Аппаратная платформа шлюзов ip-телефонии

Решение относится к технике связи. Предложена аппаратная платформа шлюзов IP-телефонии, содержащая центральное процессорное устройство (ЦПУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), программируемый многоканальный переключатель пакетов (ПМПП), цифровой сигнальный процессор (ЦСП), цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП/АЦП), контроллеры телефонных линий, контроллер локальной сети Ethernet, порты передачи данных, адресную тину, шину данных, шину управления. Предлагается вариант аппаратной платформы шлюзов IP-телефонии, которая обеспечивает одновременное функционирование большого числа телефонных каналов связи, исключает влияние мультипликации каналов связи на программное обеспечение, изменяет состав элементной базы.

Решение относится к технике связи.

В качестве прототипа выбрана типовая современная аппаратная платформа шлюзов IP-телефонии MC68EZ328 фирмы «Моторола», подробное описанная на сайте Интернет: http://e-www.motorola.com/webapp/sps/site/prod_summaru. jsp?code=MC68EZ328&node id=018rH3vL2v в разделе «Product Brief MC68EZ328 - Dragon Boll-EZ Integrated Portable System Processor».

Аппаратная платформа шлюзов ip-телефонии содержит центральное процессорное устройство (ЦПУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), цифровой сигнальный процессор (ЦСП), цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП/АЦП), контроллеры телефонных линий (КТЛ). контроллер локальной сети (КЛС) Ethernet, порты передачи данных, адресную шину, шину данных, шину управления.

Порты передачи через шину данных подключены непосредственно к входу центрального процессорного устройства (ЦПУ).

Недостатки известного решения: невозможность одновременной обработки большого числа каналов связи, передающих пакеты голосовых данных, ввиду ограниченной мощности и программных средств центрального процессорного устройства (ЦПУ); увеличение каналов связи требует изменения программных средств, заложенных в ЦПУ.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Решаемая задача - совершенствование аппаратной платформы шлюзов IP-телефонии.

Технический результат - расширение функциональных возможностей, увеличение числа каналов телефонной связи, изменение состава элементной базы.

Этот технический результат достигается тем, что в аппаратную платформу шлюзов IP-телефонии, содержащую центральное процессорное устройство (ЦПУ), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), жидко-кристаллический индикатор (ЖКИ), цифровой сигнальный процессор (ЦСП), цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП/АЦП), контроллеры телефонных линий (КТЛ) контроллер локальной сети (КЛС) Ethernet, порты передачи данных, адресную шину, шину данных, шину управления. введен новый блок - блок программируемого многоканального переключателя пакетов (ПМПП) данных, включенный между ЦПУ и ЦСП, к входу которого подключены., порты передачи данных, а выход программируемого многоканального переключателя пакетов данных подключен через шину данных к центральному процессорному устройству (ЦПУ), выход ЦПУ через шину управления соединен с одним из входов ППМП.

Функциональная схема предлагаемой аппаратной платформы шлюзов IP-телефонии приведена на чертеже Фиг.1; функциональная схема прототипа изображена на Фиг.2.

Функциональная схема многоканального шлюза, приведена на Фиг.1. Она включает центральное процессорное устройство 1, программное постоянное запоминающее устройство 2, оперативное запоминающее устройство 3, жидкокристаллический индикатор 4, программируемый многоканальный переключатель пакетов 5. цифровой сигнальный процессор 6, цифроаналоговые 7 и аналого-цифровые 8 преобразователи, контроллеры 9 телефонных линий, контроллер 10 локальной сети Ethernet, порты 10 передачи данных, адресную шину 11, шину данных 12 и шину управления 13. Программируемый многоканальный переключатель пакетов 5 включен между центральным процессорным устройством 1 и цифровым сигнальным процессором 6. на входы переключателя 5 воздействуют порты 10 передачи данных, выход переключателя 5 подключен к центральному процессорному устройству через шину данных, а выход центрального процессорного устройства 1 через шину управления 13 соединен с одним из входов переключателя 5..

Особенность работы шлюза заключается в том, что все операции взаимодействия ЦПУ с линиями передачи данных голосовых пакетов реализуются через специализированный программируемый, например, восьмиканальный переключатель пакетов (ПМПП). Мощность ЦПУ, программное обеспечение и основополагающая архитектура остаются при этом неизменными, такими же, как и в случае исходной многоканальной аппаратной платформы - прототипа, представленной на Фиг.1.

Таким образом, введение нового элемента, программируемого многоканального переключателя данных позволяет, во-первых, улучшить технические показатели платформы: разгружает ЦПУ, совмещая его работу со стандартным числом телефонных портов от 1 до 8; позволяет перейти к новой структурной схеме с дополнительной функцией - масштабирования, не влияющей на программное обеспечение. Во-вторых, минимизировать стоимость платформы.

Аппаратная платформа работает по следующему разбитому на этапы, сценарию.

1. Когда на любом (или нескольких) телефонном аппарате, подключенном к RJ-7, снимается трубка, КТЛ 9 фиксирует это действие и через ПМПП 5 оповещает ЦПУ 1..

2. Программа, заложенная в ППЗУ 2, использует ЦПУ 1 для подачи команды на КТЛ 9 о включении тона гудка и перевода ЦСП 6 в режим определения набора тонов телефонной клавиатуры.

3. ЦСП 6 оповещает ЦПУ 1 о совокупности тонов, соответствующей каждой последовательно нажатой клавиши номера набора.

4. Когда набор номера завершен, программа ЦПУ 1 использует КЛС 10 для связи через IP-сеть с другим шлюзом или IP-телефоном, соответствующим запрошенному номеру.

5. Через IP-сеть происходит обмен сигнальной информацией между шлюзами. Обмен включает в себя согласование алгоритмов сжатия или кодирование голоса, информацию о доступности абонента, переадресацию и т.д.

6. Программа, заложенная в ЦПУ 1, включает генерацию длинных гудков вызова на КТЛ 9, которые слышны в трубке телефона, подключенного к RJ-7.

7. Шлюз вызываемого абонента присылает по IР_сети сигнал о том, что трубка снята. В ответ программа ЦПУ 1 отключает длинные гудки вызова на КТЛ 9, а затем включает режим записи и проигрывания звука с установленными ранее алгоритмами сжатия.

8. Голосовой сигнал из микрофона телефонного аппарата (RJ-7) попадает на АЦП 8 и преобразуется в цифровую форму в формате A-Law. ЦСП принимает непрерывный поток оцифрованного звука и кодирует его, сжимая пакетами длительностью 20 миллисекунд. Каждый пакет передается с помощью ЦПУ 1, где программа добавляет к пакету информацию, необходимую для пересылки по IP-сети, а затем передает пакет в КЛС. 10. После КЛС 10 пакет отправляется по сети к вызываемому абоненту, в шлюзе которого эти пакеты распаковываются и воспроизводятся.

9. Аналогично, приходящие от абонента голосовые пакеты попадают в ЦПУ 1 из КЛС. 10. Программа ЦПУ 1 пересылает их в ЦСП 6, где они распаковываются один за

другим и в виде непрерывного потока в формате A-Low поступают на ЦАП, где преобразуются в аналоговый голосовой сигнал трубки, подключенной к RJ-7.

На базе аппаратной платформы с переключателем ЦПУ создана новая серия шлюзов IP-телефонии с количеством телефонных портов от 1 до 8.

В заключение отметим, что один из вариантов платформы, представленной на Фиг.2, реализован экспериментально и подтвердил свои новые, отмеченные выше свойства.

Аппаратная платформа шлюзов IP-телефонии, содержащая центральное процессорное устройство, программное постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство, жидко-кристаллический индикатор, цифровой сигнальный процессор, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи, контроллеры телефонных линий, контроллер локальной сети Ethernet, порты передачи данных, адресную шину, шину данных и шину управления, отличающаяся тем, что между центральным процессорным устройством и цифровым сигнальным процессором включен программируемый многоканальный переключатель пакетов данных, к входу которого подключены порты передачи данных, а его выход подключен к центральному процессорному устройству через шину данных, выход центрального процессорного устройства через шину управления соединен с одним из входов переключателя.