CN101116320B - 借助于位于中间的协议控制网关的方法和执行该方法的网关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制将第一通信网络(6)与第二通信网络(4)彼此连接的网关的方法。其中第二通信网络(4)具有第一协议用于连接的信令，该网关(3-5)具有连接第一通信网络(6)的第一接口(20，40)和连接第二通信网络(4)的第二接口(10，30)，用第二协议的控制指令控制第一接口(20，40)，所述网关(3-5)将第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令，该信令指令是第一协议所知道的和/或可以集成到第一协议中。从而网关(3-5)的控制可以借助第一协议的信令指令进行。本发明还涉及用于执行该方法的网关(3-5)。

Description

借助于位于中间的协议控制网关的方法和执行该方法的网关

技术领域

本发明涉及一种用于控制将第一通信网络与第二通信网络彼此连接的网关的方法。本发明还涉及一种用于执行该方法的网关。 

背景技术

专业术语“NGN”(下一代网络)是指一种集成了传统公共电话网和互联网的功能，并且基于分组交换技术通过采用统一信令以权利平等(gleichberechtigt)方式提供语音、图像和数据传输的网络体系结构。 

为了实现NGN网络，已知采用所谓的媒体网关控制器，也被称为软交换或呼叫代理，其对所谓的媒体网关进行控制和连接交换。媒体网关通常是实现诸如公共电话网(PSTN)的电路交换网络和诸如尤其是互联网的分组交换网络之间的过渡的网络元件。其中，用于控制和路由连接的“智能”位于这种媒体网关之外，并在外部实例(Instanz)中实现，即在上述媒体网关控制器中。用于控制和交换连接和服务的智能因此与数据分组的传输和路由在逻辑上是分开的。该原理也由公知的SS7信令公开。 

用于控制媒体网关的公知协议是MGCP协议(MGCP＝媒体网关控制协议)，该协议由IETF和ITU-T定义。进一步发展是协议Megaco和H.248，其中Megaco是IETF名称，H.248是ITU-T名称。信令逻辑位于媒体网关控制器中。 

具有MGCP协议的NGN网络(下面也称为MGCP网络)借助于MGCP协议，从分布式单元开始，使媒体网关控制器可以控制媒体网关中的数据流，或这样的数据流的交换和路由以及建立和断开连接。 为此要求NGN网络的媒体网关可以向媒体网关控制器发送信令数据或从媒体网关控制器接收信令数据。其中，MGCP协议能够与其它网络的公知信令一起工作。特别地，MGCP协议能够与公共电信网络的协议SS7和DSS1一起工作，并且为此能够将按照SS7和DSS1协议的信令数据转换为相应的按照MGCP协议的信令数据以及相反转换。 

但是，可能出现以下问题：媒体网关具有接口并在该接口上实现MGCP网络无法识别并且相应地不能一起用于控制媒体网关的控制协议。该问题在媒体网关中实现了专用或私有接口时尤为突出。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于控制将第一通信网络和第二通信网络彼此连接的网关的方法，以及用于执行该方法的网关，它们使得可以与网关中存在的接口无关地实现来自以及到达媒体网关控制器的统一信号传送。 

按照本发明，该技术问题通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求10的特征的网关来解决。本发明的优选和有利的实施方式在从属权利要求中给出。 

据此，按照本发明的网关具有连接第一通信网络的第一接口和连接第二通信网络的第二接口。用第二协议的控制指令控制第一接口。网关将第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令，该信令指令是由第二通信网络采用的第一协议所知道的和/或可以集成到第一协议中。由此，网关的外部控制可以借助第一协议的信令指令和通过第二通信网络的媒体网关控制器来进行。所提到的第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令当然可以在两个方向上进行，即第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令，第三协议的信令指令映射为第二协议的控制指令。 

因此本发明的解决方案基于以下思想：在媒体网关中模拟被媒体网关控制器使用的协议识别并且转换为自己的控制和信令指令或者集成到自己的控制和信令指令中的信令。由此实现发送给媒体网关控制器的统一的信令，而新的接口不必是媒体网关控制器已知的。可以将每个信令接口的受到管理的、进行信号收发的接口的数量和相应的管理费用降至最低。

现有的用于符合标准地控制媒体网关的媒体网关控制器的涉及情况无需相对于媒体网关控制器显示和定义额外的接口就能达到。本发明的解决方案使得由媒体网关发送给媒体网关控制器或接收的信令总是相同的，而且与具体使用的媒体网关的接口无关。 

所述第一通信网络优选是移动无线网络，第二通信网络是互联网，但是本发明绝不是要限制于此。在此第一接口是管理一个或多个移动无线信道的移动无线接口。在此优选网关具有多个插入卡，这些插入卡使得可以分配和登录到移动无线网络中，以及具有多个无线模块，这些模块分别与一个插入卡一起实现一个移动无线信道。在此，第一接口控制该移动无线信道。插入卡优选实施为SIM卡。 

第三协议例如是SS7协议或DSS1协议。原则上可以采用第一协议或第二媒体网关控制器知道的任何协议。 

作为第一协议优选采用协议MGCP、协议H.248、协议Megaco、协议SIGTRAN或协议SIP-T。 

在优选的实施方式中，所述网关模拟第三协议的信令指令，该信令指令在第二协议中没有对应物，由此第一协议完全可以获得和翻译第三协议的信令指令。 

本发明优选用于电话语音或电话消息的连接控制，尤其用于实现VoIP电话。 

附图说明

下面参照附图借助于实施例详细解释本发明。其中： 

图1示出用于实现媒体网关和媒体网关控制器之间统一信号传送的NGN网络体系结构； 

图2示出用于实现移动无线媒体网关的实施例；以及 

图3示出在建立呼叫和取消呼叫时的信号传送的流程图。 

具体实施方式

图1以可能的实施方式示出NGN网络的网络体系结构。第一终端设备1-1通过常见的TAE或ISDN连接直接或在之间连接TK设备(未示出)的情况下与公共电信网络2或公共电信网络2的本地电话局连接。公共电信网络2是电路交换网络，也被称为PSTN网络(PSTN＝公共交换电话网络)。 

PSTN网络2通过媒体网关3-1与网络4连接，在该网络中按照IP协议分组交换地传输数据。其尤其涉及互联网。其中，媒体网关3-1面向PSTN网络端接PSTN网络2的E1导线。E1导线具有2048Mbit/s的带宽，并且被分为30个B信道和一个D信道。媒体网关3-1向互联网4发送IP分组或从互联网接收IP分组。因此，媒体网关3-1将待传输数据转换为IP数据分组，并将其发送到互联网4。在此，需要将PSTN网络中所使用的信令转换为IP网络中的信令。在此，在必要时，借助于MGCP协议向媒体网关控制器5传输信令信道。 

要指出的是，媒体网关3-1并不自己执行信令任务(例如用于连接建立和连接断开)以及控制任务(用于路由待传输数据或控制所涉及的信道)，而是通过同样与互联网4相连的媒体网关控制器5实现这一切。其中，媒体网关控制器5可以由多个模块构成，这多个模块被包含在不同计算机上。 

媒体网关控制器5进行媒体网关3-1的“软交换”，并且进行针对媒体网关3-1的全部信令任务和控制任务。相应的信令数据作为数据分组通过互联网4被传送。 

按照相应的方式，另一个终端设备1-2被连接到PSTN网络2，并且从PSTN网络通过媒体网关3-2与互联网4连接。此外，还具有这样的布置：终端设备1-3通过TK设备1-4和E1导线直接连接到媒体网关3-3。同样，终端设备1-4直接与媒体网关3-4连接。 

最后，图1示出了移动无线电话1-5通过移动无线网络6与移动无线媒体网关3-5连接的布置，其中移动无线媒体网关3-5又形 成与互联网4的接口。移动无线网络6例如是GSM网络，但原则上可以遵循任意移动无线标准。 

其它媒体网关3-2、3-3、3-4、3-5同样由媒体网关控制器5控制。该控制通过MGCP协议实现，其中相应的协议模块被包含在媒体网关3-1、3-2、3-3、3-4、3-5中。 

其它终端设备例如可以通过WLAN技术或通过DSL技术和相应的媒体网关而与互联网4连接，其中这样的媒体网关同样由媒体网关控制器5控制。 

要指出的是，终端设备1-1，...，1-5只是示例性地被构成为电话。原则上，终端设备可以涉及任意电信终端设备，尤其也可以涉及PC。 

图2示出了图1所示的媒体网关3-5的一种可能的实施方式，该媒体网关提供GSM网络6和互联网4之间的接口。 

媒体控制器3-5涉及所谓的移动无线网关，其具有多个SIM卡和GSM无线模块，其中一个SIM卡和一个无线模块提供一个移动无线信道。媒体网关3-5管理很多这样的移动无线信道。其中，还可以规定，移动无线网关3-5提供到多个不同移动无线网络的网络接入，其中其为此维持不同网络运营商的SIM卡。 

从移动无线网络6的观点来看，媒体网关3-5是具有多个移动无线终端设备的装置，因为媒体网关具有多个SIM卡和多个无线模块。可替换地，还可以通过移动无线网络6的交换中心提供从互联网4到移动无线网络6的连接。其中，这通常带来比移动无线网络“从终端设备到终端设备”的直接传输更高的成本。这种移动无线网关例如在EP1432257A1中进行了概括描述。 

图2的媒体网关3-5具有到IP网络的第一IP接口10、30并到互联网和到GSM网络的第二接口20、40。第一接口具有硬件模块10，例如以太网模块10或可替换地具有例如ATM模块或xDSL模块。此外，第一接口还具有软件模块30，该软件模块控制通过硬件模块10与互联网之间的数据传输。通过互联网的数据传输在此例如在根据标 准TCP/IP的OSI参考模型的第3层和第4层上进行。通过模块20的MGCP模块，该模块20可以与媒体网关控制器5通信。特别地，在该协议下，从和向媒体网关控制器5发送信令指令，该信令指令例如确定为向IP网络发送的数据分组分配什么地址。 

到GSM网络的第二接口20、40同样具有硬件模块，该硬件模块具有多个GSM无线模块(也被称为GSM引擎)以及必需数量的SIM卡。无线模块和SIM卡提供一个移动无线信道。第二接口还具有软件模块40，该软件模块控制通过硬件模块20所提供的移动无线信道。例如，建立和断开特定的移动无线信道。软件模块40和硬件模块20之间的通信通过私有协议(第二协议)进行，该协议例如采用类似于调制解调器编程中AT命令的命令。该协议是私有的，并且不对应于“典型的接口”，因为移动无线网关3-5如上所述通过提供移动无线网络的多个“终端设备”而提供到移动无线网络的网络接入。 

要指出的是，GSM媒体网关3-5可选地可以还具有自动交换机(Vermittlungsautomat)50。这尤其是在媒体网关还与PSTN网络2连接(在图1中未示出)时是很有意义的。自动交换机还作为到PSTN网络的交换机。 

还要指出的是，媒体网关3-5可以具有其它未具体示出的部件70。例如，网关3-5可以还具有解码器/编码器，其将用于语音、SMS等的数据映射到IP分组中或者映射用于通过GSM网络的传输。 

现在要试图：根据“软交换”的原理，媒体网关控制器5也处理对GSM媒体网关3-5的完全控制。为此要求MGCP协议(第一协议)与GSM接口20、40通信，并执行媒体网关的GSM信道的控制。但是这并不是很容易的，因为接口的私有协议不被MGCP协议识别，或GSM接口20、40不能向媒体网关控制器发送其理解的信令指令。 

为了解决这个问题，网关3-5还具有转换模块60。该转换模块将接口20、40的私有控制指令转换为MGCP协议知道的协议(第三协议)的信令指令。例如，相应的控制指令被转换为按照公知协议SS7或DSS1(Q.931)的控制指令。协议Q.391确定ISDN中的信令。在 电路交换网络本身中，借助SS7信令系统实现信号传送。其中，转换模块60不仅将GSM模块的控制指令转换为另一协议的相应命令，而且必要时还产生在该另一协议中必需但没有包含在该私有协议中的附加的信令指令。 

转换模块60因此仿真和模拟MGCP协议已知的信令。其中，模拟在私有命令组中没有对应物的消息。 

接口30以及其中的MGCP模块识别转换模块60所提供的该另一协议的信令指令。通过这种方式，可以用媒体网关控制器5实现信号传送，并且媒体网关控制器5尤其可以控制GSM接口的移动无线信道。 

这如上所述是这样实现的：接口的控制信号被映射为媒体网关控制器的MGCP协议知道并且可与其通信的协议的控制信号。 

所采用的体系结构例如使得呼叫可以通过GSM媒体网关3-5作为VoIP呼叫而被传递到互联网4，或者VoIP呼叫被GSM网络端接，其中GSM媒体网关3-5或GSM信道的软交换通过媒体网关控制器5实现。代替语音呼叫，还可以按照相应的方式实现其它连接，如用于发送SMS(短消息服务)或MMS(多媒体消息发送服务)消息的连接。 

图3示例性示出对于从分组交换的IP网络4到GSM网络6的终端设备的呼叫的情况所采用的协议的所使用的信令指令和控制指令。其中，图3示出媒体网关控制器5、移动无线媒体网关3-5和与被叫GSM终端用户连接的GSM网络6之间的信号传送。在媒体网关控制器5和移动无线网关3-5之间传送根据MGCP协议的数据。在移动无线网关3-5和GSM网络之间传送根据GSM信令协议的数据。为了控制移动无线网关3-5的移动无线信道，使用具有本地控制指令INTERN(命令)的内部协议。 

如上所述，内部控制指令INTERN(命令)在移动无线网关的转换模块60中(参见图2)被映射为另一协议、在所示例子中是协议DSS1的信令指令，并且在相反方向上DSS1信令指令被映射为移动无 线网关的本地控制指令。 

根据图3，移动无线网关3-5从分组交换网络4接收呼叫。为此，向该移动无线网关发送MGCP消息“MGCP(创建连接)”以接通语音信道。移动无线网关据此对语音信道进行分组拆卸和分组化(根据传输方向)。 

此外，嵌入在另一MGCP消息“MGCP(DSS1(建立))”中地向网关发送DSS1建立消息(DSS1-Setup-Nachricht)。移动无线网关或其中包含的转换模块60从所获得的MGCP信令指令“MGCP(DSS1(SETUP))”中提取出DSS1指令“DSS1(建立)”，并将其与诸如目标呼叫号码和服务特征的相关参数一起转换为内部控制指令“INTERN(ATD)”。该内部控制指令用于控制接口20的GSM无线模块。然后，由相应的GSM无线模块向GSM网络传送GSM控制指令“GSM(呼叫建立)”。 

按照相反顺序，在呼叫被成功接受时，向移动无线网关3-5和媒体网关控制器5发送相应的信令指令“GSM(呼叫接受)”、“INTERN(连接)”和“MGCP(DSS1(连接))”。其中，在移动无线网关中，私有网关协议的内部控制指令“INTERN(连接)”被转换为命令“DSS1(连接)”。DSS1协议的命令“连接”被转变为MGCP协议，然后作为MGCP消息“MGCP(DSS1(连接))”被发送到媒体网关控制器5。 

在此要指出的是，由移动无线网关3-5模拟或仿真的另一协议的信令指令转换或变换为MGCP协议(或相反方向)原则上可以按照两种方式实现。一种可以是：另一(第三)协议，例如DSS1协议的控制指令被映射为媒体网关控制器的(第一)协议-在该示例中是MGCP协议-的相应控制指令，即进行相应协议的控制指令的重新映射或对应。另一种可以是：另一(例如DSS1)协议的控制指令只被嵌入或集成在MGCP控制指令中。例如，MGCP控制指令提供定义的MGCP首标，DSS1控制指令作为数据分组的内容连接到该首标。MGCP协议在该变形方案中仅用于在通过分组交换网络传输时对DSS1控制指令进行封装。 

但是采用哪一种变形方案并不重要。重要的只是，媒体网关控制器和移动无线网关之间的信令指令和控制指令根据合适的协议-在该实施例中是MGCP协议-传送，从MGCP命令中提取出或者由MGCP命令映射另一协议(在该例子中是DSS1协议)的信令指令，并且信令指令被映射为内部移动无线网关协议的信令指令，反之亦然。 

图3示出了在取消呼叫时的相应控制指令。控制指令“MGCP(DSS1(断开))”被传送到移动无线网关，在那里被转换为控制指令“INTERN(ATH)”，并向GSM网络传送控制指令“GSM(呼叫取消)”。指令“MGCP(删除(连接))”断开语音有效信道。然后是指令“MGCP(DSS1(释放))”和“MGCP(DSS1(释放完成))”。 

本发明的实施方式不限于上面给出的实施例。对于本发明重要的只是，将媒体网关的接口的首先不能被媒体网关控制器所使用的协议理解的控制指令映射为媒体网关控制器已知的协议、如SS7或DSS1的相应控制指令，从而媒体网关控制器可以执行媒体网关的控制任务。 

Claims (16)

1.一种用于控制将第一通信网络(6)与第二通信网络(4)彼此连接的网关的方法，其中

第二通信网络(4)具有用于连接信令的第一协议，

所述网关(3-5)具有到第一通信网络(6)的第一接口(20，40)和到第二通信网络(4)的第二接口(10，30)，

以第一接口(20，40)私有的第二协议的控制指令控制第一接口(20，40)，

所述网关(3-5)将第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令，其中所述第三协议的信令指令是第一协议已知的和/或被集成到第一协议中，使得

所述网关(3-5)的控制能够借助于第一协议的信令指令进行；

第一接口(20，40)是管理一个或多个移动无线信道的移动无线接口；

所述网关(3-5)具有多个插入卡和多个无线模块，其中所述插入卡使得能够分配和登录到移动无线网络(6)中，所述无线模块分别与一个插入卡一起实现一个移动无线信道，其中第一接口(20，40)控制所述移动无线信道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二通信网络(4)是分组交换网络，第一协议用于通过分组交换网络(4)中/处的媒体网关控制器(5)对所述网关(3-5)进行外部控制。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用协议MGCP、协议H.248、协议Megaco、协议SIGTRAN或协议SIP-T作为第一协议。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，第一通信网络(6)是移动无线网络，第二通信网络(4)是互联网。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三协议是SS7协议或DSS1协议。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于电话语音或电话消息的连接控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法用于实现VoIP电话。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关(3-5)在将第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令时模拟在第二协议中没有对应物的第三协议的信令指令。

9.一种用于执行根据权利要求1所述方法的网关，具有：

到第一通信网络(6)的第一接口(20，40)和到第二通信网络(4)的第二接口(10，30)，

将第一接口(20，40)私有的第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令的装置(60)，其中所述第三协议的信令指令是第二通信网络(4)的第一协议已知的和/或被集成到第一协议中；

第一接口(20，40)是管理一个或多个移动无线信道的移动无线接口；

所述网关(3-5)具有多个插入卡和多个无线模块，其中所述插入卡使得能够分配和登录到移动无线网络，所述无线模块分别与一个插入卡一起实现一个移动无线信道，其中第一接口(20，40)包括用于控制所述移动无线信道的装置。

10.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述将第一接口(20，40)私有的第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令的装置(60)模拟和/或仿真第三协议。

11.根据权利要求9或10所述的网关，其特征在于，第一协议用于通过媒体网关控制器(5)对所述网关(3-5)进行外部控制。

12.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，第二接口(10，30)是IP接口。

13.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述将第一接口(20，40)私有的第二协议的控制指令映射为第三协议的信令指令的装置(60)通过软件提供。

14.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述网关(3-5)还具有用于语音和/或文字消息的解码器/编码器(70)。

15.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述网关(3-5)还具有用于转接电路交换连接的自动交换机(50)。

16.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述网关是将至少一个移动无线网络与互联网彼此连接的移动无线媒体网关。

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