一種ip多媒體子系統中實現橋接的系統和方法
2023-10-22 22:49:27 3
專利名稱：一種ip多媒體子系統中實現橋接的系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種通信技術，具體涉及一種IP多媒體子系統中實現橋接的系統和方法。
背景技術：
IMS(IP多媒體子系統)是3GPP(第三代合作工程)在Release 5版本提出的支持IP多媒體業務的子系統。做為下一代的NGN(下一代網絡)，IMS的核心採用了SIP(會話初始化協議)，並且與接入技術是無關的。IMS可方便地用於支持實時的用戶到用戶移動業務，例如多媒體語音及視頻電話業務等。IMS可通過一系列機制來支持用戶到用戶的通信業務。這些機制包括會話協商和管理、服務質量(QoS)和移動性管理等。藉助IMS技術，運營商還可推出非實時的用戶到用戶業務(如聊天和即時通信)、多用戶業務(如多媒體會議和聊天室)、以及伺服器到用戶業務(如動態推式業務和點擊撥號業務)等。
因IMS的核心處理協議採用了SIP，所以它可以為PSTN(公共交換電話網絡)用戶、IMS用戶以及其他SIP網絡(非IMS的SIP網絡)用戶提供一個統一的核心網處理平臺。這種把IMS域作為統一處理平臺，為基於不同網絡的用戶提供統一呼叫控制的技術稱為IMS橋接(IMS Bridging)。如圖1所示，它可以為IMS用戶、PSTN用戶、其他SIP網絡用戶間的兩兩互通提供一種統一呼叫控制技術的方法。
如表1所示，在現有技術中，如目前3GPP已經定義了若干種IMS橋接的情形。IMS域中實體比較多，每種情形中一個呼叫請求會經過若干實體來路由前轉呼叫請求，整個IMS域中充當路由功能的實體有I-CSCF(查詢-CSCF)、S-CSCF(服務-CSCF)、BGCF(出口網關控制模塊)、MGCF(媒體網關控制模塊)。
表1 已定義的IMS橋接情形
如表1所示，下面描述現有技術中各個實體的路由功能●I-CSCF充當Incoming Routing(入網路由)的功能，前轉的實體總是網絡的S-CSCF(情形1、2、6、7)。
●S-CSCF充當Outgoing Routing(出網路由)的功能，前轉的實體有以下情況■如果被叫是IMS用戶，且被叫和S-CSCF屬於同一運營商網絡，那麼請求就轉發給該運營商網絡的I-CSCF(情形1)。
■如果被叫是IMS用戶，且被叫和S-CSCF屬於不同運營商網絡，那麼請求就轉發給被叫運營商網絡的I-CSCF(情形2)。
■如果被叫是PSTN用戶，那麼請求就轉發給網絡的BGCF(情形3、4)。
■如果對端是與其他一些SIP網絡用戶，那麼請求就直接轉發給其他SIP網絡(情形5)。
●BGCF僅僅在被叫是PSTN用戶時，該實體才起路由作用。它既能充當Incoming Routing(入網路由)的功能，又能充當Outgoing Routing(出網路由)的功能，前轉的實體有以下情況■如果被叫和BGCF屬於同一運營商網絡，那麼請求就轉發給該運營商網絡的MGCF(情形3)。
■如果被叫和BGCF屬於不同運營商網絡，那麼請求就轉發給被叫運營商網絡的BGCF(情形4)。
●MGCF僅僅在主叫是PSTN用戶時，該實體才起路由作用，■如果被叫是IMS用戶，且被叫和該MGCF屬於同一運營商網絡，那麼請求就轉發給該網絡I-CSCF(情形6)。
為了支持其他一些可能的橋接情形，目前提出了在MGCF中增加ENUM以增強MGCF的路由功能，這樣使得MGCF與S-CSCF路由功能比較接近，使MGCF能夠直接與BGCF、其它運營商網的I-CSCF以及其他SIP網絡實現路由(如表2所示)。
表2
如表2所示，
情形8表示其他SIP網絡用戶呼叫PSTN用戶。
情形9表示PSTN用戶呼叫IMS用戶(主被叫屬於不同運營商)。
情形10表示PSTN用戶呼叫PSTN用戶(主被叫屬於同一運營商)。
情形11表示PSTN用戶呼叫PSTN用戶(主被叫屬於不同運營商)。
情形12表示PSTN用戶呼叫其他SIP網絡用戶。
圖2是根據情形1-12各實體間路由接口圖。從圖中可以看出如果按照現有的橋接方案，I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MGCF都能夠與本網(同一運營商網絡)和外網(其他運營商網絡)的某些實體實現互通。首先，IMS網絡中存在過多的互通接口，會導致整個網絡的路由管理十分複雜。其次，各個實體的路由功能過於分散，不利於整個路由功能的統一管理。再者，BGCF、S-CSCF、I-CSCF和MGCF都需要與外網互通，因此，需要將這些實體的拓撲信息暴露給外界，這樣就對網絡的安全帶來一定的風險。
發明內容
本發明的目標是提供一種IP多媒體子系統中實現橋接的系統和方法。可簡化整個網絡，提高網絡的安全性。
本發明公開了一種IP多媒體子系統的橋接系統，包括查詢-CSCF(I-CSCF)、服務-CSCF(S-CSCF)、出口網關控制模塊(BGCF)和媒體網絡控制模塊(MGCF)，I-CSCF用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡，以便根據判斷單元的結果進行轉接。
S-CSCF用於本運營商網IMS用戶終端與本運營商網的BGCF或I-CSCF進行轉接；BGCF用於在本運營商網的用戶終端與本運營商網或其它運營商網PSTN的用戶終端之間進行轉接；MGCF用於本運營商網PSTN用戶終端與本運營商網的I-CSCF之間進行轉接。
所述的I-CSCF還包括判斷單元，用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡；轉接單元，用於根據判斷單元的結果進行轉接。
本發明還公開了一種IP多媒體子系統中實現橋接的方法，包括用戶終端根據I-CSCF的路由規則與其它用戶終端進行通信，所述路由規則為A、I-CSCF根據主叫用戶所在的網絡實現路由。
所述的步驟A包括A1、當主叫是IMS用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由；A2、當主叫是PSTN用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由；A3、當主叫是其他SIP網絡用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由。
所述的步驟A1進一步包括A11、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於同一運營商，那麼轉向本運營商網絡被叫的S-CSCF；A12、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於不同運營商，那麼轉向被叫運營商網絡的I-CSCF；A13、如果被叫是其他SIP網用戶，那麼直接轉向其他SIP網絡。
所述的步驟A2進一步包括A21、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於同一運營商，那麼轉向本運營商網絡被叫的S-CSCF；A22、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於不同運營商，那麼轉向被叫運營商網絡的I-CSCF；A23、如果被叫是PSTN用戶，那麼轉向網絡的BGCF；A24、如果被叫是其他SIP用戶，那麼轉向其他SIP網絡。
所述的步驟A3進一步包括A31、如果被叫是IMS用戶，那麼直接轉向網絡被叫的S-CSCF；A32、如果被叫是PSTN用戶，那麼直接轉向網絡的BGCF。
本發明還公開了一種查詢I-CSCF，其特徵在於，包括判斷單元，用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡；轉接單元，用於根據判斷單元的結果進行轉接。
本發明還公開了一種互通邊界控制功能單元，包括轉接單元，用於接收網絡內部節點發送外部網絡節點的SIP消息，並將接收的SIP消息轉發送到外部網絡節點，所述轉接單元還用於接收來自外部網絡的SIP消息，並將SIP消息轉發到網絡內部的相應的節點設備。
所述的互通邊界控制功能單元還包括應用層網關單元，用於不同IP版本互通。
所述的互通邊界控制功能單元還包括承載控制單元，用於控制網絡互通時的承載資源。
所述的互通邊界控制功能單元可獨立存在，也可設置在I-CSCF和/或應用層網關中。
因此，根據本發明，在網絡中，只有I-CSCF和BGCF與外網的實體實現互通，所以減少了一些互通接口，從而簡化了網絡。另外，無論哪種情況MGCF和其他SIP網絡的路由前轉實體總是I-CSCF，所以就使得I-CSCF集中了很多路由功能，有利於整個路由功能的統一管理。再者，只保留BGCF和I-CSCF做為對外的路由點，從拓撲隱藏的角度，也減少了網絡的安全風險。
圖1示出了IMS橋接的示意圖；圖2示出了現有技術中實現橋接的路由的示意圖；
圖3示出了本發明的實現橋接的路由的示意圖；圖4示出了本發明的另一種實現橋接的路由的示意圖。
具體實施例方式
為了便於本領域一般技術人員理解和實現本發明，現結合附圖描繪本發明的實施例。
如圖3所示，本發明的橋接系統包括I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF，在本發明的橋接系統中，與外網之間具有路由功能的實體只有I-CSCF和BGCF。下面結合圖3來說明I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF的功能。
I-CSCF用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡，以便根據判斷單元的結果進行轉接。具體而言，其可實現在其它SIP網絡或其它運營商的IMS網絡的用戶終端和本網絡的用戶終端之間進行轉接；在其它網PSTN的用戶終端與本網的用戶終端進行通信時，經BGCF轉接後，再經I-CSCF進行轉接；在本網PSTN的用戶終端與本網的用戶終端進行通信時，經MGCF後再經I-CSCF進行轉接。所述I-CSCF包括判斷單元，用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡；轉接單元，用於根據判斷單元的結果進行轉接。
BGCF用於在本運營商網用戶終端與本運營商網或其它運營商網PSTN的用戶終端之間進行轉接。
S-CSCF用於本運營商網IMS用戶終端與本運營商網的BGCF或I-CSCF進行轉接。
MGCF用於本運營商網PSTN用戶終端與本運營商網的I-CSCF進行轉接。
應該注意到，如圖4所示，還可將上述I-CSCF的轉接功能抽象為一個完全獨立的互通邊界控制功能單元(I-BCF)，其用於當主叫和/或被叫不屬於本地運營商時，根據運營商的配置，在發送/接收SIP消息時通過該單元轉接，以避免S-CSCF、P-CSCF直接跟外部網絡通信，從而防止將本網絡拓撲信息(比如服務CSCF的數量、能力、地址等信息)暴露給其他網絡。另外，由於該功能單元是跟外部網絡互通的邊界點，所以還可以在該單元上集成應用層網關(ALG)功能，使得本網絡跟其他網絡如果出現IP版本不同時(比如IPv6網絡和IPv4網絡)，在該單元實現應用層IP版本互通。再者，在該單元還可以集成承載控制功能，以便控制互通時的承載資源。這樣，當現網中與外部SIP網絡或外部IP網絡相通的功能單元接收到轉發往外部網絡的SIP消息時，首先將轉發的SIP消息轉發到I-BCF，再由I-BCF轉發到相應的外部網絡節點，另外，來自外部網絡的所有SIP消息首先發到I-BCF，再由I-BCF將SIP消息轉發到網絡內部的相應的節點設備。因此，所述的互通邊界控制功能單元包括轉接單元，用於轉接SIP消息，以隱藏網絡的拓撲信息，具體而言，所述的轉接單元用於接收網絡內部節點發送外部網絡節點的SIP消息，並將接收的SIP消息轉發送到外部網絡節點，所述轉接單元還用於接收來自外部網絡的SIP消息，並將SIP消息轉發到網絡內部的相應的節點設備；應用層網關(ALG)單元，以實現網絡互通過程中的應用層不同IP版本互通；承載控制單元，用於控制網絡互通時的承載資源。
I-BCF可設置在ALG(應用層網關)、I-CSCF或/和單獨立存在。當I-BCF設置I-CSCF中時，就是上述的I-CSCF。為了方便描述，以下假設互通邊界控制功能單元設置在I-CSCF中。
本發明還公開了一種橋接方法，在本發明的橋接方法中，MGCF和S-CSCF只能與本網實體實現互通，能與外網實體實現路由的實體只有I-CSCF和BGCF。所以採用本發明，情形1-12中有些情形的路由路徑就發生了變化(表3列出了所有變化的情形)。
表3
如表3所示，在這些路由情形中都通過I-CSCF進行轉接，由I-CSCF完成原本存在於S-CSCF、及計劃增加到MGCF的路由功能。下面以情形2、9和11為例來描述該情形下的路由過程。
情形2、IMS用戶呼叫IMS用戶(主被叫屬於不同的運營商)。當S-CSCF收到IMS用戶發出的請求消息，同時判斷出被叫不是PSTN用戶後，那麼前轉請求到I-CSCF，然後I-CSCF判斷出被叫是屬於不同運營商，那麼將消息前轉到被叫運營商的I-CSCF，被叫運營商的I-CSCF通過與HSS的交互，得到被叫用戶的S-CSCF地址，最後通過該S-CSCF前轉到最終的被叫用戶。
情形9、PSTN用戶呼叫IMS用戶(主被叫屬於不同的運營商)。當MGCF收到PSTN用戶發出的請求消息後，就直接前轉請求到I-CSCF，I-CSCF運用ENUM機制判斷被叫是屬於不同運營商後，就將消息繼續前轉到被叫被叫運營商的I-CSCF，被叫I-CSCF通過與HSS的交互，得到被叫用戶的S-CSCF地址，最後通過該S-CSCF前轉到最終的被叫用戶。
情形11PSTN用戶呼叫PSTN用戶(主被叫屬於不同的運營商)。當MGCF收到PSTN用戶發出的請求消息後，就直接前轉請求到I-CSCF，I-CSCF運用ENUM機制判斷被叫是屬於PSTN用戶，那麼將消息前轉到BGCF，BGCF判斷出被叫是屬於不同運營商後，繼續前轉消息到被叫的BGCF，最後通過MGCF前轉到最終的被叫PSTN用戶。
下面結合圖3和表3，描述下在本發明中I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF的功能●I-CSCF集中了很多路由功能，它能與本網、外網的實體實現路由功能，有以下情況■當主叫是IMS用戶時，那麼得判斷被叫情況，◆如果被叫是IMS用戶，且被叫與該I-CSCF屬於同一運營商，那麼路由前轉實體是該網絡的S-CSCF；◆如果被叫是IMS用戶，且被叫與該I-CSCF屬於不同運營商，那麼路由前轉實體是被叫運營商網絡的I-CSCF；◆如果被叫是其他SIP網用戶，那麼直接路由到其他SIP網絡。
■當主叫是PSTN用戶時，那麼得判斷被叫情況，◆如果被叫是IMS用戶，且被叫與該I-CSCF屬於同一運營商，那麼路由前轉實體是該網絡的S-CSCF；◆如果被叫是IMS用戶，且被叫與該I-CSCF屬於不同運營商，那麼路由前轉實體是被叫運營商網絡的I-CSCF；◆如果被叫是PSTN用戶，那麼路由前轉實體是本網的BGCF。
◆如果被叫是其他SIP用戶，那麼直接路由到其他SIP網絡。
■當主叫是其他SIP網絡用戶時，那麼得判斷被叫情況，◆如果被叫是IMS用戶，那麼直接路由到本網的S-CSCF。
◆如果被叫是PSTN用戶，那麼直接路由到本網的BGCF。
●BGCF的路由功能與表1描述的現有技術相同，這裡不再描述。
●S-CSCF只能與本網的實體實現路由功能，前轉的實體有以下情況■如果被叫是PSTN用戶，那麼請求就轉發給本網的BGCF。
■如果被叫是非PSTN用戶，那麼請求就轉發給本網的I-CSCF。
●MGCF僅僅在主叫是PSTN用戶時，該實體才起路由作用，無論哪種情況MGCF的路由前轉實體總是本網的I-CSCF。
因此，根據本發明，在網絡中，由於只有I-CSCF和BGCF與外網的實體實現互通，所以減少了一些互通接口，從而簡化了網絡。另外，無論哪種情況MGCF和其他SIP網絡的路由前轉實體總是I-CSCF，所以就使得I-CSCF集中了很多路由功能，有利於整個路由功能的統一管理。再者，只保留BGCF和I-CSCF做為對外的路由點，從拓撲隱藏的角度，也減少了網絡的安全風險。
雖然通過實施例描繪了本發明，但本領域普通技術人員知道，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，就可使本發明有許多變形和變化，本發明的範圍由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種IP多媒體子系統的橋接系統，其特徵在於，包括查詢-CSCF(I-CSCF)、服務-CSCF(S-CSCF)，I-CSCF用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡，以便根據判斷單元的結果進行轉接；S-CSCF用於本運營商網IMS用戶終端與本運營商網的BGCF或I-CSCF進行轉接。
2.一種IP多媒體子系統的橋接系統，其特徵在於，包括查詢-CSCF(I-CSCF)、出口網關控制模塊(BGCF)和媒體網絡控制模塊(MGCF)，I-CSCF用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡，以便根據判斷單元的結果進行轉接；BGCF用於在本運營商網的用戶終端與本運營商網或其它運營商網PSTN的用戶終端之間進行轉接；MGCF用於本運營商網PSTN用戶終端與本運營商網的I-CSCF之間進行轉接。
3.根據權利要求1或2所述的IP多媒體子系統的橋接系統，其特徵在於，所述的I-CSCF還包括判斷單元，用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡；轉接單元，用於根據判斷單元的結果進行轉接。
4.一種IP多媒體子系統中實現橋接的方法，其特徵在於，包括用戶終端根據I-CSCF的路由規則與其它用戶終端進行通信，所述路由規則為A、I-CSCF根據主叫用戶所在的網絡實現路由。
5.根據權利要求4所述的IP多媒體子系統中實現橋接的方法，其特徵在於，所述的步驟A包括A1、當主叫是IMS用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由；A2、當主叫是PSTN用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由；A3、當主叫是其他SIP網絡用戶時，I-CSCF根據被叫用戶終端所在的網絡進行路由。
6.根據權利要求5所述的IP多媒體子系統中實現橋接的方法，其特徵在於，所述的步驟A1進一步包括A11、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於同一運營商，那麼轉向本運營商網絡被叫的S-CSCF；A12、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於不同運營商，那麼轉向被叫運營商網絡的I-CSCF；A13、如果被叫是其他SIP網用戶，那麼直接轉向其他SIP網絡。
7.根據權利要求5所述的IP多媒體子系統中實現橋接的方法，其特徵在於，所述的步驟A2進一步包括A21、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於同一運營商，那麼轉向本運營商網絡被叫的S-CSCF；A22、如果被叫是IMS用戶，且該I-CSCF與被叫屬於不同運營商，那麼轉向被叫運營商網絡的I-CSCF；A23、如果被叫是PSTN用戶，那麼轉向網絡的BGCF；A24、如果被叫是其他SIP用戶，那麼轉向其他SIP網絡。
8.根據權利要求5所述的IP多媒體子系統中實現橋接的方法，其特徵在於，所述的步驟A3進一步包括A31、如果被叫是IMS用戶，那麼直接轉向被叫網絡的S-CSCF；A32、如果被叫是PSTN用戶，那麼直接轉向網絡的BGCF。
9.一種查詢I-CSCF，其特徵在於，包括判斷單元，用於判斷主叫和/或被叫是否屬於同一運營商或是否屬於PSTN網絡或IMS網絡；轉接單元，用於根據判斷單元的結果進行轉接。
10.一種互通邊界控制功能單元，其特徵在於，包括轉接單元，用於接收網絡內部節點發送外部網絡節點的SIP消息，並將接收的SIP消息轉發送到外部網絡節點，所述轉接單元還用於接收來自外部網絡的SIP消息，並將SIP消息轉發到網絡內部的相應的節點設備。
11.根據權利要求10所述的互通邊界控制功能單元，其特徵在於，所述的互通邊界控制功能單元還包括應用層網關單元，用於不同IP版本互通。
12.根據權利要求10或11所述的互通邊界控制功能單元，其特徵在於，所述的互通邊界控制功能單元還包括承載控制單元，用於控制網絡互通時的承載資源。
13.根據權利要求10或11所述的互通邊界控制功能單元，其特徵在於，所述的互通邊界控制功能單元可獨立存在，也可設置在I-CSCF和/或應用層網關中。
14.根據權利要求12所述的互通邊界控制功能單元，其特徵在於，所述的互通邊界控制功能單元可獨立存在，也可設置在I-CSCF和/或應用層網關中。
全文摘要
本發明公開了一種IP多媒體子系統中實現橋接的系統，包括查詢－CSCF(I－CSCF)、出口網關控制模塊(BGCF)、服務－CSCF(S－CSCF)和媒體網關控制模塊(MGCF)。本發明還提供了一種IP多媒體子系統中實現橋接的方法，包括用戶終端根據I－CSCF的路由規則與其它用戶終端進行通信，所述路由規則為I－CSCF根據主被叫用戶所在的網絡實現路由。根據本發明，在網絡中，MGCF和S－CSCF只能與本網實體實現互通，另外只有I－CSCF(或者通過互通邊界控制功能單元(I－BCF))與BGCF與外網實體實現互通，所以它可簡化網絡，有利於整個路由功能的統一管理。再者，只保留BGCF和I－CSCF做為對外的路由點，從拓撲隱藏的角度，也減少了網絡的安全風險。
文檔編號H04L29/06GK1819565SQ20061000028
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月10日 優先權日2005年9月1日
發明者黃華, 楊雁飛 申請人:華為技術有限公司