CN110463170A - 用于因特网协议语音(VoIP)电话之间的合用线路呼叫的系统、设备及方法 - Google Patents

用于因特网协议语音(VoIP)电话之间的合用线路呼叫的系统、设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供在利用VoIP技术的分布式运输系统的通信系统中使用自动加入功能支持合用呼叫装置、系统及方法。VoIP单元或端点用作接线员分机与其它端点之间的会议桥。第一端点向所述接线员进行SIP呼叫及多播其发送音频与接收到的接线员音频的混合物。其它端点在向所述接线员进行SIP呼叫之前首先检查多播业务被接收，且如果是这样的话，通过其扬声器播放所述接收到的音频及多播其发送音频。起始所述呼叫的所述端点将此后续流混合成到所述接线员的流，从而有效地用作到所述接线员的所述会议桥。所述其它端点负责混合用于其本地扬声器的接收到的多播流。

Description

用于因特网协议语音(VoIP)电话之间的合用线路呼叫的系 统、设备及方法
技术领域
本发明涉及用于VoIP电话的系统、方法及设备，所述VoIP电话经配置以连接到IP网络(例如，经由光纤电缆)且与类似地配置的VoIP电话通信以使用自动加入合用线路呼叫实现合用线路功能。
背景技术
在遭受极端天气及可能的故意破坏的环境中通常需要稳健的通信设备及网络，例如铁路系统或地铁系统。举例来说，铁路系统可具有安装在一或多个火车站及沿着乘客平台及在服务或维护区域内及沿着铁路轨道(即，轨道旁)的数个稳健的模拟电话。电话可相对简单(例如，免提配置或电话听筒配置)且例如仅具有一个或两个用户按钮用于拨号。举例来说，免提电话可具有专用按钮或手提电话可在拿起电话听筒以给接线员拨打电话(例如，报告状况或请求帮助)时“热拨”。在电气化运输网络(例如，铁路轨道、矿用输送机系统等)中，电话还可具有第二优先按钮，其用于在紧急情况下呼叫网络的电力控制站以关闭到轨道或铁轨的电力。
运输网络的接线员可发现呼叫通话功能是有用的，即，多个电话或用户站能够参与同一呼叫的能力。允许多个电话或用户站参与同一呼叫的方法使用网络主干作为通信基础设施及因特网协议语音(VoIP)装置。利用VoIP网络，可通过单根缆线利用多个“信道”。可跨现存网络主干部署多个IP装置，从而显著降低添加布线基础设施的成本。此类传统的VoIP解决方案要求以与模拟电话系统需要交换大致相同的方式使用VoIP交换。
然而，模拟电话系统具有在传统VoIP系统中不可用的许多期望功能。举例来说，在例如并联连接的模拟电话的住宅系统的模拟系统中，在一个位置(例如，在厨房中)的电话的第一用户可与被叫方通话，且其它电话的第二及第三用户(例如，在起居室及卧室中)可通过仅拿起电话听筒自动地与第一用户一起加入到对被叫方的呼叫。
在用于分布式运输网络的通信系统或也利用VoIP技术且享有VoIP的优点(例如较低成本及较不繁琐的布线)的其它分布式系统中，此多方自动加入功能可能是合意的。因此，需要一种VoIP单元或端点，其可充当接线员分机及其它电话端点之间的会议桥。还需要一种用于通信网络的VoIP解决方案，其中多方可自动加入会议呼叫或合用呼叫(partycall)。
发明内容
通过本发明的说明性实施例，克服上述问题及其它问题且实现额外优点。
本发明的说明性实施例的一方面是提供一种以自动加入支持合用呼叫功能性的因特网协议语音(VoIP)单元，其包括：VoIP控制模块，其用于因特网协议(IP)网络中的VoIP单元当中的VoIP操作，所述VoIP控制模块经配置以在其VoIP单元与另一VoIP单元之间选择性地建立点到点通信及在多个所述VoIP单元当中建立多播通信；IP网络接口模块，其连接到所述VoIP控制模块及所述IP网络且经配置以在所述IP网络与所述VoIP控制模块之间交换双向以太网数据；扬声器；麦克风；及用户输入装置，其耦合到所述VoIP控制模块以用于起始经由所述IP网络到接线员及其它VoIP单元中的一或多者中的至少一者的连接；其中所述VoIP控制模块进一步经配置以起始到接线员的呼叫及管理与所述其它VoIP单元中的一或多者的合用呼叫，且加入由所述VoIP单元中的另一者起始的合用呼叫。
根据本发明的说明性实施例的方面，所述VoIP单元、所述接线员及所述其它VoIP单元向会话起始协议(SIP)服务器注册。
根据本发明的说明性实施例的方面，当所述VoIP单元起始到接线员的呼叫时，所述VoIP控制模块进一步经配置以将包括从所述VoIP单元到所述接线员的所述VoIP单元的发送音频及从所述接线员到所述VoIP单元的所述接线员的发送音频的两个音频流混合在一起，及将所述两个经混合音频流作为多播流重新传输到所述多个所述VoIP单元。
根据本发明的说明性实施例的方面，其中来自所述多个所述VoIP单元当中的第二VoIP单元确定在起始到所述接线员的呼叫之前与所述接线员相关联的多播流是否存在。如果第二VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流存在，那么所述第二VoIP单元经配置以使用与所述接线员相关联的所述多播流作为来自所述接线员的发送音频及在第二多播信道上传输其发送音频；且其中起始到所述接线员的所述呼叫的所述VoIP单元的VoIP控制模块经配置以将来自所述第二多播信道的所述第二VoIP单元的发送音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述VoIP单元的多播流且混合成到所述接线员的音频流。如果所述第二VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流不存在，那么所述第二VoIP单元经配置以起始到所述接线员的呼叫。
根据本发明的说明性实施例的方面，其中第三VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流存在且经配置以使用与所述接线员相关联的所述多播流作为来自所述接线员的发送音频及在第三多播信道上传输其发送音频；且其中起始到所述接线员的所述呼叫的所述VoIP单元的所述VoIP控制模块经配置以将来自所述第三多播信道的所述第三VoIP单元的发送音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述VoIP单元的多播流且混合成到所述接线员的音频流。
根据本发明的说明性实施例的方面，一种自动加入操作作为IP网络中的端点的多个因特网协议语音(VoIP)单元之间的合用线路通信的方法，其包括使IP网络中的多个VoIP单元向会话起始协议(SIP)服务器注册以支持多个VoIP单元之间的点到点及多播通信；第一VoIP单元起始到从所述多个VoIP单元当中选择的第二VoIP单元的呼叫，所述第一VoIP单元将包括到所述第二VoIP单元的所述第一VoIP单元的发送音频及到所述第一VoIP单元的所述第二VoIP单元的发送音频的两个音频流混合在一起及将所述两个经混合音频流作为多播流在第一多播通信上重新传输到所述多个所述VoIP单元；及来自所述多个所述VoIP单元当中的第三VoIP单元确定在起始到所述第二VoIP单元的呼叫之前与所述第二VoIP单元相关联的多播流是否存在。如果所述第三VoIP单元确定与所述第二VoIP单元相关联的多播流存在，那么所述第三VoIP单元使用与所述第二VoIP单元相关联的所述第一多播信道作为来自所述第二VoIP单元的发送音频及在第二多播信道上传输所述第三VoIP单元的发送音频。所述第一VoIP单元将来自所述第二多播信道的所述第三VoIP单元的发送音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述第一VoIP单元的多播流。
根据本发明的说明性实施例的方面，所述第二VoIP单元是接线员站，且至少所述第一VoIP单元及所述第三VoIP单元经由所述第一VoIP单元的多播流各自将其发送音频发送到所述接线员站。
根据本发明的说明性实施例的方面，如果所述第三VoIP单元确定与所述第二VoIP单元相关联的多播流不存在，那么所述第三VoIP单元经配置以起始到所述接线员的呼叫。
将在接下来的描述中陈述本发明的额外及/或其它方面及优点，或其将从描述显而易见或可通过实践本发明来学习。本发明可包括VoIP单元及其操作系统及方法，其具有上述方面中的一或多者及/或特征中的一或多者及其组合。本发明可包括例如在所附权利要求书中所述的特征中的一或多者及/或以上方面的组合。
附图说明
从结合附图进行的以下详细描述更容易地了解本发明的实施例的以上及/或其它方面及优点，其中：
图1描绘根据本发明的实施例的因特网协议(IP)网络；
图2是描绘根据本发明的实施例的用于VoIP单元之间的合用呼叫功能性的操作的流程图；
图3A及3B是根据本发明的实施例的用于VoIP单元的说明性壳体的透视图；及
图4是根据本发明的实施例的VoIP单元的组件的框图。
贯穿图式，应理解，相似的参考数字参考相似元件、特征及结构。
具体实施方式
现将详细参考在附图中说明的本发明的实施例。本文描述的实施例通过参考图式示范(但不限制)本发明。
本文将本发明描述为VoIP电话，其经配置以连接到IP网络(例如，经由光纤电缆)且与类似地配置的VoIP电话通信以使用合用呼叫的自动加入实现合用线路功能。出于说明性目的，在用于替换铁路系统中的现存轨道旁模拟电话的VoIP解决方案的上下文中描述此类VoIP电话的系统。然而，应理解，根据本发明构造的VoIP电话可结合除了具有铁路或道路或路径的运输系统之外的不同客户或应用来使用，例如工业厂房、发电厂或制造设施或具有输送机的矿用系统或多层停车场或公园或高尔夫球场中的例如(举例来说)电话网络。此外，根据本发明构造的VoIP电话可硬接线(例如，经由光纤电缆或铜线)到IP网络。
概述
简洁地说，合用呼叫或合用线路功能可经由不同实施方案实现。举例来说，在会议桥接模型的情况下，VoIP电话(例如铁路系统中的若干光学轨道旁电话中的一者或其它端点)在此第一轨道旁电话起始会议时呼叫接线员。经提供作为轨道旁电话的其它VoIP电话经配置以自动地加入到会议中。SIP服务器用于所有端点(即，轨道旁电话及接线员站)的注册。每一端点向SIP服务器注册且能够经由SIP服务器以一对一(例如，点到点)或作为一群组的一成员(例如，多播)设置或接收呼叫。因此，当接线员呼叫群组时，SIP服务器使接线员群组呼叫呈现为到那个群组中的每一端点的呼叫。
说明性系统10
根据本发明的方面且如下文结合图1更详细描述，多个光学轨道旁电话(下文也称为“端点”16或“VoIP单元”16)部署在串或环拓扑中，其中每一电话仅连结到其邻居，除了经由其它装置连接到更广泛网络的两个端单元或电话16之外。具有合用线路功能性的实例VoIP系统10在图1中描绘，其中电话16的多个群组12a、…、12n中的每一者具有其自身单独子网及所有群组成员16经由光纤14a、…、14n连接到其的VLAN(例如，以限制多播包)。VLAN的使用允许将本地多播限制在群组12或串内。VLAN ID无需跨系统10是唯一的。
由于双向光纤14，交换机22经配置用于端口阻挡以防止网络环路。每一子网在支持生成树协议(例如，STP)的交换机22处终止以防止网络环路。群组12中的每一端单元或电话16可连接到交换机221及222，即，每串或群组12可存在两个网络交换机。每一交换机22经由层3路由器20连接到更广泛网络18。由于在某时仅一个路由器是活动的，所以路由器20可运行冗余协议(例如，虚拟路由器冗余协议或VRRP)使得群组12或串可幸免于丢失路由器20中的一者。有源路由器20操作作为群组12的串子网的网关。群组12中的交换机221及222经由网络云18在其之间具有直接连接(例如，物理链路或在通过服务提供商的OSI层2连接上)。在群组12的串内丢失链路的情况中，仍保持从每一电话16到活动路由器20或网关及从每一电话16到串中的全部其它电话16(针对多播会议)的路由。
继续参考图1，SIP服务器24及接线员站26也连接到云18。为清楚起见，从图1省略到“云”或网络18的连接。如上所述，网络18由路由器20组成，路由器20形成单层3网络架构，其支持多协议标签交换(MPLS)或类似数据载送协议。为实现冗余，VoIP电话连接于光纤环14中，借助于网络路由器20连接到更广泛网络18。然而，具有支线(即，仅一个端在交换机22处终止)是可能的，从而导致失去冗余。群组12的光纤环14连接到其的网络18经配置以允许部署较大数目的群组12，且其中群组12具有多达20个电话16，例如，或20个以上电话。网络18允许任何群组12中的电话16与网络中的共同SIP服务器24通信而无冲突。另外，群组12具有足够的弹性以幸免于丢失与每一群组12相关联的任一个电话16或链路。
合用线路功能性的说明性实例
VoIP电话当中的合用线路功能性在图2中的流程图中说明。根据说明性实例，第一轨道旁装置16向接线员26进行SIP呼叫(框106及108)，且多播包括其发送音频与接收到的接线员音频的混合物的流(框114)。全部其它本地端点(例如，其它轨道旁装置16)经配置以在相关端口上监听。如果第二端点16摘机，那么其在向接线员26进行SIP呼叫之前首先检查以查看其是否接收多播业务(框106)。如果其接收多播业务(例如，来自第一轨道旁装置的多播)，那么其经由其扬声器播放接收到的音频且在单独多播信道上多播其发送音频(框110)。起始呼叫的端点(例如，第一轨道旁装置)将此第二流混合成到接线员的其实时传输协议(RTP)流(框112)。实际上，起始端点用作到接线员的会议桥。全部端点负责混合用于其本地扬声器的接收到的多播流。可限制可混合的同时多播流的数目。如果与将被呼叫的预期SIP端点相关联的多播业务未由端点16检测到，那么那个端点将向接线员26进行SIP呼叫。
更明确来说且继续参考图2，当在电话端点16a与接线员端点26之间发起SIP呼叫(框108)时，在载送呼叫的两个语音元素的两个端点之间双向地发送RTP包，即，从电话端点16a到接线员端点26的发送音频及从接线员端点26到电话端点16a的发送音频。此第一电话端点16a(例如，根据本发明的说明性实施例构造的VoIP电话)将两个音频流混合在一起且将其作为多播流重新传输(框114)。
继续参考图2，在另一电话端点16b向相同接线员分机26进行呼叫之前，其检查与那个接线员分机26相关联的多播流的存在(框106)。如果其未检测到存在必要多播流，那么另一电话端点16b向接线员分机26进行SIP呼叫(框108)。如果其检测到存在必要多播流，那么另一电话端点使用此多播流作为来自接线员端点26的发送音频，且在单独可用多播信道上传输其自身发送音频(框110)。向接线员分机26最初发起SIP呼叫的电话端点16a将此第二多播流及任何随后接收到的多播音频流混合成到接线员分机26的其发送RTP音频流且混合成其广播音频多播流(框112)。
后续电话端点16n以与端点16b相同的方式用于加入由端点16a起始的合用线路呼叫。如果发起端点(例如，第一轨道旁装置16a)或接线员26终止呼叫，那么所有例子终止(框116、118及122)。如果呼叫尚未由发起端点或接线员26终止，但由其它电话端点16b、…、16n中的任何者终止，那么其相应例子终止(框120)。呼叫还可通过任选呼叫限制计时器超时而终止。如果呼叫尚未由发起端点或接线员26终止，但其它电话端点16b、…、16n中的任何者已丢失多播，那么其相应例子终止(框122)。
说明性VoIP电话16
到典型的轨道旁光纤连接的VoIP免提电话16的用户接口通常由扬声器61a、麦克风61b、任选一键通(PTT)非闩锁按钮及(针对轨道旁电话16)下文结合图3A、3B及4描述的存储器自动拨号/挂钩开关非闩锁按钮组成。一些VoIP单元16可具有至多两个单独存储器自动拨号非锁存按钮(例如，图3B中的按钮47a及47b)。单元16上的麦克风61b将仍是静音的，除非PTT被按下。在接收呼叫时，报警铃声将从扬声器52发出。举例来说，这些VoIP电话16的电力要求可从通过本地太阳能板充电的电池满足。如果呼叫正在进行中，那么按下存储器自动拨号按钮将结束呼叫；否则，其将起始到经预编程号码的呼叫。在VoIP单元16已配备图3B中所说明的两个存储器自动拨号按钮47a、47b的情况下，例如，按压任一按钮将结束进行中的呼叫或起始到与那个按钮相关联的经预编码号码的呼叫。可任选地优先化按钮。也可为任选的是，使按钮在处于其配置中的情况下结束呼叫。配备的按钮的数目仅受应用所需的数目限制。
对于预期用于公共使用(例如在铁路平交道口处)的免提电话16，电力要求可由到单元16的永久供应器满足。存储器自动拨号按钮可经配置以仅发起呼叫。呼叫可经配置以仅由端方终止，除了已被配置为优先的存储器自动拨号按钮之外。举例来说，在单元16已配备有两个存储器自动拨号按钮的情况下，按钮中的一者可经配置为优先使得一旦按压优先按钮，此将结束进行中的非优先呼叫及/或起始到与那个按钮相关联的经预编程号码的呼叫。
连接于相同光纤片段14上的电话在相同本地子网上被指派IP地址。每一光纤片段14具有唯一本地子网。给定光纤片段14或本地子网上的轨道旁端点16的数目可受到限制(例如，高达20个端点16或其它数目个端点16)。
在所说明的VoIP系统10的实例(例如轨道旁电话通信系统)中，绝大多数轨道旁电话16可配备有仅单个存储器自动拨号按钮，且与其相关联的号码将用于负责电话16定位在其处的特定铁路段的控制室接线员26。
从轨道旁起始呼叫
在当前未进行呼叫的情况下，按下压轨道旁电话16上的存储器自动拨号按钮发起到与按钮相关联的号码(例如指派到接线员26的号码)的SIP呼叫。被叫方(例如，接线员26)的电话开始振铃且接听来电，例如在接线员26从听筒架摘下电话时。双向讲话在端点(即，呼叫轨道旁电话16及被叫接线员26的站)之间建立，但如果任选PTT按钮被配备到呼叫电话16，那么轨道旁电话16的麦克风是静音的，除非PTT被按下。呼叫在任一方挂断时终止。
从控制室起始呼叫
在当前未进行呼叫的情况下，接线员26可起始到特定端点16的SIP呼叫。端点16开始振铃且接通来电，例如在用户从听筒架取下电话16时(例如，通过按压按钮或从具有挂钩开关传感器的支架取下电话听筒61)。仅接线员26进行到其的呼叫的端点16振铃。双向讲话在端点16与接线员26站之间建立，但如果任选PTT按钮被配备到轨道旁电话16，那么被叫轨道旁电话16的麦克风将是静音的，除非PTT被按下。呼叫在任一方(例如，被呼叫电话16或接线员26)挂断时终止。如果接线员26需要能够使数个轨道旁端点16振铃，那么这些号码将经配置以在SIP交换中成为群组12的部分。接着，接线员可呼叫群组12n分机，这导致全部轨道旁端点16立即振铃。接听振铃轨道旁电话16中的一者的第一用户连接到接线员26，且全部剩余轨道旁电话16停止振铃。
合用呼叫功能性
如果存储器自动拨号按钮(例如，图3B中的按钮47a)经按压于处于群组12的相同本地子网中的另一单元16上，那么此端点自动加入正在进行的呼叫(即，合用呼叫)而无需来自当前用户的任一者的干预。未向补充用户指示预先存在的呼叫正在进行中。呼叫持续直到发起呼叫的接线员或轨道旁电话16用户挂断。此与使轨道旁电话在模拟电话线上并联连接类似。对于配备有第二存储器自动拨号按钮(例如，图3B中的按钮47b)的单元16，由于按压第二按钮47b起始的任何呼叫将与进行中的任何其它呼叫不同，尽管相同合用呼叫功能性是可用的。在任何本地子网上准许两个或其它指定数目个不同存储器拨号。
现将参考图3A、3B及4描述说明性VoIP单元或端点16。VoIP单元16是小功率光纤IP电话，例如可从(例如)使用模拟装置有限公司数字信号处理器(DSP)及标准VoIP/SIP软件的GAI-Troncis购买的VoIP工业用电话产品。VoIP工业用电话产品已经定制以执行合用线路操作，如结合图2根据本发明的说明性实施例的方面描述。
图3A及3B分别描绘在外壳63中具有电话听筒61及无电话听筒配置的实例端点16(即，扬声器61a及麦克风61b经集成到面板65中)。举例来说，图3A经展示未不具有拨号器按钮47a、47b使得拿起电话听筒对经预设计“热拨号”存储器号码进行呼叫。在上文描述的应用中，在端点16呼叫接线员站26或控制站的情况下，例如，可提供至少两个存储器自动拨号按钮47a、47b，如图3B中展示。应理解，其它小键盘可经提供以允许拨号到多个站或群组，及其它电话功能。
举例来说，VoIP单元16可具有高达16个按钮输入以使用户能够实施例如起始呼叫的动作。按钮功能经定义且可以软件配置。可配置功能可包含(但不限于)存储器拨号到预配置SIP URI、任选PTT、结束呼叫、接受来电及在摘机时切换。
按压经配置以进行直接呼叫的按钮(例如，按钮47a或47b)可导致电话16起始到单个端点的呼叫。被叫端点16可为点到点地址或SIP服务器24上的分机。如果电话16接收一对一来电，那么其可经设置以振铃(在此案例中，指定按钮必须被按压以接受及接听)或自动连接(在有或无先前警示音的情况下)。呼叫通过按压“呼叫结束”按钮、通过接收方结束呼叫、可配置时间超时或通过由呼叫的发起人结束。如果电话具有PTT按钮，那么其麦克风在任何呼叫中将是静音的，除非此PTT按钮保持被按压。当处于呼叫中时，电话将能够接收音频但不传输，除非PTT按钮被按压。
现将描述用于说明性端点16(例如VoIP单元或电话16)的实例电力及通信网络电缆连接。GAI-Tronics VoIP-SIP电话例如支持到LAN或WAN的连接。举例来说，网络连接可为经由两个单工LC连接器，其各自利用具有双向收发器的单模光纤。一个端口可例如以1310nm发射且以1550nm接收，而另一端口可以1550nm发射且以1310nm接收。网络速度通常是100Mb/s。出于配置及管理目的，USB连接器也可被提供在VoIP电话16内的印刷电路板(PCB)上以实现到例如膝上型PC的直接串联连接。连接器通常仅可从VoIP电话16的外壳内接达。
群组12呼叫可经由SIP服务器24设立，但在此案例中，当进行一对多呼叫时，电话16将群组标识视为SIP分机。替代地，如下文描述，参考图2描述的合用线路功能性允许一或多个电话16自动加入由另一电话16发起的呼叫(例如，例如到接线员站26的呼叫)。
服务器26被说明为SIP服务器。通过实例，SIP用于在端点16之间发送消息以用于创建、修改及终止点到点拨号或由一或若干媒体流组成的多方(例如，多播)会话。多播允许由多个端点(例如，电话16)同时接收单个音频流以实现多点寻呼或经由IP的公共地址功能性，以及根据本发明的说明性实施例的合用线路功能性。虽然每一电话16经配置或经启用以接收用于其本身之间的多播通信的多播包，但可利用支持多播功能性的多播适用SIP服务器26，例如从接线员站26到端点16的群组呼叫。
每一VoIP单元或电话16可经配置具有专用SIP分机标识符(ID)且可具有一或多个多播地址使得每一电话16可为一或多个群组的部分。因此，凭借其IP连接性及扬声器，每一电话16用生成到扬声器的“振铃”音实现点到点呼叫或多播操作，借此电话16能够从其它端点接收多播。接着，电话16可经配置以从这些多播地址中的一或多者接受音频，除了到其专用SIP地址的点到点呼叫之外。
参考图4，VoIP单元或电话16可经提供例如具有VoIP控制板44、VoIP/电话接口板42及配电板40。VoIP单元16还经提供具有电话听筒61，其具有经集成麦克风61b及扬声器61a或免提麦克风61b及扬声器61a，且还可为单个板实施方案。下文更详细描述VoIP控制板44。VoIP/电话接口板42无线地或使用光纤电缆或铜线，例如，经由以太网接口14连接到以太网网络(例如，到其群组12的LAN或WAN及经由交换机22到网络18)。VoIP电话16可任选地经提供具有个别按钮或小键盘板46(即，在适用情况下，例如提供两个或两个以上呼叫按钮47a、47b)。VoIP单元或电话16可具有电力供应器板40，或在替代实施方案中，具有放大器及电力供应器板40以用于操作扬声器52以提供适合于可能具有显著环境噪声级及/或感应环路51的工业位置的足够响亮的音频输出。
VoIP单元或电话16经提供具有磁钩开关传感器60(例如，耦合到电话听筒61的支架)，其输出可耦合到VoIP/电话接口板42以将手机听筒61的挂机/摘机状态数据86提供到VoIP控制板44。如上所述，VoIP/电话接口板42经配置以从VoIP控制板44提供公共地址(PA)扬声器音频68以及耳机/扬声器音频62用于头戴式耳机或免提扬声器61a及从电话听筒或单独麦克风61b接收麦克风音频64用于VoIP控制板44。VoIP/电话接口板42还经配置以将个别按钮或小键盘数据从小键盘板46及DC电力提供到VoIP控制板44。针对通用被监测输入/输出(I/O)，提供LED及中继器，如在54处大体上指示。
继续参考图4，例如，VoIP电话16的电力要求可从通过外部电源或本地太阳能板充电的一或多个电池满足。一或多个电池的电力供应器调节、充电及条件监测由电力供应器区段70、71执行。电池在图4中指示为电力模块40的部分，电力模块40可为电话16的单个板实施方案的部分。展示用于扬声器52的音频68路由通过电力模块40以允许公共地址(PA)功能(例如，在需要更大放大器的情况下)。在51处大体上指示的音频感应环路使使用设置为‘T’设置的助听器的个人能够听得更清楚。
VoIP/电话接口板42及VoIP控制板44经配置以处理以太网数据58。电话16中的VoIP控制板44包括可编程处理器92及存储器94。根据本发明的说明性方面，电话16经编程(例如，经由提供到其相应处理器92的软件代码)以建立及终止点到点呼叫且参与合用线路呼叫，以及具有合用线路功能性的VoIP系统10中的操作。如上所述，例如，微处理器92可为具有标准VoIP/SIP软件的模拟装置公司ADSP-BF536串联数字信号处理器(DSP)。VoIP控制板44利用音频VODEC(例如，8kHz G711A/U定律)提供全双工免提语音；即，当处于呼叫中时，电话16的音频将为全双工的(即，在无交换的情况下同时发射及接收)。
根据本发明的说明性实施例的方面，VoIP工业用电话产品经定制(例如，经由由微处理器92处理的软件代码)以执行合用线路操作，如结合图2描述。另外，VoIP控制板44经编程以支持以下协议：会话起始协议(RFC3261)、用于DTMF带外数字的有效负载(RFC2833)、RTP有效负载格式的MIME类型注册(RFC3555)、简单网络时间协议(SNTP)、简单网络管理协议(SNMP)、普通文件传输协议、系统日志协议(RFC3164/5424)、动态主机控制协议、因特网控制消息协议、用户数据报协议及因特网协议IPv4或IPv6。
如上所述，VoIP电话16的电力要求可从分别通过外部电源或本地太阳能板充电的电池70、71满足。电话16的功耗通过保持处理器核心92及其它硬件掉电或处于休眠模式中而被保持最小直到实际上需要电话16的功耗。在正常闲置模式中，仅机载网络交换机可完全工作，即，准备对去往主电话16本身的任何网络包作出反应。如果机载网络交换机接收不意在用于其的包，那么所述包仅将被转发到第二端口且不会唤醒主处理器92。以此方式，主要功率密集型组件切断或处于低电力模式中直到由以下事件触发：接收适当包，例如起始来电或管理存取；按压按钮、告警传感器，例如电池电量低检测；或定时活动，例如SIP重新注册或扬声器-麦克风测试。
举例来说，配置VoIP单元电话16的主要方法是经由SNMP。另外，经由配置文件配置电话16是可能的，其中电话16可经由普通文件传输协议(TFTP)下载。还提供命令行界面(CLI)接口，其经过通用串行总线(USB)串联接口及Telnet协议是可用的。
电话16通常连接于环拓扑中，如图1中说明，具有两个属性的12a…12n。首先，每一VoIP单元或电话16控制穿过其的网络业务以便避免包风暴。其次，如果环被破坏，例如，通过丢失一个VoIP单元16或连接电缆14，那么网络12a…12n将通过交换机22自动解闭端口以绕过中断而存活。从振铃中断恢复的时间，即，从振铃被破坏到与剩余可接入电话16重新建立通信所花费的时间，通常不大于10秒。实际上，这是通过利用支持将把端口阻塞的生成树协议的网络交换机22来实现。
经由系统日志或SNMP配置以下故障及告警用于报告：扬声器/麦克风故障、电池电量低、电池充电故障(在黑暗/夜间抑制)、粘滞按钮、电源中断、注册失败、配置失败、冷重启、暖重启。
所属领域的技术人员应理解，本发明不限于其应用于以下描述中陈述的或图式中说明的构造细节及组件布置。本文的实施例能够具有其它实施例，且能够以各种方式实践或实施。而且，应理解，本文使用的措辞及术语是出于描述的目的，且不应被认为是限制性的。本文中“包含”、“包括”或“具有”及其变体的使用意味着涵盖其后列出的项目及其等效物以及附加项目。除非另有限制，否则本文中术语“连接”、“耦合”及“安装”及其变体被广泛使用且涵盖直接及间接连接、耦合及安装。另外，术语“连接”及“耦合”及其变体不限于物理或机械连接或耦合。此外，例如上、下、底部及顶部的术语是相对的，且用于帮助说明，但不是限制性的。
根据本发明的所说明的实施例利用的说明性装置、系统及方法的组件可至少部分在数字电子电路、模拟电子电路或计算机硬件、固件、软件或其组合中实施。这些组件可经实施例如为计算机程序产品，例如计算机程序、程序代码或有形地体现在信息载体中或机器可读存储装置中的计算机指令，以供由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作，例如可编程处理器、计算机或多个计算机。计算机程序可以任何形式的编程语言写入，包含编译或解译语言，且其可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程或适合用于计算环境中的其它单元。可部署计算机程序以在一个计算机上或在一个站点处的多个计算机上执行，或在分布在多个站点上且通过通信网络互连的多个计算机上执行。而且，用于实现本发明的功能程序、代码及代码段可由本发明所属领域的程序员容易地解释为在本发明从属的范围内。与本发明的说明性实施例相关联的方法步骤可由执行计算机程序、代码或指令以执行功能的一或多个可编程处理器执行(例如，通过对输入数据操作及/或生成输出)。方法步骤也可由专用逻辑电路，例如FPGA(场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)执行，且本发明的设备可经实施为所述专用逻辑电路。
通过实例，适合于执行计算机程序的处理器包含通用及专用微处理器两者，及任何种类的数字计算机的任何一或多个处理器。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令及数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器及用于存储指令及数据的一或多个存储器装置。通常，计算机还将包含用于存储数据的一或多个大容量存储装置，例如磁盘、磁光盘或光盘或可操作地耦合以从一或多个大容量存储装置接收数据或将数据传输到一或多个大容量存储装置。适用于体现计算机程序指令及数据的信息载体包含所有形式的非易失性存储器，包含(通过实例)半导体存储器装置，例如EPROM、EEPROM及快闪存储器装置；磁盘，例如内部硬盘或可卸除磁盘；磁光盘；及CD-ROM和DVD-ROM磁盘。处理器及存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。
所属领域的技术人员将理解，可使用多种不同技术及技艺中的任何者表示信息及信号。举例来说，在整个以上描述中可参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合表示。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可经实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，上文已在其功能方面对各种说明性组件、块、模块、电路及步骤进行了总体描述。将此功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。技术人员可针对每一特定应用以不同方式实现所描述的功能性，但此类实施方案决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。
结合本文揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块及电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文描述的功能的其任何组合实施或执行。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可经实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一或多个微处理器结合DSP内核或任何其它此配置。
结合本文揭示的实施例描述的方法或算法的步骤可直接体现于硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可卸除磁盘、CD-ROM或所属领域中已知的任何其它形式的存储媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及向存储媒体写入信息。在替代例中，存储媒体可为处理器的组成部分。处理器及存储媒体可驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在远程站、电子医疗装置、服务器或其组合中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留在用户终端中。
提供所揭示实施例的先前描述以使所属领域的技术人员能够制作或使用本发明。对于所属领域的技术人员来说，对这些实施例的各种修改将是显而易见的，且在不背离本发明的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明并不希望限于本文展示的实施例，而是与符合本文揭示的原理及新颖特征的最宽范围相一致。
上文呈现的描述及图式仅希望作为实例，且不希望以任何方式限制本发明，除非在所附权利要求中陈述。特别要注意的是，所属领域的技术人员可容易地以众多其它方式组合上面已描述的各种说明性实施例的各种元件的各种技术方面，所有这些方面都被认为是在本发明的范围内。

Claims (11)

1.一种因特网协议语音VoIP单元，其包括：
VoIP控制模块，其用于因特网协议IP网络中的VoIP单元当中的VoIP操作，所述VoIP控制模块经配置以在其VoIP单元与另一VoIP单元之间选择性地建立点到点通信及在多个所述VoIP单元当中建立多播通信；
IP网络接口模块，其连接到所述VoIP控制模块及所述IP网络且经配置以交换所述IP网络与所述VoIP控制模块之间的双向以太网数据；
扬声器；
麦克风；及
用户输入装置，其耦合到所述VoIP控制模块以用于经由所述IP网络启动到接线员及其它VoIP单元的一或多者的至少一者的连接；
其中所述VoIP控制模块进一步经配置以启动到接线员的呼叫及用所述其它VoIP单元的一或多者管理合用呼叫，且加入由所述VoIP单元的另一者启动的合用呼叫。
2.根据权利要求1所述的VoIP单元，其中所述VoIP单元、所述接线员及所述其它VoIP单元用会话启动协议SIP服务器注册。
3.根据权利要求1所述的VoIP单元，其中当所述VoIP单元启动到所述接线员的呼叫时，所述VoIP控制模块进一步经配置以将包括从所述VoIP单元到所述接线员的所述VoIP单元的发送音频及从所述接线员到所述VoIP单元的所述接线员的发送音频的两个音频流混合在一起及将所述两个经混合音频流作为多播流重新传输到所述多个所述VoIP单元。
4.根据权利要求3所述的VoIP单元，其中来自所述多个所述VoIP单元当中的第二VoIP单元确定在启动到所述接线员的呼叫之前与所述接线员相关联的多播流是否存在。
5.根据权利要求3所述的VoIP单元，其中如果第二VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流存在，那么所述第二VoIP单元经配置以使用与所述接线员相关联的所述多播流作为从所述接线员发送的音频及在第二多播通道上传输其发送音频；且
其中启动到所述接线员的所述呼叫的所述VoIP单元的所述VoIP控制模块经配置以将来自所述第二多播通道的所述第二VoIP单元的发送音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述VoIP单元的多播流且混合成到所述接线员的音频流。
6.根据权利要求5所述的VoIP单元，其中如果所述第二VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流不存在，那么所述第二VoIP单元经配置以启动到所述接线员的呼叫。
7.根据权利要求5所述的VoIP单元，其中第三VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流存在且经配置以使用与所述接线员相关联的所述多播流作为来自所述接线员的发送音频及在第三多播通道上传输其发送音频；且
其中启动到所述接线员的所述呼叫的所述VoIP单元的所述VoIP控制模块经配置以将来自所述第三多播通道的所述第三VoIP单元的发送音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述VoIP单元的多播流且混合成到所述接线员的音频流。
8.根据权利要求1所述的VoIP单元，其中如果所述VoIP确定与所述接线员相关联的多播流存在，那么所述VoIP单元经配置以使用与所述接线员相关联的所述多播流作为来自所述接线员的发送音频及在第二多播通道上传输其发送音频；且
如果所述第二VoIP单元确定与所述接线员相关联的多播流不存在，那么所述VoIP单元经配置以启动到所述接线员的呼叫。
9.一种自动加入操作作为IP网络中的端点的多个因特网协议语音VoIP单元当中的合用线路通信的方法，其包括：
用会话启动协议SIP服务器在IP网络中注册多个VoIP单元以支持点到点及其当中的多播通信；
第一VoIP单元启动到从所述多个VoIP单元当中选择的第二VoIP单元的呼叫，所述第一VoIP单元将包括所述第一VoIP单元发送到所述第二VoIP单元的音频及所述第二VoIP单元发送到所述第一VoIP单元的音频的两个音频流混合在一起及将所述两个经混合音频流作为第一多播通信上的多播流重新传输到所述多个所述VoIP单元；
来自所述多个所述VoIP单元当中的第三VoIP单元确定在启动到所述第二VoIP单元的呼叫之前与所述第二VoIP单元相关联的多播流是否存在；
如果所述第三VoIP单元确定与所述第二VoIP单元相关联的多播流存在，那么所述第三VoIP单元使用与所述第二VoIP单元相关联的所述第一多播通道作为从所述第二VoIP单元发送的音频及在第二多播通道上传输所述第三VoIP单元的发送音频；
所述第一VoIP单元将所述第三VoIP单元从所述第二多播通道发送的音频混合成广播到所述其它VoIP单元的所述第一VoIP单元的多播流。
10.根据权利要求9所述的自动加入多个VoIP单元当中的合用线路通信的方法，其中所述第二VoIP单元是接线员站，且所述第一VoIP单元及所述第三VoIP单元经由所述第一VoIP单元的多播流各自将其发送音频发送到所述接线员站。
11.根据权利要求9所述的自动加入多个VoIP单元当中的合用线路通信的方法，其中如果所述第三VoIP单元确定与所述第二VoIP单元相关联的多播流不存在，那么所述第三VoIP单元经配置以启动到所述接线员的呼叫。
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