CN1208297A - 电话线动态分配装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种电话线动态分配装置和方法,由输入单元2与电话中继线连接用于提供多对可给出忙音信号的直通连接链路,由输出单元3提供多对标准的模拟电话线用于连接FAX、modem等主端设备,由交换单元1提供输入单元2和输出单元3之间的无阻塞交换及其输入、输出的控制。实施本发明的装置和方法,可自动识别线路上各种类型的信号,提供一组电话中继线与多种类型的主端设备之间的自适应接口,并可根据信号类型自动接通与相应主端设备的信号通路。

Description

电话线动态分配装置和方法

本发明涉及通信及交换技术，具体涉及一种电话线动态分配装置和方法、话线与终端设备之间的接口技术等。

现有金融电子设备尤其是证券业交易方面，已有多种适合不同环境和要求的交易手段，例如，自助委托、电话委托、可视电话委托、远程终端交易如图文可视委托系统、钱龙远程终端系统、INTERNET网上交易系统、传真服务系统、点对点通信系统、点对多通信系统等，而客户与券商之间的通信大多利用电话线实现。为向客户提供多种形式的交易手段，一个券商往往在拥有有几十条中继线的基础上，采用静态分配线路的方法，即为每套系统单独申请一组电话线，分别提供不同种类的服务。券商所申请的话线，一般分中继线和普通话线两类，中继线价格高但用户使用方便，一般电话线价格虽较低但用户必须记许多号码，使用不方便且利用率低。

本发明的目的在于提供一种电话线动态分配装置，这种装置可以接在多条中继线与多种类型的终端设备之间，实现电话线路的动态分配和线路资源的充分有效的利用，从而克服现有技术的缺点，降低终端服务提供者的线路费用，并提供用户灵活方便的通信服务。利用本发明提供的装置，不用对现有通信服务系统(如证券交易电话委托系统和其他系统)作任何修改，各类远程通讯系统就能共享一个中继号码，不但用户使用方便，只需记一个号码，而且券商电话委托中继线利用率也大大提高。

本发明的另一目的在于提供一种电话线动态分配方法，利用这种方法可以不加区分地将多条中继线与多种类型的终端设备连接起来，自动实现电话中继线路的动态识别和分配，从而大大提高线路资源的有效利用率，进而提供用户灵活方便的通信服务。

本发明的的一个目的是这样实现的：构造一种电话线动态分配装置，包括用于提供无阻塞交换的交换单元1、通过自定义总线与所述交换单元1连接的多个输入单元2以及通过自定义总线与所述交换单元1连接多个输出单元3，所述输入单元2与电话中继线连接用于提供多对可给出忙音信号的直通连接链路，所述输出单元3可提供多对标准的模拟电话线用于连接FAX、modem等设备，

所述交换单元1包括连接在所述输入单元2与所述输出单元3之间的交换矩阵12以及与自定义总线相接并连接及控制所述交换矩阵单元12的主CPU单元11，

所述输入单元2包括输入端分别与中继线连接双音频信号侦听单元22和单路交换单元23，与所述双音频信号侦听单元22及所述单路交换单元23连接的检测CPU单元21以及和所述单路交换单元23连接的用户接口电路单元24，所述检测CPU单元21通过自定义总线与所述输出单元3以及所述交换单元1连接，

所述输出单元3包括连接在所述交换单元1与所述主端设备之间的用户接口电路单元32以及与自定义总线相接并连接和控制所述用户接口电路单元32的输出控制CPU单元31。

按照本发明提供的电话线动态分配装置，其特征在于，所述交换单元1中的交换矩阵12由型号为MT8816的交换矩阵开关IC构成。

按照本发明提供的电话线动态分配装置，其特征在于，所述输入单元2中的所述单路交换单元23包括由继电器构成的预切换单元231和模拟摘挂机单元232，所述输入单元2中的所述双音频信号侦听单元22由DTMF检测电路构成。

按照本发明提供的电话线动态分配装置，其特征在于，所述输出单元3中的所述用户接口电路单元32由MT88500构成。

本发明的目的也可以这样实现，构造一种电话线动态分配装置，

本发明的另一目的是这样实现的，构造一种电话线动态分配方法，包括以下步骤：

判断线路是否空闲；

在线路处于非空闲时判断呼叫的类型；

当呼叫类型为非电话用户呼叫时判断远程数字用户呼叫的类型；

当已知非电话用户呼叫类型时，查找有无该类型呼叫所需的空闲的主端设备，如有空闲设备，查找有无空闲的交换路由，找到空闲路由时，通过该路由向所述主端设备发连接请求，当主端设备响应时，可为用户提供数字服务业务。

本发明的另一目的也可以这样实现，构造一种电话线动态分配方法，包括以下步骤：

在空闲状态下判断线路是否空闲，

在收到新的呼叫即线路为非空闲状态时对呼叫类型进行判断，

如判断呼叫类型为非电话用户呼叫时对PC用户呼叫的类型进行分析及处理，

如判断呼叫为电话用户时恢复为空闲状态。

按照本发明提供的电话线动态分配方法，其特征在于，所述对PC用户呼叫的类型进行分析及处理的步骤包括：

查找有无该类型呼叫所需的空闲的主端设备，

如没有空闲的主端设备，则回到所述空闲状态，

如有空闲的主端设备即收到主端设备的响应时查找有无空闲的交换路由，找到空闲路由时，通过该路由向所述主端设备发振铃信号，并判断主端设备是否响应，如无响应即转接失败，则回到所述空闲状态，

在向主端设备发振铃信号后如没有收到主端设备的响应，则恢复到所述空闲状态，如收到主端设备响应，建立用户设备与主端设备的物理连接链路，进行用户调制解调器与主端调制解调器的应答过程，由用户PC与主端服务器进行数据交换直到用户PC与主端服务器之间的通信结束，

进行挂机信号识别、拆除转接链路并回到所述空闲状态。

实施本发明提供的电话线动态分配装置和方法，为一组电话中继线与多种类型的主端设备之间提供了可自动识别线路上各种类型的信号并可根据信号类型自动接通与相应主端设备的信号通路的智能接口，从而提供满足不同环境和不同要求的远程通信服务，如多种交易手段，包括自助委托、电话委托、可视电话委托、远程终端交易如图文可视委托系统、钱龙远程终端系统、INTERNET网上交易系统、传真服务系统、点对点通信系统、点对多通信系统等，充分实现了对电话线路的资源共享，克服了传统的电话线资源静态分配存在的资源利用率较低的缺点。

结合附图和实施例，进一步说明本发明的特点和优点，附图中：

图1是体现本发明的电话线动态分配方法的状态关系的示意图；

图2是本发明的电话线动态分配方法的实施例的工作流程示意图；

图3是一个使用本发明的电话线动态分配装置的一个系统的结构示意图；

图4是本发明的电话线动态分配装置的结构框图示意图；

图5是说明本发明装置中的输入单元结构的示意框图；

图6是说明本发明装置中的输出单元结构的示意框图；

图7是说明本发明装置中的交换单元结构的示意框图；

图8是在本发明装置一个实例中输入单元卡的连接示意图；

图9是在本发明装置一个实例中输出单元卡的连接示意图。

如图1所示，在本发明的电话线动态分配方法实现过程中，其状态关系变化是这样的。在空闲状态101(第一状态)，如有呼叫到达，则进到呼叫类型判别状态102(第二状态)；在呼叫类型判别状态102(第二状态)时，如判断呼叫类型为电话用户呼叫，则返回第一状态101；如判断为PC用户呼叫则进到转接路由处理及向主端呼叫状态103(第三状态)；在此第三状态103下，如向主端呼叫后没有收到主端响应即转接失败，则进到第一状态101，如收到主端响应，则进到建立转接链路状态104(第四状态)；在第四状态104如处于正常通讯中，则状态保持不变，如通信结束，链路撤除而挂机，则状态转为第一状态101即空闲状态。

本发明的方法的实现过程如图2所示。在框201空闲状态下判断线路是否空闲，在框202收到新的呼叫(即线路为非空闲状态)时进到框203，在框203对呼叫类型进行判断，如判断呼叫类型为非电话用户呼叫时进到框204，如判断呼叫为电话用户时进到框201。在框204中，对PC用户呼叫的类型进行分析，并进到框205，在框205中，查找有无该类型呼叫所需的空闲的主端设备，如有空闲设备即收到主端设备的响应时进到框206，如没有收到主端设备的响应，则进到框201。在框206查找有无空闲的交换路由，找到空闲路由时，在框207中通过该路由向所述主端设备发振铃信号，并在框208中判断主端设备是否响应，如无响应即转接失败，则进到框201。如收到主端设备响应，则在框209中，建立用户设备与主端设备的物理连接链路，以及在框210中，进行用户调制解调器与主端调制解调器的应答过程，在下一框211中，用户PC与主端服务器进行数据交换，在框212中，判断用户PC与主端服务器之间的通信是否结束，如未结束，重新进到框211，如通信已结束，则进到框213进行挂机信号识别，再在框214中，拆除转接链路，在完成转接成功(框215)后，重新回到框201。

在如图3示出本发明的电话线动态分配装置中，包括1-8块输入单元卡2、1-4个输出单元卡3和连接在输入单元卡2与输出单元3卡之间的交换单元1，其中每个输入单元卡2可接8对模拟电话中继线，因此，8块输入单元卡最多可接64线，每个输入单元卡2可提供8对可给出忙音信号的直通连接链路，8块输入单元卡3可有64条直通链路。类似，每个输出单元卡3可提供8对标准的模拟电话线，用于连接FAX、modem等设备，它们均通过自定义总线与交换单元相连，交换单元可最大提供64×32节点的无阻塞交换，因此本发明的装置可插接8块输入单元板2和4块输出单元板3，实现64路电话中继的接入，给出64路直通连接，并将64路输入中的任意32路转接至输出端。图3中，示出不同类型的终端设备分别有n1、n2、n3和n4个终端，此处要满足n1+n2+n3+n4≤32。下面分别对其组成结构及其工作原理详细说明如下：1)输入单元板

如图4和图5所示，在本发明装置中的输入单元2包括输入端分别与中继线连接双音频信号侦听单元22和由输入预切换单元231和模拟摘机单元232组成的单路交换单元23，还包括与双音频信号侦听(DTMF检测)单元22及单路交换单元23连接的检测CPU单元21以及和单路交换单元23连接的用户接口电路单元24，该检测CPU单元21通过自定义总线与输出单元3以及交换单元1连接。

输入单元板2(下称输入板)的作用在于：1)对话路进行预切换：当呼叫为电话用户时，由输入板2上的输入预切换单元231即继电器提供直通连接；当呼叫为数字用户时，输入板2上的继电器动作，同时输入板继电器231动作，断开原直通连接，向原连接发忙音信号，输入指向交换单元1中的交换矩阵；2)对话路进行监听：当话路上出现有效的DTMF信号组合(该组合是预先确定的)时，由双音频信号侦听单元22即DTMF信号音识别集成电路MT8870将该信号检出，由输入板2上的检测CPU21处理；3)提供用户线接口：话路信号无法直接进入交换单元1中的交换矩阵，须经用户线接口集成电路32(MT88500)变换。所有输入卡2的功能受输入板CPU21的控制，如读取DTMF数据、继电器231的动作、同交换板1上的主CPU11交换数据等。

其工作过程是：由监测CPU单元21对所有空闲输入端口(理解为该输入端口未被切换至输出端口，为一直通连接，或者该端口尚无呼叫到达)进行定期检测。若检测到有效的DTMF序列(如*A、*B、*C、*D或其他预定义的DTMF组合)，则表明该端口呼叫要求进行相应转接，输入板CPU21将该消息发往交换板CPU；若交换板1上CPU11认为可转接(有空闲输出端口且输出端口所连接设备已响应)，将向输入CPU21回发连接命令；输入CPU21将原直通连接断开，并向原连接设备发忙音信号，同时将中继线上的信号经用户线接口电路发往交换单元板2上的交换网络，建立新的连接。当连接结束时，交换板2上的主CPU11将向输入板上检测CPU21发连接拆除命令，输入板2上的CPU21则断开电话中继线与输入板上用户线接口电路的连接，而恢复直通链路。当远程用户通过中继线要求进入证券交易系统时，首先经输入卡上预切换电路231(由继电器构成)，进入原电话委托系统。若用户为数字终端，则在线路接通，即语音卡响应后，再拨发特殊DTMF号码组合，如*A、*B等。在输入卡上，由于有DTMF检测电路(由MT8870构成)，对话路信号进行侦听，并由输入卡CPU21对所给出的DTMF数据进行判读，这样，当检测出话路上出现特殊DTMF号码组合时，卡上CPU进行一系列动作：a)通过串行总线，向交换单元1中的主CPU单元11发连接请求，包括输入端口信息、连接类型信息等；b)当所述主CPU单元11回发连接确认时，输入卡1中的检测CPU21控制预切换电路231倒向预转接线，同时由模拟摘挂机单元32给出模拟摘机信号，保持话路连接。预转接线进入用户线接口电路单元24(由MT88500构成)，将话路信号转换为单端双向模拟信号，送往交换板1。

在用户与主端通讯期间，本系统不对信号作任何处理。当通讯结束时，主CPU11将向输入卡CPU21发连接拆除命令，则输入卡CPU21模拟挂机，并使得预切换电路释放，仍将中继线与语音卡接通。实际设计中，输入卡CPU21可同时对8路中继进行处理。

2)输出单元板

如图4和图6所示，输出单元板3(下称输出板)包括连接在交换单元1与主端设备(如FAX/调制解调器)之间的用户按口电路单元32(MT88500)以及与自定义串行总线相接并连接和控制所述用户接口电路单元32的输出控制CPU单元31。输出板3的主要作用在于提供与数字终端设备的话路接口：经交换矩阵的信号无法同主端设备直接连接，如modem/FAX等均为电话接口，为此，输出卡3由用户接口电路32即芯片MT88500提供标准的话路接口；同时输出卡3还用来设置输出连接的类型，用于满足多种设备接入的要求。所有输出卡3的功能受输出CPU31的控制，如是否向主端设备振铃、主端设备摘/挂机情况、设备类型设置情况等。

输出板3的工作原理为：对所有被占用的输出端口，输出板CPU31进行定期检测，发现有挂机信号，则向交换板1的主CPU11发连接拆除请求；同时，等待交换CPU11发来的连接命令。当收到连接命令时，输出CPU31向相应的空闲输出端口给振铃信号，并检测设备是否摘机；若摘机，向交换CPU11发‘连接建立成功’，否则发‘设备无响应’。

参考图6，输出卡3主要用来连接数字终端设备，如FAX、modem等。当主CPU11发来连接命令时，输出卡3的CPU31通过图中a线控制卡上用户线接口电路32(由MT88500构成)向终端设备发振铃，同时由b线禁止强振铃信号进入交换板1，以避免通道间的干扰。输出卡CPU通过判读a线以了解终端设备是否响应，即是否摘机。若多次振铃后设备仍然无应答，则向主CPU11回发‘无应答’标志，以表明连接失败；若设备摘机，则向主CPU11回发‘连接成功’标志，主CPU11可进行进一步操作。

在通讯进行期间，输出卡3的CPU31不断判读a线。当通讯结束时，主端设备首先挂机，则a线信号发生变化，输出卡3上的输出CPU31向主CPU11发‘连接拆除’请求，并等待另一次连接。实际设计中，输出卡3上的输出CPU31同时对8路连接进行处理。

(3)交换单元板

如图4和图6所示，本发明装置中的交换单元1包括连接在输入单元2与输出单元3之间的交换矩阵12以及与自定义总线相接并连接及控制交换矩阵单元12的主CPU单元11。交换单元板1(下称交换板)的主要作用在于提供与输入板2和输出板3的连接，这可出插输入板2的输入槽13、插输出板3的输出槽14构成；还具有提供话路信号音生成、给出各种标准的话路信号，如振铃信号、忙音信号等；实现话路信号交换，这由交换矩阵提供，主要集成电路为MT8816，构成一可伸缩的交叉连接矩阵，用于连接不同输入、输出端信号。主CPU用于控制交换矩阵的连接与断开，并协调输入、输出CPU的工作。

交换板由输入槽13、输出槽14、主CPU单元11和交换矩阵12等构成。其中输入槽13、输出槽14物理上为标准的ISA结构，提供与输入卡2和输出卡3的连接；主CPU11用于控制交换矩阵12，并协调输入CPU21、输出CPU31的工作；话路信号音生成给出各种标准的话路信号，如振铃信号、忙音信号等；交换矩阵12提供一可伸缩的交差连接矩阵，用于连接不同输入、输出端。

交换矩阵12为一可伸缩的空分交换矩阵，具体由矩阵开关IC MT8816构成。根据不同要求，在交换板1上插入不同数量的ICs，通过CPU的识别，即可构成不同容量的系统。该板上的CPU11称为主CPU，是本系统功能实现的核心。它一方面用来协调输入、输出CPU的工作，另一方面用来控制空分交换矩阵的接通与否。其工作原理为：交换板1上的主CPU11通过RS-485串行总线不断向输入CPU21、输出CPU31发查询命令，若输入板2、输出板3均保持原状态，则回发IDLE；否则进入连接、拆连过程。

a.建立连接：若输入板2发来连接请求，交换CPU11检查输出端口状态，寻找与输入请求同类型的空闲输出端口。若未找到，则不响应输入请求；若找到，则向所找到的空闲输出端口发连接命令，并在若干个查询周期后检测外部设备是否已响应(摘机)；若已响应，则在交换网络中建立相应的物理连接，并向原请求连接的输入端口发连接命令；若无响应，则不响应输入请求。

b.拆除连接：若输出板3发来拆除连接请求，交换板1上的主CPU11立即切断相应的交换网络节点，并向相应的输入端口发连接拆除命令。(4)电源单元板

电源板的主要作用在于提供交换板与输入、输出卡所需的各种电压，并满足设备满负荷运转时的最大电流要求。由于涉及主端设备话路馈电，-24V或-48V是必须的，CPU及其他数字电路须+5V供电，此外用户线接口电路的馈电亦较复杂，如+7V、-8V等，考虑到减少干扰等因素，本发明的装置采用了线性模拟电源。五、实例及安装使用：

本发明的装置的一个实例采用模块化结构，在一块交换板1上可根据不同的要求插接不同数量的输入板(卡)2、输出板(卡)3，提供不同规模的话路交换。如图8所示，输入卡2对外连接为一37针(孔)连接器25，通过16芯扁平线26接到25针公头27，用于连接语音卡，另有25针母头28，用于连接接8口电话接线盒即与电话中继线相接。用户需将随机所配的转换头插上，再按上图标示分别接入中继线和电话语音卡。其中，图中接中继线的端口可与原接语言卡的插头直接连接，接语言卡的端口可使用随机所配的25芯电缆与语言卡相连。

如图9所示，输出卡3对外连接为一25针(孔)连接器，用户可将随机所配的8线RJ11转换头插上，插线盒上所示的号数即为该卡输出话线的号数。根据输出卡所插位置的不同、输出类型设置的不同，各类连接的实际线号参见实例。在输出卡上设有4个跳线子J0-J3(见输出卡上)，用于设置该卡端口的输出类型。设跳线子插上为ON，不插为OFF。

若J0---OFF   该卡8个端口为类型A、B；

若J0---ON    该卡8个端口为类型C、D。

另设对应类型A的拨号为*A，类型B为*B，类型C为*C，类型D为*D。

跳线规律列表说明如下：

跳线编号	J3	J2	J1	类型A(C)	类型B(D)
						1	Off	Off	Off	8	0
2	Off	Off	On	7	1
						3	Off	On	Off	6	2
4	Off	On	On	5	3
						5	On	Off	Off	4	4
6	On	Off	On	3	5
						7	On	On	Off	2	6
8	On	On	On	0	8

使用实例1：如果要求输出卡有3线接可视电话的主端，有5线接远程钱龙的主端，则跳线应为：J0为off、J3为on、J2为off、J1为on，即按表中跳线编号6，接线盒的1、2、3口为*A、4--8口为*B。设原电话委托号码为3813888，则可视电话的用户拨号为3813888，*A；远程钱龙的用户拨号为3813888，*B。使用实例2：如果将实例1的J0置于on，则*A改为*C、*B该为*D，相应拨号为3813888，*B和3813888，*D。使用实例3：如果只有可视电话委托的主端，则按表中跳线编号1或8设置，相应拨号为3813888，*A和3813888，*B(J0置于off)。使用实例4：如果要求有3种以上的输出类型，则应插入至少两块输出卡，每块卡的设置仍如上表。

本系统安装十分简单，例如对于证券交易系统，只需将券商已有的电话委托系统的接到语音卡上的外线，改接到本发明装置的输入卡的外线接口上，再将输入卡上的语音卡接口线接至电话委托的语音卡上；将输出卡的外接线根据硬件跳线的设置接至对应的各类远程通讯系统上。电话委托用户直接拨已有的电话委托号码，不会有任何影响；远程通讯系统用MODEM拨号时，在电话委托号码的后面加拨DTMF识别码，例如电话委托号码为1234567，识别码为#A，拨号时就拨ATDT1234567，#A‘，’号表示暂停1-3秒，即可建立同主端数字服务设备的连接。

Claims (7)

1、一种电话线动态分配装置，其特征在于包括用于提供无阻塞交换的交换单元1、通过自定义总线与所述交换单元1连接的多个输入单元2以及通过自定义总线与所述交换单元1连接多个输出单元3，所述输入单元2与电话中继线连接用于提供多对可给出忙音信号的直通连接链路，所述输出单元3可提供多对标准的模拟电话线用于连接FAX、modem等主端设备，

所述交换单元1包括连接在所述输入单元2与所述输出单元3之间的交换矩阵12以及与自定义总线相接并连接及控制所述交换矩阵单元12的主CPU单元11，

所述输入单元2包括输入端分别与中继线连接双音频信号侦听单元22和单路交换单元23，与所述双音频信号侦听单元22及所述单路交换单元23连接的检测CPU单元21以及和所述单路交换单元23连接的用户接口电路单元24，所述检测CPU单元21通过自定义总线与所述输出单元3以及所述交换单元1连接，

所述输出单元3包括连接在所述交换单元1与所述主端设备之间的用户接口电路单元32以及与自定义总线相接并连接和控制所述用户接口电路单元32的输出控制CPU单元31。

2、根据权利要求1所述的电话线动态分配装置，其特征在于，所述交换单元1中的交换矩阵12由型号为MT8816的交换矩阵开关IC构成。

3、根据权利要求1所述的电话线动态分配装置，其特征在于，所述输入单元2中的所述单路交换单元23包括由继电器构成的预切换单元231和模拟摘挂机单元232，所述输入单元2中的所述双音频信号侦听单元22由DTMF检测电路构成。

4、根据权利要求1所述的电话线动态分配装置，其特征在于，所述输出单元3中的所述用户接口电路单元32由MT88500构成。

5、一种电话线动态分配装置，其特征在于包括以下步骤：

判断线路是否空闲；

在线路处于非空闲时判断呼叫的类型；

当呼叫类型为非电话用户呼叫时判断远程数字用户呼叫的类型；

当已知非电话用户呼叫类型时，查找有无该类型呼叫所需的空闲的主端设备，如有空闲设备，查找有无空闲的交换路由，找到空闲路由时，通过该路由向所述主端设备发连接请求，当主端设备响应时，可为用户提供数字服务业务。

6、一种电话线动态分配方法，其特征在于包括以下步骤：

在空闲状态下判断线路是否空闲，

在收到新的呼叫即线路为非空闲状态时对呼叫类型进行判断，

如判断呼叫类型为非电话用户呼叫时对PC用户呼叫的类型进行分析及处理，

如判断呼叫为电话用户时恢复为空闲状态。

7、根据权利要求6所述的电话线动态分配方法，其特征在于，所述对PC用户呼叫的类型进行分析及处理的步骤包括：

查找有无该类型呼叫所需的空闲的主端设备，

如没有空闲的主端设备，则回到所述空闲状态，

如有空闲的主端设备即收到主端设备的响应时查找有无空闲的交换路由，找到空闲路由时，通过该路由向所述主端设备发振铃信号，并判断主端设备是否响应，如无响应即转接失败，则回到所述空闲状态，

在向主端设备发振铃信号后如没有收到主端设备的响应，则恢复到所述空闲状态，如收到主端设备响应，建立用户设备与主端设备的物理连接链路，进行用户调制解调器与主端调制解调器的应答过程，由用户PC与主端服务器进行数据交换直到用户PC与主端服务器之间的通信结束，以及

进行挂机信号识别、拆除转接链路并回到所述空闲状态的步骤。

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