一种连接ＩＰｖ６网络电话和ＰＳＴＮ的语音网关制造技术

一种连接ＩＰｖ６网络电话和ＰＳＴＮ的语音网关，属于语音网关技术领域，其特征在于，通过系统监控和配置管理层的监控模块监控信令处理层中的各个模块：调度模块、会话初始协议（ＳＩＰ）信令处理模块、ＩＳＤＮ信令处理模块，以及语音设备控制模块。由调度模块控制ＳＩＰ信令处理模块和ＩＳＤＮ信令处理模块之间的呼叫或挂断信令，同时控制语音设备控制模块以通知操作系统层中的语音编码模块开始或停止语音编码转换，而ＳＩＰ信令处理模块则借助于操作系统层中的ＩＰｖ６协议栈，通过以太网卡与ＩＰｖ６网络互联，收发ＳＩＰ消息；语音编码模块通过ＩＰｖ６套接字收发ＩＰｖ６语音包，而ＩＳＤＮ则通过ＩＳＤＮ接口卡与ＰＳＴＮ网络连接，收发ＩＳＤＮ信令及ＩＳＤＮ语音；本发明专利技术填补了ＩＰｖ６上基于ＳＩＰ的网络电话／ＰＳＴＮ语音转换网关的空白。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及语音通信领域，特别涉及一种连接IPv6上基于会话初始协议(SIP)的网络电话和PSTN网络的语音网关。
技术介绍
随着互联网的不断普及以及IP电话技术的逐渐成熟，越来越多的企业开始使用IP电话做为企业内部的语音通信手段。而IP电话的信令协议也从H.323逐步过渡到了SIP。为了实现IP电话和传统PSTN网络的互通，需要在企业网络边界部署IP电话到PSTN的转换网关，目前已经有该类IPv4上的产品。然而，IPv4网络逐渐暴露出了如安全、地址空间不足等越来越多的问题。为了解决这些问题，中国已经展开了大规模的下一代互联网研究和试验，IPv6则是下一代互联网的关键技术，而在IPv6网上的基于SIP协议的包含语音通信在内的多媒体通信则被认为是下一代互联网的关键应用。目前还并不存在IPv6网上的基于会话初始协议的IP电话/PSTN转换网关，这必然会制约下一代互联网的快速发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种连接IPv6上网络电话与PSTN的语音网关，以实现IPv6上基于会话初始协议的网络电话与传统PSTN电话的互通。为实现上述目的，本专利技术提供一种连接IPv6网络电话和PSTN网络的语音网关，如图1，按照功能的区分可以分为5个层次：硬件层、驱动程序及链路管理层、操作系统层、信令处理层以及系统监控和配置管理层(如图2)。硬件层主要负责数据的收发，包括以太网网卡和ISDN接口卡。其中以太网网卡可以按照需求配置为符合IEEE 802.3标准的10M/100M/1000M RS45接口；而ISDN接口卡则可以根据对并发呼叫容量的要求配置为ISDN PRI E1/T1接口，如采用ISDN PRI E1接口，则可最多同时支持30路并发呼叫；如采用ISDN PRI T1接口，则可支持120路并发呼叫。ISDN板卡还提供语音编解码芯片。驱动程序及链路管理层负责驱动硬件设备，并为操作系统和上层应用提供访问接口。主要包括ISDN板卡驱动程序、语音编码模块驱动程序以及以太网网卡驱动程序。-->操作系统层封装底层硬件设备及IPv6协议栈，向信令处理层提供ISDN接口、IPv6套接字(socket)接口，并为信令处理层的各模块之间通信提供消息机制。信令处理层则负责具体IPv6网上SIP信令与PSTN网中ISDN信令的处理、转换，又分为ISDN信令处理模块、语音设备控制模块、SIP信令处理模块以及调度模块。ISDN信令处理模块主要用于ISDN信令的解析和产生，按照以下步骤运行：步骤1.从配置管理模块获取相关参数，初始化ISDN信令处理模块；步骤2.进入监听状态，等待ISDN接口中断消息以及调度模块消息；步骤3.1如收到ISDN接口中断消息，根据ISDN消息类型，发送相应系统消息到调度模块；步骤3.2如收到调度模块消息，则根据调度消息内容，产生相应ISDN消息，并发送到ISDN接口；步骤4.发送ISDN设备状态消息到监控模块；步骤5.回到监听状态，直至收到退出命令。要实现以上步骤，ISDN信令处理模块需要用到如下接口：1.初始化时通过配置文件方式从配置模块获取相关参数(接口4)；2.与调度模块之间通过操作系统消息接口交互信息(接口1)；3.调用通用ISDN应用程序编程接口(CAPI)调用ISDN接口(接口2)；4.通过监控模块提供接口发送自身状态信息(接口3)。语音设备控制模块负责对语音编码模块的控制，按照以下步骤运行：步骤1.从配置管理模块获取语音编码模块参数，完成模块初始化；步骤2.进入监听状态，等待调度模块消息；步骤2.1收到调度模块语音编解码消息，为该路呼叫创建状态，并调用语音编码模块开始进行语音编码转换，并绑定调度消息中提供的IPv6套接字，从中提取IPv6网络上的语音编码包，发送到语音编码模块；以及将从语音编码模块提取的语音包，从IPv6套接字中发送；步骤2.2收到调度模块终止语音编解码消息，查找该路呼叫状态，发送消息通知语音编码模块停止该呼叫的语音编码转换，并删除该路呼叫状态；步骤3.监控语音编码模块状态，并周期性发送状态消息到系统监控和配置管理层的监控模块；步骤4.回到监听状态，等待调度模块消息；如收到中止请求，则退出模块。要实现以上步骤，语音设备控制模块需用到如下接口：1.通过配置文件的方式从配置模块处获得启动参数(接口4)；2.与调度模块之间通过操作系统消息接口通信(接口1)；3.向语音编码模块发送命令，并获取语音编码模块设备状态(接口2)；-->4.通过监控模块提供接口发送自身状态信息(接口3)；5.从操作系统IPv6套接字收发消息(接口5)。SIP信令处理模块负责IPv6网上的SIP消息的接受、处理和生成，按以下步骤运行：步骤1.从配置管理模块获取SIP信令处理模块初始化参数，初始化模块；步骤2.进入监听状态，等待从IPv6套接字来的SIP消息以及调度模块发来的系统消息步骤3.1如收到从IPv6套接字发来的SIP消息，则根据具体SIP消息的不同，产生相应的SIP应答消息，并从IPv6套接字发送；并发送相对应的系统消息到调度模块；步骤3.2如收到调度模块发来的系统消息，则根据消息的不同，以及SIP状态机的当前状态，产生相应的SIP消息，从IPv6套接字接口发出；步骤4.向监控模块发送状态信息；步骤5.重新进入监听状态，直至收到退出命令；要实现以上步骤，SIP信令处理模块需要用到如下接口：1.通过配置文件从配置模块处获得启动参数(接口4)；2.与调度模块通过系统消息传递控制信息(接口1)；3.从操作系统层的IPv6套接字接收和发送SIP消息(接口2)；4.通过监控模块提供接口发送自身状态信息(接口3)。调度模块负责信令处理层各子模块之间的调度和调配，按照以下步骤运行：步骤1.调度模块初始化；步骤2.进入监听状态，等待从SIP信令处理模块和ISDN信令处理模块发来的系统消息；步骤3.1如收到从SIP信令处理模块传来的呼叫请求或挂断请求，则生成或删除相应呼叫状态信息，并将该呼叫或挂断请求映射到ISDN消息，并发送系统消息通知ISDN信令处理模块；步骤3.2如收到从ISDN信令处理模块发来的呼叫请求或挂断请求，则将该请求映射到SIP消息，并发送系统消息通知SIP信令处理模块；步骤3.3如收到SIP信令处理模块传来的呼叫应答请求，则通过系统消息通知ISDN信令处理模块该应答，并发送系统消息通知语音设备控制模块；步骤4.向监控模块发送状态信息；步骤5.重新进入监听状态，直至收到退出命令。要实现以上步骤，SIP信令处理模块需要用到如下接口：1.通过监控模块提供接口发送自身状态信息(接口1)；2.通过操作系统消息与SIP信令处理模块交互(接口2)；3.通过操作系统消息与ISDN信令处理模块交互(接口2)；4.通过操作系统消息与语音设备控制模块交互(接口2)。-->控制层的主要功能是对监控网关的运行情况，并根据具体网络环境对网关的参数进行配置。分为监控模块和配置模块两部分。监控模块负责监控SIP信令处理模块、ISDN信令处理模块、语音设备控制模块以及调度模块的运行状态，由上述四个模块通过监控模块提供的接口定期提供自身的状态信息。配置管理模块负责对信令处理层各个模块的运行参数进行配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连接ＩＰｖ６网络电话和ＰＳＴＮ的语音网关，其特征在于，所述语音网关依次含有以下各个组成部分：硬件层、驱动程序及链路管理层、操作系统层、信令处理层以及设有系统监控模块和配置管理模块的系统监控和配置管理层，其中：硬件层，含有：以太网网卡和ＩＳＤＮ接口卡，进行数据的收发，该以太网网卡依次经过局域网、防火墙与ＩＰｖ６网络相连，ＩＳＤＮ接口卡则经过ＰＳＴＮ交换机与ＰＳＴＮ网络相连，该ＩＳＤＮ接口卡还配有专用的语音编解码芯片；驱动程序及链路管理层，驱动所述的以太网网卡和ＩＳＤＮ接口卡，并为操作系统和上层应用模块提供访问接口，该驱动程序及链路管理层内设有与以太网网卡互连的以太网网卡驱动程序、与ＩＳＤＮ接口卡互连的ＩＳＤＮ接口卡语音编解码芯片驱动程序，以及ＩＳＤＮ接口卡驱动程序；操作系统层设有带ＩＰｖ６套接字接口的ＩＰｖ６协议栈、与所述语音编码模块驱动程序互联的语音编解码接口以及ＩＳＤＮ接口；信令处理层设有：会话初始协议（ＳＩＰ）信令处理模块、语音设备控制模块、ＩＳＤＮ信令处理模块以及调度模块，这些模块用于ＩＰｖ６网上ＳＩＰ信令与ＰＳＴＮ网中ＩＳＤＮ信令的处理与转换，其中：ＩＳＤＮ信令处理模块，按以下步骤进行ＩＳＤＮ信令的解析与产生：通过与系统监控和配置管理层中的配置管理模块互联的通信接口载入本ＩＳＤＮ信令处理模块的初始化参数；进入监听状态，通过与操作系统层中的ＩＳＤＮ接口互联的通信接口等待ＩＳＤＮ接口中的消息，并通过与所述调度模块互联的通信接口等待输入调度消息；在收到ＩＳＤＮ消息后，根据ＩＳＤＮ消息类型，向调度模块发送系统消息；在收到调度消息后，根据其内容产生相应的ＩＳＤＮ消息，发送至ＩＳＤＮ接口；通过与系统监控和配置管理层中监控模块互连的通信接口向监控模块发送ＩＳＤＮ设备状态消息；回到监听状态，等待收到消息或退出命令；语音设备控制模块按以下步骤实现对操作系统层中的语音编解码模块的控制：从与所属配置管理模块互联的通信接口中获取语音编码模块参数，完成初始化；进入监听状态，从与所述调度模块互联的通信接口中等待调度模块的语音编解码消息；在收到调度模块的语音编解码消息后，为该路呼叫建立状态，从与语音编解码模块互连的通信接口中发送启用语音编码转换消息，并绑定所述语音编解码消息中提供的ＩＰｖ６套接字，从中提取ＩＰｖ６网络上的语音编码包，发送到语音编解码模块，并从语音编解码模块中提供转换好的来自ＩＳＤＮ网络的语音包，从ＩＰｖ６套接字中...

【技术特征摘要】
1、一种连接IPv6网络电话和PSTN的语音网关，其特征在于，所述语音网关依次含有以下各个组成部分：硬件层、驱动程序及链路管理层、操作系统层、信令处理层以及设有系统监控模块和配置管理模块的系统监控和配置管理层，其中：硬件层，含有：以太网网卡和ISDN接口卡，进行数据的收发，该以太网网卡依次经过局域网、防火墙与IPv6网络相连，ISDN接口卡则经过PSTN交换机与PSTN网络相连，该ISDN接口卡还配有专用的语音编解码芯片；驱动程序及链路管理层，驱动所述的以太网网卡和ISDN接口卡，并为操作系统和上层应用模块提供访问接口，该驱动程序及链路管理层内设有与以太网网卡互连的以太网网卡驱动程序、与ISDN接口卡互连的ISDN接口卡语音编解码芯片驱动程序，以及ISDN接口卡驱动程序；操作系统层设有带IPv6套接字接口的IPv6协议栈、与所述语音编码模块驱动程序互联的语音编解码接口以及ISDN接口；信令处理层设有：会话初始协议(SIP)信令处理模块、语音设备控制模块、ISDN信令处理模块以及调度模块，这些模块用于IPv6网上SIP信令与PSTN网中ISDN信令的处理与转换，其中：ISDN信令处理模块，按以下步骤进行ISDN信令的解析与产生：通过与系统监控和配置管理层中的配置管理模块互联的通信接口载入本ISDN信令处理模块的初始化参数；进入监听状态，通过与操作系统层中的ISDN接口互联的通信接口等待ISDN接口中的消息，并通过与所述调度模块互联的通信接口等待输入调度消息；在收到ISDN消息后，根据ISDN消息类型，向调度模块发送系统消息；在收到调度消息后，根据其内容产生相应的ISDN消息，发送至ISDN接口；通过与系统监控和配置管理层中监控模块互连的通信接口向监控模块发送ISDN设备状态消息；回到监听状态，等待收到消息或退出命令；语音设备控制模块按以下步骤实现对操作系统层中的语音编解码模块的控制：从与所属配置管理模块互联的通信接口中获取语音编码模块参数，完成初始化；进入监听状态，从与所述调度模块互联的通信接口中等待调度模块的语音编解码消息；在收到调度模块的语音编解码消息后，为该路呼叫建立状态，从与语音编解码模块互连的通信接口中发送启用语音编码转换消息，并绑定所述语音编解码消息中提供的IPv6套接字，从中提取IPv6网络上的语音编码包，发送到语音编解码模块，并从语音编解码模块中提供转换好的来自ISDN网络的语音包，从IPv6套...

【专利技术属性】
技术研发人员：李风华，宫大伟，李贺武，吴建平，李学农，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]