JP3678640B2 - ＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換機（ＰＢＸ）間の中継伝送路に音声圧縮技術とパケット伝送技術を用いるＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法に関し、特に互いに伝送ビットレートの異なるディジタル交換機とディジタル中継回線との間に設けられてディジタル音声信号の高能率符号化・復号化とパケット伝送を行うＶｏＩＰゲートウエイ装置を介して複数のＩＰ中継回線をディジタル交換機に収容してこれらディジタル中継回線と他のディジタル中継回線との間、または自局内内線との間のディジタル音声信号の交換を行うＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、交換機（ＰＢＸ）を用いたトールダイヤルネットワークにおいて、中継伝送路に高能率音声符号化を用いることが一般的に行われている。高能率音声符号化と復号化を繰り返すと音質が劣化するため、何らかの手段でディジタル１リンク機能を実現している。ディジタル１リンク機能とは、タンデム接続になる中継回線交換機のパスを、符号化データのままで伝送することにより符号化・復号化による音声品質の劣化並びに、処理遅延による回線遅延の増大が発生しない中継交換方式をいう。
【０００３】
近年、インターネットの爆発的な拡大に代表されるＩＰトラフィックの増大により、企業内通信システムにおいてもデータと音声トラフィックとをＩＰプロトコルにより統合することが一般化してきた。すなわちＰＢＸの中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用する場合が一般化してきた。
【０００４】
中継伝送路に高能率音声符号化装置とＴＤＭ（時分割多重化装置）を組み合わせて用いる場合に、特開平１０−３３６３３２号公報に開示された「高能率音声符号化装置及びそれを用いた中継交換システム」がある。この方式は、交換機に収容し中継パスを介して対向する２台の高能率符号化装置が互いに、交換機を介した相手先への出力信号に所定の同期信号を挿入し、受信側でこの同期信号を検出すると符号化部および復号化部をバイパスすることにより、符号化および復号化の繰り返しを防いでいる。これをＩＰ中継回線を使用してパケット伝送する中継システムに適用すると、ジッタバッファにおいて行われるバッファリングによる遅延の問題を解決しきれない。
【０００５】
従来、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークは、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能を用い、ＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現してきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＢＸを用いた企業内電話交換システムは、ＰＢＸの持つＰＨＳローミング機能や課金機能など多種多様な付加機能を実現している。これらの機能を動作させるには、ＰＢＸの中継トランク間は、１：１に接続される必要がある。従来のＴＤＭを用いたシステムがこれにあたる。上記接続を実現するためには、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークにおいて、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能すなわちＩＰルーティングによらずにディジタル１リンク機能を実現しなければならない。
【０００７】
ところが、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークは、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能を用いＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現しており、ＰＢＸの中継トランク間の接続が１：１にならずＰＢＸの付加機能が使えない問題点があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用した場合においても、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能によらずにディジタル１リンク機能を実現し、ＰＢＸの中継トランク間が１：１に接続される形のネットワークの構成を可能とし、ＰＢＸの付加機能を使用可能とするＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線との間に設けられたＶｏＩＰゲートウエイ装置において、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端手段と、該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換手段と、第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンの識別パターンを挿入し、ディジタル交換機へ送出する識別パターン挿入手段と、ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、識別パターンを検出する識別パターン検出手段と、該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号からＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換手段と、第２の変換フレーム手段により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端手段と、を有し、識別パターン検出手段による検出の結果、識別パターンを検出したとき、第１の選択回路、第２の選択回路の各々をパススルーフレーム組立部側、及びパススルーフレーム処理部側に選択する第１の選択手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第１の選択手段の後に、第１のＩＰ終端手段と第１のフレーム変換手段とを経て、識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第１の送出手段と、ディジタル交換機から入力されたパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、第１の選択手段の後に、第２のフレーム変換手段と第２のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第２の送出手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を低速なビットレートを有する高能率符号化則に則り符号変換する符号化手段と、符号化手段により符号化された音声信号をＲＴＰパケットに組み立てるＲＴＰパケット組立手段と、ＲＴＰパケット組立手段により組み立てられたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第３のＩＰ終端手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第４のＩＰ終端手段と、ＲＴＰパケットに含まれているＩＰ中継回線で発生したジッタを吸収するジッタバッファ手段と、ジッタバッファ手段を経由したＲＴＰパケットから符号化されている音声信号を分解するＲＴＰパケット分解手段と、ＲＴＰパケット分解手段により分解された音声信号を逆符号変換し、６４ｋｂｐｓＰＣＭのディジタル音声信号として出力する復号化手段と、をさらに有し、識別パターン検出手段による検出の結果、識別パターンが検出されないとき、第１の選択回路、第２の選択回路の各々を音声復号化部側、及びＲＴＰ組立部側に選択する第２の選択手段と、ディジタル交換機から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を、第２の選択手段の後に、符号化手段と、ＲＴＰパケット組立手段と、第３のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第３の送出手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第２の選択手段の後に、第４のＩＰ手段と、ジッタバッファ手段と、ＲＴＰパケット分解手段と、復号化手段とを経て、識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第４の送出手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、パススルーフレームは、ＲＴＰパケット、該ＲＴＰパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、パススルーフレームは、１サイクル８ビットであり、６ビットをＲＴＰパケットに、１ビットを区切り情報に、１ビットを識別パターンに割り当てることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、第１のフレーム変換手段は、ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、区切り情報を付与することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、第２のフレーム変換手段は、ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、識別パターンと無効信号とを除去して、ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、識別パターン挿入手段は、６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に識別パターンを割り当てることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、第１のフレーム変換手段は、パススルーフレームのＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットにＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線と、ディジタル交換機及びＩＰ中継回線との間に設けられ、ディジタル交換機から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号をＩＰパケットに変換して中継回線へ送信し、中継回線から受信したＩＰパケットを６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号に変換するＶｏＩＰゲートウエイ装置と、を使用して行うディジタル１リンク中継交換方法において、ディジタル交換機が受信した接続情報を解析し、該接続情報が自局宛か中継かを判断する判断工程と、該判断工程による判断の結果、中継を要求する接続情報であったとき、ディジタル交換機のトランク間を接続し、トランク間に接続された中継パスを介してＶｏＩＰゲートウエイ装置から入力された信号を、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継する中継工程と、ＶｏＩＰゲートウエイ装置における、中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端工程と、該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換工程と、該第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンを挿入する識別パターン挿入工程と、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置における、中継工程により中継された６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、識別パターンを検出する識別パターン検出工程と、該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、識別パターン検出工程後にＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換工程と、第２のフレーム変換工程により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端工程と、を有し、更に、識別パターン検出工程による検出の結果、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が識別パターンを検出したとき、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第１のＩＰ終端工程と第１のフレーム変換工程とを経て、識別パターン挿入工程の後、６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第１の送出工程と、該ディジタル音声信号を、中継工程によりトランク間の中継パスを通り、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継し、ＶｏＩＰゲートウエイ装置において、識別パターン検出工程の後に、第２のフレーム変換工程と第２のＩＰ終端工程を経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第２の送出工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、パススルーフレームは、ＲＴＰパケット、該ＲＰＴパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、パススルーフレームは、１サイクル８ビットであり、６ビットをＲＴＰパケットに、１ビットを区切り情報に、１ビットを識別パターンに割り当てることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１に記載の発明において、第１のフレーム変換工程は、ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、区切り情報を付与することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、第２のフレーム変換工程は、ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、識別パターンと無効信号とを除去して、ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、請求項９から１３のいずれか１項に記載の発明において、識別パターン挿入工程は、６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に識別パターンを割り当てることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明において、第１のフレーム変換工程は、パススルーフレームのＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットにＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用した中継交換システムのシステム構成を示すブロック図である。ここでは、通話音声信号に係わる部分のみを示している。本実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置は、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．３２３に準拠した装置であり、また、高能率符号化方式として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７２９に準拠している。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２の内部構成を示すブロック図である。ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２は、音声符号化部１１０、パススルーフレーム処理部１１１、ＲＴＰ（real-time transport protocol）パケット組立部１１２、識別パターン検出部１０９、選択回路１１３、ＩＰ終端部１０２、ジッタバッファ１０３、ＲＴＰパケット分解部１０１、音声復号化部１０５、パススルーフレーム組立部１０４、選択回路１０６、識別パターン発生部１０７および識別パターン挿入部１０８を備えている。
【００２９】
音声符号化部１１０は、交換機２０から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１をＣＳ−ＡＣＥＬＰ（ITU-T G.729)による８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号Ｓ５に符号変換して帯域圧縮する。８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号Ｓ５は、ＲＴＰパケット組立部１１２に入力される。
【００３０】
ＲＴＰパケット組立部１１２は、符号化された高能率符号化音声信号Ｓ５をＲＴＰパケットに組み立てる。組み立てられたＲＴＰパケットは、選択回路１１３に入力される。パススルーフレーム処理部１１１は、交換機２０から入力されたパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３からＲＴＰパケットの区切り情報を基に識別パターンを含む無効信号を除去しＲＴＰパケットに変換する。
【００３１】
識別パターン検出部１０９は、交換機２０から受信した６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１およびパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３を監視し、識別パターンを検出する。識別パターンを検出できた場合、ＯＮ信号を選択回路１１３、１０６に出力し、識別パターンを検出しない場合、ＯＦＦ信号を選択回路１１３、１０６に出力する。
【００３２】
選択回路１１３は、識別パターン検出部１０９からの識別パターン検出結果信号Ｓ４がＯＦＦの場合はＲＴＰパケット組立部１１２からの信号を、ＯＮの場合は、パススルーフレーム処理部１１１からの信号をＩＰ終端部１０２に出力する。
【００３３】
ＩＰ終端部１０２は、ＲＴＰパケットとＩＰパケットとの変換をし、ＩＰ中継回線３０、３１、３２に送信する。また、ＩＰ中継回線３０、３１、３２から受信したＩＰパケットからＲＴＰパケットを分離する。ジッタバッファ１０３は、対向先ＶｏＩＰゲートウエイ装置から受信したＩＰパケットをＩＰ終端部１０２で分離した後、ＩＰ中継回線３０、３１、３２で発生するＲＴＰパケットのジッタを吸収する。
【００３４】
ＲＴＰパケット分解部１０１は、ジッタバッファ１０３を経由したＲＴＰパケットから８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号のみを取り出す。音声復号化部１０５は、取り出された８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号を６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号に逆符号変換する。
【００３５】
パススルーフレーム組立部１０４は、ＩＰ終端部１０２からのＲＴＰパケットをＲＴＰパケットの区切り情報を付与し並べ替え、空きビットには無効信号を付加し６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３に変換する。
【００３６】
選択回路１０６は、識別パターン検出部１０９からの識別パターン検出信号Ｓ４がＯＦＦの場合は音声復号化部１０５からの信号を、ＯＮの場合は、パススルーフレーム組立部１０４からの信号を識別パターン挿入部１０８に出力する。
【００３７】
識別パターン発生部１０７は、交換機２０が中継動作を行ったか否かを検出するための識別信号として特定ＢＩＴ長のｍ系列データを発生させる。識別パターン挿入部１０８は、選択回路１０６から入力された信号に識別パターン発生部１０７により生成されたビットパターンの識別パターンを挿入し、交換機２０に送出する。
【００３８】
交換機２０は、加入者回路２０２を介して電話端末２１０を収容する。また、トランク２０１、２０３、２０４を介してＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２を経由する中継回線３０、３１、３２をそれぞれ収容する。これらを使用して、６４ｋｂｐｓのディジタル音声信号の交換処理を行う。
【００３９】
各ＩＰ中継回線３０、３１、３２は、高能率符号化された８ｋｂｐｓのディジタル音声信号をＩＰパケットとして伝送する。図示しないＩＰルータにより図示しない他のＶｏＩＰゲートウエイ装置の信号とともに多重化することができる。各中継回線３０、３１、３２の他端は、各々ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０から識別パターン発生部１０７、選択回路１０６、パススルーフレーム組立部１０４、識別パターン挿入部１０８、識別パターン検出部１０９、パススルーフレーム処理部１１１および選択回路１１３を除いた構成のＶｏＩＰゲートウエイ装置４０、４１、４２と、６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号を交換する交換機５０、５１、５２とを介して、電話端末５１０、５１１、５１２に接続されている。
【００４０】
なお、これら他端側のＶｏＩＰゲートウエイ装置４０、４１、４２をＶｏＩＰゲートウエイ装置１０と同一構成のものとすれば、交換機５０、５１、５２を介してさらに他の交換機に対して中継することができる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置を用いた中継交換システムの動作について説明する。一般的なＶｏＩＰゲートウエイ装置は、交換機能を用いＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現している。本発明に係るＶｏＩＰゲートウエイ装置は、交換機能は持たず、交換機のトランク間を１対１にＴＤＭ的に接続している。従って、図１の中継交換システムの交換は、交換機のみが行なっている。
【００４２】
まず、音声端末２１０と音声端末５１０間との音声情報の送受信について説明する。交換機２０は、図示しない信号受信装置によりダイヤル信号等の接続情報を受信する。この接続情報が自局内線の電話端末２１０と中継回線３０との接続を要求する情報の場合は、加入者回路２０２とトランク２０１とを接続する。
【００４３】
ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０は、加入者回路２０２からの６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１が入力される。識別パターン検出部１０９は、識別パターンを検出しない。識別パターン検出部１０９から選択回路１１３、１０６への識別パターン検出結果信号Ｓ４はＯＦＦのままである。選択回路１１３および選択回路１０６は、識別パターン検出結果信号Ｓ４がＯＦＦのうちは音声符号化部１１０および音声復号化部１０５側をそれぞれ選択する。
【００４４】
一方、識別パターン挿入部１０８は、交換機２０へ出力する６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１に対し、６サンプルごとのＰＣＭ符号データの最下位桁（ＬＳＢ）の１ビットを所定ビットパターンの識別パターンで置き換える（ビットスチール）。この識別パターンのビットパターンは、“ｍ”系列のシーケンスパターンを使用する。図３にこの識別パターンを挿入したＰＣＭ音声信号のデータフォーマット例を示す。図３において、識別パターンＣは、６サンプルごとに挿入されている。なお、識別パターン検出部１０９は、誤同期検出を防ぐために十分な長さの後方保護段数を持つ。前方保護段数は回線誤りがほとんどないため、数段以下でよい。
【００４５】
ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０から出力された同期信号が挿入されたＰＣＭ音声信号Ｓ１は、加入者回路２０２を通して音声端末２１０から音声として出力される。同期信号の挿入頻度が小さく、かつＰＣＭ符号の最下位桁を置き換えるだけなので、出力音声の品質にほとんど影響しない。このように、音声端末２１０と音声端末５１０との音声情報の送受信は、ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、４０の音声符号化部１１０とＲＴＰパケット組立部１１２およびジッタバッファ１０３とＲＴＰパケット分解部１０１と音声復号化部１０５を用いて行われる。
【００４６】
次に、音声端末５１１と音声端末５１２との音声情報の送受信について説明する。交換機２０は、図示しない信号受信装置によりダイヤル信号等の接続情報を受信する。この接続情報がＩＰ中継回線３１とＩＰ中継回線３２との中継を要求する接続情報である場合は、トランク２０３とトランク２０４とを接続する。
【００４７】
各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２の識別パターン挿入部１０８は、初期状態においては、それぞれジッタバッファ１０３、ＲＴＰパケット分解部１０１および音声復号化部１０５を経由した６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号に、識別パターン発生部１０７により生成した識別パターンを識別パターン挿入部１０８により挿入して交換機２０に出力する。これらの信号は、交換機２０を透過的（トランスペアレント）に通過して、互いに対向するＶｏＩＰゲートウエイ装置１２、１１の識別パターン検出部１０９にそれぞれ入力される。
【００４８】
各識別パターン検出部１０９は、入力信号から識別パターンを検出し、識別パターン検出結果信号Ｓ４（ここではＯＮ）を選択回路１１３、１０６に出力する。それぞれの選択回路１１３、１０６は、検出結果信号Ｓ４がＯＮになったとき、パススルー処理部１１１およびパススルーフレーム組立部１０４側へそれぞれ切り替える。
【００４９】
ＩＰ終端部１０２は、ＩＰ中継回線３１、３２から受信したＩＰパケットからＲＴＰパケットを分離する。このＲＴＰパケットのデータフォーマット例を図４に示す。各パススルーフレーム組立部１０４は、ＩＰ終端部１０２から入力されたＲＴＰパケットをパススルーフレームに組み替える。このパススルーフレームのフォーマット例を図５に示す。
【００５０】
図５において、このパススルーフレームは、６４ｋｂｐｓ音声信号のＢＩＴ７〜ＢＩＴ２にＲＴＰパケットをマッピングし、ＲＴＰパケットがないときには’１’で埋めたものである。ＢＩＴ１は、パススルーフレームの区切りを示す制御信号として使用する。ここでは、’０’がパケットあり’１’がパケットなしを示している。ＢＩＴ０は、各パススルーフレーム組立部１０４の出力においては’１’で固定している。
【００５１】
識別パターン挿入部１０８は、上記パススルーフレームのＢＩＴ０に識別パターンを挿入し、６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３として交換機２０へ出力する。各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２からそれぞれ出力された６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３は、交換機２０をやはりトランスペアレントに通過し互いに相手側へ入力される。
【００５２】
各パススルーフレーム処理部１１１は、それぞれ交換機２０から受信した６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３からＢＩＴ１を監視し、’１’から’０’に変化したＢＹＴＥから規定数のＢＩＴをＢＩＴ７〜ＢＩＴ２から拾いＲＴＰパケットに変換する。
【００５３】
このように、交換機２０が中継交換機として機能するときは、各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２の各音声符号化部１１０と各ＲＴＰパケット組立部１１２および各音声復号化部１０５とＲＴＰパケット分解部１０１と各ジッタバッファ１０３がバイパスされる。従って、音声端末５１１と音声端末５１２との音声情報の送受信は、音声符号化、復号化およびジッタバッファによるバッファリングがそれぞれ１回のみで済み、通話音声品質の劣化が起こらず且つ遅延の増加が少ない。
【００５４】
通話終了後は交換機２０がトランク２０３とトランク２０４との中継パスを切放するため、各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２には無音のＰＣＭ音声信号が入力される。各識別パターン検出部１０９は、識別パターンを検出しなくなり各選択回路１０６、１１３がそれぞれ初期状態（図３）に戻る。
【００５５】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例であり、本発明はこれらに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種種変形実施が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、交換機の中継を要する音声端末間の音声情報の送受信を、高能率音声符号化および復号化それぞれ１回のみで済ますことができ、通話音声品質の劣化を除去することができる。
【００５７】
また、中継部分のジッタバッファがバイパスされるのでパケット伝送で必須のジッタバッファによるバッファリングが１回のみで済み通話音声品質に重要な影響を与える遅延の増加を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるディジタル１リンク中継交換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における識別パターンを挿入したＰＣＭ信号のデータフォーマット例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるＲＴＰパケットのデータフォーマット例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるパススルーフレームのデータフォーマット例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２、４０、４１、４２ ＶｏＩＰゲートウエイ装置
２０、５０、５１、５２ 交換機
３０、３１、３２ ＩＰ中継回線
１０１ ＲＴＰパケット分解部
１０２ ＩＰ終端部
１０３ ジッタバッファ
１０４ パススルーフレーム組立部
１０５ 音声復号化部
１０６、１１３ 選択回路
１０７ 識別パターン発生部
１０８ 識別パターン挿入部
１０９ 識別パターン検出部
１１０ 音声符号化部
１１１ パススルーフレーム処理部
１１２ ＲＴＰパッケト組立部
２１０、５１０、５１１、５１２ 電話機
Ｓ１ ６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号
Ｓ３ ６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号
Ｓ４ 識別パターン検出結果信号
Ｓ５ 高能率符号化音声信号
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換機（ＰＢＸ）間の中継伝送路に音声圧縮技術とパケット伝送技術を用いるＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法に関し、特に互いに伝送ビットレートの異なるディジタル交換機とディジタル中継回線との間に設けられてディジタル音声信号の高能率符号化・復号化とパケット伝送を行うＶｏＩＰゲートウエイ装置を介して複数のＩＰ中継回線をディジタル交換機に収容してこれらディジタル中継回線と他のディジタル中継回線との間、または自局内内線との間のディジタル音声信号の交換を行うＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、交換機（ＰＢＸ）を用いたトールダイヤルネットワークにおいて、中継伝送路に高能率音声符号化を用いることが一般的に行われている。高能率音声符号化と復号化を繰り返すと音質が劣化するため、何らかの手段でディジタル１リンク機能を実現している。ディジタル１リンク機能とは、タンデム接続になる中継回線交換機のパスを、符号化データのままで伝送することにより符号化・復号化による音声品質の劣化並びに、処理遅延による回線遅延の増大が発生しない中継交換方式をいう。
【０００３】
近年、インターネットの爆発的な拡大に代表されるＩＰトラフィックの増大により、企業内通信システムにおいてもデータと音声トラフィックとをＩＰプロトコルにより統合することが一般化してきた。すなわちＰＢＸの中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用する場合が一般化してきた。
【０００４】
中継伝送路に高能率音声符号化装置とＴＤＭ（時分割多重化装置）を組み合わせて用いる場合に、特開平１０−３３６３３２号公報に開示された「高能率音声符号化装置及びそれを用いた中継交換システム」がある。この方式は、交換機に収容し中継パスを介して対向する２台の高能率符号化装置が互いに、交換機を介した相手先への出力信号に所定の同期信号を挿入し、受信側でこの同期信号を検出すると符号化部および復号化部をバイパスすることにより、符号化および復号化の繰り返しを防いでいる。これをＩＰ中継回線を使用してパケット伝送する中継システムに適用すると、ジッタバッファにおいて行われるバッファリングによる遅延の問題を解決しきれない。
【０００５】
従来、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークは、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能を用い、ＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現してきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＢＸを用いた企業内電話交換システムは、ＰＢＸの持つＰＨＳローミング機能や課金機能など多種多様な付加機能を実現している。これらの機能を動作させるには、ＰＢＸの中継トランク間は、１：１に接続される必要がある。従来のＴＤＭを用いたシステムがこれにあたる。上記接続を実現するためには、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークにおいて、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能すなわちＩＰルーティングによらずにディジタル１リンク機能を実現しなければならない。
【０００７】
ところが、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用したトールダイヤルネットワークは、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能を用いＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現しており、ＰＢＸの中継トランク間の接続が１：１にならずＰＢＸの付加機能が使えない問題点があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みなされたものであり、中継伝送路にＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用した場合においても、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が持っている交換機能によらずにディジタル１リンク機能を実現し、ＰＢＸの中継トランク間が１：１に接続される形のネットワークの構成を可能とし、ＰＢＸの付加機能を使用可能とするＶｏＩＰゲートウエイ装置およびディジタル１リンク中継交換方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線との間に設けられたＶｏＩＰゲートウエイ装置において、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端手段と、該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換手段と、第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンの識別パターンを挿入し、ディジタル交換機へ送出する識別パターン挿入手段と、ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、識別パターンを検出する識別パターン検出手段と、該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号からＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換手段と、第２の変換フレーム手段により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端手段と、を有し、識別パターン検出手段による検出の結果、識別パターンを検出したとき、第１の選択回路、第２の選択回路の各々をパススルーフレーム組立部側、及びパススルーフレーム処理部側に選択する第１の選択手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第１の選択手段の後に、第１のＩＰ終端手段と第１のフレーム変換手段とを経て、識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第１の送出手段と、ディジタル交換機から入力されたパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、第１の選択手段の後に、第２のフレーム変換手段と第２のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第２の送出手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を低速なビットレートを有する高能率符号化則に則り符号変換する符号化手段と、符号化手段により符号化された音声信号をＲＴＰパケットに組み立てるＲＴＰパケット組立手段と、ＲＴＰパケット組立手段により組み立てられたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第３のＩＰ終端手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第４のＩＰ終端手段と、ＲＴＰパケットに含まれているＩＰ中継回線で発生したジッタを吸収するジッタバッファ手段と、ジッタバッファ手段を経由したＲＴＰパケットから符号化されている音声信号を分解するＲＴＰパケット分解手段と、ＲＴＰパケット分解手段により分解された音声信号を逆符号変換し、６４ｋｂｐｓＰＣＭのディジタル音声信号として出力する復号化手段と、をさらに有し、識別パターン検出手段による検出の結果、識別パターンが検出されないとき、第１の選択回路、第２の選択回路の各々を音声復号化部側、及びＲＴＰ組立部側に選択する第２の選択手段と、ディジタル交換機から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を、第２の選択手段の後に、符号化手段と、ＲＴＰパケット組立手段と、第３のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第３の送出手段と、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第２の選択手段の後に、第４のＩＰ手段と、ジッタバッファ手段と、ＲＴＰパケット分解手段と、復号化手段とを経て、識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第４の送出手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、パススルーフレームは、ＲＴＰパケット、該ＲＴＰパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、パススルーフレームは、１サイクル８ビットであり、６ビットをＲＴＰパケットに、１ビットを区切り情報に、１ビットを識別パターンに割り当てることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、第１のフレーム変換手段は、ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、区切り情報を付与することを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、第２のフレーム変換手段は、ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、識別パターンと無効信号とを除去して、ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、識別パターン挿入手段は、６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に識別パターンを割り当てることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、第１のフレーム変換手段は、パススルーフレームのＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットにＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の発明は、６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線と、ディジタル交換機及びＩＰ中継回線との間に設けられ、ディジタル交換機から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号をＩＰパケットに変換して中継回線へ送信し、中継回線から受信したＩＰパケットを６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号に変換するＶｏＩＰゲートウエイ装置と、を使用して行うディジタル１リンク中継交換方法において、ディジタル交換機が受信した接続情報を解析し、該接続情報が自局宛か中継かを判断する判断工程と、該判断工程による判断の結果、中継を要求する接続情報であったとき、ディジタル交換機のトランク間を接続し、トランク間に接続された中継パスを介してＶｏＩＰゲートウエイ装置から入力された信号を、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継する中継工程と、ＶｏＩＰゲートウエイ装置における、中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端工程と、該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換工程と、該第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンを挿入する識別パターン挿入工程と、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置における、中継工程により中継された６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、識別パターンを検出する識別パターン検出工程と、該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、識別パターン検出工程後にＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換工程と、第２のフレーム変換工程により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端工程と、を有し、更に、識別パターン検出工程による検出の結果、ＶｏＩＰゲートウエイ装置が識別パターンを検出したとき、ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、第１のＩＰ終端工程と第１のフレーム変換工程とを経て、識別パターン挿入工程の後、６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号としてディジタル交換機に送出する第１の送出工程と、該ディジタル音声信号を、中継工程によりトランク間の中継パスを通り、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継し、ＶｏＩＰゲートウエイ装置において、識別パターン検出工程の後に、第２のフレーム変換工程と第２のＩＰ終端工程を経て、ＩＰパケットとしてＩＰ中継回線に送出する第２の送出工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明において、パススルーフレームは、ＲＴＰパケット、該ＲＰＴパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、パススルーフレームは、１サイクル８ビットであり、６ビットをＲＴＰパケットに、１ビットを区切り情報に、１ビットを識別パターンに割り当てることを特徴とする。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１に記載の発明において、第１のフレーム変換工程は、ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、区切り情報を付与することを特徴とする。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の発明において、第２のフレーム変換工程は、ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、識別パターンと無効信号とを除去して、ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、請求項９から１３のいずれか１項に記載の発明において、識別パターン挿入工程は、６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に識別パターンを割り当てることを特徴とする。
【００２５】
請求項１５記載の発明は、請求項１４記載の発明において、第１のフレーム変換工程は、パススルーフレームのＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットにＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置を適用した中継交換システムのシステム構成を示すブロック図である。ここでは、通話音声信号に係わる部分のみを示している。本実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置は、ＩＴＵ−Ｔ Ｈ．３２３に準拠した装置であり、また、高能率符号化方式として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．７２９に準拠している。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２の内部構成を示すブロック図である。ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２は、音声符号化部１１０、パススルーフレーム処理部１１１、ＲＴＰ（real-time transport protocol）パケット組立部１１２、識別パターン検出部１０９、選択回路１１３、ＩＰ終端部１０２、ジッタバッファ１０３、ＲＴＰパケット分解部１０１、音声復号化部１０５、パススルーフレーム組立部１０４、選択回路１０６、識別パターン発生部１０７および識別パターン挿入部１０８を備えている。
【００２９】
音声符号化部１１０は、交換機２０から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１をＣＳ−ＡＣＥＬＰ（ITU-T G.729)による８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号Ｓ５に符号変換して帯域圧縮する。８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号Ｓ５は、ＲＴＰパケット組立部１１２に入力される。
【００３０】
ＲＴＰパケット組立部１１２は、符号化された高能率符号化音声信号Ｓ５をＲＴＰパケットに組み立てる。組み立てられたＲＴＰパケットは、選択回路１１３に入力される。パススルーフレーム処理部１１１は、交換機２０から入力されたパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３からＲＴＰパケットの区切り情報を基に識別パターンを含む無効信号を除去しＲＴＰパケットに変換する。
【００３１】
識別パターン検出部１０９は、交換機２０から受信した６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１およびパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３を監視し、識別パターンを検出する。識別パターンを検出できた場合、ＯＮ信号を選択回路１１３、１０６に出力し、識別パターンを検出しない場合、ＯＦＦ信号を選択回路１１３、１０６に出力する。
【００３２】
選択回路１１３は、識別パターン検出部１０９からの識別パターン検出結果信号Ｓ４がＯＦＦの場合はＲＴＰパケット組立部１１２からの信号を、ＯＮの場合は、パススルーフレーム処理部１１１からの信号をＩＰ終端部１０２に出力する。
【００３３】
ＩＰ終端部１０２は、ＲＴＰパケットとＩＰパケットとの変換をし、ＩＰ中継回線３０、３１、３２に送信する。また、ＩＰ中継回線３０、３１、３２から受信したＩＰパケットからＲＴＰパケットを分離する。ジッタバッファ１０３は、対向先ＶｏＩＰゲートウエイ装置から受信したＩＰパケットをＩＰ終端部１０２で分離した後、ＩＰ中継回線３０、３１、３２で発生するＲＴＰパケットのジッタを吸収する。
【００３４】
ＲＴＰパケット分解部１０１は、ジッタバッファ１０３を経由したＲＴＰパケットから８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号のみを取り出す。音声復号化部１０５は、取り出された８ｋｂｐｓ高能率符号化音声信号を６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号に逆符号変換する。
【００３５】
パススルーフレーム組立部１０４は、ＩＰ終端部１０２からのＲＴＰパケットをＲＴＰパケットの区切り情報を付与し並べ替え、空きビットには無効信号を付加し６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号Ｓ３に変換する。
【００３６】
選択回路１０６は、識別パターン検出部１０９からの識別パターン検出信号Ｓ４がＯＦＦの場合は音声復号化部１０５からの信号を、ＯＮの場合は、パススルーフレーム組立部１０４からの信号を識別パターン挿入部１０８に出力する。
【００３７】
識別パターン発生部１０７は、交換機２０が中継動作を行ったか否かを検出するための識別信号として特定ＢＩＴ長のｍ系列データを発生させる。識別パターン挿入部１０８は、選択回路１０６から入力された信号に識別パターン発生部１０７により生成されたビットパターンの識別パターンを挿入し、交換機２０に送出する。
【００３８】
交換機２０は、加入者回路２０２を介して電話端末２１０を収容する。また、トランク２０１、２０３、２０４を介してＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、１１、１２を経由する中継回線３０、３１、３２をそれぞれ収容する。これらを使用して、６４ｋｂｐｓのディジタル音声信号の交換処理を行う。
【００３９】
各ＩＰ中継回線３０、３１、３２は、高能率符号化された８ｋｂｐｓのディジタル音声信号をＩＰパケットとして伝送する。図示しないＩＰルータにより図示しない他のＶｏＩＰゲートウエイ装置の信号とともに多重化することができる。各中継回線３０、３１、３２の他端は、各々ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０から識別パターン発生部１０７、選択回路１０６、パススルーフレーム組立部１０４、識別パターン挿入部１０８、識別パターン検出部１０９、パススルーフレーム処理部１１１および選択回路１１３を除いた構成のＶｏＩＰゲートウエイ装置４０、４１、４２と、６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号を交換する交換機５０、５１、５２とを介して、電話端末５１０、５１１、５１２に接続されている。
【００４０】
なお、これら他端側のＶｏＩＰゲートウエイ装置４０、４１、４２をＶｏＩＰゲートウエイ装置１０と同一構成のものとすれば、交換機５０、５１、５２を介してさらに他の交換機に対して中継することができる。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置を用いた中継交換システムの動作について説明する。一般的なＶｏＩＰゲートウエイ装置は、交換機能を用いＩＰルーティングによりディジタル１リンク機能を実現している。本発明に係るＶｏＩＰゲートウエイ装置は、交換機能は持たず、交換機のトランク間を１対１にＴＤＭ的に接続している。従って、図１の中継交換システムの交換は、交換機のみが行なっている。
【００４２】
まず、音声端末２１０と音声端末５１０間との音声情報の送受信について説明する。交換機２０は、図示しない信号受信装置によりダイヤル信号等の接続情報を受信する。この接続情報が自局内線の電話端末２１０と中継回線３０との接続を要求する情報の場合は、加入者回路２０２とトランク２０１とを接続する。
【００４３】
ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０は、加入者回路２０２からの６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１が入力される。識別パターン検出部１０９は、識別パターンを検出しない。識別パターン検出部１０９から選択回路１１３、１０６への識別パターン検出結果信号Ｓ４はＯＦＦのままである。選択回路１１３および選択回路１０６は、識別パターン検出結果信号Ｓ４がＯＦＦのうちは音声符号化部１１０および音声復号化部１０５側をそれぞれ選択する。
【００４４】
一方、識別パターン挿入部１０８は、交換機２０へ出力する６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号Ｓ１に対し、６サンプルごとのＰＣＭ符号データの最下位桁（ＬＳＢ）の１ビットを所定ビットパターンの識別パターンで置き換える（ビットスチール）。この識別パターンのビットパターンは、“ｍ”系列のシーケンスパターンを使用する。図３にこの識別パターンを挿入したＰＣＭ音声信号のデータフォーマット例を示す。図３において、識別パターンＣは、６サンプルごとに挿入されている。なお、識別パターン検出部１０９は、誤同期検出を防ぐために十分な長さの後方保護段数を持つ。前方保護段数は回線誤りがほとんどないため、数段以下でよい。
【００４５】
ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０から出力された同期信号が挿入されたＰＣＭ音声信号Ｓ１は、加入者回路２０２を通して音声端末２１０から音声として出力される。同期信号の挿入頻度が小さく、かつＰＣＭ符号の最下位桁を置き換えるだけなので、出力音声の品質にほとんど影響しない。このように、音声端末２１０と音声端末５１０との音声情報の送受信は、ＶｏＩＰゲートウエイ装置１０、４０の音声符号化部１１０とＲＴＰパケット組立部１１２およびジッタバッファ１０３とＲＴＰパケット分解部１０１と音声復号化部１０５を用いて行われる。
【００４６】
次に、音声端末５１１と音声端末５１２との音声情報の送受信について説明する。交換機２０は、図示しない信号受信装置によりダイヤル信号等の接続情報を受信する。この接続情報がＩＰ中継回線３１とＩＰ中継回線３２との中継を要求する接続情報である場合は、トランク２０３とトランク２０４とを接続する。
【００４７】
各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２の識別パターン挿入部１０８は、初期状態においては、それぞれジッタバッファ１０３、ＲＴＰパケット分解部１０１および音声復号化部１０５を経由した６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号に、識別パターン発生部１０７により生成した識別パターンを識別パターン挿入部１０８により挿入して交換機２０に出力する。これらの信号は、交換機２０を透過的（トランスペアレント）に通過して、互いに対向するＶｏＩＰゲートウエイ装置１２、１１の識別パターン検出部１０９にそれぞれ入力される。
【００４８】
各識別パターン検出部１０９は、入力信号から識別パターンを検出し、識別パターン検出結果信号Ｓ４（ここではＯＮ）を選択回路１１３、１０６に出力する。それぞれの選択回路１１３、１０６は、検出結果信号Ｓ４がＯＮになったとき、パススルー処理部１１１およびパススルーフレーム組立部１０４側へそれぞれ切り替える。
【００４９】
ＩＰ終端部１０２は、ＩＰ中継回線３１、３２から受信したＩＰパケットからＲＴＰパケットを分離する。このＲＴＰパケットのデータフォーマット例を図４に示す。各パススルーフレーム組立部１０４は、ＩＰ終端部１０２から入力されたＲＴＰパケットをパススルーフレームに組み替える。このパススルーフレームのフォーマット例を図５に示す。
【００５０】
図５において、このパススルーフレームは、６４ｋｂｐｓ音声信号のＢＩＴ７〜ＢＩＴ２にＲＴＰパケットをマッピングし、ＲＴＰパケットがないときには’１’で埋めたものである。ＢＩＴ１は、パススルーフレームの区切りを示す制御信号として使用する。ここでは、’０’がパケットあり’１’がパケットなしを示している。ＢＩＴ０は、各パススルーフレーム組立部１０４の出力においては’１’で固定している。
【００５１】
識別パターン挿入部１０８は、上記パススルーフレームのＢＩＴ０に識別パターンを挿入し、６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３として交換機２０へ出力する。各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２からそれぞれ出力された６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３は、交換機２０をやはりトランスペアレントに通過し互いに相手側へ入力される。
【００５２】
各パススルーフレーム処理部１１１は、それぞれ交換機２０から受信した６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号Ｓ３からＢＩＴ１を監視し、’１’から’０’に変化したＢＹＴＥから規定数のＢＩＴをＢＩＴ７〜ＢＩＴ２から拾いＲＴＰパケットに変換する。
【００５３】
このように、交換機２０が中継交換機として機能するときは、各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２の各音声符号化部１１０と各ＲＴＰパケット組立部１１２および各音声復号化部１０５とＲＴＰパケット分解部１０１と各ジッタバッファ１０３がバイパスされる。従って、音声端末５１１と音声端末５１２との音声情報の送受信は、音声符号化、復号化およびジッタバッファによるバッファリングがそれぞれ１回のみで済み、通話音声品質の劣化が起こらず且つ遅延の増加が少ない。
【００５４】
通話終了後は交換機２０がトランク２０３とトランク２０４との中継パスを切放するため、各ＶｏＩＰゲートウエイ装置１１、１２には無音のＰＣＭ音声信号が入力される。各識別パターン検出部１０９は、識別パターンを検出しなくなり各選択回路１０６、１１３がそれぞれ初期状態（図３）に戻る。
【００５５】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例であり、本発明はこれらに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種種変形実施が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、交換機の中継を要する音声端末間の音声情報の送受信を、高能率音声符号化および復号化それぞれ１回のみで済ますことができ、通話音声品質の劣化を除去することができる。
【００５７】
また、中継部分のジッタバッファがバイパスされるのでパケット伝送で必須のジッタバッファによるバッファリングが１回のみで済み通話音声品質に重要な影響を与える遅延の増加を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるディジタル１リンク中継交換システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるＶｏＩＰゲートウエイ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態における識別パターンを挿入したＰＣＭ信号のデータフォーマット例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるＲＴＰパケットのデータフォーマット例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるパススルーフレームのデータフォーマット例を示す図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２、４０、４１、４２ ＶｏＩＰゲートウエイ装置
２０、５０、５１、５２ 交換機
３０、３１、３２ ＩＰ中継回線
１０１ ＲＴＰパケット分解部
１０２ ＩＰ終端部
１０３ ジッタバッファ
１０４ パススルーフレーム組立部
１０５ 音声復号化部
１０６、１１３ 選択回路
１０７ 識別パターン発生部
１０８ 識別パターン挿入部
１０９ 識別パターン検出部
１１０ 音声符号化部
１１１ パススルーフレーム処理部
１１２ ＲＴＰパッケト組立部
２１０、５１０、５１１、５１２ 電話機
Ｓ１ ６４ｋｂｐｓＰＣＭ音声信号
Ｓ３ ６４ｋｂｐｓの擬似的な音声信号
Ｓ４ 識別パターン検出結果信号
Ｓ５ 高能率符号化音声信号
Claims (15)
- ６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線との間に設けられたＶｏＩＰゲートウエイ装置において、
前記ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端手段と、
該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換手段と、
前記第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンの識別パターンを挿入し、前記ディジタル交換機へ送出する識別パターン挿入手段と、
前記ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、前記識別パターンを検出する識別パターン検出手段と、
該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号からＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換手段と、
前記第２の変換フレーム手段により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端手段と、を有し、
前記識別パターン検出手段による検出の結果、前記識別パターンを検出したとき、第１の選択回路、第２の選択回路の各々をパススルーフレーム組立部側、及びパススルーフレーム処理部側に選択する第１の選択手段と、
前記ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、前記第１の選択手段の後に、前記第１のＩＰ終端手段と前記第１のフレーム変換手段とを経て、前記識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号として前記ディジタル交換機に送出する第１の送出手段と、
前記ディジタル交換機から入力された前記パススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、前記第１の選択手段の後に、前記第２のフレーム変換手段と前記第２のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとして前記ＩＰ中継回線に送出する第２の送出手段と、を有することを特徴とするＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記ディジタル交換機から受信した６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を低速なビットレートを有する高能率符号化則に則り符号変換する符号化手段と、
前記符号化手段により符号化された音声信号をＲＴＰパケットに組み立てるＲＴＰパケット組立手段と、
前記ＲＴＰパケット組立手段により組み立てられたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第３のＩＰ終端手段と、
前記ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第４のＩＰ終端手段と、
前記ＲＴＰパケットに含まれている前記ＩＰ中継回線で発生したジッタを吸収するジッタバッファ手段と、
前記ジッタバッファ手段を経由したＲＴＰパケットから符号化されている音声信号を分解するＲＴＰパケット分解手段と、
前記ＲＴＰパケット分解手段により分解された音声信号を逆符号変換し、６４ｋｂｐｓＰＣＭのディジタル音声信号として出力する復号化手段と、をさらに有し、
前記識別パターン検出手段による検出の結果、前記識別パターンが検出されないとき、前記第１の選択回路、前記第２の選択回路の各々を音声復号化部側、及びＲＴＰ組立部側に選択する第２の選択手段と、
前記ディジタル交換機から入力された前記６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号を、前記第２の選択手段の後に、前記符号化手段と、前記ＲＴＰパケット組立手段と、前記第３のＩＰ終端手段とを経て、ＩＰパケットとして前記ＩＰ中継回線に送出する第３の送出手段と、
前記ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、前記第２の選択手段の後に、前記第４ のＩＰ手段と、前記ジッタバッファ手段と、前記ＲＴＰパケット分解手段と、前記復号化手段とを経て、前記識別パターン挿入手段により６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号として前記ディジタル交換機に送出する第４の送出手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記パススルーフレームは、
前記ＲＴＰパケット、該ＲＴＰパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする請求項１または２に記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記パススルーフレームは、
１サイクル８ビットであり、６ビットを前記ＲＴＰパケットに、１ビットを前記区切り情報に、１ビットを前記識別パターンに割り当てることを特徴とする請求項３記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記第１のフレーム変換手段は、
前記ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、前記区切り情報を付与することを特徴とする請求項３または４に記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記第２のフレーム変換手段は、
前記ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、前記識別パターンと前記無効信号とを除去して、前記ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする請求項５記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記識別パターン挿入手段は、
前記６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に前記識別パターンを割り当てることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - 前記第１のフレーム変換手段は、
前記パススルーフレームの前記ＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットに前記ＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てることを特徴とする請求項７記載のＶｏＩＰゲートウエイ装置。 - ６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号の自局内および局間中継交換を行うディジタル交換機と、ＩＰ中継回線と、前記ディジタル交換機及びＩＰ中継回線との間に設けられ、前記ディジタル交換機から入力された６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号をＩＰパケットに変換して前記中継回線へ送信し、前記中継回線から受信したＩＰパケットを６４ｋｂｐｓＰＣＭディジタル音声信号に変換するＶｏＩＰゲートウエイ装置と、を使用して行うディジタル１リンク中継交換方法において、
前記ディジタル交換機が受信した接続情報を解析し、該接続情報が自局宛か中継かを判断する判断工程と、
該判断工程による判断の結果、前記中継を要求する接続情報であったとき、前記ディジタル交換機のトランク間を接続し、前記トランク間に接続された中継パスを介して前記ＶｏＩＰゲートウエイ装置から入力された信号を、所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継する中継工程と、
前記ＶｏＩＰゲートウエイ装置における、
前記中継回線から受信したＩＰパケットをＲＴＰパケットに変換する第１のＩＰ終端工程と、
該ＲＴＰパケットを６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号に変換する第１のフレーム変換工程と、
該第１のフレーム変換手段を経由したディジタル音声信号に所定のビットパターンを挿入する識別パターン挿入工程と、
前記所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置における、
前記中継工程により中継された６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号を監視し、前記識別パターンを検出する識別パターン検出工程と、
該パススルーフレーム形式のディジタル音声信号を、前記識別パターン検出工程後に前 記ＲＴＰパケットに変換する第２のフレーム変換工程と、
前記第２のフレーム変換工程により変換されたＲＴＰパケットをＩＰパケットに変換する第２のＩＰ終端工程と、を有し、
更に、前記識別パターン検出工程による検出の結果、前記ＶｏＩＰゲートウエイ装置が前記識別パターンを検出したとき、前記ＩＰ中継回線から受信したＩＰパケットを、前記第１のＩＰ終端工程と前記第１のフレーム変換工程とを経て、前記識別パターン挿入工程の後、６４ｋｂｐｓのビットレートを有するパススルーフレーム形式のディジタル音声信号として前記ディジタル交換機に送出する第１の送出工程と、
該ディジタル音声信号を、前記中継工程によりトランク間の中継パスを通り、前記所定のＶｏＩＰゲートウエイ装置へ中継し、前記ＶｏＩＰゲートウエイ装置において、前記識別パターン検出工程の後に、前記第２のフレーム変換工程と前記第２のＩＰ終端工程を経て、ＩＰパケットとして前記ＩＰ中継回線に送出する第２の送出工程と、を有することを特徴とするディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記パススルーフレームは、
前記ＲＴＰパケット、該ＲＰＴパケットの区切り情報、および識別パターンから構成されることを特徴とする請求項９記載のディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記パススルーフレームは、
１サイクル８ビットであり、６ビットを前記ＲＴＰパケットに、１ビットを前記区切り情報に、１ビットを前記識別パターンに割り当てることを特徴とする請求項１０記載のディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記第１のフレーム変換工程は、
前記ＲＴＰパケットを６ビットづつに並びかえ、該並びかえの結果生じた空きビットに無効信号を付与し、前記区切り情報を付与することを特徴とする請求項１０または１１に記載のディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記第２のフレーム変換工程は、
前記ＲＴＰパケットの区切り情報を基に、前記識別パターンと前記無効信号とを除去して、前記ＲＴＰパケットに変換することを特徴とする請求項１２記載のディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記識別パターン挿入工程は、
前記６４ｋｂｐｓＰＣＭ信号のＢＩＴ０（ＬＳＢ）に前記識別パターンを割り当てることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載のディジタル１リンク中継交換方法。 - 前記第１のフレーム変換工程は、
前記パススルーフレームの前記ＢＩＴ０（ＬＳＢ）以外の特定ビットに前記ＲＴＰパケットの区切り情報を割り当てたことを特徴とする請求項１４記載のディジタル１リンク中継交換方法。
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