众所周知,VoIP是语音通信的未来。以IP技术为主的分组交换网络将取代传统的电路交换网络,成为将来电信网络的主体。但是,由于技术和成本的问题,它还不可能代替所有存在的电路交换电话,传统电路交换网络(PSTN)与分组交换网络还将会在很长时间内并存。而VoIP存在很多潜在的威胁和安全漏洞,国内许多厂家在VoIP设备的部署上对信息安全性问题认识不足。因此,开发一种具有安全性的、能实现两种网络无缝连接的设备是非常重要的课题。本课题研究了一种新型的VoIP网关设备,该设备是基于互联网工程任务组(IETF)提出的会话初始协议(SIP)设计的,并且使用了一种改进的SIP信令加密方法。它能完成IP网络上SIP用户与PSTN用户语音通信的功能并具有一定安全性。本论文首先介绍了PSTN信令原理、NGN原理以及软交换原理,并重点介绍了SIP协议原理以及操作过程。在分析了IP网络和PSTN网络呼叫原理的基础上给出了基于SIP协议的VoIP电话网关设计方案。通过对VoIP电话网关进行详细的功能分析,选择合适的硬件方案并设计其接口。本文的工作难点以及重心是网关软件及SIP信令加密算法的设计与实现,在研究SIP和RTP协议栈的基础上完成了SIP信令与PSTN信令的转换,针对SIP协议的特点设计了一种SIP信令加密算法并将其应用于网关。文章最后给出了网关的测试方法以及性能分析,测试结果表明网关的性能良好。