专利名称：一种局域网电话小交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种局域网小交换机，可实现在局域网上拨打IP电话(Voice-over-IP，简称VoIP)。
现有公知的电话网通常采用电路交换技术。近几年来，为解决话音与数据的融合、充分利用IP网络的资源，采用包交换方式的VoIP技术已成为新电信业务热点。国际主流电信技术公司纷纷推出自己的解决方案(例如3Com、Clarent、Nortel、Lucent、Cisco等公司，参见《中国计算机网络电话会议文集》，1999，北京)。目前各大公司推出的产品主要是面向电信系统解决方案的VoIP网关，它兼有交换和协议转换的功能，很多是在PBX上增加IP功能来实现的；另外也有面向电话机的产品VoIP电话适配器或IP电话机。这类产品当需要连结到广域网时，还需另配网关。两类产品实际上都是面向广域网上VoIP。对企业内部局域网上通话(相当于集团电话)应用而言，直接用VoIP网关，显然成本太高，不实用；新型的IP电话机必需有带IP交换的网关才能使用，本身无交换能力，无法直接用于局域网上打IP电话；直接采用VoIP电话适配器，存在两方面的问题。一方面，VoIP电话适配器需要网关或交换机的支持才能工作；另一方面，VoIP电话适配器大多只支持一部电话，最多支持四部电话，经济效益不太高。
为解决上述技术问题，本实用新型对VoIP电话适配器进行改进。首先，采用不同的CPU以提高适配器的处理能力；其次，增加适配器的交换能力，使之不需要另外的网关或交换机就能在局域网上打IP电话。
本实用新型解决其技术问题所采用的具体技术方案是选用高性能的CPU来增加适配器支持的电话路数；扩充适配器的交换能力。具体地讲，本实用新型采用日立公司新型RISC CPU——SH7750来实现，采用双通道的模数转换编解码器CS4231进行模数变换，使单块CPU支持到六部电话，从而大大降低企业内部局域网VoIP成本；利用IP寻址及地址映射技术将VoIP电话适配器扩充为小交换机，使得在企业内部局域网上打电话时不需要网关或大交换机。
本实用新型提供了一种局域网电话小交换机，该局域网电话小交换机由小机箱、集成电路板和一个外接电源组成，其中集成电路板安装在小机箱内，小机箱外接一个电源，其特征在于所述集成电路板包含中央处理器(CPU)模块、同步动态随机存储器(SDRAM)、可编程只读存储器(EPROM)、闪烁(FLASH)存储器、可编程逻辑电路(CPLD)、模数转换编解码器(CODEC)、电话接口芯片(SLIC)、以太网(Ethernet)处理芯片、监测JTAG、串口(RS232)接口芯片以及电平转换器，其中CPU与SDRAM存储器及RS232接口芯片直接连接，CPU通过CPLD可编程逻辑电路与EPROM存储器、FLASH存储器、以太网处理芯片、模数转换编解码器相连接。本实用新型局域网电话小交换机中的小机箱为一大小为250mm×180mm×40mm的小盒子。
CPU模块包括一块RISC CPU，采用的是日立公司的SH7750。它是一块主频200MHz、处理能力360MIPS的RISC芯片。它的核心功能是运行VxWorks操作系统，运行应用软件，对外围各种接口的支持。SDRAM模块是系统存储器，用于CPU运行程序和处理语音信号。SDRAM的型号为HM5264165-B60。EPROM模块的型号为M27C801，FLASH的型号为28F320S5；它们的功能是存储操作系统和应用软件，加电后启动系统。CPLD模块由一块EPM7128S-7芯片构成，用来对CPU和外围芯片逻辑时序进行转换。CODEC模块由三块CS4231A芯片构成，其核心功能是将话音模拟信号变换为数字信号以及将数字话音信号还原成模拟话音信号。SLIC模块由三块L8576B芯片构成，其核心功能是提供普通电话机的接口，支持普通电话机的通话及信令功能。Ethernet模块由一块CS8900A芯片构成，其核心功能是提供以太网接口，完成往以太网发送和从以太网接收数据包。监测JTAG及串口(RS232)接口芯片提供标准的JTAG接口，用于调试，提供一个标准的串口，由MAX3243芯片实现，用来和PC机联接，实现对通话接通状况进行监控。
本实用新型的交换功能是通过IP地址和电话号码之间的映射来实现的。语音的压缩和解压缩编码遵从G.729C协议，每路占用带宽为8kbps。
本实用新型的工作原理遵从H.323协议。工作过程简述如下①链路的建立。用户甲摘机后拨用户乙的电话号码，系统将用户乙的电话号码转换成IP地址，通过IP地址找到用户乙的电话机所在的本实用新型(交换机)，再根据TCP/IP协议建立连结。②通话。用户甲模拟话音通过SLIC模块进入CODEC模块，CEDEC将模拟话音数字化并送CPU进行压缩，再通过IP网络传到用户乙的本实用新型(交换机)的CPU进行解压缩，解压缩后的数字话音再通过CODEC转换为模拟话音，通过SLIC送到用户乙的话机。
本实用新型的有益效果是，单CPU支持到六部电话，并且具有电话交换能力。需要在企业内部局域网上打IP电话时，不需要单独的网关或电话交换机，只需将若干个本实用新型(简称VoIP交换机)接入到企业局域网上，每个VoIP交换机可接六部普通电话机，连结到同一个VoIP交换机上的六部电话之间以及不同VoIP交换机上电话之间均可如同普通电话一样打电话。另外，需要开展广域网上的VoIP业务时，它也支持标准的VoIP网关(Gateway)和网守(Gatekeeper)。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是本实用新型小机箱的前视图。
图3是本实用新型小机箱的后视图。
图4是本实用新型局域网电话小交换机应用连结图。
在图1中标号(1)是第一块电话接口芯片(L8576B)的第一路(SLIC1)，标号(2)是第一块电话接口芯片的第二路(SLIC2)，标号(3)是第二块电话接口芯片的第一路(SLIC3)，标号(4)是第二块电话接口芯片的第二路(SLIC4)，标号(5)是第三块电话接口芯片的第一路(SLIC5)，标号(6)是第三块电话接口芯片的第二路(SLIC6)，标号(7)是以太网处理芯片(CS8900A)，标号(8)是SH7750直接支持的JTAG接口，标号(9)是RS232接口芯片(MAX3243)，标号(10)是CPU(SH7750)，标号(11)是存储器SDRAM(HM5264165-B60)，标号(12)是FLASH存储器(28F320S5)，标号(13)是EPROM存储器(M27C801)，标号(14)是电平转换器(SN54LVTH162245)，标号(15)是CPLD可编程逻辑电路(EPM7128S-7)，标号(16)是第一块模数转换编解码器(CS4231)，标号(17)是第二块模数转换编解码器，标号(18)是第三块模数转换编解码器。
图2给出的是本实用新型小机箱的前面板，其上有电源指示灯(21)、复位按钮(22)和6个RJ11电话插槽(23)。
图3给出的是本实用新型小机箱的后面板，其上有RJ45网络接口(31)、标准RS232串口(32)、JTAG调试检测口(33)、外接电源插孔(34)以及电源开关(35)。
图4给出的是本实用新型应用到企事业内部局域网打IP电话的连结示意图，每个局域网电话小交换机除小机箱外包括一个外接电源(41)和6部电话机(42)。
本实用新型可结合附图，通过下述具体实施方式
实现。
在图1中，CPU(10)通过数据及地址总线与SDRAM存储器(11)直接接口，总线速度100M，CPU的主频200MHz，处理能力可达360MIPS，使六路电话同时通话有保障。采用EPROM存储器(13)启动并引导CPU(10)从FLASH存储器(12)中加载操作系统和应用程序到SDRAM存储器(11)中运行。通过CPLD可编程逻辑电路(15)进行时序转换和调整，CPU(10)直接访问和响应以太网处理芯片(7)、模数转换编解码器(16)、(17)和(18)，展开语音信号的压缩与解压缩处理、接收和发送数据包。采用双独立通道的模数转换编解码器(16)、(17)和(18)，处理速度很快、两通道相互之间无串扰，进一步确保了系统高效地运转。CPU(10)通过分析来自以太网处理芯片(7)或模数转换编解码器(16)、(17)和(18)的请求，通过电话号码和IP地址的映射，完成电话的交换操作。
图2和图3表示出了本实用新型的外形结构。图4中给出了本实用新型应用到局域网VoIP的连结示意图。如果将两个本实用新型局域网电话小交换机接入到局域网中，设定电话号码和IP地址之后，这12部电话中的任意两部即可像普通电话机一样拨打电话。一个局域网上可接入多个本实用新型，只要有空闲的IP地址即可(每个占用一个内部IP)。
权利要求1.一种局域网电话小交换机，该局域网电话小交换机由小机箱、集成电路板和一个外接电源组成，其中集成电路板安装在小机箱内，小机箱外接一个电源，其特征在于所述集成电路板包含中央处理器模块、同步动态随机存储器、可编程只读存储器、闪烁存储器、可编程逻辑电路、模数转换编解码器、电话接口芯片、以太网处理芯片、监测JTAG、串口接口芯片以及电平转换器，其中与同步动态随机存储器及串口接口芯片直接连接，中央处理器模块通过可编程逻辑电路与可编程只读存储器、闪烁存储器、以太网处理芯片、模数转换编解码器相连接。
2.根据权利要求1的局域网电话小交换机，其特征在于所述小机箱为一大小为250mm×180mm×40mm的小盒子。
3.根据权利要求1的局域网电话小交换机，其特征在于该局域网电话小交换机可有多部同时接入到局域网中。
专利摘要本实用新型涉及一种局域网电话小交换机，该局域网电话小交换机由小机箱、集成电路板和一个外接电源组成。所述集成电路板包含中央处理器模块、同步动态随机存储器、可编程只读存储器、闪烁存储器、可编程逻辑电路、模数转换编解码器、电话接口芯片、以太网处理芯片、监测JTAG、串口接口芯片以及电平转换器。本实用新型局域网电话小交换机用来支持普通电话机在局域网上打IP电话，每台小交换机可连接六部电话，若干个交换机接到企业局域网上，无需另外的网关或电话交换机即可实现企业内部局域网上拨打IP电话，即局域网上VoIP。
文档编号H04Q3/04GK2624555SQ0224420
公开日2004年7月7日 申请日期2002年7月31日 优先权日2002年7月31日
发明者杨树林 申请人:杨树林