IMS MGCF对接企业TDM—PBX实现机制的原理分析

卢陈蕾

摘要：MGCF是IMS网络中用于和PSTN/CS 域用户进行互通的功能实体，完成信令格式转换、媒体网关控制等功能。MGCF网元可以根据企业TDM-PBX用户是否需要触发主叫增值业务，对应采用主叫流程或被叫流程进行呼叫处理。本文详细分析这两种呼叫处理机制的原理、信令流程及网元数据配置的关键技术，研究结果表明IMS核心网无缝承接企业TDM-PBX所带业务的可行性。

关键词：电信；IMS；MGCF；TDM-PBX

中图分类号：TN916.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0025-02

1 MGCF在IMS网络中的层次和作用

IMS网络由业务层、控制层、边缘接入控制设备（IMS BAC）和终端组成。IMS系统完成用户鉴权、会话控制和路由、业务触发、网络互通等功能，包括I-CSCF、S-CSCF、P-CSCF、E-CSCF/LRF、BGCF、MGCF、MRFC、HSS、IBCF、MRFP、BGF、MGW和ENUM/DNS等网元设备。

MGCF是IMS域内用户和IMS域外用户之间进行互通的网元。来自PSTN/CS域用户的呼叫控制信令都由MGCF进入IMS域内。MGCF负责和MGW一起完成N7信令与SIP 协议之间的转换，并将呼叫转发给I-CSCF。同样的，所有IMS域内用户发起的到PSTN/CS域用户的会话，其信令也经过MGCF传送到域外。MGCF 控制基本语音业务呼叫的建立、维持和释放。MGCF 必须采用标准协议与CSCF、BGCF、MGW以及计费网关等设备进行通信，这些协议可以包括：H.248、SIP、SIP-I、ISUP、SCTP、M2UA（可选）、M3UA、Diameter以及DNS/ENUM查询协议等。MGCF 还控制着IM-MGW 的媒体通道，提供对MGW 设备的电路侧、分组侧及公共资源的管理功能，包括控制资源的占用和释放，检测和管理资源状态，监测网关能力，控制相关设备上报资源状态并根据上报资源使用情况进行统计，能设置资源的使用门限等管理功能。

2 企业TDM-PBX通过MGCF接入IMS网络的两种模式

长期以来，企业TDM-PBX通过TUP、ISUP、R2、PRI等几种信令方式接入PSTN TDM交换机。PSTN逐步退网后，企业TDM-PBX及呼叫中心平台均可以通过IMS的MGCF网元接入IMS网络，MGCF能够支持PBX用户的业务类别及相应的信令处理策略。根据企业用户的具体需求的不同，MGCF对接企业TDM-PBX的配置策略也不同。如果某一中继群配置有需要S-CSCF触发处理的主叫增值业务，则MGCF在将呼叫请求路由到I-CSCF时在INVITE消息的Route头域添加orig参数，I-CSCF识别参数后发起主叫流程完成呼叫；如果某一中继群配置无主叫业务，则MGCF在INVITE消息的Route头域不添加orig参数，I-CSCF识别参数后发起被叫流程完成呼叫。

2.1 企业TDM-PBX接入IMS后需要触发主叫增值业务的实现机制

2.1.1 原理分析

此类用户在IMS上开户，以非注册方式签约IMS业务。TDM-PBX局内用户之间的呼叫由TDM-PBX本身实现。出入局呼叫时，IMS AS为用户提供签约的增值业务以及补充业务。TDM-PBX通过TDM中继线接入MGW，MGCF控制MGW完成 TDM-PBX的7号信令、PRI信令、R2信令和SIP信令之间的转换。MGCF配置与TDM-PBX的对接数据，包括链路、中继群、电路等。MGCF基于中继群配置用户号段、业务类别及其对应的信令处理策略、呼叫控制策略和路由策略。

当TDM-PBX发起呼叫，MGCF根据入中继群的配置，走主叫锚定流程将呼叫路由到I-CSCF时。MGCF针对PBX类的中继群新建专用的呼叫源。针对该呼叫源配置入局号码预处理，添加专用接入码，用于在呼叫字冠配置时识别PBX入局呼叫。

当TDM-PBX做被叫，HSS为此类TDM-PBX用户的被叫业务配置优先级最低的iFC规则，这个iFC的服务器为该TDM-PBX接入的MGCF。S-CSCF触发完业务IFC后，再根据签约的优先级最低的被叫IFC触发到MGCF，MGCF再根据号码分析路由到相应的PBX。

2.1.2 信令流程

TDM-PBX用户以非注册签约方式接入IMS的主叫呼叫流程如图1所示。

主要流程说明：

首先，TDM-PBX用户发起呼叫请求。主叫侧MGCF在INVITE消息的Route头域添加orig参数将呼叫路由到I-CSCF。I-CSCF根据INVITE消息的Route头域orig参数判断该呼叫为主叫流程后，根据HSS查询到主叫S-CSCF信息。然后，呼叫路由到主叫S-CSCF后，根据主叫号码携带的IFC信息依次触发主叫智能业务，接下来按照普通IMS用户的呼叫路由完成呼叫接续。

2.2 企业TDM-PBX接入IMS后无主叫增值业务的实现机制

2.2.1 实现原理

企业TDM-PBX无主叫增值业务的情况，在呼叫接入IMS后不需要触发IMS的主叫流程，MGCF可以承担汇接的功能，将呼叫延续原来的被叫流程，路由到被叫所在网络。在这种模式下，企业TDM-PBX通过ISUP或TUP中继电路接入MGW网元，N7信令则通过MGCF网元转换成SIP消息再转发到被叫网络。MGCF作为IMS边界接入的网元通常和C网、关口局、软交换、PSTN网络都开通SIP中继或N7中继。在这种模式下，MGCF要为此类用户新建号首集和呼叫源，用于区分其他网络送入MGCF的呼叫字冠，然后根据不同号首集下的呼叫字冠给予不同的路由方式。同时，MGCF还应配置号码格式的变换，保证呼叫的正常接续。特别是送入ICSCF的呼叫，都应在MGCF上将主被叫号码由用户号码格式规整为国际号码格式。

由于在原先IMS网络的设计架构中送入MGCF的被叫号码都是IMS域内用户，因此不存在MGCF到ICSCF的呼叫查询HSS失败的情况。为了处理在ICSCF上被叫号码查寻HSS失败的呼叫，必须配置ICSCF的路由功能。ICSCF会根据路由表上主叫号码、被叫号码、路由地址的配置将呼叫路由到各个与ICSCF互连的MGCF上。同时，HSS为此类用户的被叫业务配置优先级最低的iFC规则，当该iFC触发后路由直接指向MGCF，保证企业TDM-PBX用户作被叫的情况下呼叫可以经过MGCF转接到PBX。

2.2.2 信令流程

TDM-PBX用户非签约方式接入IMS的主叫流程，如图2所示。

主要流程说明：

首先，企业TDM-PBX用户发起呼叫请求。MGCF上针对这些中继群配置专用的呼叫源，将N7信令消息转换为SIP消息后，MGCF配置号码分析，根据被叫所属网络转接呼叫。被叫为IMS域内用户的呼叫则被转发至I-CSCF，I-CSCF判断该呼叫为被叫流程。若被叫为IMS用户，则I-CSCF将呼叫转接至被叫S-CSCF；若被叫为非IMS用户，ICSCF通过路由流程处理呼叫。

3 结语

在企业TDM-PBX接入IMS后触发主叫流程的模式下，由于主叫侧的S-CSCF上触发了主叫AS，因此运营商可以通过主叫AS网元管理TDM-PBX主叫的计费话单，并且企业TDM-PBX的用户必须在HSS上签约放号，才能保证呼叫的成功接续。这种模式有利于运营商对企业TDM-PBX的用户的管理和计费。

而在企业TDM-PBX接入IMS后继续原先的被叫流程的模式下，IMS的MGCF网元只承担了汇接功能，一大部分呼叫会从MGCF网元直接路由到C网，软交换等其他网络，企业TDM-PBX用户也不需要在IMS签约放号。在这种模式下，运营商只能通过MGCF网元的计费功能进行计费。运营商对企业TDM-PBX用户管理功能较弱，为防止此类企业TDM-PBX呼出虚假的主叫号码，MGCF還应通过主叫号码分析，对运营商不允许的主叫号码进行拦截。如表1所示。

参考文献

[1]中国电信集团公司. 中国电信IMS相关技术规范.2010，12：8-10.