[发明专利]用于多模网络互联连接的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字网络和通信传输系统的领域，更具体地，涉及能够在多个迥异的网络系统、服务提供商和网络互联环境上并发地提供多模网络互联连接的设备和方法。

背景技术

数字技术的问世引起了计算、网络互联和高带宽通信技术的融合，为大量的集成和交互多媒体应用提供网络连接。由于所述多媒体应用的发展和需求，不可避免地是网络系统和基础设施不得不从众多离散网络系统演变成集成以及混合的网络系统和基础设施，这产生了诸如允许多协议标签交换（MPLS）的IP系统的网络系统。

在网络互联环境中，互联网在当前是唯一的全球网络互联环境。互联网是在网络协议栈的互联网协议（IP）族上建立的。使用基于IP的路由器和MPLS交换机系统，数据被从源路由到目的地端点。

目前，端用户会通过在订户网络设备（SNE）和ISP网络网关设备之间进行互连，来从单个互联网服务提供商（ISP）订用互联网服务。为了提供连接，ISP利用现有的基于电路的电话交换机和/或有线电视（TV）基础设施，通过铜线、光缆和/或无线手段来提供用于网络连接的传输媒体服务。

如本领域技术人员所知，所述订户网络设备（SNE）具有操作系统，该操作系统充当用于所述SNE的网络接入控制器。所述网络接入控制器具有相关的网络协议栈，以支持无连接网络系统（诸如互联网协议（IP）），以及支持七号信令系统（SS-7）网络信令和点对点连接（诸如点对点协议（PPP））。

所述SNE或者作为独立设备工作，或者作为能够给多个允许网络的用户驻地装置（UPD）提供网络连接的复用器工作。所述SNE不仅在其驻地为所述多个用户数据报协议（UDP）的多连接和会话提供基于局域网的连接服务，而且还提供外部网络连接和对互联网的接入。

通过SNE（诸如数字订户线路（xDSL）、异步传输模式（ATM）及类似物），其网络控制器利用呼叫建立和PPP协议来使用电话网络基础设施建立从订户驻地到互联网服务提供商（ISP）网络网关交换机的连接。异步传输模式/长期演进（ATM/LTE）网络系统在网络的电话部分提供连接，而允许MPLS的IP网络接口（其支持若干个永久虚拟电路）在互联网部分上的多个允许MPLS的IP网络交换机之间提供连接。

对于铜电话线路上的数据通信，未被用于模拟语音服务的频率被用来通过多载波频带调制解调器（诸如xDSL）进行数据传输。所述多载波频带调制解调器利用频分复用（FDM）装置和离散多音（DMT）线路编码技术，通过将有用带宽分割成离散和较小的频率信道来实现更高的数据服务能力。

这种多载波频带方法也被利用在来自载波带宽频谱的无线数据通信中。此外，所述多载波频带方法也演进成不仅包括使用频分复用和码分复用，而且还包括使用时分复用技术。

通过DMT的实施，所有可用于数据传输的数据带宽被分配成两个传输信道，一个用于上传而另一个用于下载。所述上传信道和下载信道提供了SNE与ISP网络网关之间的连接。对于大多数xDSL和无线调制解调器，通常的做法是为下载信道分配预定离散范围的频率，而为上传信道分配另一个预定范围的频率。通过基于自适应速率的DSL调制解调器，上述对预定离散范围的频率的分配已经被淘汰，并且被带宽频率的动态分配取代。

在xDSL调制解调器的初始化期间，调制解调器的控制器会测试每个载波频带（已知为“bin”），从而为每个多载波频带频率建立信噪比（SNR）。然后控制器将计划如何通过所谓的“每bin的比特数（bits per bin）”分配来充分利用（exploit）每个bin。具有良好信噪比的bin将被选择用来传输在每个主时钟周期内具有更大数量的可能编码值的信号。如果这些bin的信噪比发生变化，则该DSL调制解调器可以改变该每bin的比特数分配。

应注意，虽然现有技术基于SNR因数为每个载波频带提供了服务品质（QoS）等级，但没有能力基于所述QoS等级为多个网络连接进行QoS数据服务的优先顺序排列和区分。如本领域技术人员所知，现有技术文献（包括使用了自适应带宽分配技术的那些）均未教导对不同QoS等级的带宽进行动态分份以支持到多个服务提供商或网络互联环境的多模连接会话的手段。

也应注意，现有技术文献中公开的数据网络设备仅仅为从订户到单个ISP网络网关源的上传信道和下载信道提供用于多个UPD连接的装置，用于单模网络互联服务。现有技术文献均未教导具有订用到多个ISP的能力的支持多模连接会话的装置。此外，来自现有ISP的所述网络连接仅仅提供了到共享媒体且无连接的基于IP的网络互联环境的连接。因此，现有技术文献只能提供单模网络互联环境。