CN101106612A - 一种在ngn网络中用自交换实现容灾的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种NGN网络中实现容灾的方法和系统,在软交换故障或网关与软交换通讯故障时,仍能为用户提供呼叫等基本业务。所述方法,包括:(a)当媒体网关与软交换之间无法通讯时,所述媒体网关进入自交换状态,激活到逃生局的链路;(b)当媒体网关下用户发起呼叫时,所述媒体网关进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。所述系统包括软交换、媒体网关、所述媒体网关下用户,以及逃生局,所述逃生局是具有汇接功能的交换局;所述媒体网关用于在其与软交换之间无法通讯时,激活到逃生局的链路,以及在收到用户的呼叫后进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。

Description

一种在NGN网络中用自交换实现容灾的方法和系统
技术领域
本发明涉及NGN网络,特别涉及在NGN组网结构下,用自交换实现的一种容灾方法和系统。
背景技术
如图1所示,在下一代网络架构中,核心思想是实现呼叫控制与媒体传输相分离、业务逻辑与呼叫控制分离,实现一种基于IP的开放式架构。这种分离的结果是传统交换机的演化为三个独立的设备:软交换(SoftSwitch,简称SS)、信令网关(SignalGatway,简称SG)与媒体网关(MediaGatway,简称MG)。软交换是全网的核心控制设备,提供呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能。媒体网关又可分为中继网关(TrunkGatway,简称TG)与接入网关(AccessGatway,简称AG)。TG用于中继汇接方式组网,AG用于直接下挂用户方式。媒体网关不具备呼叫逻辑,通过接收H.248(媒体网关控制协议)信令,在软交换控制下,实现电路域及IP域媒体资源的相互转化和接续等功能。信令网关则成为传统电路域信令能够以IP方式接入软交换的一个转化设备。信令网关与媒体网关作为电路域向IP域转化的关键性接口设备大量分布在网络边缘。这种集中控制的平面网络结构,相对于传统电话网分级控制的分层网络结构,在提供更为便利的网络管理、业务提供方式的同时,也对于软交换设备的可靠性提出了更高的要求。软交换宕机或通讯故障时,往往会造成地区性全网业务不可用。
目前全网可靠性保证主要包括设备双备份、双归属等机制:如SG、SS采用双备份、异地容灾等;MG、SG与SS采用双归属注册。这些方式都是通过保证网元可靠性来保证全网业务的可靠性。但在实际应用中,往往存在不确定因素导致软交换的双备份或双归属机制同时失效,或是承载网发生故障,导致媒体网关与软交换通讯故障。此时媒体网关下归属的用户业务全部中断,造成较大损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种NGN网络中实现容灾的方法和系统,在SS宕机或网关与SS通讯故障时,使网关用户仍能够使用基本呼叫等业务。
通过在媒体网关上实现ISUP自交换功能,支持SS所管理的PSTN交换局间的ISUP信令互通以及AG内用户互通的功能,从而实现在软交换故障或网关与软交换通讯故障时,仍能为用户提供呼叫等基本业务。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种在NGN网络中用自交换实现容灾的方法,包括以下步骤:
(a)当媒体网关与软交换之间无法通讯时,所述媒体网关进入自交换状态,激活到逃生局的链路;
(b)当媒体网关下用户发起呼叫时,所述媒体网关进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,所述媒体网关是指接入网关AG或中继网关TG,所述媒体网关下用户是指AG下用户或TG下PSTN交换局;当所述媒体网关是TG时,所述逃生链路包括PSTN交换局与TG间的链路以及TG与逃生局之间的链路;当所述媒体网关是AG时,所述逃生链路是指AG与逃生局之间的链路。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,当所述媒体网关是TG时,在所述步骤(a)中,当软交换检测到与TG通讯断时,通过信令网关向PSTN交换局发送消息闭塞其与TG间的中继电路,或者当TG网关下PSTN交换局检测到到软交换的局向不可达时,闭塞到TG的所有中继电路。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,当所述媒体网关是TG时,在所述步骤(b)中,PSTN交换局发起呼叫,配置到逃生汇接局和TG的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,当所述媒体网关是AG时,在所述步骤(b)中,AG配置逃生数据,包括AG内置的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
进一步地,上述方法还可具有以下特点,在所述步骤(b)后,当所述媒体网关检测到与软交换通讯恢复后,所述媒体网关退出自交换状态,释放当前的所有呼叫且不再处理新的呼叫,去活逃生链路,新的出局呼叫路由到所述软交换上。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种在NGN网络中用自交换实现容灾的系统,包括软交换、媒体网关、所述媒体网关下用户,其特征在于,还具有一逃生局,
所述逃生局是具有汇接功能的交换局;
所述媒体网关,用于在其与软交换之间无法通讯时,进入自交换状态,激活到逃生局的链路,以及在自交换状态时,收到用户的呼叫后进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。
进一步地,上述系统还可具有以下特点,所述媒体网关是指接入网关AG或中继网关TG,所述媒体网关下用户是指AG下用户或TG下PSTN交换局;当所述媒体网关是TG时,所述逃生链路包括PSTN交换局与TG间的链路以及TG与逃生局之间的链路;当所述媒体网关是AG时,所述逃生链路是指AG与逃生局之间的链路。
进一步地,上述系统还可具有以下特点,所述PSTN交换局用于当检测到到软交换的局向不可达时,闭塞到TG的所有中继电路。
进一步地,上述系统还可具有以下特点,当所述媒体网关是TG时,当TG在自交换状态时,PSTN交换局用于对呼叫配置到逃生汇接局和TG的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由;当所述媒体网关是AG时,AG用于配置逃生数据,所述逃生数据包括AG内置局向数据,以及相应信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
进一步地,上述系统还可具有以下特点,所述媒体网关还用于在与软交换通讯恢复后,退出自交换状态,释放当前的所有呼叫且不再处理新的呼叫,去活逃生链路。
进一步地,上述系统还可具有以下特点,所述媒体网关中进一步包括包括通讯检测模块、消息传递部分即MTP模块、综合业务数字网用户部分即ISUP呼叫模块,其中
所述通讯检测模块,用于检测与软交换之间的通讯状态,向MTP模块或ISUP模块发出进入或退出自交换状态的命令;
所述MTP模块,用于接收所述通讯检测模块的命令,进行链路状态维护、选路管理、消息传送;
所述ISUP模块,用于接收所述通讯检测模块的命令,进行ISUP信令编释、呼叫流程控制、电路状态维护。
本发明借鉴网络边缘智能化的思想,提出一种容灾的方法和系统,不引入新的网元设备,软交换故障或媒体网关与软交换通讯故障时,由分布于网络边缘的MG来实现信令接入及基本呼叫控制,使媒体网关接入的用户还能使用基本的呼叫业务,提高了NGN网络的可靠性。这种方法可以避免全网业务过于依赖SS网元结点的可靠性,即使SS发生故障,也可以将全网业务分散在多个媒体网关上。
附图说明
图1是现有的软交换网络结构示意图;
图2是本发明实例的自交换功能启用后网络结构示意图;
图3是本发明实例具有自交换功能媒体网关的功能模块结构示意图;
图4是本实例TG自交换功能的启用流程示意图;
图5是本实例AG自交换功能的启用流程示意图;
图6是本实例自交换功能的关闭流程示意图;
图7是本实例自交换出向呼叫流程示意图;
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
现网中最基本、最重要的仍是语音业务,应用最广泛的呼叫信令是ISUP(ISDN用户部分)信令,下面主要说明ISUP信令方式下,媒体网关实现自交换功能的设计与流程。
本实施例在正常的媒体网关功能上实现自交换功能,图1为正常的软交换网络结构图。如图2在自交换功能启用状态下的网络结构,实线表示正常链路和中继,虚线表示逃生链路和中继。要实现如图2所示的自交换功能,需要在MG上添加如下模块:
ISUP(ISDN User Part,综合业务数字网用户部分)呼叫模块:负责ISUP信令编释、呼叫流程控制、电路状态维护等功能;
MTP(消息传递部分)模块:负责链路状态维护、选路管理、消息传送等功能;
上述两个模块在本文中统称七号信令模块(SS7模块)。
通讯检测模块:用于检测网关与SS之间的信令链路连接状态,确定当前网关是否需要进入自交换状态。可以通过检测H.248/MGCP(媒体网关控制协议)信令连接,来确定网关与软交换之间的连接状态。当网关与所有的软交换的H.248/MGCP连接都断掉时,通知网关进入自交换态。
媒体网关MG包括TG和AG,上面所述模块是在TG和AG上都需要。
图3描述了支持自交换的MG中各模块的结构关系。
MG实现自交换功能包括TG自交换方式与AG自交换方式。区别在于与PSTN交换局直连,还是与用户直连。TG/AG自交换功能支持本局、出局与入局呼叫功能。为了实现自交换ISUP信令出局功能,网关TG/AG需要内置SS7模块的功能,分配一个信令点编码,配置七号信令数据,这些信令链路被称为逃生信令链路。在正常情况下,不需要启用内置SS7模块功能,所配置的七号链路全部处于未激活状态。当TG/AG的通讯检测模块检测到与软交换SS的H.248/MGCP链路故障后,网关的通讯检测模块会通知内置SS7模块激活自交换功能。内置SS7模块根据数据配置激活七号链路,开始信令点启动过程。信令点启动结束后,内置SS7模块接入到七号信令网中,开始处理七号信令。
为了实现ISUP自交换出入局呼叫功能,网关TG/AG还需要支持ISUP功能,完成呼叫控制。在启用ISUP自交换功能后,MTP模块把收到的ISUP消息发给ISUP模块处理。ISUP模块进行号码分析后,确定如果是出局呼叫,将消息通过MTP模块发送出去。如果是本局呼叫,则进行用户查找等操作。
汇接到TG的PSTN交换局(本文中PSTN交换局指与TG相连的端局或汇接局)要配置两套数据,一套是正常的数据,一套是逃生的数据。这两套数据是不一样的,需要同时在PSTN交换局上配置。正常的数据是指PSTN交换局配置的在NGN网中的数据,包括软交换局向、信令网关SG的局向、信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由等数据。逃生数据是指PSTN交换局配置的逃生汇接局和TG内置SS7的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由等数据,当自交换局为AG时,AG配置逃生数据,包括AG内置SS7的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由等数据。正常情况下逃生局向是不可达的,TG/AG启用自交换功能后,逃生局向变为可达。逃生局的概念的引入是为数据配置的简单性,在网关上不需要配置全网数据,网关上的出局呼叫可以全部汇接到逃生局上。可以选取C4、C3等汇接局作为逃生局,或者其它具有汇接功能的交换局,网关的自交换功能启用后,逃生链路激活,逃生中继可用,PSTN交换局/AG的呼叫业务转移到逃生局,不再呼叫到软交换设备上。PSTN交换局出局路由需要配置两个路由,第一路由是高优先级路由,走正常情况下的中继电路;第二路由是逃生路由,使用逃生中继电路,在第一路由不可用的时候使用。当软交换设备故障或网关与软交换的通讯故障后,PSTN交换局信令闭塞相应的中继电路,出局第一路由不可用,使用逃生路由,呼叫业务通过网关的内置SS7模块汇接到逃生局,从而实现网关的自交换功能。
网关增加ISUP自交换功能后,实施网关自交换功能有三个阶段,首先,自交换启用流程,媒体网关与软交换通讯断之后,由非自交换状态切换到自交换状态的流程。其次,在自交换状态下的正常呼叫流程,包括端局的正常出局、入局呼叫流程。最后,与软交换通讯恢复,网关退出自交换状态的流程。
图4以TG网关为例说明自交换的启用流程,包括以下步骤:
步骤401:网关的通讯检测模块检测到与SS的通讯状态断,执行步骤403;
与软交换的通讯情况通过H.248/MGCP协议状态来检测,如果软交换存在备份情况,要与所有的软交换都断了之后,才通知其他模块进入自交换态。与软交换通讯恢复后,也立即通知其他模块退出自交换态。
步骤402:软交换检测到与TG通讯断,通过SG向PSTN交换局发送消息闭塞其与该TG间的电路;
如果PSTN交换局检测到软交换局向不可达时,也会主动闭塞到软交换的所有电路。此时,PSTN交换局与TG直连的到软交换的电路己处于不可用状态。
步骤401、402不分先后顺序。
步骤403:通讯检测模块检测通知MTP模块、ISUP模块进入自交换状态;
步骤404:MTP模块与ISUP模块收到通讯检测模块发送的进入自交换状态的消息后,MTP模块开始分别激活到逃生局以及PSTN交换局的信令链路,逃生局信令点可达后,ISUP模块发送电路复原消息,成功后到逃生局的中继电路恢复为空闲状态;PSTN交换局信令点可达后,ISUP模块发送电路复原消息,成功后到PSTN交换局的中继电路恢复为空闲状态;
之后MTP模块收到PSTN交换局的ISUP消息,将直接送与ISUP模块处理。
步骤405:逃生链路激活后,PSTN交换局到TG自交换局的路由可达;
PSTN交换局上出局路由要配置二级优先级路由,优选软交换中继,次选TG自交换局中继。此时逃生链路己激活,到TG自交换局可达,PSTN交换局和TG直连到软交换的电路己处于不可用状态,而到TG自交换局的电路己可用。此后PSTN交换局上进行出局呼叫时,由出局中继选目的局向可直接将呼叫转至TG自交换局。
步骤406:逃生局与TG间的激活链路与复原电路操作成功,逃生局上的逃生中继电路变为空闲。
此时,逃生局可以开始处理TG发起的呼叫,或将入局呼叫汇接至TG。当PSTN收到其下用户发出的呼叫时:
步骤407:PSTN交换局发起新的呼叫,此时,出局链路将不再选到信令网关SG的链路,而是通过与TG间的逃生链路直接送至TG自交换局;
步骤408:TG自交换局的MTP模块从逃生链路上收到PSTN交换局的ISUP消息,发送到上层ISUP模块;
步骤409:网关自交换局的ISUP模块进行号码分析、选路,将该呼叫送至逃生局;
ISUP模块具有号码分析、中继选路、中继电路管理等功能。对于出局呼叫则全部汇接到逃生局上,再进行选路。
步骤410:逃生局对收到呼叫进行处理。
图5以AG网关为例说明自交换的启用流程,包括以下步骤:
步骤501:网关的通讯检测模块检测到与SS的通讯状态断,执行步骤502;
与软交换的通讯情况通过H.248/MGCP协议状态来检测,如果软交换存在备份情况,要与所有的软交换都断了之后,才通知其他模块进入自交换态。与软交换通讯恢复后,也立即通知其他模块退出自交换态。
步骤502:网关的通讯检测模块通知MTP模块、ISUP模块进入自交换状态;
步骤503:MTP模块与ISUP模块收到通讯检测模块发送的进入自交换状态的消息后,MTP模块开始激活到逃生局的信令链路,逃生局信令点可达后,ISUP模块发送电路复原消息,成功后到逃生局的中继电路恢复为空闲状态;
步骤504:逃生链路激活后,逃生局到AG自交换局的信令点可达,逃生中继电路可用;
此时,AG可以开始处理本地用户发起的呼叫,或逃生局汇接来的呼叫。当本地用户发起的呼叫时:
步骤505:本地用户发起出局呼叫,呼叫被送到ISUP模块进行处理;
步骤506:ISUP模块进行号码分析、选路,将该呼叫汇接到逃生局;
步骤507:逃生局对收到呼叫进行处理。
图6描述TG网关退出自交换的流程,包括以下步骤:
步骤601:网关通讯检测模块检测到与软交换通讯恢复,需要退出自交换状态,向MTP及ISUP模块发送退出自交换状态的消息;
步骤602:MTP与ISUP模块收到退出自交换的消息后,不再处理新的呼叫消息,ISUP模块需要将现有的呼叫全部释放,释放相应的呼叫数据区及中继资源;
步骤603:MTP模块收到退出自交换消息后,要将所有逃生链路进行去活操作,使逃生中继不可用,便于PSTN交换局进行路由切换。
步骤604:PSTN交换局发现链路断后,将闭塞所有逃生中继电路;
此时由于到软交换的通讯己恢复,到软交换的中继电路可以正常使用。端局进行出局呼叫选路由时将优选到软交换上。
步骤605:逃生局发现逃生链路断后,闭塞到网关TG/AG到逃生中继;
步骤606:PSTN交换局进行新的呼叫,将通过信令网关SG送到软交换,呼叫正常处理。
图7中,TG与AG都具备自交换功能,都受同一软交换控制。软交换宕机或网关与软交换通讯故障后,TG与AG都进入自交换状态,逃生链路、逃生中继状态都己正常。PSTN交换局用户拨打AG用户的一个正常呼叫流程,呼叫经由TG自交换局汇接,再由逃生局进行选路,到AG自交换局再进行入局呼叫处理,包括以下步骤:
步骤701:PSTN交换局用户拨打AG用户号码,交换局号码分析显示为出局号码,此时,到软交换局的中继电路己不可用,中继选路至TG自交换局上,PSTN交换局发送IAM消息(初始地址消息)到TG自交换局;
步骤702:TG自交换局收到IAM消息,判断是本局呼叫还是出局呼叫,若发现是出局呼叫,且逃生局向己可达,逃生中继可用,占用逃生中继,将呼叫汇接至逃生局向,发送IAM消息到逃生局;
步骤703:逃生局号码分析发现为AG用户,此时与AG直连的逃生中继与逃生链路都己可用,则发送IAM消息到AG落地局;
逃生局一般起到汇接局的作用,收到IAM后,会选择是送到上级交换局,或其他交换局,或者直连的端局。
步骤704:AG从逃生链路收到IAM消息后,交由ISUP模块处理。发现是本局用户,查找用户,开始向用户线振铃;
步骤705:AG被叫用户开始振铃,AG回送ACM消息(地址全消息)表示被叫己振铃成功,此振铃消息经由逃生局、TG自交换局、回送到PSTN交换局;
此时,自交换启用状态下的呼叫建立成功。AG用户可选择摘机或挂机,当AG用户选择接听电话,则后续流程如下:
步骤706:AG用户摘机,回送ANM(应答消息),逐段接通话路,PSTN用户与AG用户可以正常通话;
步骤707:当PSTN主叫用户挂机,向TG自交换局发送REL消息(释放消息),进行释放话路、数据区等操作,此消息沿呼叫建立方向中,逐段发送,到达AG;
步骤708:AG释放呼叫数据完成后,回送RLC消息(释放完成消息),结束呼叫。
图7是在MG上应用ISUP自交换功能比较典型的流程。但自交换功能并不限于此流程。
在本发明的自交换实现思想、实施流程之内所做的改动,都应包含在本发明保护之列。

Claims (12)

1.一种在NGN网络中用自交换实现容灾的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)当媒体网关与软交换之间无法通讯时,所述媒体网关进入自交换状态,激活到逃生局的链路;
(b)当媒体网关下用户发起呼叫时,所述媒体网关进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述媒体网关是指接入网关AG或中继网关TG,所述媒体网关下用户是指AG下用户或TG下PSTN交换局;当所述媒体网关是TG时,所述逃生链路包括PSTN交换局与TG间的链路以及TG与逃生局之间的链路;当所述媒体网关是AG时,所述逃生链路是指AG与逃生局之间的链路。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,当所述媒体网关是TG时,在所述步骤(a)中,当软交换检测到与TG通讯断时,通过信令网关向PSTN交换局发送消息闭塞其与TG间的中继电路,或者当TG网关下PSTN交换局检测到到软交换的局向不可达时,闭塞到TG的所有中继电路。
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,当所述媒体网关是TG时,在所述步骤(b)中,PSTN交换局发起呼叫,配置到逃生汇接局和TG的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,当所述媒体网关是AG时,在所述步骤(b)中,AG配置逃生数据,包括AG内置的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤(b)后,当所述媒体网关检测到与软交换通讯恢复后,所述媒体网关退出自交换状态,释放当前的所有呼叫且不再处理新的呼叫,去活逃生链路,新的出局呼叫路由到所述软交换上。
7.一种在NGN网络中用自交换实现容灾的系统,包括软交换、媒体网关、所述媒体网关下用户,其特征在于,还具有一逃生局,
所述逃生局是具有汇接功能的交换局;
所述媒体网关,用于在其与软交换之间无法通讯时,进入自交换状态,激活到逃生局的链路,以及在自交换状态时,收到用户的呼叫后进行号码分析、选路,如果是出局呼叫,利用到逃生局的链路将呼叫汇接至逃生局。
8.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述媒体网关是指接入网关AG或中继网关TG,所述媒体网关下用户是指AG下用户或TG下PSTN交换局;当所述媒体网关是TG时,所述逃生链路包括PSTN交换局与TG间的链路以及TG与逃生局之间的链路;当所述媒体网关是AG时,所述逃生链路是指AG与逃生局之间的链路。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,所述PSTN交换局用于当检测到到软交换的局向不可达时,闭塞到TG的所有中继电路。
10.如权利要求8所述的系统,其特征在于,当所述媒体网关是TG时,当TG在自交换状态时,PSTN交换局用于对呼叫配置到逃生汇接局和TG的局向数据,以及相应的信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由;当所述媒体网关是AG时,AG用于配置逃生数据,所述逃生数据包括AG内置局向数据,以及相应信令路由、信令链路、号码分析数据、中继电路、中继路由。
11.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述媒体网关还用于在与软交换通讯恢复后,退出自交换状态,释放当前的所有呼叫且不再处理新的呼叫,去活逃生链路。
12.如权利要求7所述的系统,其特征在于,所述媒体网关中进一步包括包括通讯检测模块、消息传递部分即MTP模块、综合业务数字网用户部分即ISUP呼叫模块,其中
所述通讯检测模块,用于检测与软交换之间的通讯状态,向MTP模块或ISUP模块发出进入或退出自交换状态的命令;
所述MTP模块,用于接收所述通讯检测模块的命令,进行链路状态维护、选路管理、消息传送;
所述ISUP模块,用于接收所述通讯检测模块的命令,进行ISUP信令编释、呼叫流程控制、电路状态维护。
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