網WAN端狀態表，，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad，是客戶訊務會期由靜態路由所設定之WAN端介面分配，若為是，則執行客戶訊務分配至行網WAN端介面，若為否則執行判斷固行網WAN端狀態表；S240判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy，若為是，則執行客戶訊務分配至行網WAN端介面，若為否則執行客戶訊務分配至固網WAN端介面。

上列詳細說明乃針對本發明之一可行實施例進行具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不僅於技術思想上確屬創新，並具備習用之傳統方法所不及之上述多項功效，已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

Claims

一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中包括：一固行網客戶網路終端設備，係為連接於行動網路系統與固網網路系統，並提供客戶網路服務設備存取網際網路之服務，得以透過網絡地址轉換(Network Address Translation，NAT)存取固行網客戶網路終端設備區域網路(local area network，LAN)端介面網路協定(Internet Protocol，IP)，並經由該固行網客戶網路終端設備之廣域網路(Wide Area Network，WAN)端介面IP存取網際網路之服務；以及一品質測試伺服器，係連接於網際網路或網路機房之伺服器設備，並提供品質測試封包之接收並回傳，其中包括ICMP(Internet Control Message Protocol，網路控制消息協定)或UDP echo(UDP Based Echo protocol，用戶資料報回應協定)之伺服端服務，其中該固行網客戶網路終端設備用以：客戶訊務初始化；判斷客戶訊務是否為靜態路由固行網分配；若是，則客戶訊務靜態路由分配；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則客戶訊務分配至固網WAN端介面。
如申請專利範圍第1項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中該客戶網路服務設備，係為桌上型電腦，筆記型電腦、或手持移動裝置之設備。
如申請專利範圍第1項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中該WAN端介面IP存取網際網路之服務，係為網頁瀏覽、網路影片播放及檔案存取之網路服務。
如申請專利範圍第1項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中該固行網客戶網路終端設備，係由客戶網路服務設備透過固行網客戶網路終端設備存取新的網際網路服務，於固行網客戶網路終端設備建立新的訊務會期，並記錄存取目的地之IP及Port，其中包括：負載監測模組，係於行網WAN端介面與行動網路系統完成連線並取得IP後啟動行網WAN端負載流量監測，並於固網WAN端介面與固網網路系統完成連線並取得IP後啟動固網WAN端負載流量監測，監測固網WAN端介面與行網WAN端介面之下行頻寬使用量，係以每秒百萬位元(Mega bit per secohd，Mbps)判定目前固網WAN端及行網狀態之品質狀態為Heavy(重載)或Light(輕載)，並定時更新固行網WAN端狀態表之固網WAN端及行網WAN端之負載狀態為Heavy或Light；品質監測模組，係於行網WAN端介面與行動網路系統完成連線並取得IP後啟動行網WAN端網路品質監測，並於固網WAN端介面與固網網路系統完成連線並取得IP後啟動固網WAN端網路品質監測，其該品質監測模組會分別經由固WAN端介面以及行網WAN端介面定時傳送數個品質測試封包如ICMP或UDP echo封包至網際網路之該品質測試伺服器，並接收該品質測試伺服器回傳之品質測試封包並統計品質測試封包傳送與接收過程之延遲時間、延遲抖動及遺失數量判定固網WAN端介面及行網WAN端介面之品質狀態為好(Good)或壞(Bad)，並更新固行網WAN端狀態表之固網WAN端及行網WAN端之品質狀態為Good或Bad；以及智慧訊務分配模組，係於客戶網路服務設備於固行網客網網路終端設備建立新訊務會期後，該訊務會期之目的地之IP及(埠)非屬靜態路由分配時，則透過智慧訊務分配模組配置，並將訊務會期配發至行網WAN介面，否則將訊務會期配發至固網WAN介面。
如申請專利範圍第1項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中該品質測試伺服器，亦得以經過行網WAN端介面或固網WAN端介面傳送品質測試封包至品質測試伺服器，並透過品質測試封包之傳送與接收，量測行網網路系統及固網網路系統之連線品質。
如申請專利範圍第4項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配系統，其中該固行網WAN端狀態表，係為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad」、或行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good、以及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy。
一種固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配方法，其中：客戶訊務初始化；判斷客戶訊務是否為靜態路由固行網分配；若是，則客戶訊務靜態路由分配；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Bad；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則判斷固行網WAN端狀態表，是否為行網WAN端品質狀態：Good，及固網WAN端品質狀態：Good，及行網WAN端負載狀態：Light，及固網WAN端負載狀態：Heavy；若是，則客戶訊務分配至行網WAN端介面；若否，則客戶訊務分配至固網WAN端介面。
如申請專利範圍第7項所述之固行網客戶網路終端設備智慧訊務分配方法，其中該客戶訊務靜態路由分配，係為客戶訊務會期由靜態路由所設定之WAN端介面分配。