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研究生： 吳宗翰
論文名稱： 網路電話交換機之研製
指導教授： 吳榮根
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年： 2010
畢業學年度： 98
語文別： 中文
論文頁數： 61
中文關鍵詞： 網路電話交換機
英文關鍵詞： PBX, Asterisk
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：214  下載：17 
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    • Asterisk是一套實作了IP-PBX功能的開放原始碼軟體，允許使用者在一般 PC 上建置並實現一般電話交換機系統所該有的功能。不需額外的硬體支援便可以提供VOIP的服務。若要提供PSTN服務則必須透過FXS跟FXO介面的類比語音卡這類硬體的輔助。

    本系統以Asterisk為基礎，配合自行製作的FXS和FXO介面類比語音卡及自行開發的驅動程式，在x86平台上製作一個成本相對低廉且具有彈性的網路電話交換機，可以同時支援PSTN服務及VOIP服務。

    FXS和FXO介面卡均以PCI介面和系統連接。FXS介面卡上以SLIC連接電話機這類的終端設備，並利用DSP來處理語音資料的傳輸。此外，還有一個CPLD負責控制SLIC的SPI介面及提供PCM時脈。FXO介面卡的架構和FXS介面卡非常接近，只是SLIC被DAA所取代。

    本系統中的FXS和FXO驅動程式負責啟動FXS和FXO介面卡上的IC，控制Zaptel和DSP間RTP封包的傳輸，並向Zaptel回報硬體的狀況。

    Asterisk is an open source software which implements functions of an IP-PBX. It permits users to build a PBX system on a normal PC, and implements the functions belonging to a PBX system. It can offer VOIP services without any hardware support. However, it needs hardware support such as FXS and FXO analog cards to connect to PSTN service.

    The PBX system described in this paper is based on Asterisk, and coordinates with self-developed FXS and FXO analog cards. We made a relative cheap and flexible PBX system on an x86 platform, and it interconnects VOIP service and PSTN service.

    The FXS and the FXO cards connect to the system by PCI interface. The FXS card uses SLICs to connect to terminations like traditional telephones. It uses a DSP to process the transmission of voice data. In addition, there is a CPLD on the card which controls the SPI interface of SLICs and provides the PCM clock. The Architecture of the FXO card is very similar to the FXS card, just replaces the SLICs with the DAAs.

    The drivers of the FXS and the FXO cards of this system take charge of enabling ICs on cards, controlling RTP packets transmission between Zaptel module and DSPs, and furthermore they report hardware status to Zaptel module.

    中文摘要 i Abstract ii 誌謝 v 目錄 vii 附圖目錄 ix 第一章緒論 1 1-1 研究動機 1 1-2 研究架構 2 1-3 背景簡介 4 1-3.1 PSTN 和POTS 4 1-3.2 VOIP 和SIP 5 1-3.3 RTP 和RTCP 5 第二章 Asterisk 探討 7 2-1 Asterisk 簡介 7 2-2 Zaptel 簡介 8 2-3 Asterisk 的啟動 11 2-3.1 利用script 自動啟動Asterisk 11 2-3.2 自行手動啟動Asterisk 12 第三章硬體架構探討 18 3-1 FXS 介面及FXO 介面之說明 18 3-2 本系統中FXS 及FXO 介面卡之架構 19 3-3 PCI 橋接晶片-PCI9030 20 3-4 CPLD-Altera Max II EPM240T100C5 21 3-5 語音處理晶片-SLIC 與DAA 22 3-5.1 SLIC（Subscriber Line Interface Circuit）-Si3215 22 3-5.2 DAA（Direct Access Arrangement）-Si3050 23 3-6 DSP-Ac490 24 第四章軟硬體介面 27 4-1 核心模組及驅動程式簡介 27 4-1.1 核心模組(Kernel module) 27 4-1.2 驅動程式 28 4-2 FXS 及FXO 介面的驅動程式 30 4-2.1 角色與工作 30 4-2.2 啟動SLIC 和DAA 31 4-2.3 ON/OFF Hook 狀態的偵測 31 4-2.4 Call Progress 與DTMF 的傳輸 33 4-2.5 SLIC 送振鈴到終端設備 34 4-2.6 DAA 如何判斷振鈴並處理 37 4-2.7 透過Ac490 傳輸語音資料 39 4-2.7.1 RTP 標頭格式 39 4-2.7.2 Ac490 封包格式 40 4-2.7.3 語音資料的傳輸 43 第五章系統設定 47 5-1 Zaptel 相關組態 47 5-1.1 zaptel.conf 47 5-2 Asterisk 相關組態 50 5-2.1 zapata.conf 50 5-2.2 sip.conf 52 5-2.3 extension.conf 54 5-3 系統載入流程 56 第六章結論與未來發展 59 參考文獻 60

    [1] Jim Van Meggelen, Leif Madsen, Jared Smith, "Asterisk - The future of Telephony", second ed., O'REILLY, August 2007.

    [2] Jonathan Corbet, Alessandro Rubini, Greg Kroah-Hartman, "Linux Device Driver", third ed., O'REILLY, February 2005.

    [3] Jonathan Davidson, James Peters, Manoj Bhatia, Satish Kalidindi, Sudipto Mukherjee, "Voice over IP Fundamentals", second ed., Cisco Press, July 2006.

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