ES1138009U

ES1138009U - Ip adapter-base station uic 751-3 (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES1138009U
Application number: ES201500154U
Authority: ES
Inventors: Manuel José ESMORIS LOPEZ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2015-03-31
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: ES1138009Y

Abstract

Ip-uic adapter that allows the connection of uic 751-3 base stations to an ip digital network, characterized by an analog interface module compatible with uic 751-3 networks, an interface module with ip networks, a vozlp adapter module, a processor module. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

ADAPTADOR IP-ESTACIÓN BASE UIC 751-3 ADAPTER IP-BASE STATION UIC 751-3

SECTOR OF THE TECHNIQUE

La presente invención pertenece al campo de las telecomunicaciones, y más concretamente al campo de las telecomunicaciones ferroviarias. The present invention belongs to the field of telecommunications, and more specifically to the field of railway telecommunications.

BACKGROUND OF THE INVENTION

Los primeros sistemas ferroviarios de radiotelefonía selectiva surgieron en Europa bajo el estándar UIC 751-3. En España este sistema se denominó Tren Tierra. Estos sistemas son de tipo analógico y aunque ya existe un sustituto generacional, que es la tecnología GSM-R, actualmente aún hay en servicio una amplia red con este sistema. El objetivo de este sistema de radiotelefonía es proporcionar un canal de voz y datos que permita comunicar los trenes con los denominados Puestos de Mando, desde los que se realizan las tareas de control y supervisión de la red ferroviaria. Este sistema de comunicaciones se estructura en una serie de áreas o tramos, denominadas Bandas de Regulación, que permite su regulación de forma independiente The first selective radiotelephone rail systems emerged in Europe under the UIC 751-3 standard. In Spain, this system was called Tren Tierra. These systems are analog type and although there is already a generational substitute, which is the GSM-R technology, there is still a wide network with this system in service today. The objective of this radiotelephony system is to provide a voice and data channel that allows trains to communicate with the so-called Command Posts, from which the control and supervision tasks of the railway network are carried out. This communications system is structured in a series of areas or sections, called Regulation Bands, which allows its regulation independently

El sistema de radiotelefonía está formado por el Puesto Central, ubicado en los Puestos de Mando desde los que se regula el tráfico de cada Banda de Regulación. Una serie de Estaciones Base Radio analógicas, denominadas Puestos Fijos, escalonadas a lo largo de la vía, que aportan la cobertura radio necesaria para establecer la comunicación con los trenes. Estos Puestos Fijos se enlazan entre ellos y con el Puesto Central por medio de un canal telefónico analógico full dúplex tipo CCITT 300 a 3400 Hz. En los trenes se instala un equipo radio, que enlaza con los Puestos Fijos a lo largo de la vía y a través de estos la comunicación fluye desde y hacia el Puesto de Mando. En resumen, el sistema transmite y recibe datos y fonía del Puesto Central hacia y desde los Puestos Fijos, a través de un cable de cuadrete. Desde estos Puestos Fijos la señal se modula y demodula y se enlaza a nivel radio con los equipos de radio móviles equipados en los trenes La gestión del sistema de comunicaciones se realiza por medio de la presencia o ausencia de unos tonos de señalización, cuya frecuencia y duración se definen en el estándar UIC The radiotelephone system is formed by the Central Station, located in the Command Posts from which the traffic of each Regulation Band is regulated. A series of analog Radio Base Stations, called Fixed Stations, staggered along the track, which provide the necessary radio coverage to establish communication with the trains. These Fixed Positions are linked to each other and to the Central Post by means of a full duplex analogue telephone channel type CCITT 300 at 3400 Hz. On the trains a radio equipment is installed, which links to the Fixed Posts along the track and Through these the communication flows to and from the Command Post. In summary, the system transmits and receives data and telephone from the Central Station to and from the Fixed Posts, through a cable of a quad. From these Fixed Positions the signal is modulated and demodulated and linked at the radio level with the mobile radio equipment equipped in the trains. The management of the communications system is carried out by means of the presence or absence of signaling tones, whose frequency and duration are defined in the UIC standard

751. También por medio de datos modulados en FSK , definidos en dicho estándar. 751. Also by means of data modulated in FSK, defined in said standard.

Nº solicitud23/03/2015F.OEPM13/03/2015F.Efectiva Nº application23 / 03 / 2015F.OEPM13 / 03 / 2015F.Efectiva

La arquitectura de este sistema presenta varios inconvenientes de entre los que destacamos dos. El primero es la necesidad de un medio de transmisión físico analógico y dedicado para interconectar los Puestos Fijos y el Puesto Central. Habitualmente se realiza por un cable de cobre de cuadretes. La arquitectura de distribución escalonada de Puestos Fijos a lo largo de la Banda de Regulación, presenta el inconveniente de que ante una avería de un Puesto Fijo o en el cable de interconexión entre dos de ellos, provoca el corte de comunicación en el resto de la Banda de Regulación El cable de cuadretes utilizado habitualmente en la instalación del sistema, supone un coste bastante elevado, además de su mantenimiento. Se han probado soluciones de conversión analógico-digital en la comunicación entre Puestos Fijos, pero debido a los retardos y distorsión acumulados, el sistema no funciona correctamente. The architecture of this system has several drawbacks, among which we highlight two. The first is the need for an analogical and dedicated physical transmission medium to interconnect the Fixed Posts and the Central Post. It is usually done by a copper cable of quadrets. The architecture of staggered distribution of Fixed Posts along the Regulation Band, presents the disadvantage that in the event of a fault in a Fixed Post or in the interconnection cable between two of them, it causes the communication cut in the rest of the Regulation Band The cable of quadrets usually used in the installation of the system, supposes a quite high cost, in addition to its maintenance. Analog-digital conversion solutions have been tried in the communication between Fixed Stations, but due to accumulated delays and distortion, the system does not work correctly.

<EXPLANATION OF THE INVENTION

El objeto de la presente invención es proporcionar una solución que permita integrar las estaciones base UIC, también denominadas Puestos Fijos, en una red de datos IP. Esta solución es el AdaptadorlP-UIC objeto de esta invención. Este adaptador permite integrar las estaciones base o Puestos Fijos de los sistemas de radiotelefonía UIC 751-3, que presentan de un interfaz analógico, en redes digitales tipo IP. No es necesario sustituir el equipamiento de las estaciones base y por tanto la red analógica existente en servicio. El AdaptadorlP-UIC se conecta a la estación base o Puesto Fijo a través de la conexión analógica de cable de cuadretes. Este adaptador es el encargado de generar y detectar los tonos de señalización UIC, necesarios para establecer la comunicación con los equipos móviles instalados en los trenes. Por otra parte el Adaptador IP-UIC tiene una conexión a red IP, mediante la que se puede comunicar directamente con el Puesto Central, sin necesidad de pasar a través de otras estaciones base o Puestos Fijos. Utilizando el AdaptadorlP-UIC ya no es necesario el equipamiento utilizado en el Puesto Central para modular/demodular en analógico los datos, generar los tonos de señalización y adaptar los niveles de audio de la fonía, según el estándar UIC 751-3. Toda esta información procedente del Puesto Central forma parte de los datos IP. El estado del sistema, como reposo u ocupado, o con comunicación en curso etc, actualmente se realiza mediante la presencia o ausencia de los tonos de señalización UIC. Con esta solución toda esta información forma parte del protocolo IP de comunicación con cada uno de los adaptadores The object of the present invention is to provide a solution that allows UIC base stations, also called Fixed Posts, to be integrated into an IP data network. This solution is the AdaptadorlP-UIC object of this invention. This adapter allows the integration of base stations or fixed stations of UIC 751-3 radiotelephony systems, which have an analog interface, in digital IP networks. It is not necessary to replace the equipment of the base stations and therefore the existing analog network in service. The P-UIC Adapter is connected to the base station or Fixed Station via the analog cable connection of the quad. This adapter is responsible for generating and detecting UIC signaling tones, necessary to establish communication with mobile equipment installed on trains. On the other hand, the IP-UIC Adapter has an IP network connection, through which it can communicate directly with the Central Station, without the need to pass through other base stations or Fixed Stations. Using the AdaptadorlP-UIC the equipment used in the Central Station is no longer necessary to modulate / demodulate the data in analog, generate signaling tones and adapt the audio levels of the phone, according to the UIC 751-3 standard. All this information from the Central Station is part of the IP data. The state of the system, such as rest or busy, or with communication in progress etc, is currently performed by the presence or absence of UIC signaling tones. With this solution all this information is part of the IP protocol of communication with each of the adapters

5 1 O 15 20 5 1 O 15 20: F.OEPM23/03/2015conectados a los Puestos Fijos. El AdaptadorlP-UIC en función de la información recibida es el responsable de generar y manipular los tonos de señalización analógicos, que transfiere a la estación base o Puesto Fijo a través del interfaz analógico. Cuando desde el Puesto Central envía algún mensaje a un equipo móvil embarcado, este se envía bajo protocolo IP y es el AdaptadorlP-UIC el que realiza la modulación analógica según el estándar UIC de dicha información y la transfiere a la estación base o Puesto Fijo. Análogamente cuando una estación base o Puesto Fijo recibe un mensaje o tono de señalización de un equipo móvil embarcado, el AdaptadorlP-UIC es el encargado de identificar esta información, demodular, adaptar y transmitir al Puesto Central a través del protocolo I P. Cuando se produce una comunicación vocal, el AdaptadorlP-UIC establece una comunicación Volp entre este y el Puesto Central, realizando la conversión analógico-digital entre el adaptador y el Puesto Fijo. Esta solución permite utilizar el sistema sin la necesidad de disponer de un cable de cuadretes dedicado, cuyo coste es bastante elevado y exige un mantenimiento específico. En la actualidad la mayoría de sistemas de señalización ferroviarios utilizan una red de comunicaciones digitales para su funcionamiento y supervisión. Por este motivo normalmente se equipa una red digital multiservicio a la que se conectan los distintos sistemas. Mediante esta solución se puede utilizar el sistema de radiotelefonía UIC 751 sobre la red multiservicio del gestor de infraestructura ferroviaria. Nº solicitudF.Efectiva13/03/2015 F.OEPM23 / 03/2015 connected to the Fixed Positions. The P-UIC Adapter, depending on the information received, is responsible for generating and manipulating the analog signaling tones, which it transfers to the base station or Fixed Station via the analog interface. When from the Central Station sends a message to a mobile equipment on board, it is sent under IP protocol and it is the AdaptadorlP-UIC that performs the analog modulation according to the UIC standard of said information and transfers it to the base station or Fixed Station. Similarly when a base station or fixed station receives a message or signaling tone from an on-board mobile device, the AdaptadorlP-UIC is in charge of identifying this information, demodulating, adapting and transmitting it to the Central Station through the I P protocol. produces a vocal communication, the AdaptadorlP-UIC establishes a Volp communication between it and the Central Station, performing the analog-digital conversion between the adapter and the Fixed Station. This solution allows the use of the system without the need of having a dedicated quad cable, whose cost is quite high and requires specific maintenance. Currently, most railway signaling systems use a digital communications network for their operation and supervision. For this reason, a multi-service digital network is usually equipped to which the different systems are connected. By means of this solution, the UIC 751 radiotelephony system can be used over the multiservice network of the railway infrastructure manager. No. of requestsF.Efectiva13 / 03/2015

BREVE DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

25 25: Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, an assembly of drawings is included as an integral part of said description, in which the illustrative and non-limiting character has been represented. following:

30 30: Figura 1.-Muestra actual. la arquitectura del sistema de radiotelefonía UIC 751-3 en su estado Figure 1.-Current sample. the architecture of the UIC 751-3 radiotelephony system in its state

Figura 2.-Muestra la arquitectura del sistema de radiotelefonía aplicando el AdaptadorlPUIC de la invención. Figure 2.- Shows the architecture of the radiotelephone system by applying the AdapterlPUIC of the invention.

35 35: Figura 3.-Muestra un diagrama de bloques de una implementación de AdaptadorlP-UIC Figure 3.- Shows a block diagram of an AdaptadorlP-UIC implementation

PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

En la situación actual del estado del arte es totalmente viable la industrialización del AdaptadorIP-UIC. In the current state of the art situation, the industrialization of the IP-UIC Adapter is fully viable.

Partiendo del estado actual de la red ( Figura 1 ) El Puesto de Mando (PMDO) está equipado con el Puesto Central del sistema de radiotelefonía (PC). Los usuarios disponen de un sistema informático y un terminal analógico telefónico (1) mediante los que controlan el sistema y se establecen las comunicaciones con los trenes. El equipamiento del Puesto Central (PC) (2) modula y demodula los datos analógicos y se transmiten y reciben por el mismo canal que el audio analógico y los tonos de señalización definidos en el estándar UIC 751-3. Mediante un cable de cuadretes se conecta el Puesto Central (PC) con el primer Puesto Fijo (PF 1) (3). También se interconectan los distintos Puestos Fijos (PF 1-PF 2-... PF N) (4) Y Starting from the current state of the network (Figure 1) The Command Post (PMDO) is equipped with the Central Station of the radiotelephony system (PC). Users have a computer system and a telephone analogue terminal (1) through which they control the system and establish communications with the trains. The equipment of the Central Station (PC) (2) modulates and demodulates the analog data and is transmitted and received by the same channel as the analog audio and the signaling tones defined in the UIC 751-3 standard. The Central Station (PC) is connected to the first Fixed Station (PF 1) (3) via a quad cable. The different Fixed Posts are also interconnected (PF 1-PF 2 -... PF N) (4) Y

(5) Los Puestos Fijos son los encargados de establecer el enlace vía radio con los equipos móviles de radiotelfonía equipados en los trenes (PMR) (6) (5) The Fixed Positions are in charge of establishing the link via radio with the equipment train-equipped radiotelephone mobiles (PMR) (6)

La arquitectura de la red integrando el AdaptadorlP-UIC ( Figura 2 ) En el Puesto Central (PC) ya no es necesario el equipamiento analógico para la modulación/demodulación analógica, generador de tonos y adecuación de audio. Se utiliza equipamiento estándar sobre redes IP, tanto para datos como para VozIP(7). La comunicación con los Puestos Fijos se realiza por medio de una red tipo Ip.(8),(9),(1 0),(11). La comunicación entre los Puestos Fijos y el Puesto Central es en estrella, es decir la comunicación entre Puesto Central y cada uno de los Puestos Fijos es directa, sin que los Puestos Fijos estén interconectados entre si. Los equipos AdaptadorlP-UIC se conectan a la red IP .(8),(9),(10),(11). por medio de un interfaz digital para audio y datos. Mediante un interfaz analógico a 4 hilos se conectan los AdaptadorlP-UIC (ADT 1, ADT 2, ADT N) a los Puestos Fijos existentes. Por este interfaz se transfiere el audio analógico, los tonos de señalización y los datos FSK según normativa UIC 751-3 a los Puestos Fijos (12),(13)y(14). El AdaptadorlP-UIC es el encargado de gestionar y realizar la conversión de un interfaz al otro. The architecture of the network integrating the AdaptadorlP-UIC (Figure 2) In the Central Station (PC) there is no longer any need for analogue equipment for analog modulation / demodulation, tone generator and audio adaptation. Standard equipment is used over IP networks, both for data and for VozIP (7). The communication with the Fixed Positions is done through a type Ip network (8), (9), (1 0), (11). The communication between the Fixed Posts and the Central Post is in star, that is to say, the communication between Central Post and each of the Fixed Positions is direct, without the Fixed Positions being interconnected among themselves. The AdaptadorlP-UIC devices are connected to the IP network (8), (9), (10), (11). through a digital interface for audio and data. The P-UIC Adapter (ADT 1, ADT 2, ADT N) is connected to the existing Fixed Stations via a 4-wire analog interface. Through this interface, analogue audio, signaling tones and FSK data are transferred according to the UIC 751-3 standard to the Fixed Positions (12), (13) and (14). The AdaptadorlP-UIC is responsible for managing and converting from one interface to the other.

Descripción de un modo de implementación de Adaptadorlp-UIC. ( Figura 3 ) Dispone de un interfaz con redes IP (18). Este interfaz a nivel físico admite la conexión por medio de cableado estructurado o conexión por fibra óptica. Este módulo asume la funcionalidad de routing y switching tanto para datos como para Vozlp. Dispone de un módulo Gateway de Vozlp (16) Establece la comunicación de voz con el Puesto Central. Realiza la conversión entre el audio analógico y audio digital. Admite diferentes protocolos de Vozlp, como SIP, H323 o IAX. Dispone de un módulo de interfaz analógico UIC 751-3 (INTERFAZ UIC) (17), que se encarga de adecuar los niveles de la señal de audio procedentes y destinados al módulo de telefonía Vozlp. Incorpora un modem FSK para adecuar la información recibida de la red, modulando y demodulando los datos según el estándar UIC 751-3. Genera los tonos de transmisión y detecta los tonos de recepción correspondientes a la señalización estándar UIC. Toda esta información se conecta a la estación base o Puesto Fijo externo por medio del interfaz de cable de cuadretes. Dispone de un módulo CPU (15) que dialoga y mantiene la configuración del resto de módulos. Es el encargado de recibir, transmitir y procesar los datos procedentes de los interfaces UIC analógico y el de la red IP y en función de esta actuar sobre el resto de módulos del AdaptadorIP-UIC. Puede equipar un módulo de radio analógica (19), que permite a el AdaptadorlP-UIC asumir la funcionalidad completa de la estación base o Puesto Fijo de forma autónoma. De esta forma podría sustituir el equipamiento actual de la estación base o Puesto Fijo sin que varíe la funcionalidad del sistema. Description of an implementation mode of Adaptadorlp-UIC. (Figure 3) It has an interface with IP networks (18). This interface at the physical level supports the connection through structured cabling or fiber optic connection. This module assumes the routing and switching functionality for both data and Vozlp. It has a Vozlp Gateway module (16) It establishes the voice communication with the Central Station. Make the conversion between analog audio and digital audio. It supports different Vozlp protocols, such as SIP, H323 or IAX. It has an analog interface module UIC 751-3 (UIC INTERFACE) (17), which is responsible for adapting the levels of the audio signal from and intended for the Vozlp telephony module. It incorporates a FSK modem to adapt the information received from the network, modulating and demodulating the data according to the UIC 751-3 standard. It generates the transmission tones and detects reception tones corresponding to the standard UIC signaling. All this information is connected to the base station or External Fixed Station via the quad cable interface. It has a CPU module (15) that dialogues and maintains the configuration of the other modules. It is responsible for receiving, transmitting and processing the data coming from the analog UIC interfaces and the IP network and depending on this act on the other modules of the AdapterIP-UIC. It can equip an analog radio module (19), which allows the AdaptadorlP-UIC to assume the full functionality of the base station or fixed station autonomously. In this way it could replace the current equipment of the base station or Fixed Post without changing the functionality of the system.

Claims

1. 1.: AdaptadorlP-UIC que permite la conexión de estaciones base UIC 751-3 a una red digital IP , caracterizado por un módulo interfaz analógico compatible con redes UIC 751-3, un módulo interfaz con redes IP,un módulo adaptador de Vozlp, un módulo procesador. IP-UIC adapter that allows the connection of UIC 751-3 base stations to a digital IP network, characterized by an analog interface module compatible with UIC 751-3 networks, an interface module with IP networks, a Vozlp adapter module, a processor module .

2. 2.: AdaptadorlP-UIC según reivindicación 1 en el que el módulo procesador contiene un software con la capacidad para realizar la conversión entre los datos de la red IP y los datos de la red UIC 751-3 y viceversa. Este módulo tiene la capacidad de configurar y gestionar el resto de los módulos. IP-UIC adapter according to claim 1 in which the processor module contains software with the ability to convert between the data of the IP network and the data of the UIC 751-3 network and vice versa. This module has the ability to configure and manage the rest of the modules.

3. 3.: AdaptadorlP-UIC según reivindicación 1 que contiene un módulo de interfaz analógico con la capacidad de modular y demodular los datos, adecuar los niveles de audio, generar y detectar los tonos de señalización, todo siguiendo el estándar UIC 751-3. IP-UIC adapter according to claim 1 that contains an analog interface module with the ability to modulate and demodulate the data, adapt the audio levels, generate and detect the signaling tones, all following the UIC 751-3 standard.

4. Four.: AdaptadorlP-UIC según reivindicación 1 que contiene un módulo adaptador de Vozlp a audio analógico. IP-UIC adapter according to claim 1 that contains a Vozlp to analog audio adapter module.

5. 5.: AdaptadorlP-UIC según reivindicación 1 que contiene opcionalmente un módulo de radio analógico, que le permite asumir la funcionalidad completa de una estación base o Puesto Fijo UIC 751.3, pudiendo sustituir a esta .. IP-UIC adapter according to claim 1, which optionally contains an analog radio module, which allows it to assume the full functionality of a UIC 751.3 base station or Fixed Post, being able to replace it.