PSTN與NGN互通研究
2007/11/29
摘要 隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)及通信技術(shù)的快速發(fā)展，傳統電信網(wǎng)絡(luò )與下一代網(wǎng)絡(luò )之間的互通成為一個(gè)很熱門(mén)的話(huà)題。網(wǎng)絡(luò )互通的主要問(wèn)題之一是承載協(xié)議的相互轉換。文章介紹了ISUP網(wǎng)絡(luò )同SIP網(wǎng)絡(luò )互通的呼叫流程，詳細闡述了ISUP協(xié)議同SIP協(xié)議的相互映射問(wèn)題。
1、概述
隨著(zhù)Internet技術(shù)的飛速發(fā)展，各種各樣的數據業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)不斷地涌現出來(lái)，同時(shí)由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)也在不斷地增加。人們希望能夠方便快捷的使用業(yè)務(wù)，并且對業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)單化、多樣化及通用移動(dòng)性的要求越來(lái)越高，同時(shí)希望能夠達到固定移動(dòng)的無(wú)縫融合通信。
另外，傳統的PSTN技術(shù)已經(jīng)趨于完善，單純的話(huà)音業(yè)務(wù)一方面無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，另一方面也不能支撐產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。應運而生的下一代網(wǎng)絡(luò )，就是希望能夠在全網(wǎng)實(shí)現無(wú)縫通信。那么各種業(yè)務(wù)、各個(gè)用戶(hù)群之間要想達到無(wú)縫通信，在相互通信的時(shí)候就需要保持傳輸協(xié)議的一致性。
2、網(wǎng)絡(luò )互通涉及的問(wèn)題
IMS是3GPP在Release 5版本標準中提出來(lái)的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統，能夠同時(shí)提供話(huà)音業(yè)務(wù)和各種數據業(yè)務(wù)，但是IMS畢竟是在移動(dòng)領(lǐng)域中開(kāi)發(fā)出來(lái)的，多數業(yè)務(wù)也是在移動(dòng)領(lǐng)域來(lái)開(kāi)發(fā)的。無(wú)論是對運營(yíng)商還是用戶(hù)都不希望被局限在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中，畢竟傳統的固定網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)還是比較多的，兩種網(wǎng)絡(luò )可能會(huì )在相當長(cháng)的時(shí)間里共存。既然共存，當然要互通有無(wú)，這樣問(wèn)題就出現了。IMS網(wǎng)絡(luò )基于SIP協(xié)議體系，而傳統的固定網(wǎng)絡(luò )則是基于SS7協(xié)議體系。如果存在于這兩種不同網(wǎng)絡(luò )中的用戶(hù)終端要進(jìn)行會(huì )話(huà)，就會(huì )涉及到網(wǎng)絡(luò )協(xié)議不一致的問(wèn)題。
協(xié)議互通的關(guān)鍵問(wèn)題在于網(wǎng)絡(luò )接口的設計。所以，要需考慮出口網(wǎng)關(guān)和入口網(wǎng)關(guān)的設計。可以考慮在IMS網(wǎng)絡(luò )和PSTN網(wǎng)絡(luò )的接口處放上一個(gè)轉換設備，就像一個(gè)翻譯器一樣，將對應的呼叫消息翻譯成適合于在各自的網(wǎng)絡(luò )上傳送的消息格式。網(wǎng)絡(luò )接口處的出口網(wǎng)關(guān)就可以完成這樣一種工作。
3、ISUP終端到SIP終端的呼叫流程
雖然呼叫雙方所在的網(wǎng)絡(luò )支撐協(xié)議可能不同，但是各種電話(huà)終端的呼叫都有一個(gè)類(lèi)似的過(guò)程：首先，主叫方發(fā)出呼叫消息，若找不到被叫會(huì )收到釋放消息，若找到被叫，需看被叫是否忙，忙就回一條釋放消息，空閑則返回一條應答消息；被叫接聽(tīng)則返回接聽(tīng)消息，開(kāi)始通話(huà)；最后掛機方發(fā)出釋放消息。
3.1 完整呼叫應答的建立過(guò)程
（1）當一個(gè)PSTN用戶(hù)希望同一個(gè)SIP用戶(hù)建立會(huì )話(huà)時(shí)，PSTN網(wǎng)絡(luò )會(huì )產(chǎn)生一個(gè)IAM消息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)；
（2）網(wǎng)關(guān)基于收到的IAM消息，產(chǎn)生一個(gè)INVITE消息，并發(fā)送到適當的SIP節點(diǎn)；
（3）當SIP節點(diǎn)判斷收到的INVITE消息能夠證明呼叫擁有充足的地址信息時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一個(gè)180或18x臨時(shí)響應；
（4）網(wǎng)關(guān)根據收到的18x臨時(shí)響應，產(chǎn)生一個(gè)ACM消息。如果響應不是180，ACM會(huì )攜帶一個(gè)沒(méi)有任何指示值的“被叫用戶(hù)狀態(tài)”消息；
（5）SIP節點(diǎn)可能會(huì )更進(jìn)一步的使用18x臨時(shí)消息來(lái)表示會(huì )話(huà)的進(jìn)行；
（6）發(fā)出ACM消息后，所有的臨時(shí)消息將被翻譯成ISUP CPG消息；
（7）一旦SIP節點(diǎn)回答了呼叫，就會(huì )發(fā)出一個(gè)200 OK消息；
（8）網(wǎng)關(guān)基于收到的200 OK消息，向ISUP節點(diǎn)發(fā)出一個(gè)ANM消息；
（9）網(wǎng)關(guān)向SIP節點(diǎn)發(fā)送一個(gè)ACK消息來(lái)確認已經(jīng)收到了INVITE消息的最終響應。
3.2 會(huì )話(huà)的拆除
關(guān)于會(huì )話(huà)的拆除，涉及到誰(shuí)先掛機的問(wèn)題。
（1）如果是SIP終端先掛機，此時(shí)SIP節點(diǎn)會(huì )發(fā)送一條BYE消息到MGC，MGC基于收到的BYE消息，會(huì )馬上向SIP節點(diǎn)返回一條200
OK響應消息。然后MGC需要馬上釋放網(wǎng)關(guān)中占用的資源，并向ISUP節點(diǎn)發(fā)送一條REL消息，ISUP節點(diǎn)會(huì )返回一條RLC消息來(lái)證明資源已釋放。
（2）如果是ISUP終端先掛機，ISUP節點(diǎn)要向MGC發(fā)送一條REL消息，網(wǎng)關(guān)基于收到的REL消息，向ISUP節點(diǎn)返回一條RLC確認消息，同時(shí)向SIP節點(diǎn)發(fā)送一條BYE消息，SIP節點(diǎn)基于此BYE消息向網(wǎng)關(guān)返回一條200
OK消息作為確認。此期間，網(wǎng)關(guān)同時(shí)還要做資源釋放的工作。
4、消息映射
由于ISUP同SIP采用不同的消息封裝機制，ISUP采用的是二進(jìn)制編碼，而SIP采用文本編碼方式。因此，MGC收到ISUP消息后通過(guò)ISUP-MIME方式把ISUP消息內容封裝在SIP消息體中，傳送到SIP接收端MGC再把所需內容提取出來(lái)，從而完成對ISUP消息的透明傳送，實(shí)現IP網(wǎng)同PSTN網(wǎng)絡(luò )的無(wú)縫連接。具體過(guò)程見(jiàn)圖。
請求響應流程
由于ISUP在SIP網(wǎng)絡(luò )中是透明傳送的，因此MGC就需要完成ISUP同SIP信令的轉換。呼叫信令的轉換，最直觀(guān)的方法就是翻譯。MGC根據確定的對應關(guān)系對SIP消息和ISUP消息進(jìn)行映射，MGC收到一條ISUP消息后，需要理解ISUP消息中的關(guān)鍵信息并進(jìn)行翻譯，然后填入SIP頭部及SIP消息體中。翻譯過(guò)程一定是一一對應的。例如，IAM翻譯成INVITE，ACM翻譯成Ringing，REL翻譯成BYE等等。也就是說(shuō)逐條地取出A信令消息參數值，映射到B信令消息體中，再接著(zhù)傳送。下面就對主要的信令消息的映射做一下簡(jiǎn)單的分析。
4.1 IAM消息的映射
MGC收到IAM消息后，對消息進(jìn)行分析，將其映射成INVITE請求消息，再將其發(fā)送出去。接下來(lái)映射的重點(diǎn)就在于如何將IAM中的關(guān)鍵參數映射到INVITE消息中。MCC收到IAM消息后會(huì )去讀取IAM消息中的被叫用戶(hù)號碼，即參數CPN。讀出來(lái)后翻譯成目的地tel
URI放入到INVITE消息的To域和Reguest-URI域。但當FCI參數中的“號碼已轉移”位表明被叫方號碼已轉移時(shí)，就只能尋求其他參數了。在tel
URL翻譯完成后，還需要在其中附加一些ISUP字段。
（1）如果IAM中存在有CIP或TNS字段，則MGC應該從所給參數中取出CIC并加以分析。在通過(guò)本地策略驗證之后，將一個(gè)“cic=”字段附加到目的地tel
URL的后面。有一點(diǎn)需要注意的是，CIC應該附加到國家代碼的后面。比如在中國，“5062”就應該是“+86-5062”。
（2）如果FCI參數中的“號碼已轉移”位表明已經(jīng)執行過(guò)本地號碼轉移的操作或者IAM消息的CPN中存在有本地路由號碼，則必須在URL之后附加一個(gè)“npdi=yes”字段。同時(shí)要把此路由號碼轉換成tel
URL的形式拷貝到“rn=”字段中。如果CPN中沒(méi)有路由號碼，且IAM消息中存在有通用數字參數GDP，則對此GDP參數進(jìn)行轉換并拷貝到“rn=”字段附加到tel
URL之后。
（3）多數情況下，To字段和Request-URI都是由目的地tel URL來(lái)提供的。但是，如果IAM中存在有OCN參數的話(huà)，To字段就應該由OCN參數翻譯得來(lái)。
（4）From頭字段的構造依賴(lài)于IAM中的CIN參數。如果CIN不存在，網(wǎng)關(guān)會(huì )自行構造一個(gè)只包含有網(wǎng)關(guān)主機名的虛擬的From頭字段，如果CIN存在，則需要將其翻譯為tel
URL來(lái)生成From頭字段。
4.2 1xx響應消息的映射
MGC收到的響應消息中，如果是100 trying消息則網(wǎng)關(guān)不觸發(fā)任何PSTN消息。如果是18x消息，且消息體中沒(méi)有ISUP消息，此時(shí)網(wǎng)關(guān)需要判斷在此之前是否有ACM發(fā)送出去。如果之前沒(méi)有ACM發(fā)送出去，MGC將依據表1來(lái)響應消息。
表1 18x響應消息的映射（MGC未發(fā)送ACM）
如果之前已發(fā)送過(guò)ACM消息，那么ISUP消息的響應則依據表2。
表2 18x響應消息的映射（MGC已發(fā)送ACM消息）
4.3 200響應消息的映射
收到200 OK響應消息后，網(wǎng)關(guān)需要建立一條雙向通道，向PSTN發(fā)送一條ANM應答消息，同時(shí)向SIP網(wǎng)絡(luò )發(fā)送一條ACK確認消息。但是，如果網(wǎng)關(guān)在發(fā)送ACM消息之前收到200
OK消息的話(huà)，MGC應該向PSTN發(fā)送一條CON消息而非ANM消息。
4.4 REL響應消息的映射
如果是正常的會(huì )話(huà)結束，且PSTN端先掛機，PSTN端會(huì )向MGC發(fā)送一條REL消息，網(wǎng)關(guān)依據此REL消息，向SIP端點(diǎn)發(fā)送一條BYE消息來(lái)通知SIP網(wǎng)絡(luò )另一端已掛機。假如SIP端還未接通，PSTN終端就掛機了，此時(shí)網(wǎng)關(guān)依據收到的REL消息向SIP終端發(fā)送一條CANCEL消息，告訴SIP終端取消會(huì )話(huà)。
4.5 異常響應消息的映射
前面介紹的會(huì )話(huà)建立過(guò)程，是在假設沒(méi)有任何異常發(fā)生的情況下完成的。但是實(shí)際當中，呼叫雙方在會(huì )話(huà)建立過(guò)程中可能出現這樣或那樣的問(wèn)題。因此還需要考慮異常響應消息的映射問(wèn)題。比如說(shuō)，網(wǎng)關(guān)連接不上URI中Contact頭字段中所指的tel
URL地址，或者說(shuō)沒(méi)有匹配的ENUM，這時(shí)就要用到重定向了。
3xx類(lèi)響應消息是由重定向服務(wù)器來(lái)產(chǎn)生的。當網(wǎng)關(guān)收到來(lái)自于SIP端口的3xx響應消息時(shí)，即與其中的Contact頭字段中所指示的用戶(hù)聯(lián)系，同時(shí)向PSTN端口發(fā)送一條事件代碼為6的CPG消息，告訴PSTN網(wǎng)絡(luò )呼叫正在被處理。
網(wǎng)關(guān)收到4xx～6xx類(lèi)響應消息時(shí)，表明網(wǎng)關(guān)之前發(fā)送到SIP端口的INVITE消息被拒絕了。多數情況下，網(wǎng)關(guān)需要釋放它所占用的資源，并發(fā)送一條帶有原因值的REL消息給PSTN網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)還要給SIP網(wǎng)絡(luò )發(fā)送一條資源釋放的ACK確認消息。PSTN端口也需要給MGC發(fā)送一條RLC確認消息，告訴網(wǎng)關(guān)已完成資源釋放。
4xx～6xx異常響應消息與REL原因代碼之間的映射關(guān)系參考文獻1中有詳細介紹，此處不再贅述。
5、結束語(yǔ)
IP多媒體子系統（IMS）是在GSM向UMTS的演進(jìn)過(guò)程中，由3GPP在Release 5版本中提出。IMS網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)是以純IP網(wǎng)絡(luò )作為承載網(wǎng)絡(luò )，以SIP（會(huì )話(huà)初始協(xié)議）作為基本的通信協(xié)議來(lái)建立會(huì )話(huà)。而傳統的PSTN網(wǎng)絡(luò )采用的程控交換體系，其信令系統采用的是7號信令系統。那么就涉及到會(huì )話(huà)過(guò)程中呼叫信令的轉換問(wèn)題。
本文對ISUP協(xié)議與SIP協(xié)議互通進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并對此兩種協(xié)議在互通時(shí)的映射問(wèn)題做了詳細地分析。以上僅限于理論上的分析研究，在實(shí)際應用當中可能還會(huì )遇到很多無(wú)法預料的問(wèn)題。因此還有很多有關(guān)這兩種協(xié)議的映射問(wèn)題有待于進(jìn)一步的深入探討。相信在不久的將來(lái)，隨著(zhù)FMC的升溫，對于ISUP與SIP互通的研究也將會(huì )不斷的成熟與完善。
參考文獻
[1] IETF RFC 3398 Integrated Services Digital Network（ISDN）User Part（ISUP）to
Session Initiation Protocol（SIP）Mapping
中國聯(lián)通
相關(guān)鏈接:
亚洲精品网站在线观看不卡无广告,国产a不卡片精品免费观看,欧美亚洲一区二区三区在线,国产一区二区三区日韩
江都市|
龙游县|
刚察县|
石城县|
平武县|
武冈市|
舟山市|
阳东县|
鄂托克旗|
独山县|
禹城市|
永和县|
那坡县|
车致|
富裕县|
偃师市|
明水县|
东源县|
百色市|
攀枝花市|
白银市|
通榆县|
徐州市|
华蓥市|
年辖：市辖区|
平邑县|
乐亭县|
西畴县|
界首市|
东阳市|
永昌县|
多伦县|
宾阳县|
恭城|
武夷山市|
花莲县|
江山市|
西华县|
罗甸县|
威海市|
林西县|
http://444
http://444
http://444
http://444
http://444
http://444