CN101018415A - 一种通讯交换机应急系统及其应急方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通讯核心网络交换设备的应急系统及其应急方法，属于通讯交换机应急技术领域。所述的通讯交换机应急系统包括：移动软交换中心，用于实现故障通讯交换机的控制功能；媒体网关，通过承载网与上述移动软交换中心连接，用于实现故障通讯交换机的承载功能；支撑中心，与移动软交换中心连接，用于故障通讯交换机的相关数据存储及加载该数据于上述移动软交换中心上。所述的通讯交换机应急系统的应急方法，包括割接、加载数据、控制、承载等步骤。所述的应急系统及其方法能够较快恢复故障业务、投资成本低而且维护方便。

Description

一种通讯交换机应急系统及其应急方法

技术领域

本发明属于通讯交换机应急技术领域，具体涉及一种通讯核心网络交换设备的应急系统及其应急方法。

背景技术

移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。移动通信有很多种通信制式，其中，GSM数字蜂窝移动通信运用最为广泛。GSM系统是依据欧洲通信标准化委员会(ETSI)制定的GSM技术规范研制的，是一种开放式结构和面向未来设计的系统。GSM系统是由各功能实体组成，并且可与各种公用通信网(PSTN、ISDN、PDN等)互连互通，如图1所示。

移动业务交换中心(MSC)，MSC是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：基站控制器BSC、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网(公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN)的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。MSC可为移动用户提供一系列业务：电信业务，如：电话、紧急呼叫、传真和短消息服务等；承载业务，如：3.1KHz电话，同步数据0.3kbit/s～2.4kbit/s及分组组合和分解(PAD)等；补充业务，如：呼叫前转、呼叫限制、呼叫等待、会议电话和计费通知等。作为网路的核心，MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网路功能。

访问用户位置寄存器(VLR)，VLR是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属用户位置寄存(HLR)处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。一般情况下，VLR功能是在MSC中综合实现的。

归属用户位置寄存器(HLR)，HLR是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网，所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中，这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。这样，任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到被叫的用户。

鉴权中心(AUC)，GSM系统采取了特别的安全措施，例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。AUC存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。一般情况下，AUC是HLR的一个功能单元，专用于GSM系统的安全性管理。

移动设备识别寄存器(EIR)，移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格，在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备，都能采取及时的防范措施，以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。

网关移动交换中心(GMSC)，对于容量比较大的移动通信网，一个本地网可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与GSM移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置，此呼叫首先被接入到关口移动业务交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息。GMSC具有与固定网和其它本地网实体互通的接口，GMSC功能可以在MSC中实现，也可以根据网络情况，将GMSC功能独立出来，用专门的设备完成，提供网间结算话单。图1中，MSC和PSTN的通信，可以直接连接，也可以通过专用GMSC设备转接。

汇接移动交换中心(TMSC)，对于容量比较大的移动通信网，一个本地网可包括若干个MSC，这些MSC之间的通信不可能都点点连接，就需要通过单独设立的TMSC汇接完成，根据网络规模可以划分为一级汇接移动交换中心(TMSC1)和二级汇接移动交换中心(TMSC2)。图1中，MSC之间的通信，可以直接连接，也可以通过TMSC设备汇接。

基站收发信台(BTS)，BTS属于基站子系统的无线部分，由基站控制器(BSC)控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台(MS)之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。控制单元则用于BTS的操作与维护。另外，在BSC与BTS不设在同一处需采用Abis接口时，传输单元是必须增加的，以实现BSC与BTS之间的远端连接方式。如果BSC与BTS并置在同一处，只需采用BS接口时，传输单元是不需要的。

基站控制器(BSC)，基站控制器(BSC)管理控制BTS，并对各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。BSC主要作用是，控制与MSC相接的A接口或与码变换器相接的Ater接口的数字中继控制部分；控制与BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分；控制公共处理部分，包括与操作维护中心相接的接口控制；控制交换部分。

移动台(MS)，移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台包括手持台、车载台和便携式台。移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块(SIM)，它是一张符合ISO标准的“智能”卡，它包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。

GSM通讯核心网络话路交换设备主要包括：MSC、GMSC、TMSC。

以MSC为例介绍现有的通讯交换机的应急方法。MSC作为GSM通讯网络的核心设备之一，起着呼叫控制和电路交换的重要作用，MSC设备是否能够稳定和安全的运行，直接关系到用户能否正常通讯，关系到通讯运营的业务水准和服务质量。MSC设备如此重要，但是，目前却没有很好的MSC应急办法，业界通用做法是将故障MSC下的BSC或者BTS割接到其他正常使用的MSC，参见图2，MSC-1故障，则将MSC-1的BSC割接到MSC-2，或者将MSC-1中BSC挂接的BTS割接到MSC-2的BSC上，但上述调整的前提是，用来应急的正常工作的所有MSC剩余容量要大于等于故障MSC容量。随着通讯业务和交换技术的发展，特别是近年来软交换技术飞速发展，使得交换设备容量越来越大，硬件端口越来越多，当某个MSC故障时，其他正常工作的MSC没有足够剩余容量来容纳故障交换机业务，即使容量足够，也需要临时在很多MSC上制作数据，并且需要调整相应硬件接口，应急时间长，业务恢复困难。如果要对每个区域都设置一个空闲传统MSC来做应急设备，则投资过大，同时会有容量限制，并且到TMSC、STP(Signaltransfer point，信令转接点)等设备占用传输和端口资源太多，造成严重资源浪费，除此之外，每个应急MSC都有各自独立的数据，维护成本高，维护效率低。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明旨在提供一种通讯交换机应急系统及其应急方法，该应急系统及其方法能够较快恢复故障业务、投资成本低而且维护方便。

所述的通讯交换机应急系统包括：移动软交换中心(MSC SERVER)，用于实现故障通讯交换机的控制功能；媒体网关(MGW)，通过承载网与上述移动软交换中心(MSC SERVER)连接，用于实现故障通讯交换机的承载功能；支撑中心，与移动软交换中心(MSC SERVER)连接，用于故障通讯交换机的相关数据存储及加载该数据于上述移动软交换中心(MSC SERVER)上。

所述的通讯交换机应急系统的应急方法，应用于移动通信网，包括以下步骤：将移动通信网中与故障通讯交换机连接的相关设备割接至相应的移动软交换中心(MSC SERVER)和媒体网关(MGW)下；支撑中心加载故障通讯交换机的相关数据于移动软交换中心(MSC SERVER)上；移动软交换中心(MSCSERVER)实现故障通讯交换机的控制功能；媒体网关(MGW)实现故障通讯交换机的承载功能。

本申请文件中所述的故障通讯交换机包括由于硬件故障无法工作的通讯交换机，也包括由于话务突增急需话务分流的通讯交换机。

所述的通讯交换机应急系统及其应急方法，利用软交换控制与承载分离的技术特性，采用移动软交换中心(MSC SERVER)和媒体网关(MGW)的分离架构，通过承载网络拉远媒体网关(MGW)，实现分布式组网，相比现有的应急系统和方法，避免了系统资源的浪费，投资成本明显降低，应急时间短，故障业务的恢复简单快捷，而且该系统的维护成本低、方便。

附图说明

图1为现有移动通信网结构示意图。

图2为现有技术中故障MSC应急方法的示意图。

图3为本发明所述应急系统一较佳实施例的结构示意图。

图4为本发明所述应急系统应用于移动通信网中故障MSC的示意图，该附图中各字母表示的接口含义如下：A表示MSC和BSC之间的接口，B表示MSC和VLR之间的接口，C表示MSC和HLR之间的接口，D表示VLR和HLR之间的接口，E表示MSC之间的接口，F表示MSC和EIR之间的接口，G表示VLR之间的接口，Mc表示MSC Server和MGW之间的接口，Nc表示MSCServer之间的接口，Nb表示MGW之间的接口。

图5为本发明所述应急方法的流程图。

附图中相关英文缩写的含义如下：OMC，操作维护中心；MSC，移动业务交换中心；VLR，来访用户位置寄存器；HLR，归属用户位置寄存器；AUC，鉴权中心；EIR，移动设备识别寄存器；BSC，基站控制器；BTS，基站收发信台；MS，移动台；PSTN，公用电话网；ISDN，综合业务数字网；PDN，公用数据网；GMSC，网关移动交换中心；TMSC，汇接移动交换中心。

具体实施方式

现结合说明书附图，详细说明本发明应用于移动通信网中MSC故障应急的较佳实施例。

参见图3，所述的通讯交换机应急系统应用于移动通信网，该应急系统包括：移动软交换中心(MSC SERVER)，用于实现故障通讯交换机的控制功能；媒体网关(MGW)，通过IP承载网、ATM承载网或者TMD承载网与上述移动软交换中心(MSC SERVER)连接，用于实现故障通讯交换机的承载功能；支撑中心，与移动软交换中心(MSC SERVER)连接，用于故障通讯交换机的相关数据存储及加载该数据于上述移动软交换中心(MSC SERVER)上。上述应急系统应用于移动通信网中MSC的故障应急时，可以在核心区域设立一台或多台MSC Server，负责所有有应急需求区域的MSC的控制部分数据；在其他区域和核心区域各设立一台MGW，负责其所在区域的MSC的承载部分数据和硬件调整；也可以使用两个单独的MGW，作为汇接MGW(TMG)，负责系统话路的收敛与现网TMSC的连接；使得每个区域容灾MGW对该区域内所有MSC容灾，能够同时对设备容灾和话务应急进行处理。

上述应急系统的组网还涉及以下方面：

路由设置，包括话路路由设置和信令路由设置。话路路由设置：呼叫区域本地网外网、外网呼叫区域本地网的话务，由MGW直接和本地GMSC相连(若GMSC功能合设在MSC内，则和该MSC连接)；网内业务(包括本地和长途)或者呼叫长途外网业务，全部由MGW到汇接MGW(TMG)收敛，再和TMSC连接。信令路由设置：MSC SERVER和MGW之间的所有信令可以采用IP组网(也可采用ATM、TDM等方式组网)；MGW和GMSC之间的信令根据网络现状可以采用TDM组网(根据情况也可以采用IP、ATM等方式组网)；各网元和MSC SERVER之间可以通过LSTP(Low signal transfer point，低层信令转接点)转接(也可以各网元或部分网元单独和MSC Server连接)。

承载和传输。话路：TMG和TMSC之间的话路按照相关话务量最大的MSC计算；TMG和各MGW之间通过传输方式收敛，传输资源充足的情况下，TMG和各MGW全部连接；传输资源不足的情况下，可以在传输环上预留最大1个MSC和TMG连接的中继资源，平时各MGW配置足够端口资源和中继线，但不与传输网连接，故障时通过数据配置，临时调通TMG和对应MGW之间的传输通道。信令：SERVER和MGW(或者TMG)均出FE口(包括H.248和其他七号信令)与交换信令专用IP承载网相连接，可以采用M2UA SG方式(也可以采用M3UA等方式)；容灾系统也可以考虑双节点双路由备份。

数据配置。应急系统中MSC SERVER的基础数据，该部分数据为固定数据，在MSC应急时均保持不变，可以直接固化于MSC SERVER中。该固定数据主要包括：硬件数据，应急系统MSC Server和MGW设备的机框、单板以及设备基础信息配置，包括信令点、MSCID、VLR、MAP、呼叫源信息配置、SCCP(Signaling Connection Control Part，信令连接控制部分)功能配置等；IP承载网数据，H.248协议数据配置，H.248链路配置；局向、电路数据，各网元信息配置(包括STP、TMSC1\2、GMSC等)，TMG与各地市MGW内部TDM数据；GT(Global Title，全局码)数据，E164、E212、E214协议的数据配置；字冠处理数据，网内号码在应急系统所涉及区域内都送TMSC2，长途走TMSC1，各MGW区域内的网间号码，从该区域GMSC送到他网，不在MGW区域内的网间号码，根据规定送TMSC1\2或者该区域GMSC，特殊要求的网内号码，送相应区域的GMSC；切换数据，可以将所有MSC都看作相邻，应急发生时删除对应MSC的数据。应急系统启动时加载的动态BSC数据，该数据实时更新存储于应急系统中的支撑中心；在应急系统中，根据需要，增加半永久连接，用于BSC维护管理；修改应急系统的信令点和BSC的目的信令点一致(或者固定应急系统信令点，由BSC修改)，增加BSC信令点以及链路数据，增加BSC局向、路由、中继数据，删除对应应急MSC的切换数据，增加LAI(Location AreaIdentity，位置区域识别)、CELLID(cell identity，小区标识)数据，在相邻MSC局上，增加应急MSC切换数据。相关设备对应急系统的数据配置：应急MSCSERVER配置单个信令点单个MSC号；存在STP的话，在STP上添加信令点编码，相应LSTP上开通到应急Server的2M直达信令，HSTP(High signal transferpoint，高层信令转接点)和不相关LSTP制作经相关LSTP转接的MTP路由；各区域MSC/HLR\GMSC添加应急MSC Server的MSCID，GT指向LSTP，添加漫游号指向归属TMSC2；各TMSC(TMSC1\TMSC2)创建到应急Server的信令点编码、路由以及话路，信令路由由相关LSTP转接。

参见图4、图5，上述应急系统具有移动通信网中需要应急的MSC的各种接口，该应急系统的应急过程如下：在步骤101中，将移动通信网中故障MSC下挂接的BTS割接至相应的MGW，故障MSC的其余连接割接至MSC SERVER；支撑中心确定故障MSC，将针对该MSC的电路和链路资料生成的MSC Server执行脚本发送至MSC Server执行，MSC Server完成相关数据的加载配置，见步骤102；MGW将用户请求经IP承载网送至MSC Serve处理，该MSC Serve处理用户请求的过程及对外使用接口与故障MSC一致，MSC Server实现故障MSC的控制功能，即移动软交换中心属于控制层面，负责呼叫控制、承载控制和路由解析等功能，见步骤103；MSC Server控制媒体网关实现故障MSC的承载功能，即媒体网关属于承载层面，负责用户面的话音和媒体流的传递和转换等功能，步骤104。

同理，本发明所述的应急系统和方法也可以应用于移动通信网中的TMSC和GMSC故障应急，其系统结构与方法与上述MSC的故障应急原理相同。

Claims (5)

1.一种通讯交换机应急系统，包括：

移动软交换中心，用于实现故障通讯交换机的控制功能；

媒体网关，通过承载网与上述移动软交换中心连接，用于实现故障通讯交换机的承载功能；

支撑中心，与移动软交换中心连接，用于故障通讯交换机的相关数据存储及加载该数据于上述移动软交换中心上。

2.如权利要求1所述的通讯交换机应急系统，其特征在于：所述的故障通讯交换机为MSC、TMSC或者GMSC。

3.如权利要求1或2所述的通讯交换机应急系统，其特征在于：所述的承载网为IP承载网、ATM承载网或TDM承载网。

4.权利要求1所述的通讯交换机应急系统的应急方法，应用于移动通信网，包括以下步骤：

将移动通信网中与故障通讯交换机连接的相关设备割接至相应的移动软交换中心和媒体网关下；

支撑中心加载故障通讯交换机的相关数据于移动软交换中心上；

移动软交换中心实现故障通讯交换机的控制功能；

媒体网关实现故障通讯交换机的承载功能。

5.如权利要求4所述的应急方法，其特征在于：故障通讯交换机为MSC，故障MSC下挂接的相关BSC割接至相应的媒体网关，其它与故障MSC连接的相关设备割接至移动软交换中心。

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