JP7115299B2 - 中継装置及び系切替方法 - Google Patents

Description

本発明は、中継装置及び系切替方法に関する。

ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して音声通信を行うＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）等の通信システムにおいて、通話音声中にノイズ（以下、音声ノイズと称する）が発生する場合がある。音声ノイズの発生は、音声通信の阻害要因となる。

音声ノイズを検出する装置として、音声データが映像フレーム周期で分割され、分割の境界部分に既知の値のサンプルが挿入されることによって生じるノイズを検出する音声ノイズ検出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この音声ノイズ検出装置では、境界部分で既知の値を検出し、フレーム境界以外のサンプルに基づいて、フレーム毎に音量を判定する。そして、判定された音量が所定値を超え、かつ既知の値が検出されたフレームにおいてカウントを行い、当該カウント値に基づいてノイズを検出する。

ＷＯ２０１７／０９９１２３号公報

通信ネットワークにおける信頼性を向上させるため、通信システムを冗長化することが行われている。例えば、ＶｏＩＰ等の通信システムでは、音声通信を中継する中継装置に運用系のインタフェース部と待機系のインタフェース部とを設けた構成が知られている。かかる中継装置では、運用系インタフェース部に故障が発生した場合等に、運用系インタフェース部から待機系インタフェース部へと接続の切り替えを行う。

インタフェース部に故障が発生すると、通話音声中に音声ノイズが発生する場合がある。しかし、かかる通信システムにおいて、音声処理を行う中継装置等が自動的に音声ノイズを検出することは困難である。上記従来技術の音声ノイズ検出装置は、分割された音声データの境界部分に既知の値のサンプルが挿入されることによって生じるノイズを検出するものである。従って、そのような前提条件のない通常の音声通信において、同様の方法で音声ノイズを検出することは出来ない。

このため、音声ノイズ等の通信の不具合が発生した場合に、通信システムを保守する保守者や中継装置はそれを速やかに検知することができず、運用系／待機系の切り替えをスムーズに行うことができないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、電話端末間の音声通信における不具合の発生を速やかに検出し、運用系及び待機系の切り替えを行うことが可能な冗長構成の中継装置を提供することを目的とする。

本発明に係る中継装置は、音声信号の電話端末間での送受信を中継する中継装置であって、一方が運用系、他方が待機系に設定され、前記音声信号を中継するための音声処理を各々が実行する第１音声処理部及び第２音声処理部と、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行う切替制御部と、を有し、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の各々は、呼接続された前記電話端末間において通話中に発せられたトーン信号を検出するトーン検出部を含み、前記切替制御部は、前記トーン検出部により特定パターンのトーン信号が検出された場合に、前記呼接続を維持しつつ前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行うことを特徴とする。

本発明に係る系切替方法は、一方が運用系に設定され他方が待機系に設定される第１音声処理部及び第２音声処理部と、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行う切替制御部と、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の各々に含まれるトーン信号検出部と、を有し、音声信号の電話端末間での送受信を中継する中継装置が実行する系切替方法であって、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部のうち運用系に設定されている１の音声処理部が、前記音声信号を中継するための音声処理を実行するステップと、前記トーン信号検出部が、呼接続された前記電話端末間で通話中に発せられたトーン信号を検出するステップと、前記切替制御部が、特定パターンのトーン信号の検出に基づいて、前記呼接続を維持しつつ前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系を切り替えるステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、電話端末間の音声通信における不具合の発生を速やかに検出し、運用系及び待機系の切り替えを行うことが可能となる。

実施例１のメディアゲートウェイ装置を含む通信システムの構成及び音声通信の通話パスを示すブロック図である。 実施例１の通信システムにおけるノイズ検出処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 実施例２のメディアゲートウェイ装置を含む通信システムの構成及び音声通信の通話パスを示すブロック図である。 実施例２の通信システムにおけるノイズ検出処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施例における説明及び添付図面においては、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符号を付している。

図１は、本実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。本実施例の通信システムは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク及びＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Networks）回線を介した音声通信を中継する中継装置としてのメディアゲートウェイ装置１００を含む。なお、ＩＰネットワークには複数の電話端末が接続されるが、図１ではそのうちの１つを電話端末Ｔ１として示している。同様に、ＰＳＴＮ回線には複数の電話端末が接続されるが、図１ではそのうちの１つを電話端末Ｔ２として示している。

メディアゲートウェイ装置１００は、ＰＳＴＮ回線に接続されている。また、メディアゲートウェイ装置１００は、スイッチングハブＳＨを介してＩＰネットワークに接続されている。スイッチングハブＳＨは、イーサネット（登録商標）スイッチ等のスイッチング型のハブであり、例えばＩＰネットワークに接続された複数の電話端末（図示せず）から音声データが同時に伝送された場合に、送られてきたパケット内の送付先ＭＡＣアドレスを読み取ることにより、音声データの送信先を振り分ける。

メディアゲートウェイ装置１００は、コントローラ部１１、第１メディアゲートウェイ部１２、第２メディアゲートウェイ部１３及びＴＤＭインタフェース部１４を含む。第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３は、電話端末間における音声信号の送受信を中継するための音声処理を実行する音声処理部である。第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３は、一方が運用系（ＡＣＴＩＶＥ）のメディアゲートウェイ部、他方が待機系（ＳＴＡＮＤＢＹ）のメディアゲートウェイ部として設定される。図１では、第１メディアゲートウェイ部１２が運用系、第２メディアゲートウェイ部１３が待機系に設定されている場合を例として示している。

コントローラ部１１は、メディアゲートウェイ装置１００の各部を制御する制御部である。コントローラ部１１は、第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３の運用系／待機系の切り替え、ＴＤＭインタフェース部１４のセレクタの切り替え、その他の各機能部の設定を行う。なお、以下の説明では第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３の運用系／待機系の切り替えを単に「系の切り替え」とも称する。

第１メディアゲートウェイ部１２は、ＩＰネットワークに接続された電話端末Ｔ１から送信されたデジタルの音声信号（以下、単に音声データと称する）と、ＰＳＴＮに接続された電話端末Ｔ２からの音声信号との変換を行う。第１メディアゲートウェイ部１２は、ＩＰインタフェース部２１、ＶｏＩＰ処理部２２、トーン検出部２３及びＴＤＭ処理部２４を有する。

ＩＰインタフェース部２１は、ＩＰネットワークを終端する終端装置である。ＩＰインタフェース部２１は、スイッチングハブＳＨを介して、ＩＰネットワークに接続されている。また、ＩＰインタフェース部２１は、ＶｏＩＰ処理部２２と接続されている。

ＶｏＩＰ処理部２２は、音声データのコーデック変換を行う機能を有する。例えば、ＶｏＩＰ処理部２２は、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）及びＴＤＭ（Time Division Multiplexing）のコーデック変換を行う。

トーン検出部２３は、端末間で送受信される６４ｋｂｐｓの音声データに含まれるＤＴＭＦ（Dual-Tone Multi-Frequency）のトーン信号を検出し、その種類を判定する機能を有する。すなわち、トーン検出部２３は、電話端末Ｔ１又はＴ２において押下されたトーンボタン（すなわち、「＊」ボタン及びそれに続いて押下されたプッシュボタン）の種類を判定する。トーン検出部２３は、かかる機能に基づいて、電話端末Ｔ１又はＴ２において音声ノイズが聴取されたことを検出可能に構成されている。

具体的には、電話端末Ｔ１又はＴ２を用いて通話する通話者は、音声ノイズを聴取した際に、予め定められた所定のパターン（以下、特定パターンと称する）でトーンボタンを押下する。トーン検出部２３には、特定パターンでのトーンボタンの押下に対応するトーン信号のパターンが、音声ノイズの聴取を示すパターンとして登録されている。

例えば、本実施例では、音声ノイズを聴取した通話者は、電話端末である電話機の０～９、＊、＃のボタンの内、「＊」及び「２」を続けて押下する。トーン検出部２３は、音声データの中からトーン信号を検出し、検出したトーン信号が「＊」及び「２」を連続して（例えば、１秒未満の間隔で）押下したときのトーン信号のパターンに合致するか否かを判定することにより、電話端末Ｔ１又はＴ２において音声ノイズが聴取されたことを検出する。

ＴＤＭ処理部２４は、ＴＤＭインタフェース部１４を介してＰＳＴＮ回線に接続され、ＰＳＴＮ回線の終端や、６４ｋｂｐｓの音声データの送受信のためにインタフェースを適合させるための変換（インタフェース変換）を行う。

第２メディアゲートウェイ部１３は、第１メディアゲートウェイ部１２と同様の構成及び機能を有する。第２メディアゲートウェイ部１３は、ＩＰインタフェース部３１、ＶｏＩＰ処理部３２、トーン検出部３３及びＴＤＭ処理部３４を有する。ＩＰインタフェース部３１はＩＰインタフェース部２１、ＶｏＩＰ処理部３２はＶｏＩＰ処理部２２、トーン検出部３３はトーン検出部２３、ＴＤＭ処理部３４はＴＤＭ処理部２４にそれぞれ対応している。

ＴＤＭインタフェース部１４は、第１メディアゲートウェイ部１２又は第２メディアゲートウェイ部１３とＰＳＴＮ回線との間に接続されている。ＴＤＭインタフェース部１４は、セレクタ４１及びインタフェース部４２を有する。

セレクタ４１は、コントローラ部１１の制御に応じて、ＴＤＭインタフェース部１４の接続先を第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３のいずれか一方に切り替える。インタフェース部４２は、ＰＳＴＮ回線に接続され、電気と光など物理的なインタフェース変換を行う。

図１に太い実線で示すように、電話端末Ｔ１と電話端末Ｔ２との間には、運用系であるメディアゲートウェイ部１２を通るように通話パスが張られ、端末間での通話が行われる。電話端末Ｔ１からの音声は、ＩＰネットワーク及びスイッチングハブＳＨを経由し、メディアゲートウェイ装置１００に供給される。メディアゲートウェイ装置１００の内部では、運用系である第１メディアゲートウェイ部１２のＩＰインタフェース部２１、ＶｏＩＰ処理部２２、トーン検出部２３及びＴＤＭ処理部２４を経由し、ＴＤＭインタフェース部１４のセレクタ４１及びインタフェース部４２からＰＳＴＮ回線を経由して電話端末Ｔ２に到達する。また、電話端末Ｔ２からの音声は、逆のルートをたどって、電話端末Ｔ１に到達する。

次に、本実施例の通信システムが実行するノイズ検出処理の処理ルーチンについて、図２のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは電話端末Ｔ１及びＴ２が既に呼接続されている状態であることを前提としている。また、上記の通り、電話端末Ｔ１又はＴ２を用いて通話する通話者は、音声ノイズを聴取した場合、電話端末である電話機の０～９、＊、＃のボタンの内、「＊」及び「２」を１秒未満の間隔で続けて押下する。

トーン検出部２３は、第１メディアゲートウェイ部１２を通って送受信される６４ｋｂｐｓの音声データの中から、トーン信号を検出する（ＳＴＥＰ１０１）。

トーン検出部２３は、検出したトーン信号が特定パターンに合致するか否かを判定する（ＳＴＥＰ１０２）。具体的には、トーン検出部２３は、プッシュボタンの「＊」及び「２」が連続して押下されたことに対応するパターンのトーン信号が検出されたか否かを判定する。トーン信号がパターンに合致しないと判定すると（ＳＴＥＰ１０２：Ｎｏ）、ＳＴＥＰ１０１に戻って再びトーン信号の検出を行う。

トーン信号がパターンに合致したと判定すると（ＳＴＥＰ１０２：Ｙｅｓ）、トーン検出部２３は判定結果をコントローラ部１１に通知する（ＳＴＥＰ１０３）。

コントローラ部１１は、電話端末Ｔ１及びＴ２の呼接続を維持しつつ、トーン検出部２３からの通知に応じて系の切り替えを行い、第２メディアゲートウェイ部１３を運用系、第１メディアゲートウェイ部１２を待機系に設定する（ＳＴＥＰ１０４）。

以上のように、本実施例のメディアゲートウェイ装置１００は、電話端末Ｔ１又はＴ２からの音声データに含まれるトーン信号に基づいて音声ノイズの発生を検出し、運用系／待機系の切り替えを行う。かかる構成によれば、音声ノイズ等の音声通信の不具合を速やかに検出し、系の切り替えを行うことが可能となる。

次に、実施例２の通信システムについて説明する。図３は、本実施例の通信システムの構成を示すブロック図である。本実施例の通信システムは、保守サーバ２００を有し、保守サーバ２００の制御に応じてメディアゲートウェイ装置１００の運用系／待機系の切り替えを行う点で、実施例１の通信システムと異なる。

保守サーバ２００は、本実施例の通信システムを保守するサーバ装置である。保守サーバ２００は、メディアゲートウェイ装置１００のコントローラ部１１との間で情報データの送受信を行う。例えば、保守サーバ２００は、電話端末Ｔ１又はＴ２において音声ノイズが聴取されたことを示すトラップ通知をコントローラ部１１から受信する。

また、保守サーバ２００は、トラップ通知の受信に応じて、メディアゲートウェイ装置１００における運用系／待機系の切り替えの要否を判定し、切り替えが必要であると判定した場合に、系の切り替えを指示する切替指示信号をメディアゲートウェイ装置１００のコントローラ部１１に送信する。

例えば、保守サーバ２００は、コントローラ部１１から受信したトラップ通知を蓄積する記憶部（図示せず）を有し、音声ノイズが聴取されたことを示すトラップ通知の受信回数が所定の閾値以上となった場合に、系の切り替えが必要であると判定し、切替指示信号をメディアゲートウェイ装置１００に送信する。

次に、本実施例の通信システムが実行するノイズ検出処理の処理ルーチンについて、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、実施例１と同様、電話端末Ｔ１又はＴ２を用いて通話する通話者は、音声ノイズを聴取した場合、電話端末である電話機の０～９、＊、＃のボタンの内、「＊」及び「２」を１秒未満の間隔で続けて押下する。

トーン検出部２３は、第１メディアゲートウェイ部１２を通って送受信される６４ｋｂｐｓの音声データの中から、トーン信号を検出する（ＳＴＥＰ２０１）。

トーン検出部２３は、検出したトーン信号が特定パターンに合致するか否かを判定する（ＳＴＥＰ２０２）。具体的には、トーン検出部２３は、プッシュボタンの「＊」及び「２」が連続して押下されたことに対応するパターンのトーン信号が検出されたか否かを判定する。トーン信号が特定パターンに合致しないと判定すると（ＳＴＥＰ２０２：Ｎｏ）、ＳＴＥＰ２０１に戻って再びトーン信号の検出を行う。

トーン信号が特定パターンに合致したと判定すると（ＳＴＥＰ２０２：Ｙｅｓ）、トーン検出部２３は判定結果をコントローラ部１１に通知する（ＳＴＥＰ２０３）。

コントローラ部１１は、トーン検出部２３から通知された判定結果に基づいて、電話端末Ｔ１又はＴ２において音声ノイズが聴取されたことを示すトラップ通知を保守サーバ２００に送信する（ＳＴＥＰ２０４）。

保守サーバ２００では、トラップ通知を受信し、累積の受信回数が所定の閾値を超えている場合に、メディアゲートウェイ装置１００における系の切り替えが必要であると判定し、切替指示信号をメディアゲートウェイ装置１００に送信する。

コントローラ部１１は、トラップ通知を送信後の所定期間内に、保守サーバ２００から切替指示信号を受信したか否かを判定する（ＳＴＥＰ２０５）。切替指示信号を受信していないと判定すると（ＳＴＥＰ２０５：Ｎｏ）、ＳＴＥＰ２０１に戻って再びトーン信号の検出を行う。

切替指示信号を受信したと判定すると（ＳＴＥＰ２０５：Ｙｅｓ）、コントローラ部１１は、電話端末Ｔ１及びＴ２の呼接続を維持しつつ、当該切替指示信号に応じて系の切り替えを行い、第２メディアゲートウェイ部１３を運用系、第１メディアゲートウェイ部１２を待機系に設定する（ＳＴＥＰ２０６）。

以上のように、本実施例のメディアゲートウェイ装置１００は、電話端末Ｔ１又はＴ２からのトーン信号に基づいて音声ノイズの発生を検出し、保守サーバ２００に通知する。かかる構成によれば、保守サーバ２００を操作する保守者が音声ノイズの発生を知得することが可能となる。

また、本実施例のメディアゲートウェイ装置１００は、音声ノイズの検出回数が所定の閾値以上になった場合に、保守サーバ２００からの切替指示信号に応じて、運用系／待機系の切り替えを行う。かかる構成によれば、音声ノイズが検出された回数に基づいて系の切り替えの要否を判定するため、運用系のメディアゲートウェイ部に故障が発生している蓋然性が高い場合にのみ運用系／待機系の切り替えを行うことが可能となる。

なお、本発明の実施形態は、上記実施例に記載したものに限られない。例えば、上記実施例では、通話者が音声ノイズを聴取した際にプッシュボタンの「＊」及び「２」を連続して押下し、トーン検出部２３がこれに対応するパターンのトーン信号を検出する場合を例として説明した。しかし、音声ノイズの聴取を示すパターンはこれに限られない。すなわち、通話者が予め定められた特定パターンでトーンボタンを押下し、トーン検出部２３がこれに対応するパターンのトーン信号を検出するように構成されていればよい。

また、上記実施例２では、コントローラ部１１が音声でノイズが検出されたことを示すトラップ通知を保守サーバ２００に対して行い、保守サーバ２００からの切替制御信号に基づいて、第１メディアゲートウェイ部１２及び第２メディアゲートウェイ部１３の運用系／待機系の切り替えを行う場合について説明した。しかし、必ずしも保守サーバ２００からの切替指示信号に基づいて自動的に行う系の切り替えを行うものでなくてもよい。例えば、保守サーバ２００がトラップ通知を受信したことを知得した保守者が、メディアゲートウェイ装置１００のコントローラ部１０を操作することにより、任意のタイミングで系の切り替えを行う構成であってもよい。

また、上記実施例１では特定パターンのトーン信号の検出に応じて系の切り替えを行う場合について説明した。しかし、実施例２と同様に、当該特定パターンのトーン信号の検出回数が所定の閾値以上となった場合に系の切り替えを行う構成であってもよい。

また、上記実施例２では、特定パターンのトーン信号を検出したことを示すトラップ通知が閾値以上の回数なされたことを契機として、保守サーバ２００が切替指示信号をメディアゲートウェイ装置１００に送信し、系の切り替えを実行させる場合について説明した。しかし、実施例１と同様に、特定パターンのトーン信号を検出したことを示すトラップ通知がなされる毎に、保守サーバ２００が切替指示信号をメディアゲートウェイ装置１００に送信し、系の切り替えを実行させる構成であってもよい。

また、上記実施例１及び実施例２では、電話端末Ｔ１がＩＰネットワークに接続され、電話端末Ｔ２がＰＳＴＮ回線に接続されている場合を例として説明した。しかし、各電話端末の通信網への接続形態はこれに限られない。例えば電話端末Ｔ１及びＴ２の双方がいずれもＩＰネットワークに接続されていてもよい。また、電話端末Ｔ１及びＴ２の双方がいずれもＰＳＴＮ回線に接続されていてもよい。これらの場合、上記各実施例のメディアゲートウェイ装置１００の代わりに、電話端末間の音声信号の送受信を中継する中継装置がトーン信号の検出及び当該検出に基づく系の切り替えという同様の機能を有していればよい。

また、上記実施例では、電話端末を用いて通話する通話者が、音声ノイズを検出した場合に特定パターンでトーンボタンを押下する場合について説明した。しかし、例えば通話音声に無音部分が生じる等、音声ノイズ以外の通信障害を通話者が検出した場合にも、同様のパターンでトーンボタンを押下するようにしてもよい。かかる場合にも音声ノイズの場合と同様にトーン検出部２３がトーン信号を検出することにより、音声通信における不具合の発生をより柔軟に検出して系の切り替えを行うことが可能となる。

１００ メディアゲートウェイ装置
１１ コントローラ部
１２ 第１メディアゲートウェイ部
１３ 第２メディアゲートウェイ部
１４ インタフェース部
２１ ＩＰインタフェース部
２２ ＶｏＩＰ処理部
２３ トーン検出部
２４ ＴＤＭ処理部
３１ ＩＰインタフェース部
３２ ＶｏＩＰ処理部
３３ トーン検出部
３４ ＴＤＭ処理部
４１ セレクタ
４２ インタフェース部
ＳＨ スイッチングハブ
Ｔ１ 電話端末
Ｔ２ 電話端末
２００ 保守サーバ

Claims (5)

1. 音声信号の電話端末間での送受信を中継する中継装置であって、
   一方が運用系、他方が待機系に設定され、前記音声信号を中継するための音声処理を各々が実行する第１音声処理部及び第２音声処理部と、
   前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行う切替制御部と、
   を有し、
   前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の各々は、呼接続された前記電話端末間において通話中に発せられたトーン信号を検出するトーン検出部を含み、
   前記切替制御部は、前記トーン検出部により特定パターンのトーン信号が検出された場合に、前記呼接続を維持しつつ前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行うことを特徴とする中継装置。
2. 前記切替制御部は、前記中継装置の外部に位置するサーバ装置と通信接続され、前記トーン検出部において前記特定パターンの前記トーン信号が検出されたことを示す検出通知を前記サーバ装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
3. 前記切替制御部は、前記サーバ装置から切替制御信号を受信し、当該切替制御信号に応じて前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行うことを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
4. 前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部のうち運用系に設定された音声処理部は、ＩＰネットワークに接続された電話端末と公衆交換電話網に接続された電話端末との間のＶｏＩＰ通信で送受信される音声データの変換を前記音声処理として実行し、
   前記トーン検出部は、前記ＶｏＩＰ通信の音声データに含まれる前記特定パターンのトーン信号を検出する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の中継装置。
5. 一方が運用系に設定され他方が待機系に設定される第１音声処理部及び第２音声処理部と、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系の切り替えを行う切替制御部と、前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の各々に含まれるトーン信号検出部と、を有し、音声信号の電話端末間での送受信を中継する中継装置が実行する系切替方法であって、
   前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部のうち運用系に設定されている１の音声処理部が、前記音声信号を中継するための音声処理を実行するステップと、
   前記トーン信号検出部が、呼接続された前記電話端末間で通話中に発せられたトーン信号を検出するステップと、
   前記切替制御部が、特定パターンのトーン信号の検出に基づいて、前記呼接続を維持しつつ前記第１音声処理部及び前記第２音声処理部の運用系及び待機系を切り替えるステップと、
   を含むことを特徴とする系切替方法。

Images