DE10048167A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil - Google Patents

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Kommunikationssystem zur Internet-Protokoll (IP-) basierten Übertragung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil zwischen Schnittstelleneinheiten mit einer Vielzahl von Ports. Der Sprach- und der Datenanteil werden auf getrennte Ports der empfangenen Schnittstelleneinheit übertragen, wobei die verwendeten Ports einander im Kommunikationssystem als zusammengehörig zugeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Internet-Protokoll (IP-) basierten Übertragung von Informa­ tionen mit einem Sprach- und einem Datenanteil in einem Kom­ munikationssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch die Integration von Computern in Kommunikationsdienste wird die IP-basierte Übertragung von Informationen zunehmend auch in Kommunikationssystemen eingesetzt. Neben der Übertra­ gung von Sprachinformationen für Telefondienste, werden für viele Anwendungen, wie beispielsweise Videokonferenzdienste, Informationen mit Sprach- und Dateninhalten übertragen.

Um eine optimierte Übertragungsgeschwindigkeit oder Übertra­ gungsbandbreite zu gewährleisten, werden die Informationen vor der Übertragung komprimiert. Der Sprachanteil kann ver­ lustbehaftet komprimiert werden. Der dazu eingesetzte Algo­ rithmus darf aber nicht auf den Datenanteil der Informationen angewandt werden, da er zu einem unerwünschten Informations­ verlust führen würde.

Weiterhin sind zur Übertragung der Anteile meist unterschied­ liche Transportprotokolle sinnvoll. Dementsprechend werden zu übertragende Informationen in Sprach- und Datenanteil aufge­ teilt und auch getrennt voneinander übertragen.

In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung zur Übertragung von Informationen in einem herkömmlichen Kommunikationssystem dargestellt. Die Informationen eines Senders 10 für einen Empfänger 40 werden über eine erste Schnittstelleneinheit 20 getrennt nach Sprach- und Datenanteil zu einer zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertragen. Die getrennte Übertra­ gung der Anteile wird von einer Steuernachricht (gestrichelter Pfeil) gesteuert. Der Pfeil symbolisiert einen bidirek­ tionalen Datenverkehr, da üblicherweise der Empfang einer solchen Steuernachricht bestätigt wird.

Eine herkömmliche Übertragungsoperation in den Schnittstel­ leneinheiten 20 und 30 ist in der linken und rechten Hälfte von Fig. 4 dargestellt. Die erste Schnittstelleneinheit 20 erhält vom Sender 10 eine zum Empfänger 40 zu übertragende Information, die sowohl einen Sprach- als auch einen Datenan­ teil umfasst. In einem ersten Schritt (Aufteilen) wird die Information in seine Anteile aufgeteilt. Anschließend werden der Sprach- und der Datenanteil in einem zweiten Schritt (Ko­ dieren) komprimiert und entsprechend der eingesetzten Proto­ kolle formatiert. Der Sprach- und der Datenanteil werden an zwei unterschiedliche Ports der zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertragen.

Damit die zweite Schnittstelleneinheit 30 die Zusammengehö­ rigkeit der Anteile erkennt, wird auf einer höheren Protokol­ lebene eine dementsprechende Steuernachricht gesendet. In diesem Beispiel wird eine H.323-Nachricht verwendet, um der zweiten Schnittstelleneinheit die zwei Ports mitzuteilen. H.323 ist ein Standard, der Komponenten, Prozeduren und Pro­ tokolle zur audiovisuellen Kommunikation über paketvermittel­ te Netze festlegt.

Die zweite Schnittstelleneinheit 30 interpretiert in einem ersten Schritt (Dekodieren) die empfangene H.323-Nachricht, und ordnet die Anteile dementsprechend einander zu. In einem zweiten Schritt (Kombinieren) wird die ursprüngliche Informa­ tion aus den Anteilen kombiniert, um zum Empfänger 40 weiter­ geleitet zu werden.

Da zunächst eine Verbindung mittels der Steuernachricht auf­ gebaut werden muss, bevor die Übertragung erfolgen kann, entsteht durch Übertragen, Beantworten und Verarbeiten der Steuernachricht ein zeitlicher Verlust.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung bereitzustellen, die den zeitlichen Verlust durch die Steuernachricht vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.

Gemäß der Erfindung wird in einem Kommunikationssystem, bei einem Internet Protocol (IP-) basierten Übertragen von Infor­ mationen mit Sprach- und Datenanteil von einer ersten zu ei­ ner zweiten Schnittstelleneinheit, die Information getrennt nach Sprach- und Datenanteilen unter Verwendung unterschied­ licher Ports übertragen. Dabei erfolgt in der zweiten Schnittstelleneinheit die Zuordnung zusammengehöriger, über­ tragener Sprach- und Datenanteile anhand von fest vereinbar­ ten Ports. Zusammengehörige Informationen werden auf zusam­ mengehörigen Ports übertragen, eine zusätzliche Steuernach­ richt wird somit unnötig.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden als jeweils zusammengehörige Ports mehr als zwei Ports ver­ einbart. Die Schnittstelleneinheit kann somit die passende Kombination aus notwendigen Ports für Informationen auswäh­ len.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Datenanteil mit Hilfe eines Transmission Control Protocol (TCP) übertragen, wodurch eine feste Reihenfolge der Datenpakete und eine Fehlerkorrektur gewährleistet werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Sprachanteil mit Hilfe des User Datagram Protocols (UDP) übertragen wird, da UDP ei­ ne hohe Übertragungsgeschwindigkeit gewährleistet.

Bei einer zusätzlichen Ausgestaltung des Verfahrens enthält der Datenanteil eine Kombination aus Datentypen, wodurch ver­ schiedene Datentypen und somit Applikationen unterstützt wer­ den.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Information in Sprach- und Datenanteile im Bereich der ersten Schnittstelleneinheit aufgeteilt. Damit kann das Verfahren unabhängig von den Schnittstellen unterschiedlicher Anwendun­ gen verwendet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sprachanteil vor dem Übertragen verlustbehaftet kom­ primiert, um eine schnellere Übertragung zu erreichen.

Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung in einem Kommunika­ tionssystem zwei Schnittstelleneinheiten mit einer Vielzahl von Ports, die eines der beanspruchten Verfahren realisieren.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die angefüg­ ten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen be­ schrieben. Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Kommunikationssystem,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens für die erste und zweite Schnittstelleneinheit aus Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in ei­ nem herkömmlichen Kommunikationssystem,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Ver­ fahrens für die erste und zweite Schnittstelleneinheit aus Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Sen­ der 10, einem Empfänger 40, einer ersten Schnittstellen­ einheit 20 und einer zweiten Schnittstelleneinheit 30. Die vom Sender 10 zum Empfänger 40 zu übertragende Information wird getrennt in einen Sprach- und einen Datenanteil unter Verwendung von zwei Ports von der ersten Schnitt­ stelleneinheit 20 zur zweiten Schnittstelleneinheit 30 über­ tragen. Zu einem ersten Port für den Sprachanteil ist fest ein zweiter Port für den Datenanteil zugeordnet.

In der linken Hälfte von Fig. 2 ist der schematische Ablauf in der ersten Schnittstelleneinheit 20 beispielhaft beschrie­ ben. Die erhaltene und zu übertragende Information wird in einem ersten Schritt (Aufteilen) in Sprach- und Datenanteil aufgeteilt. Als kennzeichnendes Merkmal für Datenanteile kön­ nen beispielsweise Sequenzen aus dem Mehrfrequenzwahlverfah­ ren erkannt werden. Im zweiten Schritt (Kodieren) wird der Sprachanteil verlustbehaftet komprimiert, während der Daten­ anteil mittels eines Algorithmus verlustfrei komprimiert wird. Anschließend werden der Datenanteil mit TCP und der Sprachanteil mit UDP zu zwei verschiedenen Ports der zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertagen. Die Auswahl der zur Über­ tragung zu verwendenden Ports erfolgt entsprechend einer Li­ ste (Festlegung), die Ports einzeln, paarweise oder gruppiert einer Verbindung zuordnet.

Der Ablauf in der zweiten Schnittstelleneinheit 30 ist sche­ matisch in der rechten Hälfte von Fig. 2 dargestellt.

Der Sprach- und der Datenanteil der Information werden auf unterschiedlichen Ports empfangen, in einem ersten Schritt (Dekodieren) getrennt voneinander dekomprimiert und anschlie­ ßend entsprechend der Festlegung einander zugeordnet.

Zur weiteren Übertragung der Information zum Empfänger 40 werden in einem zweiten Schritt (Kombinieren) Sprach- und Da­ tenanteil wieder zu der vollständigen Information kombiniert.

Da eine Verbindung zwischen Sender 10 und Empfänger 40 in der Regel einen Informationsstrom umfasst, der spätestens im In­ ternet Protokoll in einzelne Pakete zerlegt wird, zeigen Fig. 2 und 4 nur das Prinzip der Verfahren, aber nicht einen notwendigen zeitlichen Ablauf.

Als IP-basierte Transportprotokolle sind Transmission Control Protocol (TCP) und User Datagram Protcol (UDP) bekannt. Dabei bietet sich TCP zur Übertragung von Daten an, da der verbin­ dungsorientierte Transportdienst TCP eine vollständige, feh­ lerfreie Übertragung mit fester Reihenfolge der Pakete ge­ währleistet. Das verbindungslose UDP bietet eine höhere Ge­ schwindigkeit für die Übertragung, da Verbindungsaufbau und - abbau sowie Bestätigungen während der Kommunikation entfal­ len. Sowohl bei UDP als auch bei TCP erfolgt eine Zuordnung der übertragenen Pakete zu Quell- oder Zielanwendungen über die Ports.

Der Datenanteil kann aus Bilddaten, anderen Datentypen oder aus einer Kombination aus Bilddaten und anderen Datentypen bestehen. Dadurch kann beispielsweise der Datenanteil wesent­ lich größer als der Sprachanteil sein. In diesem Fall oder wenn eine Applikation höhere Anforderungen an die Übertra­ gungsgeschwindigkeit des Datenanteils stellt, ist beispiels­ weise die Verwendung von drei Ports für den Datenanteil und eines Ports für den Sprachanteil sinnvoll.

Für eine Verwendung müssen solche Kombinationen von Ports be­ reits in der Festlegung vorgesehen sein.

Der Sender 10 und der Empfänger 40 können beispielsweise Bildtelefone oder Computer mit Mikrofonen sein. Die Schnitt­ stelleneinheiten 20 und 30 können Gateways oder Vermittler in einem Kommunikationssystem sein, für die Informationsströme, mit Informationen einer Verbindung, gemischt oder unvorher­ sehbar mit Sprach- und Datenanteilen auftreten. Die Informa­ tionen können an der ersten Schnittstelleneinheit aber auch bereits aufgeteilt in ihre Anteile vorliegen. Die Schnittstelleneinheiten können als Endgeräte aufgefasst werden, wenn die Endgeräte eine Vielzahl von Schnittstellen aufweisen.

Claims (11)

1. Verfahren zur Internet Protocol (IP-) basierten Übertra­ gung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenan­ teil in einem Kommunikationssystem zwischen Schnittstellen­ einheiten, mit einer Vielzahl von Ports, mit folgenden Schritten:
Übertragen der Informationen von einer ersten zu einer zwei­ ten Schnittstelleneinheit, getrennt nach Sprach- und Datenan­ teilen unter Verwendung unterschiedlicher Ports;
Zuordnen zusammengehöriger übertragener Sprach- und Datenan­ teile der Informationen in der zweiten Schnittstelleneinheit;
dadurch gekennzeichnet, dass:
das Zuordnen anhand von fest vereinbarten Ports für zusammen­ gehörige Sprach- und Datenanteile erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeich­ net, dass mehr als zwei Ports als jeweils zusammengehörig vereinbart sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Datenanteil mit Hilfe des Transmission Control Protocol (TCP) übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, der Sprachanteil mit Hilfe des User Da­ ta Protocoll (UDP) übertragen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil Bilddaten enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil eine Kombination aus Datentypen enthält.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Information in Sprach- und Datenanteile im Bereich der ersten Schnittstel­ leneinheit erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile im Bereich der zweiten Schnittstelleneinheit kombiniert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Sprachanteil vor dem Übertra­ gen verlustbehaftet komprimiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil vor dem Übertragen komprimiert wird.

11. Vorrichtung in einem Kommunikationssystem, mit zwei Schnittstelleneinheiten mit einer Vielzahl von Ports, die ei­ nes der Verfahren nach Patentanspruch 1-10 realisiert.