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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Fernsprechtechnik. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine adaptive Schnittstelle zur Schnittstellenbildung zwischen
einem Zweidraht- oder
einem analogen Vierdrahtfernsprechapparat mit einem digitalen, analogen
oder hybriden Fernsprechvermittlungssystem.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein
analoger Zweidrahtfernsprechapparat des Typs, der für gewöhnlich in
den Haushalten von Fernsprechdiensteteilnehmern vorgefunden wird, umfaßt typischerweise
eine Basiseinheit, die mit einer Fernsprechvermittlungsstelle eines
Fernsprechdienstanbieters über
eine bidirektionale Zweidrahtfernsprechleitung verbunden ist, und
umfaßt
außerdem
einen Mikrophonhörer,
der mit der Fernsprechapparat-Basiseinheit über ein Vierdraht-Mikrophonhörerkabel
verbunden ist. Das Mikrophonhörerkabel weist
vier Drähte
auf, da für
eine gegenseitige Sprachkommunikation der Mikrophonhörer sowohl ein
Mikrophon als auch einen Lautsprecher enthält, von denen jeder ein Paar
Drähte
benötigt.
Typischerweise liefert die Fernsprechapparatbasis Audiosignale an
den Lautsprecher und eine Gleichvorspannung an das Mikrophon, während die
Fernsprechapparatbasis Audiosignale vom Mikrophon empfängt. Ein Zweidraht-auf-Vierdraht-Umsetzer,
der in der Fernsprechapparatbasiseinheit enthalten ist, wandelt
die beiden Fernsprechvermittlungsstellensignale in die vier Mikrophonhörersignale
um. Zusätzlich
enthält der
Fernsprechapparat einen Rufdetektor zur Detektion eines Wechselspannungsrufsignals,
das durch die Fernsprechvermittlungsstelle geliefert wird, und einen
Gabelumsschalter zur Signalisierung der Fernsprechvermittlungsstelle
zur Annahme oder Absetzen von Anrufen. Wenn der Mikrophonhörer von
seiner Gabel abgenommen wird, steuert der Gabelumsschalter die Aufnahme
von Gleichstrom aus der Fernsprechvermittlungsstelle durch den Fernsprechapparat,
der durch die Fernsprechvermittlungsstelle detektiert wird.
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Ein
herkömmliches
Modem überträgt digitale Daten über eine
Zweidraht-Telefonleitung,
indem es ein analoges Trägersignal
gemäß der digitalen
Daten moduliert. Typischerweise werden die digitalen Daten durch
einen Computer oder ein Faxgerät
erzeugt, das mit dem Modem verbunden ist. Das Trägersignal ist ein Ton im Frequenzbereich einer
Telefonübertagungsleitung.
Beim Empfang durch ein zweites Modem am anderen Ende der Übertragungsleitung
werden die digitalen Daten rekonstruiert, indem das empfangene Signal
demoduliert wird.
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Firmeneinrichtungen
nutzen häufig
ein Fernsprechvermittlungssystem zur Bereitstellung eines Fernsprechdienstes
für die
Fernsprechbenutzer in der Einrichtung. Das Fernsprechvermittlungssystem kann
eine volldigitale Schnittstelle zu ihren entsprechenden kompatiblen
Fernsprechapparaten aufweisen, wie in einer digitalen Nebenstellenanlage
(PBX). Alternativ kann das Fernsprechvermittlungssystem eine vollanaloge
Schnittstelle aufweisen, wie sie durch eine analoge Leitungskarte
in einer PBX oder durch eine Fernsprechvermittlungsstelle bereitgestellt
wird. Zusätzlich
kann das Fernsprechvermittlungssystem eine kombinierte digitale
und analoge Schnittstelle zu seinen entsprechenden kompatiblen Fernsprechapparaten
bereitstellen, wie eine Hybrid-PBX oder eine Reihenanlage (KTS).
Für die
Zwecke dieses Dokuments wird der Ausdruck „PBX" genutzt, um ein Gerät einzuschließen, das ähnlich zu den
oben aufgeführten
Typen von Fernsprechvermittlungsgeräten ist.
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Fernsprechapparate,
die mit einer besonderen PBX kompatibel sind, die durch eine Firmeneinrichtung
genutzt werden, befinden sich auf den Tischen der Benutzer. Jeder
PBX-kompatible Fernsprechapparat
ist mit der PBX über
eine entsprechende Nebenanschlußleitung
verbunden, während die
PBX mit einem Fernsprechdienstanbieter über eine oder mehrere Außenleitungen
verbunden ist. Die PBX weist typischerweise die Fähigkeit
auf, ankommende Anrufe geeignet mit den Benutzer-Fernsprechapparaten
zu verbinden und abgehende Anrufe von den Benutzer-Fernsprechapparaten
mit einer Außenleitung
zu verbinden. Auf diese Weise werden weniger als eine Außenleitung
pro Fernsprechapparat benötigt,
wodurch die Kosten des Fernsprechdienstes reduziert werden. Zusätzlich stellt
die PBX typischerweise eine Vielfalt von Merkmalen für die Benutzer
der PBX bereit, wie die Verbindung von Anrufen unter den Benutzern
und die Bereitstellung von Sprachpostdiensten.
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Um
alle Funktionen der PBX zu implementieren, müssen bestimmte Steuer- und
Zusatzübertragungen
zwischen dem Fernsprechapparat jedes Benutzers und der PBX stattfinden.
Diese Übertragungen
umfassen typischerweise digitale Status-, Initialisierungs- und Befehlssignale
zusätzlich
zu den gegenseitigen Sprachsignalen, die notwendig sind, um ein
Telefongespräch
durchzuführen.
Zum Beispiel muß die
PBX wissen, ob ein Fernsprechapparat mit einer besonderen Nebenanschlußleitung
verbunden ist, um zu wissen, ob Anrufe zu dieser Nebenanschlußleitung
geleitet werden sollen oder nicht. Als ein weiteres Beispiel muß die PBX
mit den Benutzer-Fernsprechapparaten zusammenarbeiten, damit die
Benutzer ankommende Anrufe empfangen, abgehende Anrufe einleiten,
Telefonanrufe beenden und auf Sprachpost und andere Merkmale der
PBX zugreifen kann.
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Im
allgemeinen unterscheiden sich Kommunikationsprotokolle, die zur
Steuerung und Zusatzübertragungen
genutzt werden, zwischen den verschiedenen Herstellern von PBXs.
Zusätzlich
werden in einer volldigitalen PBX die Sprachsignale zwischen den
Fernsprechapparaten und der PBX als digitale Abtastwerte übertragen.
Folglich werden analoge Sprachsignale gemäß mehreren unterschiedlichen
Verfahren (z.B. μ-law
oder A-law) digital
abgetastet und codiert, bevor sie übertragen werden. Beim Empfang
werden die digitalen Abtastwerte decodiert und in analoge Sprachsignale
zurückgewandelt.
In einem Hybridsystem werden Sprachsignale als analoge Signale übertragen,
während
die Steuer- und
Zusatzübertragungen
digitale Signale sind. Daher kann ein analoger Zweidrahtfernsprechapparat wie
ein Modem, Faxmodem, Faxgerät
oder eine Telekonferenzvorrichtung im allgemeinen nicht direkt mit
einer PBX verbunden werden. Noch kann ein analoger Vierdrahtfernsprechapparat,
wie ein Kopfsprechhörer,
ein Mikrophonhörer
oder ein Modem im allgemeinen direkt mit einer PBX verbunden werden.
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Dies
schafft ein Problem für
Benutzer einer PBX, die universell verfügbare analoge Fernsprechapparate
wie Modems, Faxmodems, Faxgeräte,
Telekonferenzvorrichtungen, Kopfsprechhörer oder Mikrophonhörer zusätzlich zu
ihren PBX-kompatiblen Fernsprechapparaten verwendet wollen. Diese
Problem hat sich durch die jüngste
Nachfrage nach einem Zugang zum World Wide Web intensiviert, auf das
typischerweise durch die Verwendung eines Modems zugegriffen wird,
das mit einem Personalcomputer verbunden ist. Ein Vorschlag ist
es gewesen, eine zweckbestimmte äußere Leitung
für jeden
solchen analogen Fernsprechapparat bereitzustellen. Diese Lösung ist
jedoch nicht völlig
zufriedenstellend, da sie die Einsparungen zunichte macht, die daraus
resultieren, daß die
PBX die Anzahl der erforderlichen Außenleitungen begrenzt. Eine
andere Lösung
ist es gewesen, eine analoge Leitungskarte in der PBX bereitzustellen
und eine getrennte Leitung, die den analogen Zweidrahtfernsprechapparat
mit der PBX verbindet. Diese Lösung
kann infolge der Notwendigkeit kostspielig sein, getrennte Nebenanschlußleitungen
zu installieren, um jeden PBX-kompatiblen Fernsprechapparat und
den analogen Fernsprechapparat mit der PBX zu verbinden.
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Eine
andere Lösung
ist es gewesen, eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine Schnittstelle
eines Modems mit einem Fernsprechapparat durch den Mikrophonhöreranschluß des Fernsprechapparats
bereitstellt. Zum Beispiel offenbart das
US-Patent Nr. 4,907,267 eine Modemschnittstellenvorrichtung
zur Verwendung mit einem Fernsprechapparat, der eine Basiseinheit
und einen Mikrophonhörer
aufweist. Der Fernsprechapparat kann ein Zweidrahtfernsprechapparat
sein oder ein Fernsprechapparat, der zur Verwendung mit einer PBX
bestimmt ist. Um die Modemschnittstellenvorrichtung zu verwenden, wird
der Mikrophonhörer
aus der Mikrophonhörerbuchse
der Basis ausgesteckt und in eine Mikrophonhörerbuchse in einem Ende der
Vorrichtung eingesteckt. Von der Vorrichtung geht ein Vierdrahtkabel aus,
das mit der Mikrophonhörerbuchse
der Basis verbunden ist. Die Vorrichtung weist außerdem eine modulare
Buchse zur Aufnahme eines Zweidrahtkabels auf, das die Vorrichtung
mit einem Zweidrahtfernsprechapparat wie einem Modem verbindet.
Es werden eine Reihe von Schaltern manuell positioniert, um zwischen
Sprach- und Datenübertragungen zu
wählen
und um die Schnittstellenvorrichtung so zu konfigurieren, daß sie zu
den Signalisierungseigenschaften des besonderen Fernsprechapparats
paßt, der
verwendet wird.
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Die
manuell betätigbare
Schalteranordnung, die im
US-Patent
4,907,267 beschrieben wird, ist zu zwei Produkten verbessert,
die durch Unlimited Systems Corp. San Diego, Kalifornien hergestellt
werden. Ein erstes dieser Produkte, der „KONEXX Office Konnector" ist mit der Basis
eines Fernsprechapparats und mit dem Mikrophonhörer verbunden, um eine Schnittstelle
für einen
Zweidrahtfernsprechapparat, ein Faxgerät oder Modem bereitzustellen.
Die Vorrichtung detektiert, wenn der Zweidrahtfernsprechapparat,
das Faxgerät
oder das Modem ausgehängt
werden, um zwischen Sprach- und Datenübertragungen umzuschalten.
Ein zweites dieser Produkte, die „KONEXX Konference", ist ähnlich zwischen
die Basis und den Mikrophonhörer
geschaltet, stellt jedoch eine Schnittstelle für eine Telekonferenzvorrichtung
bereit. Für
jede dieser Vorrichtungen ist ein manuell betätigbarer Schalter zur Einstellung
der Vorrichtung auf die Signalisierungseigenschaften des besonderen
Fernsprechapparats, der verwendet wird, in einer von vier Positionen
angeordnet.
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Die
obenerwähnten
Schnittstellenvorrichtungen können
jedoch zur Schnittstellenbildung zwischen einem analogen Fernsprechapparat
und einer PBX unbequem sein. Dies liegt daran, daß um eine solche
Schnittstellenvorrichtung zu installieren, zuerst die Mikrophonhörerschnur
eines PBX-kompatiblen Fernsprechapparats von ihrer Basis getrennt
werden muß.
Dann muß die
Schnittstellenvorrichtung sowohl mit dem Mikrophonhörer als
auch mit der Basis verbunden werden. Danach muß der analoge Fernsprechapparat
mit der Schnittstellenvorrichtung verbunden werden. Schließlich müssen die
Schalterpositionen für
die Schnittstellenvorrichtung korrekt eingestellt werden.
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Es
ist jedoch vielleicht einer bedeutenderer Nachteil, daß jedesmal,
wenn der Fernsprechapparat verwendet wird, um einen Anruf zu beantworten
oder zu tätigen,
der Benutzer manuell den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat abnehmen
muß. Dies
wird im allgemeinen erreicht, indem der Mikrophonhörer des PBX-kompatiblen
Fernsprechapparats von seiner Gabel entfernt wird. Entsprechend
muß, wenn
er die Verwendung des analogen Fernsprechapparats beendet, der Benutzer
den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat in seinen Einhängezustand
zurückversetzen.
Wenn der Benutzer vergißt,
den PBX-kompatiblen
Fernsprechapparat in seinen Einhängezustand
zurückzuversetzen,
können
andernfalls ankommende Anrufe nicht verbunden werden und eine Besetztanzeige
erhalten. Zusätzlich
stellt der Mikrophonhöreranschluß des PBX-kompatiblen Fernsprechapparats
im allgemeinen kein Rufsignal bereit, das für Anrufbeanworterfunktionen
benötigt wird.
Ein weiterer Nachteil ist es, daß einige PBX-kompatible Fernsprechapparate
keine DTMF-Signale
durch den Mikrophonhöreranschluß akzeptieren,
obwohl DTMF-Signale durch das PBX-System zum Wählen von Telefonnummern erforderlich
sein können.
Folglich werden zum Beispiel Selbstwählmerkmale einer analogen Vorrichtung nicht
funktionieren. Daher muß die
tatsächliche
Fernsprechapparattastatur verwendet werden, um für die analoge Vorrichtung zu
wählen.
Ferner können
die Kabel, die zur Verbindung einer solchen Schnittstellenvorrichtung
benötigt
werden, verwickelt werden und neigen dazu, auf dem Tisch des Benutzers
ein unordentliches Erscheinungsbild zu liefern.
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Was
daher benötigt
wird, ist eine Technik zur Schnittstellenbildung zwischen einem
analogen Fernsprechapparat und einer PBX, die keinen Zugriff auf
den Mikrophonhöreranschluß eines
PBX-kompatiblen Fernsprechapparats benötigt. Was ferner benötigt wird,
ist eine solche Technik, die eine ausreichende Flexibilität aufweist,
um sich den Signalisierungseigenschaften einer breiten Vielfalt
von kommerziell erhältlichen
PBXs anzupassen. Was noch weiter benötigt wird, ist eine solche
Technik, die ein Minimum an zusätzlichen
Kabeln benötigt,
um seine Funktionen zu erfüllen,
und das die technischen Fähigkeiten
minimiert, die durch einen Benutzer benötigt werden.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE
C 195 27 806 ist auf ein privates Kommunikationssystem
und ein zugeordnetes, privates Kommunikationsendgerät gerichtet, das
nicht direkt anschließbar
ist. Das Endgeräteemulationseinheitspaar
ist mindestens über ein öffentliches
Wählkommunikationsnetz
miteinander verbindbar, wobei die Verbindung mindestens eines Nachrichtenweges
und eines zusätzlichen
Signalisierungsweges über
das öffentliche
Wählkommunikationsnetz
gesteuert wird und das Umschalten der Wege, die für das Endgeräteemulationseinheitspaar geeignet
sind, geprüft
wird. Mit der Unterstützung
des Endgeräteemulationseinheitspaars
können
ein getrenntes oder äußeres Kommunikationsendgerät angeschlossen
werden. Die Verbindung, die für
das Endgeräteemulationseinheitspaar
geeignet ist, wird mit der Hilfe einer spezifischen Prüfprozedur
geprüft.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP-A-0 542
705 ist auf einen Schnittstellenadapter für die Verbindung
einer Vielfalt von Geräten
mit dem ISDN-Netz gerichtet, der die eingebaute Kapazität des ISDN-Netzes
und insbesondere die unterschiedlichen Kanäle nutzt, die durch das Netz
bereitgestellt werden. Der Adapter enthält eine S-Schnittstellen-Einheit, eine Steuerprozessoreinheit
und Schnittstellenschaltungen, die angepaßt sind, Anschlüsse zur
Kommunikation mit einem Telemetriegerät und/oder Computerterminals
und/oder einem analogen Gerät
bereitzustellen.
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Die
internationale Patentanmeldung
WO-A-93 12622 ist auf eine Netzendeinheit
zur Verbindung analoger und digitaler Kommunikationssysteme mit
einem digitalen Netz gerichtet, die ein analoges Sprachmodul zur
Verbindung mit einer analogen Hauszentrale, ein Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungsmodul
zur Verbindung mit Hochgeschwindigkeitsübertagungsvorrichtungen und
eine Schnittstelle zur Gleichkanalsignalisierungsverbindung mit
einem digitalen Netz aufweist. Die Einheit kann ferner ein Modul
zur Gleichkanalsignalisierungsverbindungsmöglichkeit mit einer digitalen Hauszentrale
enthalten.
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Das
US-Patent Nr. 5,671,251 ist
auf eine Vorrichtung und ein Verfahren für eine Datenübertragungsvorrichtung
gerichtet, um selektiv in mehreren analogen und digitalen Betriebsarten
zu arbeiten, einschließlich
als ein analoges Modem, ein digitales Modem und als ein Endgeräteadapter.
Eine einzelne, integrierte Datenübertragungsvorrichtung
kann konfiguriert und außerdem
anschließend
umkonfiguriert werden, um für
Datenübertragungen über eine
Vielfalt von Netzen, einschließlich öffentlichen
Fernsprechwählnetzen
und digitalen Netzen, wie Ti, E1 und ISDN zu sorgen. Es kann eine
Signalsimulation der verschiedenen Netze vorkommen, so daß das tatsächlich gekoppelte
Netz für
ein Datenendgerät transparent
ist, das Informationen durch die Datenkommunikationsvorrichtung
an das Netz überträgt.
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Das
britische Patent Nr.
GB2303021 ist
auf eine Anordnung zur Kopplung eines zusätzlichen Geräts durch
eine Schnittstelle, insbesondere gemäß des ETSI-Standards, mit einem
Endgerät
einer Nebenstellenanlage PABX gerichtet. In diesem Zusammenhang
weist das Endgerät
einen Zusatzbus auf, durch den irgendein zusätzliches Gerät angeschlossen
werden kann. In der Nebenstellenanlage wird ein zusätzlicher
Gerätetreiber
zur Verfügung
gestellt, der für
das zusätzliche
Gerät spezifisch
ist und der die zusätzliche
Geräteschnittstelle
repräsentiert.
Das Endgerät
stellt einen Übertragungskanal
zwischen dem zusätzlichen
Gerät und
dem zusätzlichen
Gerätetreiber
in der Nebenstellenanlage bereit, wobei durch den Kanal das zusätzliche
Gerät und
der zusätzliche
Gerätetreiber
gemäß eines
Protokolls kommunizieren, der für
das zusätzliche
Gerät spezifisch ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
adaptiven Schnittstellenbildung eines analogen Fernsprechapparats
mit einem Fernsprechvermittlungssystem bereitgestellt, das mehrere
Endleitungen aufweist, wobei durch eine Schnittstellenvorrichtung
aus mehreren Endleitungen ein Signalweg bereitgestellt wird, wobei
die Schnittstellenvorrichtung mit dem analogen Fernsprechapparat
und dem Fernsprechvermittlungssystem gekoppelt ist, wobei das Verfahren
die Schritte aufweist:
- a. Abfragen elektrischer
Messungen der mehreren Endleitungen, um aktive Endleitungen zu erkennen,
wobei der Schritt des Abfragens elektrischer Messungen die Messung
der Gleichstrom-Quellenwiderstandsverhältnisse, die an Paaren aktiver
Endleitungen gemessen werden, und das Vergleichen der gemessenen
Gleichstrom-Quellenwiderstandsverhältnisse
mit vorgespeicherten Werten aufweist;
- b. Emulation eines Aushängezustands,
so das Fernsprechvermittlungssystem ein Wähltonsignal erzeugt;
- c. Detektion und Überwachung
des Wähltons
einschließlich
jedes Signals, das durch das Fernsprechvermittlungssystem erzeugt
wird; und
- d. Konfiguration des Signalwegs gemäß eines Kommunikationsprotokolls,
wobei der Schritt der Konfiguration den Schritt der Durchführung von Signalpegeleinstellungen
eines Empfangskommunikationssignals und eines Sendekommunikationssignals
aufweist, indem ein gespeicherter Satz von Betriebsparametern ausgewählt wird, wobei
die Kommunikationssignale zwischen dem analogen Fernsprechapparat
und dem Fernsprechvermittlungssystem durch den Signalweg übermittelt
werden. Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine adaptive
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Schnittstellenvorrichtung
zur Schnittstellenbildung zwischen einem analogen Fernsprechapparat
in einem Fernsprechvermittlungssystem bereitgestellt, wobei die
adaptive Schnittstellenvorrichtung aufweist:
- a)
einen ersten Anschluß,
der zur Kopplung der Vorrichtung mit Endleitungen des Fernsprechvermittlungssystems
konfiguriert ist, wobei das Fernsprechvermittlungssystem ein privates
Fernsprechvermittlungssystem ist;
- b) einen zweiten Anschluß,
der zur Kopplung der Vorrichtung mit einem Fernsprechapparat konfiguriert
ist, wobei der Fernsprechapparat zur Kompatibilität mit dem
Fernsprechvermittlungssystem vorkonfiguriert ist;
- c) einen dritten Anschluß,
der zur Kopplung der Vorrichtung mit dem analogen Fernsprechapparat konfiguriert
ist;
- d) eine Steuerschaltung, die in Verbindung mit dem ersten Anschluß, dem zweiten
Anschluß und dem
dritten Anschluß steht,
wobei die Steuerschaltung eine lernende Schaltung aufweist, die eingerichtet
ist, elektrische Messungen der Endleitungen abzufragen, um aktive
Endleitungen zu erkennen, wobei die Steuerschaltung eingerichtet ist,
ein Gleichstrom-Quellenwiderstandsverhältnis an Paaren aktiver Endleitungen
zu messen und die gemessenen Gleichstrom-Quellenwiderstandsverhältnisse
mit vorgespeicherten Werten zu vergleichen, wobei die Steuerschaltung
ferner eingerichtet ist, einen Aushängezustand zu emulieren, so
daß das
Fernsprechvermittlungssystem ein Wähltonsignal erzeugt, die Steuerschaltung eingerichtet
ist, den Wählton
einschließlich
jedes Signals zu detektieren und zu überwachen, das durch das Fernsprechvermittlungssystem
erzeugt wird, und den Signalweg gemäß eines Kommunikationsprotokolls
zu konfigurieren, wobei die Steuerschaltung ferner eingerichtet
ist, den Signalpegel eines Empfangskommunikationssignals und eines
Sendekommunikationssignals einzustellen, indem ein gespeicherter
Satz von Betriebsparametern ausgewählt wird.
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Die
Erfindung ist ein adaptives Schnittstellen-Verfahren und eine Vorrichtung
zur Schnittstellenbildung zwischen einem analogen Zweidrahtfernsprechapparat,
wie einem Modem, einem Faxmodem, einem Faxgerät oder einer Telekonferenzvorrichtung,
oder einem analogen Vierdrahtfernsprechapparat, wie einem Kopfsprechhörer, einem Mikrophonhörer oder
einem Modem mit einer Nebenstellenanlage (PBX). Für die Zwecke
dieses Dokuments wird der Ausdruck „analoger Fernsprechapparat" verwendet, um sowohl
Zweidraht- als auch Vierdrahtfernsprechapparate zu bezeichnen. Die
erfindungsgemäße Schnittstellenvorrichtung
ist zur Verwendung mit einer Vielfalt von PBXs geeignet, die durch unterschiedliche
Hersteller hergestellt werden, ungeachtet der Unterschiede in den
Signalisierungseigenschaften zwischen der PBX und einem zugehörigen PBX-kompatiblen
Fernsprechapparat. In einer bevorzugten Ausführungsform benötigt die
Erfindung keinen Zugang zu einem Mikrophonhöreranschluß des PBX-kompatiblen Fernsprechapparats.
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Eine
PBX ist im allgemeinen mit einem zugehörigen PBX-kompatiblen Fernsprechapparat über eine
Zweidrahttelefonnebenanschlußleitung
verbunden. Eine Nebenanschlußleitung
für ein
hybrides Fernsprechvermittlungssystem kann jedoch bis zu acht Drähte enthalten.
In einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind sowohl die Schnittstellenvorrichtung
als auch der PBX-kompatible Fernsprechapparat mit der Nebenanschlußleitung
verbunden. Ein analoger Fernsprechapparat ist dann mit der Schnittstellenvorrichtung
verbunden. Der PBX-kompatible Fernsprechapparat kommuniziert mit
der PBX, um der PBX zu melden, daß eine Nebenanschlußleitung
zum Empfang ankommender Anrufe imstande ist. Zusätzlich kann der PBX-kompatible
Fernsprechapparat Telefonanrufe ohne Störung durch die Schnittstellenvorrichtung
einleiten und empfangen.
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Der
analoge Fernsprechapparat kann ebenfalls Telefonanrufe einleiten
und empfangen. Um einen abgehenden Telefonanruf einzuleiten, der
vom analogen Fernsprechapparat herrührt, detektiert die Schnittstellenvorrichtung
eine Stromaufnahme (eine Wähltonanforderung)
durch den analogen Fernsprechapparat, die auftritt, wenn der analoge
Fernsprechapparat ausgehängt
wird. Folglich emuliert die Schnittstellenvorrichtung aus der Perspektive
des analogen Fernsprechapparats eine Fernsprechvermittlungsstelle.
Als Reaktion auf die Detektion, daß der analoge Fernsprechapparat
ausgehängt
wird, überträgt die Schnittstellenvorrichtung
eine geeignete Anweisung an die PBX, zu emulieren, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat ausgehängt wird.
Dies wird erreicht, ohne den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat manuell
abnehmen zu müssen. Gemäß der ersten
Ausführungsform
wird eine Telefonnummer, die angerufen werden soll, unter Verwendung
einer Tastatur gewählt,
die an der Schnittstellenvorrichtung angeordnet ist.
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Um
einen ankommenden Anruf unter Verwendung eines analogen Fernsprechapparats
zu empfangen, empfängt
die Schnittstellenvorrichtung eine Meldung des ankommenden Anrufs,
die durch die PBX gesendet wird und für den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat
bestimmt ist, der mit der entsprechenden Nebenanschlußleitung
verbunden ist. Wenn der analoge Fernsprechapparat dann ausgehängt wird,
reagiert die Schnittstellenvorrichtung, indem sie eine geeignete
Anweisung an die PBX überträgt, zu emulieren,
daß der
PBX-kompatible Fernsprechapparat ausgehängt wird. Dies wird ebenfalls
erreicht, ohne den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat manuell abnehmen
zu müssen.
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Sobald
ein Telefonanruf mit dem analogen Fernsprechapparat über die
Schnittstellenvorrichtung verbunden ist, stellt die Schnittstellenvorrichtung
einen gegenseitigen Kommunikationsweg zwischen dem analogen Fernsprechapparat
und der PBX für
Sprach- oder Modemsignale bereit. Folglich empfängt die Schnittstellenvorrichtung
Sprach- oder Modemsignale vom analogen Fernsprechapparat und wandelt
sie in eine Form um, die zum Empfang durch die PBX geeignet ist,
und empfängt
Sprach- oder Modemsignale von der PBX und wandelt sie in eine Form
um, die zum Empfang durch den analogen Fernsprechapparat geeignet
ist. Wenn die PBX zum Beispiel eine volldigitale PBX ist, führt die
Schnittstellenvorrichtung geeignete Analog-Digital- und Digital-Analog-Umwandlungen durch.
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Wenn
ein ankommender oder abgehender Telefonanruf beendet ist, detektiert
die Schnittstellenvorrichtung, daß durch den analogen Fernsprechapparat
kein Strom mehr aufgenommen wird, was stattfindet, wenn der analoge
Fernsprechapparat in seinen Einhängezustand
zurück
gebracht wird. Als Reaktion überträgt die Schnittstellenvorrichtung
eine geeignete Anweisung an die PBX, zu emulieren, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat in einen Einhängezustand
zurückkehrt.
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Eine
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß die Tastatur,
die am PBX-kompatiblen Fernsprechapparat angeordnet ist, genutzt
wird, um eine Telefonnummer zu wählen,
die angerufen werden soll. Gemäß der zweiten
Ausführungsform
muß keine
Tastatur an der Schnittstellenvorrichtung vorgesehen werden.
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Eine
dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform
darin, daß eine
Tastatur, die am analogen Fernsprechapparat angeordnet ist, genutzt
werden kann, um eine Telefonnummer zu wählen, die angerufen werden
soll. Die Schnittstellenvorrichtung empfängt Doppelton-Mehrfrequenz-(DTMF)-Signale,
die durch den analogen Fernsprechapparat erzeugt werden, wenn die
Telefonnummer gewählt
wird. Die Schnittstellenvorrichtung wandelt diese Signale dann in
ein Format um, das für
die PBX geeignet ist.
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Eine
vierte Ausführungsform
unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen darin, daß die Schnittstellenvorrichtung
mit der PBX kommuniziert, um der PBX zu melden, daß der Fernsprechapparat,
der mit der Nebenanschlußleitung
verbunden ist, zum Empfang von ankommenden Anrufen imstande ist. Ähnlich zur
dritten Ausführungsform
kann die Tastatur, die am analogen Fernsprechapparat angeordnet
ist, genutzt werden, eine Telefonnummer zu wählen, die angerufen werden
soll. Folglich ist es in der vierten Ausführungsform nicht erforderlich,
daß ein
PBX-kompatibler Fernsprechapparat mit der Nebenanschlußleitung
zusammen mit der Schnittstellenvorrichtung verbunden ist.
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Um
Sprach- und Zusatzsignale mit der PBX unter Verwendung eines Kommunikationsprotokolls zu übertragen,
das für
die PBX geeignet ist, muß die Schnittstellenvorrichtung
die Eigenschaften der PBX „lernen". Wenn die Schnittstellenvorrichtung
mit der PBX gekoppelt wird, wird daher eine Lerntechnik durchgeführt.
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Ein
erster Schritt der Lerntechnik erfordert es, daß die Schnittstellenvorrichtung
feststellt, ob die Fernsprechanlage, mit der sie verbunden ist,
Sprachsignale als digitale Abtastwerte überträgt, wie eine volldigitale PBX,
oder nicht, oder ob die Fernsprechanlage Sprachsignale in einer
analogen Form, wie eine Hybrid-PBX, eine KTS oder eine Fernsprechvermittlungsstelle
eines Fernsprechdienstanbieters überträgt. Die
Hauptfunktionen der Fernsprechapparate, die mit jedem dieser Typen
von Fernsprechvermittlungssystemen kompatibel sind, werden direkt durch
das zugehörige
Fernsprechvermittlungssystem versorgt. Der Erfinder hat beobachtet,
daß sich die
Stromversorgungseigenschaften für
jeden Typ Fernsprechvermittlungssystem relativ zu den modularen
Schnittstellen-Anschlußklemmenorten
und den effektiven Gleichstrom-Quellenwiderständen unterscheiden. Folglich
wird durch die Schnittstellenvorrichtung eine Feststellung getroffen,
die bis zu acht Anschlußklemmen
abfragt, die mit der Nebenanschlußleitung gekoppelt sind. Indem
entdeckt wird, welche der abgefragten Anschlußklemmen aktiv sind, unterscheidet
die Schnittstellenvorrichtung zwischen hybriden Fernsprechvermittlungssystemen und
anderen Arten von Fernsprechvermittlungssystemen. Unter der Voraussetzung,
daß das
Fernsprechvermittlungssystem ein Hybridsystem ist, kann das besondere
Modell oder der Hersteller im allgemeinen identifiziert werden,
indem entdeckt wird, welche abgefragten Anschlußklemmen aktiv sind.
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Unter
der Voraussetzung, daß das
Fernsprechvermittlungssystem kein Hybridsystem ist, werden bis zu
drei Gleichstromquellenwiderstandsmessungen für die Nebenanschlußleitung über die aktiven
Anschlußklemmen
vorgenommen. Eine erste Messung ist eine unbelastete Gleichspannungsmessung.
Für die
zweiten beiden Messungen wird die Nebenanschlußleitung durch abwechselnde
feste Widerstandslasten belastet. Die Schnittstelle vergleicht die
Ergebnisse dieser Messungen mit vorgespeicherten Werten, um festzustellen,
ob das Fernsprechvermittlungssystem ein volldigitales System oder
ein analoges System ist.
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Wenn
das System Sprachsignale in einem Mehrdraht-Hybridformat überträgt, konfiguriert
sich die Schnittstellenvorrichtung entsprechend. Folglich ist es
ein nächster
Schritt in der Lerntechnik, einen Aushängezustand zu emulieren. Als
Reaktion auf den emulierten Aushängezustand
liefert die Hybrid- PBX ein Wähltonsignal
an die Empfangsleitungen der Nebenanschlußleitung. Die Schnittstellenvorrichtung
detektiert das Wähltonsignal
und führt
Pegeleinstellungen für
sowohl die Empfangs- als auch Sendesignalwege durch. Der Empfangssignalweg
wird unter Verwendung des Wähltonsignals
konfiguriert, und der Sendeweg wird unter Verwendung eines Satzes vorgespeicherter
Parameter konfiguriert, die für
die Hybrid-PBX geeignet sind. Dies wird durch die Schnittstellenvorrichtung
erreicht, die einen gespeicherten Satz von Betriebsparametern aus
mehreren solchen Sätzen
auswählt.
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Wenn
das System Sprachsignale in einem analogen Format überträgt, konfiguriert
sich die Schnittstellenvorrichtung ebenfalls entsprechend. Folglich
ist es ein nächster
Schritt in der Lerntechnik, einen Aushängezustand zu emulieren. Als
Reaktion auf den emulierten Aushängezustand
liefert die analoge PBX-Leitungskarte oder Fernsprechvermittlungsstelle
ein Wähltonsignal
an die Schnittstellenvorrichtung. Die Schnittstellenvorrichtung
detektiert das Wähltonsignal
und führt
Pegeleinstellungen für sowohl
die Empfangs- als auch Sendesignalwege durch. Der Empfangsweg wird
unter Verwendung des Wähltonsignals
konfiguriert, und der Sendeweg wird konfiguriert, indem ein objektiver
Sendelautstärkebewertungs-(TOLR)-Empfindlichkeitspegel
implementiert wird.
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Wenn
das System andernfalls Sprachsignale als digitale Abtastwerte überträgt, ist
es ein nächster Schritt
in der Lerntechnik, das Signalisierungsprotokoll festzustellen,
das zur Kommunikation zwischen der PBX und den zugehörigen PBX-kompatiblen Fernsprechapparaten
genutzt wird. Dies wird erreicht, indem die Schnittstellenvorrichtung
augenblicklich die Nebenanschlußleitung
offen schaltet. Dann überwacht
die Schnittstellenvorrichtung die Signale, die zwischen der PBX
und dem PBX-kompatiblen Fernsprechapparat übertragen werden, die den PBX-kompatiblen
Fernsprechapparat initialisieren und die der PBX melden, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat, der mit der Nebenanschlußleitung verbunden ist, imstande
ist, ankommende Anrufe zu empfangen.
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Dann
konfiguriert sich die Schnittstellenvorrichtung beruhend auf dieser
Feststellung gemäß eines
geeigneten Signalisierungsprotokolls. Dies wird durch die Schnittstellenvorrichtung
durchgeführt,
die einen gespeicherten Satz von Betriebsparametern aus mehreren
solchen Sätzen
wählt.
Die Sätze
der Betriebsparameter sind in einer Speichervorrichtung in der Schnittstellenvorrichtung
vorgespeichert. Ein ausgewählter
Satz von Betriebsparametern konfiguriert die Schnittstellenvorrichtung
so, daß sie
mit der PBX unter Verwendung eines Protokolls kommuniziert, das
für die
besondere PBX geeignet ist, die genutzt wird.
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Folglich
ermöglicht
es die Lerntechnik, daß sich
die Schnittstellenvorrichtung automatisch an Variationen der Signalisierungseigenschaften
zwischen der PBX und PBX-kompatiblen
Fernsprechapparaten zwischen den unterschiedlichen PBX-Herstellern
anpaßt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung
dar, die mit einer PBX, mit einem PBX-kompatiblen Fernsprechapparat
und mit einem oder mehreren analogen Fernsprechapparaten gekoppelt
ist.
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2 stellt
ein schematisches Blockdiagramm des Schnittstellensteuerabschnitts
der erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung
dar.
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3 stellt
ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Lernalgorithmus dar.
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4 stellt
ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Messung eines
Quellenwiderstands der Nebenanschlußleitungen dar.
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Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
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1 stellt
ein schematisches Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Schnittstellenvorrichtung 100 dar,
die mit einem Fernsprechvermittlungssystem (PBX) 102, mit
einem PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104, mit einem
analogen Zweidrahtfernsprechapparat 106 und mit einem analogen Vierdrahtfernsprechapparat 108 gekoppelt
ist. Das Fernsprechvermittlungssystem 102 kann eine volldigitale
Nebenstellenanlage (PBX), eine Hybrid-PBX, eine Reihenanlage (KTS)
oder eine direkte Leitung von einer Fernsprechvermittlungsstelle 110 sein.
Für die
Zwecke dieses Dokuments umfaßt
der Ausdruck „PBX" alle der oben aufgeführten Typen
von Fernsprechvermittlungsanlagen. Und für die Zwecke dieses Dokuments
bezeichnet der Ausdruck „PBX-kompatibler Fernsprechapparat" einen Fernsprechapparat 104,
der spezifisch dazu bestimmt ist, direkt an eine bestimmte PBX 102 angeschlossen
zu werden. Typischerweise werden die PBX 102 und der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 durch denselben Hersteller geliefert.
Obwohl mehrere Hersteller PBXs und entsprechende PBX-kompatible
Fernsprechapparate herstellen, ist ein durch einen Hersteller gelieferter
PBX-kompatibler Fernsprechapparat im allgemeinen nicht imstande,
an eine PBX angeschlossen zu werden, die durch einen anderen Hersteller
geliefert wird.
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Die
PBX 102 ist mit einer Fernsprechvermittlungsstelle 110 eines
Fernsprechdienstanbieters über
eine oder mehrere Außenleitungen 112 gekoppelt
und ist außerdem
mit einem PBX-Anschluß 114 der
Schnittstellenvorrichtung 100 über eine Nebenanschlußleitung 116 und
eine Wandsteckdose 118 gekoppelt. Die Nebenanschlußleitung 116 ist
für die meisten
Typen von Fernsprechvermittlungssystemen eine Zweidrahtleitung,
jedoch kann die Nebenanschlußleitung 116 für ein hybrides
Vermittlungssystem bis zu acht Drähte enthalten.
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Als
ein Beispiel kann die PBX 102 zentral auf einem Betriebsgelände wie
in einem Betriebsraum oder Keller angeordnet sein. Es erstrecken
sich mehrere Nebenanschlußleitungen
(es wird nur eine gezeigt – Nebenanschlußleitung 116)
zu entsprechenden Wandsteckdosen (es wird nur eine gezeigt – Wandsteckdose 118).
Die Wandsteckdosen sind typischerweise über das Betriebsgelände verteilt.
Die Wandsteckdosen können
sich in Büros
von Benutzern, Konferenzräumen
und Empfangsbereichen befinden. Herkömmlicherweise würde der
PBX-kompatible Fernsprechapparat 104 in die Wandsteckdose 118 gesteckt.
Erfindungsgemäß ist jedoch
die Schnittstellenvorrichtung 100 in die Wandsteckdose 118 gesteckt,
während
der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 in die Schnittstellenvorrichtung 100 gesteckt
ist.
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Die
Schnittstellenvorrichtung 100 umfaßt einen Schnittstellensteuerabschnitt 120,
der mit der PBX 102 über
den PBX-Anschluß 114 gekoppelt
ist. Innerhalb der Schnittstellenvorrichtung 100 ist der PBX-Anschluß 114 mit
dem Schnittstellensteuerabschnitt 120 und mit einer ersten
Anschlußklemme
eines Schalters SW1 gekoppelt. Eine zweite Anschlußklemme
des Schalters SW1 ist mit einem PBX-Telefonanschluß 122 gekoppelt.
Der Schalter SW1 ist so gekoppelt, daß er durch den Schnittstellensteuerabschnitt 120 gesteuert
wird. Außerdem
ist innerhalb der Schnittstellenvorrichtung 100 der Schnittstellensteuerabschnitt 120 mit
einem analogen Zweidrahttelefonanschluß 124 und mit einem
analogen Vierdrahttelefonanschluß 126 gekoppelt.
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Außerhalb
der Schnittstellenvorrichtung 100 ist der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 in den PBX-Telefonanschluß 122 gesteckt,
der analoge Zweidrahtfernsprechapparat 106 ist in den Zweidrahtanschluß 124 gesteckt,
und der analoge Vierdrahtfernsprechapparat 108 ist in den
Vierdrahtanschluß 126 gesteckt.
In bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist es nicht immer notwendig, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 vorhanden ist, um die Vorteile der
vorliegenden Erfindung zu erzielen. Zusätzlich ist es nicht notwendig,
daß beide
Fernsprechapparate 106, 108 vorhanden sind, um
die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen.
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Die
Fernsprechapparate 106, 108 können jeweils aus einem Modem,
einem Faxmodem, einem Faxgerät,
einer Telekonferenzvorrichtung, einem Kopfsprechhörer, einem
Mikrophonhörer
oder einer anderen Art eines herkömmlichen analogen Fernsprechapparats
bestehen. Der Vierdrahtfernsprechapparat 108 unterscheidet
sich vom Zweidrahtfernsprechapparat 106 hauptsächlich darin,
daß der
Vierdrahtfernsprechapparat 108 analoge Signale über ein
erstes Paar Drähte
sendet und analoge Signale über
ein zweites Paar Drähte
empfängt
(unidirektionale Signalisierung), wohingegen der Zweidrahtfernsprechapparat 106 analoge
Signale in beide Richtungen (Senden und Empfangen) über ein
einzelnes Paar Drähte überträgt (bidirektionale
Signalisierung).
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2 stellt
ein schematisches Blockdiagramm des Schnittstellensteuerabschnitts 120 der Schnittstellenvorrichtung 100 dar,
die in 1 dargestellt wird. Ein Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 ist
mit dem Zweidrahtanschluß 124 (1) gekoppelt.
Der Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 liefert Gleichstrom
an den Anschluß 124 und detektiert
den eingehängten/ausgehängten Zustand des
analogen Zweidrahtfernsprechapparats 106 (1)
abhängig
davon, ob er Strom aus dem Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 aufnimmt.
Der Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 liefert eine
Anzeige des eingehängten/ausgehängten Zustands
des analogen Zweidrahtfernsprechapparats 106 an einen Gabelschalterblock 202.
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Der
Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 ist außerdem mit
einem Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 gekoppelt.
Innerhalb des Fernsprechvermittlungsstellenemulators 200 werden
Signale vom Zweidrahtanschluß 124 zum
Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 geleitet. Der Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 kann
eine herkömmliche
Schaltung sein, die allgemein als eine Hybridschaltung bekannt ist,
die die bidirektionalen Signale vom Zweidrahtanschluß 124 in
getrennte Sende- und Empfangssignale umwandelt. Diese getrennten
Sende- und Empfangssignale vom Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 werden
an einen TX/RX-Audioblock 206 gekoppelt.
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Die
Signale vom Vierdrahtanschluß 126 (1)
werden außerdem
zum TX/RX-Audioblock 206 geleitet.
Es ist keine Zwei- auf-Verdrahtumsetzung für diese Signale erforderlich,
da sie schon in Sende- und Empfangskanäle aufgetrennt sind. Eine Anzeige
des eingehängten/ausgehängten Zustands für den Vierdrahtfernsprechapparat
kann durch eine (nicht gezeigte) Benutzerschnittstelle wie einen Ein/Aus-Schalter
bereitgestellt werden, der mit dem Gabelschalterblock 202 gekoppelt
ist.
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Der
TX/RX-Audioblock 206 führt
geeignete Pegeleinstellungen sowohl für die Empfangs- als auch Sendesignalwege
durch. Folglich enthält
der TX/RX-Audioblock 206 analoge Signalverarbeitungsschaltungen,
wie Verstärker
mit steuerbarer Verstärkung.
Der RX/TX-Audioblock 206 stellt sicher, daß die Pegel
der Sprach- oder Modemsignale, die von der PBX 102 (1)
empfangen werden, zur Kompatibilität mit dem analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 (1)
eingestellt werden, und stellt sicher, daß die Pegel der Signale, die
vom analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 empfangen
werden, zur Kompatibilität
mit der PBX 102 eingestellt werden.
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Über den
TX/RX-Audioblock 206 werden die getrennten Sende- und Empfangssignale
vom Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 und vom Vierdrahtanschluß 126 an
einen Pulscode-Modulation-(PCM)-Codierer/Decodierer-(CODEC)-Block 208 und
an einen analogen Leitungsschnittstellenblock 210 gekoppelt.
Vorzugsweise ist der PCM-CODEC-Block 208 abhängig davon
selektiv aktiv oder inaktiv, ob die PBX 102 (1)
Sprach- oder Modemsignale über
die Nebenanschlußleitung 116 (1)
als digitale Abtastwerte überträgt oder
ob die PBX 102 diese Signale in einem analogen Format überträgt. Wenn
die PBX 102 diese Signale als digitale Abtastwerte überträgt, dann
ist der PCM-CODEC-Block 208 aktiv. Umgekehrt ist dann,
wenn die PBX 102 diese Signale in einem analogen Format überträgt, der
CODEC-Block 208 inaktiv.
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Unter
der Voraussetzung, daß der
PCM-CODEC-Block 208 aktiv ist, sind ein Digitalleitungstransceiver 212 und
eine digitale Leitungsschnittstelle 214 ebenfalls aktiv.
Der PCM-CODEC-Block 208 wandelt analoge Sprach- oder Modemsignale,
die vom TX/RX-Audioblock 206 empfangen
werden, in einen seriellen digitalen Datenstrom um. Vorzugsweise
wird diese Umwandlung gemäß A-LAW-
oder μ-LAW-Kompandierungstechniken
durchgeführt.
Der durch den PCM-CODEC-Block 208 erzeugte serielle Datenstrom
ist für
das Sprach- oder Modemsignal repräsentativ, das vom analogen
Fernsprechapparat 106 oder 108 empfangen wird,
und wird an den Digitalleitungstransceiver 212 geliefert.
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Der
Digitalleitungstransceiver 212 kombiniert dann die digital
abgetasteten Sprach- oder
Modemsignale mit jedem notwenigen Zusatz- oder Befehlssignalen,
wodurch ein kombinierter serieller Datenstrom erzeugt wird. Zum
Beispiel meldet der Gabelschalterblock 202 dem Digitalleitungstransceiver 212 den
eingehängten/ausgehängten Zustand
des Fernsprechapparats 106 oder 108 (1).
Der Digitalleitungstransceiver 212 reagiert, indem er einen
geeigneten Befehl an die PBX 102 in den kombinierten seriellen
Datenstrom einbaut.
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Der
kombinierte serielle Datenstrom, der durch den Digitalleitungstransceiver 212 erzeugt wird,
wird dann an den digitalen Leitungsschnittstellenblock 214 geliefert.
Der digitale Leitungsschnittstellenblock 214 überträgt den kombinierten
seriellen Datenstrom an die PBX über
einen Lernblock 216. Die digitale Leitungsschnittstelle 214 wird
vorzugsweise durch den Lernblock 216 gesteuert.
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Da
der kombinierte serielle Datenstrom durch die PBX 102 (1)
empfangen wird, muß er in
einem Format vorliegen, das mit der besonderen PBX 102 kompatibel
und für
sie verständlich
ist, die mit der Schnittstellenvorrichtung 100 gekoppelt
ist. Zum Beispiel müssen
die Daten geeignet mit der PBX 102 synchronisiert werden
und müssen
gemäß der Anforderungen
der PBX 102 geeignet komprimiert und codiert werden. Zusätzlich müssen Befehls-
und Zusatzinformationen, die im kombinierten seriellen Datenstrom
enthalten sind, für
die PBX 102 erkennbar sein.
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Die
spezifischen Parameter, die zur geeigneten Erzeugung des kombinierten
seriellen Datenstroms erforderlich sind, variieren jedoch im allgemeinen
zwischen den verschiedenen Herstellern von PBXs. Daher werden der
PCM-CODEC-Block 208 und der Digitalleitungstransceiver 212 vorzugsweise vorkonfiguriert,
um eine Analog-Digital-Wandlung durchführen, die
für die
besondere PBX 102 geeignet ist, die an die Schnittstellenvorrichtung 100 gekoppelt ist.
Zusätzlich
ist die digitale Leitungsschnittstelle 214 auch vorkonfiguriert,
den kombinierten seriellen Datenstrom zu erzeugen, der für die besondere
PBX 102 geeignet ist, die an die Schnittstellenvorrichtung 100 gekoppelt
ist. Diese Vorkonfiguration des PCM CODEC 208, des Digitalleitungstransceivers 212 und der
digitalen Leitungsschnittstelle 214 wird unter der Steuerung
des Lernblocks 216 und gemäß Daten durchgeführt, die
in herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 gespeichert
sind.
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Die
digitale Leitungsschnittstelle 214 empfängt einen seriellen Strom digitaler
Daten, die durch den PBX 102 erzeugt werden, und liefert
diesen seriellen Datenstrom an den Digitalleitungstransceiver 212.
Der Digitalleitungstransceiver 212 trennt dann geeignet
den Zusatz und die Befehle von den Sprach- oder Modemsignalen und
schickt die Sprach- oder Modemsignale zum PCM CODEC 208 zur
Decodierung. Um diese Funktion geeignet auszuführen, wird der Digitalleitungstransceiver 212 unter der
Steuerung des Lernblocks 216 gemäß Daten vorkonfiguriert, die
im herstellerspezifischen Protokollblock 218 gespeichert
sind.
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Als
Beispiel der Arbeitsweise des Digitalleitungstransceivers 212 erkennt
der Digitalleitungstransceiver 212, wenn die PBX 10 anzeigt,
daß ein ankommender
Telefonanruf mit der Nebenanschlußleitung 116 verbunden
werden soll, diesen Zustand und überträgt als Reaktion
diesen Zustand zum Detektionsblock für einen ankommenden Anruf 220.
Der Detektionsblock für
einen ankommenden Anruf 220 benachrichtigt dann den PCM-CODEC-Block 208, sich
auf den Empfang digitaler Abtastwerte vom Digitalleitungstransceiver 212 vorzubereiten.
Der Detektionsblock für
einen ankommenden Anruf 220 kann außerdem den Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 benachrichtigen,
ein Rufsignal an den analogen Zweidrahtfernsprechapparat 106 (1)
zu senden.
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Dann,
wenn der analoge Zweidrahtfernsprechapparat 106 in den
ausgehängten
Zustand geht, erkennt der Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 (2)
diesen Zustand und benachrichtigt als Reaktion den Gabelschalterblock 202.
Alternativ benachrichtigt ein manueller Schalter den Gabelschalterblock,
wenn der analoge Vierdrahtfernsprechapparat 108 (1)
ausgehängt
wird. Der Gabelschalterblock 202 benachrichtigt dann geeignet den
Digitalleitungstransceiver 212, der dann mit der PBX 102 kommuniziert,
um zu emulieren, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 ausgehängt wird.
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Der
PCM-CODEC-Block 208 wandelt die digitalen Abtastwerte,
die vom Digitalleitungstransceiver 212 empfangen werden,
in ein analoges Signal um. Die digitalen Abtastwerte werden als
ein ein Bit breiter Strom digitaler Werte empfangen. Folglich wird
die Umwandlung durch eine geeignete Analyse des empfangenen Stroms
digitaler Werte zu einer Reihe digitaler Werte durchgeführt, wobei
jeder digitale Wert eine geeignete Breite aufweist. Dann wird jede
Komprimierung und/oder Codierung, die durch die PBX 102 (1)
durchgeführt
wird, umgekehrt. Schließlich
wird das analoge Signal aus der Reihe digitaler Werte rekonstruiert.
Um diese Umwandlung geeignet auszuführen, wird der PCM-CODEC- Block 208 unter
der Steuerung des Lernblocks 216 gemäß eines herstellerspezifischen
Formats und einer Synchronisation der digitalen Abtastwerte vorkonfiguriert,
die in den herstellerspezifischen Protokollblock 218 gespeichert
sind.
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Die
herstellerspezifischen Protokollsätze 218 umfassen mehrere
Sätze von
Umwandlungsparametern, die für
PBXs passen, durch die mehrere unterschiedliche Hersteller hergestellt
werden. Jeder Satz von Parametern umfaßt Informationen, die ein geeignetes
Format und die Synchronisation der digitalen Abtastwerte, die Dekomprimierung
und Decodierung der digitalen Abtastwerte, die geeignete Komprimierung
und Codierung der analogen Signale in digitale Abtastwerte, die
Erzeugung von Befehlen an die PBX 102 und die Erkennung
von Befehlen aus der PBX 102 betreffen. Im allgemeinen
sind diese Parameter für
jeden PBX-Hersteller spezifisch.
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Das
analoge Signal, das durch den PCM-CODEC-Block 208 erzeugt
wird, wird an den TX/RX-Audioblock 206 zur Leitung an den
Zweidrahtanschluß 124 über den
Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 und an den Vierdrahtanschluß 126 geliefert.
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Ein
Leitungsfilter 222 ist mit der digitalen Leitungsschnittstelle 214 und
mit der analogen Leitungsschnittstelle 210 gekoppelt, um
für die
Schnittstellenvorrichtung 100 (1) von der
PBX 102 (1) über die Nebenanschlußleitung 116 (1) Versorgungsstrom
zu erhalten. Die Schnittstellenvorrichtung 100 kann auch
von außen
versorgt werden. Der Leitungsfilter 222 filtert Frequenzkomponenten über einer
vorbestimmten Schwelle aus der Nebenanschlußleitung 116, wodurch
eine ungeregelte Gleichspannung erzeugt wird. Alternativ kann eine ungeregelte
Gleichspannung aus einer Batterieversorgung oder aus einer gleichgerichteten
Wechselstromleitungsspannung erhalten werden. Die ungeregelte Gleichspannung
wird an eine Trennschaltstromversorgung 224 geliefert.
Die Trennschaltstromversorgung 224 liefert Strom an die
Schaltungen der Schnittstellenvorrichtung 100, ist jedoch elektrisch
von der Stromquelle getrennt. Wenn der Digitalleitungstransceiver 212 aktiv
ist, liefert der Digitalleitungstransceiver 212 vorzugsweise
ein Synchronisationssignal an die Schaltstromversorgung 224.
Dieses Synchronisationssignal steuert das Schalten der Stromversorgung 224 so,
daß es
phasenverschoben zur Digital-Analog-Abtastung stattfindet, die durch
den PCM-CODEC-Block 208 durchgeführt wird, um Abtastfehler zu
minimieren, die durch Schaltstörungen
verursacht werden.
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Unter
der Voraussetzung, daß die
PBX 102 Sprach- oder Modemsignale in einem analogen Format überträgt, wie
wenn eine analoge Leitungskarte in der PBX 102 verwendet
wird oder wenn die PBX 102 ein Hybridvermittlungssystem
ist, ist der PCM-CODEC-Block 208 vorzugsweise inaktiv.
Die analoge Leitungsschnittstelle 210 empfängt analoge Signale
von der PBX 102 über
einen bidirektionalen Kommunikationsweg durch den Lernblock 216.
Der analoge Leitungsschnittstellenblock 210 wandelt die bidirektionalen
Signale in getrennte unidirektionale Sende- und Empfangssignalwege
um. Folglich werden die analogen Signale zwischen den analogen Leitungsschnittstellenblock 210 und
dem TX/RX-Block 206 über
getrennte unidirektionale Signalwege übertragen.
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Getrennte
unidirektionale Sende- und Empfangssignalwege verbinden den TX/RX-Audioblock 206 mit
dem Vierdrahtfernsprechapparat 108 (1). Für den Zweidrahtfernsprechapparat 106 (1)
wandelt der Zwei-auf-Vierdrahtumsetzer 204 die getrennten
unidirektionalen Signalwege, die mit dem TX/RX-Audioblock 206 gekoppelt
sind, durch den Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 in einen
bidirektionalen Signalweg um.
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Der
analoge Leitungsschnittstellenblock 210 überwacht
die Signale, die von der PBX (1) herrühren, zur
Detektion von Befehlen von der PBX. Zum Beispiel detektiert der
analoge Leitungsschnittstellenblock 224, ob ein ankommender
Anruf mit der Nebenanschlußleitung 116 verbunden
werden soll. Unter der Voraussetzung, daß der analoge Leitungsschnittstellenblock 224 einen
ankommenden Anruf detektiert, meldet der analoge Leitungsschnittstellenblock 224 dem
Detektionsblock für
einen ankommenden Anruf 220 diesen Zustand. Der Detektionsblock für einen
ankommenden Anruf 220 benachrichtigt dann den TX/RX-Audioblock 206,
sich auf dem Empfang ankommender Sprachsignale von der PBX 102 (1)
vorzubereiten. Als Reaktion kann der Detektionsblock für einen
ankommenden Anruf 220 auch den Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 benachrichtigen,
ein Rufsignal an den analogen Zweidrahtfernsprechapparat 106 zu
senden.
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Der
analoge Leitungsschnittstellenblock 210 kombiniert auch
die analogen Sprach- oder
Modemsignale, die vom TX/RX-Audioblock 206 empfangen werden,
mit allen notwendigen Zusatz- oder Befehlssignalen. Zum Beispiel
meldet der Gabelschalterblock 202 der analogen Leitungsschnittstelle 210 den eingehängten/ausgehängten Zustand
des Fernsprechapparats 106 oder 108 (1).
Die analoge Leitungsschnittstelle 210 antwortet, indem
sie einen geeigneten Befehl an die PBX 102 sendet, zum
Beispiel indem sie einen Gleichstrom aus der PBX 102 aufnimmt.
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Man
beachte, daß für eine Hybrid-PBX
die Zusatz- und Befehlssignale, die an die PBX 102 gesendet
werden, in der Form von seriellen oder parallelen digitalen Daten
vorliegen können,
obwohl die Sprach- oder Modemsignale in einem analogen Format übertragen werden.
Im allgemeinen werden die Zusatz- und Befehlssignale für ein Hybridsystem über Leitungen
in der Nebenanschlußleitung 116 (1) übertragen,
die von den Leitungen getrennt sind, die zur Übertragung von Sprachsignalen
genutzt werden. Wie erwähnt,
werden dann, wenn die PBX 102 ein Hybridvermittlungssystem
ist, die Sprachsignale zwischen der PBX 102 und den analogen
Fernsprechapparat über
die analoge Leitungsschnittstelle 210 und den TX/RX-Audioblock 206 übertragen.
Für ein
Hybridvermittlungssystem ist jedoch ein Hybridschnittstellenblock 226 zur
Kommunikation von Zusatz- und Befehlssignalen mit der PBX 102 vorgesehen.
Der Hybridschnittstellenblock 226 wird vorzugsweise unter
der Steuerung des Lernblocks 216 und gemäß Daten
vorkonfiguriert, die in den herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 gespeichert
sind.
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Als
ein Beispiel der Arbeitsweise des Hybridschnittstellenblocks 226 benachrichtet
der Hybridschnittstellenblock 226 den Detektionsblock für einen ankommenden
Anruf 220, wenn die PBX 102 einen Befehl sendet,
daß ein
ankommender Anruf zur Nebenanschlußleitung 116 geleitet
werden soll. Außerdem
fordert der Hybridschnittstellenblock 226 einen Wählton von
der PBX 102 an, wenn der Gabelschalterblock 202 dem
Hybridschnittstellenblock 226 anzeigt, daß der analoge
Fernsprechapparat 106 oder 108 (1)
ausgehängt
ist.
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Es
ist auch ein FSK-Modem 232 mit den herstellerspezifischen
Protokollsätzen 218 gekoppelt. Das
FSK-Modem 232 ermöglicht
es, daß Aktualisierungen,
Hinzufügungen
oder Modifikationen an den herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 von
einem entfernten Ort über
eine Fernsprechleitungsverbindung vorgenommen werden.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind eine Tastatur 228 und ein
Doppelton-Mehrfrequenz-(DTMF)-Generator 230 zur Einleitung
von Telefonanrufen vom analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 (1)
vorgesehen. Die Tastatur 228 ist mit dem DTMF-Generator 230 gekoppelt.
Der DTMF-Generator 230 ist mit dem TX/RX-Audioblock 206 und
mit dem PCM-CODEC-Block 208 gekoppelt. Um zum Beispiel
einen Telefonanruf einzuleiten, wird der analoge Zweidraht-Fernsprechapparat 106 ausgehängt. Als
Reaktion meldet die Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 dem
Gabelschalterblock 202 diesen Zustand. Der Gabelschalterblock 202 benachrichtigt
dann die analoge Leitungsschnittstelle 210, den Digitalleitungstransceiver 212 und
die Hybridleitungsschnittstelle 226. Ein aktiver der analogen
Leitungsschnittstelle 210 oder des Digitalleitungstransceivers 212 sendet
dann einen geeigneten Befehl an die PBX 102 (1),
um den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104 (1)
zu emulieren, der ausgehängt
wird. Sobald die PBX erkennt, daß ein Anruf eingeleitet werden
soll, wird die Tastatur 228 genutzt, um die Telefonnummer
zu wählen,
die angerufen werden soll. Der DTMF-Generator 230 erzeugt
dann Doppeltöne für jede Ziffer
einer Telefonnummer, die durch die Tastatur 228 gewählt wird.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist die Tastatur 228 durch einen Spracherkennungsblock
ersetzt, der die Sprachbefehle eines Benutzers in Signale umwandelt,
die zur Steuerung des DTMF-Generatorblocks 230 passen.
Eine solche Ausführungsform
könnte
zum Beispiel genutzt werden, damit die Hände des Benutzers frei bleiben,
um andere Aufgaben auszuführen,
oder könnte
durch Personen genutzt werden, die über einen begrenzten Gebrauch ihrer
Hände verfügen.
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Die
Doppeltöne
werden dann durch den DTMF-Generator 230 an den TX/RX-Audioblock 206 und
an den PCM-CODEC-Block 208 geliefert. Unter der Voraussetzung,
daß die
PBX 102 eine analoge Schnittstelle aufweist, werden die
Doppeltöne
durch die analoge Leitungsschnittstelle 210 und den Lernblock 216 zur
PBX 102 geschickt. Andernfalls werden unter der Voraussetzung,
daß der
PCM-CODEC-Block 208 aktiv ist, die Doppeltöne gemäß des Protokolls
umgewandelt, das für
die bestimmte PBX 102 (1) benötigt wird,
die genutzt wird. Folglich ist der PCM-CODEC-Block 208 für diese
Umwandlung unter der Steuerung des Lernblocks 216 und gemäß Daten
vorkonfiguriert, die in den herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 gespeichert
sind. Die geeignet umgewandelten Doppeltöne werden dann über den
Digitalleitungstransceiver 212, die digitale Leitungsschnittstelle 214 und
den Lernblock 216 an die PBX 102 geschickt.
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Eine
zweite Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß die Tastatur,
die am PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104 (1)
angeordnet ist, genutzt wird, um eine Telefonnummer zu wählen, die
angerufen werden soll. Gemäß der zweiten
Ausführungsform
müssen daher
keine Tastatur 228 (2) und kein
DTMF-Generator (2) 230 vorgesehen werden.
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Eine
dritte Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführungsform
darin, daß eine
Tastatur, die am analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 (2)
angeordnet ist, genutzt werden kann, um eine Telefonnummer zu wählen, die angerufen
werden soll. Die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
empfängt
Doppelton-Mehrfrequenz-(DTMF)-Signale,
die durch die analoge Fernsprechvorrichtung 106 oder 108 (1)
erzeugt werden, wenn die Telefonnummer gewählt wird. Ein aktiver des TX/RX-Audioblocks 206 (2)
oder des PCM-CODEC 208 (2) wandelt
dann diese Signale in ein für
die PBX 102 (1) geeignetes Format um.
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Eine
vierte Ausführungsform
unterscheidet sich von den anderen Ausführungsformen darin, daß die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
mit der PBX 102 (1) kommuniziert,
um der PBX 102 zu melden, daß die Nebenanschlußleitung 116 (1)
zum Empfang von ankommenden Anrufen imstande ist. Eine Tastatur,
die am analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 (1)
oder der Tastatur 226 (2) angeordnet
ist, kann genutzt werden, um eine Telefonnummer zu wählen, die
angerufen werden soll. Folglich ist es in der dritten Ausführungsform
nicht notwendig, daß ein
PBX-kompatibler Fernsprechapparat 104 (1)
mit der Nebenanschlußleitung 116 zusammen
mit der Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
verbunden ist. In dieser Ausführungsform
ist jedoch ein PBX-kompatibler Fernsprechapparat 104 zur
geeigneten Konfiguration der Schnittstellenvorrichtung 100 erforderlich.
Sobald die Schnittstellenvorrichtung 100 geeignet konfiguriert
ist, kann der PBX-kompatible Fernsprechapparat 104 von
der Schnittstellenvorrichtung 100 getrennt werden.
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Wenn
ein ankommender oder abgehender Telefonanruf beendet ist, detektiert
die Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 (2)
der Schnittstellenvorrichtung 100 (1), daß kein Strom
mehr durch den analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 aufgenommen
wird, wie es vorkommt, wenn der analoge Fernsprechapparat 106 oder 108 in
seinen Einhängezustand
zurückgebracht
wird. Als Reaktion erkennt der Fernsprechvermittlungsstellenemulator 200 (2)
diesen Zustand und benachrichtigt den Gabelschalterblock 202 (2).
Der Gabelschalterblock 202 benachrichtigt dann einen aktiven
des Digitalleitungstransceivers 212 oder der analogen Leitungsschnittstelle 210,
der dann mit der PBX 102 kommuniziert, um zu emulieren,
daß der
PBX-kompatible Fernsprechapparat 104 in seinen Einhängezustand
zurückkehrt.
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Um
die Schnittstellenvorrichtung 100 (1) geeignet
zu konfigurieren, insbesondere damit der PCM-CODEC-Block 208,
der Digitalleitungstransceiver 212, der TX/RX-Audioblock 206,
die Hybridleitungsschnittstelle 226 und der analoge Leitungsschnittstellenblock 210 mit
der PBX 102 (1) gemäß eines Kommunikationsprotokolls
kommunizieren, das zur besonderen PBX 102 paßt, die
verwendet wird, muß die
Schnittstellenvorrichtung 100 die Eigenschaften der PBX 102 „lernen". Um dies zu erreichen,
führt die
Schnittstellenvorrichtung 100 einen Lernalgorithmus aus.
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3 stellt
ein Ablaufdiagramm eines Lernalgorithmus dar, der dem Betrieb des
erfindungsgemäßen Lernblocks 216 (2)
steuert. Der Lernalgorithmus wird zur geeigneten Konfiguration der Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
eingeleitet. So führt
der Logikschaltungskomplex, der im Lernblock 216 enthalten
ist, die Funktion der Feststellung durch, ob das Fernsprechvermittlungssystem 102 Sprachsignale
als digitale Abtastwerte oder in einem analogen Format überträgt. Zusätzlich führt der
im Lernblock 216 enthaltene Logikschaltungskomplex in Verbindung
mit Daten, die in den herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 (2)
gespeichert sind, die Funktionen der Identifikation eines Kommunikationsprotokolls,
das durch die Fernsprechvermittlungssystem 102 genutzt
wird, und die Konfiguration der Schnittstellenvorrichtung 100 gemäß des Protokolls aus.
Es wird jedoch deutlich werden, daß ein Mikroprozessor oder eine
Kontrollerschaltung, die gemäß eines
gespeicherten Softwareprogramms arbeitet, dieselben Funktionen ausführen könnte.
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Als
Beispiel stellt der Lernalgorithmus fest, welcher oder welche des
digitalen Leitungsschnittstellenblocks 214, des analogen
Leitungsschnittstellenblocks 210 und des Hybridleitungsschnittstellenblocks 226 aktiv
sein soll. Der Lernalgorithmus kann jedesmal eingeleitet werden,
wenn der Schnittstellenvorrichtung 100 Strom zugeführt wird.
Alternativ wird der Lernalgorithmus jedesmal eingeleitet, wenn eine
Rücksetzsteuereingabe
an den Lernblock 216 (2) angelegt
wird. Zum Beispiel kann die Steuereingabe als Reaktion darauf erfolgen,
daß ein
Benutzer einen Knopf der Schnittstellenvorrichtung 100 drückt.
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Zu
Beginn bewegt sich der Lernalgorithmus von einem Zustand 300 zu
einem Zustand 302. Vorzugsweise stellt der Lernalgorithmus
fest, ob die PBX 102 (1), mit
der die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
verbunden ist, Sprachsignale als digitale Abtastwerte überträgt, wie
ein volldigitales PBX, oder ob die Fernsprechanlage Sprachsignale
in einer analogen Form überträgt, wie
eine Hybrid-PBX oder eine KTS. Man beachte, daß auch eine Fernsprechvermittlungsstelle
eines Fernsprechdienstanbieters Sprachsignale in analoger Form überträgt. Folglich konfiguriert
der Lernalgorithmus unter der Voraussetzung, daß die Schnittstellenvorrichtung 100 vielmehr direkt
mit einer Fernsprechvermittlungsstelle 110 (1)
eines Fernsprechdienstanbieters als mit einer PBX 102 (1)
verbunden ist, die Schnittstellenvorrichtung 100 geeignet.
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Der
Erfinder hat beobachtet, daß sich
die Stromversorgungseigenschaften der Nebenanschlußleitungen 116 (1)
für jeden
dieser Typen von Fernsprechvermittlungssystemen relativ zu den modularen
Schnittstellen-Anschlußklemmenorten und
den effektiven Gleichstrom-Quellenwiderständen unterscheiden, die über den
PBX-Anschluß 114 (1)
gemessen werden. Zum Beispiel weist ein Hybridvermittlungssystem
im allgemeinen mehr aktive Drähte
in den Nebenanschlußleitungen 116 auf, als
dies eine analoge Leitungsschnittstelle zu einem PBX oder eine volldigitale
Schnittstelle zu einem PBX tut. Zusätzlich ist der Gleichstrom- Quellenwiderstand für eine analoge
Schnittstelle in der Regel höher
als ein Gleichstrom-Quellenwiderstand
für eine
volldigitale Schnittstelle.
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Folglich
fragt im Zustand 302 die Schnittstellenvorrichtung bis
zu acht Anschlußklemmen
des Anschlusses 114 ab. Dies wird ausgeführt, indem über den
PBX-Anschluß 114 (1)
eine Spannung an ausgewählten
Paaren der Drähte
gemessen wird, die in der Nebenanschlußleitung 116 enthalten
sind. Indem festgestellt wird, welche der abgefragten Anschlußklemmen
aktiv ist, unterscheidet die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
zwischen Hybridfernsprechvermittlungssystemen und anderen Typen
von Fernsprechvermittlungssystemen. Unter der Voraussetzung, daß die PBX 102 ein
Hybridsystem ist, kann das bestimmte Modell oder der Hersteller
im allgemeinen identifiziert werden, indem festgestellt wird, welche
abgefragten Anschlußklemmen
aktiv sind.
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Sobald
der Schritt des Abfragens vollendet ist, bewegt sich der Lernalgorithmus
vom Zustand 302 zum Zustand 304. Beruhend auf
den Ergebnissen des im Zustand 302 ausgeführten Abfragens stellt
der Lernalgorithmus fest, ob die PBX eine Hybrid-PBX ist oder nicht.
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Unter
der Voraussetzung, daß das
Vermittlungssystem gemäß eines
Mehrdraht-Hybridformats kommuniziert,
bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 304 zu einem
Zustand 306. Im Zustand 306 emuliert die Schnittstellenvorrichtung 100 einen
Aushängezustand.
Dann bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 306 zu
einem Zustand 308. Als Reaktion auf den emulierten Aushängezustand
wird erwartet, daß die
Hybrid-PBX ein Wähltonsignal
an die Empfangsdrähte
der Nebenanschlußleitung 116 liefert.
Wenn die Schnittstellenvorrichtung 100 das Wähltonsignal
im Zustand 308 nicht detektiert, zeigt dies an, daß eine fehlerhafte
Messung im Zustand 302 durchgeführt worden ist. Daher kehrt
der Lernalgorithmus vom Zustand 308 in den Zustand 302 zurück, wo die
Messungen wiederholt werden. Wenn die Schnittstellenvorrichtung 100 nach
einer vorbestimmten Anzahl von Versuchen nicht geeignet konfiguriert
worden ist, dann zeigt die Schnittstellenvorrichtung 100 vorzugsweise
eine Fehlerbedingung an.
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Unter
der Voraussetzung, daß die
Schnittstellenvorrichtung 100 im Zustand 308 das
Wähltonsignal
detektiert, bewegt sich die Schnittstellenvorrichtung 100 zu
einem Zustand 310. Im Zustand 310 konfiguriert
sich die Schnittstellenvorrichtung 100 für einen
hybride Schnittstelle, indem sie Pegeleinstellungen für sowohl
die Empfangs- als auch Sendesignalwege durch den TX/RX-Audioblock 206 (2) ausführt. Der
Empfangssignalweg wird unter Verwendung des Wähltonsignals konfiguriert,
und der Sendesignalweg wird gemäß eines
ausgewählten Satzes
von Parametern, die zur Hybrid-PBX passen, aus den herstellerspezifischen
Protokollsätzen 218 konfiguriert.
Dies konfiguriert die Schnittstellenvorrichtung 100 geeignet,
um eine Sprachkommunikation zwischen der PBX 102 (1)
und dem analogen Fernsprechapparat 106 oder 108 (1)
bereitzustellen. Zusätzlich
wird im Zustand 310 die Hybridleitungsschnittstelle 226 (2)
gemäß Parametern geeignet
konfiguriert, die in den herstellerspezifischen Protokollsätzen 218 gespeichert
sind, um einen Zusatz und Befehle an die PBX 102 zu übertragen.
Sobald die Schnittstellenvorrichtung 100 im Zustand 310 geeignet
konfiguriert worden ist, bewegt sich der Lernalgorithmus zu einem
Zustand 312, der besagt, daß der Lernalgorithmus vollendet
ist. Außerdem
werden im Zustand 312 die im Zustand 310 erhaltenen
Konfigurationsparameter in einem nichtflüchtigen Speicher wie einem
seriellen EEPROM gespeichert, so daß sie im Fall eines Stromausfalls nicht
verloren gehen.
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Unter
der Voraussetzung, daß im
Zustand 304 festgestellt wird, daß die PBX 102 (1)
kein Hybridsystem ist, bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 304 zu
einem Zustand 314. Da die PBX 102 keine Hybrid-PBX
ist, kann die Schnittstelle zur PBX 102 eine analoge Schnittstelle
sein, wie im Fall einer analogen Leitungskarte oder einer Fernsprechvermittlungsstelle.
Alternativ kann die Schnittstelle zur PBX 102 eine digitale
Schnittstelle sein, wie im Fall einer volldigitalen PBX. Auf jeden
Fall wird erwartet, daß die
Nebenanschlußleitung 116 (1)
nur zwei aktive Drähte
aufweist.
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Der
Erfinder hat beobachtet, daß ein
Unterschied zwischen den Arten der Fernsprechanlagen in einem Gleichstrom-Quellenwiderstand
liegt, der über die
beiden aktiven Drähte
der Nebenanschlußleitungen 116 (1)
gemessen wird. Zum Beispiel liefert eine Fernsprechvermittlungsstelle
eines Fernsprechdienstanbieters typischerweise eine unbelastete
Leitungsspannung von 48 Volt Gleichspannung. Ein Quellenwiderstand
hängt von
der Entfernung zur Fernsprechvermittlungsstelle ab, jedoch sind
1300 Ohm typisch. Volldigitale PBXs weisen im allgemeinen unbelastete
Leitungsspannungen zwischen 14 und 48 Volt Gleichspannung mit Quellenwiderständen zwischen
30 und 60 Ohm auf. Es kann daher erkannt werden, daß PBXs,
die Sprachsignale als digitale Abtastwerte übertragen, im allgemeinen einen sehr
viel niedrigeren Quellenwiderstand als eine Fernsprechvermittlungsstelle
oder eine PBX aufweisen, die Sprachsignale in einem analogen Format überträgt. Daher
wird die Feststellung, ob die PBX 102 (1)
Sprachsignale als digitaler Abtastwerte oder in einer analogen Form überträgt, durch
eine effektive Messung des Gleichstrom-Quellenwiderstands erreicht.
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4 stellt
ein schematisches Diagramm einer erfindungsgemäßen Schaltung zur Messung eines
Quellenwiderstands der Nebenanschlußleitungen 116 (1)
dar. Durch die PBX 102 (1) wird über einen
Reihenwiderstand Rsource eine Gleichspannung Vsource bereitgestellt.
Durch den Lernblock 216 der Schnittstellenvorrichtung 100 (1) wird
eine Gleichspannung Vline empfangen. Ein Schalter SW2 koppelt selektiv
eine der drei Widerstandslasten an die Nebenanschlußleitungen 116. Eine
erste Last LOAD1 weist einen großen Widerstandswert auf (z.B.
größer als
20 MOhm oder offene Leitung), um die Nebenanschlußleitung
im wesentlichen unbelastet zu lassen. Die zweiten und dritten Lasten
LOAD2 und LOAD3 weisen wechselnde Werte auf, die niedriger als der
Wert von LOAD1 sind, um die Nebenanschlußleitungen in veränderlichen
Ausmaßen
zu belasten. Zum Beispiel kann der Wert von LOAD2 mit einem erwarteten
Wert des Quellenwiderstands Rsource für eine analoge Schnittstelle
(z.B. annähernd
1 KOhm) vergleichbar sein, während
der Wert von LOAD3 mit einem erwarteten Wert des Quellenwiderstands
Rsource für
eine volldigitale Schnittstelle (z.B. annähernd 50 Ohm) vergleichbar sein
kann, jedoch ist es vorzugsweise ein höherer Widerstand, um jeden
potentiellen übermäßigen Stromfluß zu vermeiden.
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Im
Zustand 314 werden drei Gleichstrom-Quellenwiderstandsmessungen
für die
Nebenanschlußleitung 116 (1) über die
beiden aktiven Anschlußklemmen
des PBX-Anschlusses 114 (1)
vorgenommen. Eine erste Messung ist eine unbelastete Gleichspannungsmessung.
Für diese Messung
ist der Schalter SW2 mit dem ersten Widerstand LOAD1 gekoppelt,
und der resultierende Pegel der Spannung Vline wird detektiert.
Entsprechend ist für
die zweite Messung der Schalter SW2 mit dem zweiten Widerstand LOAD2
gekoppelt, und der resultierende Pegel der Spannung Vline wird detektiert. Für die dritte
Messung ist der Schalter SW2 mit dem dritten Widerstand LOAD3 gekoppelt,
und der resultierende Pegel der Spannung Vline wird detektiert. Für jede Messung
wird der Wert von Vline durch die relativen Werte von Rsource und
dem Widerstandswert, der mit Schalter SW2 gekoppelt ist, durch Spannungsteilung
beeinflußt.
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Dann
bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 314 zu einem
Zustand 316. Da die Ergebnisse der im Zustand 314 vorgenommenen
Messungen für
die Werte von Rsource und Vsource im Zustand 316 kennzeichnend
sind, vergleicht die Schnittstellenvorrichtung 100 die
Ergebnisse dieser Messungen oder deren Verhältnisse mit vorgespeicherten
Werten, um festzustellen, ob das Fernsprechvermittlungssystem ein
volldigitales System oder ein analoges System ist.
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Wenn
der im Zustand 316 vorgenommene Vergleich anzeigt, daß die PBX 102 (1)
Sprachsignale als digitale Abtastwerte überträgt, ist es ein nächster Schritt
im Lernalgorithmus, das Signalisierungsprotokoll zu bestimmen, das
zur Kommunikation zwischen der PBX 102 und dem zugehörigen PBX-kompatiblen
Fernsprechapparat 104 (1) genutzt
wird. Folglich bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 316 zu
einem Zustand 318.
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Im
Zustand 318 trennt die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
augenblicklich den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104 (1)
von der Nebenanschlußleitung 116 (1),
indem sie augenblicklich den Schalter SW1 (1) öffnet und
dann den Schalter SW1 schließt.
Dann bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 318 zu
einem Zustand 320.
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Die
PBX 102 (1) detektiert, daß der PBX-kompatible
Fernsprechapparat 104 von den Nebenanschlußleitungen 116 getrennt
und dann wieder verbunden worden ist. Als Reaktion kommuniziert
die PBX 102 mit dem PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104,
um den PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104 zu initialisieren.
Diese Initialisierungssignale unterscheiden sich zwischen den Herstellern
und Modellen der PBXs. Daher liefern sie eine Identifikation (eine „Signatur"), durch die der
bestimmte PBX-Hersteller und das Modell erkannt werden können.
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Im
Zustand 320 überwacht
die Schnittstellenvorrichtung 100 (1) die Identifikation,
die durch diese Initialisierungssignale geliefert wird, die zwischen
der PBX 102 (1) und dem PBX-kompatiblen Fernsprechapparat 104 (1) übertragen werden,
und vergleicht sie mit einer vorgespeicherten Identifikation. Jede
vorgespeicherte Identifikation ist in den herstellerspezifischen
Protokollsätzen 218 in
Verbindung mit einem entsprechenden der Parametersätze gespeichert,
die zur geeigneten Konfiguration der Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
genutzt werden. Dann bewegt sich der Lernalgorithmus zu einem Zustand 322.
Unter der Voraussetzung, daß die
Schnittstellenvorrichtung 100 die Identifikation (die „Signatur") erkennt, die durch
die Initialisierungssignale geliefert wird, konfiguriert sich die Schnittstellenvorrichtung 100 gemäß des geeigneten Signalisierungsprotokolls.
Folglich bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 320 zu
einem Zustand 322.
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Im
Zustand 322 wählt
der Lernblock 216 einen geeignet gespeicherten Satz von
Betriebsparametern aus mehreren solchen Sätzen aus, die im herstellerspezifischen
Protokollsätzen 218 vorgespeichert
sind, und konfiguriert den PCM CODEC 208 und den Digitalleitungstransceiver 212 gemäß des ausgewählten Satzes
geeignet. Dann bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 324 zu
einem Zustand 326.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
wird sobald die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
für die
bestimmte PBX 102 (1) geeignet
konfiguriert ist, die genutzt wird, eine Verifikation durchgeführt. Daher
sendet im Zustand 326 die Schnittstellenvorrichtung 100 einen
Befehl an die PBX 102 (1), der
simuliert, daß der
PBX-kompatible Fernsprechapparat 104 (1)
ausgehängt
wird. Dann bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 326 zu
einem Zustand 328. Im Zustand 328 stellt die Schnittstellenvorrichtung 100 fest,
ob die PBX 102 als Reaktion auf den Befehl, der im Zustand 324 gesendet
wird, einen Wählton
liefert. Unter der Voraussetzung, daß ein Wählton detektiert wird, bewegt
sich der Lernalgorithmus zum Zustand 330, der besagt, daß der Lernalgorithmus
vollendet ist. Außerdem
werden im Zustand 330 die Protokoll- und Systemkonfigurationsparameter
vorzugsweise in einem nichtflüchtigen
Speicher wie einem seriellen EEPROM gespeichert, so daß sie im
Fall eines Stromausfalls nicht verloren gehen.
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Alternativ
kehrt der Lernalgorithmus, wenn im Zustand 328 keinen Wählton detektiert
wird, oder wenn im Zustand 322 die Schnittstellenvorrichtung 100 die
Identifikation (die „Signatur") nicht erkennt,
in den Zustand 302 zurück,
und der Lernalgorithmus beginnt erneut. Wenn die Schnittstellenvorrichtung 100 nach
einer vorbestimmten Anzahl von Versuchen nicht geeignet konfiguriert
ist, dann zeigt die Schnittstellenvorrichtung 100 vorzugsweise
einen Fehlerzustand an.
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Unter
der Voraussetzung, daß die
PBX 102 (1) Sprachsignale in einem analogen
Format überträgt, konfiguriert
sich die Schnittstellenvorrichtung 100 (1)
entsprechend. Wenn folglich im Zustand 316 festgestellt
wird, daß die
PBX 102 Sprachsignale in einem analogen Format überträgt, bewegt sich
der Lernalgorithmus vom Zustand 316 zu einem Zustand 332.
Im Zustand 332 emuliert die Schnittstellenvorrichtung 100 einen
Aushängezustand.
In der bevorzugten Ausführungsform
wird dies erreicht, indem ein geeigneter Widerstand an den Nebenanschlußleitungen 116 angeordnet
wird, so daß die PBX 102 eine
Stromaufnahme über
die Nebenanschlußleitungen 116 abtastet.
Dann bewegt sich der Lernalgorithmus vom Zustand 332 zu
einem Zustand 334.
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Es
wird als Reaktion auf den emulierten Aushängezustand erwartet, daß die PBX 102 (1)
ein Wähltonsignal
an die Nebenanschlußleitungen 116 (1)
liefert. Folglich stellt im Zustand 334 die Schnittstellenvorrichtung 100 fest,
ob der Wählton detektiert
wird. Unter der Voraussetzung, daß der Wählton detektiert wird, bewegt
sich der Lernalgorithmus vom Zustand 334 zu einem Zustand 336.
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Im
Zustand 336 und beruhend auf dem Pegel des Wähltonsignals
führt die
Schnittstellenvorrichtung 100 Pegeleinstellungen für sowohl
die Empfangs- als auch Sendesignalwege durch den TX/RX-Audioblock 206 der
Schnittstellenvorrichtung 100 durch. Der Empfangsweg wird
geeignet konfiguriert, wobei zuerst der Wählton genutzt wird. Dann wird
unter Verwendung von Rückhöreigenschaften, die
die Empfangs- und Sendewege verknüpfen, der Sendeweg geeignet
konfiguriert. Der Sendeweg wird vorzugsweise konfiguriert, indem
objektive Sendelautstärkebewertungs-(TOLR)-Empfindlichkeitspegel
implementiert werden.
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Sobald
die Sende- und Empfangswege geeignet konfiguriert worden sind, bewegt
sich der Lernalgorithmus zum Zustand 338, der besagt, daß der Lernalgorithmus
vollendet ist. Außerdem
werden im Zustand 338 die Protokoll- und Systemkonfigurationsparameter
vorzugsweise in einem nichtflüchtigen Speicher
wie einem seriellen EEPROM gespeichert, so daß sie im Fall eines Stromausfalls
nicht verloren gehen.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Form spezifischer Ausführungsformen
beschrieben worden, die Details enthalten, um das Verständnis der
Prinzipien des Aufbaus und der Arbeitsweise der Erfindung zu erleichtern.
Es wird Fachleuten klar sein, daß Modifikationen innerhalb
des Rahmens der hierzu beigefügten
Ansprüche
in der zur Veranschaulichung gewählten
Ausführungsform
vorgenommen werden können.
Insbesondere wird einem üblichen
Fachmann klar sein, daß das
Verfahren und die Vorrichtung, die oben offenbart werden, für die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung nur veranschaulichend sind.