КОРАБЕЛЬНАЯ ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА ГРОМКОГОВОРЯЩЕЙ СВЯЗИ И ОПОВЕЩЕНИЯ Российский патент 2013 года по МПК H04M9/08 

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а именно к технике передачи аналоговой и цифровой информации, и может быть использовано для организации связи на кораблях, судах и других подвижных и стационарных объектах.

Известна Автоматизированная система интегральной цифровой связи. (Патент РФ на ИЗО №2188511. - Бюл. Изобр. - 2002. №24). Комплекс состоит из центрального блока коммутации (ЦБК) и блоков коммутации (БК) к которым подключены источники информации и абоненты. ЦБК и БК соединены между собой посредством волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Известен Унифицированный комплекс внутрикорабельной связи. (Патент РФ на ИЗО №2261530. - Бюл. Изобр. - 2005. - №27). Комплекс содержит интегральные коммутационные центры (ИКЦ), каждый из которых связан со всеми другими центрами ВОЛС. К каждому ИКЦ подключены абонентские устройства (АУ), а к АУ подключены электроакустические преобразователи.

Прототипом заявляемой системы является Система внутрикорабельной громкоговорящей связи и трансляции. (Патент РФ №2131168 от 27.05.1999 г., кл. Н04В 13/00).

Система предназначена для организации внутрикорабельной громкоговорящей и телефонной связи. Эта система рассчитана- на использование коммутационных центров (КЦ), которые последовательно соединены между собой ВОЛС, и к ним подсоединены коммутаторы и пульты, блоки каютных и отсечных громкоговорителей и других линий.

Недостатками как аналогов, так и прототипа является то, что системы основываются на использовании метода коммутации каналов и аналоговой передачи информации по каналам связи, а также имеют низкую пропускную способность сети и недостаточную надежность. Эти системы относятся к технологиям, используемым для реализации территориально-распределенных систем связи.

Целью изобретения является упрощение системы и повышение ее надежности и живучести.

Поставленная цель достигается тем, что корабельная система, состоящая из цифровой сети интегрального обслуживания, к которой присоединены абонентские устройства, блоки каютных и отсечных громкоговорителей, автоматическая телефонная станция, цифровые и аналоговые телефонные аппараты, в систему дополнительно включен сетевой модуль, который первым входом соединен с цифровой сетью, вторым входом с пультами громкоговорящей связи, а третьим входом с модулем аналогового интерфейса, который соединен с громкоговорителями, а также введен модуль аналогового интерфейса, который также первым входом соединен с цифровой сетью, а вторым входом с модулем базовой радиостанции, которая посредством радиосвязи связана с портативными радиостанциями, установление соединений в системе происходит методом IP-коммутации, при этом каждое абонентское устройство системы содержит встроенное программное обеспечение и данные конфигурации, причем структура системы полностью распределенная, а каждое соединение продублировано на сервер регистрации переговоров, для которого используется сертифицированное оборудование и программное обеспечение.

Блок-схема системы приведена на чертеже, где обозначено:

1 - цифровая сеть интегрального обслуживания (ЦСИО);

2 - сетевой модуль;

3 - пульты громкоговорящей связи;

4 - модуль аналогового интерфейса;

5 - модуль радиостанции;

6 - базовая радиостанция;

7 - портативные радиостанции;

8 - абонентские устройства;

9 - громкоговорители;

10 - автоматическая телефонная станцию;

11, 12 - цифровые и аналоговые телефонные аппараты.

Цифровая сеть интегрального обслуживания 1 предназначена для объединения телефонной сети и сети передачи данных на базе цифровых телефонных каналов. При этом обеспечивается передача речи в цифровой форме по абонентским соединительным каналам. В ЦСИО стандартизованы две структуры доступа основного (2B+D) и на первичной скорости (30B+D), использующие прозрачные цифровые В-каналы с пропускной способностью 64 кбит/с для обмена информацией между терминалами абонентов, и служебные D-каналы (с пропускной способностью 16 и 64 кбит/с соответственно) для передачи служебной информации. ЦСИО обеспечивает сочетание функций по передаче речи и данных: при использовании базового доступа - за счет передачи данных по D-каналу на низких скоростях; при использовании первичного доступа - функций коммутации пакетов в D-канале на скорости до 64 кбит/с. Сетевой уровень системы DSS-1 содержит функции обеспечивающие создание, сопровождение и завершение соединений, предоставляемых пользователям ЦСИО в режиме коммутации каналов, а также доступ пользователей к средствам пакетной коммутации и предоставления дополнительных услуг.

Сетевой модуль 2 (IPN-8U) - коммутационный узел децентрализованной системы предназначен для создания распределения систем громкоговорящей связи и громкого оповещения, а также экстренного оповещения на кораблях, судах и на промышленных предприятиях. Сетевой модуль 2 обеспечивает подключение до 8-ми цифровых абонентских устройств с U-интерфейсом к IP-сети. Подключенные к нему абоненты могут связываться напрямую как друг с другом, так и с другими абонентами IP-сети, не требуя наличия специальной централи или сервера. К сетевому модулю 2 подключены: абонентские устройства; пульты громкоговорящей связи; модуль аналогового интерфейса. А также могут быть подключены цифровые устройства записи переговоров IP с Ethernet-интерфейсом, усилители оповещения, базовые радиостанции, линии трансляции и другие аналоговые устройства через специальный модуль аналоговых подключений 4 с Ethernet-интерфейсом.

Модуль 2 выполнен в металлическом корпусе. На передней панели корпуса размещены 4 порта Fast Ethernet с индикацией РоЕ. Расположенные здесь же двухцветные индикаторы состояния всех абонентских интерфейсов и режима центрального процессора, обеспечивают простой визуальный контроль функционирования системы.

Питание модуля 2 осуществляется от внешнего источника 48 VDC. Используются выпрямители с резервными аккумуляторными батареями.

Пульты громкоговорящей связи 3 и абонентские устройства 8 осуществляют связь с любым из абонентов системы, либо со всеми абонентами одновременно, либо с отдельной группой абонентов, находящихся в сети связи. Кроме того, абонентские устройства и пульты принимают вызов, отображающийся в виде визуального и тонального вызова, имеют выход на устройства громкоговорящей связи.

Пульт ГГС 3 имеет прочный металлический корпус эргономичного дизайна, микрофон с индикатором, встроенные громкоговорители и от 8 до 224 свободно программируемых клавиш с подсветкой. Пульты 3 подключаются к IP-сети через интерфейс Fast Ethernet с функцией РоЕ, который обеспечивает питание устройства. Встроенное ПО позволяет связываться с другими абонентами напрямую, без использования центрального оборудования. Полоса спектра частот тракта передачи звукового сигнала от 300 до 6800 Гц. Протоколы связи «Armtel-1P», SIP. Интерфейс связи 100 BaseT Ethernet. Скорость передачи информации по каналу связи 80-300 кбит/с. Выходная мощность усилителя 2 Вт.

Абонентское устройство 8 позволяет устанавливать прямые симплексные разговорные соединения. Имеете водозащищенное исполнение. Обладает динамическим шумокомпенсирующим микрофоном и наборным полем. Использует отраслевые протоколы ГГС.АУ 8 могут быть дополнены встраиваемыми усилителями 25 Вт для подключения выносного громкоговорителя. Подключение производится линиями, имеющими следующее назначение:

- питание «0 В» (общий провод) и « - 48В»;

- «Uoa, Uob» - ISDN интерфейс Uo.

Возможно подключение устройства с использованием фантомного питания.

В этом случае устройство подключается к централи по двум проводам.

Модуль аналогового интерфейса 4 позволяет использовать в распределенной системе связи IPN различное аналоговое оборудование, а также осуществлять взаимодействие с устройствами автоматики и сигнализации. Конструктивно он представляет собой печатную плату, с установленными на ней электронные компоненты, сетевым разъемом и винтовыми клеммами, к которым выполняются подключения.

Модуль 4 подключается к IP-сети через интерфейс Fast Ethernet с функцией РоЕ, который обеспечивает питание устройства. Встроенное программное обеспечение позволяет связываться с другими абонентами напрямую, без использования центрального оборудования. Модуль 4 обеспечивает: связь с подвижными объектами через модуль подключения радиостанции и модули селективной радиосвязи; построение системы зонального громкоговорящего оповещения (до 8-ми зон) при помощи усилителя мощности и дополнительных плат с реле для коммутации линий громкоговорителей; автоматическое воспроизведение заранее записанных сообщений по командам от внешних систем аварийной сигнализации; -подключение аналоговых систем связи и оповещения и др.

Модуль радиостанции 5 предназначен для обеспечения подвижной УКВ радиосвязи с портативными радиостанциями 7 через базовую станцию 6.

Громкоговорители 9 предназначены для трансляции сообщений и специальных сигналов, а также одностороннее громкое оповещение.

Автоматическая телефонная станция 10 предназначена для обеспечения телефонной цифровой связи с помощью IP-телефона 11 и аналоговой связи с помощью аналогового телефонного аппарата 12, абонентам системы, как внутри объекта, так и за его пределами.

Мультисервисная сеть - IP-сеть. Это сеть, в которой предусматривается: применение протокола IP в качестве интегратора доступа; интеграция сетевой и канальной технологии; использование интеллектуальной высокоскоростной транспортной подсети.

Благодаря наличию IP-модулей цифровых и аналоговых интерфейсов, в системе используются разные абонентские устройства, а также стандартные усилители, модули реле, аналоговые шлюзы и другие вспомогательные элементы.

Электропитание всех компонентов системы осуществляется от резервированных источников 48 VDC различной мощности и конструктивного исполнения, в зависимости от требуемого оснащения для каждого сетевого узла.

Программное обеспечение IP-абоненты системы могут функционировать полностью автономно и независимо от других. Для этого каждый из IP-абонентов содержит данные конфигурации, включая информацию о соединениях и функциях клавиш. Конфигурирование абонентов может производиться индивидуально, через встроенный HTTP интерфейс с помощью обычного браузера.

Специальное программное обеспечение для администрирования системы позволяет создавать и редактировать единую конфигурацию всей системы, и загружать конфигурационные данные в абонентские устройства централизованно. В этом программном обеспечении используются возможности графической оболочки Windows для упрощения работы обслуживающего персонала. Встроенная контекстная справочная система содержит полное описание всех функций системы и опций программирования.

Предусмотрена возможность удаленного обновления встроенного программного обеспечения (firmware) IP-устройств по протоколу TFTP.

Характеристики системы

Громкоговорящая связь и оповещение производится в симплексном режиме. Полоса передачи звука 7 кГц, что обеспечивает улучшенную разборчивость сообщений в условиях повышенного уровня шума.

Полоса пропускания 512 кбит/с на каждое соединение. Для модуля 2 требуемая полоса рассчитывается исходя из количества подключенных U-интерфейсов.

Помимо громкоговорящей симплексной связи, обеспечивается возможность голосовых соединений между громкоговорящими устройствами и дуплексными абонентами, такими как стандартные телефоны, в режиме «полудуплекса» абонент может разговаривать как обычно, а громкоговорящий абонент для включения своего микрофона нажимает клавишу на пульте управления. Таким образом, не требуются эхо-компенсации и акустическая развязка, снижающие качество и разборчивость речи. Полностью дуплексная связь обеспечивается при использовании телефонной гарнитуры, и осуществляется так же, как при обычной телефонной связи. Для управления соединением (набор номера, отбой) предусмотрены специальные функции для программируемых клавиш.

Связь с дуплексными устройствами реализована на основе стандартов SIP-телефонии. Используются стандартные протоколы и кодеки, совместимые с известными (Cisco, Asterix и др.), включая IP-PBX и шлюзы IP-телефонии, через которые возможен выход на стандартные телефонные сети. При соединении с SIP-абонентами полоса частот передачи звука составляет 3,4 кГц, и каждое соединение занимает 64 кбит/с.

Возможности системы:

- прямые симплексные соединения;

- общий и групповой вызов;

- одностороннее громкое оповещение;

- коммутация усилителей на несколько зон оповещения;

- трансляция сообщений и специальных сигналов с линии оповещения;

- воспроизведение записанных сообщений и специальных сигналов, в том числе в автоматическом режиме;

удаленное программирование параметров абонентских устройств:

громкость, чувствительность микрофона, включение усилителя и др.

- опции отображения занятости, входящего и исходящего соединения, уведомления о втором входящем вызове и неотвеченном вызове на целевых клавишах ПУ;

- свободно-программируемые клавиши с индикацией на всех ПУ и др.

Система обеспечивает:

Прямое симплексное соединение

Для связи с любым абонентом достаточно нажать заранее запрограммированную целевую клавишу на переговорном устройстве. В случае если целевой абонент поддерживает громкоговорящий режим, соединение будет установлено немедленно, и он услышит голос вызывающего абонента.

Таким же образом происходит вызов на заданную зону громкого оповещения.

Прямое дуплексное соединение

Если для целевой клавиши задан номер телефонного абонента или SIP-устройства, то после нажатия клавиши будет слышан сигнал вызова, и соединение установится после ответа вызываемого абонента. Для разговора с дуплексным абонентом необходимо нажать целевую клавишу, и отпускать ее, чтобы услышать ответ.

Если громкоговорящее устройство оснащено телефонной трубкой, то с ее помощью разговор можно производить в дуплексном режиме, как с обычного телефона.

Окончание соединения - по нажатию клавиши «Отбой» любым из участников соединения.

Групповой вызов

Целевая клавиша может быть запрограммирована не только для индивидуального вызова, но и для вызова заранее назначенной группы абонентов. В группу могут входить любые абонентские устройства и усилители, в том числе многолинейные. После нажатия групповой клавиши соединение установится сразу со всеми участниками группы.

Воспроизведение звуковых сообщений

Заранее записанные сообщения в виде звуковых файлов могут быть загружены во флэш-память отдельных IP-абонентов. Специально запрограммированные клавиши на абонентских устройствах могут использоваться для управления воспроизведением этих файлов на заданных абонентов или группу.

Для автоматического воспроизведения используются модули аналоговых подключений, к входам, управления которых подключаются внешние аварийные системы, выдающие команду на запуск воспроизведения путем замыкания «сухого контакта» реле.

Таким образом, предлагаемая система на основе IP-коммутации является легко масштабируемой и управляемой основой современной коммуникационной системы, сочетающей в себе экономическую эффективность и новые технологические возможности. Минимальное количество необходимых проводных коммуникаций и возможность интеграции уже существующего аналогового оборудования снижают уровень инвестиций, а отсутствие единой точки отказа за счет децентрализованной архитектуры системы обеспечивает высокую степень устойчивости связи. Особенности построение системы существенно повышает продуктивность эксплуатации каналов связи и позволяют максимально использовать пропускную способность сети, что делает это решение привлекательной альтернативой классическим системам громкоговорящей связи.

Корабельная цифровая система громкоговорящей связи и оповещения относится к области радиотехники, а именно к технике передачи аналоговой и цифровой информации, и может быть использована для организации связи на кораблях, судах и других подвижных и стационарных объектах. Достигаемым техническим результатом является упрощение системы и повышение ее надежности и живучести за счет того, что установление соединений в системе происходит методом IP-коммутации, при этом каждое абонентское устройство системы содержит встроенное программное обеспечение и данные конфигурации, причем структура системы полностью распределенная, а каждое соединение продублировано на сервер регистрации переговоров, для которого используются сертифицированное оборудование и программное обеспечение. 1 ил.

Корабельная система громкоговорящей связи и оповещения, состоящая из цифровой сети интегрального обслуживания, к которой присоединены абонентские устройства, блоки каютных и отсечных громкоговорителей, автоматическая телефонная станция, цифровые и аналоговые телефонные аппараты, отличающаяся тем, что в систему дополнительно включен сетевой модуль, который первым входом соединен с цифровой сетью, вторым входом с пультами громкоговорящей связи, а третьим входом с модулем аналогового интерфейса, который соединен с громкоговорителями, а также введен модуль аналогового интерфейса, который также первым входом соединен с цифровой сетью, а вторым входом с модулем базовой радиостанции, которая посредством радиосвязи связана с портативными радиостанциями, установление соединений в системе происходит методом IP-коммутации, при этом каждое абонентское устройство системы содержит встроенное программное обеспечение и данные конфигурации, причем структура системы полностью распределенная, а каждое соединение продублировано на сервер регистрации переговоров, для которого используется сертифицированное оборудование и программное обеспечение.