[发明专利]通信系统及装置

说明书

发明领域

本发明涉及通信系统，特别涉及通过电路交换公共电话系统和基于分组的数字系统的结合而实现的电话。

发明背景

电话(即远程声音传输)已经使用了大约一个世纪。通常由政府机构管理和收税的公众公司向租用或拥有电话的电话用户提供线路，并提供使任何一对电话能够相互连接以进行通信的交换设备。电话包括麦克风和小喇叭，还有用于指定客户想要连接的第二个电话的键盘或旋转拨号盘。用于此类电话的全球网络就是人们所知的公共交换电话网(PSTN)。近来，PSTN已经被扩展进行传输传真消息和其它数字信息，并且可部分通过数字信号而不是模拟信号进行传输，但是该网络仍然是电路交换，其特征是终端用户之间的连续点对点通信。

蜂窝电话是PSTN的一种变化。蜂窝电话和网络间的通信是无线的，并且可以是模拟的或数字的，但是在现有网络中使用电路交换来进行连接。

因特网为一种基于分组的数字网络(PBDN)，其提供了大容量和低损失的数字信息传输。在20世纪90年代中期，爱好者开始使用连接到计算机上的话筒和喇叭以及软件来进行连接到因特网上的计算机之间的语音连接，以使计算机将语音流转换为经因特网传输的数字分组并再转换为语音流。这就是所说的因特网协议电话(IP电话)的第一种形式。今天，用于通过计算机实现因特网上电话的软件很容易得到。然而，在语音连接建立之前，这种语音连接只能够用于连接到因特网上的计算机之间。

另一种IP电话用于收费绕路(toll bypass)，也就是减少长途呼叫的费用。有许多提供商通过在因特网上传输呼叫的长途部分而提供更低的长途价格。在连接的呼叫端和接收端，网络网关被用作PSTN和PBTN之间的中介。客户使用普通的电话，但是通过适当位置的网络网关拨号，所述网络网关对语音信号进行分组并且通过因特网传输至接近呼叫方的另一个网络网关。在那里分组语音数据被转换回用于PSTN的语音信号。这种IP电话需要十分繁琐的拨号程序，并且话音质量可能比电路交换模拟电话差，但是它的费用比普通长途呼叫的费用低。

授予Land等人的美国专利No.5,751,706给出了PBDN和PSTN间的电话网关的技术现状的详细说明。

IP电话的标准正在开发中，比如国际电信联盟(ITU)的H.323和因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)的会话初始化协议(Session Initialization Protocol，SIP)。早期的版本已经确定，后续的工作正在进行中。然而，现在的IP电话设备，包括终端用户设备和网关，目前兼容性很差。将来改进的标准和更好的兼容性将有望解决此问题。

缺乏兼容性，以及IP电话服务提供商之间有限的合作，经常迫使提供商在呼叫连接的两端安装它们自己的网络网关。因此，已知的IP电话系统经常局限于使用由特定IP电话提供商运营的网络网关的始发者和接收者之间的通信。单个网络网关仅能够处理有限数量的同时电话呼叫，因此，在地理覆盖和每个地理区域的容量上，现有技术的IP电话系统都受到对网络网关投资的限制。

IP电话发展的下一步将采用固定高速因特网连接的新技术，诸如电缆调制解调器(cable modem)或数字用户线路(Digital SubscriberLine，DSL)连接。这些技术将加快专用IP电话装置(IP电话)的发展，所述的专用IP电话装置将始终与因特网连接。在因特网上通过分组数字语音数据而直接实现两个兼容IP电话间的电话连接。因此，直接连接不需要网络网关，但是IP电话和连接到PSTN的电话间的呼叫需要靠近于被叫电话的网络网关。网络网关和IP电话必须使用相同的IP电话标准并且兼容。因此，当IP电话被用于与连接到PSTN的普通电话进行连接时，这种已知的IP电话系统受到与基于网络网关的任何系统相同的限制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于通用IP电话的系统，它在系统中不需要网络网关。

本发明的进一步目的是提供一种基于分布式网关系统的IP电话网络，所述分布式网关包含在IP电话装置中，用于接收和始发系统用户的呼叫，因此系统的容量将随着用户数目的增加而自动提高。

本发明还有一个目的是提供一种用于始发和接收语音和数据呼叫的通信装置，其包括位于电路交换和基于分组的通信网络之间的网关。