DE19820382A1 - Verfahren und Vorrichtung zur dynamischen Bandbreitenzuordnung zu unabhängigen Daten- und Audiogeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Stützung von Audioverbin­ dungen und Datenverbindungen mit Verwendung einer einzigen Mehrkanal-Verbindungs-Zwischenleitung, und insbesondere auf eine dynamische Bandbreitenzuordnung zwischen einem Audioge­ rät und einem Datengerät, die mit der gleichen digitalen Verbindungsleitung verbunden sind, welche einen Nachrichten­ übertragungskanal und wenigstens zwei Benutzer-Datenkanäle aufweist.

In der Fernmeldeindustrie bieten digitale Übertragungen Vorteile gegenüber Übertragungen von analogen Signalen. Das Digitalisieren von Sprechinformation in ein Muster von dis­ kreten Werten, z. B. Einsen und Nullen, erleichtert das Fil­ tern eines Signals, um das Rauschen zu beseitigen, das wäh­ rend der Übertragung des Signals von einer Sendestation zu einer Empfangsstation unabsichtlich hinzugefügt wird. So ist das Signal-Rausch-Verhältnis normalerweise für ein digitales Telefon größer als für ein analoges Telefon. Ferner bieten digitale Telefone oftmals größere Display-Möglichkeiten und fortschrittlichere Merkmale, da digitale Verbindungsleitungen eine größere Bandbreite bieten. Beispielsweise umfaßt ein Integrated Services Digital Network (ISDN) einen Nachrichten­ übertragungskanal und wenigstens zwei Benutzer-Datenkanäle. Der Nachrichtenübertragungskanal wird normalerweise als D-Kanal bezeichnet und kann ein Fassungsvermögen von 16 kbps oder 64 kbps in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Schaltung aufweisen. Die Benutzer-Datenkanäle werden auch als B-Kanäle bezeichnet und haben normalerweise ein Fassungsver­ mögen von 64 kpbs. Ein Basic Rate Interface (BRI) besteht aus zwei B-Kanälen und einem D-Kanal.

Zusätzlich zum Stützen eines digitalen Telefonapparats oder eines anderen Audiogeräts arbeitet ISDN gut für Datenübertra­ gungen zu und von einem Datengerät, wie einem Personal Compu­ ter. Maximaler Durchsatz für die Datenübertragungen wird erreicht, wenn beide B-Kanäle des BRI für die Datenübertra­ gung bestimmt sind. Der effektive Durchsatz ist zweimal so groß, wie er zur Verfügung stände, wenn ein einziger B-Kanal der Stützung des Datengeräts dienen würde.

Ein Problem besteht darin, daß es Anwendungen gibt, in wel­ chen eine ISDN-Leitung zur Stützung sowohl eines Datengeräts als auch eines digitalen Telefonapparats verwendet wird. Wenn das Datengerät aktiv ist und über beide B-Kanäle empfängt und überträgt, wird das digitale Telefon gegen den Zugang zur ISDN-Leitung für einen abgehenden oder ankommenden Anruf gesperrt. Eine Lösung besteht darin, Datendurchsatz zu op­ fern, indem nur ein B-Kanal dem Datengerät und der andere B-Kanal dem Telefonapparat überlassen wird. Diese Lösung ist in der US-Patentschrift Nr. 4 970 723 von Lin beschrieben. Das Lin-Verfahren verbessert diese Lösung, indem es zuläßt, daß ein einziger B-Kanal zwei Audiogeräte stützt. Wenn so ein Datengerät und ein Sprechgerät gleichzeitig aktiv sind und ein zweites Audiogerät wünscht, den Betrieb zu beginnen, oder angerufen wird, wird der B-Kanal des vorher aktiven Audioge­ räts aufgeteilt. Das Aufteilen des B-Kanals erfordert einen Codeconverter in der Fernmeldezentralen- Schaltanordnung (central office switch) des öffentlichen Netzes und erfordert einen Codeconverter für jedes Audiogerät. Die Codeconverter wandeln den 8-Bit-Sprechsamplecode in einen 4-Bit-Sprech­ sampelcode um. Die Umwandlung ermöglicht die Zusammenfassung der Bitströme der zwei Audiogeräte für die Übertragung durch einen B-Kanal des BRI. Wenn zwei Audiogeräte gleichzeitig betrieben werden, ordnet jedes Audiogerät 4-Bit-codierte Sprechsamples in einen anderen Sub-B-Kanal des einzigen B-Kanals ein. Empfangene 4-Bit-codierte Sprechsamples aus den Sub-B-Kanälen werden in Sprechsamples an den Audiogeräten umgewandelt, während übertragene 4-Bit-codierte Sprechsamples in 8-Bit-codierte Sprechsamples in der Fernmeldezentralen- Schaltanordnung umgewandelt werden.

Das Lin-Verfahren erhöht zwar die Anzahl von Geräten, die durch eine einzige ISDN-Leitung gestützt werden können, die Implementierung des Verfahrens erfordert jedoch zahlreiche Codeconverter einschließlich eines, der in die Fernmeldezen­ tralen-Schaltanordnung des öffentlichen Netzes eingebaut werden muß. Dementsprechend kann sich das Verfahren aus Kostengründen verbieten und steht nicht ohne Zusammenarbeit der Fernmeldezentrale zur Verfügung. Darüber hinaus ist ein Datengerät, das mit dem bei Lin beschriebenen Netz verbunden ist, in der Bandbreite beschränkt, da es nur einen einzigen B-Kanal zur Vermittlung von Datenübertragungen benutzen kann.

Ein integriertes System, das Audioverbindung gleichzeitig mit digitalen Datenübertragungen gestattet, ist in der US-Patent­ schrift Nr. 5 036 513 von Greenblatt beschrieben. Zwei geeig­ net ausgestattete Telefonapparate mit kooperativer digitaler Signalverarbeitung und visueller Displayausstattung können eine ISDN-Leitung zum Vermitteln von Sprechverbindung und für den Benutzer einsichtigen Digitaldaten verwenden. So kann das System nur benutzt werden, wenn die Audio- und Datengeräte an beiden Enden eines Anrufs kompatibel sind. Zusätzlich ist das System auf Vermittlungen zwischen zwei Stationen einge­ schränkt, so daß ein Anrufer nicht einen Anruf zu einer Station einrichten kann, während Daten an eine andere Station übertragen werden.

Außerhalb des ISDN-Bereichs sind Verfahren und Systeme be­ kannt, die gleichzeitige Audio- und Sprechübertragungen erlauben. Zum Beispiel beschreiben die US-Patentschriften Nr. 5 581 560 von Shimada et al. und 5 475 691 von Chapman et al. die Verwendung eines Modems, das sowohl ein Audiogerät als auch ein Datengerät an ein öffentlich vermitteltes Telefon­ netz (PSTN) anschließen. Wie von Chapman et al. beschrieben, wenn ein gleichzeitig Voice- und Daten(SVD)-Modem feststellt, daß nur das Datengerät Übertragungen über eine Analogleitung des PSTN versucht, wird ein Datensignal am Modem gebildet, wobei das Datensignal eine Reihe von Datensymbolen mit einer ersten Symboldichte ist. Wenn jedoch das SVD-Modem fest­ stellt, daß das Audiogerät, z. B. ein Telefonapparat, "ausge­ hängt" wurde, wählt das Modem eine niedrigere Symboldichte für die Datenübertragung. Die sich ergebenden geringeren Bits je Symbol ermöglichen eine Voice-Übertragung mit höherer Qualität als sie zur Verfügung stände, wenn die Datenübertra­ gung bei der ursprünglichen Symboldichte verbliebe. Wenn das SVC-Modem feststellt, daß das Telefon wieder "eingehängt ist", kehrt die Datenübertragung zu ihrer ursprünglichen höheren Symboldichte zurück. Die Erfindung von Chapman et al. arbeitet gut innerhalb ihres Analogbereichs, um sowohl Audio­ signale vom Telefon als auch Datensignale vom Datengerät zu empfangen und die Signale für die Übertragung längs einer Analogleitung zu kombinieren. Die Betriebsweise des Modems ist jedoch weniger verträglich mit den Mehrkanal-Verbindungen hoher Bandbreite in einem digitalen Bereich.

Erforderlich ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, die ein voll funktionierendes digitales Audiogerät, wie ein ISDN-Te­ lefon, mit unabhängigen Audioübertragungen und Datenübertra­ gungen über eine gemeinsame digitale Verbindungsleitung und ohne nachteilige Beeinflussung des Datenübertragungsdurch­ satzes bei unbenutztem Audiogerät ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfah­ rens durch die Merkmale der unabhängigen Nebenansprüche 1 und 13 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.

Das Verfahren und die Vorrichtung zur Benutzung einer digita­ len Mehrkanal-Verbindungsleitung zum Stützen eines Audioge­ räts und eines Datengeräts umfassen eine statische Zuordnung eines Nachrichtenübertragungskanals für kontinuierliche und beiderseitige Benutzung durch die zwei Geräte, und sie umfas­ sen eine dynamische Zuordnung von mindestens zwei Benutzer- Datenkanälen für unabhängige, jedoch manchmal gleichzeitige Benutzung durch die zwei Geräte. Bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist das Datengerät ein Computer und wird als domi­ nierendes Gerät bestimmt. Die Benutzer-Datenkanäle sind zum Stützen von Datenübertragungen zu und von dem Datengerät bestimmt, wenn das Audiogerät unbenutzt ist. Das Datengerät überwacht jedoch kontinuierlich den Nachrichtenübertragungs­ kanal, um einen Fall zu erfassen, in welchem angezeigt wird, daß das Audiogerät Zugang zur Verbindungsleitung wünscht. Die Anzeige des gewünschten Zugangs kann ein Signal sein, das einen vom Audiogerät versuchten abgehenden Anruf anzeigt, oder es kann ein Signal sein, das einen eingehenden Anruf zum Audiogerät anzeigt. In Abhängigkeit davon gibt das Datengerät einen der Benutzer-Datenkanäle auf. Der Anruf zum Audiogerät wird unter Verwendung des aufgegebenen Benutzer-Datenkanals gestützt, bis der Kanal bei Beendigung des Anrufs freigegeben wird. Der freigegebene Benutzer-Datenkanal wird sodann dem Datengerät wieder zugeordnet.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Verbindungslei­ tung ein ISDN basic rate interface link. So ist der Nachrich­ tenübertragungskanal ein D-Kanal und die Benutzer-Datenkanäle sind zwei B-Kanäle. Das Datengerät und das Audiogerät greifen "unabhängig" auf die Verbindungsleitung zu, was hier als Zugriff zur dynamisch zugeordneten Bandbreite ohne direkte Übertragung von Signalen zwischen den zwei Geräten definiert wird. Ebenfalls bei der bevorzugten Ausführungsform spricht die dynamische Bandbreitenzuordnung auf das Erfassen von D-Kanalübertragungen zwischen dem Audiogerät und dem Netz und nicht auf Signalübertragungen zwischen den zwei Geräten an. Beispielsweise können die erfaßten Signale SETUP-bezogene Nachrichten auf dem D-Kanal sein. Für einen abgehenden Sprechanruf kann das Datengerät einen der B-Kanäle beim Erfassen einer Antwortnachricht, die die Antwort auf eine SETUP-Nachricht vom Audiogerät darstellt, aufgeben. Die Antwortnachricht kann ein RELEASE COMPLETE mit einer gekenn­ zeichneten Veranlassung von "kein Kanal verfügbar" sein. Das Datengerät gibt den B-Kanal beim Erfassen dieser SETUP-bezo­ genen Nachricht auf, und das Audiogerät versucht den gleichen Anruf automatisch und erfolgreich. Für einen eingehenden Anruf wird eine SETUP-Nachricht von der Fernmeldezentralen- Schaltanordnung (central office switch) empfangen, die einen Sprechanruf anzeigt. In Abhängigkeit davon wird, wenn das Datengerät beide B-Kanäle besetzt, ein Kanal aufgegeben, so daß die Verbindung mit dem eingehenden Anruf hergestellt werden kann. Normalerweise wird eine geringe Verzögerung durch das Audiogerät eingegeben, um eine angemessene Zeit zu ermöglichen, in der das Datengerät den Kanal in Fällen auf­ gibt, in welchen ein Benutzer dem Audiogerät bei der ersten Anzeige eines eingehenden Anrufs antwortet.

Obwohl das Audiogerät und das Datengerät so angeschlossen sind, daß sie unabhängig auf die Verbindungsleitung zugreifen können, sind getrennte Anschlüsse an die Netzanschlußanlage nicht kritisch. Ein Gerät kann mit einem Anschluß des anderen Geräts verbunden sein. Die direkte Verbindung sollte jedoch beiden Geräten ermöglichen, den Signalübertragungskanal ständig zu überwachen. Im ISDN-Bereich können sowohl das Audiogerät als auch das Datengerät mit dem S-Bus verbunden sein, oder ein Gerät kann mit dem U-Bus, und das geeignete SO-Interface oder ein Adapter kann mit dem anderen Gerät verbunden sein, was jedem Gerät ermöglicht, die Geschäfte des anderen Geräts zu "betrachten".

Bei einer Ausführungsform tritt die dynamische Bandbreitenzu­ ordnung an einem externen oder internen Anschlußadapter des Datengeräts, wie eines Computers, auf. Der Anschlußadapter umfaßt einen Bandbreitenzuordner mit einer ersten Betriebs­ art, bei der die Benutzer-Datenkanäle der Verbindungsleitung dem Stützen von Datenübertragungen für das Datengerät über­ lassen werden. Der Bandbreitenzuordner weist auch eine zweite Betriebsart auf, in der einer der Benutzer-Datenkanäle aufge­ geben wird, um Zugang zur Verbindungsleitung durch das Audio­ gerät zu ermöglichen. Der Anschlußadapter besitzt einen Monitor, der mit dem Signalübertragungskanal der Verbindungs­ leitung verbunden ist, um erste Signale zu erfassen, die einen gewünschten Zugang zur Verbindungsleitung durch das Audiogerät anzeigen, und zweite Signale zu erfassen, die die Beendigung eines solchen Zugangs anzeigen. Wenn der Monitor das erste Signal Zugriff-erwünscht erfaßt, wird der Bandbrei­ tenzuordner aus der ersten Betriebsart in die zweite Be­ triebsart umgeschaltet. Wenn andererseits der Monitor das zweite Signal Zugang beendet erfaßt, wird der Bandbreitenzu­ ordner in die erste Betriebsart zurückgeschaltet.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine direkte Verbindung zwischen dem Audiogerät und dem Datengerät nicht erforderlich ist. Dementsprechend können Verfahren und Vor­ richtung implementiert werden, ohne Änderungen von normalen Audio- und Datengeräten in großem Maßstab zu erfordern. Üblicherweise werden Nachrichten von einer Fernmeldezentrale eines Netzes zu auf das BRI gestützten Geräten zu dem be­ stimmten Gerät unter Verwendung eines Adressiermechanismus geleitet, der Terminal EndPoint Identifier (TEI) genannt wird. Ein bestimmtes Gerät reagiert normalerweise nur auf Nachrichten, welche das TEI des bestimmten Geräts tragen, und ignoriert Nachrichten, die an andere Geräte gerichtet sind. So erfordert der Überwachungsschritt der Erfindung nur, daß wenigstens das Datengerät überwacht und auf Nachrichten mit einem anderen TEI als seinem eigenen reagiert. Die bevorzugte Ausführungsform ist jedoch eine, bei der sowohl Audiogerät als auch Datengerät bestimmte Nachrichten mit TEI's des anderen Geräts überwachen und darauf reagieren.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Datengerät die volle Kapazität der Mehrkanal-Verbindungslei­ tung, z. B. einer ISDN-Verbindung, während Perioden ausnutzen kann, in welchen das Audiogerät nicht benutzt wird, aber die Verbindbarkeit ist automatisch geeignet, einen gewünschten Zugang zur Verbindungsleitung durch das Audiogerät zu ermög­ lichen.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Netzes zum Implementieren der dynamischen Bandbreitenzuordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild von Komponenten des Datengeräts der Fig. 1,

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm zum Implementieren der dynami­ schen Bandbreitenzuordnung im Netz der Fig. 1,

Fig. 4 eine Darstellung eines Nachrichtenflusses innerhalb eines Signalübertragungskanals als Ergebnis der Erfassung eines abgehenden Sprechanrufs beim Imple­ mentieren des Ablaufdiagramms der Fig. 3, und

Fig. 5 eine Darstellung eines Nachrichtenflusses für einen eingehenden Anruf während der Implementierung des Verfahrens der Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 ist ein Audiogerät 10 und ein Datengerät 12 an eine Netzanschlußanlage 14 zum Stützen von digitalen Mehrka­ nal-Verbindungen angeschlossen. Bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform ist die Netzanschlußanlage eine ISDN-Anlage, welche die Geräte 10 und 12 mit einer Fernmeldezentrale (central office) 16 eines ISDN-Netzes verbindet.

Das Audiogerät 10 und das Datengerät 12 sind unabhängig mit einem gemeinsamen Bus 18 verbunden. Für ein BRI kann der gemeinsame Bus der S-Bus sein. Ein SO-Interface ist ein genormter ISDN-Bus, der bis zu acht Geräte an einem BRI stützt. Jedes ISDN-Gerät, das ein SO-Interface besitzt, kann an den Bus 18 angeschlossen werden. Eine direkte Verbindung zwischen den angeschlossenen Geräten ist jedoch nicht mög­ lich. Infolge der Art des Bus können die Geräte Nachrichten aus dem Netz 16 empfangen, jedoch nicht Nachrichten von anderen Geräten erfassen, die von anderen Geräten an das Netz gegeben werden. Trotzdem verwendet das weiter unten zu be­ schreibende Protokoll die Einweg-Nachrichtenübertragung, damit jedes Gerät die Aktivität des anderen Geräts oder der anderen Geräte überwachen kann. Es sind zwar nur zwei Geräte dargestellt, die mit dem gemeinsamen Bus 18 verbunden sind, aber es können auch andere Geräte vor der Implementierung des Protokolls angeschlossen werden. Ferner kann eines der Geräte an einem S-Bus "hinter" einem U-Gerät, wie einem 2B1Q-Gerät sein, wobei ein eingebauter Netzterminator mit einem SO-In­ terface oder Adapter das Gerät am S-Bus stützt.

Das Audiogerät 10 ist so dargestellt, daß es ein Telefonappa­ rat ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Audioge­ rät ein ISDN-Telefon. Das Datengerät ist so dargestellt, daß es ein Computer ist, aber es können auch andere Geräte im Rahmen der Erfindung verwendet werden, die Digitalinformation übertragen und/oder empfangen.

Gemäß dem Protokoll überwachen sowohl das Telefon 10 als auch das Datengerät 12 am gemeinsamen Bus 18 den Signalübertra­ gungskanal der digitalen Mehrkanal-Verbindungsleitung 20 von der Fernmeldezentralen-Schalteinrichtung 16 des Netzes. Wenigstens das Datengerät 12 verwendet die übertragenen Nachrichten, um die Aktivität des anderen Geräts oder der anderen Geräte am gemeinsamen Bus zu verfolgen. Nachrichten aus der Fernmeldezentrale 16 zu den Geräten 10 und 12 am BRI verwenden den Adressiermechanismus Terminal EndPoint Identi­ fier (TEI) zur Kennzeichnung eines beabsichtigten Geräts. Das Datengerät überwacht kontinuierlich den Signalübergangskanal und prüft Nachrichten unabhängig vom TEI. Aufgrund des Nach­ richtengehalts und des TEI ist das Datengerät in der Lage, die Aktivitäten des anderen Geräts oder der anderen Geräte zu verfolgen.

Wenn beispielsweise das Datengerät 12 eine SETUP-Nachricht von der Fernmeldezentrale 16 auf dem D-Kanal einer ISDN-Lei­ tung erfaßt, kann angenommen werden, daß ein entferntes Audiogerät 22 einen eingehenden Anruf am Telefon 10 versucht. Wenn Datenübertragungen zum Datengerät beide B-Kanäle be­ setzen, kann das Datengerät einen der B-Kanäle aufgeben. Der ankommende Anruf kann sodann über den aufgegebenen B-Kanal verbunden werden. Für einen abgehenden Anruf wird die SETUP- Nachricht an die Fernmeldezentrale 16 gegeben, so daß sie vom Datengerät nicht erfaßt wird. Die Fernmeldezentralen-Schalt­ anordnung gibt jedoch ein Rücksignal ab, das vom Datengerät erfaßt und geprüft wird. Beispielsweise kann die Zentralen­ schaltanordnung ein RELEASE COMPLETE mit einer Begründung "kein Kanal verfügbar" abgeben, um den Anrufversuch zurückzu­ weisen. In Abhängigkeit von dieser RESET-bezogenen Nachricht gibt das Datengerät einen der B-Kanäle auf, wenn das Datenge­ rät aktiv ist. Das Audiogerät 10 kann so programmiert werden, daß es den Anruf nach einer festen Verzögerung (z. B. 500 ms) nochmals versucht. Statt dessen kann der Telefonapparat den D-Kanal überwachen, um eine RELease-Nachricht von der Zentra­ lenschaltanordnung zu erfassen, wenn der D-Kanal freigegeben ist. Beim Erfassen der RELease-Nachricht kann der Telefonap­ parat wiederum die SETUP-Nachricht für den abgehenden Sprechanruf ausgeben. Unabhängig von der Ausführungsform ist der abermalige Versuch, den abgehenden Anruf zustande zu bringen, für den Anrufenden vorzugsweise erkennbar.

Wie auf diesem Gebiet bekannt, ist ISDN ein Medium und Proto­ koll, das für Datenanwendungen gut arbeitet, da beide B-Kanä­ le gleichzeitig verwendet werden können. Erfindungsgemäß ist das Datengerät der primäre Nutzer der B-Kanal-Möglichkeiten und es wird daher je nach Erfordernis einen oder beide B-Ka­ näle belegen, um einen maximalen Datendurchsatz aufrecht zu erhalten. In Fig. 1 kann eine Datenübertragung zwischen dem lokalen Datengerät 12 und einem entfernten Datengerät 24 beide B-Kanäle besetzen, wenn der Telefonapparat 10 abge­ schaltet ist. Wenn jedoch ein eingehender oder ausgehender Anruf erfaßt wird, schaltet ein Bandbreitenzuordner 26 am lokalen Datengerät von einer ersten Betriebsart, in der beide B-Kanäle verwendet werden, in eine zweite Betriebsart um, in der einer der B-Kanäle aufgegeben worden ist. Der Bandbrei­ tenzuordner kann in Hardware oder Software implementiert werden.

In Fig. 2 sind die Komponenten des Datengeräts in vereinfach­ ter Form dargestellt. Der D-Kanal der ISDN-Leitung ist an einen Monitor 28 angeschlossen, während die beiden B-Kanäle mit dem Bandbreitenzuordner 26 verbunden sind. Wie oben erwähnt, wird der D-Kanal kontinuierlich überwacht, um den Zustand des Audiogeräts zu erfassen sowie für das Datengerät bestimmte Nachrichten zu verarbeiten. Eine Umschaltanordnung 30 spricht auf den Monitor an. Die Umschaltanordnung schaltet selektiv den Bandbreitenzuordner von der ersten Betriebsart auf die zweite Betriebsart um, wenn ein Zugang zur ISDN-Lei­ tung vom Audiogerät gewünscht wird. Demgemäß triggert die Umschaltanordnung eine Rückkehr in den ersten Betriebs zu­ stand, wenn der Monitor 28 ein D-Kanalsignal erfaßt, das die Beendigung der Aktivität des Audiogeräts anzeigt. Während die Umschaltanordnung 30 als "Schaltanordnung" bezeichnet ist, kann das Umschalten auch in Computersoftware implementiert werden.

Das Datengerät weist auch ein digitales Verarbeitungssystem (DPS) 32 auf. Das DPS arbeitet in einer für die Art des bei der Implementierung der Erfindung verwendeten Datengeräts bekannten Weise. Das heißt, spezielle Arbeitsweisen des DPS sind für die Erfindung nicht kritisch.

Der Bandbreitenzuordner 26, der Monitor 28 und die Schaltan­ ordnung 30 müssen nicht innerhalb des Datengeräts unterge­ bracht sein. Wahlweise sind die drei Komponenten innerhalb eines Terminal-Adapters (TA) untergebracht, der außerhalb des Datengeräts angeordnet ist. Der TA kann ein alleinstehendes Gebilde sein oder in der Netzanschlußanlage 14 gemäß Fig. 1 enthalten sein. Die drei Komponenten ergeben eine dynamische Bandbreitenzuordnung von Benutzerdatenkanälen auf einer Erfordernis-Basis während einer Datenübertragungsverbindung. Bei einer Ausführungsform wird die dynamische Bandbreitenzu­ ordnung unter Anwendung eines Pseudo-Codes erzielt.

Fig. 3 zeigt den Prozeßablauf für das oben beschriebene Verfahren. In Schritt 34 wird die Verbindungsmöglichkeit zwischen zwei Datengeräten hergestellt. Beispielsweise kann in Fig. 1 das lokale Datengerät 12 mit dem entfernten Datenge­ rät 24 verbunden werden, um Datenübertragungen zwischen den beiden Geräten zu ermöglichen. Wie oben erwähnt, sind norma­ lerweise beide B-Kanäle einer BRI während der Datenübertra­ gung besetzt.

Im Schritt 36 wird der Signalübertragungskanal der Verbin­ dungsleitung kontinuierlich überwacht, um die Aktivität der anderen Geräte zu verfolgen, die mit dem gemeinsamen Bus verbunden sind. In Fig. 1 überwacht das Datengerät 12 den D-Kanal, um Annahmen bezüglich des Zustands des Audiogeräts 10 zu machen. Vorzugsweise überwacht das Audiogerät gleich­ zeitig den D-Kanal, um den Zustand des Datengeräts zu bestim­ men.

Wenn das Datengerät ein SETUP-bezogenes Signal im Schritt 38 erfaßt, wird ein Schritt 40 der Zuordnung eines der Benutzer­ datenkanäle implementiert, um einen Zugang des Audiogeräts zu ermöglichen. In der ISDN-Anlage gibt das Datengerät einen der B-Kanäle frei. Die Sprechverbindung kann sodann hergestellt werden, wie in Schritt 42 gezeigt.

Fig. 4 zeigt einen vereinfachten D-Kanal-Layer-3-Nachrichten­ fluß, der beim Durchführen der Schritte 38,40 und 42 in Fig. 3 angewendet werden kann. Wenn beide Kanäle des BRI vom Daten­ gerät besetzt sind, führt eine SETUP-Nachricht, die vom Audiogerät übertragen wird, dazu, daß die Zentralenschaltan­ ordnung ein Rückkehrsignal RELease COMplete überträgt, wo­ durch ein "Kanal nicht verfügbar" veranlaßt wird. Das Daten­ gerät erfaßt dieses SETUP-bezogene Rücksignal von der Zentra­ lenschaltanordnung und gibt einen B-Kanal auf, indem es ein DISConnect-Signal zur Schaltanordnung gibt. Die Schaltanord­ nung leitet ein RELease-Signal zurück und das Datengerät antwortet mit einem RELease-COMplete-Signal. Das Audiogerät versucht dann den Anruf nochmals, indem es das SETUP-Signal überträgt. Die Schaltanordnung überträgt sodann das normale CONNect-Signal.

Der zweite Versuch, das SETUP-Signal durch das Audiogerät zu übertragen, kann zeit-getriggert sein. Beispielsweise kann der Telefonapparat eine Zeit von 500 ms nach dem Empfang des RELease COMplete (Kanal nicht verfügbar) als Antwort auf das anfängliche SETUP-Signal warten. Statt dessen kann der zweite Versuch bei SETUP eine Antwort auf das RELease-Signal sein, das von der Schaltanordnung als Antwortsignal auf das DISCon­ nect-Signal aus dem Datengerät empfangen wird.

Der D-Kanalsignalaustausch der Fig. 4 kann eintreten, wenn das lokale Audiogerät 10 der Fig. 1 versucht, einen Anruf an das entfernte Audiogerät 22 zu richten. Fig. 5 ist ein Beispiel für einen Signalaustausch bei einem eingehenden Anruf. Die Schaltanordnung 16 der Fernmeldezentrale überträgt eine D-Kanal-SETUP-Nachricht zum gemeinsamen Bus 18 trotz der Nichtverfügbarkeit beider B-Kanäle. Dies ist typisch bei der ISDN-Signalübertragung. Ein zusätzliches Rufanbieten (addi­ tional call offering-ACO) ist ein Service, der einem ISDN-BRI- Telefon ermöglicht, eingehende Anrufe zu empfangen, auch wenn beide B-Kanäle belegt sind. Ein call appearance call handling, electronic key telephone service (CACH EKTS) ermög­ licht mehrfache Anrufe an einen Telefonapparat, der Lichter und Knöpfe zur Kennzeichnung des Zustandes von mehr als einem Anruf aufweist. Beim Erfassen des SETUP-Signals überträgt das Datengerät ein DISConnect-Signal, um einen der B-Kanäle freizugeben. Die normalen RELease- und RELease-COMplete-Sig­ nale werden zwischen dem Datengerät und der Schaltanordnung ausgetauscht. Das Audiogerät überträgt sodann das normale CONNect-Signal zur Beantwortung des eingehenden Anrufs. Ein Merkmal dieses Verfahrens besteht darin, daß eine innere Unwirksamkeit bezüglich der Bandbreite des Datengeräts vor­ handen sein kann. Da jedes Glied einer CACH-EKTS-Gruppe eingehende SETUP-Nachrichten für alle eingehenden Anrufe bei allen Gliedern der Gruppe empfängt, tritt eine unnötig große Bandbreitenverengung für ein Datengerät auf, das einen B-Ka­ nal für jede empfangene SETUP-Nachricht ohne B-Kanal-Zuord­ nung freigibt. Ein alternatives Verfahren, das dieses Problem überwindet, wäre eines, bei welchem das Datengerät program­ miert wird, um auf eine KEY-HOLD-Nachricht mit einem der CAUSE-Code zu antworten, welche die Unverfügbarkeit eines B-Kanals anzeigen. Das Datengerät kann an dieser Stelle ein DISCONNECT-Signal übertragen, um einen der B-Kanäle freizuge­ ben. Ein solches Verfahren würde die Verengung der Bandbreite des Datengeräts für Sprechanrufe vermeiden, die vom Audioge­ rät nicht beantwortet werden. Ein Problem bei diesen beiden Methoden besteht darin, daß für ACO-Anrufe das Datengerät zwischen SETUP-Nachrichten für ACO und für CACH EKTS unter­ scheiden muß. In einer ISDN-Anlage kann der ACO-Anruf ein Signal-Element enthalten, das einen Additional Call Tone anzeigt, um den ACO-Call zu unterscheiden.

Unter anderen Bedingungen treten andere Signalaustauschvor­ gänge auf. Für einen eingehenden oder abgehenden Sprechanruf, der ausgelöst wird, wenn einer oder beide B-Kanäle zur Verfü­ gung stehen, wird der D-Kanal-Nachrichtenfluß gleich dem Nachrichtenfluß, der auftritt, wenn keine dynamische Band­ breitenzuordnung verfügbar ist. Jedoch sollte das Datengerät den Verbindbarkeitsvorgang überwachen, so daß es feststellen kann, daß nur ein B-Kanal zur Verfügung steht. Bei einer anderen Bedingungen sind sowohl das Audiogerät 10 als auch das Datengerät 12 aktiv, so daß beide B-Kanäle besetzt sind. Wenn ein zweiter Datenanruf angeboten wird, wird der Anruf zurückgewiesen. Wenn andererseits ein zweiter Sprechanruf angeboten wird, ist das Audiogerät für die Handhabung des Sprechanrufs verantwortlich. Die Durchführung dieser Handha­ bung hängt ab von der Verfügbarkeit und Ausbildung der Dienstleistungen, wie ACO und CACH EKTS.

Unter noch weiteren Bedingungen sind sowohl das Audiogerät 10 als auch das Datengerät 12 aktiv, aber der Sprechanruf zum Audiogerät wird auf "Halten" plaziert. Es ist zwar nicht kritisch für die Erfindung, aber es wird der Durchsatz der Datenübertragungen zwischen dem lokalen und entfernten Daten­ gerät 12 bzw. 24 durch eine dynamische Wiederzuordnung der Bandbreite maximal gemacht, damit die Datenübertragung beide Kanäle besetzen kann, wenn der Anruf sich auf "Halten" befin­ det. Der Bandbreitenzuordner 26 gemäß Fig. 1 überwacht weiter­ hin den D-Kanal. Wenn ein RETRIEVE-Signal erfaßt wird, nimmt der Bandbreitenzuordner an, daß der Anruf aus "Halten" he­ rausgenommen worden ist und gibt einen der B-Kanäle auf.

Gemäß Fig. 3 tritt die dynamische Zuordnung der Bandbreite im Schritt 40 auf und die Verbindung des Sprechanrufs über den aufgegebenen B-Kanal tritt im Schritt 42 auf. Das Datengerät überwacht weiterhin den Nachrichtenübermittlungskanal, wie im Schritt 44 gezeigt. Der Überwachungsschritt ist gleich dem­ jenigen des Schrittes 36, aber das D-Kanal-Signal mit der höchsten Wichtigkeit ist das Anruf-Beendigungssignal, welches anzeigt, daß das Datengerät frei ist, den vorher aufgegebenen B-Kanal wieder zu besetzen. Wenn im Schritt 46 bestimmt wird, daß das Audiogerät den B-Kanal freigegeben hat, wird eine Wiederzuordnung oder Neuzuordnung der Bandbreite im Schritt 48 implementiert. Das heißt, der B-Kanal wird wiederum dem Datengerät zugeordnet. Das Verfahren kehrt dann zum Schritt 36 zurück, was dem Datengerät ermöglicht, Vorfälle zu erfas­ sen, bei denen der B-Kanal freizugeben ist, um die Verbindung eines zweiten Sprechanrufs zu ermöglichen.

Die Erfindung ist zwar in Verbindung mit einer ISDN-BRI-Zwi­ schenverbindung beschrieben und dargestellt, dies ist jedoch nicht kritisch. Die Verbindung kann auch bei anderen Mehrka­ nal-Verbindungsleitungen angewendet werden, die eine Signal­ überwachung in der oben beschriebenen Weise ermöglichen.

Claims (18)

1. Verfahren zur dynamischen Bandbreitenzuordnung einer digitalen Verbindungsleitung mit einem Signalübertra­ gungskanal und wenigstens zwei Benutzer-Datenkanälen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Anschließen eines Datengeräts an die Verbindungslei­ tung;
Anschließen eines Audiogeräts an die Verbindungslei­ tung, so daß das Datengerät und das Audiogerät unabhän­ gig Zugriff zu der Verbindungsleitung haben;
Überlassen der Bandbreite der Benutzer-Datenkanäle zum Stützen von Datenübertragungen des Datengeräts, wenn das Audiogerät nicht benutzt ist;
Überwachen des Signalübertragungskanals, um einen ersten Fall zu erfassen, bei welchem ein gewünschter Zugriff des Audiogeräts zur Verbindungsleitung angezeigt wird;
Aufgeben eines der Benutzer-Datenkanäle, der dem Stützen von Datenübertragungen für das Datengerät über­ lassen ist, in Abhängigkeit von dem Erfassen des ersten Falles, während wenigstens ein Benutzer-Datenkanal den Datenübertragungen überlassen bleibt;
Stützen des den aufgegebenen Benutzer-Datenkanal be­ nutzenden Audiogeräts;
Überwachen des Signalübertragungskanals, um einen zweiten Fall zu erfassen, in welchem das Audiogerät den Benutzer-Datenkanal freigibt; und
Wiederzuordnen des aufgegebenen Benutzer-Datenkanals zum Stützen der Datenübertragungen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Anschließens des Audiogeräts das Verbin­ den eines digitalen Telefonapparats mit einer ISDN-Lei­ tung mit zwei B-Kanälen und einem D-Kanal umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Anschließens des Datengeräts das Verbinden eines Computers umfaßt, welcher die Schritte des Überwachens des Signalübertragungskanals implementieren kann.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schritte des Überwachens des Signalübertragungskanals das Erfassen von Signal­ übertragungen zwischen dem Audiogerät und einer entfern­ ten Stelle umfaßt, wobei die Signalübertragungen Fern­ sprechanrufe anzeigen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Überwachens des Signalübertragungska­ nals zur Erfassung des ersten Falls ein Schritt der Überwachung eines D-Kanals einer ISDN-Leitung für ein Antwortsignal ist, das von einem SETUP-Signal abhängig ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, ge­ kennzeichnet durch einen Schritt der Auslösung eines Sprechanrufs unter Ausnützung des aufgegebenen Benut­ zer-Datenkanals nach einer Verzögerung, die mit der Erfassung durch das Audiogerät beginnt, daß dieser Benutzer-Datenkanal zur Verfügung steht.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schritte zur Überwachung des Signalübertragungskanals in Abwesenheit von Signal­ übertragungen zwischen dem Datengerät und dem Audiogerät implementiert werden.

8. Vorrichtung zur dynamischen Bandbreitenzuordnung einer digitalen Mehrkanal-Verbindungsleitung zwischen einem Audiogerät und einem Datengerät, gekennzeichnet durch:
eine Verbindungsleitung mit einem Signalübertra­ gungskanal und wenigstens zwei Benutzer-Datenkanälen;
einen Bandbreitenzuordner mit einer ersten Betriebs­ art, in welcher die Benutzer-Datenkanäle dem Stützen von Datenübertragungen für das Datengerät überlassen sind, und einer zweiten Betriebsart, in welcher ein erster Benutzer-Datenkanal aufgegeben wird, während wenigstens ein zweiter Benutzer-Datenkanal dem Stützen der Datenübertragungen überlassen bleibt;
einen Monitor, der mit dem Signalübertragungskanal verbunden ist, um erste Signale zu erfassen, die einen gewünschten Zugang zu der Verbindungsleitung durch das Audiogerät anzeigen, und zur Erfassung von zweiten Signalen, welche die Beendigung des Zugangs zu der Verbindungsleitung durch das Audiogerät anzeigen; und
eine auf den Monitor ansprechende Schaltanordnung zum Umschalten des Bandbreitenzuordners auf die zweite Betriebsart, wenn eines der ersten Signale erfaßt wird, und zum Umschalten des Bandbreitenzuordners auf die erste Betriebsart, wenn eines der zweiten Signale erfaßt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandbreitenzuordner, der Monitor und die Schaltanordnung Komponenten des Datengeräts sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Bandbreitenzuordner mit einer ISDN-Leitung verbunden ist und der Monitor mit einem D-Kanal der ISDN-Leitung verbunden ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Monitor auf Sprechanrufe anzei­ gende Fernmeldesignale anspricht.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Signale SETUP-bezogene Signale sind, der Monitor auf SETUP-bezogene Signale sowohl von eingehenden als auch abgehenden Anrufen für das Audiogerät anspricht, und sowohl das Audiogerät als auch das Datengerät digitale Geräte sind.

13. Verfahren zur dynamischen Bandbreitenzordnung einer ISDN-Basic-Rate-Interface (BRI) -Verbindung zu unabhängig angeschlossenem Telefongerät und Datengerät, gekenn­ zeichnet durch die folgenden Schritte:
kontinuierliches Aufteilen des D-Kanals der Verbin­ dung zwischen dem Telefongerät und dem Datengerät, so daß jedes in der Lage ist, Signale mit einem ISDN-Provi­ der auszutauschen;
Zuordnen eines ersten und zweiten B-Kanals der Ver­ bindung zu dem Datengerät als Standardzustand (default condition);
Überwachen des D-Kanals, um Zustände abzutasten, in welchen ein abgehender Anruf vom Telefongerät ausgelöst wird und in welchen ein eingehender Anruf zum Telefonge­ rät geleitet wird;
Zuordnen des ersten B-Kanals zu dem Telefongerät in Abhängigkeit vom Abtasten eines der genannten Zustände; und
Wiederzuordnen des ersten B-Kanals zum Datengerät nach Beendigung jedes eingehenden und abgehenden Anrufs.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Wiederzuordnens des ersten B-Kanals das Überwachen des D-Kanals umfaßt, um ein die Beendigung anzeigendes Signal abzutasten.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch die Schritte des Überwachens des D-Kanals zur Abtastung von Perioden, in denen ein eingehender Anruf auf Anruf-Halten geschaltet ist, und des zeitweisen Wiederzuordnens des ersten B-Kanals zu dem Datengerät während dieser Perioden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Überwachung des D-Kanals das Abtasten von SETUP-bezogenen Signalen umfaßt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Überwachens des D-Kanals das Erfassen von Signalen aus einer Fernmelde­ zentrale eines Telefonnetzes umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Überwachens des D-Kanals in Abwesenheit von übertragenen Signalen zwischen dem Telefongerät und dem Datengerät implementiert wird.