專利名稱：模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，尤其是指一種能夠 實現(xiàn)IP網(wǎng)絡電話，方便插拔模塊化功能板的VoIP網(wǎng)關。 背聚技術VoIP網(wǎng)關是VoIP(Voice over Internet Protocol)技術中的重要成員，實 現(xiàn)將PSTN的語音信號打包壓縮轉換成IP數(shù)據(jù)，或將IP數(shù)據(jù)還原成PSTN 的語音信號，從而可將語音信號通過IP網(wǎng)絡傳遞。VoIP網(wǎng)關按其語音信號 類型分為模擬VoIP網(wǎng)關和數(shù)字VoIP網(wǎng)關，模擬VoIP網(wǎng)關實現(xiàn)PSTN模 擬接口的語音信號轉換成IP數(shù)據(jù)；數(shù)字VoIP網(wǎng)關實現(xiàn)PSTN數(shù)字2M接口 語音信號轉換成IP數(shù)據(jù)。目前，市場上單臺模擬VoIP網(wǎng)關處理話音的通道數(shù)一般只有l(wèi)、 2、 4、 8、 16、 32路中的一種，并存在以下缺陷1) 一臺設備只有一種通道路規(guī)格的配置，當用戶的對通道數(shù)的需求發(fā)生 變化時，只能更換整個設備；2) 部分板件出現(xiàn)故障時，必須停止設備的運行再進行維修更換，從而影 響整個業(yè)務的運行；3) 功能不齊全，有時不能滿足用戶的多種需求，不能方便升級；4) 同一臺網(wǎng)關不能同時實現(xiàn)模擬、數(shù)字網(wǎng)關和PRI接入設備(俗稱座席 分流器)的功能。實用新型內(nèi)審為了克服目前傳統(tǒng)VoIP網(wǎng)關性能上的不足，本實用新型提供一種模塊化 插板式多功能VoIP網(wǎng)關，包括一塊電源板，一塊主控板，用于呼叫流程處理、語音壓縮、網(wǎng)絡傳輸、系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置 和為板內(nèi)元件提供低壓電源， 至少一塊接口板，用于提供模擬用戶和模擬中繼的電話接口，并對語音 信號進行編/解碼，其中，電源板、主控板和接口板都通過插槽插在機箱背板的連接器上， 電源板通過背板的電路端口連接主控板和接口板，主控板和接口板之間通過 背板上的串行總線來連接，模塊化結構的所述電源板、主控板和接口板可以 相應匹配組合，方便更換。所述的電源板分為交流輸入和直流輸入兩種規(guī)格型號，它們都有一24V、 一60V和+5V的電壓輸出端口。 所述的主控板包含下列模塊1) CPU模塊，用于呼叫流程控制和系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置；2) DSP模塊，即數(shù)字信號處理模塊，用于把接口插板來的語音信號壓縮 后打成RTP包發(fā)送到IP網(wǎng)絡，或者把收到的RTP語音信號包解壓后送到接 口插板；3) 電源模塊，通過線性降壓器把+5V輸入電壓變壓成+3.3V和+1.8V的 輸出電壓，提供給板內(nèi)的電子器件使用；4) CPLD模塊，即可編程邏輯模塊，用于產(chǎn)生其它模塊及插板的控制信 號，以及收集其它模塊的狀態(tài)信號-5) 網(wǎng)絡接口模塊，用于提供一個10M網(wǎng)絡接口和一個100/10M網(wǎng)絡接6) 實時時鐘模塊，用于為系統(tǒng)提供日期和時間。所述的接口板包括信號接口模塊、電源指示模塊、編解碼模塊、電話接 口模塊，各模塊通過數(shù)據(jù)總線連接。所述的背板對應接口板的連接器為長短針連接器，其中的長針連接低壓 電源(+5V和+3,3V)和地，短針接其它信號和高壓電源，這樣可以實現(xiàn)接口 板的熱拔插功能。 所述的背板還裝有逃生口模塊，用于當設備突然停電時，防止電路短 路，并可切換成模擬中繼電話接口打電話。 本實用新型有如下有益效果-1) 因為DSP和電話接口均采用了模塊化結構以及FXS和FXO模塊的對 外管腳兼容，使得SAG32可以按任意組合裝配FXS、 FXO和El接 口，使用靈活，適用于多種需求。2) 同一臺設備通過更改配置同時實現(xiàn)模擬、數(shù)字網(wǎng)關和PRI接入設備(俗稱座席分流器)功能。可在同一臺設備上配置成各種通道數(shù)規(guī) 格。設備接口板的模塊化和熱拔插功能，使得SAG擴容和更換板卡 可以在客戶現(xiàn)場完成，簡化了步驟和減少對用戶的影響。3) 高密度在一個1U的機箱實現(xiàn)32路話音容量；4) 全模塊化結構，接口板支持熱插拔在不停機的情況下可更換或擴容 板件。5) 功能強大■支持網(wǎng)守在線和退出服務兩種工作模式，自動檢測和倒換； ■支持來電顯示和O口來電顯示轉發(fā)功能；■支持多種撥號方式普通撥號、自動撥號和靜音撥號三種端口撥號方式，滿足各種應用場合； ■號碼收集靈活，支持吃碼和插碼等處理功能■支持熱線電話，且可設定延遲報號時間；■支持尋線組功能，可實現(xiàn)中繼組和分機組功能；■支持反極信號S口反極輸出，O口反極檢測；■支持多種網(wǎng)絡接入方式靜態(tài)IP、動態(tài)DHCP、 PPPOE撥號上網(wǎng)(ADSL或Cable Modem); ■支持私網(wǎng)穿透和防火墻傳透； ■支持實時傳真T30;6) 強大的維護功能■采用基于WEB的維護模式，界面清晰、直觀方便；■強大的在線端口診斷功能可方便地診斷板件、端口的好壞，使維護工作有的放矢，縮短維護時間； ■其完善的數(shù)據(jù)倒入、倒出和在線軟件升級機制大大方便設備的集中了維護管理工作。設備更換后，倒入保存的數(shù)據(jù)可令快速恢復工作，縮短維護時間；7) 采用標準的R323協(xié)議，互通性好。模塊化插板式多功能VOIP網(wǎng)關 預留了SIP、 MGCP、 R248等協(xié)議擴展資源，將來可通過軟件升級 方式升級到其它幾種協(xié)議。
圖l為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型拔出功能插板時的結構立體圖；圖3為本實用新型使用狀態(tài)時的結構立體圖；圖4為本實用新型主控板的電路框架示意圖；圖5為本實用新型主控板的電路板正面布局圖；圖6為本實用新型接口板的電路框架示意圖；圖7為本實用新型接口板底板的電路板主要器件布局圖。
具體實施方式
如圖1所示，型號為SAG32的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，包括一 塊電源板， 一塊主控板，兩塊接口板，其中，電源板跟機箱背板之間用3X16 針的歐式連接器連接，主控板、接口板跟機箱背板之間都是通過4X18針的 連接器連接，電源板通過背板的電路端口連接主控板和接口板，主控板和接 口板之間通過背板上的串行總線來連接。
如圖2、圖3所示，本實施例機箱1有四個插槽，從左到右分別用于插 電源板2、主控板3、接口板4。接口板插槽可兼容各種接口板，主控板3可 配置容量為8、 16、 24、 32路語音通道，電源板2分為交流輸入和直流輸入 兩種規(guī)格型號，它們都有一24V、 一60V和+ 5V的電壓輸出端口。接口板4 最多可配置2塊，每塊容量為16路。模塊化結構的所述電源板2、主控板3 和接口板4可以根據(jù)需要相應匹配組合，這樣方便更換和升級。SAG32型號VoIP網(wǎng)關的主控板主要由幾個模塊組成CPU模塊，DSP 模塊，電源模塊，CPLD模塊，網(wǎng)絡接口模塊，實時時鐘模塊等。下面逐一 介紹各模塊所述CPU模塊實現(xiàn)呼叫流程處理和系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置。硬件上由CPU、內(nèi) 存，flash和PROM組成。所述DSP模塊最多可由8片DSP芯片組成，每片DSP芯片可處理4路 語音，總共實現(xiàn)32路通話。為了實現(xiàn)自由配置通道數(shù)，可把DSP芯片做成 模塊化，其中2片DSP芯片是直接焊在主控板上的，其他DSP芯片每兩片一 組裝在DSP模塊板上，DSP模塊板裝在主控板上，可拔插。所以DSP通道數(shù) 可有8路、16路、24路和32路，每增加一個DSP模塊板就增加8個通道。 DSP模塊板跟主控板之間通過2X72腳的表貼插座來連接，他們之間通過數(shù) 據(jù)總線、地址總線和中斷信號來通信。另外，DSP資源是動態(tài)分配的，DSP資源并不是跟電話端口幫定的，而 是在有呼叫時臨時分配的，這樣做的優(yōu)點就是即使一塊DSP芯片出現(xiàn)故障， 不會使某些端口打不了電話，只是同時通話的電話數(shù)量會減少。DSP模塊板還有另外一種型號(DSM模塊)，它上面增加了E1接口和 電路交換功能，插在主控板的中間一個DSP槽位上。使用DSM模塊，可以 使模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關擁有El傳輸和電路交換的功能。
所述電源模塊把+ 5V輸入電壓轉變成+3.3V和+1.8V的電源，提供給板 內(nèi)的器件使用，其中+3.3￥電源還提供給接口板使用。主要器件用到線性降 壓器件LM1084和LM1086。所述CPLD模塊用于產(chǎn)生其他模塊及板卡的控制信號及收集其他模塊的 狀態(tài)如產(chǎn)生DSP模塊的片選信號和復位信號，復用DSP的中斷信號，產(chǎn)生 主控板的指示燈信號，接口板的串行控制總線及PCM時鐘等。主要器件是 CPLDLC4256V。所述網(wǎng)絡接口模塊提供對外的兩個網(wǎng)絡接口 (一個IOM網(wǎng)口和一個 100/10M網(wǎng)口)。其中100/10M網(wǎng)口用于VOIP的語音和信令傳輸，網(wǎng)絡維 護數(shù)據(jù)傳輸；IOM網(wǎng)口用于內(nèi)部網(wǎng)的共享IP及其他擴展的網(wǎng)絡應用。兩個網(wǎng) 絡接口都跟CPU的網(wǎng)絡控制器通信，把網(wǎng)絡數(shù)據(jù)送給CPU處理。每個網(wǎng)口 都由一個以太網(wǎng)接口芯片RTL8021和一個變壓器HR601680組成。所述實時時鐘模塊為系統(tǒng)提供日期和時間，該模塊不是必須模塊，可選 裝。該模塊的主要器件是時鐘芯片PCF8563。所述主控板的電路框架示意圖如圖4所示，圖5為主控板的電路板正面 布局圖。圖5中，各個位號對應的器件如下 U1和U4: DSP芯片TMS320VC5409; U7: CPLD芯片LC4256; U10: CPU芯片MPC852T; U5: flash TE28F640; U6和U8:內(nèi)存芯片HY57V281620; Hl， H5和H7: DSP模塊板的插槽； H9:連接背板的插座。 如圖6,圖7所示，所述SAG32型號VoIP網(wǎng)關的的接口板包括接口底 板和接口模塊板，能提供FXS (模擬用戶)和FXO(模擬中繼)的電話接口，
一塊接口板可以提供16個電話接口并對語音進行編/解碼。圖7中，各個位 號對應的器件如下UlOl， U201， U301和U401:語音編解碼芯片LE58QL021;H01:連接背板的插座；U01:用于隔離和驅動總線的信號接口模塊74LVC244;H101—H404:用于安裝接口模塊板的插槽。 接口板的特點是將一個FXS或一個FXO接口做成接口模塊板，而接口 底板上留有16個接口槽位用于安裝接口模塊板。FXS和FXO接口模塊板可 以插在接口底板的任意槽位上，這樣FXS和FXO的端口數(shù)量就可以任意組 合。在接口模塊板內(nèi)部，F(xiàn)XS接口模塊和FXO接口模塊跟接口底板之間通過 1X24針的單排針來連接，每個FXS和FXO接口模塊跟接口底板之間都有一組通用i/o信號來通信。為了區(qū)別FXS和FXO接口模塊板，可分別在模塊板上用硬件固定了一 個不同ID (通過兩個電阻的上拉和下拉的組合來實現(xiàn))，這樣CPU通過檢 測模塊ID就能判斷出該槽位裝的是FXS還是FXO，或者是沒有裝接口模 塊。FXS和FXO接口模塊在對外插槽處的管腳是做成兼容的，對于接口底板 來說，他們的大部分管腳是共用，但也有個別是專用的。為了節(jié)省接口底板面積，采用單排針直立安裝接口模塊板的方式，這樣 實現(xiàn)了在小面積底板上安裝16路接口板。為了節(jié)省對外管腳數(shù)，F(xiàn)XS和 FXO接口板上的某些管腳是多種功能復用的，如用于檢測模塊ID的兩個管 腳，他們即可以用來檢測ID，也可以用來做控制信號。接口底板上裝有4個語音編解碼芯片(CODEC)，每個CODEC可實現(xiàn) 4路編解碼，對固定的4個端口進行編解碼。我們可以根據(jù)實際端口數(shù)量去選 裝不同數(shù)量的Codec。
因為一臺設備中有兩塊接口板，它們是共用控制總線和PCM總線的。為 了兩塊接口板之間不互相影響和增加信號的驅動能力，在總線的出口處加了 一個74LVC244芯片作為信號接口模塊。為了防止電源板和其他板卡之間互相插錯槽位，在電源板的連接器選型 上跟其他板卡的連接器不一樣；接口板上有一個跟主控板不同的卡位，用于 防止插到主控板的槽位里面。當然采用模塊化插板式結構的其它VoIP網(wǎng)關和分流器都屬于本專利的保 護范圍。
權利要求1、 一種模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特征在于包括 一塊電源板，一塊主控板，用于呼叫流程處理、語音壓縮、網(wǎng)絡傳輸、系統(tǒng)數(shù) 據(jù)配置和為板內(nèi)元件提供低壓電源，至少一塊接口板，用于提供模擬用戶和模擬中繼的電話接口，并 對語音信號進行編/解碼，其中，電源板、主控板和接口板都通過插槽插在機箱背板的連接 器上，電源板通過背板的電路端口連接主控板和接口板，所述主控板 和接口板之間通過背板上的串行總線來連接，模塊化結構的所述電源 板、主控板和接口板可以相應匹配組合，方便更換。
2、 根據(jù)權利要求1所述的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特 征在于，所述的電源板分為交流輸入和直流輸入兩種規(guī)格型號，它們都有一24V、 一60V和+ 5V的電壓輸出端口。
3、 根據(jù)權利要求1所述的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特 征在于，所述的主控板包含下列模塊1) CPU模塊，用于呼叫流程控制和系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置；2) DSP模塊，即數(shù)字信號處理模塊，用于把接口板來的語音 信號壓縮后打成RTP包發(fā)送到IP網(wǎng)絡，或者把收到的RTP 語音信號包解壓后送到接口板；3) 電源模塊,通過線性降壓器把+5V輸入電壓變壓成+3. 3V和+1.8￥的輸出電壓，提供給板內(nèi)的電子器件使用；4) CPLD模塊，即可編程邏輯模塊，用于產(chǎn)生其它模塊及插板 的控制信號，以及收集其它模塊的狀態(tài)信號；5) 網(wǎng)絡接口模塊，用于提供一個10M網(wǎng)絡接口和一個100/10M 網(wǎng)絡接口；6) 實時時鐘模塊，用于為系統(tǒng)提供日期和時間。
4、 根據(jù)權利要求1所述的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特 征在于，所述的接口板包括信號接口模塊、電源指示模塊、編解碼模 塊、電話接口模塊，各模塊通過數(shù)據(jù)總線連接。
5、 根據(jù)權利要求1所述的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特 征在于，所述的背板對應接口板的連接器為長短針連接器，其中的長 針連接低壓電源和地，短針接其它信號和高壓電源。
6、 根據(jù)權利要求1所述的模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其特 征在于，所述的背板還裝有逃生口模塊，用于當設備突然停電時，防 止電路短路。
專利摘要本實用新型公開了一種模塊化插板式多功能VoIP網(wǎng)關，其中電源板、主控板和接口板都通過插槽插在機箱背板的連接器上，電源板通過背板的電路端口連接主控板和接口板，主控板和接口板之間通過背板上的串行總線來連接。模塊化結構的所述電源板、主控板和接口板可以相應匹配組合，方便更換、升級，接口板還支持熱插拔。本實用新型能同時實現(xiàn)模擬、數(shù)字網(wǎng)關和PRI接入設備的功能。
文檔編號H04M7/00GK201039274SQ200720048520
公開日2008年3月19日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權日2007年2月9日
發(fā)明者宋景明 申請人:宋景明