連接pstn與ip網絡的語音網關的製作方法
2023-10-05 10:33:19
專利名稱：連接pstn與ip網絡的語音網關的製作方法
技術領域：
本發明涉及語音通信領域，特別涉及一種連接PSTN與IP網絡的語音網關。
背景技術：
傳統的外部交換局FXO(Foreign Exchange Office)與外部交換站FXS(Foreign Exchange Station)之間的連接如圖1所示(圖中SuperB_1接的是FXS，SuperB_2接的是FXO)。這種連接雖然能實現PSTN(PublicSwitched Telephone Network-公共電話交換網絡)到Internet(網際網路)的接入，但是，這種連接對於一個FXO接口，由於物理的連接的限制，只能用於一路電話。
發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種連接PSTN與IP網絡的語音網關，以實現多路電話從PSTN到IP網絡的接入。
為實現上述目的，本發明提供一種連接PSTN與IP網絡的語音網關，包括E1接口卡，用於接入PSTN；語音處理模塊，由時分復用總線接入E1接口卡，用於語音處理、對語音包封裝/解析以及檢測/產生雙音多頻；信令處理和控制模塊，由系統總線接入E1接口卡，用於信令處理以及控制E1接口卡、語音處理模塊；乙太網幀的交換轉發模塊，分別經乙太網接口與信令處理和控制模塊、語音處理模塊連接，並用於接入IP網絡與該IP網絡進行乙太網幀交換。
所述E1接口卡設有N(N為正整數)個E1接口，每個E1接口有32個時隙。
所述E1接口利用R2信令時，第0時隙用於同步信號的傳輸，第16時隙用於abed信令的傳輸，其餘30個時隙用於數據的傳輸。
所述E1接口利用Pri信令時，第0時隙用於同步信號的傳輸，第16時隙用於pri信令的傳輸，其餘30個時隙用於數據的傳輸。
所述信令處理和控制模塊通過CSM ENCAPS協議控制語音處理模塊。
所述的語音網關將PSTN接入IP網絡時，E1接口卡檢測PSTN的呼叫請求並通過系統總線將請求信息發送至信令處理和控制模塊，語音處理模塊將在時分復用總線上檢測到的雙音多頻信令送至信令處理和控制模塊，信令處理和控制模塊通過CSM ENCAPS協議向語音處理模申請一個時隙並將請求信息、雙音多頻信令封裝成信令包，經乙太網幀的交換轉發模塊傳輸至IP網絡，待被呼叫方確認後即建立通話，由乙太網幀的交換轉發模塊轉發IP網絡與語音處理模塊的語音報文。
本發明通過設置E1接口卡，可直接與PBX(Private Branch Exchange一專用分支交換)連接，利用R2信令或Pri信令，實現了多路電話從PSTN到IP網絡的接入。
以下結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為現有PSTN接入IP網絡的網絡拓撲圖。
圖2為本發明的結構框圖。
圖3為本發明從PSTN到IP網絡接入VoIP通信的一網絡拓撲圖。
圖4為本發明從PSTN到IP網絡接入VoIP通信的另一網絡拓撲圖。
具體實施例方式
如圖2所示，本發明連接PSTN與IP網絡的語音網關GW包括E1接口卡1、語音處理模塊2、信令處理和控制模塊3以及乙太網幀的交換轉發模塊4。其中E1接口卡1通過時分復用總線TDM(Time-divisionMultiplexing)Bus與語音處理模塊2連接，通過系統總線System Bus與信令處理和控制模塊3連接。語音處理模塊2、信令處理和控制模塊3以及乙太網幀的交換轉發模塊4分別經乙太網接口兩兩相連。
E1接口卡1用於接入PSTN，設有一個或多個E1接口，如本實施例可支持4個E1接口，每個E1接口有32個時隙，當E1接口利用R2信令時，第0時隙用於同步信號的傳輸，第16時隙用於abcd信令的傳輸；當E1接口利用Pri信令時，第16時隙用於pri信令的傳輸。無論E1接口利用的是R2信令還是Pri信令，都將其30個時隙用於數據的傳輸，每個時隙可實現PSTN的一路電話的接入，即一個用於數據傳輸的時隙相當於一個FXO接口。該E1接口卡可採用WIC-1CE1、WIC-2CE1等型號的E1接口卡。
語音處理模塊2則用於語音處理、對語音包封裝解析以及檢測和產生雙音多頻(dual tone multi frequency，簡稱DTMF)等信令音。在本實施例中，該語音處理模塊2以Chagall/Miro晶片為核心，可以採用Chagall 82520、Chagall 82530、Miro 82610等晶片實現。
信令處理和控制模塊3，用於信令處理以及控制E1接口卡1、語音處理模塊2。該信令處理和控制模塊3遵循CSM_ENCAPS協議，通過乙太網幀的交換轉發模塊4對語音處理模塊2進行控制和數據傳送，控制其啟動、初始化及固件下載。在本實施例中，信令處理和控制模塊3以MPC8250晶片為核心，當然其亦可採用MPC8245、MPC8260等晶片實現。
乙太網幀的交換轉發模塊4用於接入IP網絡並與該IP網絡進行乙太網幀交換。該乙太網幀的交換轉發模塊4可通過其乙太網接口接入IP網絡，將語音處理模塊2傳輸的語音包及信令處理及控制模塊3傳輸的信令包送入IP網絡，亦接收IP網絡輸入的IP包，根據IP包的類型和UDP(User DataProtocol，用戶數據報協議)埠號等信息識別其中的信令包和語音包，將信令包轉發至信令處理和控制模塊3，將語音包轉發至語音處理模塊2。在本實施例中，乙太網幀的交換轉發模塊以MPC8250為核心，其轉發路徑是兩個乙太網接口，即分別經一100M乙太網與語音處理模塊2、信令處理和控制模塊3連接。該乙太網幀的交換轉發模塊亦可用其它晶片實現，如MPC8245、MPC8260等。
本發明系統啟動時，信令處理和控制模塊3通過CSM_ENCAPS協議將語音處理模塊2初始化。當E1接口卡1的E1接口檢測到PSTN發出呼叫請求後，通過系統總線System Bus將請求信息發送至信令處理和控制模塊3；而後語音處理模塊2將在時分復用總線TDM Bus上檢測到的DTMF信令經乙太網幀的交換轉發模塊4送至信令處理和控制模塊3；信令處理和控制模塊3利用CSM_ENCAPS協議通過乙太網幀的交換轉發模塊4向語音處理模2申請一個時隙，用於與被呼叫方建立連接後進行通話；之後，信令處理和控制模塊3將請求信息、DTMF信令封裝成信令包，經乙太網幀的交換轉發模塊4傳輸至IP網絡，待被呼叫方確認後即建立通話。通話時，乙太網幀的交換轉發模塊4將其乙太網接口從IP網絡接收到的語音報文轉發到語音處理模塊2，並且將語音處理模塊2產生的語音報文從其乙太網接口轉發到IP網絡。
由此，本發明可以實現IP網絡上承載的話音業務流和PSTN電話話音之間的編解碼、打包/拆包、時延抖動濾除等功能以及PSTN與IP網絡之間電信信令和IP網的信令轉發，保證消息和控制信息在分組網中可靠傳遞，並通過其E1接口卡與直接PBX(Private Branch Exchange-專用分支交換)連接，最終可實現多路電話從PSTN到IP網絡的接入。
圖3為本發明從PSTN到IP網絡接入VoIP通信的一網絡拓撲圖，實現了本發明語音網關GW與接FXS的IAD(Integrated Access Device，綜合接入設備)之間的呼叫。當E 1接口是R2信令時，如果2001分機主動發起呼叫，PBX檢測到摘機信號後，通過abcd通知語音網關GW1，然後在通過語音交換將被叫號碼送到語音網關GW1，語音網關GW1將被叫號碼與撥號對進行匹配後再通h323協議向遠端建立連接。當E1接口是Pri信令時，如果分機2001主動發起呼叫，PBX向語音網關GW1發送Q931setup報文，然後語音網關GW1將該setup報文轉換成h323的setup，與遠端建立呼叫。
圖4為本發明從PSTN到IP網絡接入VoIP通信的另一網絡拓撲圖，實現了本發明語音網關GW與帶中繼口(FXS/EM/E1)的IAD之間的呼叫。
權利要求
1.一種連接PSTN與IP網絡的語音網關，其特徵在於包括E1接口卡，用於接入PSTN；語音處理模塊，由時分復用總線接入E1接口卡，用於語音處理、對語音包封裝/解析以及檢測/產生雙音多頻；信令處理和控制模塊，由系統總線接入E1接口卡，用於信令處理以及控制E1接口卡、語音處理模塊；以及乙太網幀的交換轉發模塊，分別經乙太網接口與語音處理模塊、信令處理和控制模塊連接，並用於接入IP網絡與該IP網絡進行乙太網幀交換。
2.根據權利要求1所述的語音網關，其特徵在於所述E1接口卡設有N(N為正整數)個E1接口，每個E1接口有32個時隙。
3.根據權利要求2所述的語音網關，其特徵在於所述E1接口利用R2信令時，第0時隙用於同步信號的傳輸，第16時隙用於abcd信令的傳輸，其餘30個時隙用於數據的傳輸。
4.根據權利要求2所述的語音網關，其特徵在於所述E1接口利用Pri信令時，第0時隙用於同步信號的傳輸，第16時隙用於pri信令的傳輸，其餘30個時隙用於數據的傳輸。
5.根據權利要求1所述的語音網關，其特徵在於所述信令處理和控制模塊通過CSM_ENCAPS協議控制語音處理模塊。
6.根據權利要求1或5所述的語音網關，其特徵在於所述信令處理和控制模塊通過乙太網幀的交換轉發模塊控制語音處理模塊。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的語音網關，其特徵在於將PSTN接入IP網絡時，E1接口卡檢測PSTN的呼叫請求並通過系統總線將請求信息發送至信令處理和控制模塊，語音處理模塊將在時分復用總線上檢測到的雙音多頻信令送至信令處理和控制模塊，信令處理和控制模塊通過CSM_ENCAPS協議向語音處理模申請一個時隙並將請求信息、雙音多頻信令封裝成信令包，經乙太網幀的交換轉發模塊傳輸至IP網絡，待被呼叫方確認後即建立通話，由乙太網幀的交換轉發模塊轉發IP網絡與語音處理模塊的語音報文。
全文摘要
本發明涉及一種連接PSTN與IP網絡的語音網關，包括E1接口卡、語音處理模塊、信令處理和控制模塊及乙太網幀的交換轉發模塊，其中E1接口卡用於接入PSTN，語音處理模塊由時分復用總線接入E1接口卡，信令處理和控制模塊由系統總線接入E1接口卡，乙太網幀的交換轉發模塊分別經乙太網接口與語音處理模塊、信令處理和控制模塊連接，並用於接入IP網絡與該IP網絡進行乙太網幀交換。本發明可直接與PBX連接，實現多路電話從PSTN到IP網絡的接入。
文檔編號H04L12/66GK1780268SQ20041008463
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月26日 優先權日2004年11月26日
發明者汪革, 王斌, 呂泰生 申請人:上海博達數據通信有限公司