DE69033573T2 - Konferenznetzwerk - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Konferenzverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine Konferenzverbindung ist eine Verbindung in einem Telekommunikationsnetz, bei der mehrere Menschen, die Konferenzteilnehmer, miteinander sprechen, einander kommentieren und einander unterbrechen können, gerade so, als ob sie sich im gleichen Raum befänden.
• Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Knoten zum Herstellen einer derartigen Konferenzverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
• Es ist bereits wohlbekannt, in der Telekommunikation Konferenzverbindungen zu verwenden. Es kann z. B. auf einen allgemeinen Artikel von John Ellis und Bruce Townsend verwiesen werden, der in Telesis Nr. 1, 1987; S. 22-31, veröffentlicht ist: "State of the art in teleconferencing". Hier sind sowohl die am meisten verwendeten technischen Lösungen als auch die relevanten Probleme vollständig beschrieben.
• In einem weiteren, von D. G. Steer u. a. in der Konferenz CRYPTO88 am 29. Juli 1988 unter dem Titel "A Secure Audio Teleconference System" vorgetragenen und in den "PROCEEDINGS OF THE CONFERENCE ON THEORY AND APPLICATIONS OF CRYPTOGRAPHIC TECHNIQUES (CRYPTO88)", August 1988, Berlin (D), S. 521-528, veröffentlichten Artikel ist eine spezifische Lösung einer verschlüsselten Telekonferenz beschrieben. Die Merkmale der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 7 sind mit diesem Artikel in Übereinstimmung.
• Die früher bekannten Lösungen enthalten spezifische Nachteile, wie später erwähnt wird.
• In dem Ellis/Townsend-Literaturhinweis wird auf alle Hauptproblemgebiete in herkömmlichen Konferenzbrücken hingewiesen; das Rauschen, die Dämpfung und das Echo, wobei diese Nachteile durch die recht traditionellen Verfahren mehr oder weniger überwunden werden. Es sollte erwähnt werden, daß in allen hier erwähnten Lösungen eine zentral angeordnete Konferenzbrücke zu verwenden ist, wobei alle derartigen Brückenlösungen nicht ideal sind, wenn verschlüsselte Sprachsignale betrachtet werden, da die Signale in den Knoten der Teilnehmer und in der zentralen Einrichtung als Klartext existieren, wobei sie folglich ein Risiko des unerlaubten Abhörens der zentralen Einrichtung darstellen.
• In dem CRYPTO88-Literaturhinweis ist eine Lösung gezeigt, wo die Anschlüsse, die an der Konferenz teilnehmen, in Reihe verbunden sind; oder vielmehr in einer Kette; wobei dann eine sicherere verschlüsselte Punkt-zu-Punkt-Verbindung möglich ist, da der Entschlüsselungs/Verschlüsselungs-Prozeß in jedem Anschluß und nicht in der Vermittlungsstelle selbst unternommen werden kann.
• Eine derartige Kettenverbindung erfordert jedoch eine Zweiweg- Kommunikationsverbindung, um sicherzustellen, daß alle Knoten alle andern Knoten erreichen können. Wobei, verursacht durch dieses bekannte Verfahren, die Position des Knotens in der Kettenverbindung die Entwurfseinzelheiten des Knotens selbst entscheiden wird.
• Ein verteiltes Konferenzsystem ist in diesem CRYPTO88-Literaturhinweis außerdem kurz erwähnt, es wird jedoch nicht weiter erörtert, da es für völlig unpraktisch gehalten wird.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verfahren und Mittel zum Herstellen einer Konferenzverbindung zwischen mehreren beliebig ausgewählten Konferenzteilnehmerknoten, die unter einer großen Anzahl von Knoten ausgewählt wurden, die über wenigstens ein Telekommunikationsnetz, das mit wenigstens einer Vermittlungsstelle versehen ist, miteinander verbindbar sind, wobei sämtliche an der Konferenz teilnehmenden Knoten in Reihe verbunden sind und lokal erzeugte Signale von jedem der Teilnehmerknoten addiert werden, um ein Summen- Konferenzsignal zu bilden, das für sämtliche Konferenzteilnehmerknoten, d. h. sowohl für aktive als auch für passive Knoten, die an der Konferenz teilnehmen, verfügbar ist, wie im einleitenden Teil des folgenden Anspruchs 1 dargelegt ist.
• Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zum Herstellen einer Konferenzverbindung in einem Telekommunikationsnetz zu erhalten, gemäß dem die Übertragungsanforderungen im Vergleich zu den Anforderungen in dem CRYPTO88-Artikel auf die Hälfte vermindert sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer Konferenzverbindung einzuführen, so daß alle Knoten, die an der Konferenz teilnehmen, genau den gleichen Entwurf besitzen können.
• Andere Aufgaben dieser Erfindung bestehen darin, ein Verfahren zu entwickeln, das leicht verwendet werden kann, um ein gesichertes und verteiltes Konferenzsystem zu erhalten.
• Alle diese Aufgaben werden durch die Verwendung eines Verfahrens und eines Knotenentwurfs gelöst, wie in den Ansprüchen 1 bzw. 7 weiterentwickelt ist. Weitere Vorteile der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2-6 definiert.
• Eine der signifikanten Einzelheiten dieser Erfindung besteht darin, daß alle Knoten, die an der Konferenz teilnehmen, über Vermittlungsstellen des Telekommunikationsnetzes auf der Grundlage von einzelnen Anrufen miteinander verbunden sind.
• Ein weiteres signifikantes Merkmal besteht darin, daß alle Knoten in einer derartigen Weise miteinander verbunden sind, daß die Verbindung eine Konfiguration eines vollständigen Rings bildet.
• Hoch weitere Aufgaben und spezifische Merkmale sowohl des Verfahrens als auch der Entwurfseinzelheiten der Knoten sind in der ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlicher beschrieben, wie im folgenden dargelegt ist.
• Um ein besseres Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu geben, wird auf die folgende Beschreibung und auf die beigefügte Zeichnung verwiesen, in der:
• Fig. 1 das Prinzip einer früheren bekannten Konferenz-Kettenverbindung gemäß dem vorausgehend erwähnten CRYPTO88-Literaturhinweis zeigt;
• Fig. 2 das Prinzip einer ringverbundenen Konferenz gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 3 den Entwurf eines Knotens zeigt, der in einer Konferenzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
• Fig. 1 zeigt die typische Konfiguration eines bereits bekannten Konferenzsystems, wie es in dem CRYPTO88-Literaturhinweis beschrieben ist. Die Benutzer 2-9 sind alle über die Vermittlungsstelle 10 in dem Telekommunikationsnetz 1 in Reihe verbunden. Genauer sind die Knoten durch das Kommunikationsnetz 1 in einer Kette verbunden. In dieser Kettenschaltung sind eine Einrichtung, die die Sprachsignale von allen Teilnehmern summiert, und eine Einrichtung, die diese Summe an alle Konferenzteilnehmer verteilt, enthalten. Wie zu sehen ist, muß die Kettenverbindung eine Zweiweg-Verbindung sein, ansonsten werden die von einem Sendeknoten gesendeten Informationen nicht den Knoten erreichen, der hinter ihm angeordnet ist. Folglich bewegen sich die von dem Knoten 4 zu dem Knoten 2 gesendeten Informationen in einer Richtung, während die Informationen von dem Knoten 4 zu dem Knoten 8 die entgegengesetzte Richtung besitzen.
• Die Netzverbindungen können mit Hilfe eines Konferenzbetreibers hergestellt werden, oder es kann eine "Einwahl"-Konferenz sein, bei der die Teilnehmer eine spezielle Rufnummer wählen, um die Kette zu erreichen und in die Konferenz einbezogen zu werden.
• Die gezeigte Kettenschaltung summiert einfach die Sprachsignale von jedem Teilnehmer und verteilt das erhaltene Summensignal als das Konferenzsignal, damit es alle hören können.
• Diese Lösung betont das Prinzip, daß die Sprache nur in den Teilnehmerknoten unverschlüsselt ist, wo sie unverschlüsselt sein muß, damit die Konferenzteilnehmer sie irgendwie hören können, und nicht in irgendeiner zentralen Einrichtung.
• In Fig. 2 ist das Hauptprinzip der vorliegenden Erfindung gezeigt.
• Es gibt hier die gleichen Knoten 2-9, ein ähnliches Telekommunikationsnetz 1 und eine ähnliche Vermittlungsstelle 10. Die Knoten sind jedoch nicht länger in einer Kette verbunden, sondern vielmehr in einem Ring, wie vorausgehend erwähnt ist. Und dann ist eine Einweg-Verbindung ausreichend. Deshalb wird die Kapazität der Informationshandhabung durch die Verwendung einer Einrichtung mit ungefähr dem gleichen Grad der Komplexität verdoppelt. Selbst wenn die Verbindung eine Einweg-Verbindung ist, sind alle Knoten von jedem der anderen Knoten zugänglich, die an der Ringverbindung teilnehmen. Dabei sichert die Symmetrie der Schaltung, daß alle Knoten einen vollkommen übereinstimmenden Entwurf besitzen können.
• Die in dieser Erfindung gegebene Lösung ist für eine verschlüsselte Konferenzverbindung besonders gut angepaßt. Sie kann jedoch außerdem für Konferenzverbindungen verwendet werden, die nicht verschlüsselt sind, aber dann existieren Alternativen.
• In Fig. 3 ist gezeigt, wie jeder Knoten entworfen sein kann. Der Eingang in einen Konten 20 kommt durch einen Eingangsanschluß 30 von der Ringverbindung an, wobei er eine Entschlüsselungsvorrichtung 21, einen Sprachdecodierer 22, einen Addierer 24 und einen Subtrahierer 23 einschließt. Das empfangene digitale Summensignal SS1 auf der Eingangsseite enthält die Summe aller Signale, die in der Ringkonferenzverbindung vor handen sind, einschließlich des Signals, das von dem eigenen Knoten ausgeht. Gemäß der bereits wohlbekannten Technik, wie z. B. der Echobeseitigung, wird der Teil des Signals, der von dem eigenen Knoten ausgeht, durch einen Korrelator 25 erkannt. Außerdem ist eine Verzögerungsschaltung 26 mit einer Verzögerungszeit, die der Umlaufzeit in der Ringverbindung entspricht, enthalten.
• Der selbsterzeugte Teil des empfangenen decodierten und entschlüsselten Eingangssignals I wird durch die Kombination aus 23, 25 und 26 abgeleitet, wobei er, nachdem er um den Wert SD verzögert wurde, in dem Subtrahierer 23 von dem Eingangssignal I subtrahiert wird. Danach wird das neue, korrigierte Summensignal C an den Lautsprecher 31 und an den Addierer 24 angelegt, wo außerdem das selbsterzeugte Signal SO ohne Verzögerung direkt vom Mikrophon 27 empfangen wird, wobei von diesem Addierer 24 das neue Ausgangssignal 0 erhalten wird. Das Ausgangssignal 0 wird über einen Sprachcodierer 28 und eine Verschlüsselungsvorrichtung 29 durch einen Ausgangsanschluß 32 als ein neues Summensignal SS2 an die Ringverbindung angelegt. Das SS2-Signal geht weiter zu dem nächsten Knoten in der Ringverbindung.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer Konferenzverbindung zwischen einer Gruppe von Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8), die aus einer größeren Anzahl von Knoten (2-9) mit Konferenzdiensten frei gewählt werden können und über wenigstens ein Telekommunikationsnetz (1), das mit wenigstens einer Vermittlungsstelle (10) versehen ist, miteinander verbunden werden können, wobei sämtliche an der Konferenz teilnehmenden Knoten (2, 4, 8) in Reihe verbunden sind und lokal erzeugte Signale von jedem der Teilnehmerknoten addiert werden, um ein Summen-Konferenzsignal zu bilden, das für sämtliche Konferenzteilnehmerknoten, d. h. sowohl für aktive als auch für passive Knoten, die an der Konferenz teilnehmen, verfügbar ist, wobei sämtliche Konferenzknoten vollkommen übereinstimmende Entwürfe besitzen können und wobei die Signale als Klartext nur in den Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) und nicht im Telekommunikationsnetz (1) vorhanden sind, so daß die gesamte Signalverarbeitung wie etwa die Verstärkung, die Sprachcodierung/Sprachdecodierung dezentralisiert in jedem Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) ausgeführt werden kann, während die Lenkung und die Vermittlung in der bzw. den Netzvermittlungsstellen stattfinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konferenzverbindung über das Netz (1) auf die Initiative eines Konferenzknotens hin hergestellt wird, indem für jede Konferenz eine Ringverbindung dynamisch aufgebaut wird, wobei der Ring sämtliche Teilnehmerknoten (2, 4, 8) enthält, so daß sämtliche Konferenzknoten (2, 4, 8) im Ring symmetrisch angeordnet sind, und daß das Echo eines von einem Knoten erzeugten Signals, das früher in den Ring eingegeben worden ist, von dem an diesem Knoten auftretenden Summensignal mittels einer an sich bekannten Echobeseitigungstechnik subtrahiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ringverbindung eine einzige Einweg-Ringverbindung (Fig. 1) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Konferenz gegen unerlaubtes Abhören gesichert ist, da das Summenkonferenzsignal als Klartext nur in den Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) und nicht im Telekommunikationsnetz (1) vorhanden ist, weshalb das Summenkonferenzsignal am Eingang jedes Konferenzteilnehmerknotens (2, 4, 8) entschlüsselt und am Ausgang desselben erneut verschlüsselt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Telekommunikationsnetz wenigstens ein diensteintegrierendes digitales Fernmeldenetz (ISDN) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Knoten (2) nacheinander einen gewünschten benachbarten Knoten (4) in der gewünschten Ringverbindung auf seinem ersten B-Kanal aufruft und eine Verbindung mit diesem benachbarten Knoten in einem Ausbreitungsprozeß herstellt, bis der Konferenzring vollständig ist, wobei der letzte Knoten (8) in dem gewünschten Ring den ersten Initiierungsknoten (2) auf seinem freien (zweiten) B-Kanal aufruft, und daß nur einer der beiden Einwegringe, die dann hergestellt sind, als eine Konferenzringverbindung verwendet wird, während der andere Ring oder möglicherweise der D-Kanal zu Meldezwecken während des Konferenzaufbaus verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, das eine vollständige Zweiweg-Ringverbindung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Konferenz nur in einem Ring stattfindet, während der andere Ring während der Konferenz für eine zusätzliche Informationshandhabung wie etwa Videoinformationen, Signalduplizierung, Quittierung oder andere relevante Informationen verwendet wird, um die Konferenzverbindung zu verbessern oder zu erweitern.

5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere neue Konferenzteilnehmerknoten durch den folgenden Prozeß hinzugefügt werden:

- es wird Übereinstimmung über wenigstens einen neuen Teilnehmerknoten erzielt,

- ein bestimmter der bereits teilnehmenden Knoten unterbricht seine Verbindung mit einem seiner benachbarten Knoten,

- der neue Knoten wird vom bestimmten Teilnehmerknoten aufgerufen und eine neue Ringverbindung wird hergestellt, indem

- der benachbarte Knoten eine Verbindung mit dem neuen Knoten aufbaut und umgekehrt,

- und mögliche Informationen über Verschlüsselungsschlüssel und deren Verteilung sowohl an die bisherigen als auch an den oder die neuen Teilnehmerknoten werden geschickt,

- der neue Teilnehmerknoten oder sein anderer benachbarter Knoten im neuen Ring schließt die neue Ringverbindung.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Teilnehmerknoten von der Konferenz durch Verwendung des folgenden Prozesses ausgeschlossen werden können:

- einige der Teilnehmer kommen überein, daß der Ausschluß erfolgen soll, oder die verbleibenden Knoten erfassen, daß ein Teilnehmer seine Verbindung beendet hat,

- die beiden benachbarten Knoten, die sich am nächsten bei dem auszuschließenden Knoten befinden, unterbrechen den Konferenzring zum ausgeschlossenen Knoten,

- zwischen den beiden benachbarten Knoten wird eine neue Verbindung hergestellt,

- mögliche neue Verschlüsselungsschlüssel werden durch die neue Ringverbindung verteilt,

- eine Konferenz im neuen Ring beginnt.

7. Knoten, der in einem digitalen Konferenzsystem in einem Telekommunikationsnetz (1) enthalten ist, um eine Konferenzverbindung herzustellen, wobei der Knoten einer aus einer Gruppe von Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) ist, die unter einer größeren Anzahl von Knoten (2-9) mit Konferenzdiensten frei gewählt werden können und über das Telekommunikationsnetz (1), das mit wenigstens einer Vermittlungsstelle (10) ausgerüstet ist, miteinander verbunden werden können, wobei sämtliche Knoten (2, 4, 8), die an der Konferenz teilnehmen, in Reihe verbunden sind und wobei die lokal erzeugten Signale von jedem der Teilnehmerknoten addiert werden, um ein Summenkonferenzsignal zu bilden, das für alle Konferenzteilnehmerknoten, d. h. sowohl für aktive als auch für passive Knoten, die an der Konferenz teilnehmen, verfügbar gemacht wird, wobei sämtliche Konferenzknoten völlig gleiche Entwürfe besitzen und wobei die Signale als Klartext nur in den Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) und nicht im Telekommunikationsnetz vorhanden sind, so daß die gesamte Signalverarbeitung wie etwa die Verstärkung, die Sprachcodierung/Sprachdecodierung dezentralisiert in jedem Konferenzteilnehmerknoten (2, 4, 8) ausgeführt werden kann, während die Lenkung und die Vermittlung in den Netzvermittlungen stattfinden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der völlig gleichen. Knoten (20) umfaßt: einen Eingangsanschluß (30) für das Eingangssignal (SS1), eine Entschlüsselungseinheit (21) auf der Eingangsseite, einen Sprachdecodierer (22) auf der Eingangsseite, einen Korrelator (25), der den Teil des Eingangssignals erkennt, der das Echo seines eigenen gesendeten Signals darstellt, eine Verzögerungsschaltung (26), eine Subtraktionsschaltung (23), in der der Echoanteil (SD) seines eigenen gesendeten Signals von dem digital entschlüsselten und sprachdecodierten Eingangssignal (I) subtrahiert wird, einen Lautsprecher (31), der das sich ergebende, um das Echo verringerte Summensignal (C) wiedergibt, eine Additionsschaltung (24), in der das lokal erzeugte Signal (SO) zum sich ergebenden, um das Echo verringerte Summensignal addiert wird, einen Sprachcodierer (28), der das neue Konferenzsummensignal (O) codiert, eine Verschlüsselungsvorrichtung (29), die das neue, codierte Konferenzsignal verschlüsselt, und einen Ausgangsanschluß (32) für das neue Ausgangssummensignal (SS2).