CN1288884C - Ip接入实现语音业务的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IP接入实现语音业务的方法，该方法是在IP电话网关功能基础上增加接入侧功能，使IP电话网关转变为边缘中继网关，实现信令转换和媒体流转换功能；在本地交换机侧，边缘中继网关和用户接入网关表现为接入网，在用户接入网关侧，本地交换机和边缘中继网关表现为一个媒体网关控制器，边缘中继网关负责完成MGCP/H248信令和V5/No.7信令之间的转换。本发明还公开了一种语音接入系统。
Description
技术领域
本发明涉及网络语音业务技术，特别涉及一种基于IP网络的以IP接入实现语音业务的方法及系统。
背景技术
随着电信市场的逐步开放和新的竞争格局形成，通信领域的全方位竞争日趋激烈，运营商建网兼顾速度和成本，投资重心逐渐向最直接面向用户的接入层转移，而随着IP网的迅猛发展，在IP网上提供廉价且高质量的语音、数据业务，越来越成为可能，而且日益受到电信设备制造商和运营商的关注。对于电信运营商而言，利用现有IP城域网为IP超市、小区、小型企业、SOHO等用户提供IP语音以及多媒体业务，正逐渐成为接入网建设中一种有效的补充方案。
现有的新运营商在开展语音业务时，有以下特点：1、本地网建设费用巨大，与老运营商的互联互通的高额费用都使其无法在本地市话业务上竞争，因此新运营商主要着眼于长话业务。2、新运营商现有的IP城域网的带宽非常富裕，没有得到有效利用，因此要求语音接入走IP最符合其现有网络和利益。
目前通过IP网络实现多业务综合接入的类似方案主要有基于软交换技术的下一代网络(简称NGN)方案。该方案属于一种综合、开放的网络构架，提供话音、数据和多媒体等业务。NGN采用软交换技术，将传统交换机的功能模块分离为独立网络部件，各部件按相应功能进行划分，独立发展。NGN采用业务与呼叫控制分离、呼叫控制与承载分离技术，实现开放分布式网络结构，使业务独立于网络。通过开放式协议和接口，可灵活、快速地提供业务，个人用户可自己定义业务特征，而不必关心承载业务的网络形式和终端类型。
NGN技术虽然具有明显的优点，并被认为是未来网络建设发展的方向，其组网方案也可满足新运营商需求。但就目前状况来看，主要存在两点缺点：
1、完全采用NGN组网成本过高，运营商需要大量采购相关设备，以取代更新现有网络。
2、由于是新技术，NGN目前仍在完善之中，大规模应用存在一定的风险。
综合来看，新运营商仍需要一定的时间才可规模应用NGN技术，这就和新运营商迫切需要开展综合业务产生了矛盾。
发明内容
本发明的目的在于提供一种IP接入实现语音业务的方法，通过该方法可在现有网络资源基础上，满足新运营商利用IP网络实现接入语音业务。
本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法的系统。
本发明的方法包括步骤：
A、源用户通过接入网关向目的用户发起呼叫；
B、源用户和目的用户侧的边缘中继网关控制功能模块分别在两用户侧的边缘中继网关和接入网关之间建立实时传输协议(RTP)通道，并通过对接入网关侧和本地交换机侧的协议格式转换在源用户和目的用户间建立连接；
C、源用户和目的用户间的语音业务流分别通过相应侧的实时传输协议通道承载传输。
其中：
步骤B包括以下步骤：
B1、源用户侧的接入网关将源用户的呼叫事件上报边缘中继网关；
B2、源用户侧的边缘中继网关功能控制模块将所述呼叫事件的协议格式转换后上报本地交换机；
B3、源用户侧的边缘中继网关功能控制模块在边缘中继网关与接入网关之间建立实时传输协议(RTP)通道；
B4、源用户侧的边缘中继网关控制功能模块将目的用户号码上报本地交换机；
B5、本地交换机根据目的用户号码向该用户侧的边缘中继网关下发关于呼叫事件的指示；
B6、目的用户侧的边缘中继网关控制功能模块对所述指示的协议格式进行转换后下发给该用户侧的接入网关，并在该边缘中继网关与该接入网关间建立实时传输协议通道(RTP)通道；
B7、目的用户侧的接入网关将呼叫事件通知目的用户。
所述边缘中继网关与接入网关之间采用媒体网关控制协议(MGCP)、H.248协议、H.323协议或会话发起协议(SIP)格式；边缘中继网关与交换机之间采用V5信令、7号信令、1号信令或PRA信令协议格式。
一种语音业务系统，包括：本地交换机，接入网关，IP网络和设置于IP网络中的边缘中继网关；所述本地交换机通过链路与边缘中继网关连接，通过窄带信令协议交互，所述接入网关和边缘中继网关通过IP网络相连，该接入网关通过IP接入IP城域网，所述边缘中继网关用于实现信令转换和媒体流的转换。
本发明综合了现有技术和新运营商的网络现状，能较好的满足运营商需求，使得新运营商只需较小投入，即可实现利用IP网络综合接入多种业务。同时方案实现大部分采用的是较为成熟的技术，新增部分也仅仅完成透传、转换的功能，所以稳定性较好。由于在组网中采用的网关设备与下一代网络(NGN)中设备一致，当NGN成熟时，只需引入新的媒体网关(MGC)，则现有组网就可变为MGC+IAD/AMG以及MGC+TMG+LE的标准NGN组网。因此运营商可一步投资到位，最终平滑过渡到NGN，符合运营商的长远利益和技术发展方向。
本发明同时还支持所有已有的数据、多媒体业务的方案。
附图说明
图1为本发明的语音业务系统结构示意图；
图2为IP接入原理图；
图3为初始化注册流程图；
图4、图5、图6为本发明的呼叫接续示意图；
图7为本发明的流程图。
具体实施方式
参阅图1，语音业务系统由本地交换机、边缘中继网关、综合接入设备、接入媒体网关等设备组成。其中，本地交换机负责实现呼叫业务以及对资源控制；边缘中继网关实现信令转换和媒体流转换功能；综合接入设备和接入媒体网关实现连接窄带侧电话用户和宽带网络，实现IP接入。窄带侧电话用户通过用户线连接到各接入网关设备上，各接入网关设备和边缘中继网关通过五类线或网线连接到IP城域网。边缘中继网关通过E1/T1中继线与本地交换机相连。本地交换机通过边缘中继网关控制接入网关设备所带电话用户的呼叫，实现语音业务。其中，边缘中继网关和接入网关设备之间采用媒体网关控制协议(MGCP)、H.248协议、H.323协议或会话发起协议(SIP)通信；本地交换机和边缘中继网关采用V5信令协议、7号信令协议、1号信令或会话发起信令协议(SIP)通信。
本发明在现有IP电话网关功能基础上，增加MGCP/H.248网络侧和V5接入侧功能，使IP电话网关转变为边缘中继网关(简称ETG)，实现信令转换和媒体流转换功能。
在硬件上，由于接入媒体网关/综合接入设备、IP电话网关、交换机已经存在，但接入媒体网关/综合接入设备侧信令交互使用的是MGCP/H.248协议，而交换机侧信令交互使用的是V5协议，所以IP接入的实现核心是在IP电话网关上，通过软件实现MGCP/H.248协议与V5协议的转换，完成两者的连接，而IP电话网关也转变为边缘中继网关(ETG)。在通过信令的交互后，边缘中继网关创建一条连接接入媒体网关/综合接入网关的RTP通道，用于承载用户语音。
参阅图2，IP接入的特点是，对于本地交换机侧，边缘中继网关和接入媒体网关/综合接入设备表现为接入网(AN)，在接入媒体网关/综合接入设备侧，本地交换机(LE)和边缘中继网关表现为一个媒体网关控制器(MGC)。此时，边缘中继网关就需要完成对应协议的转换工作，在原有软件基础上，需要移植MGCP/H.248协议栈、V5二层、三层协议，以及增加对应的协议栈适配、转换控制功能。
对于IP接入来说，包括初始化注册流程、呼叫接续流程。
初始化注册流程，参阅图3：
在边缘中继网关上配置完相关数据后，接入媒体网关上电，启动初始化注册流程。
首先由接入媒体网关向边缘中继网关发送状态正常的RSIP消息，接到消息并回应ACK后，边缘中继网关向接入媒体网关发送审计的AUDIT消息，审计各端点用户。当接入媒体网关完成审计后，向边缘中继网关回应正常，则边缘中继网关向本地交换机上报ASL用户通道正常的ASL CHANNEL REPORT OK消息，同时向接入媒体网关发送检测用户摘机信号的RQNT消息，等待呼叫发起。经过初始化注册流程后，用户完成了在交换机及边缘中继网关上的状态初始化及注册，成为可以进行正常呼叫的电话用户。
呼叫接续过程，参阅图7：
步骤10：源用户侧的接入网关将源用户的呼叫事件上报边缘中继网关。
当主叫发起呼叫后，接入媒体网关检测到主叫用户摘机信号后，将摘机事件上报边缘中继网关。接入媒体网关上报的呼叫事件消息格式为媒体网关控制协议(MGCP)或H248协议格式，见图4(图中还箭头的线代表信令，虚线代表RTP通道。)。
步骤20：边缘中继网关控制功能模块在边缘中继网关与接入网关之间建立实时传输协议(RTP)通道，并将所述呼叫事件的协议格式转换后上报本地交换机。
边缘中继网关收到摘机事件上报后，控制功能模块完成接入媒体网关和边缘中继网关之间RTP通道的建立及资源分配，同时将用户摘机事件的消息格式转换为V5消息格式上报本地交换机。这样，在用户拨号之前，接入媒体网关和边缘中继网关之间已经建立了一条用于承载话路的RTP通道。
步骤30：源用户侧的边缘中继网关控制功能模块将用户地址上报本地交换机。
源用户(或称主叫)拨号后，边缘中继网关将用户电话号码通过信令或已建立的RTP通道上传到本地交换机，本地交换机根据被叫用户号码进行接续，同时向主叫放回铃音，回铃音经过边缘中继网关时，由脉冲编码调制(PCM)转变为IP包，通过RTP通道传到接入媒体网关，再由接入媒体网关转换为PCM信号放给主叫用户听。
步骤40：本地交换机根据目的用户地址向该用户侧的边缘中继网关下发关于呼叫事件的指示。
在本实施例中，本地交换机下发放振铃音的指示。
步骤50：目的用户侧的边缘中继网关控制功能模块对所述指示的协议格式进行转换后下发给该用户侧的接入网关，并在该边缘中继网关与该接入网关间建立实时传输协议(RTP)通道。
当被叫侧所在边缘中继网关接到本地交换机放振铃音的指示后，将V5协议格式转换为MGCP/H248协议格式，通知被叫用户所在接入媒体网关放搌铃音给用户，同时也建立一条被叫侧边缘中继网关和接入媒体网关之间的RTP通道，这样，在被叫用户摘机前，被叫侧边缘中继网关和接入媒体网关之间的RTP通道也已建立，见图5(图中带箭头的线代表信令，虚线代表RTP通道。)。
步骤60：目的用户侧的接入网关将呼叫事件通知目的用户。
目的用户侧的接入媒体网关放振铃音给用户，至此完成呼叫接续。
步骤70：源用户和目的用户间通过RTP通道承载传输语音业务流。
当被叫用户摘机应答后，主被叫进入通话状态。用户的语音通过PCM-＞IP-＞PCM-＞IP-＞PCM的媒体流转换，分别由主被叫侧边缘中继网关、接入媒体网关之间的RTP通道承载传输，见图6。
其中，步骤20中边缘中继网关控制功能模块在边缘中继网关与接入网关之间建立实时传输协议(RTP)通道可在步骤10和步骤50之前任一步骤完成。
当有一方挂断时，该方对应的RTP通道随即关闭，相关资源释放。同时通过本地交换机放忙音给未挂断用户。用户挂断后该方对应的RTP通道也关闭并释放相关资源，结束呼叫流程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1、一种IP接入实现语音业务的方法，其特征在于该方法包括步骤：
A、源用户通过接入网关向目的用户发起呼叫；
B、源用户和目的用户侧的边缘中继网关控制功能模块分别在两用户侧的边缘中继网关和接入网关之间建立实时传输协议RTP通道，并通过对接入网关侧和本地交换机侧的协议格式转换在源用户和目的用户间建立连接；
C、源用户和目的用户间的语音业务流分别通过相应侧的实时传输协议通道承载传输。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B包括以下步骤，
B1、源用户侧的接入网关将源用户的呼叫事件上报边缘中继网关；
B2、源用户侧的边缘中继网关功能控制模块将所述呼叫事件的协议格式转换后上报本地交换机；
B3、源用户侧的边缘中继网关功能控制模块在边缘中继网关与接入网关之间建立实时传输协议RTP通道；
B4、源用户侧的边缘中继网关控制功能模块将目的用户号码上报本地交换机；
B5、本地交换机根据目的用户号码向该用户侧的边缘中继网关下发关于呼叫事件的指示；
B6、目的用户侧的边缘中继网关控制功能模块对所述指示的协议格式进行转换后下发给该用户侧的接入网关，并在该边缘中继网关与该接入网关间建立实时传输协议RTP通道；
B7、目的用户侧的接入网关将呼叫事件通知目的用户；
其中：其中步骤B3可以放在步骤B1之后，B6之前的任何位置。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
边缘中继网关与接入网关之间采用媒体网关控制协议MGCP、H.248协议、H.323协议或会话发起协议SIP格式；
边缘中继网关与本地交换机之间采用V5信令、7号信令、1号信令或PRA信令协议格式；
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的接入网关包含接入媒体网关AMG和综合接入设备IAD。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤B4中，目的用户号码通过信令方式上报至本地交换机，或以媒体流经实时传输协议RTP通道上报至本地交换机；其中，采用信令方式时，由边缘中继网关完成协议转换。
6、如权利要求2或5所述的方法，其特征在于：步骤B4中还包括步骤：
B41、本地交换机向源用户放回铃音；
B42、源用户侧边缘中继网关控制功能模块将脉冲编码调制PCM的回铃音转换为IP包，并通过实时传输协议RTP通道传送至接入网关；或者，通过控制协议指示接入网关发送回铃音，以及
B43、接入网关将所述IP包转换为脉冲编码调制的回铃音下发给源用户；或者根据源用户侧边缘中继网关控制功能模块的指示把回铃音下发给源用户。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于：当源用户和目的用户任一方终止业务时，终止业务方对应的实时传输协议RTP通道关闭并释放相关资源。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于：用户在接入前通过接入网关完成在边缘中继网关和本地交换机中的状态初始化及注册。
9、一种语音业务系统，其特征在于包括：本地交换机，接入网关，IP网络和设置于IP网络中的边缘中继网关；所述本地交换机通过链路与边缘中继网关连接，通过窄带信令协议交互；所述接入网关和边缘中继网关通过IP网络相连，该接入网关通过IP接入IP城域网，所述边缘中继网关用于实现信令转换和媒体流的转换。
10、如权利要求9所述的系统，其特征在于：接入网关与边缘中继网关之间为媒体网关控制协议MGCP、H.248协议、H.323协议或会话发起协议SIP链路。
11、如权利要求9所述的系统，其特征在于：所述窄带信令协议包括V5信令、7号信令、1号信令或PRA信令协议。
12、如权利要求9至11任一所述的系统，其特征在于：所述的接入网关包括接入媒体网关AMG和综合接入设备IAD。
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