CN100411402C - 整合网络电话伺服端与客端的数据装置 - Google Patents

Abstract

一种整合网络电话伺服端与客端的数据装置，设置于一近端装置与一网络之间，可通过以与至少一远程装置连线，包括至少一近端连接端口可耦接至该近端装置，一远程连接端口可耦接至该网络，一SIP处理模块执行至少一SIP伺服程序及一SIP客端程序，使该近端装置及该远程装置可向该SIP伺服程序SIP注册后，即可进行语音通讯，形成一专用的SIP通讯网路；一网络电话连接端口可耦接至少一网络电话，以及一语音处理模块转换该网络电话与该SIP处理模块间的语音信号与数据信号，以达成不需向外部SIP主机注册，可直接进行语音通讯的目的。

Description

整合网络电话伺服端与客端的数据装置

技术领域

木发明为一种整合网络电话伺服端与客端的数据装置，特别是关于一种使用话路初始化协议(Session Initiation Protocol，SIP)的基本架构，整合SIP网络电话伺服端(Call Server)和SIP代理客端(Call AgentClient)于一网络数据装置的发明。

背景技术

按，网络科技的进步使许多新技术涌出，如网络电话(Voice overInternet Protocol，以下简称VoIP)技术，即是指在LAN或Internet的IP网络上进行如打电话般的语音通讯，可节省大量的电话通话费用，有包含使用两台上网电脑间的电话通讯(PC to PC)、使用在上网电脑通过整合网络化的交换机(PBX)与一般电话的通讯(PC to Phone)、使用两部电话通过网络电话公司的VoIP网关器(Gateway)作网络数字化的转换通讯(Phone to Phone)、或者使用在两部网络电话装置(IP Phone)间的通讯(Device to Device)。

VoIP的基本运作方式是将语音的模拟信号(Voice)由电话机、传真机或PBX传至路由器，将其语音信号转换压缩成数据封包(DataPacket)，通过IP网络传输方式传至远程的路由器，远程的路由器再将该数据封包转回成语音的模拟信号后，传至电话机、传真机或PBX，最后再送至使用者端，如此通过开放性的互联网，可连接至世界各地，让使用者可不需再通过传统的公众电话网络(PSTN)进行远距电话通讯。

然而现有的VoIP技术是由国际电信联盟(InternationalTelecommunication Union，ITU)所订定的H323/H248等技术，是针对局域网络所设计，并非完全着眼于互联网的开放性环境中使用，且架构繁杂，应用上的技术限制较多，故而其与公众电话网络(PSTN)的转换过程较为复杂，因此由IETF(Internet Engineering Task Force)发展出一种新的协议：话路初始化协议(Session Initiation Protocol，以下简称SIP)，完全着眼于互联网与公众电话网络整合环境的新技术。

该SIP是属于OSI(Open System Interface)七层架构中的应用层(Application Layer)协议，如同HTTP协议的Clinet-Server架构，且在封包处理上可利用HTTP即有的封包资料，以纯文字的方式来传送指令及状况，所以该SIP非常适用于广域网络的传输架构。

在该SIP架构中除了使用者端的代理软件或装置(User Agent，UA)外，尚需建立至少一主机(Call Server)，该主机可作为代理服务器(Proxy Server)、路由服务器(Redirect Server)、登录服务器(RegistryServer)、语音信箱服务器(Voice Mail Server)...等等，主要以功能来架构服务器或软件结合而成，可结合现有的公众电话网络(PSTN)、VoIP等相关服务。

然而在该SIP中每个使用者(UA)都必须向登录服务器(RegistryServer)注册自己的统一资源识别码(SIP URI)及目前的IP地址，以便让该SIP系统识别每一个使用者，而在注册之后，网络上其它使用者即可通过该SIP系统进行通讯联系。

又由于该SIP属于应用层(Application Layer)的协议，在软件的开发上相当容易，且不管下层的传输或网络为何，因此即可在各式的网络或服务器主机上架构该SIP，亦很容易进行各系统间的整合，如该SIP可整合到企业内部之主机及数据库、WWW网站、聊天室或视讯会议系统等等，或者可整合外部的公众电话网络(PSTN)或VoIP网络电话等。

由上述可知在该SIP具有整合性高及可节省电信费用的优点，故而一般企业可利用企业内部宽频及与分公司间之外部宽频网络来架构SIP通讯网路，使与远程分公司的长途电信费或与海外分公司的国际电信费上节省更多。

然而该SIP的基本架构至少包含了一SIP伺服端主机(CallServer)、至少一近端使用者的代理客端(Call Agent Client)网络电话以及至少一远程使用者的代理客端网络电话，因此目前若要架构SIP通讯网路尚需向外部的该SIP伺服端主机进行注册，并不方便，且若注册的电话数量多时，仍然要负担注册及桥接通讯的费用。

职是，本案发明人提出一种整合网络电话伺服端与客端的数据装置，可将该SIP伺服端主机与代理客端整合在一宽频网络的数据装置中，如ADSL调制解调器、网络集线器、无线网络基地台、IP分享器...等等，让使用者可自行利用本发明的数据装置即可架构出专属的SIP通讯网路，以免除向外部SIP伺服端主机注册麻烦，更可节省架构SIP伺服端主机的成本及大量的电信费用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种在一数据装置中整合有SIP代理伺服端与客端，让使用者可自行架构SIP通讯网路，以便通过该数据装置即可与至少一远程使用者的网络电话进行语音通讯，而不需再经过外部SIP伺服端主机的注册，以节省电信费用。

为达成上述目的，本发明的技术特征在于提供一种整合网络电话伺服端与客端的数据装置，设置于一近端装置与一网络之间，可连线至少一远程装置，包括至少一近端连接端口可耦接至该近端装置，一远程连接端口可耦接至该网络，一SIP处理模块执行至少一SIP伺服程序及一SIP客端程序，使该近端装置及该远程装置可向该SIP伺服程序进行SIP注册后，即可进行语音通讯，以达成不需向外部SIP伺服端主机注册的功效。

本发明的次一技术特征在于提供上述的数据装置，其中更包括有至少一网络电话连接端口可耦接至少一网络电话，及一语音处理模块耦接至该SIP处理模块，用以转换该网络电话与该SIP处理模块间的语音信号与数据信号，以达成可使用者直接由近端的网络电话与远程使用者的网络电话进行语音通讯的功效。

附图说明

图1为本发明SIP通讯网路的架构示意图；

图2为本发明网络数据装置的内部方框示意图；

图3为本发明的SIP通讯状态示意图；及

图4为本发明的SIP通讯流程示意图。

网络数据装置1

近端装置2

远程装置4

近端连接端口11

远程连接端口12

网络电话连接端口13

SIP处理模块14

语音处理模块15

企业主机22

数据库23

电脑终端机24

局域网络31

互联网32

电脑主机41

网络集线器42

网络电话43

公众电话网络网关器44

网络电话网关器45

代理伺服端51

近端SIP客端52

远程SIP客端53

地址服务器54

微处理单元141

存储单元142

传输单元143

压缩/解压缩处理器151

数字信号处理器152

具体实施方式

为了使贵审查委员能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

请参阅图1所示，为本发明SIP通讯网路的架构示意图。本发明主要是在一网络数据装置1中整合有SIP网络电话伺服端及客端的硬件及软件架构，而该网络数据装置1主要设置于一近端装置2与一网络之间，可整合于企业内部的局域网络(LAN、Intranet)31，以连接至企业主机22、数据库23及电脑终端机24，并可连线至外部的广域网络(如互联网)32，故该网络调制解调器1可以为一xDSL调制解调器、一览线(Cable)调制解调器、一无线网络基地台(Wireless LAN AccessPoint)、一网络集线器(HUB)或一IP分享器，借以与至少一远程装置4进行通讯连线。

而该近端装置2与该远程装置4皆可以为电脑主机41、各电脑间连线的网络集线器42、与电脑连线的网络电话43、公众电话网络(PSTN)网关器44或网络电话(VoIP)网关器45...等等，而该公众电话网络44则可连接于至少一电话机、传真机或交换机(PBX)，而该网络电话网关器45则可接于至少一VoIP网络电话。

请参阅图2所示，为本发明网络数据装置的内部方框示意图。本发明的网络数据装置1上设置有至少一近端连接端口11、一远程连接端口12及至少一网络电话连接端口13，而其内部则设置有一SIP处理模块14及一语音处理模块15，其中该近端连接端口11可通过传输线(如RJ/45以太网络线)耦接至该近端装置2或内部局域网络31上，而该远程连接端口12则可耦接至互联网32上，而该网络电话连接端口13则用以耦接至少一网络电话(IP Phone)。

其中该SIP处理模块14则电性连接至该近端连接端口11及该远程连接端口12，可经由该近端连接端口11控制与该近端装置2间的数据封包信号传输，或经由该远程连接端口12控制与互联网32间的数据封包信号传输。

其中该语音处理模块15则电性连接该网络电话连接端口13及该SIP处理模块14，可将该网络电话所产生的语音信号转换为数据信号传送至该SIP处理模块14，或将该SIP处理模块14所传来的数据信号转换为语音信号传送至该网络电话，因此使用者可通过该网络电话直接与该远程装置进行语音通讯。

而该SIP处理模块14的电路主要由一微处理单元141、一存储单元142、复数个传输单元143所组成，其中该微处理单元141，主要负责执行SIP伺服程序及SIP客端程序，而该一存储单元142电连接至该微处理单元141，包括有只读存储器(ROM)可用以储存欲执行的伺服程序，随机存取存储器(DRAM)可暂存所传送的数据资料，以及闪存(FLASH)可储存每一客端的SIP统一资源识别码(URI)。

其中该传输单元143则用以桥接该近端连接端口11或该远程连接端口12与该微处理单元141间的数据信号，故该传输单元143可以为一宽频调制解调器接口，如ADSL Modem，用以连接至广域网络(WAN)32，或者可以为一以太网络(Ethernet)接口，用以连接至该近端装置2或局域网络(LAN)31，亦可以为一无线网络接口(如IEEE802.11)，用以与无线网络卡进行无线连接。

其中该语音处理模块15则主要由一压缩/解压缩处理器151及一数字信号处理器(DSP)152所组成，该压缩/解压缩处理器151电连接至该网络电话连接端口13，用以压缩由该网络电话所传来的语音信号，或解压缩该语音信号传送至该网络电话，而该数字信号处理器(DSP)152电连接至该压缩/解压缩处理器151及该SIP处理模块14，用以转换该语音信号与该数据信号。

请参阅图3所示，为本发明的SIP通讯状态示意图，而图4为本发明的SIP通讯流程示意图。在本发明的SIP处理模块14中主要包括两部份，一为SIP伺服端(Server)51、一为SIP客端(Client)52，其中该SIP伺服端51执行有至少一SIP伺服程序，可让该近端装置2及该远程装置4进行SIP注册，以便使该近端装置2与该远程装置4可进行语音通讯，而该SIP伺服程序可为代理服务器(Proxy Server)程序、登录服务器(Registry Server)程序、地址服务器(Location Server)程序、路由服务器(Redirect Server)程序或语音信箱服务器(Voice MailServer)程序...等等，可以功能需求结合成不同的服务器。

而该SIP客端52则执行有至少一SIP代理客端(Agent Client)程序，或直接连接一网络电话(IP Phone)，可将该近端装置2的语音信号压缩转换成数据信号，或解压缩该数据信号转换成语音信号，以便与该远程装置4进行语音通讯。

若该近端装置2或该远程装置4进行语音通讯前，皆需通过该SIP客端52、53先向该SIP伺服端51注册自己的SIP统一资源识别码(URI)以及IP地址(步骤100)，而该SIP统一资源识别码是让该SIP伺服端51识别每一SIP客端52、53的唯一方式，而在注册后该近端装置2的SIP客端52的SIP URI是Bob@sip3.ZyXEL.com，而该远程装置4的SIP客端的SIP URI是John@sip3.ZyXEL.com。

若该近端SIP客端52欲与该远程SIP客端53进行通话时，则先向该SIP伺服端51的代理服务器(proxy Server)的提出INVITE的要求(步骤101)，该代理服务器(Proxy Server)向该SIP伺服端51的地址服务器(Location Server)54进行该远程SIP客端的地址查询，代理服务器(Proxy Server)51在确定了该远程SIP客端53的位置之后(步骤102)，便将此INVITE的要求转送到该远程SIP客端53去(步骤103)。

该远程SIP客端53在收到此一要求之后，若同意通话，则会响应一个OK的METHOD(步骤104)，该代理服务器(Proxy Server)在收到了之后，便会将此一响应再回传给该近端SIP客端52(步骤105)，此时该近端SIP客端52会再响应一个ACK给该远程SIP客端53(步骤106)，表示自己已经收到了″OK″，之后该近端SIP客端52的近端装置2使用者便可与该远程SIP客端53的远程装置4使用者进行双向的语音通讯(步骤107)。

Claims (14)

1. 一种整合网络电话伺服端与客端的数据装置，该网络电话为话路初始化协议架构，所述数据装置设置于一近端装置与一网络之间，借以与至少一远程SIP客端连线，其特征是，该数据装置包括：

至少一近端连接端口，其耦接至该近端装置；

一远程连接端口，其耦接至该网络；

一SIP处理模块，其电连接至该近端连接端口及该远程连接端口，其中包括：

一近端SIP客端，执行至少一SIP客端程序，以将该近端装置的语音信号转换成数据信号传送至该远程SIP客端，或将该远程SIP客端传来的数据信号转换成语音信号传送至该近端装置；及

一SIP伺服端，执行至少一SIP伺服程序，使该近端SIP客端及该远程SIP客端进行SIP注册及地址链接后，使该近端SIP客端与该远程SIP客端进行双向语音通讯；

至少一网络电话连接端口，其耦接至少一网络电话；及

一语音处理模块，其电连接至该网络电话连接端口及该SIP处理模块，用以转换该网络电话与该SIP处理模块间的语音信号与数据信号，通过该网络电话直接与该远程SIP客端进行语音通讯；

所述语音处理模块包括：

一压缩/解压缩处理器，电连接至该网络电话连接端口，其压缩/解压缩该语音信号；

一数字信号处理器，电连接至该压缩/解压缩处理器及该SIP处理模块，其转换该语音信号与该数据信号；

其中，所述近端SIP客端向所述SIP伺服端发送连接请求，所述SIP伺服端向所述远程SIP客端转发连接请求，在所述近端SIP客端收到所述远程SIP客端的响应后，所述近端SIP客端发送一启动信号，启动双向通信。

2. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，所述数据装置为一xDSL调制解调器、一缆线调制解调器、一无线网络基地台、一网络集线器或一IP分享器。

3. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，其中该近端装置为一电脑主机、一网络集线器、一网络电话或一公众电话网络网关器。

4. 如权利要求3所述的数据装置，其特征是，其中该公众电话网络网关器连接于至少一电话机、传真机或交换机。

5. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，其中该网络为一局域网络或一互联网。

6. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，所述远程SIP客端与远程装置连接，其中该远程装置为一电脑主机、一网络集线器、一网络电话、一公众电话网络网关器或一网络电话网关器。

7. 如权利要求6所述的数据装置，其特征是，其中该公众电话网络网关器连接于至少一电话机、传真机或交换机。

8. 如权利要求6所述的数据装置，其特征是，该网络电话网关器连接于至少一VoIP网络电话。

9. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，其中该SIP处理模块经由该近端连接端口控制与该近端装置间的数据封包传输。

10. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，该SIP处理模块经由该远程连接端口控制与该网络间的数据封包传输。

11. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，其中该SIP处理模块的硬件架构包括：

一微处理单元，其执行该SIP伺服程序及该SIP客端程序；

一存储单元，其电连接至该微处理单元，其储存执行程序、传送数据及每一客端的统一资源识别码；及

多个传输单元，其桥接在该近端连接端口或该远程连接端口与该微处理单元之间，以传输数据封包。

12. 如权利要求11所述的数据装置，其特征是，该存储单元为只读存储器、随机存取存储器或闪存。

13. 如权利要求11所述的数据装置，其特征是，该传输单元为一宽频调制解调器接口、一以太网络接口或一无线网络接口。

14. 如权利要求1所述的数据装置，其特征是，其中该SIP伺服程序为代理服务器程序、登录服务器程序、地址服务器程序、路由服务器程序或语音信箱服务器程序。

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