CN1409548A - 一种网际协议网络电话系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

一种网际协议网络电话系统，由至少两个以上的终端机和包含有实时数据库和查询接口的名称服务器组成，其中各终端机和名称服务器均连接到国际互联网，且各终端机之间通过名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现相互之间的互联。本发明由于巧妙地将IP电话网关集成到电话或计算机等终端机，不需要专门的电话网关设备，通过设置的名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现网络电话间的互联，能满足窄带和宽带网络传输要求。并且本系统用户既可通过终端话机拨打普通电话，又可拨打IP电话，可实现电话—电话、电话—计算机之间的通话，并有一定的实时性保证。

Description

一种网际协议网络电话系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种网际协议网络电话(IP网络电话)系统及其实现方法。

背景技术

目前比较常用的IP电话标准有ITU-T H.323、SIP(会话初始协议)等，这些标准都采用专用IP电话网关的方式。采用专用网关，需要有专门的运营商投入和维护。为保证电话接入质量，必须有大量的网关设备，增加了维护的难度。而网关的主要作用体现在呼叫信令和传输上。作为用户，需要在网络费用的基础上交纳一定的IP电话费用，增加了通话费用。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种不需要专用的语音网关设备，既能满足窄带与宽带网络传输要求实现网络电话间的互联，又能降低网络维护费用和降低用户通话费用的网际协议(IP)网络电话系统及其实现方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，一种网际协议网络电话系统，由至少两个以上的终端机和包含有实时数据库和查询接口的名称服务器组成，其中各终端机和名称服务器均连接到国际互联网，且各终端机之间通过名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现相互之间的互联。

另一方面，一种网际协议网络电话的实现方法，包括以下步骤：

1)将上述各终端机连接到国际互联网上，并在国际互联网上设置与各终端机网络连接的包含有实时数据库和查询接口的名称服务器；

2)将需要进行通话的双方终端机在名称服务器上交换协议地址和端口号；

3)双方进行网络通话，通话结束后双方可选择与名称服务器保持连接或断开。

本发明由于巧妙地将IP电话网关集成到电话或计算机等终端机，不需要专门的电话网关设备，通过设置的名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现网络电话间的互联，能满足窄带和宽带网络传输要求。同时本系统用户即可通过终端话机拨打普通电话，又可拨打IP电话，可实现电话—电话、电话—计算机之间的通话，并有一定的实时性保证。在网络上只需要一台只用于用户端交换IP地址和端口的登录名称服务器，不需要专门的运营商，网络维护费用低，无需专门的维护，用户只需要网络费用，不会缴纳因维护过多的网络交换设备而产生的服务费。

附图说明

以下结合附图详细描述本发明的基本结构组成与工作原理：

图1是本发明的系统结构组成示意图；

图2是本发明的终端电话机的结构组成方框图；

图3是本发明的实现流程图；

图4是本发明实施方案1的呼叫方信令流程图；

图5是本发明实施方案1的接收方信令流程图；

图6是本发明实施方案2的呼叫方信令流程图；

图7是本发明实施方案2的接收方信令流程图；

图8是本发明实施方案3的呼叫方信令流程图；

图9是本发明实施方案3的接收方信令流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种网际协议网络电话系统，由至少两个以上的终端机和包含有实时数据库和查询接口的名称服务器组成，其中各终端机和名称服务器均连接到国际互联网，且各终端机之间通过名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现相互之间的互联。其中上述终端机既可以为可连接到国际互联网的计算机或其它音频设备。上述终端机也可以为可连接到国际互联网上的特殊的终端电话机，此时如图2所示，该终端电话机包括有麦克风、喇叭、开关切换电路、集成电话模拟线路、调制解调模块、网络接口模块、数模/模数转换电路、中央处理器、键盘、显示屏、数据存储单元，其中中央处理器包括脉冲调制编解码电话、低速率语音压缩编解码电路、控制调度中心、网络协议栈，其中麦克风与喇叭分别与开关切换电路连接，集成电话模拟线路串接在开关切换电路与调制解调模块之间，且其另一端口与电话线连接，调制解调模块的另一端口与中央处理器的控制调度中心连接，网络接口模块串接在网络线与中央处理器的控制调度中心之间，数模/模数转换电路串接在中央处理器的脉冲调制编解码电路与开关切换电路之间，低速率语音压缩解编码电路串接在脉冲调制编解码电路与控制调度中心之间，网络协议栈、开关切换电路、键盘、显示屏、数据存储单元分别与控制调度中心相连接。同时上述名称服务器的数据库中存储有登录用户的IP地址、电话号码、TCP/UDP端口信息、通话连接信息的基本用户信息。上述终端电话机连接到互联网上可以是利用其电话线接口通过本地电话程控交换机和本地国际互联网的服务提供者与国际互联网建立网络连接。也可以是上述终端电话机利用其网络线接口直接与国际互联网建立网络连接。还可以是上述终端电话机利用其网络接口通过局域网的网关与国际互联网建立网络连接。

下面举例说明本发明的基本组成及工作过程：

本实施例中，如图1所示，用户端电话机11和21经程控电话交换机01PSTN连接到各自的本地国际互联网(Internet)服务提供者(ISP)12和22，通过本地ISP的服务建立网络连接。02表示Internet广域网。31是完成用户端通过名称查询IP地址和端口的名称服务器，有实时数据库和查询接口。41是具有真实IP地址的计算机，42是具有真实IP地址的电话机。52和53是通过网关51连接到广域网上的局域网内部电话和计算机。同时在终端电话机的使用中考虑到普通电话和IP电话兼容问题，即在呼叫信令上识别普通电话和IP电话呼叫，并通过多路转换开关电路将话筒即收信号源和扬声器的发送信号源在两种不同工作方式间切换。普通电话通过集成电话模拟线路处理，IP电话则通过AD/DA(模数/数模)转换电路操作。转换开关电路由中央处理器的控制调度中心进行控制。中央处理器包括低速率语音压缩编解码模块、网络协议栈模块、控制调度中心组成。芯片采用单DSP(数字信号处理器)或者DSP和MCU(单片机)协同工作方式。PCM(脉冲编码调制)编解码模块是将话筒的信号经模拟采样、模数转换编码成A-律或μ-律PCM串行64kbps码流传到低速率语音压缩编解码模块作压缩处理。同时将低速率语音压缩编解码模块送出的音频64kbps PCM码流进行数模转换，经内部的扬声器启动电路播放话音。低速率语音编码采用MELP(混合激励线性预测编码)2.4kbps高压缩比算法，该算法在实际中有较好的MOS(平均评分)评价值。由于UDP是一种无连接协议，采用低比特率算法，根据网络带宽，由用户选择同一数据包传送多次的设置，使UDP数据包掉包的问题得到缓解，增强通话质量。网络协议栈包含的基本协议有：PPP(点对点协议)、IP、TCP、UDP、RTP等等。PPP用于经调制解调器与本地ISP连接的链路层协议，只在经电话线上网时使用。在此基础上还可以增加如POP3(邮局协议)、SMTP(简单邮件转发)等协议来收发电子邮件。在宽带网络上用网络接口模块，速率10/100Mbps。存储模块为存储器组，存储固化的程序、运行中数据、本地网络设置以及拨打电话联系人的基本信息。联系人的基本信息包括用户名以及在PSTN上联系人的电话号码，与名称服务器数据库中保持一致。键盘和LCD显示根据需求增减内容。拨打IP电话和普通电话由键盘上的选择开关设置。

如图3所示，一种网际协议网络电话的实现方法，包括以下步骤：

1)将上述各终端机连接到国际互联网上，并在国际互联网上设置与各终端机网络连接的包含有实时数据库和查询接口的名称服务器；

2)将需要进行通话的双方终端机在名称服务器上交换协议地址和端口号；

3)双方进行网络通话，通话结束后双方可选择与名称服务器保持连接或断开。

信令呼叫包括PSTN电话之间、PSTN电话和网络电话(计算机)以及网络电话之间的呼叫过程。所有的呼叫基于用户名、各终端的电话号码和IP地址以及TCP/UDP(传输控制协议/用户数据报协议)端口均为与用户名联系，隐含操作于名称服务器的数据库中。在电话或计算机中包含有被拨打用户的基本信息。

下面举例说明本发明所述IP网络电话的信令过程：

图4和图5表示了两台连接在本地电话程控交换机(PSTN)之间的程控电话之间的信令过程。程控电话11为主叫方，拨打程控电话21。开始程控电话11通过本地电话程控交换机PSTN呼叫程控电话21，21接到响铃后摘机，回应程控电话11特殊提示音。如果程控电话11收到回应，立即发送应答提示音。如果程控电话11在一定时间内未收到程控电话21应答或者程控电知21发送应答后在一定时间内未收到程控电话11的回应，都视为普通电话通话。双方确认后，立即挂断本地电话程控交换PSTN通话，分别拨打本地ISP上网。上网后双方在名称服务器31上登录各自的IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。双方在名称服务器31的数据库中查询对方程控电话21的基本信息，查到结果后在名称服务器31标注通话开始。如果双方查询超时，视为连接失败。在连接失败和通话结束的情况下，各自在各称服务器31注销此次通话并挂断与ISP的连接。此过程完成一次IP电话通话。名称服务器31仅起到检索作用，语音的IP包不通过名称服务器31，由程控电话11和程控电话21直接互传，所以名称服务器31的网络负荷很小。

图6和图7表示了程控交换电话11和局域网电话52之间的呼叫过程。程控交换电话11通过本地ISP上网，登录到名称服务器31，注册IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。局域网电话52始终连接网络，已经在名称服务器31注册IP地址和TCP/UDP端口等基本信息。程控电话11在名称服务器31上检索到局域网电话52的信息，开始以TCP包方式呼叫局域网电话52，局域网电话52不论是拒接和摘机都有TCP包返回给程控电话11。如果局域网电话52拒接，程控电话11则退出名称服务器31登录并挂机，如果局域网电话52摘机，则开始通过UDP包通话。局域网电话52在通话结束后不退出在名称服务器31的登录。

同时局域网电话52和局域网电话53的呼叫过程也和上述呼叫过程基本相同。局域网电话52和具有真实IP地址的计算机41、具有真实IP地址电话42的呼叫过程也和上述呼叫过程基本相同，只是具有真实IP地址的计算机41和具有真实IP地址电话42不需要端口映射，而局域网局域网电话52、53需要通过NAT协议进行端口地址转换。

图8和图9表示了局域网电话局域网电话52和具有真实IP地址电话42之间的呼叫过程。局域网电话52和具有真实IP地址电话42都保持在名称服务器31上的登录并注册IP地址、TCP/UDP端口等基本信息。局域网电话52以TCP包方式呼叫具有真实IP地址电话42，具有真实IP地址电话42不论是拒接和摘机都有TCP包返回给局域网电话52。如果具有真实IP地址电话42拒接，则局域网电话52挂机，如果具有真实IP地址电话42摘机，局域网电话52和具有真实IP地址电话42间通过UDP包通话。完成后各自挂机，不退出名称服务器31的登录。

其中上述呼叫过程中所有的网络呼叫通过TCP包传输，网络语音通话建立在UDP基础上的RTP(实时传输协议)。RTP协议包是具有时间戳的UDP数据包。

Claims (8)

1、一种网际协议网络电话系统，其特征在于由至少两个以上的终端机和包含有实时数据库和查询接口的名称服务器组成，其中各终端机和名称服务器均连接到国际互联网，且各终端机之间通过名称服务器的数据库用特定的呼叫信令实现相互之间的互联。

2、根据权利要求1所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述终端机为可连接到国际互联网的计算机或其它音频设备。

3、根据权利要求1所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述终端机为可连接到国际互联网上的终端电话机，该终端电话机包括有麦克风、喇叭、开关切换电路、集成电话模拟线路、调制解调模块、网络接口模块、数模/模数转换电路、中央处理器、键盘、显示屏、数据存储单元，其中中央处理器包括脉冲调制编解码电话、低速率语音压缩编解码电路、控制调度中心、网络协议栈，其中麦克风与喇叭分别与开关切换电路连接，集成电话模拟线路串接在开关切换电路与调制解调模块之间，且其另一端口与电话线连接，调制解调模块的另一端口与中央处理器的控制调度中心连接，网络接口模块串接在网络线与中央处理器的控制调度中心之间，数模/模数转换电路串接在中央处理器的脉冲调制编解码电路与开关切换电路之间，低速率语音压缩解编码电路串接在脉冲调制编解码电路与控制调度中心之间，网络协议栈、开关切换电路、键盘、显示屏、数据存储单元分别与控制调度中心相连接。

4、根据权利要求2或3所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述终端电话机利用其电话线接口通过本地电话程控交换机和本地国际互联网的服务提供者与国际互联网建立网络连接。

5、根据权利要求2或3所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述终端电话机利用其网络线接口直接与国际互联网建立网络连接。

6、根据权利要求2或3所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述终端电话机利用其网络接口通过局域网的网关与国际互联网建立网络连接。

7、根据权利要求1所述的网际协议网络电话系统，其特征在于上述名称服务器的数据库中存储有登录用户的IP地址、电话号码、TCP/UDP端口信息、通话连接信息的基本用户信息。

8、一种网际协议网络电话的实现方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将上述各终端机连接到国际互联网上，并在国际互联网上设置与各终端机网络连接的包含有实时数据库和查询接口的名称服务器；

2)将需要进行通话的双方终端机在名称服务器上交换协议地址和端口号；

3)双方进行网络通话，通话结束后双方可选择与名称服务器保持连接或断开。

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