分布式多终端通讯网络及通讯方法

2024年4月24日发(作者：)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.2

(22)申请日 2012.09.28

(71)申请人 张亚光

地址 710000 陕西省西安市灞桥区向阳一楼18号

(72)发明人 张亚光

(74)专利代理机构 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司

代理人 高萍

(51)

H04L29/08

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 102882967 A

(43)申请公布日 2013.01.16

(54)发明名称

分布式多终端通讯网络及通讯方法

(57)摘要

本发明公开了一种通讯网络，在通

讯网络中分布有多个对等的终端，所述终

端与网络连接设备连通，所述网络连接设

备通过互联网连接服务器，其中所述终端

具有特定的识别号，所述服务器存储终端

的识别号、网络地址信息。本发明公开的

通讯网络实现了终端设备之间的通话、视

频、短信、传真均走网络流量，极大节约

了用户的通信费用，并且组网简单，不同

子网之间可以实现通讯。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.分布式多终端通讯网络，包括局部子网，局部子网内分布有多个对等的终端，所

述终端具有通讯功能，所述终端与网络连接设备连通组成局部子网，所述局部子网

的网络连接设备通过互联网连接服务器，其特征在于所述终端具有特定的识别号，

所述服务器存储终端的识别号、网络地址信息并维持不同子网间的终端的连接。

2.根据权利要求1所述的分布式多终端通讯网络，其特征在于所述网络连接设备为

具有有线连接功能的集线器、交换机或路由器，所述终端为固定终端，通过网线连

接网络连接设备。

3.根据权利要求1所述的分布式多终端通讯网络，其特征在于所述网络连接设备为

具有无线连接功能的集线器、交换机或路由器，所述终端为移动终端，通过WIFI

连接网络连接设备。

4.根据权利要求1所述的分布式多终端通讯网络，其特征在于所述特定的识别号为

终端自身的硬件位址或插入终端的号卡。

5.根据权利要求1所述的分布式多终端通讯网络，其特征在于还包括有独立的非子

网的终端，所述终端通过有线网络或无线网络连接到服务器。

6.根据权利要求1所述的分布式多终端通讯网络，其特征在于所述网络连接设备与

电话网关连接，所述电话网关连接电话主干网线，实现与传统电话交互。

7.一种分布式多终端通讯方法，包括下述步骤：1)终端将自身的识别号和网络地址

信息通过网络连接设备上传至服务器；2)主叫终端在子网内以识别号为依据发出广

播，轮询子网内是否有满足所要求识别号的被叫终端；3)如果子网内不包含所要求

识别号的被叫终端，主叫终端通过网络连接设备向服务器发出查询请求，请求服务

器返回含有特定识别号的被叫终端的网络地址信息，并通过此网络地址信息与被叫

终端进行通讯。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括主叫终端向服务器查询独立的非

子网的终端，并请求服务器返回独立的非子网的终端的网络地址信息，从而完成通

讯的步骤。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于还包括终端通过网络连接设备连接电话

网关，并通过电话网关与位于电话主干网中的普通电话机通讯的步骤。

10.根据权利要求1所述的通讯网络，其特征在于所述通讯功能包括通话、短信、

视频、传真。

说 明 书

技术领域

本发明涉及一种通讯网络，属于通讯技术领域。

背景技术

目前在通讯行业主流的实现方式是如下两种：1.固定电话：通过电话线连接局端，

依靠庞大的电话线网络实现不同固定终端之间的通讯连接；2.移动终端：通过无线

方式，例如2G、3G以及lte等与运营商的基站连接，然后通过运营商的基站连接

实现不同移动终端的通话功能。

上述两种方式均存在着一些缺陷：1.需要费用，无论是固定终端或者移动终端，都

需要向运营商缴纳必要的电话费才可以实现通讯功能；2.都需要中心通讯机构，必

须保持与中心通讯机构的实时连接才可以具有通讯功能，例如固定终端需要连接到

电话局的程控机，而移动终端则需要连接基站并由基站连接到运营商的服务器，这

就意味着固定终端和移动终端在脱离运营商状态下是完全无法使用的。

针对上述问题1，本领域已经提出了网络电话这一概念，通过将通讯、短信等依托

互联网进行从而节约了通信费用，已有的网络电话，例如微软公司的Skype、苹果

公司的FaceTime、思科公司提出的VoIP等通讯系统均实现了完全依靠网络完成通

讯过程；但是针对上述的问题2，目前在通讯领域还没有合理的解决方案，Skype

的方案，与传统的电话网络类似，也是需要首先与Skype自己设立的服务器连接才

可以拨打别的Skype号码进行通话；同样的，苹果公司的FaceTime系统也需要借

助于苹果公司自己设立的服务器完成不同的FaceTime号码之间的相互通讯。

综上可以看出，目前在市场上出现的基于互联网的通讯方案仅仅是将互联网取代了

传统通讯网络的电话链路或者无线通讯链路，并没有对传统通讯网络的必须依靠中

心服务器维持连接通讯这一点进行改进，这也就意味着这些通讯解决方案都面临一

个共同的问题：由于必须使用中心服务器维持连接，因此一旦服务器损坏也就代表

该服务区域内的所有通讯终端丧失功能，例如在多次地震中，电信、移动等公司均

出现了这个问题，使得灾区无法保证有效通讯；而互联网通讯方案在这个问题上也

会更为明显，在2011年Skype公司服务器宕机时全球的Skype用户均无法使用

Skype通讯网络进行通讯。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明公开了一种分布式多终端通讯网络及通讯方法，通过

对网络结构进行改进，不仅实现了终端设备之间通话、视频、短信、传真等通讯方

式均走网络流量，极大节约了用户的通信费用，更关键的是通过对通讯结构的改进，

可以实现在子网水平上不同的终端设备可以不依靠中央服务器即可进行有效的通讯，

具有较好的抵抗外界风险的能力，同时还能实现终端设备与其他子网内的终端或者

传统的外部固定终端或移动终端等进行通讯。

为实现上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

分布式多终端通讯网络，包括局部子网，局部子网内分布有多个对等的终端，所述

终端具有通讯功能，所述终端与网络连接设备连通组成局部子网，所述局部子网的

网络连接设备通过互联网连接服务器，其中所述终端具有特定的识别号，所述服务

器存储终端的识别号、网络地址信息并维持不同子网间的终端的连接。

在上述概念中，所述网络连接设备，通常是集线器、交换机或路由器，由于交换机、

路由器能够在OSI的第二层(数据链路层)、第三层(网络层)进行更多的信息交换，

因此相对于集线器是优选的。

当所用的网络连接设备为具有有线连接功能的集线器、交换机或路由器时，相应的，

所述终端为固定终端，通过网线连接网络连接设备；当所用的网络连接设备为具有

无线连接功能的集线器、交换机或路由器时，所述终端为移动终端，通过WIFI连

接网络连接设备。

对于较为现代的网络连接设备而言，通常路由器能够实现集线器、交换机的所有功

能，而无线路由器，无论是家用的或者商业用的，通常都具能提供至少四个有线网

络端口(一般为10/100或者10/100/1000的规格)和无线WiFi连接能力(54、150、

300、600、750等)，因此在本发明中所用的网络连接设备最优选的是无线路由器，

能最大化的实现设备利用。

上述的终端，例如固定终端或者手持移动终端，与传统的固定终端、移动终端要实

现的功能类似，均具有通话功能，并且一般还具有视频、短信、传真等功能。

在本发明中，为了区别不同的终端，为每个终端赋予了特定的识别号，这种识别号

可以有两种实现方式：1.终端设备自身的硬件位址，通常为设备的MAC值；2.插

入终端的号卡，其功能与移动终端的sim卡等类似，为终端设备赋予号码。

上述连接方式各有利弊，当使用的识别号为设备的硬件位址时，终端设备的生产和

应用更为简单，但是工业上通常定义的硬件位址，如MAC地址，都比较长，用此

作为识别号在拨号时使用上会面临诸多不便，因此，本发明中优选的识别号的实现

方式为插入终端的号卡，赋予终端特定的号码，例如111111等，在不同终端间拨

号时只需要输入111111即可完成对这个终端的连接通讯。

同样的，采用号卡作为识别号还具有下述优点：终端实现了卡机分离，一卡一号，

机器不自带号码；在机器出现故障或者遗失时，可以更换号卡，终端将更换前后的

号码信息通知给服务器，由服务器完成旧号码到新号码的变更。

采用上述架构，本发明的通讯网络能够实现下述功能：

1.在子网内，可以在不依靠服务器的情况下实现通讯。已有的通讯网络都是采用如

下方式工作的：终端A-局端-中心服务器-局端-终端B，即便是位于同一局端内不

同终端，相互之间的联通也需要中心服务器完成鉴权识别等才可以实现彼此呼叫；

一旦局端与中心服务器的连接失败，位于局端的所有通讯终端即离线，无法实现任

何通讯功能。而本发明的网络，中心的服务器仅用于存储和记录终端的识别号和网

络地址信息，其目的是用于实现不同子网之间的终端的互联互通，对于处于同一子

网内的不同终端而言，中心的服务器不是必须的。由于在终端生产或销售时就已经

赋予了终端识别号，在同一子网内，终端是以广播式通讯方式实现互联互通的，也

就是采用网络上通常所用的广播通讯方式，其流程为终端A向同一ip子网发出广

播“请求与识别号为xxx的终端B建立连接”，位于同一子网内的所有终端都会收到

此信息，然而由于广播信息中存在识别号的限定，只有识别号为xxx的终端B能

够进行握手并进行应答，从而实现了局部子网的独立运作，即使由于某种原因中心

的服务器出现故障，在子网水平上的终端都是可用的；

2.在整个互联网的水平上，简化了通讯结构，简化了通讯操作。已有的网络通讯系

统，例如Skype、FaceTime等都需要终端用户首先通过注册账户的方式从中央服务

器获得一个账号，然后才可以实现终端间的通讯。本发明的系统中的终端在到达用

户手中前，即赋予终端识别号，这种识别号是不需要用户配置的，简化了用户的使

用操作，用户在使用时只要发起通讯请求即可，其过程如下：终端A向不属于同

一子网的终端B发起通讯请求，中心的服务器在收到终端A的请求后将符合识别

号要求的终端B的网络地址信息反馈给终端A，在此之后终端A、终端B之间的

通讯是依靠两者分别所属的子网的网络连接设备来维持的，有效减轻了服务器的压

力，最大程度避免了整个通讯网络由于服务器负载过大出现故障的几率。

在上述基础上，考虑到部分不属于子网的用户的应用需要，例如子网用户脱离企业

子网在其他应用环境，例如家里、办事机构等环境下，所述通讯网络还包括有独立

的非子网的终端，所述终端通过有线网络或无线网络连接到服务器。

在这种情形下，服务器会存储这些独立终端的识别号和独立终端的网络地址信息，

其他终端可以依靠服务器存储的信息完成与这些独立终端的通讯。

进一步的，考虑到与现有电话网络的联通性和兼容性，所述子网还连接作为基础设

置的公众电话网，其实现方式为所述网络连接设备与电话网关连接，所述电话网关

连接电话主干网。通常这种连接是连接到子网所在地的电话局局端，从而连接网通

或电信的固定电话网或者中国联通、中国移动、中国电信的移动电话网络，所述的

电话网关是一种现有设备，通常又叫IP电话网关转换设备，用于将电话线与网线

相连，从而实现本通讯网络中的终端与外部普通电话机的通话，可以接听外部电话

和拨打外部电话。

基于上述网络结构，本发明公开了一种分布式多终端通讯方法，包括下述步骤：1)

终端将自身的识别号和网络地址信息通过网络连接设备上传至服务器；2)主叫终端

在子网内以识别号为依据发出广播，轮询子网内是否有满足所要求识别号的被叫终

端；3)如果子网内不包含所要求识别号的被叫终端，主叫终端通过网络连接设备向

服务器发出查询请求，请求服务器返回含有特定识别号的被叫终端的网络地址信息，

并通过此网络地址信息与被叫终端进行通讯；4)若第三步无法实现终端节点间信息

连接，则由服务器协助转发通讯信息实现链接。

进一步的，所述方法还包括主叫终端向服务器查询独立的非子网的终端，并请求服

务器返回独立的非子网的终端的网络地址信息，从而完成通讯的步骤。

进一步的，为了完成与公众电话网络的通讯，所述方法还包括终端通过网络连接设

备联通电话网关，并通过电话网关与位于电话主干网中的普通电话机通讯的步骤。

与现有技术相比，本发明的技术方案实现了如下功能：

本架构的主要特点：

1、终端设备之间的通话、视频、短信、传真均走网络流量，极大的节约用户的通

信费用。

2、同一网络中终端设备之间互相组网，用户使用时实现零配置。

3、子网之间通讯使用时，同一子网的终端设备之间的通讯可以不依靠电话网关和

服务器，自主进行通讯，提高了通讯网络的抗故障性。

3、通过服务器，可以灵活实现不同子网间终端设备的通信。

4、依靠电话网关，可以实现与外部电话通信。

5、在较佳实现中，终端设备采用插卡作为识别号，可以实现卡机分离，一卡一号，

机器不自带号码。

6、在较佳实现中，用户可以自行更换终端所用的号卡，实现识别号的更换。

在上述技术方案中，申请人使用了多个技术词汇对本方案进行描述，这些词汇是本

领域常用的，申请人对此进行一些简单说明：

1、电话主干网，是通过分布在各个电话局局端相互连接形成的主干网，为电话局

维护，用于实现电话通信请求在大规模、长距离上的传送，通常这类主干网有两种，

一种是固定电话网络，例如国内的网通、电信等运营的网络，依靠铺设在全国各地

的铜线、光纤等进行传输；一种是移动通讯网络，例如国内的移动、电信等运营商，

通过gsm、cdma等通信方式和光纤网络完成通讯信号的传输。

2、电话局：在国内包括移动、联通、广电、网通、电信等，在其他国家和地区则

为当地的通信运营商，负责具体的电话主干网的工程实现、建设和维护。

3、电话线：此电话线为个人用户或公司用户向当地电话局申请的电话线，用于拨

打电话，发送传真等。

4、Internet：互联网。

5、电话网关：用于将电话线与网线相连，它的作用是实现本网络所依据的互联网

与外部普通电话机的通话，可以接听外部电话和拨打外部电话，这种设备在IP通

话网络中是常用的。

6、网络连接设备：通常是交换机或路由器，用于通过网线或WIFI将子网的各个

终端连接在一起，通常此类设备还包括HUB，即集线器，但是由于集线器性能低

下，功能很少，应用较少；此类设备还可以是无线AP或无线路由器，对于大多数

无线路由器来说，已经包含无线AP功能。这两种产品均是将有线信号与无线信号

进行透明化链接，并提供一个或多个无线接入点，供终端连接。

7、服务器：服务器用来维护本网络中终端在不同子网中的通信连接，存储终端的

识别号和网络地址信息，并为用户提供号码保留等其他任何必须的辅助功能。

8、终端：包括固定终端和手持终端，在终端上为了实现与网络连接设备的连接，

相应的设有有线网络接口，例如RJ45口，或者设有无线连接模块，例如WIFI模

块，这是显而易见的，。当终端为固定的固定终端时，通常是设有有线网口，通过

网线连接；当终端为可移动的手持终端时，通常此类设备内置有wifi模块，无线

连接。本领域技术人员可以理解，作为通讯终端，还设有必要的部件实现通话、信

息、视频、传真等功能，这些组成部件都可以使用现有的。需要注意的是，在本发

明中子网终端与非子网终端两种网络终端的外在表现是相同的，即子网终端与非子

网终端，其区分特征只是链接网络的位置不同而区分，实际设备相同。

附图说明

图1为本发明通讯网络的结构示意图。

具体实施方式

参考图1，显示了本发明通讯网络的优选实现架构，显示了两个子网内的多个终端

实现互通和与公共电话网络通讯的结构，包括三部分：

1.子网：由终端，包括手持终端和终端座机，连接到网络连接设备组成，其中手持

终端是藉由无线AP或无线路由器连接到网络连接设备的，在实际上，如果采用的

是同时具有无线连接和有线连接功能的路由器，附图结构中的无线AP或无线路由

器是可以省略的，终端座机通过网线连接到网络连接设备；

2.网络连接设备通过互联网连接到服务器，服务器存储各个子网内的终端识别号和

网络地址信息，从而维持不同子网间的终端的连接；

3.网络连接设备连接电话网关，从而使子网内的终端能够藉由电话网关与主干网上

的公众电话通讯。

图中左侧网络连接设备构成的连接的一系列终端与右侧的网络连接设备构成的连接

的一系列终端分别构成了两个子网，可以认为其是一个公司内网或家庭内网。

同时，独立的非子网终端也可以通过无线wifi或有线网络连接到互联网从而接入

到服务器，实现与其他的子网内的终端的互通。