DE69213065T2

DE69213065T2 - ISDN-Analog-Zwischeneinheit

Info

Publication number: DE69213065T2
Application number: DE69213065T
Authority: DE
Inventors: Arcy Paul D; David Evans; Robert Sloan
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1992-03-16
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-03-17
Also published as: EP0506276A2; US5305377A; JPH06237308A; EP0506276A3; DE69213065D1; JP3303112B2; EP0506276B1

Description

ISDN-Analog- Interface

Die Erfindung bezieht sich auf digitale Signal-Schaltungen und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Konvertierung von Signalen zwischen ISDN und Analog-Telefon-Signalformaten.
In den letzten Jahren gab es ein starkes Interesse, Telefon-Schaltungssysteme in die Lage zu versetzen, Signalinformationen aller Art zu handhaben. Um dies zu ermöglichen, wurde das Integrated Services Digital Network (ISDN) vorgeschlagen und wird bereits installiert. Das ISDN- System ist (wie sein Name zeigt) ein digitales System zum schnelleren Transportieren einer größeren Bandbreite von Signalen als Analog-Systeme. Heutzutage sind ISDN-Systeme bereits in Japan, Australien und einigen europäischen Ländern installiert. Die Umstellung der Telefon-Übertragungssysteme in den Vereinigten Staaten ist langsamer wegen der hohen Investitionen in bereits vorhandene Analog-Telefon-Systeme und der zugehörigen Peripheriegeräte.
Ein ISDN-System ist in der Lage, die digitale Übertragung von Signalen einer sehr großen Bandbreite zu handhaben. Z. B. können Telefon-, Faksimile-, Telegrafie-, Video-, Sprachpostund andere digitale Signale alle durch die Leitungen eines solchen Systems übertragen werden. Ein solches System ist besonders dazu geeignet, Computer-Informationen zu übertragen, wie sie zur Zeit mittels Modems und analoger Telefonleitungen übertragen werden. Daher wäre es sinnvoll, daß gewisse Arten von Geräten für eine Nutzung des ISDN-Netzes vorbereitet sind, wenn es verfügbar sein wird. Aus diesem Grund könnten Anbieter Geräte zur Verfügung stellen, die eine ISDN-fähige Schnittstelle enthalten, so daß solche Geräte unmittelbar für den sich entwickelnden ISDN-Markt zur Verfügung stünden. Wenn Geräte heutzutage für den ISDN-Betrieb ausgelegt werden, wäre es sehr wünschenswert, wenn diese Geräte auch an die derzeit vorhandenen analogen Telefonleitungen mittels ihres ISDN- Eingangs angeschlossen werden könnten, und wenn sie einige der jetzt schon vorhandenen digitalen Informationen nutzen könnten.
Ein bekanntes ISDN-Dual-Bus-Erweiterungstelefonsystem ist in US-A-4998 274 (EPHRAIM) offenbart, in der ein System beschrieben wird, das es mehreren Telefonen ermöglicht, eine einzige Sprach-Kommunikation mit Hilfe einer Telefon- Erweiterungsanordnung gemeinsam zu nutzen.
Auch ein Artikel von M. Leonard in Electronic Design, Bd. 38, Nr. 8, April 1990, S. 61 - 66, mit dem Titel: "Evaluation Kits and Real-World Test Beds Fertilize ISDN Environment", ist eine akustische Schnittstelle zum Anschließen von Telefonen an ISDN-Terminals offenbart.
Keine dieser bekannten Anordnungen lehrt allerdings die Umwandlung von Steuer-ISDN-Signalen in Analog-Signale zur anschließenden Übertragung über analoge Telefonleitungen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, elektronische Geräte in die Lage zu versetzen, an analoge Telefonleitungen mittels ISDN-Terminals angeschlossen zu werden.
Es ist eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ISDN-zu-analog-Telefonverbindungsanordnung zu gewährleisten.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden durch ein Interface mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Diese und andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden besser verstanden in bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen, in denen gleiche Elemente in den verschiedenen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen beziffert sind. Abb. 1 ist ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen ISDN-zu-analog-Interface.
Einige Teile der folgenden detaillierten Beschreibung sind in Form von symbolischer Wiedergabe von Operationen auf Datenbits in einem Computer-Speicher dargestellt. Diese Beschreibungen und Darstellungen sind die von Datenverarbeitungsfachleuten benutzten Mittel, um anderen Fachleuten den Inhalt ihrer Arbeit am effektivsten zu vermitteln. Die Operationen sind solche, die physische Manipulationen physikalischer Größen verlangen. Üblicherweise, wenn auch nicht notwendigerweise, nehmen diese Größen die Form von elektrischen oder magnetischen Signalen an, die gespeichert, übertragen, verbunden, verglichen und anders manipuliert werden können. Es hat sich als günstig erwiesen, im wesentlichen, weil es allgemein üblich ist, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Ausdrücke, Zahlen oder ähnliches zu bezeichnen. Man sollte jedoch im Hinterkopf behalten, daß alle diese und ähnliche Ausdrücke mit den entsprechenden physikalischen Größen assoziiert werden müssen und nur gängige Bezeichnungen für diese Größen sind.
Weiterhin werden die ausgeführten Manipulationen in Begriffen wie Addieren oder Vergleichen beschrieben, die man normalerweise mit geistigen Operationen eines Menschen assoziiert. Diese geistigen Fähigkeiten eines menschlichen Bedieners sind bei den hier beschriebenen Operationen, die Teil der Erfindung sind, in den meisten Fällen nicht nötig oder wünschenswert; die Operationen sind von einer Maschine ausgeführte Operationen. In allen Fällen sollte die Unterscheidung zwischen den Verfahrensschritten im Betreiben einer Maschine und der Berechnung selbst im Hinterkopf behalten werden.
Abbildung 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Interface. Das System 10 ist zwischen einem Gerät 12, das Signale im ISDN- Format liefert, z.B. ein Computer, und einem Gerät 13 angeordnet, das eine normale Telefon-Wandsteckdose sein kann, das Signale im gewöhnlichen analogen Telefon-Format liefert. Die vom Gerät 12 im ISDN-Format gelieferten Signale müssen durch das Gerät 13 übertragen werden, und die Signale des Geräts 13 müssen für die Nutzung des ISDN-Gerätes 12 übertragen werden.
Die Signale von Gerät 12 liegen an Lout-Anschlüssen 14 an und Signale zum Gerät 12 erscheinen auf den Lin-Anschlüssen 15 und werden durch den Transformator 17 zu der und von der Schaltung 18 übertragen. Die Schaltung 18 ist im wesentlichen ein Spannungswandler, eine wohlbekannte Schaltung, die Signale vom Gerät 12 mit den entsprechenden ISDN-Spannungspegeln in Signale mit den für Analog-Systeme richtigen Spannungspegeln überführt und Signale vom Analogsystem in Signale mit den entsprechenden Pegeln für ISDN überträgt. Die Schaltung 18 trennt auch die Steuerinformationen der Signale von den Daten und leitet sie auf getrennten Wegen weiter, wenn die Signale zum Analog-Gerät gehen; andernfalls verbindet die Schaltung 18 die Steuer- und Datensignale aus dem Analogsystem für die Nutzung im ISDN. Eine spezielle Schaltung für diese Zwecke wird von Siemens hergestellt und trägt die Bezeichnung PEB 2085, ISAC-S.
Die in Antwort auf die Signale aus dem ISDN-Gerät 12 in der Schaltung 18 erzeugten Signale werden entweder in einen D- Kanal 20 oder B-Kanal 21 geleitet. Das ISDN-Protokoll legt die Eigenschaften dieser Kanäle fest und sieht vor, daß der D-Kanal in der Lage sein sollte, 16 Kbits/Sekunde zu übertragen und der B-Kanal 64 Kbits/Sekunde. Alle ISDN-Systeme müssen diese Kanäle haben. Diese Kanäle reichen aus, um normale analoge Telefon- Signale zu übertragen. Es kann auch ein weiterer B-Kanal mit einer größeren Bandbreite für die Übertragung digitaler Signale vorgesehen werden, ein solcher Kanal ist in Abbildung 1 dargestellt und ist mit gestrichelten Linien an die Steuerschaltung angeschlossen. Im ISDN-Format handhabt der D- Kanal die Steuersignale für das Herstellen und Aufrechterhalten von Verbindungen, während die B-Kanäle für die Datenübertragung genutzt werden. Typische Steuersignal-Informationen sind die angerufene Nummer, das Klingelsignal, das Aufgelegt-Signal, das Besetzt-Signal, falsche Nummer, verbunden, Art des Anrufs (Sprache, Daten) und das Abgenommen-Signal.
Die auf den D-Kanal 20 gegebenen Steuersignale werden an einen Controller 23 übergeben, der ein Microcontroller wie der Microcontroller 80C51 von Intel Corp. sein kann. Der Controller 23 nutzt die digitalen steuersignale vom ISDN-Gerät 12 zum Erzeugen von Steuersignalen, die dazu verwandt werden können, das Analog-Gerät dazu zu bringen zu reagieren. Die Signale des Controllers 23 werden auf einen C-Bus zum Steuern einer DTMF- Sende-Empfänger-Schaltung 25 übertragen, die die Tonsignale für die Übertragung auf einer analogen Telefonleitung erzeugt zum Herstellen der angerufenen Nummer, des Klingel-Signals, des Aufgelegt-Signals und des Abgehoben-Signals. Eine typische DTMF-Schaltung 25 wird von Sierra Semiconductor hergestellt und hat die Artikel-Nummer SC11290.
Die von der Schaltung 25 erzeugten Steuersignale werden zunächst an eine Datenzugriffs-Anordnungsschaltung 26 weitergeleitet. Die Schaltung 26 schützt das Analog-System vor der Übertragung gefährlicher Spannungen und plaziert das Tonsignal auf einer Seite eines Transformators 28, der mit dem Gerät 13 verbunden ist. Eine spezielle Datenzugriffs- Anordnungschaltung 26 hat die Artikelnummer MH 88630, hergestellt von Mitel, die eine Klingeln und eine Relais- Schaltung simuliert, die von Omron mit der Artikelnummer TN2E-5V hergestellt wird.
In der umgekehrten Richtung werden Steuerdaten vom Analog- Gerät 13 über den Transformator 28 und die Datenzugriffs-- Anordnungsschaltung 26 zu der DTMF 25 geleitet, wo die analogen Töne in digitale Signale für den Controller 23 umgewandelt werden. Diese Signale werden vom Controller 23 zur Schaltung 18 weitergeleitet und von dort durch den Transformator 17 zum Gerät 12.
Nachdem die entsprechenden Steuersignale zum Herstellen der gewünschten Verbindung durch den D-Kanal übertragen worden sind, werden die zu übertragenden Daten vom Gerät 12 durch die Schaltung 18 auf den B-Kanal gegeben. Der B-Kanal liefert diese Informationen an einen Digital-Analog/Analog-Digital-Wandler 30, um die entsprechenden analogen Daten-Signalströme zu erzeugen. Die Schaltung 30 kann in der bevorzugten Ausführung ein acht Bit acht Kilohertz Digital-Analog/Analog-Digital-Wandler wie der AM 79C04/A sein, der von AMD hergestellt wird. Diese Signale werden an die Schaltung 26 weitergeleitet, die die Pegel für die Übertragung zur analogen Schaltung wandelt, um den nötigen Schutz für das analoge System zu gewährleisten, und anschließend werden die Signale über den Transformator 28 zum Gerät 13 übertragen.
In der anderen Richtung werden die Daten vom Analog-Gerät 13 über den Transformator 28 zur Datenzugriffs- Anordnungsschaltung 26 und danach zur Schaltung 30 übertragen.
In der Schaltung 30 werden die Analog-Signale in einem Analog- Digital-Kanal zu Digital-Signalen für die Übertragung zur Schaltung 18 und zum Gerät 12 konvertiert. Dargestellt ist auch ein an die analoge Seite der Schaltung 10 angeschlossenes Telefon 33, das in Verbindung mit dem System genutzt werden kann, obwohl die Information sowohl über eine analoge Telefonleitung als auch zu einem ISDN- Terminal übertragen wird. Das Telefon 33 enthält ein normales Mikrofon, einen Lautsprecher und ein Tastenfeld, wie es für Telefonsysteme üblich ist. Die Nutzung des Telefons in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen System bietet gewisse Vorteile insofern, als Informationen auf irgendeinem angeschlossenem Computer gespeichert werden können, was mit normalen Analog-Telefonsystemen nicht möglich ist.
In Abb. 1 ist das Telefon an eine Stromausfall- Transformator-Schaltung 34 angeschlossen, die dazu benutzt wird, das System mit Spannung zu versorgen, falls die lokale Spannungsversorgung ausfällt. Eine solche Schaltung ist die TN2E-5V-Schaltung, die von Omron hergestellt wird. Die Stromausfall-Transformator-Schaltung 34 enthält auch eine Omron-TN2E-5V-Umschalt-Schaltung. Die von der Schaltung 34 zur Verfügung gestellte Spannung kann genutzt werden, wenn ein Stromausfall am ISDN-Terminal vorkommt, um sowohl das Telefon 33 als auch das ISDN-Gerät 12 durch das Analog-System zu betreiben.
Das Telefon und der zweite Datenkanal erlauben es, einen Telefonanruf zu beantworten, falls eine Bedienungsperson da ist, oder sie erlauben den Anruf durch den Datenkanal zum ISDN- Gerät weiterzuleiten, falls keine Bedienungsperson da ist. In einem solchen Fall dient das ISDN-Gerät als Telefon- Antwortsystem für die analoge Leitung.
Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß verschiedene Modifikationen und Veränderungen durch Fachleute vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung sollte daher anhand der folgenden Patentansprüche beurteilt werden.

Claims

1) Interface für die Kommunikation zwischen einem ISDN- Terminal und einem analogen Telefonnetz, gekennzeichnet durch:

eine erste Schaltung (18) zum Empfangen erster ISDN- Signale von besagtem ISDN-Terminal und zum Trennen der ISDN- Signale in erste digitale Steuer- und erste digitale Datensignale;

eine zweite Schaltung (23) zum Empfangen der ersten digitalen Steuersignale und zum Übersetzen der ersten digitalen Steuersignale in erste Übersetzungssteuersignale;

einen DTMF-Sende-Empfänger (25), der zum Empfangen der ersten Übersetzungssteuersignale und zum Erzeugen erster analoger Telefonton-Steuersignale geeignet angeordnet ist;

eine dritte Schaltung (26) zum Empfangen der ersten digitalen Datensignale und der ersten Übersetzungssteuersignale und zum Übersetzen der ersten digitalen Datensignale in erste analoge Telefon-Datensignale unter Steuerung der ersten Übersetzungssteuersignale;

analoge Kopplungsmittel (28) zum Koppeln der ersten analogen Telefonton-Steuersignale und der ersten analogen Datensignale an das analoge Telefonnetz, und zum Empfangen zweiter analoger Datensignale und zweiter analoger Telefonton- Steuersignale von besagtem analogen Telefonnetz;

wobei der DTMF-Sende-Empf änger (25) die zweiten analogen Telefonton-Steuersignale empfängt und zweiten Übersetzungssteuersignale erzeugt;

wobei ferner die zweite Schaltung (23) die zweiten Übersetungssteuersignale empfängt und die zweiten Übersetungssteuersignale in zweite digitale Steuersignale übersetzt;

wobei ferner die dritte Schaltung (26) die zweiten analogen Datensignale und die zweiten Übersetzungssteuersignale empfängt und die zweiten analogen Datensignale unter Steuerung der zweiten Übersetzungssteuersignale in zweite digitale Datensignale übersetzt; pund wobei die erste Schaltung (18) die zweiten digitalen Datensignale von der dritten Schaltung und die zweiten digitalen Steuersignale von der zweiten Schaltung erhält und die zweiten digitalen Steuersignale und die zweiten digitalen Datensignale zu zweiten ISDN-Signalen"kombiniert; digitale Kopplungsmittel (30) zum Koppeln der zweiten ISDN-Signale von der ersten Schaltung an den ISDN-Terminal.

2) Interface nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltung einen Spannungspegel-Wandler enthält.

3) Interface nach Anspruch 2, wobei die zweite Schaltung einen Microcontroller enthält.

4) Interface nach Anspruch 3, wobei die dritte Schaltung einen Digital-Analog-Wandler zum Empfangen der ersten digitalen Datensignale und einen Analog-Digital-Wandler zum Empfangen der zweiten analogen Datensignale enthält.

5) Interface nach Anspruch 4, wobei das analoge - Kopplungsmittel einen ersten Transformator enthält.

6) Interface nach Anspruch 5, wobei das digitale Kopplungsmittel einen zweiten Transformator enthält.

7) Interface nach Anspruch 6, die weiterhin eine mit dem ersten Transformator gekoppelte Stromausfall-Transformator- Schaltung (34) enthält.

8) Interface nach Anspruch 7, die weiterhin ein mit den Stromausfall-Transformator gekoppeltes Telefon (33) enthält.