专利名称：在远距离接入服务器中处理话音和传真数据的设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统，尤其是，涉及一种用于远距离处理话音和数据的远距离接入服务器(RAS)设备。
图1示出一种用于在互联网上处理话音和数据的远距离接入服务器设备的网络结构。参考图1，远距离接入服务器2和20为互联网用户提供比常规的长途呼叫和传真传输服务更便宜的服务，并提供各种附加的服务。远距离接入服务器2和20被连到PABX(私人自动分区交换)4和22，PSTN／ISDN(公共交换电话网／集成服务数字网)6，PSTN24，和连到互联网18的路由器8和26。PABX4被连到一台传真机(FAX)10，电话12和PSTN／ISDN 6。PABX 22被连到PSTN 24。路由器8和26分别通过以太网连到远距离接入服务器2和20。路由器8被连到服务器14，个人计算机(PC)16，和路由器26也连到服务器30和PC 28。路由器8通过互联网18连到路由器26。远距离接入服务器2和20将话音和传真数据从一个公共网络，如PSTN／ISDN6和PSTN24传送到另一个公共网络。
图2示出在图1的远距离接入服务器2和20中用于处理话音和数据的一种模块。参考图2，该模块包括一个连到系统主控制器32的系统主控制器接口34，MPU(主处理单元)36，四个话音／传真编码译码器38，存贮器40，以太网42，解码器44，胶合逻辑46和连到E1干线接口的PCM(脉码调制)接口48。系统主控制器接口34交换话音／数据处理模块的操作状态和接入信息，和系统配置信息，以及下载用于系统操作的软件应用，存贮器40由用于存贮程序的闪烁存贮器，DRAM(动态随机存取存贮器)，和SRAM(静态随机存取存储器)组成。以太网42处理以太网协议并使得能在10个基本周期内接入IP(互联网协议)网。解码器44和胶合逻辑46执行地址解码，使MPU 36能够控制每个外国部件，PCM接口48通过系统中的时间开关和PCM高速通路交换话音数据，将话音信号供给话音／传真编码解码器38。
在图2的模块中，单个MPU 36执行协议处理，用于局域网(LAN)中的话音和数据处理，与PSTN的信号处理，和与系统主控制器32的IPC(处理器间通信)处理。例如，MPU 36在系统中为25MHz时具有处理能力为4．5MIP(每秒百分指令)。虽然这样一个模块是来实施大约16道的话音和传真数据，然而在处理16道时有容量的问题。考虑计算使四个话音／传真编码解码器38能够处理16道的容量的因素，按照编码解码器的类型，每道所需时间为30ms(G．723．1)-0．75ms(G．711)，话音／传真编码解码器的中断处理时间为30ms，协议处理时间为10ms。然而，当这样一些因素未被彻底地满足时，可能出现处理延时，引起话音质量恶化，话音数据对延时是非常灵敏的。通常，网络延时分成传输延时和处理延时。当传输延时和处理延时之和为150-200ms时，大多数用户将对性能感到满意。
当处理用于对由E1干线接口50和PCM接口48接收到的用于对话音和传真数据编码的中断服务程序时，在处理能力为大约4．5MIP时通常的话音／传真编码译码器38不可能处理16道(每道64kbps)。因此，通常的模块将用于实施最多8道的话音和传真数据。
因此，本发明的一个目的是提供一种设备，能够在为远距离接入服务器设计话音和传真用户模块中服务最大数量的用户口，同时保持模块的适当负荷，由此有效地操作系统。
为了达到以上的目的，提供一种用于处理在远距离接入服务器中的话音和数据的设备，提供在互联网上的话音和传真数据传输。本设备包括第一接口，用于与公共网接口；第二接口，用于与互联网接合；和连到第一和第二接口的远距离接入服务器，用于将通过第一接口接收到的话音和传真数据通过第二接口传送到互联网，和将通过第二接口接收到的话音和传真数据通过第一接口传送到公共网。远距离接入服务器包括多个话音／传真编码译码器，每个具有多个连到第一接口的信道，用于对通过信道由第一和第二接口提供的话音和传真数据编码和解码；编码解码器控制器，用于控制有关的话音／传真编码解码器，并依据是否处理通过信道的话音和传真数据控制在相应的话音／传真编码解码器中产生中断；从处理器，用于为一个特定的信道提供话音和传真数据，接收到中断时输出由话音／传真编码解码器编码的话音和传真数据，对由第二接口提供的话音和传真数据解码并将已解码的话音和传真数据输出到第一接口；和主处理器，用于和系统操作者通信并管理从处理器。
通过以下结合附图的详述本发明以上和其它的目的，特征和优点将更为明显，其中图1是用作说明用于在互联网上处理话音和数据的一种远距离接入服务器设备的网络结构的示意图；图2是用作说明用于在通常的远距离接入服务器中处理话音和数据的一种模块的示意图；图3是用作说明依据本发明的实施方案的一种用于处理在远距离接入服务器中的话音和数据的模块的示意图；和图4是用作说明图3的话音／传真处理模块的详细方框图。
下面将参考附图描述本发明的一个最佳实施方案，在以下的描述中，众所周知的功能或结构不作详细描述，因为它们将使本发明在不必要的细节中，弄得含糊不清。
图3示出在图1的远距离接入服务器2和20中用于处理话音和数据的一种模块。参考图3，话音／传真处理模块60被连到ISDN接口62，此接口通过TDM(时分多路复用)总线连到用于ISDN的PRI(初始速率接口)E1线路。话音／传真处理模块60进一步连到PSTN干线接口64，该接口通过TDM总线连到用于PSTN的两条E1干线。另外，话音／传真处理模块60连到服务器接口66，该接口通过包总线连到以太网／快速以太网。然后，话音／传真处理模块60通过IPC信道连到系统操作者68，连到ISDN接口62的用于ISDN的PRIE1线路被连到图1的ISDN6，ISDN接口62执行在ISDN6和话音／传真处理模块60之间的ISDN接合。连到PSTN接口64的PSTN E1干线被连到图1的PSTN6和24，PSTN干线接口64执行PSTN6和24与话音／传真处理模块60之间的PSTN接合。连到服务器接口66的以太网／快速以太网被连到图1的路由器8和26，服务器接口66执行路由器8和26与话音／传真处理模块60之间的以太网／快速以太网接合。
通过ISDN PRI E1线路或PSTN E1干线在话音／传真处理模块60上接收到的64kbps话音或传真数据由话音／传真处理模块60编码和打包。被打包的话音和传真数据通过包总线提供给服务器接口66，服务器接口66对打包的话音和传真数据执行IP(互联网协议)处理，使得打包的话音和传真数据可在互联网或局内网上得到服务。已处理的数据提供给图1的路由器8和26。
图4示出图3的话音／传真处理模块60的详细方框图，参考图4，话音／传真处理模块60包括一个主处理器74和两个从模块70和72，从模块70和72每个包括从处理器80和90，话音／传真编码解码器82和92每个有6个话音和传真编码解码器芯片，编码解码器控制器84和94，FIFO(先进，先出)控制器86和96，FIFO 88和98，和包总线控制器89和99。
如图4中所示，依据本发明的话音／传真处理模块60包括一个主处理器74和两个从处理器80和90，以便解决现有模块的问题，其中话音和传真数据由于处理器的能力问题不可能被适当地处理。最好两个从处理器80和90由一个处理能力大约是60MIP的处理器来实现，这大约是现有处理能力4．5MIP的10倍。
从模块70和72每个有6个话音／传真编码解码器82和92，每个从模块被实现为具有处理30道的能力。考虑计算使6个话音／传真编码解码器能够处理30道的能力的因素，依据编码解码器的类型每道所需的时间为30ms(G．723．1)-0．75ms(G．711)，话音／传真编码解码器的中断处理时间是30ms，协议处理时间是10ms。依据本发明的从处理器80和90被实现成具有比通常的处理器快10倍的处理速度。因此，在通常的处理器处理8道的场合一次处理80道是可能的。通过使每条E1干线能处理30道话音／传真数据来防止处理延时是可能的，由此避免了话音质量的恶化。
主处理器74将话音／传真编码解码器82和92初始化，和从处理器80和90交换信息以便将报告发送到系统操作者68，并由此发送命令到从处理器80和90，然而，主处理器74发送报告到系统操作者68，并在从系统操作者68发送命令的同时，通过以太网接口76和IPC信道执行IPC访问，也执行调试工作。
从模块70和72的从处理器80和90有一个协议处理功能以实现VoIP(在互联网协议上的话音)功能，并执行Q．931和H234信号协议处理以便和IP网络互相配合，和执行包括远距离接入服务的H．323呼叫信号协议处理。另外，从处理器80和90执行IP地址的分配，管理和删除。然后，当从处理器80和90在相应的具有悬置数据的编码解码器芯片中产生中断时，主处理器74读相应芯片的读或写寄存器并处理读出的数据。也就是说，在本发明的实施方案中，每个从处理器80和90接收到的30道数据既由顺序搜索方法(或查询方法)处理也由中断方法处理。利用这种方法，当在6个编码解码器芯片82和92中一个特定的芯片中连续产生中断时，来自特定的编码解码器芯片的数据被连续处理，由此解决由其它编码解码器芯片产生的数据不可能被处理的问题。这么做，可以使数据传输延时降至最少，由此防止性能恶化。
如图4所示，每个从模块6片被分配给话音／传真编码解码器82和92。也就是说，话音／传真编码解码器82包括第一至第六话音／传真编码解码器芯片，话音／传真编码解码器92包括第七至第十二编码解码器芯片，因为话音／传真编码解码器82和92中每个芯片提供5个话音／数据信道，可以处理每个从模块上的30个(=6×5)话音／传真数据信道。话音／传真编码解码器82和92包括一个TDM接口，通过TDM总线连到ISDN接口62和PSTN干线接口64。话音／传真编码解码器82和92对通过TDM接口接收到的模拟话音和传真数据编码，将已编码的数据变换成包数据形式的数字位流，并将已变换的数据提供给FIFO控制器86和96。然后，话音／传真编码解码器82和92将从FIFO控制器接收到的包数据形式的数字位流变换成模拟的话音和传真数据，并将已变换的数据提供给TDM接口。话音／传真编码解码器82和92被按照ITU-T(国际远程通信联盟-远程通信标准部)建议书G．723．1(6．3kbps)，G726(32kbps)和G．729(8kbps)之一设计。话音／传真编码解码器82和92依据集编码方法对话音和传真数据执行编码和解码。
编码解码器控制器84和94发送由从模块70和72中各自的话音／传真编码解码器芯片82和92传送到主处理器74的控制信息，并将数据存在信息发送到相应的从处理器80和90。然后，编码解码器控制器84和94控制在各个编码解码器芯片中产生的中断信号。通过利用由话音／传真编码解码器82和92的编码解码器控制器84和94控制的并通过相应的从处理器80和90从每个编码解码器芯片发送到主处理器74的控制信息，了解是否各个编码解码器是处在有效状态是可能的，因此，主处理器74可分别将编码解码器激活或复位。
FIFO控制器86和96将从话音／传真编码解码器84和94发送的话音和传真数据以写操作模式存入FIFO88和98，并将已存入FIFO88和98的话音和传真数据读出，以读操作模式将读出的数据提供给话音／传真编码解码器84和94。FIFO88和98在FIFO控制器86和96的控制下顺序地存贮和发送话音和传真数据，包总线控制器89和99将由FIFO88和98提供的话音和传真数据通过包总线发送到服务器接口66，另外，包总线控制器89和99处理通过包总线接收到的话音和传真数据并将已处理的数据传送到FIFO88和98。存贮器和胶合逻辑77产生主处理器74控制从模块70和72的每个部分和外围块时所需的各种控制信号，并作为地址解码器提供服务。此外，存贮器和胶合逻辑77包括存贮数据的存贮器，辅助存贮器，和存贮NMS(网络管理系统)的数据。
现在将参考图3和4进行本发明的详述。
如图4所示，因为每个话音／传真编码解码器芯片提供5个独立的话音／传真数据信道，从模块70和72可以处理30个数据速率为64kbps的信道，也就是，一个E1(2．048Mbps)信号。图4的话音／传真处理模块60由两个从模块70和72组成，可以处理60道话音和传真数据。
当话音和传真数据通过连到从模块70和72的TDM总线在30个具有数据速率为64kbps的信道上提供给话音／传真处理模块60时，从处理器80和90确定当前哪个信道可用。从处理器80和90，在话音／传真编码解码器82和92中各自的6个芯片上的各自的5个信道有状态信道，可以确定当前哪个信道可用。根据决定，从处理器80和90发布将话音和传真数据连到话音／传真编码解码器82和92中一个特定的具有可用信道的芯片上的命令。从处理器80和90接收到命令后，话音／传真编码解码器82的相应芯片(或若干芯片)将对通过可用信道接收到的话音和传真数据编码。完成话音和传真数据编码以后，话音／传真编码解码器82的相应芯片将读状态寄存器设置为读状态，并产生表明数据编码完成的中断信号，在编码解码器控制器84和94的控制下将所产生的中断信号提供给从处理器80和90，编码解码器控制器84和94将表明哪个芯片产生中断的中断向量值和产生中断的编码解码器芯片中内部读状态寄存器的读状态值一起存贮。在接收到6个编码解码器芯片中产生的至少一个中断信号以后，从处理器80和90通过查询方法读已处理的话音和传真数据并将读出的数据传送到FIFO控制器86和96访问产生中断的编码器芯片。
如上所述，在编码解码器控制器84和94的控制下，在从模块70和72中的话音／传真编码解码器82和92的各个芯片依据要发送到主处理器74的控制信息和数据存在信息产生中断信号到相应的从处理器80和90。因此，依据在30个信道上接收到的数据的传输延时，使性能恶化降至最小是可能的。
FIFO控制器86和96顺序地将从话音／传真编码解码器84和94发送的话音和传真数据存入FIFO88和98。例如，从处理器80和90具有的操作频率为40MHz，而包总线控制器89和99具有的操作频率为25MHz。因此，FIFO控制器80和90和FIFO88和98被用于匹配数据速率。从FIFO88和98发送的话音和传真数据是由包总线控制器89和99控制的包并通过包总线输出到图3的服务器接口66，包总线控制器89和99将连到图3的包总线的各个模块中产生的数据打包并将打包的数据传送到服务器接口66。然后，包总线控制器89和99将在服务器接口66接收到包数据通过以太网传送到各自的模块。包总线的主体是服务器接口66，包总线的从属者为话音／传真处理模块60。作为包总线主体的服务器接口66接收由各个从属设备，如话音／传真处理模块60和ISDN接口62产生的各种总线请求信号(例如，包可用信号)，并根据轮转方式从各个从属设备的包输出中选出一个。从服务器接口66接收到包可用信号以后，话音／传真处理模块60从存贮在FIFO88和98中的话音／传真数据包中读出最老的包并将读出的包传送到服务器接口66。在此过程中，包的边界利用SOP(包的开始)和EOP(包的结束)来限定。
同时，从服务器接口66发送的话音和传真数据通过包总线提供给话音／传真处理模块60中的包总线控制器89和99。从服务器接口66发送的话音和传真数据包可以通过与作为包总线的一个从属者的话音／传真处理模块60协商来接收。当话音／传真处理模块60将接收到的包存入FIFO88和98，并通过FIFO控制器86和96接收此包时，FIFO控制器86和96对相应的从处理器80和90产生中断，由此提供一种环境，使得存贮在FIFO88和98中的包可被读出，在上电或当包总线控制器89和99被复位时，包总线控制器89和99将FIFO88和98的接收FIFO阈值初始化，FIFO控制器86和96将FIFO88和98的传送FIFO阈值初始化。FIFO控制器86和96具有的操作频率为25MHz，从处理器80和90具有的操作频率为40MHz。因此，FIFO控制器86和96与FIFO88和98提供一种用于数据速率适配的接口。
当包数据被存入FIFO88和98时，FIFO控制器86和96以包为单位对从处理器80和90产生中断，使得从处理器80和90可以处理此数据。在接收到中断以后，从处理器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，存贮在FIFO88和98中的话音和传真数据被提供给话音／传真编码解码器82和92。话音／传真编码解码器82和92的相应芯片将话音与传真数据的数字位流解码为模拟的话音与传真数据，并将模拟的话音与传真数据输出到TDM接口。在实施方案中，两个从模块由话音／传真处理模块来实现，其中从模块的每个从处理器处理30个信道，所以话音／传真处理模块可以为60道的话音和传真的用户提供服务。
如上所述，新型设备可为用于远距离接入服务器的话音和传真用户模块的设计中最大数量的用户口服务，同时维持适当的模块负荷，由此有效地操作系统。另外，当呼叫和传真服务是通过现有的私人数据网实现时，由于便于系统管理，可以降低费用并建立一种单线网络。因此，可以减少电话费用和管理开销。
虽然已参考某种最佳实施方案示出并描述了本发明，本领域的技术人员应该理解，可以在形式和细节上做各种改变而不偏离由所附的权利要求书规定的本发明的精神和范围。
权利要求
1．一种在互联网上提供话音和传真数据传输服务的远距离接入服务器中处理话音和数据的设备，包括一个与公共网接合的第一接口；一个与互联网接合的第二接口；和一个连到第一和第二接口的远距离接入服务器，用于将通过第一接口接收到的话音和传真数据通过第二接口传送到互联网，将通过第二接口接收到的话音和传真数据通过第一接口传送到公共网；所述的远距离接入服务器包括多个话音／传真编码解码器，每个具有多个连到第一接口的信道，用于对通过信道由第一和第二接口提供的话音和传真数据编码和解码；一个编码解码器控制器，用于控制有关的话音／传真编码解码器，并依据是否处理通过信道接收到的话音和传真数据，控制在相应的话音／传真编码解码器中中断的产生；一个从处理器，用于将话音和传真数据提供给信道中的一个特定信道，接收到中断以后，将由话音／传真编码解码器编码的话音和传真数据输出，将由第二接口提供的话音和传真数据解码并将已解码的话音和传真数据输出到第一接口；和一个主处理器，用于与系统操作者通信并管理从处理器。
2．如权利要求1中所述的设备，还包括一个存贮器，用于匹配从处理器和第一以及第二接口之间的数据速率；和一个存贮器控制器，用于控制存贮器。
3．如权利要求1中所述的设备，其中至少为一个主处理器提供两个从处理器，每个从处理器包括多个话音／传真编码解码器。
全文摘要
一种在互联网上话音和传真数据传输服务的远距离接入服务器中处理话音和数据的设备包括:与公共网接合的第一接口;与互联网接合的第二接口;和连到第一和第二接口的远距离接入服务器。该远距离接入服务器包括:多个话音/传真编码解码器,每个具有连到第一接口的多个信道;一个编码解码器控制器;和一个主处理器。
文档编号H04M11/00GK1291834SQ0011792
公开日2001年4月18日 申请日期2000年5月30日 优先权日1999年8月28日
发明者金钟圭 申请人:三星电子株式会社