CN1848793A - 一种分组网络互通的方法及其网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分组网络互通的方法，该分组网络包括基于软交换的第一网络和基于IMS的第二网络；第一网络中的软交换设备处理呼叫时判断当前呼叫进展阶段是否符合预置的业务触发点和用户是否签约了IMS业务或所述呼叫的接入码是否为IMS业务接入码，若符合预置的业务触发点并且用户签约了IMS业务或呼叫接入码为IMS业务接入码，则将所述呼叫直接触发到第二网络中的IMS应用服务器，和软交换设备根据IMS应用服务器返回的控制结果进行后续呼叫控制和路由接续，否则，软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续。本发明还同时公开了一种网络系统。

Description

一种分组网络互通的方法及其网络系统

技术领域

本发明涉及下一代网络，尤其涉及一种分组网络互通的方法及其网络系统。

背景技术

目前被规模应用的下一代网络(NGN网络)一般是指基于宽带分组承载、采用承载和控制分离的软交换架构为固定网或移动网接入用户提供C4/C5业务及IP多媒体业务的电信服务网络。其中，软交换(Softswitch)在很多场合下也被称为呼叫服务器(Call Server)等，而移动软交换也被称为MSC(MobileSwitching Center，移动交换中心)Server。软交换一般通过标准或兼容的H.248、MGCP(Media Gateway Control Protocol，媒体网关控制协议)、H.323等协议控制接入的用户媒体网关、中继媒体网关和宽带用户，传统电路域用户通过用户媒体网关、中继媒体网关接入软交换。

虽然基于软交换的NGN网络正在进入规模部署的阶段，以逐步替换传统的公共电话交换网/综合业务数字网(PSTN/ISDN)；但另一方面，随着3GPP组织发布的IP多媒体核心网子系统(IMS)标准影响力的日益加深，ETSI和ITU-T两大标准组织当前都准备采用IMS架构来定义NGN以使之标准化，并且已经引入了实质性的标准起草阶段。

IMS是3GPP R5/R6标准定义的WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess，宽带码分多址)网络中的一个IP多媒体子系统，是3G移动网实现分组话音和分组数据，提供统一的多媒体业务和应用的目标网络，即这是一个以移动用户为应用对象的系统。尽管ITU-T和ETSI正在起草的NGN标准对IMS架构进行了修订以使之能适应固定网接入用户，但是基于IMS的NGN网络和基于软交换的NGN网络在体系结构、呼叫控制等多方面仍然会存在不同程度的差异。

由于软交换设备已经有了一定规模的应用，并且仍在逐步扩大部署，因此必然要考虑基于IMS的NGN网络和基于软交换的NGN网络两者之间的关系，目前业界一般有如下两种方案：

1、基于IMS的NGN网络和基于软交换的NGN网络作为两个完全独立的网络，长期互通共存。

2、软交换将弱化为基于IMS的NGN网络的一个接入控制设备，负责控制接入传统的电路域用户，其呼叫控制、路由接续等功能由IMS负责处理。

尽管体系架构有所不同，但基于IMS的NGN网络和基于软交换的NGN网络的目标都是组建NGN网络，采用第一种方案将两者作为两个完全独立的网络，在设备上存在重复建设的浪费；采用第二种方案，由IMS网络负责处理传统电路域用户的呼叫控制、路由接续等功能，比由软交换来处理时接续的效率更低。

发明内容

本发明提供一种分组网络互通的方法及其网络系统，以解决现有技术中基于IMS的NGN网络和基于软交换的NGN网络互通时，由IMS网络负责基于软交换的NGN网络中的用户呼叫控制和路由接续而存在效率低的问题。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

一种网络系统，包括基于软交换的第一网络和基于IP多媒体核心网子系统(IMS)的第二网络，所述第一网络具有软交换设备，所述第二网络具有IMS应用服务器；其中，所述第一网络中的软交换设备与第二网络中的IMS应用服务器连接，所述软交换设备可在当前呼叫的进展阶段符合预置的业务触发点并且用户签约了IMS业务或呼叫接入码为IMS业务接入码时将该呼叫直接触发到IMS应用服务器。

所述软交换设备还与第二网络中的归属用户服务器(HSS)连接，用于从HSS获取用户签约数据和业务签约数据。

所述软交换设备还与第二网络中的计费收集功能和会话计费功能实体连接，由计费收集功能和会话计费功能实体分别完成离线计费和在线计费功能。

一种分组网络互通的方法，该分组网络包括基于软交换的第一网络和基于IMS的第二网络；所述方法包括下述步骤：

A、第一网络中的软交换设备接处理其接入用户的呼叫时，判断当前呼叫进展阶段是否符合预置的业务触发点，若是则进行步骤B，否则，软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续；

B、将当前呼叫信息匹配业务触发对象预置的签约数据，判断用户是否签约了IMS业务或所述呼叫的接入码是否为IMS业务接入码，若是并得到一个所述签约数据对应的IMS应用服务器的路由地址列表，则进行步骤C，否则，软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续；

C、软交换设备将当前的呼叫信息转换为会话发起协议的Invite消息并直接触发到所述IMS应用服务器的路由地址列表中的第一个IMS应用服务器，由该IMS应用服务器进行业务逻辑控制和向软交换设备返回控制结果；

D、软交换设备接收控制结果，并根据控制结果进行后续呼叫控制和路由接续。

所述预置的业务触发点包括但不限于软交换设备收到呼叫初始请求消息时、软交换收齐被叫号码信息时和使用智能网配置触发检测点的方式通过静态数据在软交换上配置的检测点。

所述业务触发对象基于用户或接入码触发；若基于用户触发，则在用户签约数据中指明用户的IMS业务签约信息和IMS应用服务器的路由地址；若基于接入码触发，则在接入码业务配置数据中指明该接入码对应的业务为IMS业务以及指明IMS应用服务器路由地址。

软交换设备接收到控制结果，如果控制结果是会话发起协议的Invite消息，并且所述IMS应用服务器的路由地址的列表中还有其它的IMS应用服务器，则软交换设备将所述Invite消息触发到列表中的第二个IMS应用服务器；如果控制结果是会话发起协议的某个响应码(response code)，判断是否还有预置的业务触发点，若还有预置的业务触发点，则进行步骤B。

第一网络中的软交换设备将离线计费和在线计费交由第二网络中的计费收集功能(CCF)和会话计费功能(SCF)完成。

采用本发明，软交换接入用户一方面仍通过软交换负责处理其呼叫控制和路由接续等功能，继续利用当前部署的基于软交换的NGN设备，呼叫接续效率高，也使投资得到保护；另一方面，软交换设备可以将用户的呼叫直接触发至IMSAS，软交换接入用户可以使用由IMSAS提供的业务，使基于软交换的NGN网络和基于IMS的NGN网络共享IMS业务层部分网络设备，因而能够减少大量的投资。

附图说明

图1为本发明的网络系统结构系统图；

图2为软交换直接将用户的呼叫触发到IMS应用服务器的业务流程图；

图3为软交换直接将用户的呼叫触发到IMS应用服务器的信令流程图。

具体实施方式

本发明旨在使基于IP多媒体核心网子系统(IMS)的NGN网络和基于软交换的NGN网络在会话层独立、在业务层融合。由于IMS架构目前在3GPP中已经有了严格的标准定义，因此基于软交换的NGN网络要和基于IMS的NGN网络在业务层进行融合，实际上就是要求软交换架构需要符合IMS业务层的要求。基于软交换的NGN网络要和基于IMS的NGN网络在会话层独立、在业务层融合的网络结构如图1所示(图1中，基于IMS的NGN的网络结构、功能实体及其交互接口、各网元及其相互接口等引用3GPP IMS标准的定义，相关的网络结构图可参见3GPP TS 23.002 V6.5.0中的图6和图6a、3GPP TR 23.815 V5.0.0中的图5.1和图5.5)，其中：

(1)、软交换和智能网之间通过接口11相连，基于软交换的NGN网络和基于IMS的NGN网络共用智能网设备，若软交换具有SSF业务交互功能，则可以直接触发智能业务。接口I1采用智能网应用规程(INAP协议)或CAP(CAMELApplication Part，CAMEL应用部分)等协议。

(2)、软交换和IMS AS之间通过接口I2相连，该接口I2采用会话发起协议(SIP协议)。基于软交换的NGN网络和基于IMS的NGN网络共用IMS应用服务器(IMS AS)设备，IMS AS为软交换用户提供各类业务处理，包括补充业务和增值业务(SIP AS)、智能业务触发(IM-SSF)和第三方业务触发(OSA SCS)。

(3)、软交换和HSS之间通过接口I3相连，该接口I3采用Diameter协议(具体定义可参见IMS标准中S-CSCF和HSS的Cx接口)。软交换用户使用IMSAS提供的各类业务，IMS AS使用到的相关的用户签约数据保存在HSS中存储管理。在传统的软交换架构中，软交换所使用的用户签约数据是在本地存储管理的。由于软交换和IMS AS所使用的用户签约数据有重复，因此在本发明中，可以统一交由HSS存储管理，基于软交换的NGN网络要和基于IMS的NGN网络共用HSS统一管理接入用户的用户签约数据。如果软交换采用了对PSI的触发业务，HSS中还必须存储软交换根据其接入用户的具体的IMS业务签约信息组合成的PSI的业务签约数据或软交换根据呼叫的业务接入码转译成的PSI的业务签约数据，若该PSI由用户的业务签约信息组合而成，则其业务签约数据必须能区分指明是触发主叫业务还是被叫业务。

(4)软交换通过接口I4和IMS S-CSCF相连，接口I4采用SIP协议。通过接口I4，软交换接入控制用户和IMS接入控制用户可以互通呼叫。在IMS标准中，定义了一个网络实体媒体网关控制功能(MGCF)来完成电路域用户和IMS用户之间的互通呼叫，因此基于IMS的NGN网络可以直接重用软交换设备来完成其MGCF的功能。

(5)、软交换和计费收集功能(CCF)、会话计费功能(SCF)通过接口I5相连。软交换与CCF之间的接口I5采用Diameter协议(具体定义可参见IMS标准中S-CSCF和CCF之间的Rf接口)。软交换和SCF之间的I5接口采用SIP协议(具体定义可参见IMS标准中S-CSCF和SCF之间的ISC接口)。软交换用户使用IMS AS提供的各类业务，IMS AS的离线计费和在线计费功能分别由计费收集功能(CCF)和事件计费功能(ECF)完成。在传统的软交换架构中，用户的离线计费(详细话单和复式计次表)功能由软交换完成，软交换本身并不支持在线计费功能。由于在软交换用户使用IMS AS业务的前提下，一个完整的呼叫必然同时经过软交换和IMS AS，因此在本发明中，软交换也可以将离线计费和在线计费功能分别交由CCF和SCF完成，基于软交换的NGN网络和基于IMS的NGN网络共用CCF/ECF/SCF完成离线计费和在线计费功能。

软交换接入用户为宽带用户或传统电路域用户，所述软交换设备通过标准或兼容的H.248、媒体网关控制协议(Media Gateway Control Protocol，MGCP)、H.323、SIP等协议控制直接接入的用户媒体网关、中继媒体网关和所述宽带用户，所述传统电路域用户通过所述用户媒体网关和所述中继媒体网关接入所述软交换设备。

在图1所示网络系统中，当软交换接入用户的呼出呼叫或呼入呼叫路由至主叫用户归属的软交换、汇接软交换或被叫用户归属的软交换时，若软交换设备判断当前的呼叫进展阶段符合预置的业务触发点，且用户的签约数据或呼叫接入码的配置数据表明其签约了IMS AS业务，则软交换将当前的呼叫信息转译成SIP INVITE消息，通过接口I2将电路域用户的呼叫直接触发至IMS AS；IMSAS收到来自软交换的SIP INVITE消息后进行相应的业务逻辑控制，并根据控制结果回送相应的SIP消息，如SIP INVITE消息或某种SIP应答消息等。软交换接收SIP消息后，进行后继的呼叫控制和路由接续。

从软交换触发到IMS AS的业务可以是针对主叫、被叫或公共业务标识(PSI)的业务。如果是针对PSI业务，软交换将呼叫中的被叫号码填入SIPINVITE消息中的某个约定的特定区域。软交换在INVITE消息中向IMS AS指明此次呼叫要处理的是主叫(From头域指示)业务还是被叫或PSI(To头域指示)业务，指示的方式可以但不限于：

(1)对同一个IMS AS设备，在INVITE消息的Request URI中使用不同的IMS AS地址，即一个地址表示触发的是主叫业务，另一个地址表示触发的是被叫/PSI的业务。

(2)在INVITE消息中使用某个头域或参数指示，当前触发的是主叫业务还是被叫/PSI业务。

软交换中预置的IMS AS业务触发点可以但不限于如下方式：

A、仅在软交换收到电路域用户的呼出或呼入初始请求消息时；

B、仅在软交换收齐被叫号码信息时；

C、采用智能网TDP触发检测点的触发方式，通过静态数据在软交换上配置DP检测点，即IMS AS业务触发点。如：发端_试呼_鉴权(Origination_Attempt_Authorized)、收集_信息(Collected information)、分析_信息(Analysed_information)、发端_被叫用户忙(O_Called_Party_Busy)、发端_无应答(O_No_Answer)、入端_应答(O_Answer)、入端_拆线(T_Disconnect)等(具体的DP检测点标准、触发类型等定义可参见《中国智能网设备业务交换点技术规范》、Q.1214等中的描述)。

软交换通过接口I2将电路域用户的呼叫直接触发至IMS AS时，业务触发对象可以基于用户或接入码，其中：

(1)、基于用户触发时，在用户签约数据里指明用户的IMS AS业务签约信息和IMS AS的路由地址。可以通过对用户签约数据的匹配得到一个所述的IMSAS的路由地址列表，也可以先根据用户签约数据表明的IMS业务签约信息组合出一个对应的PSI，再通过对PSI业务签约数据的匹配得到一个所述的IMS AS的路由地址列表。用户签约数据和PSI业务签约数据可以存储于软交换设备的数据库或HSS。

(2)、基于接入码触发时，在接入码业务配置数据中指明该接入码的对应的业务为IMS AS业务及IMS AS的路由地址。可以通过对所述接入码业务配置数据的匹配得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表，也可以先将接入码转译称一个对应的PSI，再通过对PSI业务签约数据的匹配得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表。接入码业务配置数据和PSI业务签约数据可以存储于软交换设备的数据库或HSS。

用户签约数据和业务签约数据可以采用3GPP IMS标准定义的方式，它的具体表现形式为用户的或PSI的iFC触发规则，其中：软交换需要将当前的呼叫信息转译为SIP协议格式以匹配iFC触发规则；软交换需要支持对iFC触发规则的解析；iFC触发规则作为签约数据，可以直接保存在软交换的数据库中，也可以保存在HSS中，软交换在需要使用时通过接口I3下载。

参阅图2所示，软交换通过接口I2将软交换用户的呼叫直接触发至IMS AS的流程如下：

步骤10：将软交换接入用户的呼出呼叫或呼入呼叫路由至软交换。软交换可以是主叫用户的归属软交换、汇接软交换、被叫用户的归属软交换。

步骤20：软交换对用户的呼叫进行呼叫控制和路由接续，判断当前呼叫进展阶段是否符合预置的业务触发点，若是则进行步骤30，否则，进行步骤90。

步骤30、将当前呼叫信息匹配业务触发对象预置的业务签约数据，判断用户是否签约了IMS业务或所述呼叫的接入码是否为IMS业务接入码，若是并得到一个IMS AS路由地址列表，则进行步骤40，否则进行步骤90。

步骤40：将当前的呼叫信息转译成SIP INVITE消息，并将其发送给所述路由地址列表中的第一个IMS AS。

若软交换得到一个触发业务的PSI，且此时所述呼叫信息中存在用户输入的被叫号码，则软交换将被叫号码填入所述Invite消息中的某个约定的特定区域。

步骤50：IMS AS收到SIP INVITE消息后，首先根据消息中的指示判断出是处理主叫(From头域指示)业务还是被叫或PSI(To头域指示)业务，然后进行相应的业务逻辑控制，并根据控制结果向软交换回送相应的SIP消息，如SIP INVITE消息或某种SIP应答码(response code)消息等。

如果IMS AS处理的是软交换发送来的PSI业务，判断PSI对应的业务签约数据是否存在，若无则从HSS请求下载。同时需要从INVITE消息中的某个约定的特定区域中取出被叫号码。

如果IMS AS处理的是软交换发送来的基于用户触发的业务，IMS AS得到用户签约数据的方式可以但不限于如下方式：

(1)、软交换用户注册至IMS AS。软交换用户通过H.323、媒体网关控制协议(MGCP)或H.248协议注册至软交换时，软交换通过用户签约数据得到需要注册的IMS AS的路由地址，该数据可以直接通过传统的数据表格配置在软交换中，也可由软交换通过接口I3向HSS下载用户签约数据得到。软交换将注册消息转译成SIP REGISTER消息发送给相应的IMS AS，IMS AS在注册过程中可向HSS请求下载用户的签约数据。

(2)、软交换将业务触发到IMS AS后，IMS AS判断用户的签约数据是否已存在，若无则请求从HSS请求下载。

步骤60：软交换收到来自IMS AS的SIP消息，如果是SIP消息中的Invite消息，并且所述IMS应用服务器的路由地址的列表中还有其它的IMS应用服务器地址，则软交换将所述Invite消息触发到列表中的第二个IMS应用服务器，转入步骤50；否则进行步骤70。

步骤70：SIP消息是某个响应码(response code)，或者是SIP消息中的Invite消息但路由地址列表中没有其它的IMS应用服务器地址，则判断是否还有预置的业务触发点存在，若有并且符合触发条件则转步骤40，否则继续步骤80。

步骤80：软交换根据SIP消息中的控制结果进行后继的呼叫控制和路由接续。

步骤90：软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续。

软交换直接将用户的呼叫触发到IMS应用服务器的信令流程如图3所示。其中，图2和图3的流程仅为说明的具体实现方式，并未表示实际应用中的一个完整的呼叫和业务控制流程所有处理步骤，也没有穷尽所有可能的分支流程，本领域的普通技术根据上述描述，不经过创造性的劳动能够得出详细步骤。

本发明中的基于IMS的NGN的总体架构、功能实体及其交互接口等引用3GPP IMS标准的定义，IMS的具体标准可参见3GPP组织发布的技术规范，其中IMS总体架构定义和基本功能说明可参见3GPP TS23.002和3GPP TS23.228，IMS业务层总体说明可参见3GPP TS 23.218，IMS计费总体说明可参见3GPP TR23.815。本发明不再具体描述。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1、一种网络系统，包括基于软交换的第一网络和基于IP多媒体核心网子系统(IMS)的第二网络，所述第一网络具有完成呼叫控制和呼叫路由的软交换设备，所述第二网络具有提供各类业务处理的IMS应用服务器；其特征在于，所述第一网络中的软交换设备与第二网络中的IMS应用服务器连接，所述软交换设备在其接入用户的呼叫的进展阶段符合预置的业务触发点、并且该用户签约了IMS业务或所述呼叫的接入码为IMS业务接入码时将该呼叫直接触发到IMS应用服务器，所述软件交换设备根据IMS应用服务器的处理结果进行后继呼叫控制和路由接续。

2、如权利要求1所述的网络系统，其特征在于，所述软交换设备还与第二网络中的归属用户服务器(HSS)连接，用于从HSS获取用户签约数据和业务签约数据。

3、如权利要求2所述的网络系统，其特征在于，所述软交换设备还与第二网络中的计费收集功能(CCF)和会话计费功能(SCF)实体连接，由计费收集功能实体完成离线计费功能，由会话计费功能实体完成在线计费功能。

4、如权利要求1至3任一项所述的网络系统，其特征在于，软交换设备与IMS应用服务器之间的接口为会话发起协议(SIP)接口。

5、一种分组网络互通的方法，该分组网络包括基于软交换的第一网络和基于IMS的第二网络；其特征在于，该方法包括下述步骤：

A、第一网络中的软交换设备处理其接入用户的呼叫时，判断当前呼叫进展阶段是否符合预置的业务触发点，若是则进行步骤B，否则，软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续；

B、将当前呼叫信息匹配业务触发对象预置的签约数据，判断用户是否签约了IMS业务或所述呼叫的接入码是否为IMS业务接入码，若是，则获得所述签约数据对应的第二网络中IMS应用服务器的路由地址列表，并进行步骤C；否则，软交换设备直接进行后续呼叫控制和路由接续；

C、软交换设备将当前的呼叫信息转换为会话发起协议的Invite消息，并直接触发到所述IMS应用服务器的路由地址列表中的第一个IMS应用服务器，由该IMS应用服务器进行业务逻辑控制和向软交换设备返回控制结果；

D、软交换设备接收控制结果，并根据控制结果进行后续呼叫控制和路由接续。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预置的业务触发点包括但不限于：软交换设备收到呼叫初始请求消息时、软交换收齐被叫号码信息时和使用智能网配置触发检测点的方式通过静态数据在软交换上配置的检测点。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，若所述业务触发对象基于用户触发，则在用户签约数据中指明用户的IMS业务签约信息和IMS应用服务器的路由地址；若所述业务触发对象基于接入码触发，则在接入码业务配置数据中指明该接入码对应的业务为IMS业务以及指明IMS应用服务器路由地址。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，若基于用户触发时，通过匹配用户签约数据得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表；或者，先根据用户签约数据表明的IMS业务签约信息组合出一个对应的公共业务标识(PSI)，再通过对PSI业务签约数据的匹配得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表。

9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，若基于接入码触发，通过对接入码业务配置数据的匹配得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表；或者，先将接入码转译成一个对应的公共业务标识(PSI)，再通过对PSI业务签约数据的匹配得到一个所述的IMS应用服务器的路由地址列表。

10、如权利要求5至9任一项所述的方法，其特征在于，软交换触发到IMS应用服务器的业务为针对主叫用户、被叫用户或公共业务标识(PSI)的业务，在触发消息中指示处理主叫业务还是处理被叫或者PSI业务。

11如权利要求10所述的方法，其特征在于，在消息中使用不同的IMS应用服务器地址指示处理主叫业务还是处理被叫或PSI业务；或者，在消息中使用某个头域或参数指示处理主叫业务还是处理被叫或PSI业务。

12如权利要求10所述的方法，其特征在于，若PSI是根据用户的签约信息组合而成，则IMS应用服务器获取PSI业务签约数据后，根据PSI业务签约数据区分处理主叫业务还是处理被叫业务。

13、如权利要求10所述的方法，其特征在于，第一网络中的软交换设备将离线计费和在线计费交由第二网络中的计费收集功能(CCF)和会话计费功能(SCF)完成。

14、如权利要求10所述的方法，其特征在于，在第一网络中的用户通过软交换设备注册到IMS应用服务器时，IMS应用服务器获取用于业务逻辑控制的用户签约数据；或者，在软交换设备将呼叫触发到IMS应用服务器时，IMS应用服务器请求从用户归属服务器下载用于业务逻辑控制的用户签约数据或业务签约数据。

15、如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤D中，软交换设备接收到控制结果后，如果控制结果是会话发起协议的Invite消息，并且所述IMS应用服务器的路由地址的列表中还有其它的IMS应用服务器，则软交换设备将所述Invite消息触发到列表中的第二个IMS应用服务器；如果控制结果是会话发起协议的某个响应码(response code)，判断是否还有预置的业务触发点，若还有预置的业务触发点，则进行步骤B。

16、如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤C中，若软交换触发到IMS应用服务器的业务为针对PSI的业务，此时所述呼叫信息中存在用户输入的被叫号码，则软交换设备将被叫号码填入所述Invite消息中的特定区域。

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