一種用於三網融合的用戶終端網關系統的製作方法

2023-09-17 05:13:05

專利名稱：一種用於三網融合的用戶終端網關系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於通信領域，尤其涉及一種用於三網融合的用戶終端網關系統。
背景技術：
三網融合(網際網路、電視網、電話網)已經走過十年曆程，世界各國都採用由阿爾 卡特、朗訊、諾基亞等提出的IP多媒體系統(IP Multimedia Subsystem, IMS)方案進行。 IMS方案的基礎是網際網路不可管理、不可控制、不可運營，所以必須要研發出大量的設備對 現有網絡進行改造，而網際網路本身又在不斷發展的現實使得IMS的研究始終跟不上網際網路 的發展。同時，IMS還保留了公共交換電話網(Public Switched Telephone Network,PSTN) 的物理網絡，就必須增加大量的網關群，從而使得IMS變得異常複雜，難以實際運營使用。網絡電話與傳統固話或無線電話之間的呼叫連接需要用到網間中繼網關，目前的 網間中繼網關存在以下幾方面的問題，有待在三網融合系統中得到解決UPSTN的接入許可向下，不能保證全覆蓋。2、只能支持由網絡電話向PSTN電話或無線電話單向呼叫。3、擴容向下，需要隨著用戶數量的增加而不斷擴容以保持一定的冗餘度。

發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種用於三網融合的用戶終端網關系統，旨在三網 融合系統中實現無許可向下、可支持跨網雙向呼叫、高度冗餘的網關系統。本發明實施例是這樣實現的，一種用於三網融合系統的用戶終端網關系統，包括 運營端以及多個通過網際網路與所述運營端交互的用戶終端；所述用戶終端包括中央控制器，以及與所述中央控制器連接的終端信令平臺、開關單元、網卡、公共 交換電話網PSTN固網接口 /無線電話網接口 ；所述開關單元至少具有兩個開關埠，其中第一埠通過所述PSTN固網接口 /無 線電話網接口接入有線PSTN網/無線無線電話網，第二埠通過所述網卡接入網際網路；由 所述中央控制器控制其第一埠、第二埠之間接通；所述終端信令平臺具有一用於唯一標識所述終端信令平臺的三網融合號碼，所述 終端信令平臺包括外圍設備支撐組件，用於支撐所述終端信令平臺與其外圍設備之間的信息交互；上層應用支撐組件，用於支撐以所述終端信令平臺為核心的上層應用程式；以及通信支撐組件，用於通過與運營端交互，將所述用戶終端的PSTN固話電話號碼/ 無線電話號碼與所述三網融合號碼進行關聯對所述用戶終端進行註冊，並接收所述運營端 發出的網關控制指令，觸發所述中央處理器將所述開關單元的第一埠與第二埠接通， 在網際網路接口部分和PSTN網/無線電話網接口部分之間形成正向或反向網關。本發明實施例中，整個系統內幾乎存在有與三網融合終端數量相同的單路用戶網 關，冗餘度始終為100%，也正是由於採用這種終端產品來完成網關任務，因此不存在許可向下的問題，而且可以由運營端控制形成正向、反向兩種網關，支持跨網雙向呼叫。


圖1是本發明實施例提供的用於三網融合系統的架構原理圖；圖2A是圖1中終端信令平臺的功能組件構成示意圖；圖2B是圖1中運營設備信令平臺的功能組件構成示意圖；圖3是圖2A中的終端信令平臺和圖2B中的運營設備信令平臺中的通信支撐組件的結構原理圖；圖4是本發明實施例提供的用戶終端的結構原理圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。本發明實施例中，通過在無中心、無管理、不可信、不安全的網際網路上疊加一電話 網，將電信運營商的用戶信息、號碼資源、使用習慣、管理體系、業務體系等電信運營模式無 縫地融合到三網運營平臺上，實現網際網路可以像電話網一樣可管理、可運營、可計費，從而 使三網直接以該網際網路為基礎，無需任何網絡改造即可實現三網融合。系統內的每一個用 戶終端均同時接入有線PSTN網/無線無線電話網和網際網路，運營端可控制系統內的任一用 戶終端在其有線PSTN網/無線無線電話網接口和網際網路接口之間形成正向或反向網關。圖1示出了本發明實施例提供的三網融合系統的架構原理，為了便於描述，僅示 出了與本發明實施例相關的部分。參照圖1，本發明實施例提供的三網融合系統由用戶終端1和運營端2構成。其中 用戶終端1可以為固定電話、行動電話、計算機等支持語音通信的終端設備。運營端2 —般由網絡運營商實施運營，支持大量用戶終端的接入，為用戶終端1提 供通信服務，並對用戶終端1進行註冊、鑑權、計費等管理。在本發明實施例中，通過在無中心、無管理、不可信、不安全的網際網路上疊加一電 話網，將電信運營商的用戶信息、號碼資源、使用習慣、管理體系、業務體系等電信運營模式 無縫地融合到三網運營平臺上，實現網際網路可以像電話網一樣可管理、可運營、可計費，從 而使三網直接以該網際網路為基礎，無需任何網絡改造即可實現三網融合。具體實現時，在用戶終端1和運營端2分別增加相應的信令平臺，分別為終端信令 平臺和運營設備信令平臺，其中每一個終端信令平臺均具備一唯一的三網融合號碼，作為 區別於其他終端信令平臺的標識。用戶終端1通過終端信令平臺可以接入有線PSTN網/ 無線無線電話網、網際網路，並通過網際網路與運營端2進行通信。圖1中示出的終端信令平臺 和運營設備信令平臺既可以分別集成於用戶終端1、運營端2中使用，當然也可以分別作為 獨立的信令單元再與用戶終端1、運營端2連接使用，下文和附圖以內置於終端、運營端的 情形來描述，外置時的原理與內置時相同。本發明實施例中，終端信令平臺和運營設備信令平臺的結構相同，但角色和通信 性能上存在不同，終端信令平臺實現用戶終端的通信接入和對用戶終端的通信管理，在性能上需要支持用戶終端的通信。運營設備信令平臺在性能上要達到運營級的要求，需要同時支持大數量級的終端信令平臺的通信接入，並對終端信令平臺進行管理，具體實現時可 以多個信令平臺級聯，以增強其通信性能。圖2A示出了終端信令平臺的功能組件構成，可以劃分為外圍設備支撐組件C、上 層應用支撐組件C、通信支撐組件C三個功能組件，其中，外圍設備支撐組件C用於支撐所述 終端信令平臺與其外圍設備之間的信息交互，上層應用支撐組件C用於支撐以所述終端信 令平臺為核心的上層應用程式，通信支撐組件C則支撐所屬的終端信令平臺與運營設備信 令平臺之間、終端信令平臺與其他的終端信令平臺之間的通信，用於通過與運營端交互，將 用戶終端的公共交換電話網PSTN固話電話號碼/無線電話號碼與終端信令平臺的三網融 合號碼進行關聯，並支撐用戶終端1與三網融合系統內的其他終端進行雙向電話通信。相應地，在圖2B示出的運營設備信令平臺可以劃分為外圍設備支撐組件S、上層 應用支撐組件S、通信支撐組件S三個功能組件，與通信支撐組件C相對應，外圍設備支撐組 件S，支撐所述運營設備信令平臺與其外圍設備之間的信息交互，上層應用支撐組件S用於 支撐以所述運營設備信令平臺為核心的上層應用程式，而通信支撐組件S支撐所屬的運營 設備信令平臺與終端信令平臺之間的通信，用於通過與用戶終端交互，將用戶終端的公共 交換電話網PSTN固話電話號碼/無線電話號碼與終端信令平臺的三網融合號碼進行關聯， 並控制用戶終端1與三網融合系統內的其他終端進行雙向電話通信。圖3示出了終端信令平臺和運營設備信令平臺中通信支撐組件的結構原理，為了 便於描述，僅示出了與本發明實施例相關的部分。參照圖3，通信支撐組件C包括關聯模塊131、註冊管理模塊132、三網業務融合模 塊133，通信支撐組件S包括關聯模塊231、註冊管理模塊232、三網業務融合模塊233。當 用戶終端1接入網際網路之後，包括首次接入和斷開後的重新接入，關聯模塊131通過與關聯 模塊231相交互，將與用戶終端1的PSTN固話電話號碼或無線電話號碼與終端信令平臺的 三網融合號碼進行關聯，並輸出三網融合號碼的關聯信息至註冊管理模塊132，相應地在運 營設備信令平臺23中，關聯模塊231也將三網融合號碼的關聯信息輸出至註冊管理模塊 232。本發明實施例中，為方便對各個運營商業務的管理計費，該三網融合號碼的關聯信息 不僅包含與用戶終端1的PSTN固話電話號碼或行動電話號碼信息，還包括該PSTN固話電 話號碼/行動電話號碼隸屬的運營商的信息、用戶終端1的IP位址信息等。與關聯模塊131連接的註冊管理模塊132和與關聯模塊231連接的註冊管理模塊 232接收到三網融合號碼關聯信息後，判斷用戶終端1是否為首次關聯，如果是首次關聯， 註冊管理模塊132通過與註冊管理模塊232交互對用戶終端1註冊處理，記錄三網融合號 碼的關聯信息、記錄開始使用的時間信息等，如果用戶終端1不是首次關聯，則進一步判斷 關聯信息是否有變更，若有變更即記錄、保存。最終註冊管理模塊232將註冊、管理信息保 存在運營端2的資料庫中。至此，通過用戶終端1和運營端2這兩端的關聯模塊、註冊管理模塊相互配合，將 電信運營商的用戶信息、號碼資源、使用習慣、管理體系、業務體系等電信運營模式無縫地 融合到網際網路，使網際網路可以像電話網一樣可管理、可運營、可計費，電話機終端通過用戶 終端1完成接入三網系統內，可由三網業務融合模塊133和三網業務融合模塊233根據三 網融合號碼關聯信息，並通過二者的交互，支撐外部電話機終端經過用戶終端1內部接通的線路與系統內的其他終端進行電話通信，並接收運營端發出的網關控制指令，觸發用戶 終端網際網路接口部分和PSTN網/無線電話網接口部分之間形成正向或反向網關。圖4示出了本發明實施例提供的用戶終端的結構原理，為了便於描述，僅示出了 與本發明實施例相關的部分。參照圖4，用戶終端1包括終端信令平臺11、中央控制器12、開關單元13、網卡14、 PSTN固網接口 /無線電話網接口 15其中，開關單元13至少具有兩個開關埠，其中第一端 口 a通過PSTN固網接口 /無線電話網接口 15接入有線PSTN網或無線電話網，第二埠 b 通過網卡14接入網際網路，由中央控制器12控制其第一埠 a、第二埠 b之間接通。若用戶終端1為固定電話或行動電話終端，其還可具有第三埠 c，第三埠 c連 接固定電話或行動電話內部的語音及撥號單元(圖中未示出)；若用戶終端1為與固定電 話或行動電話終端連接使用的單獨的信令座，則第三埠 c通過一語音處理單元(圖中未 示出)連接固定電話或行動電話終端，由中央控制器12控制開關單元13的三個埠之間 的任意兩個接通，同時中央控制器12還與網卡14、PSTN固網接口 /無線電話網接口 15連 接以控制它們的工作，中央處理器12還與終端信令平臺11連接。本發明實施例中，三網融合終端信令平臺和三網融合運營設備信令平臺首先在互 聯網建立起一個網際網路信令通道，該信令通道與網際網路固有的內容通道相結合構成了可運 營、可管理、可收費的基於網際網路的三網系統的業務網。結合圖3、圖4對部分業務運營原理 具體分述如下(下文中三網融合系統簡稱為3N)若用戶終端1的呼叫對象為本地非3N電話機終端，則中央控制器12控制開關單 元13的埠 a、c之間接通，於是語音處理單元/撥號及語音處理單元、PSTN固網接口 /無 線電話網接口 15之間形成通路接入PSTN網或無線電話網，直接通過PSTN網或無線電話網 發出呼叫，此時相當於普通的本地PSTN或無線電話業務。三網業務融合模塊133和三網業務融合模塊233還分別包括呼叫連接子模塊1331 和呼叫連接子模塊2331，若呼叫對象為3N電話機終端，包括本地或外地3N用戶，則中央控 制器12控制開關單元13的埠 b、c之間接通，於是語音處理單元/撥號及語音處理單元、 網卡14之間形成通路接入網際網路，呼叫連接子模塊1331通過信令通道向呼叫連接子模塊 2331發出呼叫，呼叫連接子模塊2331查詢資料庫中存儲有被呼叫電話機終端的三網融合 號碼關聯信息後，在呼叫連接子模塊1331和被呼叫電話機終端之間建立一內容通道，使呼 叫連接子模塊1331和被呼叫電話機終端得以通過該內容通道進行通信，由以上描述可以 看出，3N網內通過網際網路信令通道進行連接建立一內容通道的過程全部是基於網際網路的， 因此3N網內的通信無附加成本。另外，考慮到外地3N電話機終端和本地非3N電話機終端之間可能的業務需要，三 網業務融合模塊133和三網業務融合模塊233又分別包括網關控制子模塊1332和網關控 制子模塊2332 若呼叫方為外地3N用戶終端，被呼叫方為本地非3N用戶終端，則運營設備信令平臺的網關控制子模塊2332選擇向本地的一個3N用戶終端1中的網關控制子模塊1332發 出網關控制指令，該網關控制子模塊1332隨之觸發中央控制器12將開關單元13的埠 b、 a接通，從而在用戶終端1內部的網際網路接口部分和PSTN網/無線電話網接口部分之間形 成正向網關，使得外地3N用戶終端與本地非3N用戶終端之間形成網際網路一本地PSTN網/無線電話網的通信路徑，從而可以免長途話費。 若本地非3N用戶終端向外地3N電話機終端回撥，同樣通過由運營設備信令平臺 的網關控制子模塊2332選擇向本地一 3N用戶終端1中的網卡控制子模塊1332發出網關控 制指令，該網關控制子模塊1332隨之觸發中央控制器12將開關單元13的埠 a、b接通， 由該網關控制子模塊1332控制在其所屬用戶終端內部的PSTN網/無線電話網接口部分和 網際網路接口部分之間形成反向網關，使得本地非3N用戶終端與外地3N用戶終端之間形成 本地PSTN網/無線電話網一網際網路的通信路徑，同樣可免長途話費。進一步地，三網業務融合模塊133和三網業務融合模塊233還可分別包括消息收 發子模塊1332、消息收發子模塊2332，消息收發子模塊1332和消息收發子模塊2332通過 交互，在連接用戶終端1和其他三網融合終端之間進行可信的安全的信息發送和接收，例 如運營端發送的網內通告、通知，和/或運營單元之間進行可信的信息發送和接收。在本發明實施例提供的三網融合系統中，每一個圖4所示的用戶終端就相當於一 個單路用戶網關，整個系統中幾乎存在有與三網融合終端數量相同的單路用戶網關，冗餘 度始終為100%，眾多的單路用戶網關共同來完成整個系統的網關任務，運營端可隨機或按 照約定來從本地用戶終端中選擇形成網關。也正是由於採用這種終端產品來完成網關任 務，因此不存在許可向下的問題，而且可以由運營端控制形成正向、反向兩種網關，支持跨 網雙向呼叫。更進一步的，本發明實施例中的終端信令平臺、運營設備信令平臺通過交互使 得網際網路業務、電視網業務與確定的電話網用戶關聯，使三網系統中所有內容提供商的管 理、運營、收費都能有所依據，尤其是為網際網路內容提供商開闢了新的利益增長點，並且終 端信令平臺的工作原理與業務內容無關、與終端形式無關、與網際網路本身無關，並且當電話 網的業務全部搬移到網際網路上時，無需再保留現在的電話物理網絡，整個三網融合架構非 常簡單。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，包括運營端以及多個通過網際網路與所述運營端交互的用戶終端；所述用戶終端包括中央控制器，以及與所述中央控制器連接的終端信令平臺、開關單元、網卡、公共交換電話網PSTN固網接口/無線電話網接口；所述開關單元至少具有兩個開關埠，其中第一埠通過所述PSTN固網接口/無線電話網接口接入有線PSTN網/無線無線電話網，第二埠通過所述網卡接入網際網路；由所述中央控制器控制其第一埠、第二埠之間接通；所述終端信令平臺具有一用於唯一標識所述終端信令平臺的三網融合號碼，所述終端信令平臺包括外圍設備支撐組件，用於支撐所述終端信令平臺與其外圍設備之間的信息交互；上層應用支撐組件，用於支撐以所述終端信令平臺為核心的上層應用程式；以及通信支撐組件，用於通過與運營端交互，將所述用戶終端的PSTN固話電話號碼/無線電話號碼與所述三網融合號碼進行關聯對所述用戶終端進行註冊，並接收所述運營端發出的網關控制指令，觸發所述中央處理器將所述開關單元的第一埠與第二埠接通，在網際網路接口部分和PSTN網/無線電話網接口部分之間形成正向或反向網關。
2.如權利要求1所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述用 戶終端還包括一語音及撥號單元，開關單元還包括有與所述語音及撥號單元連接的第三端 口，所述中央控制器控制所述開關單元的三個開關埠之間的任意兩個接通。
3.如權利要求1所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述用 戶終端還包括一連接外部電話終端的語音處理單元，開關單元還包括有與所述語音處理單 元連接的第三埠，所述中央控制器控制所述開關單元的三個開關埠之間的任意兩個接ο
4.如權利要求1所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述通 信支撐組件包括關聯模塊，用於在所述用戶終端接入網際網路之後通過與運營端交互，將所述用戶終端 的PSTN固話電話號碼/無線電話號碼與所述三網融合號碼進行關聯，並輸出三網融合號碼 的關聯信息；註冊管理模塊，用於在接收到所述關聯模塊輸出的三網融合號碼的關聯信息後，判斷 所述用戶終端是否為首次關聯，如果是首次關聯則通過與運營端的交互對所述用戶終端進 行註冊處理，並記錄三網融合號碼的關聯信息、記錄開始使用的時間信息；如果所述用戶終 端非首次關聯且相對於首次關聯有變更，則記錄並保存所述三網融合號碼的關聯信息；以 及三網業務融合模塊，用於根據所述三網融合號碼的關聯信息支撐所述用戶終端與三網 融合系統內的其他終端進行電話通信，並接收所述運營端發出的網關控制指令，觸發所述 中央處理器將所述開關單元的第一埠與第二埠接通，在網際網路接口部分和PSTN網/無 線電話網接口部分之間形成正向或反向網關。
5.如權利要求4所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述三 網融合號碼的關聯信息包括PSTN固話電話號碼/無線電話號碼信息、運營商信息、IP位址 fn息ο
6.如權利要求4所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述三 網業務融合模塊包括呼叫連接子模塊，用於與運營端交互在網際網路建立一信令通道並通過所述信令通道向 運營端發出呼叫，運營端根據存儲的被呼叫終端的三網融合號碼的關聯信息，在所述呼叫 連接模塊和被呼叫終端之間建立一內容通道，所述呼叫連接模塊通過該內容通道與被呼叫 終端進行連接；網關控制子模塊，用於在外地三網融合系統內的用戶終端呼叫本地非三網融合系統 內的用戶終端時，根據運營端的網關控制指令控制所述用戶終端內部的網際網路接口部分和 PSTN固網/無線電話網接口部分之間形成正向網關，還用於在本地非三網融合系統內的用 戶終端向外地三網融合系統內的用戶終端回撥時，根據運營端的指令控制所述用戶終端內 部的PSTN固網/無線電話網接口部分和網際網路接口部分之間形成反向網關。
7.如權利要求4所述的用於三網融合系統的用戶終端網關系統，其特徵在於，所述三 網業務融合模塊包括消息收發子模塊，其通過與運營端交互，在所述用戶終端和其他三網融合終端之間進 行可信的安全的信息發送和接收。
全文摘要
本發明適用於通信領域，提供了一種用於三網融合系統的用戶終端網關系統，包括運營端以及多個通過網際網路與所述運營端交互的用戶終端；所述用戶終端包括中央控制器，以及與中央控制器連接的終端信令平臺、開關單元、網卡、公共交換電話網PSTN固網接口/無線電話網接口、撥號及語音處理單元；開關單元至少具有兩個開關埠，分別連接PSTN固網接口/無線電話網接口和網卡，中央控制器控制兩個開關埠之間接通。本發明採用終端產品來完成網關任務，因此不存在許可向下的問題，而且可以由運營端控制形成正向、反向兩種網關，支持跨網雙向呼叫，整個系統內幾乎存在有與三網融合終端數量相同的單路用戶網關，冗餘度始終為100％。
文檔編號H04L29/06GK101820402SQ20101012335
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者朱旗, 韓智強 申請人:深圳市阿爾斯電信技術有限公司