CN100496047C - 一种媒体汇接平台、多媒体系统和呼叫路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多媒体通信系统，尤其涉及一种应用于H.323多媒体系统的媒体汇接平台以及使用该媒体汇接平台进行路由的系统和方法，以提高系统扩充性。所述平台包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块；所述通讯收发模块收发IP报文并识别所述报文的类型，当所述报文为控制信令时，通知所述信令转发控制模块处理，当所述报文为视音频码流时，通知所述码流转发控制模块转发。所述方法包括下列步骤：主叫端点通过网守呼叫被叫端点；网守调度媒体汇接平台路由所述呼叫；主叫端点通过所述媒体汇接平台与被叫端点交互呼叫控制信令并建立连接；所述媒体汇接平台转发主叫端点和被叫端点之间的信道控制信令和视频音频码流。

Description

一种媒体汇接平台、多媒体系统和呼叫路由方法

技术领域

本发明涉及多媒体通信系统，尤其涉及一种应用于H.323多媒体系统的媒体汇接平台以及使用该媒体汇接平台进行路由的系统和方法。

背景技术

国际电联(ITU-T)建议的H.323协议族经过多年的发展，已成为VOIP(Voice Over IP，基于IP的语音)及视频会议应用的主流工业标准，其中包含了对实现一个基于分组网络的多媒体通信系统所需的实体及实体交互协议的建议。

如图1所示，目前遵照H.323协议族实现的H.323多媒体通信系统中，都包含GK(Gatekeeper，网守)、EP(端点)两种实体，端点和其所属的GK则构成了一个H.323域(Zone)，其中GK是整个H.323系统的管理者，每一个域内至少设置一个网守，负责完成区域管理、接入控制、地址解析、带宽管理等功能。端点有各种类型，包括终端、网关、MCU(Multipoint Control Unit，多点控制单元)等。端点和端点之间、端点和GK之间在分组网络上，按照H.323协议建议的交互过程进行信息交互，以便完成整个多媒体通信。H.323协议族包括RAS(Registration Admission and Status)注册呼叫接入信令、Q931呼叫的信令、H245信道控制的信令、和RTP(Real Time Protocol，实时传输协议)/RTCP(Real Time Control Protocol，实时传输控制协议)协议。

RAS信令用于端点和GK之间的交互，端点通过RAS信令完成在GK上的注册、呼叫接入、状态更新；Q931信令用于端点之间呼叫过程，完成呼叫过程的建立和拆除；H245信令用于端点之间媒体信道的控制，完成主从决定、能力交换、逻辑信道的打开和关闭；RTP/RTCP用于视音频码流的承载和控制。具体通过下列消息完成信令交互：

ARQ：Admission Request，接入请求；

ACF：Admission Confirm，接入确认；

ARJ：Admission Reject，接入拒绝；

RRQ：Registration Request，注册请求；

RCF：Registration Confirm，注册确认；

RRJ：Registration Reject，拒绝注册；

LRQ：Location Request，请求网守提供地址翻译；

LRJ：Location Reject，拒绝翻译地址；

SETUP：建立连接请求；

Call proceeding：连接进展中；

Alerting：振铃消息；

Connect：连接消息；

RAI：Resource Availability Indication，资源可用性指示；

RAC：Resources Available Confirmation，资源可用性确认；

GK作为整个H.323域的管理者，必须支持RAS信令，端点必须支持RAS、Q931、H245、RTP/RTCP信令，多媒体通信的过程就是H.323实体使用H.323协议进行交互的过程。通信过程一般包含两种模式：直接呼叫信令模式和GK路由呼叫信令模式。

如图2所示，直接呼叫模式中，端点与GK之间只有RAS信令的交互，GK完成地址解析和呼叫接入的功能，端点之间要依次进行Q931、H245、RTP/RTCP的交互。直接呼叫模式下，GK负荷较小，但GK不知道端点间交互的信令情况，控制呼叫的功能较弱。

如图3所示，GK路由模式下由GK来转发主被叫端点间的Q931、h245等信令，RTP/RTCP信令仍然在端点之间传递。GK路由模式下，GK参与了主被叫端点呼叫的全过程能够精确控制该呼叫，但因为Q931、H245信令基于TCP连接，这种模式下GK的负荷很大，基于这种情况GK设备几乎不可能完成RTP/RTCP的路由转发。

如图4、图5所示，一般来说，在区域内呼叫或跨域呼叫的情况下，GK出于对呼叫安全性和便于控制的考虑，要启用GK路由模式。这样由主叫GK转发Q931、h245信令和被叫端点直接建立呼叫，但RTP/RTCP等数据因为GK性能的缘故还是在主被叫端点之间直接传递，当主叫GK地址解析后发现主叫端点呼叫的是跨域的端点时，被叫GK也可以同时启用呼叫路由，过程如图6所示。GK路由模式下，对GK的性能要求比较高，一般启用了呼叫路由的GK容量远小于未启用呼叫路由时GK的容量，且扩容时仍然需要增加新的GK，对现有系统的组网和拨号规则都是不小的冲击。

有一些厂家为了提升GK容量，采用了私有协议的方式。即端点和GK之间采用简化的私有协议交互，这样虽然提升了GK的容量，但系统与其他厂商设备的互通性很差，不利于推广。

H.323协议以分组网络进行承载，实际应用中，该分组网络一般为TCP/IP网络。现有的TCP/IP网络存在的一个很大的问题就是Qos(Quality of Service，服务属性)的问题。虽然已经有了很多解决IP网络的Qos问题的解决方案，如MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换)、资源预留等，但需要对全网的路由设备进行更新升级，实施工程量浩大，一般来说，运营商只对骨干网络实施了以上的改造，同时，由于端到端的Qos要求主被叫端点支持这些协议，这样就存在互通性的问题。

发明内容

为解决H.323分组多媒体系统GK路由方案不够灵活、可扩充性不好的问题，并为进一步保证端点之间通信的Qos，本方案采用地址解析与呼叫控制信令分离的思路来实现GK路由的过程。

为实现本发明所述构思，首先提供一种媒体汇接平台，包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块；所述通讯收发模块收发IP报文并识别所述报文的类型，当所述报文为控制信令时，通知所述信令转发控制模块处理，当所述报文为视音频码流时，通知所述码流转发控制模块转发。

以及，包括该媒体汇接平台的一种分组多媒体系统，包括网守、端点和媒体汇接平台，该媒体汇接平台连接所述网守，并在该网守的调度下路由端点之间的呼叫，所述媒体汇接平台包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块；所述通讯收发模块收发IP报文并识别所述报文的类型，当所述报文为控制信令时，通知所述信令转发控制模块处理，当所述报文为视音频码流时，通知所述码流转发控制模块转发。

当所述系统中包括至少两个所述媒体汇接平台时，该媒体汇接平台之间通过专用线路连接。

并且，提供一种应用所述媒体汇接平台，在H.323分组多媒体系统中进行呼叫路由的方法，所述方法包括下列步骤：

主叫端点通过网守呼叫被叫端点；

网守调度至少一个媒体汇接平台路由所述呼叫；

主叫端点通过所述媒体汇接平台与被叫端点交互呼叫控制信令并建立连接；

所述媒体汇接平台转发主叫端点和被叫端点之间的信道控制信令和视频音频码流。

当所述网守调度两个以上的媒体汇接平台时，该媒体汇接平台之间通过专用线路连接。

所述主叫端点或/和被叫端点为登记在网守上的指定端点，该指定端点的呼叫或指定端点之间的呼叫由媒体汇接平台路由。

所述指定端点的号码或IP地址登记在网守上的一个呼叫策略列表中，网守根据该呼叫策略列表中登记的信息确认指定端点。

所述网守根据该媒体汇接平台上报的资源情况，调度有可用资源的媒体汇接平台路由呼叫。

本方案所提供的媒体汇接平台以及应用其进行路由的系统和方法，具有如下优点：

1、通过设置指定端点，提供了灵活的是否启用路由的配置；

2、通过使用专门的媒体汇接平台，只需要简单地增加设备就可以扩容，使系统扩充性增强，对组网和拨号方案几乎没有影响；

3、媒体汇接平台采用标准H.323协议配置，与系统内其他设备具有良好的互通性；

4、通过媒体汇接平台将呼叫进行汇聚，并通过专用线路连接不同的媒体汇接平台，从而保证了呼叫路由的Qos。

附图说明

图1为H.323多媒体通信系统结构示意图；

图2为直接交互模式流程图；

图3为GK路由交互模式流程图；

图4、图5为跨域呼叫路由示意图；

图6为图5所示GK路由跨域呼叫流程图；

图7为MTP设备结构示意图；

图8为MTP设备与GK信令交互示意图；

图9为MTP设备路由模式示意图；

图10为利用MTP设备解决呼叫路由的Qos问题的示意图；

图11为调度一个MTP设备路由域内呼叫流程图；

图12为调度两个MTP设备路由域外呼叫流程图。

具体实施方式

一、媒体汇接平台及其应用系统

首先，增加一种新的设备媒体汇接平台MTP(Media Tandem Platform，媒体汇接平台)，用以实现呼叫控制信令的接续和视音频码流的汇接和转发，该设备在GK的控制下完成呼叫路由的过程，如图7所示，媒体汇接平台MTP设备包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块，其中：通讯收发模块负责IP报文的收发并识别接收到的报文类型，若为RAS、Q931、H245呼叫控制信令，则通知信令转发控制模块处理，若为RTP/RTCP视音频码流，则通知码流转发模块处理。信令转发控制模块负责完成MTP设备与GK交互的RAS信令的处理，端点呼叫的Q931、H245信令的转发控制处理。码流转发控制模块负责完成主被叫端点间双向RTP/RTCP码流的转发控制处理。

将该媒体汇接平台应用到现有的H.323分组多媒体系统中，在网守的调度下可以路由端点之间的呼叫。

二、媒体汇接平台的注册和管理

在一个H.323域中，根据实际组网可以不设置MTP设备，或者设置一个或多个MTP设备，MTP设备在所属网守上进行注册认证，作为系统端点受网守管理。如图8所示，图中网守云是指多个网守的统称，要使该MTP设备在GK控制下运行，首先必须在GK上将该设备定义为系统端点，即MTP端点，具体内容包括该MTP端点的端点类型(Gateway)、IP地址、端点名称和认证方式。其次，MTP端点和其它端点一样，必须按照GK上设置的端点信息进行设置，并注册到GK上，GK将MTP作为普通的端点进行管理，并通过RRQ/RCF/RRJ信令为其提供呼叫接入和地址解析服务。

而且，MTP设备作为Gateway端点可通过标准的RAI(Resource AvailableIndicate，)资源可用指示信令来向GK上报资源可用情况。当RAI信令中的AlmostOutofResource字段取值为TRUE时，GK认为该MTP设备当前资源不可用，否则认为该MTP设备当前资源可用。MTP设备注册成功后，可定期向GK上报其资源情况。

如图9所示，GK将MTP设备当作一种可使用的呼叫路由资源进行管理。当需要呼叫路由时，GK将该呼叫调度到MTP设备上，由MTP设备实现呼叫控制信令(Q931、h245)和视音频码流的转发。因为MTP设备作为一个普通的端点在GK域中注册，因此当MTP设备接收到主叫端点的呼叫请求后，通过向GK发起具有相同主被叫号码的另一路呼叫请求来完成呼叫的路由过程，GK负责将MTP设备发起的呼叫解析到真正的被叫端点上。

三、利用媒体汇接平台解决Qos问题

在配置了MTP设备的H.323系统中，将不同的MTP设备通过专用线路连接，可以方便的解决进行跨域呼叫时的Qos问题，该专用线路可以通过MPLS的网络或者是ATM(Asynchronous Transform Mode异步传输模式)线路或其他满足多媒体通讯Qos要求的线路实现，利用专用线路作为MTP设备之间的通道承载，可以保证Qos问题，下面以一域外呼叫为例具体分析如下：

如图10所示，A省的用户a需要呼叫B省的用户b，a用户的号码为100101，b用户的号码为200202。用户a注册在A省的GKA上，用户b注册在B省的GKB上。GKA与GKB之间互相配置了路由，因此用户a可以直接呼叫号码200202与用户b建立呼叫。呼叫成功建立后，视音频的RTP/RTCP码流直接在端点a和端点b之间传递。因为这是一个跨省的呼叫，a与b之间的IP网络可能有多个路由器，以至于网络的时延、抖动都不满足H.323呼叫基本的Qos要求，a与b之间的通讯质量很差，满足不了用户的要求。

如图10所示，可以用MTP设备路由的方法来解决上述问题。A省的运营商可以在用户a的接入侧架设MTP设备，假设为MTPA，B省的运营商可以在用户b的接入侧架设MTP设备，假设为MTPB。通过在GKA和GKB上配置相应的呼叫策略规则让a到b的呼叫经过MTPA和MTPB来进行接续。MTPA与MTPB之间应架设满足多媒体通讯时延、抖动的专用线路，而不经过普通的IP网络。这条专用线路可以通过MPLS的网络或者是ATM线路实现，这样，a到b的呼叫建立后，RTP/RTCP码流通过时延、抖动都较小的专用线路来承载，可满足用户的Qos要求。

四、呼叫策略规则

为实现灵活的呼叫路由，更好地对主被叫的呼叫进行控制，当主被叫之间要求更高的呼叫质量以满足Qos问题时，GK将该呼叫调度到MTP设备上路由，具体可以通过设置呼叫策略列表的方法实现，即GK将需要有GK路由的主被叫端点设置为指定端点，并将指定端点登记在一列表中，称为呼叫策略列表CPL(Call Policy List)，该列表包含一个至多个MTP设备和多条呼叫策略规则，只有主叫端点和/或被叫端点都在登记在列表中时，网守才启动MTP路由呼叫。呼叫策略规则决定某路呼叫是否由本列表中的MTP设备进行路由，因此呼叫策略规则需要指定满足MTP路由条件的主叫端点和被叫端点的特征信息，这些特征作为GK在MTP列表中查询是否为指定端点的条件。

呼叫策略规则可以有多种形式，一般可采用号首规则和IP规则。号首规则实现是根据主被叫端点的号码来决定是否启用MTP设备进行路由。例如，配置了主叫号首为‘20’，被叫号首为‘30’的号首规则，则号码为‘20001’的主叫端点呼叫号码为‘30001’的被叫端点时，GK决定使用MTP设备进行呼叫路由。IP地址规则是根据主被叫端点所属的IP地址段来决定是否启用MTP设备进行路由。例如配置了主叫IP地址段为‘10.11.1.0/24’，被叫IP地址段为‘10.11.2.0/24’的IP规则，则主叫地址为‘10.11.1.1’的主叫端点呼叫被叫地址为‘10.11.2.1’的被叫端点时，GK决定启用MTP设备进行呼叫路由。

仍以上述域外呼叫为例，为使a到b的呼叫经过MTPA和MTPB路由，GKA和GKB都应配置相应的呼叫策略规则。GKA可配置如下的号首规则：所有主叫号首为100且被叫号首为200的呼叫经过MTPA路由。GKB可配置如下的号首规则：所有主叫号首为100且被叫号首为200的呼叫经过MTPB路由。

下面以具体实施例详细说明：

实施例一：域内呼叫时，网守调度域内的一个MTP设备路由该呼叫；

在同一个域的情况下，有时网守为了达到控制某路呼叫的目的，可以将该路呼叫通过MTP设备来接续，因为MTP设备属于系统侧设备，是可信的，则网守可以通过控制MTP设备的间接方式来控制该路呼叫。

具体呼叫流程如图11所示：

S1：端点a向网守发送ARQ信令来请求发起呼叫；

S2：网守进行地址解析过程，解析被叫为端点b，并根据呼叫策略规则决定使用MTP设备进行路由，因此给端点a回复ACF信令，指示被叫地址为MTP设备A的地址；

S3：端点a向MTP设备A发送SETUP信令发起呼叫；

S4：MTP设备A向网守发送ARQ信令请求接受呼叫；

S5：网守回复ACF信令，允许MTP设备接受该呼叫；

S6：MTP设备A向网守发送ARQ信令发起呼叫，被叫号码为端点b的号码；

S7：网守进行地址解析过程，解析到被叫端点b的地址，给MTP设备发送ACF信令；

S8：MTP设备向端点b发送SETUP信令发起呼叫；

S9：端点b向网守发送ARQ信令请求接受呼叫；

S10：网守回复ACF信令允许端点接受呼叫；

S11～S14：端点b向MTP设备回复ALERT信令、CONNECT信令，MTP设备向端点a转发该信令；

S15：端点a和MTP设备发起H245信令过程，MTP设备和端点b发起H245信令过程；

S16：H245过程结束后，端点a和端点b都发送和接收RTP码流，由MTP设备进行中转。

根据具体情况，网守也可以调度域内的两个或以上的MTP设备路由该呼叫，比如域内的两个端点间距离较远，延时较大，不能满足通话Qos的要求，可以通过分别在临近端点的区域架设MTP设备，并将该呼叫通过各自的MTP设备路由的方式来解决，MTP设备之间可架设专用线路以满足Qos的要求。

实施例二：网守调度两个MTP设备路由域外呼叫具体呼叫流程如图12所示，对于距离较远的两个端点分别属于两个域的情况同上面的描述，但这时不同的是由各自所属的网守互相配合，通过调度各自管辖的MTP设备来完成路由该呼叫的过程，由于主叫和被叫端点分属不同的网守管理，与实施例一相比还包括网守间请求地址翻译的步骤。

通过本技术方案，可以实现灵活的呼叫路由策略，用户只要配置相应的呼叫策略规则就可以让指定端点的呼叫经过MTP设备路由。MTP设备的运行机制简单，可通过硬件来实现。呼叫控制信令的路由通过MTP设备来转发，大大减轻了GK设备的负担，这样单个GK的容量可以很大；同时，GK将MTP设备作为H.323端点进行管理，当系统的呼叫路由资源不足时，只要简单地增加MTP设备就行了，GK会自动完成对MTP资源的调度分配，系统的可扩展性大大增强。MTP设备因为采用标准的H.323信令与其他端点通信，互通上不存在问题。

Claims (9)

1、一种媒体汇接平台，应用于H.323分组多媒体系统，所述系统包括网守和端点，其特征在于，所述媒体汇接平台包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块；所述通讯收发模块收发IP报文并识别所述报文的类型，当所述报文为控制信令时，通知所述信令转发控制模块处理，当所述报文为视音频码流时，通知所述码流转发控制模块转发。

2、一种分组多媒体系统，包括网守和端点，其特征在于，还包括媒体汇接平台，该媒体汇接平台连接所述网守，并在该网守的调度下路由端点之间的呼叫，所述媒体汇接平台包括：通讯收发模块、信令转发控制模块和码流转发控制模块；所述通讯收发模块收发IP报文并识别所述报文的类型，当所述报文为控制信令时，通知所述信令转发控制模块处理，当所述报文为视音频码流时，通知所述码流转发控制模块转发。

3、如权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述系统中包括至少两个所述媒体汇接平台时，该媒体汇接平台之间通过专用线路连接。

4、如权利要求3所述的路由方法，其特征在于，所述专用线路为多协议标签交换(MPLS)网络线路或异步传输模式(ATM)线路。

5、一种应用如权利要求1所述的媒体汇接平台的分组多媒体系统中呼叫的路由方法，所述系统包括网守、媒体汇接平台和端点，该媒体汇接平台和端点注册到所述网守上；所述的方法包括下列步骤：

主叫端点通过网守呼叫被叫端点；

网守调度至少一个媒体汇接平台路由所述呼叫；

主叫端点通过所述媒体汇接平台与被叫端点交互呼叫控制信令并建立连接；以及

所述媒体汇接平台转发主叫端点和被叫端点之间的信道控制信令和视频音频码流。

6、如权利要求5所述的路由方法，其特征在于，当所述网守调度两个以上的媒体汇接平台时，该媒体汇接平台之间通过专用线路连接。

7、如权利要求5或6所述的路由方法，其特征在于，所述主叫端点和被叫端点为登记在网守上的指定端点，该指定端点的呼叫或指定端点之间的呼叫由媒体汇接平台路由。

8、如权利要求7所述的路由方法，其特征在于，所述指定端点的号码或IP地址登记在网守上的一个呼叫策略列表中，网守根据该呼叫策略列表中登记的信息确认指定端点。

9、如权利要求5所述的路由方法，其特征在于，所述网守根据该媒体汇接平台上报的资源情况，调度有可用资源的媒体汇接平台路由呼叫。

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