一種域間互通的方法及其通信網絡的製作方法

2023-05-07 16:52:36

專利名稱：一種域間互通的方法及其通信網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及下一代網絡(NGN)技術，尤其涉及域間互通的方法及其通信網絡。
背景技術：
NGN網絡正在進入規模部署的階段，以逐步替換傳統的公眾電話交換網/綜合業務數字網(PSTN/ISDN)；NGN網絡是基於分組承載技術、會話控制和承載分離的網絡。NGN有如下特點(1)IP分組技術的端到端特性，使呼叫控制流和媒體流的點到點建立成為可能，這是和基於TDM技術的媒體逐段建立、逐段轉發有本質區別的。
(2)會話控制和承載的分離，使這兩個層次可以建構在不同的承載網上。
(3)會話控制層面和承載層面可以由不同的運營商來組建網絡和運營。
NGN的架構仍在制定中，有基於軟交換的和基於IP多媒體子系統(IMS)的兩種架構方案，這兩種方案在組網和呼叫建立、業務部署等方面都有區別；這也在一定程度上使NGN的組網更複雜，更多樣。
圖1是NGN中關於域間互通的一種模式，這種互通模式基於信令承載面端到端互通，並且分管理域管理的媒體承載面的域間也是互通的。
在業務控制層，從始發應用功能實體(AF實體)直接信令尋址到被叫所在AF實體，並得到被叫媒體所在域和媒體地址，其信令交互如圖2所示。始發AF實體判斷出主被叫所在域和終端媒體地址也是可以互通的，因此無需額外的網關或轉換設備參與。IP承載網的資源控制由始發資源準入控制子系統(RACS)接受AF的命令後生成傳送層控制策略下發到承載網，由始發RACS系統負責端到端的媒體資源保證。整個傳送控制層和業務控制層是單點連接。
上述技術方案只適用於信令承載端到端互通，媒體承載在IP層也能夠互通但分管理域管理的情況。如果媒體承載路由經過多運營商，因為運營商間互通(包括路由、計費、防攻擊等)的限制，運營商間的承載網是不能直接互通的，因此，在這種場景下，採用上述就無法在主叫終端和被叫終端之間建立會話。

發明內容
本發明提供一種域間互通的方法及其通信網絡，以解決在信令承載網絡能夠端到端互通而媒體承載網絡不能夠直接互通的場景下，利用現有技術無法建立媒體會話的問題。
實現本發明的技術方案如下一種域間互通的方法，該方法包括如下步驟A、主叫所在的應用功能實體(AF實體)根據用戶端設備發起的呼叫始發信令直接信令路由到被叫所在的AF實體，獲得被叫終端的媒體信息；B、所述AF實體確定主叫所在域與被叫所在域的媒體承載之間不能直接互通，將會話信令重新路由到本域的互通媒體控制功能(I-MCF)實體；C、I-MCF實體控制本域內的互通媒體網關功能(I-MGF)實體依據被叫終端的媒體信息對主叫終端媒體地址進行轉換；D、I-MCF獲取轉換後的媒體地址並確定該地址與被叫終端所在域是否能夠直接互通，若否，則將會話選路到下一個域的I-MCF實體並轉步驟C；若是，則將會話信令路由到被叫所在域的AF實體。
步驟A中，主叫所在的AF實體直接信令路由到被叫所在的AF實體時，控制被叫終端不振鈴。
步驟C中，I-MCF實體還將資源需求下發到資源準入控制子系統(RACS)，以控制資源預留。
步驟C中，I-MCF直接控制I-MGF對主叫終端媒體地址進行轉換，或者，I-MCF通過RACS控制I-MGF對主叫終端媒體地址進行轉換。
一種通信網絡，包括用於會話的建立、轉接和終結的應用功能(AF)實體；用於從所述應用功能實體獲取資源請求信息並分發到傳送控制網絡的資源準入控制子系統(RACS)；其中，該通信網絡還包括互通媒體控制功能(I-MCF)實體和互通媒體網關功能(I-MGF)；所述應用功能實體在確定主叫媒體所在域與被叫媒體所在域不能直接互通時，將會話信令重新路由到所述互通媒體控制功能實體，由該互通媒體控制功能實體控制所述互通媒體網關轉換主叫終端媒體地址。
所述AF實體與I-MCF實體為相互獨立的實體，或者所述AF實體與I-MCF實體設置為一體。
本發明在媒體層面不能端到端互通的情況下通過逐段建立媒體，使主、被叫終端互通，因而能夠在不同承載網條件下完成會話建立過程。本發明通過引入運營商域間互通網關設備和互通網關控制設備，有效得解決了媒體通路的建立，並且和現有的業務質量(Qos)保證機制RACS無縫結合，保證了媒體通路的質量，同時完成會話的建立。


圖1為現有技術信令承載端到端互通和媒體承載直接互通的組網示意圖；圖2為現有技術中應用功能實體直接信令尋址的流程圖；圖3為本發明的組網示意圖；圖4本發明中逐段建立媒體承載的流程圖。
具體實施例方式
在運營商實際組網中，因為處於會話控制層面的實體容量大、功能多，因此數量比較少，同時信令網對於安全性和可靠性的要求要高於媒體承載網，因此運營商會組建一個大的跨地域的會話控制網，這個網是全互通的；而媒體承載運營商可能與會話控制層面的運營商是不同的運營商，同時媒體承載網設備非常多，網絡非常大，網絡流量也非常大，有可能是多個運營商運營管理的，運營商間是通過邊界互通網關進行互通的，而且出於網間結算(流量計費)、安全性等方面的考慮，以及可能的運營商間編解碼能力不同導致需要這個邊界互通網關進行媒體流的終結和重新打包打標籤發送，而這不是媒體承載層面的路由器設備或3層交換機能夠完成的。現技術都是基於媒體承載網是可以端到端互通的這個假設，但如果考慮到上述提到的媒體承載網的可能情況，現有技術不能完成在上述媒體承載網條件下的會話建立，無法完成媒體通路的建立。
為了在信令層面可以端到端互通，媒體承載面跨運營商而不能直接互通的場景下，能夠在主叫媒體終端和被叫媒體終端之間建立媒體會話，本發明在網絡系統中增加互通媒體控制功能(I-MCF)實體和互通媒體網關功能(I-MGF)實體來逐段建立媒體承載，完成主叫終端和被叫終端的媒體互通。
本發明的通信網絡如圖3所示，其中應用功能實體AF(Application Function)，屬於會話控制層的功能實體，主要負責會話的建立、轉接和終結；具有路由尋址、呼叫控制、業務觸發、計費信息收集等功能，是用戶接入控制網絡的第一個接入點。
資源準入控制子系統RACS(Resource Admission and Control Subsystem)，屬於資源控制層的功能實體，主要負責從AF獲取資源請求信息，根據自身策略將這些請求轉化、分發並最終落實到承載層面的實體執行，如路由器、接入媒體網關功能實體等。
接入傳送資源控制功能實體A-TRCF(Access-Transport Resource ControlFunction)，負責從用戶接入到核心網邊緣這一段的資源控制。
核心傳送資源控制功能實體C-TRCF(Core-Transport Resource ControlFunction)，負責核心網的資源控制。
用戶側設備CPE(Customer Premise Equipment)，非運營商部署的終端設備，如SIP/H.248/MGCP E-phone，小埠容量的IAD或軟終端等。
策略決策功能實體PDF(Policy Decision Function)，屬於RACS架構的一個功能體，負責和上層AF的單點連接，解析AF送來的資源請求信息，根據本地策略，轉換成下發到A-TRCF和C-TRCF的接入和核心資源的控制策略。並負責接收來自A-TRCF和C-TRCF的反饋，更新媒體資源狀況。
接入側媒體網關A-MGF(Access-Media Gateway Function)，屬於媒體資源層的功能實體，負責用戶接入的媒體地址轉換、包過濾、打標籤、門控等功能。
互通媒體網關I-MGF(Interworking-Media Gateway Function)，屬於媒體資源層的功能實體，負責基於每會話的媒體流終結，域間的媒體層地址轉換，重新打標籤，門控，生成新的媒體流，可能的媒體編解碼轉換等功能。
I-MCFInterworking Media Control Function，互通媒體控制功能。主要負責不同運營商域間的會話控制層互通，包括下一跳會話控制設備的路由選擇、命令I-MGF進行地址轉換、門控等操作以配合媒體承載層的互通，以及網間計費信息的收集。
由於主叫終端所在域不能與被叫終端所在域直接互通，因此，整個媒體承載路由中必然需要至少一個互通媒體網關設備(I-MGF)做網間轉換，這種媒體網關設備是基於每流(per-flow)控制的(如媒體地址轉換)，而每流控制只能基於會話。對於這樣一個基於每流控制的設備由業務控制層實體I-MCF來控制，I-MGF實體的功能包含基於每會話的媒體流終結，地址轉換，重新打標籤，生成新的媒體流，可能的媒體編解碼轉換。雖然信令面路由可以端到端互通，但為了控制媒體承載面的I-MGF實體，就必須改變原來端到端的路由而經過I-MCF實體，這時信令路由就不再是端到端的了，而是逐段轉發。
I-MGF實體在媒體承載建立之前，主要完成終端媒體地址轉換功能，預留其他在端到端媒體承載建立後需要的資源。主被叫的媒體承載建立後，這些資源才真正開始工作，如果主被叫支持的編解碼方式不統一，如一邊支持話音G.711編碼，另一邊支持話音G.723編碼，這時I-MGF實體完成G.711和G.723的編解碼轉換，以便主被叫雙方能夠互通。在I-MGF實體進行編解碼轉換的過程中，需要先截取媒體流，將基於RTP的話音payload部分全部解碼，即媒體流終結，然後用新的編碼方式對解碼後的話音進行編碼，生成新的媒體流。若建立的會話業務為傳真業務，所述I-MGF實體對媒體流進行基於T.38的IFP包(IP Fax PacketIP傳真包，基於TCP或UDP)和G.711包(一種話音傳送編解碼包，基於RTP/UDP)的轉換。
參閱圖4所示，在信令承載端到端互通、媒體承載跨運營商而不能直接互通時處理過程如下步驟10主叫CPE發起呼叫始發信令。
步驟20由於信令層面可以端到端互通，所以主叫所在的AF實體根據用戶側設備發起的呼叫始發信令直接信令路由到被叫所在的AF實體，從而獲得被叫的媒體信息。該媒體信息包括被叫所在域的域名、被叫終端媒體地址以及媒體相關參數等。
在此過程中要保證被叫用戶不振鈴，如可以通過在Invite消息中不攜帶主叫SDP信息，被叫側返回183來實現。
在該步驟中，若呼叫始發信令中攜帶的主叫媒體描述中包含有主叫媒體資源信息，AF實體可以直接從呼叫始發信令中獲取主叫資源信息；或者，AF實體從所述呼叫始發信令攜帶的主叫媒體描述信息中提取部分主叫媒體資源信息，並根據配置策略產生一部分主叫媒體資源信息。若主叫媒體描述中不包含主叫媒體資源信息，則由AF根據配置策略產生全部主叫媒體資源信息。
步驟30主叫側AF實體得到被叫終端媒體所在域後，確定與被叫終端所在域無法直接互通，因此，該主叫側AF實體確定需要重選信令路由，選擇下一跳到本域的I-MCF實體。
由於主叫側AF實體判斷主叫媒體地址無法與被叫所在域直接互通，因此媒體承載層面要確定路由策略，這個策略會反映在主叫側AF實體向信令下一跳發送的信息以及AF實體向PDF實體發送的資源需求和策略中。
AF實體判斷主叫所在域與被叫所在域是否能夠直接互通的依據可以是運營商根據自己的網絡情況對相關設備所做的靜態配置，也可能是主叫AF根據主叫用戶撥打的被叫用戶號碼，或者輸入的被叫用戶標識中的域名等。
步驟40I-MCF實體控制I-MGF實體對主叫媒體地址轉換並從I-MGF得到轉換後的媒體地址，同時I-MCF實體將資源需求下發到資源準入控制子系統(RACS)，保證域間的資源。
I-MCF實體在向I-MGF實體下發的命令中攜帶有主叫媒體地址和被叫終端的媒體信息(如被叫所在域，被叫的媒體地址等)，I-MGF實體根據被叫所在域和自身的配置域間互通策略對主叫媒體進行轉換，其具體轉換與網絡地址和埠轉換原理(NAPTNetwork Address and Port Translator)相同。如A運營商要到B運營商某些域，就選擇A的I-MGF的1.1.1.1地址的10000-20000埠，A運營商到C運營商某些域，就選擇A的I-MGF的2.2.2.2地址的10000-20000埠，A運營商到D運營商某些域，就選擇A的I-MGF的3.3.3.3地址的10000-20000埠等。這樣A根據被叫所在域就可以確定對主叫媒體地址轉換的範圍。
步驟50I-MCF實體判斷轉換後的主叫媒體地址是否能直接和被叫媒體域互通，若否，則進行步驟60，若是，則進行步驟70。
步驟60I-MCF選路到下一個域內的I-MCF，並轉步驟40。
一個域內的I-MCF可能對應多個其他域內的I-MCF，I-MCF根據被叫媒體域所做的配置決定選路到哪一個I-MCF。
步驟70I-MCF直接選路到被叫所在的AF實體，完成會話信令控制整個流程，同時媒體資源預留也已完成。
轉換媒體地址的次數與經過的不同運營商網絡有關，一般情況下應該是經過幾次運營商間互通，就需要經過幾個不同域的I-MCF，直至主叫媒體地址能夠和被叫媒體域直接互通。
在上述步驟40中，I-MCF可以直接控制I-MGF對主叫終端媒體地址進行轉換；I-MCF也可以通過RACS控制I-MGF對主叫終端媒體地址進行轉換。
從上可知，本發明在信令層面可端到端互通但媒體層面不能端到端互通的情況下，採用逐段建立媒體的原則實現域間互通。在每一段媒體建立過程中，可先由會話控制設備通過RACS提供的資源控制機制保證資源的可獲得，然後會話控制設備進行下一跳信令路由的選擇，開始下一段信令和媒體建立過程。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種域間互通的方法，其特徵在於該方法包括如下步驟A、主叫所在的應用功能實體(AF實體)根據用戶端設備發起的呼叫始發信令直接信令路由到被叫所在的AF實體，獲得被叫終端的媒體信息；B、所述AF實體確定主叫所在域與被叫所在域的媒體承載之間不能直接互通，將會話信令重新路由到本域的互通媒體控制功能(I-MCF)實體；C、I-MCF實體控制本域內的互通媒體網關功能(I-MGF)實體依據被叫終端的媒體信息對主叫終端媒體地址進行轉換；D、I-MCF獲取轉換後的媒體地址並確定該地址與被叫終端所在域是否能夠直接互通，若否，則將會話選路到下一個域的I-MCF實體並轉步驟C；若是，則將會話信令路由到被叫所在域的AF實體。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟A中，主叫所在的AF實體直接信令路由到被叫所在的AF實體時，控制被叫終端不振鈴。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，主叫所在的AF實體可以通過在發起會話協議中不攜帶主叫的媒體信息使被叫終端不振鈴。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在步驟A中，AF實體從所述呼叫始發信令攜帶的主叫媒體描述信息中獲取主叫媒體資源信息；或者，AF實體從所述呼叫始發信令攜帶的主叫媒體描述信息中提取部分主叫媒體資源信息，並根據配置策略產生部分主叫媒體資源信息；或者，由AF根據配置策略產生全部主叫媒體資源信息。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟C中，I-MCF實體在向I-MGF實體下發的命令中攜帶主叫媒體地址和被叫所在域的相關信息，I-MGF實體根據配置的互通策略以及被叫所在域對主叫媒體進行轉換。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，步驟C中，I-MCF實體還將資源需求下發到資源準入控制子系統(RACS)，以控制資源預留。
7.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，步驟C中，I-MCF實體直接控制I-MGF實體對主叫終端媒體地址進行轉換，或者，I-MCF實體通過RACS控制I-MGF實體對主叫終端媒體地址進行轉換。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，會話建立後，所述I-MGF實體還終結媒體流和重新打標籤生成新的媒體流。
9.如權利要求8所述方法，其特徵在於，所述I-MGF實體還對媒體流進行解碼和重新編碼。
10.如權利要求1至9任一項所述的方法，其特徵在於，所述I-MGF實體基於每流(per-flow)控制。
11.一種通信網絡，包括用於會話的建立、轉接和終結的應用功能(AF)實體；用於從所述應用功能實體獲取資源請求信息並生成資源預留和控制策略分發到傳送網絡的資源準入控制子系統(RACS)；其特徵在於該通信網絡還包括互通媒體控制功能(I-MCF)實體和互通媒體網關功能(I-MGF)實體；所述應用功能實體在確定主叫媒體所在域與被叫媒體所在域不能直接互通時，將會話信令重新路由到所述互通媒體控制功能實體，由該互通媒體控制功能實體控制所述互通媒體網關實體轉換主叫終端媒體地址。
12.如權利要求11所述的通信網絡，其特徵在於，所述AF實體與I-MCF實體為相互獨立的實體，或者所述AF實體與I-MCF實體設置為一體。
13.如權利要求11或12所述的通信網絡，其特徵在於，所述I-MGF實體為基於每流控制的設備。
全文摘要
本發明公開了一種域間互通的方法，該方法由主叫所在域的應用功能實體(AF實體)根據用戶端設備發起的呼叫始發信令直接信令尋址到被叫所在AF實體，獲得被叫所在域和被叫終端媒體地址；當所述AF實體確定主叫所在域與被叫所在域之間媒體承載不能直接互通時，始發AF實體需要重選信令路由，將會話選路到本域的互通媒體控制功能(I－MCF)實體，由I－MCF實體控制該域內的互通媒體網關(I－MGF)依據被叫終端所在域和媒體地址對主叫終端媒體地址進行轉換，直到轉換後的主叫終端媒體地址與被叫終端所在域能夠直接互通。本發明還同時公開了一種通信網絡。
文檔編號H04L29/12GK1856158SQ20051006610
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月20日 優先權日2005年4月20日
發明者王櫻, 嚴軍 申請人:華為技術有限公司