JP2007336114A - Ip電話装置及びそのデータ補填方法並びにプログラム - Google Patents

Ip電話装置及びそのデータ補填方法並びにプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】 IP電話上でFAXなどのデータ通信を実施している場合に、音声データの欠落時に無音音声により補填をなすことにより、FAX通信におけるシーケンス上のエラー発生をなくして異常終了をなくすようにしたIP電話装置におけるデータ補填方法を得る。
【解決手段】 IP通信網であるブロードバンドインターネット1に接続されたIP電話装置200において、通話開始時に、音声種別判定制御部260で、音声情報により音声通話の種類(音声通話やFAX通信)を認識しておき、FAX通信などのデータ通信において、音声パケットがネットワーク上で消失(ロス)した場合には、パケットロスの部分を無音音声により補填する。
【選択図】 図2

Description

本発明はIP(Internet Protocol )電話装置及びそのデータ補填方法並びにプログラムに関し、特にIPパケットロス時におけるデータ補填方式に関するものである。
インターネットを介したIP電話の普及は拡がりを見せており、これに伴いインターネットを介したIP電話上でFAX(ファクシミリ)通信を行うという要望も大きくなっている。インターネット等のIPネットワークを介したFAX通信については、ITU−T勧告T.37(Procedures for the transfer of facsimile data via store-and-forward on the Internet )やT.38(Procedures for real-time Group 3 facsimile communication over IP networks )にて勧告されているが、これら勧告を実装したIP電話装置は開発工数や開発コスト等々の問題から多くは存在しない状況である。
インターネット等のIPネットワークを介してFAX通信を行うのに一番簡単な方法は、FAX通信も通常のIP電話による通話と同様に、いわゆる「みなし音声」でデータ送受信を行うことで実施することであるが、これにはいくつかの問題点が挙げられる。例えば、音声遅延の問題である。インターネット等のIPネットワークにおいては、データの通過経路や処理遅延によって、本来あるべきタイミングに音声を伝えることができなくなってしまうことがあり、この遅延がFAX等のデータ端末に悪影響を及ぼすことである。
また、例えば、インターネット等のIPネットワークを介することにより、本来あるべき音声が消失してしまう場合もある。いわゆる「みなし音声」でインターネットを介したFAX通信で問題となるのが、この音声消失である。IP電話にて通常の音声通話を行う場合を考えてみる。IP電話による音声通話中にインターネット等で音声が消失してしまうと、一般的なIP電話装置では、消失してしまった音声を通話に違和感がないように補填する。
この方法は、装置の実装に依存するが一般的なのは、ITU−T勧告G.711(Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies)に記載されたPLC(Packet Loss Concealment)(直前に再生した音声データを一定量減衰させて消失した音声データの代わりに再生する)であったり、単純に直前に再生した音声データを再度再生したりする方法である(特許文献1参照)。
特開2004−266378号公報 特開2003−218932号公報
上述した音声補填を使用することにより、IP電話装置で通常音声通話を行う場合の音声消失による通話の違和感を軽減することが可能である。ところが、「みなし音声」によるFAX通信を行った場合には、音声データ消失によるこれらのパケット補填処理はかえって悪影響を及ぼす可能性がある。もともと、FAX等のデータ通信機器は、アナログ回線等の回線交換式の通信での利用を想定しているために、同一データを再度受信することを想定していないので、一度受信した音声データを再度受信すると、シーケンスエラー等の通信異常終了を引き起こす可能性がある。
なお、特許文献2には、PCM音声受信装置において、受信時のエラー隠蔽をなすために、無音信号に相当するPCM信号で代用して補填パケットを作成する技術が開示されているが、IP電話装置を用いてFAXによるデータ通信をなす場合の技術を開示したものではない。
本発明の目的は、IP電話上でFAXなどのデータ通信を実施している場合に、音声データの欠落時に無音音声により補填をなすことにより、FAX通信におけるシーケンス上のエラー発生をなくして異常終了をなくすようにしたIP電話装置及びそのデータ補填方法並びにプログラムを提供することである。
本発明によるIP電話装置は、ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置であって、前記データの欠落を無音音声により補填する補填手段を含むことを徴とする。
本発明によるデータ補填方法は、ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置におけるデータ補填方法であって、前記データの欠落を無音音声により補填する補填ステップを含むことを徴とする。
本発明によるプログラムは、ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置におけるデータ補填方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記データの欠落を無音音声により補填する処理を含むことを徴とする。
本発明の作用を述べる。IP通信網であるブロードバンドインターネットに接続されたIP電話装置において、通話開始時に、音声情報により音声通話の種類(音声通話やFAX通信)を認識しておき、FAX通信などのデータ通信において、音声パケットがネットワーク上で消失(ロス)した場合には、パケットロスの部分を無音音声により補填するようにしている。
本発明によれば、IP電話上でFAX等のデータ通信を実施している時に音声データの欠落があった場合には、無音音声を補填するようにしたので、FAX通信におけるシーケンス上のエラーは発生せず異常終了することがないという効果がある。
また、本発明によれば、FAX等のデータ通信も通常の音声通話と同様に「みなし音声」による通信を行うので、ITU−T勧告T.37(Procedures for the transfer of facsimile data via store-and-forward on the Internet )やT.38(Procedures for real-time Group 3 facsimile communication over IP networks )を実装する必要がなく、コスト面で有利なIP電話装置の開発が可能になるという効果がある。
更に、本発明によれば、音声データ欠落時の音声補填処理は、IP電話装置単体で判断して実施するので、相手端末に依存せずに実装が可能であるという効果がある。
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例について詳述する。図1は本発明が適用される概略システム図である。図1において、インターネット1に接続されたIP電話装置100は、その配下にFAX装置10を接続しており、同様にインターネット1に接続されたIP電話装置200は、その配下にFAX装置20を接続している。
FAX装置10がFAX装置20に対してFAX送信するために発信すると、IP電話装置100とIP電話装置200とがインターネット1を介して呼接続され、その結果、FAX装置10とFAX装置20とが通信状態となる。FAX装置10とFAX装置20との双方の音声データは、IP電話装置100及びIP電話装置200によりそれぞれIPパケット化されて、インターネット1を経由して流れることになる。
IP電話装置100及びIP電話装置200は、各々が受信したIPパケットをアナログ変換し、それぞれに接続されているFAX装置10及びFAX装置20に送信することにより、FAX通信が成り立っている。加えて、IP電話装置100及びIP電話装置200は、各々が送受信する音声データを監視し、FAX通信等のデータ通信にて取り交わされる2100Hzのトーン信号を、一定時間検出することにより、FAX通信等のデータ通信が行われていることを認識しておく。
FAX装置10が送信した音声データがインターネット1上で何らかの要因により消失した場合、IP電話装置200はパケット消失を認識し、パケット消失して欠落した音声データの代わりに、無音音声データをFAX装置20に送信する。無音音声データを受信したFAX装置20はFAX通信と関わりのない無音音声データを受信するが、無関係のデータとして扱うこととなる。仮に、FAX装置20にとって、消失してしまった音声データが重大なデータであった場合には、再送手順によりFAX装置10に再送を依頼することにより、消失してしまった音声データを再受信することもできる。
図2を参照すると、図1に示したIP電話装置200の実施例の機能ブロック図が示されている。図2において、IP電話装置200は、一般的なFAX装置20をアナログ電話ケーブル21で接続するためのアナログ電話接続口201と、インターネット1にインターネット接続ケーブル11で接続するためのインターネット接続口202とを有している。
尚、インターネット接続口202は、インターネットへ接続するための手段に応じて、構成が変化するものである。例えば、接続手段がADSLであればADSL接続口であり、FTTHであればFTTH接続口であり、CATVであればCATV接続口となる。加えて、IP電話装置200は、パーソナルコンピュータ(PC)30をPCケーブル31で接続するためのPC接続口203を有している。PC接続口203は、一般的には、Ethernet(登録商標)、RS232C等のインタフェースが挙げられる。
IP電話装置200の内部構成としては、PC30やFAX装置20からの設定を受け付けたり、設定状態を確認したりするIP電話設定制御部210と、IP電話の発着信等の呼制御を司るIP電話呼制御部220と、インターネット1を介してインターネット接続口202から音声IPパケットの送受信制御を司るデジタル音声送受信制御部230と、FAX装置20とのアナログデータの送受信をアナログ電話接続口201から行うためのアナログ音声送受信制御部240と、デジタル音声送受信制御部230からデジタル化した音声データを受け取りアナログ変換してアナログ音声送受信制御部240に渡したり、アナログ音声送受信制御部240からアナログ音声データを受け取りデジタル変換してデジタル音声送受信制御部230に渡すAD/DA変換制御部250と、アナログ音声送受信制御部240の音声データを監視し通常の音声通話かFAX等のデータ通信かを判断して、補填する音声データを決定する音声種別判定制御部260とを含む。
図2の各部について更に詳細に説明する。アナログ電話接続口201は、アナログ公衆網やISDNターミナルアダプタで使用される一般的なアナログ電話機やFAX装置を接続するためのインタフェースであり、FAX装置20との接続には、一般的なアナログ電話機やFAX装置の接続に使用されるアナログ電話ケーブル21を経由してFAX装置20と接続する。
インターネット接続口202は、インターネット1と接続するための接続口であり、Ethernet(登録商標)インタフェースが一般的となる。インターネット1との接続手段がADSLであれば、ADSLモデムと接続するための接続口となり、FTTHであれば光メディアコンバータと接続するための接続口となり、CATVインターネットであればCATVモデムと接続するための接続口となる。
IP電話装置200がADSLモデム機能を内蔵すれば、インターネット接続口202は、ADSLを直接接続するために、アナログ公衆網と接続するためのアナログ電話インタフェースとなる。IP電話装置200が光メディアコンバータ機能を内蔵すれば、インターネット接続口202は、FTTHを直接接続するためにFTTH回線と接続するための光回線接続インタフェースとなる。IP電話装置200がCATVモデム機能を内蔵すれば、インターネット接続口202は、CATVを直接接続するためにCATV回線と接続するためのCATV回線接続インタフェースとなる。
インターネット接続ケーブル11は前述したとおり、インターネット接続口202の形状により変わる。Ethernet(登録商標)インタフェースであればEthernet(登録商標)ケーブルとなり、ADSLインタフェースであればアナログ電話ケーブルとなり、FTTHインタフェースであれば光回線ケーブルとなり、CATVインタフェースであればCATVケーブルとなる。
PC接続口203は、PC30とIP電話装置200とを繋ぐための接続口であり、接続することにより、PC30からIP電話装置200の設定を行ったり確認したりすることができるようになる。PC30からは、例えば、インターネットブラウザーアプリケーションやターミナル制御アプリケーション等で設定することができ、また設定状態を確認することができる。
PC接続口203は、IP電話装置200とPC30との接続手段によりその機能が異なる。Ethernet(登録商標)接続であればEthernet(登録商標)接続口となり、シリアル接続であればRS232接続口となる。同様に、PCケーブル31はPC接続口203の形状により異なる。Ethernet(登録商標)接続であればEthernet(登録商標)ケーブルとなり、RS232接続であればRS232ケーブルとなる。
IP電話設定制御部210は、FAX装置20やパソコン30からの設定要求を受け付けてIP電話やインターネット等に関する設定を行ったり、解除したり、設定確認要求を受け付けて現在の設定を通知する。また、設定内容を保持することも行う。
IP電話呼制御部220は、IP電話を行うための呼制御を司る部分であり、インターネット1から来るIP電話着信パケットの内容を解析したり、そのレスポンスを返したり、インターネット1へIP電話発信するためのパケットを生成し送信したり、といったことを一手に担う。IP電話呼制御部220が制御するIP電話を行うためのプロトコルは、例えば、IETFのRFC3261(SIP:Session Initiation Protocol )であったり、ITU−TのH.323(Packet-based multimedia communications systems)であったりと、様ざまなものが考えられる。
デジタル音声送受信制御部230は、インターネット1の他方にいる通話相手であるIP電話装置からのIPパケット化されたデジタル音声をインターネット接続口202から引き取り、不要な制御ヘッダを取り除いたデジタル音声をAD/DA変換制御部250に渡したり、AD/DA変換制御部250から受け取ったデジタル音声に制御ヘッダを付与してIPパケット化して、インターネット接続口202を経由してインターネット1の他方にいる通話相手であるIP電話装置へ送信する。
アナログ音声送受信制御部240は、FAX装置20からのアナログ音声をアナログ電話接続口201を介して受信し受信したアナログ音声をAD/DA変換制御部250に渡したり、AD/DA変換制御部250からアナログ音声を受け取り受け取ったアナログ音声を、アナログ電話接続口201を介してFAX装置20に送信したりと、一連のアナログ音声の送受信処理を担う。
AD/DA変換制御部250は、デジタル音声送受信制御部230から受け取ったデジタル音声をデジタル−アナログ変換して、このアナログ音声をアナログ音声送受信制御部240に渡したり、アナログ音声送受信制御部240から受け取ったアナログ音声をアナログ−デジタル変換して、このデジタル音声をデジタル音声送受信制御部230に渡したりする。
音声種別判定制御部260は、通話毎にアナログ音声送受信制御部240でやりとりされるアナログ音声を監視し、2100Hzを一定時間検出した場合は、FAX通信等のデータ通信であると判断し、2100Hzを検出しない場合は、通常の音声通話であると判断し、その判断情報を記憶する。なお、FAX等のデータ通信が行われているかどうかを判断する2100Hzのトーン信号の検出については、ITU−T勧告G.168(Digital network echo cancellers )にも記載されているものである。
加えて、音声種別判定制御部260は、デジタル音声送受信制御部230が受信したデジタル音声に欠落があると認識した時に、現在の通信の音声種別(FAX等のデータ通信か通常の音声通話か)の問い合わせに対して応答する。デジタル音声送受信制御部230は、この情報を元に音声の補填の方法(無音を補填するか、PLC等による音声を補填するか)を決定し実施する。
次に、図2のIP電話装置200の動作を詳細に説明する。先ず、IP電話装置200がIP電話を行ううえで必要な設定を行う。これは電話番号であったり、IP電話用のユーザID、パスワード等の設定である。ユーザは予めPC30やFAX装置20を使用して、IP電話装置200に対してこれらの設定を行う。PC30やFAX装置20から入力されたIP電話に関する設定情報は、PCケーブル31やアナログ電話ケーブル21を通り、PC接続口203、アナログ電話接続口201を経由して、IP電話設定制御部210に渡され設定される。IP電話装置200はこれによりインターネット1上の相手とIP電話を行うことが可能となる。
次に、IP電話を行うためのプロトコルであるが、IETF勧告のRFC3261(SIP:Session Initiation Protocol )、ITU−T勧告のH.323(Packet-based multimedia communications systems)等が挙げられるが、例として、図3にIP電話装置がSIPプロトコルを使用して通常に通話する場合のSIPメッセージのシーケンスの一例を示す。
IP電話呼制御部220は、図3のような一連の呼シーケンス(発信、着信、切断等)を制御し、インターネット接続口202を通して、インターネット1側にいるSIPサーバを経由し、インターネット1側にいる他方のIP電話装置100とメッセージの送受信を行う。呼接続までの動作及び呼切断の動作については、図3にて説明に代え、IP電話中の音声データ送受信動作や音声種別検出動作、受信音声欠落時の音声受信動作について詳細に説明する。なお、図3のシーケンスについては、周知であり、また本発明と特に関係ないので、その説明は省略する。
(1)IP電話装置200の音声受信動作(受信音声欠落なし):
図1のインターネット1側にいるFAX装置10から送信されるアナログ音声データは、IP電話装置100を通してデジタル音声データに変換され、インターネット1を経由してIP電話装置200に届けられる。FAX装置10から送信されたアナログ音声データは、デジタル音声データとなってIP電話装置200のインターネット接続口202に接続されたインターネット接続ケーブル1001を通って、デジタル音声送受信制御部230に届く。
インターネットやIPネットワーク上を通過して到来するデジタル音声データは、一般的にはIETFのRFC1889(RTP :Real-time Transport Protocol)で示される形式で送受信される。図4にRTPパケットのフォーマットの一例を示す。デジタル音声送受信制御部230は受信したRTPパケット(デジタル音声データ)のヘッダデータのシーケンス番号を確認し正しい順番で相手からデジタル音声を受信したことを判断すると、RTPパケットのヘッダデータを取り除いたペイロード部分(デジタル音声のみの部分)をAD/DA変換制御部250に渡す。
AD/DA変換制御部250は受け取ったデジタル音声をデジタル−アナログ変換してアナログ音声に変換した後、アナログ音声送受信制御部240に渡す。アナログ音声送受信制御部240は受け取ったアナログ音声を、アナログ電話接続口201から、アナログ電話ケーブル21を経由してFAX装置20へ送信する。
(2)IP電話装置200の音声送信動作:
FAX装置20から送信されたアナログ音声データは、アナログ電話ケーブル21を経由して、アナログ電話接続口201からアナログ音声送受信制御部240へ届けられる。アナログ音声送受信制御部240は受信したアナログ音声データをAD/DA変換制御部250へ渡す。AD/DA変換制御部250は受信したアナログ音声データをアナログ−デジタル変換して、デジタル音声に変換後デジタル音声送受信制御部230へ渡す。
デジタル音声送受信制御部230は、受け取ったデジタル音声にRTPパケットとして必要なシーケンス番号やタイムスタンプ等々のヘッダデータ(図4参照)を付与して、RTPパケットを生成し、インターネット接続口202からインターネット接続ケーブル11を通してインターネット1へ送信する。送信されたRTPパケットは図1のインターネット1側にいるFAX装置10へ届けられる。
(3)IP電話装置200の音声種別検出動作:
IP電話中にアナログ音声の送受信を行っているアナログ音声送受信制御部240を監視しているのが、音声種別判定制御部260である。音声種別判定制御部260は、IP電話開始時に、自己が保持する音声種別データ(音声通話/FAX等のデータ通信)を「音声通話」に初期化し、アナログ音声送受信制御部240のアナログ音声送信データとアナログ音声受信データを監視する。
ITU−T勧告のG.168(Digital network echo cancellers )にも記載されている通り、2100Hzの信号を監視し一定時間2100Hzの信号を検出した場合には、FAX等のデータ通信が行われていると判断して、音声種別データを「FAX等のデータ通信」に書き換える。デジタル音声送受信制御部230から音声種別の問い合わせがあった場合に、音声種別判定制御部260は、自己が保持する音声種別データを応答する。
(4)IP電話装置200の音声受信動作(受信音声欠落あり):
この場合の動作は、図5のフローチャートに従って行われる。図1のインターネット1側にいるFAX装置10から送信されるアナログ音声データは、IP電話装置100を通してデジタル音声データに変換されインターネット1を経由してIP電話装置200に届けられる。FAX装置10から送信されたアナログ音声データは、デジタル音声データとなってIP電話装置200のインターネット接続口202に接続されたインターネット接続ケーブル11を通って、デジタル音声送受信制御部230に届く。
インターネットやIPネットワーク上を通過して到来するデジタル音声データは、一般的には図4で示されるRTPパケット形式で送受信される。デジタル音声送受信制御部230は受信したRTPパケット(デジタル音声データ)のヘッダデータのシーケンス番号が、次に受信すべきシーケンス番号でなかったり、RTPパケットを受信しなかったりした場合には、相手からの音声データが欠落したと判断する(ステップS1のYES)。デジタル音声送受信制御部230は音声種別判定制御部260に対して現在の通話の音声種別を問い合わせる(ステップS2)。音声種別により以下の2通りの動作を行う。
(a)音声種別判定制御部260の応答が「音声通話」である場合(ステップS3の音声):
デジタル音声送受信制御部230は通常の音声通話であることを認識して、ITU−T勧告のG.711(Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies)に記載されたPLC(Packet Loss Concealment)(直前に再生した音声データを一定量減衰させて消失した音声データの代わりにする)により、補填するデジタル音声データを生成したり、直前に使用したデジタル音声データを再度使用したりして、AD/DA変換制御部250へデジタル音声データを渡す(ステップS4)。
AD/DA変換制御部250は受け取ったデジタル音声をデジタル−アナログ変換してアナログ音声にした後、アナログ音声送受信制御部240に渡す。アナログ音声送受信制御部240は受け取ったアナログ音声をアナログ電話接続口201からアナログ電話ケーブル21を経由してFAX装置20へ送信する。
(b)音声種別判定制御部260の応答が「FAX等のデータ通信」である場合(ステップS3のデータ):
デジタル音声送受信制御部230はFAX等のデータ通信であることを認識すると、無音のデジタル音声データを生成して、AD/DA変換制御部250へ無音のデジタル音声データを渡す(ステップS5)。AD/DA変換制御部250は受け取った無音のデジタル音声をデジタル−アナログ変換して無音のアナログ音声にした後、アナログ音声送受信制御部240に渡す。アナログ音声送受信制御部240は受け取った無音のアナログ音声をアナログ電話接続口201からアナログ電話ケーブル21を経由してFAX装置20へ送信する。
なお、図5のステップS6は、上述した(1)〜(3)の通常動作をなすことは明白である。また、図5の動作は、予めプログラムとしてROMなどの記録媒体に動作手順を格納しておき、これをコンピュータにより読み取らせて実行させるように構成できることは明白である。
本発明の他の実施例として、通信を行う装置がアナログのデータモデムの場合が挙げられる。その基本的構成はFAX通信時の構成と全く同じであり、図1のFAX装置10及び20を、共にアナログデータモデム装置に置き換え、同様に図2のFAX装置20をアナログデータモデム装置に置き換えることにより実現が可能である。上記の通りの置き換えを行うのみで動作は全く同じであるために、その説明は省略する。なお、ITU−T勧告のG.168(Digital network echo cancellers )にも記載されている2100Hzのトーンの検出は、アナログのデータモデム装置でも利用が可能である。
本発明の実施例が適用されるシステム構成図である。 本発明の実施例のIP電話装置の機能ブロック図である。 IP電話装置相互間の通信手順を示す周知のシーケンス図である。 IP電話装置相互間の通信におけるパケットフォーマットの例を示す図である。 本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1 インターネット
10,20 FAX装置
100,200 IP電話装置
201 アナログ電話口
202 インターネット接続口
203 PC接続口
210 IP電話設定制御部
220 IP電話呼制御部
230 デジタル音声送受信制御部
240 アナログ音声送受信制御部
250 AD/DA変換制御部
260 音声種別判定制御部

Claims (8)

  1. ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置であって、前記データの欠落を無音音声により補填する補填手段を含むことを徴とするIP電話装置。
  2. 音声通信かデータ通信かを検出する検出手段を更に含み、前記補填手段は、前記検出手段によりリデータ通信であることが検出された場合に、前記データの欠落を無音音声により補填することを特徴とする請求項1記載のIP電話装置。
  3. 前記ファクシミリ装置に代えて、アナログデータモデム装置を用いたことを特徴とする請求項1または2記載のIP電話装置。
  4. ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置におけるデータ補填方法であって、前記データの欠落を無音音声により補填する補填ステップを含むことを徴とするデータ補填方法。
  5. 音声通信かデータ通信かを検出する検出ステップを更に含み、前記補填ステップは、前記検出ステップによりデータ通信であることが検出された場合に、前記データの欠落を無音音声により補填することを特徴とする請求項4記載のデータ補填方法。
  6. 前記ファクシミリ装置に代えて、アナログデータモデム装置を用いたことを特徴とする請求項4または5記載のデータ補填方法。
  7. ファクシミリ装置とIP通信網との間におけるデータの授受をなすIP電話装置におけるデータ補填方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記データの欠落を無音音声により補填する処理を含むことを徴とするプログラム。
  8. 前記ファクシミリ装置に代えて、アナログデータモデム装置を用いたことを特徴とする請求項7記載のプログラム。
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