JP2007221481A - 電話システム - Google Patents

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Abstract

【課題】IP網及び回線網上で大規模な変更をすることなく、IP電話端末と外線電話端末との通話を可能にする電話システムを提供する。
【解決手段】無線IP電話端末12と外線電話端末との通話開始時において、事前の利用機器登録がなされた無線LANアクセスポイント20は、通信事業者側のネットワークに存在するIP中継交換機44の無線LANアクセスポイントとの認証処理モジュール352から無線IP電話端末12宛の端末認証要求データを受けると、無線IP電話端末12側に中継することなく、フレームを捕捉し、無線IP電話端末12の代わりにIP中継交換機44との認証処理モジュール302により端末認証要求に対して返答を行う。
【選択図】図3

Description

本発明は、回線端末とIP電話端末の両方を利用する音声通話サービスを提供する電話システムに関する。
近年、VoIP(Voice Over Internet Protocol)と呼ばれるIP網を利用した音声通話が広まりつつあり、主に企業内の内線利用などに用いられている。企業内の内線通話にVoIPを利用することで、IP網の使用による経費削減や、PCとの連携といった多機能化を実現することができる。さらに有線だけでなく、VoIPに用いられるSIP(Session Initiation Protocol)機能を実装した無線LAN利用のIP電話端末(Wi−Fi Phone)も市場に投入されている。
一方で、外線にあたるPHS端末やCDMA/GSM方式などの携帯電話端末でのIP網利用においても、従来から利用されているデータ通信だけでなく、IP網上で音声通話を利用するサービス形態が増えてきている。現在では、CDMA/GSM方式の携帯電話と無線IP電話の両機能を持ったデュアル端末も販売されている。
しかし、これらの端末は、PHS端末や携帯電話端末はPHS端末や携帯電話端末同士、IP電話端末はIP電話端末同士で通話を行うというように、同じキャリア内の通話のみを想定しているため、外線電話端末とIP電話端末間の通話に関しては、実現の為に機能拡張が必要となる。
IP網経由で携帯電話回線網を利用する際に、必要となる携帯電話回線網側の改変を低減する手段として、回線網側において回線網におけるプロトコルに準じたデータを代理端末が操作する提案がされている(例えば特許文献1)。
また、回線交換音声通話とVoIP音声通話の両方を可能にするという意味で、通話をシームレスに切り替える装置および方法が提案されている。(例えば特許文献2参照)。しかしながら上記装置および方法は移動通信端末装置に関する提案であり、IP電話端末と回線電話端末との通話サービスそのものを提供するものではない。
特開2004−32319号公報 特開2004−297591号公報
従来手法では回線交換音声通話とVoIP音声通話の両方を可能にするために、回線網側で加入者番号やIPアドレスなどの情報を管理する必要があり、回線網側の改修が必要であった。回線網は信号線などの物理的なインターフェースを持つために、改修が大規模になることが多く容易ではない。改修後に、制御の追加など仕様変更を行うことはよくあるが、同様に困難である。
また、既存の回線網上では通信事業者による契約課金のために、契約者の使用している端末であるかどうかの端末認証や契約者ごとの利用時間測定などがおこなわれている。IP網上には会社が任意に設置した内部通話のためのIP電話端末や、IP通話ソフトがインストールされたPCなど、課金の対象でない端末も接続されており、契約課金のためにIP電話端末に対して既存の手段を適応することは困難である。
本発明は、このような問題点を解決するために為されたもので、IP網側に回線網とIP網の差異を吸収するために認証手段を設けることにより、IP網及び回線網上で大規模な変更をすることなく、IP電話端末と外線電話端末との通話を可能にする電話システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、回線網に接続された回線電話端末と、前記回線網と第一のIP網とを中継接続するIP中継交換機と、前記第一のIP網上に備えられた前記第一のIP網への接続に対する認証を行う認証手段と、第二のIP網にネットワーク機器により接続されたIP電話端末と、前記第一のIP網と前記第二のIP網を接続する接続手段と、前記ネットワーク機器に備えられた、前記IP電話端末を登録する端末登録処理手段と、前記ネットワーク機器に備えられた、前記認証手段との認証通信を行う認証処理手段と、を備え、前記ネットワーク機器が、前記端末登録処理手段により登録された前記IP電話端末を代行して前記認証手段との認証通信を行い、認証された前記IP電話端末と前記回線電話端末とで通話を行うことを特徴とする電話システムを提供することができる。
本発明によれば、端末認証処理をネットワーク機器が代行することにより、IP網及び回線網上で大規模な変更をすることなく、IP電話端末と外線電話端末との通話を可能にする電話システムを提供することができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1は、企業内IP網と通信事業者IP網の接続による電話システムの構成図である。本発明においても従来の構成をそのまま利用できることに、本発明の利点の一つがある。PDA端末10、PC上のソフトフォン11、無線IP電話端末12は、それぞれ電話機能を有しており、無線LANアクセスポイント20を介して企業内IP網101に無線接続する。企業内IP網101には、同様に電話機能を有するPC上のソフトフォン22、IP電話端末23と、企業内IP網の認証サーバ21が、図示しないルータやハブを介して有線接続している。企業内IP網101は接続手段としてゲートウェイであるルータ30を介してインターネット102と接続し、さらに異なるゲートウェイであるルータ31を介して、電話通信を管理する通信事業者IP網103に接続している。通信事業者IP網103は、企業内IP網以外に、IP中継交換機41、44を介して電話通信を提供するネットワークを持つ。電話通信を提供するネットワーク上での認証処理は、通信事業者IP網の認証サーバ40、もしくはIP中継交換機44など、同ネットワーク上に設けられた認証処理手段によって行われる。PHS端末43,46は、それぞれ最寄りの基地局である基地局42、45を介して接続されている。IP中継交換機44には、基地局45以外に、公衆回線網104との中継を行うことで固定電話50との接続がされている。
顧客である企業内IP網101と通信事業者IP網103は、ルータ30,31間の専用回線で結ばれている。その他、ネットワークセグメントの衝突やNAT越えの問題回避を行うことで、専用回線ではなくインターネット102を経由してもよい。
実施例1では、無線IP電話端末と無線LANアクセスポイントによる企業内IP網と、外線電話であるPHSが属する通信事業者ネットワークにおける、無線IP電話端末とPHSの通話を行うための基本的な構成および認証処理について述べる。
従来、PHS端末での通話においては、発呼側・着呼側の端末認証が行われており、この端末認証には一意に割り振られた識別情報であるPS−IDが利用される。通信事業者側は、PS−IDと加入者番号(契約者番号)を照らし合わせ、発呼側・着呼側の通話が許可されているかどうかを判別する。判別の結果により、例えば、着呼側の契約者が通信料未納であった場合には「お客様のおかけになった電話番号は現在使われておりません」といったアナウンスが流れる。
一方、IP電話端末を通信事業者が管理するにあたって、このPS−IDに変わるものとして、TCP/IPネットワークにおけるユニークな識別番号であるMACaddressの利用が考えられる。だが、任意に使用されるIP電話端末まで管理できない通信事業者にとっては、そのMACaddressを持つ機体が契約者の使用している端末である事を判別するのは非常に困難である。また、通信事業者が全ての使用端末の管理が可能になった場合には、逆にエンドユーザが自由にIP電話端末を選択・変更といった、いわゆる”機種変更”ができなくなると言うデメリットが生じる。そのため、本実施例において通信事業者がIP中継交換機によって認証するのはエンドユーザが利用するIP電話端末そのものではなく、ネットワーク上の中継に位置する無線LANアクセスポイントまたはルータである。
図2は実施例1における通信事業者による認証と、企業内の代行者による認証の関係を示した関係図である。無線LANアクセスポイント20の配下に収容されている無線IP電話端末12そのものの認証は、通信事業者ではなく、通信事業者と契約を交わした各企業内で適宜実施する。企業内認証ではMACaddressを利用してもよいし、その他ユニークな識別番号を利用する。企業は、通信事業者と顧客契約を結び、通信事業者の認証対象である無線LANアクセスポイント20またはルータ30を企業ネットワーク内部に配置する。通信事業者との契約範疇は、通信時間による料金徴収の方法や外線通話可能な回線数(電話番号)でのみ行われ、端末の判別や機種変更ができないといった問題は発生しない。通信事業者は、IP中継交換機44に設けられた認証手段により無線LANアクセスポイント20またはルータ30を認証し、その管理を通信事業者IP網の認証サーバ40により行う。
図3は、実施例1における無線LANアクセスポイント20とIP中継交換機44間の、内部モジュール関係図である。従来技術で用いられているアクセスポイント機能モジュール306及び中継交換機能モジュール355に加えて、本発明の実施例1では図3に示されるその他のモジュールを追加する。
実施例1の無線LANアクセスポイント20では、従来のIEEE802.11a|b|gなどの各種標準規格に準じた無線LANのアクセスポイント機能モジュール306に加えて、通信事業者に対して登録を行う利用機器登録処理モジュール301、IP中継交換機との認証処理モジュール302、無線LANアクセスポイントと無線IP電話端末間での端末登録を行う端末登録処理モジュール303、認証に係わらず無線LANアクセスポイント20に接続している端末を管理する接続済端末情報取得モジュール304、一時保存モジュール305、顧客コードデータベース311、認証先IPデータベース312、利用機器登録処理モジュール301によって登録された電話番号のデータベースである利用電話番号データベース313、電話番号−利用端末マッピングリスト314を備える。IP中継交換機との認証処理モジュール302では、ユニークな識別番号であるMACaddress308を使用する。
一方のIP中継交換機44は、従来のVoIPの標準であるSIPプロトコルを実装し、IP網と回線網の中継を行う中継交換機能モジュール355に加えて、IP−PHS変換処理モジュール351、無線LANアクセスポイントとの認証処理モジュール352、一時保存モジュール353、ユニークIDデータベース361、認証済アクセスポイントリスト362を備える。
各データベースは、FlashROMなどの不揮発性記憶装置に保存し、各リストはRAMなどの一時記憶装置に保存する。
図4は本実施例のシステムネットワーク構成図である。図4はネットワークを構成する主な機器およびその接続関係を示しており、図示しない同一の機器が存在する場合もある。企業内IP網481と通信事業者IP網482が、ゲートウェイであるルータ431、432を介して接続される。通信事業者IP網482はさらに、IP網と回線交換網との相互変換を行うIP中継交換機441によりデジタル通信網483と接続する。また、IP中継交換機441は482とは異なる通信事業者IP網を収容するIP中継交換機442と接続している。企業内IP網481には、無線IP電話端末401〜406は無線LANアクセスポイント411〜412を介して接続しているとともに、SIP‐PROXYサーバ421、SIP−REGISTERサーバ422がネットワーク接続されている。
次に、実施例1において通話が開始されるまでの手順について説明する。回線網とIP網との音声通話に必要な手続きの違いを、IP中継交換機に設けられた認証手段で吸収することで通話を可能とするが、通話が開始されるまでの手順は多岐にわたるため、それぞれの機器に基づいて大きく4段階に分けて、説明を行う。
第一の手順は無線LANアクセスポイントの事前登録設定である。
第二の手順はIP中継交換機に対する無線LANアクセスポイントの認証処理である。
第三の手順は、無線LANアクセスポイントに対する無線IP電話端末の接続処理である。
第四の手順はIP中継交換機に対して無線LANアクセスポイントが無線IP電話端末を代行して行う端末認証処理である。
次に、各手順の詳細について説明する。

<第一の手順について>
第一の手順では、IP中継交換機が、ネットワーク機器である無線LANアクセスポイントに対して通信事業者側の事前登録を行う。事前登録は利用機器登録処理モジュール301によって行われ、顧客コードデータベース311、認証先IPデータベース312、利用電話番号データベース313へ取得した情報を記録保存する。
図5は、第一の手順の応答図である。図5では、同一のIP網上に、通信業者から見た2つの異なる顧客が存在し、それぞれ無線LANアクセスポイント501〜504、無線LANアクセスポイント505〜507を利用する場合について述べる。2つの顧客は、ユニークID 001を持つ顧客A,ユニークID 002を持つ顧客Bとして区分される。IP中継交換機510より登録要求を受けた無線LANアクセスポイント501は、通信事業者側が契約をかわした顧客である事を識別するための顧客コード、例えばユニークID 001を顧客コードデータベース311に、顧客Aに割り当てた電話番号を利用電話番号データベース313に、認証要求先のIPアドレスを認証先IPデータベース312に、それぞれ登録する。登録が正常に行われた後、無線LANアクセスポイント501はIP中継交換機510に対して、登録成功を返す。同様に無線LANアクセスポイント502〜504にもユニークID 001に対する電話番号、IPアドレスを登録する。
顧客Bに属する無線LANアクセスポイント505は、顧客コード、例えばユニークID 002と、顧客Bに割り当てた電話番号、認証要求先のIPアドレスを登録し、IP中継交換機410に対して、登録成功を返す。同様に無線LANアクセスポイント506〜507にもユニークID 002に対する電話番号、IPアドレスを登録する。
同一のIP網上において、3以上の複数の顧客が存在する場合にも、異なる顧客コードを追加することで個別に管理することが可能である。
またIP中継交換機の代わりに、複数のネットワーク機器の管理を実施するために設置されたNMS(NetworkManegementSystem)520を用いて上記の事前登録を行ってもよい。

<第二の手順について>
第二の手順では、第一の手順により顧客コードや認証先IPなどの情報が正しく登録された無線LANアクセスポイントが、IP中継交換機との認証処理を行う。認証が成功した機器が収容している無線IP電話端末からのみ、外線通話が可能となる。
図6は第二の手順の応答図である。第一の手順で登録成功となり、情報が正しく登録された無線LANアクセスポイント501は、認証アルゴリズムとしてChallenge−Response方式を用いて、IP中継交換機510との認証処理を行う。Challenge−Response方式とは、サーバからあらかじめ示された任意の文字列(Challenge−text)にクライアントがパスワードを含め、MD5アルゴリズムにより「Message Digest」と呼ばれるチェックサム値を取り出し、これをサーバへ送信する。サーバでも同様の検証をして、このメッセージダイジェストが等しければ、クライアントが正しいパスワードを知っている証拠だとして、認証を行う方法である。この方法ではパスワード自身がネットワークに流れることがないので、安全性は高くなる。なお無線LANアクセスポイントとIP中継交換機の間で行われる認証に関しては、相互に規約が取れていれば実施方法に特別な規制は無く、例えばアクセス認証プロトコルとしてPAP(Password Authentication Protocol)を用いてもよいし、Challenge−Response方式におけるハッシュ関数に、MD4アルゴリズムやSHA−1アルゴリズムを用いてもよい。
無線LANアクセスポイント501には個体を識別するためのユニークIDが存在し、IP中継交換機510には各無線LANアクセスポイントのユニークIDを記録するユニークIDデータベース361が実装されている。本実施例におけるユニークIDとして、IP通信機器のすべてが必須で備えているMACアドレスを用いる。無線LANアクセスポイント501のMACアドレス601がユニークIDとなる。
無線LANアクセスポイント501はIP中継交換機510に対して、認証開始要求を送信する。IP中継交換機510が受信したIPフレーム内には認証開始要求を送信してきた無線LANアクセスポイント501のMACアドレス601が含まれているため、IP中継交換機はこの情報と自身が保持しているユニークIDデータベース361内のMACアドレスリスト602を比較し、無線LANアクセスポイント501の認証開始要求に対する応答を行う。MACアドレスリスト602に登録されていないMACアドレスが用いられた場合には、Statuscodeとして“failure”を返送する。MACアドレスリスト602に登録されているMACアドレスが用いられた場合には、Statuscode:successfulと共にChallenge−textを送付する。従ってMACアドレス601を含むIPフレームに対する応答はChallenge−text603を含むsuccessfulである。Challenge−text603は、IPフレーム内に含まれる無線LANアクセスポイント501のMACアドレス601をシードとして、ハッシュ関数としてMD5(Message Digest Algorithm 5)を用いることで生成したハッシュ値を用いる。
Challenge−text603を受信した無線LANアクセスポイント501は、自身のMACアドレス601を用いてChallenge−text603に対してハッシュ値の計算を行い、そのハッシュ値605をChallenge−resultとして再びIP中継交換機へ送信する。
IP中継交換機510は、自分自身でも無線LANアクセスポイント501のMACアドレス601を用いてChallenge−textに対してハッシュ値の計算を行い、そのハッシュ値604をChallenge−Baseとして保持する。
IP中継交換機510がChallenge−result(ハッシュ値605を含む)を受信した際、無線LANアクセスポイントが送信してきたChallenge−resultとChallenge−Base(ハッシュ値604を含む)を比較する。
IP中継交換機510は、比較したハッシュ値604,605が一致すれば、無線LANアクセスポイン501に対して認証が成功した事を通知し、更に自身の認証済みAPリスト362に、無線LANアクセスポイントのユニークIDであるMACアドレス601を登録する。
第二の手順における認証で、IP中継交換機内のユニークIDデータベースに登録されていないIDを用いて認証開始要求を送信した場合には、その無線LANアクセスポイントの認証は成功しない。
認証が失敗する場合において、さらに無線LANアクセスポイントからのリトライ可能な認証要求回数に制限数を設ける事によって、必要以上の要求応答は実施しないようにすることが可能である。これによって登録されていない無線LANアクセスポイントからの無駄な通信を削減することができる。

<第三の手順について>
第三の手順では、無線LANアクセスポイントに対する無線IP電話端末の接続を行う。無線IP電話端末が経由する無線LANアクセスポイントは、IP中継交換機に対して第二の手順により認証済みとなっているものとする。
図7は、無線IP電話端末が電源投入後に行う、無線LANアクセスポイントに対する無線IP電話端末の接続応答図である。無線IP電話端末401は、IEEE802.11の規格に従って無線LANアクセスポイント411に接続を行い、次にLAN内のユーザ認証の方式であるIEEE802.1Xによりユーザ認証を行う。そののち、UDPの論理ポート番号5060において、SIP REGISTERサーバ422(もしくはSIP PROXYサーバ)に対する登録要求を出す。SIP REGISTERサーバ422は、SIPで通話相手を指定するときのアドレス形式であるSIP−URIと、少なくとも無線IP電話端末401のIPアドレスとを対応付けて登録を行う。登録完了後、SIP REGISTERサーバ422は同じUDPを用いてSIPのOKをあらわすステータスである ”200 OK”を無線IP電話端末401に対して送信する。登録時には、IPアドレスのほかに、無線IP電話端末401のアクセス位置登録処理及び無線IP電話端末401の電話番号(加入者番号)登録処理を行う。これによりIPアドレスだけでなく、位置情報や電話番号による無線IP電話端末の特定を行うことが可能となる。またユーザ認証時において、企業内のセキュリティポリシーに従い設定した、AES暗号化を行ってもよい。
接続を完了したのち、無線IP電話端末401で着信および発信が行われる際に、無線LANアクセスポイント411が端末に代わって、IP中継交換機441に対する端末認証処理及び登録処理を代行することにより、無線IP電話端末での通話が可能となる。
図8は、無線IP電話端末401が、無線LANアクセスポイント411の有効範囲からはずれ、異なる無線LANアクセスポイント412の有効範囲へと移動した場合、すなわちハンドオーバ時の接続完了状態になるまでの応答図である。無線IP電話端末は無線アクセスポイント412に対して、無線アクセスポイント411に対して行ったのと同様に、接続・登録処理を行う。この再接続・再登録処理により、ハンドオーバ後にも、無線アクセスポイントによる代行認証が可能となる。
電源投入時やハンドオーバ時以外に、定期的に無線IP電話端末の再登録処理を行うことにより、無線IP電話端末の有効範囲外への移動や電源断など、使用していない無線IP電話端末の情報を破棄し、同時に、登録済み端末について再登録を行い、最新の情報とすることができる。
また無線IP電話端末を企業内の内線通話用途にも用いる場合、無線IP電話端末の認証処理実施後に、標準プロトコルであるSIPの登録を実施する。SIP登録のために、別途無線IP電話端末側も企業内のSIP(PROXY/REGISTER)サーバの設定に合わせて登録を行う。また、企業内SIPサーバに事前に外線接続先のIP中継交換機を指定する。一方、企業内内線通話用途に用いない場合、すなわち企業内のSIPサーバがない場合には、IP中継交換機をSIPサーバとして登録する。
<第四の手順について>
第四の手順はIP中継交換機に対して無線LANアクセスポイントが無線IP電話端末を代行して行う端末認証処理である。最後の手順である第四の手順を完了することで、無線IP電話端末と回線端末間での通話を行う。
無線IP電話端末の発呼時または回線電話端末からの着呼時で、一部のシーケンスが異なるため、まず発呼時について説明する。
図9は、発呼時のシーケンス図である。無線IP電話端末401は、SIPプロトコルによるINVITE要求によって外線端末の通話先電話番号を指定し、 SIP PROXYサーバ421へ発呼を送信する。これを受信したSIP PROXYサーバ421は、指定された通話先電話番号をSIP REGISTERサーバ422に対して送信すると共に確認要求を送信する。これを受信したSIP REGISTERサーバ422は、電話番号を登録されたSIP−URIより確認を行う。この電話番号は外線電話であるから、SIP REGISTERサーバ422が管理する顧客のプライベートネットワーク上には該当する電話番号を持つ端末は存在せず、SIP REGISTERサーバはUNKNOWN/TIMEOUTをSIP PROXYサーバに対して返信する。内線で電話先不明であったことを受けてSIP PROXYサーバは、次にIP中継交換機441に対して、再度INVITE要求を発信する。
もし顧客のプライベートネットワーク上にその他の無線IP電話端末がない場合、上記の手続きを省き、無線IP電話端末から直接IP中継交換機に対して再度INVITE要求を発信することとなる。
INVITE要求を受け取ったIP中継交換機441は、直接外線端末を収容している基地局の探索を行うために、通信事業者のサービス制御局であるサービスコントロールポイント451に対して、解決要求を送信する。これを受信したサービスコントロールポイント451では、通話先の外線端末471の位置確認を実施すると共に、発呼元である無線IP電話端末401の端末認証要求を送信する。
サービスコントロールポイント451からの端末認証要求を受信したIP中継交換機441は、端末認証要求データをIPフレームに変換し、無線IP電話端末側のネットワークに向けて送信する。
無線LANアクセスポイント411は、無線IP電話端末401宛の端末認証要求データを受けると、無線IP電話端末401側に中継することなく、フレームを捕捉し、無線IP電話端末401の代わりに端末認証要求に対して返答を行う。利用機器登録は既に行なわれており、無線LANアクセスポイント411自身が無線IP電話端末401のデータを保持しているため、発呼した無線IP電話端末401のユニークIDをもって通信事業者側のネットワークに対する応答を行う。
無線LANアクセスポイント411の端末認証結果を受信したサービスコントロールポイント451では、無線IP電話端末が料金の未払いなどに起因する事業者認証不可になっていない場合には、認証を行った上でIP中継交換機441に対して解決結果を送信する。
解決結果を受けたIP中継交換機441は、従来の手続きと同様に、SIPプロトコルにより通話を開始する。すなわち通話相手先の外線端末471に対しては着呼要求を送信し、無線IP電話端末401に対してはSTP−Ringing要求を送信する。SIPにより通話が開始されると、外線端末471に対してはデータリンク層にあたるHDLC方式,無線IP電話端末401に対してはトランスポート層にあたるRTPプロトコルによって行われ、音声データを送受信する。通話を切断するにあたっては、外線端末471に対してはPS Disconnect Request、無線IP電話端末401に対してはSIP−BYEをそれぞれ送信し、通話を終了させる。
以上が発呼のシーケンスとなる。図10は着呼のシーケンスであるが、外線電話端末471からの電話に対する着呼に関する手続きは異なるものの、LANアクセスポイントによる認証代行が行われる部分においては、図9との違いはない。外線電話端末471は、まず基地局461に接続を行い、次に基地局461に対して無線IP電話端末401に対する通話の要求であるCALL Initiatedを送信する。基地局461は、通話先が基地局461に属する他の外線端末ではないことを確認し、その結果を外線端末471に送信する。外線端末471は改めてサービスコントロールポイント451に対して解決要求を行う。サービスコントロールポイント451では、通話先である無線IP電話端末401のSIP−URIより、無線IP電話端末401のIP網上の位置(IPアドレス等)確認を実施すると共に、着呼先である無線IP電話端末401の端末認証要求をIP中継交換機441に発信する。端末認証以降の手順は発呼と同様であり、端末認証結果を送受信後、従来の手続きと同様に、SIPプロトコルにより通話を開始・終了する。
実施例2では、IP中継交換機が複数あり、IP中継交換機間での応答を行うと同時に、課金に関する情報を収集する場合について述べる。本実施例のシステムネットワーク構成図は実施例1における図4と同一であり、説明を省略する。
IP中継交換機を含むネットワークの構成において、実施例1のようなIP電話端末を収容しているIP中継交換機と、PHSのような外線電話端末を収容しているIP中継交換機が同一である場合は小型のネットワーク形態に限られ、IP電話端末収容側と外線電話端末収容側にそれぞれ別個の、計2台のIP中継交換機を置き、ネットワークを拡大することが多い。IP中継交換機が複数あるような通常のネットワークではIP中継交換機間で音声データを中継する機能が必要となる。
IP中継交換機において認証処理機能は本発明での重要な役割を果たすが、認証の結果として発呼・着呼が成立し、IP電話端末と外線端末とのEnd to Endでの音声通話が開始されれば、IP中継交換機は認証結果によらず、音声データを変換・中継する機能としての役割となる。このときコスト面において、音声データの形式が異なるIP網とISDNネットワークのような通信事業者網間での音声データ変換・中継処理にかかるコストは大きい。
コストを利用者に負担させるよう、通話時間の計測による課金を実施する場合、通信事業者が運営するプライベートなIP網内での、音声データの管理・制御が必要になる。
したがってIP中継交換機が複数あるような通常のネットワークでは音声データを中継するだけではなく、その管理・制御を行う必要が生じる
図11は、無線IP電話端末の発呼時に、IP中継交換機同士でEnd to Endの音声データを扱う中継方法である。発呼および端末の認証は実施例1と同様であり省略する。無線IP電話端末401とIP中継交換機441の間で扱われるトランスポート層のプロトコルであるRTPによる音声データを、IP網上の別のIP中継交換機442に中継するにあたって、ネットワーク層のプロトコルであるIPに音声データ変換を行う。変換された音声データには通話先の外線端末471の情報が含まれており、外線端末471が収容されているIP中継交換機442では、変換された音声データを受信後、さらにデータリンク層のプロトコルであるHDLC方式に変換し、外線端末471に対して送信する。外線端末471から無線IP電話端末401への通信も同様の変換を経て行う。この場合、音声データの変換処理がさらに一段増えるため処理は複雑になり遅延が発生する可能性があるが、IP中継交換機ごとに変換処理を行うために、それぞれのIP中継交換機で処理時間が把握でき、音声データの管理・制御は行いやすくなる。記録した処理時間は、サービスコントロールポイントなどで集中して通話経過時間の計測を行うことができる。
上記の中継方法ではなく、音声データ変換を介さずに直接中継を行ってもよい。図12は、無線IP電話端末の発呼時に、通話開始と共にIP電話端末が直接外線端末を収容しているIP中継交換機まで、直接音声データを送信する中継方法である。無線IP電話端末401の管理・制御をIP中継交換機441から外線端末収容側のIP中継交換機442へ引継ぎを行い、無線IP電話端末401と外線端末471が収容されているIP中継交換機442との間で、RTPによる音声データをトランスポート層で送受信する。IP中継交換機442と外線端末471間では、HDLC方式を用いて音声データを送受信する。通話終了後、外線端末471収容側のIP中継交換機442は、引継ぎ元への通話経過時間の送信を行う。引継ぎを行う処理が加わるが、変換処理回数が図11の中継方法に比べ少なく、音声データの遅延を出来る限り抑制し、通話品質を保つことができる。
中継方法は、ネットワーク規模の大小、要求される通話品質等を判断基準として、適宜選択する。
図13では、通話時間の計測による課金を行うための内部モジュールの関係を示している。実施例1の内部モジュールと比較すると、通話時間記録処理モジュール321が加わっており、さらに顧客コードデータベース322、利用電話番号データベース323、顧客通話時間マッピングリスト324が接続されている。
通話時間記録処理モジュール321は音声通話の開始時に、顧客コードデータベース322、利用電話番号データベース323を用いて、発信元の電話番号から顧客情報を引き当て、利用電話番号をキーとする顧客通話時間マッピングリスト324へ登録する。音声通話の終了時にはタイムスタンプによる通話経過時間を加算していき、通話時間をマッピングリスト324に記録する。
図12における音声データの中継方法を採った場合には、図示しないIP中継交換機間の引継ぎを行うモジュールが、引継ぎ処理および引継ぎ元への通話経過時間の送信を行う。
それぞれの電話端末と、利用している利用者識別子との整合および中継利用期間の計測を行うことで、通話時間を計測する。
実施例3では、IP中継交換機による無線LANアクセスポイントに対する認証をさらに行い、着信拒否等の機能を追加してセキュリティを高めた場合について述べる。実施例3のシステムネットワーク構成図は実施例1における図4と同一であり、説明を省略する。
ネットワーク構成において、無線IP電話端末などの音声通話を実施するIP電話端末が無線LANアクセスポイントを経由する物のみであるとする。その場合には、IP電話端末からの発呼シーケンスの開始要求である、SIP−INVITEメッセージは、必ず無線LANアクセスポイントを中継する。そこで、無線LANアクセスポイントはSIPメッセージが通過する論理ポート(標準ではポート番号5060)を監視して、発呼毎にIP中継交換機との認証を行ったうえで中継を行う。
図14は、実施例3における、IP中継交換機441に対する無線LANアクセスポイント412自身の認証を含む接続シーケンス図である。通話が開始されるまでの手順において、第三の手順までは同一であり、無線LANアクセスポイントは通信事業者側から認証されており、IP中継交換機は認証済みの無線LANアクセスポイントを中継した発呼要求以外は受け付けないようになっている。
実施例3では、発呼・着呼の待機時には、無線LANアクセスポイント412とIP中継交換機間441のSIPメッセージが通過する論理ポートは閉じた状態となっている。このとき無線IP電話端末401からの発呼が行われると、監視中の無線LANアクセスポイント412は論理ポート番号5060においてIP電話端末401からのSIP−INVITE要求をドロップする。無線LANアクセスポイント412は、そのままSIP−INVITE要求を中継せずに、IP中継交換機441との認証を開始する。このとき論理ポートは閉じたままなので、ネットワーク上に仮想的な通信回線を確立するためのプロトコルであるPPTP(Point−to−Point Tunneling Protocol)により対となる秘密鍵(Secret Key)および認証情報を送出する。認証情報としては無線LANアクセスポイント412に登録されている顧客コード、無線IP電話端末401のIPアドレス、無線IP電話端末401のMACアドレスなどを複数組み合わせて使用する。これら認証情報を用いてIP中継交換機441で認証処理を行い、認証成功であれば無線LANアクセスポイント412に対して認証成功、返信用のセッション秘密鍵を送信する。認証を行った無線LANアクセスポイント412とその他の無線LANアクセスポイントを識別するために、認証情報はIP中継交換機441でも保持する。
認証成功を受信した無線LANアクセスポイント412は認証成功を受信後にポートを開放し、待機していた無線IP電話端末401からのSIP−INVITE要求の中継を開始する。IP中継交換機441側では、事前の認証情報と、無線LANアクセスポイント側からSIP−INVITE要求が開始されるIP電話端末のIPアドレスやMACアドレスを比較し、認証済みの無線LANアクセスポイントからの送信であれば、発呼要求を受理する。
ポート開放後のSIPプロトコルによるVoIPセッションは、実施例1と同様であり、省略する。VoIPセッション終了後、論理ポートを閉じて待機状態に戻る。
実施例3では、認証が二段階となるので、認証強度を強めることができるとともに、ある無線LANアクセスポイントに登録されたIP電話端末すべてについて、無線LANアクセスポイントの時点で着信・受信を拒否することができる。
実施例3では、着信受信の拒否に関して、さらにIP電話端末の端末認証において、マルチメディア・セッションの制御を行うSDP(Session Description Protocol)を含めたSIP/SDP方式を用いることで、SDP部分に送信者情報を埋め込むことで機能拡張を行う。
図15は、送信者情報の埋め込みに関して追加された機能モジュールを含む内部モジュール関係図である。図13に示す実施例2における内部モジュールに対して、通話拒否リストデータベース371、データ埋込/分離モジュール372,373が追加される。
無線LANアクセスポイントに設けられた通話拒否リストデータベースは、無線IP電話端末ごとに、通話を拒否する電話番号、IPアドレス、国別コード等のすくなくとも一項が記載されたテーブルを持つ。テーブルは迷惑電話リストのように企業内IP網に接続されたSIPサーバが保持して、一括で書き込むものと、各無線IP電話端末で個別に設定し、実施例1で記載された第三の手順、無線LANアクセスポイントに対する無線IP電話端末の接続時に、無線IP電話端末から送信され、通話拒否リストデータベースを更新して書き込むものとから成っている。
着呼時、無線LANアクセスポイントでの端末認証処理を行う際に、SIP/SDP方式を用いて、SDP部分に発信側の外線電話端末の電話番号要求を含めて送信する。IP中継交換機でSDP部分のデータを分離し、サービスコントロールポイントに対して外線電話端末の電話番号要求を行う。サービスコントロールポイントは外線電話端末が非通知設定等になっていなければ電話番号を送信する。これを受けた無線LANアクセスポイントは、端末認証処理時に通話拒否リストデータベース371にこの電話番号がないことを確認した上で、通常の端末認証処理を行う。もしリストにあるか、電話番号を受信できなかった場合は、認証失敗としてサービスコントロールポイントに通知を行う。
認証が成功したあとでも、無線IP電話端末に電話番号を通知し、ディスプレイを備えた無線IP電話端末に表示させることで、受信者に通話前にその電話を受話するかどうか判断する情報を与えることができる。
着呼時にSDP部分にはSIP−URIや電話番号だけでなく、国別コード、IP中継交換機のドメイン等の識別子を記載し、着信拒否やディスプレイ表示を行うこともできる。
上記各実施例の構成において、図1の無線IP電話端末12を有線IP電話端末に置き換え、同様に無線LANアクセスポイント20をルータに置き換えた形態を用いることもできる。その場合のルータは、図3の無線LANアクセスポイント20において従来機能306以外の内部モジュールを備える。また外線電話には、PHSのみでなく、CDMA/GSM方式の携帯電話端末を用いても良い。その場合においては図3におけるIP−PHS変換モジュール351は、CDMA/GSA方式とのプロトコル変換モジュールに置き換えられる。
本発明による各実施例での、電話システムの構成図。 本発明による各実施例での、認証対象の関係図。 本発明による実施例1での、無線LANアクセスポイントおよび中継交換機の内部モジュール図。 本発明による各実施例での、システムネットワーク構成図。 本発明による実施例1での、第一の手順における応答図。 本発明による実施例1での、第二の手順における応答図。 本発明による実施例1での、第三の手順における応答図。 本発明による実施例1での、第三の手順における、ハンドオーバ時の応答図。 本発明による実施例1での、第四の手順における、発呼の応答図。 本発明による実施例1での、第四の手順における、着呼の応答図。 本発明による実施例2での、IP中継交換機同士でEnd to Endの音声データを扱う中継方法における応答図。 本発明による実施例2での、IP電話端末が直接外線端末を収容しているIP中継交換機まで音声データを送信する中継方法における応答図。 本発明による実施例2での、無線LANアクセスポイントおよび中継交換機の内部モジュール図。 本発明による実施例3での、IP中継交換機に対する無線LANアクセスポイント自身の認証を含む接続のシーケンス図。 本発明による実施例3での、無線LANアクセスポイントおよび中継交換機の内部モジュール図。
符号の説明
10 PDA端末
11、22 ソフトフォン
12 無線IP電話端末
20 無線LANアクセスポイント
21 企業内IP網の認証サーバ
23 IP電話端末
30、31 ルータ
40 通信事業者IP網の認証サーバ
41、44 IP中継交換機
42、45 基地局
43,46 PHS端末
50 固定電話
101 企業内IP網
102 インターネット
103 通信事業者IP網
104 公衆回線網
306 アクセスポイント機能モジュール
301 利用機器登録処理モジュール
302 IP中継交換機との認証処理モジュール
303 端末登録処理モジュール
304 接続済端末情報取得モジュール
305 一時保存モジュール
311 顧客コードデータベース
312 認証先IPデータベース
313 利用電話番号データベース
314 電話番号−利用端末マッピングリスト
351 IP−PHS変換処理モジュール
352 無線LANアクセスポイントとの認証処理モジュール
353 一時保存モジュール、
355 中継交換機能モジュール
361 ユニークIDデータベース
362 認証済アクセスポイントリスト
321 通話時間記録処理モジュール
322 顧客コードデータベース
323 利用電話番号データベース
324 顧客通話時間マッピングリスト
371 通話拒否リストデータベース
372,373 データ埋込/分離モジュール
481 企業内IP網
482 通信事業者IP網
431、432 ルータ
441,442 IP中継交換機
483 デジタル通信網
401〜406 無線IP電話端末
411、412 無線LANアクセスポイント
421 SIP‐PROXYサーバ
422 SIP‐REGISTERサーバ

Claims (13)

  1. 回線網に接続された回線電話端末と、
    前記回線網と第一のIP網とを中継接続するIP中継交換機と、
    前記第一のIP網上に備えられた前記第一のIP網への接続に対する認証を行う認証手段と、
    第二のIP網にネットワーク機器により接続されたIP電話端末と、
    前記第一のIP網と前記第二のIP網を接続する接続手段と、
    前記ネットワーク機器に備えられた、前記IP電話端末を登録する端末登録処理手段と、
    前記ネットワーク機器に備えられた、前記認証手段との認証通信を行う認証処理手段と、
    を備え、前記ネットワーク機器が、前記端末登録処理手段により登録された前記IP電話端末を代行して前記認証手段との認証通信を行い、認証された前記IP電話端末と前記回線電話端末とで通話を行うことを特徴とする電話システム。
  2. 前記端末登録処理手段は、通話を行う前記IP電話端末を特定する位置情報の登録を行う位置情報登録手段を含むものであることを特徴とする請求項1記載の電話システム。
  3. 前記端末登録処理手段は、通話を行う前記IP電話端末を特定する加入者番号の登録を行う加入者番号情報登録を含むものであることを特徴とする、請求項1または請求項2記載の電話システム。
  4. 前記端末登録処理手段は、前記IP電話端末を登録する処理を定期的に実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の電話システム。
  5. 前記IP中継交換機に前記電話端末間の通話時間を計測する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電話システム。
  6. 前記IP中継交換機が複数であり、前記IP中継交換機間で音声データを中継する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の電話システム。
  7. 前記ネットワーク機器を前記回線網に接続するときに前記ネットワーク機器と前記IP中継交換機との接続認証を行うネットワーク機器認証処理手段を、さらに備えたことを特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電話システム。
  8. 前記認証処理手段または前記端末登録処理手段において、認証時に送受信するデータに追記可能な領域を設けることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の電話システム。
  9. 前記領域に、着信側の電話端末から参照するための発信側の電話端末の固有情報を埋め込んだことを特徴とする請求項8記載の電話システム。
  10. 前記ネットワーク機器または前記IP中継交換機に着信許可ルールを保存する記憶装置をさらに備え、前記発信側の電話端末の固有情報を、前期着信許可ルールと照らし合わせ、通話の着信許可または拒否を決定することを特徴とする請求項9記載の電話システム。
  11. 前記電話端末の固有情報が、発信側の電話番号であることを特徴とする請求項10記載の電話システム。
  12. 前記ネットワーク機器が、無線LANアクセスポイントであることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の電話システム。
  13. 前記ネットワーク機器が、ルータであることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の電話システム。
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