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網絡媒體話機終端的應用和通信方法

2023-10-04 03:03:19

專利名稱:網絡媒體話機終端的應用和通信方法
技術領域:
本發明涉及一種具有媒體話機功能的寬帶網絡終端及其應用和通信方法。
背景技術:
寬帶網絡及其應用正在進入了愈來愈多的領域和用戶(包括商用和家庭用戶);這些發展變化包括——寬帶IP網絡LAN接入開始普及——固定電話網針對複合數據通訊的ADSL技術推廣應用和VOIP技術的成熟——移動網針對複合數據通訊的2.5G-GPRS/CDMA1X技術推廣和3G應用的提升——基於INTERNET的IP網絡向IP-V6的推進——CATV網HFC複合IP數據通訊(包括VOIP技術)的引入和數位電視開發應用。
但在目前,進入家庭的「三網」仍然各司其職。「三網」使用各自的信息終端設備,而各個終端只能使用於各自的網。如PSTN使用普通電話機主要用於通話;CATV網使用電視機,主要用於收看多頻道模擬電視;網際網路使用PC,主要用於上網瀏覽網頁和收發E-MAIL。雖然近年來已有不少發展,如電話網用於網際網路撥號接入、窄帶ISDN、IP長途電話等但仍需通過PSTN網完成。又如有線電視,正從模擬向數位電視過渡,但速度緩慢,截至2003年底,全國約有40萬數位電視用戶,僅佔全國3.5億臺電視機的千分之一強。在網際網路方面,寬帶網雖發展較快,但寬帶的內容和應用,有待跟上。而且網際網路的終端,目前僅限於PC(包括從ADSL/LAN和Cable Modem接入)、2.5G手機/PDA——移動網多媒體手持終端已經開始與INTERNET的WEB多媒體業務互通和銜接,但它的使用必須具備一定的專業知識,遠沒有使用電話機、電視機那樣簡單方便,這也是寬帶網絡及其應用普及的障礙。
傳統基於TDM的PSTN話音網,雖然可以提供64kbit/s的業務,但業務和控制都是由交換機來完成的。這種技術雖然保證語音有優良的品質,但對新業務的提供卻受到限制,面對日益競爭的市場顯得力不從心。與此同時,計算機技術的發展和計算機互連需求的增加,卻使得基於IP的分組交換數據網日益發展壯大,且這種分組交換的寬帶網更適合各種類型信息的傳輸,而且網絡資源利用率高。
VOIP技術的發展使習慣於使用傳統PSTN話音服務的用戶開始轉向接受VOIP語音服務,可以預計隨之而來將是寬帶網絡電話的大規模普及和應用。中國大陸擁有世界上最多的電話終端用戶和電視機終端用戶,如何藉助於迅速增長的寬帶網絡,將此用戶終端進行最有效的技術和內容整合,將是實現三網合一這一理想境界的重要課題。
用戶要通過網絡使用寬帶流媒體的服務內容就必須使用相應終端設備來接收流媒體。目前,終端設備主要可分為兩大類一類是PC個人電腦結合媒體播放軟體而成的軟終端;另一類是由專業硬體晶片製成的個人多媒體終端。前者以其功能強大、實現簡單而成為目前支持寬帶流媒體業務的一般終端設備。但隨著用戶需求的發展,更需要通過支持傳統電話操作方式,並與益已普及的電視機/音響(包括增長中的攝像頭)適配的終端支持寬帶流媒體業務,現有基於廣電網絡傳播和電視機終端的視頻影像信息目前只限於CATV網的模擬電視節目廣播,資源尚未充分利用。多少年來,人們已經習慣於「被動」地看電視而網際網路視頻影像服務有望使人們可以「變被動為主動」,自行點播想看的節目。由於電話機用戶基於撥號的通訊習慣;電視機用戶目前基於固定廣播節目單和家用媒體播放設備的欣賞習慣;音響用戶群基於CD和廣播的收聽習慣,目前符合這些使用習慣的網絡多媒體業務的收發終端尚未出現。開發與利用INTERNET網的信息資源,實現交互/非交互數字視頻與數據等多媒體信息服務已成為資訊時代發展的急需,視頻點播服務就是其中一種交互數字視頻信息服務。作為視頻點播系統的用戶端接收設備,兼容現有電視機的媒體終端將得到迅速發展,並有可能成為未來10年或更長時間內信息消費電子產品的主流。同時,媒體終端還作為IP軟交換的啟動技術來保護用戶現有電話通信和電視接收機的投資,也便於VOIP/VOD類型服務的推廣與發展。
在基於網絡的多媒體業務普及適用收發終端上實現如網絡電話(VOIP)、視頻點播(VOD)、高清晰電視(HDTV)、遠程教學、遠程醫療等寬帶流媒體業務是一件非常吸引人的事情。目前國內機頂盒開發生產行業的的各種機頂盒的開發的目的是爭奪不善於使用PC的用戶,但機頂盒的的設計目的和功能均不包括話機的功能設定。與國內機頂盒開發生產廠商所採用硬體方式的產品的用途和功能差異度較小,可擴展性差。國外及大陸以外地區的機頂盒產品還沒有大規模進入國內市場,其性能與國內開發的產品基本相同,但報價普遍偏高,因而沒有明顯的競爭優勢。近期出現的數位電視機頂盒只提供一定格式的電視信號,並以廣播方式傳送,不能顯示寬帶網際網路上豐富多彩的圖象和視頻。為了在IP網絡上向用戶提供集語音、視頻、數據為一體的多媒體業務,滿足多樣化、個性化業務需求,並具備良好的綜合接入能力、業務提供、網絡管理、用戶認證、鑑權和計費能力,在繼承的基礎上實現與PSTN/ISDN、PLMN等業務網絡之間的的互通,有必要設計滿足以上業務需求的IP網絡新型媒體終端和應用解決方案。
早期的IP網絡應用解決方案相對複雜,而功能卻相對單一。如專利申請00132689公開了一種IP電話系統及其通信方法,該系統包括主叫端和被叫端,主叫端與被叫端通過IP網相連;主叫端主要由一個以上客戶終端、呼叫伺服器和主叫側網守構成;該客戶終端中至少包括客戶應用模塊、客戶輔助處理模塊以及語音通信模塊;呼叫伺服器中至少含有一接續輔助處理模塊,與客戶輔助處理模塊和語音通信模塊通信。該方法的主要特點就是主叫端的呼叫建立過程是由呼叫伺服器代替客戶終端完成的,以使該系統互通性更好、更安全、可靠。此方法與基於傳統呼叫中心的通訊業務抽象模型類似,IP-Call Centrex是一種基於IP的Centrex業務,是在繼承PSTN網中Centrex業務的基礎上,融合了IP網的靈活性而產生的一種增值業務。IPCentrex將Centrex業務的傳統優勢與IP電話的優勢相結合,這些優勢之一就是接入能力的增強,寬帶接入可同時為多個呼叫提供分組語音流的承載;而當沒有呼叫時,這些帶寬又可用於LAN之上的高速數據會話,這與傳統Centrex相比效率提高了很多。與傳統Centrex/WAC比較,IPCentrex除了能夠提供所有傳統Centrex功能外,還能夠為用戶提供語音、數據、視頻合一的多媒體業務,支持視頻會議和數據會議、遠程工作協同、網頁推送、文件共享、即時消息等業務;IPCentrex提供多種接入方式,傳統Centrex/WAC只能解決本地的內部通信問題,而IPCentrex可以方便地建立異地之間的內部通信。但在目前IP網絡多媒體業務應用方面目前已經存在的IP呼叫中心——僅作為PSTN呼叫中心整合INTERNET網絡站點的跨網服務功能支持平臺,其作用尚可進一步發揮。而用戶電話終端(TDM或VoIP應用)和PC終端(IP多媒體應用)通過網絡與IP呼叫中心——PSTN呼叫中心和INTERNET網絡站點進行連接的方式和應用實際上也是分離的。因此,開發集成度很高的整合業務網絡媒體話機(集通信、視頻、數據終端於一體)終端將極具現實意義。可以預見集成了語音通信、數據、視頻等多媒體服務的綜合通訊終端設備將擁有很大市場。
現實中存在著的通信網、計算機網和廣播電視網。三網合一是必然趨勢,而且三網在骨幹網的傳輸技術上已經融合。網絡媒體話機產品所採用的IP融合設計和DSP軟體技術,具有採用領先功能所形成的產品質量優勢和規模化經營所形成的產品價格優勢兩個方面。隨著網絡媒體話機嶄新的業務使用空間和應用規模效應加大,價格將不斷下降,預計在未來兩年內,網絡媒體話機市場將全面為用戶接受,並面向家庭及商業用戶兩大目標市場快速發展而本發明基於SIP協議實現的個人多媒體終端——網絡媒體話機終端,可以較好地與寬帶流媒體業務平臺連接以實現上述業務。SIP用於發起會話,它能控制多個參與者參加的多媒體會話的建立和終結,並能動態調整和修改會話屬性,如會話帶寬要求、傳輸的媒體類型(語音、視頻和數據等)、媒體的編解碼格式、對組播和單播的支持等。SIP在設計上充分考慮了對其他協議的擴展適應性,它支持許多種地址描述和尋址,包括用戶名@主機地址、被叫號碼@PSIN網關地址和普通PSTN電話號碼的描述等。SIP的最強大之處就是用戶定位功能,其本身含有向註冊伺服器註冊的功能,也可以利用其他定位伺服器如DNS、LDAP等提供的定位伺服器來增強其定位功能。SIP網絡架構包括SIP終端和伺服器。SIP終端主要完成向伺服器發送請求和與伺服器建立連接。伺服器包括代理伺服器、註冊伺服器、重定向伺服器和位置伺服器四類。代理伺服器主要完成SIP消息的轉接、轉發功能。重定向伺服器告訴客戶下一跳伺服器的地址,客戶根據此地址向下一跳伺服器重新發送請求。註冊伺服器接收終端的註冊請求,對終端進行鑑權,它通常與代理伺服器或重定向伺服器共存。位置伺服器為重定向伺服器或代理伺服器提供被叫用戶可能的位置信息。

發明內容
本發明的目的是提供一種網絡媒體終端或網絡話機終端的通信和應用的方法,通過設計現有的窄帶語音/數據通信網絡向下一代寬帶多媒體通信網絡過渡過程中的業務應用的方法,對現有終端進行功能和使用方法的整合針對電話終端的PSTN和VOIP方式,與現有電話網絡的互通,保留傳統語音通訊的撥號和編號習慣;建立網管收費機制,針對電視機音響終端的流媒體交互方式,與現有廣播電視和多媒體通信網絡的互通,保留傳統視音頻節目欣賞習慣;提供三網合一模型在下一代寬帶多媒體通信網絡的終端實現方法,實現與2.5G-3G移動網的多媒體業務通信。
本發明的目的還在於包括提供一種集成度很高的整合業務網絡媒體終端或網絡話機終端(集通信、視頻、數據終端於一體),集成語音、數據、視頻通信等多媒體服務的綜合通訊終端設備,尤其是開發一種或多種新型網絡媒體話機終端。依託寬帶網軟交換IP-Call centerd中心平臺的支持,即可獲取多種數字媒體,如數字話音、數字廣播、數位音樂、數字圖象、數位電視、數字信息等廣播式服務和個性化服務。再加上與其它網絡的業務整合,在終端上實現「三網融合」。本發明的目的還在於採用的IP融合設計和DSP軟體技術,使網絡媒體話機終端裝置具有更符合用戶和市場的所需的功能。
本發明的目的是這樣實現的網絡媒體話機終端的通信和應用的方法在網絡媒體話機終端存在的條件下通過網絡進行的交互通信,網絡媒體話機終端包括電話模塊和將目標被叫號嗎映射為相應的網關IP位址進行VoIP通訊的IP電話模塊,並設有PCI總線、在PCI總線上設有乙太網接口和CPU控制的語音/多媒體處理器、在所述處理模塊上通過D/A轉換連接出媒體埠,設有專業嵌入式CPU,嵌入式作業系統;具有TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,終端與基於IP網絡的軟交換中心進行同步和異步的交互通信,並由基於呼叫處理方式的IP呼叫中心平臺提供相應的業務應用支持,在支持SIP信令控制協議的基礎上,將目標被叫號碼映射為相應的網關(流媒體應用或網絡通訊)IP位址或其相連通PSTN網絡對應的號碼,通過支持IP呼叫中心平臺的SIP通訊協議和PSTN信令,進行支持流媒體格式(包括MPEG-4,兼容MPEG-2、MP3)和語音(包括VoIP)的通訊。
網絡媒體話機終端具有既能處理TDM信息也能處理IP信息的協議一方面——話音呼叫通過TDM電路交換網絡PSTN進行電話通訊;另一方面——IP信源在進入IP網絡前分別完成針對VOIP和多媒體業務的兩級編碼,一是傳輸用的信道編碼,另一級是音、視頻信號的信源編碼和將所有信源封裝成傳輸流;與中心平臺IP呼叫中心相應,接收端網絡媒體話機終端首先從網絡傳輸層提取信道編碼信號,完成信道連結;其次是還原壓縮的信源編碼信號,恢復原始音、視頻流,同時完成數據業務和多種應用的通訊、解析。
網絡媒體話機終端與網絡的IP呼叫中心-寬帶軟交換和流媒體應用系統之間設有兩個接口,一個是通過SIP代理伺服器與應用伺服器之間實現IP信令交互,從而建立媒體流會話的SIP協議接口;另一個是在網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統中,緩衝區代理或媒體伺服器之間建立的RTP媒體流傳輸接口。
在網絡媒體話機進行多媒體信息點播時,首先將啟動VOIP聯接功能,支持VOIP的撥號IP位址翻譯通訊,同時在撥接指定VOIP配號的對應IP位址後,接收IP呼叫中心發送的節目預選信息,並以節目菜單的形式在VOIP的IVR或外接電視機上顯示;通過VOIP語音或用戶電視屏幕引導提示選擇節目菜單,並通過撥號方式點播節目。
網絡媒體話機流媒體信息處理採用與DVD等數字音像設備類似的標準,信源編碼採用MPEG-4標準,業務復用採用的是MPEG系統層規範,而IP通訊協議則採用SIP標準協議;用戶根據VOIP語音和電視視頻主菜單選擇節目後,網絡媒體話機通過VOIP撥號將用戶的節目請求信息傳送到IP呼叫中心平臺,系統平臺根據用戶請求信息通過IP網絡提供網絡終端接收IP網絡上的信號支持,網絡媒體話機完成IP連結、信道解碼、解復用、解壓縮、視頻編碼和音頻DAC的功能,並將視頻/音頻輸出信號送到電視機、音響等外設終端,從而實現交互視頻/數據信息服務;其工作過程為在客戶端,用戶上行信號指令由網絡媒體話機以撥號IP位址翻譯方式通過網絡發出通信呼叫,經IP網絡向IP呼叫中心-軟交換平臺發出請求,到達並被軟交換平臺接收,傳送給應用伺服器。經過請求驗證後,應用伺服器把存儲子系統中可訪問的節目名準備好,並在用戶網絡媒體話機和電視機屏幕上播放節目點播引導提示,用戶完成選擇節目後,應用伺服器從存儲子系統取出節目內容合成多媒體數據流,通過IP網絡以MPEG-4壓縮方式傳送到客戶端網絡媒體話機並在電視機、音響上播放或通過移動硬碟(或移動光碟)等外設下載。
SIP網關是構建在IP-Call Center平臺之上的網絡端到端通訊的核心控制部件,提供融合(有線/無線、數據/話音/視頻)開放的業務。SIP的主要目的是為了解決IP網中的信令控制,以及同軟交換的通信,從而構成融合的增值業務平臺。基於軟交換的IP-Call Centrex業務可以輕鬆實現同屬於一個群所有終端,包括統一編號,用戶可以繼續保留原來的使用習慣以及業務;可以直接接入網絡媒體話機,實現終端的功能升級。軟交換的核心思想是業務與呼叫控制分離、呼叫控制與傳輸分離,將呼叫控制功能從媒體網關(傳輸層)中分離出來,通過軟體實現基本呼叫控制功能,從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離,為控制、交換和軟體可編程功能建立分離的平面。與此同時,軟交換還將網絡資源、網絡能力封裝起來,通過標準開放的業務接口和業務應用層相連,從而可方便地在網絡上快速提供新業務,實現業務與呼叫控制分離。SoftSwitch技術採用分層的網絡架構,具備全面的開放性,同時骨幹網絡傳輸技術以及城域網技術的發展,為以軟交換IP-Call Center為中心開展多媒體業務提供了現實的基礎。
IP-Call Center平臺是整個網絡的控制中心,提供集中的呼叫控制、路由、資源管理及增值業務接口。終端向軟交換網關註冊及建立呼叫連接。它不僅實現SIP伺服器的功能,完成呼叫控制和媒體能力協商,實現SIP終端之間點到點的視頻通信。而且它能支持SIP終端與H.323終端的互通,同時也可以增加相應的網關實現同其它業務網絡的互通,如PSTN、七號信令網、移動網等。計費由軟交換IP-Call Center平臺完成。將SIP和軟交換結合組建IP-Call Center平臺,既簡化了呼叫控制;又具備豐富的業務能力,如用戶可以在任何地點、採用任何接入手段、任何時間獲得基本相同的業務;「一點提供、全網共享」;支持第三方業務,支持用戶業務定製,業務個性化;同時可方便地實現同其它業務網絡的互通等等。
IP-Call Center平臺採用統一的信息接入/發布/處理機制群內的用戶可以是軟交換域內的普通語音業務用戶、多媒體業務用戶等所有種類的用戶,也可以是與軟交換域相連接的PSTN、2G/3G移動網用戶,或是其它軟交換域內的用戶。目前實現IP-Call Centrex業務的方式主要有以下三種(1)對於單個軟交換內的IP-Call Centrex業務,軟交換完成業務特徵判斷、業務數據訪問和號碼翻譯等功能;(2)對於跨PSTN等採用No.7信令互聯的網絡實現廣域Call Centrex業務,軟交換機把非本網絡(如PSTN、GSM、CDMA和PHS網絡等)內的用戶歸入IP-Call Centrex群內,並分配相應的群內號碼,採用No.7信令實現不同網絡與軟交換系統的互聯;(3)對於跨軟交換域間的廣域Centrex業務,由路由伺服器參與實現。
以軟交換技術為核心的下一代網絡能提供融合的解決方案,在業務方面,它既能提供傳統交換機窄帶業務的特性,還能提供跨域IP-Call Centrex點到點和點到多點VoIP、視頻、多媒體、消息類業務以及上述業務的綜合。——通訊融合兼容多種通信協議,如E1、SS7、模擬、ISDN、H.323、SMPP、CMPP、SGIP等,將各類通訊渠道(電話、傳真、Internet、Gprs、Email、VoIP、SMS、VoiceMail等)接入的信息統一排隊、統一管理、統一發布。——媒體資源共享通訊渠道共享媒體資源(語音、傳真、數據),如在WEB服務上實現語音服務,在短消息上實現Email等等。——應用廣泛支持各類平臺的應用系統,融合通訊採用多種應用並存模式,可支撐多種不同類型的應用。
IP-Call Center平臺遵循一些關鍵設計原則。儘量採用具有開放API和開放協議的開放結構。系統還能夠處理多媒體包括實時視頻、流視頻、3D環繞音頻、數據、圖像(包括虛擬人像、相片、圖形)、以及傳統語音。能夠應對新型的用戶信息終端,以連接多種顯示和交互設備。
主要功能IP-Call Center融合通訊平臺整合媒體終端消息,提供強大的信息融合功能——將各類信息渠道(電話、傳真、Internet、GPRS、Email、VoIP、SMS等)統一排隊、統一分發、統一管理、統一處理、統一發布。——根據不同的客戶、不同的服務、不同的信息渠道,將業務智能分配到合理、合適的媒體資源。
——在服務過程中,客戶信息和服務數據將同步傳送到服務資源端。
——設備資源的統一管理,各類信息渠道共享媒體資源。
——通過統一消息處理平臺,將各類信息融合起來。
——通過媒體網關支持各類媒體渠道的利用,支持媒體渠道的擴展,包括傳統語音網關利用基本的電話交換功能實現應用系統與電話語音的交互功能,實現VoiceMail分發;簡訊網關兼容簡訊中心對接和與無線設備對接兩種方式,實現簡訊管理和收發功能,實現簡訊分發。
VoIP網關可實現傳統電話轉IP電話以及IP電話轉傳統電話功能。Email網關通過對Email的智能篩選、分析,實現自動分發管理。SMS網關實現自動簡訊收發管理、轉換利用、自動分發。FAX網關實現傳真的管理收發和FaxMail的分發。數據網關實現各類文件、數據的路由管理。視頻服務實現視頻數據的交互、管理和服務。此解決方案支持所有的PSTN/ISDN業務、Centrex和IN業務、傳統數據業務(AIM,FR等)、以及基於SIP的新型多媒體業務、以分層的網絡理念和3GPP結構,多媒體域可共享3G核心網。長遠的發展目標是融合固定網和移動網,通過一個統一的網絡平臺提供總體服務。
基於寬帶網絡軟交換的的IP呼叫中心的設有一套獨立的接口,這些接口規定了方法,事件,參數及語義,使得外部用戶的和內部的應用創作者可以建立連結服務關係。IP呼叫中心系統可為訪問基於網絡的軟交換業務的應用提供接入、認證、授權功能。信源在進入IP網絡前通過軟交換IP呼叫中心-寬帶流媒體應用系統分別完成針對VOIP和流媒體業務的兩級編碼,一是傳輸用的信道編碼,另一級是音、視頻信號的信源編碼和所有信源封裝成傳輸流。與IP呼叫中心平臺相應,接收端網絡媒體話機首先從網絡傳輸層提取信道編碼信號,完成信道連結;其次是還原壓縮的信源編碼信號,恢復原始音、視頻流,同時完成數據業務和多種應用的通訊、解析。
軟交換IP-Call Centrex為中心平臺為網絡媒體話機終端的應用提供融合的解決方案,在業務方面,它既能提供傳統交換機窄帶業務的特性,還能提供跨域IP-Call Centrex點到點和點到多點VoIP、視頻、多媒體、消息類業務以及上述業務的綜合。
網絡媒體話機業務應用方法包括存儲轉發業務2.5G-3G移動網和寬帶固定網網絡媒體話機之間,通過IP呼叫中心實現通信信息的異步轉發——VOICE-MAIL的2.5G-3G手機/PDA和網絡媒體話機交互通訊
——網絡媒體話機-電視機接收2.5G-3G手機/PDA的MMS信息——PUSH TO TAIK業務中2.5G-3G手機/PDA對網絡媒體話機的熱鍵呼叫實現實時交互業務——2.5G-3G移動網和寬帶固定網網絡媒體話機之間,通過IP呼叫中心實現通信信息的同步軟交換通信——2.5G-3G手機/PDA和網絡媒體話機之間的VOIP和IP可視電話交互通訊——網絡媒體話機-電視機接收2.5G-3G手機/PDA的遠程音視頻監控信息信息服務業務——網絡媒體話機的媒體終端電視機/攝像頭接收2.5G-3G手機/PDA通過IP呼叫中心提供的同步/異步音視頻信息服務——2.5G-3G手機/PDA接收網絡媒體話機-攝像頭通過IP呼叫中心提供的同步/異步音視頻信息服務——網絡媒體話機與2.5G-3G手機/PDA之間進行交互信息服務,通過IP呼叫中心建立的通信編號,網絡管理和結算計費機制的開發。
針對2.5G-3G行動網路的固網多媒體業務的設計和互通模型,網絡媒體話機可配合IP呼叫中心附加開發提供以下功能——支持2.5G-3G移動網通訊的多媒體彩鈴(電視圖形提示)功能——支持2.5G-3G移動網MMS信息在電視屏幕的還原(格式和編碼轉換)——支持2.5G-3G移動網多媒體實時通訊的視音頻編碼轉換和圖形修正網絡話機終端與軟交換IP-Call Centrex為中心平臺的通信方法在網絡媒體話機終端存在的條件下通過網絡與軟交換IP-Call Centrex為中心平臺進行交互通信,網絡媒體話機終端包括電話模塊和將目標被叫號嗎映射為相應的SIP網關IP位址進行VoIP通訊的IP電話模塊,並設有PCI總線、在PCI總線上設有乙太網接口和CPU控制的語音/多媒體處理器、在所述處理模塊上通過D/A轉換連接出媒體埠,設有專業嵌入式CPU,嵌入式作業系統;具有TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,終端與基於IP網絡的軟交換中心進行同步和異步的交互通信,並由基於呼叫處理方式的軟交換IP呼叫中心平臺提供相應的業務應用支持,在支持SIP信令控制協議的基礎上,將目標被叫號碼映射為相應的網關(流媒體應用或網絡通訊)IP位址或其相連通PSTN網絡對應的號碼,通過支持IP呼叫中心平臺的SIP通訊協議和PSTN信令,進行支持流媒體格式(包括MPEG-4,兼容MPEG-2、MP3)和語音(包括VoIP)的通訊。所述處理模塊上通過D/A轉換連接出媒體埠,設有專業嵌入式CPU,嵌入式作業系統;具備基本的TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,如RTP、RTCP、RTSP等。終端為了能夠與應用伺服器進行協商,從而建立會話,還必須支持SIP信令控制協議。網絡媒體話機終端與軟交換IP呼叫中心-寬帶流媒體應用系統之間設有兩個接口,一個是通過SIP代理伺服器與應用伺服器之間實現IP信令交互,從而建立媒體流會話的SIP協議接口;另一個是在網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統中,緩衝區代理或媒體伺服器之間建立的RTP媒體流傳輸接口。
網絡媒體話機終端通過上述兩個IP信令控制與媒體流傳輸接口和寬帶流媒體應用系統交互,從而在終端上實現寬帶流媒體業務。網絡媒體話機內部主板上的流媒體處理器可為專用處理器,執行I/O協議棧,處理分組數據和TDM數據,執行LAN/WAN協議棧,處理HDLC並管理DSP。
LAN協議(TCP/IP)在主處理器或專用處理器上運行。在廣域網應用中,I/O是通過TDM總線和電信I/O接口對公用電話網絡(PSTN)進行訪問。TDM數據流從TSI交換器輸出,又輸入DSP串行口。DSP選擇適當的TDM時隙(信道)並進行信號音檢測以確定呼叫類型。如果是語音呼叫,則對該時隙的語音數據消除回音後進行編碼、實時處理、以太/IP/UDP打包,再直接發送給乙太網控制器。如果語音信號探測器沒有探測到語音信號,則啟用靜音抑制。對於通過LAN接收到的分組數據,首先進行解包並發送到抖動緩衝器,然後發送到語音解碼器。如果啟用了靜音抑制,就可以生成柔性噪音。語音數據通過DSP串行數據流發送至時隙交換器並經電信I/O接口輸出。「嵌入式實時多任務開發系統」由TCP/IP協議;SIP協議支持工作。PCI板的PCI總線上有PCI夾層連接器,即PMC槽,並設有流媒體處理器、板上插入乙太網晶片、DSP晶片組、IP-I/O板卡;連接PCI總線以及連接器與時分多址總線(TDM總線)和電信I/O接口相連。DSP系統包括語音編碼器、電話信號音發生器和探測器以及回音消除器;DSP配備傳輸TDM數據流的串行接口,配備內部程序和數據存儲器,並有優化的C編譯器和調試工具;執行定點的特定語音編碼器的操作;用PMC I/O卡實現PSTN廣域網連接;或連接到PSTN PCM/TDM數據流上。DSP主處理器的本地PCI總線、主PCI總線或某個PMC卡上支持LAN連接。
網絡媒體話機終端的設置方法如上所述本機的撥號支持PSTN或VOIP捆綁號碼通訊,網絡媒體話機主體採用軟交換技術,結合VOIP話機集成方案,利用電視作為大屏幕顯示終端,將網際網路上的海量多媒體信息接入電視機終端,實現了信息的即時交互,網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統之間有兩個接口,一個是通過SIP代理伺服器與應用伺服器之間實現IP信令交互,從而建立媒體流會話的SIP協議接口;另一個是在網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統中,緩衝區代理或媒體伺服器之間建立的RTP媒體流傳輸接口。個人多媒體終端通過上述兩個IP信令控制與媒體流傳輸接口和寬帶流媒體應用系統交互,從而在終端上實現寬帶流媒體業務。板上流媒體處理器可為專用處理器,執行I/O協議棧,處理分組數據和TDM數據,執行LAN/WAN協議棧,處理HDLC並管理DSP。
選擇數位訊號處理器(DSP)。網絡媒體話機定義為基於DSP的嵌入式信息終端產品。DSP子系統的可選方案有固定功能晶片集/內核、通用可編程CPU處理主機或本地信號以及可編程面向通信的DSP。PCI板上設有MPEG-4流媒體播放器。執行VOIP通訊,MPEG-4流媒體播放,簡單撥號操作界面和LCD來電顯示。
網絡媒體話機被設計為推進三網合一和下一代網絡(NGN)應用的實用型軟交換網絡智能終端。其業務接口(Service Interfaces)包括提供應用訪問網絡能力和信息的接口。提供途徑使用戶的業務應用具備可訪問網絡能力,如呼叫管理,消息,交互等,業務接口也包括減輕通信應用程式的應用的通用應用接口。
本發明網絡媒體話機終端可擴展連接支持電視機和音響,使基於IP軟交換網絡的VOIP和多媒體交互一體實現,是一種面向下一代網絡應用的性價比、穩定性極高並最符合傳統使用習慣的普及型媒體終端設備。實現網絡媒體話機基本的硬體和軟體功能(TDM通訊、VOIP通訊,MPEG-4流媒體播放,簡單撥號操作界面和LCD來電顯示)以及實現網絡媒體話機擴展的硬體和軟體功能(MPEG-4流媒體下載、可視通信交互、支持數位電視/衛星電視的接入等)。
本發明網絡媒體話機採用目前國際上最新的類PC模式的嵌入式系統,該系統在性能上比現有的嵌入式系統要高出50%左右,已接近普通PC的性能,在多媒體處理方面提供了強大的運行能力。
框架接口(Framework Interfaces)提供業務應用所必需的外接支持能力。由框架接口提供的功能有——基於傳統撥號呼叫方式的交互操作;——對於電話終端功能的支持;——對於電視終端接入的支持;——對於音響終端接入的支持;——對於移動存儲外設擴展接入的支持;——對於移動影像外設擴展接入的支持;支持以上接口功能的寬帶網絡的軟交換媒體終端,按用途和產品組合的架構考慮設計為提供寬帶IP網絡電話機和支持寬帶IP多媒體軟交換整合功能的網絡媒體話機。
業務接口(Service Interfaces)包括提供應用訪問網絡能力和信息交互的接口。使用戶的業務應用具備可訪問網絡能力,如呼叫管理,消息,交互等,業務接口也包括預設通信應用程式的通用應用接口。
網絡接入部分(10/100Mbp乙太網接口、PSTN接口)、TCP/IP協議堆棧、CODEC協議堆棧、DSP處理器、嵌入式CPU、嵌入式作業系統、應用程式。
本發明關鍵組合(1)軟交換技術採用國際、國內通行標準規定,建議在IP網絡中傳輸VOIP,數位電視VOD及增值業務採用SIP協議。
(2)信源解碼技術模擬信號數位化後,信息量激增,必須採用相應的數據壓縮標準。採用MPEG-4壓縮標準,適用多種清晰度圖像質量。音頻兼容AC-3和MPEG-2兩種標準。信源解碼器適應不同編碼策略,正確還原原始音、視頻數據。
(3)大規模集成晶片技術為實現實時的解復用和數據信息處理,採用專用晶片,將CPU內核與VOIP-DSP,MPEG-4傳輸流解復用器,MPEG音視頻解碼器,NTSC/PAL編碼器集成,形成STB的核心晶片。
(4)IP呼叫中心連結通訊在SIP協議下處理業務呼叫的交互式應用,由IP呼叫中心通過域內IP網絡分發上下行數據,並與域外網絡互聯互通。
(5)網絡電話網絡媒體電話的核心與關鍵設備是IP電話網關。IP電話網關具有路由管理功能,它把目標被叫號嗎映射為相應的網關IP位址。這些信息存放在一個資料庫中,有關處理軟體完成呼叫處理、數字語音打包、路由管理等功能。在用戶撥打IP電話時,IP電話網關根據電話區號資料庫資料,確定相應網關的IP位址,並將此IP位址加入IP數據包中,同時選擇最佳路由,以減少傳輸時延,IP數據包經網際網路到達目的地IP電話網關。對於網際網路未延伸到或暫時未設立網關的地區,可設置路由,由最近的網關通過長途電話網轉接,實現通信業務。傳統的IP網絡主要是用來傳輸數據業務,採用的是盡力而為的、無連接的技術,因此沒有服務質量保證,存在分組丟失、失序到達和時延抖動等情況。數據業務對此要求不高,但話音屬於實時業務,對時序、時延等有嚴格的要求。因此必須採取特殊措施來保障一定的業務質量。IP電話的關鍵技術包括信令技術、編碼技術、實時傳輸技術、服務質量(QoS)保證技術、以及網絡傳輸技術等。
(6)信令技術信令技術保證電話呼叫的順利實現和話音質量,目前被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括ITU-T的IETF會話初始化協議SIP。
SIP是一種比較簡單的會話初始化協議。提供會話或呼叫的建立與控制功能。SIP既支持單點發送(Unicast)也支持多點發送,會話參加者和媒體種類可以隨時加入一個已存在的會議。SIP可以用來呼叫人或機器設備,如呼叫一個媒體存儲設備記錄一個會議,或呼叫一個點播電視伺服器向會議播放視頻信號。
SIP是一種應用層協議,可以用UDP或TCP作為其傳輸協議。SIP是一種基於文本的協議,用SIP規則資源定位語言描述(SIP Uniform Resource Locators),這樣易於實現和調試,更重要的是靈活性和擴展性好。由於SIP僅作於初始化呼叫,而不是傳輸媒體數據,因而造成的附加傳輸代價也不大。SIP還有建立呼叫快,支持傳送電話號碼的特點(7)VoIP編碼技術話音壓縮編碼技術是IP電話技術的一個重要組成部分。目前,主要的編碼技術有ITU-T定義的G.729、G.723(G.723.1)等。其中G.729可將經過採樣的64kbit/s話音以幾乎不失真的質量壓縮至8kbit/s。由於在分組交換網絡中,業務質量不能得到很好保證,因而需要話音的編碼具有一定的靈活性,即編碼速率、編碼尺度的可變可適應性。G.729原來是8kbit/s的話音編碼標準,現在的工作範圍擴展至6.4~11.8kbit/s,話音質量也在此範圍內有一定的變化,但即使是6.4kbit/s,話音質量也還不錯,因而很適合在VoIP系統中使用。G723.1採用5.3/6.3K bit/s雙速率話音編碼,其話音質量好,但是處理時延較大,它是目前已標準化的最低速率的話音編碼算法。(8)實時傳輸技術實時傳輸技術主要是採用實時傳輸協議RTP。RTP是提供端到端的包括音頻在內的實時數據傳送的協議。RTP包括數據和控制兩部分,後者叫RTCP。RTP提供了時間標籤和控制不同數據流同步特性的機制,可以讓接收端重組發送端的數據包,可以提供接收端到多點發送組的服務質量反饋。
本發明的特點是提供一種網絡媒體終端或網絡話機終端的通信方法,提供了現有的窄帶語音/數據通信網絡向下一代寬帶多媒體通信網絡過渡過程中的業務應用的方法,並對現有的終端整合針對電話終端的話音通訊方式,與現有電話網絡和VoIP的互通,保留傳統的撥號和編號習慣;針對電視機終端的多媒體交互方式,與現有多媒體廣播和通信網絡的互通,保留視音頻節目欣賞習慣;提供三網合一模型在下一代寬帶多媒體通信網絡的終端實現方法,實現與2.5G-3G移動網多媒體業務的通信,可以通過編號方便建立網管和收費機制,不採用需要專業知識才能使用的PC機支持。
針對向下一代網際網路的過渡,本發明設計考慮了以下開發和應用環境——IP已成為下一代通信網絡(NGN)的技術標準和主流,寬帶IP網絡日益普及——基於IP互聯的SIP協議以及軟交換技術的成熟,VOIP的成功商用——PSTN,GSM,CDMA,PHS和CATV-HFC之間的信息服務開始融合——電話通訊和基於傳統撥號方式的語音交互通訊習慣,將繼續延續和保留——電視機、音響將繼續佔據接收音視頻信息的主導地位——多媒體音視頻信息的傳播服務方式將部分轉向於寬帶網際網路和移動3G網絡本發明產品和應用的設計考慮了網絡環境發展帶來的過渡銜接問題——VOIP方式的語音通信,替代現有PSTN終端,低成本/靈活互通——支持IP位址/號碼翻譯,用戶不改變原由撥號操作使用習慣——充分利用業已普及的電視機、音響終端,節省投資——吸取網際網路經營模型的成功經驗信息服務基於開放環境——借鑑呼叫中心的業務模型由軟交換IP呼叫中心提供安全的連結,計費管理模式——電話編號方式,IP位址號碼轉換管理,方便實現互聯互通——產品結構採用功能模塊/接口組合設計選擇不同功能模塊/接口組合可以擴展應用範圍本發明設計的網絡媒體話機強調簡單、易用,集成了語音、數據、視頻應用和IP語音智慧型電話功能。除了具有程控電話的所有功能之外,還易於實現諸如SMS、MMS、可視電話、多方通話、留言、VOICEMAIL、E-MAIL、信息點播、音樂點播等,擴大了電話終端功能。它將多媒體通訊功能集成為一個緊湊型的系統,融合了Internet網關(包括VoIP交換和路由)和網絡多媒體業務(VOD)的功能,通過增加AV接口和USB口可以實現模擬/數碼影像設備的外接,支持視頻電話,並為相關的外設終端連接提供標準的接口,可以掛接硬碟(或移動光碟)實現節目存儲等等。採用功能模塊/接口組合行還可以擴展支持數位電視/衛星電視的接入等。網絡媒體話機考慮了目前眾多獨立設備所具有的功能,為三網合一的低成本實現提供了一種既經濟又容易擴展的解決之道,網絡媒體話機面向商用和家庭應用,具有友好的應用界面,將可能部分替代目前開始進入市場的數字式電視機頂盒產品和VOIP網絡電話,作為家用PC的功能替代品——個人信息終端,甚至是商用和家庭信息網關。具有這些特點的產品,目前市場上尚未見出現。其中許多功能,還需SP們的支持。由此可以預測,本產品的推出,不僅可促進行業發展,還可摧生新的服務,起到積極的效果。
網絡媒體話機是寬帶網絡的終端產品,本發明的功能還容易做到——完全突破地域服務界限,支持INTERNET漫遊和PSTN同一帳戶PSTN接入漫遊——兼容增值業務支持SMS,MMS,PUSH TO TALK,VOICE-MAIL等業務開發——由於用戶操作界面簡化為撥號話機,普通電視機、音響,則應用範圍可廣泛拓展——電話通訊配置PSTN號碼,VOIP電話通信(支持NGN和PSTN雙向撥打)——多媒體數據通訊通過IP呼叫中心與第三方網站連結(通過撥號翻譯),提供在線網路遊戲,遊戲/音樂下載和網絡多媒體內容點播,可適配支持網絡可視電話通訊。
總之,計算機技術及通信技術的進步促成網絡媒體話機的開發應用,本發明的方法及相應的網絡媒體話機的功能也將伴隨軟交換的發展與成熟日趨強大和完善,網絡媒體話機將成為集眾多功能為一體的軟交換網絡理想用戶端數字信息設備,最終將網絡媒體話機發展成為數字家庭網關,將網絡媒體話機與PC、印表機、DVD機等數字設備以及空調、冰箱、熱水器等家用電器連接起來,並通過功能/接口模塊與多種廣域網相連,真正地成為全動能信息家電複合終端。


圖1為本發明功能實現網絡結構示意圖,圖2為軟交換的基本架構示意圖;圖3為本網絡媒體話機的軟體模型結構圖,圖4為本發明網絡媒體話機的基本結構簡圖;圖5為本發明網絡媒體話機典型的VOIP通話過程框圖;圖6為本發明網絡媒體話機功能件的結構框圖;圖7為本發明網絡媒體話機所用MPEG-4原理框圖;圖8為本發明網絡媒體話機系統功能結構框圖;圖9為本發明網絡媒體話機主板結構連接示意圖即電路圖;圖10為本發明基於網絡媒體話機終端的三網合一構架圖;圖11為本發明網絡媒體話機網絡和埠連接圖;圖12為本發明涉及下一代網絡NGN的分層結構示意圖;圖13為網絡媒體話機與3G手機/PDA互通模型;圖14網絡媒體話機應用過渡銜接模型現階段14-1;過渡階段14-2;下一階段圖14-3;圖15是網絡媒體話機終端業務應用的網絡連接示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2所示圖1中通過RJ11或RJ45埠建立與PSTN或ADSL-Lan、CATV-HFC的Cable-IP.-Lan的網際網路的聯繫,通過本發明裝置又還原了語音或RF、V/SV、A等射頻、高畫質電視信號或立體聲信號通過RJ11埠送至電話、電視機和音響。
圖2中用戶的媒體終端要求具有很高的智能性,與傳統的電話機有巨大的差別。軟交換網絡中的IP終端一般包括網絡接入部分(10/100Mbp乙太網接口)、TCP/IP協議堆棧、CODEC協議堆棧、DSP處理器、嵌入式CPU、嵌入式作業系統、應用程式等。通過固網的軟交換網絡中,包括媒體網關控制器(MediaGatewayController)、應用伺服器(ApplicationServer)、中繼網(TrunkGateway)關、接入網關(AccessGateway)、信令網關(SignalingGateway)、媒體伺服器(MediaServer)和媒體終端。
其中用戶的媒體終端要求具有很高的智能性,與傳統的電話機有巨大的差別。軟交換網絡中的IP終端一般包括網絡接入部分(10/100Mbp乙太網接口)、TCP/IP協議堆棧、CODEC協議堆棧、DSP處理器、嵌入式CPU、嵌入式作業系統、應用程式等。
目前通過寬帶網絡提供語音和視頻業務的終端主要有兩類終端SIP終端和H.323終端。SIP終端就是採用SIP協議的終端,它應該是面向未來的一種終端;H.323終端所以成為軟交換體系中的一種視頻終端,原因是現在的視頻終端種類比較少,因此在制定軟交換的規範時就要求軟交換支持H.323終端。為了支持H.323終端,軟交換就需要支持H.323協議體系,為了支持一種終端,需要軟交換額外的開銷。此外,H.323協議體系採用TCP傳送應用層協議,而TCP這種面向連接的協議對傳送長消息的不如UDP靈活。所以軟交換支持SIP視頻終端,可簡化軟交換的協議族。
呼叫連接時,為了確定業務類型,例如是普通話音連接還是視頻連接,軟交換需要打開SIP協議中封裝的會話數據描述(SDP)來作為計費的一種考慮,基於寬帶網絡軟交換的的媒體終端的設計目的是實現對用戶端的業務和應用的支持,它定義了一套技術獨立的接口,這些接口規定了方法,事件,參數及語義,使得外部用戶的和內部的應用創作者可以建立連結服務關係。媒體終端系統可為訪問基於網絡的軟交換業務的應用提供接入,認證,授權功能。通用呼叫控制業務(GCCS),可為應用提供網絡功能,可以讓應用動態為目標業務選路,也可為智能VOIP綜合業務數字網用戶部分(ISUP),H.323及統一消息等應用,提供支持它們所需的能力的訪問途徑。
網絡媒體話機在通過寬帶乙太網絡實現IP軟交換業務的過程中進行VOIP通訊,接收數位電視VOD節目、處理數據業務和完成多種應用的解析。亦為網絡媒體話機支持流媒體業務的結構設計。信源在進入IP網絡前分別完成針對VOIP和VOD業務的兩級編碼,一是傳輸用的信道編碼,另一級是音、視頻信號的信源編碼和所有信源封裝成傳輸流。與中心平臺相應,接收端網絡媒體話機首先從網絡傳輸層提取信道編碼信號,完成信道連結;其次是還原壓縮的信源編碼信號,恢復原始音、視頻流,同時完成數據業務和多種應用的通訊、解析。
本發明的強大的數位訊號處理平臺以支持複雜的信息處理在確定硬體平臺時,往往有兩種選擇。一是採用專用集成電路(ASIC),另一種就是選擇較為通用的數位訊號處理器(DSP)。由於DSP性能的不斷增強和種類的細分以針對不同的應用領域(如美國德州儀器(TI)公司的DSP產品就有近十個系列上百種型號),加上靈活的軟體開發環境,DSP已被廣泛地應用在信息處理,通訊,消費電子產品方面。在結構設計上考慮將網絡媒體話機定義為基於DSP的嵌入式信息終端產品。Internet流媒體解碼方案MPEG-4(兼容MPEG-1,MPEG-2,MP3)、MPEG-7亦可。可進行Internet通訊協議綜上所述,SIP網絡媒體話機可以從以下幾個方面概括(1)它是一部功能強大的電話終端,能夠支持目前普通POTS電話終端或行動電話終端的基本業務和其它大部分的補充業務,例如振鈴、播放回鈴音、忙音、DTMF、來電顯示、信息傳送等功能和在寬帶IP網絡上的廣域移動漫遊。
(2)為了支持寬帶流媒體,它具有編解碼功能,特別是解碼功能,才能對所接收的流媒體進行解碼,從而實時播放。由於要考慮到個人多媒體終端的性能一般都沒有PC機強大,因而為了保證解碼的速度,解碼功能一部分可以由專業的DSP(數位訊號處理)晶片完成,例如在網絡媒體話機中集成可以對MPEG4、MP3等的解碼晶片。除了這些專業解碼晶片外,網絡媒體話機為了支持基本的VOIP語音通話,還必須具備支持語音編碼(如G.711,G.729,G.723.1算法)的編碼與解碼硬體DSP晶片或軟體包。
(3)為了能夠緩存所要播放的媒體流,網絡媒體話機設有較大的存儲空間,一般來說,至少具有32M的內存空間。128M比較理想。
(4)為了能夠運行各種協議棧和軟體包,網絡媒體話機具備功能比較強大的專業嵌入式CPU,並且為了有效統一地管理各種軟硬體資源,在網絡媒體話機內配備嵌入式作業系統。
(5)網絡媒體話機具備支持視、音頻播放裝置(例如彩色電視機/音響)和攝像頭等接口。
(6)為了能夠支持寬帶傳輸,網絡媒體話機配備高速乙太網接口,如100M或1000M的網口。
(7)為了支持流媒體的接收,網絡媒體話機具備基本的TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,如RTP、RTCP、RTSP等。終端為了能夠與應用伺服器進行協商,從而建立會話,還必須支持SIP信令控制協議。
具備上述要素的網絡媒體話機可以基本支持寬帶流媒體業務。這種支持寬帶流媒體業務的終端可以向寬帶流媒體應用系統提出媒體播放請求,寬帶流媒體應用系統立即將所請求媒體實時傳輸到個人多媒體終端的播放緩衝區中,網絡媒體話機的解碼播放系統再將緩衝區中的媒體數據流解碼,然後在視、音頻播放裝置上播出。
網絡媒體話機上流媒體業務實現流程網絡媒體話機為實現寬帶流媒體業務與寬帶流媒體應用系統之間的交互它主要包括三個階段1、HTTP鑑權與業務請求階段;2、網絡媒體話機與伺服器間媒體能力協商和會話建立交互階段;3、RTSP控制/RTP傳輸階段。在這個流程中,為了強調網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統之間的交互,因而對寬帶流媒體應用系統內部各功能伺服器之間的交互流程有所忽略。
具體流程為(1)用戶通過寬帶流媒體應用系統中用戶管理模塊所包含的門戶網站(地址對應翻譯號碼),來瀏覽流媒體內容目錄Web頁面(網絡媒體話機語音IVR或電視機交互圖示),從而選定某個應用,然後用戶輸入認證的用戶名、密碼(網絡媒體話機撥號編碼翻譯)通過HTTP或其它協議提交給應用伺服器。
(2)用戶管理模塊將上述認證信息交給認證授權模塊進行認證。(3)用戶管理模塊將認證/授權的結果以HTTP或其它協議的形式返回給用戶,同時更新用戶資料庫。
(4)如果用戶通過了認證,則證明他是合法用戶,從而進行用戶授權。用戶管理模塊將這些信息傳送給認證授權模塊進行授權驗證,如果用戶通過授權,用戶管理模塊則會為他分配一個有時效性的臨時用戶ID,用戶管理模塊會將該用戶ID通知給應用伺服器。
(6)用戶管理模塊通過HTTP或其它協議將該授權結果返回給網絡媒體話機。如果授權成功,在這個結果中還包括網絡媒體話機即將與之交互的應用伺服器URL地址和有時效性的臨時用戶ID。
(7)如果上述兩步HTTP認證與授權都通過後,則進入SIP協議雙方能力協商和會話建立階段。網絡媒體話機根據得到的應用伺服器URL地址向應用伺服器發出INVITE請求,在INVITE請求中用SDP協議描述了網絡媒體話機用於建立RTP連接的資源信息,例如地址信息、支持的視音頻類型、採樣率等。同時,該INVITE請求中的Authorization頭域中包含了經過加密的臨時用戶ID,它被應用伺服器用來驗證該網絡媒體話機的真實性。
(8)應用伺服器向網絡媒體話機發送100 TRYING響應;表示由終端發送來的INVITE請求正在應用系統內部處理。
(9)寬帶流媒體應用系統對INVITE請求進行一系列的處理。這些處理包括內容分發管理器根據應用伺服器的要求,並結合訪問用戶的地址信息,選擇特定緩衝區代理作為本內容緩衝的站點,並將本內容分發到該緩衝區代理中。內容分發管理器把所選擇的緩衝區代理的地址及用於建立RTP連接的埠資源信息發給應用伺服器。
(10)應用伺服器根據所選擇的緩衝區代理的地址及用於建立RTP連接的埠資源能力信息組裝200 OK響應發送給網絡媒體話機。(11)網絡媒體話機發送ACK確認消息。
(12)應用伺服器接收到ACK確認消息後,通知所選擇的緩衝區代理按照與網絡媒體話機協商好的能力要求準備資源,等待與網絡媒體話機建立RTSP控制連接和RTP傳輸連接,同時通知記費伺服器開始記費。
(13)RTSP控制與RTP傳輸階段(業務交互傳送);(14)網絡媒體話機發送BYE請求以停止流媒體服務,終止會話。在此之前,需要斷開RTSP連接。
(15)應用伺服器向網絡媒體話機發送BYE請求的200OK響應消息,表示確認停止服務。
如圖3所示本發明在下述程序結構的支持下工作除去硬體,第一層軟體提供作業系統內核以及各種硬體驅動程序,第二層中間件將應用軟體與依賴於硬體的底層軟體分隔開來,使應用不依賴於具體的硬體平臺,第三層應用軟體包括本機存儲的應用和用戶即時下載的應用。
(1)硬體驅動層軟體驅動程序驅動硬體功能,如VOIP通訊模塊,射頻解調器、傳輸解復用器、A/V解碼器、OSD、視頻編碼器等。
(2)實時作業系統與PC作業系統不同,網絡媒體話機中的作業系統採用實時作業系統(RTOS),可以在實時的環境中工作,並能在較小的內存空間中運行。目前流行的實時作業系統有VxWorks、Psos、OS20、Windows CE等。這些作業系統各有所長,在機頂盒中都有應用。
(3)中間件在開發網絡媒體話機的上層應用中會面對如下問題實時多任務作業系統,硬體平臺原理細節,行業標準,繁雜的用戶界面以及實用功能等各項跨行業的難題。中間件是在網絡媒體話機的的應用程式和作業系統、硬體平臺之間嵌入的一個中間層,定義一組較為完整的、標準的應用程式接口,使應用程式獨立於作業系統和硬體平臺,從而將應用的開發變得更加簡捷,使產品的開放性和可移植性更強。它通常由通訊虛擬機、網絡瀏覽器、圖像與多媒體模塊等組成。開放的業務平臺上的特點在於產品的開發和生產以一個業務平臺為基礎,開放的業務平臺為每個環節提供獨立的運行模式,每個環節擁有自身的利潤。只有採用開放式業務平臺才能保證網絡媒體話機的的擴展性,保證開發生產投資的有效回收。
(4)上層應用軟體執行服務商提供的各種服務功能,如IP電話,電子節目指南、視頻點播、數據廣播和可視電話等。上層應用軟體獨立於STB的硬體,它可以用於各種STB硬體平臺,消除應用軟體對硬體的依賴。
圖4結構示意圖中ROM用於存放控制程序。RAM用於存放運行數據。VOIP語音編碼解碼單元,完成VOIP語音信號的模數,數模換及編解碼。VOIP語音壓縮解壓縮模塊完成語音數據的壓縮解壓縮(如G.723、G.729A等)。網絡接口模塊完成IP語音數據的收發及PSTN電話的收發。
圖5為網絡媒體話機典型VOIP通話過程框圖即VoIP業務應用的實現圖網絡媒體話機通過語音壓縮算法對語音數據進行壓縮編碼處理,然後把這些語音數據按IP等相關協議進行打包,經過IP軟交換網絡把數據包傳輸到接收地,再把這些語音數據包串起來,經過解碼解壓處理後,恢復成原來的語音信號,達到由IP網絡傳送語音的目的。IP電話系統把普通電話的模擬信號轉換成計算機可聯入網際網路傳送的IP數據包,同時也將收到的IP數據包轉換成聲音的模擬電信號。經過IP電話系統轉換及壓縮處理,每個普通電話傳輸速率約佔用8-11kbit/s帶寬,因此在與普通電信網同樣使用傳輸速率為64kbit/s的帶寬時,IP電話數是原來的5-8倍。
如圖6所示本發明主要功能件構成主CPU不僅是整個系統的主控器/監視器和資源管理器,還要處理系統級的監控、LAN和用戶接口。應用中,要求它處理信令(SS7、H.323)或媒體網關控制協議棧SIP。其它應用要求CPU運行語音識別資料庫和程序。單個主CPU不能完成這麼多功能。設計時可以用一個或多個從屬CPU來處理這些協議棧和應用。
圖8系統框圖給出了功能模塊的關係及連接關係網絡媒體話機具有語音、多媒體和數據處理等功能,需要執行複雜的DSP功能和複雜的網絡協議,是裝置的核心,它必須具備基於DSP的結構,以滿足快速處理器、寬帶總線和高效作業系統等要求,這樣的結構將使具體設計系統結構時遊刃有餘,開發出的產品既新穎又便宜,而且風險小。
運行支持環境負責優化程序的執行以及優化主機和I/O間接口。它包括的重要功能有為DSP生成優化的多信道電信應用程式的框架;自動的數據位置管理及與數據相關線程的產生;在編譯時估計對MIPS、存儲器和功率的需求;在運行期間為包括多DSP設計在內的多種系統配置方案提供支持,並為消息在DSP和主機IOP之間的傳輸提供支持;支持調試和性能確認;方便地定製特定領域的電信應用。
同時,系統的軟體開發環境包含多種協議棧API,(這些協議棧可在實時作業系統RTOS管理下的主機CPU或IOP上運行)。在協議棧層下面,是各種單板資源的API,包括DSP、DSP I/O(如串行埠和中斷)、IOP、H.110 TDM總線交換器、HDLC選件和I/O子模塊。
CPCI總線可用性分析也很關鍵。大多TDM I/O數據通過H.110總線傳輸,但在某些應用中,數據可能傳至LAN,這時LAN及其相關協議處理在主機上進行。CPCI總線的負荷50%的峰值處理能力用於處理LAN收發數據。
網絡媒體話機還要方便地處理多種網絡協議。網絡媒體話機的網絡能力是否高效取決於是否具有協議層次映射結構。建議將結構設計成能夠處理類OSI協議棧。以下是一個大致的建議較低層(第一、二層)用硬體(HDLC控制器、乙太網、I/O)和DSP實現,第三層可以放在IOP,而較高層在主CPU上實現。這樣減少了層間通信,縮短了延遲。
圖7是圖8中多媒體處理電路MPEG-4原理框圖MPEG-4視頻音頻解碼晶片。讀出串行的MPEG數據流信號及其它控制信號,經過MPEG音頻解碼器、解出立體聲的音頻信號,再經過A/D變換器,通過處理器輸出到音響設計或家用電視機。另一路MPEG視頻流,經過視頻解碼器、視頻D/A變換器、NTSC/PAL編碼器形成全電視信號送到家用電視機。還有控制信號,可以接收網絡媒體話機通過鍵盤發出各種控制命令。
1)MPEG-4壓縮、視頻/音頻解碼、主要為MPEG-4解復用、用於語音壓縮/解壓縮模塊。且業務復用,先將數字數據進行分組,然後將視頻數據分組、音頻數據分組和輔助數據分組復用到單一數據流中。本網絡媒體話機系統使用MPEG-4傳送流對視頻、音頻和數據信號進行進行解復用,形成音頻PES分組數據和視頻PES分組數據,並將音頻和視頻數據直接送給MPEG-4解碼器進行解碼。MPEG-4傳送流和數據流通過解碼並進行數據分析,以提取相應音頻PES數據、視頻PES數據、程序特殊信息(PSI)、服務信息(SI)以及私有數據。音頻PES數據和視頻PES數據通過A/V接口輸出,而程序特殊信息(PSI)、服務信息(SI)以及私有數據則被存儲到外部RAM中,並對這些數據直接進行存取操作。
解復用模塊送出的數據是壓縮的視頻PES數據和音頻PES數據,必須由MPEG-4解碼器對PES數據進行解壓縮。對送出的PES分組進行解碼後,它輸出兩組信號,一組為送給數字視頻編碼器的數字視頻信號,另一組為送給音頻DAC的PCM格式的數字音頻信號。
2)視頻編碼視頻編碼器將已解碼的數位訊號轉換為模擬信號,它接收MPEG-4解碼器送出的數字視頻信號,同時將它轉換成混合視頻信號或S端子視頻信號,這些信號經過低通濾波後,還原出模擬音、視頻信號,在常規彩色電視機上顯示高質量圖像,並提供多聲道立體聲。
3)音頻編碼、音頻DAC音頻編碼附設有音頻DAC的功能是將已解碼的數字PCM數據轉換成立體聲模擬信號。同時音頻DAC產生過採樣時鐘,作為參考時鐘提供給MPEG-4解碼器,以產生精確的音頻系統時鐘。
如圖9所示用最常用的標記表示。圖中包括話機SLIC模塊、壓縮、解壓縮、編解碼器是IP電話的模塊,對電話音頻進行壓縮、解壓縮,ROM、RAM是附設的存儲器。
Mpeg TS是MPEG模塊的內部碼流,對MPEG模塊進行功能區分,3TS是視頻功能模塊,IDE視頻處理與輸出緩存接口模塊,可以連出輸出接口。MPEG/AV.Enc、MEPG/AVDEC分別為MPEG編解碼模塊,DSP和DAC是核心的數位訊號處理模塊和音頻及視頻編碼模塊,TBC時基校正器將影像信號(AV或S端子)數位化後存放在影像存儲器中,影像輸出端子送出標準且穩定的信號,即使輸入信號中斷,TBC也能持續由內部的影像存儲器送出穩定的同步信號。PCI Tanget埠接在PCIBUS總線上,PCIMASTER、Sapphire為總線的外接插件,TransCoding表示流媒體碼流的輸出,IEEE-PHY為攝像數字轉換模塊,DVCodec模塊是用於IP電話模塊作為現有技術,Sapphire顯示設備,電話機模塊PCI總線,DSP晶片構成從DAC輸出音視頻埠。
圖9電路所用的晶片如MPEG-4多媒體處理器可以是美國TI公司C55x或C6000或DSC2x;日本NEC公司UPD6113XA,UPD61151/61152,UPD72891/72892;美國Vweb公司LSP「VW2005」;美國Sigma Designs公司LSI「EM8475」;美國Sigma Designs公司EM8500;美國ViVoDa Communications公司VDC-601 MPEG-4/H.26x單片視頻編解碼器。
VOIP處理晶片可以是美國Broadcom公司BCMI113R或CMI115R;美國TI公司基於TMS320C55x DSP的TNETV2510;美國Virata公司Azurite VoIP晶片組;荷商美普思科技(MIPS Technologies)整合硬體加速型加密功能的INCA-IP晶片;華邦電子與TigerJet Network公司W681511 CODEC晶片與Tiger560 VoIP處理器。
信息終端處理晶片(CPU)博利思公司;POCKET IX1。0和POCKET IX1.5;摩託羅拉公司32位嵌入式高集成度Coldfire5272處理器;美國通用儀器公司DCT3000/DCT5000;德州儀器公司(TI)TMS320DSC24 DSP臺灣矽統科技SiS550產品系列;意法半導體有限公司(ST Microelectronics Ltd.)STPC。
本發明的電路實現可以委託如臺碩泰克、華碩等IT產品製造公司進行主板、晶片的專業設計和相應的軟體運行,均可以得到圖9的電路實施例。本發明設計的網絡媒體話機基於CPCI結構,以奔騰C值得指出的是,對圖8的集成方法強調的是功能模塊(大規模集成電路主板)集成方案,包含CPU控制下的DSP硬體加嵌入式計算機軟體,集成組合隨功能設計而定,各功能模塊(大規模集成電路主板)根據網絡媒體話機的不同功能接口配置,本發明僅提出結構性框圖和集成方案解釋就能夠委託上述公司得到性能價格比符合要求的電路板和整機。
CPU晶片作為系統控制器,採用Windows NT作業系統。除了主要的PCI總線外,系統還有H.110總線,傳輸TDM。為完成TDM信息流的交換,必須使用H.110總線。H.110總線的前身是多廠商集成協議(MVIP)和信號計算系統結構(SCSA),通常是用於板間通訊的電纜連接,而不是背板總線。TDM使用不同的時隙承載語音信道。電信I/O和用戶I/O等其它功能由CPCI總線提供非總線型的電信I/O接口功能,並用於乙太網專有總線用戶I/O。
DSP是基於DSP處理器的CPCI板。這些板的PCI總線上有PCI夾層連接器(PMC)槽,可插入乙太網、DSP晶片組、IP-I/O或其它用戶自製板卡。除連接PCI總線外,這些連接器還可與TDM總線和電信I/O接口相連。
板上的處理器為專用i960處理分組數據和TDM數據,執行LAN/WAN協議棧,處理HDLC並管理DSP。這類I/O協議棧大多不能由CPU執行,因為其程序較大而且需要一定程度的實時處理。改用DSP執行這類程序,除要耗用DSP資源,還需要大量的軟體移植、測試、驗收和集成。這種結構可以在主處理器的本地PCI總線、主PCI總線或某個PMC卡上支持特定的LAN連接。LAN協議(TCP/IP)可以在主處理器或i960處理器上運行。在廣域網應用中,主要I/O是通過TDM總線和電信I/O接口對公用電話網絡(PSTN)進行訪問。用PMC I/O卡實現PSTN廣域網連接。連接到PSTN PCM/TDM數據流上。有關DSP的系統和設計如下1.DSP子系統DSP子系統是網絡媒體話機中處理器最集中的部分,包括語音編碼器、電話信號音發生器和探測器以及回音消除器。DSP子系統的可選方案有固定功能晶片集/內核、通用可編程CPU處理主機或本地信號以及可編程面向通信的DSP。可編程的DSP是最合適的選擇。選擇依據包括原料成本、靈活性、開發成本和功耗。
正確選用DSP和板結構是成功設計高密度、低成本的網關的關鍵。DSP必須能執行定點的特定語音編碼器的操作;配備傳輸TDM數據流的串行接口;配備內部程序和數據存儲器;功耗低;並有優化的C編譯器和調試工具。
設計單板時還應考慮後部轉換模塊(RTM),它將所有電纜和外部接口移至系統後部,提供熱切換能力和高可靠性。RTM的作用包括作為雙冗餘CPU設計中的中控板或熱切換控制器;或者通過增加一個PCI至PCI的橋延長PCI總線。
TDM數據流從TSI交換器輸出,又輸入DSP串行口。DSP選擇適當的TDM時隙(信道)並進行信號音檢測以確定呼叫類型。如果是語音呼叫,則對該時隙的語音數據消除回音後進行編碼、實時處理、以太/IP/UDP打包,再直接發送給乙太網控制器。如果語音信號探測器沒有探測到語音信號,則啟用靜音抑制。對於通過LAN接收到的分組數據,首先進行解包並發送到抖動緩衝器,然後發送到語音解碼器。如果啟用了靜音抑制,就可以生成柔性噪音。語音數據通過DSP串行數據流發送至時隙交換器並經電信I/O接口輸出。
編程處理如此複雜的實時數據流,軟體必須精心設計。效率低下的軟體設計、編碼和優化以及實時雙工語音傳輸中的明顯延遲都會使系統無法使用。DSP軟體的關鍵點包括DSP內核、IOP和本地驅動程序以及應用接口。
與通用的計算機不同,DSP處理器不使用普通的作業系統,而是編寫小型內核程序支持信號處理模塊。以下是內核的必要特性1.I/O預裝的高效的TDM緩衝和分組;低延遲的分組語音抖動緩衝器。2.多信道線程高效生成多信道線程,方便地處理TDM緩衝、網絡數據分組等產生的觸發事件。3.調試和剖析是開發複雜嵌入式系統的有用手段。4.存儲器服務DSP晶片的內存空間很寶貴,內存分配服務可以優化存儲器的使用。5.內核必須提供編程方法和編程工具,以便快速開發出優化的多算法、多信道通信應用。
2.多媒體處理子系統對多媒體數據壓縮和解壓縮技術是網絡媒體話機系統中的關鍵技術,網絡媒體話機採用DVD的標準,利用MPEG-4的音頻編碼技術將聲音壓縮到原來的六分之一,再利用幀內和幀間動態圖像壓縮技術,使圖像的解析度達到DVD的質量。
MPEG-4的工作原理由視頻音頻解碼加速器、視頻音頻同步時基、DRAM控制器和仲裁器、PCI總線/主機寄存器組成。
3.系統的整合設計1)網絡接口和用戶接口網絡接口將網絡媒體話機連接到寬帶乙太網絡上,處理有關網絡協議,接收輸入信息流,並返回到用戶的控制命令。對於寬帶乙太網,則網絡接口可以合併到信道編碼部分,用VOIP信道來傳送用戶控制信息。安全管理可以通過一個VOIP撥號密碼認證形式,通過VOIP主叫鑑權完成。
用戶接口主要由單片機控制電路、顯示電路、遙控電路組成。在網絡媒體話機開機後,首先將啟動VOIP聯接功能,支持VOIP的撥號IP位址翻譯通訊,同時在撥接指定VOIP配號(IP位址)後,接收中心平臺控制系統發送節目預選信息,並以節目菜單的形式在VOIP的IVR或外接電視機上顯示。用戶可以通過VOIP語音提示或用戶電視接口屏幕選擇節目菜單,並根據自己的喜好選擇通過撥號方式點播節目。而用戶接口則把選擇信息送給網絡媒體話機的CPU,並做相應的IP聯接和節目播放處理。
2)外圍設備控制系統外圍設備控制子系統使用戶可以把多種功能擴展外設連接到網絡媒體話機上。其中最基本的外設接口將是紅外線接口。同時網絡媒體話機還將能提供更多的接口,如遊戲操縱杆、鍵盤、滑鼠以及印表機、磁碟驅動器、CD-ROM等。
3)網絡媒體話機是需要複雜軟體支持的信息家電,它實際上就是一個複雜的微型計算機系統,因此作業系統是必不可少的。網絡媒體話機的軟體設計採用層次型的結構,其優點在於使底層的硬體對上層軟體透明,增加或替換硬體時不用修改上層的軟體,上層軟體修改時不必了解硬體的結構,這樣升級和擴展十分方便。
軟體部件運行於網絡媒體話機目標硬體之上,它們分別是作業系統和應用代碼。此兩部件經過連接可生成可執行軟體,又稱可執行映象,將它下載到網絡媒體話機上,便完成網絡媒體話機的軟體構造工作。
數位電視VOD應用網絡媒體話機VOD功能的總體設計可採用與DVD類似或相同的標準,信源編碼採用MPEG-4標準,業務復用採用的是MPEG系統層規範,而IP通訊協議則採用SIP標準協議。具體實現時,用戶根據VOIP語音和電視視頻主菜單選擇節目後,網絡媒體話機通過VOIP撥號將用戶的節目請求信息傳送到中心控制系統平臺,中心控制系統平臺根據用戶請求信息向IP網絡發送相應的節目。網絡媒體話機接收IP網絡上的信號,完成IP連結、信道解碼、解復用、解壓縮、視頻編碼和音頻DAC的功能,並將視頻/音頻輸出信號送到電視機,從而實現交互視頻/數據信息服務。其工作過程為在客戶端,用戶上行信號指令由網絡媒體話機以撥號IP位址翻譯方式通過網絡發出通信呼叫,經IP網絡向視頻伺服器發出請求。到達並被伺服器的網卡接收,傳送給伺服器。經過請求驗證後,伺服器把存儲子系統中可訪問的節目名準備好,並在用戶VOIP話機和電視屏幕上播放點播單。用戶選擇節目後,伺服器從存儲子系統取出節目內容合成視頻數據流,通過IP網絡以MPEG-4壓縮方式傳送到客戶端網絡媒體話機並在電視機上播放。
網絡媒體話機應該既能處理TDM信息也能處理IP信息。在網絡媒體話機的設計裡,H.110總線提供TDM服務,而從屬CPU上的LAN接口以及DSP的子模塊提供IP接口服務(IP也能通過CPCI總線傳送)。DSP必須具有動態處理語音/調製解調數據的能力,從而節省編碼轉換和多任務處理的成本。
網絡媒體話機的作用是與其它網關通信,因此,在信令、壓縮和IP頭格式方面必須按照標準的要求進行設計。
圖10所示基於TDM的PSTN話音網必將和分組交換數據網融合,形成可以傳遞話音和數據等綜合業務的新一代網絡。如何靈活,有效地實現現有的PSTN網與分組交換網的互通,將PSTN逐步地向IP網絡演進,其關鍵的網絡產品就是呼叫伺服器Call Server,或稱為SOFTSWITCH。Call Server是下一代話音網絡交換的核心,如果說傳統電信網絡是基於程控交換機的網絡,而下一代分組話音網絡則是基於Call Server(SOFT SWITCH)的網絡。所謂下一代網NGN,是一個及其鬆散的概念,泛指一個不同於目前一代的、以數據為中心的融合網絡。從網絡特性看,下一代網絡是一個通過高速公共傳輸鏈路和路由器等節點,利用IP承載話音、數據和視像等所有比特流的多業務網;一個能為各種業務提供有保證的服務質量的網絡;一個在與網絡傳送層及接入層分開的服務平臺上提供服務與應用的網絡;一個向用戶提供寬帶接入,能充分發揮容量潛力的網絡;一個具有後向兼容性,能充分挖掘現有網絡設施潛力和保護以有投資,允許平滑演進的網絡。
基於IP技術的下一代電信網是一種以分組為單位的網絡交換和傳輸機制,承載、信令和管理在同一個基礎設施上(即IP之上),客戶機/伺服器的電信業務體系,具有向傳統的固定和移動終端提供仿真的傳統電信業務的能力。
本發明基於下一代網絡NGN,NGN是業務驅動的網絡,通過業務與呼叫控制分離實現相對獨立的業務體系,使業務真正獨立於網絡,靈活有效地實現新業務,在功能上分為四層1)接入和傳輸層(Access and transport layer)將用戶連接至網絡,集中用戶業務將它們傳遞至目的地,包括各種接入手段。
2)媒體層(Media layer)將信息格式轉換成為能夠在網絡上傳遞的信息格式。
3)控制層(Control layer)包含呼叫智能。此層決定用戶收到的業務,並能控制低層網絡元素對業務流的處理。
4)網絡服務層(Network Service layer)在呼叫建立的基礎上提供額外的服務。
下一代網絡是可以提供包括話音,數據和多媒體等各種業務的綜合開放的網絡構架,有三大特徵。本發明所採用軟交換的技術基礎1.對外接口軟交換作為一個開放的實體,與外部的接口必需採用開放的協議。
媒體網關與軟交換間的接口-用於軟交換對媒體網關的承載控制、資源控制及管理。
信令網關與軟交換間的接口-用於傳遞軟交換和信令網關間的信令信息。此接口可使用信令控制傳輸協議(SCTP)或其它類似協議。
軟交換間的接口-實現不同軟交換間的交互。此接口可使用SIP-T協議。
軟交換與應用/業務層之間的接口-提供訪問各種資料庫,三方應用平臺,各種功能伺服器等的接口,實現對各種增值業務,管理業務和三方應用的支持。
軟交換與應用伺服器間的接口-此接口可使用SIP協議或API如Parlay,提供對三方應用和各種增值業務的支持功能。
軟交換與策略伺服器間的接口-實現對網絡設備的工作進行動態幹預,此接口可使用COPS協議。軟交換與網關中心間的接口-實現網絡管理,此接口可使用SNMP協議。
軟交換與智能網的SCP之間接口-實現對現有智能網業務的支持,此接口可使用INAP協議。
2.主要功能Softswitch/Call Server的主要功能有;提供支持多種信令協議(包括H.248,H.323,SIP*,SCTP、ISUP+、INAP+、RADIUS、SNMP)的接口,實現PSTN網和IP網網/ATM網間的信令互通和不同網關的互操作。
Softswitch/Call Server主要處理實時業務第一是話音,並增加處理視頻和多媒體業務。從經濟角度來看,Softswitch/Call Server首先應能支持話音業務。但在網絡融合的過程中Softswitch/Call Server還應該具有利用新的網絡服務設施提供各種增值業務和補充業務的能力。提供可編程的,邏輯化控制的開放的API協議,實現與外部應用平臺的互通。通過不同的邏輯與媒體層的網關交互,對網關設備或IP/ATM網的核心設備進行控制,完成融合網絡中的呼叫控制,會話的建立,修改和拆除過程以及媒體流的連接控制。提供網守功能,即接入認證與授權、地址解析和帶寬管理功能。操作維護功能,主要包括業務統計和告警等,計費功能,應具有採集詳細話單的功能3.業務提供軟交換本身可以提供現有電話網中的一些基本業務和補充業務,但由於軟交換的靈活性,它還可以與智能網的SCP相結合,提供各種智能業務,並且,通過引入一個新的組件-應用伺服器(Application Server),軟交換還可以為三方應用提供應用平臺,不僅提高了服務的種類,而且加快了服務應用的速度。
(1)基於軟交換的增值業務架構軟交換體系結構中引入了一個新的組件應用伺服器(Application Server),應用伺服器是專為增值業務而引入的。應用伺服器負責各種增值業務的邏輯產生和管理,並且還提供各種開放的API,為第三方業務的開發提供創作平臺。應用伺服器是一個獨立的組件,與控制層的軟交換無關,從而實現了業務與呼叫控制的分離,有利於新業務的引入。
應用伺服器(Application Server)提供增值業務的執行,管理和開發平臺,處理與軟交換間的接口信令。
媒體伺服器(Media Server)提供特殊業務的資源平臺,處理與媒體網關間的承載接口。組件間的接口如下RTP-此協議用於傳輸媒體網關和媒體伺服器間的媒體流。
SIP-此協議用於應用伺服器和軟交換間的通信,使得軟交換可將需要增值業務的呼叫發至應用伺服器進行增值業務處理。SIP網絡架構包括SIP終端和伺服器。SIP終端主要完成向伺服器發送請求和與伺服器建立連接。伺服器包括代理伺服器、註冊伺服器、重定向伺服器和位置伺服器四類。代理伺服器主要完成SIP消息的轉接、轉發功能。重定向伺服器告訴客戶下一跳伺服器的地址,客戶根據此地址向下一跳伺服器重新發送請求。註冊伺服器接收終端的註冊請求,對終端進行鑑權,它通常與代理伺服器或重定向伺服器共存。位置伺服器為重定向伺服器或代理伺服器提供被叫用戶可能的位置信息。
為了在IP網絡上向用戶提供集語音、視頻、數據為一體的多媒體業務,滿足多樣化、個性化業務需求,並具備良好的綜合接入能力、業務提供、網絡管理、用戶認證、鑑權和計費能力,並在繼承的基礎上實現與PSTN/ISDN、PLMN等業務網絡之間的的互通,業界提出了以軟交換(SoftSwitch)為核心的下一代網絡(NGN)。
SoftSwitch是構建在NGN之上的端到端通訊的核心控制部件,提供下一代融合(有線/無線、數據/話音/視頻)開放的業務。SoftSwitch的核心思想是業務與呼叫控制分離、呼叫控制與傳輸分離,將呼叫控制功能從媒體網關(傳輸層)中分離出來,通過軟體實現基本呼叫控制功能,從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離,為控制、交換和軟體可編程功能建立分離的平面。與此同時,軟交換還將網絡資源、網絡能力封裝起來,通過標準開放的業務接口和業務應用層相連,從而可方便地在網絡上快速提供新業務,實現業務與呼叫控制分離。
SoftSwitch技術採用分層的網絡架構,具備全面的開放性,同時骨幹網絡傳輸技術以及城域網技術的發展,為以SoftSwitch為中心開展多媒體業務提供了現實的基礎。
SoftSwitch是整個網絡的控制中心,提供集中的呼叫控制、路由、資源管理及增值業務接口。視訊終端向SoftSwitch註冊及建立呼叫連接。它不僅實現SIP伺服器的功能,完成呼叫控制和媒體能力協商,實現SIP終端之間點到點的視頻通信。而且它能支持其它類型視訊終端如H.323終端的接入,並能實現SIP視訊終端與H.323視訊終端的互通,同時也可以增加相應的網關實現同其它業務網絡的互通,如PSTN、七號信令網、移動網等。
將SIP和軟交換結合組建IP視訊網,既簡化了呼叫控制;又具備豐富的業務能力,如用戶可以在任何地點、採用任何接入手段、任何時間獲得基本相同的業務;「一點提供、全網共享」;支持第三方業務,支持用戶業務定製,業務個性化;同時可方便地實現同其它業務網絡的互通,如PSTN、H.323視訊網等等。
純SIP組網的運營模式與傳統的運營模式不同,它沒有長途和本地之分,主要是基於內容或者服務的運營模式。利用SIP可快速組網,靈活部署業務,為用戶提供可移動的視訊服務,隨著相關問題的逐步解決,基於SIP組建靈活的、可擴展的新一代視訊網絡是一種趨勢。
隨著Internet的迅猛發展,視訊需求的大眾化以及SIP相關技術的逐漸成熟,SIP將逐漸成為視訊領域的主流信令控制協議之一。當然,是組建純SIP的下一代視訊網,還是與軟交換結合組建下一代視訊網,目前並沒有定論。這主要取決於技術的發展和市場的需求。如果SIP技術本身能夠率先突破多點會控等限制,而且由於它的投資成本相對較小,純SIP視訊網絡將會率先發展。相反,如果軟交換技術快速商用,那麼與軟交換結合組建的下一代視訊網也會快速發展。而且,隨著SIP和軟交換技術的發展,二者可能會出現融合,純SIP的視訊網絡可能由軟交換統一管理和控制,畢竟軟交換的初衷是融合多種網絡。
應用伺服器和軟交換間用SIP協議進行通信,而SIP是用於創建,修改和終止呼叫的應用層控制(信令)協議,這樣,使得應用伺服器可以涉入呼叫的控制方面,但不能對媒體資源作出控制,而媒體伺服器則可提供這方面的功能,讓媒體伺服器與應用伺服器相配合,就可讓應用伺服器處理呼叫的信令方面(SIP),而媒體伺服器負責處理媒體流(RTP),這樣就可支持那些需要控制媒體流的業務,如媒體混合等。當然,如果業務不需要對媒體的控制功能,如編號轉換、轉發、路由相關業務等,那麼這些業務僅用應用伺服器就能支持。另外,由於媒體網關具備媒體伺服器的一部分或所有的功能,隨著SIP協議的進一步擴展,應用伺服器則可以通過軟交換從媒體網關那裡獲得一些媒體功能,即應用伺服器分配一定的媒體相關功能在媒體網關上實現,這樣可以減輕應用伺服器上的媒體功能,進一步降低增值業務使用的成本。
(2)軟交換與應用伺服器間的交互軟交換與應用伺服器間使用SIP協議進行通信。SIP協議具有建立、拆除和管理端點間會話的功能,所以軟交換既能建立也可取消至應用伺服器的呼叫,同樣,應用伺服器也能建立和取消至軟交換的呼叫,並且應用伺服器還具有轉換主叫和被叫方的信息、保持和恢復連接的功能。目前,對SIP協議功能正進行擴展工作,未來SIP將能支持多方功能。
軟交換和應用伺服器都可作為SIP用戶代理,它們可以直接通過代理伺服器進行通信。軟交換可利用註冊機制動態得知應用伺服器的存在,也可通過在軟交換上配置應用伺服器的地址信息,靜態得知應用伺服器的存在。源報頭用於通知應用伺服器主叫方的身份,而終報頭用於通知應用伺服器增值業務將應用的那一方的身份。
軟交換和應用伺服器間控制流交互的一般流程如下軟交換觸發決定呼叫是否切換至應用伺服器進行增值業務處理。觸發可基於主叫方地址,被叫方地址或其它的軟交換機制。
軟交換根據觸發信息確定應用伺服器的地址,並通過發送SIP請求信息(包括適當的呼叫信息)將呼叫轉至目標應用伺服器,目標應用伺服器收到SIP請求後,調用相應的增值業務。在此處,應用伺服器可進行許多動作 重定位-向軟交換發送一個新的目的地址——重定向呼叫(3XX重定向響應中包含一個新的目的地址)。這種機制可用於面向地址轉換和路由的業務。接收和傳送-分配媒體資源——命令軟交換將至媒體資源的路徑連接好(用200OK響應表示)。用戶與媒體資源的交互結束以後,應用可將呼叫傳至新的目的地,應用退出呼叫(BYE的頭中包含有新的目的地址)。此機制可用於面向媒體的業務,如卡號和傳真存儲/轉發業務。
代理-通過軟交換將呼叫返回——使得應用伺服器可監視所有的並發呼叫事件。此機制可用於面向事件的業務,如記帳卡和計時業務。
基本的SIP功能和擴展的呼叫控制功能結合在一起,可使軟交換將呼叫轉至應用伺服器進行增值業務處理,處理完以後,應用伺服器通過軟交換將呼叫轉回,並將自己從呼叫中退出。SIP協議可使應用伺服器進入所有的呼叫控制活動並能傳送、重定向和代理呼叫。由於SIP的通用性和靈活性,使得在軟交換網絡中可以非常有效和容易的實現增值業務。
(3)應用伺服器之間的交互除了軟交換和應用伺服器間使用SIP協議外,應用伺服器間也使用SIP協議進行通信,這使得應用伺服器之間也可以交互。這樣,就可以將兩個或多個位於不同應用伺服器上的業務聯繫起來,使得業務提供者可向用戶提供一個完備、無縫的業務提供解決方案。隨著應用伺服器可以實現對其它應用伺服器的控制,相應的管理應用伺服器間的功能交互的機制就需要引入,這對於日益增多的增值業務入網很重要。軟交換可把複雜,耗時的功能交互管理分派給應用伺服器,由應用伺服器自己來管理與其它應用伺服器的交互。
軟交換可分派AIN/IN SSP功能給應用伺服器,將AIN/IN的業務交換點(SSP)功能置於應用伺服器上,由應用伺服器來負責適當的呼叫模式,這樣,應用伺服器既可以與AIN/IN的業務控制點(SCP)和智能外設(IP)進行交互來支持傳統的業務,又可開發新的智能業務。將各種應用編程接口置於應用伺服器上,為外部的應用提供編程接口,提供第三方應用的開發平臺。
軟交換的核心競爭力主要在軟體方面,它既可以作為獨立的NGN網絡部件,分布在網絡的各處,為所有媒體提供基本業務和補充業務,也可以與其它的增強業務節點結合,形成新的產品形態。正是軟交換的靈活性,使得它可以應用在跨媒體混合業務領域。
智能網領域的應用在智能網領域,軟交換與媒體網關相結合,完成SSP功能,與現有智能網的SCP相結合,提供各種智能業務,此時,軟交換需實現智能網的基本呼叫狀態模型(BCSM)和H.323或SIP協議狀態機的轉換。
軟交換可支持多種協議,如INAP和CAP,並可與應用伺服器配合,提供各種新的增值業務和補充業務軟交換處理的業務軟交換主要處理實時業務最初是話音,以後也可處理視頻和多媒體業務。雖然數據業務量正漸漸趕超話音業務量,但目前話音業務的收益仍是數據業務的好幾倍,所以,從經濟角度來看,軟交換首先應能支持話音業務。但在網絡融合的過程中勢必會出現新的應用,所以軟交換還應該具有利用新的網絡服務設施支持各種增值業務和補充業務的能力。
軟交換的主要職責是在端點間建立關係。關係可能是一個簡單的呼叫,也可能是很複雜的過程。未來網絡業務的特點是業務智能越來越集中在應用伺服器上,如在智能網平臺上實現的許多獨立於網絡的增值業務。應用伺服器負責業務邏輯的產生,業務則通過應用伺服器與軟交換交互。因此,軟交換的主要任務是支配網絡資源,至於業務則越來越向上層移動。
什麼樣的關係需要軟交換的參與呢?如果需要提供質量服務,就要涉及到軟交換,因為軟交換可保證用戶定義的業務和網絡實際能力之間達到最好的匹配。但並不是所有關係的建立都要軟交換的參與,有些則可在盡力而為的基礎上實現。由於有些業務的關係不需要軟交換的參與,所以軟交換不能保證其服務質量(QOS),但這些與軟交換無關的關係應不削弱受軟交換控制的關係的QOS。
作為下一代網絡交換核心的Softswitch/Call Server,結合了傳統的電話網絡的可靠性和IP技術的靈活性和有效性的優點,是傳統的電路交換網向分組化網絡過渡的重要網絡概念,這一概念所形成的系列網絡產品將對我國電信網的演進以及利用IP網絡提供豐富的業務起重要的作用,具有廣闊的發展前景。隨著IP技術的引入,新概念和新產品不斷出現,現有網絡和未來的網絡都面對許多機遇,挑戰和選擇,無論是採用那種技術和設備,關鍵是要把握好網絡的融合,研究新設備與已有網絡的關係,新的網絡體系架構,並能實現電路網絡向分組網絡的無縫過渡。
目前NGN網絡的統一業務開放平臺是以應用伺服器為核心的平臺。應用伺服器在NGN網絡中向用戶提供各類增強業務的設備,它負責業務邏輯的執行、業務數據和用戶數據的訪問、業務的計費和管理等。
應用伺服器除了處理軟交換的SIP業務請求,從而為軟交換網絡的用戶提供增強業務外;應用伺服器還可以提供智能網業務;以及可以提供API接口以調用第三方的應用。應用伺服器提供智能網業務有兩種情況,一種情況是應用伺服器與具備SSF(業務交換功能)功能的軟交換通過INAP協議互通,為來自軟交換的智能網呼叫提供服務。另一種情況是應用伺服器通過信令網關與現有的智能網SSP/IP設備互通。如果業務需要,應用伺服器也可以與業務控制點(SCP)進行互通。
應用程式接口(API)接口當應用伺服器提供應用程式接口API接口調用第三方業務應用時,API可以是PARLAYAPI或其他API。當應用伺服器提供PARLAYAPI時應具有PARLAY網關的功能,完成PARLAY API與底層各種協議之間的映射。
應用伺服器在NGN中主要提供業務控制功能、媒體控制功能、業務數據功能、協議適配功能、計費功能、應用執行環境功能、操作維護管理等功能;此外還可選地提供API接口功能、PARLAY網關功能等。
API接口的實施例很多如CMPP API華為網關接口(DLL)、亞信網關接口(DLL/JAVA)、清華深訊網關接口(DLL)、卓望網關接口(DLL)、東軟網關接口(DLL/JAVA)等。
SiteView特此設計了開放式的API接口。SiteView開放式API由動態連接庫(DLL)和模版文件(Template)組成。動態連接庫可按照SiteView定義的標準由用戶或其他軟體供應商提供,模版文件可以利用SiteView的模版文件嚮導(TPLWizard)生成。
可以通過SNMP與其它系統集成網絡管理協議SNMP 2.0和SNMP 1.0的安全機制比較脆弱,通信不加密,所有通信字符串和數據都以明文形式發送。攻擊者一旦捕獲了網絡通信,就可以利用各種嗅探工具直接獲取通信字符串,即使用戶改變了通信字符串的默認值也無濟於事。可用SNMP 3.0解決了一部分問題。SNMP 3.0使用DES(Data Encryption Standard)算法加密數據通信;另外,SNMP 3.0還能夠用MD5和SHA(Secure Hash Algorithm)技術驗證節點的標識符,從而防止攻擊者冒充管理節點的身份操作網絡。有關SNMP 3.0的詳細說明,請參見http//www.ietf.org/rfc/rfc2570.txt。SNMP在現行網絡管理系統的相關技術中,簡單網絡管理協議(SNMP)事實上已經成為了核心標準。
應用伺服器為軟交換網絡中的增強業務提供應用執行環境,通過協議適配功能對呼叫分配合適的協議,然後由業務控制功能根據業務邏輯執行的需要對業務進行控制,並通過業務數據功能調用業務執行過程中所需要的業務數據和用戶數據。在業務控制的過程中,如果需要應用伺服器會對媒體伺服器的媒體資源進行控制,為呼叫提供各種媒體資源,並通過計費功能提供必要的業務管理、維護、統計等功能。如果某些業務由不屬於軟交換網絡所有者的第三方業務提供商提供,那麼可以通過PARLAY網關和API接口安全調用第三方應用。
IP呼叫中心廣義上看,面向網絡媒體話機終端的IP呼叫中心平臺利用軟交換體系結構可以建立下一代網絡NGN框架,功能涵蓋業務層、控制層、核心層和邊緣層,它主要由軟交換設備、信令網關、媒體網關、應用伺服器、標準應用程式接口(API)等組成。從狹義上看,IP呼叫中心平臺定位在控制層。包含了呼叫伺服器、呼叫代理、媒體網關控制器等設備的全部功能,而且還增加了一些擴展功能。
NGN呼叫與控制的核心是位於IP呼叫中心平臺控制層的軟交換(Softswitch),軟交換設備是多種邏輯功能實體的集合,提供綜合業務的呼叫控制、連接以及部分業務和功能,是NGN中話音/數據/視頻業務呼叫、控制、業務提供的核心設備,也是目前電路交換網向分組交換網演進的主要設備。
1.基本架構IP呼叫中心平臺應該是一個開放的、標準化的系統,它能夠在開放式計算平臺上執行分布式通信功能;也能夠合成話音、數據和視頻,並在此基礎上提供綜合網絡業務;還能夠支持傳統的交換協議(如SS7),同時通過在不同協議之間進行翻譯(例如無線和有線系統之間),完成不同類型網絡的互通。
2.主要功能IP呼叫中心平臺是實現″呼叫控制″功能的實體,軟交換提供的呼叫控制功能是各種業務的基本呼叫控制。軟交換將為業務的獨立和開放提供重要的支持。下一代網絡(NGN)的發展已經越來越成熟,通過信息終端——網絡媒體話機對於業務與應用的融合,「三網合一」也將變為現實,而這一切都建立在IP的基礎之上。從NGN的特點不難看出,「IP呼叫中心」符合NGN體系結構,所以選擇「IP呼叫中心」作為支持網絡媒體話機終端的統一業務開放平臺將很容易向NGN進行過渡和升級。
市場的需求是促使IP呼叫中心逐步轉向網絡媒體話機終端全面集成化的解決方案的主要因素。IP呼叫中心將從單一的話音模式向被稱之為多媒體的包括email、傳真、聊天工具、視頻以及話音在內的由多種通信媒介組成的以客戶應用為中心導向的模式進行轉變。並將傳統的話音網絡與新興的基於IP協議的區域網路和廣域網絡結合起來。IP呼叫中心對於網絡媒體話機終端全面交互管理解決方案能夠利用一個通用的業務規則引擎(business rules engine)、一個歷史報告系統(historical reporting system)以及其實時資源管理能力對多個媒體流進行管理。這些媒體包括Web、Wap、VoIP、e-mail、語音郵件以及傳真等,此外還包括傳統的PSTN話音交互等,為網絡媒體話機的通訊與多媒體業務應用實現了其所需的系統靈活性、簡單性以及獨立於媒體的集成特性等。符合NGN體系結構的IP呼叫中心,在架構支持網絡媒體話機終端的統一業務開放平臺的設計中,具備以下能力優良的互聯互通能力。IP呼叫中心對業界主流協議SIP的支持保證了網絡媒體話機終端在各個層面集成第三方廠家設備,包括與第三方網關設備的互通、與第三方對等軟交換設備的互通、與第三方業務設備的互通、與第三方終端設備的互通等。另外,IP呼叫中心還可實現與其它網絡的互通(如七號信令網、H.323網絡等),順利實現網絡媒體話機終端與不同IP位址規劃的各類終端之間任意時刻的呼入、呼出。
超強的設備處理能力。IP呼叫中心具有強大的處理能力,軟交換核心設備為未來軟交換網絡的規模發展奠定了基礎;中繼網關設備能夠更好地滿足運營商網絡的需求。
豐富的標準協議接口。IP呼叫中心摒棄了非標準的內部協議,全部採用開放的標準協議接口,包括呼叫處理協議(SIP/SIP-T)、媒體控制協議、承載支持協議、業務層協議、管理層協議等。這些協議接口可以快速進行協議版本的維護和升級,同時可以迅速支持最新的協議。
設備的電信級可靠性。IP呼叫中心是基於電信級應用而設計和實現的,具有完善的備份和切換能力,所有重要的單板以及電源都採用熱備份的方式;支持靈活的單板混插/熱插拔能力,使設備的配置更加靈活;具有優良的語音、視頻質量以及完善的T.38傳真能力。針對IP網絡的特性,IP呼叫中心採取多種QoS策略來保證用戶電信級的通信質量。
另外,IP呼叫中心提供網絡媒體話機終端可以商用的通訊及多種多媒體業務,完成相關NGN平臺構築,為未來3G和固定NGN的融合提供統一的網絡基礎設施,以適應不同形態的通信網絡未來將不斷融合的發展趨勢。
IP呼叫中心平臺結合網絡媒體話機終端將為運營商提供面向下一代網絡的全面解決方案·IP呼叫中心平臺可以從任何開放的IP網絡環境或其他第三方平臺上開發運用於電信網絡的新業務。這樣可以以最快的速度和最有效的方式引入各類新業務;·IP呼叫中心平臺支持現有所有用戶的話音、數據連接,其他第三方平臺服務,以及網絡媒體話機終端的處理能力都將被支持,以最大程度的保證業務收益;·IP呼叫中心平臺支持現有網絡媒體話機終端用戶的連接和其他第三方服務平臺將迅速過渡至未來的NGN網絡框架;·充分利用網絡媒體話機終端,IP呼叫中心平臺以最小的投資,最短的過渡時間演進到NGN網絡。圖11-14均基於上述的IP呼叫中心平臺實現本發明的方法。
圖15所示平臺組成(1)軟交換控制設備(Softswitch Control Device)這是IP呼叫中心平臺的核心控制設備。它完成呼叫處理控制功能、接入協議適配功能、業務接口提供功能、互連互通功能、應用支持系統功能等。(2)業務平臺(Service Platform)完成新業務生成和提供功能,主要包括SCP和應用伺服器。(3)信令網關SG(Signaling Gateway)目前主要指七號信令網關設備。傳統的七號信令系統是基於電路交換的,所有應用部分都是由MTP承載的,在軟交換體系中則需要由IP來承載。通過信令網關完成PSTN網與包交換網七號信令的互通功能。(4)媒體網關MG(Media Gateway)完成媒體流的轉換處理功能。通過不同的網關設備完成與各種網絡及終端的互通。(5)其它支撐設備如AAA伺服器、大容量分布式資料庫、策略伺服器(Policy Server)等,它們為軟交換系統的運行提供必要的支持。在網絡媒體話機的各種業務應用中,IP呼叫中心平臺將作為核心控制設備,完成呼叫處理、業務提供、設備控制、計費管理等功能的,而網絡媒體話機則在IP呼叫中心平臺的控制下完成各種媒體/信令流轉換及其它附屬功能。
本方法發明總體功能設計指標·支持SIP協議軟交換通訊;網絡媒體話機支持ADSL/LAN/Cable Modem寬帶接入;·支持MPEG-4協議標準,兼容支持MPEG-I和MPEG-II視頻格式和MP3音頻格式。
·支持NTSC和PAL電視制式;支持碼流52Kbps---2000Kbps;CBR or VBR;·視頻解析度Full D1 720*576 or 640*480;支持5.1聲道數字式立體聲·支持HTTP 1.0,HTML 3.2和HTML 4.0,cookie,JavaScript 1.3,SSL3.0;·支持BMP,GIF87a,GIF89a(動畫GIF),JPG圖片格式;·支持兩種大小字體;支持簡體中文、英文;支持代理媒體伺服器;·屏幕放大和縮小,支持兩種顯示模式640×480和800×600;·視頻解析度Full D1 720*576 or 640*480;支持碼流52Kbps---2000Kbps;CBR or VBR;·支持Windows Media DRM數字版權管理;支持HTML網頁瀏覽;·支持SSL、NTLM、Kerberos安全認證;支持網絡CDN寬帶內容分發;·支持SIP協議VOIP通訊;支持系統在線升級,在網絡上獲得最新版本軟體;·支持網絡消息(文本MAIL,MS,FAX;PUSH/PULL信息等)·編號地址翻譯交互操作,支持媒體播放控制等撥打與接收網絡媒體話機鍵盤撥號控制交互上行信息,IP呼叫中心支持IVR,TV屏顯操作引導;IP呼叫中心流媒體信號經網絡媒體話機處理直接連接電視機或家庭影院(音響);網絡媒體話機支持掛斷/音量調節/重撥/暫停/來電顯示;雙向話音通訊,IP呼叫中心由運營商配合支持網絡媒體話機撥打固定電話/行動電話;支持VOIP/PSTN互聯互通;網絡媒體話機在運營商的支持下撥打IP呼叫中心平臺,流媒體通訊。
預置特殊功能網絡媒體話機具備電話簿/通迅記錄/留守錄音功能;IP呼叫中心支持網絡媒體話機進行電話會議通信;IP呼叫中心可升級網絡媒體話機客戶端程序、下載振鈴及撥號音。
本方法發明主要技術設計指標執行標準與協議G.711 A-law μ-1aw、GSM6.10、G.729語音編解碼算法;符合SIP標準;MPEG-4協議標準網絡媒體話機乙太網接口——RJ45連接器,符合IEEE 802.3 10 Base-T;電話網接口——RJ11連接器,符合PSTN標準;撥號鍵盤—除標準的0-9、*、#外,另設有12個功能鍵,用於操作與設置話機;視頻制式——自動/NTSC/PAL;音頻響應——20Hz-20KHz;音頻信噪比——90db;模擬音頻輸出——1-2V;數字音頻輸出——0.5Vp-p;視頻輸出——1 Vp-p;負載阻抗75歐姆非平衡負極性;色差輸出740-140m Vp-p。
S端子輸出——亮度Y0.7 Vp-p;色度C0.88Vp-p;負載阻抗75歐姆。
狀態指示燈——設有指示燈及LCD照明燈,用於LCD顯示照明。
免提功能——全雙工,振鈴音量、聽筒音量、揚聲器音量數字式獨立調節;AC/DC適配器一輸入220~240V(中國,歐洲等)或100~240V(全球電壓自適應),47-63Hz;可登錄至指定軟交換平臺;可自動尋找軟交換平臺;支持DHCP自動分配IP位址,子網掩碼,網關IP位址等;支持PPPoE;靜音檢測;舒適噪聲產生;16ms回聲抵消;
動態的緩衝區管理--減少延時、抖動對話音質量的影響使用環境使用溫度0℃ to 50℃(32°to 122°F);儲藏溫度-30℃ to 65℃(-22°F to 149°F);溼度10 to 90%無結露;電源220V、50Hz網絡乙太網——LAN、DSL、Cable-Modern;網絡延遲小於400ms;網絡抖動小於100ms;網絡丟包率小於10%;網絡帶寬VOIP大於30kbps,VOD大於256kbps。
電話程控網——PSTN;家電電視機、音響。
操作界面本機撥號操作鍵盤,LCD顯示屏(文本信息菜單),本機話筒(語音信息菜單);外接電視機(電子節目信息指南);驅動接口(設置本機操作程序)。
基本接口乙太網接口RJ-45——連接LAN、DSL、Cable-Modern電話網接口RJ-1——連接PSTN;模擬音視頻AV——連接帶AV的電視機複合視頻S-V——連接帶S-視頻端子的電視機色差分量YUV——連接帶Y、Pb/Cb、Pr/Cr插座的電視機5.1立體聲AC-3——連接立體聲音響或家庭影院本機設置接口COM——可通過PC瀏覽器設置話機參數擴展接口外設接口USB——連接移動硬碟(或移動光碟)外設接口AV或USB——連接外掛攝像機或數字攝像系統輸入接口RF——連接模擬有線電視、數字有線電視或衛星電視設備部分縮略語英漢對照表英文縮寫 英文全稱 中文譯名NGN Next Generation Network 下一代網絡SoftSwitch軟交換ADSL Asymmetric Digital Subscriber Loop非對稱數字用戶環路ATM Asynchronous Transfer Mode異步轉移模式TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol 傳輸控制協議/網際網路協議TDM Time Division Multiplex 時分復用STP Signaling Transfer Point 信令轉接點SS77#信令SIP網際網路IP通信協議VoIP Voice over IP 複合語音的IP通信IGW Integrated Gateway Boards 綜合網關模塊CCM Communication Control Module 通訊控制模塊LIC Line Interface Circuit線路接口電路MGW Media Gateway 媒體網關AVCD Auchio Video Control Device 音像控制裝置CC Call Control 呼叫控制DA Distribution Amplifier分配的大器IO Information Outlet信息插座IOS Intelligent Out Station 智能外圍站HDSL High-bit-rate Digital Subscriber Link 高比特數字用戶鏈路OSI Open Systems Interconnection 開放系統互連PABX Private Automatic Branch Exchange 程控數字自動交換機
權利要求
1.網絡媒體話機終端的應用和通信方法在網絡媒體話機終端存在的條件下通過網絡進行的交互通信,網絡媒體話機終端包括電話模塊和將目標被叫號嗎映射為相應的網關IP位址進行VoIP通訊的IP電話模塊,並設有PCI總線、在PCI總線上設有乙太網接口和CPU控制的語音/多媒體處理器、在所述處理模塊上通過D/A轉換連接出媒體埠,設有專業嵌入式CPU,嵌入式作業系統;具有TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,其特徵是終端與基於IP網絡的軟交換中心進行同步和異步的交互通信,並由基於呼叫處理方式的IP呼叫中心平臺提供相應的業務應用支持,在支持SIP信令控制協議的基礎上,將目標被叫號碼映射為相應的網關IP位址或其相連通PSTN網絡對應的號碼,通過支持IP呼叫中心平臺的SIP通訊協議和PSTN信令,進行支持流媒體格式和語音的通訊。
2.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是網絡媒體話機終端具有既能處理TDM信息也能處理IP信息的協議一方面——話音呼叫通過TDM電路交換網絡PSTN進行電話通訊;另一方面——IP信源在進入IP網絡前分別完成針對VOIP和多媒體業務的兩級編碼,一是傳輸用的信道編碼,另一級是音、視頻信號的信源編碼和將所有信源封裝成傳輸流;與中心平臺IP呼叫中心相應,接收端網絡媒體話機終端首先從網絡傳輸層提取信道編碼信號,完成信道連結;其次是還原壓縮的信源編碼信號,恢復原始音、視頻流,同時完成數據業務和多種應用的通訊、解析。
3.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是網絡媒體話機終端與網絡的IP呼叫中心-寬帶軟交換和流媒體應用系統之間設有兩個接口,一個是通過SIP代理伺服器與應用伺服器之間實現IP信令交互,從而建立媒體流會話的SIP協議接口;另一個是在網絡媒體話機與寬帶流媒體應用系統中,緩衝區代理或媒體伺服器之間建立的RTP媒體流傳輸接口。
4.由權利要求1或2所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是在網絡媒體話機進行多媒體信息點播時,首先將啟動VOIP聯接功能,支持VOIP的撥號IP位址翻譯通訊,同時在撥接指定VOIP配號的對應IP位址後,接收IP呼叫中心發送的節目預選信息,並以節目菜單的形式在VOIP的IVR或外接電視機上顯示;通過VOIP語音或用戶電視屏幕引導提示選擇節目菜單,並通過撥號方式點播節目。
5.由權利要求1或2所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是網絡媒體話機流媒體信息處理採用與DVD等數字音像設備類似的標準,信源編碼採用MPEG-4標準,業務復用採用的是MPEG系統層規範,而IP通訊協議則採用SIP標準協議;用戶根據VOIP語音和電視視頻主菜單選擇節目後,網絡媒體話機通過VOIP撥號將用戶的節目請求信息傳送到IP呼叫中心平臺,系統平臺根據用戶請求信息通過IP網絡提供網絡終端接收IP網絡上的信號支持,網絡媒體話機完成IP連結、信道解碼、解復用、解壓縮、視頻編碼和音頻DAC的功能,並將視頻/音頻輸出信號送到電視機、音響等外設終端,從而實現交互視頻/數據信息服務;其工作過程為在客戶端,用戶上行信號指令由網絡媒體話機以撥號IP位址翻譯方式通過網絡發出通信呼叫,經IP網絡向IP呼叫中心-軟交換平臺發出請求,到達並被軟交換平臺接收,傳送給應用伺服器;經過請求驗證後,應用伺服器把存儲子系統中可訪問的節目名準備好,並在用戶網絡媒體話機和電視機屏幕上播放節目點播引導提示,用戶完成選擇節目後,應用伺服器從存儲子系統取出節目內容合成多媒體數據流,通過IP網絡以MPEG-4壓縮方式傳送到客戶端網絡媒體話機並在電視機、音響上播放或通過移動硬碟或移動光碟等外設下載。
6.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是方法為2.5G-3G移動網和網絡媒體話機終端之間實時交互業務和存儲轉發業務的方法,通過IP呼叫中心實現通信信息的同步軟交換通信或異步轉發通信方法2.5G-3G手機/PDA和網絡媒體話機VOIP/IP可視電話交互通訊,網絡媒體話機終端及連接電視機接收2.5G-3G手機/PDA的遠程音視頻監控信息或MMS信息;PUSHTO TAIK業務中2.5G-3G手機/PDA的熱鍵呼叫通過網絡的IP呼叫中心-寬帶軟交換平臺與網絡媒體話機實現即時通訊。
7.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是多媒體交互式信息服務業務的方法為網絡媒體話機的媒體終端電視機/攝像頭通過IP呼叫中心與2.5G-3G手機/PDA進行的同步/異步交互式信息服務;IP呼叫中心完成建立通信編號,網絡管理和結算計費機制。
8.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是通過音視頻編解碼、對所接收/發送的流媒體進行解/編碼,從而實時播放/傳送;編解碼的一部分由專業的DSP晶片完成,集成支持MPEG4流媒體格式的編解碼晶片,並通過電話模塊和IP電話模塊,對TDM信息或IP-SIP信息分別確定業務類型,進行對應處理,集成支持如G.711,G.729,G.723.1算法的VoIP語音編碼的編解碼硬體DSP晶片或軟體包。
9.由權利要求1或2所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是呼叫連接時,為了確定業務類型,即普通話音連接還是視頻連接,IP呼叫中心-軟交換打開SIP協議中封裝的會話數據描述(SDP)來作為業務提供和計費的依據。
10.由權利要求1或2所述的網絡媒體話機終端的應用和通信方法,其特徵是網絡話機終端設有獨立的網絡接口,為訪問基於網絡軟交換的業務應用提供接入,認證,授權功能;網絡接口將網絡媒體話機連接到寬帶乙太網絡上,處理有關網絡協議,接收輸入信息流,並接收返回到用戶的控制命令;對於寬帶乙太網,則網絡接口可以合併到信道編碼部分,用VOIP信道來傳送用戶控制信息;安全管理可以通過一個VOIP撥號形式,通過VOIP主叫鑑權完成。
全文摘要
網絡媒體話機終端的應用和通信方法在網絡媒體話機終端存在的條件下通過網絡進行的交互通信,話機終端包括電話模塊和將目標被叫號嗎映射為相應的網關IP位址進行VoIP通訊的IP電話模塊,並設有PCI總線、在PCI總線上設有乙太網接口和CPU控制的語音/多媒體處理器、在所述處理模塊上通過D/A轉換連接出媒體埠,設有專業嵌入式CPU,具有TCP/IP協議棧,傳輸流媒體的實時傳輸協議,終端與基於IP網絡的軟交換中心進行同步和異步的交互通信,並由基於呼叫處理方式的IP呼叫中心平臺提供相應的業務應用支持,通過支持IP呼叫中心平臺的SIP通訊協議和PSTN信令,進行支持流媒體格式和語音的通訊。
文檔編號H04L29/06GK1599376SQ20041004152
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月28日 優先權日2004年7月28日
發明者沈逸林, 陳楚生 申請人:沈逸林, 陳楚生

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