TWI408923B - Voice gateway architecture and its communication method - Google Patents
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Description
本發明係關於一種語音閘道架構及其通訊方法,特別係指一種應用會話發起協定(Session Initiation Protocol,SIP)的IP網路語音傳遞技術(Voice over Internet Protocol,VoIP)的語音閘道架構及其通訊方法。
隨著光纖網路的應用越來越廣,光纖建置的成本也越來越低廉的同時,利用光纖高速度傳輸的應用產品也相對的越來越多,其中,網路電話便是一種利用網際網路並透過IP網路語音傳遞技術(Voice over Internet Protocol,VoIP)來提供語音通話的產品,其具有低通話成本、低建置成本以及方便維護之特色,因此,越來越多企業將其應用於自家公司內部的電話來使用,特別在於跨國分公司之間的業務通話之用,以大幅的降低國際電話的費用。
一般來說,網路電話係將語音編碼成為一支援即時傳輸協定(Real-time Transport Protocol,RTP)的用戶數據協定(User Datagram Protocol,UDP)封包,再直接利用網際網路透過IP網路語音傳遞技術傳送至對方的電話裝置,待對方之電話裝置解碼後即可進行通話,換言之,通話雙方僅需同時擁有支援IP網路語音傳遞技術的網路電話裝置,例如:電腦、掌上型電腦或手機,便可藉由網路來進行通話。
其中,IP網路語音傳遞技術以會話發起協定(SIP)來
建立通話的方式最為各家廠商所採用,該協定係透過一SIP伺服器以一種由TCP/IP來開始、管理、中止網路語音的對話,並利用HTTP/1.1的訊息編碼方式進行傳輸,使得發/受話端向該SIP伺服器註冊來取得SIP服務後,便不需要經由繁瑣的解碼過程即可讀取通話傳遞的封包。
然而,隨著網路犯罪案件越來越多的情況之下,網路安全越來越受到人們的重視,於是便有相關網路電話的廠商透過金鑰交換(key exchange)的方式來達到加解密通話的目的,然而,不同廠商的網路電話加解密的方式或是金鑰不盡然相同,故若有一方的網路電話裝置不支援對方的加密技術時,便無法與對方建立安全的通話,甚至導致無法撥通而通話失敗的情況,進而限制了使用網路電話的使用方便性,此為長久以來網路電話所存在之不相容性缺點。
另外,加密後的通話紀錄具有追蹤不易和無法監聽的問題而造成治安防治上的死角,使得較為敏感的單位(例如:情治單位)或資訊開放程度較為保守的國家(例如:中國大陸政府)對於網路電話的功能採取封鎖或限制加密網路電話的使用態度。
因此,如何讓網路電話能以加密的形式進行安全通話,又能讓網路電話的通話紀錄可以被記錄和儲存來避免網路電話被不法份子濫用,一直是長久以來相關廠商無不極力研發之目標。
本發明人有鑑於此,乃積極進行研究與改良,以期可解決上述習知網路電話於使用上所存在的問題,經過不斷的試驗及努力,終於開發出本發明。
本發明之第一目的在於提供一種語音閘道架構,係應用一閘道器來統一管理區域中語音的傳輸,使得各種網路電話裝置得以透過該閘道器進行語音通話的傳輸,避免任何加解密的方式或是金鑰不匹配的問題而導致通話失敗的情形。
本發明之第二目的在於提供一種語音閘道架構,係藉由處理應用會話發起協定(Session Initiation Protocol,SIP)的訊號與語音封包來建立完善的通話品質,以解決傳統網路電話因裝置中的軟體或硬體不支援加密通話而導致通話失敗的問題。
本發明之第三目的在於提供一種具有可記錄通話內容的閘道器之語音閘道架構,係透過一資料庫將其通話記錄的資料進行儲存,使得網路電話於使用上可進行加密處理來確保通話的安全,又可防範非法的使用(例如:商業機密外洩)或作為犯後舉證的紀錄。
為達上述之目的,本發明之語音閘道架構,係包括有:一網路分享器(Hub),係連接於網際網路;複數個具有VoIP功能的網路電話裝置,可透過有線或無線的方式藉由該網路分享器連接於網際網路上;一閘道器,係一種連接於該網路分享器之網路交換機(A
private branch exchange,PBX),用來提供網路語音通話的服務,並利用程式呼叫的方式來整合金鑰,且具有錄音的功能,以儲存通話紀錄;一資料庫,用以儲存該閘道器所紀錄之通話紀錄。
因此,藉由上述之架構,當一網路電話裝置欲與對應之網路電話裝置進行通話時,原本須透過該網路分享器向於網際網路中的SIP伺服器進行註冊以取得會話發起協定(SIP)服務,則改透過該網路分享器向該閘道器註冊,該閘道器再透過該網路分享器與該SIP伺服器註冊來取得SIP服務後,再交由該閘道器透過該網路分享器統一與該SIP伺服器或對應之網路電話裝置進行語音的傳輸和建立通話。
本發明之第四目的係提供一種語音閘道通訊方法,係應用上述語音閘道架構來建立通話和傳輸語音封包的方法,以解決不同類型的網路電話裝置因為軟硬體不相容而造成通話失敗的問題。
因此,為達上述之目的,本發明之語音閘道通訊方法,係包括有:建立通話步驟:當該閘道器收到一發話端與欲對應之受話端建立通話的SIP邀請訊號時,該閘道器會根據該發話端欲建立通話的類型以及受話端的網路電話裝置的類型來建立通話,其中,該通話類型可分為加密或不加密的通話;封包處理步驟:當該閘道器收到該發話端所發送之語音封包時,會根據該通話類型和該語音封包的格式,將對應之語音封包傳送至該受話端,以確保該受話端可對語音封
包進行解密的動作。
因此,藉由上述之方法,可利用該閘道器來確認通話的類型和封包的格式以進行網路語音的傳輸作業,故能確保通話的建立,大幅降低網路電話裝置通話失敗的機率。
為使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的,茲配合圖式將本發明之較佳實施例詳細說明如下。
請參考第一圖所示,本發明之語音閘道架構係設置於一SIP-base的網路通訊協定的網路通訊環境之下,其包括有:一網路分享器(Hub)(2),係連接於一網際網路(8);複數個具有VoIP功能的網路電話裝置(3),可透過有線或無線的方式藉由該網路分享器(2)連接於該網際網路(8);一閘道器(1),係一種連接於該網路分享器(2)之網路交換機(A private branch exchange,PBX),用來提供網路語音通話的服務,並利用程式呼叫的方式來整合金鑰,並具有監聽通話的功能,來儲存有通話紀錄;一資料庫(10),用以儲存該閘道器(1)所儲存之通話紀錄。
因此,藉由上述之架構,當一網路電話裝置(3)欲與對應之網路電話裝置(3)進行通話時,原本須透過該網路分享器(2)向於網際網路中(8)的SIP伺服器(4)進行註冊以取得會話發起協定(SIP)服務,則改透過該網路分享器(2)向該閘道器(1)註冊,該閘道器(1)再透過該網路分享器(2)向該SIP伺服器(4)註冊來
取得SIP服務,再交由該閘道器(1)透過該網路分享器(2)統一與該SIP伺服器(4)或對應之網路電話裝置(31)進行語音的傳輸和建立通話。
上述之通話紀錄,係包括有:一通聯紀錄(Call Detail Record),其至少包括有發話端位址、受話端位址、通話存取通道(channel)、通話開始時間、通話結束時間和通話持續時間;一通話錄音,係將通話過程中雙方通話語音錄製成聲音檔案,其中該聲音檔案係以發話端位置與該通話錄音檔案建立的時間設定為檔案名稱。
上述之閘道器(1),更包括有:一語音處理單元,可將較大的聲音檔案壓縮成較小的聲音檔案,以使得該資料庫(10)得以儲存有更多的通話紀錄。
上述之語音處理單元可以係一種音頻壓縮軟體(例如:LAME Ain't an MP3 Encoder(LAME)軟體),可將檔案較大的錄音檔案壓縮成檔案較小的聲音格式,例如從wav格式的檔案壓縮成mp3格式的檔案,使得該資料庫(10)可以儲存有更多通話的錄音檔案。
為幫助審查委員了解本發明之語音閘道架構,現以本發明之語音閘道架構應用於一商業大樓中的網路為例進行說明。
其中,該商業大樓中包含複數個具有VoIP功能的網路電話裝置(例如:手機、筆電、PDA等),而該等網路電話裝置則透過大樓內部設置的網路分享器連接至網際網路
後,方可撥打網路電話。
請參考第二圖所示,當一網路電話裝置(9)係從外部的網際網路(不屬於該商業大樓中)欲撥打網路電話給該商業大樓內部的網路電話裝置(3)時,該網路電話裝置(9)則會發送一SIP邀請訊號並透過一SIP伺服器(4)來取得會話發起協定(SIP)服務,待取得服務之後,該SIP伺服器(4)便將該SIP邀請訊號發送至對應之網路電話裝置(3),以建立兩者網路電話裝置(9)(3)之間的通話,該網路電話裝置(3)於接收該SIP邀請訊號前,該閘道器(1)會先接收該SIP邀請訊息並進行SIP邀請訊號的處理,故所有經過SIP伺服器(4)發送/接收的訊號皆會先傳送至該閘道器(1),統一由該閘道器(1)與該SIP伺服器(4)或對應之網路電話裝置(3)進行通話的建立與語音的傳輸。
因此,該商業大樓內的網路電話裝置(3)皆透過該該閘道器(1)與網際網路中的SIP伺服器(4)來進行網路電話之通話與傳輸,另外,更可透過該閘道器(1)之資料庫將通話記錄的資料進行儲存,使得網路電話於使用上可防範非法的使用(例如:商業機密外洩)或作為犯後舉證的紀錄。
本發明之語音閘道通訊方法係應用上述語音閘道架構來進行,係包括有:建立通話步驟:當該閘道器收到一發話端與欲對應之受話端建立通話的SIP邀請訊號時,會根據該發話端欲建立通話的類型以及受話端的網路電話裝置的類型來決定對應
之通話類型,其中,該通話類型為加密或不加密通話;封包處理步驟:當該閘道器收到該發話端所發送之語音封包時,會根據該通話類型和該語音封包的格式,將對應之語音封包傳送至該受話端,以確保該受話端可對語音封包進行解密的動作。
因此,上述通訊方法藉由該閘道器來確認通話的類型和封包的格式以進行網路語音的傳輸作業,故能確保通話的建立,大幅降低通話失敗的機率。
請參考第三圖所示,上述之建立通話步驟,係包括有以下步驟:步驟A-1(101):當該閘道器接收到該SIP邀請訊號時,該閘道器開始建立該發話端與受話端的通話;步驟A-2(102):判斷該受話端和該閘道器是否屬於相同的區域網路,若是,則進入步驟A-3(103),若否,則進入步驟A-4(104);步驟A-3(103):判斷該發話端欲建立通話的類型為加密或沒加密的通話,若是,則進入步驟A-5(105),反之,則進入步驟A-6(106);步驟A-4(104):判斷該發話端欲建立通話的類型是否為加密的通話,若是,則進入步驟A-7(107),若否;則進入步驟A-8(108);步驟A.5(105):該閘道器對已加密的SIP邀請訊號進行解密並記錄該訊號的加密金鑰後,進入步驟A-9(109);步驟A-6(106):該閘道器與該受話端建立RTP的
通話;步驟A-7(107):該閘道器對已加密的SIP邀請訊號進行解密並記錄該訊號的加密金鑰後,進入步驟A-8(108);步驟A-8(108):該閘道器將該SIP邀請訊號轉傳(forward)至該受話端;步驟A-9(109):該閘道器判斷該受話端是否支援SRTP(安全即時傳輸協定(Secure Real-time Transport Protocol,SRTP)來進行傳輸)安全通話的建立,若是,則進入步驟A-10(110),若否,則進入步驟A-11(111);步驟A-10(110):該閘道器與該受話端建立SRTP的安全通話;步驟A-11(111):該閘道器與該受話端建立RTP(以即時傳輸協定(Real-time Transport Protocol,RTP)來進行傳輸)的通話。
請配合參考第五圖所示,為幫助審查委員了解本發明之語音閘道通訊方法,現以一支援SRTP通話的發話端(51)和一僅支援RTP通話的受話端(54)欲建立SRTP通話為例進行說明。
首先,該發話端(51)係一與該閘道器(1)屬不同區域網路的網路電話裝置,其透過網際網路欲撥打一SRTP的網路電話至一與該閘道器(1)同屬相同區域網路的受話端(54),其中,該發話端(51)與受話端(54)建立通話係依序包括有以下程序:
程序一(500):該發話端(51)發送一SIP邀請訊號至一SIP伺服器(4)並向該伺服器(4)註冊以取得一SIP服務;程序二(501):該SIP伺服器(4)將該SIP邀請訊號傳送給受話端(54)前,該閘道器(1)會先接收到該SIP邀請訊號並判斷該受話端(54)是否支援SRTP通話;程序三(502):由於該受話端(54)無法支援SRTP通話,因此,該閘道器(1)則會解開該發話端(51)以SRTP通話下所發送之SIP邀請訊號,改與該受話端(54)建立RTP通話,即該受話端(54)會收到一由該閘道器(1)發送之RTP通話格式的SIP邀請訊號;程序四(503):該受話端(54)再以一RTP格式的確認訊號回覆給該閘道器(1);程序五(504):該閘道器(1)再將自該受話端(54)所發之確認訊號改以SRTP通話格式的確認訊號傳送至該SIP伺服器(4);程序六(505):該SIP伺服器(4)則轉傳該以SRTP通話格式的確認訊號至該發話端(51),此時,該發話端(51)與受話端(54)便完成通話的建立。
因此,本實施例藉由該閘道器(1)和發話端(51)與受話端(54)分別建立SRTP通話(506)與RTP通話(507)的方式,成功解決了過去發送端(51)欲建立具有SRTP通話而受話端(54)僅支援RTP通話時所造成通話失敗的問題。
請參考第四圖所示,上述之封包處理步驟,係包括有以下步驟:步驟B-1(201):當該閘道器收到該發話端的語音封包時,開始進行語音封包傳輸的作業;步驟B-2(202):判斷該受話端和該閘道器是否屬於相同的區域網路,若是,則進入步驟B-3(203),反之,則進入步驟B-4(204);步驟B-3(203):判斷該語音封包是否為SRTP通話格式的封包,若是,則進入步驟B-5(205),若否,則進入步驟B-6(206);步驟B-4(204):判斷該語音封包是否為SRTP通話格式的封包,若是,則進入步驟B-7(207),若否,則進入步驟B-8(208);步驟B-5(205):該閘道器解開該SRTP通話格式的語音封包,再將其編碼成一RTP通話格式的語音封包後,進入步驟B-9(209);步驟B-6(206):將該語音封包發送至該受話端;步驟B-7(207):該閘道器解開該SRTP通話格式的語音封包後,再將該語音封包編碼成一受話端支援的SRTP通話格式的語音封包,進入步驟B-13(213);步驟B-8(208):由於該語音封包係非SRTP通話格式之封包,則該閘道器會根據該建立通話步驟所決定之通話類型,判斷此通話是否需要進行加密,若是,則進入步驟B-12(212),若否,則進入步驟B-13(213);步驟B-9(209):判斷該受話端是否具有接收SRTP
通話格式語音封包的能力,若有,則進入步驟B-10(210),若無,則進入步驟B-11(211);步驟B-10(210):該閘道器將該語音封包編碼成一SRTP通話格式的語音封包傳送至該受話端,即完成語音封包的傳送;步驟B-11(211):該閘道器則將該RTP通話格式的語音封包直接傳送至該受話端,即完成語音封包的傳送;步驟B-12(212):該閘道器將該語音封包編碼成一受話端支援的SRTP通話格式的語音封包,進入步驟B-13(213);步驟B-13(213):將該語音封包傳送至受話端以完成語音封包的傳送。
藉由上述之方法,一閘道器於收到一發話端所發送之語音封包時,會根據其通話類型和語音封包的格式,將對應之語音封包傳送至一受話端,因此,利用該閘道器來確認通話的類型和封包的格式進行網路語音的傳輸作業時,可確保通話的建立,並大幅降低網路電話裝置通話失敗的機率。
然而,雖然本發明以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,該語音閘道架構亦可應用於各式各樣的網路環境之中,然任何熟習該項技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為基準。
(1)‧‧‧閘道器
(2)‧‧‧網路分享器
(3)‧‧‧網路電話裝置
(9)‧‧‧網路電話裝置
(4)‧‧‧SIP伺服器
(101)‧‧‧步驟A-1
(102)‧‧‧步驟A-2
(103)‧‧‧步驟A-3
(104)‧‧‧步驟A-4
(105)‧‧‧步驟A-5
(106)‧‧‧步驟A-6
(107)‧‧‧步驟A-7
(108)‧‧‧步驟A-8
(109)‧‧‧步驟A-9
(110)‧‧‧步驟A-10
(111)‧‧‧步驟A-11
(201)‧‧‧步驟B-1
(202)‧‧‧步驟B-2
(203)‧‧‧步驟B-3
(204)‧‧‧步驟B-4
(205)‧‧‧步驟B-5
(206)‧‧‧步驟B-6
(207)‧‧‧步驟B-7
(208)‧‧‧步驟B-8
(209)‧‧‧步驟B-9
(210)‧‧‧步驟B-10
(211)‧‧‧步驟B-11
(212)‧‧‧步驟B-12
(213)‧‧‧步驟B-13
(51)‧‧‧發話端
(54)‧‧‧受話端
(500)‧‧‧程序一
(501)‧‧‧程序二
(502)‧‧‧程序三
(503)‧‧‧程序四
(504)‧‧‧程序五
(505)‧‧‧程序六
(506)‧‧‧SRTP通話
(507)‧‧‧RTP通話
第一圖為本發明之語音閘道架構示意圖。
第二圖為本發明之網路電話傳輸示意圖。
第三圖為本發明之建立通話步驟流程圖。
第四圖為本發明之封包處理步驟流程圖。
第五圖為本發明以一支援SRTP通話的發話端和一僅支援RTP的受話端欲建立SRTP通話的示意圖。
(1)‧‧‧閘道器
(10)‧‧‧資料庫
(2)‧‧‧網路分享器
(3)‧‧‧網路電話裝置
(4)‧‧‧SIP伺服器
(8)‧‧‧網際網路
Claims (4)
- 一種語音閘道通訊方法,係應用於SIP-base的網路通訊協定的環境,該方法包括:一發話端經由一網路分享器向一閘道器進行語音通話之註冊;該閘道器接收該註冊,再透過該網路分享器向一SIP伺服器註冊取得SIP服務;該閘道器取得SIP服務後,經由該網路分享器、該SIP伺服器之順序與一受話端進行通話的建立與語音的傳輸;該受話端回傳之語音亦經由該SIP伺服器、該網路分享器之順序至該閘道器後,該閘道器記錄通聯紀錄;以及該閘道器完成紀錄,再經由網路分享器傳送至該發話端建立通話與傳送語音封包;其中,建立通話步驟為當該閘道器收到一發話端針對一受話端欲建立通話時所發送的SIP邀請訊號,會根據該發話端欲建立通話的類型以及該受話端的網路電話裝置的類型決定相互對應之通話類型是屬於加密或非加密;其中,語音封包處理步驟為當該閘道器收到該發話端所發送之語音封包時,會根據該通話類型和該語音封包的格式,將對應之語音封包傳送至該受話端;其中,經過該SIP伺服器發送/接收的訊號皆會先傳送至該閘道器,形成該閘道器與該SIP伺服器進行通話的建立與語音的傳輸。
- 如申請專利範圍第1項所述之語音閘道通訊方法,其中,建立通話步驟更包括: 該閘道器從外部的網際網路的該發話端接收到該SIP邀請訊號,開始建立該發話端與內部網路的該受話端的通話,其中,該受話端和該閘道器屬於相同的區域網路;判斷該發話端欲建立通話的類型為加密的通話;該閘道器對已加密的SIP邀請訊號進行解密並記錄該訊號的加密金鑰;該閘道器與該受話端建立非加密的通話;以及該閘道器將該SIP邀請訊號轉傳至該受話端,使該發話端與該閘道器加密的通話轉換成該閘道器與該受話端非加密的通話。
- 如申請專利範圍第1項所述之語音閘道通訊方法,其中,該建立通話步驟更包括:步驟A-1:當該閘道器接收到該SIP邀請訊號,則該閘道器開始建立該發話端與受話端的通話;步驟A-2:判斷該受話端和該閘道器是否屬於相同的區域網路,若是,則進入步驟A-3,若否,則進入步驟A-4;步驟A-3:判斷該發話端欲建立通話的類型為加密或非加密的通話,若是,則進入步驟A-5,反之,則進入步驟A-6;步驟A-4:判斷該發話端欲建立通話的類型是否為加密的通話,若是,則進入步驟A-7,若否;則進入步驟A-8;步驟A-5:該閘道器對已加密的SIP邀請訊號進行解密並記錄該訊號的加密金鑰後,進入步驟A-9;步驟A-6:該閘道器與該受話端建立非加密的通話; 步驟A-7:該閘道器對已加密的SIP邀請訊號進行解密並記錄該訊號的加密金鑰後,進入步驟A-8;步驟A-8:該閘道器將該SIP邀請訊號轉傳至該受話端;步驟A-9:該閘道器判斷該受話端是否支援加密通話的建立,若是,則進入步驟A-10,若否,則進入步驟A-11;步驟A-10:該閘道器與該受話端建立加密的通話;以及步驟A-11:該閘道器與該受話端建立非加密的通話。
- 如申請專利範圍第1項所述之語音閘道通訊方法,其中,該封包處理步驟更包括:步驟B-1:當該閘道器收到該發話端的語音封包時,開始進行語音封包傳輸的作業;步驟B-2:判斷該受話端和該閘道器是否屬於相同的區域網路,若是,則進入步驟B-3,反之,則進入步驟B-4;步驟B-3:判斷該語音封包是否為加密通話格式的封包,若是,則進入步驟B-5,若否,則進入步驟B-6;步驟B-4:判斷該語音封包是否為加密通話格式的封包,若是,則進入步驟B-7,若否,則進入步驟B-8;步驟B-5:該閘道器解開該加密通話格式的語音封包,再將其編碼成一非加密通話格式的語音封包後,進入步驟B-9;步驟B-6:將該語音封包發送至該受話端;步驟B-7:該閘道器解開該加密通話格式的語音封包後,再將該語音封包編碼成一受話端支援的加密通話格式的語音封包,進入步驟B-13; 步驟B-8:該閘道器判斷此通話是否需要進行加密的通話,若是,則進入步驟B-12,若否,則進入步驟B-13;步驟B-9:判斷該受話端是否具有接收加密通話格式之語音封包的能力,若有,則進入步驟B-10,若無,則進入步驟B-11;步驟B-10:該閘道器將該語音封包編碼成一加密通話格式的語音封包傳送至該受話端,即完成語音封包的傳送;步驟B-11:該閘道器則將該非加密通話格式的語音封包直接傳送至該受話端,即完成語音封包的傳送;步驟B-12:該閘道器將該語音封包編碼成一受話端支援的加密通話格式的語音封包,進入步驟B-13;以及步驟B-13:將該語音封包傳送至受話端以完成語音封包的傳送。
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TW98108429A TWI408923B (zh) | 2009-03-16 | 2009-03-16 | Voice gateway architecture and its communication method |
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TW201036378A TW201036378A (en) | 2010-10-01 |
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2009
- 2009-03-16 TW TW98108429A patent/TWI408923B/zh active
Patent Citations (2)
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TW201036378A (en) | 2010-10-01 |
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