基于ARM9微處理器S3C2410的IP電話通信設計

摘要：介紹了一種基于SIP協(xié)議的IP電話通信系統(tǒng)的組成原理，給出了一種獨立式IP電話設計方案。該方案通過在S3C24lO微處理器上移植μC／0S-II操作系統(tǒng)來完成多任務管理，可使用一個RJ-45以太網(wǎng)接口直接連接Internet來實現(xiàn)和其他IP電話的通話。
關(guān)鍵詞：IP電話；SIP協(xié)議；ARM9微處理器；μC／0S-11

0 引言
IP電話以其通話費率低、方便集成和智能化等優(yōu)勢而得到了眾多消費者的極大認可，并因此而對原有固定電話運營者的長途電話和國際電話業(yè)務造成了巨大沖擊。因此，隨著以太網(wǎng)接口的直接入戶，開發(fā)出一種帶有RJ-45以太網(wǎng)接口并直接連入因特網(wǎng)，從而使使用更加方便的IP電話非常需要。利用這種IP電話，用戶可以直接撥叫遠端的電話號碼，并通過關(guān)守(gate keeper)把所撥的電話號碼轉(zhuǎn)換成遠端IP電話的IP地址，從而建立通話連接。事實上，新型IP電話終端已經(jīng)可以直接把輸入語音信號數(shù)字化，并按照G．728或G．729等一定的語音壓縮編碼算法來完成對輸入語音信號的實時壓縮，使帶寬從64kbps降低到8kbps，從而大大提高了信道的利用率。IP電話終端通常遵循SIP(或者H．323)協(xié)議，并通過網(wǎng)關(guān)(gate way)實現(xiàn)IP電話和普通電話的互通。

1 IP電話系統(tǒng)組成
IP電話通信的基本原理是利用數(shù)字通信技術(shù)來對語音信號進行數(shù)字壓縮編碼處理，然后按TCP／IP標準進行打包，再經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)包發(fā)送到接收地。同時在接收端將這些語音數(shù)據(jù)包串起來。再經(jīng)過解碼解壓處理，以使其恢復成原來的語音信號，從而達到由互聯(lián)網(wǎng)傳送語音的目的。IP電話的基本組成原理如圖l所示。

IP電話系統(tǒng)一般有網(wǎng)絡電話機(IPPhone)、網(wǎng)關(guān)(Gateway)、多點控制單元MCU(MultipointControl Unit)和網(wǎng)閘(Gatekeeper)等四個基本組件。其中網(wǎng)絡電話機是IP電話的客戶終端，多以硬件形式出現(xiàn)，它可以直接連接在IP網(wǎng)上，以便進行實時的語音或多媒體通信；網(wǎng)關(guān)是通過IP網(wǎng)絡提供PHONE-TO-PHONE語音通信的關(guān)鍵設備。是IP網(wǎng)絡和PSTN／ISDN／PRX網(wǎng)絡接口設備；多點控制單位(MCU)的功能在于利用IP網(wǎng)絡實現(xiàn)多點通信，以使IP電話能夠支持諸如網(wǎng)絡會議這樣一對多的通信；至于網(wǎng)閘，有時也稱為網(wǎng)守或關(guān)守，主要用來提供對整個電話系統(tǒng)端點和呼叫的管理。
網(wǎng)閘的主要功能包括地址翻譯、呼叫接納控制、呼叫管理以及呼叫權(quán)限等。在H．323建議中，網(wǎng)閘是一個可選部分，但是對于實際運行的局域網(wǎng)IP電話系統(tǒng)來說，網(wǎng)閘則是一個重要部件。本系統(tǒng)中，網(wǎng)閘設立在IP地址的一個終端上。通過網(wǎng)閘可對所有終端用戶的姓名和IP地址進行統(tǒng)一登記和管理，并預先給每個終端用戶分配一個類似電話分機的虛擬電話號碼，以便其他終端用戶進行呼叫。主叫用戶無需知道被叫用戶終端的IP地址，只需要輸入其對應的虛擬電話號碼或真實姓名即可。