CN201491170U

CN201491170U - 基于PSTN和Internet的多媒体通信系统

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Publication number: CN201491170U
Application number: CN2009201941789U
Authority: CN
Inventors: 陈建国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-07

Abstract

本实用新型公开了一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，包括通过PSTN网络程控交换机和IP支撑服务器系统连接的多个可视电话终端，其中IP支撑服务器系统由注册服务器、视频交换服务器、信息推送服务器和Web服务器构成；所述可视电话终端通过PSTN网络传送话音，并在注册服务器、视频交换服务器的控制下，通过IP网络传送通话者视频图像；在文件服务器的控制下通过IP网络实现信息发布服务，发布多媒体文件如广告信息到其它所述可视电话终端。多个可视电话终端同时分别使用PSTN传送话音、使用Internet传送视频图像并同步还原、且能接收、播放图文、视频广告和其他多媒体信息。

Description

基于PSTN和Internet的多媒体通信系统

技术领域

本实用新型涉及视频网络电话领域，尤其涉及一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统。

背景技术

现有的可视电话，一般都是单独采用IP网络或电话网络PSTN实现，前者通过IP网络，后者通过PSTN传送音、视频两种信号，共同特点是可视通话的音、视频两种信号通过同一种网络传送。

IP可视电话使用多媒体终端通信协议H.323或SIP，使用IP网络同时传送音频和视频。在一定的网络带宽条件下，终端还原的声音和图像能达到一定的要求，但由于Internet网络不可预期的拥塞会导致话音间断性出现延迟、堵塞现象，严重时还会出现图像停顿。网络带宽越窄越是如此：且终端之间呼叫时需要拨打专门的号码(如IP地址)，这给普通使用者带来不便。

PSTN可视电话基于H.324协议实现由于电话网带宽的限制，决定了话音和图像都必须采用高压缩比的算法，以低码率进行传输。话音能够做到和普通电话的质量相当，但是图像却不会太好；根据协议的描述，对于176X144像素的分辨率，图像每秒的包数只能在4-15之间，大约只是普通电视帧数的113。实际上，如果要得到比较清晰的图像，每秒就只有4到5帧。

目前PSTN话音电话十IP可视电话于一体的可视电话，与普通PSTN固话通话时采用PSTN网络，拨号方式同普通PSTN电话；与同样的或兼容的可视终端视频通话时采用IP网络，拨号方式需拨打专号如IP地址。故其实际上还是属于IP可视电话。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，包括可视电话功能在内的、且能实现信息发布的多媒体电话终端和相应的服务器系统。多个可视电话终端同时分别使用PSTN传送话音、使用Internet传送视频图像并同步还原、且能接收、播放图文、视频广告和其他多媒体信息。

本实用新型实施例提供了一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，包括通过PSTN网络程控交换机和IP支撑服务器系统连接的多个可视电话终端，其中IP支撑服务器系统由注册服务器、视频交换服务器、信息推送服务器和Web服务器构成；

所述可视电话终端通过PSTN网络传送话音，并在所述注册服务器、视频交换服务器的控制下，通过IP网络传送通话者的视频图像；在文件服务器和信息推送服务器的控制下通过IP网络进行多媒体信息发布，发布多媒体文件到其它所述可视电话终端。

进一步，音频信号单独由PSTN电话线路传送，通话者视频图像信号由Ip网络传送，在接收端音频信号和视频图像信号被同步还原播放出来。

进一步，所述可视电话终端接入Internet网与所述注册服务器连接，向所述注册服务器发送注册信息，注册自己的电话号码、机身码、终端类型、IP地址和端口号。

进一步，所述可视电话终端在拨号或来电振铃时捕获对方终端的电话号码并编码为拨号帧或振铃帧，通过终端以太网口送往视频交换服务器查询该电话号码对应的Ip地址和端口号。

进一步，在通电时、以及每隔一定的时间间隔，所述可视电话终端向交换服务器和文件服务器发送心跳帧。所述心跳帧分为主动心跳帧和被动心跳帧，主动心跳帧按固定的时间间隔由可视电话终端通过以太网口发出；被动心跳帧是由业务前台通知文件服务器有新发布的任务，即当有新的的文件要发送，文件服务器就通知交换服务器，由视频交换服务器触发可视电话终端心跳上文件服务器，以下载新的文件。

再进一步，所述多媒体通信系统支持PNP方式下载文件，即可由已下载文件的终端向欲下载文件的终端提供下载服务，减轻文件服务器负载。

进一步，所述可视电话终端软件版本的升级过程由所述文件服务器进行控制发送升级文件。

进一步，所述可视电话终端的主控电路由键盘/电话事件单片机，接口控制单片机和数字媒体处理器构成，相互协同配合工作，并通过复杂可编程逻辑器件提供时序信号。

更进一步，所述可视电话终端嵌入了浏览器软件，提供控制操作界面，通话时按“E”键触发浏览器运行。

采用本实用新型提供的基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，有如下优点：

一、单独使用PSTN传送通话话音，单独使用IP网络传送视频图像，并使得，把音频和视频分别交由PSTN和IP网络传输，接收时把话音信号和视频图像在终端同步还原。分开传输的好处是PSTN话音传输清晰，网络资源可现成利用；而IP网络的带宽全部用来处理视频的传输，则可获得高质量的视频图像。比现有的PSTN可视电话和1P可视电话的声像质量都好。

二、本实用新型终端之间或与任何原有的通信终端(如手机、普通固话和小灵通等)之间的拨号方式仍采用普通固话的拨号方式，话音通信部分与PSTN固话完全兼容。

三、本实用新型的系统可以提供增值服务，如信息播放、广告推送等，使得本实用新型实施运营具有更多的赢利方式。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于PSTN和Internet的多媒体通信系统网络结构示意图。

图2是通过基于PSTN和Internet的多媒体通信系统拨打可视电话流程示意图。

图3是通过基于PSTN和Internet的多媒体通信系统接听可视电话流程示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，其包括通过PSTN网络程控交换机和IP支撑服务器系统连接的多个可视电话终端，其中IP支撑服务器系统由注册服务器、视频交换服务器、信息推送服务器和Web服务器构成；

所述可视电话终端通过PSTN网络传送话音，并在注册服务器、视频交换服务器的控制下，通过IP网络传送通话者视频图像并在对端电话终端同步还原；非通话期间，在文件服务器的控制下通过IP网络实现信息发布服务，发布多媒体文件如广告信息到其它所述可视电话终端。

下面介绍所述系统的工作原理及过程。

(1)可视通话及其实现过程

可视通话通过可视电话终端、PSTN网络程控交换机和IP支撑服务器系统实现。本实用新型的终端整合PSTN电话话音和正视频数据处理功能，有PSTN电话线接口RJ11和以太网接口RJ45两种接口。话音信号通过RJ11收发，视频数据和控制信令通过RJ45收发。终端采用摄像头与LCD显示屏进行视频数据采集与显示；通过相关图像算法可以把摄像头采集到的YUV422格式原始视频数据，转换为可得到符合液晶屏显示的RGB565格式视频数据与符合网络传输的H.264格式视频数据流，经过位于IP网络的视频交换服务器的传送到达对方终端解码显示。

终端可视互通流程与功能模块。终端进行视频互通的操作与普通电话拨号方式相同，用户无需增加特定操作。通过基于PSTN和Internet的多媒体通信系统拨打、接听电话流程示意图请分别参看图2、图3，主要步骤包括：终端登录注册、拨打呼叫/来电振铃查询对方IP地址信息、主叫方和被叫方进行网络NAT穿透、视频互通协商、视频采集/编解码显示、视频流传输、视频互通终止协商。

终端注册服务器流程。为了对话机终端的入网进行管理控制，终端入网时需要向注册服务器注册，只有通过注册的终端，才能进行正常的视频通信和实现其他多媒体功能，否则只能进行话音通信。注册的信息包括终端ID、电话号码、终端类型、内网IP地址。

与登录注册服务器相对应，终端下线前应向注册服务器发送注销信息，其操作码与登录操作码相反。

拨号呼叫处理流程。用户拨打电话时，视频拨号功能处理模块将捕获到的用户所拨打的号码封装为拨号帧(拨号信令)同时通过IP网络送至交换服务器，查询其所呼叫的对方的网络地址信息；若查询对方网络地址信息成功，双方终端进行网络NAT穿透。

本实施例采用的Nat穿透方法适用于所有NAT：即Full Come NAT(完全锥形NAT)，Restricted Cone NAT(限制的锥形NAT)，Port Restricted Cone NAT(端口受限制的锥形NAT体)和Symmetric NAT(对称型NAT)。本实施例采用对UDP端口准随机扫描的方式实现对Symmetric NAT(对称型NAD)的穿透。

来电振铃处理流程。终端收到来电振铃时，视频来电功能处理模块把捕获到的来电号码封装为振铃包(来电振铃信令)向视频交换服务器发送，询问来电方的网络地址信息：若查询对方网络地址信息成功，双方终端进行网络NAT穿透。

以上两个处理流程是实现“两网合一”的关键。终端间网络NAT穿透功能模块。

两台终端进行视频互通实际上是P2P的会话连接，网络NAT穿透功能模块使得终端的UDP报文能穿越多种NAT设备，实现互联网上点到点的网络互通。

视频协商功能。视频协商功能主要是在确认通话双方终端在建立了网络互通后，达成视频互通的一个协商过程，以确认双方正式开始进行视频流传输，是启动视频采集、编码、显示、传输、编码前的一个功能模块。

视频采集、编解码、传输、显示功能模块。该功能模块集中了视频的采集、编解码、传输、显示等功能；视频采集初始化主要是对COMS摄像头进行初始化，并开始对摄像头数据进行采集、编码等处理；当每帧视频编码完毕后立即送之视频传输子模块，由其负责视频流在互联网上的发送与接收；当接收到完整的视频数据时，即可将视频数据提交给解码功能子模块，由其负责对视频流的解码；视频显示功能主要是将采集到的本地视频图像和接收到对方的视频显示在液晶屏上。

视频互通终止协商模块。任意一方都有权首先挂机结束通话和视频互通。

视频交换服务器系统由视频交换服务器、中心服务器及注册服务器组成，视频交换服务器为终端提供视频交换服务，中心服务器保存视频交换服务器目录，为跨服务器交换提供服务器定位支持。注册服务器管理在线终端信息，接受终端登录或注销。

视频交换过程如下：

A、终端上电，向注册服务器发送注册包。

B、注册服务器确认后在数据库中记录终端当前状态，并回送响应包。

C、终端向交换服务器发送心跳包。

D、终端摘机、拨号，同时向交换服务器发送拨号信息。

E、交换服务器向注册服务器请求确认，确定可以为终端提供服务。

F、交换服务器根据拨号信息查询被叫终端。

G、被叫终端响铃，向交换服务器发送响铃包。

H、被叫终端摘机，同时向交换服务器发送摘机接听信息。

I、交换服务器交换主、被叫双方连接信息(IP地址、端口)。

J、双方终端建立连接，开始视频通话。

K、双方终止连接，并各自通知交换服务器。

L、交换服务器取消双方连接状态。

交换服务器系统网络拓扑为二级星形，可以实现跨服务器的交换。

交换服务器系统软件架构。交换服务器系统软件由交换信息处理主模块、服务器间信息处理模块、终端信息处理模块、服务器间通信网络代理模块、终端通信网络代理模块和数据库访问模块组成。

交换服务器系统功能与算法摘要。交换服务器系统功能最终是为终端之间的视频通信提供连接，具体要接受终端的注册与注销，根据被呼叫电话号码和来电电话号码查询双方终端的IP地址，使位于NAT设备后的终端能够穿越NAT建立P2P连接、实现视频通信。

(2)信息推送服务及其实现过程

信息推送服务器系统由文件服务器、广告业务前台组成。广告业务前台操作面向广告客户，审核、编排节目，发布广告下推任务。

文件服各器向终端下推广告文件，整体处理流程如下：

a.前台排播、发布。文件服务器通知交换服务器，交换服务器通知终端。

b.终端向服务器发送心跳包。

c.服务器回送更新通知包。

d.终端请求读取播放时间表。

e.终端根据新时间表安排，读取新文件。

f.新文件下载完毕。

g.服务器更新终端下载标志为己下载。

再分别对终端程序流程和整个系统程序流程详细描述如下：

其中终端程序流程如下：

a.终端发送心跳包到文件服务器。

b.终端收到文件服务器的心跳回应包，如有更新通知时，向文件服务器请求时间序列文件信息。

c.时间序列文件下载。

d.分析时间序列文件，把有必要下载的文件ID抽出，并对请求要下载的文件信息分类。

e.下载成功，则向文件服务器返回下载成功消息，并向广告播放模块发送更新信息；下载不成功，直接返回下载不成功消息给文件服务器。

整个系统是以时间序列表为核心的，程序流程描述如下：

a.终端心跳：终端心跳分为主动心跳和被动心跳，前者是终端每隔30分钟向文件服务器发送心跳，后者是由业务前台通知文件服务器有新发布的任务，文件服务器通知交换服务器，由交换服务器触发终端心跳上文件服务器下载新的发布任务。

b.当文件服务器收到终端的心跳包时，如果文件服务器终端在线数己达到峰值，则返回拒绝服务给终端口否则跳下一步

c.检查是否有版本要升级，如果有则发相关文件信息给终端进行客户端版本升级工作；没有则跳下一步。

d.检查当前终端的发布任务状态是否为待发布，如果是则返回终端所在组的时间序列文件ID给终端；否则返回0给终端，表示没有待发布任务。

e.端根据文件服务器回的时间序列文件ID进入文件传输过程。

f.终端传完时问序列文件后，对原有的时间序列文件和新的时间序列文件进行比较，分析哪些文件需要下载，根据分析结果把有必要下载的文件进行下载。

g.文件服务器接收终端下载的成功与否标志，并写入数据库。

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种基于PSTN和Internet的多媒体通信系统，其特征在于，包括通过PSTN网络程控交换机和IP支撑服务器系统连接的多个可视电话终端，其中IP支撑服务器系统由注册服务器、视频交换服务器、信息推送服务器和Web服务器构成；

2.根据权利要求1所述的多媒体通信系统，其特征在于，音频信号单独由PSTN电话线路传送，通话者视频图像信号由Ip网络传送，在接收端音频信号和视频图像信号被同步还原播放出来。

3.根据权利要求1所述的多媒体通信系统，其特征在于，所述可视电话终端接入Internet网与所述注册服务器连接，向所述注册服务器发送注册信息，注册自己的电话号码、机身码、终端类型、IP地址和端口号。

4.根据权利要求1所述的多媒体通信系统，其特征在于，所述可视电话终端在通电时或每隔一定的时间间隔，通过IP网络向视频交换服务器和文件服务器发送心跳帧。

5.根据权利要求4所述的多媒体通信系统，其特征在于，所述心跳帧分为主动心跳帧和被动心跳帧，主动心跳帧按固定的时间间隔由可视电话终端通过以太网口发出；被动心跳帧是由业务前台通知文件服务器有新发布的任务，文件服务器就通知交换服务器，由交换服务器触发可视电话终端心跳上文件服务器，以下载新的文件。

6.根据权利要求1所述的多媒体通信系统，其特征在于，所述可视电话终端的主控电路由键盘/电话事件单片机，接口控制单片机和数字媒体处理器构成，相互协同配合工作，并通过可编程逻辑器件提供时序信号。