DE102005029058A1

DE102005029058A1 - Schnittstellengerät für Datennetzwerke

Info

Publication number: DE102005029058A1
Application number: DE102005029058A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hertel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2006-12-28

Abstract

Ein Schnittstellengerät für Datennetzwerke, mit mindestens einer Netzwerkschnittstelle (140) zum Anschluss an ein Datennetzwerk (200) und zum Senden und Empfangen von Netzwerksignalen gemäß einem vorgegebenen Netzwerkprotokoll, mit mindestens einer Nutzschnittstelle (130) zum Anschluss an ein externes Gerät (300) oder ein externes Netzwerk (400) und zum Senden und/oder Empfangen von Nutzsignalen in einem vorgegebenen Übertragungsstandard, mit einer Umwandlungseinrichtung (110) zum Umwandeln der Nutzsignale in Netzwerksignale und/oder umgekehrt unter Verwendung eines vorgegebenen Umwandlungsalgorithmus und mit einer Steuereinrichtung (120) zum Steuern des Schnittstellengerätes (100), zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Steuereinrichtung (120) mit einem Konfigurationsalgorithmus versehen ist, der durch Signale einer Nutzschnittstelle (130) aktivierbar ist, um infolge der Aktivierung über die Netzwerkschnittstelle (140) des Schnittstellengerätes (100) mit mindestens einem anderen Schnittstellengerät (100) über das Datennetzwerk (200) in Verbindung zu treten und Konfigurationsdaten für die Steuereinrichtung (120) des anderen Schnittstellengerätes (100) zu übermitteln. Die erfindungsgemäßen Schnittstellengeräte (100) sind in der Lage, sich nach Anschluss an das Datennetzwerk (200) und Aktivierung selbst zu konfigurieren und aufeinander abzustimmen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnittstellengerät für Datennetzwerke, mit mindestens einer Netzwerkschnittstelle zum Anschluss an ein Datennetzwerk und zum Senden und Empfangen von Netzwerksignalen gemäß einem vorgegebenen Netzwerkprotokoll, mit mindestens einer Nutzschnittstelle zum Anschluss an ein externes Gerät oder ein externes Netzwerk und zum Senden und/oder Empfangen von Nutzsignalen in einem vorgegebenen Übertragungsstandard, mit einer Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der Nutzsignale in Netzwerksignale und/oder umgekehrt unter Verwendung eines vorgegebenen Umwandlungsalgorithmus, und mit einer Steuereinrichtung zum Steuern des Schnittstellengerätes.

Derartige Schnittstellengeräte wandeln Nutzsignale in Netzwerksignale um und umgekehrt. Bei den Nutzsignalen handelt es sich typischerweise um Sprache und die dazugehörigen Steuersignale zum Aufbau, Erhalt und Abbau von Telefonieverbindungen. Um über solche Schnittstellengeräte telefonieren zu können, müssen mindestens zwei davon mit ihren Netzwerkschnittstellen an ein gemeinsames Netzwerk angeschlossen sein. Die jeweiligen Nutzschnittstellen der Schnittstellengeräte werden mit Telefonen verbunden.

Es sind bereits Schnittstellengeräte für das Telefonieren über das Ethernet mittels VoIP (Voice Over Ethernet Protocol) bekannt, die für die Verbindungsherstellung einen zentralen Server im Ethernet benutzen. Dies ist jedoch insbesondere für die Herstellung von lokalen Telefonverbindungen sehr unkomfortabel, denn unbeschränkte Ethernetzugänge ohne Firewall sind aus nahe liegenden Gründen heute kaum mehr gebräuchlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schnittstellengerät anzugeben, welches einen komfortablen und einfachen Aufbau von Telefonieverbindungen unter Nutzung von lokalen Netzwerken ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die Steuereinrichtung mit einem Konfigurationsalgorithmus versehen ist, der durch Signale einer Nutzschnittstelle aktivierbar ist, um infolge einer Aktivierung über die Netzwerkschnittstelle des Schnittstellengerätes mit mindestens einem anderen Schnittstellengerät über das Datennetz in Verbindung zu treten und Konfigurationsdaten für dessen Steuereinrichtung zu übermitteln. Für die Installation des erfindungsgemäßen Schnittstellengerätes braucht der Nutzer lediglich die Nutzschnittstelle mit einem analogen Telefon und die Netzwerkschnittstelle mit dem lokalen Datennetzwerk zu verbinden. Bei Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes wird durch die erste Benutzung des Telefons ein automatisches Konfigurationsverfahren in Gang gesetzt, bei dem sich die am Datennetzwerk angeschlossenen Schnittstellengeräte untereinander über die Konfigurationsdaten verständigen und die Telefonverbindung herstellen. Eine Konfiguration durch den Nutzer ist mit Vorteil nicht erforderlich. Die über das Datennetzwerk miteinander kommunizierenden Schnittstellengeräte organisieren sich selbst, ohne dass ein zentraler Server dafür erforderlich wäre. Hierfür wird ein ohnehin für die Vernetzung von Computern vorhandenes lokales Datennetzwerk verwendet. Die Schnittstellengeräte können deshalb dezentral im Firmengebäude verteilt sein und nutzen die typischen Netzwerkfunktionen. Selbst eine Fernwartung der Schnittstellengeräte über das Datennetzwerk gegebenenfalls unter Verwendung des Ethernet ist auf einfache Weise möglich. Es werden lediglich die vom lokalen Netzwerk standardmäßig zur Verfügung stehenden technischen Möglichkeiten ausgenutzt. Außer dem Anschluß der Schnittstellengeräte an das Netzwerk sind keine weiteren Installationshandlungen durch den Nutzer vorzunehmen. Der Aufbau eines lokalen „Telefonnetzes" geschieht in komfortabler Weise automatisch aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schnittstellengeräte.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Schnittstellengerätes ist vorgesehen, dass die Funktionen der Steuereinrichtung und der Umwandlungseinrichtung in einer Kombinationseinrichtung vereint sind. Dies kann beispielsweise durch Integration der beiden Funktionen auf einem einzigen Mirkochip geschehen, wodurch Herstellungskosten und Bauraum eingespart werden können.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Umwandlungseinrichtung mit Mitteln für die Übernahme eines Umwandlungsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, wobei die Mittel insbesondere im Falle einer Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes aktivierbar sind. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass das Schnittstellengerät stets eine aktuelle Version des Umwandlungsalgorithmus erhält, wobei der Umwandlungsalgorithmus zentral gepflegt und aktualisiert werden kann. Analoge Vorteile ergeben sich bei einer Weiterbildung der Erfindung, wonach die Steuereinrichtung mit Mitteln für die Übernahme eines Konfigurationsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, wobei die Mittel insbesondere im Falle einer Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes aktivierbar sind.

In einer noch flexibler an die Erfordernisse des Alltagsbetriebes angepassten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit Mitteln für die Anforderung eines Umwandlungsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, wobei die Anforderung insbesondere im Falle einer Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes oder im Falle des erstmaligen Empfangs von Netzwerksignalen aktivierbar ist.

Wenn die Steuereinrichtung mit Mitteln für die Übermittlung von Konfigurationsdaten an einen an das Datennetzwerk angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, können diese Konfigurationsdaten im Rechner zwischengespeichert und bei Bedarf an andere Schnittstellengeräte – weitergeleitet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Netzwerkschnittstelle eine Ethernet-Schnittstelle, denn lokale Netzwerke sind meist als Ethernet ausgestaltet.

Wenn das Schnittstellengerät für die Verwendung des Netzwerkprotokolls TCP/IP eingerichtete ist, wird es für die allermeisten Anwendungsfälle gut gerüstet sein, weil das genannten Netzwerkprotokoll sehr verbreitet ist.

Die Ausgestaltung einer Nutzschnittstelle des Schnittstellengerätes als ISDN-Schnittstelle hat den Vorteil, dass hiermit eine Verbindung zum öffentlichen Telefonfestnetz herstellbar ist. Damit können alle Teilnehmer des Festnetzes telefonisch erreicht werden.

Durch die Maßnahme, dass eine Nutzschnittstelle als analoge Schnittstelle, insbesondere als a/b-Schnittstelle ausgestaltet ist und das Schnittstellengerät über eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung von Analogsignalen in Digitalsignale und umgekehrt verfügt, kann ein gewöhnliches Analogtelefon einfach an das Schnittstellengerät angeschlossen und sofort benutzt werden.

Wenn das Schnittstellengerät seine Stromversorgung über die Netzwerkschnittstelle bezieht, insbesondere nach einem Power-Over- Ethernet-Verfahren, erübrigt sich sowohl die Bereitstellung als auch das Anschließen des Schnittstellengerätes an ein besonderes Netzgerät. Dadurch wird die Installation des erfindungsgemäßen Schnittstellengerätes noch weiter vereinfacht.

Durch die Unterbringung des Schnittstellengerätes in einem Gehäuse, welches bezüglich seiner Außenabmessungen und Anschlusskontakte den Normen DIN 41715 (TAE) oder DIN EN 60603-7: 1997-08 (UAE, RJ 45, Westernplug) entspricht, ergibt sich eine einfache Handhabung und geringe Herstellungskosten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt:
1: eine schematische Darstellung eines lokalen Datennetzes mit zwei erfindungsgemäßen Schnittstellengeräten.
An ein Datennetzwerk 200 sind zwei grundsätzlich gleich aufgebaute Schnittstellengeräte 100 angeschlossen. Beide Schnittstellengeräte 100 verfügen jeweils über eine Netzwerkschnittstelle 140, die mit dem Datennetzwerk 200 verbunden ist. Jedes Schnittstellengerät 100 beherbergt eine Steuereinrichtung 120 und eine Umwandlungseinrichtung 110 zum Umwandeln der Netzwerksignale aus der Netzwerkschnittstelle 140 in Nutzsignale, die dann jeweils zu einer Nutzschnittstelle 130 gelangen. Umgekehrt werden von der Nutzschnittstelle 130 kommende Nutzsignale durch die Umwandlungseinrichtung 110 in Netzwerksignale zur Weiterleitung über die Netzwerkschnittstelle 140 umgewandelt. Bei dem Datennetzwerk 200 handelt es sich um ein Ethernet und die Netzwerkschnittstellen 140 sind als Ethernet-Schnittstellen ausgestaltet. Für die Datenübertragung nutzen die Schnittstellengeräte 100 das Netzwerkprotokoll TCP/IP.
Das in 1 auf der linken Seite dargestellte Schnittstellengerät 100 besitzt eine Nutzschnittstelle 130, die als ISDN-Schnittstelle ausgestaltet ist. Die ISDN-Schnitttstelle 130 ist mit einem herkömmlichen S0-Anschluß 400 verbunden, durch den das gesamte Festnetz für Telefonverbindungen zur Verfügung steht.
Das auf der rechten Seite von 1 dargestellte Schnittstellengerät 100 besitzt eine Nutzschnittstelle 130, die als a/b-Anschluss für ein analoges Telefon 300 ausgestaltet ist. Außerdem ist das Schnittstellengerät 100 mit einer nicht gezeigten Wandlereinrichtung für die Umwandlung von Analogsignalen des Telefons 300 in Digitalsignale und umgekehrt ausgestattet.
Die Stromversorgung der Schnittstellengeräte 100 erfolgt über das Ethernet 200 nach dem Power-Over-Ethernet-Verfahren. Des weiteren ist das Gehäuse der Schnittstellengeräte 100 als Normgehäuse mit Normanschlusskontakten zur Verbindung der Netzwerkschnittstellen 140 und der Nutzschnittstellen 130 ausgestaltet.
Für die Einrichtung eines lokalen „Telefonnetzes" müssen lediglich eine gewünschte Anzahl von Schnittstellengeräten 100 mittels genormter Steckverbindungen an das bereits vorhandene Ethernet und mittels ebenfalls genormter Steckverbindungen an analoge oder digitale Telefonapparate angeschlossen werden. Wenn eine Verbindung zum öffentlichen Festnetz gewünscht wird, wird lediglich ein gewöhnlicher ISDN-Anschluss mit der entsprechenden Nutzschnittstelle 130 eines Schnittstellengerätes 100 verbunden. Bei der ersten Benutzung des Telefons 300 konfiguriert sich das lokale „Telefonnetz" von selbst. Durch die bei Benutzung des Telefons 300 ausgelösten Signale der Nutzschnittstelle 130 wird ein in der Steuereinrichtung 120 abgelegter Konfigurationsalgorithmus aktiviert, der eine Kommunikation des Schnittstellengerätes 100 über die Netzwerkschnittstelle 140 mit anderen an das Netzwerk 200 angeschlossenen Schnittstellengeräten 100 initiiert. Dabei werden Konfigurationsdaten übermitteln, die insbesondere anzeigen, dass an das Schnittstellegerät 100 ein Analogtelefon 300 angeschlossen ist. Das Analogtelefon 300 wird von der Steuereinrichtung 120 automatisch erkannt. Das in 1 auf der linken Seite dargestellte Schnittstellengerät 100 empfängt über seine Netzwerkschnittstelle 140 Netzwerksignale vom Netzwerk 200, wodurch in seiner Steuereinrichtung 120 ein eigener Konfigurationsalgorithmus aktiviert wird. Die Steuereinrichtung 120 erkennt dabei automatisch den an der Nutzschnittstelle 130 angeschlossenen ISDN-Anschluss 400 und teilt diese Tatsache über Konfigurationsdaten den anderen an das Netzwerk 200 angeschlossenen Schnittstellengeräten 100 mit. Nach Austausch der Konfigurationsdaten ist das System konfiguriert und der Nutzer kann mittels des analogen Telefons 300 einen Anruf in das öffentliche Festnetz 400 oder zu anderen an das lokale Netzwerk 200 angeschlossenen Telefonen herstellen.

Claims

Schnittstellengerät für Datennetzwerke, mit mindestens einer Netzwerkschnittstelle (140) zum Anschluss an ein Datennetzwerk (200) und zum Senden und Empfangen von Netzwerksignalen gemäß einem vorgegebenen Netzwerkprotokoll, mit mindestens einer Nutzschnittstelle (130) zum Anschluss an ein externes Gerät (300) oder ein externes Netzwerk (400) und zum Senden und/oder Empfangen von Nutzsignalen in einem vorgegebenen Übertragungsstandard, mit einer Umwandlungseinrichtung (110) zum Umwandeln der Nutzsignale in Netzwerksignale und/oder umgekehrt unter Verwendung eines vorgegebenen Umwandlungsalgorithmus, und mit einer Steuereinrichtung (120) zum Steuern des Schnittstellengerätes (100), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) mit einem Konfigurationsalgorithmus versehen ist, der durch Signale einer Nutzschnittstelle (130) aktivierbar ist, um in Folge der Aktivierung mit mindestens einem anderen Schnittstellengerät (100) über die Netzwerkschnittstelle (130) und das Datennetzwerk (200) in Verbindung zu treten und Konfigurationsdaten für die Steuereinrichtung (120) des anderen Schnittstellengerätes (100) zu übermitteln.
Schnittstellengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen der Steuereinrichtung (120) und der Umwandlungseinrichtung (110) in einer Kombinationseinrichtung vereint sind.
Schnittstellengerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung (110) mit Mitteln für die Übernahme eines Umwandlungsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk (200) angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, wobei die Mittel insbesondere im Falle einer Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes (100) aktivierbar sind.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) mit Mitteln für die Übernahme eines Konfigurationsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk (200) angeschlossenen Rechner ausgestattet ist, wobei die Mittel insbesondere im Falle einer – Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes (100) aktivierbar sind.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) mit Mitteln für die Anforderung eines Umwandlungsalgorithmus von einem an das Datennetzwerk (200) angeschlossenen Rechner ausgestaltet ist, wobei die Anforderung insbesondere im Falle einer Inbetriebnahme des Schnittstellengerätes (100) oder im Falle des erstmaligen Empfangs von Netzwerksignalen aktivierbar ist.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) mit Mitteln für die Übermittlung von Konfigurationsdaten an einen an das Datennetzwerk (200) angeschlossenen Rechner ausgestattet ist.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzwerkschnittstelle (140) eine Ethernet-Schnittstelle ist.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es für die Verwendung des Netzwerkprotokolls TCP/IP eingerichtet ist.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nutzschnittstelle (130) als ISDN-Schnittstelle ausgestaltet ist.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nutzschnittstelle (130) als analoge Schnittstelle insbesondere als a/b-Schnittstelle ausgestaltet ist und das Schnittstellengerät (100) über eine Wandlereinrichtung (110) zur Umwandlung von Analogsignalen in Digitalsignale und umgekehrt verfügt.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es seine Stromversorgung über die Netzwerkschnittstelle (140) bezieht, insbesondere nach einem Power-Over-Ethernet-Verfahren.
Schnittstellengerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Gehäuse untergebracht ist, welches bezüglich seiner Außenabmessungen und Anschlusskontakte den Normen DIN 41715 (TAE) oder DIN EN 60603-7: 1997-08 (UAE, RJ 45 Westernplug) entspricht.