CN100338924C - Ip网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法 - Google Patents

Ip网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，包括：用户终端，接入设备，网络控制设备(NCD)及本侧SIP_X消息的解释器，业务提供设备(SPD)及本侧SIP_X消息的解释器，SIP协议BODY部分的消息格式扩展，业务消息和SIP_X消息的具体映射关系；本发明以SIP为基础，充分利用其适于作IP网络上会话协议的特点，通过对标准的SIP协议进行扩展，加入了一些适当的消息格式，补足了因SIP发展不完善而固有的一些缺陷，解决了在增值业务提供过程中必须要解决的一些问题，可以为以IP为基础的电信网络提供增值业务服务。

Description

IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法
技术领域
本发明属于数据通信网络，尤其涉及IP(Internet Protocol互连网协议)网络。
背景技术
对于传统的公众电信交换网络(Public Switch Telcom Network，PSTN)，增值业务的提供主要依靠“智能网”，即依靠业务控制点(Service Control Point，SCP)，业务交换点(Service Switch Point，SSP)，业务管理点(Service Managment Point，SMP)等智能节点设备的协同工作，而核心又是SCP和SSP之间的智能网络应用协议(Intelligent Network Application Protocol，INAP)消息交互，来完成向PSTN用户提供各种各样的增值业务；
而随着IP网络的出现及其快速发展之势，如何向IP网络用户提供增值业务——且是更为丰富多采的业务——逐渐成为了一个大的课题摆在了相关研究者的面前。众所周知，在IP网络中，主要是依靠网络控制设备(Network Control Device，NCD，如软交换设备Softswtich，SS)和业务提供设备(Service Provision Device，SPD，如应用服务器Application Server，AS)的互通合作，由业务提供设备提供业务逻辑、而网络控制设备提供网络支持和终端控制，来完成向IP网络用户提供增值业务的，而这中间一个突出的问题就是：不同于PSTN网络的情况——SCP和SSP之间有标准的INAP协议可以遵循，在网络控制设备和业务提供设备互通方面，国际上目前还没有一个比较完善的标准/协议可以遵循。
以网络控制设备NCD和业务提供设备SPD体系架构为基础的，面向IP网络用户提供增值业务的解决方案发展很快，很多厂家针对NCD和SPD互通方面也提出了自己的解决办法，但都具有明显的缺陷，效果不够理想。这中间具有代表性的有两种方案：
一种方案是改造应用于PSTN网络的INAP为IP网络所用。由于INAP是为PSTN而制定的协议，其发展的已相当成熟和复杂，实践证明，这种改造后的“INAP”没能很好的适应IP网络特点，业务提供的效果不理想；
另一种方案是利用初始会话协议(Session Initiation Protocol，SIP)作为NCD和SPD的互通协议。SIP是一种IP上的会话协议，是一种IP上的呼叫解决方案，所以从本质上讲，SIP是适于承担这项“任务”的。但是，由于SIP本身的发展还不够完善，在NCD和SPD互通中的一些重要问题利用SIP无法得到解决，所以，利用单纯的SIP作为互通协议也不是一个成功的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种准协议--SIP_X，来实现IP网络中NCD和SPD之间的通讯，为IP网络用户提供增值业务服务。通过该准协议--SIP_X来实现和扩展NCD和SPD之间的互通方法。
在介绍本发明技术方案之前，先定义SIP_X消息。所谓SIP_X消息，是根据需要对SIP协议中某些SIP消息的BODY(消息体)部分进行消息格式扩展，称这样一个经过部分扩展(可能有的SIP消息其BODY部分格式没有扩展，仍遵循标准SIP协议规定)后的SIP协议消息全体为SIP_X消息。
一种IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，主要涉及：用户终端，接入设备，网络控制设备(NCD)及NCD侧SIP_X消息的解释器，业务提供设备(SPD)及SPD侧SIP_X消息的解释器，SIP协议BODY部分的消息格式扩展，业务消息和SIP_X消息的具体映射关系；
本方法的处理步骤如下：
步骤一、定义扩展SIP协议中subscribe，notify和info三条消息消息格式的BODY部分，构成SIP_X消息；
步骤二、建立业务消息和SIP_X消息的具体映射关系；
步骤三、用户终端输入业务接入码，通过接入设备或直接向网络控制设备NCD发起一个业务呼叫；
步骤四、NCD通过号码分析判断此呼叫是否属于业务提供设备SPD处理的范畴，若是，通过NCD侧SIP_X消息解释器，组装成包含此业务接入码的SIP_X消息上传给SPD，启动SPD上相应业务流程的执行；若否，则表明此呼叫不属于SPD处理范畴，在NCD内部处理。
步骤五、在SPD侧业务平台的支撑和控制下，对NCD发来的SIP_X消息进行处理，将处理结果以过本侧的消息解释器组装成SIP_X消息再发送给NCD；
步骤六、在NCD一侧，对SPD发来的SIP_X消息进行处理，形成反馈消息，再经本侧的SIP_X消息解释器，把此反馈消息组装成SIP_X消息上传到SPD。
如前所述，步骤五具体是在SPD侧业务平台的支撑和控制下，SPD通过本侧的SIP_X消息解释器，把INVITE消息翻译成适当的内部消息上报给上层客户应用(ClientApplication)的业务逻辑，并将其紧接着下达的命令组装成SIP_X消息，此SIP_X消息可以是INVITE、ACK、OPTION、INFO、SUBSCRIBE/NOTIFY、BYE等经过BODY扩展后的SIP消息，然后再发送到NCD。
如前所述，步骤六具体是：在NCD一侧，也要完成和上述SPD侧类似的工作。NCD先经本侧的SIP_X消息解释器，把SPD发来的SIP_X消息转成内部消息，交由NCD内部核心呼叫服务器处理，并通过设备适配器、接入设备完成对下层用户终端控制；然后，又通过对用户终端的控制，获知其上发生的事件和状态信息，再通过NCD内部核心呼叫服务器处理后，形成反馈消息，再经本侧的SIP_X消息解释器，把此反馈消息组装成适当的SIP_X消息上传到SPD，此SIP_X消息可以是INVITE、ACK、OPTION、INFO、SUBSCRIBE/NOTIFY、BYE等经过BODY扩展后的SIP消息。
采用本发明所述技术方案，以SIP为基础，充分利用其适于作IP网络上会话协议的特点，通过对标准的SIP协议进行扩展，加入了一些适当的消息格式，补足了因SIP发展不完善而固有的一些缺陷，解决了在增值业务提供过程中必须要解决的一些问题，如事件的定制、通知，计费消息的获取等。所述方法设计过程简洁、清晰，便于实现和扩展，是一种非常理想的IP网络中SPD和NCD互通方法，能够很好为以IP为基础的电信网络提供增值业务服务。
附图说明
图1是本发明的原理框图
图2是预付费增值业务的SIP_X消息流程图
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
在IP网络中，向终端用户提供增值业务的任务是由SPD来完成的。但是，SPD主要负责提供业务逻辑，单独依靠它是不可能实现向广大IP网络用户(特别是利用IP网络的广大PSTN用户)提供业务的。SPD必须和NCD进行互通合作，通过NCD对下层各种用户终端的控制，才能最终完成向广义上的IP网络用户提供业务的目的。
本发明提供了一种在向IP网络用户提供业务的过程中，NCD和SPD互相通讯的方法，即通过设计一种消息格式来对标准的SIP协议“BODY”部分进行扩展，来完成一个完整的业务呼叫过程。
表1是SPD和NCD的业务交互消息和SIP_X消息之间的消息映射表。表1
  消息名称   功能描述   消息结构  映射SIP消息   消息方向
  1.ActivateService   启动业务   1.用户或系统启动2.业务键3.用户拨的号码(系统给的号码)(可选)  INVITE   NCD<->SPD
  2.RequestDetectPoint   设置与主会话无关的检测点   1.检测点数量(暂定一个)2.检测点类型3.设置在主叫侧或被叫侧4.BODY内容需借用消息格式扩展  SUBSCRIBE   NCD<-SPD
  3.ReportDetectPoint   报告与主会话无关的检测点   1.检测点类型2.发生在主叫侧或被叫侧3.检测点信息(可选)4.BODY内容需借用消息格式扩展  NOTIFY   NCD->SPD
  4.ConnectCall   接续呼叫   1.被叫用户号码2.号码类型  INVITE   NCD<-SPD
  5.ReleaseCall   释放呼叫   1.释放方式(未报信息是否首先报告)  BYE   NCD<-SPD
  6.RequestCallInfo   请求报告与呼叫有   1.呼叫信息数量(暂定一个)  INFO   NCD<-SPD
  关的信息   2.呼叫信息类型3.主叫侧或被叫侧4.BODY内容需借用消息格式扩展
  7.ReportCallInfo   报告与呼叫有关的信息   1.呼叫信息类型2.发生在主叫侧或被叫侧；3.呼叫信息4.BODY内容需借用消息格式扩展   INFO   NCD->SPD
  8.RequestBillInfo   请求计费信息   1.计费信息发送方式2.BODY内容需借用消息格式扩展   INFO   NCD<-SPD
  9.ReportBillInfo   报告计费信息   1.计费信息发送方式2.是否最后信息(可选)3.计费信息4.BODY内容需借用消息格式扩展   INFO   NCD->SPD
表1说明了在发明的具体实施过程中的一个关键问题：在业务流程的执行中，如何将SPD和NCD的内部消息分别转换为SIP_X消息通知给对方，以促使业务流程一步步进行下去，即真正的业务交互消息和SIP_X消息的映射关系。
正如技术方案中所讲到的那样，这种映射关系总体可分为以下四种情况：
1.可直接映射为标准的SIP消息的通常的业务交互消息。如启动业务(ActiviateService)…>INVITE，消息头里携带接入码/业务键，消息体BODY里可携带用户的SDP描述，为标准的SIP协议的INVITE消息；
2.与主会话无关的事件定制与通知消息。如
RequestDetectPoint/ReportDetectPoint选用经BODY消息格式扩展的SUBSCRIBE/NOTIFY消息；
3.会话中呼叫信息的定制与通知。RequestCallInfo/ReportCallInfo选用经BODY消息格式扩展的INFO/INFO消息；
4.呼叫计费(CDR)消息的定制与通知。RequestBillInfo/ReportBillInfo选用经BODY消息格式扩展的INFO/INFO消息。
业务消息映射到SIP_X消息后，SPD上各种增值业务逻辑通过表1所述9条(以后可能会扩展)SIP_X消息，便可完成和NCD的互通，实现整个的业务流程提供。
图1给出了本发明所述技术方案的原理图
本发明所述技术方案在实施过程中，主要涉及：用户终端，如：PSTN话机，或IP终端等；接入设备，如：接入网关、综合接入设备等；网络控制设备(NCD)；业务提供设备(SPD)，SIP协议BODY部分的消息格式扩展，业务消息和SIP_X消息的具体映射关系，NCD侧SIP_X消息的解释器，SPD侧SIP_X消息的解释器；
实施本发明的一个典型业务呼叫流程如下：
1.用户终端输入业务接入码，通过某种接入设备或直接向网络控制设备NCD发起一个业务呼叫；
2.NCD通过号码分析得知此呼叫属于业务提供设备SPD处理的范畴，然后通过NCD侧SIP_X消息解释器，组装成包含此业务接入码的INVITE消息上传给SPD，开始SPD上的相应的业务流程的执行；
3.在SPD侧业务平台的支撑和控制下，SPD将通过本侧的SIP_X消息解释器，把INVITE消息翻译成适当的内部消息上报给上层客户应用(Client Application)的业务逻辑，并将其紧接着下达的“命令”组装成适当的SIP_X消息(包括INVITE，ACK，OPTION，INFO，SUBSCRIBE/NOTIFY，BYE等经过BODY扩展后的SIP消息)再发送到NCD；
4.同样的，在NCD侧，也要完成和上述SPD侧类似的工作。NCD先经本侧的SIP_X消息解释器，把SPD发来的SIP_X消息转成适当的内部消息，交由NCD内部核心呼叫服务器处理，并通过设备适配器、接入设备完成对下层用户终端控制；然后，又通过对用户终端的控制，获知其上发生的事件和状态信息，再通过NCD内部核心呼叫服务器处理后，形成适当的反馈消息，再经本侧的SIP_X消息解释器，把来此反馈消息组装成适当的SIP_X消息(包括INVITE，ACK，OPTION，INFO，SUBSCRIBE/NOTIFY，BYE等经过BODY扩展后的SIP消息)上传到SPD；
在NCD和SPD通过SIP_X消息进行业务呼叫交互的过程中，最终以完成“用户终端释放”和“计费信息统计处理”为标志，结束一个完整的业务呼叫流程。
在上述这样一个业务呼叫流程中，各种SIP消息的BODY部分通常情况下都是遵循标准的SIP协议，填写必要的SDP(Session Description Protocol，会话描述协议)媒体协商内容；但在下述几种情况下需要进行消息格式的扩展：
1.业务逻辑需要进行与主会话(Session)无关的终端事件的定制与通知，如在开始主会话前，需获知终端的忙/闲状态。这时，就需要借助BODY部分经过消息格式扩展后的SUBSCRIBE/NOTIFY(“/”前是Request事件，SPD->NCD；后是Response事件，NCD->SPD，2，3同此)消息来完成；
2.业务逻辑需要在会话中间获知相关的终端事件。这种情况通常是在CONNECT命令之后，业务逻辑需得到相关的终端事件(如主叫挂机、被叫摘机等，即DP[Detection Point]点事件)，以决定用户之间的媒体连接是否成功(即通话是否真正开始)。这时，需要借助经消息格式扩展的INFO/INFO消息来完成。
3.业务逻辑需要在用户通话结束后，获知某些本次呼叫的某些信息，包括计费信息CDR等等。这时，也需要借助经消息格式扩展的INFO/INFO消息来完成。
因本发明采用了消息模块化的设计，其它消息格式也可以按照需求进行扩展。
预付费(PREPAID)业务使得电话用户可以预付金额到个人帐户(预付费卡)里，以后每次通话消费都从帐户里扣除相应费用，直至用完；然后可以再去充值消费，循环使用。
下面结合图2，以预付费(PREPAID)业务为例，描述预付费(PREPAID)业务SIP_X消息流程的实例，具体阐述SPD和NCD是如何通过SIP_X消息互通，向IP网络提供增值业务的：
在下文中，“％”表示本条SIP_X消息的BODY里有消息格式扩展，否则要么BODY为空，要么为标准SDP描述：
1.％通过双方的SIP_X消息解释器，SPD用SUBCRIBE消息向NCD注册PREPAID业务接入码的事件通知；
2.NCD返回相应的SIP回应消息200OK；
3.USERA拨打接入码，NCD用携带USERA的SDP描述及目标接入码的INVITE消息通知SPD；
4.SPD回应尝试消息100Trying；
5.SPD回应带有媒体服务器(MS)SDP描述的200OK消息；
6.NCD回应ACK三次握手消息；
(SPD控制MS对USERA放提示音，并收号获得被叫USERB的号码。这是SPD和MS的交互，与SPD和NCD的SIP_X消息交互无关。)
7.SPD用带有USERA的SDP描述及目标USERB的INVITE消息通知NCD；
8.在NCD控制底层接续USERB成功振铃后，NCD回应180Ring消息；
9.NCD回应带有USERB的SDP描述的200OK；
10.SPD回应ACK；
11.SPD用带有USERB的SDP描述及目标USERA的INVITE消息通知NCD；
12.NCD回应200OK；
13.SPD回应ACK消息；
(这时，USERA和USERB的SDP媒体协商已经完成，双方进入通话态。)
14.％SPD用INFO消息向NCD要求CDR计费信息；
15.NCD回应200OK；
16.％SPD再次用INFO消息向NCD定制DigitMap信息；
17.NCD回应200OK；
(NCD侦测出DigitMap，USERA拍FLASH)
18.％NCD向SPD发送携带DigitMap信息的INFO消息；
19.SPD回应200OK；
20.SPD向NCD发送BYE消息，准备结束当前呼叫；
21.NCD回应200OK；
22.％本次呼叫结束，NCD向SPD发送携带CDR计费消息的INFO消息；
23.SPD回应200OK；
24.SPD用带有MS的SDP描述及目标USERA的INVITE消息通知NCD；
25.NCD回应200OK；
26.SPD回应ACK；
(SPD控制MS对USERA放提示音，并收号获得新被叫USERB’的号码，准备进行下一次呼叫。同样的，这也是SPD和MS的交互，与SPD和NCD的SIP_X消息交互无关。)
27.(以上7---26步的SIP_X消息将循环进行下去，直至USERA挂机，不再进行新的呼叫，整个流程结束。)
当然，上述流程中每一步都可能发生异常。一旦出现异常，说明该次业务呼叫失败，其后的流程不再执行，异常处理流程被启动，相关网络和用户资源释放，在完成相应的统计、日志记录后呼叫结束，并等待下一次试呼。

Claims (4)

1.一种IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，涉及：用户终端，接入设备，NCD及本侧SIP_X消息的解释器，SPD及本侧SIP_X消息的解释器，SIP协议BODY部分的消息格式扩展，业务消息和SIP_X消息的具体映射关系；该方法的步骤如下：
步骤一、定义扩展SIP协议中消息格式的BODY部分，构成SIP_X消息；
步骤二、建立业务消息和SIP_X消息的具体映射关系；
步骤三、用户终端输入业务接入码，通过接入设备或直接向NCD发起一个业务呼叫；
步骤四、NCD通过号码分析判断此呼叫是否属于SPD处理的范畴，若是，通过NCD侧SIP_X消息解释器，组装成包含此业务接入码的SIP_X消息上传给SPD，启动SPD上相应业务流程的执行；若否，则表明此呼叫不属于SPD处理范畴，在NCD内部处理；
步骤五、在SPD侧业务平台的支撑和控制下，对NCD发来的SIP_X消息进行处理，将处理结果以过本侧的消息解释器组装成SIP_X消息再发送给NCD；
步骤六、在NCD一侧，对SPD发来的SIP_X消息进行处理，形成反馈消息，再经本侧的SIP_X消息解释器，把此反馈消息组装成SIP_X消息上传到SPD。
2.如权利要求1所述的IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，其特征是：
所述步骤五具体为：
在SPD侧业务平台的支撑和控制下，SPD通过本侧的SIP_X消息解释器，把INVITE消息翻译成适当的内部消息上报给上层客户应用的业务逻辑，并将其紧接着下达的命令组装成SIP_X消息，然后再发送到NCD。
3.如权利要求1所述的IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，其特征是：
所述步骤六具体为：在NCD一侧，NCD先经本侧的SIP_X消息解释器，把SPD发来的SIP_X消息转成内部消息，交由NCD内部核心呼叫服务器处理，并通过设备适配器、接入设备完成对下层用户终端控制；然后，又通过对用户终端的控制，获知其上发生的事件和状态信息，再通过NCD内部核心呼叫服务器处理后，形成反馈消息，再经本侧的SIP_X消息解释器，把此反馈消息组装成SIP_X消息上传到SPD。
4.如权利要求2或3所述的IP网络中控制设备和业务设备互通提供业务的方法，其特征是：
SPD下达到NCD，或者，NCD反馈上传到SPD的SIP_X消息可以是INVITE、ACK、OPTION、INFO、SUBSCRIBE/NOTIFY、BYE经过BODY扩展后的SIP消息。
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