CN208174713U - 一种多功能通信一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的多功能通信一体机用于解决将不同频率、制式、种类的无线通信终端连接在同一个语音平台上的技术问题，其结构包括：数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块、信号音处理模块、CPU管理模块、时钟模块、复位模块、FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块、用户状态监控接口模块、网络管理模块和主从互备份模块。本实用新型集成通信接入/传输和通信交换/调度技术，采用数字信号处理技术和大规模集成电路技术，将不同频率、不同制式、不同种类的无线通信终端连接在同一语音平台上，达到全异无线通信系统的互联互通，还能连接固定电话网、蜂窝移动通信网、互联(IP)网、无线局域网等通信系统。

Description

一种多功能通信一体机

技术领域

本实用新型涉及通信传输技术领域，尤其是涉及一种多功能通信一体机。

背景技术

通信接入/传输主要是指光纤通信、无线通信等信息传输技术。通信交换/调度主要是指程控电话交换、程控调度、IP交换、音/视频调度等技术。现有技术中通信接入/传输和通信交换/调度隶属于两块技术领域，分别由不同的厂家来生产制作相应的产品以实现其功能。现有技术中还没有能够同时集成光纤通信传输、无线通信传输、程控电话交换、程控调度、IP网交换、以太网汇聚交换于一体的通信调度设备。而在应急通信车、野战通信、船舶通信、边远哨所通信、抢险救灾指挥等应用场合往往需要这样多功能、高技术集中的通信调度设备，以适应多样化现场的需要。即便市场上存在部分厂家(如系统集成商等)，通过整合的方案将这两种领域的技术融合在一起，由于同时涉及程控电话交换机、程控调度机、IP调度网关、光纤传输设备、通信接入设备等技术领域，致使融合后的设备往往体积过于庞大，操作复杂，不适合于野战背负和移动装车。此外，现有技术中在研发实现如此多功能的通信调度设备时，还需克服的技术问题包括但不限于：接口协议不统一、多个操作界面、故障点多，致使性能相对完美的多功能移动通信产品至今未能实现，上述技术问题亟待解决。

此外，现有技术中的调度机大多是独立的无线集群调度和有线调度系统。它们是独立的系统，不能同时支持无线电接入、光通信接入、以太网接入和E1接入。现有技术中的IP调度系统所采用的网关接口通常比较单一，如GSM/CDMA(GOIP)网关、无线集群网关(ROIP) 等单一种类的网关接口。在应用过程中，经常需要通过多台设备级联的方式实现网关的转换。现有技术中的IP通信调度系统主要是语音调度。由于传输带宽的限制，未能实现高清视频调度。

因此，提供一种多功能通信一体机，集成通信接入/传输和通信交换/调度两种领域的技术，将不同频率、不同制式、不同种类的无线通信终端连接在同一个语音平台上，达到全异的无线通信系统的互联互通，并可连接固定电话网、蜂窝移动通信网、互联(IP)网、无线局域网以及集群移动通信系统、卫星通信系统，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能通信一体机，用于解决将不同频率、不同制式、不同种类的无线通信终端连接在同一个语音平台上的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种多功能通信一体机，包括：数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块、信号音处理模块、CPU管理模块、时钟模块、复位模块、FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块、用户状态监控接口模块、网络管理模块和主从互备份模块；所述数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块通过信号依次串联连接；所述数字信令处理模块通过所述CPU 管理模块分别与所述FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述时钟模块、复位模块信号连接；所述业务交叉连接模块与所述信号音处理模块；所述FXO 中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块均与所述用户状态监控接口模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述网络管理模块和主从互备份模块信号连接。

优选地，所述数字信令处理模块设置有光纤复用芯片；所述光纤复用芯片包括：光接口模块、传输信息处理模块和接入信息处理模块；所述传输信息处理模块分别与所述光接口模块及接入信息处理模块信号连接。

优选地，所述传输信息处理模块包括：ALT_GX模块、保护倒换控制模块、SCRAMBLER模块和DESCRAMBLER模块；所述接入信息处理模块包括：GMII2OPT模块、MII2OPT模块和E12OPT模块；所述ALT_GX模块分别与所述光接口模块、SCRAMBLER模块和 DESCRAMBLER模块信号连接；所述SCRAMBLER模块与所述保护倒换控制模块信号连接。

优选地，还包括背板总线，所述背板总线包括：用来接入E1业务的E1总线、用来接入64K类业务的STBUS总线，和用来接入以太网业务及软交换业务的IP总线；其中，所述E1总线、STBUS总线及IP总线均分别连接在中央控制单元与IP网关之间，及中央控制单元与用户盘之间。

本实用新型中所述多功能通信一体机集成了通信接入/传输和通信交换/调度两种领域的技术，采用先进的数字信号处理技术和大规模集成电路技术，可以将不同频率、不同制式、不同种类的无线通信终端连接在同一个语音平台上，达到全异的无线通信系统的互联互通，也可连接固定电话网、蜂窝移动通信网、互联(IP)网、无线局域网以及集群移动通信系统、卫星通信系统等。所述多功能通信一体机还是一套适合群指挥的语音调度系统，包括专向指挥、分组指挥、越级指挥和会议指挥功能，也可以扩展多种电话交换机的数字信令标准，具有多种窄带、宽带的语音数据接口能力，并可预装专用的调度和管理软件。

与市场现有产品相比，本专利具有以下优势：

1、集成光通信、无线通信、电话交换、IP交换、指挥调度等多种功能。

2、应用模式可以通过硬件开关或网关软件切换，方便快捷。

3、宽带传输组网方式灵活，光纤点对点、链网、环网。

4、一体化设计使得设备体积小、功耗小、故障点少、稳定度高、操作简便。

5、主体体积小，可安装于便携机箱、机架机箱、野战机箱。

附图说明

图1为本实用新型中多功能通信一体机的结构示意图；

图2为本实用新型中多功能通信一体机的背板总线结构图；

图3为本实用新型中多功能通信一体机的信息流程图；

图4为本实用新型多功能通信一体机中光纤复用芯片的结构示意图；

图5为本实用新型多功能通信一体机其中一种综合应用方式下的连接结构示意图。

具体实施例

下面详细描述本实用新型的实施例，由于下述实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，进而不能理解为对本实用新型的限制。

图1所示，本实用新型提供一种多功能通信一体机，包括：数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块、信号音处理模块、CPU管理模块、时钟模块、复位模块、FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块、用户状态监控接口模块、网络管理模块和主从互备份模块；所述数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块通过信号依次串联连接；所述数字信令处理模块通过所述CPU管理模块分别与所述FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述时钟模块、复位模块信号连接；所述业务交叉连接模块与所述信号音处理模块；所述FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块均与所述用户状态监控接口模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述网络管理模块和主从互备份模块信号连接。

系统各个模块详细解释如下：

1、数字信令处理模块

接收/发送来自E1接口的一号数字信令、七号数字信令、PRI数字信令，或者来自SIP协议软交换的数字信令，并配置与交换机要求的接口信息。

2、动态电话业务管理模块

将数字信令解出的电话信息进行数字编码转换、和并将解出的音频信息和信令按PCM30语音信令编码排列。

3、业务交叉连接模块

交叉容量为512*512；进行64K颗粒业务交叉；在相应的实习内插入/检出各种电话信号音、将DTMF信号输入/输出到检测模块。

4、用户接口管理模块

实现E1数据流的G.704成帧与解帧功能；并转换为STBUS总线；包含2.048M时钟信号，帧同步信令，上行数据、信令信号和下行数据、信令信号；

5、信号音处理模块(检测，发送)

产生各种程控交换机信号音、检测各种程控电话交换机信号音、检测/产生各种FSK/DTMF信号音。

6、FXO中继检号

接受来自FXO中继线的二次拨号音、检测中继线的挂断音、忙音、超时告警音等。向程控交换机CPU串口收发线路状态。

7、FXS收号

接受来自FXS用户线的二次拨号音、检测用户线的DTMF拨号音等。向程控交换机CPU串口收发线路状态。

8、EM电信信令管理

管理EM盘的信令状态、根据EM接口类型不同，重新定义接口的开关极性。向程控交换机CPU串口收发EM接口音频增益。

9、用户状态监控接口

监测用户插盘状态，并上报每路的端口使用状态，调整音频增益。

10、网络管理模块

向网管上位机发送/接收各种设备管理信息，包括设备名称、告警信息、配置信息、状态信息等。

11、主从互备份

实现本盘工作状态监测，依据本盘工作状态和临盘的工作状态，产生主从指示信号，主从指示信号的状态传递；配置数据的相互交换。

12、CPU模块

实现和PC机服务器的通信，并对本系统进行配置管理，查询管理，故障管理功能。

13、复位模块：给整个系统提供上电复位信号及CPU软复位信号；

14、时钟模块：给整个系统提供各集成电路需要的时钟定时信号；

本实用新型所述多功能通信一体机利用巧妙的电路处理技术，在板卡接口、业务接口和背板布线方面都实现TDM和IP双核心，即保证了业务的综合处理，又保证了系统的稳定性。通过中央控制单元可实现业务的灵活配置和控制。

图2所示，上述多功能通信一体机的背板总线结构图，TDM和 IP一体化的背板总线，实现宽带IP和窄带TDM的业务汇聚和交换功能(以太网汇聚交换、电话交换、窄带数据汇聚等)；如图3所示，上述多功能通信一体机的信息流程图；其中，E1总线：用来接入E1 类业务；STBUS总线：用来接入64K类业务，比如电话业务， RS232/RS485数据业务、EM24音频业务；IP总线：用来接入以太网业务，软交换业务；PCM复用、宽窄带光端机、电话交换机、指挥调度机和IP接入网关等多种应用模式灵活切换。支持超高带宽的 2.5G光纤传输，支持点对点、链形和环形组网拓扑。提供4路155M 光纤实现远端数据的接入，可与远端设备组成点对点、链形和环形拓扑。控制设备切换的网管软件、管理语音、视频的调度台软件以及集成的GIS地理信息系统。

实施例1：

本实用新型上述多功能一体机具有集成度高、综合多种核心技术以及应用灵活等特点，其能支持的工作模式有：

多方会议模式：与普通电话机对讲采用多方会议的模式，即对应每一个VHF(甚高频)无线电配置1个会议号，所有守听该电台的电话可以拨号进入该会议室，在会议室内，任何一方(包括电台和电话)的语音都会被发送到其他电话，也能发送到VHF电台。VHF的连续发射时间限制在2分钟之内。由于会议室容量有限，可以自由对讲的电话终端数量有限。但此时还可以增加一些只接听的终端。

普通电话对讲模式：此种模式加入某个VHF对讲的电话数量不受限制，电话拨入VHF的接入号码后即可守听该电台的语音，当要与电台讲话时，需要按话机上的flash键、或拍插簧可以获得20秒的讲话权(系统默认20秒，也可有系统设置)，为防止多人争抢，获得讲话权的话机上有讲话提示音。

PTT(Press To Talk)终端对讲模式：这种模式下终端平常都处于对电台的守听状态，当需要发言时按下PTT键(普通电话机需要增加PTT适配器，我公司提供带PTT功能切换的电话机)，讲话时间由终端决定。

广播模式：VHF电台的声音单向广播到各个加入守听的电话中，终端只接听VHF的声音，这种模式不限制收听每个VHF语音的电话数量。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，所述多功能一体机还进一步支持如下多种无线通道接入控制模式：

PTT控制模式：有PTT功能的音频接口在与无线电台、集群接口时，优先使用PTT控制模式。

DSP音量控制模式：有些音频终端无PTT功能(如会议话筒)，就需要动态监测声音大小，通过声音大小来控制无线接口的接受和发送。

双音频话机键盘控制模式：电话机和手机可以通过双音多频 (DTMF)键盘向调度机发出控制无线接口的接受和发送命令。

此外，上述多功能一体机还进一步适用于如下多种机箱结构中，包括：

核心板卡和部件可安装于便携式机箱结构中；

核心板卡和部件可安装于机箱结构中，该机箱可安装于标准机架中；

核心板卡和部件可安装于军工级的野战机箱结构中，可防水、防尘、防震；

可根据用户需要定制机箱。

需要说明的是，本实用新型上述多功能一体机是集光纤通信技术、无线通信技术、以太网交换技术、TDM交换技术、调度控制融合GIS 地理信息技术等，在以下几个技术要点存在如下替代方案。

1、光纤通信技术领域。光线路速率可设于155M、622M、2.5G、 5G和10G等不同速率。本技术专利需要保护的是光纤线路编码方式、链网/环网业务带宽分配和保护工作方式、窄带时隙分配模式等。

2、以太网交换技术领域。多功能一体机以太网业务包括通信数据业务、视频和图像业务。配套调度软件支持对视频和图像信号的调度处理，支持SIP等信令处理，是一套综合解决方案。替代方案可以是以太网交换模块、视频和图像处理模块、SIP等信令处理模块、板卡或设备分别实现相应功能，通过外部连接实现功能的整合。

3、多功能一体机的配套有2.5G光速率和155M光速率的远/对端设备。多功能一体机可以与远/对端设备组成点对点、链形或环形拓扑。通过不同的光纤编码可以实现同样的功能，但是光纤线路编码方式不能与多功能一体机所采用的编码方式相同。

4、调度软件的业务流程、功能模块、GIS地理信息系统等功能描述其相应的软件著作权中体现。相关的替代方案不能照抄、临摹或参考软件著作权所描述内容。

因此，将上述替代技术手段应用在本实用新型中也应落入本实用新型的保护范围。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，所述数字信令处理模块设置有光纤复用芯片；所述光纤复用芯片包括：光接口模块、传输信息处理模块和接入信息处理模块；所述传输信息处理模块分别与所述光接口模块及接入信息处理模块信号连接。

进一步地，在本实施例的其中一个优选技术方案中，所述传输信息处理模块包括：ALT_GX模块、保护倒换控制模块、SCRAMBLER 模块和DESCRAMBLER模块；所述接入信息处理模块包括： GMII2OPT模块、MII2OPT模块和E12OPT模块；所述ALT_GX模块分别与所述光接口模块、SCRAMBLER模块和DESCRAMBLER 模块信号连接；所述SCRAMBLER模块与所述保护倒换控制模块信号连接。

图4所示，本实施例中上述光纤复用芯片的结构示意图，其中，本实用新型所述多功能一体机中光纤通信部分采用光纤线路编码技术，实现高带宽以太网数据、TDM数据通过光纤技术传输。在保证传输稳定性的前提下，最大限度的增加业务带宽。本实用新型通过上述光纤复用芯片实现2路物理隔离的千兆以太网(GE)、4路物理隔离的百兆以太网(FE)、16路E1通道、120路64K数据通道和网管数据通道在2路速率为2.5G的光口中传输。2个2.5G光口可实现光口保护倒换，保护倒换时间小于50ms。

本实用新型利用电路处理技术，在板卡接口、业务接口和背板布线方面都实现TDM和IP双核心，即保证了业务的综合处理，又保证了系统的稳定性。通过中央控制单元可实现业务的灵活配置和控制。

与现有技术相比本实用新型具备如下优点：

集成光通信、无线通信、电话交换、IP交换、指挥调度等多种功能。应用模式可以通过硬件开关或网关软件切换，方便快捷。宽带传输组网方式灵活，光纤点对点、链网、环网等。一体化设计使得设备体积小、功耗小、故障点少、稳定度高、操作简便等。主体体积小，可安装于便携机箱、机架机箱、野战机箱等。

综合应用实例：

图5所示，本实用新型所提供的多功能通信一体机其中一种综合应用方式下的连接结构示意图，可在如下业务模式下充分考虑多种业务进而实现综合应用。其中，

调度台通过IP访问多功能通信一体机，实现配置和调度功能；

多功能通信一体机可直接接入E&M电话、FXS电话、以太网数据；

多功能通信一体机可通过E1级联的方式，实现接入和处理能力的扩容；

多功能通信一体机FXO接口可接PABX设备，实现电话交换；

多功能通信一体机可通过IP连接远端的IP电话机和SIP服务器，实现IP电话交换。

设备中继接口支持：GSM/CDMA接口；WAN口支持电接口(RJ45) 或者光接口(FC)形式的IP电话的接入通道；普通电话中继接口；普通磁石接口或2100HZ磁石接口；卫星电话接口；中国1号信令、中国7号信令、PRI信令等；普通电话或有线对讲终端的接口。

上述各实施例仅是本实用新型的优选实施方式，在本技术领域内，凡是基于本实用新型技术方案上的变化和改进，不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (4)

1.一种多功能通信一体机，其特征在于，包括：数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块、信号音处理模块、CPU管理模块、时钟模块、复位模块、FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块、用户状态监控接口模块、网络管理模块和主从互备份模块；所述数字信令处理模块、动态电话业务管理模块、业务交叉连接模块、用户接口管理模块通过信号依次串联连接；所述数字信令处理模块通过所述CPU管理模块分别与所述FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述时钟模块、复位模块信号连接；所述业务交叉连接模块与所述信号音处理模块；所述FXO中继检号、FXS收号、EM电信信令管理模块均与所述用户状态监控接口模块信号连接；所述CPU管理模块分别与所述网络管理模块和主从互备份模块信号连接。

2.根据权利要求1所述的多功能通信一体机，其特征在于，所述数字信令处理模块设置有光纤复用芯片；所述光纤复用芯片包括：光接口模块、传输信息处理模块和接入信息处理模块；所述传输信息处理模块分别与所述光接口模块及接入信息处理模块信号连接。

3.根据权利要求2所述的多功能通信一体机，其特征在于，所述传输信息处理模块包括：ALT_GX模块、保护倒换控制模块、SCRAMBLER模块和DESCRAMBLER模块；所述接入信息处理模块包括：GMII2OPT模块、MII2OPT模块和E12OPT模块；所述ALT_GX模块分别与所述光接口模块、SCRAMBLER模块和DESCRAMBLER模块信号连接；所述SCRAMBLER模块与所述保护倒换控制模块信号连接。

4.根据权利要求1所述的多功能通信一体机，其特征在于，还包括背板总线，所述背板总线包括：用来接入E1业务的E1总线、用来接入64K类业务的STBUS总线，和用来接入以太网业务及软交换业务的IP总线；其中，所述E1总线、STBUS总线及IP总线均分别连接在中央控制单元与IP网关之间，及中央控制单元与用户盘之间。