处理语音/数据集成交换系统的会话启动协议信令

摘要

语音/数据集成交换系统中的处理会话启动协议(SIP)信令包括：在通过因特网协议(IP)网络在终端之间执行通信时，利用基于语音的因特网协议(VoIP)SIP“INFO”方法，而在终端之间不执行通信时的空闲状态下，利用VoIP SIP“MESSAGE”方法，在终端和系统之间收发消息和数据；利用标准VoIP SIP信令将传统语音交换系统的专用信令处理为标准信令，并且在使用VoIP SIP信令的系统中，同时且分离地处理传统语音交换系统的标准SIP信令和专用信令。

说明书

技术领域

本发明涉及处理语音/数据集成交换系统中的会话启动协议(SIP)信令。更具体地，涉及处理语音/数据集成交换系统中的SIP信令，其中通过利用基于语音的因特网协议(VoIP)SIP在包括专用交换机中的数据交换模块和路由器的语音/数据集成交换系统中的语音数据交换系统和终端之间进行信令通知来实现连网。

背景技术

由于因特网的快速发展和各种服务的需要，因特网协议(IP)网络正在提高性能和服务。因此，在市场上对更多服务的需要正在增加。

利用IP网络的语音传输，与数据传输一起，在IP网络中发挥了重要的作用，因此，需要各种各样的语音传输功能。此外，需要现有终端通信和利用数字电话和单个电话的VoIP的集成。

因此，需要能够在IP网络中使用且具有与现有的数字电话相同的状况和操作从而使其满足各种需要的终端。响应该需要，因特网电话已经得到发展。

通常，因特网电话利用ITU-T推荐的H.323协议与交换机进行通信。H.323协议用于诸如语音、图像和数据等多媒体通信。

基于IP的语音通信系统包括语音交换机、数据交换机和路由器。

所述数据交换机将在语音交换机中转换为语音数据交换到路由器。所述数据交换机包括以太网交换机。

所述路由器将数据交换机中交换的语音分组数据交换到因特网。

语音交换机包括：办公室线路匹配模块，用于与办公室线路即公用交换电话网(PSTN)匹配；扩展订户匹配模块，用于与扩展订户终端相匹配。时分复用(TDM)交换模块，用于分别将多个语音信号分割为预定时隙，并传输分割后的信号；媒体网关模块，用于将从TDM交换模块传送来的脉冲编码调制(PCM)语音信号转换为语音分组数据；以及将从数据交换机接收到的语音分组数据转换为PCM语音信号；以及控制模块，用于控制每一个模块。所述媒体网关模块、TDM交换模块、扩展订户模块和办公室线路匹配模块利用PCM串行总线彼此相连，并且所述控制模块利用中央处理单元(CPU)总线与这些模块中的每一个相连。即，语音交换机中的媒体网关模块将现有的PCM转换后的语音信号转换为分组，将分组传送到数据交换机，反过来，将从数据交换机传送来的语音分组恢复为PCM编码的语音信号。

即，语音交换机、外部数据交换机、用于接口语音交换机和外部数据交换机的分离媒体网关模块、以及路由器需要提供基于IP的语音通信服务。由于数据交换机和路由器是与语音交换机分离的独立设备件，在操作和维护设备时会出现困难。

此外，将现有语音交换系统和终端之间的信令转换为要处理的IP信号，问题出现在：必须将VoIP SIP处理和IP转换的专有信令处理分离为两个部分且分离地执行。

此外，由于语音交换系统和终端之间的信令可以使用专用信令，难以提供与现有标准SIP关联的服务，并且不适合于发展到基于全IP的下一代网络(NgN)的通信网。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种语音/数据集成交换系统，其中集成了路由器、数据交换机和语音交换机设备，从而易于内部安装、操作和维护系统，并且能够使用传统语音呼叫终端或公用电话网接口模块，并且能够实现通过因特网的语音通信和各种多媒体数据服务、以及与单个设备的现有语音通信。

本发明的另一目的是提供一种处理语音/数据集成交换系统中的SIP信令的设备和方法，其中利用标准VoIP SIP信令来处理语音/数据集成交换系统和终端之间的呼叫信令，并且利用VoIP SIP信令的“MESSAGE”方法和“INFO”方法来连网在交换机系统和终端之间周期性交换的消息和除了连网呼叫信令之外在忙时所交换的消息。

本发明的另一目的是提供一种处理语音/数据集成交换系统中的SIP信令的设备和方法，其中VoIP SIP信令接受在语音交换系统和终端之间已经实现的各种通信交换系统的功能。

根据本发明的一个方面，提出了一种在语音交换系统中处理会话启动协议信令的方法，其中呼叫信令利用会话启动协议信令与支持会话启动协议的因特网协议终端相连，除了与因特网协议终端交换的呼叫信令之外的消息支持专用信令和基于会话启动协议的消息，并且每一个信令分离地设置和处理会话启动协议信令端口。

根据本发明的另一方面，一种语音交换系统包括：支持会话启动协议的因特网协议终端；以及会话启动协议信令处理单元，用于利用会话启动协议信令，将呼叫信令与因特网协议终端相连；允许除了与因特网协议终端交换的呼叫信令之外的消息支持专用信令和基于会话启动协议的消息，并且允许单独设置每一个信令且处理会话启动协议信令端口。

附图说明

通过以下结合附图所考虑的详细描述，本发明的更完整的意图和许多附加优点将变得明显，并且本发明将得到更好地理解，其中相同的参考符号表示相同或相似的组件，其中：

图1是基于IP的语音通信系统的以太网交换机和语音专用交换机的方框图；

图2是根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统的方框图；

图3是图2中的语音/数据集成交换系统中的语音/数据处理模块的方框图；

图4是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备的方框图；

图5是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备的详细方框图；

图6是图5所示的办公室线路和扩展SIP接口的方框图；以及

图7是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP接口信令的方法的视图。

具体实施方式

图1是在基于IP的语音通信系统中的以太网交换机和语音专用交换机的方框图。

参考图1，基于IP的语音通信系统包括语音交换机10、数据交换机20和路由器30。

所述数据交换机20将在语音交换机10中转换为语音数据交换到路由器30。所述数据交换机包括以太网交换机。

所述路由器30将数据交换机20中交换的语音分组数据交换到因特网。

语音交换机10包括：办公室线路匹配模块11，用于与办公室线路即公用交换电话网(PSTN)匹配；扩展订户匹配模块12，用于与扩展订户终端相匹配。时分复用(TDM)交换模块13，用于分别将多个语音信号分割为预定时隙，并传输分割后的信号；媒体网关模块15，用于将从TDM交换模块13传送来的脉冲编码调制(PCM)语音信号转换为语音分组数据；以及将从数据交换机20接收到的语音分组数据转换为PCM语音信号；以及控制模块14，用于控制每一个模块。所述媒体网关模块15、TDM交换模块13、扩展订户模块12和办公室线路匹配模块11利用PCM串行总线彼此相连，并且所述控制模块14利用中央处理单元(CPU)总线与模块11、12、13和15的每一个相连。即，语音交换机10中的媒体网关模块15将现有的PCM转换后的语音信号转换为分组，将分组传送到数据交换机20，反过来，将从数据交换机20传送来的语音分组恢复为PCM编码的语音信号。

即，到目前为止，语音交换机10、外部数据交换机20、用于接口语音交换机10和外部数据交换机20的分离媒体网关模块15、以及路由器30需要提供基于IP的语音通信服务。由于数据交换机20和路由器30是与语音交换机分离的独立设备件，在操作和维护设备时会出现困难。

此外，将现有语音交换系统和终端之间的信令转换为要处理的IP信号，问题出现在：必须将VoIP SIP处理和IP转换的专有信令处理分离为两个部分且分离地执行。

此外，由于语音交换系统和终端之间的信令可以使用专用信令，在提供与现有标准SIP关联的服务时出现了困难，并且出现了不适合于发展到基于全IP的下一代网络(NgN)的通信网的问题。

现在，将参考附图更完整地描述本发明，其中示出了本发明的典型实施例。然而，本发明可以按照不同的形式来具体实现，并且不应该构造为对这里所阐明的实施例的限定。然而，提供这些实施例，从而使其公开彻底和完整，并且将向本领域的技术人员完全地传达本发明的范围。在附图中，相同的参考数字表示整个说明书中的相同元件。

之后，将参考附图来描述在语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备和方法的典型实施例。

图2是根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统的方框图。

参考图2，根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统1000包括：订户中继卡100，具有办公室线路匹配模块110、扩展订户模块120和TDM交换模块130；控制模块200；以及语音/数据处理模块300。

语音/数据处理模块300是其中将路由器、数据交换机和图1所示的语音交换机中的媒体网关模块集成为语音/数据集成交换系统的一个单元。

即，如图2所示，位于外部的路由器和数据交换机安装在语音交换机中，并且在单个模块中执行在媒体网关模块中执行的语音压缩编解码功能，不同于图1的系统。

将参考图3来详细描述根据本发明的语音/数据处理模块300的结构和操作，其中所述模块300包括路由器、数据交换机和媒体网关模块。

图3是在图2所示的语音/数据集成交换系统中的语音/数据处理模块的方框图。

参考图3，语音/数据处理模块300包括双端口存储器310、存储器320、路由器330、VoIP语音压缩编解码器340、安全处理器350和LAN交换机360。

所述双端口存储器310存储通过第一端口来自图2所示的控制模块200的信令消息，以及通过第二端口从路由器330中读取在双端口存储器310中所存储的信令消息。

存储器320包括随机存取存储器(RAM)和闪速存储器，并且存储包括用于驱动路由器330、路由信息、订户信息等程序的各种数据库。

路由器330通过接口330a到330c向因特网传送语音数据分组，并且通过接口330d向LAN交换机360传送语音数据分组以便将其传送到IP网。

此外，路由器330向VoIP语音压缩编解码器340提供从接口330a到330d接收到的语音数据分组。结果，所述路由器330控制语音数据分组的路由和交换。

路由器330与多个接口330a到330d相连。所述接口330a包括V.35收发机，用于通过广域网(WAN)串行端口来收发数据分组，并且接口330b和330c通过数字订户线(xDSL)或电缆调制解调器来收发数据分组。

此外，接口330d向LAN交换机360提供数据分组的路径，其可以进一步包括非管制区(DMZ)接口以便与用于提供网页的服务器相连或电子邮件服务器相连，尽管在图中未示出。

VoIP语音压缩编解码器340将通过PCM串行总线来自图2所示的TDM交换模块130的PCM编码的语音信号转换为IP语音数据分组，压缩转换后的数据分组，并且通过路由器330向IP网络传送压缩后的数据分组。此外，VoIP语音压缩编解码器340将通过IP网接收到的语音数据分组转换为PCM语音信号，并通过PCM串行总线向图2所示的TDM交换模块130提供转换后的信号。

所述安全处理器350通过PCI总线与路由器330相连，通过需要用于实现虚拟专用LAN的加密、解密和认证以硬件来执行隧道功能。即，对虚拟专用LAN(VPN)进行配置，从而对所收发的语音/数据分组进行封装或解封装以执行加密或解密。

LAN交换机360将通过接口330d从路由器330传送来的语音数据分组通过对应于目的地终端的接口360a到360d传送到相应的终端。所述接口360a到360d与终端相连，其中所述终端可以包括个人计算机(PC)、IP电话等，并且接口360a到360d是以太网接口。

此外，LAN交换机360通过接口330d，向路由器330提供通过接口360a到360d从这些终端中传送来的语音/数据分组。因此，所述路由器330向VoIP语音压缩编解码器340提供接收到的语音/数据分组。所述LAN交换机360还与上行链路接口360e相连，所述上行链路接口360e用于向和从上行链路收发语音/数据分组(例如100M/1G)。

对上述语音/数据集成交换系统的操作的描述如下。

首先，将针对输入IP语音呼叫的信令消息通过LAN交换机360提供给路由器330，并且路由器330将针对接收到的IP语音呼叫的信令消息转换为用于处理现有语音呼叫的消息，并且通过双端口存储器310向图2所示的控制模块200传送该消息。

通过图3所示的语音/数据处理模块300的双端口存储器310，从图2所示的控制模块200向路由器330提供用于处理发起IP语音呼叫的信令消息，并且路由器330将用于处理接收到的IP语音呼叫的信令消息转换为IP消息分组，并且通过LAN交换机360，向与IP网相连的终端提供转换后的分组。

此外，通过LAN交换机360向路由器330提供经由接口360a到360d输入的IP语音分组，并且还将通过WAN、xDSL或电缆调制解调器输入到接口330a到330d的IP语音数据分组提供给路由器330。

所述路由器330通过专用总线，向VoIP语音压缩编解码器340提供接收到的IP语音数据分组。

所述VoIP语音压缩编解码器340将由路由器330提供的IP语音数据分组转换为PCM编码的语音信号，并且通过PCM串行总线向图2所示的TDM交换模块130提供PCM编码的语音信号。

相反，VoIP语音压缩编解码器340将通过PCM串行总线从图2所示的TDM交换模块传送来的PCM编码的语音信号转换为IP语音分组，然后，通过专用总线向路由器330输出IP语音分组。

所述路由器330通过专用总线向LAN交换机360提供来自VoIP语音压缩编解码器340的IP语音分组，并且LAN交换机360通过接口330a到330d向相应终端的地址传送来自路由器330的IP语音分组。

将通过图3所示的相同接口330a到330c，即WAN串行端口或xDSL调制解调器或电缆调制解调器，输入的IP分组通过接口330a到330c提供给路由器330。

因此，通过接口330a到330c，即WAN串行端口或xDSL调制解调器或电缆调制解调器，所述路由器330根据相应的IP地址将通过接口330a到330c输入的IP分组重新传输到外部，或者通过LAN交换机360将IP分组传送到相应的终端。

此外，通过PCI总线与路由器330相连的安全处理器350可以通过需要用于实现虚拟专用LAN的加密、解密和认证以硬件来执行隧道功能，来防止所有模块的性能恶化。

图4是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备的方框图。

如图4所示，所述语音/数据集成交换系统包括控制模块200中的SIP信号处理器210，用于处理通过利用标准VoIP SIP信令在语音/数据集成交换系统和终端之间的呼叫信令。所述终端可以包括IP终端或标准SIP终端。

图5是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备的详细方框图。

参考图5，VoIP语音压缩编解码器340包括压缩处理器341、格式转换器342、RTP收发机343和344、以及监视器345。

所述压缩处理器341将通过订户中继卡100输入的PCM编码的语音信号转换为语音数据分组，然后利用所建立的压缩方案，即所建立的代码转换卡，来压缩转换后的语音数据分组。所述代码转换卡可以包括5.3kbps和6kbps的G.732.1、8kbps的G.729和、G.729A卡。

此外，所述压缩处理器341将通过IP网接收到的数据分组转换为PCM编码的语音信号，并且将PCM编码后的语音信号通过订户中继卡100提供给相应的订户终端。

格式转换起342将报头信息添加到压缩处理器341中压缩后的语音数据分组上，并执行格式压缩。所述报头信息可以包括IP地址信息、UDP信息和RTP信息中的至少一个。

此外，格式转换器342提取通过RTP接收机314接收到的语音数据分组的报头信息，然后向压缩处理器341提供该语音数据分组。

RTP发射机343通过图3和4所示的路由器330的UDP 321，向IP网络传送在格式转换器342转换了其格式的语音数据分组。

所述RTP接收机344利用RTP协议，向格式转换器342提供通过UDP331接收到的语音数据分组。

此外监视器345监视通过RTP发射机343和RTP接收机345收发的语音数据分组的差错，存储监视的结果，然后利用通过SIP信令处理器210与终端的SIP信令处理，再次收发差错产生的语音数据分组。

如图5所示，SIP信令处理器210可以包括消息处理机211、数据库(DB)212、办公室线路/扩展SIP栈213和214、办公室线路/扩展SIP接口215和216、以及SIP控制器217。

所述SIP信令处理器210支持办公室线路SIP信令处理器和扩展SIP信令处理器。当对办公室线路/扩展SIP栈213和214初始化时，通过利用彼此不同的UDP端口来构造栈处理机(未示出)来区别两者的支持。

在SIP信令处理器210的消息处理机211对从按键电话主卡220接收到的办公室线路/扩展呼叫消息和按键电话主卡220和SIP信令处理器210之间的处理消息进行接口。即，其针对SIP和专用交换机之间的消息接口执行消息格式转换，即信令转换。

利用消息处理机211中的相应功能调用来处理SIP扩展信令中的方法传输。

此外，相应功能实现处理来自IP网的呼入方法传输或呼入/呼出SIP信令所需的协议信息(SIP、SDP报头解析/产生功能)的获取/设置。

消息处理机211实现了按键电话主卡220和办公室线路SIP信令处理器217、215和213之间的办公室线路流/扩展DGP流/专用消息(其他信息)的转换。

图6是图5所示的办公室线路和扩展SIP接口的方框图。

参考图6，办公室线路SIP接口215包括SIP发射机215a、SIP接收机215b、消息处理器215c和SIP构造机215d。

所述SIP发射机(SIP发送功能)215a向IP网传送SIP方法和状态代码。

在两种情况下分离地处理从SIP发射机215a传送来的传输方法，即，一种情况为已经从远程SIP系统或远程终端接收到SDP(BuildBodyForRtp)，并且另一情况是已经第一次传送了SDP(BuildBodyForFtpNew)。

SIP接收机(Recv功能)215b处理从办公室线路SIP栈213中接收到的方法和状态代码，并通过SIP控制器217将其提供给消息处理机211。所述SIP接收机215b获得电话号码信息(Tel Number)、端口信息(Port)、编解码器信息(Codec)和远程IP信息，以便将其传送到SIP控制器217。

所述SIP构造机(SIP Make)215d将从办公室线路SIP栈213中提供的发起终端ID(呼叫ID)存储在空闲信道的呼叫工作数据库(呼叫工作DB)中，并向办公室线路SIP栈213通知空闲信道的工作指针。

所述消息处理器(状态改变功能)215c处理该消息以便将其传送到SIP控制器217，向SIP控制器217提供DSP能力的信息、电话号码信息、RTP端口信息等。

如图6所示，扩展SIP接口216可以包括SIP发射机216a、SIP接收机216b、消息处理器216c和SIP构造机216d，并且这些组件的功能与上述办公室线路SIP接口215的功能相同。

然而，扩展SIP接口216的每一个组件均与消息处理机211直接相连，而不通过SIP控制器217，并且处理所述信令和消息。即，扩展SIP接口的每一个组件处理不通过SIP控制器211直接传送到消息处理机211的消息。

图7是在根据本发明实施例的语音/数据集成交换系统中处理SIP接口信令的方法的视图。

如图7所示，本发明具有利用呼叫信令、“MESSAGE”方法和标准SIP的“INFO”方法，将现有语音通信交换系统中的系统和终端之间所使用的专用信令应用于SIP标准信令的方法的信令流程。

如图7所示，在步骤S101中，在SIP信令处理器210和IP终端或标准SIP终端之间收发的“MESSAGE”方法是一种实现IP(即时消息)服务的方法，所述IM服务实现为VoIP中的补充服务，其是总是提供一种能够将有用信息传送到其他方而与呼叫建立无关的SIP信令之一。

通过利用这样的特征，语音通信交换系统能够发送和接收在系统即按键电话主卡220和终端之间传送的消息或系统信息，而与呼叫建立无关。

所述SIP的特征在于：使用和发展信令的用户根据文本容易地添加所需的信令内容，然后，将在现有语音交换系统和终端之间所使用的专用信令容易地封装在SIP信令中。

图7中的步骤S201是通过按键电话主卡220和SIP信令处理器210在终端之间的呼叫建立过程。由于其与一般电话呼叫建立过程相同，因此，将简要地描述该步骤。

首先，当从按键电话主卡220向SIP信令处理器210传送SIP呼叫建立消息(SIP_CALL_SETUP)时，所述SIP信令处理器210通过向IP终端或标准SIP终端发送“INVITE”消息来请求呼叫建立。

接收到“INVITE”消息的IP终端或标准SIP终端向SIP信令处理器210传送“100尝试”消息，并且SIP信令处理器210向按键电话主卡220传送“SIP_Proceed_IND”消息。所述“100尝试”消息是实现呼叫建立的处理操作正在进行中的消息，即呼叫进展消息。

当传送了这样的“100尝试”消息，且然后已经完成了实现呼叫建立的处理操作时，所述IP终端和标准SIP终端向SIP信令处理器210传送“180次尝试”消息。所述“180次尝试”消息是回环音调消息。

随后，SIP信令处理器210根据从终端接收到的“180次尝试”消息，向系统即按键电话主卡220传送“SIP_ALERT_IND”消息。因此，用户终端(扩展或办公室线路终端)接听表示呼叫连接的回环音调信令。

此外，当在IP终端或标准SIP终端正在产生回环音调信号的同时用户挂机时，终端向SIP信令处理器210传送“200OK”消息，并且SIP信令处理器210通过向按键电话主卡220传送SIP_CONNECT_IND消息，通知呼叫已连接在终端之间。

然后，从SIP信令处理器210接收SIP_CONNECT_IND消息的按键电话主卡220向SIP信令处理器210传送作为响应消息的SIP_CONNECT_RESP”消息，并且SIP信令处理器210向IP终端或标准SIP终端传送作为针对呼叫连接的响应消息的“ACK”消息，从而实现终端之间的语音通信(VoIP)。

这样，尽管所述呼叫连接在所述这些终端之间以实现语音通信，但是，通过“INFO”方法来实现SIP消息和其他信息的传输。

即，尽管在终端之间执行通信，例如图7的步骤S301，但是可以利用“INFO”方法来实现语音通信交换系统中的按键电话主卡220和IP终端或标准SIP终端之间的消息和信息的传输。

即，尽管步骤S301中的“INFO”方法主要用于处理忙时传送的双音调多频(DTMF)的目的，但是存在的优点在于：用户能够重新建立信令的净荷类型并自由地使用其，从而可以分离地处理当系统与终端通信时所使用的DTMF和专用信令。

此外，图7的步骤S401是呼叫建立释放步骤。即，当按键电话主卡220向SIP信令处理器210传送“SIP_CLOSE_REQ”呼叫建立释放请求消息时，SIP信令处理器210向IP电话或标准SIP电话传送“再会”消息。

因此，IP电话或标准SIP电话向SIP信令处理器210传送表示通信终止的“200OK”消息，并且SIP信令处理器210向按键电话主卡220传送“SIP_CLOSE_CONF”消息，从而释放建立呼叫，即终止通信。

因此，可以将在现有系统和终端之间所使用的专用信令与标准SIP电话的信令一起进行处理。当通过分离地设置SIP信令端口来分离地使用系统和终端之间所使用的标准信令和专用信令时，解决了该问题。即，例如，标准SIP信令能够使用5060端口，并且在系统和终端之间使用的专用信令可以使用另一端口。

以上描述的方法用于向终端传送消息和其他数据，作为利用标准SIP协议的传输方案。

在如上所述的在根据本发明的语音/数据集成交换系统中处理SIP信令的设备和方法中，将路由器、数据交换机和语音交换设备集成为一个，从而易于安装系统，能够整体地操作和维护系统，能够使用传统的语音终端或公用电话网络接口模块，且能够通过因特网和各种多媒体数据服务的语音通信、以及现有语音通信。

此外，利用标准VoIP SIP信令来处理语音/数据集成交换系统和终端之间的呼叫信令，利用VoIP SIP信令的“MESSAGE”方法和“INFO”方法来连网在交换系统和终端之间周期性交换的消息、以及除了所述呼叫信令之外在忙时所交换的消息，并且VoIP标准SIP信令接受已经在语音交换系统和终端之间实现的各种通信交换系统的功能，从而易于与基于全IP的通信系统进行接口，并且能够创建与NgN中所实现的补充服务关联的服务。

尽管已经参考其典型实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种修改。