实现公用电话交换网与IP网互通的方法和系统

摘要

本发明公开了一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，包括步骤：A.公用电话交换网中的终端将初始七号信令消息发送到与IP网互通的网关；B.所述网关将包含自身IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息中，并发送该消息到IP网中的被叫方。本发明又公开了一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，包括步骤：C.IP网中的呼叫发起方将扩展七号信令消息发送到与公用电话交换网互通的网关；D.所述网关记录所述呼叫发起方的IP参数，并发送不包含该IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网中的终端。本发明还公开了实现公用电话交换网与IP网互通的系统。应用本发明无需在IP网边界的网关处进行信令的翻译和包裹就可实现两种网络的互通，极大降低了网关的复杂度，提高了IP网的整体性能。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体的特别涉及一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法和系统。

背景技术

VoIP(网络电话)技术是一种在TCP/IP协议上传送语音或视频的技术。它提供基于互联网的费用低廉的语音服务，并且可以进一步扩展到基于IP的语音服务。VoIP采用计算机通讯的分组化、数字传输技术，先对语音数据进行压缩编码处理，然后把数据按IP等相关协议打包，数据包通过IP网络传输到接收地之后再重新串联起来，经过解码解压恢复成原来的语音信号。

现有的VoIP都采用IP信令协议或自有信令协议进行业务控制，当它们与PSTN(公用电话交换网)进行互通时，现有的解决方案需要在双方的网络边界设置信令翻译网关，对跨网传输的信令进行翻译，然后进行传输。现有PSTN与IP网信令互通的结构如图1所示：公用电话交换网110与IP网络120通过网关进行语音和信令的传输，其中信令网络网关130用于翻译两种网络之间传递的信令，多媒体网关140用于在公用电话交换网的话音数据格式与IP网的话音数据格式之间进行转换，多媒体网关控制器150用于连接信令网关和多媒体网关并协调两个网关之间的配合。

在图1中，当PSTN与IP网络在网内进行电话呼叫时，分别使用各自网内的信令。其中PSTN使用7号信令进行呼叫控制和管理，而IP网络使用H.232、SIP或自定义信令进行控制。当两种网络需要跨网呼叫时，就必须在网关处进行呼叫信令的转换。图2示出了PSTN与使用SIP信令的IP网络通过信令翻译进行互通的流程图：

步骤201：位于PSTN网的终端1通过发送7号信令的初始地址消息IAM向被叫终端2发起呼叫。

步骤202：在IP网的边界IAM消息被SG/MGC11翻译成SIP信令的INVITE消息。

步骤203：INTITE消息被传输到IP网的另一边后，又被SG/MGC22翻译成IAM消息发送到终端2。

步骤204：终端2接收到IAM消息后，向终端1返回ACM空闲消息。

步骤205：在IP网的边界ACM消息被SG/MGC22翻译成SIP信令的RINGING消息。

步骤206：RINGING消息被传输到IP网的另一边后，被SG/MGC11翻译成七号信令的ACM消息发送到终端1，表示被叫终端此时空闲。

后续当终端2要与终端1进行通话连接，则会回复消息给终端1，当双方结束通话时，若终端1首先结束通话连接，则会发送结束消息到终端2。同图2中所示的流程，终端1和终端2在通过消息进行信令交互的过程中，基于七号信令的消息都需要在IP网的一边通过网关转换成SIP信令消息传递到网络的另一边，然后再由网关将SIP信令消息转换成七号信令消息发送到终端2。即两个终端间的呼叫、应答、呼叫忙、挂机等都需要在两个网络的边界处经过翻译后变成各自可以识别的信令消息进行传递。

当PSTN与IP网络通过信令包裹的方式进行互通时，在IP网的一边，终端1的七号信令消息被包裹在IP信令消息中进行传输，当该IP信令消息传输到IP网的另一边时，将IP信令消息中包裹的七号信令消息取出交给终端2进行处理。

由以上分析可知，现有技术具有如下缺点和不足：

首先，通过在网关上进行信令翻译实现PSTN与IP网的互通，需要解析PSTN的信令，然后将参数映射到IP网信令的相应域中发送。这种转换增加了网关的复杂度，并且一旦网关的翻译功能出错，则所有经过该网关的信令翻译都会出错，最终导致了网络的功能瓶颈。而通过在网关上进行信令包裹实现PSTN与IP网的互通，将两种信令机械叠加在一起，而不能进行融合，虽然省却了对信令的转换，但却导致了信令消息的重复，严重浪费了网络带宽资源。

其次，由于两个网络之间的网关数目是有限的，随着用户数的增加，网络中会有大量消息排队等候处理，容易导致消息拥塞，降低了呼叫接通率，造成网关的性能瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，以克服现有技术中通过信令翻译或包裹的方式进行PSTN与IP网的互通，增加了网关的复杂度，浪费网络带宽资源，容易导致网络功能瓶颈的问题。

本发明的另一目的是提供一种实现公用电话交换网与IP网互通的系统，以克服现有技术中两种网络通过信令翻译或信令包裹的方式进行互通，增加了网关复杂度，容易导致网络瓶颈的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，包括步骤：

A、公用电话交换网中的终端将初始七号信令消息发送到与IP网互通的网关；

B、所述网关将包含自身IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息中，并发送该消息到IP网中的被叫方。

所述步骤B具体为：

B1、与IP网互通的网关接收初始七号信令消息，所述初始七号信令消息包含对应域，和/或用户-用户参数域；

B2、所述网关将包含自身IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；

B3、所述网关将所述扩展七号信令消息发送到IP网中的被叫方。

所述步骤B1中对应域包含源标识、目的标识和呼叫性质参数。

所述IP网中的被叫方具体为IP网中的另一网关，或IP网中的终端。

所述方法还包括：

IP网中的被叫方回复包含该被叫方IP参数的扩展七号信令消息到所述网关；

所述网关记录所述被叫方的IP参数，并回复不包含该IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网中的终端。

一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，包括步骤：

C、IP网中的呼叫发起方将扩展七号信令消息发送到与公用电话交换网互通的网关；

D、所述网关记录所述呼叫发起方的IP参数，并发送不包含该IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网中的终端。

所述步骤C具体为：

C1、IP网中的呼叫发起方将包含自身IP地址的IP参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；

C2、所述呼叫发起方将所述扩展七号信令消息发送到与公用电话交换网互通的网关。

所述方法还包括：

公用电话交换网中的终端回复初始七号信令消息到与IP网互通的网关；

所述网关回复包含所述IP参数的扩展七号信令消息到IP网中的呼叫发起方。

一种实现公用电话交换网与IP网互通的系统，包括公用电话交换网终端，与IP网互通的网关和IP网终端，

所述公用电话交换网终端包括：

终端发送初始信令单元，用于将初始七号信令消息发送到与IP网互通的网关；

终端接收初始信令单元，用于接收所述与IP网互通的网关回复的初始七号信令消息；

所述与IP网互通的网关包括：

接收信令单元，用于接收所述公用电话交换网终端或IP网终端发送的信令消息；

写IP参数单元，用于将包含该网关IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；

记录IP参数单元，用于将所述IP网终端的IP参数记录在所述网关中；

发送信令单元，用于向所述公用电话交换网终端或IP网终端发送信令消息；

所述IP网终端包括：

终端接收扩展信令单元，用于接收所述网关发送的扩展七号信令消息；

终端回复扩展信令单元，用于回复包含该终端IP参数的扩展七号信令消息到与IP网互通的网关。

所述接收信令单元包括：

接收初始信令单元，用于接收所述公用电话交换网终端发送的初始七号信令消息；

接收扩展信令单元，用于接收所述IP终端回复的扩展七号信令消息。

所述发送信令单元包括：

发送扩展信令单元，用于将所述扩展七号信令消息发送到IP网终端；

回复初始信令单元，用于回复不包含所述IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网终端。

一种实现公用电话交换网与IP网互通的系统，包括IP网终端，与公用电话交换网互通的网关和公用电话交换网终端，

所述IP网终端包括：

终端发送扩展信令单元，用于发送包含该终端IP参数的扩展七号信令消息到与公用电话交换网互通的网关；

终端接收扩展信令单元，用于接收所述网关回复的扩展七号信令消息；

所述与公用电话交换网互通的网关包括：

接收信令单元，用于接收所述公用电话交换网终端或IP网终端发送的信令消息；

写IP参数单元，用于将包含该网关IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；

记录IP参数单元，用于将所述IP网终端的IP参数记录在所述网关中；

发送信令单元，用于向所述公用电话交换网终端或IP网终端发送信令消息；

所述公用电话交换网终端包括：

终端回复初始信令单元，用于回复初始七号信令消息到与公用电话交换网互通的网关；

终端接收初始信令单元，用于接收所述与公用电话交换网互通的网关回复的初始七号信令消息。

所述接收信令单元包括：

接收扩展信令单元，用于接收所述IP终端发送的扩展七号信令消息；

接收初始信令单元，用于接收所述公用电话交换网终端回复的初始七号信令消息。

所述发送信令单元包括：

发送初始信令单元，用于发送不包含所述IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网终端；

回复扩展信令单元，用于回复所述扩展七号信令消息到所述IP网终端。

由以上本发明提供的技术方案可见，本发明具有如下特点和优点：

首先，本发明通过将网络的IP地址写入七号信令消息的用户-用户参数域中，使得PSTN与IP网交互时，无需在IP网边界的网关处进行信令的翻译或包裹，而是直接将写有IP参数的七号信令在IP网中传递，这种方式极大降低了网关的复杂度，无需对七号信令进行翻译或包裹，减少了由于信令翻译导致的信令出错，提高了IP网整体的功能。

其次，由于PSTN与IP网之间可以直接传递未经翻译或包裹的七号信令，使网关处不易产生大量待处理的信令，提高了网络呼叫的接通率，增强了网络的性能。

附图说明

图1为现有PSTN与IP网信令互通的结构图；

图2为PSTN与IP网络通过信令翻译进行互通的流程图；

图3为本发明呼叫方为PSTN终端的方法流程图；

图4为本发明呼叫方为PSTN终端的优选实施例流程图；

图5为本发明组织信令消息流程图；

图6为本发明解析信令消息流程图；

图7为本发明呼叫方为IP网终端的方法流程图；

图8为本发明呼叫方为IP网终端的优选实施例流程图；

图9为本发明系统的优选实施例框图；

图10为本发明又一系统的优选实施例框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种实现公用电话交换网与IP网互通的方法，公用电话交换网中的终端将初始七号信令消息发送到与IP网互通的网关，该网关将包含自身IP地址的IP参数写入所述初始七号信令消息中，并发送该消息到IP网中的被叫方；或IP网中的呼叫发起方将扩展七号信令消息发送到与公用电话交换网互通的网关，该网关记录呼叫发起方的IP参数，并发送不包含该IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网中的终端。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明呼叫方为PSTN终端的方法流程如图3所示：

步骤301：公用电话交换网中的终端发送初始七号信令消息到网关。

七号信令消息包含对应域，和/或用户-用户参数域，其中对应域中承载有主叫号码、被叫号码、呼叫性质等参数。

步骤302：网关将自身IP参数写入初始七号信令消息中。

与IP网互通的网关接收初始七号信令消息，并将包含自身IP地址的IP参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息。

初始七号信令消息的用户-用户参数域用于传递用户间的信息，其格式可以由用户自行定义，该参数域的长度范围为3字节到131字节。参数的长度在规定的长度范围内时，用户-用户参数域并不影响PSTN对七号信令消息中的其它域进行分析和处理。本发明将IP网中主叫和被叫的IP地址，以及其它在IP网上呼叫所需要的参数包含在该用户-用户参数域中，参数的长度在用户-用户参数域规定的范围内。因此，包含了IP地址的扩展七号信令消息可以直接在PSTN和IP网两种网络中进行传递，在PSTN网中，对用户-用户参数域中的参数不做处理，只进行透明传递，PSTN中的交换机只需要用现有的流程分析初始七号信令参数，即可完成现有的呼叫；在IP网中，网关可以从扩展七号信令消息的用户-用户参数域中找到呼叫对应方的IP参数，无需另外定义信令格式。

步骤303：网关发送扩展七号信令消息到IP网终端。

IP网中的被叫方接收到扩展七号信令消息后，回复包含该被叫方IP参数的扩展七号信令消息到与IP网互通的网关，然后该网关记录被叫方的IP参数，并回复不包含IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网中的终端。

本发明呼叫方为PSTN终端的优选实施例流程如图4所示，该实施例中终端1位于PSTN，终端2位于IP网：

步骤401：位于PSTN的终端1发送初始IAM消息到SG/MGC。

其中初始IAM是七号信令的初始地址消息，位于PSTN的终端1将初始IAM消息发送到与IP网互通的SG/MGC(信令网关/多媒体网络控制器)。

步骤402：SG/MGC在接收到的初始IAM消息中写入包含当前网关IP地址的IP参数。

SG/MGC将包含当前网关IP地址的IP参数写入初始IAM消息的用户-用户参数域中，该扩展后的IAM消息可以不进行转换信令格式就可以在IP网上传输。

步骤403：SG/MGC将包含IP参数的扩展IAM消息发送到位于IP网的终端2。

步骤404：终端2接收到包含IP参数的扩展IAM消息后，将包含IP地址的IP参数写入回复的初始ACM消息中。

步骤405：IP网中的终端2将包含IP参数的扩展ACM消息发送到SG/MGC上。

步骤406：SG/MGC将不包含IP参数的初始ACM消息发送到位于PSTN的终端1中。

具体的，步骤402中组织信令消息的流程如图5所示：

步骤501：将IP地址以及IP地址性质等IP网参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中。IP网参数域的格式如下表1所示：

参数类型：IAM、ACM、ANM等目的IP地址：源IP地址：目的ID：源ID：出入网标记：(来自外网，或到外网)呼叫参数：

步骤502：组织主叫号码、被叫号码、话路号和呼叫性质等命令参数。

步骤503：为参数加上命令头。

步骤504：为消息加上OPC(目的信令编码)和DPC(源信令编码)。

当终端1通过IAM消息建立呼叫时，并不知道被叫IP终端的IP地址，因此表1中无需填入目的IP地址，仅将与IP网互通的网关的IP地址填入源IP地址域即可。

具体的，步骤404中终端2对接收的IAM消息进行解析以得到信令参数，解析信令消息的流程如图6所示：

步骤601：提取信令消息中的OPC和DPC。

OPC和DPC用于校验信令消息所述的呼叫，当DPC不是本信令点时，可以根据其所述的呼叫或被叫号码进行定位并将消息前传。

步骤602：判断信令的具体类型。

判断信令是发起呼叫、回应呼叫、接听还是挂机，当信令是一次呼叫的初始消息IAM消息时，根据IAM消息的参数建立一次呼叫的数据，作为后续消息所述的呼叫。

步骤603：提取主叫号码、被叫号码、话路号和呼叫性质等信令参数。

步骤604：提取IP地址和IP地址性质等IP网的参数，用以根据IP地址向IP网发送数据。

本发明呼叫方为IP网终端的方法流程如图7所示：

步骤701：IP网中呼叫发起方发送扩展七号信令消息到与PSTN网互通的网关。

IP网中的呼叫发起方将包含自身IP地址的IP参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息，并将该扩展七号信令消息发送到与PSTN网互通的网关。

步骤702：该网关记录IP网中呼叫发起方的IP参数。

与PSTN网互通的网关接收到IP网中呼叫发起方发送的扩展七号信令消息后，将该消息用户-用户参数域中的呼叫发起方的IP参数记录下来，以便下次根据该记录的IP参数向呼叫发起方回复扩展七号信令消息。

步骤703：该网关发送初始七号信令消息到公用电话交换网终端。

公用电话交换网中的终端接收到网关发送的初始七号信令消息后，回复初始七号信令消息到与IP网互通的网关，然后该网关将包含其IP地址的IP参数写入回复的初始七号信令消息中形成扩展七号信令消息，并发送该消息到IP网中的呼叫发起方。

本发明呼叫方为IP网终端的优选实施例流程如图8所示，该实施例中终端11位于IP网，终端22位于PSTN：

步骤801：位于IP网的终端11发送扩展REL消息到SG/MGC。

其中初始REL消息是七号信令的结束呼叫消息，位于IP网的终端11在初始REL消息的用户-用户参数域中写入包含该终端IP地址的IP参数形成扩展REL消息，并发送该扩展REL消息到SG/MGC。

步骤802：SG/MGC记录接收到的扩展REL消息的用户-用户参数域中终端11的IP参数。

步骤803：SG/MGC将不包含终端11的IP参数的初始REL消息发送到公用电话交换网的终端22。

步骤804：终端22接收到初始REL消息后，向SG/MGC回复初始RLC消息。

步骤805：SG/MGC在接收到的初始RLC消息中写入包含当前网关IP地址的IP参数。

SG/MGC将包含当前网关IP地址的IP参数写入初始RLC消息的用户-用户参数域中，该扩展后的RLC消息可以不进行转换信令格式就可以在IP网上传输。

步骤806：SG/MGC将包含IP参数的扩展RLC消息发送到位于IP网的终端11。

本发明系统的优选实施例框图如图9所示：

该系统包括：公用电话交换网终端910，IP网终端930和用于连接两个终端的与IP网互通的网关920。

公用电话交换网终端910包括终端发送初始信令单元911，用于将初始七号信令消息发送到与IP网互通的网关；终端接收初始信令单元912，用于接收与IP网互通的网关回复的初始七号信令消息。

与IP网互通的网关920包括接收信令单元921，用于接收公用电话交换网终端或IP网终端发送的信令消息；写IP参数单元924，用于将包含该网关IP地址的IP参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；发送信令单元925，用于向公用电话交换网终端或IP网终端发送信令消息；记录IP参数单元928，用于将IP网终端的IP参数记录在网关中。

其中，接收信令单元921包括接收初始信令单元922，用于接收公用电话交换网终端发送的初始七号信令消息；接收扩展信令单元923，用于接收IP终端回复的扩展七号信令消息。发送信令单元925包括回复初始信令单元926，用于回复不包含IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网终端；发送扩展信令单元927，用于将扩展七号信令消息发送到IP网终端。

IP网终端930包括终端回复扩展信令单元931，用于回复包含该终端IP参数的扩展七号信令消息到与IP网互通的网关；终端接收扩展信令单元932，用于接收网关发送的扩展七号信令消息。

本发明另一系统的优选实施例框图如图10所示：

该系统包括：公用电话交换网终端1010，IP网终端1030和用于连接两个终端的与公用电话交换网互通的网关1020。

公用电话交换网终端1010包括终端回复初始信令单元1011，用于回复初始七号信令消息到与公用电话交换网互通的网关；终端接收初始信令单元1012，用于接收与公用电话交换网互通的网关回复的初始七号信令消息。

与公用电话交换网互通的网关1020包括接收信令单元1021，用于接收公用电话交换网终端或IP网终端发送的信令消息；写IP参数单元1024，用于将包含该网关IP地址的IP参数写入初始七号信令消息的用户-用户参数域中形成扩展七号信令消息；发送信令单元1025，用于向公用电话交换网终端或IP网终端发送信令消息；记录IP参数单元1028，用于将IP网终端的IP参数记录在网关中。

其中，接收信令单元1021包括接收初始信令单元1022，用于接收公用电话交换网终端回复的初始七号信令消息；接收扩展信令单元1023，用于接收IP终端发送的扩展七号信令消息。发送信令单元1025包括发送初始信令单元1026，用于发送不包含IP参数的初始七号信令消息到公用电话交换网终端；回复扩展信令单元1027，用于回复扩展七号信令消息到所述IP网终端。

IP网终端1030包括终端发送扩展信令单元1031，用于发送包含该终端IP参数的扩展七号信令消息到与公用电话交换网互通的网关；终端接收扩展信令单元1032，用于接收网关回复的扩展七号信令消息。

通过以上实施例可知，在IP网中初始IAM等信令消息不再被翻译或包裹，只需在进入与IP网互通的网关处，将本网关的IP地址写入初始七号信令的用户-用户参数域中，形成扩展七号信令消息后即可在IP网上传输。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。