Интегрированная цифровая система технологической связи Российский патент 2018 года по МПК H04W84/00 H04L12/00 

Изобретение относится к области автоматики и связи, конкретно, к системам технологической, оперативно-технологической, диспетчерской и телефонной связи.

Известна интегрированная цифровая система технологической связи ИЦТС, которая представляет собой систему технологической связи, построенную на IP-платформе (Интернет – страница http://pulsar-telecom.ru/ru/publication/content/702.htm). Элементы системы ИЦТС:

Сервер обработки вызовов (СОВ)• - основной управляющий элемент системы, который обрабатывает сигнальные сообщения, поступающие от медиашлюзов, обеспечивает организацию телефонных переговоров между абонентами и управляет работой основных служб, предоставляемых сервером СМП.

Сервер медиаприложений (СМП)• - является основным элементом системы, предоставляющим возможности для обеспечения регистрации переговоров, сбора данных для тарификации вызовов, дополнительных видов телефонной связи, а также предоставляет функцию речевого автоинформатора.

Модульный медиашлюз ММШ-044• - предназначен для организации интерфейса речевых услуг в IP-сети; обеспечивает преобразование потоков данных между сетями коммутации каналов и коммутации пакетов.  

Репитер модульный универсальный РМУ-4• - предназначен для организации поездной радиосвязи в аналоговом режиме в диапазоне КВ (2 МГц), в аналоговом режиме в диапазоне УКВ, в цифровом режиме по стандарту DMR в диапазоне УКВ (160 МГц).

• Сетевые IP-видеокамеры и видеотерминалы - предназначены для решения задач видеосвязи и видеонаблюдения.

Усилитель модульный комбинированный УМК-4• - предназначен для подключения фидеров трансляционной сети, измерительных микрофонов, парковых переговорных устройств, информационных табло, колонок экстренной связи подсистемы ЦИСОП.

• Крейты КССУ - предназначены для расширения распределенной комбинированной IP АТС с целью выноса абонентской ёмкости или подключения потоков Е1 на удалённом объекте.

Недостаток известной системы – обязательное наличие сервера обработки вызовов (СОВ) и сервер медиаприложений (СМП), которые коммутируют вызовы и голосовой трафик всей ИЦТС (от всех абонентских устройств), что приводит к значительному снижению надежности и живучести ИЦТС. Установка СОВ и СМП на каждой станции приводит к необходимости обеспечения условий для их работы и установке обеспечивающего работу оборудования, что ведет к повышению стоимости ИЦТС и сложности эксплуатации системы за счет большего количества устройств.

Известна интегрированная цифровая система технологической связи железнодорожного транспорта, содержащая подсистемы диспетчерских связей, станционной распорядительной связи, двухсторонней парковой связи, поездной радиосвязи, общетехнологической телефонной связи, перегонной и межстанционной связи, информирования пассажиров и оповещения работающих на железнодорожных путях, кольцевую транспортную сеть IP, соединенную через маршрутизаторы со станционными сетями IP железнодорожных станций, остановочных пунктов и дорожного диспетчерского центра управления, и единое телекоммуникационное оборудование, включающее телекоммуникационные серверы, каждый из которых подключен к станционной сети IP одной из обслуживаемых станций, при этом программное обеспечение каждого из серверов выполнено с возможностью обеспечения обслуживания в штатном режиме абонентов группы станций и/или остановочных пунктов, расположенных последовательно на участке железной дороги, а также абонентов соседнего телекоммуникационного сервера в случае его отказа, на каждой станции непосредственно к станционной сети IP станции по интерфейсам Ethernet подключены информационные табло, колонки экстренной связи пассажиров, радиостанции поездной радиосвязи, а также части переговорно-вызывных пультов оперативно-технологической связи и поездной радиосвязи, телефонных аппаратов IP оперативно-технологической связи и общетехнологической связи, трансляционных усилителей, нагруженных на фидерные линии с громкоговорителями, другие их части подключены к станционной сети IP через шлюзы, преобразующие интерфейсы Е1 или аналоговый в интерфейс Ethernet, через которые к станционной сети IP подключены также аналоговые линии парковых переговорных устройств, аналоговые линии перегонной связи, аналоговые ответвления диспетчерских связей и выходы систем диспетчерской централизации или электрической централизации, на каждом остановочном пункте к станционной сети IP остановочного пункта непосредственно по интерфейсам Ethernet подключены соответствующие трансляционные усилители, нагруженные на фидерные линии с громкоговорителями, информационные табло, колонки экстренной связи пассажиров, в дорожном диспетчерском центре управления к станционной сети IP диспетчерского центра управления непосредственно по интерфейсам Ethernet подключены диспетчерские переговорно-вызывные пульты оперативно-технологической связи и поездной радиосвязи, телефонные аппараты IP оперативно-технологической связи и поездной радиосвязи, переговорный пульт диспетчера в системе парковой связи, входы/выходы аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест диспетчера системы оповещения и администратора интегрированной системы технологической связи, основной и резервный серверы распорядительной станции поездной радиосвязи, а также основной и резервный центральные информационные серверы подсистемы информирования пассажиров, каждый из которых подключен другим входом/выходом к выходу/входу аппаратно-программного устройства информационно-управляющей системы железнодорожного транспорта или аппаратно-программного комплекса диспетчерского контроля (патент РФ № 2554109, МПК H04B 10/00, опубл. 11.10.2013) . Принято за прототип.

Недостаток известной системы - необходимость установки на каждой станции, помимо абонентского устройства, программного коммутатора, который является отдельным дорогостоящим устройством. Установка на каждой станции отдельного программного коммутатора приводит к необходимости обеспечения условий для его работы и установке обеспечивающего его работу оборудования, что ведет к повышению сложности эксплуатации системы за счет большего количества устройств.

Задачей изобретения является создание эффективной интегрированной цифровой системы технологической связи с высокой надежностью, меньшим количеством составных частей оборудования системы и упрощением эксплуатации по сравнению с известными системами (соответственно, более низкой стоимостью), уменьшенным потреблением электроэнергии.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности использования вычислительных ресурсов оборудования системы, отказе от использования коммутационных станций, серверов и программных коммутаторов за счет использования коммутационных абонентских устройств, объединенных в сеть по принципам нейронной сети и использующих распределенную VoIP платформу.

Задача решается, а технический результат достигается интегрированной цифровой системой технологической связи, содержащей абонентские устройства в виде пультов связи, подключаемые через коммутаторы и/или маршрутизаторы к сети передачи данных на основе IP, программные коммутаторы с модулями поддержки обмена сигнальной информацией, с модулями обработки медиа-информации, с программными модулями организации технологических видов связи для интеграции с системами технологической связи, сервер системы управления, подключаемый по IP сети, сеть передачи данных на основе IP с коммутаторами и/или маршрутизаторами. В отличие от прототипа каждый программный коммутатор выполнен в виде коммутационного абонентского устройства (КАУ), имеющего функции абонентского устройства и программного коммутатора одновременно, причем КАУ содержит вычислительную платформу в формате промышленного или персонального компьютера и включает устройство ввода аудиоинформации, устройство вывода аудиоинформации, аппаратный коммутатор звуковой информации, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове и иной информации, в т.ч. полученной от присоединенных систем, графический интерфейс, комплект видеосвязи, встроенный микшер видеопотоков, блок питания.

Согласно изобретению, в частных случаях выполнения:

- сервер системы управления выполнен с программным модулем программного коммутатора, с программным модулем автообновления программного обеспечения, централизованного обновления программного обеспечения, и планировщика обновлений, с программным модулем сопряжения с системами мониторинга и управления верхнего уровня, программным модулем сетевого регистратора переговоров и видеовызовов, программным модулем системы оперативно-рoзыскных мероприятий (СОРМ);

- в качестве вычислительной платформы КАУ как программного коммутатора использован вычислительный комплекс с архитектурой и процессором «Эльбрус», а также операционной системой «Эльбрус» российского производства;

- для сопряжения КАУ с устройствами, системами и/или подсистемами, не имеющими Ethernet интерфейсов, система содержит шлюз(ы) в виде медиаконвертера интерфейсов, включающего интерфейсные платы с аналоговыми портами ТЧ (тональной частоты), RS-232, RS-485, ISDN PRI, ISDN BRI, Е1, блок питания с номинальным напряжением 220 В или 48 В;

- в качестве опорной сети передачи данных использована сеть на основе IP, которая включает IP коммутаторы и/или IP маршрутизаторы, объединенные в сеть, имеющую кольцевую топологию и необходимые механизмы резервирования;

- КАУ содержит программные модули локальных регистраторов переговоров и видеовызовов, программные модули самотеcтирования, автообновления программного обеспечения, централизованного обновления программного обеспечения, и планировщика обновлений, а блок питания имеет номинальное напряжение 220 В или 48 В, причем корпус КАУ содержит главную консоль с блоком ввода-вывода информации (сенсорный экран), комплект видеосвязи, модуль с клавиатурой или клавиатура отражена на сенсорном экране для осуществления вызова с помощью набора номера, кроме того КАУ включает ключ управления прерыванием речевого тракта;

- устройство ввода аудиоинформации КАУ содержит телефонную трубку и микрофон, встроенный в корпус и/или выносной, устройство вывода аудиоинформации содержит телефонную трубку и/или динамики, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове включает сенсорный экран и LCD дисплей.

Технический результат достигается следующим.

Система является распределенной и не зависит от центрального коммутатора и/или сервера. КАУ является сетевым элементом, содержит вычислительную платформу в формате промышленного или персонального компьютера и выполняет функции программного коммутатора и абонентского устройства одновременно, что позволяет устанавливать соединение без участия центрального сервера коммутатора или сервера коммутации. Программное обеспечение КАУ и его состав, в который входит устройство ввода аудиоинформации, устройство вывода аудиоинформации, аппаратный коммутатор звуковой информации, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове и иной информации, в т.ч. полученной от присоединенных систем, графический интерфейс, комплект видеосвязи, встроенный микшер видеопотоков, блок питания, позволяет реализовать следующие сервисы:

• индивидуальные голосовые и видео вызовы между КАУ по технологии per to per без участия сервера;

• групповые голосовые и видео вызовы между несколькими КАУ;

• групповые голосовые и видео вызовы мобильным радио-абонентам при подключении к цифровым системам радиосвязи;

• видеонаблюдение (видео-аналитика распознавание лиц оповещение работающих, оповещение пассажиров);

• подключение к системам громкоговорящей связи;

• подключение к системам оповещения.

• подключение к системам радиосвязи

• индивидуальные вызовы в систему общетехнологической телефонной связи и в сеть связи общего пользования.

Сущность изобретения поясняют схемы, где:

на фиг.1 - показана структурная схема выполнения интегрированной цифровой системы технологической связи для железнодорожного транспорта;

на фиг.2 – принцип действия заявляемой интегрированной цифровой системы технологической связи.

Интегрированная цифровая система технологической связи (фиг.1 и фиг.2) содержит КАУ 1, имеющие функции абонентского устройства и программного коммутатора одновременно, которые объединятся в сеть по средствам IP сети 2 и подключаются через коммутаторы и/или маршрутизаторы (не показано). КАУ 1 имеет модули 3 поддержки обмена сигнальной информацией, модули 4 обработки медиа-информации, распределенную базу данных 5, программные модули 6 технологических связей для интеграции с технологическими видами связи, а именно: поездной диспетчерской связи (ПДС), поездной радиосвязи (ПРС), станционной распорядительной связи (СРС), общетехнологической телефонной связи (ОбТС), связи совещаний, межстанционной связи (МЖС), перегонной связи (ПГС), системой двухсторонней парковой громкоговорящей связи (ПСГО), ремонтно-оперативной радиосвязи (РОРС). Система включает сервер 7 системы мониторинга и управления с программным модулем 8 системы мониторинга и управления, с программным модулем 9 поддержки обмена сигнальной информацией и обработки медиа-информации, сервер 7 также содержит распределенную базу данных 10. Система содержит шлюз(ы) 11 в виде медиаконвертера интерфейсов при необходимости.

Кроме того, на фиг. 1 показано:

12 – система перегонной связи (ПГС), которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи;

13 – система двухсторонней парковой громкоговорящей связи (ПСГО), которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи;

14 - система поездной радиосвязи (ПРС), которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи;

15 - станционной распорядительной связи, которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи;

16 - система ремонтно-оперативной системами радиосвязи, которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи;

17 - система информирования пассажиров и оповещения работающих на железнодорожных путях (системы оповещения), которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи.

18 - станция общетехнологической телефонной сети связи, которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи.

19 – система поездной диспетчерской связи (ПДС), которая интегрирована с КАУ 1 через программный модуль 6 технологической связи.

20 – автоматизированное рабочее место администратора системы мониторинга и управления.

Принцип работы сети КАУ 1 заключается в установлении соединения между двумя или несколькими КАУ 1 и/или интегрированными с ним системами (например,12-19 на фиг.1) без участия центрального сервера коммутатора или сервера коммутации.

Принцип работы КАУ 1: на каждом из КАУ 1 в виде распределенной базы данных локально хранится информация об абонентах и услугах (сервисах) и адреса/имена КАУ 1, а также сведения об интегрированных с ними системах, в адрес которых КАУ 1 может инициировать и/или принять индивидуальные или групповые голосовые и/или видео вызовы и/или другие сервисы, прописанные в базе данных КАУ 1 и соответствующие программным модулям 6 в КАУ 1. Базы данных всех КАУ 1 и сервера 7 системы мониторинга и управления поддерживаются в актуальном состоянии автоматически, а случае необходимости вручную, обновление происходит по критериям, определенным в настройках на сервере 7 системы мониторинга и управления.

Принцип организации вызовов: абонент, используя КАУ 1, осуществляет индивидуальные или групповые, или широковещательные голосовые, или видеовызовы одного или нескольких абонентов с КАУ 1 путем нажатия на соответствующую кнопу экранной формы сенсорного экрана КАУ 1. Все участники вызова КАУ 1 по получению сигнальной информации от инициатора вызова КАУ 1 начинают обмен сигнальной информацией, после чего устанавливается соединение и начинается обмен медиа-трафиком. Сигнальная информация, голосовой или видео-трафик передается по сети 2 передачи данных на основе IP.

В случае, если абонент, используя КАУ 1, осуществляет вызовы на системы 12-19, интегрированные с КАУ 1, путем нажатия на соответствующую кнопу экранной формы сенсорного экрана КАУ 1, то КАУ 1 обменивается сигнальной информацией с соответствующей системой, с которой он имеет интеграцию, после чего устанавливается соединение и начинается передача голосового трафика в режиме симплекс или полу-дуплекс, или полный дуплекс, в случае вызова на станцию общетехнологической телефонной связи 18. Сигнальная информация, голосовой трафик передаются по сети передачи данных на основе IP 2. В случае, если система с которой интегрирован КАУ 1, не имеет подключения к сети передачи данных на основе IP 2, вызовы устанавливаются через шлюз 11 по следующим интерфейсам: аналоговым портам ТЧ (тональной частоты), RS-232, RS-485, ISDN PRI, ISDN BRI, Е1.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить эффективность использования вычислительных ресурсов оборудования системы, отказаться от использования коммутационных станций, серверов и программных коммутаторов за счет использования коммутационных абонентских устройств, объединенных в сеть по принципам нейронной сети и использующих распределенную VoIP платформу.

Изобретение относится к области автоматики и связи. Технический результат – повышение эффективности использования вычислительных ресурсов и упрощение конструкции. Для этого предложена интегрированная цифровая система технологической связи, которая содержит абонентские устройства, подключаемые через коммутаторы и/или маршрутизаторы к сети передачи данных, программные коммутаторы с модулями поддержки обмена сигнальной информацией, с модулями обработки медиа-информации, с программными модулями организации технологических видов связи, сервер системы управления, сеть передачи данных на основе IP. Каждый программный коммутатор выполнен в виде коммутационного абонентского устройства (КАУ), имеющего функции абонентского устройства и программного коммутатора одновременно, причем КАУ содержит вычислительную платформу в формате компьютера и включает устройство ввода аудиоинформации, устройство вывода аудиоинформации, аппаратный коммутатор звуковой информации, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове и информации, полученной от присоединенных систем. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Интегрированная цифровая система технологической связи, содержащая абонентские устройства в виде пультов связи, подключаемые через коммутаторы и/или маршрутизаторы к сети передачи данных на основе IP, программные коммутаторы с модулями поддержки обмена сигнальной информацией, с модулями обработки медиа-информации, с программными модулями организации технологических видов связи для интеграции с системами технологической связи, сервер системы управления, подключаемый по IP сети, сеть передачи данных на основе IP с коммутаторами и/или маршрутизаторами, отличающаяся тем, что каждый программный коммутатор выполнен в виде коммутационного абонентского устройства (КАУ), имеющего функции абонентского устройства и программного коммутатора одновременно, причем КАУ содержит вычислительную платформу в формате промышленного или персонального компьютера и включает устройство ввода аудиоинформации, устройство вывода аудиоинформации, аппаратный коммутатор звуковой информации, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове и информации, полученной от присоединенных систем.

2. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что сервер системы управления выполнен с программным модулем программного коммутатора, с программным модулем автообновления программного обеспечения, централизованного обновления программного обеспечения и планировщика обновлений, с программным модулем сопряжения с системами мониторинга и управления верхнего уровня, программным модулем сетевого регистратора переговоров и видеовызовов, программным модулем системы оперативно-розыскных мероприятий (СОРМ).

3. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве вычислительной платформы КАУ как программного коммутатора использован вычислительный комплекс с архитектурой и процессором «Эльбрус», а также операционной системой «Эльбрус» российского производства.

4. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что для сопряжения КАУ с устройствами, системами и/или подсистемами, не имеющими Ethernet интерфейсов, система содержит шлюз(ы) в виде медиаконвертера интерфейсов, включающего интерфейсные платы с аналоговыми портами ТЧ (тональной частоты), RS-232, RS-485, ISDN PRI, ISDN BRI, E1, блок питания с номинальным напряжением 220 В или 48 В.

5. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве опорной сети передачи данных использована сеть на основе IP, которая включает IP коммутаторы и/или IP маршрутизаторы, объединенные в сеть, имеющую кольцевую топологию и необходимые механизмы резервирования.

6. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что КАУ содержит программные модули локальных регистраторов переговоров и видеовызовов, программные модули самотестирования, автообновления программного обеспечения, централизованного обновления программного обеспечения и планировщика обновлений, а блок питания имеет номинальное напряжение 220 В или 48 В, причем корпус КАУ содержит главную консоль с блоком ввода-вывода информации (сенсорный экран), комплект видеосвязи, модуль с клавиатурой или клавиатура отражена на сенсорном экране для осуществления вызова с помощью набора номера, кроме того, КАУ включает ключ управления прерыванием речевого тракта.

7. Интегрированная цифровая система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство ввода аудиоинформации КАУ содержит телефонную трубку и микрофон, встроенный в корпус и/или выносной, устройство вывода аудиоинформации содержит телефонную трубку и/или динамики, устройство ввода/вывода визуальной информации для индикации информации о вызове включает сенсорный экран и LCD дисплей.