专利名称：实现因特网协议语音业务的系统和方法
技术领域：
本发明涉及语音通信技术领域，具体涉及一种实现因特网协议语音业务的系统和方法。
背景技术：
因特网协议语音(VoIP)在路由器上的应用使得语音业务如传统电话业务承载在IP网络上。VoIP通过语音分组实现，主要是一种软件解决方案，但需要在路由器上加装模块化语音插卡来支持语音在IP网络中传输。
将在互联网上实现的电话业务称为因特网电话，因特网电话是VoIP业务的早期形式。图1为实现VoIP业务的组网结构图，如图1所示，图中的IP语音网关同时提供两种接口一种是支持公共交换电话网(PSTN)语音协议的接口如E1或T1接口，用于与PSTN相连；另一种是支持IP语音协议的接口如以太网接口或异步传输模式(ATM)接口，用于与IP网相连。且，IP语音网关具有将PSTN侧语音信令如R2、ISDN等信令与IP网络侧语音信令如H.323、会话初始化协议(SIP)等信令进行相互转换的功能。具体的VoIP业务处理过程为主叫侧IP语音网关收到主叫PSTN用户发来的语音信令与数据后，将该语音信令与数据转换为可在IP网络上传输的分组语音信息，然后再经IP网络传送到被叫侧IP语音网关，由被叫侧IP语音网关将分组语音信息还原为PSTN网可识别的语音信号，并通过PSTN传送给被叫PSTN用户。在实际VoIP组网中，还可能包括网守(GateKeeper)服务器，以用于完成路由和访问控制等功能。
由上述过程可以看出IP语音网关必须具有语音接口卡硬件，必须支持PSTN语音协议信令与IP语音协议信令以及二者之间进行相互转换的功能，这大大增加了VoIP组网的软硬件成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种实现VoIP业务的系统和方法，以在降低VoIP组网的硬件成本。
本发明的技术方案是这样实现的一种实现VoIP业务的系统，包括主叫PBX、与主叫PBX直接相连的主叫传统网关、被叫PBX、与被叫PBX直接相连的被叫传统网关，且主叫传统网关与被叫传统网关之间具有IP通道，其中，主叫PBX，将语音信令或数据发送给主叫传统网关；主叫传统网关，将主叫PBX发来的语音信令或数据通过IP通道发送给被叫传统网关；被叫传统网关，将主叫传统网关发来的语音信令转发给被叫PBX；被叫PBX，接收被叫传统网关发来的语音信令或数据。
所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道和一条用于传输语音数据的UDP通道，且，所述主叫传统网关包括时隙信息添加模块，用于在收到主叫PBX发来的语音数据后，将该语音数据的时隙信息添加到语音数据报文中，并将该语音数据通过所述UDP通道发送给被叫传统网关。
所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道和一条用于传输语音数据的UDP通道，且，所述被叫传统网关包括时隙信息分析模块，用于在收到主叫传统网关发来的语音数据后，根据该语音数据报文中的时隙信息，通过对应时隙将该语音数据发送给被叫PBX。
所述IP通道包含一条TCP通道和数目与数据时隙数相等的UDP通道，且，所述主叫传统网关包括时隙与UDP通道对应关系保存模块和UDP通道确定模块，其中
时隙与UDP通道对应关系保存模块，用于保存数据时隙信息和UDP通道标识的对应关系，并根据UDP通道确定模块发来的时隙信息，将对应的UDP通道标识返回给UDP通道确定模块，UDP通道确定模块，用于在收到主叫PBX发来的语音数据后，将该语音数据的时隙信息发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的UDP通道标识，将语音数据通过对应的UDP通道发送给被叫传统网关。
所述IP通道包含一条TCP通道和数目与数据时隙数相等的UDP通道，且，所述被叫传统网关包括时隙与UDP通道对应关系保存模块和时隙确定模块，其中时隙与UDP通道对应关系保存模块，用于保存数据时隙信息和UDP通道标识的对应关系，并根据时隙通道确定模块发来的UDP通道信息，将对应的时隙信息返回给时隙确定模块，时隙确定模块，用于在收到主叫传统网关通过UDP通道发来的语音数据后，将该UDP通道标识发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的时隙信息，将语音数据通过对应的时隙发送给被叫PBX。
一种实现VoIP业务的方法，在与主、被叫PBX直接相连的主、被叫传统网关之间建立一条IP通道，该方法包括A、主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音信令或数据后，通过所述IP通道将该语音信令或数据发送到被叫传统网关；B、被叫传统网关将收到的语音信令或语音数据通过被叫PBX发送给被叫用户。
所述IP通道内包含有一条TCP通道，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音信令时，所述主叫传统网关通过IP通道将语音信令发送给被叫传统网关为通过所述TCP通道将语音信令发送给被叫传统网关。
所述IP通道包含有一条UDP通道，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音数据时，步骤A所述主叫传统网关通过所述IP通道将该语音数据发送到被叫传统网关包括主叫传统网关将该语音数据对应的时隙信息添加到语音数据报文中，然后将该语音数据通过该UDP通道发送给被叫传统网关；且，所述步骤B包括被叫传统网关收到该语音数据后，根据该语音数据报文中携带的时隙信息，将该语音数据通过对应的时隙发送到被叫PBX。
所述IP通道包含有数目等于数据时隙总数的UDP通道，且主叫传统网关和被叫传统网关保存有数据时隙信息与UDP通道标识的对应关系，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音数据时，步骤A所述主叫传统网关通过所述IP通道将该语音数据发送到被叫传统网关包括主叫传统网关在所述对应关系中，查找到该语音数据的时隙信息对应的UDP通道标识，然后将该语音数据通过对应的UDP通道发送给被叫传统网关；且，所述步骤B包括被叫传统网关收到该语音数据后，在所述对应关系中，查找到接收该语音数据的UDP通道标识对应的时隙信息，将该语音数据通过对应的时隙发送到被叫PBX。
与现有技术相比，本发明通过在与主、被叫PBX直接相连的主、被叫传统网关之间建立一条IP通道，主叫传统网关通过该IP通道将主叫PSTN用户发来的语音信令或数据透传给被叫传统网关，然后再由被叫传统网关发送给被叫PSTN用户，所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道以及一条或多条用于传输语音数据的UDP通道；本发明提供的VoIP组网架构中，不需要同时具有语音接口卡硬件、及支持PSTN语音协议信令与IP语音协议信令以及二者之间相互转换功能的IP语音网关，通过只具有支持E1/T1数据卡以及TCP/IP协议栈的传统网关，就可进行VoIP业务，大大降低了VoIP组网的软硬件成本。
图1为现有的实现VoIP业务的组网结构图；图2为本发明提供的实现VoIP业务的组网结构图；图3为本发明实施例一提供的主叫传统网关的结构图；图4为本发明实施例二提供的主叫传统网关的结构图；图5为本发明实施例一提供的实现VoIP信令业务的流程图；图6为本发明实施例二提供的实现VoIP数据业务的流程图；图7为本发明实施例三提供的实现VoIP数据业务的流程图。
具体实施例方式
本发明的核心思想是在与主、被叫用户交换机(PBX)直接相连的主、被叫传统网关之间建立一个IP通道，用于传输语音信令和数据。具体地，在该IP通道内建立一条传输控制协议(TCP)通道，用于传输语音信令；同时在该IP通道内建立一条或多条用户数据报协议(UDP)通道，用于传输语音数据。
本发明中，传统网关指的是只具备透传支持PSTN语音协议的语音信令或数据的接口，而不具备对语音信令或数据进行任何处理功能的网关。
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图2是本发明提供的实现VoIP业务的组网结构图，如图2所示，其主要包括主叫PBX、与主叫PBX直接相连的主叫传统网关、被叫PBX、与被叫PBX直接相连的被叫传统网关，且主叫传统网关与被叫传统网关之间具有IP通道。
主叫PBX用于将语音信令或数据发送给主叫传统网关，并接收主叫传统网关发来的语音信令或数据。
主叫传统网关用于将主叫PBX发来的语音信令或数据通过IP通道发送给被叫传统网关；将被叫传统网关通过IP通道发来的语音信令或数据发送给主叫PBX。
被叫传统网关用于将主叫传统网关通过IP通道发来的语音信令或数据发送给被叫PBX；将被叫PBX发来的语音信令或数据通过IP通道发送给主叫传统网关。
被叫PBX用于接收被叫传统网关发来的语音信令或数据，将语音信令或数据发送给被叫传统网关。
由于传统网关上的接口包含一个信令时隙和多个数据时隙，因此，在实际应用中，主叫传统网关和被叫传统网关之间的IP通道可以包括一条用于传输语音信令的TCP通道和一条用于传输所有数据时隙的语音数据的UDP通道，或者包括一条TCP通道或多条UDP通道，且每条UDP通道传输一个数据时隙的语音数据。以下对上述两种情形分别进行说明情形一、主叫传统网关与被叫传统网关之间的IP通道包括一条TCP通道和一条UDP通道。在这种情形下，主叫传统网关和被叫传统网关主要包括时隙信息添加模块和时隙信息分析模块。以主叫传统网关为例，对该两模块的功能进行描述，如图3所示，其中时隙信息添加模块用于在收到主叫PBX发来的语音数据后，将该语音数据对应的时隙信息添加到语音数据的报文头中，然后将该语音数据通过UDP通道发送到被叫传统网关。
时隙信息分析模块用于在收到被叫传统网关通过UDP通道发来的语音数据后，根据该语音数据报文头中的时隙信息，将该语音数据通过对应时隙发送到主叫PBX。
情形二、主叫传统网关与被叫传统网关之间的IP通道包括一条TCP通道和多条UDP通道，且每条UDP通道对应一个数据时隙。在该种情形下，主叫传统网关和被叫传统网关主要包括时隙与UDP通道对应关系保存模块，UDP通道确定模块和时隙确定模块，以主叫传统网关为例，对该三个模块的功能进行描述，如图4所示，其中时隙与UDP通道对应关系保存模块用于保存时隙信息与UDP通道标识的对应关系，在收到UDP通道确定模块发来的携带时隙信息的请求后，将对应的UDP通道标识返回给UDP通道确定模块；在收到时隙确定模块发来的携带UDP通道标识的请求后，将对应的时隙信息返回给时隙确定模块。
UDP通道确定模块用于在收到来自主叫PBX的语音数据后，将该语音数据的时隙信息携带在获取UDP通道请求中发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的UDP通道标识，将语音数据通过对应的UDP通道发送给被叫传统网关。
时隙确定模块用于在收到被叫传统网关通过UDP通道发来的语音数据后，将该UDP通道标识携带在获取时隙请求中发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的时隙信息，将该语音数据通过对应时隙发送给主叫PBX。
图5是在本发明提供的实现VoIP业务的组网架构下，进行VoIP信令业务的具体实施例一的流程图，如图5所示，其具体步骤如下步骤501主叫PBX接收主叫PSTN用户发来的语音信令，将该语音信令转发给与自身直接连接的主叫传统网关。
步骤502主叫传统网关收到该语音信令后，将该语音信令通过自身与被叫传统网关之间的TCP通道转发给被叫传统网关。
传统网关上的E1/T1接口包括一个信令时隙和多个数据时隙，每个时隙对应一个源端口号/源IP地址，同时，每个源端口号/源IP地址对应一个目的端口号/目的IP地址。传统网关保存有时隙信息与源端口号/源IP地址的对应关系，以及源端口号/源IP地址和目的端口号/目的IP地址的对应关系。因此，主叫传统网关只要得知语音信令或数据来自哪个时隙，就可得知该语音信令或数据的源端口号/源IP地址和目的端口号/目的IP地址；同时，被叫传统网关只要得知从哪个端口上接收到语音信令或数据，就可得知该语音信令或数据应该从哪个时隙发送到被叫用户。
步骤503被叫传统网关从TCP通道收到该语音信令后，通过自身的信令时隙，将该语音信令转发给被叫PBX。
被叫传统网关收到该语音信令后，根据接收该语音信令的端口号即目的端口号，得知该语音信令对应的时隙，然后将该语音信令通过所述时隙发往被叫PSTN用户。
步骤504被叫PBX将该语音信令发送给被叫PSTN用户。
图6是在本发明提供的实现VoIP业务的组网结构下，进行VoIP数据业务的具体实施例二的流程图，在该实施例中，主叫传统网关和被叫传统网关之间的IP通道只包含一条UDP通道，如图6所示，其具体步骤如下步骤601主叫PBX收到主叫PSTN用户发来的语音数据，将该语音数据转发给主叫传统网关。
步骤602主叫传统网关收到该语音数据后，将该语音数据对应的时隙信息添加到该语音数据报文中，然后将该语音数据通过自身与被叫传统网关之间的UDP通道发送到被叫传统网关。
步骤603被叫传统网关从UDP通道收到该语音数据后，读取该语音数据报文中携带的时隙信息，然后通过对应时隙将该语音数据发送给被叫PBX。
与步骤503相似，被叫传统网关收到该语音数据后，根据该语音数据报文中携带的时隙信息，通过所述时隙，将该报文发往被叫用户。
步骤604被叫PBX将该语音数据发送给被叫PSTN用户。
图7是在本发明提供的实现VoIP业务的组网结构下，进行VoIP数据业务的具体实施例三的流程图，在该实施例中，主叫传统网关和被叫传统网关之间的IP通道包含多条UDP通道，每条UDP通道对应一个数据时隙，且主、被叫传统网关预先保存数据时隙信息与UDP通道标识的对应关系，如图7所示，其具体步骤如下步骤701主叫PBX收到主叫PSTN用户发来的语音数据后，将该语音数据转发给主叫传统网关。
步骤702主叫传统网关收到该语音数据后，根据该语音数据的时隙信息，以及自身保存的数据时隙信息与UDP通道标识的对应关系，查找到与数据时隙信息对应的UDP通道标识。
步骤703主叫传统网关根据查找到的UDP通道标识，通过对应的UDP通道将语音数据转发到被叫传统网关。
步骤704被叫传统网关收到该语音数据后，根据接收该语音数据的UDP通道，以及自身保存的数据时隙信息与UDP通道标识的对应关系，查找到与该UDP通道标识对应的数据时隙信息。
步骤705被叫传统网关根据查找到的数据时隙信息，将该语音数据通过对应的时隙转发给被叫PBX。
步骤706被叫PBX将语音数据发送给被叫PSTN用户。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种实现因特网协议语音VoIP业务的系统，其特征在于，包括主叫用户交换机PBX、与主叫PBX直接相连的主叫传统网关、被叫PBX、与被叫PBX直接相连的被叫传统网关，且主叫传统网关与被叫传统网关之间具有IP通道，其中，主叫PBX，将语音信令或数据发送给主叫传统网关；主叫传统网关，将主叫PBX发来的语音信令或数据通过IP通道发送给被叫传统网关；被叫传统网关，将主叫传统网关发来的语音信令转发给被叫PBX；被叫PBX，接收被叫传统网关发来的语音信令或数据。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道和一条用于传输语音数据的UDP通道，且，所述主叫传统网关包括时隙信息添加模块，用于在收到主叫PBX发来的语音数据后，将该语音数据的时隙信息添加到语音数据报文中，并将该语音数据通过所述UDP通道发送给被叫传统网关。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道和一条用于传输语音数据的UDP通道，且，所述被叫传统网关包括时隙信息分析模块，用于在收到主叫传统网关发来的语音数据后，根据该语音数据报文中的时隙信息，通过对应时隙将该语音数据发送给被叫PBX。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IP通道包含一条TCP通道和数目与数据时隙数相等的UDP通道，且，所述主叫传统网关包括时隙与UDP通道对应关系保存模块和UDP通道确定模块，其中时隙与UDP通道对应关系保存模块，用于保存数据时隙信息和UDP通道标识的对应关系，并根据UDP通道确定模块发来的时隙信息，将对应的UDP通道标识返回给UDP通道确定模块，UDP通道确定模块，用于在收到主叫PBX发来的语音数据后，将该语音数据的时隙信息发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的UDP通道标识，将语音数据通过对应的UDP通道发送给被叫传统网关。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述IP通道包含一条TCP通道和数目与数据时隙数相等的UDP通道，且，所述被叫传统网关包括时隙与UDP通道对应关系保存模块和时隙确定模块，其中时隙与UDP通道对应关系保存模块，用于保存数据时隙信息和UDP通道标识的对应关系，并根据时隙通道确定模块发来的UDP通道信息，将对应的时隙信息返回给时隙确定模块，时隙确定模块，用于在收到主叫传统网关通过UDP通道发来的语音数据后，将该UDP通道标识发送给时隙与UDP通道对应关系保存模块，并根据时隙与UDP通道对应关系保存模块返回的时隙信息，将语音数据通过对应的时隙发送给被叫PBX。
6.一种实现VoIP业务的方法，其特征在于，在与主、被叫PBX直接相连的主、被叫传统网关之间建立一条IP通道，该方法包括A、主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音信令或数据后，通过所述IP通道将该语音信令或数据发送到被叫传统网关；B、被叫传统网关将收到的语音信令或语音数据通过被叫PBX发送给被叫用户。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述IP通道内包含有一条TCP通道，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音信令时，所述主叫传统网关通过IP通道将语音信令发送给被叫传统网关为通过所述TCP通道将语音信令发送给被叫传统网关。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述IP通道包含有一条UDP通道，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音数据时，步骤A所述主叫传统网关通过所述IP通道将该语音数据发送到被叫传统网关包括主叫传统网关将该语音数据对应的时隙信息添加到语音数据报文中，然后将该语音数据通过该UDP通道发送给被叫传统网关；且，所述步骤B包括被叫传统网关收到该语音数据后，根据该语音数据报文中携带的时隙信息，将该语音数据通过对应的时隙发送到被叫PBX。
9.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述IP通道包含有数目等于数据时隙总数的UDP通道，且主叫传统网关和被叫传统网关保存有数据时隙信息与UDP通道标识的对应关系，当步骤A所述主叫传统网关收到主叫PBX发来的语音数据时，步骤A所述主叫传统网关通过所述IP通道将该语音数据发送到被叫传统网关包括主叫传统网关在所述对应关系中，查找到该语音数据的时隙信息对应的UDP通道标识，然后将该语音数据通过对应的UDP通道发送给被叫传统网关；且，所述步骤B包括被叫传统网关收到该语音数据后，在所述对应关系中，查找到接收该语音数据的UDP通道标识对应的时隙信息，将该语音数据通过对应的时隙发送到被叫PBX。
全文摘要
本发明公开了一种实现VoIP业务的系统和方法，该系统在与主、被叫PBX直接相连的主、被叫传统网关之间建立一条IP通道，主叫传统网关通过该IP通道将主叫PSTN用户发来的语音信令或数据透传给被叫传统网关，然后再由被叫传统网关发送给被叫PSTN用户，所述IP通道包括一条用于传输语音信令的TCP通道以及一条或多条用于传输语音数据的UDP通道；本发明提供的VoIP组网架构中，不需要同时具有语音接口卡硬件、及支持PSTN语音协议信令与IP语音协议信令以及二者相互转换功能的IP语音网关，通过只具有支持E1/T1数据卡以及TCP/IP协议栈的传统网关，就可进行VoIP业务，大大降低了VoIP组网的软硬件成本。
文档编号H04L29/04GK1845534SQ200610080830
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月16日 优先权日2006年5月16日
发明者田小强 申请人:杭州华为三康技术有限公司