Métodos y sistemas para extender la arquitectura de IMS/SIP de la NGN con el fin de proporcionar servicio de QoS a flujos portadores genéricos.

Más particularmente, se proporciona un método para establecer un camino portador de extremo a extremo de una sesión de comunicación en una red de comunicación de múltiples dominios en la que se utiliza un protocolo de señalización fuera de banda para establecer sesiones de comunicaciones. El método comprende recibir un mensaje de señalización fuera de banda que incluye información representativa de al menos un punto de extremo opuesto de un primer segmento portador del camino de extremo a extremo. La información se utiliza para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada a través de un nodo de la red entre respectivos puntos de extremo locales del primer segmento portador y del segundo segmento portador alojados por el nodo. Se inserta entonces información representativa de la relación de correspondencia de conexión cruzada en el mensaje de señalización fuera de banda, y se remite el mensaje de señalización fuera de banda.

Fijación de la ruta de flujos portadores de IP en una red de próxima generación.

Campo técnico

La presente invención se refiere a Redes de Próxima Generación y, en particular, a la fijación de la ruta de Flujos Portadores de Protocolo de Internet (IP -"Internet Protocol") en una Red de Próxima Generación.

Antecedentes de la invención

En el momento presente, diversos cuerpos y consorcios normativos internacionales, tales como el Proyecto de Sociedad de Tercera Generación (3GPP -"Third Generation Partnership Project"), el Instituto de Normativa Europea de Telecomunicaciones (ETSI - "European Telecommunications Standards Institute") y la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU -"International Telecommunications Union"), están participando en iniciativas para definir una Red de Próxima Generación. De acuerdo con la ITU-T, la Red de Próxima Generación (NGN -"Next Generation Network") es una red basada en paquetes que es capaz de proporcionar servicios, incluyendo Servicios de Telecomunicaciones, y de hacer uso de múltiples tecnologías de transporte de banda ancha, de conformidad con la QoS, y en las que las funciones relacionadas con los servicios son independientes de las tecnologías relacionas con el transporte subyacentes. La NGN ofrece un acceso sin restricciones por parte de los usuarios a diferentes proveedores de servicios. También posibilita una movilidad generalizada que permitirá una provisión consistente y ubicua de servicios a los usuarios.

La Red de Próxima Generación está basada, generalmente, en la arquitectura de Subsistema Multimedia de Internet (IMS -"Internet Multi-Media Sub-System"), y utiliza el Protocolo de Inicio de Sesión (SIP -"Session Initiation Protocol") para gestionar el establecimiento y la finalización de sesiones de comunicación entre las partes. Esta disposición resulta ventajosa por cuanto que el IMS/SIP proporciona un marco para redes de Protocolo de Internet (IP -"Internet Protocol"), a fin de establecer sesiones multimedia, incluyendo llamadas telefónicas de Voz por Protocolo de Internet (VoIP -"Voice over Internet Procol"), de un modo que es resistente al fraude, y que permite adoptar la subsiguiente contabilidad y acuerdos entre dominios utilizando métodos muy similares a los actualmente empleados por la Red de Telefonía Pública Conmutada (PSTN -"Public Switched Telephone Network") y los operadores de red celular. Es decir, puede facturarse a los usuarios por cada llamada/sesión individual con un cargo relacionado con el tipo de servicio suministrado, y estos cargos pueden distribuirse adecuadamente a cada una de las redes portadoras (o dominios administrativos) transitados por la llamada/sesión.

Al igual que con la PSTN, se contempla que la NGN consista en muchos dominios de operadores/administrativos, y que la arquitectura de IMS proporcione la base para que un abonado de un operador establezca una llamada de voz o una sesión multimedia con un abonado de otro operador, de manera que ambos operadores (así como cualesquiera operadores intermedios) se reserven los necesarios recursos de red de sus dominios respectivos para la Calidad de Servicio (QoS - "Quality of Service") requerida para los flujos de paquetes portadores que portan las corrientes o flujos continuos de voz o multimedia asociados con la sesión. Por otra parte, la arquitectura de IMS habilita por completo el desplazamiento itinerante de los usuarios finales, en el que la QoS de flujo portador de soporte del dominio visitado es análoga a la que se tendría en el dominio doméstico.

La Figura 1 ilustra esquemáticamente una arquitectura de Red de Próxima Generación representativa. Como en la PSTN y en la Internet, se espera que la NGN sea un conglomerado de múltiples redes de dominios administrativos. Un negocio de un dominio administrativo puede ser, fundamentalmente, el de dar servicio a los usuarios finales o, básicamente, el de proporcionar el tránsito a otros dominios administrativos. Para los propósitos de esta Solicitud, se hace referencia a la red de un dominio administrativo que proporciona el tránsito, como Red de Tránsito (TN -"Transit Network") 2. Un dominio administrativo que da servicio a los clientes finales consiste en dos tipos de red: una red de IP de núcleo o troncal de IP (CN -"core IP network") y una o más redes de enganche (o "acceso") (ANs -"access networks") 6 que "enganchan" el equipo terminal (TEs -"Terminal Equipments") 8 de los usuarios finales a la red troncal 4, a través de una Pasarela de Enganche 10, de tal manera que éstos pueden recibir el servicio de IMS. Se considera normalmente que las ANs están en el mismo dominio administrativo que la CN a la que se conectan, incluso cuando se hacen funcionar por una entidad empresarial independiente (un operador de AN) de la que el operador de CN adquiere el "acceso al por mayor". Nótese que, si bien tanto las Redes de Tránsito como las Redes Troncales encaminan paquetes de IP basándose en la dirección de IP de destino de cada encabezamiento de paquete, las ANs transportan paquetes entre TEs y el punto de enganche de la CN, con independencia de las direcciones de IP. Si bien una red de enganche puede ser tan simple como un hilo o un circuito multiplexado en el dominio del tiempo (TDM -"Time Domain Multiplexed"), habitualmente consiste en una primera red de Mile específica del medio, y una red de Backhaul en paquetes más general (en la terminología inalámbrica del 3GPP, esta red de Backhaul se denota por el término "troncal", pero sigue formando parte de la AN y no se debe confundir con la CN).

En la arquitectura de red que se ilustra en la Figura 1, los paquetes son transportados entre las diversas redes troncales y de tránsito por Enlaces de Intercambio 12 alojados por Pasarelas de Frontera de Transporte (TBGs- "Transport Border Gateways") 14 de cada red. Para cualquier par de redes, un Enlace de Intercambio puede ser un enlace físico o alguna forma de circuito virtual. Los expertos de la técnica constatarán que pueden interconectarse también múltiples redes a través de una Red de Intercambio (XN -"eXchange Network") sin conexiones. Una XN puede encontrarse en un abanico que va desde un conmutador de Ethernet individual a una red de IP global o una Red Privada Virtual.

Se específica que el IMS utiliza el Protocolo de Inicio de Sesión (SIP) para establecer y poner fin a llamadas o sesiones multimedia. La arquitectura de IMS específica un cierto número de Funciones de Control del Estado de la Llamada (CSCFs -"Cali State Control Functions"), distribuidas a través de la red, que procesan los mensajes de SIP y actúan en ellos. En el establecimiento de una sesión específica, la mensajería de SIP necesita ser procesada o tratada por al menos una CSCF en Servicio (S-CSCF -"Serving CSCF") de origen, asociada con el iniciador de la sesión, y una S-CSCF de destino, asociada con el objetivo o destino de la sesión establecida. Habitualmente, sin embargo, los clientes de SIP no se emparejan directamente con sus S-CSCFs asociadas, y existen CSCFs intermedias que encaminan y remiten los mensajes de SIP entre los clientes de SIP y sus S-CSCFs asociadas, y entre las CSCFs de origen y de destino. Son de particular relevancia para la presente Solicitud las CSCFs parejas responsables de remitir mensajes de SIP entre dominios administrativos. En la presente descripción, se designa cualquier CSCF que sea la última de un dominio administrativo, para remitir un mensaje de SIP a otro dominio, o que sea la primera de un dominio administrativo, para recibir un mensaje de SIP desde otro dominio administrativo, como CSCF de Frontera (b-CSCF -"border CSCF"). Quienes están familiarizados con el 3GPP y/o otras iniciativas normativas de NGN constarán que existe un debate acerca del modo como estructurar la arquitectura de la capacidad funcional del control de frontera. Es la intención que el término "b-CSCF" que abarque componentes funcionales tales como una CSCF de interrogación (I-CSCF -"interrogating-CSCF"), una Función de Control de Frontera de Interconexión (IBCF -"Interconnection Border Control Function") y aspectos de una Función de Control de Pasarela de Interrupción (BGCF -"Breakout Gateway Control Function"). Incluso una S-CSCF puede ser una b-CSCF cuando el control de frontera no es un fuerte requisito del operador.

No existen CSCFs en redes de enganche -el par de la denominada CSCF de representante (P-CSCF -"proxy-CSCF") es, en realidad, la función de cliente de SIP del equipo terminal. Puesto que un cliente de SIP, particularmente el de un servidor de aplicación (AS - "application server") 8b, podría emparejarse directamente con una S-CSCF, en la presente descripción se utilizará...

1. Un método para establecer, en una red de comunicación de múltiples dominios en la que se utiliza un protocolo de señalización fuera de banda para establecer sesiones de comunicaciones, un camino portador de extremo a extremo de una sesión de comunicación, de tal modo que el método comprende las etapas de:

recibir un mensaje de señalización fuera de banda, que incluye información representativa de al menos un punto de extremo opuesto de un primer segmento portador del camino de extremo a extremo;

utilizar la información para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada a través de un nodo de la red entre respectivos puntos de extremo locales del primer segmento portador y un segundo segmento portador albergado por el nodo;

insertar información representativa de la relación de correspondencia de conexión cruzada en el mensaje de señalización fuera de banda; y

remitir el mensaje de señalización fuera de banda.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente, cuando el mensaje fuera de banda es un mensaje de fase en sentido directo del protocolo de señalización fuera de banda, las etapas de:

recibir un mensaje de fase de retorno del protocolo de señalización fuera de banda desde un punto de extremo opuesto del segundo segmento portador, de tal manera que el mensaje de fase de retorno es generado por un punto de extremo opuesto del camino de extremo a extremo, en respuesta a la recepción del mensaje de señalización fuera de banda;

definir una relación de correspondencia de conexión cruzada de fase inversa a través del nodo entre respectivos puntos de extremo locales del segundo segmento portador y del primer segmento portador; y

remitir el mensaje de fase de retorno al punto de extremo opuesto del primer segmento portador;

de tal manera que se establece un camino portador bidireccional, o en ambos sentidos, de extremo a extremo.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el protocolo de señalización fuera de banda es un Protocolo de Inicio de Sesión (SIP), y en el que:

el mensaje de fase en sentido directo es un mensaje de INVITAR de SIP; y el mensaje de señalización de fase de retorno es un mensaje de respuesta de SIP, generado por un extremo lejano del camino de extremo a extremo.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la etapa de definir una relación de correspondencia de conexión cruzada comprende las etapas de:

identificar respectivos puntos de extremo locales de los primer y segundo segmentos portadores; y

definir una relación de correspondencia a través del nodo entre los puntos de extremo locales identificados.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la etapa de insertar información representativa de la relación de correspondencia de conexión cruzada en el mensaje de señalización fuera de banda comprende una etapa de insertar información que identifica el punto de extremo local del segundo segmento portador.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, en el cual la información que identifica el punto de extremo local del segundo segmento portador, reemplaza la información que identifica el punto de extremo opuesto del primer segmento portador.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mensaje de señalización fuera de banda es un mensaje de INVITAR de SIP que es recibido en una Función de Control de Estado de Llamada (CSCF) que controla el nodo, y en el cual la etapa de definir una relación de correspondencia de conexión cruzada comprende una etapa de instalar la relación de correspondencia de conexión cruzada como política o criterio de remisión de ese nodo.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la etapa de remitir el mensaje fuera de banda comprende una etapa de remitir el mensaje INVITAR de SIP a una CSCF pareja.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el nodo es uno cualquiera de: una pasarela de frontera entre dominios de la red; y un servidor dentro de un dominio de la red.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la información es codificada en un Protocolo de Descripción de Sesión (SDP).

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la información comprende una especificación de flujo de IP que incluye una dirección de IP respectiva de al menos un punto de extremo del segmento portador.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la etapa de utilizar la información para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada, comprende una etapa de definir una relación de correspondencia de Traducción de Dirección de Red (NAT), destinada a traducir un encabezamiento de paquetes de IP recibidos por el nodo a través del primer segmento portador, en un encabezamiento para el segundo segmento portador.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual la etapa de utilizar la información para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada de fase inversa, comprende una etapa de definir una relación de correspondencia de Traducción de Dirección de Red (NAT) de fase inversa correspondiente, a fin de traducir un encabezamiento de paquetes de IP recibidos por el nodo a través del segundo segmento portador, en un encabezamiento para el primer segmento portador.

14. Una red de comunicación de múltiples dominios en la que se utiliza un protocolo de señalización fuera de banda para establecer sesiones de comunicaciones, un medio legible por computadora, que incluye código de software, para controlar una Función de Control de Estado de Llamada (CSCF) de la red con el fin de establecer un camino portador de extremo a extremo de una sesión de comunicación, de tal manera que el código de software controla la CSCF para:

recibir un mensaje de señalización fuera de banda, que incluye:

información representativa de al menos un punto de extremo opuesto de un primer segmento portador del camino de extremo a extremo;

utilizar la información para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada a través de un nodo de la red entre respectivos puntos de extremo locales del primer segmento portador y de un segundo segmento portador albergado por el nodo;

insertar información representativa de la relación de correspondencia de conexión cruzada en el mensaje de señalización fuera de banda; y remitir el mensaje de señalización fuera de banda.

15. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual, cuando el mensaje fuera de banda es un mensaje de fase en sentido directo del protocolo de señalización fuera de banda, el código de software controla adicionalmente la CSCF para:

recibir un mensaje de fase de retorno del protocolo de señalización fuera de banda desde un punto de extremo opuesto del segundo segmento portador, de tal manera que el mensaje de fase de retorno es generado por un punto de extremo opuesto del camino de extremo a extremo, en respuesta a la recepción del mensaje de señalización fuera de banda;

definir una relación de correspondencia de conexión cruzada de fase inversa a través del nodo entre respectivos puntos de extremo locales del segundo segmento portador y del primer segmento portador; y

remitir el mensaje de fase de retorno al punto de extremo opuesto del primer segmento portador;

de tal manera que se establece un camino portador bidireccional, o en ambos sentidos, de extremo a extremo.

16. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el protocolo de señalización fuera de banda es un Protocolo de Inicio de Sesión (SIP), y en el cual:

el mensaje de fase en sentido directo es un mensaje de INVITAR de SIP; y

el mensaje de fase de señalización de retorno es un mensaje de respuesta de SIP generado por un extremo lejano de un camino de extremo a extremo.

17. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el código de software que define una relación de correspondencia de conexión cruzada, comprende código de software para:

identificar respectivos puntos de extremo locales de los primer y segundo segmentos portadores; y

definir una relación de correspondencia a través del nodo entre puntos de extremo locales identificados.

18. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el código de software que inserta información representativa de la relación de correspondencia de conexión cruzada en el mensaje de señalización fuera de banda, comprende código de software para insertar información que identifica el punto de extremo local del segundo segmento portador.

19. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 18, en el cual la información que identifica el punto de extremo local del segundo segmento portador, reemplaza la información que identifica el punto de extremo opuesto del primer segmento portador.

20. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el que el mensaje de señalización fuera de banda es un mensaje de INVITAR de SIP, recibido en una Función de Control de Estado de Llamada (CSCF) que controla el nodo, y en el cual la etapa de definir una relación de correspondencia de conexión cruzada comprende una etapa de instalar la relación de correspondencia de conexión cruzada como política o criterio de remisión de ese nodo.

21. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual la etapa de remitir el mensaje fuera de banda comprende una etapa de remitir el mensaje de INVITAR de SIP a una CSCF pareja.

22. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el nodo es uno cualquiera de: una pasarela de frontera entre dominios de una red; y un servidor dentro de un dominio de la red.

23. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual la información es codificada en un Protocolo de Inicio de Sesión (SDP).

24. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual la información comprende una especificación de flujo de IP que incluye una dirección de IP respectiva de al menos un punto de extremo del segmento portador.

25. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 14, en el cual el código de software para utilizar la información con el fin de definir una relación de correspondencia de conexión cruzada, comprende código de software para controlar la CSCF, con el fin de definir una relación de correspondencia de Traducción de Dirección de Red (NAT) destinada a traducir un encabezamiento de paquetes de IP recibidos por el nodo a través del primer segmento portador, en un encabezamiento para el segundo segmento portador.

26. Un medio legible por computadora de acuerdo con la reivindicación 25, en el cual la etapa de utilizar la información para definir una relación de correspondencia de conexión cruzada de fase inversa, comprende una etapa de definir una relación de correspondencia de Traducción de Dirección de Red (NAT) destinada a traducir un encabezamiento de paquetes de IP recibidos por el nodo a través del segundo segmento portador, en un encabezamiento para el primer segmento portador.