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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mischen von Datenströmen sowie
ein Telekommunikationsendgerät
mit einem ISDN-Schnittstellenmodul zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die
zunehmende Verwendung von Paketdatennetzen für Sprachdienste führt dazu,
dass bestehende, für
vermittlungsorientierte Kommunikationsnetze ausgerichtete Einrichtungen
für die
Verwendung in Paketdatennetzen adaptiert werden müssen.
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Dies
trifft zum Beispiel auch für
die sogenannte "Computer
Telephony Integration" Technologie,
kurz CTI-Technologie zu. Bei CTI handelt sich um die Unterstützung des
Telefondienstes durch die Computertechnik. Dazu gehören neben
der Unterstützung
von Dienstleistungsmerkmalen mit ihren diversen Vermittlungsfunktionen
auch das Management einer Telekommunikationsanlage und die Vergebührung. Die
funktionellen Leistungsmerkmale umfassen intelligente, netzwerkfähige Rufsteuerung, die
Automatisierung von Managementfunktionen innerhalb eines Call Centers,
sowie software- und datenbankgesteuerte ACD-Funktionen und Mechanismen zur Erfassung
und Einblendung von gespeicherten und ausgewerteten Kontaktdaten.
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Einer
der Dienste, welcher auch mit Hilfe der CTI-Technologie realisiert
werden kann, ist die Konferenzschaltung mit 3 oder mehr Teilnehmern,
welche nach dem Stand der Technik für vermittlungsorientierte Kommunikationsnetze
bekannt ist. Bekannt ist auch eine Lösung, bei der Datenströme, welche die
Sprachdaten der Teilnehmer der Telefonkonferenz beinhalten, sogenannte "Mediastreams", in Form von Datenpaketen
verschickt werden. Dabei werden die einlangenden Streams der verschiedenen
Teilnehmer in einem Endgerät,
etwa einem dazu vorbereiteten Personal Computer, gemischt und dort über einen
Lautsprecher ausgegeben. Gleichzeitig wird das über ein Mikrophon registrierten
Sprachsignal in einen ausgehenden Mediastream umgewandelt.
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Findet
nun beispielsweise eine Konferenz zwischen einem Teilnehmer A, einem
Teilnehmer B und einem Teilnehmer C statt und nimmt man an, dass
das Mixen der einzelnen Mediastreams auf dem Personal Computer des
Teilnehmers B stattfindet, so wird dabei nicht nur der Datenstrom
der Teilnehmer A und C gemixt und über einen Lautsprecher B ausgegeben,
sondern es werden auch die Datenströme der Teilnehmer A und B gemixt
und der erhaltene Datenstrom zum Teilnehmer C übermittelt sowie die Datenströme der Teilnehmer
B und C, wobei der erhaltene Datenstrom an den Teilnehmer A gesendet
wird.
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Zur
Umwandlung eines Datenstroms in ein Sprachsignal und umgekehrt ist
weiterhin ein sogenannter "Codec" erforderlich. Das
Kunstwort Codec steht dabei für "Compression und Decompression". Bei einem Codec
handelt es sich um eine software- oder hardwaremäßige Funktionseinheit, die
Audio- oder Videosignale
nach vorgegebenen Verfahren in Echtzeit verändert. Die Verfahren sind von
der ITU standardisiert und beispielsweise in den ITU-Empfehlungen
H.321 und H.323 beschrieben. Codecs werden in der Multimediatechnik,
der Audio- und Video-Kommunikation eingesetzt, wobei es aufgrund unterschiedlicher
Kompressionsalgorithmen zu starken Qualitätsunterschieden in Bezug auf
die Bild- oder Tonqualität
kommen kann. Beispiele für
Software-Codecs sind etwa Quickti me und Video for Windows, ein Beispiel
für einen
Hardware-Codec ist MPEG.
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Bei
einer Konferenzschaltung nach dem Stand der Technik erfolgt das
Mixen sowie die Kompression/Dekompression der Datenströme durch
den Prozessor des PC, was die Arbeitsfähigkeit des Gerätes durch
die hohe nötige
Prozessorleistung einschränkt.
Weiterhin sind hierzu umfangreiche Änderungen der Software nötig, um
die für
ein vermittlungsorientiertes Kommunikationsnetz vorhandenen Funktionen
auch für
ein Paketdatennetz nachzubilden.
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Der
Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Mischen
von Datenströmen anzugeben,
bei dem vorhandene Einrichtungen und die zugehörige Software weitgehend unverändert weiterverwendet
werden können.
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Dies
geschieht erfindungsgemäß mit einem Verfahren
der eingangs genannten Art, bei dem das Mischen in einem Digitalen
Signalprozessor eines ISDN-Schnittstellenmoduls erfolgt, wobei eine
Kontrolle der Datenströme
durch ein Modul zur Kommunikation nach dem Media Gateway Control
Protocol, welches die Kontrolle eines B-Kanals im ISDN-Schnittstellenmodul
ersetzt, bewerkstelligt wird.
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Viele
Telekommunikationsendgeräte
beinhalten nach dem Stand der Technik standardmäßig ein ISDN-Schnittstellenmodul
beziehungsweise können
leicht damit nachgerüstet
werden. Erfindungsgemäß wird nun
der digitale Signalprozessor, welcher gewöhnlich in ein solches Schnittstellenmodul
integriert ist, dazu genutzt, Datenströme, insbesondere sogenannte "RTP-Streams", zu mischen, um
somit eine Konferenzschaltung zwischen mehreren Teilnehmern zu bewerkstelli gen.
Die Kontrolle der Datenströme
erfolgt dabei durch ein Modul zur Kommunikation nach dem Media Gateway
Control Protocol, welches die Kontrolle eines B-Kanals im ISDN-Schnittstellenmodul
ersetzt.
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Das
Media Gateway Control Protocol, kurz MGCP-Protokoll, ist ein offenes
Protokoll, das zwar von der ITU und der IETF nicht standardisiert
wurde, sich aber dennoch auf dem Gebiet der paketvermittelten Telekommunikation
durchgesetzt hat und somit einen Quasi-Standard bildet. MGCP wandelt
die Audiosignale vom öffentlichen
Telefonnetz in Datenpakete für
den Transport über
das Internet um. Somit ist die Kommunikation zwischen Media-Gateway-Controllern
und Media-Gateways gewährleistet.
Das Protokoll kombiniert dabei IP-Device-Control mit dem Simple-Gateway-Control-Protocol.
Da die MGCP-Architektur
die gesamte Anrufkontrolle externen Überwachungselementen beziehungsweise
Agenten überlässt, müssen diese
Funktionen nicht mehr in den Gateways integriert werden.
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Auf
diese Weise können
für ISDN
bereits vorhandene Funktionen weitgehend weiterverwendet werden.
Eine Umsetzung der Erfindung ist daher mit vergleichsweise geringem
Aufwand möglich.
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Vorteilhaft
ist es dabei auch, wenn die Bearbeitung einer ISDN Schicht 2 durch
ein Modul zur Kommunikation nach dem Stream Control Transmission
Protocol bewerkstelligt wird.
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Mit
SCTP-Protokoll können
Netzbetreiber die Signalisierungsmeldungen ihrer Vermittlungssysteme über das
Internet leiten und leichter neue Dienste realisieren. Die Mechanismen
des Verfahrens dienen dabei zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit
und der Zuverlässigkeit
des Internet Protocols, indem sie den Transport von Signalisierungsmeldungen,
beispielsweise des Signalisierungssystems Nummer 7, ermöglichen.
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SCTP
wurde von der IETF entwickelt und übernimmt auch über den
Signalisierungstransport hinausgehende Aufgaben. Deswegen wurde
SCTP im IP-Protokoll-Stack auf die gleiche Ebene wie das TCP-Protokoll
und das UDP-Protokoll gesetzt, so dass SCTP immer eingesetzt werden
kann, wenn eine Applikation die besondere Leistungsfähigkeit des
neuen Protokolls benötigt.
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Vorteilhaft
ist es weiterhin, wenn für
das erfindungsgemäße Verfahren
anstelle des Media Gateway Control Protocol das Protokoll SIP angewendet wird.
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Das
SIP-Protokoll ist ein Signalisierungsprotokoll, das Sitzungen mit
zwei und mehr Teilnehmern aufbauen, modifizieren und beenden kann.
Dieses textorientierte Protokoll, das auf HTTP basiert, dient der Übertragung
von Echtzeitdaten über
paketgestützte
Netze. Das SIP-Protokoll ist funktional vergleichbar dem H.323-Protokoll
und kann interaktive Kommunikationsdienste einschließlich Sprache über IP-Netze übertragen.
Die SIP-Informationen können über das
TCP-Protokoll oder
das UDP-Protokoll transportiert werden. SIP besitzt eine offene
internetbasierende Struktur und ermöglicht etwa die Übermittlung
der Identität
des Anrufers oder die Anrufweiterleitung in IP-basierten Netzen.
SIP ist darüber
hinaus sicherer als H.323 weil es nur zwei definierte TCP-Ports
verwendet, während
H.323 die ganze Bandbreite dynamischer Ports benötigt.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Telekommunikationsendgerät mit einem ISDN-Schnittstellenmodul
gelöst,
bei dem dieses einen im ISDN-Schnittstellenmodul integrierten, digitalen
Signalprozessor zum Mischen von Datenströmen und ein Modul zur Kommunikation
nach dem Media Gateway Control Protocol für eine Kontrolle der Datenströme umfasst.
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Wie
bereits erwähnt,
beinhalten viele Telekommunikationsendgeräte standardmäßig ein ISDN-Schnittstellenmodul
beziehungsweise können leicht
damit nachgerüstet
werden. Erfindungsgemäß wird nun
der in einem solchen Schnittstellenmodul integrierte digitale Signalprozessor
dazu genutzt, Datenströme
zu mischen, um so eine Konferenzschaltung zwischen mehreren Teilnehmern
zu bewerkstelligen. Die Kontrolle der Datenströme erfolgt dabei durch ein
Modul zur Kommunikation nach dem Media Gateway Control Protocol.
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Es
wird angemerkt, dass die für
das erfindungsgemäße Verfahren
genannten Vorteile und Varianten gleichermaßen auch für das erfindungsgemäße Telekommunikationsendgerät gelten.
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Vorteilhaft
ist es daher auch, wenn das Telekommunikationsendgerät ein Modul
zur Kommunikation nach dem Stream Control Transmission Protocol für die Bearbeitung
einer ISDN Schicht 2 umfasst oder wenn anstelle des Media Gateway
Control Protocol das Protokoll SIP angewendet wird.
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Die
Erfindung wird nun im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert, welches
eine Konferenzschaltung zwischen mehreren Teilnehmern betrifft.
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Es
zeigen:
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1:
ein Telekommunikationsendgerät zum
Mischen von Mediastreams
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2:
ein erfindungsgemäßes Telekommunikationsendgerät zum Mischen
von Mediastreams;
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1 zeigt
einen Personal Computer PC, welcher folgende Module umfasst: einen
Media Controller MC, welcher eine kombinierte Misch- und Kompressions-/Dekompressionsstufe
MIX/CODEC beinhaltet, ein Modul zur Kommunikation nach dem Media
Gateway Control Protocol, kurz MGCP-Modul, MGCP, ein Modul zur Kommunikation
nach dem Stream Control Transmission Protocol, kurz SCTP-Modul,
SCTP, ein Modul zur Kommunikation nach dem Protokoll ISDN User Adaption
Layer, kurz IUA-Modul, IUA und ein Modul zur Kommunikation nach
dem Protokoll Digital Subscriber System No. 1, kurz DSS1-Modul,
DSS1.
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Beim
DSS1-Protokoll können
Mehrfachnummern vergeben werden und für jede einzelne Rufnummer unabhängige ISDN-Leitungsmerkmale.
Das DSS1-Protokoll unterscheidet weiterhin zwischen vier Codesätzen für Informations-Elemente.
Der Codesatz 0 entspricht dem Regelcodesatz nach Q.931, der Codesatz
5 dem ETSI-Codesatz, der Codesatz 6 ist für nationale Anwendungen und
der Codesatz 7 für
private Anwendungen über
die Nebenstellenanlage. Das Netz verwendet derzeit nur den Codesatz
0.
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Der
Personal Computer PC ist darüber
hinaus zusätzlich
mit einer Audio-Schnittstelle SC, an welche ein Mikrofon MIC und
ein Lautsprecher LS angeschlossen sind, und einer Netzwerk-Schnittstelle EC
verbunden.
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Die
Funktion der in 1 dargestellten Anordnung ist
nun wie folgt:
Ein Audiosignal wird vom Mikrofon MIC aufgenommen
und über
die Audio-Schnittstelle SC an die kombinierte Misch- und Kompressions-/Dekompressionsstufe
MIX/CODEC geleitet und dort in einen oder mehrere Datenströme BS umgewandelt,
welche über die
Netzwerk-Schnittstelle EC zu anderen, in der 1 nicht
dargestellten, Gesprächsteilnehmern
geleitet werden. Von diesen werden über die Netzwerk-Schnittstelle
EC auch Datenströme
BS empfangen, welche von der kombinierten Misch- und Kompressions-/Dekompressionsstufe
MIX/CODEC dekomprimiert und zu einem Ausgangssignal gemischt werden.
Dieses wird über
die Audio-Schnittstelle SC an den Lautsprecher LS übermittelt
und von diesem ausgestrahlt. Die Kontrolle der Datenströme BC erfolgt
dabei über
das MGCP-Modul MGCP. Die Signalisierung SIG wird über das
SCTP-Modul SCTP, das IUA-Modul IUA und das DSS1-Modul DSS1 abgewickelt,
wobei die Anbindung an das Netz wiederum über die Netzwerk-Schnittstelle
EC erfolgt.
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Diese
Anordnung weist einige Nachteile auf, insbesondere wird der Prozessor
des Personal Computers PC durch die für das Mischen beziehungsweise
Komprimieren/Dekomprimieren erforderlichen Rechenoperationen stark
belastet. Durch die in 2 dargestellte erfindungsgemäße Anordnung
wird dieser Nachteil überwunden,
da diese Schritte in einem Signalprozessor DSP, welcher für diese
Aufgaben optimiert ist, erfolgen.
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2 zeigt
einen Personal Computer PC welcher wiederum folgende Module umfasst:
ein MGCP-Modul, MGCP, ein SCTP-Modul,
SCTP, ein IUA-Modul, IUA und ein DSS1-Modul, DSS1. Darüber hinaus
umfasst der Personal Computer PC einen Stream- Handler STRH und ein Common Application Programming
Interface, kurz eine CAPI-Schnittstelle.
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CAPI
hat sich für
die ISDN-Kommunikation als Standard für die Schnittstelle zwischen
Anwendung und Kartentreiber durchgesetzt und stellt somit eine Software-Schnittstelle
dar, die den einfachen Zugriff auf ISDN-Adapterkarten erlaubt und
die uneingeschränkte
Nutzung ihrer Funktionalität
gewährleistet.
Wichtige Eigenschaften der CAPI-Schnittstelle sind unter anderem
die Unterstützung
mehrerer B-Kanäle
für Daten
und Sprache, die Behandlung des B-Kanal-Protokolls zur Verbindungssteuerung, die
Unterstützung
mehrerer logischer Verbindungen über
eine physikalische Verbindung sowie die Unterstützung eines oder mehrerer Basisanschlüsse oder Primärmultiplexanschlüsse.
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Weiterhin
ist der Personal Computer PC wieder mit einer Netzwerk-Schnittstelle
EC verbunden. Anstelle der Audio-Schnittstelle
SC ist hier jedoch ein ISDN-Schnittstellenmodul IC vorhanden, an
welches ein Mikrofon MIC und ein Lautsprecher LS angeschlossen sind.
Das ISDN-Schnittstellenmodul IC beinhaltet einen digitalen Signalprozessor
DSP und eine Kompressions-/Dekompressionsstufe CODEC.
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Die
Funktion der in 2 dargestellten Anordnung ist
nun wie folgt:
Ein Audiosignal wird vom Mikrofon MIC aufgenommen
und an das ISDN-Schnittstellenmodul IC weitergeleitet. In der Kompressions-/Dekompressionsstufe CODEC
wird dieses komprimiert und im digitalen Signalprozessor DSP in
einen oder mehrere Datenströme
BS umgewandelt, welche über
den Stream-Handler STRH an die Netzwerk-Schnittstelle EC und von
dort zu anderen, in der 2 nicht dargestellten, Gesprächsteilnehmern
geleitet werden. Von diesen werden über die Netzwerk-Schnittstelle EC
auch Datenströme
BS empfangen, welche ebenfalls über
den Stream-Handler STRH an den Digitalen Signalprozessor DSP gelangen
und dort zu einem Ausgangssignal gemischt werden. Von dort gelangt
das Mischsignal an die Kompressions-/Dekompressionsstufe CODEC, wo es dekomprimiert
und in Folge an den Lautsprecher LS übermittelt wird. Die Kontrolle
der Datenströme
BC erfolgt dabei wieder über
das MGCP-Modul MGCP, welcher hierzu abweichend zu 1 mit
dem Stream-Handler STRH kommuniziert. Die Signalisierung SIG wird über das SCTP-Modul SCTP, das IUA-Modul
IUA, das DSS1-Modul DSS1 und zusätzlich
die CAPI-Schnittstelle abgewickelt, wobei die Anbindung an das Netz wiederum über die
Netzwerk-Schnittstelle
EC erfolgt.