CN100428746C - 一种媒体网关和使用其的下一代网络通信*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种媒体网关,其将部分功能分离到用户侧,其余功能在中心机房实现,对MGC而言仍然是一个MG,减少控制上的负担;对维护人员而言作为一个设备进行维护,减少维护工作量;同时,由于只有部分功能在用户侧实现,放置在用户侧的部件比较简单,故障率低,维护费用下降。另外,本发明还提供一种使用该媒体网关与下一代网络NGN连接的通信***。
Description
技术领域
本发明涉及下一代网络(NGN),尤其涉及下一代网络(NGN)***中使用的媒体网关。
背景技术
目前的PSTN网络和数据网络的发展已经趋于稳定和成熟,人们开始在考虑下一代网络NGN(Next Generation Network)。伴随着承载网向分组网的演进,人们提出了一种以IP网为承载网的NGN网络,它的核心技术就是软交换,主要思想就是进行业务的融合,把以前PSTN网的接入部分和控制部分分离,同时提供应用开发接口,以便可以开发各种灵活的业务满足电信市场的需求。由于NGN的发展是一个演进的过程,所以必然存在和PSTN共存,并且逐步替代PSTN网络的过程。在从PSTN网络向NGN网络过渡的过程中,经常需要将用户现有的PBX(Private Branch Exchange,小交换机)设备接入NGN网络。如图1所示,当用户接入到NGN网络时,通常在与用户连接的PBX和NGN网络之间放置一个网关设备,该网关设备下行出中继接口(通常是E1/T1接口)与PBX对接(PBX设备一般通过E1/T1接口接入,支持PRI信令或R2随路信令)。由于该网关设备与一般下行出用户线接口的接入网关不同,因此特别称之为PBX-AG(Access Gateway,PBX接入网关),它是以软交换为核心的下一代网络的一个重要组成设备。从某种程度上讲,媒体网关与软交换***的配合决定着下一代网络的网络体系架构。
然而,用户侧设备PBX通常局点位置分散,容量小,一般每个局点出一到两个E1/T1中继上行。现有技术中运营商为了减少运营费用,通常不希望再维护一个TDM(Time Division Multiplex)传输网络,而E1/T1线不能拉远,因此PBX-AG只能放置到用户侧PBX设备所在位置。这样PBX-AG的放置位置将会非常分散,而且容量小,数量多(每个PBX-AG接入少量PBX,不能汇聚),造成以下问题:
1、给MGC控制造成严重负担。MGC需要对每个MG单独进行控制,同时需要对每个MG(Media Gateway)维护H.248(或MGCP(Media GatewayControl Protocol,媒体网关控制协议))、SIGTRAN(Signaling Transport信令传递协议)信令链路,而PBX接入网关的数量非常之多。
2、维护管理困难。维护人员需要对每个MG单独进行维护管理,而MG的PBX接入网关的数量非常之多。
3、尽管容量很小,但是PBX接入网关还是需要实现一个网关的全部功能。一般而言,如果设备放置在用户侧,则软件应该尽量简化,减少故障概率,否则故障修复的费用非常高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种媒体网关以及使用其的下一代网络通信***,其使维护管理人员便于维护管理,能有效减少维护管理成本。
本发明的媒体网关将PBX-AG的部分功能分离到用户侧(TDM接口和TDM-IP转换的功能),其余功能仍然在中心机房实现,对MGC而言仍然是一个MG,减少控制上的负担;对维护人员而言作为一个设备进行维护,减少维护工作量;同时,由于只有部分功能在用户侧实现,放置在用户侧的部件比较简单,故障率低,维护费用下降。
根据本发明的一个方面,提供一种媒体网关,其连接于用户侧的PBX设备与下一代网络NGN之间,其包括:至少一个远端模块,其位于用户PBX设备侧,用于转换媒体流和/或信令流的格式;中心模块,其位于下一代网络NGN侧,接受媒体网关控制器的控制,在远端模块和下一代网络NGN之间传送IP格式媒体流和/或IP格式的信令流;其中,所述中心模块和所述远端模块之间通过IP网络连接,所述中心模块对所述远端模块进行参数配置,且***体通道的开启和停止,所述远端模块向所述中心模块上报媒体通道的状态。
在上述的媒体网关中,所述远端模块包括:TDM接口单元,其具有TDM接口,用于与PBX设备对接;IP接口单元,其具有IP接口,用于承载IP格式的媒体流的收发;媒体转换单元,其用于将TDM接口单元所承载的T1/E1格式的媒体流和IP接口单元所承载的IP格式的媒体流之间进行格式转换;和信令网关单元,用于将承载在TDM接口单元上的PBX信令和来自所述中心模块的IP格式的信令之间进行格式转换;网关控制代理单元,其接受所述中心模块的命令,***体通道的开启和停止;维护管理代理单元,其接受所述中心模块的命令,进行参数配置,上报媒体通道的状态。
在上述的媒体网关中,所述中心模块包括:网关控制单元,其通过网关控制协议接受媒体网关控制器的控制,且将媒体网关控制器的控制命令映射成远端模块媒体通道的开/关命令;远端模块侧IP接口单元,用于从远端模块收发IP格式的媒体流;网络侧IP接口单元,用于从网络侧收发IP格式的媒体流;IP转发单元,在远端模块侧IP接口单元和网络侧IP接口单元之间进行媒体流转发,同时完成IP地址和端口号的转换;信令网关汇聚单元,其将多个远端模块的信令连接汇聚成一个信令连接,送往媒体网关控制器,或在相反的方向上,将一个信令连接解复用为多个信令连接送往远端模块;维护管理单元,其用于对整个媒体网关进行维护管理。
根据本发明另一方面,还提供一种下一代网络通信***,其包括用户侧PBX设备、媒体网关和媒体网关控制器,PBX设备通过媒体网关在媒体网关控制器的控制下经IP网络接入下一代网络NGN。所述媒体网关包括:至少一个远端模块,位于用户PBX设备侧,用于转换媒体流和/或信令流的格式;中心模块,位于下一代网络NGN侧,其接受媒体网关控制器的控制,用于在远端模块和下一代网络NGN之间传送IP格式媒体流和/或IP格式的信令流;所述中心模块和所述远端模块之间通过IP网络连接,所述中心模块对所述远端模块进行参数配置,且***体通道的开启和停止,所述远端模块向中心模块上报媒体通道的状态。
本发明技术方案对于接入数量较多、容量较小、位置分散的PBX,且从PBX所在位置到中心机房没有TDM连接、PBX接入网关必须分散放置时,可以带来以下有益效果:
1.通过中心模块对远端模块进行汇聚,MGC只需要控制一个媒体网关,而不是每个PBX站点一个媒体网关,有效降低对MGC的性能要求;
2.中心模块和远端模块对外表现为一个设备,维护管理人员只需要管理一个媒体网关,易于维护管理;
3.简化了远端模块功能,可以降低故障率,故障修复也非常简单(更换模块即可),有效减少维护管理成本。
附图说明
图1是用户与下一代网络之间的连接示意图;
图2是用户使用本发明的媒体网关与下一代网络之间连接的示意图;
图3是本发明的媒体网关的远端模块的结构示意图;
图4是本发明的媒体网关的中心模块的结构示意图;
图5是本发明的媒体网关的一个具体实施例的工作过程简单示意图;
图6给出了本发明的媒体网关的一个具体实施例的工作过程示意图;
图7给出了本发明的媒体网关在进行维护管理的工作过程示意图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细描述,但其并不用于对本发明进行限定。
图2给出了用户使用本发明的媒体网关与下一代网络之间连接的示意图。如图2所示,本发明所述的媒体网关由一个中心模块和多个远端模块组成,中心模块和远端模块可以放置在不同的地理位置,它们之间通过IP网络连接。一般中心模块放置在中心机房,在媒体网关控制器MGC的控制下通过IP接入下一代网络NGN,远端模块放置在用户侧PBX设备所在位置,通过E1/T1与PBX设备连接。
图3给出了本发明的远端模块的结构示意图,其中粗线表示媒体流,细线表示信令流,点划线表示控制和维护管理流。如图3所示,远端模块包括TDM接口单元213、媒体转换单元212和IP接口单元214和信令网关处理单元215。TDM接口单元可以提供E1/T1接口,跟PBX设备对接。媒体转换单元212负责将承载媒体流在T1/E1承载格式和IP承载格式之间进行转换。IP接口单元214提供IP接口,负责承载媒体流的IP包的收发。信令网关处理单元215则负责将承载在TDM中继上的PBX信令(如DSS1信令和R2信令)转换成IP格式的信令或来自中心模块的IP格式的信令进行格式转换。除此之外,远端模块上还有一个简单的网关控制代理单元217,用于接受中心模块的命令,***体通道的开启和停止;一个简单的维护管理代理单元216,用于接受中心模块的命令,进行简单的参数配置,上报媒体通道的状态。
TDM接口单元213上的一个用于业务的时隙、媒体转换单元212上的一个DSP(Digital Signal Processor)通道、IP接口单元214上的一个IP端点(由一个IP地址和IP端口号标识)构成一个媒体通道,在远端模块上电启动后根据一定的规则自动形成,例如第一个时隙、第一个DSP通道、IP接口上的第一个IP端口号构成第一个通道,依此类推,这一般通过软件编码实现,不需要中心模块的指令。中心模块只需要通过网关控制代理单元217指示媒体通道关闭或开启。
同样地,在远端模块上电后,信令网关单元215也自动生成信令通道,通道一端为TDM信令链路(如PRI(Primary Rate Interface)接口,用于承载DSS1信令的16时隙),一端为IP信令链路(如承载DSS1信令的IUA(ISDNQ.921-User Adaptation LayerISDN Q.921用户适配协议)链路)。信令通道始终工作。
中心模块可以通过维护管理代理单元216,对远端模块的参数进行简单的配置,例如对IP接口的地址进行配置。远端模块可以通过维护管理代理单元216上报媒体通道的状态。
图4给出了本发明的中心模块的结构示意图,其中粗线表示媒体流,细线表示信令流,点划线表示控制和维护管理流。如图4所示,中心模块包括网关控制单元202、远端模块侧IP接口单元204、网络侧IP接口单元205、IP转发单元203、信令网关汇聚单元201和维护管理单元206。
网关控制单元202通过网关控制协议(例如H.248协议、MGCP协议和其他私有协议)接受媒体网关控制器MGC 3的控制,特别地,需要将MGC 3的控制命令映射成远端模块媒体通道的开/关命令。远端模块侧IP接口单元204负责从远端模块收发IP媒体流。网络侧IP接口单元205负责从网络侧收发IP媒体流。IP转发单元203在远端模块侧IP接口单元204和网络侧IP接口单元203进行媒体流转发同时完成IP地址和端口号的转换。事实上,在远端模块侧,一旦远端模块及其上的媒体通道确定后,使用的本地和对端IP地址/端口号就已经确定,而在网络侧,本端IP地址和端口号一般需要动态选择,而对方IP地址和端口则需要由MGC 3告知,因此通常需要转换,必要时也可以同时完成编解码格式的转换,或媒体流的复制(监听功能)。
信令网关汇聚单元201将多个远端模块的信令连接汇聚成一个信令连接,送往MGC。在相反的方向上,将一个信令连接解复用为多个信令连接送往远端模块。
维护管理单元206负责整个媒体网关的维护管理,包括参数配置、维护管理操作、设备状态上报等。维护管理单元通过心跳协议(例如BFD(Bi-directionForwarding Detection双向转发检测)或其他私有的心跳协议)感知远端模块的状态,在远端模块状态正常时,通过维护管理单元206对远端模块进行维护管理。
图5给出了本发明的媒体网关的一个具体实施例的工作过程简单示意图;图6给出了本发明的媒体网关的一个具体实施例的工作过程示意图,其中细线表示信令流,粗线表示媒体流,点划线表示控制和维护管理流。如图6所示,其中仅以具有一个远端模块为例,在一次典型的呼叫中(以H.248网关控制协议为例),PBX可以首先通过远端模块21中的信令网关单元215,将承载在TDM中继上的PBX信令转换成IP格式的信令,经IP网络传至中心模块20的信令网关汇聚单元201(即图6中的(a)),然后将信令发送至媒体网关控制器MGC 3以发起呼叫,其中信令网关汇聚单元201,当具有多个远端模块时,将多个远端模块的信令连接汇聚成一个信令连接,送往媒体网关控制器MGC 3,或在相反的方向上,将一个信令连接解复用为多个信令连接送往多个远端模块;若呼叫被接受,则MGC 3通过中心模块20的网关控制单元202将会要求媒体网关连接TDM侧中继和IP侧端点其中网关控制单元202通过H.248网关控制协议接受媒体网关控制器MGC 3的控制(即图6中的(b)),首先在中心模块20建立两个IP端点(一个在远端模块侧、一个在网络侧)的转发关系(如图5所示),即,使得媒体流经IP转发单元203在远端模块侧IP接口单元204和网络侧IP接口单元205进行转发,并完成IP地址和端口号的转换(即图6中的(c));然后网关控制单元202将媒体网关控制器MGC 3的控制命令映射成远端模块21的媒体通道即媒体转换单元212上的一个DSP通道的开/关命令(即图6中的(d)),通知远端模块21的网关控制代理单元211开启TDM侧中继对应的媒体通道(即图6中的(e)),使得与PBX设备对接的TDM接口单元213中的T1/E1承载格式的媒体流,或远端模块21的IP接口单元214中的IP承载格式的媒体流,经媒体转换单元212进行T1/E1承载格式和IP承载格式之间的转换后进行传送,至此,一次呼叫就可以正常建立,PBX用户和NGN用户就可以进行通话了。
在本发明的媒体网关中,远端模块尽量简化,只具有在中心模块控制下接入PBX设备并提供TDM-IP媒体转换的最小功能集,其余功能分解到中心模块实现;处理过程上,只需要开启和关闭媒体通道,其余处理过程在中心模块实现。
当远端模块出现故障或者根据需要要进行维护时,例如维护人员希望查看当前设备的运行状态时,如图7所示,由维护管理人员统一发送维护管理命令到中心模块20的维护管理单元206,其中如果涉及远端模块21,则维护管理单元206会主动跟远端模块21的维护管理代理单元216进行交互,完成维护管理操作的执行。远端模块21的维护管理代理单元216也会主动或在中心模块20的维护管理单元206的要求下上报状态信息。
当存在多个远端模块时,在维护时,中心模块对每个远端模块分别进行管理,管理方式与图7给出的情况相同。
上述实施方式只是为了更清楚地说明本发明,而本发明并不限于上述实施方式。可以明白的是,本领域的技术人员对本发明所做的任何显而易见的修改、变更,在不背离本发明的精神和本质的情况下都将落入本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种媒体网关,连接于用户侧的PBX设备与下一代网络NGN之间,其特征在于,包括:
至少一个远端模块,其位于用户PBX设备侧,用于转换媒体流和/或信令流的格式;
中心模块,其位于下一代网络NGN侧,接受媒体网关控制器的控制,在远端模块和下一代网络NGN之间传送IP格式媒体流和/或IP格式的信令流;
其中,所述中心模块和所述远端模块之间通过IP网络连接,所述中心模块对所述远端模块进行参数配置,且***体通道的开启和停止,所述远端模块向所述中心模块上报媒体通道的状态。
2.根据权利要求1所述的媒体网关,其特征在于,
所述远端模块包括:
TDM接口单元,其具有TDM接口,用于与PBX设备对接;
IP接口单元,其具有IP接口,用于承载IP格式的媒体流的收发;
媒体转换单元,其用于将TDM接口单元所承载的T1/E1格式的媒体流和IP接口单元所承载的IP格式的媒体流之间进行格式转换;
信令网关单元,用于将承载在TDM接口单元上的PBX信令和来自所述中心模块的IP格式的信令之间进行格式转换;
网关控制代理单元,其接受所述中心模块的命令,***体通道的开启和停止;以及
维护管理代理单元,其接受所述中心模块的命令,进行参数配置,上报媒体通道的状态。
3.根据权利要求1或2所述的媒体网关,其特征在于,
所述中心模块包括:
网关控制单元,其通过网关控制协议接受媒体网关控制器的控制,且将媒体网关控制器的控制命令映射成远端模块媒体通道的开/关命令;
远端模块侧IP接口单元,用于从远端模块收发IP格式的媒体流;
网络侧IP接口单元,用于从网络侧收发IP格式的媒体流;
IP转发单元,在远端模块侧IP接口单元和网络侧IP接口单元之间进行媒体流转发,同时完成IP地址和端口号的转换;
信令网关汇聚单元,其将多个远端模块的信令连接汇聚成一个信令连接,送往媒体网关控制器,或在相反的方向上,将一个信令连接解复用为多个信令连接送往远端模块;
维护管理单元,其用于对整个媒体网关进行维护管理。
4.一种下一代网络通信***,包括用户侧PBX设备、媒体网关和媒体网关控制器,PBX设备通过媒体网关在媒体网关控制器的控制下经IP网络接入下一代网络NGN,其特征在于,所述媒体网关包括:
至少一个远端模块,其位于用户PBX设备侧,用于转换媒体流和/或信令流的格式;
中心模块,位于下一代网络NGN侧,其接受媒体网关控制器的控制,用于在远端模块和下一代网络NGN之间传送IP格式媒体流和/或IP格式的信令流;
所述中心模块和所述远端模块之间通过IP网络连接,所述中心模块对所述远端模块进行参数配置,且***体通道的开启和停止,所述远端模块向中心模块上报媒体通道的状态。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,
所述远端模块包括:
TDM接口单元,其具有TDM接口,用于与PBX设备对接;
IP接口单元,其具有IP接口,用于承载IP格式的媒体流的收发;
媒体转换单元,其用于将TDM接口单元所承载的T1/E1格式的媒体流和IP接口单元所承载的IP格式的媒体流之间进行格式转换;
信令网关单元,用于将承载在TDM接口单元上的PBX信令和来自所述中心模块的IP格式的信令之间进行格式转换;
网关控制代理单元,其接受所述中心模块的命令,***体通道的开启和停止;以及
维护管理代理单元,其接受所述中心模块的命令,进行参数配置,上报媒体通道的状态。
6.根据权利要求4或5所述的***,其特征在于,
所述中心模块包括:
网关控制单元,其通过网关控制协议接受媒体网关控制器的控制,且将媒体网关控制器的控制命令映射成远端模块媒体通道的开/关命令;
远端模块侧IP接口单元,用于从远端模块收发IP格式的媒体流;
网络侧IP接口单元,用于从网络侧收发IP格式的媒体流;
IP转发单元,在远端模块侧IP接口单元和网络侧IP接口单元之间进行媒体流转发,同时完成IP地址和端口号的转换;
信令网关汇聚单元,其将多个远端模块的信令连接汇聚成一个信令连接,送往媒体网关控制器,或在相反的方向上,将一个信令连接解复用为多个信令连接送往远端模块;
维护管理单元,其用于对整个媒体网关进行维护管理。
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