專利名稱：在網際協議話音業務系統中的路由選擇服務方法
技術領域：
本發明通常涉及網際協議話音業務(即IP話音業務，VoIP)系統，特別是涉及一種在使用獨立網關的VoIP系統中路由選擇服務方法。
背景技術：
VoIP是在Internet(因特網)上而不是在公用交換電話網絡(PSTN)上傳送話音信息的一種全新通信業務。VoIP電話的一個主要的優點是它避免了普通電話業務的長話計費，包括國內/國際呼叫，因為VoIP是在基于分組的網絡中實現的。VoIP利用國際電信聯盟標準化部門(ITU-T)H.323發送視頻信息以及音頻信息。
VoIP系統包括Internet。Internet連接網關和個人計算機(PC)。網關連接各自的PSTN，PSTN依次連接電話。電話和PC是在一對一會話或會議中與圖像(任選的)以及數據(任選的)一起進行話音(必須的)通信的端點。這些終端能同網關或其他的終端進行一起執行實時雙向通信。網關使終端(例如，PC)能連接到基于分組的網絡的Internet，或者使終端(例如，電話)連接到PSTN或者綜合業務數字網(ISDN)，以進行實時雙向通信。例如，網關在實時壓縮和協議轉換之后發送從PSTN接收的話音和傳真數據。
根據安裝和用途這種網關通常被分為三類以插件的形式插入到鍵控電話系統(KTS)或者用戶交換機(PBX)中的內置型；在類似于window網絡終端(NT)的平臺中安裝的服務器型；以及獨立于其他終端的獨立型。根據它們的功能獨立網關被分為中繼線和收和發(trunk and ear and mouth)(TANDEM)型以及獨立型。具有TANDEM功能的獨立網關支持完全不同的中心局(CO)線路間的交互工作。TANDEM獨立網關經過內部T1/E1接口、環路啟動中繼線接口以及用戶線電路(SLC)接口連接PBX和/或KTS。具有獨立功能的獨立網關直接連接多個電話。
關于路由選擇服務，當在VoIP系統中在來自主叫用戶的VoIP呼叫發端上使用獨立網關嘗試VoIP呼叫時，VoIP呼叫經過主叫PBX被傳送到本地獨立網關。本地獨立網關經過被選擇的最佳路由將VoIP呼叫發送到被叫方。路由從主叫用戶經過主叫PBX、本地獨立網關、Internet、遠端獨立網關、和被叫PBX到被叫方。
如果本地獨立網關檢測到路由對于呼叫服務無效，例如，由于遠端獨立網關的鏈接斷開，那么它選擇第二最佳路由。路由從主叫用戶經過主叫PBX、本地獨立網關、PSTN中心局(CO)線路、PSTN、PSTN、以及被叫PBX到被叫方。如果最佳路由無效，為了將呼叫發送到被叫方，本地獨立網關采取經過PSTN的迂回路由。為了采取經過CO線路的迂回路由，本地獨立網關和遠端獨立網關應該有CO線路接口。
為了在傳統網絡上提供這樣一種迂回路由呼叫服務，CO線路應當被準備以防萬一。從VoIP系統的觀點來看，用于接入諸如PSTN的傳統網絡的CO線路的保持是一種冗余。因此，獨立VoIP系統的線路接口變得缺少靈活性。
發明內容
因此，本發明的一個目的是在使用獨立網關的VoIP系統中提供一種改進的迂回路由選擇服務方法。
本發明的另一個目的是在使用獨立網關的VoIP系統中提供一種以發送一個呼出VoIP呼叫的方式在PSTN上采用迂回路由的路由選擇服務方法。
通過在網際協議話音業務(VoIP)系統中利用與完全不同的CO線路交互工作的獨立網關的路由選擇服務方法實現本發明的前述和其他目的。響應來自經過CO線路連接獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)的呼叫服務請求，參照具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫，獨立網關檢驗在Internet上能否提供呼叫服務。如果在Internet上不能提供呼叫服務請求，獨立網關將呼叫服務請求連同公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求發送到主叫PBX。響應PSTN重新選擇路由控制請求主叫PBX經過PSTN將呼叫傳送到被叫方。
通過下面結合附圖的詳細說明，將能更好地理解本發明及其優點，其中同樣的標號表示相同或相似的部件，其中圖1是VoIP系統的示意圖；
圖2示出了使用獨立網關的VoIP系統中的路由選擇；圖3是根據本發明的一個實施例的在使用獨立網關的VoIP系統中的路由選擇；圖4是根據本發明的實施例的獨立網關的方框圖；圖5A、5B和5C是根據本發明的實施例的在獨立網關和PBX或KTS之間的接口配置；圖6是根據本發明的實施例示出獨立網關中的路由選擇操作的流程圖；圖7是根據本發明的實施例的遠端網關存取碼表數據庫；圖8是根據本發明的實施例的遠端網關IP表數據庫；以及圖9是根據本發明的實施例的遠端網關狀態表數據庫。
具體實施例方式
下面將參考附圖描述本發明的優選實施例。在下面的描述中，公知的功能或者結構將不被詳細描述，因為多余的細節將使本發明不清楚。
圖1是一個利用Internet作為干線的VoIP系統的示意圖。參考圖1，VoIP系統包括Internet 8。Internet 8連接網關6和10以及個人計算機(PC)16和18。網關6和10分別連接PSTN 4和12，PSTN 4和12分別依次連接電話2和14。電話2和14以及PC 16和18是在一對一會話或會議中能與圖像(任選的)以及數據(任選的)一起進行話音(必須的)通信的端點。這種端點能同網關6和10或者其他的終端一起執行實時雙向通信。網關6和10使終端(例如PC 16和18)能連接到基于分組的網絡的Internet 8，或者使終端(例如，電話2和14)連接到PSTN 4和12或者綜合業務數字網(ISDN)，以進行實時雙向通信。例如，網關6和10在實時壓縮和協議轉換之后分別向Internet 8發送從PSTN 4和12接收的話音和傳真數據。
網關，諸如圖1中示出的網關6，根據安裝和用途通常被分為三類以插件的形式插入到鍵控電話系統(KTS)或者用戶交換機(PBX)中的內置型；在類似于window網絡終端(NT)的一個平臺中安裝的服務器型；以及獨立于其他終端的獨立型。根據它們的功能獨立網關再次被分為中繼線和收和發(TANDEM)型以及獨立型。具有TANDEM功能的獨立網關支持完全不同的中心局(CO)線路間的交互工作。TANDEM獨立網關經過內部T1/E1接口、環路啟動中繼線接口以及用戶線電路(SLC)接口連接PBX和/或KTS。具有獨立功能的獨立網關直接連接多個電話。
現在參照圖2說明在使用獨立網關的VoIP系統中嘗試進行VoIP呼叫期間的路由選擇服務。
圖2示出了在使用獨立網關的VoIP系統中的路由選擇。參考圖2，在來自主叫用戶20的VoIP呼叫發端上，VoIP呼叫經過主叫PBX 22被傳送到本地獨立網關24。本地獨立網關24經過一個作為最佳被選擇的路由選擇路由R1將VoIP呼叫發送到被叫方32。路由R1從主叫用戶經過主叫PBX 22、本地獨立網關24、Internet 26、遠端獨立網關28、和被叫PBX 30到被叫方32。
如果本地獨立網關24檢測到路由R1對于呼叫服務是無效的，例如，由于遠端獨立網關28的鏈接斷開，那么它選擇第二最佳路由R2。路由R2從主叫用戶20經過主叫PBX 22、本地獨立網關24、PSTN中心局(CO)線路38、PSTN 34、PSTN 36、以及被叫PBX 30到被叫方32。如果最佳路由R1無效，本地獨立網關24經過PSTN 34和36采取迂回路由以便將呼叫發送到被叫方32。為了經過CO線路38采取迂回路由，本地獨立網關24和遠端獨立網關30應該有CO線路接口。
為了在傳統網絡(圖2中的PSTN 34)上提供這樣一種迂回路由呼叫服務，CO線路38應當被準備以防萬一。從VoIP系統的觀點來看，用于接入諸如PSTN34的傳統網絡的CO線路38的保存是一種冗余。因此，獨立VoIP系統的線路接口變得缺少靈活性。
圖3是根據本發明的一個實施例，示出了在使用獨立網關的VoIP系統中的路由選擇。參考圖3，如果在Internet上的呼叫服務無效，與使用包括PSTN34和獨立網關24之間的CO線路38的迂回路由R2的路由選擇方法相比較，VoIP呼叫經過包含用于主叫PBX 42和本地獨立網關44之間呼入的CO線路59和主叫PBX 42與PSTN 54之間現存的CO線路58的迂回路由R3被發送。換句話說，獨立網關44將入中繼線也用作迂回路由出中繼線。
圖4是根據本發明實施例的獨立網關44和48的方框圖。參考圖4，每一個獨立網關44和48包括系統控制器60、VoIP處理器62、被系統控制器60控制的第一存儲器64、以及被VoIP處理器62控制的第二存儲器66。
系統控制器60提供系統的總控制。詳細的說，系統控制器60控制每一板卡的操作，檢測和產生雙音多頻(DTMF)信號，支持多種撥號音，提供256-256信道時隙和會議電話業務，并且支持E1/T1基群速率接口(PRI)數字線路接口技術和R2信令。第一存儲器64包括用于引導的第一快速存儲器，用于存儲在系統中使用的程序數據庫的第二快速存儲器，以及用于執行系統軟件的隨機存取存儲器(RAM)。VoIP處理器62將用于PSTN 54或56(圖3)的話音數據轉換為用于Internet 46的數據，并且支持H.323 V3協議。第二存儲器66有一個用于VoIP處理的數據庫。該數據庫包括一個存取碼表、一個IP表、和一個用于遠端網關的狀態表。一個用于設置PSTN重新選擇路由的“重新選擇路由插入數字”域在數據庫中也被提供。
接口單元80以插件的形式具有SLC接口68、環路啟動中繼線接口70、T1/E1/PRI接口72、以及收和發連接中繼線(ear and mouth tie trunk)(E&M)接口74。SLC接口68提供標準模擬電話和網關之間的接口。環路接口7 0提供用于交換的CO線路接口。T1/E1/PRI接口72將高速數字線路T1或E1、或者ISDN PRI線路連接到網關。E&M接口74被用于通過四線專用線路將網關連接到PBX或者KTS。
圖5A，5B和5C根據本發明的實施例示出了在獨立網關和PBX或KTS之間的接口配置。獨立網關90通過圖5A中的T1/E1-T1/E1接口，圖5B中的E&M-E&M接口，以及圖5C中的跨區交換局-跨區交換站(FXO-FXS)接口被連接到PBX(或KTS)92。在圖5C的FXO-FXS接口中，分別為傳輸(Tx)和接收(Rx)，實行環路-SLC接口技術。
根據本發明的實施例，為了VoIP處理，VoIP系統包括能夠分別接入PSTN54和56，以及獨立網關44和48的PBX 42和50(圖3)。在獨立網關44和48以及PBX 42和50之間的接口分別可以是如圖5A，5B和5C中所示的T1/E1-T1/E1、E&M-E&M、或者FXO-FXS。
圖6是示出了在圖3的本地獨立網關44中迂回路由選擇操作的流程圖，在該迂回路由選擇操作中，打算用于在主叫PBX 42和本地獨立網關44之間的呼入使用的CO線路59同樣可用于一個迂回呼出。即，本地獨立網關44將入中繼線也用作迂回路由出中繼線。
參考圖3至圖6，在來自主叫用戶40的VoIP呼叫發端之上，VoIP呼叫經過主叫PBX 42和CO線路59被發送到本地獨立網關44。在本地獨立網關44中，系統控制器60經過如圖5A、5B或5C中示出配置的接口單元80接收一個VoIP呼叫，并且為VoIP處理器62提供一個用于VoIP呼叫接入的存取碼(例如，‘800’)。在收到存取碼‘800’時，VoIP處理器62在圖6的步驟100中識別來自主叫PBX 42的呼入。在步驟102中，VoIP處理器62利用包含在通過訪問VoIP端口獲得的呼入中的目的電話號碼獲得來自第二存儲器66中遠端網關存取碼表的遠端獨立網關48的IP地址。即，本地獨立網關44接收主叫用戶40以E.164格式鍵入的電話號碼，并且搜索用于符合E.164格式的電話號碼的遠端獨立網關48的IP地址的遠端網關存取碼表。
參考圖3至圖9，IP地址搜索將被更加詳細地描述。圖7是根據本發明的實施例示出的遠端網關存取碼表數據庫的一個例子，圖8示出了遠端網關IP表數據庫的一個例子，同時圖9是根據本發明的實施例示出的遠端網關狀態表數據庫。
參考圖7，圖7中所示的遠端網關存取碼表是一個利用被主叫方使用因特網電話鍵入的電話號碼從其中獲得IP地址的數據庫。在圖7中，用一個D.D.D.號碼能夠置換存取碼，選取長度代表了D.D.D.長度，以及中繼線存取碼代表了遠端網關的中繼線存取碼。IP_表索引表示一個能夠被區域(D.D.D.)設置的IP地址群。下面的表1示出了一個存取碼表的實例。
<表1>
如果一個用戶在漢城鍵入電話號碼“031-200-3000”，VoIP網關從與“031”相對應的IP索引1，2獲得一個空閑遠端網關的IP。該VoIP網關發送到遠端網關實際的號碼是“8-200-3000”，通過參考存取碼Del＝Yes刪除“301”并且替代地插入中繼線存取碼“8”產生該號碼。根據圖7所示的存取碼表的IP索引，圖8中示出的遠端網關IP表列出了用于相應區域的操作網關的IP地址。
返回到圖6，當VoIP處理器62在遠端網關存取碼表中搜索IP地址時，在步驟104中，它確定在Internet 46上與IP地址的遠端獨立網關合作的VoIP呼叫是否有效。通過參考圖8中示出的遠端網關IP表和圖9中示出的遠端網關狀態表作出該確定。遠端網關狀態表已經更新關于遠端網關的信道狀態(忙，空閑和缺省)和遠端網關與本地獨立網關間的鏈路狀態的信息。該信息通過在本地獨立網關和遠端網關上的定期鏈路測試而被獲得。因此，當從主叫PBX 42和呼入抽出IP地址時，VoIP處理器62能夠確定VoIP呼叫對Internet 46上的遠端網關是否有效。
在步驟106中，VoIP處理器62確定在Internet 46上是否能夠提供VoIP呼叫服務。如果在Internet 46上VoIP呼叫是有效的，在步驟108中以正常的方法處理VoIP呼叫。在正常的VoIP呼叫處理中，本地獨立網關44通過經Internet 46和遠端獨立網關48從本地獨立網關44到被叫PBX 50的最佳路由將VoIP呼叫發送到被叫方52。
另一方面，如果在Internet 46上VoIP呼叫服務是不可能的，例如，由于遠端獨立網關的鏈接斷開、信道忙、話務擁塞、包丟失、包延遲等，則在步驟110到116中，VoIP處理器62采取經過PSTN的迂回路由。
在步驟110中，VoIP處理器62訪問第二存儲器66的VoIP數據庫，并且在步驟112中，檢驗在重新選擇路由插入數字域中是否設置了PSTN CO線路存取碼值。如果它被設置，在步驟114中，通過在目的電話號碼前插入一個PSTN CO線路存取碼(圖3中的“9”)，VoIP處理器62產生一個用于重新發送VoIP呼叫到PSTN 54的電話號碼。在步驟116中，VoIP處理器62在系統控制器60的控制下，傳送一個符合用于重新選擇到PSTN 54的路由的電話號碼的呼叫到主叫PBX 42。同時，本地獨立網關44控制在主叫PBX42和用作迂回呼出的本地獨立網關44之間用于呼入的CO線路59。即，本地獨立網關44將入中繼線也用作迂回出中繼線。
然而，主叫PBX 42處理經過CO線路59作為新的來自本地獨立網關44的呼入而被接收的呼叫。更具體而言，主叫PBX 42從在電話號碼前插入的PSTN CO線路存取碼中識別被指定用于PSTN 54的呼叫，刪除PSTN CO線路存取碼(例如，“9”)，然后將目的電話號碼傳送到PSTN 54。
如上所述，當為VoIP呼叫采取迂回路由時，本地獨立網關44為主叫PBX(或KTS)產生PSTN存取碼并且在目的電話號碼前插入它，從而被叫PBX42(或KTS)能夠處理迂回呼叫而不用為了TANDEM進行單獨的電話號碼處理。一個單一的PSTN存取碼能被固定，例如，“9”。
在本發明的VoIP系統中，如果在Internet 46上一個VoIP呼叫是無效的，則通過第二最佳路由選擇路由R3執行該VoIP呼叫服務。路由選擇路由R3經過主叫PBX 42、本地獨立網關44、主叫PBX 44、PSTN 54、PSTN 56、以及被叫PBX 50從主叫用戶40到被叫方52。
根據本發明，由于在本地獨立網關和遠端獨立網關之間鏈接斷開，信道忙、包丟失、以及包延遲而必須采取一個用于VoIP呼叫服務的迂回路由時，利用在主叫PBX和本地獨立網關之間的現有接口，在PSTN上通過迂回路由能夠將VoIP呼叫發送到被叫方而不需要為PSTN取得一個單獨的CO線路接口。
盡管本發明的優選實施例已被描述，但本領域的普通技術人員應該解本發明不限于所描述的優選實施例，更確切的，在本發明的精神和范圍內可做各種改變和修改，正如下列權利要求所定義的。
權利要求
1.一種在使用與完全無關的中心局線路交互工作的獨立網關的網際協議話音業務(VoIP)系統中的路由選擇服務方法，包括步驟響應來自經過中心局線路連接到獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)呼叫服務請求，根據具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫，在獨立網關中確定呼叫服務能否在Internet上被提供；當確定在Internet上不能提供呼叫服務時，通過獨立網關將呼叫服務請求連同公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求一起發送到主叫PBX；以及響應于PSTN重新選擇路由控制請求，主叫PBX經過PSTN將呼叫傳送到被叫方。
2.權利要求1的路由選擇服務方法，進一步包括在獨立網關和主叫PBX之間提供中心局線路接口，所述的中心局線路接口是T1/E1-T1/E1接口、收和發連接中繼線-收和發連接中繼線(E&M-E&M)接口、以及跨區交換局-跨區交換站(FXO-FXS)接口之一。
3.一種在使用與完全無關的中心局線路交互工作的獨立網關的網際協議話音業務(VoIP)系統中的路由選擇服務方法，包括步驟響應來自經過中心局線路連接到獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)呼叫服務請求，根據具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫，在獨立網關中確定呼叫服務能否在Internet上被提供；以及當確定在Internet上不能提供呼叫服務時，用獨立網關并通過用于呼叫服務請求的中心局線路將呼叫服務請求和公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求發送到主叫PBX。
4.一種在使用與完全無關的中心局線路交互工作的獨立網關的網際協議話音業務(VoIP)系統中的路由選擇服務方法，包括步驟給本地獨立網關提供一個包括存取碼表，Internet協議表，和用于遠端網關的狀態表，以及PSTN重新選擇路由設置域的數據庫；通過在本地獨立網關和遠端獨立網關之間周期性的測試鏈路來更新狀態表；當從經過中心局線路連接到本地獨立網關的主叫PBX收到一個呼叫服務請求時，根據借助本地獨立網關的狀態表確定在Internet上的呼叫服務是否有效；當在Internet上的呼叫服務無效時，在呼叫服務請求中，插入一個設置在PSTN重新選擇路由設置域中的PSTN中心局線路存取碼，并且將具有PSTN中心局線路存取碼的呼叫服務請求發送到主叫PBX；以及利用借助主叫PBX的PSTN中心局線路存取碼請求到PSTN的呼叫服務。
5.一個提供路由選擇服務的網際協議話音業務(VoIP)系統，所述系統包括一個與完全不同的中心局線路交互工作的獨立網關；響應于來自經過中心局線路連接到該獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)的呼叫服務請求，根據具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫，在獨立網關中用于確定呼叫服務能否在Internet上被提供的確定裝置；當確定在Internet上不能提供呼叫服務時，在獨立網關中用于將呼叫服務請求連同公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求一起發送到主叫PBX的發送裝置；以及響應PSTN重新選擇路由控制請求通過主叫PBX在PSTN上將呼叫傳送到被叫方的傳送裝置。
6.權利要求5的系統，進一步包括在獨立網關和主叫PBX之間的中心局線路接口；
7.權利要求6的系統，其中中心局線路接口包括T1/E1-T1/E1接口、收和發連接中繼線-收和發連接中繼線(E&M-E&M)接口、以及跨區交換局-跨區交換站(FXO-FXS)接口之一。
8.一個提供路由選擇服務的網際協議話音業務(VoIP)系統，所述系統包括一個與完全不同的中心局線路交互工作的獨立網關；響應于來自經過中心局線路連接到該獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)的呼叫服務請求，根據具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫，在獨立網關中用于確定呼叫服務能否在Internet上被提供的確定裝置；以及當確定在Internet上不能提供呼叫服務時，用獨立網關并通過用于呼叫服務請求的中心局線路將呼叫服務請求和公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求發送到主叫PBX的主叫PBX和獨立網關之間的發送裝置。
9.一個提供路由選擇服務的網際協議話音業務(VoIP)系統，所述系統包括與完全不同的中心局線路交互工作的獨立網關；包括存取碼表、Internet協議表、和用于遠端網關的狀態表、以及PSTN重新選擇路由設置域的數據庫，所述狀態表通過測試本地獨立網關和遠端獨立網關之間的鏈路而被周期性地更新；當從經過中心局線路連接本地獨立網關的主叫PBX收到一個呼叫服務請求時，根據借助本地獨立網關的狀態表確定在Internet上的呼叫服務是否有效的確定裝置；在呼叫服務請求中插入一個設置在PSTN重新選擇路由設置域中設置的PSTN中心局線路存取碼的插入裝置；當在Internet上的呼叫服務無效時，將具有PSTN中心局線路存取碼的呼叫服務請求發送到主叫PBX的發送裝置；以及在主叫PBX中利用PSTN中心局線路存取碼請求到PSTN的呼叫服務的請求裝置。
全文摘要
一種在使用與完全不同的中心局線路交互工作的獨立網關的公用電話網(PSTN)中的路由選擇服務方法。響應于來自經過中心局線路連接到獨立網關的主叫用戶交換機(PBX)的呼叫服務請求,根據具有周期性更新的呼叫服務狀態信息的內部數據庫,獨立網關檢驗在Internet上能否提供呼叫服務。如果在Internet上不能提供呼叫服務,獨立網關將呼叫服務請求連同公用交換電話網絡(PSTN)重新選擇路由控制請求發送到主叫PBX。響應于PSTN重新選擇路由控制請求,主叫PBX經過PSTN將呼叫傳送到被叫方。
文檔編號H04L12/64GK1390031SQ02126290
公開日2003年1月8日 申請日期2002年5月26日 優先權日2001年5月26日
發明者廉應文 申請人:三星電子株式會社