ARQUITECTURA DE CONMUTACION DE COMUNICACIONES.

Método de conmutación de datos multimedia, que comprende los pasos de:

recibir (405) una pluralidad de unidades de datos multimedia en un puerto de entrada de un conmutador de paquetes (500); determinar (410) un puerto de salida correspondiente del conmutador de paquetes (500) para cada una de dichas unidades de datos multimedia en base a la información de enrutamiento correspondiente a cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia; dirigir cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia hacia dicho puerto de salida correspondiente del conmutador de paquetes (500); en cada uno de dichos puertos de salida del conmutador de paquetes (500), recibir una segunda pluralidad de unidades de datos multimedia; y transmitir dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia para completar dicha conmutación de datos multimedia; caracterizado porque: dicho puerto de entrada del conmutador de paquetes (500) es capaz de soportar una combinación de tipos de tráfico incluyendo tráfico tipo de paquetes y tráfico tipo por TDM, y en dicho puerto de entrada, dicho direccionamiento de cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia comprende reformatear (415, 420) las unidades de datos multimedia de múltiples circuitos TDM destinados a la misma puerta de salida del conmutador de paquetes en una unidad de datos de tamaño fijo (FSDU), agregar un encabezamiento a la FSDU para crear un paquete encapsulado, y dirigir (430) dicho paquete encapsulado hacia dicho puerto de salida correspondiente; y en cada uno de dichos puertos de salida del conmutador de paquetes (500), dicha recepción (450) de dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia comprende recibir y reformatear (455, 460, 465) dichos paquetes encapsulados en dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia

Referencia a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de Patente Serie Nº 60/377,680, presentada el 3 de mayo de 2002. Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención hace referencia a comunicaciones de datos y en particular a arquitecturas y funciones de conmutación de comunicaciones. Descripción del arte relacionado

Los operadores de televisión por cable se han encontrado de manera habitual con soluciones para servicios de telecomunicaciones y arquitecturas que han sido desarrollados para otras industrias, tipos de proveedores, escalas e instalaciones. Hasta la fecha, se han propuesto dos métodos para proporcionar servicios de voz en la industria del cable con alto contenido en multimedia y se están ejecutando en pruebas: conmutación de circuitos y sistemas de telefonía distribuidos. Ninguno es adecuado para la necesidad de portar una gran variedad de tráfico multimedia (vídeo, audio, texto, gráfico, banda ancha y banda estrecha), por encima de la limitada área geográfica de las instalaciones del típico cableado externo de la televisión por cable, incluyendo, pero sin limitarse a, los tipos de cableado de cable híbrido de fibra óptica/cable coaxial (HFC, por sus siglas en inglés) vistos en el campo de la técnica en la actualidad.

Los sistemas de conmutación de circuitos han sido los medios de conmutación estándar para una calidad de voz básica y una fiabilidad en redes de telefonía públicas durante muchos años. En un sistema tal, el tráfico del circuito se define como tráfico con una conexión pre-configurada a través de una red. En particular, el tráfico del circuito basado en TDM (del inglés, Multiplexación por División de Tiempo) se define como poseedor de un ancho de banda reservado a través de la red, y más específicamente, ranuras de tiempo específicas a través de la red reservadas para portar el tráfico para ese circuito, ya sea que haya o no tráfico válido disponible para ser enviado. Ciertos formatos de circuitos TDM estándar se han definido como DS0, DS1 y E1. Los métodos tradicionales para conectar circuitos TDM juntos para completar una conexión utilizan un conmutador basado en TDM. Existen varias arquitecturas y maneras de construir tal conmutador que son conocidas en el arte, pero una característica general de tal conmutador es que una vez que se

establece una conexión, no hay competencia por los recursos de conmutación, por lo cual se garantiza una latencia fija por todo el conmutador. Estos conmutadores no pueden gestionar tráfico por paquetes.

En un sistema de telefonía distribuida, como el propuesto por Cable Labs y otros en la iniciativa PacketCableTM (ver más adelante), los datos de telefonía se

10 convierten en paquetes y se conmutan en un entorno gestionado por Protocolo de Internet (IP), utilizando una variedad de IP y protocolos de red. El conmutador utilizado para estos tipos de sistemas, y para tráfico IP en general, se conoce habitualmente como un conmutador de paquetes. Un conmutador de paquetes está diseñado para gestionar tráfico por paquetes, que tiene características diferentes del tráfico por circuito. En particular, la mayoría de los sistemas de paquetes están diseñados como sistemas sin conexiones, lo que significa que no proporcionan de antemano una conexión a través de la red, ni reservan ancho de banda para portar el tráfico. Algunos sistemas de paquetes (por ejemplo, sistemas de Modo de Transferencia Asíncrona [ATM, por sus siglas en inglés]) utilizan protocolos orientados a la conexión, y algunos protocolos IP (por ejemplo, Conmutación de etiquetas multiprotocolo [MPLS, por sus siglas en inglés]) también proporcionan un determinado nivel de reserva de ancho de banda. Sin embargo, estos sistemas agregan una complejidad extra y unos problemas potenciales de compatibilidad.

25 En un conmutador de paquetes, los encabezamientos están adjuntos a cada paquete individual para indicar el destino del paquete. Los paquetes son conmutados en tiempo real a la salida correcta en cada conmutador de paquetes a lo largo de la trayectoria. Como resultado, el tráfico que llega a un conmutador de paquetes no es determinista y tiene que competir por recursos de conmutación mientras trata de recorrer el conmutador. El efecto resultante es que los paquetes están sujetos a latencia no determinista a su paso por el conmutador.

- 3Otra característica del conmutador de paquetes es que debe estar diseñado para funcionar con paquetes de distinto tamaño. Este es el resultado de los diferentes protocolos que se utilizan en redes de paquetes. Normalmente, los paquetes que son mayores que las unidades de datos de 5 tamaño fijo (FSDU, por sus siglas en inglés) se dividen en partes más pequeñas (es decir, fragmentadas o segmentadas). Los paquetes que son más pequeños que las FSDU se completan para formar una FSDU completa. El tamaño de la FSDU es arbitrario, aunque generalmente se optimiza para ser eficiente para la variedad de tamaños de paquetes esperada en la aplicación para la cual se diseña. Una FSDU para 10 un conmutador de paquetes típico tiene un tamaño entre 64 bytes y 256 bytes. Dado que redes diferentes se están fusionando en el mundo actual de las comunicaciones, los sistemas se están diseñando para adaptarse al tráfico de circuitos por TDM y el tráfico de paquetes simultáneamente. La implementación más rentable de este tipo de sistemas utiliza una sola matriz de conmutación para facilitar el 15 tráfico de paquetes de datos puros y el tráfico de voz en paquetes (por ejemplo, VoIP). Tal sistema necesita considerar los diferentes requisitos de estos dos tipos de tráfico que son en esencia diferentes. Las redes de Voz sobre IP –sobre Protocolo de Internet-(VoIP, por sus siglas en inglés) 100 utilizan la arquitectura de sistema que se muestra en la figura 1 para 20 enrutar conversaciones de voz en paquetes a través del Protocolo en Tiempo Real (RTP, por sus siglas en inglés) descrito en la Petición de Comentarios (RFC, por sus siglas en inglés) 1889 del Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet (IETF, Internet Engineering Task Force) entre terminales o Adaptadores de Terminal Multimedia (MTA) 101. Los MTA convierten la voz en paquetes RTP 105 en una dirección y los 25 paquetes RTP en voz en la otra dirección. Se utiliza una Pasarela 110 de Red telefónica pública conmutada 150 (PSTN, por sus siglas en inglés) cuando el destino de la llamada es un teléfono 115 ubicado en la PSTN. Un servidor de gestión de llamadas (CMS) 120 utiliza un protocolo de señalización estándar en la industria (SIG) 125 tal como H. 323, SIP, MGCP o MEGACO para establecer el flujo RTP 30 entre esos terminales. Esta arquitectura de sistema de red de VoIP tradicional optimiza la utilización del ancho de banda de red pero es inadecuada para telefonía de clase portadora donde se requiere privacidad del usuario, verificación de línea

ocupada e interrupción por operadora o bajo los requerimientos de la Comisión de Acreditación para Agencias de Aplicación de la Ley (CALEA, por sus siglas en inglés).

Los MTA tienen funciones telefónicas incorporadas o proveen un RJ-11 u otra interfaz estándar en la industria para una conexión establecida con un teléfono estándar 130. En cualquier caso, los MTA se proporcionan como Equipo Local del Cliente (CPE, por sus siglas en inglés) ubicado dentro de la residencia o establecimiento comercial del suscriptor. Por lo tanto, un MTA puede ser manipulado o reemplazado con equipos no estándares capaces de monitorear tráfico de IP de la red y proporcionar información privada a un usuario no autorizado. Con esta información un usuario malintencionado podría originar señales en la red y/o paquetes de control que podrían interrumpir o negar servicio a otros usuarios en la red. Dichas interrupciones (a veces llamadas “Denegación de servicio” o Ataques DoS en el arte de comunicaciones de datos) son inaceptables cuando se utiliza una red VoIP para el servicio de telefonía de línea primaria. Además, dado que la dirección de IP del MTA de un suscriptor es el equivalente en enrutamiento a su número telefónico, las regulaciones que requieren la capacidad del suscriptor de bloquear el conocido servicio/función de identificador de llamadas podrían interpretarse para también enviar peticiones para bloquear su dirección de IP en una implementación de VoIP. El robo de servicios también es un riesgo reconocido a ser evitado. La protección del CPE y la funcionalidad basada en CPE también debe tenerse en cuenta respecto de la necesidad de seguridad del servicio...

1. Método de conmutación de datos multimedia, que comprende los pasos de: recibir (405) una pluralidad de unidades de datos multimedia en un puerto de entrada de un conmutador de paquetes (500); determinar (410) un puerto de salida correspondiente del conmutador de paquetes

(500) para cada una de dichas unidades de datos multimedia en base a la información de enrutamiento correspondiente a cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia; dirigir cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia hacia dicho puerto de salida correspondiente del conmutador de paquetes (500); en cada uno de dichos puertos de salida del conmutador de paquetes (500), recibir una segunda pluralidad de unidades de datos multimedia; y transmitir dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia para completar dicha conmutación de datos multimedia; caracterizado porque: dicho puerto de entrada del conmutador de paquetes (500) es capaz de soportar una combinación de tipos de tráfico incluyendo tráfico tipo de paquetes y tráfico tipo por TDM, y en dicho puerto de entrada, dicho direccionamiento de cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia comprende reformatear (415, 420) las unidades de datos multimedia de múltiples circuitos TDM destinados a la misma puerta de salida del conmutador de paquetes en una unidad de datos de tamaño fijo (FSDU), agregar un encabezamiento a la FSDU para crear un paquete encapsulado, y dirigir (430) dicho paquete encapsulado hacia dicho puerto de salida correspondiente; y en cada uno de dichos puertos de salida del conmutador de paquetes (500), dicha recepción (450) de dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia comprende recibir y reformatear (455, 460, 465) dichos paquetes encapsulados en dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia.

2. Método según la reivindicación 1, en donde en dicho puerto de salida del conmutador de paquetes (500), dicho reformateado comprende:

- 27 eliminar dicho encabezamiento de dicho paquete encapsulado; y extraer dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho

direccionamiento de cada mencionado encapsulado hacia dicho puerto de salida 5 correspondiente ocurre al final de una trama de tiempo.

4. Método según la reivindicación 3, en donde dicho direccionamiento de cada dicho paquete encapsulado hacia dicho puerto de salida correspondiente ocurre cuando cada uno de dichos paquetes encapsulados está completo.

5. Método según la reivindicación 1, en donde dichas unidades de datos multimedia

10 comprende uno de los siguientes: i) datos de audio; ii) datos de vídeo; o iii) señales de televisión en formato digital.

6. Método según la reivindicación 1, en donde dicha determinación además 15 comprende el procesamiento seguro de dichas unidades de datos multimedia.

7. Método según la reivindicación 6, en donde dicho procesamiento seguro además comprende ocultar las direcciones de IP de la parte emisora a la parte receptora y ocultar las direcciones de IP de la parte receptora a la parte emisora.

8. Método según la reivindicación 6, en donde dicho procesamiento seguro además

20 comprende proporcionar servicios basados en la comisión CALEA no detectables para la parte emisora ni la parte receptora.

9. Método según la reivindicación 1, en donde dicha determinación comprende tener acceso a información de enrutamiento correspondiente a cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia.

10. Método según la reivindicación 1, en donde dicha determinación también comprende el encolamiento de dichas unidades de datos multimedia utilizando colas basadas en clases de alta granularidad, para proporcionar protección contra ataques de Denegación de Servicio.

11. Método según la reivindicación 10, en donde dicho encolamiento emplea una 30 pluralidad de colas para cada clase de servicio.

12. Método según la reivindicación 1, en donde dicho direccionamiento ocurre en tiempo real.

13. Método según la reivindicación 1, que además comprende controlar dicha conmutación de datos multimedia a través de un solo sistema de gestión de elementos.

14. Dispositivo (500) para la conmutación integrada multimedia que comprende:

5 una pluralidad de puertos de entrada (510), donde cada uno recibe una pluralidad de unidades de datos multimedia; un procesador conectado, que comprende medios para: determinar un puerto de salida correspondiente para cada una de la pluralidad de dichas unidades de datos multimedia en base a la información de enrutamiento correspondiente a cada una de dicha pluralidad de unidades de datos multimedia; una pluralidad de puertos de salida (510), que comprenden medios para recibir una segunda pluralidad de unidades de datos multimedia; y medios para transmitir dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia para completar dicha conmutación multimedia

caracterizado porque:

al menos una de dichas puertas de entrada del conmutador de paquetes (500) es compatible con una combinación de tipos de tráfico, incluyendo tráfico tipo de paquetes y tráfico tipo por TDM, dicho procesador también comprende medios para reformatear unidades de datos multimedia de múltiples circuitos TDM destinadas al mismo puerto de salida del conmutador de paquetes (500) en una unidad de datos de tamaño fijo (FSDU), medios para agregar un encabezamiento a la FSDU para crear un paquete encapsulado, medios para dirigir dicho paquete encapsulado hacia dicho puerto de salida correspondiente; y dichos medios para recibir dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia comprenden medios para recibir y reformatear dichos paquetes encapsulados en dicha segunda pluralidad de unidades de datos multimedia.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, en donde dichos puertos de entrada, dicho procesador y dichos puertos de salida se proporcionan en un sólo compartimento.

16. Dispositivo según la reivindicación 14, en donde dicho procesador también comprende colas basadas en clases de alta granularidad de dichas unidades de datos multimedia constituidas para proporcionar protección contra ataques de Denegación de Servicio.

17. Dispositivo según la reivindicación 14, en donde dichos puertos de entrada, dicho procesador y dichos puertos de salida se controlan a través de un solo sistema de gestión de elementos.

“Siguen 4 páginas de dibujos”