CN100463438C - 用于公共安全统一通信网络的ip视频终端设备 - Google Patents

Abstract

一种用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备。由如下部分组成：一部类似PSTN终端的拨号话机、一台通信和视频处理机，一个摄像机和一台显示器；在通信和视频处理机中装有软件部分，包括有基于安全专用网络的信令网通信的信令模块和用以采集、压缩、传输、解压缩和播放的声音、图象和数据的数据模块。当终端启动时，信令模块会运行一个登录程序。登录成功后即可进行呼叫。然后数据模块运行，通过摄像机采集视频数据，通过拨号话机采集音频数据，然后将其压缩成IP包的格式经共享密码加密后再经由数据网传输到对方，对方使用共享密码解密后，视频图像就会自动在屏幕上出现，并可同时听到声音。

Description

用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备

技术领域

本发明涉及到一种用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备和基于网际协议(IP)的声音、图象、数据处理。

背景技术

由于传统的公共交换电话网络(PSTN)不仅昂贵而且支持宽带非常困难，PSTN的终端往往仅仅支持传统的语音服务。而因特网是基于“尽力而为”的原则传输数据，即两点之间的联系可以有很多潜在的通道，路由表通过路由协议获悉这些通道并自动决定在每个节点传输数据包的最佳站点，因而因特网缺少对网络资源的可靠控制。如果终端利用因特网提供视频和数据的服务而不提供其他措施，那么服务质量是得不到可靠保证，从而限制其成为一个可靠的通信工具。

因特网上IP地址是由用户自己设定的，因此他们不能像传统的PSTN号码便于识别，如果双方需要进行视频通讯，使用很不方便，影响到人们使用的积极性，同时由于因特网的数据传输存在丢包和延时，这也严重影响服务质量。

因特网的安全问题长期以来得到广大用户的关注。自从因特网在人们日常生活中开始起重要作用以来，由于其安全问题所造成的损失已达数百亿美元之多。我们在通话过程中，也可能会遇到窃听，从而使信息被第三方截取，在传统的因特网上防止第三方窃听是很难克服的，且代价十分昂贵。

为克服上述PSTN和因特网的缺点，可以构建一安全统一网络。如图1所示，该网络由如下部分组成：一个用于公共信道且基于安全专用网络的信令网101、一个用以传输声音、图象和数据的数据网102、至少两台同时与信令网和数据网相连接的终端设备103及一个与信令网相连的数据库104。信令网101可建立在一个独立的物理网络之上，也可建立在一个与数据网共用同一物理介质的虚拟专用网络之上，还可建立在独立的物理网络与虚拟专用网络二者之结合之上。数据库104里存储用户事先设定的信息，还可以提供数据签名服务。当某个用户将其终端103连接上信令网101后，终端103里的信令模块会运行一个登录模块。此登录模块是用以建立用户的身份、服务权限、安全状况及其他服务所要求的状态等。当呼叫方呼叫被呼叫方时，其身份和其公钥就会由数据库104传输到信令网101并传送至被呼叫方，而被呼叫方也同样会经由信令网101将其公钥传送给呼叫方。这些在呼叫方和被呼叫方之间进行交换的公钥是是每次通话时随机产生的，用以确保通话的最大安全性。在双方都确认了对方的身份后，双方协商产生一个共享的密码，声音、图象和数据就可以用此密码加密并经由数据网102传输。

但由于此安全统一网络为一项全新的技术，目前还没有专门用于此目的的终端设备。因此，迫切需要提供一种方便、可靠、稳定的视频终端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种专门用于安全统一通信网的IP视频终端设备。

为达上述目的，本发明所涉及的IP视频终端由如下部分组成：一部类似PSTN终端的拨号话机、一台通信和视频处理机，一个摄像机和一台显示器；在通信和视频处理机中装有软件部分，包括有基于安全专用网络的信令网通信的信令模块和用以采集、压缩、传输、解压缩和播放的声音、图象和数据的数据模块。当终端启动时，信令模块会运行一个登录程序。此登录程序是用以建立用户的身份、服务权限、安全状况及其他服务所要求的状态等。使用时只需拿起拨号话机的听筒，听到拨号音后，通过拨号话机键入被叫号码，就可以呼叫被呼叫方。在被呼叫方听到振铃后如果同意接通，只需要拿起话机，即可接通。数据模块于是开始运行，通过摄像机采集视频数据，通过拨号话机采集音频数据，然后将其压缩成的数据流经共享密码加密后以IP包的格式传输到对方，对方收到IP包后使用共享密码解密，视频图像就会自动在屏幕上出现，并可同时听到声音。

以下的详细说明和具体实施方式将能更好的帮助了解本发明的其他目的、优势和一些新的特征。

附图说明

参照以下附图将能更好的了解本发明及其优势：

图1为传输声音、图象和数据的安全统一网络图；

图2为用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备的基本结构图。

具体实施方式

如图2所示，本发明用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备由如下几个部分组成：一部类似PSTN终端的拨号话机201、一台通信和视频处理机202、一个摄像机203、一台显示器204等。拨号话机201、摄像机203和显示器204分别与通信和视频处理机202相连接。

拨号话机201的外形同普通的话机并无差别，其拨号键除了0-9，#，*外，还可加上音量增减键，免提，静音键，重拨键等。但本发明中的拨号话机201具有独特的PS/2以及Lin/Lout接口，在其内部并设有独有硬件，使其在与通信和视频处理机202相连接时可以像电脑键盘一样方便的输入信息并被通信和视频处理机202接受以进行处理。

通信和视频处理机202可以使用现有的PC机的主机，但在其内部存储有固有软件，包括有基于安全专用网络的信令网通信的信令模块和用以采集、压缩、传输、解压缩和播放的声音、图象和数据的数据模块。易言之，信令模块用于与信令网交互信息，数据模块用于处理音频、视频数据。

摄像机203用来采集视频信息以输入给通信和视频处理机202加以处理。

显示器204则在实时通话中用以显示图象信息。

结合图1与图2，由上述拨号话机201、通信和视频处理机202、摄像机203和显示器204组成的视频终端103可通过有线通道、无线通道或与其他用户共享的网络与信令网101相连。其连接方式为物理连接。

视频终端103或是通过一个独立的物理媒介与信令网101相连，或是通过虚拟专用连接与信令网101相连。此虚拟专用连接方式与数据网或其他用户共享同一物理连接。

每个视频终端103都有两个连接，一个连接信令网101，另一个则连接数据网102，此两连接可以是独立的，也可共用同一物理介质或网络。

当视频终端103连接到信令网101以后，终端103会向信令网101发出一个请求。信令网101收到此请求后会返回一个公钥，视频终端103也返回信令网101一个公钥，双方通过由交换公钥协商产生一个共享的密码。以后的视频终端103与信令网101的通信，都使用该密码加密的IP包传送。

在交换公钥以后，用户终端103会向信令网101发出一个登录请求。信令网101收到此登录请求后会返回一个公钥KEY1和基于CA身份认证的一个数字签名。用户终端103在证实数字签名无误后使用KEY1来加密其全球身份登录号UID。此全球身份登录号UID为一独一无二的16位数(或其他超过10位数以上的多位数)，用以在全球范围内对用户加以识别。然后信令网101将其与预先存储在信令网数据库104里的信息加以比较。若证实无误，则登录成功。此时用户可以开始要求通话服务。

当视频终端103想呼叫另一终端103时，只需拿起拨号话机201的听筒，就会有一个信息传送到通信和视频处理机202，处理机202在处理该信息后会在显示屏204上显示“ready to dial”或其他表示可以呼叫的语句。再键入被呼叫方UID号码，处理机202将此信息发送给信令网101。信令网101会检查被呼叫方在线是否在线。如果被呼叫方在线，终端103同信令网101协商视频、音频格式，交换共享密钥以产生一个共享的密码用于数据通信，要求信令网101设置带宽以保证服务质量。当这些完成之后，信令网101通知被呼叫方，告知呼叫者的UID号。如果被呼叫者同意接通，拿起拨号话机201的听筒，二者即可接通，显示器204开始显示对方视频，并可从拨号话机201的听筒处听到对方声音。

当双方接通后，处理机202开始运行数据模块，视频终端103从摄像机203处采集视频，从拨号话机201的话筒处采集音频，将音频和视频流压缩，根据共享密码加密，然后把数据流使用IP包，经由数据网102传送给对方，对方收到工P包后，使用共享密码解密，然后解压缩音频和视频流，显示器204显示视频图像，拨号话机201的听筒听到对方声音。

在呼叫建立时，双方可以根据网络质量，处理机202的能力和摄像机203的状况协商视频、音频格式，决定相应的的图像质量。

通讯过程中，当某方仅仅需要只有音频流，而不需要视频流或者在只有音频流需要增加视频流时，他可以通过拨号话机201输入请求信息。处理机202在处理用户的请求信息后将其经由信令网101发送给对方。如果对方同意，即可进行相应调整。

在通讯过程中，如果某方希望挂断，放下话筒，就会有相应的挂断请求由拨号话机201处发送至处理机202，处理机202则将该信息通知信令网101，终止通信。信令网101则通知对方用户服务已终止，同时释放相应的资源。

当双方在通话状态中，因为双方传输数据是在数据网102上进行的，如果视频终端103与信令网101间的连接出现故障，视频终端103将保持通话畅通，同时自动重新连接信令网101，充分保证了系统的冗余性。

如果视频终端103未处于通话状态中，当其与信令网101连接出现故障时，将会自动重连信令网101，以保持信令网101畅通，能呼叫其它人，也能接收呼叫。

综上所述，本发明提供的IP视频终端设备可以很好的应用于统一安全公共通信网，为未来的视频通信提供了理想的硬件及软件基础。

Claims (10)

1.一种用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，由拨号话机、通信和视频处理机、摄像机和显示器组成，其特征在于：其由拨号话机(201)、通信和视频处理机(202)、摄像机(203)和显示器(204)组成，且在通信和视频处理机(202)内固设有处理音频、视频数据的数据模块和与信令网(101)进行信息交互的信令模块，该应用于公共安全统一通信网的IP视频终端设备还与一个用于公共信道且基于安全专用网络的信令网(101)相连接，该信令网(101)与存储用户事先设定的信息的数据库相连接，该应用于公共安全统一通信网的IP视频终端设备还与一个用以传输声音、图像和数据的数据网(102)相连接，当视频终端连接到信令网之后，产生一个共享密码，并在以后的视频终端与信令网的通信中，使用该共享密码加密的IP包传送。

2.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：拨号话机(201)具有独特的PS/2以及Lin/Lout接口。

3.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：拨号话机(201)内部设有独有硬件，使其输入的信息可被通信和视频处理机(202)接受并处理。

4.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：所述的信令模块中包含一个登录模块，该登录模块是用以建立用户的身份、服务权限、安全状况及服务所要求的状态。

5.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：视频终端和信令网的连接，以及视频终端和数据网的连接是独立的。

6.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：视频终端和信令网的连接，以及视频终端和数据网的连接，共用同一物理介质或者网络。

7.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：在呼叫建立时，呼叫双方根据网络质量，通信和视频处理机(202)的能力和摄像机(203)的状况协商视频、音频格式，决定相应的图像质量。

8.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：通讯过程中，当某方需要只有音频流，而不需要视频流，或者在只有音频流需要增加视频流时，能够进行调整。

9.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：在通话状态中，如视频终端(103)与信令网(101)间的连接出现故障，视频终端(103)将保持通话畅通，同时自动重新连接信令网(101)。

10.如权利要求1所述的用于公共安全统一通信网络的IP视频终端设备，其特征在于：如果视频终端(103)未处于通话状态中，当其与信令网(101)连接出现故障时，将会自动重连信令网(101)。

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