CN107454104A - 一种基于ims的多功能网络系统及其容灾方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法，该网络系统包含：主IMS核心网和备IMS核心网，两者互连且均与数据通信网连接，用于实现IP多媒体业务，且主IMS核心网实时传输数据至备IMS核心网进行备份；接入设备，其与数据通信网连接，用于接入用户业务请求并发送至数据通信网；以及数据通信网，其与主IMS核心网、备IMS核心网和接入设备均连接，用于传输主IMS核心网、备IMS核心网和接入设备的业务请求消息。本发明的网络系统及容灾方法通过主/备IMS核心网实现多媒体业务，提高了网络系统的容灾能力。

Description

一种基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法

技术领域

本发明涉及一种多功能网络系统，具体涉及一种基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法。

背景技术

行政交换网主要以解决行政办公电话为主，并提供市话和长话的主叫被叫，同时作为公司调度交换网的备用系统，主要提供的业务分为基础及补充业务和平台类业务。

基础及补充业务：主要包括语音通话、传真、来电显示、呼叫转移、呼叫限制等交换网目前支持的业务。平台类业务：主要包括电话会议业务。

目前，国网上海电力所使用的交互式电话会议系统为杭州普信PX1001设备，该设备于2005年6月投运使用至今。该交互式电话会议系统与行政交换机相连，实现最大60方的电话会议能力。用户可以通过专网、公网二线电话拨入到电话会议中。电话会议系统也作为电视会议系统的音频辅助及备用系统。

但是，由于公司行政交换网采用电路交换设备，对新业务的支持能力较差，业务种类较少，很多如一号通、视频电话、协同办公、企业通信录等电子业务没有平台实现。

发明内容

本发明提供一种基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法，该网络系统及方法解决了现有行政交换网对新业务的支持能力差，以及容灾系统不完善的问题，通过主/备IMS核心网实现多媒体业务，提高了网络系统的容灾能力。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于IMS的多功能网络系统，该网络系统包含：主IMS核心网和备IMS核心网，两者互连且均与数据通信网连接，用于实现IP多媒体业务，且主IMS核心网实时传输数据至备IMS核心网进行备份；接入设备，其与数据通信网连接，用于接入用户业务请求并发送至数据通信网；以及数据通信网，其与所述的主IMS核心网、备IMS核心网和接入设备均连接，用于传输主IMS核心网、备IMS核心网和接入设备的业务请求消息。

其中，所述的主IMS核心网和备IMS核心网均包含：IP多媒体网关，其与接入网和媒体网关控制功能网元连接，用于实现接入网与主IMS核心网和备IMS核心网的互连，并将接入网的业务请求发送给媒体网关控制功能网元；媒体网关控制功能网元，其与呼叫会话控制功能网元和IP多媒体网关连接，用于提供数字中继，控制IP多媒体网关，实现与接入网的互通，并选择呼叫会话控制功能网元；以及呼叫会话控制功能网元，其与所述的媒体网关控制网元连接，用于处理呼叫会话过程中的信令消息。在容灾状态下，所述的主IMS核心网切换至备IMS核心网。

所述的数据通信网包含：相互连接的若干主PE设备和若干备PE设备，其均与所述的主IMS核心网和备IMS核心网或所述的接入设备连接，用于处理并转发所述的主IMS核心网和备IMS核心网或所述的接入设备发送的业务消息。在容灾状态下，所述的主PE设备切换至备PE设备。

所述的主PE设备和备PE设备与所述的主IMS核心网和备IMS核心网之间分别通过主IMS CE设备和备IMS CE设备连接。所述的主IMS CE设备和备IMS CE设备连接，用于实现主IMS核心网和备IMS核心网的连接，将所述的主IMS核心网的数据实时传输至所述的备IMS核心网。

所述的接入设备包含：若干用于主叫/被叫的终端设备，以及用于连接若干终端设备的交换机；所述的交换机连接至所述的主PE设备和备PE设备，用于传输业务请求消息。

所述的呼叫会话控制功能网元包含：代理呼叫会话控制功能网元，其与服务呼叫会话控制功能网元连接，用于向服务呼叫会话控制功能网元转发接入网的呼叫请求；服务呼叫会话控制功能网元，其与问询呼叫会话控制功能网元和代理呼叫会话控制功能网元均连接，用于对呼叫请求注册鉴权和会话控制，将会话请求发送给问询呼叫会话控制功能网元；以及问询呼叫会话控制功能网元，其与所述的服务呼叫会话控制功能网元连接，用于接收并分配所述的服务呼叫会话控制功能网元发送的会话请求，以及查询被叫所在的服务呼叫会话控制功能网元。在容灾状态下，主IMS核心网的代理呼叫会话控制功能网元、服务呼叫会话控制功能网元和问询呼叫会话控制功能网元分别切换至备IMS核心网的代理呼叫会话控制功能网元、服务呼叫会话控制功能网元和问询呼叫会话控制功能网元。

在恢复正常状态时，切换至主IMS核心网的代理呼叫会话控制功能网元、服务呼叫会话控制功能网元和问询呼叫会话控制功能网元。

所述的主IMS核心网和备IMS核心网还均包含：本地用户服务器，其与所述的服务呼叫会话控制功能网元和问询呼叫会话控制功能网元均连接，用于接收并存储所述的服务呼叫会话控制功能网元发送的注册鉴权消息，用于实现所述的问询呼叫会话控制功能网元获取注册鉴权消息；应用服务器，其与所述的服务呼叫会话控制功能网元连接，用于接收所述的服务呼叫会话控制功能网元发送的会话请求，并建立网络会话；多媒体资源功能控制器，其与多媒体资源功能处理器和所述的服务呼叫会话控制功能网元连接，用于接收所述的服务呼叫会话控制功能网元发送的消息，控制多媒体资源功能处理器；以及多媒体资源功能处理器，其与所述的多媒体资源功能控制器连接，用于提供多媒体资源功能控制器所请求和所指示的媒体资源。

所述的数据通信网还包含：域名管理和号码映射网元，其与所述的主PE设备和若干备PE设备连接，用于接收主PE设备和若干备PE设备发送的消息，存储所述的主IMS核心网和备IMS核心网或所述的接入设备发送的业务消息。

所述的接入网通过数字中继方式与所述的主IMS核心网和备IMS核心网中的媒体网关控制功能网元互连。

所述的接入网包括：软交换网、电子交换网和公网。

本发明还提供了一种根据所述的基于IMS的多功能网络系统的容灾方法，该容灾方法包含：

在主IMS核心网处于故障情况下，使用故障检测机检测故障，并选择备IMS核心网发送消息；当故障消除时，切回至主IMS核心网。

其中，通过检测网元之间的协议传送心跳和/或链路状态进行故障检测；所述的网络系统采用热备份方式，所述的主IMS核心网将所有信息实时发送至所述的备IMS核心网，使备IMS核心网的数据和主IMS核心网的数据同步。

当主IMS核心网的呼叫会话控制功能网元宕机或链路中断，切换至备IMS核心网的呼叫会话控制功能网元发送消息；当主IMS核心网的媒体网关控制功能网元故障时，主IMS核心网的网元将所有消息传送至备IMS核心网的媒体网关控制功能网元，主IMS核心网的IP多媒体网关切换至备IMS核心网的媒体网关控制功能网元。

当故障消除时，通过人工输入倒回命令方式将备IMS核心网切换回主IMS核心网。

本发明提供的基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法，解决了现有行政交换网对新业务的支持能力差，以及容灾系统不完善的问题，具有以下优点：

（1）本发明的网络系统接入IMS核心网，融合了IT技术，发展视频会议等多媒体业务，提供更加高效、方便和可靠的通信方式；

（2）本发明的网络系统及容灾方法，通过主IMS核心网和备IMS核心网的热备份方法，实时传输数据，提高了网络的安全性和业务的稳定性。

附图说明

图1为本发明的基于IMS的多功能网络系统的结构示意图。

图2为本发明的基于IMS的多功能网络系统的传输结构示意图。

图3为本发明的呼叫会话控制功能网元的结构示意图。

图4为本发明的主/备IMS核心网的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

一种基于IMS的多功能网络系统，如图1所示，为本发明的基于IMS的多功能网络系统的结构示意图，该网络系统包含：主IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）核心网1和备IMS核心网2，两者互连且均与数据通信网连接4，用于实现IP多媒体业务，且主IMS核心网1实时传输数据至备IMS核心网2进行备份；接入设备3，其与数据通信网4连接，用于接入用户业务请求并发送至数据通信网4；以及数据通信网4，其与主IMS核心网1、备IMS核心网2和接入设备3均连接，用于传输主IMS核心网1、备IMS核心网2和接入设备3的业务请求消息。

上述主IMS核心网1和备IMS核心网2均包含：IP多媒体网关（IM-MGWIP，MultimediaMedia Gateway）11，其与接入网5和媒体网关控制功能网元（MGCF，Media Gateway ControlFunction）12连接，用于实现接入网5与主IMS核心网1和备IMS核心网1的互连，并将接入网5的业务请求发送给媒体网关控制功能网元12；媒体网关控制功能网元12，其与呼叫会话控制功能网元13（CSCF，Call Session Control Function）和IP多媒体网关11连接，用于提供数字中继，控制IP多媒体网关11，实现与接入网5的互通，并选择呼叫会话控制功能网元13；以及呼叫会话控制功能网元13，其与媒体网关控制网元12连接，用于处理呼叫会话过程中的信令消息。

在容灾状态下，主IMS核心网1切换至备IMS核心网2。

数据通信网4包含：相互连接的若干主PE（（Provider Edge，运营商边缘））设备41和若干备PE设备42，其均与主IMS核心网1和备IMS核心网2或接入设备3连接，用于处理并转发主IMS核心网1和备IMS核心网2或接入设备3发送的业务消息。

在容灾状态下，主PE设备41切换至备PE设备42。

如图2所示，为本发明的基于IMS的多功能网络系统的传输结构示意图，主PE设备41和备PE设备42与主IMS核心网1和备IMS核心网2之间分别通过主IMS CE（Customer Edge，用户边缘）设备6和备IMS CE设备7连接。

主IMS CE设备6和备IMS CE设备7连接，用于实现主IMS核心网1和备IMS核心网2的连接，将主IMS核心网1的数据实时传输至备IMS核心网2，并保证核心网设备主备关系保持不变，有利于核心网业务的稳定性。

接入设备3包含：若干用于主叫/被叫的终端设备31，以及用于连接若干终端设备31的交换机32；交换机32连接至主PE设备41和备PE设备42，用于传输业务请求消息。

如图3所示，为本发明的呼叫会话控制功能网元的结构示意图，呼叫会话控制功能网元13包含：代理呼叫会话控制功能网元（P-CSCF，Proxy CSCF）131，其与服务呼叫会话控制功能网元（S-CSCF，Serving CSCF）132连接，用于向服务呼叫会话控制功能网元132转发接入网5的呼叫请求；服务呼叫会话控制功能网元132，其与问询呼叫会话控制功能网元（I-CSCF，Interrogation CSCF）133和代理呼叫会话控制功能网元132均连接，用于对呼叫请求注册鉴权和会话控制，将会话请求发送给问询呼叫会话控制功能网元133；以及问询呼叫会话控制功能网元133，其与服务呼叫会话控制功能网元132连接，用于接收并分配服务呼叫会话控制功能网元132发送的会话请求，以及查询被叫所在的服务呼叫会话控制功能网元132。

在容灾状态下，主IMS核心网1的代理呼叫会话控制功能网元131、服务呼叫会话控制功能网元132和问询呼叫会话控制功能网元133分别切换至备IMS核心网2的代理呼叫会话控制功能网元131、服务呼叫会话控制功能网元132和问询呼叫会话控制功能网元133。在恢复正常状态时，切换至主IMS核心网1的代理呼叫会话控制功能网元131、服务呼叫会话控制功能网元132和问询呼叫会话控制功能网元133。

如图4所示，为本发明的主/备IMS核心网的结构示意图，主IMS核心网1和备IMS核心网2还均包含：本地用户服务器（HSS，Home Subscriber Server）14，其与服务呼叫会话控制功能网元132和问询呼叫会话控制功能网元133均连接，用于接收并存储服务呼叫会话控制功能网元132发送的注册鉴权消息，用于实现问询呼叫会话控制功能网元133获取注册鉴权消息；应用服务器（AS，Application Server）15，其与服务呼叫会话控制功能网元132连接，用于接收服务呼叫会话控制功能网元132发送的会话请求，并建立网络会话；多媒体资源功能控制器（MRFC，Multimedia Resource Function Controller）16，其与多媒体资源功能处理器（MRFP，Multimedia Resource Function Processor）17和服务呼叫会话控制功能网元132连接，用于接收服务呼叫会话控制功能网元132发送的消息，控制多媒体资源功能处理器17；以及多媒体资源功能处理器17，其与多媒体资源功能控制器16连接，用于提供多媒体资源功能控制器16所请求和所指示的媒体资源。

数据通信网4还包含：域名管理和号码映射网元（ENUM/DNS，Telephone NumberMapping working group/Domain Name System）43，其与主PE设备41和若干备PE设备42连接，用于接收主PE设备41和若干备PE设备42发送的消息，存储主IMS核心网1和备IMS核心网2或接入设备3发送的业务消息。

接入网5通过数字中继方式与主IMS核心网1和备IMS核心网2中的媒体网关控制功能网元12互连。接入网5包括：软交换网、电子交换网和公网。

一种基于IMS的多功能网络系统的容灾方法，该容灾方法包含：

步骤1：在主IMS核心网1处于故障情况下，使用故障检测机检测故障，并选择备IMS核心网2发送消息；

步骤2：当故障消除时，切回至主IMS核心网1。

在步骤1中，通过检测网元之间的协议传送心跳和/或链路状态进行故障检测。

网络系统采用热备份方式，主IMS核心网1将所有信息实时发送至备IMS核心网2，使备IMS核心网2的数据和主IMS核心网1的数据同步。

在步骤1中，当主IMS核心网1的呼叫会话控制功能网元13宕机或链路中断，切换至备IMS核心网2的呼叫会话控制功能网元13发送消息。

当主IMS核心网1的媒体网关控制功能网元12故障时，主IMS核心网1的网元将所有消息传送至备IMS核心网2的媒体网关控制功能网元12，主IMS核心网1的IP多媒体网关11切换至备IMS核心网2的媒体网关控制功能网元12。

在步骤2中，当故障消除时，通过人工输入倒回命令方式将备IMS核心网2切换回主IMS核心网1。

综上所述，本发明的基于IMS的多功能网络系统及其容灾方法，该网络系统及容灾方法通过主IMS核心网和备IMS核心网的热备份方法，实时传输数据，提高了网络的安全性和业务的稳定性。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，该网络系统包含：

主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2），两者互连且均与数据通信网连接（4），用于实现IP多媒体业务，且主IMS核心网（1）实时传输数据至备IMS核心网（2）进行备份；

接入设备（3），其与数据通信网（4）连接，用于接入用户业务请求并发送至数据通信网（4）；以及

数据通信网（4），其与所述的主IMS核心网（1）、备IMS核心网（2）和接入设备（3）均连接，用于传输主IMS核心网（1）、备IMS核心网（2）和接入设备（3）的业务请求消息；

所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）均包含：

IP多媒体网关（11），其与接入网（5）和媒体网关控制功能网元（12）连接，用于实现接入网（5）与主IMS核心网（1）和备IMS核心网（1）的互连，并将接入网（5）的业务请求发送给媒体网关控制功能网元（12）；

媒体网关控制功能网元（12），其与呼叫会话控制功能网元（13）和IP多媒体网关（11）连接，用于提供数字中继，控制IP多媒体网关（11），实现与接入网（5）的互通，并选择呼叫会话控制功能网元（13）；以及

呼叫会话控制功能网元（13），其与所述的媒体网关控制网元（12）连接，用于处理呼叫会话过程中的信令消息；

在容灾状态下，所述的主IMS核心网（1）切换至备IMS核心网（2）。

2.根据权利要求1所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的数据通信网（4）包含：相互连接的若干主PE设备（41）和若干备PE设备（42），其均与所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）或所述的接入设备（3）连接，用于处理并转发所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）或所述的接入设备（3）发送的业务消息；

在容灾状态下，所述的主PE设备（41）切换至备PE设备（42）。

3.根据权利要求2所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的主PE设备（41）和备PE设备（42）与所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）之间分别通过主IMS CE设备（6）和备IMS CE设备（7）连接；

所述的主IMS CE设备（6）和备IMS CE设备（7）连接，用于实现主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）的连接，将所述的主IMS核心网（1）的数据实时传输至所述的备IMS核心网（2）；

所述的接入设备（3）包含：若干用于主叫/被叫的终端设备（31），以及用于连接若干终端设备（31）的交换机（32）；所述的交换机（32）连接至所述的主PE设备（41）和备PE设备（42），用于传输业务请求消息。

4.根据权利要求3所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的呼叫会话控制功能网元（13）包含：

代理呼叫会话控制功能网元（131），其与服务呼叫会话控制功能网元（132）连接，用于向服务呼叫会话控制功能网元（132）转发接入网（5）的呼叫请求；

服务呼叫会话控制功能网元（132），其与问询呼叫会话控制功能网元（133）和代理呼叫会话控制功能网元（132）均连接，用于对呼叫请求注册鉴权和会话控制，将会话请求发送给问询呼叫会话控制功能网元（133）；以及

问询呼叫会话控制功能网元（133），其与所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）连接，用于接收并分配所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）发送的会话请求，以及查询被叫所在的服务呼叫会话控制功能网元（132）；

在容灾状态下，主IMS核心网（1）的代理呼叫会话控制功能网元（131）、服务呼叫会话控制功能网元（132）和问询呼叫会话控制功能网元（133）分别切换至备IMS核心网（2）的代理呼叫会话控制功能网元（131）、服务呼叫会话控制功能网元（132）和问询呼叫会话控制功能网元（133）；

在恢复正常状态时，切换至主IMS核心网（1）的代理呼叫会话控制功能网元（131）、服务呼叫会话控制功能网元（132）和问询呼叫会话控制功能网元（133）。

5.根据权利要求4所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）还均包含：

本地用户服务器（14），其与所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）和问询呼叫会话控制功能网元（133）均连接，用于接收并存储所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）发送的注册鉴权消息，用于实现所述的问询呼叫会话控制功能网元（133）获取注册鉴权消息；

应用服务器（15），其与所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）连接，用于接收所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）发送的会话请求，并建立网络会话；

多媒体资源功能控制器（16），其与多媒体资源功能处理器（17）和所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）连接，用于接收所述的服务呼叫会话控制功能网元（132）发送的消息，控制多媒体资源功能处理器（17）；以及

多媒体资源功能处理器（17），其与所述的多媒体资源功能控制器（16）连接，用于提供多媒体资源功能控制器（16）所请求和所指示的媒体资源。

6.根据权利要求2所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的数据通信网（4）还包含：域名管理和号码映射网元（43），其与所述的主PE设备（41）和若干备PE设备（42）连接，用于接收主PE设备（41）和若干备PE设备（42）发送的消息，存储所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）或所述的接入设备（3）发送的业务消息。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，所述的接入网（5）通过数字中继方式与所述的主IMS核心网（1）和备IMS核心网（2）中的媒体网关控制功能网元（12）互连；

所述的接入网（5）包括：软交换网、电子交换网和公网。

8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的基于IMS的多功能网络系统的容灾方法，其特征在于，该容灾方法包含：

在主IMS核心网（1）处于故障情况下，使用故障检测机检测故障，并选择备IMS核心网（2）发送消息；当故障消除时，切回至主IMS核心网（1）；

通过检测网元之间的协议传送心跳和/或链路状态进行故障检测；

所述的网络系统采用热备份方式，所述的主IMS核心网（1）将所有信息实时发送至所述的备IMS核心网（2），使备IMS核心网（2）的数据和主IMS核心网（1）的数据同步。

9.根据权利要求8所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，当主IMS核心网（1）的呼叫会话控制功能网元（13）宕机或链路中断，切换至备IMS核心网（2）的呼叫会话控制功能网元（13）发送消息；

当主IMS核心网（1）的媒体网关控制功能网元（12）故障时，主IMS核心网（1）的网元将所有消息传送至备IMS核心网（2）的媒体网关控制功能网元（12），主IMS核心网（1）的IP多媒体网关（11）切换至备IMS核心网（2）的媒体网关控制功能网元（12）。

10.根据权利要求9所述的基于IMS的多功能网络系统，其特征在于，当故障消除时，通过人工输入倒回命令方式将备IMS核心网（2）切换回主IMS核心网（1）。