CN100382514C - 网络语音装置语音品质测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种测试网络语音装置的方法，该方法不需要购置昂贵的特殊测试设备，也不限于一定要在被测的网络语音装置的附近实施，被测的网络语音装置内部也不需要特别的硬件上的安排，只需要简单的连线，本发明提出的方法更可以同时用来测试接口品质以及线路品质，而不需要准备两套不同的测试设备和环境。本发明提出的方法可以通过局域网络、以及广域网络(像是公众网际网络)进行，所以被测的网络语音装置可以是位于任何通过公众网际网络所能达到的地点。

Description

网络语音装置语音品质测试方法

技术领域

本发明是关于检测网络语音装置，尤其是有关于检测网络语音装置语音品质的方法。

背景技术

随着网际网络的风行与成长，各种崭新的网络应用不断的出现，也对人们的生活产生许多新的变化与冲击。在这些崭新的网络应用中，其中最引人注目的就是各种名为网络电话、Voice over IP(VoIP)、IP电话的装置、***、或软件。以下，为了统一起见，统称这些使双方得通过网际网络交谈通话的技术或做法为网络语音。

网络语音之所以有逐渐取代传统、经由公众电话交换网络(publicswitched telephone network，PSTN)通话的趋势，主要是由于经济的因素。传统的PSTN通话一般是以每次通话受话方所在的地点与通话时间长短来计费的，而网络语音因为网际网络已经打破了距离与国家、区域的界限，而且网络服务业者也不针对属于网络语音的资料流量收费，因此网络语音的成本非常低廉。但是过去因为网络频宽的有限、相关技术未甄完善、协议标准的不一等，网络语音只是属于一些玩家之间的游戏，还无法进入家庭、办公室等环境成为人们生活中可靠的通迅媒介。

近年来，这些限制网络语音成长的因素一一的被解决，而网络语音的应用也开始呈现***性的成长。但是无论如何，传统的电话已经存在有百年以上，传统的电话就像水电一样已经是人们生活的一部份，一般的家户中都至少有一台以上的传统电话、都有已经布设好的内部网络、还有类似录音机、传真机的装置。所以目前市面上成长最快的是一端衔接网络、一端衔接传统电话的网络语音装置。如第1a图所示，这类网络语音装置100具有一个网络端口110(通常是属于RJ-45的插口)，以通过一个局域网络(未标号)、以及像是ADSL调制解调器120、Cable调制解调器等装置与公众网际网络800联机，此外这个网络语音装置100还具有至少一个话机端口(通常是属于RJ-11的插口)130以衔接一般的电话机140。使用者可以像使用传统电话一般，拿起听筒、通过装置的一个使用接口(未图标)或是话机的数字按键来拨号、然后等待对方接听。对方则通过一个和网络语音装置100相同或兼容的装置150来应答。网络语音装置100还可以有另一个线路端口160与公众电话交换网络900连接，以便和传统电话机一样发话给使用传统电话网络的受话方。人们的语音是连续的模拟信号，网络语音是将这个连续的模拟信号数字化、压缩、编码，然后以一个个的分别的数据封包依序传送出去。反之，在接收端将这些数据封包依序收集起来、译码、然后转为人耳可听的连续模拟信号。在这些转换的过程，再加上封包通过网络传输所经历的各种延迟或者丢失等传输上的状况，都会影响通话双方所感受到的通话品质。传统上，这些网络语音装置的品质，主要可以分为接口品质(interface quality)与线路品质(linequality)两大部分。前者主要是有关于网络语音装置所产生的语音的电气信号的品质，包括像是***损失(insertion loss)、总谐波失真(total harmonydistortion，THD)、互调失真(inter-modulation distortion，IMD)、噪音值、信噪比(S/N ratio)等。后者则和网络语音装置承受与补偿封包传送的延迟、封包与封包之间间隔的变化(jitter)、封包的损坏与丢失的能力有关。

传统上要检测网络语音装置这两方面的品质通常需要购买昂贵与专属的设备，还需要对于待测的网络语音装置设置一些特殊的安排。以第1a图所示的网络语音装置100为例，如果要测试接口品质，如第1b图所示，一个专属的测试设备170直接和网络语音装置100的话机和线路端口130、160用RJ-11的缆线(未标号)连接。网络语音装置100的内部还需要安排一个话机端口和线路端口130、160之间的回接(loop back)(图中以虚线表示)。在进行测试时，测试设备170通过线路端口160送出特殊的测试信号进入网络语音装置100，测试信号经由回接、话机端口130回送到测试设备170。测试设备170借着比对当初送出的、以及后来收回的测试信号，就可以计算出相关的接口品质参数。除了特殊测试设备的投资、还有待测装置的回路的设置以外，这种测试方法还有其它的缺点，像是测试设备一定要和待测装置位于同一地点且相隔不能太远，才能将两者连结起来。如果待测装置位于另一地点，那么就会需要将测试设备搬到当地来进行测试。

如果是测试线路品质，如第1c图所示，就更复杂了，需要另外的特殊测试设备180、190，分别和网络语音装置100和150的话机端口130连接。特殊的测试设备180发出一些已知的测试信号，经由网络语音装置100、公众网际网络或是一个模拟的网络810(可以提供不同程度的延迟、封包丢失率等)、网络语音装置150到达测试设备190。然后经由比对已知的测试信号，就可以得到相关的品质数据。除了特殊测试设备的投资、还有模拟网络的设置以外，这种测试方法也有其它的缺点，像是测试设备一定要和待测装置位于同一地点且相隔不能太远，才能将两者连结起来。

发明内容

为了克服公知的测试网络语音装置的缺点，本发明提出一种测试网络语音装置的方法，该方法不需要购置昂贵的特殊测试设备，也不限于一定要在被测的网络语音装置的附近实施，被测的网络语音装置内部也不需要特别的硬件上的安排，只需要简单的联机，本发明提出的方法还可以同时用来测试接口品质以及线路品质，而不需要准备两套不同的测试设备和环境。

本发明所提出的测试方法，可以软件模块的方式在一般的运算装置上执行。这个运算装置是通过一个标准的局域网络和被测的网络语音装置联机，然后经由这个软件的执行来进行测试。只要将一或多个待测的网络语音装置连接在这个局域网络上后，就可以以本发明提出的方法一一加以测试，所以测试的环境以及设置非常简单，也不需要对被测的网络语音装置实施什么修改。

除了局域网络以外，本发明提出的方法也可以通过广域网络(像是公众网际网络)进行，所以被测的网络语音装置可以是位于任何通过公众网际网络所能达到的地点，所以本发明可以用来对安装在远程客户环境里的网络语音装置来进行测试，而不需要派遣人员、携带装置到客户所在地来进行测试。

本发明所提出的方法可以适用于具有一或多个话机端口的网络语音装置，也可以适用于没有、或者是有线路端口的网络语音装置。以最常见的具有一个话机端口以及一个线路端口的网络语音装置为例，只要用一个标准的RJ-11缆线将这二个端口串接起来，就可以进行接口品质与线路品质的相关测试，而不需要架设两套不同的环境。

兹配合所附图标、实施例详细说明及申请专利的保护范围，将上述及本发明的其它目的与优点在后面详述。然而，所附图标纯是为说明本发明而标注，不应当视为用于限定本发明的保护。有关本发明的保护范围，请参照所附的权利要求中的专利范围。

附图说明

图1a是公知的网络语音装置的联机示意图。

图1b是公知的网络语音装置测试接口品质的联机示意图。

图1c是公知的网络语音装置测试线路品质的联机示意图。

图2a是依据本发明的第一实施例架构于一局域网络的示意图。

图2b是依据本发明的第二实施例架构于一局域网络的示意图。

图2c是依据本发明的第三实施例架构于一局域网络的示意图。

图2d是依据本发明的第四实施例架构于一广域网络的示意图。

图3是依据本发明的第五实施例的一耦合装置的示意图。

图中

100  网络语音装置                 110  网络端口

120  ADSL调制解调器               130  话机端口

140  电话机                       150  网络语音装置

160  线路端口                     170  测试设备

180  测试设备                     190  测试设备

200  网络语音装置                 202  网络端口

210  测试程序                     212  使用接口

214  测试数据产生模块             216  数据分析模块

220  有线以太局域网络             230  网络语音装置

232  线路端口                     234  话机端口

236  网络端口                     238  编码译码模块

240  RJ11缆线                     250  网络语音装置

300  耦合装置                     310  网络语音装置

312  话机端口                     314  话机端口

322  Tip导线                      324  Ring导线

332  Tip导线                334  Ring导线

800  公众网际网络           810  模拟网络

900  公众电话交换网络

具体实施方式

本发明提出的测试网络语音装置的方法，可以是以一种软件模块的方式安装于一般的运算装置上执行。这个运算装置包括(但不限于)桌上型计算机、笔记型计算机、甚至PDA。本发明所提出的方法也可是以固体的方式实施于一个专属的独立装置里。这些独立或运算装置的特征是需要具有一个网络接口，可以和待测的网络语音装置通过一个网络相通信。通常这个网络接口是一个RJ-45的网络端口，然后运算装置和待测的网络语音装置是通过一个有线的以太网络相连接。在其它的实施例里，网络接口也可以是一个光纤的接口、或是一个支持802.11协议的无线网络。也就是说，本发明不限定使用哪一种特定的和待测网络语音装置联机的方式和网络，只要能达成运算装置和待测语音装置联机的各种网络接口与网络都可以。

图2a是依据本发明的第一实施例架构于一局域网络的示意图。如图2a所示，本发明所提出的方法是以一测试程序210的形式安装于运算装置200里。测试程序210主要包含使用接口212、测试数据产生模块214、以及数据分析模块216。当测试程序210被执行起来后，使用接口212容许使用者通过运算装置200的键盘、屏幕(未图标)等输入相关的测试参数、激活测试的执行、以及将测试的结果呈现出来。运算装置200有诸多细节被省略，例如处理器、内存、总线、硬盘、操作***等，因为这些细节应为此一领域具一般普通技术人员所熟知，故于此不再赘述。

运算装置200是以一网络端口202和一有线以太局域网络220联机。测试数据产生模块214是产生一系列特定的测试数据封包(未图标)，经由网络端口202以及局域网络220传送给被测的网络语音装置230，经由网络语音装置230处理过的封包会经由局域网络220以及网络端口202而由数据分析模块216所接收并与先前送出去的一系列测试封包加以比对分析，而得出有关网络语音装置230的品质分析。局域网络220也有相当的细节被省略，比如说构成局域网络220一部份的交换器等。

被测的网络语音装置230具有一个线路端口232和一个话机端口234。这是最常见的一种小型的网络语音设备。线路端口232一般是具有所谓FXO的接口，也就是一般话机对局端的接口，具有接收振铃(ring)信号、挂断(on-hook)、接听(off-hook)、发出DTMF的按键音的功能，是用来和公众电话交换网络联机的接口。话机端口234一般是具有所谓FXS的接口，也就是局端对话机的接口，具有提供回路电流(loop current)、发出振聆信号、提供拨号音(dial tone)、侦测挂断与接听的功能，是用来和话机联机的接口。

这里请注意到，一般网络语音装置230的线路端口232具有两种作用，一是容许一个连接于话机端口234的话机直接发话到线路端口232所连接的公众电话交换网络，另一是容许从网络端口236进来的一通网络语音来话转接到线路端口232所连接的公众电话交换网络。对于后者，网络语音来话的最早的封包里会记录有所要拨号到公众电话交换网络的受话方电话号码，网络语音装置230收到这个封包后，就会透过线路端口232的FXO接口，仿真一般电话拿起话筒(off-hook)、侦测拨号音、发出代表受话方电话号码的按键音、然后将受话方和发话方经过编码译码模块238连结起来。另一方面，经由话机端口234发话到网际网络的另一个相同或兼容装置的方式是，当话机端口234所连接的电话话筒被拿起时(off-hook)，话机端口234的FXS接口侦测到这个状况后提供拨号音给话机端口234所连接的电话，这个时候发话人可以直接用电话的按键输入对方相同或兼容装置的网络地址，网络语音装置230然后会将发话的电话、经由话机端口234、编码译码模块238，和对方的装置连结起来。

如图2a图所示，线路端口232和话机端口234之间是以一条RJ11缆线240连接。这样一个简单的联机再加上FXS与FXO接口的特性就完成了一个简单的回接(loop back)的联机。在这样的回接下，对线路端口232而言，话机端口234扮演了公众电话交换网络的角色，而对话机端口234而言，线路端口232扮演了话机的角色。

本发明提出的测试方法运作方式说明如下。首先，测试数据产生模块214产生的测试封包里注明了要通过线路端口232发话给公众电话交换网络的某个电话号码，这个电话号码其实就是运算装置200的网络地址。这个测试封包然后被发送给网络语音装置230。网络语音装置230收到这个封包后，依照前述FXO接口的流程，先是模拟一般电话拿起话筒(提机、off-hook)，经由回接的线路240，话机端口234侦测到提机，于是发出拨号音，线路端口232侦测到拨号音后，将运算装置200的网络地址的电话号码用DTMF的按键音发出，话机端口234收到这个网络地址后，即试图与这个网络地址所在的运算装置200建立起网络语音通话的管道。至此，网络运算装置200、与网络语音装置即构成了一个如图2a中虚线所示的测试回路。

接下来，测试数据产生模块214继续产生与送出特定的测试数据封包，这些封包经由虚线所示的路径，先被编码译码模块238译码成模拟的信号，经由线路端口232、以及话机端口234，再被编码译码模块238编码成数据封包，经过局域网络220而由数据分析模块216所接收。这些封包然后和当初发送的测试封包比对、分析，就可以得出接口与线路相关的品质分析出来。请注意到，在这个测试的过程中，网络语音装置230与运算装置200的网络地址必须都是已知的。而且上述FXO、FXS的接口功能均系一般网络语音装置230所具备的，不需要额外的设定与软硬件的修改。另外在数据分析方面，可以用任何公知的技术或算法进行，因为算法的内容非本发明精神所在，所以不予赘述于此。

从以上的说明可以清楚得知，本发明利用网络语音装置本身具备的接口与功能，以及非常简单的联机方式，即可对于网络语音装置的接口品质与线路品质予以检测。对于其它待测的网络语音装置，只要知道其网络地址，然后依此方式连接，重新执行测试程序即可，既不需要购买特殊测试设备，测试环境的架设也非常简单。

当网络语音装置230提供一个以上的话机端口234时，可以采用如图2b所示的联机方式，对于每一个话机端口234，一一予以测试。当网络语音装置只有一个话机端口234时，则可以采用如图2c所示的联机方式，利用另外一台具有FXO接口的网络语音装置250来搭配测试。

基于同样的架构，本发明也可以用公众网际网络800来取代局域网络220，如第2d图所示。在这样的架构下，本发明可以透过公众网际网络对于远程的网络语音装置予以检测。

以上的实施例都需要利用到一个FXO的接口(不论是直接位于被测的网络语音装置、还是利用另外一台网络语音装置的FXO接口)，对于不具有FXO接口的网络语音装置，或是无法取得另外一台具有FXO接口的网络语音装置时，本发明可以通过如第3图所示的一个耦合装置来测试网络语音装置的FXS接口。

如图3所示，耦合装置300是包含一有被动组件如电感和电容等(未标号)所构成的简单电路。当被测的网络语音装置310的话机端口312的FXS接口中习称为Tip和Ring的两条导线322、324，以及话机端口314的FXS接口中Tip和Ring导线332、334，分别如图3所示的方式和耦合装置300连接后，会导致话机端口312有回路电流流经导线322和324、以及话机端口314有回路电流流经导线332和334。换言之，接上耦合装置300后，会使得话机端口312和314都被提机，而耦合装置300里的电感会使得两边导线上的语音的电气信号得以从一侧耦合到另外一侧，而使得话机端口312和314可以直接交谈。然后运算装置(未图标)可以分别对话机端口312和314发出封包，首先要求两个话机端口都停止发出拨号音(在一些实施例中，如果可以将拨号音等过滤的话，这个步骤可以被省略)。请注意到，封包里有字段可以注明是给哪一个话机端口的，而测试程序(未图标)也需要被告之目前测试的是哪两个话机端口。接着测试程序的测试数据产生模块可以针对其中任一个话机端口发出测试数据封包，以话机端口312为例，这些封包经由编码译码模块(未图标)译码成模拟的信号，经由话机端口312、耦合装置300、话机端口314，再被编码译码模块编码成数据封包，经过网络而由测试程序的数据分析模块所接收。这些封包然后和当初发送的测试封包比对、分析，就可以得出接口与线路相关的品质分析出来。除了适用于具有多个话机端口的网络语音装置外，本发明可以将两个网络语音装置的话机端口依照图3所示的方式联机起来进行测试。同样的图3所示的测试方式也都适用于局域网络或广域网络的环境。

藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本申请的范围加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排均属于本申请所要保护的范围。

Claims (12)

1.一种网络语音装置语音品质测试方法，其实施于一运算装置，并通过一网络检测一网络语音装置的语音品质，该运算装置具有一网络端口以与该网络联机，该网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机、一具有FXO接口的线路端口以及一具有FXS接口的话机端口，该测试方法至少包含下列步骤：

该运算装置的该网络端口与该网络联机致有一第一网络地址，该网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第二网络地址，并以一缆线联机该网络语音装置之该线路端口与该话机端口；

该运算装置产生一封包并发送至该第二网络地址，该封包记载有该第一网络地址，并于位于该第二网络地址的该网络语音装置收到该封包后，致使该网络语音装置经由其线路端口对其话机端口进行一拨号动作，该拨号动作所拨的号码是该第一网络地址；

该运算装置接受由位于该第二网络地址的该网络语音装置所发出的一网络语音通话联机；

该运算装置产生事先决定好的复数个测试封包，并发送至该第二网络地址；以及

接收并分析由位于该第二网络地址的该网络语音装置所传回的复数个封包。

2.如权利要求1所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一局域网络。

3.如权利要求1所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一广域网络。

4.一种网络语音装置语音品质测试方法，其实施于一运算装置，并通过一网络检测一第一网络语音装置的语音品质，该运算装置具有一网络端口以与该网络联机，该第一网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机以及一具有FXS接口的话机端口，该测试方法至少包含下列步骤：

准备一第二网络语音装置，该第二网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机、以及一具有FXO接口的线路端口；

该运算装置的该网络端口与该网络联机致有一第一网络地址，该第一网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第二网络地址，该第二网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第三网络地址，并以一缆线连接该第二网络语音装置的该线路端口与该第一网络语音装置的该话机端口；

该运算装置产生一封包并发送至该第三网络地址，该封包记载有该第一网络地址，并于位于该第三网络地址的该第二网络语音装置收到该封包后，致使该第二网络语音装置经由其线路端口对该第一网络语音装置的该话机端口进行一拨号动作，该拨号动作所拨的号码是该第一网络地址；

该运算装置接受由位于该第二网络地址的该第一网络语音装置所发出的一网络语音通话联机；

该运算装置产生事先决定好的复数个测试封包，并发送至该第三网络地址；以及

接收并分析由位于该第二网络地址的该第一网络语音装置所传回的复数个封包。

5.如权利要求4所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一局域网络。

6.如权利要求4所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一广域网络。

7.一种网络语音装置语音品质测试方法，其实施于一运算装置，并通过一网络检测一网络语音装置的语音品质，该运算装置具有一网络端口以与该网络联机，该网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机以及一具有复数个FXS接口的话机端口，该测试方法至少包含下列步骤：

该运算装置的该网络端口与该网络联机致有一第一网络地址，该网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第二网络地址，该网络语音装置的一第一话机端口以及一第二话机端口，彼此相连电气耦合并予以提机；

该运算装置产生事先决定好的复数个测试封包，并发送至该第二网络地址，该复数个封包记载有该第一话机端口的地址；以及

接收并分析由位于该第二网络地址的该网络语音装置的第二话机端口所传回的复数个封包。

8.如权利要求7所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一局域网络。

9.如权利要求7所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一广域网络。

10.一种网络语音装置语音品质测试方法，其实施于一运算装置，并通过一网络检测一第一网络语音装置的语音品质，该运算装置具有一网络端口以与该网络联机，该第一网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机以及一具有FXS接口的话机端口，该测试方法至少包含下列步骤：

准备一第二网络语音装置，该第二网络语音装置至少包含一网络端口以与该网络联机、以及一具有FXS接口的线路端口；

该运算装置的该网络端口与该网络联机致有一第一网络地址，该第一网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第二网络地址，该第二网络语音装置的该网络端口与该网络联机致有一第三网络地址，该第一网络语音装置的该话机端口以及该第二网络语音装置的该线路端口，彼此相连达成电气耦合并予以提机；

该运算装置产生事先决定好的复数个测试封包，并发送至该第三网络地址，该复数个封包记载有该第二网络语音装置的该话机端口的地址；以及

接收并分析由位于该第二网络地址的该第一网络语音装置的该话机端口所传回的复数个封包。

11.如权利要求10所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一局域网络。

12.如权利要求10所述的网络语音装置语音品质测试方法，其中，该网络是一广域网络。

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