CN100438639C - 一种在通信移动电信系统中实现传真业务的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在通用移动电信系统中实现传真业务的方法，该方法包括步骤：在通用电信系统中通过多个传真流程来实现传真业务，所述的多个传真流程包括无线传真流程、因特网协议(IP)传真流程和公共交换电信网络(PSTN)传真流程。本发明可以在不增加实现复杂度的情况下简化各网络实体的功能，降低实现成本，提高传输效率，并方便运营商组网，提供更为优质、低成本的传真业务。

Description

一种在通信移动电信系统中实现传真业务的方法
技术领域
本发明涉及一种在通用移动电信系统(UMTS)中的传真业务的实现方法，更具体地涉及一种在基于因特网协议(IP)核心网组网通用移动电信系统中传真业务的实现方法。
背景技术
在3GPP R4的标准规范中，传真是UMTS系统必选的电信业务。UMTS传真业务是通过电路域实现的，传真设备(FAX)产生的信号通过移动终端(MT)发射出去，由无线接入网(RAN)接收并传输至移动交换中心/互通功能单元(MSC/IWF)，然后经过公共陆地移动网络(PLMN)、公共交换电信网络(PSTN)或是综合业务数字网络(ISDN)传输到接收端的传真设备(FAX)。
根据描述UMTS传真业务实现方法的3GPP TS23.416标准，其传真业务的实现方法为：传真分组报文通过Iu(Iu是UMTS无线接入网与核心网之间的连接点，也被看作是一个参考点)接口向核心网移动交换中心/互通功能单元(MSC/IWF)传输时的协议栈为：因特网传真协议/传真用户数据报文协议传输层协议/用户数据报文协议/因特网协议/点对点协议/2层中继面向字符的协议/无线链路协议/Iu接口用户面协议/异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式(IFP/UDPTL/UDP/IP/PPP/L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM)。其中，因特网传真协议/传真用户数据报文协议传输层协议(IFP/UDPTL)承载了传真图象信息，基于ITU-T-T.38协议实现，与固网因特网协议(IP)实时传真协议相同。用户数据报文协议/因特网协议/点对点协议(UDP/IP/PPP)实质功能是为了承载因特网传真协议(IFP)，并不具备路由转发功能，其用户数据报文协议(UDP)端口号、IP地址等都无意义。2层中继面向字符的协议/无线链路协议(L2RCOP/RLP)是无线链路适配层协议；Iu UP是Iu接口的用户面协议，异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式(AAL2/ATM)是Iu UP的承载协议。对于MSC/IWF来说，需要实现上述全部协议栈的处理，并将IFP中承载的传真图象信息(ITU-T T.4协议描述)转换成PSTN网络的传真协议(ITU-TT.30协议描述)，并支持各种传真调制解调(MODEM)协议(如ITU-T V.17、V.29、V.27ter、V.21)通过时分多址(TDM)接口与PSTN的传真设备通讯。
在3GPP R4规范中，网络结构发生了很大变化，核心网可以基于IP传输。因此上述传统的实现方法带来了很多问题：
对于语音业务而言，端局移动交换中心/媒体网关(MSC/MGW)只需要出IP接口，与PSTN的互通可以会聚到关口局移动交换中心/媒体网关(GMSC/MGW)完成，由GMSC/MGW统一出TDM接口与PSTN通讯。而为了实现传真业务，端局MSC/MGW需要实现全部IWF功能，因此也必须出TDM接口。这样，为了实现传真业务，端局MSC/MGW需要出IP和TDM两种接口，增加了设备实现的复杂度和组网的复杂性。另外，与IP接口比较，TDM接口的密度通常较低，影响了设备的集成度。
为了实现传真业务到PSTN的互通，端局MSC/MGW需要实现MODEM协议。由于MODEM协议通常需由硬件MODEM芯片实现，实现成本较高。
由于传真信息在MSC/MGW就转变成64K的TDM信号，传输效率很低。特别是长途呼叫的情况下，传输成本较高。
为了开通传真业务，必须达到规模覆盖，大量的端局MSC/MGW都需要实现传真IWF功能。而且由于传真业务用户群分布不均匀，造成网络资源配置的困难，上述矛盾更加突出。
传统传真实现方法，每个端局MSC/MGW都需要出TDM接口与PSTN相连，同时还得出IP接口与关口局移动交换中心/媒体网关(GMSC/MGW)相连，以实现语音业务，造成网络结构十分混乱。
发明内容
本发明在不提高总体实现复杂度的前提下，通过分布实现无线传真协议、共享IWF的方式，在UMTS系统的核心网传输IP实时传真协议，由关口局移动交换中心/媒体网关(GMSC/MGW)统一输出TDM接口的一种在通用移动电信系统中实现传真业务的方法。可以简化网络结构，合理配置资源，降低实现成本，提高传输效率。如果运营商有固网的Ip电话/IP传真(IP PHONE/IP FAX)业务，更可以方便地与固网的IP FAX网关联合组网，节约长途传输成本，提供更为优质、低成本的传真业务。
本发明的一种在通用电信系统中实现传真业务的方法是通过以下技术方案实现的，该方法包括步骤：在通用移动电信系统UMTS中用户单元将传真数据包发送给移动交换中心MSC/媒体网关MGW，所述MSC/MGW处理无线链路层协议、Iu接口相关协议，终结无线链路层协议、Iu接口相关协议；所述MSC/MGW将承载传真信息的协议的相关数据通过因特网协议IP核心网转发给关口局移动交换中心GMSC/媒体网关MGW；所述GMSC/MGW将传真信息发送给PSTN网络。
所述承载传真信息的协议是：承载传真信息的因特网传真协议IFP/传真用户数据报文协议传输层协议UDPTL，及承载IFP协议的用户数据报文协议UDP/因特网协议IP/点对点协议PPP。或者，所述承载传真信息的协议是：承载传真信息的因特网传真协议IFP/传真用户数据报文协议传输层协议UDPTL，及承载IFP协议的用户数据报文协议UDP/因特网协议IP。
本发明所采用的方法，语音和传真业务统一承载，端局MSC/MGW只需要出IP接口，由关口局移动交换中心/媒体网关(GMSC/MGW)统一出TDM接口与PSTN相连，网络结构更加清晰，优化网络结构，简化设备形态，而且简化了MSC/MGW的设计，节省硬件成本，功能分布更合理。
附图说明
下面结合附图进一步说明本发明的方法的实质特征和优点。
图1是传真业务实现的网络结构图；
图2是传真业务的传统实现方法的示意图；
图3是本发明的传真业务的实现方法的示意图；
图4是传真业务传统实现方法的组网结构图；
图5是本发明传真业务实现方法的组网结构图；
图6是传真业务传统实现方法的硬件成本的列表图；
图7是本发明实现方法的硬件成本的列表图；
图8是本发明方法一路传真所占用的带宽统计的列表图；
图9是移动、固网联合组网实现传真业务的示意图。
具体实施方式
图1是传真业务实现的网络结构图。如图1所示，在第3类传真设备(G3)的3GPP R4的标准规范中，传真是UMTS系统必选的电信业务。UMTS传真业务是通过电路域实现的，传真设备(FAX)产生的信号通过移动终端(MT)发射出去，由无线接入网(RAN)接收并传输至移动交换中心/互通功能单元(MSC/IWF)，然后经过公共陆地移动网络(PLMN)或公共交换电信网络(PSTN)或是综合业务数字网络(ISDN)传输到接收端的传真设备(FAX)。
图2是传真业务的传统实现方法的示意图。如图2所示，该图分为上、下两部分，上面的部分为网络结构图，下部分为与上面部分相对应的部分所使用的相应的协议。传真分组报文通过Iu接口向核心网移动交换中心/互通功能单元(MSC/IWF)传输时的协议栈为：因特网传真协议/传真用户数据报文协议传输层协议/用户数据报文协议/因特网协议/点对点协议/2层中继面向字符的协议/无线链路协议/Iu接口用户面协议/异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式(IFP/UDPTL/UDP/IP/PPP/L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM)。其中，因特网传真协议/传真用户数据报文协议传输层协议(IFP/UDPTL)承载了传真图象信息，基于ITU-T-T.38协议实现，与固网因特网协议(IP)实时传真协议相同。用户数据报文协议/因特网协议/点对点协议(UDP/IP/PPP)实质功能是为了承载因特网传真协议(IFP)，并不具备路由转发功能，其UDP端口号、IP地址等都无意义。2层中继面向字符的协议/无线链路协议(L2RCOP/RLP)是无线链路适配层协议；IuUP是Iu接口的用户面协议，异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式(AAL2/ATM)是Iu UP的承载协议。对于MSC/IWF来说，需要实现上述全部协议栈的处理，并将IFP中承载的传真图象信息(ITU-T T.4协议描述)转换成PSTN网络的传真协议(ITU-TT.30协议描述)，并支持各种传真调制解调(MODEM)协议(如ITU-T V.17、V.29、V.27ter、V.21)通过TDM接口与PSTN的传真设备通讯。该图中的缩略语的含义在后附的缩略语说明中进行了说明。
图3是本发明的传真业务的实现方法的示意图。在通用电信系统中通过多个传真流程来实现传真业务，所述的多个传真流程包括无线传真流程、因特网协议(IP)传真流程和公共交换电信网络(PSTN)传真流程。所述的无线传真流程包括用户单元(UE)将传真图象信号加载到因特网传真协议(IFP)中，与2层中继面向字符的协议/无线链路协议/Iu接口用户面协议/异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式/传真用户数据报文协议传输层协议/用产数据报文协议/因特网协议/点对点协议(L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM/UDPTL/UDP/IP/PPP)一起组成数据包发送到移动交换中心/媒体网关(MSC/MGW)，并由移动交换中心/媒体网关(MSC/MGW)将数据包中的2层中继面向字符的协议/无线链路协议/Iu接口用户面协议/异步传输模式适配层类型2协议/异步传输模式(L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM)进行处理。所述的因特网协议(IP)传真流程就是移动交换中心/媒体网关(MSC/MGW)将传真用户数据报文协议传输层协议/用户数据报文协议/因特网协议/点对点协议(UDPTL/UDP/IP/PPP)发送给关口局移动交换中心/媒体网关(GMSC/MGW)进行处理。所述的公共交换电信网络(PSTN)传真流程就是将IFP承载的传真图象信息转换成PSTN网上的T.30传真协议并发送给第3类传真设备(G3)。
如图3所示，该图分为上、中、下三部分，上面的部分为网络结构图，中间部分为与上面部分相对应的部分所使用的相应的协议，下面的部分表示与上面部分相对应的部分所使用的相应的传真流程，即无线传真流程，IP传真流程和PSTN传真流程。本发明采用分布实现无线传真协议、共享IWF的方法。在端局MSC/MGW上，仅处理Iu接口相关的协议和无线链路层协议，即在MSC/MGW上终结L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM协议，将上面的IFP/UDPTL/UDP/IP/PPP协议看作转发到IP核心网上，通过IP传真流程与GMSC/MGW通讯。值得指出的是，IP传真协议并没有指定第2层技术，因此在IP核心网上转发IP FAX协议时，不一定非要使用PPP协议，因此PPP协议也可以在MSC/MGW上终结，不转发到IP核心网上(在本文以下的部分，仅以在IP核心网上转发PPP为例说明)。在GMSC/MGW上实现IWF功能并出TDM接口，将IFP承载的传真图象信息转换成PSTN网上的T.30传真协议，装备实现MODEM协议的处理器实现传真MODEM功能，与PSTN上的G3传真机通讯。分布实现无线传真协议，在靠近RAN的MSC/MGW上处理L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM协议；在GMGW/MSC上实现传真业务到PSTN的转换；MSC/MGW与GMGW/MSC之间通过T.38协议定义的IP FAX流程通讯。同时MGW/MSC还可以和固网IP FAX网关通讯，联合3G移动网和固定IP电话/传真网实现移动传真业务。
图4是传真业务传统实现方法的组网结构图。如图4所示，传真业务传统的实现方法，每个MSC/MGW都需要出TDM接口与PSTN相连，同时还得出IP接口与GMSC/MGW相连，以实现语音业务，造成网络结构十分混乱。
图5是本发明传真业务实现方法的组网结构图。如图5所示，本发明所采用的方法，语音和传真业务统一承载，MSC/MGW只需要出IP接口，由GMSC/MGW统一出TDM接口与PSTN相连。网络结构更加清晰，功能分布更合理，而且简化了MSC/MGW的设计。按照本发明所述的方法，在靠近RAN的MSC/MGW上，仅终结L2RCOP/RLP/IuUP/AAL2/ATM协议，将IFP/UDPTL/UDP/IP/PPP转发到IP核心网上，通过标准的IP FAX流程(T.38协议规定)与GMSC/MGW通讯。在GMSC/MGW上实现IWF功能，将IFP承载的传真图象信息转换成PSTN网上的T.30传真协议，装备MODEM芯片实现传真MODEM功能，与PSTN上的G3传真机通讯。
图6是传真业务传统实现方法的硬件成本的列表图和图7是本发明实现方法的硬件成本的列表图。如图6和7所示，由于传统实现方法每个MSC/MGW都必须装备实现传真MODEM协议芯片得处理器，而因为传真业务用户群分布不均匀，而且波动性很大，这种分散的配置会造成浪费。本发明在GMSC/MGW上集中配置MODEM芯片，可供多个MSC/MGW共享使用，资源得到合理的使用。对比上面两张表格的成本估算可知，采用本发明的方法成本只及传统方法的60％，因此，节省了硬件成本。
图8是本发明方法一路传真所占用的带宽统计的列表图。如图8所示，传统实现方法一路传真通道需要64Kbit/s的带宽；而本发明的方法一路传真按60ms/包占用的带宽，实际上，一路传真占用16kbps，仅是传统实现方法的1/4。因此，节约了传输资源。
图9是移动、固网联合组网实现传真业务的示意图。如图9所示，对于同时开展3G移动和IP电话/传真网业务的运营商，可以方便地联合3G移动网和固定IP网开展IP传真业务。对于本地呼叫，可以通过本地GMSC/MGW与PSTN连接；对于长途呼叫，可以通过IP骨干网连接到当地的固网IP FAX网关，与PSTN连接。由于目前中国的所有主流运营商如中国电信、中国移动、联通、网通、吉通和铁通都开通了IP电话/传真业务，并实现全国的大面积覆盖。因此，这种3G移动和IP电话/传真联合组网的方式可以借用已有的资源，达到大面积覆盖，并且节省长途中继费用，提供更有吸引力的传真业务。因此，采用本发明的方法方便运营商组网。
附：缩略语说明
1.UMTS：通用移动电信系统
2.FAX：传真设备
3.MT：移动终端
4.RAN：无线接入网
5.MSC：移动交换中心
6.IWF：互通功能单元
7.PLMN：公共陆地移动网络
8.PSTN：公共交换电信网络
9.ISDN：综合业务数字网络
10.TAF：终端适配功能
11.TE：终端设备
12.MODEM：调制解调
13.MGW：媒体网关
14.GMSC/MGW：关口局移动交换中心/媒体网关
15.G3：第3类传真设备
16.UDPTL：传真用户数据报文协议传输层协议
17.UDP：用户数据报文协议
18.IP：因特网协议
19.PPP：点对点协议
20.RTP：实时传输协议
21.AAL2：异步传输模式适配层类型2协议
22.E-T.38：增强型T.38协议
23.IFP：因特网传真协议
24.L2RCOP：2层中继面向字符的协议
25.R-FA：接收端传真适配器
26.RLC：无线链路控制
27.RLP：无线链路协议
28.R-TAF：接收端终端适配功能
29.T-FA：发送端传真适配器
30.T-TAF：发送端终端适配功能
31.2W：二线
32.MAC：媒体接入控制
33.CDMA：码分多址
34.CONTP：面向字符的非透明协议
35.I/FCCT：电路接口

Claims (3)

1、一种在通用移动电信系统中实现传真业务的方法，其特征在于：该方法包括步骤：
在通用移动电信系统UMTS中用户单元将传真数据包发送给移动交换中心MSC/媒体网关MGW，所述MSC/MGW处理无线链路层协议、Iu接口相关协议，终结无线链路层协议、Iu接口相关协议；
所述MSC/MGW将承载传真信息的协议的相关数据通过因特网协议IP核心网转发给关口局移动交换中心GMSC/媒体网关MGW；
所述GMSC/MGW将传真信息发送给PSTN网络。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述承载传真信息的协议是：承载传真信息的因特网传真协议IFP/传真用户数据报文协议传输层协议UDPTL，及承载IFP协议的用户数据报文协议UDP/因特网协议IP/点对点协议PPP。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载传真信息的协议是：承载传真信息的因特网传真协议IFP/传真用户数据报文协议传输层协议UDPTL，及承载IFP协议的用户数据报文协议UDP/因特网协议IP。
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