CN100442921C - 一种域间互通的方法及其通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种域间互通的方法，该方法由主叫所在域的应用功能(AF)实体根据用户端设备发起的呼叫始发信令直接信令寻址到被叫所在AF实体，获得被叫所在域和被叫终端媒体地址；当所述AF实体确定主叫所在域与被叫所在域之间媒体承载不能直接互通时，始发AF实体需要重选信令路由，将会话选路到本域的互通媒体控制功能(I-MCF)实体，由I-MCF实体控制该域内的互通媒体网关(I-MGF)依据被叫终端所在域和媒体地址对主叫终端媒体地址进行转换，直到转换后的主叫终端媒体地址与被叫终端所在域能够直接互通。本发明还同时公开了一种通信网络。

Description

一种域间互通的方法及其通信网络

技术领域

本发明涉及下一代网络(NGN)技术，尤其涉及域间互通的方法及其通信网络。

背景技术

NGN网络正在进入规模部署的阶段，以逐步替换传统的公众电话交换网/综合业务数字网(PSTN/ISDN)；NGN网络是基于分组承载技术、会话控制和承载分离的网络。NGN有如下特点：

(1)IP分组技术的端到端特性，使呼叫控制流和媒体流的点到点建立成为可能，这是和基于TDM技术的媒体逐段建立、逐段转发有本质区别的。

(2)会话控制和承载的分离，使这两个层次可以建构在不同的承载网上。

(3)会话控制层面和承载层面可以由不同的运营商来组建网络和运营。

NGN的架构仍在制定中，有基于软交换的和基于IP多媒体子系统(IMS)的两种架构方案，这两种方案在组网和呼叫建立、业务部署等方面都有区别；这也在一定程度上使NGN的组网更复杂，更多样。

图1是NGN中关于域间互通的一种模式，这种互通模式基于信令承载面端到端互通，并且分管理域管理的媒体承载面的域间也是互通的。

在业务控制层，从始发应用功能实体(AF实体)直接信令寻址到被叫所在AF实体，并得到被叫媒体所在域和媒体地址，其信令交互如图2所示。始发AF实体判断出主被叫所在域和终端媒体地址也是可以互通的，因此无需额外的网关或转换设备参与。IP承载网的资源控制由始发资源准入控制子系统(RACS)接受AF的命令后生成传送层控制策略下发到承载网，由始发RACS系统负责端到端的媒体资源保证。整个传送控制层和业务控制层是单点连接。

上述技术方案只适用于信令承载端到端互通，媒体承载在IP层也能够互通但分管理域管理的情况。如果媒体承载路由经过多运营商，因为运营商间互通(包括路由、计费、防攻击等)的限制，运营商间的承载网是不能直接互通的，因此，在这种场景下，采用上述就无法在主叫终端和被叫终端之间建立会话。

发明内容

本发明提供一种域间互通的方法及其通信网络，以解决在信令承载网络能够端到端互通而媒体承载网络不能够直接互通的场景下，利用现有技术无法建立媒体会话的问题。

实现本发明的技术方案如下：

一种域间互通的方法，该方法包括如下步骤：

A、主叫所在的应用功能(AF)实体根据用户端设备发起的呼叫始发信令直接信令路由到被叫所在的AF实体，获得被叫终端的媒体信息；

B、所述AF实体确定主叫所在域与被叫所在域的媒体承载之间不能直接互通，将会话信令重新路由到本域的互通媒体控制功能(I-MCF)实体；

C、I-MCF实体控制本域内的互通媒体网关功能(I-MGF)实体依据被叫终端的媒体信息对主叫终端媒体地址进行转换；

D、I-MCF获取转换后的媒体地址并确定该地址与被叫终端所在域是否能够直接互通，若否，则将会话选路到下一个域的I-MCF实体并转步骤C；若是，则将会话信令路由到被叫所在域的AF实体。

步骤A中，主叫所在的AF实体直接信令路由到被叫所在的AF实体时，主叫所在的AF实体通过在发起会话协议中不携带主叫的媒体信息使被叫终端不振铃。

步骤C中，I-MCF实体还将资源需求下发到资源准入控制子系统(RACS)，以控制资源预留。

步骤C中，I-MCF直接控制I-MGF对主叫终端媒体地址进行转换，或者，I-MCF通过RACS控制I-MGF对主叫终端媒体地址进行转换。

一种通信网络，包括：用于会话的建立、转接和终结的应用功能(AF)实体；用于从所述应用功能实体获取资源请求信息并分发到传送控制网络的资源准入控制子系统(RACS)；其中，该通信网络还包括互通媒体控制功能(I-MCF)实体和互通媒体网关功能(I-MGF)；所述应用功能实体在确定主叫媒体所在域与被叫媒体所在域不能直接互通时，将会话信令重新路由到所述互通媒体控制功能实体；

互通媒体控制功能实体控制所述互通媒体网关功能实体转换主叫终端媒体地址，并确定转换后的媒体地址与被叫终端所在域是否能直接互通，若是，则将会话信令路由到被叫所在域的AF实体；若否，则将会话选路到下一个域的互通媒体控制功能实体，所述下一个域的互通媒体控制功能实体控制该域内互通媒体网关功能实体转换主叫终端媒体地址，并确定转换后的该媒体地址与被叫终端所在域是否能直接互通。

所述AF实体与I-MCF实体为相互独立的实体，或者所述AF实体与I-MCF实体设置为一体。

本发明在媒体层面不能端到端互通的情况下通过逐段建立媒体，使主、被叫终端互通，因而能够在不同承载网条件下完成会话建立过程。本发明通过引入运营商域间互通网关设备和互通网关控制设备，有效得解决了媒体通路的建立，并且和现有的业务质量(Qos)保证机制RACS无缝结合，保证了媒体通路的质量，同时完成会话的建立。

附图说明

图1为现有技术信令承载端到端互通和媒体承载直接互通的组网示意图；

图2为现有技术中应用功能实体直接信令寻址的流程图；

图3为本发明的组网示意图；

图4本发明中逐段建立媒体承载的流程图。

具体实施方式

在运营商实际组网中，因为处于会话控制层面的实体容量大、功能多，因此数量比较少，同时信令网对于安全性和可靠性的要求要高于媒体承载网，因此运营商会组建一个大的跨地域的会话控制网，这个网是全互通的；而媒体承载运营商可能与会话控制层面的运营商是不同的运营商，同时媒体承载网设备非常多，网络非常大，网络流量也非常大，有可能是多个运营商运营管理的，运营商间是通过边界互通网关进行互通的，而且出于网间结算(流量计费)、安全性等方面的考虑，以及可能的运营商间编解码能力不同导致需要这个边界互通网关进行媒体流的终结和重新打包打标签发送，而这不是媒体承载层面的路由器设备或3层交换机能够完成的。现有技术都是基于媒体承载网是可以端到端互通的这个假设，但如果考虑到上述提到的媒体承载网的可能情况，现有技术不能完成在上述媒体承载网条件下的会话建立，无法完成媒体通路的建立。

为了在信令层面可以端到端互通，媒体承载面跨运营商而不能直接互通的场景下，能够在主叫媒体终端和被叫媒体终端之间建立媒体会话，本发明在网络系统中增加互通媒体控制功能(I-MCF)实体和互通媒体网关功能(I-MGF)实体来逐段建立媒体承载，完成主叫终端和被叫终端的媒体互通。

本发明的通信网络如图3所示，其中：

应用功能实体AF(Application Function)，属于会话控制层的功能实体，主要负责会话的建立、转接和终结；具有路由寻址、呼叫控制、业务触发、计费信息收集等功能，是用户接入控制网络的第一个接入点。

资源准入控制子系统RACS(Resource Admission and Control Subsystem)，属于资源控制层的功能实体，主要负责从AF获取资源请求信息，根据自身策略将这些请求转化、分发并最终落实到承载层面的实体执行，如：路由器、接入媒体网关功能实体等。

接入传送资源控制功能实体A-TRCF(Access-Transport Resource ControlFunction)，负责从用户接入到核心网边缘这一段的资源控制。

核心传送资源控制功能实体C-TRCF(Core-Transport Resource ControlFunction)，负责核心网的资源控制。

用户侧设备CPE(Customer Premise Equipment)，非运营商部署的终端设备，如SIP/H.248/MGCP E-phone，小端口容量的IAD或软终端等。

策略决策功能实体PDF(Policy Decision Function)，属于RACS架构的一个功能体，负责和上层AF的单点连接，解析AF送来的资源请求信息，根据本地策略，转换成下发到A-TRCF和C-TRCF的接入和核心资源的控制策略。并负责接收来自A-TRCF和C-TRCF的反馈，更新媒体资源状况。

接入侧媒体网关A-MGF(Access-Media Gateway Function)，属于媒体资源层的功能实体，负责用户接入的媒体地址转换、包过滤、打标签、门控等功能。

互通媒体网关I-MGF(Interworking-Media Gateway Function)，属于媒体资源层的功能实体，负责基于每会话的媒体流终结，域间的媒体层地址转换，重新打标签，门控，生成新的媒体流，可能的媒体编解码转换等功能。

I-MCF：Interworking Media Control Function，互通媒体控制功能。主要负责不同运营商域间的会话控制层互通，包括下一跳会话控制设备的路由选择、命令I-MGF进行地址转换、门控等操作以配合媒体承载层的互通，以及网间计费信息的收集。

由于主叫终端所在域不能与被叫终端所在域直接互通，因此，整个媒体承载路由中必然需要至少一个互通媒体网关设备(I-MGF)做网间转换，这种媒体网关设备是基于每流(per-flow)控制的(如媒体地址转换)，而每流控制只能基于会话。对于这样一个基于每流控制的设备由业务控制层实体I-MCF来控制，I-MGF实体的功能包含基于每会话的媒体流终结，地址转换，重新打标签，生成新的媒体流，可能的媒体编解码转换。虽然信令面路由可以端到端互通，但为了控制媒体承载面的I-MGF实体，就必须改变原来端到端的路由而经过I-MCF实体，这时信令路由就不再是端到端的了，而是逐段转发。

I-MGF实体在媒体承载建立之前，主要完成终端媒体地址转换功能，预留其他在端到端媒体承载建立后需要的资源。主被叫的媒体承载建立后，这些资源才真正开始工作，如果主被叫支持的编解码方式不统一，如一边支持话音G.711编码，另一边支持话音G.723编码，这时I-MGF实体完成G.711和G.723的编解码转换，以便主被叫双方能够互通。在I-MGF实体进行编解码转换的过程中，需要先截取媒体流，将基于RTP的话音payload部分全部解码，即媒体流终结，然后用新的编码方式对解码后的话音进行编码，生成新的媒体流。若建立的会话业务为传真业务，所述I-MGF实体对媒体流进行基于T.38的IFP包(IP Fax Packet：IP传真包，基于TCP或UDP)和G.711包(一种话音传送编解码包，基于RTP/UDP)的转换。

参阅图4所示，在信令承载端到端互通、媒体承载跨运营商而不能直接互通时处理过程如下：

步骤10：主叫CPE发起呼叫始发信令。

步骤20：由于信令层面可以端到端互通，所以主叫所在的AF实体根据用户侧设备发起的呼叫始发信令直接信令路由到被叫所在的AF实体，从而获得被叫的媒体信息。该媒体信息包括被叫所在域的域名、被叫终端媒体地址以及媒体相关参数等。

在此过程中要保证被叫用户不振铃，如可以通过在Invite消息中不携带主叫SDP信息，被叫侧返回183来实现。

在该步骤中，若呼叫始发信令中携带的主叫媒体描述中包含有主叫媒体资源信息，AF实体可以直接从呼叫始发信令中获取主叫资源信息；或者，AF实体从所述呼叫始发信令携带的主叫媒体描述信息中提取部分主叫媒体资源信息，并根据配置策略产生一部分主叫媒体资源信息。若主叫媒体描述中不包含主叫媒体资源信息，则由AF根据配置策略产生全部主叫媒体资源信息。

步骤30：主叫侧AF实体得到被叫终端媒体所在域后，确定与被叫终端所在域无法直接互通，因此，该主叫侧AF实体确定需要重选信令路由，选择下一跳到本域的I-MCF实体。

由于主叫侧AF实体判断主叫媒体地址无法与被叫所在域直接互通，因此媒体承载层面要确定路由策略，这个策略会反映在主叫侧AF实体向信令下一跳发送的信息以及AF实体向PDF实体发送的资源需求和策略中。

AF实体判断主叫所在域与被叫所在域是否能够直接互通的依据可以是运营商根据自己的网络情况对相关设备所做的静态配置，也可能是主叫AF根据主叫用户拨打的被叫用户号码，或者输入的被叫用户标识中的域名等。

步骤40：I-MCF实体控制I-MGF实体对主叫媒体地址转换并从I-MGF得到转换后的媒体地址，同时I-MCF实体将资源需求下发到资源准入控制子系统(RACS)，保证域间的资源。

I-MCF实体在向I-MGF实体下发的命令中携带有主叫媒体地址和被叫终端的媒体信息(如被叫所在域，被叫的媒体地址等)，I-MGF实体根据被叫所在域和自身的配置域间互通策略对主叫媒体进行转换，其具体转换与网络地址和端口转换原理(NAPT：Network Address and Port Translator)相同。如：A运营商要到B运营商某些域，就选择A的I-MGF的1.1.1.1地址的10000-20000端口，A运营商到C运营商某些域，就选择A的I-MGF的2.2.2.2地址的10000-20000端口，A运营商到D运营商某些域，就选择A的I-MGF的3.3.3.3地址的10000-20000端口等。这样A根据被叫所在域就可以确定对主叫媒体地址转换的范围。

步骤50：I-MCF实体判断转换后的主叫媒体地址是否能直接和被叫媒体域互通，若否，则进行步骤60，若是，则进行步骤70。

步骤60：I-MCF选路到下一个域内的I-MCF，并转步骤40。

一个域内的I-MCF可能对应多个其他域内的I-MCF，I-MCF根据被叫媒体域所做的配置决定选路到哪一个I-MCF。

步骤70：I-MCF直接选路到被叫所在的AF实体，完成会话信令控制整个流程，同时媒体资源预留也已完成。

转换媒体地址的次数与经过的不同运营商网络有关，一般情况下应该是经过几次运营商间互通，就需要经过几个不同域的I-MCF，直至主叫媒体地址能够和被叫媒体域直接互通。

在上述步骤40中，I-MCF可以直接控制I-MGF对主叫终端媒体地址进行转换；I-MCF也可以通过RACS控制I-MGF对主叫终端媒体地址进行转换。

从上可知，本发明在信令层面可端到端互通但媒体层面不能端到端互通的情况下，采用逐段建立媒体的原则实现域间互通。在每一段媒体建立过程中，可先由会话控制设备通过RACS提供的资源控制机制保证资源的可获得，然后会话控制设备进行下一跳信令路由的选择，开始下一段信令和媒体建立过程。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1、一种域间互通的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、主叫所在的应用功能(AF)实体根据用户端设备发起的呼叫始发信令直接信令路由到被叫所在的AF实体，获得被叫终端的媒体信息；

B、所述AF实体确定主叫所在域与被叫所在域的媒体承载之间不能直接互通，将会话信令重新路由到本域的互通媒体控制功能(I-MCF)实体；

C、I-MCF实体控制本域内的互通媒体网关功能(I-MGF)实体依据被叫终端的媒体信息对主叫终端媒体地址进行转换；

D、I-MCF获取转换后的媒体地址并确定该地址与被叫终端所在域是否能够直接互通，若否，则将会话选路到下一个域的I-MCF实体并转步骤C；若是，则将会话信令路由到被叫所在域的AF实体。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，主叫所在的AF实体直接信令路由到被叫所在的AF实体时，主叫所在的AF实体通过在发起会话协议中不携带主叫的媒体信息使被叫终端不振铃。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，若所述呼叫始发信令携带主叫媒体描述信息，且该主叫媒体描述信息包含有主叫媒体资源信息，则AF实体从所述呼叫始发信令中获取主叫媒体资源信息，或者，AF实体从所述呼叫始发信令携带的主叫媒体描述信息中提取部分主叫媒体资源信息，并根据配置策略产生部分主叫媒体资源信息；否则，

由AF根据配置策略产生全部主叫媒体资源信息。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，I-MCF实体在向I-MGF实体下发的命令中携带主叫媒体地址和被叫所在域的相关信息，I-MGF实体根据配置的互通策略以及被叫所在域对主叫媒体地址进行转换。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤C中，I-MCF实体还将资源需求下发到资源准入控制子系统(RACS)，以控制资源预留。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤C中，I-MCF实体直接控制I-MGF实体对主叫终端媒体地址进行转换，或者，I-MCF实体通过RACS控制I-MGF实体对主叫终端媒体地址进行转换。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，会话建立后，所述I-MGF实体还终结媒体流和重新打标签生成新的媒体流。

8、如权利要求7所述方法，其特征在于，所述I-MGF实体还对媒体流进行解码和重新编码。

9、如权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述I-MGF实体基于每流per-flow控制。

10、一种通信网络，包括：用于会话的建立、转接和终结的应用功能(AF)实体；用于从所述应用功能实体获取资源请求信息并生成资源预留和控制策略分发到传送网络的资源准入控制子系统(RACS)；其特征在于，该通信网络还包括互通媒体控制功能(I-MCF)实体和互通媒体网关功能(I-MGF)实体；

所述应用功能实体在确定主叫媒体所在域与被叫媒体所在域不能直接互通时，将会话信令重新路由到所述互通媒体控制功能实体；

互通媒体控制功能实体控制所述互通媒体网关功能实体转换主叫终端媒体地址，并确定转换后的媒体地址与被叫终端所在域是否能直接互通，若是，则将会话信令路由到被叫所在域的AF实体；若否，则将会话选路到下一个域的互通媒体控制功能实体，所述下一个域的互通媒体控制功能实体控制该域内互通媒体网关功能实体转换主叫终端媒体地址，并确定转换后的该媒体地址与被叫终端所在域是否能直接互通。

11、如权利要求10所述的通信网络，其特征在于，所述AF实体与I-MCF实体为相互独立的实体，或者所述AF实体与I-MCF实体设置为一体。

12、如权利要求10或11所述的通信网络，其特征在于，所述I-MGF实体为基于每流控制的设备。

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