JP4940335B2 - 電話交換装置及び電話端末及び電話システムで使用される制御方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、例えばインターネット等のグローバルネットワークに接続される電話端末とＬＡＮ(Local Area Network)等のプライベートネットワークに接続される電話端末との間に通信セッションを確立させる電話交換装置と、この電話交換装置に接続される電話端末に関する。

近年、ＩＰ(Internet Protocol)網を介して、双方向に画像や音声をパケットデータとして、リアルタイムに送受信するＩＰ電話システムが普及している。このＩＰ電話システムでは、ＬＡＮ(Local Area Network)等のプライベートネットワークに複数のＩＰ電話端末を収容するとともに、プライベートネットワークをルータ装置を介して公衆網やインターネット等のグローバルネットワークに接続し、ルータ装置においてアドレス変換等を行なうことによりＩＰ電話端末相互間及びＩＰ電話端末とグローバルネットワークとの間でマルチメディア情報通信を可能としている。

ところで、上記システムでは、ルータ装置にＮＡＴ(Network Address Translator)機能を搭載している。ＮＡＴ機能とは、接続用に予め割り当てられた一つのＩＰアドレスを用いて、プライベートアドレスをグローバルアドレスに変換して送信元ＩＰアドレスとして送出し、受信において供給される宛先ＩＰアドレスのグローバルアドレスをプライベートアドレスに変換する機能である。

特開２００５−３１８１２１号公報

ところで、上記システムでは、通信時に、制御チャネル上で端末が使用する音声チャネルの情報を問い合わせる時に、その応答パケットのヘッダ領域にあるＩＰアドレス及びポート番号が変換される一方で、パケット内のデータ領域内にある音声ポートとして用いられるＩＰアドレス及びポート番号はＮＡＴルータにて変換されない。このため、このパケットを受信した端末が、そのパケットのデータ領域内にあるＩＰアドレス及びポート番号を用いてパケットの送信元に音声データを返信しようとすると正しく宛先を指定することができず、実質的に通話ができなくなる。

一方、プライベートネットワークにメディアゲートウェイ等の中継装置を配置し、グローバルネットワーク上の端末とプライベートネットワーク上の端末との間で中継装置を中継して音声チャネルつまりメディアセッションを確立することも提案されている。この場合、同時に中継したいメディアセッションの数だけ、ＮＡＴルータにポート転送の設定を行い、かつファイアウォールで当該ポートへの音声パケットの入力を許可する必要がある。さらに、同時中継セッション数が多くなると、保守者による設定の手間が増えるばかりでなく、多くのポートがファイアウォールの透過対象となるため、セキュリティレベルを下げてしまう。

本発明の目的は、ＮＡＴルータに設定するポートフォワーディングの設定ポート数を減らすことができ、しかもグローバルネットワーク上の端末とプライベートネットワーク上の端末との間の通信におけるセキュリティ機能を十分に確保し得る電話交換装置及び電話端末を提供することにある。

実施形態によれば電話交換装置は、電話端末が接続されるプライベートネットワークと、プライベートネットワークに比して広いエリアに配置されかつ電話端末が接続されるグローバルネットワークとの間を接続するＮＡＴ(Network Address Translator)ルータに対しプライベートネットワークを介して接続可能で、電話端末間の通信セッションを確立させる電話交換装置を対象にし、通信処理部と、記憶部と、制御部とを具備する。通信処理部は、プライベートネットワーク上の複数の電話端末に対し、プライベートネットワークを特定する共通のポートを用いてグローバルネットワーク上の電話端末との間で通信セッションを確立する。記憶部は、通信処理部により通信セッションが確立されるとき、セッション毎に、接続対象となる電話端末を特定する端末ＩＤと、通信セッションを特定するセッションＩＤと、電話端末が接続されるネットワークを特定するアドレス及びポートＩＤとを対応付けた管理テーブルを作成し記憶する。制御部は、通信パケット受信時に、当該通信パケットに含まれるセッションＩＤに基づいて、管理テーブルを参照し、この参照結果に基づいて通信セッションを確立した電話端末間で通信パケットの通信を行なわせるべく通信処理部に指示情報を送出する。

第１の実施形態に係わる通信システムを示す概略構成図。 同第１の実施形態に係わる呼制御サーバの構成を示すブロック図。 上記図２に示した中継セッション管理テーブルの記憶内容の一例を示す図。 同第１の実施形態に係わるＩＰ電話機の構成を示すブロック図。 ＲＴＰパケットの構造を示す図。 同第１の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間で通話を開始するまでの制御信号の送受信動作を説明するためのシーケンス図。 同第１の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間で通話を開始するまでの呼制御サーバの動作を説明するためのブロック図。 同第１の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間でメディアセッションが確立された場合の呼制御サーバＳＶの動作を説明するためのブロック図。 同第１の実施形態において、メディアセッションが確立された場合のＩＰ電話機の動作を説明するためのブロック図。 同第１の実施形態において、メディアセッション開始時のＩＰ電話機の動作を示すフローチャート。 同第１の実施形態において、メディアセッションが確立された場合のメディア中継装置の動作を説明するためのブロック図。 同第１の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間で通話をする時のメディアセッション確立までの制御信号とＲＴＰパケットの流れを説明するためのシーケンス図。 第２の実施形態に係わる呼制御サーバの構成を示すブロック図。 同第２の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間で通話を開始するまでの制御信号の送受信動作を説明するためのシーケンス図。 同第２の実施形態において、ＬＡＮ上のＩＰ電話機とＩＰ網上のＩＰ電話機との間で通話をする時のメディアセッション確立までの制御信号とＲＴＰパケットの流れを説明するためのシーケンス図。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は、ＩＰ電話端末間の通信セッション中にＮＡＴルータが介在すると、通話ができなくなるという不具合を解決するものである。この解決する技術として大別して以下の方式がある。

アプリケーションレイヤーゲートウェイ（ＡＬＧ）方式
ＮＡＴルータが特定プロトコル内部のプライベートアドレス情報を自身のグローバルアドレス情報に書き換えてから転送する。対応するプロトコルが限られ、ＮＡＴルータのベンダー固有の癖があり、プロトコルの拡張にタイムリーに追随できない。

ＳＴＵＮ方式
ＮＡＴルータの背後にいるＩＰエンドポイントからグローバルネットワークに置かれたＳＴＵＮサーバに一旦パケットを送信することで、ＮＡＴルータがどのポート番号に変換したかを知る方式である。グローバルネットワークにＳＴＵＮサーバ相当の装置を置く必要があり、Symmetric方式とよばれる企業向けルータに多く採用されるＮＡＴ方式に対応できない。

ＴＵＲＮ方式
ＮＡＴルータの背後にいるＩＰエンドポイントからの送信先は常にグローバルネットワーク上に置かれたＴＵＲＮサーバを介するようにすることで、ＮＡＴルータの方式によらず通信できるようにした方式である。

ｕＰｎＰ方式
uPnPというプロトコルをサポートしたＮＡＴルータに変換後のＩＰアドレスとポート番号を問い合わせ、その情報を使ってメディアセッションの確立を行う方式である。企業向けルータではサポートしない場合が多い。

そこで、本第１の実施形態では、上記ＴＵＲＮ方式を用い、ＴＵＲＮサーバとしての呼制御サーバをプライベートネットワークに配置し、かつ、単一または少数のポートで大量のメディア中継セッションを多重化するようにした。

図１は、第１の実施形態に係わる通信システムを示す概略構成図である。
このシステムは、プライベートネットワークとしてのＬＡＮ（Local Area Network）１を有する。ＬＡＮ１には、電話端末としての複数のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ（ｉは自然数）が接続されている。なお、ＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉは、通話処理機能とメディア情報処理機能とを備えた端末である。また、ＬＡＮ１には、複数のメディアチャネルとこのメディアチャネルを決定するために必要な制御信号を伝送する制御チャネルを有している。

また、ＬＡＮ１には、ＮＡＴルータＲＴ１及び電話交換装置としての呼制御サーバＳＶが接続されている。このＮＡＴルータＲＴ１は、ＬＡＮ１とグローバルネットワークとしてのＩＰ網ＮＷとの間におけるアドレスの変換機能を備え、ＩＰ網ＮＷからＬＡＮ１へは予め決められたサービス用のパケットのみ通すように設定されている。

ＩＰ網ＮＷにはＮＡＴルータＲＴ２，ＲＴ３が接続されている。ＮＡＴルータＲＴ２には、ＩＰ電話機Ｔ２１が接続されている。ＮＡＴルータＲＴ３には、ＩＰ電話機Ｔ３１，Ｔ３２が接続されている。ＩＰ電話機Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２は、通話処理機能とメディア情報処理機能とを備えた端末である。

呼制御サーバＳＶＡは、複数のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ間またはＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉとＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２との間で、例えばＳＩＰに従ってセッションを確立する交換制御機能を備える。そして、セッション確立後は、発信側と着信側の電話機間でピアツーピア接続でＲＴＰパケットを送受信することで、音声通信を行なう。

ところで、上記呼制御サーバＳＶＡは、この発明に係わる機能として次のような機能を有している。図２はその構成を示すブロック図である。

すなわち、呼制御サーバＳＶＡは、ＩＰ制御部１１と、メディア中継装置接続部１２と、呼制御部１３Ａと、記憶部１４とを備えている。これらＩＰ制御部１１と、メディア中継装置接続部１２と、呼制御部１３Ａと、記憶部１４は、データハイウェイ１５を介して互いに接続されている。

ＩＰ制御部１１には、ＬＡＮ１が必要に応じて接続される。ＩＰ制御部１１は、接続されたＬＡＮ１との間でインタフェース処理を行う。また、ＩＰ制御部１１は、上記インタフェース処理に係わる種々の制御情報の授受を、データハイウェイ１５を介して呼制御部１３Ａとの間で行う。

メディア中継装置接続部１２には、メディア中継装置２が接続される。メディア中継装置２は、ＬＡＮ１上の複数のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉに対し、ＬＡＮ１を特定する共通のポート（ポート番号４９１５２）を用いてＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２との間で通信セッションを確立するもので、ＩＰ制御部１１で受信した制御メッセージ及びＲＴＰパケットを処理する。

呼制御部１３Ａは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して構成され、ソフトウェア処理により呼制御サーバＳＶＡの各部の制御を行う。

記憶部１４は、呼制御部１３Ａの接続制御に必要なルーティング情報等を格納している。ルーティング情報は、ＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２に予め割り当てられている識別情報としての電話番号と、可変ネットワークアドレスとしてのＩＰアドレスとを対応付けた情報である。

ところで、記憶部１４には、中継セッション管理テーブル１４１が設けられている。中継セッション管理テーブル１４１は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、通信セッションが確立されたＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２を管理するために呼制御部１３により登録されるテーブルで、セッションごとに、呼制御サーバＳＶに接続されるＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２に予め割り当ててある端末ＩＤとしてのエンドポイント識別情報と、セッションＩＤとしてのセッション識別情報と、アドレス情報との対応関係を表すテーブルが記憶されている。セッション識別情報は、ＲＴＰパケットのヘッダ部に含まれ、確立された通信セッションを識別するための情報である。アドレス情報は、ＩＰ電話機が接続されるネットワークを特定するＩＰアドレス及びポート番号である。

一方、呼制御部１３Ａは、対エンドポイント制御信号送受信部１３１と、セッション識別情報通知処理部１３２と、セッション識別子照合部１３３と、セッション識別情報通知応答部１３４と、中継セッション開始・停止指示部１３５と、対メディア中継装置制御信号送受信部１３６とを備えている。

対エンドポイント制御信号送受信部１３１は、ＩＰ電話機間で通信セッションが確立される際に、各ＩＰ電話機との間で制御信号を送受信する。セッション識別情報通知処理部１３２は、制御信号からセッション識別情報を抽出し、セッション識別子照合部１３３に照合を依頼する。

セッション識別子照合部１３３は、中継セッション管理テーブル１４１を参照し、既に中継を行っている全てのセッションの中で同一のセッション識別情報を持つものがないか判定し、結果をセッション識別情報通知処理部１３２に返す。

セッション識別情報通知応答部１３４は、上記判定結果に基づいて、肯定応答、あるいは、否定応答用の制御信号を作成し、宛先ＩＰ電話機情報と共に対エンドポイント制御信号送受信部１３１に送信指示を出す。

中継セッション開始・停止指示部１３５は、中継セッション管理テーブル１４１に、セッション番号、ＩＰ電話機情報、セッション識別子を登録し、これらの情報を含むメディア中継開始指示を生成する。

対メディア中継装置制御信号送受信部１３６は、上記開始指示信号をメディア中継装置２に対して送信する。

また、上記メディア中継装置２は、制御信号送受信部２１と、メディア中継制御部２２と、メディア中継部２３と、メモリ２４とを備えている。制御信号送受信部２１は、呼制御サーバＳＶとの間で制御信号の送受信を行う。メディア中継制御部２２は、上記制御信号送受信部２１からメディア中継に関わる信号を受け取り、メディア中継部２３に対して実際のメディア中継の開始、停止の指示、ならびに、それらに必要な情報の提供を行う。

メディア中継部２３は、上記メディア中継制御部２２の指示に従い、通信セッションが確立されるＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２間で通信されるＲＴＰパケットを処理する。

さらに、メモリ２４には、上記中継セッション管理テーブル１４１と同一の記憶情報が呼制御サーバＳＶから転送されて記録される。

図４は、上記ＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２の構成を示すブロック図である。ここでは、ＩＰ電話機Ｔ１１を代表して説明する。

図４において、ＩＰ電話端末Ｔ１１は、ＬＡＮインタフェース部３１、通話処理部３２、ハンドセット３３、制御部３４及び操作パネル部３５を有している。

ＬＡＮ網インタフェース部３１は、ＬＡＮ１との間で伝送により種々のデータの授受を行なう。また、ＬＡＮインタフェース部３１は、ＬＡＮ１から送られてきたＲＴＰパケットを通話処理部３２へ与える。さらにＬＡＮインタフェース部３１は、通話処理部３２や制御部３４から与えられるシリアルデータ信号を時分割多重して伝送信号を生成し、ＲＴＰパケットとしてＬＡＮ１へ送信する。

通話処理部３２は、ＬＡＮインタフェース部３１から与えられるＲＴＰパケットに含まれる通話データを取り出して、この通話データからアナログの受話音声信号を再生する。そして、通話処理部３２は、この再生した受話音声信号によりハンドセット３３の受話器を駆動し、受話音声の出力を行なわせる。また、通話処理部３２には、ハンドセット３３の送話器で生成されたアナログの送話音声信号が入力される。通話処理部３２は、この送話音声信号をＲＴＰパケットに変換して、ＬＡＮインタフェース部３１へと与える。

制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを有して構成され、ソフトウェア処理によりＩＰ電話機Ｔ１１の各部の制御を行なう。

操作パネル部３５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示部３５１と、キー入力部３５２とを備えている。表示部３５１には、制御部３４から出力された自装置の動作状態を表す種々情報、例えば電話帳なども表示される。

ところで、上記制御部３４には、制御信号送受信部３４１と、メディアセッション制御部３４２と、セッション識別子生成部３４３とを備えている。制御信号送受信部３４１は、呼制御サーバＳＶＡとの間で制御信号の送受信を行う。

メディアセッション制御部３４２は、上記制御信号送受信部３４１により受信される制御信号に基づいて、セッションを開始する場合に、セッション識別情報を生成するようにセッション識別子生成部３４３に指示を送出し、セッションが確立されている場合に、通話処理部３２に対しセッション識別子を含むＲＴＰパケットを送受信させる。

セッション識別子生成部３４３は、メディアセッション制御部３４２からの指示により、ＲＴＰパケットのヘッダ部に挿入する識別子（具体的にはＳＳＲＣ＝Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）をランダムに生成する。また、識別子はセッションが確立される毎に新たに作成される。ＲＴＰパケットは、図５に示すように、ヘッダ部とペイロード部とからなる。ヘッダ部にはパケットの種類を示すバージョン情報、パディングデータの有無を示す情報（Ｐ）、拡張ヘッダの有無を示す情報（Ｘ）、２者通話、３者通話といった通話形態を示す情報（ＣＣ）、マーカの有無を示す情報、ペイロードタイプが含まれる。さらに、ヘッダ部には、ＲＴＰパケットの送信順位を表すシーケンス番号、ＲＴＰパケットの送信時刻を表すタイムスタンプ、ＳＳＲＣが備えられる。

ペイロードには、例えばＧ．７２２，Ｇ．７２３、Ｇ．７２９及びＧ．７２９といったコーデックに従って符号化されたデジタル音声データが存在する。

次に、上記構成による動作について説明する。
図６は、ＩＰ電話機Ｔ１１とＩＰ電話機Ｔ２１との間で通話を開始するまでの制御信号の送受信動作を説明するためのシーケンス図である。ここでは、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）の場合を例にして説明する。

ＩＰ電話機Ｔ１１のユーザがＩＰ電話機Ｔ２１への発信操作を行なったとする。そうするとＩＰ電話機Ｔ１１からその発信メッセージ（ＩＮＶＩＴＥメッセージ）が呼制御サーバＳＶＡに送られる（図６（１））。

呼制御サーバＳＶＡは、発信メッセージを受信すると、ＮＡＴルータＲＴ１を送信元に指定したＩＮＶＩＴＥメッセージを生成してＩＰ電話機Ｔ２１に送信する（図６（２））。しかる後に、呼制御サーバＳＶＡは、中継セッション管理テーブル１４１に、ＩＰ電話機Ｔ１１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション番号「３」に対応付けて登録する（図６（３））。

一方、ＩＰ電話機Ｔ２１は、着信応答がなされると、着信応答メッセージ（１８０）を呼制御サーバＳＶＡに送信する（図６（４））。また、呼制御サーバＳＶＡは、発信元のＩＰ電話機Ｔ１１に対し着信応答メッセージ（１８０）を送信する（図６（５））。

さらに、ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション識別情報を付加した着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を呼制御サーバＳＶＡに送信する（図６（６））。呼制御サーバＳＶＡは、着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を受信すると、ＮＡＴルータＲＴ２を送信元に指定した着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を生成してＩＰ電話機Ｔ１１に送信する（図６（７））。しかる後に、呼制御サーバＳＶＡは、中継セッション管理テーブル１４１に、ＩＰ電話機Ｔ２１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション番号「３」に対応付けて登録する（図６（８））。

以後、呼制御サーバＳＶＡは、ＩＰ電話機Ｔ２１に対し応答受付（ＡＣＫ）を返送し（図６（９））、メディア中継装置２に対し中継セッション管理テーブル１４１の記憶情報を含めたセッション中継開始を指示する（図６（１０））。

図７は、ＩＰ電話機Ｔ１１とＩＰ電話機Ｔ２１との間で通話を開始するまでの呼制御サーバＳＶＡの動作を説明するためのブロック図である。

呼制御サーバＳＶＡにおいて、対エンドポイント制御信号送受信部１３１にて発信メッセージを受信すると（図７（１））、セッション識別情報通知処理部１３２は発信元となるＩＰ電話機Ｔ１１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション識別子照合部１３３に通知し（図７（２））、中継セッション管理テーブル１４１にＩＰ電話機Ｔ１１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション番号「３」に対応付けて登録させる（図７（３））。なお、中継セッション管理テーブル１４１には、アドレス情報としてＩＰ電話機Ｔ１１に割り当てられるＩＰアドレス及びポート番号が登録される。

また、対エンドポイント制御信号送受信部１３１にて着信応答メッセージを受信すると、セッション識別情報通知処理部１３２は着信先となるＩＰ電話機Ｔ２１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション識別子照合部１３３に通知し、中継セッション管理テーブル１４１にＩＰ電話機Ｔ２１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とをセッション番号「３」に対応付けて登録させる。なお、中継セッション管理テーブル１４１には、アドレス情報としてＩＰ電話機Ｔ２１が属するＮＡＴルータＲＴ２に割り当てられるＩＰアドレス及びポート番号が登録される。

以後、セッション識別情報通知処理部１３２は、中継セッション開始・停止指示部１３５に対しセッション開始指示を送出し（図７（４））、セッション番号「３」に関連付けられたＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１のエンドポイント識別情報とセッション識別情報とを中継セッション管理テーブル１４１から読み出させる（図７（５））。中継セッション開始・停止指示部１３５は、読み出した情報をメディア中継装置２に転送するように対メディア中継装置制御信号送受信部１３６に指示する（図７（６））。

図８は、ＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１間でメディアセッションが確立された場合の呼制御サーバＳＶＡの動作を説明するためのブロック図である。

呼制御サーバＳＶＡは、２台のＩＰ電話機間でメディアセッションを確立する際に、ＮＡＴルータＲＴ１，ＲＴ２、ＲＴ３を経由する異なるサイト間のＩＰ電話機間の通話であれば、メディア中継装置２を介してメディアセッションを確立するよう、両ＩＰ電話機に指示を送る。

呼制御サーバＳＶＡにおいて、対エンドポイント制御信号送受信部１３１は、各ＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１から制御信号を受信し、信号の種別に応じて他のソフトウェアブロックに振り分ける。受信した制御信号がメディアセッションのセッション識別情報通知であった場合、セッション識別情報通知処理部１３２に信号を振り分ける（図８（１））。

セッション識別情報通知処理部１３２は、制御信号からセッション識別情報を抽出し、セッション識別子照合部１３３に照合を依頼する（図８（２））。セッション識別子照合部１３３は、中継セッション管理テーブル１４１を参照し（図８（３））、既に中継を行っている全てのセッションの中で同一のセッション識別情報を持つものがないか判定し、結果をセッション識別情報通知処理部１３２に返す（図８（４））。

セッション識別情報通知処理部１３２は、結果が同一識別情報有りであった場合、セッション識別情報通知応答部１３４に対して、否定応答するよう指示する（図８（５））。一方、同一識別情報無しであった場合、セッション識別情報通知応答部１３４に対して、肯定応答するよう指示すると共に（図８（６））、中継セッション開始・停止指示部１３５に対して、メディア中継装置２に当該セッション識別情報で関連付けられたメディアセッションの中継を開始させるよう指示する（図８（７））。

セッション識別情報通知応答部１３４は、前記指示に従い肯定応答、あるいは、否定応答用の制御信号を作成し、宛先ＩＰ電話機情報と共に対エンドポイント制御信号送受信部１３１に送信指示を出す（図８（８））。中継セッション開始・停止指示部１３５は、中継セッション管理テーブル１４１に、セッション番号、ＩＰ電話機情報、セッション識別子を登録し、これらの情報を含むメディア中継開始指示を生成する。最後に対メディア中継装置制御信号送受信部１３６は、前記開始指示信号をメディア中継装置２に対して送信する。

図９は、メディアセッションが確立された場合のＩＰ電話機Ｔ１１の動作を説明するためのブロック図である。

制御信号送受信部３４１により受信されるメディアセッションの制御に関する制御信号は、メディアセッション制御部３４２に通知される（図９（１））。セッション識別子生成部３４３は、メディアセッション制御部３４２からの指示によりセッション識別情報をランダムに生成し、通話が終了するまで同じセッション識別情報を生成する（図９（２））。通話処理部３２は、メディアセッション制御部３４２からの指示により、実際にセッション識別情報を持ったＲＴＰパケットの送受信を開始する。

図１０は、メディアセッション開始時のＩＰ電話機Ｔ１１の動作を示すフローチャートである。

ＩＰ電話機Ｔ１１の制御部３４は、メディアセッション制御部３４２において、メディアセッション開始指示を受信すると（ステップＳＴ１０ａ）、セッション識別子生成部３４３にセッション識別情報（ＳＳＲＣ）の生成を指示する（ステップＳＴ１０ｂ）。

次いで、制御部３４は、該識別情報を含むセッション識別情報通知信号を生成し、制御信号送受信部３４１に対して送信を指示する（ステップＳＴ１０ｃ）。そして、セッション識別情報通知応答を受信すると（ステップＳＴ１０ｄ）、制御部３４は通知した識別情報が承認された（肯定応答）か拒否された（否定応答）かを判別する（ステップＳＴ１０ｅ）。承認時は、制御部３４はメディア送受信部３４４に前記識別情報を含むＲＴＰパケットの送信を指示する（ステップＳＴ１０ｆ）。

一方、拒否時は、再度セッション識別子生成部３４３に前回と異なる識別情報の生成を指示し、新しい識別情報を呼制御サーバＳＶＡへ再送する（ステップＳＴ１０ｂ及びステップＳＴ１０ｃ）。

図１１は、メディアセッションが確立された場合のメディア中継装置２の動作を説明するためのブロック図である。

制御信号送受信部２１は、呼制御サーバＳＶＡとの間で制御信号の送受を行う。メディア中継制御部２２は、上記制御信号送受信部２１からメディア中継に関わる信号を受け取り、メディア中継部２３に対して実際のメディア中継の開始、停止の指示、ならびに、それらに必要な情報の提供を行う。メディア中継部２３内部においては、メディア受信部２３１はＬＡＮ１からＲＴＰパケットを受信し、セッション特定部２３２に受信したパケットとその送信元アドレス（ＩＰアドレスとポート番号）を通知する。

セッション特定部２３２は、メモリ２４に記憶された中継セッション管理テーブルを参照して送信元アドレスから中継先アドレスを特定する。このとき、セッション特定部２３２は、セッション識別子照合部２３３に対し照合を依頼する。セッション識別子照合部２３３は、メモリ２４の中継セッション管理テーブルを参照し、既に中継を行っている全てのセッションの中で同一のセッション識別情報を持つものがないか判定し、結果をセッション特定部２３２に返す。

ここで、セッション特定部２３２は、送信元アドレスが管理テーブルに登録されており、かつ、対応する中継先アドレスがあれば、メディア送信部２３５に受信パケットと中継先アドレスを渡しパケットの送信（中継）を指示する。

また、メディア中継部２３は、メディア中継の開始時に、呼制御サーバＳＶＡからメディアセッションを確立しようとするＩＰ電話機のエンドポイント識別情報及びセッション識別情報を受信した場合に、セッション識別子登録部２３４によりメモリ２４にＩＰ電話機のエンドポイント識別情報及びセッション識別情報を該当するセッション番号に対応付けて登録する。

図１２は、ＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１間で通話をする時のメディアセッション確立までの制御信号とＲＴＰパケットの流れを説明するためのシーケンス図である。

呼制御サーバＳＶＡは、ＩＰ電話機Ｔ１１とＴ２１それぞれにセッション開始指示を送信する（図１２（１），（２））。ＩＰ電話機Ｔ１１は、セッション開始指示受信を契機にセッション識別情報を生成し、呼制御サーバＳＶにセッション識別情報通知を送信する（図１２（３））。

呼制御サーバＳＶＡは、セッション識別情報通知に含まれるセッション識別情報を照合しＩＰ電話機Ｔ１１には該識別情報の使用を承認するセッション識別情報通知応答を送信し（図１２（４））、メディア中継装置２には承認したセッション識別情報［ＳＳＲＣ−１］を含むセッション中継開始指示を送信する（図１２（５））。ＩＰ電話機Ｔ１１は、セッション識別情報通知応答でセッション識別子の使用が承認された直後から、メディア中継装置２宛てにＲＴＰパケットを送信し始める。

一方、ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション開始指示受信を契機にセッション識別情報を生成し、呼制御サーバＳＶＡにセッション識別情報通知を送信する（図１２（６））。

呼制御サーバＳＶＡは、セッション識別情報通知に含まれるセッション識別情報を照合しＩＰ電話機Ｔ２１には該識別情報の使用を承認するセッション識別情報通知応答を送信し（図１２（７））、メディア中継装置２には承認したセッション識別情報［ＳＳＲＣ−５］を含むセッション中継開始指示を送信する（図１２（８））。ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション識別情報通知応答でセッション識別子の使用が承認された直後から、メディア中継装置２宛てにＲＴＰパケットを送信し始める。

メディア中継装置２は、セッション中継開始指示に含まれるセッション識別情報を内部の管理テーブルに登録し、ＲＴＰパケットの到着を待つ。その後、ＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１の両方からのＲＴＰパケットを受信した時点で、セッション識別情報から中継相手のＴ１１とＴ２１を互いに結びつけることが可能となり、メディア中継が双方向で完成する。

ＩＰ電話機Ｔ１１は、セッション開始時に呼制御サーバＳＶＡにより通知された送信元となるＮＡＴルータＲＴ２宛にＲＴＰパケットを送信する。また、ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション開始時に呼制御サーバＳＶＡにより通知された送信元となるＮＡＴルータＲＴ１宛にＲＴＰパケットを送信する。これにより、発信元のＩＰ電話機Ｔ１１と着信先のＩＰ電話機Ｔ２１との間では音声通信が可能となる。

このようなセッション中継が複数本同時に発生し、かつ、メディア中継装置２上でＲＴＰパケットの送受信を行うポートを一つに固定した場合でも、上記手順でそれぞれのセッションの両端のＩＰ電話機同士を結び付けることができる。

また、メディア中継装置２は、図３に示すように、各セッション毎に両側の転送相手の情報を保持する。保持する情報は、エンドポイント識別情報、セッション識別情報、アドレス情報からなる。ここで、エンドポイント識別情報は例えばＩＰ電話機が使用している内線番号などである。エンドポイント識別情報とセッション識別情報は、呼制御サーバＳＶから受信するセッション開始指示信号に含まれる。アドレス情報は、ＲＴＰパケットを受信し、かつ、セッション識別情報に一致した際にそのＲＴＰパケットの送信元ＩＰアドレスとポート番号が記録される。

図３（ａ）は、ＩＰ電話機Ｔ１２，Ｔ３２間のメディアセッションは既に両側の中継セッション情報が全て確定し、双方向で中継できているが、ＩＰ電話機Ｔ１２，Ｔ３１間のメディアセッションは、Ｔ３１宛ての転送先アドレスが未確定、ＩＰ電話機Ｔ１１とＴ２１間のメディアセッションは、両方の転送先アドレスが未確定であることを示している。時間が経過し、全てのＩＰ電話機からＲＴＰパケットを受信すると、管理テーブルは図３（ｂ）のように更新され、３つのセッション全てで双方向中継が可能となっている。

以上のように上記第１の実施形態では、呼制御サーバＳＶＡにおいて、ＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２との間でメディアセッションが確立されるＬＡＮ１上のＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３に対し共通のポート（ポート番号４９１２５）を用いるようにしている。そして、メディアセッションの確立時に、セッション毎に、接続対象となるＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１を特定するエンドポイント識別情報と、メディアセッションを特定するセッション識別情報と、ＩＰアドレス及びポート番号とを対応付けた中継セッション管理テーブル１４１を記憶し管理しておき、ＲＴＰパケット受信時に、ＲＴＰパケットのヘッダ部に含まれるセッション識別情報を利用して、メディアセッションが確立されたＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１間でＲＴＰパケットの通信を行なわせるべくメディア中継装置２にセッション開始指示情報を送出するようにしている。

従って、ＮＡＴルータＲＴ１に対しＬＡＮ１上のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ全てについての転送ポートの設定を行なう必要がなく、少なくとも１つの転送ポートの設定を行なうだけでよく、また上記中継セッション管理テーブル１４１を用いることで、ＲＴＰパケットに含まれるセッション識別情報からＲＴＰパケットの宛先を特定でき、これによりＬＡＮ１上のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ間でメディアセッション確立要求が同一時間帯に発生した場合であっても、セッションごとにＬＡＮ１上のＩＰ電話機とＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機との間で通信を行なうことができ、ＬＡＮ１のセキュリティレベルを下げなくて済む。

また、上記第１の実施形態では、ＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２において、ＩＮＶＩＴＥメッセージのような既存の制御信号を利用してメディアセッションを特定するセッション識別情報を呼制御サーバＳＶＡに通知し、ＬＡＮ１上のＩＰ電話機Ｔ１１とＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機Ｔ２１との間のメディアセッションにおける通信を実行することが可能となる。このため、セッション識別情報を通知するための信号を新たに設ける必要がなく、これにより簡単に実施できる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は、呼制御サーバが集約して一意のセッション識別情報を生成し、メディアセッション開始時に対応するＩＰ電話機へ当該セッション識別情報の使用を指示するものである。

図１３は、第２の実施形態に係わる呼制御サーバＳＶＢの構成を示すブロック図である。図１３において、上記図２と同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

呼制御部１３Ｂには、セッション識別情報生成部１３７と、セッション識別情報通知部１３８とを備える。セッション識別情報生成部１３７は、メディアセッション開始時にＲＴＰパケットのヘッダ部に挿入するセッション識別情報を生成する。また、このセッション識別情報は、メディアセッションが確立されるごとに新たに違う番号で作成される。

セッション識別情報通知部１３８は、上記セッション識別情報生成部１３７で生成されたセッション識別情報をメディアセッションを確立するＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１に通知する。

次に、上記構成による動作について説明する。
図１４は、第２の実施形態において、ＩＰ電話機Ｔ１１とＩＰ電話機Ｔ２１との間で通話を開始するまでの制御信号の送受信動作を説明するためのシーケンス図である。ここでは、ＳＩＰの場合を例にして説明する。

ＩＰ電話機Ｔ１１のユーザがＩＰ電話機Ｔ２１への発信操作を行なったとする。そうするとＩＰ電話機Ｔ１１からその発信メッセージ（ＩＮＶＩＴＥメッセージ）が呼制御サーバＳＶに送られる（図１４（１））。

呼制御サーバＳＶは、発信メッセージを受信すると、ＮＡＴルータＲＴ１を送信元に指定したＩＮＶＩＴＥメッセージを生成してＩＰ電話機Ｔ２１に送信する（図１４（２））。

ＩＰ電話機Ｔ２１は、着信応答がなされると、着信応答メッセージ（１８０）を呼制御サーバＳＶに送信する（図１４（３））。また、呼制御サーバＳＶは、発信元のＩＰ電話機Ｔ１１に対し着信応答メッセージ（１８０）を送信する（図１４（４））。

さらに、ＩＰ電話機Ｔ２１は、着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を呼制御サーバＳＶＢに送信する（図１４（５））。呼制御サーバＳＶは、着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を受信すると、ＮＡＴルータＲＴ２を送信元に指定した着信応答メッセージ（２００ＯＫ）を生成してＩＰ電話機Ｔ１１に送信する（図１４（６））。

以後、呼制御サーバＳＶＢは、ＩＰ電話機Ｔ２１に対し応答受付（ＡＣＫ）を返送し（図１４（７））、メディア中継装置２に対しセッション中継開始を指示する（図１４（８））。

図１５は、第２の実施形態において、ＩＰ電話機Ｔ１１，Ｔ２１間で通話をする時のメディアセッション確立までの制御信号とＲＴＰパケットの流れを説明するためのシーケンス図である。

呼制御サーバＳＶＢは、ＩＰ電話機Ｔ１１とＴ２１それぞれにセッション開始指示を送信し、同時に使用を許諾するセッション識別情報を通知する（図１５（１），（２））。ＩＰ電話機Ｔ１１は、セッション開始指示を受信すると、呼制御サーバＳＶＢに使用が許諾されたセッション識別情報通知を送信する（図１５（３））。

呼制御サーバＳＶＢは、セッション識別情報通知に含まれるセッション識別情報を照合しＩＰ電話機Ｔ１１には該識別情報の使用を承認するセッション識別情報通知応答を送信し（図１５（４））、メディア中継装置２には承認したセッション識別情報［ＳＳＲＣ−１］を含むセッション中継開始指示を送信する（図１５（５））。ＩＰ電話機Ｔ１１は、セッション識別情報通知応答でセッション識別情報の使用が承認された直後から、メディア中継装置２宛てにＲＴＰパケットを送信し始める。

一方、ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション開始指示を受信すると、呼制御サーバＳＶＢに使用が許諾されたセッション識別情報通知を送信する（図１５（６））。

呼制御サーバＳＶＢは、セッション識別情報通知に含まれるセッション識別情報を照合しＩＰ電話機Ｔ２１には該識別情報の使用を承認するセッション識別情報通知応答を送信し（図１５（７））、メディア中継装置２には承認したセッション識別情報［ＳＳＲＣ−５］を含むセッション中継開始指示を送信する（図１５（８））。ＩＰ電話機Ｔ２１は、セッション識別情報通知応答でセッション識別子の使用が承認された直後から、メディア中継装置２宛てにＲＴＰパケットを送信し始める。

以上のように上記第２の実施形態では、呼制御サーバＳＶＢにおいて、メディアセッションを確立するＩＰ電話機に対しセッション識別情報を生成して通知するようにしているので、セッション識別情報の生成機能を持たないＩＰ電話機であっても、ＬＡＮ１上のＩＰ電話機Ｔ１１〜Ｔ１ｉ間でメディアセッション確立要求が同一時間帯に発生した場合に、セッションごとにＬＡＮ１上のＩＰ電話機とＩＰ網ＮＷ上のＩＰ電話機との間で通信を行なうことができ、ＬＡＮ１のセキュリティレベルを下げなくて済む。

（その他の実施形態）
呼制御サーバとメディア中継装置は、独立した別々の装置としてＬＡＮに接続されていても、単一の装置内の異なるプログラムとして設けてもよい。

ＩＰ電話機は識別番号の発番ならびに呼制御サーバへの送信を、メディアセッション確立直前だけでなく、メディアセッション終了直後、あるいは、メディアセッション確立中に実施してもよい。この場合、この識別番号は次回のメディアセッションで使用する番号として管理される。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１…ＬＡＮ、２…メディア中継装置、１１…ＩＰ制御部、１２…メディア中継装置接続部、１３Ａ，１３Ｂ…呼制御部、１４…記憶部、１５…データハイウェイ、１３１…対エンドポイント制御信号送受信部、１３２…セッション識別情報通知処理部、１３３…セッション識別子照合部、１３４…セッション識別情報通知応答部、１３５…中継セッション開始・停止指示部、１３６…対メディア中継装置制御信号送受信部、１４１…中継セッション管理テーブル、２１…制御信号送受信部、２２…メディア中継制御部、２３…メディア中継部、２４…メモリ、３１…ＬＡＮインタフェース部、３２…通話処理部、３３…ハンドセット、３４…制御部、３５…操作パネル部、３４１…制御信号送受信部、３４２…メディアセッション制御部、３４３…セッション識別子生成部、ＳＶＡ，ＳＶＢ…呼制御サーバ、Ｔ１１〜Ｔ１ｉ，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ３２…ＩＰ電話機、ＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３…ＮＡＴルータ、ＮＷ…ＩＰ網。

Claims (14)

1. ＮＡＴ(Network Address Translator)ルータを介して、グローバルネットワークに接続されるプライベートネットワークに接続可能で、前記プライベートネットワークまたはグローバルネットワークに接続された複数の電話端末間の通信セッションを確立させる電話交換装置において、
   前記プライベートネットワーク上の電話端末に対し、前記プライベートネットワークを特定する共通のポートを用いて前記グローバルネットワーク上の電話端末との間で通信セッションを確立する通信処理部と、
   前記通信処理部により通信セッションが確立されるとき、セッション毎に、接続対象となる電話端末を特定する端末ＩＤと、前記通信セッションを特定するセッションＩＤと、前記電話端末が接続されるネットワークを特定するアドレス及びポートＩＤとを対応付けた管理テーブルを作成し記憶する記憶部と、
   前記電話端末からの通信パケットの受信時に、当該通信パケットに含まれるセッションＩＤに基づいて、前記管理テーブルを参照し、この参照結果に基づいて通信セッションを確立した電話端末間で前記通信パケットの通信を行なわせるべく前記通信処理部に指示情報を送出する制御部とを具備する電話交換装置。
2. 前記制御部は、受信した通信パケットに含まれるセッションＩＤが前記管理テーブル中のセッションＩＤに一致するか否かを判定し、
   一致した場合に、前記セッションＩＤに対応する通信セッションを確立した電話端末間で前記通信パケットの通信を行なわせるべく前記通信処理部に指示情報を送出し、
   一致しない場合に、前記通信パケットの送信元の電話端末に対し前記通信パケットの受信を拒否する旨のメッセージを通知する請求項１記載の電話交換装置。
3. 前記制御部は、前記通信パケットがヘッダ領域及びデータ領域を有するとき、当該通信パケットのヘッダ領域に含まれるセッションＩＤを抽出する請求項１記載の電話交換装置。
4. 通信セッション確立時に、セッションＩＤを生成するセッションＩＤ生成部と、
   このセッションＩＤ生成部で生成されたセッションＩＤを接続対象となる電話端末に通知するセッションＩＤ通知部とをさらに備える請求項１記載の電話交換装置。
5. 通信パケットが伝送されるプライベートネットワークまたはグローバルネットワークを介して、電話交換装置に接続される電話端末において、
   前記通信パケットの通信を開始する際に、前記通信パケットを通信するための通信セッションを特定するセッションＩＤを生成するセッションＩＤ生成部と、
   前記セッションＩＤ生成部により決定されたセッションＩＤを、通信を開始する際に送信する制御信号に挿入して前記電話交換装置に通知する通知部と、
   前記電話交換装置から前記セッションＩＤ通知に対し承認応答を受信した場合に、前記通信パケットが停止するまで全通信パケットに前記セッションＩＤを挿入する制御部とを具備する電話端末。
6. 前記電話交換装置から前記セッションＩＤ通知に対し拒否応答を受信した場合に、前記セッションＩＤ生成部に対し新たなセッションＩＤを生成させる拒否対応部をさらに備える請求項５記載の電話端末。
7. 前記セッションＩＤ生成部は、通信相手の電話端末との間に確立される通信セッションごとにセッションＩＤを変える請求項５記載の電話端末。
8. ＮＡＴ(Network Address Translator)ルータを介して、グローバルネットワークに接続されるプライベートネットワークに接続可能で、前記プライベートネットワークまたはグローバルネットワークに接続された複数の電話端末間の通信セッションを確立させる電話交換装置を備える電話システムで使用される制御方法において、
   前記電話交換装置にて、通信処理部により前記プライベートネットワーク上の電話端末に対し、前記プライベートネットワークを特定する共通のポートを用いて前記グローバルネットワーク上の電話端末との間で通信セッションを確立し、
   前記通信処理部により通信セッションが確立されるとき、前記電話交換装置にて、セッション毎に、接続対象となる電話端末を特定する端末ＩＤと、前記通信セッションを特定するセッションＩＤと、前記電話端末が接続されるネットワークを特定するアドレス及びポートＩＤとを対応付けた管理テーブルをメモリに記憶し、
   前記電話端末からの通信パケットの受信時に、前記電話交換装置にて、当該通信パケットに含まれるセッションＩＤに基づいて、前記管理テーブルを参照し、この参照結果に基づいて通信セッションを確立した電話端末間で前記通信パケットの通信を行なわせるべく前記通信処理部に指示情報を送出する制御方法。
9. 前記参照することは、受信した通信パケットに含まれるセッションＩＤが前記管理テーブル中のセッションＩＤに一致するか否かを判定し、
   一致した場合に、前記セッションＩＤに対応する通信セッションを確立した電話端末間で前記通信パケットの通信を行なわせるべく前記通信処理部に指示情報を送出し、
   一致しない場合に、前記通信パケットの送信元の電話端末に対し前記通信パケットの受信を拒否する旨のメッセージを通知する請求項８記載の制御方法。
10. 前記参照することは、前記通信パケットがヘッダ領域及びデータ領域を有するとき、当該通信パケットのヘッダ領域に含まれるセッションＩＤを抽出する請求項８記載の制御方法。
11. さらに、通信セッション確立時に、セッションＩＤを生成し、
    この生成されたセッションＩＤを接続対象となる電話端末に通知する請求項８記載の制御方法。
12. さらに、前記通信パケットの通信を開始する際に、前記電話端末にて前記通信パケットを通信するための通信セッションを特定するセッションＩＤを生成し、
    前記電話端末にて、前記特定されたセッションＩＤを、通信を開始する際に送信する制御信号に挿入して前記電話交換装置に通知し、
    前記電話交換装置から前記セッションＩＤ通知に対し承認応答を受信した場合に、前記電話端末にて前記通信パケットが停止するまで全通信パケットに前記セッションＩＤを挿入する請求項８記載の制御方法。
13. 前記電話交換装置から前記セッションＩＤ通知に対し拒否応答を受信した場合に、前記電話端末にて新たなセッションＩＤを生成する請求項１２記載の制御方法。
14. 前記セッションＩＤを生成することは、通信相手の電話端末との間に確立される通信セッションごとにセッションＩＤを変える請求項１２記載の制御方法。

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