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