具有網線狀態監測功能的電話光端機及網線狀態監測方法
2023-04-26 03:10:56
專利名稱：具有網線狀態監測功能的電話光端機及網線狀態監測方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠在位置分散的探測站監測網線狀態的電話光端機以 及基於這種光端機的網線監測方法。
背景技術：
為保障列車的運行安全，鐵路部門在鐵路沿線建立了一系列紅外線軸溫 探測站，這些探測站地理的位置偏遠，環境惡劣，且都比較分散，當工作人 員進入探測站實施作業時，需要與外界保持通信，但傳統的電話線路由於抗 幹擾性差、傳輸距離有限等缺點無法滿足探測站與外部的通信暢通。
光纖傳輸具有抗幹擾性強、傳輸距離遠、延時短的特點，若將光纖傳輸 用於替代傳統的電話線，就需要設計兩者間的接口，即電話光端機。但現有 的光端機均面向相對集中的用戶提供光纖接入網服務，難以應用在位置分散 的探測站，且對外部網絡的要求較高，造價也較昂貴；現有的光端機一旦出 現故障則需要專人到現場先檢測出故障的原因然後進行維修，網絡的維護也 比較困難。另外，探測站內部的探測數據通過專用乙太網傳輸，需要實時監 測通信線路的狀態，才能保障數據傳輸暢通。
發明內容
本發明為解決現有的電話光端機存在的難以使用在位置分散、距離較遠 的探測站、對外部網絡的要求較高、維護較困難、造價較昂貴的問題，提供 一種具有網線狀態監測功能的電話光端機及網線狀態監測方法。本發明的具 有網線狀態監測功能的電話光端機由探測站內光端機1和電話交換機側光端 機2組成，探測站內光端機1的光纖埠通過光纖7與電話交換機側光端機2 的光纖埠連接，探測站內光端機1的話機埠與外部電話機3連接，探測 站內光端機1的網線埠與軸溫探測器5的網線狀態信號輸出端連接，電話 交換機側光端機2的話機埠與外部電話線4連接，所述電話交換機側光端 機2由話機主控制模塊U2、調製解調控制模塊U3、調製解調模塊U4、電話 線接口模塊U5、摘掛機模擬模塊U6、電話機模塊U7、話機PCM編解碼模塊U8、振鈴監測模塊U9和話機光纖模塊U10組成，調製解調控制模塊U3 的故障信號輸入輸出端與話機主控制模塊U2的故障信號輸入輸出端連接，調 制解調控制模塊U3的數位訊號輸入輸出端與調製解調模塊U4的數位訊號輸 入輸出端連接，調製解調模塊U4的模擬信號輸入輸出端與電話線接口模塊 U5的模擬信號輸入輸出端連接，電話線接口模塊U5的電話信號輸入輸出端、 摘掛機模擬模塊U6的電話信號輸入輸出端和振鈴監測模塊U9的電話信號輸 入輸出端都與外部電話線4連接，摘掛機模擬模塊U6的摘機狀態下的電話信 號輸入輸出端與電話機模塊U7的摘機狀態下的電話信號輸入輸出端連接，電 話機模塊U7的消側音後語音信號輸入輸出端與話機PCM編解碼模塊U8的 模擬信號輸入輸出端連接，話機PCM編解碼模塊U8的數位訊號輸入輸出端 與話機光纖模塊U10的PCM信號輸入輸出端連接，話機光纖模塊U10的串 口通信信號輸入輸出端與話機主控制模塊U2的串口通信信號輸入輸出端連 接，話機光纖模塊U10的光纖信號輸入輸出端通過光纖7與探測站內光端機 1的光纖埠連接，振鈴監測模塊U9的振鈴信號輸出端與話機主控制模塊 U2的振鈴信號輸入輸出端連接，摘掛機模擬模塊U6的控制輸入端和話機 PCM編解碼模塊U8的控制輸入端分別與話機主控制模塊U2的PCM編解碼 和模擬摘掛機控制輸出端連接;所述探測站內光端機1由監測主控制模塊U1、 監測光纖模塊Ull、監測PCM編解碼模塊U12、網絡交換機U13和用戶線路 接口模塊U14組成，監測光纖模塊Ull的光纖信號輸入輸出端與電話交換機 側光端機2的光纖埠連接，監測光纖模塊Ull的串口通信信號輸入輸出端 與監測主控制模塊Ul的串口信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊Ul的 PCM編解碼控制輸出端與監測PCM編解碼模塊U12的控制輸入端連接，監 測光纖模塊Ull的PCM信號輸入輸出端與監測PCM編解碼模塊U12的數字 信號輸入輸出端連接，監測PCM編解碼模塊U12的模擬信號輸入輸出端與用 戶線路接口模塊U14的模擬信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊U1的用 戶線路控制輸出端與用戶線路接口模塊U14的用戶線路控制輸入端連接，用 戶線路接口模塊U14的摘掛機信號輸出端與監測主控制模塊Ul的摘掛機信 號輸入端連接，用戶線路接口模塊U14的話機信號輸入輸出端與外部電話機 3連接，網絡交換機U13的網線狀態信號輸出端與監測主控制模塊U1的網線
狀態信號輸入端連接，網絡交換機U13的網線埠與軸溫探測器5的通斷信 號輸出端連接。
基於本發明的具有網線狀態監測功能的電話光端機的網線狀態監測方法 由以下步驟完成
步驟一、監測主控制模塊U1和話機主控制模塊U2都初始化，然後通過 話機光纖模塊UIO、光纖7和監測光纖模塊Ull建立連接；
步驟二、監測主控制模塊Ul和話機主控制模塊U2都打開10ms定時中 斷和串口中斷，然後同時執行步驟三、四、五和六；
步驟三、監測主控制模塊U1和話機主控制模塊U2都進入消息循環，査 詢消息隊列，若發現有新消息，則執行步驟七，反之則重複執行步驟三；
步驟四、監測主控制模塊U1在定時中斷服務程序中對監測光纖模塊Ull 的光纖有無光狀態、網絡交換機U13監測到來自軸溫探測器5的網絡狀態、 用戶線路接口模塊U14電話摘掛機狀態進行查詢，當發現有狀態改變時，監 測主控制模塊Ul發送狀態改變信息到消息隊列；
步驟五、話機主控制模塊U2在定時中斷服務程序中對話機光纖模塊U10 的光纖無光狀態、振鈴監測電路U9的振鈴狀態、調製解調控制模塊U3的調 制解調狀態及動作進行査詢，當發現有狀態改變時，話機主控制模塊U2發送 狀態改變消息到消息隊列；
步驟六、監測主控制模塊Ul和話機主控制模塊U2在串口中斷服務程序 中若接收到相互之間發送的數據，則發送該數據消息到消息隊列；
步驟七、判斷消息隊列中消息的類型，若消息為網絡狀態改變消息，則 執行步驟八，若消息為光纖無光消息，則返回步驟一，若消息為產生或關閉 振鈴消息，則由話機主控制模塊U2控制產生或關閉振鈴，若消息為摘掛機消 息，則由話機主控制模塊U2控制摘掛機模擬模塊U6完成摘掛機動作，然後 返回步驟三；
步驟八、調製解調控制模塊U3將消息隊列中的網絡狀態改變消息由調製 解調模塊U4通過外部電話線4傳送到上位機6，傳送結束後回到步驟三。
本發明的有益效果是本發明在實現電話光端機功能的同時，還能實現 對網線狀態的監測，並將故障信息通過電話網及時傳輸到上位機，使位置分 散、距離較遠的通信網絡更容易維護；另外，本發明的光端機還具有造價低 廉、語音傳輸質量好、可以面向位置分散、距離較遠的探測站提供遠程電話 服務的特點。
圖1是本發明的裝置的整體結構示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1，本實施方式由探測站內光端機1和電話交換 機側光端機2組成，探測站內光端機1的光纖埠通過光纖7與電話交換機 側光端機2的光纖埠連接，探測站內光端機1的話機埠與外部電話機3 連接，探測站內光端機1的網線埠與軸溫探測器5的網線狀態信號輸出端 連接，電話交換機側光端機2的話機埠與外部電話線4連接，所述電話交 換機側光端機2由話機主控制模塊U2、調製解調控制模塊U3、調製解調模 塊U4、電話線接口模塊U5、摘掛機模擬模塊U6、電話機模塊U7、話機PCM 編解碼模塊U8、振鈴監測模塊U9和話機光纖模塊U10組成，調製解調控制 模塊U3的故障信號輸入輸出端與話機主控制模塊U2的故障信號輸入輸出端 連接，調製解調控制模塊U3的數位訊號輸入輸出端與調製解調模塊U4的數 字信號輸入輸出端連接，調製解調模塊U4的模擬信號輸入輸出端與電話線接 口模塊U5的模擬信號輸入輸出端連接，電話線接口模塊U5的電話信號輸入 輸出端、摘掛機模擬模塊U6的電話信號輸入輸出端和振鈴監測模塊U9的電 話信號輸入輸出端都與外部電話線4連接，摘掛機模擬模塊U6的摘機狀態下 的電話信號輸入輸出端與電話機模塊U7的摘機狀態下的電話信號輸入輸出 端連接，電話機模塊U7的消側音後語音信號輸入輸出端與話機PCM編解碼 模塊U8的模擬信號輸入輸出端連接，話機PCM編解碼模塊U8的數位訊號 輸入輸出端與話機光纖模塊U10的PCM信號輸入輸出端連接，話機光纖模塊 U10的串口通信信號輸入輸出端與話機主控制模塊U2的串口通信信號輸入輸 出端連接，話機光纖模塊U10的光纖信號輸入輸出端通過光纖7與探測站內 光端機1的光纖埠連接，振鈴監測模塊U9的振鈴信號輸出端與話機主控制 模塊U2的振鈴信號輸入輸出端連接，摘掛機模擬模塊U6的控制輸入端和話 機PCM編解碼模塊U8的控制輸入端分別與話機主控制模塊U2的PCM編解 碼和模擬摘掛機控制輸出端連接；所述探測站內光端機1由監測主控制模塊 Ul、監測光纖模塊Ull、監測PCM編解碼模塊U12、網絡交換機U13和用 戶線路接口模塊U14組成，監測光纖模塊Ull的光纖信號輸入輸出端與電話 交換機側光端機2的光纖埠連接，監測光纖模塊Ull的串口通信信號輸入 輸出端與監測主控制模塊Ul的串口信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊 Ul的PCM編解碼控制輸出端與監測PCM編解碼模塊U12的控制輸入端連 接，監測光纖模塊Ull的PCM信號輸入輸出端與監測PCM編解碼模塊U12 的數位訊號輸入輸出端連接，監測PCM編解碼模塊U12的模擬信號輸入輸出 端與用戶線路接口模塊U14的模擬信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊Ul 的用戶線路控制輸出端與用戶線路接口模塊U14的用戶線路控制輸入端連 接，用戶線路接口模塊U14的摘掛機信號輸出端與監測主控制模塊Ul的摘 掛機信號輸入端連接，用戶線路接口模塊U14的話機信號輸入輸出端與外部 電話機3連接，網絡交換機U13的網線狀態信號輸出端與監測主控制模塊U1 的網線狀態信號輸入端連接，網絡交換機U13的網線埠與軸溫探測器5的 通斷信號輸出端連接。所述監測主控制模塊U1、話機主控制模塊U2和調製 解調控制模塊U3都可採用AT89S52型單片機，所述調製解調模塊U4可採用 73M2901-5V型晶片，所述電話機模塊U7可選用MC34014型晶片，所述話 機PCM編解碼模塊U8和監測PCM編解碼模塊U12都可採用TP3067型PCM 晶片，所述用戶線路接口晶片可選用L8576B型的接口晶片。
工作原理當振鈴監測模塊U9監測到外部電話線4有振鈴信號時，振鈴 監測模塊U9將振鈴信息發送給話機主控制模塊U2，話機主控制模塊U2再 將振鈴信息發送給監測主控制模塊U1，監測主控制模塊U1控制用戶線路接 口模塊U14使電話機產生振鈴；當電話機摘機時，用戶線路接口模塊U14將 摘機信號發送給監測主控制模塊U1，監測主控制模塊U1再將摘機信號發送 給話機主控制模塊U2，話機主控制模塊U2控制摘掛機模擬模塊U6做出摘 機動作；當摘機動作發生以後，監測主控制模塊Ul控制監測PCM編解碼模 塊U12將模擬信號轉換成數位訊號並通過光纖7傳送到電話交換機側光端機 2，話機主控制模塊U2再控制話機PCM編解碼模塊U8將數位訊號轉換成模 擬信號以實現兩端的語音通話；當有故障發生時，監測主控制模塊U1將網絡
交換機U13傳送的網線故障信號通過光纖7傳送到話機主控制模塊U2，話機 主控制模塊U2再將故障信號傳送到調製解調控制模塊U3，此時監測主控制 模塊Ul和話機主控制模塊U2都關閉電話功能，調製解調控制模塊U3控制 調製解調模塊U4通過外部電話線4將故障信號傳遞給上位機6，傳送結束後 監測主控制模塊Ul和話機主控制模塊U2再打開電話功能。
具體實施方式
二本實施方式的方法由以下步驟完成
步驟一、監測主控制模塊U1和話機主控制模塊U2都初始化，然後通過 話機光纖模塊UIO、光纖7和監測光纖模塊Ull建立連接；
步驟二、監測主控制模塊Ul和話機主控制模塊U2都打開10ms定時中 斷和串口中斷，然後同時執行步驟三、四、五和六；
步驟三、監測主控制模塊U1和話機主控制模塊U2都進入消息循環，査 詢消息隊列，若發現有新消息，則執行步驟七，反之則重複執行步驟三；
步驟四、監測主控制模塊U1在定時中斷服務程序中對監測光纖模塊Ull 的光纖有無光狀態、網絡交換機U13監測到來自軸溫探測器5的網絡狀態、 用戶線路接口模塊U14電話摘掛機狀態進行查詢，當發現有狀態改變時，監 測主控制模塊Ul發送狀態改變信息到消息隊列；
步驟五、話機主控制模塊U2在定時中斷服務程序中對話機光纖模塊UIO 的光纖無光狀態、振鈴監測電路U9的振鈴狀態、調製解調控制模塊U3的調 制解調狀態及動作進行査詢，當發現有狀態改變時，話機主控制模塊U2發送 狀態改變消息到消息隊列；
步驟六、監測主控制模塊Ul和話機主控制模塊U2在串口中斷服務程序 中若接收到相互之間發送的數據，則發送該數據消息到消息隊列；
步驟七、判斷消息隊列中消息的類型，若消息為網絡狀態改變消息，則 執行步驟八，若消息為光纖無光消息，則返回步驟一，若消息為產生或關閉 振鈴消息，則由話機主控制模塊U2控制產生或關閉振鈴，若消息為摘掛機消 息，則由話機主控制模塊U2控制摘掛機模擬模塊U6完成摘掛機動作，然後 返回步驟三；
步驟八、調製解調控制模塊U3將消息隊列中的網絡狀態改變消息由調製 解調模塊U4通過外部電話線4傳送到上位機6,傳送結束後回到步驟三。
權利要求
1、具有網線狀態監測功能的電話光端機，它由探測站內光端機(1)和電話交換機側光端機(2)組成，探測站內光端機(1)的光纖埠通過光纖(7)與電話交換機側光端機(2)的光纖埠連接，探測站內光端機(1)的話機埠與外部電話機(3)連接，探測站內光端機(1)的網線埠與軸溫探測器(5)的網線狀態信號輸出端連接，電話交換機側光端機(2)的話機埠與外部電話線(4)連接，其特徵在於所述電話交換機側光端機(2)由話機主控制模塊(U2)、調製解調控制模塊(U3)、調製解調模塊(U4)、電話線接口模塊(U5)、摘掛機模擬模塊(U6)、電話機模塊(U7)、話機PCM編解碼模塊(U8)、振鈴監測模塊(U9)和話機光纖模塊(U10)組成，調製解調控制模塊(U3)的故障信號輸入輸出端與話機主控制模塊(U2)的故障信號輸入輸出端連接，調製解調控制模塊(U3)的數位訊號輸入輸出端與調製解調模塊(U4)的數位訊號輸入輸出端連接，調製解調模塊(U4)的模擬信號輸入輸出端與電話線接口模塊(U5)的模擬信號輸入輸出端連接，電話線接口模塊(U5)的電話信號輸入輸出端、摘掛機模擬模塊(U6)的電話信號輸入輸出端和振鈴監測模塊(U9)的電話信號輸入輸出端都與外部電話線(4)連接，摘掛機模擬模塊(U6)的摘機狀態下的電話信號輸入輸出端與電話機模塊(U7)的摘機狀態下的電話信號輸入輸出端連接，電話機模塊(U7)的消側音後語音信號輸入輸出端與話機PCM編解碼模塊(U8)的模擬信號輸入輸出端連接，話機PCM編解碼模塊(U8)的數位訊號輸入輸出端與話機光纖模塊(U10)的PCM信號輸入輸出端連接，話機光纖模塊(U10)的串口通信信號輸入輸出端與話機主控制模塊(U2)的串口通信信號輸入輸出端連接，話機光纖模塊(U10)的光纖信號輸入輸出端通過光纖(7)與探測站內光端機(1)的光纖埠連接，振鈴監測模塊(U9)的振鈴信號輸出端與話機主控制模塊(U2)的振鈴信號輸入輸出端連接，摘掛機模擬模塊(U6)的控制輸入端和話機PCM編解碼模塊(U8)的控制輸入端分別與話機主控制模塊(U2)的PCM編解碼和模擬摘掛機控制輸出端連接；所述探測站內光端機(1)由監測主控制模塊(U1)、監測光纖模塊(U11)、監測PCM編解碼模塊(U12)、網絡交換機(U13)和用戶線路接口模塊(U14)組成，監測光纖模塊(U11)的光纖信號輸入輸出端與電話交換機側光端機(2)的光纖埠連接，監測光纖模塊(U11)的串口通信信號輸入輸出端與監測主控制模塊(U1)的串口信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊(U1)的PCM編解碼控制輸出端與監測PCM編解碼模塊(U12)的控制輸入端連接，監測光纖模塊(U11)的PCM信號輸入輸出端與監測PCM編解碼模塊(U12)的數位訊號輸入輸出端連接，監測PCM編解碼模塊(U12)的模擬信號輸入輸出端與用戶線路接口模塊(U14)的模擬信號輸入輸出端連接，監測主控制模塊(U1)的用戶線路控制輸出端與用戶線路接口模塊(U14)的用戶線路控制輸入端連接，用戶線路接口模塊(U14)的摘掛機信號輸出端與監測主控制模塊(U1)的摘掛機信號輸入端連接，用戶線路接口模塊(U14)的話機信號輸入輸出端與外部電話機(3)連接，網絡交換機(U13)的網線狀態信號輸出端與監測主控制模塊(U1)的網線狀態信號輸入端連接，網絡交換機(U13)的網線埠與軸溫探測器(5)的通斷信號輸出端連接。
2、基於權利要求1所述的具有網線狀態監測功能的電話光端機的網線狀 態監測監測方法，其特徵在於它由以下步驟完成步驟一、監測主控制模塊(U1)和話機主控制模塊(U2)都初始化，然後通過 話機光纖模塊(UIO)、光纖(7)和監測光纖模塊(U11)建立連接；步驟二、監測主控制模塊(U1)和話機主控制模塊(U2)都打開10ms定時中 斷和串口中斷，然後同時執行步驟三、四、五和六；步驟三、監測主控制模塊(U1)和話機主控制模塊(U2)都進入消息循環，査 詢消息隊列，若發現有新消息，則執行步驟七，反之則重複執行步驟三；步驟四、監測主控制模塊(U1)在定時中斷服務程序中對監測光纖模1央(U11) 的光纖有無光狀態、網絡交換機(U13)監測到來自軸溫探測器(5)的網絡狀態、 用戶線路接口模塊(U14)電話摘掛機狀態進行查詢，當發現有狀態改變時，監 測主控制模塊(U1)發送狀態改變信息到消息隊列；步驟五、話機主控制模塊(U2)在定時中斷服務程序中對話機光纖模塊 (U10)的光纖無光狀態、振鈴監測電路(U9)的振鈴狀態、調製解調控制模塊(U3) 的調製解調狀態及動作進行查詢，當發現有狀態改變時，話機主控制模塊(U2) 發送狀態改變消息到消息隊列；步驟六、監測主控制模塊(U1)和話機主控制模塊(U2)在串口中斷服務程序 中若接收到相互之間發送的數據，則發送該數據消息到消息隊列；步驟七、判斷消息隊列中消息的類型，若消息為網絡狀態改變消息，則 執行步驟八，若消息為光纖無光消息，則返回步驟一，若消息為產生或關閉振鈴消息，則由話機主控制模塊(U2)控制產生或關閉振鈴，若消息為摘掛機消 息，則由話機主控制模塊(U2)控制摘掛機模擬模塊(U6)完成摘掛機動作，然後 返回步驟三；步驟八、調製解調控制模塊(U3)將消息隊列中的網絡狀態改變消息由調製 解調模塊(U4)通過外部電話線(4)傳送到上位機(6)，傳送結束後回到步驟三。
全文摘要
具有網線狀態監測功能的電話光端機及網線狀態監測方法，它涉及一種能夠監測網線狀態的電話光端機以及基於這種光端機的網線監測方法，以解決現有的電話光端機存在的難以使用在位置分散、距離較遠的探測站、對外部網絡的要求較高、維護較困難、造價較昂貴的問題。本發明的調製解調控制模塊與話機主控制模塊連接，調製解調模塊分別與調製解調控制模塊和電話線接口模塊連接，電話線接口模塊、摘掛機模擬模塊和振鈴監測電路都與外部電話線連接，電話機模塊與摘掛機模擬模塊和話機PCM編解碼模塊連接，話機PCM編解碼模塊和話機光纖模塊與話機主控制模塊連接，監測光纖模塊、監測編解碼模塊、網絡交換機和用戶線路接口模塊與監測主控制模塊連接。
文檔編號H04B10/14GK101207442SQ200710144869
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月19日 優先權日2007年12月19日
發明者周慧德, 韜 孫, 孟憲鵬, 張清文, 滿思達, 王新宇, 翟國富 申請人:哈爾濱工業大學