CN101309512A - 一种接入控制装置、下一代网络系统及其接入控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接入控制装置、一种下一代网络系统及其接入控制方法；所述接入控制装置，应用于下一代网络，其包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。本发明通过定义一个接入和控制的边缘层，把NGN的核心网络和接入网络独立出来，从而克服了现有NGN技术中的瓶颈，实现了平滑地把异种网络融合到下一代网络，同时实现了下一代网络的组大网能力、全网路由能力、带宽保证能力、信息安全能力等功能。

Description

一种接入控制装置、下一代网络系统及其接入控制方法

技术领域

本发明涉及下一代网络，尤其涉及的是，通过定义一个接入和控制的边缘层，把NGN的核心网络和接入网络独立出来，提出一种接入控制装置、以及采用该接入控制装置的下一代网络系统及其接入控制方法。

背景技术

基于IP的下一代网络(NGN)技术带来了真正实现网络融合与业务融合的机会，为运营商降低运营成本、提供综合业务和增值业务提供了广阔的空间。利用统一的IP网络承载综合业务实质上意味着业务与网络基础设施的分离，这就打破了运营商在地域、运营权、标准、线路和频率资源等方面的垄断性，从而动摇了单网、单业务、单运营商传统电信运营模式。然而，在另一方面，现有的互联网还并不具备维系电信运营所必需的管理性、有序性、盈利性。

因此，以软交换为核心的NGN网络的发展趋势不可逆转，NGN正在成为电信网络升级换代中最大的机会。而中国在NGN领域的核心技术和标准规范的持续研发也逐步成为重中之重。虽然几大运营商和几大厂家持续投入大量的人力物力，下一代网络技术本身仍然存在瓶颈，不能平滑地把异种网络融合到下一代网络，从而在客观上阻碍了NGN网络商业化的迅速推进。

具体地说，如何克服现有NGN技术中的瓶颈，如何平滑地把异种网络融合到下一代网络，如何有效提升人们的通信体验，成为现有网络发展的阻碍；尤其是如何实现下一代网络的组大网能力、全网路由能力、带宽保证能力、信息安全能力等，直至今天仍没有完整的解决方案。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何克服现有NGN技术中的瓶颈，平滑地把异种网络融合到下一代网络，以及如何实现下一代网络的组大网能力、全网路由能力、带宽保证能力、信息安全能力等。

本发明的技术方案如下：

一种接入控制装置，应用于下一代网络，其中，其包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

所述的接入控制装置，其中，其还包括数据单元；所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

所述的接入控制装置，其中，所述接入单元包括网络接入管理模块，用于管理网络接入，包括数据的管理、鉴权的验证、密钥的分发。

所述的接入控制装置，其中，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

所述的接入控制装置，其中，所述控制单元至少还包括以下模块其中之一：网络安全管理模块、媒体流管理与控制模块、计费模块、漫游管理模块、移动管理模块、终端设备管理模块、网络可靠性管理控制模块、服务质量管理模块、运营支撑模块、策略管理模块、资源管理模块。

一种下一代网络系统，其中，其包括接入控制装置；所述接入控制装置包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

所述的下一代网络系统，其中，所述接入控制装置还包括数据单元；所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

所述的下一代网络系统，其中，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

一种下一代网络系统的接入控制方法，应用于具有接入控制装置的下一代网络，其中，所述接入控制装置包括接入单元和控制单元，所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户，所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径；所述接入控制方法包括以下步骤：A1、统一接收各设备和各用户的服务请求，识别用户服务类型，查询用户服务权限；A2、判断用户服务请求是否被禁止，是则拒绝用户服务请求，否则执行A3；A3、根据业务服务配置，处理用户服务请求，转发服务到下一代网络系统的相应终端进行处理。

所述的接入控制方法，其中，步骤A3之后还执行以下步骤：完成对用户服务的计费。

采用上述方案，本发明通过定义一个接入和控制的边缘层，把NGN的核心网络和接入网络独立出来，从而克服了现有NGN技术中的瓶颈，实现了平滑地把异种网络融合到下一代网络，同时实现了下一代网络的组大网能力、全网路由能力、带宽保证能力、信息安全能力等功能。

附图说明

图1为本发明的接入控制装置的应用示意图；

图2是本发明方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

为解决NGN技术的现存问题，提供可管理、可盈利的有序网络，本发明在原有的四层网络架构上作出改进，定义了一个全新的接入和控制的边缘层，把NGN的核心网络和接入网络独立出来，定义出标准的层间接口，对接入侧屏蔽高端的业务路由和切换路径，对核心侧屏蔽复杂多样的接入方式和手段，目的是解决现有NGN网络向真正运营级网络的演进中难以解决的问题。

如图1所示，本发明提供了一种接入控制装置，应用于下一代网络，其中，其包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

这样，本发明的下一代网络的接入控制装置具有连通性(Connectivity)、接入能力(Accessibility)、可管理能力(Manageability)、安全性(Secure)、移动性(Mobility)、控制能力(Controllability)等业务功能，其具有与软交换、媒体网关、应用服务器等不同组件的业务接口。

具体地说，本发明的下一代网络的接入控制装置，在传统IP网络的上方，创建出一个接入和控制的逻辑层面，有上下两个方向的接口，分别连接NGN的核心侧设备和NGN的接入侧设备。

本发明的接入控制装置，需要符合现有的协议要求，接入控制装置目前支持IP侧的呼叫协议包括SIP/H.323/MGCP等，支持TDM侧的呼叫协议包括TUP/ISUP/PRI等，详细如下表所示。在实际应用中，接入控制装置还可以继续支持各种新的标准协议。

标准编号	标准名称
		GB 6879	2048kbit/s30路脉码调制复用设备技术要求
GB 7611	脉冲编码调制通信系统网络数字接口参数
		GB 3378-82	电话自动交换网用户信号方式技术要求
GB 3380-82	电话自动交换网铃流和信号音技术要求
		YDN 034.1	ISDN用户-网络接口规范(第一部分：物理层技术规范)
YDN 034.2	ISDN用户-网络接口规范(第二部分：数据链路层技术规范)
		YDN 034.3	ISDN用户-网络接口规范(第三部分：第三层基本呼叫控制技术规范)
YDN 034.4	ISDN用户-网络接口规范(第四部分：补充业务技术规范)
		YD/T 1044-2000	IP电话/传真业务总体技术要求
YD/T 1071-2000	IP电话网关设备技术要求
		YD/T 1072-2000	IP电话网关设备测试方法
YD/T 1082-2000	接入网设备过电压过电流防护及基本环境适应性技术条件
		YD/T 1101-2001	用户接入网网络管理接口技术规范-V5管理与通用部分
YD/T 1128-2001	电话交换设备总技术规范(补充件1)
		YD/T 1046-2000	IP电话网关设备互通技术规范
YD/T 1243.1-2002	媒体网关设备技术要求--IP中继媒体网关
		YD/T 1243.3-2002	媒体网关设备技术要求-综合接入媒体网关
IEEE	802.3(10BASE-T)
		IEEE	802.1p
IEEE	802.1Q
		IETF	RFC2705

IETF	RFC2361
		RFC1889/1890	实时传输与实时传输控制协议
ITU-T G.711	话音频率的脉冲编码调制(PCM)
		ITU-T G.703	系列数字接口的物理/电气特性
ITU-T G.704	一次群速率和二次群系列级别所用的同步帧结构
		ITU-T G.706	与G.704建议规定的基本帧结构有关的帧定位和循环冗余校验
ITU-T G.723	自适应差分脉冲编码调制
		ITU-T G.729	低延迟码本激励线性预测
ITU-T H.225.0	基于分组网络的多媒体通信系统呼叫信令与媒体流传输协议
		ITU-T H.245	多媒体通信控制协议
ITU-T H.323	基于不保证Qos的分组网络中多媒体业务的框架协议
		ITU-T H.341	多媒体管理信息基础
ITU-T I.430	基本用户-网络接口--第1层规范
		ITU-T Q.812	适用于国际数字链路准同步运行的从属时钟输出端的定时要求
ITU-T Q.831	V5接口及相关用户线的故障和性能管理
		ITU-T Q.921	ISDN用户网络接口--数据链路层规程
ITU-T Q.931	用于基本呼叫控制的ISDN用户网接口第三层规范
		ITU-T Q.950	补充业务协议、结构和一般原理
ITU-T Q.951.1	直接拨入(DDI)
		ITU-T Q.951.3	主叫线识别表示
ITU-T Q.951.4	主叫线识别限制
		ITU-T Q.951.5	被接线识别表示
ITU-T Q.951.6	被接线识别限制
		ITU-T Q.951.8	子寻址(SUB)
ITU-T Q.953.1	呼叫等待

ITU-T Q.957.1	用户到用户信令(UUS)
		ITU-T M.3100	一般网络管理信息模型
ITU-T T.30	在普通交换电话网中文件传真传输的规程
		ITU-T T.38	通过IP网络进行实时3类传真通信的规程

一个例子是，所述的接入控制装置，还可以包括一数据单元；所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；其中，所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

例如，所述接入单元包括网络接入管理模块，用于管理网络接入，包括数据的管理、鉴权的验证、密钥的分发。

接入管理功能是本发明的重点，所述的接入控制装置为整个NGN网络提供一个包容所有接入用户的数据中心网络(ADN)，由分层次的数据中心组成。数据中心可以被iPowerEdge内部的网元以及NGN的核心部件包括软交换和应用服务器通过协议访问。数据中心是iPowerEdge所有业务功能的核心和数据来源。

需要说明的是，所述的接入用户数据中心(ADN)和软交换系统中的数据库(HLR/SHLR)有所区别，是相互关联但逻辑上独立的，ADN存放的是用户的接入层信息，HLR存放的是用户的业务层信息。

具体地说，接入管理的业务功能包括：对所有接入设备的设备数据管理；对所有接入用户的用户数据管理，包括ID/权限/计费/新业务等；鉴权的验证功能；漫游的数据管理；业务的路由数据管理；加密密钥的管理和分发；多点可靠性的策略管理等等。从而能够实现以下的接入管理的组件能力：高性能，单点支持100万用户/6000KBHCA(处理呼叫的能力)以上；高容错，具有备份/倒换/倒回的自愈能力；分层次，具有良好的伸缩性和扩容能力，能够支持全国性的大型网络。

又如，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，例如，接收到一个特定的服务请求，则可以根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

业务路由是本发明的所述接入控制装置的重点。在NGN系统中，软交换仅仅实现基本的语音呼叫服务，所述接入控制装置中的应用层Server能够实现各种增值业务，而不仅仅限于话音等基于连接的业务。随着NGN发展，NGN将会提供越来越多的新业务。业务间的交互将变得越来越复杂。其中必须提供专门的业务路由功能来支撑NGN系统提供的各种服务。

业务路由需要完成的功能包括：正确识别用户服务请求类型；传统增值业务(如呼叫等待等)可以交给SS处理；正确地路由各种服务到特定的应用层Server；与应用层Server配合；给用户提供各种增值服务；屏蔽新业务服务器与终端的直接交互，降低NGN网络复杂度；减轻SS负担；保证NGN新业务的可管理性。

又如，所述控制单元至少还包括以下模块其中之一：网络安全管理模块、媒体流管理与控制模块、计费模块、漫游管理模块、移动管理模块、终端设备管理模块、网络可靠性管理控制模块、服务质量管理模块、运营支撑模块、策略管理模块、资源管理模块。

更具体地说，本发明的下一代网络的接入控制装置在逻辑上包含如下的组件：Multi-Service Router(MSR，业务路由器)、NGN Security Manager(NSM，网络安全管理系统)、NGN Access Manager(NAM，网络接入管理系统)、NGN Stream Server(NSS，媒体流管理与控制系统)、NGN MobilityManager(NMM，漫游管理)、Access Device Management System(ADMS，终端设备管理系统)、Reliability Monitoring and Control(RMC，网络可靠性管理控制系统)、NGN QoS Manager(NQM，NGN QoS管理)、Service PolicyManager(SPM，策略管理器)、NGN Resource Manager(NRM，NGN资源管理系统)；需要说明的是，不同组件可以独立存在，也可以嵌入第三方设备。

这样，所述接入控制装置支持的业务包含如下的功能分类：接入管理(Access Management)、安全管理(Security Management)、业务路由(ServiceRouting)、资源管理(Resource Management)、移动管理(MobilityManagement)、可靠性管理(Reliability Management)、Qos管理(QoSManagement)、运营支撑系统(Operations Support System)、计费系统(BillingSupport)、接入设备管理(Access Device Management)、流管理(StreamManagement)等等。

其中，安全管理需要具备系统级的端到端安全检测和控制机制，主要包括：所述接入控制装置本身作为IP网络设备的安全措施；所述接入控制装置作为终端设备的管理者需要提供的安全措施；所述接入控制装置作为软交换核心设备的扩展需要的安全措施；信令传输的安全；语音流的安全等等。

并且，在所述接入控制装置的基础上，本发明还提供了一种下一代网络系统，该系统包括接入控制装置；所述接入控制装置包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

例如，同上所述，所述接入控制装置还包括数据单元；所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

又如，所述接入单元包括网络接入管理模块，用于管理网络接入，包括数据的管理、鉴权的验证、密钥的分发。

又如，同上所述，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

又如，所述控制单元至少还包括以下模块其中之一：网络安全管理模块、媒体流管理与控制模块、计费模块、漫游管理模块、移动管理模块、终端设备管理模块、网络可靠性管理控制模块、服务质量管理模块、运营支撑模块、策略管理模块、资源管理模块。

并且，本发明还提供了一种下一代网络系统的接入控制方法，应用于具有接入控制装置的下一代网络，其中，所述接入控制装置包括接入单元和控制单元，所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户，所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

如图2所示，所述接入控制方法包括以下步骤：

A1、统一接收各设备和各用户的服务请求，识别用户服务类型，查询用户服务权限；可以通过所述接入控制装置的接入单元统一接收各设备和各用户的服务请求，然后通过所述控制单元实现业务路由和切换路径。

A2、判断用户服务请求是否被禁止，是则拒绝用户服务请求，否则执行A3。

A3、根据业务服务配置，处理用户服务请求，转发服务到下一代网络系统的相应终端进行处理。之后还可以执行以下步骤：完成对用户服务的计费。

例如，一个完整的例子是：

1、用户所有服务请求发送到接入控制装置；

2、接入控制装置识别用户服务类型，查询用户服务权限；

3、如果用户服务请求被禁止，接入控制装置拒绝用户服务请求；

4、否则，接入控制装置根据业务服务配置，把用户服务请求发送给相应的服务器进行处理；

5、接入控制装置根据业务服务器要求，转发特定服务到指定终端；

6、接入控制装置通知计费模块完成对用户服务的计费。

采用上述接入控制装置、下一代网络系统及其接入控制方法，本发明具有以下性能及可靠性指标数据：

指标名称	指标数值
		用户容量	不小于10万在线用户
E1/T1端口	不少于3000路E1/T1端口
		DSP通道	不少于1万路通道G.711a/mu：10000G.729a/b：10000G.723.1：10000T.38：1000
IVR通道	不少于1000路内置IVR通道
		会议	不少于1000方内置会议通道不少于1000个会议室每会议室最大64方与会方
互联组网	不少于1000台核心设备互联组网
		呼叫处理能力	呼叫处理能力不小于8次/秒呼叫建立时间小于5秒呼损小于万分之四语音编码动态切换时间小于60毫秒BHCA值不小于30K
时延和时延抖动	当采用G.723算法时，两侧网关处理时延之和在200ms以内

	当采用G.729算法时，两侧网关处理时延之和在150ms以内网关设备的抖动时间＜10ms网关处理时延抖动的缓冲时间＜80ms
		编码率	G.729时小于18kbits/sG.723.1(5.3k编码)时小于12k bits/sG.723.1(6.3k编码)时小于15k bits/s
语音质量	在网络丢包率＜5％时，话音质量达到MOS(Mean Opinion Score平均意见分。优、良、中、差、劣分别为5、4、3、2、1分)≥3.5；在网络丢包率在5％至10％之间时，话音质量达到MOS≥3
		传真服务质量	传真呼叫连接建立时间T＜20s良好环境下，传真标准样张测试正常，无失真良好环境下，长文件传真(20页A4纸)能连续传完
传真速率	最高收发速率达到33.6kbit/s
		TCP性能	同时保持TCP连接数＞2000条TCP连接建立速度＞20次/秒
系统故障指标	系统的平均无故障工作时间间隔(MTBF)＞80000小时系统故障平均恢复时间＜40分钟

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种接入控制装置，应用于下一代网络，其特征在于，其包括接入单元和控制单元；所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

2、根据权利要求1所述的接入控制装置，其特征在于，其还包括数据单元；

所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；

所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

3、根据权利要求1或2所述的接入控制装置，其特征在于，所述接入单元包括网络接入管理模块，用于管理网络接入，包括数据的管理、鉴权的验证、密钥的分发。

4、根据权利要求1或2所述的接入控制装置，其特征在于，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

5、根据权利要求4所述的接入控制装置，其特征在于，所述控制单元至少还包括以下模块其中之一：网络安全管理模块、媒体流管理与控制模块、计费模块、漫游管理模块、移动管理模块、终端设备管理模块、网络可靠性管理控制模块、服务质量管理模块、运营支撑模块、策略管理模块、资源管理模块。

6、一种下一代网络系统，其特征在于，其包括接入控制装置；

所述接入控制装置包括接入单元和控制单元；

所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户；

所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径。

7、根据权利要求6所述的下一代网络系统，其特征在于，所述接入控制装置还包括数据单元；

所述数据单元分别与所述接入单元、所述控制单元、所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于数据的存储和管理；

所述数据至少包括以下各种数据其中之一：设备数据、用户数据、鉴权数据、漫游数据、路由数据、密钥数据、策略数据。

8、根据权利要求6或7所述的下一代网络系统，其特征在于，所述控制单元包括业务路由模块，用于在所述接入单元接入用户请求时，根据用户属性、用户服务权限、服务质量要求、系统资源和安全，给所述用户提供特定的服务。

9、一种下一代网络系统的接入控制方法，应用于具有接入控制装置的下一代网络，其中，所述接入控制装置包括接入单元和控制单元，所述接入单元与所述下一代网络的各外部设备相连接，用于提供至少一种接口，接入各设备和各用户，所述控制单元与所述下一代网络的核心侧设备相连接，用于实现业务路由和切换路径；所述接入控制方法包括以下步骤：

A1、统一接收各设备和各用户的服务请求，识别用户服务类型，查询用户服务权限；

A2、判断用户服务请求是否被禁止，是则拒绝用户服务请求，否则执行A3；

A3、根据业务服务配置，处理用户服务请求，转发服务到下一代网络系统的相应终端进行处理。

10、根据权利要求9所述的接入控制方法，其特征在于，步骤A3之后还执行以下步骤：完成对用户服务的计费。

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