專利名稱：使用一個虛擬分布式節(jié)點的協(xié)議轉(zhuǎn)換的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種在連接一個終端用戶本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備和方法。特別是本發(fā)明涉及一個分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)內(nèi)的一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還涉及一個包括這種設(shè)備的分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)或一個具有一種用于將本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
技術(shù)現(xiàn)狀除支持語音和電路交換數(shù)據(jù)通信以外還支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)正引起越來越多的注意，已經(jīng)知道幾個這樣的系統(tǒng)。GSM(全球移動通信系統(tǒng))系統(tǒng)通過通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)支持分組數(shù)據(jù)通信。還有PDC系統(tǒng)(個人數(shù)字通信)通過PPDC(分組PDC)提供分組數(shù)據(jù)通信支持。另一個這種分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)是專用于AMPS系統(tǒng)的CDPD。
GSM的GPRS使用一種分組模式技術(shù)來傳送數(shù)據(jù)和信令并且定義了可被靈活分配的GRPS無線信道。一個TDMA(時分多址)幀內(nèi)的時隙由活動用戶共享并且上行鏈路和下行鏈路被分別分配。在GPRS以及其它支持分組數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)內(nèi)，節(jié)點被引入來管理分組數(shù)據(jù)通信，在本申請中，這種節(jié)點叫做分組數(shù)據(jù)節(jié)點。在GPRS中，該分組數(shù)據(jù)節(jié)點叫做服務(wù)的GPRS支持節(jié)點(SGSN)，它處在與普通MSC(移動交換中心)相同的分層等級上并跟蹤個人移動用戶站的位置，實現(xiàn)安全功能和接入控制。SGSN用幀中繼連接到基站系統(tǒng)(BSS)。在GPRS中還提供另一種節(jié)點，就是所謂的網(wǎng)關(guān)GSN(GGSN)，它被提供用于與外部分組交換網(wǎng)進行交互工作并經(jīng)一個基于IP的GPRS骨干網(wǎng)與SGSN相連。
為了將一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和比如一個終端用戶的局域網(wǎng)互連，需要昂貴而且復(fù)雜的解決方案。特別是需要特定的路由設(shè)備，其唯一的用途就是將一個終端用戶LAN和一個象GPRS這樣的支持分組數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)進行連接。這樣的一個路由器或者由終端用戶本身提供，或者在大部分情況下，由GPRS運營者提供。對運營者來說這是一種昂貴的解決方案，而且它不會提供任何有效的可升級性。按照已知的解決方案，一個路由器比如由運營者提供且必須要有一條從GPRS系統(tǒng)到用戶的鏈路，鏈路上必須運行隧道協(xié)議以便能夠使用終端用戶專用IP來尋址一個移動站。如果想要有因特網(wǎng)接入，則必須要有一條從GPRS到一個因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商的鏈路和從因特網(wǎng)到該終端用戶的另一個路由器，該路由器又與另外一個上面提到的提供一條從終端用戶到因特網(wǎng)鏈路的路由器進行通信。正如上面定義的，從SGSN出發(fā)和到達GGSN有一條經(jīng)過GPRS骨干網(wǎng)的物理鏈路，且從SGSN到GGSN使用一條GTP(比如由ETSI(歐洲電信標準協(xié)會)在GSM 09.60，版本為5.0.0，草案TS100，960版本5.0.0(1998-01)中所描述的GPRS隧道協(xié)議)鏈路。該解決方案是集中式的，它需要額外的到終端用戶LAN的隧道，這樣從一個GGSN到一個隧道設(shè)備之間建立一條隧道，它的隧道端點通過使用公共IP尋址或GPRS運營者提供的尋址應(yīng)是可到達的。這是一種要求，因為否則從GGSN不能到達隧道端點。如果通過因特網(wǎng)提供路由，則應(yīng)加上加密要求。隧道終止于一個由終端用戶或運營者提供的隧道端點設(shè)備并且運行一個可包括加密的未指定的隧道協(xié)議。這由終端用戶管理，終端用戶進而又與該終端用戶設(shè)備通信，終端用戶設(shè)備進而又與移動站通信。
如果終端用戶使用專用IP尋址方案，則已知集中式的解決方案就更不利。對運營者來說除了設(shè)備的高成本以外，還需大量的物理空間，對運營者來說這一點又是昂貴和不切實際的。還有，因為設(shè)備是集中式的，所以在功能干擾的情況下受到的影響非常大。而運營者依賴涉及高成本的路由設(shè)備也是一個缺點。
發(fā)明概述所以，需要一種將一個終端用戶本地網(wǎng)與一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的設(shè)備來協(xié)助為運營者提供互相連接，并且通過該設(shè)備能提供給運營者一種簡單而且便宜的解決方案。還需要一種設(shè)備使系統(tǒng)具有高度的可升級性。還需要一種設(shè)備使運營者不需購買和支付昂貴且有空間要求的設(shè)備，該設(shè)備經(jīng)常只被用于特定的專用目的。還需要一種設(shè)備來消除迄今為止已知的解決方案中的缺點，即因集中化而導(dǎo)致的在功能干擾等情況下的嚴重影響。特別是需要一種設(shè)備，通過它使運營者在很大程度上能夠避免購買專用設(shè)備。也需要一種設(shè)備，通過它可以將終端用戶使用專用IP尋址方案時的結(jié)構(gòu)簡化。
特別是需要一種設(shè)備，通過它能夠減少整個系統(tǒng)的成本并且使得能夠用一種簡單的解決方案來解決使用IP尋址方案時終端用戶IP地址重疊的問題。特別是需要一種設(shè)備，通過它可為運營者減少成本并且實際上也為用戶減少成本，因為用戶要為他們實際使用的東西付費。
也需要一種支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一種允許分組數(shù)據(jù)網(wǎng)和終端用戶網(wǎng)間的互連的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)上面討論的目的。
還需要一種將一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和一個終端用戶本地網(wǎng)互連的方法以實現(xiàn)上面討論的目的。
所以提供一種用于將一個終端用戶本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的設(shè)備，所述的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干，至少包括一個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點以處理分組數(shù)據(jù)通信，該設(shè)備中還包括一個網(wǎng)關(guān)功能以提供與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。它包括至少一個虛擬分布式節(jié)點以提供網(wǎng)關(guān)功能。該虛擬分布式節(jié)點包括一個交互工作節(jié)點設(shè)備，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)換裝置以在一個用于本地網(wǎng)終端用戶通信的、使用一個用戶級數(shù)據(jù)分組格式的通信協(xié)議和一個使用一個內(nèi)部分組數(shù)據(jù)格式的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換。該虛擬分布式節(jié)點包括一個管理功能來管理交互工作節(jié)點設(shè)備。這個管理功能在一個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)被執(zhí)行，或定位于該節(jié)點中，并且該分組數(shù)據(jù)網(wǎng)用于通信。這樣網(wǎng)關(guān)功能就被移到通常由用戶提供的交互工作節(jié)點設(shè)備中，其中的管理通過服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點來提供。管理功能特別包括一個在服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)執(zhí)行的管理系統(tǒng)。該管理功能可以在多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)提供并執(zhí)行，并且因為冗余的原因，多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點也可以管理多個交互工作節(jié)點設(shè)備。在一個最有利的實施方案中，一個/多個虛擬分布式節(jié)點由分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的運營者來管理。當然該管理也能以其它方式來控制，但是運營者管理提供了一種特別有利的實現(xiàn)。
一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，比如因特網(wǎng)，也可以與分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)骨干網(wǎng)組集成作為互相連接或作為一個互連數(shù)據(jù)網(wǎng)。
按照不同的實施方案，內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀可以，或者要求，是加密的。在那種情況下交互工作節(jié)點設(shè)備必須將內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成/自用戶級分組數(shù)據(jù)幀，這樣也要處理加密。如果網(wǎng)絡(luò)的一部分是一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)比如因特網(wǎng)，就特別需要加密。加密的幀可以是所謂的IP安全幀。當一個終端用戶使用一個專用IP尋址方案而外部網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)時就特別要這樣。當然在公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是一些其它網(wǎng)絡(luò)而不是因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的情況下，這種情況同樣可以適用。
對于包括一種支持分組數(shù)據(jù)通信功能比如GPRS的不同蜂窩通信系統(tǒng)，本發(fā)明的概念可被實現(xiàn)。在那種情況下具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點就是所謂的服務(wù)的GPRS支持節(jié)點SGSN。這種節(jié)點連到基站子系統(tǒng)BSS，所用的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)通信協(xié)議是GTP協(xié)議。這樣可以說提供網(wǎng)關(guān)功能的虛擬分布式節(jié)點代替了也叫GGSN的網(wǎng)關(guān)節(jié)點GSN。按照本發(fā)明，由SGSN管理的、包括交互工作節(jié)點設(shè)備的虛擬分布式節(jié)點就這樣代替了傳統(tǒng)的GGSN，在一個有利的實現(xiàn)中，整個系統(tǒng)的管理仍然由運營者控制，然而交互工作節(jié)點設(shè)備在物理上和經(jīng)濟上由終端用戶接管。
在一個可選擇的實施方案中，分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是分組PDC，即PPDC，在這種情況下服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點是一個分組移動交換中心P-MSC。在另一個實現(xiàn)中，相關(guān)的系統(tǒng)是如上面所討論的CDPD。當然本發(fā)明也適用于任何其它的、使用與上面描述相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)包括服務(wù)的和網(wǎng)關(guān)節(jié)點類型，比如GPRS結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的概念也能在比如UMTS(通用移動電話系統(tǒng))中實現(xiàn)。在一個可選擇的實現(xiàn)中，一個/多個虛擬分布式節(jié)點由終端用戶來管理。
所以同樣提供一個支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)，它包括多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點以處理分組數(shù)據(jù)通信，與基站子系統(tǒng)通信，并包括一個網(wǎng)關(guān)功能以提供與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的通信。該系統(tǒng)也提供與終端用戶本地網(wǎng)的通信。該通信系統(tǒng)包括多個虛擬分布式節(jié)點，所述的節(jié)點提供一個網(wǎng)關(guān)功能并包括一個交互工作節(jié)點設(shè)備，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)換裝置以在用于本地網(wǎng)終端用戶業(yè)務(wù)的、使用一個用戶級數(shù)據(jù)分組格式的通信協(xié)議和使用一個內(nèi)部分組格式的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換。一個管理功能也被提供給每個虛擬分布式節(jié)點用于管理交互工作節(jié)點設(shè)備。用于多個即一個或更多交互工作節(jié)點設(shè)備的所述的管理功能在多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)執(zhí)行。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干用于通信。按照不同的實施方案，在多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)提供管理功能以管理至少一個交互工作節(jié)點設(shè)備，即多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點為了冗余的原因全都能管理一個交互工作節(jié)點設(shè)備，或者一個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點可以管理一個或更多交互工作節(jié)點設(shè)備，或者多個交互工作節(jié)點設(shè)備，也可以是一個交互工作節(jié)點設(shè)備可以由一個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點來管理或者被多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點來管理。整個系統(tǒng)的解決方案可以是相同的，或者整個系統(tǒng)中可實現(xiàn)不同的解決方案，比如考慮到在實際位置的冗余需要。
有利地，虛分布式節(jié)點由支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)的運營者來管理。在一個特定的實現(xiàn)中，一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)與支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)相集成，骨干網(wǎng)作為一個互連數(shù)據(jù)網(wǎng)。公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)可以是比如因特網(wǎng)。內(nèi)聯(lián)網(wǎng)也可以以相似的方式被集成。
在一個特定的實現(xiàn)中，提供給多個交互工作節(jié)點設(shè)備以進行轉(zhuǎn)換的多個內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀被加密，比如是因為與外部數(shù)據(jù)通信網(wǎng)相連。之后交互工作節(jié)點設(shè)備將所述的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成(自)用戶級分組數(shù)據(jù)幀以進行終端用戶通信。實現(xiàn)本發(fā)明概念的系統(tǒng)可以是比如GPRS，PPDC，CDPD，UMTS等等，主要在于要求具有服務(wù)的功能和網(wǎng)關(guān)功能的節(jié)點的結(jié)構(gòu)。
所以同樣提供一種將一個終端用戶本地網(wǎng)和一個包括一個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)進行互連的方法。該分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點并且它還包括一個網(wǎng)關(guān)功能以進行外部通信。該方法包括的步驟有引入一個交互工作節(jié)點設(shè)備以提供一個網(wǎng)關(guān)功能；在多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點內(nèi)執(zhí)行所述交互工作節(jié)點設(shè)備的管理；使用一個內(nèi)部數(shù)據(jù)通信協(xié)議用于具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點和一個交互工作節(jié)點設(shè)備間的通信；使用一個通信協(xié)議用于交互工作節(jié)點設(shè)備和一個本地網(wǎng)比如一個局域網(wǎng)(LAN)的終端用戶間的通信，在所述的交互工作節(jié)點設(shè)備中，進行終端用戶通信協(xié)議和內(nèi)部數(shù)據(jù)通信協(xié)議間的轉(zhuǎn)換以便能夠在具有服務(wù)的功能的一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點和一個終端用戶本地網(wǎng)間進行通信，而不使用特定的隧道協(xié)議和中介的、集中化的路由裝置。
特別是該方法包括為了冗余的原因從多個分組數(shù)據(jù)節(jié)點來管理一個交互工作節(jié)點設(shè)備的步驟。甚至更特別的是該方法包括從具有服務(wù)的功能的同一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點來管理多個交互工作節(jié)點設(shè)備的步驟。最特別的是該方法包括由分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的運營者提供交互工作節(jié)點設(shè)備或虛擬網(wǎng)關(guān)節(jié)點的管理的步驟。在一個有利的實現(xiàn)中，該方法包括將一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，比如因特網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)集成為互連的外部網(wǎng)的步驟。該方法能在上面所示的不同的分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)比如GPRS，PPDC或CDPD等中實現(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點是使用一種分散式的解決方案，這樣就減輕了故障等引起的后果。本發(fā)明還有一個優(yōu)點是設(shè)備可以是用戶定制的并由用戶在用戶住所提供，且該設(shè)備物理上也可位于終端用戶希望的位置，特別是它仍然由分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)的運營者來處理或管理。同樣在本申請中還可提供許多其它優(yōu)點，其中多個優(yōu)點已在前面被描述。
附圖
簡述本發(fā)明將以非限制的方式參考相應(yīng)的附圖在下面被進一步描述，其中圖-1示出一個采用現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它是為解釋的原因而被舉例說明，圖-2示出本發(fā)明的針對一個分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)的例子，圖-3是一個與圖-2舉例相似的、示意性說明針對GPRS實現(xiàn)的圖，以及圖-4示出本發(fā)明的針對一個GPRS實現(xiàn)的特定實施方案。
發(fā)明詳述因為解釋的原因并且為了解釋本發(fā)明設(shè)備的功能和優(yōu)點，一個涉及GPRS的現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在圖-1中被舉例說明。兩個SGSN 10連到基站子系統(tǒng)BSS。在附圖中也舉例說明了一個組合的SGSN/GGSN，即一個既包括SGSN功能又包括GGSN功能的節(jié)點1C0。SGSN 10經(jīng)物理鏈路120與GGSN 20，20進行通信，該物理鏈路120通過GPRS骨干。經(jīng)GPRS骨干也有一條物理鏈路120到組合的SGSN/GGSN。GGSN節(jié)點20，20和組合的SGSN/GGSN包括管理功能MA用于有效負荷業(yè)務(wù)。為提供與作為與移動站(未畫出)通信的終端用戶設(shè)備的一個終端用戶LAN或一個業(yè)務(wù)端點的通信或連接，路由設(shè)備RO 30或者由終端用戶提供或者通常情況下由GPRS運營者提供。從GPRS系統(tǒng)到終端用戶之間有一條鏈路140。這條鏈路上必須運行一個隧道協(xié)議以便允許使用終端用戶專用IP來尋址移動站(未畫出)。從GGSN 20到一個隧道設(shè)備或一個隧道端點TE 40之間運行隧道或隧道協(xié)議150，該隧道設(shè)備或隧道端點TE 40通過使用公共IP尋址或使用由GPRS運營者提供的尋址應(yīng)是可到達的。否則，從GGSN 20不能到達TE 40。通過因特網(wǎng)可以尋路到TE 40。然而之后可能需要加密。隧道端點TE 40，如上面所示，是隧道150的端點，它是一個終端用戶(或GPRS運營者)提供的設(shè)備，使用未指定的隧道協(xié)議160(可能帶加密)，該協(xié)議由終端用戶來管理。業(yè)務(wù)端點TRE70，如上面所示，是與移動站進行通信的終端用戶設(shè)備。由GGSN 20和組合的SGSN/GGSN 1C0提供的鏈路141用于從GPRS連到一個因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商ISP 51以獲得因特網(wǎng)接入。一個路由設(shè)備ROX 61被提供用于從因特網(wǎng)到達終端用戶。161指示從終端用戶到因特網(wǎng)通過一個路由設(shè)備30′的鏈路。130指示從SGSN到GGSN所使用的GTP鏈路。這樣，對已知的解決方案，需要路由設(shè)備意味著運營者必須提供一個GGSN和一個路由器，它也預(yù)示需要一個隧道端點。
圖-2大體示出本發(fā)明的概念對分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)PDS的實現(xiàn)，只要該系統(tǒng)包括服務(wù)的和網(wǎng)關(guān)節(jié)點功能。
從一般觀點看，本發(fā)明的概念在于引入一個虛擬網(wǎng)關(guān)分組數(shù)據(jù)節(jié)點，該節(jié)點以一種分布式的方式來構(gòu)造并包括一個DGN(一個交互工作節(jié)點設(shè)備)2A和一個在分組數(shù)據(jù)節(jié)點1A，1B內(nèi)執(zhí)行的管理系統(tǒng)MA。圖-2示出兩個分組數(shù)據(jù)節(jié)點PDN1A，1B使用通信協(xié)議11A，它們與基站BS進行通信。由于在這種情況下的通信系統(tǒng)也支持語音和電路交換數(shù)據(jù)的通信，所以按傳統(tǒng)的方式該通信系統(tǒng)應(yīng)包括多個移動交換中心MSC，附圖中只以一個MSC來舉例說明。按照不同實施方案，有效負荷和管理來自不同的或相同的節(jié)點，管理可在多個節(jié)點處實現(xiàn)以提供冗余及可能的多種選擇。DGN也可與網(wǎng)絡(luò)相連。
在圖-2中舉例說明了一個連到數(shù)字終端設(shè)備DTE的移動站MS。MS經(jīng)無線鏈路與一個BS通信。一個分別用于PDN1A，1B和一個MS之間通信的通信協(xié)議11A1也被舉例說明。移動用戶站的信息被分別保存在PDN1A；1B中，后者也提供多路復(fù)用、壓縮和接入控制等等，并且通信協(xié)議11A1是虛擬的，可將發(fā)送到/自同一個目的地的分組“容納”在一下。交互工作節(jié)點設(shè)備DGN2A能夠接收內(nèi)部通信協(xié)議(ICP)幀并且包括轉(zhuǎn)換裝置用于轉(zhuǎn)換在ICP鏈路13A上發(fā)送的所述的ICP幀。從PDN1A，1B經(jīng)PDS骨干到DGN2A也存在物理鏈路12A。在PDN1A，1B內(nèi)執(zhí)行的管理系統(tǒng)MA經(jīng)過18來管理DGN2A，正如所見的，在這種實施方案中同一個DGN2A為了冗余的原因既可以被PDN1A管理又可以被PDN1B管理。在DGN2A中ICP幀被轉(zhuǎn)換成用戶級協(xié)議ULC的用戶級幀以便經(jīng)鏈路16A與業(yè)務(wù)端點(TRE)7A進行通信。這樣，在DGN2A中的轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)，實現(xiàn)ICP幀和ULC幀間的轉(zhuǎn)換，ULC幀經(jīng)用戶LAN不時地傳給業(yè)務(wù)端點TRE7A。
有利地DGN2A由分組數(shù)據(jù)通信運營者來管理。這樣，正如從附圖中所見的，內(nèi)部通信協(xié)議ICP用于到DGN2A的途中，有利地該DGN2A位于用戶端并由用戶提供，這樣就無需路由設(shè)備和額外的隧道化。如果ICP幀被加密，比如是所謂的IP安全幀，DGN也能處理它們。然而，加密是可選項，依賴于特定的實現(xiàn)，因特網(wǎng)是否互連等等。
圖-3示出一個本發(fā)明針對GPRS實現(xiàn)的實施方案。此處的分組數(shù)據(jù)節(jié)點包括一個服務(wù)的GPRS支持節(jié)點SGSN，該節(jié)點與基站控制器BSC通信，BSC進而又與多個基站收發(fā)臺BTS通信。SGSN1C經(jīng)通信協(xié)議11B(此處以BSS GPRS協(xié)議BSSGP為例)與BSC通信。SGSN處在與MSC(附圖中未畫出)相同的分層等級上并跟蹤單個MS的位置，實現(xiàn)安全功能和接入控制。SGSN1C用幀中繼連接到達BSS。SGSN1C經(jīng)GPRS骨干網(wǎng)連到DGN2B以及一個內(nèi)部通信協(xié)議13B；13C分別用于SGSN1C和DGN2B，2C間的通信。有利地此處的內(nèi)部通信協(xié)議是GTP協(xié)議。GTP協(xié)議是由ETSI(歐洲電信標準協(xié)會)在GSM 09.60，版本為5.0.0，草案TS 100，160 V 5.0.0(1998-01)中所描述的協(xié)議，因此在此引入作為參考。通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS由ETSI在GSM 03.60，版本為5.2.0(1997-12)中進一步描述，它也在此引入作為參考。DGN2B，2C經(jīng)通信鏈路18由在SGSN1C內(nèi)執(zhí)行的管理功能來管理。附圖中舉例說明的管理和有效負荷業(yè)務(wù)不必使用分別的物理鏈路(比較如13C和18)但是要用同一個物理接口。這也適用于圖-2和圖-4。在這個實施方案中以一種簡化的方式舉例說明兩個DGN(當然或者更多)由同一個SGSN管理。然而，不必一定是這種情況，但它示出了一種有利的實現(xiàn)。多于兩個的DGN也可以被同一個SGSN管理等等，就象一個或更多的DGN為了冗余的原因可以被兩個或更多的SGSN管理一樣。在DGN2B，2C中實現(xiàn)GTP幀和到終端用戶LAN的業(yè)務(wù)端點TRE7B；7C的、應(yīng)用用戶級通信協(xié)議ULC16B的用戶級幀間的轉(zhuǎn)換。這樣，在特定的實施方案中DGN2B；2C能夠接收GTP幀，該幀可以加密也可以不加密，如果加密，可能就是所謂的IP安全幀，并且該方案能夠?qū)TP幀轉(zhuǎn)換成比如IP幀并把IP幀不時地傳送到終端用戶LAN處。有利地DGN2B；2C由GPRS的運營者管理。
圖-4又示出了一個針對GPRS的實現(xiàn)。SGSN1D，1E，1F以一種傳統(tǒng)的方式連到BSS。SGSN1D，1E，1F都包括執(zhí)行一種管理功能，該管理功能構(gòu)成了虛擬GGSN的一部分，該GGSN又分別包括DGN2D，2E和2F。DGN2D，2E和2F的管理經(jīng)鏈路18被分別處理，正如參考圖-3更充分地描述的。GTP協(xié)議再一次作為內(nèi)部通信協(xié)議13C，13D，13E用于有效負荷業(yè)務(wù)。正如上面描述的，在DGN2D和2E內(nèi)分別進行轉(zhuǎn)換，變成/自到終端用戶LAN的業(yè)務(wù)端點TRE的用戶級通信協(xié)議ULC16D。
然而，在這種情況下，一個路由器ROX 61或者由終端用戶提供或者由GPRS運營者提供，該ROX 61是用于到因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供商ISP51的路由器，ISP 51與一個路由器ROX162進行通信，ROX162是用于從因特網(wǎng)到與DSN2F進行通信的終端用戶的路由器，該DGN2F進而又提供從DGN2F到業(yè)務(wù)端點TRE7E的內(nèi)部通信協(xié)議GTP13E和用戶級通信協(xié)議16F間的轉(zhuǎn)換。正如所見的，在每一種情況下，GTP隧道的端點分別一直到達DGN2D，2E和2F，其中都發(fā)生轉(zhuǎn)換，并且正如所見的不需GGSN以及不需由運營者提供路由設(shè)備，進而到終端用戶LAN也不需額外的隧道化。由于DGN由終端用戶提供，所以它們特別適合于終端用戶的特定需要和需求。這也幫助確定了解決方案，它是分散式的并且，與至今為止已知的結(jié)構(gòu)相比，對故障不敏感，因此故障后果的嚴重性要小的多。
當然本發(fā)明并不局限于已明確舉例說明的實施方案，而是在權(quán)利要求的范圍內(nèi)有多種改變的方式。
權(quán)利要求
1.一種用于將一個終端用戶本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的設(shè)備，所述的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括一個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干，至少一個用于處理分組數(shù)據(jù)通信的、具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)，并且還包括一個網(wǎng)關(guān)功能以提供與外部網(wǎng)絡(luò)的通信，其特征在于它包括至少一個虛擬分布式節(jié)點，該節(jié)點提供網(wǎng)關(guān)功能并包括一個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)換裝置用于在一個具有用戶級數(shù)據(jù)分組格式的本地網(wǎng)終端用戶通信協(xié)議和一個使用內(nèi)部分組數(shù)據(jù)格式的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)通信協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換，且所述的虛擬分布式節(jié)點包括一個管理功能來管理交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)，這個管理功能在一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)被執(zhí)行，其中分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干用于通信。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于管理功能(MA)包括一個在服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)執(zhí)行的管理系統(tǒng)。
3.按照權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于管理功能(MA)在多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)提供并執(zhí)行。
4.按照前述權(quán)利要求中任何一個的設(shè)備，其特征在于多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)包括一個管理功能(MA)以管理多個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)。
5.按照前述權(quán)利要求中任何一個的設(shè)備，其特征在于一個/多個虛擬分布式節(jié)點由分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的運營者來管理。
6.按照權(quán)利要求1-4中任何一個的設(shè)備，其特征在于一個/多個虛擬分布式節(jié)點是外部管理的(從系統(tǒng)外部)。
7.按照前述權(quán)利要求中任何一個的設(shè)備，其特征在于一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，比如因特網(wǎng)，與分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)骨干網(wǎng)集成為一個互連數(shù)據(jù)網(wǎng)。
8.按照前述權(quán)利要求中任何一個的設(shè)備，其特征在于內(nèi)部通信協(xié)議的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀是加密的，且交互工作節(jié)點設(shè)備將內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成/自用戶級分組數(shù)據(jù)幀。
9.按照權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于加密幀是IP安全幀。
10.至少按照權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于至少多個終端用戶使用一個重疊IP尋址方案，外部數(shù)據(jù)網(wǎng)是因特網(wǎng)。
11.按照權(quán)利要求1-4中任何一個的設(shè)備，其特征在于一個/多個分布式節(jié)點由終端用戶來管理。
12.按照前述權(quán)利要求中任何一個的設(shè)備，其特征在于分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是GPRS，且分組數(shù)據(jù)節(jié)點是一個連到基站子系統(tǒng)(BSS)的服務(wù)的GPRS支持節(jié)點(SGSN)，且內(nèi)部分組數(shù)據(jù)通信協(xié)議是GTP。
13.按照權(quán)利要求1-11中任何一個的設(shè)備，其特征在于分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是P-PDC，服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點是一個分組移動交換中心(P-MSC)。
14.按照權(quán)利要求1-11中任何一個的設(shè)備，其特征在于分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是CDPD或UMTS。
15.一種支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)，它包括多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)以處理分組數(shù)據(jù)通信并與基站系統(tǒng)和終端用戶本地網(wǎng)通信，提供一個網(wǎng)關(guān)功能以便與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)進行通信，其特征在于它包括多個虛擬分布式節(jié)點，每個節(jié)點提供所述的網(wǎng)關(guān)功能，且每個節(jié)點包括一個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)，該設(shè)備包括轉(zhuǎn)換裝置用于在一個具有用戶級數(shù)據(jù)分組格式(ULC)、用于本地網(wǎng)終端用戶業(yè)務(wù)的通信協(xié)議和一個使用內(nèi)部分組數(shù)據(jù)格式(ICP)的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換，且每個虛擬分布式節(jié)點包括一個管理功能來管理交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)，用于多個交互工作節(jié)點設(shè)備的該管理功能在多個提供所述服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)被執(zhí)行，且分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干用于通信。
16.按照權(quán)利要求15的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于管理功能(MA)在多個服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)提供以管理至少一個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)。
17.按照權(quán)利要求15或16的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于服務(wù)的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)中至少一個包括一個管理功能(MA)以管理多個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)。
18.按照權(quán)利要求15-17中任何一個的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于虛擬分布式節(jié)點由支持分組數(shù)據(jù)通信的蜂窩通信系統(tǒng)的運營者來管理。
19.按照權(quán)利要求15-18中任何一個的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，比如因特網(wǎng)，與支持分組數(shù)據(jù)通信骨干網(wǎng)的蜂窩通信系統(tǒng)集成為一個互連數(shù)據(jù)網(wǎng)。
20.按照權(quán)利要求15-18中任何一個的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于提供給多個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)以進行轉(zhuǎn)換的多個內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀是加密的，且交互工作節(jié)點設(shè)備將所述內(nèi)部分組數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成/自用戶級分組數(shù)據(jù)幀。
21.按照權(quán)利要求15-20中任何一個的蜂窩通信系統(tǒng)，其特征在于它是GPRS，PPDC，CDPD或UMTS或一個相似的支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)。
22.一種用于將一個終端用戶本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的方法，所述的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括一個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干和多個分組數(shù)據(jù)節(jié)點，該節(jié)點包括一個處理分組數(shù)據(jù)通信的服務(wù)的功能和一個與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信的網(wǎng)關(guān)功能，其特征在于它包括的步驟有-引入多個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)以提供一個網(wǎng)關(guān)功能，-在多個具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)內(nèi)執(zhí)行所述交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)的管理，-使用一個內(nèi)部數(shù)據(jù)通信協(xié)議(ICP；GTP)用于具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)和一個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)間的通信，-使用一個終端用戶通信協(xié)議(ULC)用于和一個本地網(wǎng)的終端用戶進行通信，-在所述的交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)中進行終端用戶通信協(xié)議(ULC)和內(nèi)部數(shù)據(jù)通信協(xié)議(ICP；GTP)間的轉(zhuǎn)換以便通過使用從分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)到交互工作節(jié)點設(shè)備(2A；2B，2C；2D，2E，2F)的內(nèi)部通信協(xié)議能夠在具有服務(wù)的功能的一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點和一個終端用戶之間進行通信。
23.按照權(quán)利要求22的方法，其特征在于它還包括的步驟有從具有服務(wù)的功能的多個分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A，1B；1C；1D，1E，1F)來管理所述的交互工作節(jié)點設(shè)備。
24.按照權(quán)利要求22或23的方法，其特征在于它還包括的步驟有從具有服務(wù)的功能的同一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點來管理多個交互工作節(jié)點設(shè)備。
25.按照權(quán)利要求22-24中任何一個的方法，其特征在于它還包括的步驟有將一個公共或第三方數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，比如因特網(wǎng)，集成為互連的外部網(wǎng)。
26.按照權(quán)利要求22-25中任何一個的方法，其特征在于它還包括的步驟有由分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的運營者管理或外部地管理交互工作節(jié)點設(shè)備。
27.按照權(quán)利要求22-26中任何一個的方法，其特征在于分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是GPRS，具有服務(wù)的功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點是一個SGSN，并且交互工作節(jié)點設(shè)備和其中的管理功能由一個虛擬網(wǎng)關(guān)GSN構(gòu)成，內(nèi)部協(xié)議還可以是GTP。
全文摘要
一種用于將一個終端用戶本地網(wǎng)和一個分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)互連的設(shè)備和方法,所述的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括一個分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干,至少一個用于處理分組數(shù)據(jù)通信的、具有服務(wù)功能的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A,1B),并且還包括一個網(wǎng)關(guān)功能以提供與外部網(wǎng)絡(luò)的通信。它包括至少一個虛擬分布式節(jié)點以提供網(wǎng)關(guān)功能,該虛擬分布式節(jié)點包括一個交互工作節(jié)點設(shè)備(2A),該設(shè)備包括轉(zhuǎn)換裝置用于在一個具有用戶級數(shù)據(jù)分組格式(ULC)的本地網(wǎng)終端用戶通信協(xié)議和一個使用內(nèi)部分組數(shù)據(jù)格式(ICP)的內(nèi)部分組數(shù)據(jù)通信協(xié)議之間進行轉(zhuǎn)換。該虛擬分布式節(jié)點包括一個管理功能(MA)來管理交互工作節(jié)點設(shè)備(2A),這個管理功能在一個分組數(shù)據(jù)節(jié)點(1A,1B)內(nèi)被執(zhí)行,并且分組數(shù)據(jù)網(wǎng)骨干用于通信。
文檔編號H04L29/06GK1340260SQ00803738
公開日2002年3月13日 申請日期2000年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月11日
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