在遠距離接入伺服器中處理話音和傳真數據的設備的製作方法
2023-09-21 20:27:15 2
專利名稱：在遠距離接入伺服器中處理話音和傳真數據的設備的製作方法
技術領域：
本發明一般涉及通信系統，尤其是，涉及一種用於遠距離處理話音和數據的遠距離接入伺服器(RAS)設備。
圖1示出一種用於在網際網路上處理話音和數據的遠距離接入伺服器設備的網絡結構。參考圖1，遠距離接入伺服器2和20為網際網路用戶提供比常規的長途呼叫和傳真傳輸服務更便宜的服務，並提供各種附加的服務。遠距離接入伺服器2和20被連到PABX(私人自動分區交換)4和22，PSTN／ISDN(公共交換電話網／集成服務數字網)6，PSTN24，和連到網際網路18的路由器8和26。PABX4被連到一臺傳真機(FAX)10，電話12和PSTN／ISDN 6。PABX 22被連到PSTN 24。路由器8和26分別通過乙太網連到遠距離接入伺服器2和20。路由器8被連到伺服器14，個人計算機(PC)16，和路由器26也連到伺服器30和PC 28。路由器8通過網際網路18連到路由器26。遠距離接入伺服器2和20將話音和傳真數據從一個公共網絡，如PSTN／ISDN6和PSTN24傳送到另一個公共網絡。
圖2示出在圖1的遠距離接入伺服器2和20中用於處理話音和數據的一種模塊。參考圖2，該模塊包括一個連到系統主控制器32的系統主控制器接口34，MPU(主處理單元)36，四個話音／傳真編碼解碼器38，存貯器40，乙太網42，解碼器44，膠合邏輯46和連到E1幹線接口的PCM(脈碼調製)接口48。系統主控制器接口34交換話音／數據處理模塊的操作狀態和接入信息，和系統配置信息，以及下載用於系統操作的軟體應用，存貯器40由用於存貯程序的閃爍存貯器，DRAM(動態隨機存取存貯器)，和SRAM(靜態隨機存取存儲器)組成。乙太網42處理乙太網協議並使得能在10個基本周期內接入IP(網際網路協議)網。解碼器44和膠合邏輯46執行地址解碼，使MPU 36能夠控制每個外國部件，PCM接口48通過系統中的時間開關和PCM高速通路交換話音數據，將話音信號供給話音／傳真編碼解碼器38。
在圖2的模塊中，單個MPU 36執行協議處理，用於區域網(LAN)中的話音和數據處理，與PSTN的信號處理，和與系統主控制器32的IPC(處理器間通信)處理。例如，MPU 36在系統中為25MHz時具有處理能力為4．5MIP(每秒百分指令)。雖然這樣一個模塊是來實施大約16道的話音和傳真數據，然而在處理16道時有容量的問題。考慮計算使四個話音／傳真編碼解碼器38能夠處理16道的容量的因素，按照編碼解碼器的類型，每道所需時間為30ms(G．723．1)-0．75ms(G．711)，話音／傳真編碼解碼器的中斷處理時間為30ms，協議處理時間為10ms。然而，當這樣一些因素未被徹底地滿足時，可能出現處理延時，引起話音質量惡化，話音數據對延時是非常靈敏的。通常，網絡延時分成傳輸延時和處理延時。當傳輸延時和處理延時之和為150-200ms時，大多數用戶將對性能感到滿意。
當處理用於對由E1幹線接口50和PCM接口48接收到的用於對話音和傳真數據編碼的中斷服務程序時，在處理能力為大約4．5MIP時通常的話音／傳真編碼解碼器38不可能處理16道(每道64kbps)。因此，通常的模塊將用於實施最多8道的話音和傳真數據。
因此，本發明的一個目的是提供一種設備，能夠在為遠距離接入伺服器設計話音和傳真用戶模塊中服務最大數量的用戶口，同時保持模塊的適當負荷，由此有效地作業系統。
為了達到以上的目的，提供一種用於處理在遠距離接入伺服器中的話音和數據的設備，提供在網際網路上的話音和傳真數據傳輸。本設備包括第一接口，用於與公共網接口；第二接口，用於與網際網路接合；和連到第一和第二接口的遠距離接入伺服器，用於將通過第一接口接收到的話音和傳真數據通過第二接口傳送到網際網路，和將通過第二接口接收到的話音和傳真數據通過第一接口傳送到公共網。遠距離接入伺服器包括多個話音／傳真編碼解碼器，每個具有多個連到第一接口的信道，用於對通過信道由第一和第二接口提供的話音和傳真數據編碼和解碼；編碼解碼器控制器，用於控制有關的話音／傳真編碼解碼器，並依據是否處理通過信道的話音和傳真數據控制在相應的話音／傳真編碼解碼器中產生中斷；從處理器，用於為一個特定的信道提供話音和傳真數據，接收到中斷時輸出由話音／傳真編碼解碼器編碼的話音和傳真數據，對由第二接口提供的話音和傳真數據解碼並將已解碼的話音和傳真數據輸出到第一接口；和主處理器，用於和系統操作者通信並管理從處理器。
通過以下結合附圖的詳述本發明以上和其它的目的，特徵和優點將更為明顯，其中圖1是用作說明用於在網際網路上處理話音和數據的一種遠距離接入伺服器設備的網絡結構的示意圖；圖2是用作說明用於在通常的遠距離接入伺服器中處理話音和數據的一種模塊的示意圖；圖3是用作說明依據本發明的實施方案的一種用於處理在遠距離接入伺服器中的話音和數據的模塊的示意圖；和圖4是用作說明圖3的話音／傳真處理模塊的詳細方框圖。
下面將參考附圖描述本發明的一個最佳實施方案，在以下的描述中，眾所周知的功能或結構不作詳細描述，因為它們將使本發明在不必要的細節中，弄得含糊不清。
圖3示出在圖1的遠距離接入伺服器2和20中用於處理話音和數據的一種模塊。參考圖3，話音／傳真處理模塊60被連到ISDN接口62，此接口通過TDM(時分多路復用)總線連到用於ISDN的PRI(初始速率接口)E1線路。話音／傳真處理模塊60進一步連到PSTN幹線接口64，該接口通過TDM總線連到用於PSTN的兩條E1幹線。另外，話音／傳真處理模塊60連到伺服器接口66，該接口通過包總線連到乙太網／快速乙太網。然後，話音／傳真處理模塊60通過IPC信道連到系統操作者68，連到ISDN接口62的用於ISDN的PRIE1線路被連到圖1的ISDN6，ISDN接口62執行在ISDN6和話音／傳真處理模塊60之間的ISDN接合。連到PSTN接口64的PSTN E1幹線被連到圖1的PSTN6和24，PSTN幹線接口64執行PSTN6和24與話音／傳真處理模塊60之間的PSTN接合。連到伺服器接口66的乙太網／快速乙太網被連到圖1的路由器8和26，伺服器接口66執行路由器8和26與話音／傳真處理模塊60之間的乙太網／快速乙太網接合。
通過ISDN PRI E1線路或PSTN E1幹線在話音／傳真處理模塊60上接收到的64kbps話音或傳真數據由話音／傳真處理模塊60編碼和打包。被打包的話音和傳真數據通過包總線提供給伺服器接口66，伺服器接口66對打包的話音和傳真數據執行IP(網際網路協議)處理，使得打包的話音和傳真數據可在網際網路或局內網上得到服務。已處理的數據提供給圖1的路由器8和26。
圖4示出圖3的話音／傳真處理模塊60的詳細方框圖，參考圖4，話音／傳真處理模塊60包括一個主處理器74和兩個從模塊70和72，從模塊70和72每個包括從處理器80和90，話音／傳真編碼解碼器82和92每個有6個話音和傳真編碼解碼器晶片，編碼解碼器控制器84和94，FIFO(先進，先出)控制器86和96，FIFO 88和98，和包總線控制器89和99。
如圖4中所示，依據本發明的話音／傳真處理模塊60包括一個主處理器74和兩個從處理器80和90，以便解決現有模塊的問題，其中話音和傳真數據由於處理器的能力問題不可能被適當地處理。最好兩個從處理器80和90由一個處理能力大約是60MIP的處理器來實現，這大約是現有處理能力4．5MIP的10倍。
從模塊70和72每個有6個話音／傳真編碼解碼器82和92，每個從模塊被實現為具有處理30道的能力。考慮計算使6個話音／傳真編碼解碼器能夠處理30道的能力的因素，依據編碼解碼器的類型每道所需的時間為30ms(G．723．1)-0．75ms(G．711)，話音／傳真編碼解碼器的中斷處理時間是30ms，協議處理時間是10ms。依據本發明的從處理器80和90被實現成具有比通常的處理器快10倍的處理速度。因此，在通常的處理器處理8道的場合一次處理80道是可能的。通過使每條E1幹線能處理30道話音／傳真數據來防止處理延時是可能的，由此避免了話音質量的惡化。
主處理器74將話音／傳真編碼解碼器82和92初始化，和從處理器80和90交換信息以便將報告發送到系統操作者68，並由此發送命令到從處理器80和90，然而，主處理器74發送報告到系統操作者68，並在從系統操作者68發送命令的同時，通過乙太網接口76和IPC信道執行IPC訪問，也執行調試工作。
從模塊70和72的從處理器80和90有一個協議處理功能以實現VoIP(在網際網路協議上的話音)功能，並執行Q．931和H234信號協議處理以便和IP網絡互相配合，和執行包括遠距離接入服務的H．323呼叫信號協議處理。另外，從處理器80和90執行IP位址的分配，管理和刪除。然後，當從處理器80和90在相應的具有懸置數據的編碼解碼器晶片中產生中斷時，主處理器74讀相應晶片的讀或寫寄存器並處理讀出的數據。也就是說，在本發明的實施方案中，每個從處理器80和90接收到的30道數據既由順序搜索方法(或查詢方法)處理也由中斷方法處理。利用這種方法，當在6個編碼解碼器晶片82和92中一個特定的晶片中連續產生中斷時，來自特定的編碼解碼器晶片的數據被連續處理，由此解決由其它編碼解碼器晶片產生的數據不可能被處理的問題。這麼做，可以使數據傳輸延時降至最少，由此防止性能惡化。
如圖4所示，每個從模塊6片被分配給話音／傳真編碼解碼器82和92。也就是說，話音／傳真編碼解碼器82包括第一至第六話音／傳真編碼解碼器晶片，話音／傳真編碼解碼器92包括第七至第十二編碼解碼器晶片，因為話音／傳真編碼解碼器82和92中每個晶片提供5個話音／數據信道，可以處理每個從模塊上的30個(=6×5)話音／傳真數據信道。話音／傳真編碼解碼器82和92包括一個TDM接口，通過TDM總線連到ISDN接口62和PSTN幹線接口64。話音／傳真編碼解碼器82和92對通過TDM接口接收到的模擬話音和傳真數據編碼，將已編碼的數據變換成包數據形式的數字位流，並將已變換的數據提供給FIFO控制器86和96。然後，話音／傳真編碼解碼器82和92將從FIFO控制器接收到的包數據形式的數字位流變換成模擬的話音和傳真數據，並將已變換的數據提供給TDM接口。話音／傳真編碼解碼器82和92被按照ITU-T(國際遠程通信聯盟-遠程通信標準部)建議書G．723．1(6．3kbps)，G726(32kbps)和G．729(8kbps)之一設計。話音／傳真編碼解碼器82和92依據集編碼方法對話音和傳真數據執行編碼和解碼。
編碼解碼器控制器84和94發送由從模塊70和72中各自的話音／傳真編碼解碼器晶片82和92傳送到主處理器74的控制信息，並將數據存在信息發送到相應的從處理器80和90。然後，編碼解碼器控制器84和94控制在各個編碼解碼器晶片中產生的中斷信號。通過利用由話音／傳真編碼解碼器82和92的編碼解碼器控制器84和94控制的並通過相應的從處理器80和90從每個編碼解碼器晶片發送到主處理器74的控制信息，了解是否各個編碼解碼器是處在有效狀態是可能的，因此，主處理器74可分別將編碼解碼器激活或復位。
FIFO控制器86和96將從話音／傳真編碼解碼器84和94發送的話音和傳真數據以寫操作模式存入FIFO88和98，並將已存入FIFO88和98的話音和傳真數據讀出，以讀操作模式將讀出的數據提供給話音／傳真編碼解碼器84和94。FIFO88和98在FIFO控制器86和96的控制下順序地存貯和發送話音和傳真數據，包總線控制器89和99將由FIFO88和98提供的話音和傳真數據通過包總線發送到伺服器接口66，另外，包總線控制器89和99處理通過包總線接收到的話音和傳真數據並將已處理的數據傳送到FIFO88和98。存貯器和膠合邏輯77產生主處理器74控制從模塊70和72的每個部分和外圍塊時所需的各種控制信號，並作為地址解碼器提供服務。此外，存貯器和膠合邏輯77包括存貯數據的存貯器，輔助存貯器，和存貯NMS(網絡管理系統)的數據。
現在將參考圖3和4進行本發明的詳述。
如圖4所示，因為每個話音／傳真編碼解碼器晶片提供5個獨立的話音／傳真數據信道，從模塊70和72可以處理30個數據速率為64kbps的信道，也就是，一個E1(2．048Mbps)信號。圖4的話音／傳真處理模塊60由兩個從模塊70和72組成，可以處理60道話音和傳真數據。
當話音和傳真數據通過連到從模塊70和72的TDM總線在30個具有數據速率為64kbps的信道上提供給話音／傳真處理模塊60時，從處理器80和90確定當前哪個信道可用。從處理器80和90，在話音／傳真編碼解碼器82和92中各自的6個晶片上的各自的5個信道有狀態信道，可以確定當前哪個信道可用。根據決定，從處理器80和90發布將話音和傳真數據連到話音／傳真編碼解碼器82和92中一個特定的具有可用信道的晶片上的命令。從處理器80和90接收到命令後，話音／傳真編碼解碼器82的相應晶片(或若干晶片)將對通過可用信道接收到的話音和傳真數據編碼。完成話音和傳真數據編碼以後，話音／傳真編碼解碼器82的相應晶片將讀狀態寄存器設置為讀狀態，並產生表明數據編碼完成的中斷信號，在編碼解碼器控制器84和94的控制下將所產生的中斷信號提供給從處理器80和90，編碼解碼器控制器84和94將表明哪個晶片產生中斷的中斷向量值和產生中斷的編碼解碼器晶片中內部讀狀態寄存器的讀狀態值一起存貯。在接收到6個編碼解碼器晶片中產生的至少一個中斷信號以後，從處理器80和90通過查詢方法讀已處理的話音和傳真數據並將讀出的數據傳送到FIFO控制器86和96訪問產生中斷的編碼器晶片。
如上所述，在編碼解碼器控制器84和94的控制下，在從模塊70和72中的話音／傳真編碼解碼器82和92的各個晶片依據要發送到主處理器74的控制信息和數據存在信息產生中斷信號到相應的從處理器80和90。因此，依據在30個信道上接收到的數據的傳輸延時，使性能惡化降至最小是可能的。
FIFO控制器86和96順序地將從話音／傳真編碼解碼器84和94發送的話音和傳真數據存入FIFO88和98。例如，從處理器80和90具有的操作頻率為40MHz，而包總線控制器89和99具有的操作頻率為25MHz。因此，FIFO控制器80和90和FIFO88和98被用於匹配數據速率。從FIFO88和98發送的話音和傳真數據是由包總線控制器89和99控制的包並通過包總線輸出到圖3的伺服器接口66，包總線控制器89和99將連到圖3的包總線的各個模塊中產生的數據打包並將打包的數據傳送到伺服器接口66。然後，包總線控制器89和99將在伺服器接口66接收到包數據通過乙太網傳送到各自的模塊。包總線的主體是伺服器接口66，包總線的從屬者為話音／傳真處理模塊60。作為包總線主體的伺服器接口66接收由各個從屬設備，如話音／傳真處理模塊60和ISDN接口62產生的各種總線請求信號(例如，包可用信號)，並根據輪轉方式從各個從屬設備的包輸出中選出一個。從伺服器接口66接收到包可用信號以後，話音／傳真處理模塊60從存貯在FIFO88和98中的話音／傳真數據包中讀出最老的包並將讀出的包傳送到伺服器接口66。在此過程中，包的邊界利用SOP(包的開始)和EOP(包的結束)來限定。
同時，從伺服器接口66發送的話音和傳真數據通過包總線提供給話音／傳真處理模塊60中的包總線控制器89和99。從伺服器接口66發送的話音和傳真數據包可以通過與作為包總線的一個從屬者的話音／傳真處理模塊60協商來接收。當話音／傳真處理模塊60將接收到的包存入FIFO88和98，並通過FIFO控制器86和96接收此包時，FIFO控制器86和96對相應的從處理器80和90產生中斷，由此提供一種環境，使得存貯在FIFO88和98中的包可被讀出，在上電或當包總線控制器89和99被復位時，包總線控制器89和99將FIFO88和98的接收FIFO閾值初始化，FIFO控制器86和96將FIFO88和98的傳送FIFO閾值初始化。FIFO控制器86和96具有的操作頻率為25MHz，從處理器80和90具有的操作頻率為40MHz。因此，FIFO控制器86和96與FIFO88和98提供一種用於數據速率適配的接口。
當包數據被存入FIFO88和98時，FIFO控制器86和96以包為單位對從處理器80和90產生中斷，使得從處理器80和90可以處理此數據。在接收到中斷以後，從處理器80和90控制FIFO控制器86和96，使得在FIFO控制器86和96的控制下，存貯在FIFO88和98中的話音和傳真數據被提供給話音／傳真編碼解碼器82和92。話音／傳真編碼解碼器82和92的相應晶片將話音與傳真數據的數字位流解碼為模擬的話音與傳真數據，並將模擬的話音與傳真數據輸出到TDM接口。在實施方案中，兩個從模塊由話音／傳真處理模塊來實現，其中從模塊的每個從處理器處理30個信道，所以話音／傳真處理模塊可以為60道的話音和傳真的用戶提供服務。
如上所述，新型設備可為用於遠距離接入伺服器的話音和傳真用戶模塊的設計中最大數量的用戶口服務，同時維持適當的模塊負荷，由此有效地作業系統。另外，當呼叫和傳真服務是通過現有的私人數據網實現時，由於便於系統管理，可以降低費用並建立一種單線網絡。因此，可以減少電話費用和管理開銷。
雖然已參考某種最佳實施方案示出並描述了本發明，本領域的技術人員應該理解，可以在形式和細節上做各種改變而不偏離由所附的權利要求書規定的本發明的精神和範圍。
權利要求
1．一種在網際網路上提供話音和傳真數據傳輸服務的遠距離接入伺服器中處理話音和數據的設備，包括一個與公共網接合的第一接口；一個與網際網路接合的第二接口；和一個連到第一和第二接口的遠距離接入伺服器，用於將通過第一接口接收到的話音和傳真數據通過第二接口傳送到網際網路，將通過第二接口接收到的話音和傳真數據通過第一接口傳送到公共網；所述的遠距離接入伺服器包括多個話音／傳真編碼解碼器，每個具有多個連到第一接口的信道，用於對通過信道由第一和第二接口提供的話音和傳真數據編碼和解碼；一個編碼解碼器控制器，用於控制有關的話音／傳真編碼解碼器，並依據是否處理通過信道接收到的話音和傳真數據，控制在相應的話音／傳真編碼解碼器中中斷的產生；一個從處理器，用於將話音和傳真數據提供給信道中的一個特定信道，接收到中斷以後，將由話音／傳真編碼解碼器編碼的話音和傳真數據輸出，將由第二接口提供的話音和傳真數據解碼並將已解碼的話音和傳真數據輸出到第一接口；和一個主處理器，用於與系統操作者通信並管理從處理器。
2．如權利要求1中所述的設備，還包括一個存貯器，用於匹配從處理器和第一以及第二接口之間的數據速率；和一個存貯器控制器，用於控制存貯器。
3．如權利要求1中所述的設備，其中至少為一個主處理器提供兩個從處理器，每個從處理器包括多個話音／傳真編碼解碼器。
全文摘要
一種在網際網路上話音和傳真數據傳輸服務的遠距離接入伺服器中處理話音和數據的設備包括:與公共網接合的第一接口;與網際網路接合的第二接口;和連到第一和第二接口的遠距離接入伺服器。該遠距離接入伺服器包括:多個話音/傳真編碼解碼器,每個具有連到第一接口的多個信道;一個編碼解碼器控制器;和一個主處理器。
文檔編號H04M11/00GK1291834SQ0011792
公開日2001年4月18日 申請日期2000年5月30日 優先權日1999年8月28日
發明者金鐘圭 申請人:三星電子株式會社