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

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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