ES2646183T3 - Sistema de comunicación para la difusión de mensajes de audio en modo de multidifusión - Google Patents

Sistema de comunicación para la difusión de mensajes de audio en modo de multidifusión Download PDF

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ES2646183T3
ES2646183T3 ES08425820.1T ES08425820T ES2646183T3 ES 2646183 T3 ES2646183 T3 ES 2646183T3 ES 08425820 T ES08425820 T ES 08425820T ES 2646183 T3 ES2646183 T3 ES 2646183T3
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Stefano Totaro
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Abstract

Un sistema de comunicación para difundir mensajes de audio en modo de multidifusión, que comprende: una red de comunicación de audio de voz sobre IP (VoIP), cuya red comprende: al menos una unidad (7) de cliente de transmisión/recepción y una o más unidades (3) de recepción para recibir un mensaje de audio de multidifusión enviado por la al menos una unidad (7) de cliente de transmisión/recepción y cada una de cuyas unidades de recepción tiene medios (303) para difundir el mensaje de audio; una red (5) de Ethernet para conectar la dicha al menos una unidad (7) de cliente de transmisión/recepción y una o más unidades (3) de recepción; al menos un conmutador (206) para la conexión de la unidad o las unidades (7) de cliente de transmisión/recepción y la unidad (3) de recepción a través de una red de Ethernet, en el que cada unidad (7) de cliente de transmisión/recepción y cada unidad (3) de recepción están identificadas de manera única por una dirección IP; caracterizado por que el conmutador comprende un PBX (206); hay provista una unidad (306) de servidor de comunicación de multidifusión que está conectada al conmutador (206) de PBX para conectarse a las unidades (7) de cliente de transmisión/recepción y a las unidades (3) de recepción, cuya unidad (306) de servidor de comunicación de multidifusión comprende un dispositivo de transmisión continua de multidifusión, un terminal de recepción/transmisión conectado al PBX para la comunicación con la unidad (7) de cliente de transmisión/recepción y a la una o más unidades (3) de recepción para transmitir a los medios (303) para difundir el mensaje de multidifusión de cada una de dichas unidades (3) de recepción en modo multidifusión; la unidad (306) de servidor de comunicación de multidifusión recibe desde la unidad (7) de cliente de transmisión/recepción un control que contiene la información requerida para iniciar la sesión de multidifusión que comprende direcciones de destinatario de las unidades (3) de recepción y genera un mensaje de anuncio de sesión a ser enviado sobre la red (5) que habilita las unidades (3) de recepción para recibir y difundir una transmisión continua de mensajes de multidifusión generada por el dispositivo de transmisión continua de mensajes de multidifusión.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de comunicacion para la difusion de mensajes de audio en modo de multidifusion
La invencion se refiere a un sistema de comunicacion para la difusion mensajes de audio en modo de multidifusion segun el preambulo de la reivindicacion 1.
Un sistema de este tipo se conoce a partir del documento EP 1 903 715.
En el documento EP 1 903 715 se describen un sistema y un procedimiento para procesar una multidifusion en un sistema de voz sobre protocolo de Internet (Voice over Internet Protocol, VoIP) basado en unidifusion. El procedimiento incluye las etapas de: recibir, en un servidor de llamadas de VoIP, informacion de subred desde terminales VoIP autenticados por un servidor de autenticacion, generar informacion de grupo de multidifusion y, a continuacion, proporcionar la informacion de grupo de multidifusion a los terminales de VoIP autenticados respectivos; buscar, en el servidor de llamadas de VoIP, una lista de terminales de VoIP agrupados, seleccionar un terminal de VoIP de una subred correspondiente y, a continuacion, transmitir informacion de sesion de multidifusion al terminal de VoIP seleccionado para configurar el terminal de VoIP como un terminal de VoIP de retransmision; y solicitar, en el servidor de llamadas de VoIP, un servidor de medios para transmitir los datos de mensajes de grupo al terminal de VoIP de retransmision. Segun el sistema y el procedimiento, es posible implementar una multidifusion en un sistema de VoIP basado en unidifusion sin necesidad de equipo adicional.
Los sistemas de comunicacion de audio en multidifusion son conocidos en la tecnica. Aqrn, se pretende que el termino multidifusion tenga el significado de estandar y, mas generalmente, que signifique la transmision simultanea de informacion a un grupo de destinatarios. Los sistemas de multidifusion de la tecnica anterior para la entrega de mensajes incluyen una consola de cliente que inicializa la sesion de comunicacion y direcciona un grupo de unidades de recepcion, cada una difundiendo, por ejemplo, un mensaje de audio a traves de uno o mas altavoces. Las unidades de recepcion actuan como hosts y la comunicacion con las mismas se produce tradicionalmente a traves de un unico canal unidireccional. Por lo tanto, los sistemas de multidifusion requieren un ancho de banda muy estrecho.
Los sistemas multi-conferencia tradicionales usan conmutadores, conocidos como PBX (Private Branch exchange o ramal privado de conmutacion), con hosts, tales como telefonos o unidades de comunicacion, conectados a los mismos a traves de un canal bidireccional dedicado. El conmutador incluye un mezclador de medios que mezcla las contribuciones desde los canales individuales y envfa la serial mezclada a los hosts de recepcion.
Los sistemas de VoIP (Voz sobre IP) son sistemas en los que los hosts o clientes individuales, es decir, las unidades de comunicacion, estan conectados en red entre sf en una disposicion de red de pares (“peer-to-peer”). En este caso, se proporciona tambien un PBX. Solo hay implicadas dos unidades de comunicacion en cada momento en cada comunicacion y la comunicacion se produce de ambos sentidos. La tecnologfa de VoIP, asf como los protocolos de comunicacion tfpicos tales como SIP y H323 son conocidos en la tecnica. Ademas, el PBX puede consistir en un hardware dedicado o un hardware generico, tal como un ordenador o un PC que ejecuta un software para las funciones espedficas de un conmutador.
Por lo tanto, los sistemas de comunicacion de VoIP no proporcionan transmision de multidifusion, sino solo transmision multi-conferencia. Esto requiere un gran ancho de banda y no garantiza la sincronizacion completa de los diferentes canales de audio.
Particularmente cuando el sistema es del denominado tipo de direccion publica y la comunicacion de audio es difundida a traves de un gran numero de altavoces dispuestos sobre una gran superficie o una trayectoria relativamente larga, a una distancia unos de los otros, la serial de audio, es decir, el mensaje que llega al oyente, viene dado por la suma de las contribuciones de audio desde mas de un altavoz, perturbando posiblemente la combinacion de dichas contribuciones la recepcion del mensaje por parte del oyente. Este inconveniente ocurre tfpicamente en los sistemas anteriores, que no permiten la transmision sincronizada del mensaje a traves de los altavoces dentro de tolerancias de unos pocos milisegundos.
Ademas, el uso de la comunicacion VoIP serfa tambien deseable para la transmision de mensajes multidifusion, ya que permitina el uso de una red Ethernet para la conexion de las unidades de recepcion, el conmutador y cualquier unidad de cliente de transmision/recepcion para inicializar la sesion de transmision multidifusion, lo que facilitana la configuracion de las conexiones, asf como la configuracion de las unidades de recepcion, las unidades cliente de transmision/recepcion y/o el conmutador, debido a la posibilidad de llevar a cabo dichos procedimientos por medios remotos y de software.
Por lo tanto, la invencion se refiere a un sistema de comunicacion para difundir mensajes de audio en modo multidifusion segun el preambulo de la reivindicacion 1, que comprende ademas las caractensticas de la parte caracterizante de la reivindicacion 1.
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En lo que se refiere a las definiciones de protocolo y la comunicacion o los tipos de red, estos se describen en detalle en las publicaciones disponibles en las paginas Web de RFC-Editor, que permite consultas a la base de datos del documento de RFC, que contiene los documentos publicados por "The Internet Society" ISOC y por IETF (Internet Engineering Task Force), del sitio Web
www.ietf.org.
En lo que se refiere al conmutador de conexion, consiste en una unidad de hardware/software, en la que la unidad de hardware es un ordenador tradicional que tiene interfaces de red conectadas al resto de dispositivos, tales como las unidades de cliente de transmision/recepcion, las unidades de recepcion y/u otras unidades por medio de conmutadores de red o concentradores. La parte de PBX es una unidad de software y la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion esta tambien en forma de software y puede ser ejecutada por el mismo ordenador que ejecuta el software PBX o por un ordenador separado.
Las dos secciones o modulos que forman la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion estan tambien en forma de software. Particularmente, el terminal de recepcion/transmision puede consistir en un telefono basado en software (“softphone”) estandar que usa el protocolo SIP.
El dispositivo de transmision continua en multidifusion puede usar varios protocolos diferentes, posiblemente protocolos no estandar, segun sea necesario.
Mediante el telefono basado en software SIP, la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion se comunica con la unidad de cliente de transmision/recepcion a traves del PBX y recibe el mensaje de audio que a ser difundido o un mensaje de texto a ser convertido en un mensaje de audio o que consiste en el codigo de ID de un mensaje de audio grabado o almacenado previamente en una memoria de la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion.
A traves de la unidad de cliente de transmision/recepcion, la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion puede recibir tambien la lista de direcciones o IDs de las unidades de recepcion que pertenecen al grupo de posibles destinatarios del mensaje de multidifusion.
El dispositivo de transmision continua de multidifusion genera un mensaje de difusion, que anuncia el inicio de una transmision de mensaje de multidifusion, y contiene una lista de todas las direcciones o IDs de las unidades de recepcion del grupo de destinatarios, tal como se ha definido anteriormente, y posteriormente transmite el mensaje vocal a dicho grupo de destinatarios
Las unidades de recepcion pueden ser de diversos tipos y preferiblemente son del tipo de respuesta automatica, en el sentido de que detectan la presencia de su direccion o de su codigo de ID en el mensaje de difusion que anuncia una transmision de multidifusion y, a continuacion, se auto-configuran para recibir el mensaje de multidifusion si estan en la lista de direcciones o codigos de ID del mensaje de difusion que anuncia la transmision de multidifusion.
La unidad de cliente de transmision/recepcion puede ser un telefono que usa un protocolo SIP o posiblemente un telefono basado en software o un telefono inteligente. Preferiblemente, puede estar equipado con medios de entrada para la entrada de control o de datos y/o controles alfanumericos a traves de una interfaz grafica. Por medio de la interfaz grafica, por ejemplo, la composicion del grupo de destinatarios del mensaje puede ser definida facilmente, por ejemplo, seleccionando las unidades de recepcion dentro de una imagen de la estructura de la red de comunicacion en una pantalla, tal como una pantalla tactil. Pueden idearse medios de seleccion adicionales alternativos de entre los conocidos y los usados en los dispositivos electronicos.
Las unidades de recepcion pueden ser tambien telefonos o unidades de comunicacion que usan el protocolo SIP y estan habilitados para la transmision y la recepcion. Con el fin de evitar cualquier problema de gestion, pueden proporcionarse medios de habilitacion de transmision, que pueden ser de tipo hardware y/o de tipo software, tales como claves de hardware y/o de software. En este caso, cada una de las unidades de recepcion puede funcionar como una unidad de cliente de transmision/recepcion para iniciar una transmision de multidifusion no convencional, es decir, desde una unidad cliente temporal, distinta de la que esta configurada de manera estable en la red.
Esto puede conseguirse facilmente usando la tecnologfa de comunicacion VoIP y una conexion de red Ethernet. Las diversas configuraciones y/o selecciones alternativas para habilitar ciertas caractensticas pueden ser configuradas facilmente, local o remotamente, mediante el uso de claves de habilitacion y software de habilitacion apropiados, sin ningun cambio en la estructura del hardware de la red y de las unidades conectadas a la misma.
En una realizacion, el servidor de comunicacion de multidifusion usa un protocolo SIP para establecer comunicacion y para intercambiar datos con la unidad de cliente de transmision/recepcion; un protocolo SDP para describir la sesion RTP, es decir, el protocolo de transporte de voz, asf como un protocolo para anunciar la sesion de multidifusion.
El uso del sistema de la invencion proporciona alta calidad de audio y, por lo tanto, una inteligibilidad de mensaje superior. El uso de la red Ethernet proporciona un gran ancho de banda, por lo que el mensaje de voz es un mensaje de banda
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ancha (aproximadamente 7 kHz).
Ademas, debido a que la persona que dicta el mensaje puede escuchar su propia transmision de voz desde la unidad de recepcion, el retardo de extremo-a-extremo es un aspecto crftico en la transmision de mensajes y se garantiza un retardo pequeno al evitar la compresion del mensaje de audio.
El mensaje de audio puede ser proporcionado en diversos formatos y, particularmente, el sistema proporciona, sin limitacion, un formato preferido en el que la senal esta en un formato PCM de 16 kHz de banda ancha sin compresion. Por el contrario, particularmente cuando hay disponible un ancho de banda estrecho, el formato sera G.722, mientras que, para el funcionamiento con un ancho de banda de telefoma, el formato preferido sera G.711.
Aunque el sistema de la invention puede tener diversas aplicaciones, ha sido disenado particularmente para redes ferroviarias, concretamente para la multidifusion de anuncios en tuneles.
Aqm, el sistema de comunicacion es un sistema de comunicacion telefonica para la comunicacion entre una pluralidad de telefonos de emergencia y al menos una estacion de operador de telefoma, particularmente en tuneles de ferrocarril, proporcionandose una estacion de operador de telefoma, que esta compuesta por una unidad de cliente de transmision/recepcion al menos en una de las entradas del tunel y una pluralidad de telefonos de emergencia dispuestos a lo largo de la lmea ferroviaria dentro del tunel, separados a distancias predeterminadas y cada uno de los cuales consiste en una unidad de recepcion con al menos un altavoz para difundir un mensaje de audio, proporcionandose una commutation de conexion en una de las entradas.
Otras mejoras de la invencion formaran el objeto de las reivindicaciones dependientes.
Las caractensticas de la invencion y las ventajas derivadas de la misma seran mas evidentes a partir de la description siguiente de una realization no limitativa, ilustrada en los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 muestra un diagrama de bloques del sistema de la invencion en su aplicacion particular a tuneles ferroviarios.
La Fig. 2 muestra un diagrama funcional del sistema de la invencion para la difusion de mensajes de sonido de multidifusion desde una ubicacion remota.
La Fig. 3 muestra un diagrama funcional del sistema de la presente invencion para la difusion de mensajes de sonido de multidifusion desde una ubicacion local.
La Fig. 4 muestra el diagrama logico del servidor del sistema que gestiona la red de comunicacion de las unidades cliente de transmision/recepcion y las unidades de recepcion y ejecuta el programa IP PBX (PBX funcionando sobre el protocolo de Intranet), el programa de la unidad servidor para la comunicacion de multidifusion denominado servidor de anuncios publicos (Public Announcement Server) y los programas de diagnostico.
La Fig. 5 muestra el diagrama logico de una unidad de recepcion que consiste en un telefono VoIP que se denomina, en esta aplicacion ferroviaria particular, Punto de Ayuda (“Help Point”).
La Fig. 6 muestra el diagrama logico de la unidad de cliente de transmision/recepcion.
La Fig. 7 muestra un diagrama de flujo relacionado con la transferencia de funcionamiento desde una unidad de cliente de transmision/recepcion a otra unidad de cliente de transmision/recepcion, cuyas unidades de cliente se conocen como estacion de operador en la aplicacion particular descrita en la presente memoria.
La Fig. 8 muestra el diagrama de flujo relacionado con la comunicacion telefonica desde una unidad de recepcion, es decir, un Punto de Ayuda a una estacion de operador, es decir, una unidad de cliente de transmision/recepcion.
La Fig. 9 muestra el diagrama de flujo relacionado con la comunicacion telefonica desde una estacion de operador, es decir, una unidad de cliente de transmision/recepcion, a una unidad de recepcion, es decir, un Punto de Ayuda.
La Fig. 10 muestra el diagrama de flujo relacionado con la difusion de un mensaje de voz libre en modo multidifusion, que es transmitido desde una estacion de operador, es decir, una unidad de cliente de transmision/recepcion y es difundido a traves de una o mas unidades de recepcion, es decir, Puntos de Ayuda.
La Fig. 11 muestra un diagrama similar al de la Fig. 10, en el que se transmite un mensaje de voz pre-grabado en lugar de un mensaje de voz libre.
La Fig. 12 muestra un diagrama de bloques de la transmision de un mensaje de voz desde una unidad de recepcion, es decir, un Punto de Ayuda, incluyendo las etapas para solicitar la habilitacion de la transmision.
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La Fig. 13 muestra un diagrama de bloques de la transmision de un mensaje de voz desde una unidad de recepcion, es decir, un Punto de Ayuda, sin necesidad de que la transmision sea habilitada.
La Fig. 14 muestra un diagrama de bloques relacionado con las funciones de gestion de errores durante la comunicacion.
La Fig. 15 muestra un diagrama de flujo de la aplicacion que actua como el servidor de comunicacion de multidifusion, es decir, el denominado Servidor de Anuncios Publicos, relacionado con la aplicacion particular descrita en la presente memoria.
La Fig. 1 es una vista esquematica de una lmea 1 de ferrocarril que pasa a traves de un tunel 2. En el tunel 2, tipicamente en nichos (no mostrados) disenados para albergar al personal durante el paso de un tren, hay una pluralidad de unidades 3 de recepcion que se conocen como Puntos de Ayuda, cada una de las cuales consiste en un telefono IP, es decir, un denominado telefono VoIP. Cada telefono se comunica a traves de una interfaz de red y una lmea 5 de red con una unidad 6 de gestion de comunicacion logica, conocida como servidor de telefoma de emergencia y de difusion de sonido (servidor ET y SB). Tal como se muestra en la Figura 4, el servidor 6 ET y SB lleva a cabo diversas tareas, cada una asegurada por una aplicacion ejecutada por el servidor. Las tareas se indican en la Figura 4 e incluyen la tarea 106 de gestion de comunicacion de red, la tarea 206 de IP PBX, la tarea de servidor de comunicacion de mensajes de multidifusion, designada por el numero 306 y definida con referencia a la aplicacion de servidor PA particular, es decir Servidor de Anuncios Publicos. Ademas, el servidor 6 ET y SB lleva a cabo tareas de diagnostico en la unidad informatizada que ejecuta las diversas aplicaciones para gestionar las diversas tareas 106, 206, 306 descritas anteriormente, usando una aplicacion 406 de diagnostico denominada Diagnostico PC.
El servidor 6 ET y SB esta situado fuera del tunel, en una estacion remota. La red de comunicacion tiene ademas al menos una, preferiblemente dos o mas, unidades 7 de cliente de transmision/recepcion conectadas a la misma, que se conocen como Estacion de Operador y consisten en telefonos VoIP. Las unidades 3 de recepcion y dichas unidades 7 de cliente de transmision/recepcion, es decir, los Puntos de Ayuda y las Estaciones de Operador son diferentes, en primer lugar, en el sentido de que tienen diferentes condiciones de habilitacion. Las estaciones de operador estan disenadas para inicializar sesiones para la transmision de mensajes de multidifusion y la transmision de dichos mensajes en las diversas formas posibles, mientras que las unidades 3 de recepcion, es decir, los Puntos de Ayuda, estan disenados para la recepcion de multidifusion de dichos mensajes y su difusion. En la aplicacion particular en la que dichas unidades 3 de recepcion son telefonos VoIP, los mensajes pueden ser difundidos tambien usando procedimientos particulares para habilitar y/o activar la transmision incluso en una unidad 3 de recepcion.
Con referencia a la Figura 6, se muestra el diagrama de bloques de una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, mientras que el diagrama de bloques de la Figura 5 muestra un ejemplo de configuracion de una unidad 3 de recepcion, es decir, un Punto de Ayuda.
La Estacion de Operador es una unidad de hardware/software con programas cargados en la misma para causar que el hardware realice ciertas tareas. La unidad 7 de cliente ejecuta una aplicacion de control y de gestion, denominada gestor P.O. y una aplicacion MMI (Man Machine Interface, interfaz hombre maquina), designada con el numero 107, que basicamente garantiza la interfaz y la gestion de la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion. Ademas, la unidad 7 de cliente tiene una funcion de telefono VoIP, tal como se designa mediante el numero 207, y actua tambien como un agente de diagnostico, tal como se designa mediante el numero 307.
De manera similar, con referencia a la Fig. 5, la unidad 3 de recepcion es tambien una unidad de hardware/software, con aplicaciones cargadas en la misma, cuya ejecucion causa que el hardware realice tareas espedficas de dichas unidades 3 de recepcion. El numero 103 designa la aplicacion de gestion y las tareas correspondientes para el Punto de Ayuda, es decir, la unidad 3 de recepcion, que esta materializada en una aplicacion Web. El numero 203 designa la aplicacion de telefono VoIP y las tareas correspondientes, y el numero 303 designa la aplicacion y las tareas correspondientes que permiten que la unidad 3 de recepcion funcione como una unidad de servicio, es decir, como una unidad para difundir los mensajes de multidifusion transmitidos por el servidor 6 y denominada servicio PA (Public Announcement Service, servicio de anuncios publicos). Al igual que la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, las unidades 3 de recepcion pueden disponer tambien de una aplicacion de diagnostico, designada por el numero 403.
Volviendo a la Figura 1, la red ferroviaria puede incluir diversos tuneles, estando cada uno asociado a un sistema de transmision de mensajes de multidifusion, que funciona sobre tecnologfa VoIP.
Para ejemplificar esta condicion, la Figura 1 muestra solo dos tuneles. Los servidores 6 de gestion de comunicacion estan disenados para estar dedicados, cada uno de ellos, al sistema de un tunel, mientras que se proporciona un servidor 8 central para gestionar los servidores 6 de gestion de comunicacion locales.
El servidor 6 del sistema ET y SB representa el aparato central del sistema para la Telefoma de Emergencia y la Difusion de Sonido de mensajes en el tunel, es decir, el subsistema que gestiona las tareas que se describiran mas detalladamente
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a continuacion, y permite la comunicacion entre los diversos aparatos perifericos, es decir, las unidades 8 de cliente de transmision/recepcion (Estaciones de Operador) y las unidades 3 de recepcion (Puntos de Ayuda).
Tal como se explica mas detalladamente mas adelante, debido a su posicion central, este servidor debera tener una configuracion redundante, tal como se muestra mediante 6' en la Figura 1, para permitir la recuperacion automatica del funcionamiento del sistema por un servidor 6' de respaldo en caso de fallo del servidor 6 maestro,
Con referencia a las estructuras de las Figuras 4 a 6, se describiran ahora realizaciones particulares del servidor 6 de ET & SB, es decir, el servidor de sistema, las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion, las denominadas estaciones o terminales de operador y las unidades 3 de recepcion, los denominados Puntos de Ayuda o terminales de emergencia.
Una unidad de cliente de transmision/recepcion, denominada Estacion de Operador o terminal, puede ser de dos tipos diferentes:
Un terminal videografico programable, con una interfaz facil de usar.
Un simple telefono con teclado VoIP.
En el primer caso, la aplicacion implementada en el terminal de telefono del operador realiza las tareas siguientes: registrarse con el IP PBX 206; entrar en funcionamiento, tras la solicitud del operador;
repetir periodicamente el registro (cada 15 segundos como maximo o cuando lo solicite el IP PBX 206) para garantizar la continuidad del servicio en caso de fallo del IP PBX 206;
cerrar los canales de protocolo de inicializacion de sesion (Session Initialization Protocol, SIP) activos, cuando se recibe un control de difusion particular desde el servidor 6 de sistema;
habilitar y deshabilitar, si es necesario, la difusion de sonido local, es decir, la difusion de sonido desde unidades 3 de recepcion predeterminadas;
codificar y decodificar senales de voz durante la comunicacion telefonica;
abrir una conexion TCP al IP PBX 206 para el control remoto del estado del sistema y la transmision de informacion;
mostrar el estado de todos los telefonos, es decir, todas las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion y todas las unidades 3 de recepcion dentro de la lmea, usando monos y colores;
almacenar y mostrar, cuando se solicite, el historial de llamadas;
conectarse, a traves de un sistema de archivos de red (Network File System, NFS), al directorio del servidor 6 que contiene mensajes pre-grabados;
permitir la configuracion remota;
permitir la actualizacion remota de software;
enviar datos de diagnostico, usando el protocolo de gestion de red simple (Simple Network Management Protocol, SNMP);
unirse al grupo de multidifusion de la sesion de difusion de sonido, para los mensajes a ser escuchados durante la difusion local o la difusion remota de mensajes pre-grabados;
activar la supervision de habitacion.
En este ultimo caso, la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, es decir, el terminal de Operador tiene todas las caractensticas estandar de un telefono de VoIP de ultima generacion. La parte de "informacion" grafica de la consola puede ser implementada, en este caso, en el servidor o en un cliente de un sistema de supervision.
La informacion que debe ser mostrada al usuario mediante la interfaz grafica para cada terminal incluye:
Disponibilidad del terminal 7 (terminal correctamente registrado y lmea disponible);
Estado del terminal 7 (inactivo, ocupado, realizando solicitud de llamada, difundiendo sonido).
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En lo que se refiere al intercambio de informacion entre la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, es dedr, el terminal de Operador y el IP PBX206, este ultimo esta equipado con un servidor 106 TCP que puede ser interrogado para recibir informacion de estado de sistema (en forma de eventos) o para transmitir controles
El terminal de Operador abrira una conexion TCP en el modo "cliente" al puerto 5038 del servidor en el que se ejecuta el IP PBX 206 en la direccion virtual [TBD].
El terminal 7 de Operador enviara una cadena de autenticacion al IP PBX 206 y el IP PBX 206 transmitira un mensaje de confirmacion, mientras hace que el canal este disponible para la transmision de controles y la recepcion de informacion.
Cuando el PBX recibe una solicitud de autenticacion, empieza a enviar a la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion una serie de eventos, para supervisar el estado de las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion, las unidades 3 de recepcion y cualquier otro telefono o telefono basado en software registrado con el PBX y los canales activos.
La Figura 6 muestra el diagrama de bloques logico de una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion del tipo que tiene caractensticas videograficas.
La aplicacion 107 de control y de gestion, denominada gestor P.O. y la aplicacion MMI (Man Machine Interface) gestionan todos los servicios basicos de la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, que pueden incluir particularmente:
ejecutar la aplicacion MMI con su interfaz grafica para permitir que el operador utilice todas las caractensticas del sistema en forma grafica;
solicitar la operacion;
actualizar de manera remota la configuracion mediante descarga de archivos; actualizar de manera remota los parametros locales a traves de una aplicacion web;
activar el servicio apropiado segun las solicitudes del usuario (telefoma de emergencia, telefoma de servicio o difusion de sonido);
mostrar breve informacion de diagnostico desde las unidades 3 de recepcion en el tunel;
intercambiar datos con el servidor 6 ET y SB a traves de NFS para seleccionar el mensaje a ser transmitido, en el caso de difusion de mensajes pre-grabados;
intercambiar datos con el IP PBX 206 a traves de una conexion TCP;
autorizar la difusion de sonido local cuando sea solicitada por un Punto de Ayuda, es decir, una unidad 3 de recepcion;
sincronizar el temporizador con el servidor NTP en la red (cliente NTP).
La unidad 7 de cliente de transmision/recepcion incluye tambien un telefono basado en software SIP, es decir, un telefono 207 VoIP virtual, cuya interfaz grafica esta incluida en la aplicacion 107 MMI.
Ademas de permitir la comunicacion telefonica entre los diversos terminales del sistema, permite tambien acceder a la funcion de difusion de sonido.
Finalmente, la unidad 307 de diagnostico (agente SNMP) esta disenada para recopilar datos de diagnostico desde los diversos componentes del telefono y enviar notificaciones (TRAPs) a los servidores 6 de diagnostico, es decir, a las aplicaciones 406 en la misma.
En lo que se refiere a las unidades 3 de recepcion, es decir, los Puntos de Ayuda, cada una de las mismas consiste en un terminal telefonico con una aplicacion implementada en el mismo para garantizar las tareas siguientes:
registrarse con el IP PBX 206 SIP;
repetir periodicamente el registro (cada 15 segundos como maximo o cuando lo solicite el PBX) para garantizar la continuidad del servicio en caso de fallo del IP PBX 206;
responder automaticamente las llamadas entrantes;
cerrar los canales SIP activos, cuando se recibe un control de difusion particular desde el servidor 6 de sistema ET y SB;
permitir que el usuario solicite habilitar la difusion de sonido local, es decir, el uso del terminal telefonico tambien para
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la transmision;
codificar y decodificar senales de voz durante la comunicacion telefonica;
procesar las senales para la cancelacion de eco tanto durante las llamadas con altavoz como durante la difusion de sonido local;
activar un procedimiento en segundo plano para la difusion de sonido;
comunicarse con el aparato de enrutamiento para unirse a un grupo de multidifusion usando el protocolo IGMP; transmitir mensajes al amplificador para la difusion de mensajes de sonido a traves de los altavoces; permitir que la funcion de altavoz sea usada al mismo tiempo que la difusion de sonido;
durante la activacion, adquirir una direccion (por ejemplo, identica o relacionada con el numero del nicho de tunel en el que se encuentra el terminal) en forma de tonos DTMF transmitidos por el operador a traves de un dispositivo electronico portatil;
permitir la configuracion de manera remota (a traves de un cliente tftp y una pagina Web para actualizar los parametros locales);
permitir la actualizacion de software de manera remota; enviar datos de diagnostico, usando SNMP;
enviar un mensaje de cortesfa a los usuarios que esperan una respuesta (el mensaje puede ser transmitido, por ejemplo, por el IP PBX 206 que esta gestionando la llamada);
permitir la calibracion automatica del amplificador, el altavoz y el microfono;
proporcionar una breve informacion de calidad de audio a traves de la transmision de una senal de prueba (por ejemplo, una senal de ruido rosa) al amplificador y procesar la senal percibida por el microfono.
En la realizacion ilustrada, los parametros de configuracion comunes a todas las unidades 3 de recepcion, que pueden ser editados mediante la carga de un archivo de configuracion, incluyen:
direccion IP de la puerta de enlace SIP;
numeros de telefono a ser contactados para llamadas de emergencia y llamadas de servicio;
parametros requeridos para la activacion de las sesiones de grna de voz N y TR, tal como se describe mas detalladamente a continuacion;
los parametros de configuracion local para cada nicho, que pueden ser editados mediante una aplicacion Web, incluyen:
ID de nicho;
direccion de red;
ID y contrasena de SIP;
el grupo respectivo para la funcion de grna de voz;
volumen del altavoz y la ganancia del amplificador en caso de difusion de sonido local y remota;
sensibilidad del microfono en el caso de comunicaciones con altavoz, supervision de habitacion, difusion de sonido local.
Segun una caractenstica ventajosa, pueden proporcionarse diagnosticos automaticos para ciertos parametros operativos de la unidad de recepcion y/o la difusion de sonido y los perifericos de comunicacion asociados con las mismas, tales como el amplificador que controla el altavoz o altavoces y/o el microfono para dictar mensajes de voz. Estos parametros incluyen, por ejemplo:
fallos del amplificador;
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falta de suministro de ene^a primaria;
puerta de la carcasa de la unidad 3 de recepcion abierta;
estado de la unidad de recepcion, es dedr, telefono no configurado.
La Figura 5 muestra un diagrama logico de bloques de la unidad 3 de recepcion.
El numero 103 designa al denominado gestor HP, que gestiona todos los servicios basicos de la unidad 3 de recepcion tal como se ha indicado anteriormente, que incluyen:
configuracion inicial durante la activacion (adquisicion de una direccion en forma de tonos DTMF transmitidos por el operador a traves de un dispositivo electronico manual);
actualizar de manera remota la configuracion mediante descarga de archivos;
actualizar de manera remota los parametros locales a traves de una aplicacion Web;
activar el servicio apropiado segun las solicitudes del usuario (telefoma de emergencia, telefoma de servicio o difusion de sonido);
calibrar automaticamente el amplificador, el altavoz y el microfono durante la configuracion;
transmitir una senal de prueba al amplificador y procesar la senal percibida por el microfono para proporcionar una breve informacion de calidad de audio;
sincronizar el temporizador con el servidor NTP en la red (cliente NTP).
La unidad de recepcion incluye tambien un telefono 203 VoIP en la forma de un telefono basado en software SIP con una funcion de cancelacion de eco.
Ademas, la unidad de recepcion incluye tambien la aplicacion de servicio PA, designada por el numero 303 que gestiona todos los servicios requeridos para la difusion de sonido remota, es decir:
recibir y gestionar mensajes de anuncio de sesion desde la consola del operador, es decir, la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion o una unidad de recepcion habilitada para la transmision de anuncios;
unir la direccion de multidifusion y garantizar la sincronizacion;
recibir la transmision RTP (Real-Time Transport, transporte en tiempo real) y transferirla al amplificador en el momento indicado por el servidor 6 EP y SB;
cerrar la sesion cuando lo solicite el servidor 306 de PA;
gestionar la funcion "Gma de Voz" cuando lo solicite la Estacion de Operador, tal como se describe a continuacion; cancelar el eco y reducir el efecto Larsen.
Finalmente, al igual que la unidad 7 de cliente, la unidad de recepcion incluye tambien una aplicacion 403 de diagnostico. Esta aplicacion puede proporcionarse en forma de agente SNMP y puede estar adaptada para recopilar datos de diagnostico desde los diversos componentes de la unidad 3 de recepcion y para enviar notificaciones (TRAPs) a la unidad 406 de diagnostico ejecutada por el servidor 6 ET y SB.
Con referencia a la Figura 4, el servidor 6 ET y SB, es decir, el servidor del sistema, comprende una unidad de hardware/software que actua como un servidor de red. La aplicacion de servidor de red gestionara todos los servicios de red y particularmente:
actualizara la configuracion de los diversos hosts, es decir, las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion y las unidades 3 de recepcion en la red, cargando archivos o abriendo aplicaciones Web que residen en el aparato remoto;
compartira el directorio con los mensajes pre-grabados a traves de la red, de manera que puedan verse y seleccionarse desde la Estacion de Operador;
proporcionara una referencia de tiempo unica (Servidor NTP) a los hosts para la sincronizacion de los diversos aparatos a traves de la red.
El servidor 106 de red tiene tambien funciones de gestion de redundancia.
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Para garantizar la continuidad del servicio en el caso de fallo o desconexion del IP PBX 206, se proporcionara una configuracion redundante para este aparato de hardware/software, lo que significa que se proporcionan dos servidores con funciones IP PBX, un maestro 6 y un respaldo 6' activo. La Figura 1 muestra el caso en el que el servidor 6' duplica todo el servidor 6. Esto solo se sugiere a modo de ejemplo, ya que no es necesario que el servidor IP PBX, que consiste en un programa de aplicacion de PC, sea ejecutado por la misma unidad de hardware, si no que el servidor 6 puede estar compuesto por diversas unidades de hardware separadas, siendo las dos soluciones alternativas perfectamente equivalentes. En cualquier caso, se proporciona una configuracion redundante en la Figura 1 para el servidor 6, asf como para la aplicacion que realiza las tareas de IP PBX, tal como se muestra mediante los numeros 206, 206' y la aplicacion que realiza las tareas del servidor de comunicacion de multidifusion, tal como muestran los numeros 306, 306'.
En condiciones normales, uno de los dos servidores 6, 6' y particularmente uno de los dos IP PBX 206, 206' estara operativo y proporcionara los servicios requeridos por la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion (Estacion de Operador) y las unidades 3 de recepcion (Puntos de Ayuda) dentro de la red, que tienen forma de telefonos, mientras que el otro servidor y particularmente el otro IP PBX estara en estado de espera y proporcionara una funcion de respaldo.
La redundancia se garantiza mediante el uso de una direccion de red virtual e implementando un protocolo de supervision. De esta manera, el IP PBX 206 operativo sera verificado en terminos de accesibilidad mediante un sondeo de la interfaz de red. Si se descubre que el IP PBX 206 operativo ya no es accesible, el PBX 206' de respaldo ocupa automaticamente su lugar.
Una caractenstica adicional consiste en proporcionar otra caractenstica, que consiste en unos medios de hardware/software que se comunican directamente con el IP PBX 206, 206' y que estan disenados para detectar fallos de software. Un fallo del IP PBX 206, 206' en la respuesta es interpretado como un fallo de software e inicia un procedimiento de recuperacion.
En ambos casos (interrupcion de la red o fallo de software):
- las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion (Estacion de Operador) y las unidades 3 de recepcion (Puntos de Ayuda) de la red migraran desde el PBX 206 defectuoso al PBX 206' de respaldo en no mas de 15 segundos;
- el PBX de respaldo tiene tambien medios para iniciar un procedimiento para recuperar las comunicaciones interrumpidas debido al fallo.
Una tercera unidad de conmutacion, posiblemente instalada en una estacion central, estara disenada especialmente para interconectar la red local con la red PSTN publica o para actuar como una concentracion para diversos subsistemas en el caso de un sistema multi-tunel.
Cuando se considera la redundancia con mas detalle, se usa un protocolo conocido como protocolo de redundancia de direcciones comunes (Common Address Redundancy Protocol, CARP), que permite gestionar la redundancia de PBX usando una direccion de red virtual. El servidor que tiene el papel principal es identificado como el "maestro", mientras que el servidor secundario es identificado como el "respaldo". El protocolo se implementa en el servidor 106 de red mediante una aplicacion, tal como la aplicacion de software gratuita UCARP version 1.2.
Ademas del protocolo anterior, en el servidor de red se ejecuta una funcion adicional de gestion de fallos, denominada "Gestor de Fallos".
El Gestor de Fallos es una aplicacion que comprueba la presencia y la accesibilidad del IP PBX 206 principal (que funciona en condiciones normales) a traves de un puerto de servidor particular que tiene una interfaz de gestion (puerto 5038). Cuando dicha interfaz no puede responder, el IP PBX 206' funciona en el servidor 6' de respaldo e inicia un procedimiento para recuperar las llamadas interrumpidas por el fallo, mientras previene que cualquier contacto falso o fallo de la red cause la reconexion del IP PBX 206 maestro en el servidor 6 maestro sin una accion por parte del personal de mantenimiento.
La aplicacion de gestion de fallos (Gestor de Fallos) funciona tanto en el servidor 6 maestro como en el servidor 6' de respaldo. En el servidor 6 maestro, esta disenado para excluir el IP PBX 206 principal en caso de fallo. En el servidor 6' de respaldo, garantiza la actualizacion continua de las funciones que operan en el IP PBX 205 principal y si se encuentran enlaces abiertos o mal cerrados cuando se hace funcionar el servidor 6' de respaldo, este envfa un mensaje de difusion para causar que todos los telefonos, es decir todas las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion (Estaciones de Operador) y todas las unidades de recepcion (Puntos de Ayuda) cierren cualquier canal SIP todavfa activo y, a continuacion, regenera automaticamente las llamadas todavfa pendientes despues del fallo.
El servidor 106 de red usa tambien los programas de aplicacion correspondientes para ejecutar:
servicios para actualizar la configuracion de los clientes, es decir, las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion
y/o las unidades 3 de recepcion;
servicios para intercambiar datos mediante un sistema de archivos de red NFS, que permite que el directorio con mensajes pre-grabados sea compartido a traves de la red.
En lo que se refiere al IP PBX 206, conocido tambien como VoIP PBX, este consiste en una aplicacion de software que es 5 ejecutada, por ejemplo, por un servidor PX, es decir, el servidor 6 de gestion de comunicacion, que se denomina servidor de Telefoma de Emergencia y de Difusion de Sonido (servidor ET y SB)
En una realizacion, el IP PBX 206 de VoIP consiste en una aplicacion de software configurada apropiadamente para aplicaciones especiales de Telefoma de Emergencia, denominada Digium Asterisk.
En lo que se refiere a la gestion de redundancia, las tablas siguientes muestran que el Gestor de Fallos, que es ejecutado 10 por el servidor 106 de red, funciona en combinacion con la aplicacion IP PBX especial.
Gestor de Fallos local en el servidor 6 de gestion de comunicacion maestro
Tipo de fallo detectado
Procedimiento de deteccion Gestion de fallos
Interrupcion de la red (cable desconectado o cortado, fallo de conmutador)
Ucarp. Cierre forzado de la interfaz de red eth0 si la red vuelve a ser accesible
Cierre repentino o bloqueo del SW Asterisk
Ping a la interfaz de gestion de Asterisk Cierre forzado de la interfaz de red eth0
Gestor de Fallos local, en el servidor 6' de gestion de comunicacion de respaldo
Tipo de fallo detectado
Procedimiento de deteccion Gestion de fallos
Interrupcion de la red (cable desconectado o cortado, fallo de conmutador)
Ping a la interfaz de gestion de Asterisk Funcionamiento de la funcion de respaldo, recuperacion de llamadas activas
Cierre repentino o bloqueo del SW Asterisk
Cierre repentino del servidor maestro
15 Las comunicaciones telefonicas entre los telefonos en la red, es decir, las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion (Estacion de Operador) y las unidades 3 de recepcion (Puntos de Ayuda) se realizan a traves de una instalacion de red IP v4. Por lo tanto, el canal de comunicacion es totalmente digital y esta basado en protocolos de senalizacion, comunicacion y codificacion estandar.
La conmutacion de llamadas y la gestion de servicios avanzados (desvfo de llamadas, llamadas multi-conferencia, 20 grabacion de llamadas, historial) son gestionadas por un IP PBX 206.
El IETF SIP (Session Initiation Protocol, protocolo de inicio de sesion) puede ser usado como protocolo de senalizacion, permitiendo iniciar y gestionar llamadas telefonicas a traves de una red IP.
El IP PBX 206 esta disenado para realizar las tareas siguientes:
gestionar la operacion de la consola de operador, es decir, las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion;
25 establecer comunicacion entre la persona que llama y la persona llamada;
almacenar el historial de llamadas;
habilitar llamadas multi-conferencia bajo solicitud:
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habilitar la grabacion de llamadas en dispositivos dedicados bajo solicitud o automaticamente (funcion opcional); grabar llamadas en archivos, si se solicita (si se desea); interconectar la red local con la red PSTN publica.
Segun una caractenstica adicional, las llamadas pueden ser originadas desde la Estacion de Operador, es decir, una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, o desde un telefono de emergencia, es decir, un denominado Punto 3 de Ayuda.
En una realizacion, los telefonos de emergencia, es decir, las unidades 3 de recepcion estan disenadas para la recepcion automatica. Pueden proporcionarse diversas opciones operativas diferentes para cerrar las comunicaciones. En una realizacion, por ejemplo, una llamada o una solicitud de comunicacion originada desde una Estacion de Operador, es decir, una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion o un Punto de Ayuda, es decir, una unidad 3 de recepcion que puede ser habilitada para la transmision por medio de una clave de habilitacion hardware o software, por ejemplo, al presionar un pulsador de habilitacion, solo puede ser cerrada si asf lo requiere la Estacion de Operador, es decir, la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion. Una llamada originada por un Punto de Ayuda, es decir, una unidad 3 de recepcion habilitada para la transmision por un interruptor de clave, puede ser cerrada por el propio Punto de Ayuda, por ejemplo, poniendo de nuevo el interruptor en su posicion de reposo.
En una realizacion, el canal de comunicacion esta basado, de manera ventajosa, en protocolos de transporte en tiempo real. Particularmente, el protocolo de transporte preferido es el Protocolo de Tiempo Real/Protocolo de Datagrama de Usuario (Real-Time Protocol/User Datagram Protocol, RTP/UDP).
Segun una caractenstica ventajosa adicional de esta realizacion, con el fin de garantizar que la comunicacion sea lo mas natural posible, el retardo total entre el tiempo en que la persona que llama ha pronunciado una palabra y el tiempo en que la palabra es escuchada por el receptor debena ser menor de 150 ms (recomendacion UIT-T G.114).
Se pretende que este retardo incluya:
retardo de propagacion de senal sobre la lmea, particularmente sobre la lmea de fibra optica retardos de procesamiento (creacion de paquetes, generacion de muestras de cabecera, compresion) retardo de operaciones de cola (tiempo de espera del paquete en caso de congestion) fluctuacion de retardo por memoria intermedia
En lo que se refiere a las comunicaciones telefonicas de voz, pueden proporcionarse diversos protocolos de codificacion, incluyendo, por ejemplo, aquellos que cumplen con las especificaciones siguientes:
protocolo G.711 estandar (a-law e |j-law)
banda telefonica (4 kHz)
duracion de trama: 20 ms
Tal como se ha indicado anteriormente, el IP PBX garantiza tambien la gestion de servicios avanzados, tales como multi- conferencia. En este caso, varios usuarios, situados en un tunel, es decir, que tienen unidades 3 de recepcion habilitadas para la transmision, o situados en Estaciones de Operador, es decir, unidades 7 de cliente de transmision/recepcion, pueden comunicarse en modo "multi-conferencia".
Por lo tanto, el IP PBX 206 tiene la funcion de establecer comunicacion entre grupos de usuarios (predefinidos o seleccionados manualmente) y de generar una transmision de audio resultante de la composicion de las senales desde los diversos usuarios. En terminos de codificacion o de retardo maximo permitido, el sistema funcionara como en una comunicacion telefonica normal.
En lo que se refiere al servidor 306 de comunicacion multidifusion conocido como servidor PA, este tiene la funcion de gestionar todos los servicios necesarios para la Difusion de Sonido de mensajes pre-grabados y representa el proxy para la difusion de sonido local y remota.
Particularmente, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion tiene una interfaz al IP PBX 206, que consiste en un telefono virtual o un telefono basado en software, de manera que se registra con el IP PBX 206. Ademas, el servidor PA recibe y procesa informacion acerca del mensaje a transmitir en caso de transmision de mensajes pre-grabados, y recibe y procesa informacion acerca de las direcciones IP a las que va dirigida la transmision.
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El servidor 306 de comunicacion de multidifusion transmite en su salida los datos de la sesion de multidifusion a las unidades 3 de recepcion indicadas como destinatarias del mensaje y genera la transmision multidifusion/UDP que contiene el mensaje de audio.
La sesion de difusion de sonido se cierra al final del mensaje pre-grabado o en caso de desconexion por parte del operador.
La Figura 15 muestra un diagrama de flujo del servidor de comunicacion de multidifusion, es decir, el servidor 306 de difusion de sonido conocido tambien como Servidor PA. Esta es una aplicacion que, una vez en comunicacion con un telefono VoilP a traves de SIP, inicia una sesion de transmision de multidifusion al sistema de Difusion de Sonido que en este caso consiste en las unidades 3 de recepcion, con los amplificadores, los altavoces y los microfonos asociados con las mismas. El contenido de la transmision puede ser de dos tipos:
audio recibido en tiempo real desde el telefono VoIP que llama, es decir, la unidad 7 de cliente o una unidad 3 de recepcion habilitada para la transmision;
un archivo de audio almacenado en el disco duro del servidor 6 ET y SB.
En el primer caso, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion garantizara un tiempo de latencia maximo de 20 ms.
El servidor 306 de comunicacion de multidifusion, que de hecho interactua con el PBX como un telefono basado en software comun, esta configurado en modo de respuesta automatica y permite la recepcion de mensajes de texto (Mensajena Instantanea).
Con referencia al diagrama de flujo de la Figura 15, cuando se inicia el sistema, y en cada reinicio posterior, el servidor de comunicacion de multidifusion se registrara con el IP PBX 206, como un telefono basado en software SIP normal, tal como se muestra en la etapa 3061. Por lo tanto, enviara al IP PBX 206 la informacion requerida por el protocolo SIP para su autenticacion, tal como su direccion numerica (nombre de usuario) y la contrasena.
Una vez completada esta etapa, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion esperara una llamada desde uno de los telefonos del sistema u otros dispositivos que forman parte de las unidades 7 de cliente de transmision/recepcion o de las unidades 3 de recepcion.
En la etapa de recepcion de una llamada 3062 de solicitud de conexion SIP, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion responde automaticamente 3063.
En el caso de multiples solicitudes de conexion simultaneas (si el sistema permite una difusion local pre-autorizada), se concedera acceso a esta funcion a la primera de las mismas, mientras que los otros usuarios recibiran un mensaje de cortesfa y se pondran en cola.
Las dos aplicaciones SIP que estan siendo conectadas negociaran el codec a usar y, preferiblemente, seleccionaran aquel que tenga el ancho de banda mas grande. Generalmente, las comunicaciones entre la Estacion de Operador, es decir, la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion y el servidor 306 de comunicacion de multidifusion pueden ocurrir usando un codec GH.722. Como resultado, la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion o la unidad 3 de recepcion que llama y el servidor 306 de comunicacion de multidifusion que esta siendo llamado estan en comunicacion entre sf, pero la transmision de la senal de audio por parte de la persona que llama no tiene ningun efecto.
Al mismo tiempo que la solicitud de llamada, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion recibe tambien un control que contiene la informacion requerida para iniciar la sesion: tipo de sesion (altavoz, mensajes pre-grabados, grna de voz) y direcciones de destinatario, y este control es analizado tal como indica la etapa 3064.
Cada sesion de multidifusion es descrita por el servidor de comunicacion de multidifusion mediante un archivo SDP (Session Description Protocol, protocolo de descripcion de sesion, RFC 2327), que usa un protocolo de transporte especial.
De manera ventajosa, el protocolo preferido requiere el envfo de un mensaje de anuncio de sesion a traves de la red y la difusion tal como se muestra en la etapa 3065.
En caso de funcionamiento degradado de la red de anuncio de sesion, debera contener tambien informacion de tiempo, para permitir que los diversos usuarios inicien la transmision de manera sincronizada, y cancelen los retardos causados por la red. Dicha informacion de tiempo sera un parametro configurable espedfico del sistema y sera configurado por el servidor en base a un retardo maximo estimado.
En lo que se refiere a la generacion de la transmision, una vez anunciada la sesion en la etapa 3065, el servidor de comunicacion de multidifusion comenzara a emitir rapidamente una transmision 3066 de RTP/multidifusion usando como
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fuente la senal de audio procedente de la unidad 7 de cliente o de la unidad 3 del receptor que llama, o el archivo pre- grabado indicado en el control.
Si el control indica que debe transmitirse un mensaje pre-grabado, en las etapas 3067, 3068, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion comenzara a transmitir el mensaje indicado, en 30610. Si dicha senal ha sido comprimida, entonces el servidor 306 la descomprimira antes de transmitirla a la unidad de multidifusion.
Cuando el mensaje es un mensaje de voz dictado directamente por el usuario en la unidad 7 de cliente o en una unidad 3 de recepcion, entonces el mensaje es reenviado directamente 3069 y genera directamente la transmision 30610.
La sesion puede cerrarse, en la etapa 30611, despues de que cuelgue el telefono llamante conectado al servidor 306, es decir, la unidad 7 de cliente o una unidad 3 de recepcion, o al final del archivo pre-grabado.
En lo que se refiere a la transmision de control, los controles son enviados, de manera ventajosa, al servidor 306 de comunicacion de multidifusion en forma de mensajes de texto, usando el procedimiento SIP MESSAGE.
Con referencia a una mejora ventajosa del sistema de la presente invencion, y tal como se ha indicado anteriormente, con el fin de evitar el ruido debido al eco entre, por ejemplo, una unidad 3 de recepcion habilitada para la transmision y los mensajes transmitidos por las otras unidades 3 de recepcion, es decir, con el fin de prevenir que un usuario que transmite mensajes escuche el mensaje transmitido por las otras unidades 3 de recepcion con un cierto retardo, y que los mensajes transmitidos por las unidades 3 de recepcion de un sistema, por ejemplo en un tunel, produzcan ruido mutuo y conviertan el mensaje en ininteligible, la transmision de mensajes entre las diversas unidades de recepcion debena estar sincronizada, considerando que dichas unidades estan a una distancia predeterminada entre sf y que la senal desde el servidor de comunicaciones multidifusion tiene diferentes tiempos de ejecucion y llega a los diversos receptores en tiempos diferentes.
Dependiendo de la configuracion del sistema de difusion de sonido y particularmente de las distancias entre los altavoces de dos unidades 3 de recepcion sucesivas a lo largo de la lmea 1 ferroviaria, se ha descubierto que la red requiere valores de latencia predeterminados.
Con referencia al analisis de las condiciones acusticas, se ha descubierto que una recepcion inteligible de la senal de audio de difusion requiere un valor de retardo de eco no mayor de 60 ms. En este caso, no surge ningun problema si la latencia de la red es menor de 15 ms, lo que puede obtenerse facilmente usando los conmutadores de red disponibles actualmente.
Sin embargo, para obviar los problemas asociados con los ecos, la invencion proporciona medios para sincronizar la transmision acustica de mensajes en cada unidad de recepcion del sistema.
En condiciones de funcionamiento normales, la latencia introducida por los nodos de red es tal que no se exceda el retardo maximo de 60 ms. Si el bucle de red esta roto, por ejemplo, en 2 ubicaciones, cualquier diferencia de trayectoria entre los dos bloques de tunel generados de esta manera y el uso de un enlace fuera del tunel podna introducir un retardo mayor.
Por lo tanto, la invencion permite que el sonido sea reproducido con un retardo programado, es decir, predeterminado. Dicho retardo, que normalmente puede ser un retardo nulo, es establecido por el servidor 6 en caso de funcionamiento degradado del sistema debido a un bucle de red roto. Esto puede ocurrir proporcionando un servidor 106 NTP en la red, que esta disenado para hacer que toda la informacion requerida para sincronizar la fecha y la hora internas este disponible para todos los nodos.
Antes de iniciar la sesion de transmision, el servidor 306 de comunicacion de multidifusion para la difusion de sonido envfa un paquete de anuncio a las unidades 3 de recepcion del tunel y habilita las unidades 3 de recepcion seleccionadas por el operador para la reproduccion de audio. Este paquete contiene las direcciones de las unidades 3 de recepcion a ser habilitadas y tambien un archivo de descripcion del tipo protocolo de descripcion de sesion (SDP), que indica el grupo de multidifusion y el puerto disenado para la transmision continua, y cualquier informacion requerida para la sincronizacion y para iniciar una sesion de grna de voz que se describira a continuacion.
Las direcciones de las unidades 3 de recepcion a ser habilitadas coinciden con las ID de usuario SIP. En el caso de llamadas de grupo (nichos pares, nichos impares, ventanas, todo el tunel, etc.) pueden usarse direcciones de grupo predeterminadas en lugar de direcciones reales. Cuando llega el anuncio de sesion, cada unidad 3 de recepcion comprueba que el campo de direccion contiene, ademas de su ID, los IDs de los grupos a los que pertenece, tal como se definio en la configuracion.
Tal como se ha indicado anteriormente, el terminal, tal como la unidad 7 de cliente o una unidad 3 de recepcion, que habilita la funcion de emision de sonido (de manera central o periferica), puede transmitir controles al servidor 306 de
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comunicacion de multidifusion, que puede ser activado presionando unos pulsadores en una interfaz, tal como una pantalla tactil u otro tipo de interfaz.
Un procedimiento habilitado en los terminales perifericos estara constantemente en modo de escucha y, en cuanto reciba un mensaje de "anuncio de sesion", comprobara si su direccion esta o no entre las direcciones de los destinatarios y, si lo esta, el terminal periferico estara preparado para recibir la transmision (que se comunica con el enrutador a traves del protocolo IGMP) y para reproducirla a traves del amplificador.
Segun una caractenstica adicional de la invencion, la posibilidad de transmitir indicaciones a las unidades 3 de recepcion para la transmision sincronizada de un mensaje de audio proporciona una caractenstica de multidifusion de mensajes de sonido particular, que puede definirse como una funcion de "Gma de Voz". En este caso, el mensaje a ser transmitido es repetido dclicamente, y diversos grupos de unidades 3 de recepcion y/o altavoces son habilitados y deshabilitados para la reproduccion a una velocidad predeterminada.
La gma de voz es una forma particular de difusion de sonido remota, que causa que las unidades de recepcion garanticen la reproduccion parcial y sucesiva del mensaje.
Las unidades 3 de recepcion, tales como los telefonos de emergencia en el tunel, estan divididas en N grupos, con N establecido a 3. Se establece un tiempo para la reproduccion TR y cada grupo G esta asociado a un tiempo de retardo (Ati). Cuando recibe la transmision de multidifusion, que ha sido transmitida en el tiempo T0, cada unidad 3 de recepcion, es decir, cada telefono sabe que:
debera iniciar la reproduccion en el tiempo T0+Ati, donde Ati viene determinado por:
Ati = { [D x (i-1) ] mod N} x TR i = 1, ... N, es el grupo en el que se encuentra
D = 1, -1 indica la direccion, en el que "1" indica direcciones de nicho crecientes y "-1" indica direcciones de nicho decrecientes
debera repetir dclicamente las operaciones siguientes hasta el final de la sesion: reproducir audio por medio de las bocinas durante un tiempo TR; esperar un tiempo TR * (N-1);
El efecto obtenido de esta manera es una voz que gma a las personas en el tunel a la ruta de escape mas accesible. Si el operador que gestiona el estado de emergencia lo desea, la "voz gma" puede extenderse desde una entrada a la otra del tunel. Con el mensaje de anuncio de sesion, las unidades 3 de recepcion recibiran informacion que indica que es una sesion de "Gma de Voz", que todas las funciones descritas anteriormente estan habilitadas y que la direccion de escape se define aumentando o disminuyendo las direcciones de nicho. En base a dicha informacion, se establecera el tiempo Ati.
Las Figuras 2 y 3 muestran esquematicamente dos ejemplos de operacion de difusion de sonido, el primero con la sesion iniciada por una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion, denominada tambien difusion de sonido remota y el ultimo con la difusion de sonido iniciada por una unidad 3 de recepcion, que ha sido habilitada para la transmision del procedimiento de inicializacion de sesion.
Tal como se ha indicado anteriormente, pueden transmitirse mensajes de voz libres o mensajes de voz pre-grabados, segun sea necesario. La tarea de generacion de transmision de multidifusion es realizada por el servidor 306 de comunicacion de multidifusion, que el conmutador ve como un telefono basado en software ordinario.
Con referencia a la Fig. 2, en el caso de difusion de sonido remota, dicha difusion es iniciada por una unidad 7 de cliente de transmision/recepcion y el mensaje a transmitir puede ocurrir en la unidad 7 de cliente como una llamada telefonica ordinaria.
En el caso de transmision de mensajes pre-grabados, debido a que los mensajes pre-grabados estan almacenados en el servidor 306 de comunicacion de multidifusion (para una actualizacion mas facil), la unidad 7 de cliente interactuara con el mismo para la seleccion de mensajes.
La informacion con los nichos designados para la recepcion de mensajes y el archivo a ser reproducido, si existe, son transmitidos al IP PBX 206 a traves de paquetes TCP, si la unidad 7 de cliente es de tipo videografico (y, por lo tanto, programable), o a traves de un menu de voz y la seleccion de pulsadores si la unidad 7 del cliente es del tipo "telefono estandar". Entonces, dicha informacion es transmitida al servidor 306 de comunicacion de multidifusion en forma de
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mensaje de texto (Mensaje Instantaneo).
El diagrama de flujo de la Figura 2 muestra todas las etapas del procedimiento. Una llamada es transmitida desde la unidad 7 de cliente de transmision/recepcion al servidor 306 de comunicacion de multidifusion y es gestionada por el IP PBX 206. El servidor de comunicaciones de multidifusion transmite un mensaje de difusion en el que anuncia el inicio de una sesion de multidifusion a cada una de las unidades 3 de recepcion a traves de la red. El anuncio incluye una invitacion a que dichas unidades de recepcion se suscriban a una direccion de multidifusion. En el ejemplo de la Figura 2, esto ocurre para las unidades 3 de recepcion designadas como HP A, B y C.
A continuacion, el mensaje de voz puede ser transmitido directamente por la unidad 7 de cliente, o puede abrirse un archivo de mensaje de voz pre-grabado predeterminado, y el servidor 306 de comunicacion de multidifusion generara la transmision de multidifusion a ser transmitida a traves de la red con la direccion de suscripcion, que llegara solo a las unidades HP A, B y C.
En el caso de Difusion de Sonido local, es decir, desde solo una unidad 3 de recepcion, el operador del tunel que desea difundir un mensaje de voz se comunicara con el operador central, es decir, en la unidad 7 de cliente, para indicar los nichos en los que debe ser difundido el mensaje, y debe esperar la habilitacion.
Ademas de la habilitacion, la unidad 7 de cliente transferira la llamada al servidor 306 de comunicacion de multidifusion, con la informacion acerca de los nichos de recepcion del mensaje deseados.
Dependiendo de la configuracion del sistema, la difusion de sonido local puede no requerir una habilitacion remota por parte del operador, en cuyo caso el mensaje sera enviado a un grupo de terminales pre-establecido.
La Figura 3 muestra la secuencia de etapas que son llevadas a cabo al inicio de una sesion de Difusion de Sonido local.
Aqrn, se requeriran disposiciones particulares para evitar ecos y ruido de retorno (efecto Larsen). Concretamente, podnan requerirse algoritmos de cancelacion de eco y, posiblemente, de filtrado de frecuencia de resonancia (filtro de Notch adaptativo).
Con referencia a la Figura 3, a diferencia de la sesion descrita anteriormente con referencia a la Figura 2, las sesiones son inicializadas por una unidad de recepcion en el interior de un nicho de tunel. La comunicacion es establecida con la unidad 7 de cliente que actua como una unidad de habilitacion de unidad de recepcion y como un intermediario con el IP PBX 206 y el servidor 306 de comunicacion de multidifusion. Aqrn, una vez mas, se transmite informacion acerca de las unidades de recepcion que estan destinadas a recibir el mensaje, que se designan como A, B y C.
Las etapas siguientes del anuncio de sesion, con un mensaje de difusion generado por el servidor 306 de comunicacion de multidifusion, la suscripcion por parte de las unidades 3 de recepcion previstas como receptores de mensaje, y la generacion y la transmision de la transmision de audio son identicas a las de la Figura 2 anterior.

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de comunicacion para difundir mensajes de audio en modo de multidifusion, que comprende:
    una red de comunicacion de audio de voz sobre IP (VoIP), cuya red comprende:
    al menos una unidad (7) de cliente de transmision/recepcion y una o mas unidades (3) de recepcion para recibir un mensaje de audio de multidifusion enviado por la al menos una unidad (7) de cliente de transmision/recepcion y cada una de cuyas unidades de recepcion tiene medios (303) para difundir el mensaje de audio;
    una red (5) de Ethernet para conectar la dicha al menos una unidad (7) de cliente de transmision/recepcion y una o mas unidades (3) de recepcion;
    al menos un conmutador (206) para la conexion de la unidad o las unidades (7) de cliente de transmision/recepcion y la unidad (3) de recepcion a traves de una red de Ethernet, en el que cada unidad (7) de cliente de transmision/recepcion y cada unidad (3) de recepcion estan identificadas de manera unica por una direccion IP;
    caracterizado por que el conmutador comprende un PBX (206);
    hay provista una unidad (306) de servidor de comunicacion de multidifusion que esta conectada al conmutador (206) de PBX para conectarse a las unidades (7) de cliente de transmision/recepcion y a las unidades (3) de recepcion, cuya unidad (306) de servidor de comunicacion de multidifusion comprende un dispositivo de transmision continua de multidifusion, un terminal de recepcion/transmision conectado al PBX para la comunicacion con la unidad (7) de cliente de transmision/recepcion y a la una o mas unidades (3) de recepcion para transmitir a los medios (303) para difundir el mensaje de multidifusion de cada una de dichas unidades (3) de recepcion en modo multidifusion;
    la unidad (306) de servidor de comunicacion de multidifusion recibe desde la unidad (7) de cliente de transmision/recepcion un control que contiene la informacion requerida para iniciar la sesion de multidifusion que comprende direcciones de destinatario de las unidades (3) de recepcion y genera un mensaje de anuncio de sesion a ser enviado sobre la red (5) que habilita las unidades (3) de recepcion para recibir y difundir una transmision continua de mensajes de multidifusion generada por el dispositivo de transmision continua de mensajes de multidifusion.
  2. 2. Sistema de comunicacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el terminal de recepcion/transmision del servidor de comunicacion de multidifusion consiste en un telefono basado en software que opera sobre el protocolo SIP y que tiene su propio numero de ID y nombre de usuario.
  3. 3. Sistema segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que la unidad de cliente de transmision/recepcion es una consola de telefono que funciona sobre el protocolo SIP.
  4. 4. Sistema segun la reivindicacion 3, caracterizado por que la unidad de cliente de transmision/recepcion es una consola de telefono que opera sobre el protocolo SIP, que tiene la capacidad de transmitir cadenas de caracteres alfanumericos o de texto.
  5. 5. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las unidades de recepcion son unidades telefonicas de recepcion/transmision que estan configuradas en modo de respuesta automatica y pueden ser habilitadas para la transmision por medio de claves de habilitacion de software o hardware, electronicas o mecanicas.
  6. 6. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el servidor de comunicacion de multidifusion transmite un mensaje de inicio de transmision sobre la red, cuyo mensaje contiene informacion acerca de las direcciones y/o los codigos de ID de las unidades de recepcion previstas para recibir el mensaje, en el que dicho mensaje es lefdo por cada unidad de recepcion, en el que las unidades de recepcion indicadas en el mensaje de inicio de sesion son activadas de esta manera, cuyas unidades de recepcion transmiten un mensaje habilitado para la recepcion a la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion.
  7. 7. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de comunicacion de multidifusion tiene una memoria para el almacenamiento de una pluralidad de mensajes acusticos y/o visuales, cuyos mensajes estan identificados de manera unica por un codigo de ID y son re-llamados y transmitidos por dicha unidad de comunicacion de multidifusion cuando esta ultima recibe desde una unidad de cliente de transmision/recepcion un control de transmision que contiene el codigo de ID de uno o mas de dichos mensajes
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    acusticos o visuales.
  8. 8. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion tiene un generador de mensajes de audio a partir de mensajes de texto, en el que dichos mensajes de texto son transmitidos a la unidad de servidor de comunicaciones de multidifusion desde una unidad de cliente de transmision/recepcion.
  9. 9. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se proporcionan medios para sincronizar el tiempo de inicio de la difusion de mensajes de audio por parte de las unidades de recepcion individuales.
  10. 10. Sistema segun la reivindicacion 9, caracterizado por que el tiempo de inicio de la difusion del mensaje de audio por parte de las unidades de recepcion individuales es tal que, en una posicion de escucha predeterminada con referencia a la posicion de al menos dos unidades de recepcion, las contribuciones acusticas de dichos mensajes difundidos por dichas al menos dos unidades operativas se combinan sin deteriorar la calidad del mensaje de audio transmitido.
  11. 11. Sistema segun la reivindicacion 9, caracterizado por que se proporciona la posibilidad de variar un retardo de tiempo de difusion para cada unidad de recepcion individual de manera que la difusion del mensaje acustico se inicie al mismo tiempo para cada una de dichas unidades de recepcion.
  12. 12. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dos unidades de recepcion adyacentes estan colocadas a una distancia tal, una de la otra, que con un tiempo de inicio identico de la difusion del mensaje acustico para dichas dos unidades, la relacion de intensidad entre la senal transmitida por una unidad y la senal transmitida por la otra unidad de recepcion es menor de 10 dB y/o el retardo entre los dos mensajes en una posicion de escucha intermedia predeterminada entre las dos unidades de recepcion es menor de 60 ms, particularmente 45 ms.
  13. 13. Sistema segun la reivindicacion 9, caracterizado por que los medios para sincronizar el tiempo de inicio de la difusion de mensajes de audio por parte de las diversas unidades de recepcion pueden ser ajustados para que los tiempos de inicio de difusion de mensajes de audio tengan un retardo unos con relacion a otros segun una direccion de ruta y una velocidad predeterminada desde una primera unidad de recepcion a una segunda unidad de recepcion de entre una pluralidad de unidades de recepcion dispuestas a lo largo de una trayectoria predeterminada.
  14. 14. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por que los mensajes de audio estan en forma de datos no comprimidos.
  15. 15. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, en el que antes de iniciar la transmision continua del mensaje de multidifusion para la difusion de sonido, la unidad (306) de servidor de comunicacion de multidifusion envfa un paquete de anuncio a las unidades (3) de recepcion que habilita las unidades (3) de recepcion seleccionadas para la reproduccion de audio de dicho mensaje de multidifusion, en el que el paquete contiene las direcciones de dichas unidades (3) de recepcion a ser habilitadas y un archivo de descripcion del tipo Session Description Protocol, SDP, que indica el grupo de multidifusion y el puerto designado para la transmision continua e informacion requerida para la sincronizacion y para iniciar una sesion de grna de voz.
  16. 16. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conmutacion de conexion comprende al menos dos PBXs, es decir, uno que funciona y el otro en modo de espera con una funcion de respaldo, es decir, un denominado respaldo activo, en el que se proporcionan medios para detectar el estado operativo del PBX operativo y/o el estado operativo de la red, y medios para conmutar automaticamente la conexion de las unidades de cliente de transmision/recepcion, las unidades de recepcion para transmitir mensajes de multidifusion y la unidad de servidor de comunicacion de multidifusion, para conectar las unidades de cliente de transmision/recepcion y las unidades de recepcion a una unidad de servidor de comunicacion de multidifusion desde cualquier PBX, mientras que los PBX/s tienen medios para detectar y almacenar el estado de comunicacion entre las diversas unidades, tales como las unidades de cliente de transmision/recepcion y/o las unidades de recepcion y/u otros usuarios, y medios para recuperar una comunicacion interrumpida tras una conmutacion de conexiones y grabada por dichos medios de deteccion y de almacenamiento.
  17. 17. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que tiene medios para sondear la interfaz de red del PBX operativo, y medios para indicar el resultado del procedimiento de sondeo al segundo PBX de respaldo, que es operado, y opera los medios para conmutar la conexion de las unidades de cliente de transmision/recepcion y/o las unidades de recepcion y/u otros usuarios, y los medios para recuperar una comunicacion interrumpida tras conmutar las conexiones, cuando el resultado del procedimiento de sondeo indica
    que la interfaz de red del primer PBX no esta operativa.
  18. 18. Sistema segun una o mas de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que es un sistema de comunicacion telefonica para la comunicacion entre una pluralidad de telefonos de emergencia y al menos una 5 estacion de operador de telefoma, particularmente en tuneles de ferrocarril, en el que se proporciona una estacion de operador de telefoma, que esta compuesta por una unidad de cliente de transmision/recepcion al menos en una de las entradas del tunel y una pluralidad de telefonos de emergencia dispuestos a lo largo de la lmea ferroviaria dentro del tunel, separados por distancias predeterminadas y cada uno de los cuales consiste en una unidad de recepcion con al menos un altavoz para difundir un mensaje de audio, en el que se proporciona un conmutador de 10 conexion en una de las entradas.
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