CN101060571B - 电话系统 - Google Patents

Abstract

一种电话系统，包括属于专用通信网络(101)的第一电话终端(12)，属于公共通信网络(104)的第二电话终端(50)，将专用通信网络(101)连接到公共通信网络(104)的中继设备(30)，以及控制第一电话终端(12)和第二电话终端(50)之间的呼叫的呼叫控制设备(44)，其中，专用通信网络(101)包括：认证处理单元(20)，其执行认证处理以认证第一电话终端(12)是否应被连接到公共通信网络(104)；以及通知处理单元(20)，其当出现请求形成第一电话终端(12)和第二电话终端(50)之间的通信链路的呼叫连接请求时，向呼叫控制设备(44)通知认证处理的结果，并且如果所通知的认证处理的结果显示成功，则呼叫控制设备(44)响应于呼叫连接请求形成通信链路。

Description

电话系统

技术领域

本发明涉及一种电话系统，其通过使用因特网协议(IP)电话终端利用IP进行通信来提供语音通信服务。

背景技术

近些年来，被称作IP承载语音(VoIP)并使用IP网络的语音通信系统开始被广泛使用。这种类型的系统主要被用于办公室中的扩展通信等。将VoIP用于扩展会话使得因为使用IP网络以及例如与个人计算机的合作的多种功能而实现了成本降低。此外，不仅利用有线网络，还利用无线LAN以在其上设置会话初始协议(SIP)的IP电话终端(Wi-Fi电话)已经被投入市场。

另一方面，在作为外线(外部线路)的公共交换电话网络中，不仅传统的数据通信，而且用于在IP网络上实现语音通信的服务形式也同样增长了。对于使用CDMA/GSM系统的移动电话终端等等来说也是一样的。现在，具有CDMA/GSM系统中的移动电话功能和无线IP电话机功能的双模终端已经被销售。

然而，为了使用这种终端，现有技术仅能够通过相同载波进行通信。也就是说，使用相同载波的终端，例如，移动电话、简易的移动电话(个人手持电话[PHS]等)和IP电话终端通常能够互相进行电话呼叫。因此，为了在外部电话终端和IP电话终端之间建立通信，需要扩展语音通信系统的功能。

日本专利申请KOKAI公开No.2004-32319公开了一种方案来减少在移动电话线路网络一侧所需要的修改，以便经由IP网络利用该移动电话线路网络。该参考文件公开了一种技术，其中，在公共交换电话线路网络一侧的代理终端根据线路网络中的协议来操作数据。

另一个参考文件，日本专利申请KOKAI公开No.2004-297591公开了一种装置和一种方法，用于无缝地交换线路交换语音通信和VoIP语音通信。然而，该参考文件中所描述的内容仅显示了移动通信终端设备，而其并没有描述用于在IP电话终端和有线电话终端之间证明通信服务自身的系统。

现有技术需要在线路网络一侧管理有关用户号码和IP地址的信息，以及修改该侧，以使得能够进行线路交换(line switched)语音通信和VoIP语音通信。具有比如信号线这样的物理接口的线路网络，修改的规模经常变得十分巨大和困难。在修改之后，经常发生比如控制项目的增加这样的规格变化。这种修改同样是困难的。

在现有公共交换电话线路网络上，为了由通信公司订约和计费，执行例如如下处理，执行终端认证(认证)以确保终端的用户是真实的用户，以及对每个用户的通话持续时间进行测量。不被计费的终端，比如可选地通过办公室和其中安装有IP通信软件的计算机来设置的、用于内部通信的IP电话终端，被连接到IP网络。因此，应用现有技术到IP电话终端对于订约和计费是困难的。

本发明的一个目的是提供一种电话系统，使得能够在IP电话终端和外线电话终端之间进行通信，而不需要实施大规模修改。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种电话系统，包括：属于专用通信网络的第一电话终端；属于公共通信网络的第二电话终端；中集设备，其将专用通信网络连接到公共通信网络；以及呼叫控制设备，其控制在第一电话终端和第二电话终端之间的呼叫，其中，专用通信网络包括：认证处理单元，其执行认证处理认证第一电话终端是否应该被连接到公共通信网络；以及通知处理单元，其当出现请求形成第一电话终端和第二电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，将认证处理的结果通知给呼叫控制设备，以及如果所通知的认证处理的结果显示成功，那么呼叫控制设备响应于呼叫连接请求形成通信链路。

本发明的其它优点将在以下描述中说明，并且部分将在描述中显而易见，或可以通过实践本发明而了解。本发明的优点将通过以下特别指出的手段和组合来实现和获得。

附图说明

被结合进来并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与上面给出的大体描述和下面给出的实施例的详细描述一起解释本发明的原理。

图1是描述关于本发明的电话系统的示意图；

图2是描述在本发明的一个实施例中的认证对象之间的相互关系的示意图；

图3是描述本发明第一实施例中的接入点和中继交换机的示意性框图；

图4是描述本发明第一实施例中的网络结构的示意图；

图5是描述本发明第一实施例中的第一过程的示意性顺序图；

图6是描述本发明第一实施例中的第二过程的示意性顺序图；

图7是描述本发明第一实施例中的第三过程的示意性顺序图；

图8是描述在本发明第一实施例中的第三过程中切换时的处理的示意性顺序图；

图9是描述在本发明第一实施例中的第四过程中，当发起呼叫时的处理的示意性顺序图；

图10是描述在本发明第一实施例中的第四过程中，当有来电时的处理的示意性顺序图；

图11是描述在本发明的第二实施例中，IP中继交换机相互处理端到端语音数据的中继方法的示意性顺序图；

图12是描述在本发明的第二实施例中，IP电话终端直接上传语音数据到容纳有外线终端的IP中继交换机的中继方法的示意性顺序图；

图13是描述本发明的第二实施例中的接入点和中继交换机的示意性功能框图；

图14是描述本发明第三实施例中的连接处理过程的示意性顺序图，该过程包括向IP中继交换机证明接入点自身；以及

图15是描述本发明第三实施例中的接入点和中继交换机的示意性功能框图。

具体实施方式

图1是显示关于本发明的电话系统的视图。图1从一个角度显示了现有系统的结构，其中，通过将办公室内部IP网络连接到通信公司IP网络来构造电话系统。本发明的优点之一是使得现有的系统结构保持原样。PDA终端10、个人计算机(PC)上的软电话(soft phone)11和移动IP终端12分别具有电话功能，并且它们通过接入点20无线连接到办公室内部IP网络101。软电话是在其中安装有IP通信软件的计算机。

在办公室内部IP网络101中，分别以类似方式具有电话功能的PC上的软电话22和IP电话终端23通过路由器和集线器(未示出)无线连接到办公室内部IP网络101的认证服务器21。办公室内部IP网络101经由作为网关的路由器30连接到因特网102，并且经由作为另一个网关的路由器31连接到管理电话通信的通信公司IP网络103。

通信公司IP网络103除了具有办公室内部IP网络之外，还具有经由IP中继交换机41、44提供电话通信的网络。在提供电话通信的网络上的认证处理是通过功能对象而执行的，比如认证服务器40或通信公司IP网络103上的IP中继交换机44，使得网络能够进行认证处理。移动电话43和46分别通过最近的基站42和45连接到通信公司IP网络103。IP中继交换机44除了连接到基站45之外还连接到公共交换电话网络104。因此，属于该公共交换电话网104的固定电话50连接到IP中继交换机44。

通信公司IP网络103和作为其客户的办公室内部IP网络101通过路由器30和31之间的专用线路互相连接。此外，如果网段冲突和网络地址转换(NAT)溢出的问题可以被避免，那么通信公司IP网络103和办公室内部IP网络101都可以经由因特网102而不是经由专用线路而互相连接。

(第一实施例)

本发明的第一实施例将提到基本配置和认证处理，其中属于办公室内部IP网络的移动IP终端和属于通信公司网络的无线电话终端互相进行电话呼叫。

至此，通过移动电话的电话呼叫需要主叫侧和呼叫接收侧的终端认证。终端认证利用唯一分配给该终端的识别信息PS-ID。通信公司侧检查用户号码(订约号码)的PS-ID以判断电话呼叫是否在主叫侧和呼叫接收侧之间。如果判断结果显示例如，在呼叫接收侧的订约人还未支付通信费用，那么宣告“您拨叫的号码当前不可用”。

同时，当通信公司管理IP电话终端时，使用作为TCP/IP网络中唯一的识别号的MAC地址是代替PS-ID的可能的方法。然而，只要任何IP电话终端被任意使用，通信公司就不能进行管理。因此，通信公司难以确定具有其自身MAC地址的装备是否是正在被订约人使用的终端。

如果通信公司能够管理所有正被使用的终端，那么又会出现另一个缺点，即，末端用户不能执行所谓的“类型改变”，以使得用户能够自由地选择和改变IP电话终端。

因此，在第一实施例中，将由通信公司通过IP中继来认证的对象不被设置为终端用户所使用的IP电话终端自身，该通信公司将其对象设置为接入点或放置在网络上的中继点的路由器。

图2是显示第一实施例中认证对象之间的相互关系的视图。图2示出了通信公司进行的认证和办公室中的代表进行的认证之间的关系。不是通信公司，而是与通信公司订约的每个办公室适当地执行对包含在接入点20下的移动IP终端12自身的认证。

办公室中的认证可以利用MAC地址，除此之外，还可以利用唯一识别号。该办公室使得客户与该通信公司订约并且将作为通信公司的认证对象的接入点20或路由器30设置在办公室内部网络中。该办公室和通信公司之间的订约仅根据一个方法被做出，该方法用于通过呼叫的持续时间和可能进行外部电话呼叫的线路数目(电话号码)来计费，因此不能区别终端或改变终端类型这样问题不会发生。通信公司通过使用设置在IP中继交换机44中的认证装置来认证接入点20或路由器30。认证结果由通信公司IP网络103上的认证服务器40来管理。

图3是显示第一实施例中的接入点和中继交换机的功能框图。除了已知的接入点功能处理器306和中继交换功能模块355之外，在第一实施例中添加了图3中显示的其他处理单元。

第一实施例中的接入点20包括用于符合每一类型标准(比如IEEE 802.11a|b|g)的无线LAN的接入点功能处理器306。除此之外，接入点20包括设备登记处理器301、认证处理器302、终端登记处理器303、连接终端信息管理器304、临时存储模块305、客户代码数据库311、认证目的IP数据库312、用户电话号码数据库313和电话号码-客户终端映射列表314。认证处理器302使用MAC地址308作为唯一识别号。

设备登记处理器301把要使用的设备登记到通信公司。终端登记处理器303执行接入点20和移动IP终端12之间的终端登记处理。所连接终端信息管理器304管理连接到接入点20的终端，而不考虑认证结果。数据库313是用于由设备登记处理器301所登记的电话号码的数据库。

在这些组件中，特别地，认证处理器302执行认证处理，以确保移动IP终端12是否能够被连接到通信公司IP网络103和公共交换电话网104。当发生建立移动IP终端12和其他电话终端43和46之间的通信链路的呼叫连接请求时，认证处理器302将认证处理的结果通知给IP中继交换机41、44和认证服务器40。

IP中继交换机44具有已知的中继交换功能处理器355，其安装有作为VoIP的标准的SIP，并进行IP网络和公共交换电话网之间的中继。此外，IP中继交换机44包括协议转换器351、认证处理器352、临时存储处理器353、唯一ID数据库361和认证的接入点列表362。每个数据库都被存储在比如闪速ROM这样的非易失性存储设备中，并且每个列表都被存储在比如RAM这样的临时存储设备中。

如果从接入点20通知的认证处理的结果显示为成功，那么IP中继交换机44响应于呼叫连接请求形成关于移动IP终端12的通信链路。认证处理器352和中继交换功能处理器355执行链路形成处理。

IP中继交换机44具有转换通信公司IP网络103和公共交换电话网104之间的相互协议的功能，并在它们之间进行语音通信的中继。该功能主要由协议转换器351来执行。

图4是显示第一实施例中的网络配置的例子的示意图。图4描述了组成网络的主要设备及其连接关系，并且有时存在未示出的设备。

办公室内部IP网络481和通信公司IP网络482通过作为网关的路由器431和432互相连接。通信公司IP网络482被进一步通过IP中继交换机441连接到数字通信网络483，该IP中继交换机441互相转换办公室内部IP网络481和公共交换电话网络104之间的协议。IP中继交换机441被连接到包含不同于通信公司IP网络482的通信公司IP网络的IP中继交换机442。

在办公室内部IP网络481中，移动IP终端401至406通过接入点411至412被连接到网络。而且，SIP-PROXY服务器421和SIP-REGISTER服务器422被连接到办公室内部IP网络408。

接下来，将描述第一实施例中直到电话呼叫开始时的过程。公共交换电话网和IP网络在开始语音通信之前分别需要不同的过程。通过安装认证处理功能到IP中继交换机来消除该差别，换句话说，使得该差别在电话系统的上层没有影响。因此，能够在公共交换电话网和IP网络上的使用不同协议的终端之间进行相互电话呼叫。

由于直到电话呼叫开始时的过程很复杂，所以通过基于设备的特性，将该过程分成四个主要的阶段来描述其。

第一过程用于接入点的预登记设定。

第二过程是接入点到IP中继交换机的认证处理。

第三过程是移动IP终端到接入点的连接处理。

第四过程是由接入点代表移动IP终端所执行的到IP中继交换机的终端认证处理。

下面，将详细描述每个过程。

<第一过程>

在第一过程中，IP中继交换机在通信公司一侧执行到作为网络设备的接入点的预登记。该预登记是通过设备登记处理器301来实施的并且所需的信息被存储在代码数据库311、认证目的IP数据库312和使用电话号码数据库313中。

图5是显示第一过程的顺序图。在图5中，假设从通信公司角度来说不同的两个客户处于相同的IP网络上。在这两个客户中间，客户100利用接入点501至504，而客户200利用接入点505至507。

客户100具有唯一ID 001，而客户200具有唯一ID 002。当从中继交换机510接受到登记请求时，接入点501分别将例如唯一ID 001的客户代码登记到到客户代码数据库311中，将分配给客户100的电话号码登记到电话号码数据库313中，并将认证请求目的地的IP地址登记到IP数据库312中。客户代码是用于识别该客户是通信公司方与之订约的客户的信息。

当登记正常完成时，接入点501向IP中继交换机510答复登记成功。类似地，电话号码和对应于唯一ID 001的IP地址也被登记到接入点502至504中。

即使三个或更多客户处于相同的IP网络上，通过添加不同的客户代码也能使得独立地管理客户。前述预登记可以通过使用被安装来管理多组网络设备的网络管理系统(NMS)520而执行。

<第二过程>

在第二过程中，在其中通过第一过程正确登记了关于用户代码和认证动作设备的IP地址等等的信息的接入点执行到/来自IP中继交换机的认证处理。只有来自包含在其认证已经成功的设备中的移动IP终端才能使外部电话呼叫成为可能。

图6是显示第二过程的顺序图。假设接入点501成功地完成了登记并且在第一过程中正确地登记了信息。然后，接入点501通过使用例如挑战-应答系统来执行到/来自IP中继交换机510的认证处理。

在该系统中，客户端将密码包含在预先从服务器显示的任意字符序列(挑战-文本)中，终端通过MD5算法提取被称作“消息摘要”的校验和数值，并且终端将其传送至服务器。服务器也以类似的方式认证。如果“消息摘要”彼此相同，那么服务器认为该事实为客户端知道正确的密码的证据并给予证明。这就是挑战-应答系统的大概轮廓。

在该系统中，密码本身并不流出到网络上，因此其安全性变高。对于接入点和IP中继交换机之间执行的认证，如果它们都互相实现了协议，那么就不需要特别的限制。例如，作为接入认证协议，密码认证协议(PAP)是有用的，用于挑战-应答系统中的散列函数的MD 4算法和SHA-1算法也是有用的。

接入点501具有唯一ID来识别个体。IP中继交换机510安装有唯一ID数据库621来记录每个接入点的唯一ID。在该实施例中，必需被所有IP通信设备拥有的MAC地址被用作唯一ID。接入点501的MAC地址601成为唯一ID。

接入点501发送认证开始请求到IP中继交换机510。IP中继交换机510所接收的IP帧包括认证开始请求的传输源的接入点501的MAC地址601。IP中继交换机将该信息与IP中继交换机所存储的唯一ID数据库361中的MAC地址列表602进行比较。根据结果，IP中继交换机响应来自接入点501的认证开始请求。

当任何MAC地址都没有在MAC地址列表602中登记时，“失败”作为状态码被返回。当MAC地址登记到MAC地址列表602中时，挑战-文本和状态码“成功”一起被返回。因此，对包括MAC地址601的IP帧的响应是包括挑战-文本603的“成功”。挑战-文本603使用散列值，其是通过将包括在IP帧中的接入点501的MAC地址601作为种子并通过使用MD5(消息摘要算法5)作为散列函数而生成的。

接收到挑战-文本603的接入点501通过使用其自身MAC地址601来为挑战-文本603计算散列值，以将散列值605作为挑战-结果再次发送给IP中继交换机。

IP中继交换机510通过使用接入点501的MAC地址601来计算挑战-文本的散列值，以存储该散列值604作为挑战-基础。当接收到挑战-结果(包括散列值605)时，IP中继交换机510在挑战结果和从接入点发送来的挑战-基础(包括散列值604)之间进行比较。

如果所比较的散列值604和605相互一致，那么IP中继交换机510将认证成功通知给接入点501。而且，IP中继交换机510将作为接入点501的唯一ID的MAC地址601登记到其自身的已认证的接入点列表362中。

在第二过程的认证中，如果任何接入点通过使用没有登记在IP中继交换机的唯一ID数据库中的ID来发送认证开始请求，那么该接入点的认证将不会成功完成。

此外，在认证失败的情况下，通过对能够从该接入点重试的认证请求的频率进行限制，使得其能够不执行不必要的请求响应。因此，能够减少来自未登记接入点的无用通信。

<第三过程>

第三过程将移动IP终端连接到接入点。假设移动IP终端所经过的接入点已经在第二过程中向IP中继交换机进行了认证。

图7是显示移动IP终端到接入点的连接响应的顺序图，该连接响应是在该移动IP终端开机后所做出的。该移动IP终端401根据IEEE 802.11连接到接入点411，通过作为LAN中的用户认证系统的IEEE 802.1X执行用户认证。在此之后，移动IP终端401在UDP的逻辑端口5060向SIP REGISTER服务器422(或SIP PROXY服务器421)发送登记请求。

SIP REGISTER服务器422通过至少与移动IP终端401的IP地址相关联来登记地址形式的SIP-URI，指定通过SIP的通信伙伴。在完成登记之后，SIP REGISTER服务器422使用相同的UDP发送“200OK”到移动IP终端401，该“200 OK”是SIP的表示“OK”的状态。

在登记中，除了IP地址的登记处理外，还实施移动IP终端401的接入位置登记处理以及移动终端401的电话号码(订户号码)登记处理。因此，第三过程不仅能够通过IP地址来指定移动IP终端，还能够通过位置信息或电话号码来指定。在认证用户时，过程可以执行已被根据办公室中的安全策略设置的AES加密。

根据前述过程，当连接完成时，当在移动IP终端401终止或发起电话呼叫时，接入点411代表通信终端进行到IP中继交换机441的终端认证处理和登记处理。因此，移动IP终端能够进行外部电话呼叫。

图8是在移动IP终端401离开接入点411的有效范围并移动到不同的接入点412的有效范围的情况下的顺序图。即，图8是显示直到移动IP终端401通过切换变成连接-完成状态时的状态的顺序图。

移动IP终端401通过与执行到无线接入点411相类似的方式来执行到无线接入点412的连接和登记处理。重新连接和重新登记处理允许无线接入点在切换之后执行代理认证。

除了开机或切换的时间之外，移动IP终端401可以周期性地执行移动IP终端的重新登记处理。因此，移动IP终端401能够丢弃未使用的移动IP终端(处于移动到非有效区域或关机等状态下的终端)的信息，并更新已登记的终端的已登记信息。

为了使用移动IP终端用于办公室中的扩展通信，在执行了移动IP终端的认证处理之后，使用作为标准协议的SIP执行登记。同时，移动IP终端侧单独地根据与办公室中的SIP(代理/登记)服务器的设置相对应的SIP规则执行登记处理。在外线连接目的地的IP中继交换机预先被指定用于办公室内部SIP服务器。如果办公室内部SIP服务器没有被用于办公室内部扩展通信的使用，换句话说，如果办公室中的SIP服务器不存在，那么移动IP终端将IP中继交换机登记为SIP服务器。

<第四过程>

在第四过程中，接入点代表移动IP终端执行到IP中继交换机的终端认证处理。完成作为最后一个过程的第四过程就允许移动IP终端和线路终端之间的电话呼叫。当移动IP终端发起呼叫或从线路终端接收到来电呼叫时，一部分顺序是不同的，首先将描述发起呼叫时的处理。

图9是显示当电话终端发起呼叫时的顺序图。移动IP终端401指定电话呼叫目的地的电话号码，并通过SIP向SIP PROXY服务器421发送响应于INVITE请求(Request)的发起呼叫。当接收到请求时，SIP PROXY服务器421向SIP REGISTER服务器422发送包括电话呼叫目的地的所指定的电话号码的确认请求。已接收到确认请求的SIP REGISTER服务器422根据已登记的SIP-URI确认该电话号码。该电话号码是外线电话号码，具有相关电话号码的电话终端不存在于客户的专网上。因此，SIP REGISTER服务器422返回UNKOWN/TIMEOUT到SIP PROXY服务器421。当接收到电话呼叫目的地是通过扩展的未知的一个的事实时，SIP PROXY服务器421接着再次发送INVITE请求到IP中继交换机441。如果其它移动IP终端不存在于客户的专网上，那么上述给出的过程就被省略，并且该移动IP终端直接发送INVITE请求到IP中继交换机。

接收到INVITE请求的IP终端交换机441发送解答请求给作为通信公司的服务控制站的服务控制点451，以便搜索直接包含外线终端的基站。已接收到解答请求的服务控制点451确认外线终端471的位置，以返回作为呼叫发起源的移动IP终端的终端认证请求。

当从服务控制点451接收到终端认证请求时，IP中继交换机441将终端认证请求数据转换为IP帧，并将其返回到移动IP终端401一侧的网络。

当接收到寻址到移动IP终端401的请求数据时，接入点411确定其IP帧以代表该移动IP终端401做出对终端认证请求的响应，而不需要将其传送到移动IP终端401一侧。当使用设备已登记，并且接入点本身已经持有移动IP终端401的数据时，接入点411响应呼叫发起源的移动IP终端401的唯一ID的用户中的通信公司一侧的网络。

如果移动IP终端401没有被通信公司拒绝其认证(由于计费的未支付等)，那么已从接入点411接收到终端认证的结果的服务控制点451执行该认证，然后发送解答结果给IP中继交换机441。已接收到解答结果的IP中继交换机441以与传统过程相同的方式通过SIP开始该电话呼叫。即，IP中继交换机441发送呼叫接收请求到电话呼叫伙伴的外线终端471，并发送STP振铃请求到移动IP终端401。

当电话呼叫通过SIP而开始时，IP中继交换机441和外线终端471在等同于数据链路层的HDLC系统中发送和接收它们之间的语音数据。IP中继交换机441和移动IP终端401通过等同于传输层的RTP发送和接收它们之间的语音数据。当断开电话呼叫时，PS断开请求和SIP-BYE被分别发送给外线终端471和移动IP终端401，以终止该电话呼叫。上面给出了呼叫发起的顺序。

图10显示来电呼叫的顺序，其部分与图9相同，其中，通过LAN接入点来执行认证代理，尽管与来自外线终端471的来电呼叫有关的过程彼此不同。

当首先被连接到基站461时，外线终端471发送作为用于到移动IP终端401的电话呼叫的请求的“呼叫发起”给基站461。基站461确认该电话呼叫目的地不是属于该基站461的其它外线终端，以发送该确认结果给外线终端471。

当接收到结果后，外线终端471重新发布解答请求给服务控制点451。控制点451根据作为电话呼叫目的地的移动IP终端401的SIP-URI确认IP网络上的移动IP终端401的位置(IP地址等)。控制点451发送作为来电呼叫目的地的移动IP终端401的终端认证请求到IP中继交换机441。终端认证之后的过程与呼叫发起的相同，并且在发送和接收终端认证结果之后，该过程以与传统过程相同的方式通过SIP开始和终止该电话呼叫。

(第二实施例)

在第二实施例中，存在多个IP中继交换机，并且这些IP中继交换机互相进行通信而且收集关于计费的信息。第二实施例的网络配置与图4的相同并且其解释将被省略。

在包括IP中继交换机的网络中，与第一实施例一样，将IP电话终端和像无线电话终端这样的外线电话终端包含在相同的IP中继交换机中的形式经常被限制为小尺寸的网络形式。通常，总共分为两组的IP中继交换机经常被分别安装到包含IP电话终端的一侧和包含外线电话终端的一侧。包括多个IP中继交换机的网络需要在IP中继交换机之间传输语音数据的功能。

IP中继交换机的认证处理功能在本发明中执行重要的一部分。另一方面，如果根据认证结果而建立了呼叫发起和呼叫接收，并且当开始端到端的语音通信时，IP中继交换机仅仅作为转换和传输语音数据的功能的一部分而不考虑认证结果。

在IP网络和具有不同的语音数据格式的ISDN网络之间的通信公司的网络中对转换和传输语音数据的处理引起了成本的提高。为了执行由于对通话时间的测量而导致的计费以使用户支付，需要对通信公司所操作的专用IP网络中的语音数据进行管理和控制。因此，这种包括多个IP中继交换机的网络不仅需要传输语音数据，还需要管理和控制它。

图11是显示当移动IP终端发起呼叫时，用于在IP中继交换机之间处理端到端的语音数据的中继方法的顺序图。关于呼叫发起和终端的认证的处理与第一实施例相同，其解释将被省略。为了通过RTP从IP中继交换机441向IP网络上的另一个IP中继交换机442传输语音数据，该实施例将语音数据转换为作为网络层的协议的IP。RTP是视为在移动IP终端401和IP中继交换机441之间的传输层中的协议。

转换为IP数据的语音数据包括关于电话呼叫目的地的外线终端471的信息。当接收到所转换的语音数据后，包含有外线终端471的IP中继交换机442进一步将语音数据(IP数据)转换为作为数据链路层中的协议的HDLC系统中的数据，以将其发送到外线终端471。外线终端471通过与来自IP中继交换机442的传输相同的转换处理与移动IP终端401进行通信。在该实施例的情况下，语音数据的转换处理变得复杂，因为该转换处理进一步提高了一级，并且可能发生延时。然而，为每个IP中继交换机执行该转换处理，这样的好处是每个IP中继交换机都能够确定处理时间并容易地管理和控制语音数据。在服务控制点451的对记录的处理时间的集中管理使得能够测量每个对话流逝时间。

不需要将语音数据转换为IP形式，端到端的语音数据的直接传输是可以接受的。将参考图12来描述这种情况。

图12是显示中继方法的顺序图，其中，IP电话终端直接发送语音数据到包含外线终端的IP中继交换机。在图12中，首先，该中继方法将移动IP终端401的管理和控制从IP中继交换机441转移到外线终端的包含侧上的IP中继交换机442。然后，其中包含有外线终端471的IP中继交换机442在传输层中向移动IP终端401发送以及从其接收根据RTP的语音数据。

IP中继交换机442使用HDLC系统向外线终端471发送并从其接收语音数据。在通话切换后，在包含外线终端471一侧的IP中继交换机442发送通话流逝时间到切换的源。在这种情况下，设备之间的切换处理的过程被添加，与图11中的过程相比，转换处理的频率较小。因此，中继方法能够尽可能地限制语音数据的延迟，以保持电话呼叫的质量。为了确定应使用哪种中继方法，网络的规模的大小、电话呼叫所需的质量等等可被适当地选择作为确定参考。

图13是显示在第二实施例中的接入点和中继交换机的功能框图。图13示出了测量通话时间和对客户进行计费的内部处理器的关系。与第一实施例中的内部处理器相比，通话时间记录器321被添加到IP中继交换机44。此外，客户代码数据库322、使用电话号数据库323和客户-通话时间映射列表324被添加到IP中继交换机44。

在开始语音通信时，通话时间记录器321通过使用客户代码数据库322和使用电话号码数据库323来从呼叫发起源的电话号码获取客户信息。通过使用用户电话号码作为关键字将获取的客户信息登记到客户-通话时间映射列表324中。当终止该语音通话时，通话时间记录器321通过时间戳将通话中继时间积累地加到通话时间上，以将总的通话时间记录到映射表324。

如果采用图12中显示的中继方法，那么在IP中继交换机之间执行切换的处理器(未示出)执行切换处理并将通话中继时间传输到中继源。类似于这种方式，通过每个电话终端和所使用的用户识别符之间的匹配以及通过测量中继使用时间段来测量通过时间。

通信公司IP网络103和公共交换电话网104中的至少任意一个是基于计费系统的网络，并且它们之间的通信公司IP网络103包括测量通信链路形成的时间的测量处理单元，以及计费控制设备，其响应于所测量的时间，对有关通信链路的电话终端中的至少任意一个进行计费。测量处理单元的功能主要由通话时间记录器321来实现。计费控制设备的功能由认证服务器40、IP中继交换机41和44或计费服务器(未示出)来完成。

(第三实施例)

在第三实施例中，将描述一种情况，进行配置，以便通过添加一功能，比如来电呼叫拒绝，来提高安全性。因此，该实施例进一步实施处理以使得IP中继交换机认证接入点。第三实施例的系统配置与图4的相同，其解释将被省略。

在第三实施例中，假设语音通信仅从移动IP终端等通过接入点来执行。在这种情况下，来自(无线)IP电话终端的，作为用于呼叫发起序列的开始请求的SIP-INVITE消息通常经过接入点。在那，接入点监视逻辑端口(标准的为端口号5060)，SIP消息通过其中继，对于每个呼叫发起，认证IP中继交换机或从其进行认证，然后如果认证是“OK”，那么执行中继处理。

图14是显示第三实施例中的连接处理过程的顺序图，该过程包括接入点412自身到IP中继交换机441的认证。在该过程中，直到通话开始都与第三过程相同。接入点412已经被通信公司侧认证。IP中继交换机仅接受通过已认证的接入点的呼叫发起请求。

在第三实施例中，在等待发起呼叫和来电呼叫时，接入点412的逻辑端口和SIP消息通过其中继的IP中继交换机441的逻辑端口都是关闭状态。从该关闭状态，当从移动IP终端401发起呼叫时，正在监视的接入点412在逻辑端口5060丢弃来自移动IP终端401的SIP-INVITE请求。

接入点412在该时间点不中继SIP-INVITE请求，并按原样开始对IP中继交换机441以及来自其的认证。逻辑端口在该时间点还是关闭的。因此，接入点412通过点到点隧道协议(PPTP)发送一对密钥和一项认证信息，该点到点隧道协议是在网络上建立虚拟通信线路的协议。对于认证信息，使用将登记在接入点412中的客户代码、移动IP终端401的IP地址和移动IP终端401的MAC地址的多个组合。

IP中继交换机441通过使用认证信息执行认证处理，并且如果认证被成功完成的话，则发送认证成功消息和用于答复的会话密钥。IP中继交换机441保持认证信息以在所认证的接入点412和其它接入点之间进行区别。

当接收到认证成功时，接入点412打开逻辑端口以开始中继来自处于待机状态的移动IP终端401的SIP-INVITE请求。IP中继终端441将预先获取的认证信息与包括在从接入点412发送的SIP INVITE请求中的IP电话终端的IP地址和MAC地址进行比较，并且如果从已认证的接入点进行传输，那么其接受该呼叫发起请求。

在打开逻辑端口之后通过SIP的VoIp会话与第一实施例的相同。当VoIP会话被终止时，逻辑端口被关闭并且电话系统的状态返回到待机状态。

在第三实施例中，认证已经在两个阶段中执行，该认证强度能够被增强。而且，接入点能够对已经在接入点登记的所有IP电话终端拒绝呼叫到达和呼叫接受。

第三实施例3能够扩展功能以在IP电话终端的终端认证中拒绝呼叫到达和呼叫接受，这是通过使用包括控制多媒体会话的会话描述协议(SDP)的SIP-SPD系统和通过在SDP部分嵌入呼叫者信息来实现的。

图15是显示说明第三实施例3中的接入点和中继交换机的功能框图的另一个例子的视图。图15描述了关于嵌入呼叫者信息而添加的功能处理器。在图15中，除了图13的情况之外，进一步添加了通话拒绝列表数据库371和数据嵌入/分离处理器372和373。

对于设置在接入点的拒绝列表数据库371，用于拒绝通话的电话号码、IP地址、或国家码中的至少一个被形成为与每个移动IP终端相关联的表。该表包括两个表。它们中之一是被保持在连接到办公室内部IP网络的SIP服务器中并且被集中写为垃圾呼叫列表的表。另一个是从移动IP终端发送的、通过更新拒绝列表数据库被写入的、并且在第一实施例所述的第三过程中当移动IP终端被连接到接入点时在每个移动IP终端被独立设置的表。

在图15的系统中，在来电呼叫中，当接入点20执行终端认证处理时，该系统使用SIP/SDP系统以在SDP部分包括呼叫者一侧的外线电话终端的电话号码请求。IP中继交换机44分离SDP部分中的数据并向服务控制点请求外部电话终端的电话号码。如果外线电话终端没有被带入到非通知设定中等，那么服务控制点就发送电话号码。接收到该电话号码的接入点20在处理终端认证中确认该电话号码没有出现在拒绝列表数据库371中，然后执行正常终端认证处理。如果该电话号码已出现在拒绝列表数据库371中或者该电话号码的接收已失败，那么接入点20将认证失败的事实通知给服务控制点。

即使在认证成功后，接入点20也将电话号码通知给移动IP终端，以在移动IP终端的显示单元上显示电话号码，然后，接入点能够提供信息来确定该电话呼叫是否应该在开始通话之前被接收。在来电时，接入点20不仅能够描述SIP-URI和电话号码的识别符，还能够将国家代码和IP中继交换机的域的识别符描述到SDP部分中，并且能够拒绝该呼叫接受并在显示单元上显示识别符。

本发明并不局限于上述每个实施例中的配置。例如，图1中的移动IP终端12可以使用有线IP电话终端来替代，并且以相似的方式，接入点20可以使用路由器来替代。在这种情况下，路由器具有接入点20的功能块中的除了接入点功能处理器306之外的一个功能块。对于外线电话，不仅可以使用无线电话终端，还可以使用例如使用CDMA/GSM系统的移动电话终端。在这种情况下，图3中的协议转换器351可以用CDMA/GAS系统和IP之间的协议转换处理器来代替。

如上所述，本发明使得网络设备能够执行终端认证代理处理。因此，能够构建可以在IP电话终端和外线电话终端之间通话的电话系统，而不需要对IP网络和线路网络做大规模的改变。

其它优点和变形对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明在其更广阔的方面并不局限于这里所述的具体细节和代表性实施例。因此，可以在不脱离由所附权利要求及其等价物所定义的一般发明概念的精神和范围的情况下做出各种变形。

Claims (10)

1.一种电话系统，其特征在于包括：

第一电话终端，其属于专用通信网络；

第二电话终端，其属于公共通信网络；

中继设备，其将所述专用通信网络连接到所述公共通信网络；以及

呼叫控制设备，其控制在所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的呼叫，其中

所述专用通信网络包括：

认证处理单元，其执行认证处理以认证所述第一电话终端是否应被连接到所述公共通信网络；以及

通知处理单元，当出现请求形成所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，所述通知处理单元将所述认证处理的结果通知给所述呼叫控制设备，以及

如果所通知的所述认证处理的结果显示成功，则所述呼叫控制设备响应于所述呼叫连接请求形成所述通信链路。

2.如权利要求1所述的电话系统，其特征在于

所述第一电话终端是无线电话终端；

所述专用通信网络包括将所述无线电话终端无线连接到所述专用通信网络的接入点，以及

所述接入点包括所述认证处理单元和所述通知处理单元。

3.如权利要求1所述的电话系统，其特征在于

所述中继设备是属于所述专用通信网络的路由器，以及

所述路由器包括所述认证处理单元和所述通知处理单元。

4.如权利要求1所述的电话系统，其特征在于

所述公共通信网络包括：

通信公司IP网络；以及

线路交换网络，其具有与所述通信公司IP网络的协议不同的协议，以及

所述呼叫控制设备包括在所述通信公司IP网络和所述线路交换网络之间转换相互的协议的功能，以及在所述线路交换网络和所述通信公司IP网络之间中继语音通信的功能。

5.如权利要求4所述的电话系统，其特征在于

所述通信公司IP网络和所述线路交换网络中的任何一个是收费系统的网络，以及

所述公共通信网络包括；

测量处理单元，其测量形成所述通信链路期间的时间；以及

收费控制设备，其响应于所测量的时间向所述第一电话终端和所述第二电话终端中的至少任意一个收费。

6.一种在电话系统中使用的呼叫控制设备，所述电话系统包括：互相连接的专用通信网络和公共通信网络；属于所述专用通信网络的第一电话终端；以及属于所述公共通信网络的第二电话终端，所述专用通信网络包括认证处理单元，该认证处理单元执行认证处理以确认所述第一电话终端是否应被连接到所述公共通信网络；以及通知处理单元，当出现请求形成所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，所述通知处理单元通知所述认证处理的结果，

所述呼叫控制设备控制所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的呼叫；以及如果所通知的所述认证处理的结果显示成功，则所述呼叫控制设备响应于所述呼叫连接请求形成所述通信链路，并且

其中，所述公共通信网络包括：通信公司IP网络；以及线路交换网络，其具有与所述通信公司IP网络的协议不同的协议，并且

其中，所述呼叫控制设备包括：

协议转换器，其在所述通信公司IP网络和所述线路交换网络之间转换相互的协议；以及

中继交换功能处理器，其在所述线路交换网络和所述通信公司IP网络之间中继语音通信。

7.如权利要求6所述的呼叫控制设备，其特征在于

所述第一电话终端是无线电话终端，

所述专用通信网络包括接入点，以便将所述无线电话终端无线连接到所述专用通信网络，以及

所述接入点包括所述认证处理单元和所述通知处理单元。

8.一种用于电话系统的专用通信网络的无线接入设备，所述电话系统包括：互相连接的专用通信网络和公共通信网络，属于所述专用通信网络的无线电话终端，属于所述公共通信网络的电话终端，以及用于控制所述无线电话终端和所述电话终端之间的呼叫的呼叫控制设备，所述无线接入设备的特征在于包括：

连接单元，其将所述无线电话终端无线连接到所述专用通信网络；

认证处理单元，其执行认证处理以确认所述无线电话终端是否应被连接到所述公共通信网络；以及

通知处理单元，当出现请求形成所述无线电话终端和所述电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，所述通知处理单元向所述呼叫控制设备通知所述认证处理的结果。

9.一种用于电话系统的专用通信网络的中继设备，所述电话系统包括：互相连接的专用通信网络和公共通信网络，属于所述专用通信网络的第一电话终端，属于所述公共通信网络的第二电话终端，以及呼叫控制设备，该呼叫控制设备用于控制所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的呼叫，以及将所述专用通信网络连接到所述公共通信网络，所述中继设备的特征在于包括：

认证处理单元，其执行认证处理以确认所述第一电话终端是否应被连接到所述公共通信网络；以及

通知处理单元，当出现请求形成所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，所述通知处理单元向所述呼叫控制设备通知所述认证处理的结果。

10.一种用于电话系统的通信控制方法，所述电话系统包括：属于专用通信网络的第一电话终端，属于公共通信网络的第二电话终端，以及用于控制所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的呼叫的呼叫控制设备，所述通信控制方法的特征在于包括：

认证步骤，用于在所述专用通信网络内执行认证处理以确认所述第一电话终端是否应被连接到所述公共通信网络；

通知步骤，用于当出现请求形成所述第一电话终端和所述第二电话终端之间的通信链路的呼叫连接请求时，通知所述认证处理的结果；以及

链路形成步骤，用于如果所通知的所述认证处理的结果显示成功，则响应于所述呼叫连接请求形成所述通信链路。