性。RG經由其至接入網的寬帶網絡網關(BNG)的連接來提供家庭網絡與住宅因特網服務提供商之間的物理和協(xié)議連接性。RG與BNG之間的纜線連接性故障使得連接到RG的家庭設備不能達到因特網，由此期望具有后備機制以允許因特網服務提供商在RG與BNG之間的纜線鏈路故障的情況下達到家庭網絡。
[0033]長期演進(LTE)是用于高速數據的移動通信的標準。LTE已將移動網絡體系結構重新設計并簡化為基于IP的系統(tǒng)。LTE規(guī)范提供300 Mbit/s的下行鏈路峰值速率，75Mbit/s的上行鏈路峰值速率以及允許小于5 ms的QoS規(guī)定。在高帶寬和低時延的情況下，LTE支持經由VOIP的視頻、數據以及語音。在LTE系統(tǒng)中，分組數據網絡(PDN)網關(PDNGW)提供用戶設備(UE)與外部分組數據網絡之間的連接性。TON GW充當發(fā)往UE的業(yè)務的入口點和出口點。除了控制IP數據服務外，PDN GW還執(zhí)行路由選擇、分配IP地址、提供對非LTE網絡的訪問以及甚至實施策略。
[0034]隨著LTE網絡持續(xù)部署，其趨勢是家庭網絡有權訪問LTE網絡。一些電信設備制造商已經開始實現具有LTE能力的RG。例如，英國的沃達豐公司已經部署具有LTE接口的RG型號。有了同時經由BNG與纜線網絡連接和經由I3DN GW與移動網絡的連接的RG，這使得網絡運營商能夠減緩BNG與RG之間的纜線連接性故障的影響。
[0035]本發(fā)明的實施例提供一種用于避免現有技術缺點的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的實施例提供重新路由到長期演進(LTE)網絡，以使家庭網絡能夠在纜線連接性故障時經由LTE網絡重新路由業(yè)務。在纜線連接性恢復之后，RG和BNG可以暫停業(yè)務重新路由并使用纜線進行業(yè)務路由。
[0036]圖1是圖示網絡配置的框圖。在網絡一側的是Alice的家庭網絡102，以及另一側是Bob的家庭網絡104。在每個家庭網絡中，有RG連接到網絡中的家庭設備。家庭設備具有多種形式和功能，包括計算機、平板電腦、機頂盒、控制設備、手持設備、無線終端、數字相框和基于IP的語音(VOIP)終端。這些家庭設備在圖1中由PC和移動設備表示。家庭設備與RG通信，RG將業(yè)務路由到BNG以便能夠通過如因特網的廣域網與其他設備通信。例如，在Alice的家庭網絡102處，RGl經由纜線112連接到BNG1。在Bob的家庭網絡104處，RG2經由纜線114連接到BNG2。當分開的家庭網絡102和104中的兩個家庭設備彼此通信(例如，兩個移動設備彼此文字通信(text))時，BNGl和BNG2將經由廣域網在邏輯鏈路上路由業(yè)務，以及在本示例中，連接BNGl和BNG2的邏輯鏈路表示為鏈路110。
[0037]RG可以具有LTE接口。利用LTE接口，RG能夠經由分組數據網絡網關(PDN Gff)與LTE網絡通信，這RG提供至移動網絡的連接性?？梢灶A先配置RG LTE接口，這樣它保持休眠模式而不會主動地路由業(yè)務。預先配置包括為LTE接口指定IPv6地址，由此它能夠與LTE網絡中的其他網絡元件通信?？梢岳肦G的IPv6地址來預先配置TON GW，這樣它能夠發(fā)現RG。在圖示的例子中，RGl和RG2都均有LTE接口。
[0038]RGl經由移動鏈路122對PDN Gffl通信，以及RG2經由移動鏈路124對PDN GW2通信。TON GW不僅能對RG通信，而且還能對BNG通信?？梢岳帽匾膮?例如，BNG的IPv6地址)來預先配置TON Gff,以及TON Gff能夠發(fā)現與特定RG關聯的BNG并建立安全通信。相似地，可以利用I3DN的IPv6地址來預先配置BNG，使得它能夠與I3DN Gff建立安全通信。在圖1的示例實施例中，BNGl經由移動鏈路132對TON Gffl通信，以及BNG2經由移動鏈路134對TON GW2通信。在正常操作中，Alice的家庭網絡102與Bob家庭網絡104之間的業(yè)務經由鏈路112、110和114，以及移動鏈路122、132、134和124不路由業(yè)務。在其他實施例中，BNG與TON GW之間的鏈路可以部分地或全部是有線或類似連接，或有線連接與無線連接的任何組合。
[0039]圖2是圖示網絡故障情形的框圖。在連接RG和BNG的網絡中，有多個連接可能影響RG (以及連接的家庭設備)與其他設備之間通過廣域網或本地網絡的業(yè)務通信。在圖示的示例中，三段連接性可能故障。這三段是RGl與BNGl之間的纜線鏈路112、BNG1與BNG2之間的因特網連接110以及RG2和BNG2之間的纜線鏈路114。故障影響如RGl與RG2之間或其相應家庭設備之間的業(yè)務的通信。下文進一步描述的實施例解決這些故障情形。
[0040]圖3是圖示故障情形時重新路由的框圖。在此情形中，纜線鏈路112故障，以及RGl不再能夠經由纜線連接達到BNG1，因此RGl不再能夠經由纜線通過因特網與任何設備通信。RGl檢測到纜線故障時，RGl激活其LTE接口。通過下文詳細論述的協(xié)議，RGl建立經由TON Gffl至BNGl的重新路由信道。由此，經由纜線鏈路112的業(yè)務經由移動鏈路122和132重新路由，以及RGl能夠繼續(xù)通過因特網和經由其他RG與其他設備通信。在圖示的示例中，網絡是對稱的，以及用于移動鏈路112故障時重新路由的協(xié)議也可以用在移動鏈路114故障時，并且由RG2、BNG2和TON GW2以類似方式來執(zhí)行。再者，本領域技術人員應理解，其他網絡拓撲中可能發(fā)生RG與BNG之間的纜線連接中的故障，本文描述的原理和特征也可應用于這些備選的拓撲。
[0041]圖4和圖5圖示分別用作RG和BNG的兩個網絡元件。在一個實施例中，網絡元件包括一組一個或多個線路卡，一組一個或多個控制卡和可選地一組一個或多個服務卡(有時稱為資源卡)。這些卡經由一種或多種機構耦合在一起(例如，第一完整網格耦合這些線路卡以及第二完整網格耦合所有這些卡)。該組線路卡構成數據面，而該組控制卡提供控制面，并經由線路卡與外部網絡元件交換分組。該組服務卡能夠提供專門的處理(例如，第4層至第7層服務(例如，防火墻、IPsec、IDS、P2P)、VoIP會話邊界控制器、移動無線網關(GGSN、演進的分組系統(tǒng)(EPS)網關))。通過舉例，可以使用服務卡來端接IPsec隧道并執(zhí)行相應的認證和加密算法。
[0042]圖4是圖示RG的框圖。RG 400包括與上行鏈路BNG通信的纜線上行鏈路模塊402。RG 400還能夠包含LTE接口模塊404，LTE接口模塊經由LTE網絡的PDN Gff與LTE網絡通信。LTE接口模塊404能夠與LTE網絡的最接近無線電基站(RBS)交換信令和業(yè)務，以及RBS將業(yè)務從RG路由到TON Gff,從而建立至LTE網絡的通信。RG 400還可以包含用于與家庭設備通信的若干模塊。例如，纜線下行鏈路模塊406管理至家庭設備(例如，家庭中的機頂盒)的纜線連接，以及802.11接口模塊408管理至家庭設備(例如，移動設備)的無線連接。
[0043]在一個實施例中，RG 400包含網絡處理器410，網絡處理器401包括重新路由單元420。重新路由單元420包含連接性監(jiān)視模塊412，連接性監(jiān)視模塊412監(jiān)視RG 400與其他設備(例如，連接上行鏈路BNG)之間的連接性狀態(tài)。重新路由單元420包含協(xié)議消息傳送模塊414，協(xié)議消息傳送模塊414管理RG 400與其他網絡元件之間的協(xié)議交換。重新路由單元420還包含重新路由到LTE模塊416，重新路由到LTE模塊416業(yè)務重新路由到LTE網絡以及從LTE網絡的業(yè)務恢復。下文結合描述對應功能的流程圖進一步詳細地描述重新路由單元420的這些組件的功能性。
[0044]圖5是圖示BNG的框圖。BNG 500包含上行鏈路模塊502，上行鏈路模塊502管理BNG 500至上行鏈路網絡元件(例如，路由器)的連接性，以使BNG 500能夠達到因特網。BNG500包含纜線下行鏈路模塊504，纜線下行鏈路模塊504管理BNG 500至纜線下行鏈路網絡元件(例如，RG)的連接性。BNG 500還包含TON Gff接口模塊506，PDN Gff接口模塊506管理BNG 500至PDN Gff的連接性，以使BNG 500能夠對LTE網絡通信。
[0045]網絡處理器510是BNG 500的關鍵部件，其包括重新路由單元520。重新路由單元520包含連接性監(jiān)視模塊512，連接性監(jiān)視模塊512管理BNG 500與其他元件(例如，上行鏈路網絡元件、RG和TON Gff)之間的連接的連接性狀態(tài)。重新路由單元520包含重新路由啟動1?塊514，重新路由啟動1?塊514決定是否要啟動業(yè)務重新路由。在實施例中，重新路由決定不在RG處進行，而是在BNG處進行。集中式決定有助于因特網服務提供商管理重新路由過程。重新路由單元520包含協(xié)議消息傳送模塊516，協(xié)議消息傳送模塊516管理BNG 500與其他網絡元件之間的協(xié)議交換。重新路由單元520還包含隧道傳送/穿過模塊518，隧道傳送/穿過模塊518管理BNG 500與連接RG之間重新路由業(yè)務。BNG 500與RG之間的業(yè)務可以經由I3DN GW來隧道傳送，并且還以穿過TON GW而不會在TON GW處丟棄，正如下文進一步描述的。同樣地，下文結合描述對應功能的流程圖進一步詳細地描述重新路由單元520的這些組件的功能性。
[0046]注意網絡處理器410和510可以是通用或專用處理器。RG 400和BNG 500中的個別模塊可以包含其專用網絡處理單元(NPU)或它們可以在多個模塊中共享NPU。還要注意，可以將多種模塊作為單個單元來實現，或多個單元可以將兩個或更多個單元分別組合在RG400和BNG 500內，以及這些模塊可以采用軟件、硬件或其組合來實現。
[0047]單個連接性故障
圖6是圖示連接性故障時握手協(xié)議的流程圖。該過程開始于RG檢測到與其連接BNG的連接性故障時。一旦RG檢測到故障，則它激活其LTE接口。正如上文論述的，RG具有利用IPv6地址預先配置的LTE接口，用于與其他LTE網絡元件通信。由RG往LTE接口經由分組數據網絡網關(PDN Gff)將連接性故障消息發(fā)送到BNG，PFD 602通過與LTE網絡的RBS通信達到I3DN GW。一旦TON Gff接收到PFD 602，則它向其連接BNG發(fā)送具有相同信息的PFD604。一旦BNG接收到故障檢測消息，則它確定是否要啟動業(yè)務重新路由。如果BNG決定不要啟動業(yè)務重新路由，貝1J它向F1DN GW發(fā)送拒絕消息probe_failure_reject (PFJ) 610。PDN GW向發(fā)送PFD 602的RG發(fā)送具有相同信息的PFJ 612。在此情況中，不發(fā)生業(yè)務重新路由。但是，如果BNG決定要啟動業(yè)務重新路由，則它向TON Gff發(fā)送故障確認消息probe_failure_acknowledgement (PFA) 606, PDN GW 則向發(fā)送 PFD 602 的 RG 發(fā)送具有相同信息的PFA 608。然后，BNG向請求業(yè)務重