CN1343051A - 具有媒体网关控制器冗余结构的网关系统 - Google Patents

具有媒体网关控制器冗余结构的网关系统 Download PDF

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Abstract

在用于把用一个公共通信信令系统No.7的电话网络(101)与IP(因特网协议)网络(102)连接起来的一个网关系统中,该网关系统包括一个媒体网关(3)和包括多个媒体网关控制器(11至13)的一个媒体网关控制器组(1)。任何一个媒体网关控制器均用于终接一个No.7信号,其表示公共信道信令系统No.7的控制信号,并用于通过对经由该IP网络的媒体网关进行控制的方式来执行对该IP网络的呼叫控制与连接控制以便在该电话网络与该媒体网关之间建立一条通信路径(100)。每个媒体网关控制器包括一个呼叫处理控制部分以便在该电话网络与该媒体网关之间建立该通信路径。No.7信号处理部分与呼叫处理控制部分具有M3UA(SS7(信令系统No.7)MTP3－用户适配层)功能。

Description

具有媒体网关控制器冗余结构的网关系统
发明背景
本发明涉及用于把一个使用一个公共信道信令系统的现有电话网络与一个IP(因特网协议)网络连接起来的一个网关系统。
在对使用公共信道信令系统的现有电话网络的信道(或电路)的控制中，要求在出现故障情况下的高可靠性。为满足这一要求，使用了一项技术，其中信号转接点或信号通路可被切换，这样，即使在出现故障的情况下信号处理也不会被中断。这里要注意，在该公共信道信令系统中，除了多个通信信道之外还提供了一个信号信道，以便通信信道的控制信号能够通过作为专供该控制信号使用的一个单独的数据信道而得以传送与接收。例如，在一个载波网络中就使用了一个公共信道信令系统No.7(SS7)。
另外，还开发了用于连接现有电话网络与IP(因特网协议)网络的一个网关系统。该网关系统一般包括多个媒体网关。通过这种网关系统的应用，就可以通过现有的电话网络来获得IP网络上的各种服务。
上述的网关系统还包括终接作为公共信道信令系统No.7的控制信号的No.7信号的一个媒体网关控制器(MGC)。该媒体网关控制器(HGC)对通过该IP网络的一个相应的媒体网关进行控制，使该相应的媒体网关在现在的电话网络与该相应的媒体网关之间建立一条通信路径。
上述的媒体网关控制器(MGC)对多媒体网关进行控制。该媒体网关控制器用作一个执行呼叫控制与连接控制的节点并因此而被要求具有高可靠性。另一方面，在出现故障的情况下，直接应用一项技术把作为一个故障节点的该媒体网关控制器切换至作为一个新节点的另一个节点是不可能的。
这是因为在一个交换机和一个媒体网关之间的一个特定的通信信道是由一个终点代码(DPC)和一个电路(或信道)标识别(CIC)标识的。因此，具有不同点代码(PC)的该新节点不可能标识该特定的通信信道。因而，该新节点就不接收该特定的通信信道的呼叫状态。
当在媒体网关控制器本身或者在一个No.7网络链路中或者在与该媒体网关控制器连接的IP网络中出现故障时，对于由该媒体网关控制器控制的所有信道的呼叫控制将均告失败。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一个即使是在出现故障的情况下也不会导致系统瘫痪的能够保证高可靠性的网关系统。
其他的目的将随着说明的继续而变得清楚。
根据本发明，提供了用于把使用一个公共信道信令系统No.7的一个电话网络与一个IP(网际协议)网络连接起来的一个网关系统，该网关系统包括一个媒体网关和包括多个媒体网关控制器的一个媒体网关控制器组，每个媒体网关控制器被赋予一个公共代码，任何一个媒体网关控制器均用于终接一个No.7信号，其表示该电话网络中的公共信道信令系统No.7的一个控制信号，并用于通过对经由该IP网络的媒体网关进行控制的方式来执行对该IP网络的呼叫控制与连接控制，以便在该电话网络与该媒体网关之间建立一条通信路径。
附图简述
图1是根据本发明的一个实施例的一个网关系统的一个方块图；
图2是属于图1中所示的一个媒体网关控制器的媒体网关控制器的一个功能方块图；
图3是对图1中所示的网关系统的一个操作进行描述的一个时序图；
图4是对图1中所示的网关系统在出现故障的情况下的操作进行描述的一个时序图。
优选实施例的描述
在参照附图对本发明的一个实施例进行详细描述之前，为更好地理解本发明，将对本发明的一个网关系统进行简要描述。
本发明的一个网关系统能够通过一个现有的电话网络提供一个IP网络的各种服务。例如，利用一个远程访问服务器(RAS)进行的拨号服务就被认知为这种服务之一。通过实现媒体网关控制器(MGC)的一个冗余节点结构，其用作为终接一个作为该电话网络中的一个公共信道信令系统No.7的控制信号的No.7信号的节点，以及用作为对IP网络一方进行呼叫控制与连接控制的节点，该网络系统就能够保证高可靠性，而不会在该媒体网关控制器中或者与其连接的一个单一的链路中出现故障的情况下导致系统瘫痪。
为保证高可靠性，现有电话系统采用了这样的结构：在一个信号转接点(STP)中出现故障而成为一个故障点或者在一个信号链路中出现故障而成为一个故障链路的情况下，一个信号通路被切换而通过另一个信号转换点或者通过另一个信号链路来传输信号。这样，该系统能够继续运行，而不会导致系统瘫痪。
最近开发了作为一个新系统的网关系统，借助了媒体网关(MG)的使用，通过现有的电话网络来提供IP网络的各种服务。
在上述的网关系统中，必不可少地包括一个媒体网关控制器，该控制器具有作为一个用于终接No.7信号的信令网关的功能以及作为一个呼叫装置对IP网络一方进行呼叫控制与连接控制的功能。本质上讲，该媒体网关控制器执行呼叫控制，以致于用于信号转接点的切换系统无法使用。因此，当该媒体网关控制器出现故障时，该网关系统将陷入系统瘫痪。
本发明涉及在上述服务中使用的媒体网关控制器。准确地讲，多个媒体网关控制器被归为一组以便构成一个冗余结构。这样的一个冗余结构能够保证可靠性，即使出现故障也不会导致系统瘫痪，而使操作得以继续。
更准确地讲，在本发明的网关系统中，多个媒体网关控制器被归入具有一个冗余结构的一个媒体网关控制器组。属于每个单组的媒体网关控制器被赋予一个公共点代码(PC)。
每个媒体网关控制器包括由两个主要的功能部件，即一个No.7信号处理部分和一个呼叫处理控制部分。每个功能部件有一个M3US(SS7(信令系统No.7)MTP3一用户适配层)功能。通过IP网络SCTP(信号流控制传输协议)的应用，信号信息在媒体网关控制器间传送与接收。
例如，从一个No.7网络链路传到一个媒体网关控制器的一个ISUP(ISDN(综合服务数字网络)用户部件)信号由No.7的信号处理部分进行处理以获得信号信息。No.7信号处理部分把信号信息传至呼叫处理控制部分。同时，该信号信息还经由IP网络被传送至其他的媒体网关控制器。这样，一个呼叫状态就由各媒体网关控制器共享。
假定通过一个特定的媒体网关控制器在一个交换机与一个媒体网关之间建立了一个通信信道。一旦在该特定的媒体网关控制器中出现故障，该交换机或该媒体网关就把将被传往一个特定的媒体网关控制器的ISUP信号或一条信息传至该媒体网关控制器组中的另一个媒体网关控制器。这样，对通信信道的处理得以继续，而不会受到故障的影响。
交换机向媒体网关控制器组传送ISUP信号时，考虑到信号传输量的分布，要选择一个合适的信号链路。这样，负载就在媒体网关控制器之间进行分配，以免每个单一的媒体网关控制器过度集中于信号处理。
如上所述，媒体网关控制器被归入具有冗余结构的媒体网关控制器组。媒体网关控制器组中的媒体网关控制器被赋予相同的PC，并作为一个单一的媒体网关控制器来处理。通过M3UA的使用，呼叫状态在媒体网关控制器组中的这些媒体网关控制器间共享。使用这一结构，处理就能连续进行，即使在出现故障时也不会导致系统瘫痪。这样，高可靠性就能得到保证。
现在，将参照附图对本发明的一实施例进行详细的描述。
参见图1，根据本发明的一个实施例的一个网关系统包括一个媒体网关控制器组(下面简写为MGC组)1，一个交换机2，和一个媒体网关3。该网关系统用于连接一个现有电话网络101和一个IP(因特网协议)网络102。
MGC组1包括多个媒体网关控制器(下面简写为MGC)11至13。MGC11至13均属于具有一个公共点代码(PC)的MGC组1。媒体网关3预先获得并储存赋予MGC11至13的IP地址，MGC11至13属于对媒体网关3进行控制的MGC组1。
交换机2是电话交换台内的一个交换机并与现有电话网络101(用户线路)连接。属于MGC组1的MGC11至13通过属于一个单一的公共信号链路组的信号链路与交换机2连接。在一个特定的信号链路变得无法使用的情况下，该特定的信号链路被切换成另一个信号链路。在图1中，媒体网关3通过一个通信路径100与交换机2连接。
假定一个用户要通过现有的电话网络101来使用一项IP网络服务。在这种情况下，MGC11至13中的一个MGC经由IP网络102在媒体网关3和交换机2之间建立通信路径100。通信路径100由MGC11至13根据一个终点代码(DPC)和一个电路(或信道)标识码(CIC)来标识。在这种情况下，该终点代码具有一个赋予MGC组1的终点代码值。
参见图2，MGC组1中的MGC11包括一个No.7信号处理部分11a和一个呼叫处理控制部分11b。同样，MGC12包括一个No.7信号处理部分12a和一个呼叫处理控制部分12b。MGC13包括一个No.7信号处理部分13a和一个呼叫处理控制部分13b。
MGC11至13中的每个MGC通过一个SCTP(信息流控制传输协议)上的M3UA(SS7(信令系统No.7)MTP3-用户适配层)的使用，经由IP网络102，把信号信息传至其他的MGC。
No.7信号处理部分11a，12a和13a中的每个部分把一个No.7信号作为公共信道信令系统No.7(SS7)的一个控制信号来处理并把从一个No.7网络链路接收的一条ISUP(ISDN(综合服务数字网络)用户部件)信息传至呼叫处理控制部分11b，12b，和13b中的每一个部分。同时，No.7信号处理部分11a，12a和13a的每一部分均有一个M3UA功能，通过M3UA功能的应用，把信息传至其他的MGC。No.7信号处理部分11a，12a和13a的每一部分把来自每个呼叫处理控制部分11b，12b和13b的ISUP信息传至No.7网络链路。
每个呼叫处理控制部分11b，12b和13b均执行呼叫控制与连接控制，即终接从每个No.7信号处理部分11a，12a和13a接收的ISUP信息，并向IP网络发送一条用于根据该ISUP信息对媒体网关3进行控制的信息。具有来自媒体网关3的信息的每个呼叫处理控制部分11b，12b和13b把该信息传至每个No.7信号处理部分11a，12a和13a，并且同时，通过使用M3UA把该信息传至其他的MGC.
如上所述，MGC组1具有一个包括多个MGC11至13冗余结构。属于MGC组1的MGC11至13被赋予相同的点代码。
每个MGC11至13包括两个主要的功能部件。准确地讲，MGC11包括No.7信号处理部分11a和呼叫处理控制部分11b。同样MGC12包括No.7信号处理部分12a和呼叫处理控制部分12b。同样MGC13包括No.7信号处理部分13a和呼叫处理控制部分13b。每个功能部件均有M3UA功能，MGC11至13通过使用SCTP经由IP网络102在相互之间传送与接收信号信息。
例如，从No.7网络链路向MGC11传送的ISUP信号由No.7信号处理部分11a来处理。No.7信号处理部分11a把该信号信息传至呼叫处理控制部分11b。同时，该信号信息还通过IP网络102被传至其他的MGC12和13。因此，MGC11至13共享该呼叫状态。
当经由MGC11在交换机2与媒体网关3之间建立通信信道路径时，假定在MGC11中出现一个故障。在这种情况下，交换机2或媒体网络3把将被传至MGC11的ISUP信号或信息传至该MGC组1中的其他MGC12或13。通过这种方法，对通信路径100的处理被继续进行，而不受该故障影响。
当交换机2把ISUP信号传至MGC组1时，考虑到信号传输量的分布，要选择一个合适的信号链路。这样，负载就在MGC11至MGC13之间分配，以免MGC11至MGC13中的每个单一的MGC过度集中于信号处理。
如上所述，MGC11至NGC13被归入具有一个冗余结构的MGC组1中。MGC组1被作为一个单一的MGC来处理。准确地讲，MGC组1中的MGC11至13被赋予相同的点代码。通过M3UA的使用，呼叫状态被共享。这样，处理继续进行，即使在故障出现时也不会导致系统瘫痪。这样，高可靠性就得了保证。
除了图1与图2之外再参见图3与图4，将对本实施例的网关系统的运行进行描述。
假定一个呼叫源自现有的电话网络101(用户线路)并被与其相连的交换机2接收。在这种情况下，交换机选择MGC11至13中与一个指定的电话号码对应的MGC并把一条ISUP信息(图3中的A1)传至MGC11至13中所选中的MGC。
例如，交换机2把ISUP的一条IAM(初始化地址信息)(图3中的A1)传至MGC11。在具有该信息的MGC11中，该信息经由No.7信号处理部分11a被传至呼叫处理部分11b。
同时，No.7信号处理部分11a把IAM信息作为接收IAM信息处理成一个M3UA格式，以便该接收IAM信息通过SCTP(图3中的A2，A3)的使用经由IP网络102被传至其他的MGC12至13。这时，No.7信号处理部分11a将一个伪标记加到被传输的IAM信息上。
在具有该信息的MGC12与13中，呼叫处理控制部分12b和13b对伪标记进行鉴别。再者，至于带有所加的伪标记的信息，呼叫处理控制部分12b和13b并不把该信息传至媒体网关3，而是把所讨论的该呼叫信息记录下来。
呼叫处理控制部分11b根据IAM信息中所含的一个信道标识信息(终点代码与信道标识码)对该信道进行鉴别。根据MGC11中的一张路由表(未示出)，呼叫处理部分11b经由IP网络102向建立通信路径100的媒体网关3传送一个呼叫建立信息(图3中的A4)。
同样，当MGC11从媒体网关3接收一条应答信息(图3中的A5)时，MGC11的呼叫处理控制部分11b把ISUP-ACM信息传至No.7信号处理部分11a。同时，该信息被处理成M3UA格式。通过与No.7信号处理部分11a使用的传输技术相似的方法，具有所加的伪标的ACM信息被传至其他的MGC12至13(图3中的A6与A7)。
在MGC12至13，No.7信号处理功能部分12a与13a并不把该信息传至No.7网络链路，而是在伪标记被鉴别的情况下把该状态作为呼叫信息记录下来。MGC11的No.7信号处理部分11a把ISUP-ACM信息传至No.7网络链路(图3中的A8)。通过上述操作，呼叫状态由MGC11至13共享。在这种情况下，通过上述操作，在交换机2与媒体网关3之间建立了通信路径100。
下面参见图4，将对在MGC11中出现故障进而与MGC的通信已不可能的情况下的操作进行描述。
假定通信路径100(图4中的B10)是经由MGC11建立的。交换机2向MGC11传送ISUP信息(图4中的B1)时，由于故障MGC11已不能运行。在这种情况下，交换机2中设置的一个定时器(图4中的B2)对“信息暂停”进行检测。
交换机2检测出由上述的暂停造成的错误并把MGC11的状态置为一个故障状态。交换机2禁止对所讨论的信号链路的信号传输以便不执行信号传输，直到从故障状态恢复为止。交换机2再把相同内容的ISUP信息(图4中的B3)传至属于与MGC组1连接的同一个信号链路组的另一信息链路(在这种情况下，目的端是MGC12)。
MGC12从MGC11接收伪信息并共享所讨论的通信信道的呼叫状态。由于MGC12具有与MGC11相同的点代码，该信道被正确地识别出来。用与上面提到的(图4中的B4，B5)相似的方法，MGC12的No.7信号处理控制部分12b并且同时把该ISUP信息传至MGC组1中的其他的MGC11至13。
处于故障状态的MGC11不能接收信息。MGC12对这一局面进行检测并把MGC11的状态置为故障状态并且不传送任何信息，直到MGC11从故障状态恢复，通过上述操作，即使在MGC11中出现故障(图4中的B6，B7，B8，B9)，呼叫控制也能由属于同一个MGC组1的其他MGC12至13继续进行。
这就是说，在图4中的B6，MGC12象在图3中的A4一样，经由IP网络102把呼叫建立信息了；传至媒体网关3。在图4中的B7，MGC12象在图3中的A5一样从媒体网关3接收应答信息。在这种情况下，MGC12的呼叫处理控制部分12b把ISUP-ACM信息传至No.7信号处理部分12a。同时，该信息被处理成M3UA格式。通过与No.7信号处理部分12a使用的传输技术相似的方法，在图4中的B8(就象在图3中的A7)，具有所加的伪标记的ACM信息被传至MGC13。
在MGC13中，在伪标记被鉴别出来的情况下，No.7信号处理功能部分13a并不把该信息传给No.7网络链路，而是把该状态作为呼叫信息记录下来。在图4中的B9(就象在图3中的A8一样)，MGC12的No.7信号处理部分12a把ISUP-ACM信息传至No.7网络链路。
如上所述，在通过媒体网关的使用经由现有的电话网络101来提供IP网络服务的系统环境中，MGC11至13的用于处理信号并执行呼叫控制的冗余结构得以实现。由于该结构，即使在MGC11至13中，或者在信号链路中出现了故障，呼叫控制也会由于其他MGC的使用而得以保证，而不会引起系统瘫痪。这样，高可靠性就得到保障。通过对No.7信号处理部分11a，12a和13a以及呼叫处理控制部分11b，12b和13b的灵活组合以在多个MGC11至13中分配处理，就可能实现负载的分布，而不会使处理集中于一个单一的节点。
在前面的描述中，MGC的数量为3。然而在上述的结构中，MGC的数量可以在IP地址能被确定的范围内增加。
为在MGC11至13间共享呼叫状态，使用了利用M3UA/SCTP经由IP网络102传输ISUP信息的技术。除此而外，MGC可以用高速总线接头来连接以便于传输/接收/共享信息。在这种情况下，根据每个功能部件的使用频度或者故障状态，通过灵活地改变包括No.7信号处理部分11a，12a和13a以及呼叫处理控制部分11b，12b和13b在内的功能部分的组合，就能把负载分散开来。
如果MGC的数量增加，每个MGC组可以获得一个呼叫处理管理节点。在这种情况下，就没有必要把ISUP的伪信息传至所有的MGC11至13。通过选择在执行处理上具有最低使用频度的功能部件，冗余结构即能得到更有效的利用。
如上所述，在通过媒体网关的使用，经由现有的电话网络提供IP网络服务的网关系统中，用于终接作为现有电话网络中的公共信道信令系统No.7的控制信号的No.7信号并用于对IP网络一方进行呼叫控制与连接控制的多个媒体网关控制器被归入具有冗余结构的媒体网关控制器组。这样，即使出现故障，也能保证高可靠性，而不会导致系统瘫痪。

Claims (6)

1.用于把使用一个公共信道信令系统No.7的一个电话网络与一个IP(因特网协议)网络连接起来的一个网关系统，所述网关系统包括一个媒体网关和包括被赋予一个公共点代码的多个媒体网关控制器的一个媒体网关控制器组，任何一个所述的媒体网关控制器均用于终接表示所述的电话网络中的公共信道信令系统No.7的一个控制信号的一个No.7信号，并用于通过对经由所述的IP网络的所述的媒体网关进行控制的方式来执行对所述的IP网络的呼叫控制与连接控制以便在所述的电话网络与所述的媒体网关之间的建立一条通信路径。
2.如权利要求1所述的一个网关系统，其中每个所述的媒体网关控制器包括用于限制No.7信号的一个No.7信号处理部分和用于通过对经由所述的IP网络的所述的媒体网关进行控制的方式来对所述的IP网络进行呼叫控制与连接控制的一个呼叫处理控制部分以便在所述的电话网络与所述的媒体网关之间建立通信路径，所述的No.7信号处理部分和所述的呼叫处理部分具有一个M3UA(SS7(信令系统No.7)MTP(信息传输部件)3-用户适配层)功能。
3.如权利要求2所述的一个网关系统，其中所述的媒体网关控制器通过使用SCIP(信息流控制传输协议)的方式经由所述的IP网络在相互之间发送与接收信号信息。
4.如权利要求2所述的一个网关系统，其中所述的媒体网关控制器通过所述的M3UA功能的使用来共享一个呼叫的信息。
5.如权利要求4所述的一个网关系统，其中所述的媒体网关控制器通过使用SCIP(信息流控制传输协议)的方式经由所述的IP网络在相互之间发送与接收信号信息。
6.如权利要求1所述的一个网关系统，其中所述的电话网络包括使用一个远程访问服务器的一项拨号服务。
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