专利名称：复合型网络通讯设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数据和语音通讯设备，更具体地说，涉及一种集成多种组件和功能的复合型网络通讯设备。
背景技术：
目前，许多中小企业都建立、拥有两套通信网络，一套是使用PBX经中继线连接到PSTN的电话网络，另一套是利用TCP/IP技术的数据通信网络。两套网络独立建设、运行，成本高、管理复杂。随着VoIP技术的发展，市场上出现了一些面向中小企业的VoIP网关，其主要的目的是为了方便中小企业通过Internet拨打长途电话，节省长途电话费用。由于这类VoIP网关的功能比较单一，企业内部仍需要分别建设、维护两套通信网络，例如专利号为CN 1390021A所述的“基于互联网协议传输语音的网关及其控制方法”和专利号为CN 2400980Y所述的“户用小型电话交换机网关”，就说明了这样的一种网络结构。
此种网络结构的基本框图如图1所示。在企业的内部，需要维护两个网络，即数据网络100和语音网络102。其中，数据网络包括数个计算机110，它们都连接到一交换机112，交换机112在连接到路由器130。路由器130与IP网络140相连。语音网络102包括多个电话机120，电话机都连接到一PBX 122，PBX 122再连接到VoIP网关124。VoIP网关124连接到公共交换电话网150，还连接到路由器130以实现两个网络的互联。
虽然上述的网络也能实现所需要的功能，但同时维护两个网络使企业的维护成本上升，同时管理也显得比较复杂。
于是，就需要一种能够将上述的网络功能集成的网络设备，在提供齐全的功能的同时有简化网络的配置的复杂度。
实用新型内容针对现有技术中需要同时维护两个网络的缺陷，本实用新型的目的是提供一种集成了上述的网络功能的网络通讯设备。
根据本实用新型，提供一种复合型网络通讯设备，包括电源、输入输出装置，还包括以下组件控制处理组件，控制处理电话呼叫信息和IP路由信息，并且具有PCI总线接口；IP分组处理组件，通过PCI总线连接至所述控制处理组件，还具有专用总线接口和MII总线接口；VoIP处理组件，通过专用总线与所述IP分组处理组件相连，还具有TDM总线接口；所述VoIP处理组件实现PCM语音流和IP分组的相互转换；PBX交换组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件相连且通过专用总线与所述IP分组处理组件相连；所述PBX交换组件实现PCM语音流的交换；用户线接口组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件以及所述PBX组件相连，提供普通电话接口；外部交换局接口组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件以及所述PBX组件相连，提供数个交换局接口；IP网接入组件，通过MII总线与所述IP分组处理组件相连；以及以太网交换机组件，通过MII总线与所述IP分组处理组件相连。
根据本实用新型的一实施例，所述控制处理组件为工业控制计算机。所述VoIP处理组件包括一DSP处理器。且VoIP将来自所述PBX交换组件的PCM编码语音信号压缩成IP分组并传输给所述IP分组处理组件；还将来自所述IP分组处理组件的分组还原为PCM编码语音流并传输给所述PBX交换组件。而所述PBX交换组件包括一TDM交换矩阵。
采用了本实用新型的技术方案，将PBX、以太网交换机、TCP/IP路由和VoIP语音网关功能都集成到同一个复合型网络通讯设备上，使企业内部的语音和数据通信融合在一个网络上，在提供齐全功能的同时简化了网络的结构。
本实用新型的特征和优势将在
以下结合附图和实施例的描述之后变得更加明显，其中图1是现有技术中使用VoIP网关组建的企业内部通信网的结构图；
图2是本实用新型的复合型网络通讯设备的逻辑结构示意图；图3是使用本实用新型的复合型网络通讯设备组建企业内部通信网络的原理图；图4是本实用新型的网络设备中的一个实施例中以太网交换机组件的电路原理图；图5是本实用新型的网络设备的一个实施例中用户线接口组件的电路图；图6是本实用新型的网络设备的一个实施例中外部交换局(FXO)接口组件的电路图；图7是本实用新型的网络设备的一个实施例中VoIP处理组件的电路图；图8是本实用新型的网络设备的一个实施例中PBX交换组件的电路图；图9是本实用新型的网络设备的一个实施例中IP分组处理组件的电路图；图10是本实用新型的网络设备的一个实施例中自适应以太网接口的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步描述本实用新型的技术方案。
本实用新型的网络设备是一种集成了PBX、以太网交换机、TCP/IP路由和VoIP语音网关功能的复合型网络通讯设备，它包括下述8个组件，参考图2所示的本实用新型复合型网络设备200的逻辑结构示意图控制处理组件202，用于控制处理电话呼叫信息和IP路由信息，并且具有PCI总线接口。在该实施例中，作为控制处理组件202的是一体化工业控制计算机。该一体化工业控制计算机提供PCI总线接口。在工业控制计算机上运行的操作系统是定制的嵌入式Linux系统，其上运行软交换软件和TCP/IP路由协议软件，软交换软件实现了SIP协议和H.323协议。控制处理组件202是整个系统的控制中心。控制处理组件202可通过两种途径获得呼叫信息和IP路由信息，一是用户的配置，二是使用相关的协议动态获得。
IP分组处理组件204，通过PCI总线连接至控制处理组件202，还具有专用总线接口和MII总线接口。IP分组处理组件204提供4个专用接口，包括两个专用总线接口，用于连接VoIP处理模块206和PBX交换模块208；以及两个MII总线结构，用于连接IP网接入组件214和以太网交换机组件216。IP分组处理组件204上的操作系统也为定制的嵌入式Linux，它和控制处理组件202通过PCI总线构成一个分布式环境。IP分组处理组件204的主要功能是转发分组化的语音包和IP包，并和控制处理组件202协作控制其连接的4个模块。
VoIP处理组件206，通过专用总线与IP分组处理组件204相连，还具有TDM总线接口。VoIP处理组件206实现PCM语音流和IP分组的相互转换。在该实施例中，VoIP处理组件206的核心包括一DSP处理器。VoIP处理组件206的功能是一方面将来自于PBX交换组件208的PCM编码的语音信号按一预定压缩算法压缩后，再打包成IP分组并传递给IP分组处理组件204；另一方面，将IP分组处理组件204转发来的分组化语音包解压缩、还原为PCM语音流并传递给PBX交换组件206。
PBX交换组件208，通过TDM总线与VoIP处理组件206相连且通过专用总线与IP分组处理组件204相连；PBX交换组件208实现PCM语音流的交换。在该实施例中，PBX交换组件208的核心是一个TDM交换矩阵，通过TDM总线和VoIP处理组件206、用户线接口(FXS)组件210、外部交换局(FXO)接口组件212相连接，从而实现PCM语音流的交换。
用户线接口组件210，通过TDM总线与VoIP处理组件206以及PBX组件208相连，其向用户提供一组FXS接口即普通电话接口。
外部交换局接口组件212，通过TDM总线与VoIP处理组件206以及PBX组件208相连，向用户提供2～8个FXO接口即交换局接口。
IP网接入组件214，通过MII总线与IP分组处理组件204相连，向用户提供一个10/100 BASE-TX自适应以太网接口。
以太网交换机组件216，通过MII总线与IP分组处理组件204相连，向用户提供一组10/100 BASE-TX自适应以太网接口。
由此，本实用新型的复合型网络通讯设备具有下述4类接口1个10/100 BASE-TX自适应以太网接口，支持PPPoE协议，用于连接ADSL Modem，接入到Internet。为方便叙述，以下简称为WAN口。
n×24个10/100 BASE-TX接口，即10/100M自适应以太网接口，外接PC机或其他以太网交换机，用于组建企业LAN。为方便叙述，以下简称为LAN口。
n×16个FXS电话接口，用于连接企业内部的普通电话机。
2～8个FXO电话接口，用于连接到PSTN交换局。
采用本实用新型的复合型网络设备可以将企业内部的通信网和数据网集成在一起，其结构如图3所示。图3是为使用本实用新型的复合型网络通讯设备组建企业内部通信网络的原理图。其中，计算机302和电话机304都连接至本实用新型的复合型网络设备300，由该设备300再连接至IP网络306和PSTN 308，从而实现内部网络结构的简化。
采用上述结构的网络的工作原理如下当用户通过连接于一个FXS口的普通电话机拨打连接于本实用新型的复合型网络设备上另一个FXS口的普通电话机时，根据控制处理组件的呼叫管理规则，IP分组处理组件控制PBX交换组件在两个FXS口之间建立连接，形成通话通路。
当企业内部用户拨打本地PSTN网络上的电话时，根据控制处理组件维护的呼叫管理规则，IP分组处理组件控制PBX交换组件在一个FXS口和一个FXO口之间建立连接，形成通话通路。复合型网络通讯设备采用类似的方式处理来自本地PSTN网络上电话对企业内部电话的呼叫。
当企业内部用户拨打长途电话时，一般地，复合型网络通讯设备按下述呼叫管理规则进行工作优先考虑使用IP网络建立呼叫连接；如果IP网络拥塞而无法满足语音通话质量，则自动地使用PSTN网络建立呼叫连接。前者就是IP电话业务。复合型网络通讯设备自动按所述规则选择呼叫路由，该过程对用户是透明的。
使用IP网络建立IP电话呼叫连接时，通讯设备根据优先原则控制PBX交换组件，使PBX交换组件在FXS接口和VoIP处理组件之间连接TDM交换通道，将语音信号交换到VoIP处理组件。VoIP处理组件将分组化的语音IP包传递给IP分组处理组件，由IP分组处理组件根据IP路由信息选择网络接口发送出去。反过来，对于来自IP网络的呼叫和分组化语音IP包，IP分组处理组件将该包转发给VoIP处理组件，VoIP处理组件将语音IP包还原为PCM编码的语音流，PBX交换组件将PCM语音流交换到用户接口模块，最后，用户接口模块还原出语音信号。
如果因为IP网络拥塞而无法使用IP网络传输语音时，IP分组处理组件在控制处理组件的指示下控制PBX交换组件，使PBX交换组件在FXS接口和FXO接口组件之间建立TDM交换通道，从而为用户提供传统的电话业务。
连接于LAN接口上的两台或多台PC机之间可通过以太网交换组件直接通信。
当连接于LAN接口上的1台PC机要访问外部IP网络或Internet的服务时，以太网交换组件将IP分组交换到IP分组处理组件，IP分组处理组件分析该IP分组后，根据控制处理组件维护的IP路由信息，将分组从WAN发送出去。
对于从WAN口进入通讯设备的IP分组，IP分组处理组件根据控制处理组件维护的呼叫路由信息和IP路由信息，或者将分组转发给控制处理组件，或者将分组封装成以太网帧转发给以太网交换组件。若是前者，控制处理组件分析分组后，或更新呼叫信息或者IP路由信息，或发出应答信息经由IP分组处理组件由WAN口转发出去。若是后者，以太网交换组件将以太网帧交换到某个LAN口。
图4至图10是上述实施例中的各个组件的电路图。其中，图4是以太网交换机组件的电路原理图；图5是用户线接口组件的电路图；图6是外部交换局(FXO)接口组件的电路图；图7是VoIP处理组件的电路图；图8是PBX交换组件的电路图；图9是IP分组处理组件的电路图；图10一个实施例中自适应以太网接口的电路图。
这些组件的功能和连接已经在上面进行了描述，对于该具体实施例来说，可以参考图4至图10所示的电路图来进行实现。可以预见到，本领域内的一般技术人员通过上述说明书中的描述，可以采用不同于上述详细描述的实施例的元件来实现本实用新型的复合型网络通讯设备。这种改变对于本领域的一般技术人员来说是显而易见的，因此不应被视为超出了本申请的保护范围之外。
采用了本实用新型的技术方案，将PBX、以太网交换机、TCP/IP路由和VoIP语音网关功能都集成到同一个复合型网络通讯设备上，使企业内部的语音和数据通信融合在一个网络上，在提供齐全功能的同时简化了网络的结构。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
权利要求1.一种复合型网络通讯设备，包括电源、输入输出装置，其特征在于，还包括以下组件控制处理组件，控制处理电话呼叫信息和IP路由信息，并且具有PCI总线接口；IP分组处理组件，通过PCI总线连接至所述控制处理组件，还具有专用总线接口和MII总线接口；VoIP处理组件，通过专用总线与所述IP分组处理组件相连，还具有TDM总线接口；所述VoIP处理组件实现PCM语音流和IP分组的相互转换；PBX交换组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件相连且通过专用总线与所述IP分组处理组件相连；所述PBX交换组件实现PCM语音流的交换；用户线接口组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件以及所述PBX组件相连，提供普通电话接口；外部交换局接口组件，通过TDM总线与所述VoIP处理组件以及所述PBX组件相连，提供数个交换局接口；IP网接入组件，通过MII总线与所述IP分组处理组件相连；以太网交换机组件，通过MII总线与所述IP分组处理组件相连。
2.如权利要求1所述的复合型网络通讯设备，其特征在于，所述控制处理组件为工业控制计算机。
3.如权利要求1所述的复合型网络通讯设备，其特征在于，所述VoIP处理组件包括一个或多个DSP处理器。
4.如权利要求3所述的复合型网络通讯设备，其特征在于，所述VoIP将来自所述PBX交换组件的PCM编码语音信号压缩成IP分组并传输给所述IP分组处理组件；还将来自所述IP分组处理组件的分组还原为PCM编码语音流并传输给所述PBX交换组件。
5.如权利要求1所述的复合型网络通讯设备，其特征在于，所述PBX交换组件包括一TDM交换矩阵。
专利摘要本实用新型揭示了一种复合型网络通讯设备，包括电源、输入输出装置，还包括以下组件控制处理组件；IP分组处理组件；VoIP处理组件；PBX交换组件；用户线接口组件；外部交换局接口组件；IP网接入组件；以及以太网交换机组件。采用了本实用新型的技术方案，将PBX、以太网交换机、TCP/IP路由和VoIP语音网关功能都集成到同一个复合型网络通讯设备上，使企业内部的语音和数据通信融合在一个网络上，在提供齐全功能的同时简化了网络的结构。
文档编号H04L12/66GK2722512SQ20042008171
公开日2005年8月31日 申请日期2004年8月11日 优先权日2004年8月11日
发明者夏心杰, 焦圣品, 陈凯 申请人:无锡三通科技有限公司