CN1741665A - 通信网络中双归属组网的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术，公开了一种通信网络中双归属组网的系统及其方法，使得在使用双归属组网时能够充分利用系统的中继资源。本发明中，在实现双归属时，每一个需要和软交换设备连接的网络实体均设置属于同一链路集的主备链路，分别连接到互为主备关系的2个软交换设备上，另外还在这2个软交换设备上各设置2个信令点，一个是本软交换设备的主用信令点，另一个对应于备用软交换设备的主用信令点的备用信令点，主备信令点分别对应主备链路，对应的主备信令点设置相同。当一个软交换设备检测到另一个软交换设备失效时，激活原先锁闭的备用链路，对外始终表现为一个信令点。

Description

通信网络中双归属组网的系统及其方法

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及双归属组网的技术。

背景技术

随着用户对网络安全可靠性和网络处理能力的要求越来越高，运营商必须在一开始设计网络时就在网络中引入足够的容量和各种分集手段，以便向用户提供足够高的服务能力，尽可能减小故障造成的影响，提高网络的优先恢复能力、双重接入能力以及多种选路能力等等，以确保服务的正常提供，使用户对所提供的服务有很高的满意度。但另一方面，如果对于核心控制或处理设备采用主备用的方式，不仅会造成建网成本和维护管理成本的增加，甚至还会由于被用设备的闲置造成更大的资源浪费。

因此，在设备集成度、成本、容灾能力及网络安全性等几方面因素的综合考虑下，引入了双归属的概念，其作用在于防止网络大面积瘫机或在突发灾害事故发生时能够紧急提供通信的机制，提供在极端异常情况发生时设备通信的迅速恢复能力。比如：包含有应急通信的恢复机制，能提供80％～90％的通信恢复能力。这里所述的双归属，实际是指一种特殊的终端连接方式，令每个需要交换控制中心提供服务的终端同时与两个交换控制中心相连，即同一终端属于两个交换控制中心，一个为主用，一个为备用，该终端可由所属两个交换控制中心中的任意一个提供服务，双归属提供的处理容灾能力与双归属的组网和实现有极大的关系。

下一代网络(Next Generation Network，简称“NGN”)是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。

NGN网络的用户容量很大，在NGN的组网中，软交换设备处于一个极为核心重要的地位，而软交换设备之间在组网级别上是缺省没有主备的，为了提高网络可靠性，需要软交换设备实现双归属，以实现在某一软交换设备设备因异常灾害或硬件升级而宕机的情况下，其负责处理的业务可以自动被其备用软交换设备设备所接管，并保证业务中断最小化。其中，所谓双归属，是指两个软交换设备在同一组网级别上相互备份，这样在主用软交换设备处于宕机的情况下，处于双归属地位的备用软交换设备能承担主用软交换设备的业务处理。

NGN网络中，PSTN通过媒体网关(Media GateWay，简称“MGW”)连接到软交换设备接入网络，PSTN和MGW之间完成源信令点编码(Origination Point Code，简称“OPC”)，MGW和软交换设备之间通过中继链路连接并传输数据。当主用软交换设备处于宕机的情况下，主用软交换设备连接的MGW就重新注册到备用软交换设备上，以保证业务的连续性。其中，信令点是信令网中处理控制消息的节点。

现有的技术方案中，在双归属状态下，一般互为双归属的软交换设备设备分别采用不同的独立信令点，双归属切换后，失效信令点下的MGW上的时分多路复用(Time Division Multiplexing，简称“TDM”)中继链路自动切换到有效信令点下的TDM中继群，失效信令点下的TDM中继链路失效。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：现有的技术方案在双归属切换后，中继资源浪费比较严重。

造成这种情况的主要原因在于，现有的技术方案中，互为双归属的软交换设备分别采用不同的独立信令点，在双归属切换后，宕机的软交换设备的信令点无效，其对端网络实体的信令点改变，有效信令点下的中继链路资源被利用，而失效信令点下的中继链路资源就不再被利用，造成了中继资源的浪费。

除了NGN网络以外，第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)网络中也可以实现双归属组网，目前也存在与上述NGN网络中双归属组网相似的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通信网络中双归属组网的系统及其方法，使得在使用双归属组网时能够充分利用系统的中继资源。

为实现上述目的，本发明提供了一种通信网络中双归属组网的系统，包含两个互为主备关系的软交换设备和多个其它网络实体；其中，

每个所述其它网络实体通过属于同一链路集的主用、备用链路分别和两个所述软交换设备连接；

每个所述软交换设备用于进行软交换处理，检测与之互为主备的所述软交换设备的状态，并在被检测的所述软交换设备失效时激活和本软交换设备连接的所述备用链路。

其中，每个所述软交换设备上各配置有一个主用信令点和一个对应于另一个所述软交换设备的主用信令点的备用信令点，相对应的所述主用信令点和所述备用信令点的设置相同；

每个所述其它网络实体的主用链路和备用链路分别对应主用软交换设备的主用信令点和备用软交换设备的备用信令点。

此外在所述系统中，所述其它网络实体通过媒体网关分别连接到所述两个互为主备关系的软交换设备；

所述属于同一链路集的主用链路、备用链路在所述媒体网关上配置。

此外在所述系统中，所述主用链路和所述备用链路为消息传送部分第3层链路。

此外在所述系统中，所述通信网络是下一代网络；

所述其它网络实体可以是以下之一：

媒体资源服务器、应用服务器、公用电话交换网、综合归属位置寄存器、以及软交换设备。

此外在所述系统中，所述通信网络是第三代移动通信网络；

所述其它网络实体可以是以下之一：

基站控制器、归属位置寄存器、公用电话交换网、业务控制点和移动业务交换中心。

本发明还提供了一种通信网络中双归属组网的系统，包含主用、备用软交换设备和信令网关；其中，

每个所述软交换设备作为一个应用服务点通过消息传送部分第3层链路用户适配以代理或转接方式关联到所述信令网关的一个信令点上；

所述软交换设备用于进行软交换处理等；

所述信令网关用于支持消息传送部分第3层链路用户适配，在所述主用软交换设备发生故障时将所述主用软交换设备上的业务适配到所述备用软交换设备上。

其中，所述信令网关可以是外置于所述软交换设备的独立设备，也可以内嵌在接入侧媒体网关中。

此外在所述系统中，所述通信网络可以是下一代网络或第三代移动通信网络；

所述软交换设备可以是第三代移动通信网络中的移动交换中心服务器。

本发明还提供了一种通信网络中双归属组网的方法，应用于上文所述的双归属组网的系统，包含以下步骤：

A 将连接到所述主用软交换设备的主用链路设置成激活状态，将连接到所述备用软交换设备的备用链路设置成锁闭状态；

B 所述备用软交换设备检测所述主用软交换设备是否发生故障，如果是则激活所述备用链路；

C 当所述主用软交换设备从故障中恢复后，通知所述备用软交换设备，所述备用软交换设备响应该通知，锁闭所述备用链路，所述主用软交换设备激活所述主用链路。

其中，所述主用软交换设备的故障为宕机。

所述步骤C中，所述主用软交换设备可通过以下协议之一通知所述备用软交换设备：

私有协议、会话发起协议、或移动应用部分协议。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，基于唯一信令点的技术构思。在实现双归属时，每一个需要和软交换设备连接的网络实体均设置属于同一链路集的主备链路，分别连接到互为主备关系的2个软交换设备上，另外还在这2个软交换设备上各设置2个信令点，一个是本软交换设备的主用信令点，另一个对应于备用软交换设备的主用信令点的备用信令点，主备信令点分别对应主备链路，对应的主备信令点设置相同。当一个软交换设备检测到另一个软交换设备失效时，激活原先锁闭的备用链路，对外始终表现为一个信令点。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即利用本发明方案，网络边缘的双归属软交换设备对接入网体现为1个信令点，这样在主备切换的时候，失效软交换设备和接入网之间TDM中继链路资源能够得以继续利用，避免了双归属信令点独立所导致的中继资源浪费；并且本发明方案只需要对软交换设备做少许改动，不涉及系统的升级，对于其它设备只是在配置上有所变化，以较小的成本提高了双归属的组网的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的NGN中双归属组网的系统组成示意图；

图2是根据本发明的第二实施例的3G中双归属组网的系统组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

首先说明本发明的基本原理。本发明互为双归属的软交换设备相对一个对端网络实体只表现出唯一的信令点，通过软交换设备中保存的双归属状态实现消息传送部分(Message Transfer Part，简称“MTP”)链路状态管理，使用MTP3的备份路由或者信令链路负担实现消息自动切换，保证在对端网络实体所看到的唯一信令点不发生变换的前提下，实现主用/备软交换设备之间的切换。

根据本发明第一实施例的NGN中双归属组网的系统组成示意图如图1所示。需要说明的是，本发明方案适用于软交换设备，综合归属位置寄存器(Smart Home Location Register，简称“SHLR”)，公用电话交换网(PublicSwitched Telephone Network，简称“PSTN”)，业务控制点(Service ControlPoint，简称“SCP”)等设备的组网情形，该较佳实施例通过软交换设备和MGW组网来说明本发明方案的实现，熟悉本领域的普通技术人员可以理解，这并不影响本发明的实质。

双归属组网的系统包含：软交换设备10-1和10-2，MGW20-1和20-2以及PSTN30-1和30-2。其中，软交换设备10-1和10-2是互为主备的双归属局。需要说明的是，为了描述上的清晰，本文中用“-数字”来区分功能完全相同的设备。

PSTN30-1通过MGW20-1连接到软交换设备10-1和软交换设备10-2，PSTN30-2通过MGW20-2连接到软交换设备10-1和软交换设备10-2。其中，一个MGW20和双归属的两个软交换设备10之间的链路为同一链路集的负荷分担链路，为了说明的方便，称MGW20和主用软交换设备10之间的链路为主用链路，MGW20和备用软交换设备10之间的链路为备用链路。需要说明的是，同一链路集的配置可以在MGW20上完成。例如，图1中的链路1和链路2为同一链路集，链路3和链路4为同一链路集。需要说明的是，尽管链路为负荷分担方式，但正常情况下，PSTN仅选择与主用软交换设备10相连的链路，在图1中，与主用软交换设备10相连的链路用实线表示，与备用软交换设备10连接的链路用虚线表示。

软交换设备10-1上包含两个信令点，一个是正常情况下激活的PSTN20-1所见的唯一信令点——OPC1，一个是正常情况下处于备用状态的PSTN20-2所见的唯一信令点——OPC2；同样，软交换设备10-2上包含两个信令点，一个是正常情况下激活的PSTN20-2所见的唯一信令点——OPC2，一个是正常情况下处于备用状态的PSTN20-1所见的唯一信令点——OPC1。为了说明方便，将主备软交换设备10都正常时，处于激活状态的信令点称为软交换设备10的主用信令点，处于备用状态的信令点称为软交换设备10的备用信令点。

软交换设备10用于进行软交换处理，检测与之互为主用/备的软交换设备10的状态，并根据检测结果决定是否激活备用信令点的消息传送部分第3层(Message Transfer Part Level 3，简称“MTP3”)链路。例如，在本发明的一个较佳实施例中，软交换设备10-2检测到与之互为主备关系的软交换设备10-1宕机时，激活备用信令点——OPC1的MTP3链路，即链路2，使PSTN30-1的A接口链路切换到链路2上来，这样PSTN1的消息会自动发到软交换设备10-2，软交换设备设备10-2将顺利接管软交换设备10-1的业务处理。

MGW20和PSTN30的功能和相关配置方法为本领域技术人员公知，在此不详细说明。

根据本发明的第一实施例的双归属组网的方法包含以下几种情况下的处理：

在主备软交换设备10都正常情况下，双归属的软交换设备10通过管理禁止方式闭锁备用状态的本局信令点的所有MTP3链路。在组网形式如图1的本发明的一个较佳实施例中，软交换设备10-1和10-2都正常时，软交换设备10-1闭锁链路4，软交换设备10-2闭锁链路4，这样可以避免PSTN30的信令消息同时发给两个软交换设备10。

在主用软交换设备10发生菪机情况下，备用软交换设备检测到对端故障后，主动激活处于本局的备用信令点MTP3链路。需要说明的是，这里软交换设备是互为主备关系的，因此主用、备用是相对的概念，这样说明并不影响熟悉本领域的技术人员的理解。在本发明的一个较佳实施例中，软交换设备10-2检测到软交换设备10-1宕机时，激活本局的备用信令点的MTP3链路，即链路2，使PSTN30-1的A接口链路切换到该链路上来，这样PSTN1的消息会自动发到软交换设备10-2，软交换设备10-2将顺利接管软交换设备10-1的业务处理。

当主用软交换设备10从故障中恢复后，主用软交换设备10通过私有协议通知备用软交换设备10，备用软交换设备10主动禁闭本局的备用信令点的所有MTP3链路，然后通知主用软交换设备10，再由主用软交换设备10主动激活主用软交换设备10的主用信令点的所有链路。除私有协议外，主用软交换设备10也可以通过公有协议通知备用软交换设备10，常用的公有协议包括会话发起协议(Session Initation Protocol，简称“SIP”)、移动应用部分(Mobile Application Part，简称“MAP”)协议等。

熟悉本领域的普通技术人员很容易依据上述说明实现软交换设备同SHLR，PSTN，SCP，等设备的双归属组网。例如在同SHLR相连的组网中，可以通过在信令转接点(Signalling Transfer Point，简称“STP”)上配置到两个软交换设备的MTP3为相同的链路集，实现SHLR到软交换设备的信令链路的自动切换。

根据本发明第二实施例的3G中双归属组网的系统组成示意图如图2所示。需要说明的是，本发明方案适用于MSC Server同BSC，归属位置寄存器(Home Location Register，简称“HLR”)，公用电话交换网(Public SwitchedTelephone Network，简称“PSTN”)，业务控制点(Service Control Point，简称“SCP”)，MSC等设备的组网情形，该较佳实施例通过MSC Server和BSC组网来说明本发明方案的实现，熟悉本领域的普通技术人员可以理解，这并不影响本发明的实质。

双归属组网的系统包含：MSC Server110-1和110-2，MGW120-1和120-2以及BSC130-1和130-2。其中，MSC Server110-1和110-2是互为主备的双归属局。需要说明的是，为了描述上的清晰，本文中用“-数字”来区分功能完全相同的设备。

BSC 130-1通过MGW120-1连接到MSC Server110-1和MSC Server110-2，BSC130-2通过MGW120-2连接到MSC Server110-1和MSCServer110-2。其中，一个MGW120和双归属的两个MSC Server 110之间的链路为同一链路集的负荷分担链路，为了说明的方便，称MGW120和主MSCServer110之间的链路为主链路，MGW120和备用MSC Server110之间的链路为备用链路。需要说明的是，同一链路集的配置可以在MGW120上完成。例如，图1中的链路1和链路2为同一链路集，链路3和链路4为同一链路集。需要说明的是，尽管链路为负荷分担方式，但正常情况下，BSC仅选择与主MSC Server 110相连的链路，在图1中，与主MSC Server 110相连的链路用实线表示，与备用MSC Server 110连接的链路用虚线表示。

MSC Server110-1上包含两个信令点，一个是正常情况下激活的BSC120-1所见的唯一信令点--OPC1，一个是正常情况下处于备用状态的BSC120-2所见的唯一信令点--OPC2；同样，MSC Server110-2上包含两个信令点，一个是正常情况下激活的BSC120-2所见的唯一信令点--OPC2，一个是正常情况下处于备用状态的BSC120-1所见的唯一信令点--OPC1。为了说明方便，将主备MSC Server110都正常时，处于激活状态的信令点称为MSC Server110的主信令点，处于备用状态的信令点称为MSC Server110的备用信令点。

MSC Server 110用于进行软交换处理，检测与之互为主/备的MSC Server110的状态，并根据检测结果决定是否激活备用信令点的消息传送部分第3层(Message Transfer Part Level 3，简称“MTP3”)链路。例如，在本发明的一个较佳实施例中，MSC Server 110-2检测到与之互为主备关系的MSCServer 110-1宕机时，激活备用信令点--OPC1的MTP3链路，即链路2，使BSC 130-1的A接口链路切换到链路2上来，这样BSC1的消息会自动发到MSC Server 110-2，软交换设备110-2将顺利接管MSC Server 110-1的业务处理。

MGW120和BSC130的功能和相关配置方法为本领域技术人员公知，在此不详细说明。

根据本发明的一个较佳实施例的双归属组网的方法包含以下几种情况下的处理：

在主备MSC Server110都正常情况下，双归属的MSC Server110通过管理禁止方式闭锁备用状态的本局信令点的所有MTP3链路。在组网形式如图1的本发明的一个较佳实施例中，MSC Server110-1和110-2都正常时，MSCServer110-1闭锁链路4，MSC Server110-2闭锁链路4，这样可以避免BSC130的信令消息同时发给两个MSC Server110。

在主MSC Server110发生菪机情况下，备用MSC Server检测到对端故障后，主动激活处于本局的备用信令点MTP3链路。需要说明的是，这里MSCServer是互为主备关系的，因此主/备是相对的概念，这样说明并不影响熟悉本领域的技术人员的理解。在本发明的一个较佳实施例中，MSC Server110-2检测到MSC Server110-1宕机时，激活本局的备用信令点的MTP3链路，即链路2，使BSC130-1的A接口链路切换到该链路上来，这样BSC1的消息会自动发到MSC Server110-2，MSC Server110-2将顺利接管MSC Server110-1的业务处理。

当主MSC Server110从故障中恢复后，主MSC Server110通过私有协议通知备用MSC Server110，备用MSC Server110主动禁闭本局的备用信令点的所有MTP3链路，然后通知主MSC Server110，再由主MSC Server110主动激活主MSC Server110的主信令点的所有链路。

熟悉本领域的普通技术人员很容易依据上述说明实现MSC同HLR、PSTN、SCP、MSC等设备的双归属组网。例如在同HLR相连的组网中，可以通过在信令转接点(Signalling Transfer Point，简称“STP”)上配置到两个MSC Server的MTP3为相同的链路集，实现HLR到MSC Server的信令链路的自动切换。

同样出于唯一信令点的构思，本发明方案还可以有另外一种替代方案实现，由于出发点相同，发明构思也类似，因此下面仅对该替代方案作简要说明。

在替代方案的第三实施例中，双归属的两个软交换设备作为2个应用业务点(Application Service Point，简称“ASP”)，消息传送部分第3层用户适配(MTP3 User Adaption，简称“M3UA”)代理或转接方式关联到信令网关(Signaling Gateway，简称“SG”)上一个信令点上，两个ASP配置为主用、备方式。其中，SG用于支持M3UA，在主用软交换设备宕机时将软交换设备上的业务适配到备用软交换设备上，SG可以是外置软交换设备的独立设备或内嵌在接入侧MGW中，通过独立SG或内嵌在MGW中的SG支持M3UA。在这种方案下，PSTN的信令在SG上终结。本实例中的软交换设备也可以3G网络中的MSC Server。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，包含两个互为主备关系的软交换设备和多个其它网络实体；其中，

每个所述其它网络实体通过属于同一链路集的主用、备用链路分别和两个所述软交换设备连接；

每个所述软交换设备用于进行软交换处理，检测与之互为主备的所述软交换设备的状态，并在被检测的所述软交换设备失效时激活和本软交换设备连接的所述备用链路。

2.根据权利要求1所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，每个所述软交换设备上各配置有一个主用信令点和一个对应于另一个所述软交换设备的主用信令点的备用信令点，相对应的所述主用信令点和所述备用信令点的设置相同；

每个所述其它网络实体的主用链路和备用链路分别对应主用软交换设备的主用信令点和备用软交换设备的备用信令点。

3.根据权利要求1所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述其它网络实体通过媒体网关分别连接到所述两个互为主备关系的软交换设备；

所述属于同一链路集的主用链路、备用链路在所述媒体网关上配置。

4.根据权利要求1所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述主用链路和所述备用链路为消息传送部分第3层链路。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述通信网络是下一代网络；

所述其它网络实体可以是以下之一：

媒体资源服务器、应用服务器、公用电话交换网、综合归属位置寄存器、以及软交换设备。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述通信网络是第三代移动通信网络；

所述其它网络实体可以是以下之一：

基站控制器、归属位置寄存器、公用电话交换网、业务控制点和移动业务交换中心。

7.一种通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，包含主用、备用软交换设备和信令网关；其中，

每个所述软交换设备作为一个应用服务点通过消息传送部分第3层链路用户适配以代理或转接方式关联到所述信令网关的一个信令点上；

所述软交换设备用于进行软交换处理等；

所述信令网关用于支持消息传送部分第3层链路用户适配，在所述主用软交换设备发生故障时将所述主用软交换设备上的业务适配到所述备用软交换设备上。

8.根据权利要求7所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述信令网关可以是外置于所述软交换设备的独立设备，也可以内嵌在接入侧媒体网关中。

9.根据权利要求7所述的通信网络中双归属组网的系统，其特征在于，所述通信网络可以是下一代网络或第三代移动通信网络；

所述软交换设备可以是第三代移动通信网络中的移动交换中心服务器。

10.一种通信网络中双归属组网的方法，应用于权利要求1所述的双归属组网的系统，其特征在于，包含以下步骤：

A将连接到所述主用软交换设备的主用链路设置成激活状态，将连接到所述备用软交换设备的备用链路设置成锁闭状态；

B所述备用软交换设备检测所述主用软交换设备是否发生故障，如果是则激活所述备用链路；

C当所述主用软交换设备从故障中恢复后，通知所述备用软交换设备，所述备用软交换设备响应该通知，锁闭所述备用链路，所述主用软交换设备激活所述主用链路。

11.根据权利要求10所述的通信网络中双归属组网的方法，其特征在于，所述主用软交换设备的故障为宕机。

12.根据权利要求10所述的通信网络中双归属组网的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述主用软交换设备可通过以下协议之一通知所述备用软交换设备：

私有协议、会话发起协议、或移动应用部分协议。

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