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網絡媒體話機終端的製作方法

2023-09-18 21:08:10 2

專利名稱:網絡媒體話機終端的製作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種是通信網絡,有線電視網絡和計算機網際網路的三網合一信息終端,也是固定通信網絡,移動通信網絡和數位電視網絡的三網合一信息終端,尤其是具有媒體話機終端功能的網絡通信兼用終端及其應用和設置方法。
背景技術:
目前,進入家庭的「三網」仍然各司其職電話通信網(PSTN)主要用於通過電話機通話。有線電視網主要用於通過電視機收看多頻道模擬電視。網際網路主要用於通過計算機上網瀏覽網頁和收發E-MAIL。隨著寬帶網際網路的迅猛發展,主要由ADSL/LAN/Cable Modem為代表的寬帶接入開始進入愈來愈多的領域和用戶(包括商用和家庭用戶),寬帶網際網路的新業務應用也隨著市場的拓展層出不窮,預示著家庭的通訊和娛樂將有一個重大的變革。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;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IP電話系統的終端解決方案與程控電話終端相比相對複雜,而業務功能卻相對單一。雖然整機結構和操作功能近期有所改進,如終端簡化為網際網路接入的IP網絡電話機、但其實用功能未見擴展。
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,寬帶網際網路雖發展較快,但在內容和應用方面,仍有待跟上。而且寬帶網際網路的主流終端,目前僅局限於PC。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。這也是寬帶網際網路進一步普及的障礙。
傳統的基於TDM的PSTN話音網,雖然可以提供64kbit/s的業務,但業務和控制都由交換機來完成。這種成熟技術雖然能夠保證話音通訊有優良的品質,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,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(包括流媒體業務)的傳輸,而且網絡資源的利用率也明顯提高。
用戶要使用寬帶流媒體的服務內容就必須使用相應的終端設備來接收流媒體。目前,此類終端設備主要可分為兩大類一類是PC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,更需要通過傳統電話操作方式和益已普及的電視機/音響(包括增長中的攝像頭)終端支持寬帶流媒體業務。後者的代表產品機頂盒正是其中的一種設備,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傳統話機終端操作的功能設定。國外及中國大陸以外地區的機頂盒產品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,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。專利申請00129783公開了一種機頂盒,包括網絡接口單元、數模轉換器、外圍接口單元,具有存儲器和高速處理晶片DSP,所述存儲器存儲有MPEG解碼軟體和線纜數據機軟體,該DSP為並行處理結構,通過分別從存儲器中調用MPEG解碼軟體或線纜數據機軟體,在DSP中進行相應的數據運算,來實現用單一晶片接收數位電視或具備線纜數據機的功能。所述DSP的接收數位電視或IP數據的數據處理過程雖然可同時進行,但此類數位電視機頂盒只支持廣播方式傳送的一定格式的電視信號接收,並不能顯示寬帶網際網路上豐富多彩的圖象和視頻,開發與利用網際網路的信息資源,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,音視頻點播服務就是其中一種交互數字視頻信息服務。作為音視頻點播系統的用戶端接收設備,兼容現有電視機和音響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。寬帶網際網路應用的主流應該是多媒體音視頻服務和娛樂。另一方面,IP電話技術的發展和低通話成本優勢,使習慣於使用傳統PSTN話音服務的用戶開始轉向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。在多媒體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。基於SIP協議和軟交換技術實現的多媒體終端——網絡媒體話機終端,可以較好地與寬帶流媒體業務應用平臺配合以實現上述業務。

發明內容
本實用新型的目的是,提供一種集成度很高的整合業務網絡流媒體終端和網絡話機終端(集通信、視頻、數據終端於一體),集成語音通信、數據、視頻等多媒體服務的綜合通訊終端設備功能,同時是一種新型網絡媒體電話機終端,給現有電話終端和電視機終端提供一種最有效的技術和內容整合的裝置。
本實用新型的目的還在於提供的這種商用或家用的多媒體終端上具備IP電話和程控電話機的功能,能支持IP位址與號碼翻譯下的傳統撥號;可擴展接口和外設支持電視機、音響接入,具備網絡多媒體信息在線瀏覽,交互通訊,點播下載功能;能實現如網絡電話(VOIP)、視頻點播(VOD)、網路遊戲、還可以提供遠程教學、遠程醫療等寬帶流媒體業務。
本實用新型目的還在於提供一種基於SIP協議的多媒體終端——網絡媒體話機終端,較好地與寬帶流媒體業務應用平臺連接以實現上述功能和業務。並採用IP融合設計和DSP軟體技術,使網絡媒體話機終端的終端裝置具有更符合用戶和市場的功能。
本實用新型的目的是這樣實現的網絡媒體話機終端,設有SLIC話機模塊,另設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP位址的IP電話模塊,設有PCI總線、主CPU、在PCI總線上設有乙太網接口(PCI Tanget)和支持流媒體MPEG-4解碼、A/D轉換、視音頻編碼的多媒體處理模塊,所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電視信號埠,在主CPU硬體和作業系統軟體協調下的實現I/O通訊,在SIP通訊協議和MPEG-4流媒體格式的基礎上進行通信。
外接埠為RJ11-PSTN接入、RJ45-IP網絡接入、AV/S-V支持普通電視機埠、雙聲道/多聲道立體聲音響埠和用於連接PC的預設埠。使普通雙音頻話機功能與基於IP軟交換網絡的VOIP和多媒體通訊一體實現。
另設有驅動接口模塊——支持外接PC,設置本機作業系統、預設功能參數本實用新型還設有擴展功能模塊多媒體處理模塊——A/D轉換、支持視音頻解碼、流媒體MPEG-4編碼AV接口模塊——支持外設攝像設備接入(可視電話功能)USB接口模塊——支持外設移動硬碟接入(流媒體下載功能)RF(模擬)接收處理接口模塊——支持模擬有線電視接收,轉AV接口輸出RF(數字)接收處理接口模塊——支持衛星電視接收接收,轉多媒體處理模塊RF(數字)收發處理接口模塊——支持數字有線電視交互,轉多媒體處理模塊所述DSP處理模塊包括基於DSP處理器的CPCI板,板的PCI總線上有PCI夾層連接器,即PMC槽,DSP模塊配備流媒體處理器、語音編解碼器、傳輸TDM數據流的串行接口,連接內部程序和數據存儲器。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。
I/O接口的處理器包括API多媒體驅動器。
還可以用PMC I/O卡實現PSTN廣域網連接;或連接到PSTN PCM/TDM數據流上。
DSP模塊有優化的C編譯器和調試工具;執行定點的特定語音編碼器的操作;DSP主處理器連接在本地PCI總線、主PCI總線或某個PMC卡上支持LAN連接。
IP電話模塊上設有電話信號音發生器和探測器以及回音消除器。
電話模塊連接液晶顯示器。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來電信息顯示。
板上流媒體處理器有多種選擇,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。
可以另設USB口,掛接硬碟的接口,實現節目存儲。
網絡媒體話機終端的設置與連接應用方法如上所述,由網絡媒體話機終端撥號分別進行PSTN或VOIP通訊,網絡媒體話機終端基於網絡軟交換技術通訊,結合IP電話機終端集成方案,利用電視作為大屏幕視頻顯示終端(電視伴音和音響作為音頻欣賞終端),將網際網路上的海量多媒體信息接入電視機(音響)終端,使話機終端+電視機(音響)終端通過網絡實現多媒體信息的交互,網絡媒體話機終端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終端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,從而在網絡媒體話機終端上實現寬帶流媒體業務應用——實現基本的硬體和軟體功能(VOIP通訊,MPEG-4流媒體播放,簡單撥號操作界面和LCD來電信息顯示);網絡接入部分(10/100Mbp乙太網接口)由TCP/IP協議堆棧、CODEC協議堆棧軟體支持;而DSP處理器、嵌入式CPU用嵌入式作業系統、應用程式支持。
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。
網絡媒體話機終端定義為基於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。
網絡媒體話機終端將被設計為推進三網合一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。
本實用新型框架接口(Framework Interfaces)提供業務接收所必需的外接支持能力。由框架接口支持基於傳統呼叫方式的交互操作;對於電話終端接入;對於電視終端接入;對於音響終端接入。
本實用新型網絡媒體話機終端連接支持普通電視機和音響,使基於PSTN網絡的程控電話、IP軟交換網絡的VOIP和多媒體VOD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。
本實用新型支持SIP通訊協議和MPEG-4流媒體格式,在現有網絡應用和下一代網絡(NGN)的應用定位,可以描述為——通信網絡,有線電視網絡和計算機網際網路的三網合一信息終端——通過PSTN與PABX互通——通過CATV-HFC/IP-LAN與前端互通——通過Internet與WEB、WAP互通——固定通信網絡,移動通信網絡和數位電視網絡的三網互通信息終端——通過Internet與Pc互通、通過PSTN與PABX互通——通過2.5G/3G移動通信網絡與GSM、CDMA手機互通——通過數位電視網絡在IP環境下與CATV前端互通本實用新型關鍵組合網絡媒體話機終端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。網絡媒體話機終端的硬體技術融合現有軟體技術,通過包含SIP代理伺服器與應用伺服器的IP呼叫中心平臺予以支持(1)軟交換技術在IP網絡中傳輸VOIP,實現多媒體信息交互及增值業務採用國際、國內通行標準的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)上行數據的連結通訊SIP協議下的交互式應用,通過IP網絡傳送上行數據。
(5)網絡電話網絡VoIP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,控制信令體系採用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)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5.3/6.3Kbit/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。
本實用新型的特點是為使裝置可靠性高,易於使用,便於普及,本實用新型網絡媒體話機終端終端裝置不採用「媒體電腦」的流行技術方案,不採用需要專業知識才能使用的PC人機機交互模式。而是與用戶的使用習慣相符的電話終端裝置模型,在LCD顯示器上可以通過來電顯示顯示出網關地址翻譯號碼,也可以上傳或下傳的信息進行簡訊息交互式傳送,用現有電視機(音響)合成終端則降低了成本。
網絡媒體話機終端可以綁定網關地址翻譯電話號碼有助於計費和管理。
本實用新型流媒體話機終端還作為IP軟交換的啟動技術來保護用戶現有電話/寬帶通信和電視接收機的投資,也便於VOIP和流媒體類型服務的推廣與發展。
本實用新型與數位電視機頂盒也有很大差別。數位電視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音視頻信息,特別是愈來愈多的個性化多媒體服務內容如VOD等。而本實用新型可二者兼收,擴大了收視內容和音視頻節目欣賞方式,讓觀眾有更多的選擇。
本實用新型網絡媒體話機終端除了具有程控電話的所有操作功能之外,通過IP呼叫中心支持還易於實現諸如SMS、MMS、可視電話、多方通話、語音留言、VOICEMAIL、E-MAIL、信息點播、音樂點播等,擴大了終端的電話使用功能。
如上所述本實用新型網絡媒體話機終端通過擴展設計,外部接口將更加豐富,可以通過增加USB口實現和數位相機/數碼攝像機的連接,可以掛接硬碟實現節目存儲等等。
網絡媒體話機終端是PSTN和寬帶網絡的終端產品,本實用新型的功能可以做到1.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2.兼容增值業務支持SMS,MMS,PUSH TO TALK,VOICE-MAIL等業務開發3.由於用戶操作界面簡化為撥號話機終端,普通電視機,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NG和PSTN雙向撥打);——多媒體數據通訊與網站連結(通過撥號翻譯),提供在線網路遊戲,遊戲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。
網絡媒體話機終端的功能——話機功能不改變傳統撥號習慣的IP電話和程控電話機功能,擴展支持可視電話
——多媒體功能在線支持電視機,音響(鍵盤撥號交互操作),擴展支持外設下載——NGN通訊協議SIP;——流媒體格式支持MPEG-4,兼容MPEG-2、MP3——擴展支持模擬有線電視接收、衛星電視接收、數字有線電視交互本實用新型設計的網絡媒體話機終端強調簡單、易用,集成了語音、數據、視頻應用和IP語音智慧型電話。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(包括交換和路由)和網絡多媒體業務(VOD)的功能,支持視頻電話,並為相關的外設終端連接提供標準的接口,考慮了目前眾多獨立設備所具有的功能,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。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,網絡媒體話機終端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——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CP、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,起到積極的產業聯動效果。
從發展趨勢看,網絡媒體話機終端通過晶片整合,物理上減小體積,降低成本,提高性能。CPU功能增強,存儲器容量增大;MPEG-4(包括更先進的MPEG)解碼器將支持同時解碼多個HDTV的節目;圖形功能越來越強大,發展到強大的2D,3D圖形引擎;SIP協議功能更加完善,可支持高速Internet接入和網絡應用。由於寬帶網際網路較好的傳輸質量以及軟交換技術的成熟,網絡媒體話機終端將支持越來越多的業務應用用戶通過簡單聯接就能享受到與PSTN互聯互通的IP電話,視頻點播(VOD)、音樂下載(MP3)、電子節目指南、按次付費觀看、數據廣播、網上衝浪、遠程購物、交互遊戲,可視電話等多項增值業務。這種交互性將極大地改變人們打電話和看電視的傳統方式。
最終可能將網絡媒體話機終端進一步發展成為數字家庭網關,將網絡媒體話機終端與PC、印表機、DVD機等數字設備連接起來,並通過雙向模塊與Internet相連,真正地成為多功能的信息家電終端。
網絡媒體話機終端產品所採用的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。隨著網絡媒體話機終端嶄新的業務使用空間和應用規模效應加大,整機成本和價格將不斷下降,預計在未來兩年內,網絡媒體話機終端市場將全面為用戶接受,並面向商業及家庭用戶兩大目標市場快速發展。


圖1為本實用新型網絡媒體話機——基於三網合一終端設計的構架圖通過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,通過本實用新型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為本實用新型網絡媒體話機——網絡功能實現示意圖,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。
圖3為本實用新型網絡媒體話機——基本結構簡圖圖4為本實用新型網絡媒體話機——典型的VOIP通話過程框圖圖5為本實用新型網絡媒體話機——終端功能件結構框圖圖6為本實用新型網絡媒體話機——所用MPEG-4功能件結構框圖圖7為本實用新型網絡媒體話機——系統總體功能結構框圖圖8為本實用新型網絡媒體話機——主板結構連接示意圖即電路圖圖9為本實用新型網絡媒體話機——網絡和埠連接圖具體實施方式
如圖1、圖2所示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。本實用新型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,網絡媒體話機具備較大的存儲空間,一般來說,至少具有32M的內存空間。
(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)和攝像頭等的接口。
(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。
本實用新型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3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4為網絡媒體話機典型VOIP通話過程框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,從而達到由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電話系統的轉換及壓縮處理,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5所示本實用新型主要硬體構成主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6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.110TDM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6中多媒體處理電路框圖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8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。
MpegTS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PCI BUS總線上,PCI MASTER、Sapphire為總線的外接插件,Trans Coding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。圖中還包括Sapphire顯示設備,電話機模塊PCI總線,DSP晶片構成從DAC輸出音視頻埠等。
圖8電路所用的晶片如信息終端處理晶片博利思公司;POCKET IX 1.0和POCKET IX 1.5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晶片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LSI「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BCM1113R或CM1115R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處理器本實用新型的電路實現委託如臺碩泰克、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開發,均可以得到圖8的電路實施例。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,本實用新型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。
本實用新型設計的網絡媒體話機可基於CPCI結構,以奔騰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。
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。
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。
MPEG-4原理框圖如圖6所示MPEG-4視頻音頻解碼晶片。讀出串行的MPEG數據流信號及其它的控制信號,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。其它還有控制信號,可以接收網絡媒體話機通過鍵盤發出的各種控制命令。
系統的整合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9所示本實用新型的連接本裝置經Internet通過IP呼叫中心平臺與GSM/CDMA的WAP建立聯繫;經Internet與WEB聯繫,並通過CATV-HFC的Cable-IP.Lan與數位電視播控前端(WEB)建立聯繫。
網絡媒體話機的功能配置——話機功能不改變傳統撥號習慣的IP電話和程控電話機功能,擴展支持可視電話——多媒體功能在線支持電視機,音響(鍵盤撥號交互操作),擴展支持外設下載——通訊協議SIP;流媒體格式支持MPEG-4,兼容MPEG-2、MP3——擴展支持模擬有線電視接收、衛星電視接收、數字有線電視交互根據以上設計功能,網絡媒體話機的對應功能模塊配置如下基本功能模塊在主CPU硬體和作業系統軟體協調下的I/O通訊內核SLIC話機模塊——支持程控電話通訊和操作功能IP話機模塊——支持VOIP通訊和IP位址/號碼翻譯功能多媒體處理模塊——支持流媒體MPEG-4解碼、A/D轉換、視音頻編碼網絡接口模塊——支持乙太網信號接入驅動接口模塊——支持外接PC,設置本機作業系統、預設功能參數擴展功能模塊多媒體處理模塊——A/D轉換、支持視音頻解碼、流媒體MPEG-4編碼AV/USB接口模塊——支持外設攝像設備接入(可視電話功能)USB接口模塊——支持外設移動硬碟接入(流媒體下載功能)RF(模擬)接收處理接口模塊——支持模擬有線電視接收,轉AV接口輸出RF(數字)接收處理接口模塊——支持衛星電視接收接收,轉多媒體處理模塊RF(數字)收發處理接口模塊——支持數字有線電視交互,轉多媒體處理模塊本機框架配置總線配置,嵌入式計算機軟體作業系統I/O通訊處理主模塊DSP功能處理模塊集DC內置電源模塊、話機免提喇叭,話筒本機配置撥號操作鍵盤,有線手柄或無線帶撥號操作鍵盤手柄(可選)LCD顯示屏,外置穩壓電源AC轉DC本實用新型總體設計指標·支持SIP協議軟交換通訊·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聲道數字式立體聲輸出·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CDN寬帶內容分發網絡;·支持SIP協議VOIP通訊·支持網絡消息接收(文本MAIL,MS,FAX;PUSH/PULL信息等)·支持系統在線升級,在網絡上獲得最新版本軟體;·撥號鍵盤操作,支持播放控制等撥打與接收鍵盤撥號控制交互上行信息,支持IVR,TV屏顯操作引導;流媒體信號經處理輸出直接連接電視機或家庭影院(音響);掛斷/音量調節/重撥/暫停/來電顯示;即可打出,也可打入,在運營商的支持下撥打固定電話/行動電話;既可以打網內其他VOIP話機,也可以打任何普通電話(支持VOIP/PSTN互聯互通);在運營商的支持下撥打IP呼叫中心平臺,進行流媒體通訊。
預置特殊功能電話簿/通迅記錄/留守錄音功能/電話會議/升級客戶端程序、下載振鈴及撥號音。
本實用新型技術設計指標標準與協議G.711A-lawμ-law、GSM6.10、G.729語音編解碼算法/TCP/IP;符合SIP標準MPEG-4協議標準。
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——1Vp-p;負載阻抗75歐姆非平衡負極性S端子輸出——亮度Y0.7Vp-p;色度C0.88Vp-p;負載阻抗75歐姆色差輸出740-140m Vp-p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—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-11——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
權利要求1.網絡媒體話機終端,設有SLIC話機模塊,其特徵是另設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP位址的IP電話模塊,IP電話模塊上設有電話信號音發生器和探測器以及回音消除器;整機設有PCI總線、主CPU、在PCI總線上設有乙太網接口,和支持流媒體的MPEG-4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊,所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電話和視音頻信號媒體埠,在主CPU硬體和作業系統軟體協調下的實現I/O通訊,在SIP通訊協議和MPEG-4流媒體格式的基礎上進行通信。
2.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是所述DSP處理模塊包括基於DSP處理器的CPCI板,板的PCI總線上有PCI夾層連接器,即PMC槽,DSP模塊上配備流媒體處理器、語音編解碼器、傳輸TDM數據流的串行接口,連接內部程序和數據存儲器。
3.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是所述CPCI板上插入PCI總線上的語音/多媒體處理器和DSP處理模塊,即乙太網晶片、DSP晶片組、IP-I/O板卡;連接PCI總線以及連接時分多址總線即TDM總線和I/O接口相連。
4.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是設有PMC I/O卡,實現與PSTN廣域網連接;或連接到PSTN PCM/TDM數據流上。
5.由權利要求1或2所述的網絡媒體話機終端,其特徵是DSP模塊的DSP主處理器連接在本地PCI總線或支持LAN連接的PMC卡上。
6.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是另設有預設驅動接口模塊——支持外接PC進行設置本機作業系統功能參數。
7.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是外接埠為設有RJ11埠接入PSTN、RJ45埠接入IP網絡、AV/S-V埠接入普通模擬電視機、雙聲道立體聲埠接入家用音響和用於連接PC的預設埠,使普通雙音頻話機功能與基於IP軟交換網絡的VOIP和多媒體通訊一體實現。
8.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是可擴展外接埠為色差分量輸出端子(Y、Pb/Cb、Pr/Ct)接入高清晰模擬/數位電視機和5.1聲道環繞立體聲輸出端子接入高級音響和家庭影院的。
9.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是另設有擴展功能模塊設有RF射頻模擬接收處理接口模塊連接模擬有線電視接收,並轉AV接口輸出;設有RF射頻數字接收處理接口模塊——連接衛星電視接收,轉多媒體處理模塊;設有RF數字收發處理接口模塊——連接數字有線電視交互,轉多媒體處理器埠。
10.由權利要求1所述的網絡媒體話機終端,其特徵是另設擴展功能模塊設有多媒體處理AV接口模塊或USB接口模塊接入外設模擬/數字攝像設備;USB接口模塊——接入外設移動硬碟或移動光碟。
專利摘要網絡媒體話機終端,設有將目標被叫號碼映射為相應的網關IP位址的IP電話模塊,整機設有PCI總線、主CPU、在PCI總線上設有乙太網接口,和支持流媒體的MPEG-4解碼、視音頻編碼處理、A/D轉換的多媒體處理模塊,所述多媒體處理模塊包括語音/多媒體處理器和DSP處理模塊、在所述語音/多媒體處理器通過D/A轉換連接出電話和視頻信號媒體埠,在主CPU硬體和作業系統軟體協調下的實現I/O通訊,在SIP通訊協議和MPEG-4流媒體格式的基礎上進行通信。本實用新型支持INTERNET漫遊和PSTN同一帳戶PSTN接入漫遊;具有話機功能擴展支持可視電話;多媒體功能在線支持電視機,音響等。
文檔編號H04M11/06GK2726229SQ20042007812
公開日2005年9月14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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