EP1808006A1 - Conference voice station and conference system - Google Patents

Conference voice station and conference system

Info

Publication number
EP1808006A1
EP1808006A1 EP05801546A EP05801546A EP1808006A1 EP 1808006 A1 EP1808006 A1 EP 1808006A1 EP 05801546 A EP05801546 A EP 05801546A EP 05801546 A EP05801546 A EP 05801546A EP 1808006 A1 EP1808006 A1 EP 1808006A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
network
conference
audio
station
interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05801546A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rolf Meyer
Axel Haupt
Karl-Hermann DELLBRÜGGE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Original Assignee
Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sennheiser Electronic GmbH and Co KG filed Critical Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Publication of EP1808006A1 publication Critical patent/EP1808006A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers
    • H04M3/56—Arrangements for connecting several subscribers to a common circuit, i.e. affording conference facilities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M7/00—Arrangements for interconnection between switching centres
    • H04M7/006—Networks other than PSTN/ISDN providing telephone service, e.g. Voice over Internet Protocol (VoIP), including next generation networks with a packet-switched transport layer

Definitions

  • the present invention relates to a conference console for a specialized ⁇ system and a conference system.
  • Conference systems such as Sennheiser's SDC 8000 conference system or Beyer- dardic's MCW-D-200 wireless conferencing system can be operated on a wired or wireless basis.
  • delegate stations such as Sennheiser's SDC 8000 conference system or Beyer- dardic's MCW-D-200 wireless conferencing system
  • Such consoles typically include a microphone, a speaker, and a variety of controls, such as a channel selector, an option button, a microphone on / off button, and a smart card slot.
  • the chip cards are used for personalization of the station.
  • the station has an interface for the bus system of the conference system.
  • the station is usually implemented in a housing, so that both the microphone / speaker and the interface of the station in the same housing are arranged. Personalization and encryption takes place here in the respective microphone units.
  • Some conference systems also offer the possibility that in particular mobile computers can be connected to the conference system. In this case, however, a data transmission between these computers takes place via a separate network in the conference system and not via the special bus system of the stations.
  • wired methods for transmitting digital audio data such as, for example, the AES-EBU and SPDIF formats for single-channel stereo transmission and the formats ADAT (8 channels) and MADI (64 channels) for multichannel transmission methods are known. These methods are point-to-point connections, i. the audio data is exchanged between 2 stations, a transmitting station and a receiving station.
  • Analog systems with more than 2 stations and the possibility of transmitting several channels simultaneously were based on the frequency multiplex method in the past.
  • Each channel is assigned a carrier frequency, which is modulated with the audio signal. All carrier frequencies are summed and sent to all other stations. By selecting the appropriate carrier frequency in the receiver and demodulating the desired audio signal can be filtered out of the frequency mixture.
  • Digital systems have hitherto pursued a proprietary approach. What they all have in common is that the digital audio data is sent over the line in time-division multiplexing. This means that in the transmitter a serial data stream is in form a continuous data frame containing the digital samples of all audio channels. The receiver extracts the samples associated with the selected channel from the data stream. The synchronization takes place with the aid of special data words which mark the beginning of a data frame at regular intervals. Digital audio data must be transmitted synchronously. To ensure continuous transmission, the clock rate must be transmitted using techniques that recover the clock from the serial data stream. The advantage of the digital method is that high audio quality can be achieved since the quality of the audio signals is independent of the quality of the transmission path.
  • Error correction methods can be used which increase the interference safety, and it is possible to ensure a security against eavesdropping by means of encryption methods.
  • the precise characteristics of such digital systems with regard to the number of channels, word width and sampling rate of the digital audio data, use of error correction methods and encoding methods are not standardized and are adapted to the respective requirements of a system.
  • the effort for the creation of such a system is not insignificant, since all components such as cabling, kaus ⁇ driver, signal processing circuits to the application software must be redeveloped.
  • a conference console for a conference system comprising an audio unit for converting audio signals into network-specific signals, a network interface for transmitting the network-specific signals to an external network and for receiving network-specific signals.
  • the network identifier stored in the network identification unit represents an internet protocol address.
  • the audio unit is designed for recording and reproducing audio signals.
  • the conference call station has control elements for controlling the conference call station.
  • the invention is based on the idea of coupling stations using a standard network and transmitting the digitized audio data over this network.
  • the advantages of digital audio transmission (high audio quality, interference immunity, integration capability of the hardware) are combined with the advantages of network transmission (manufacturer-independent components such as switches, available technology, available protocols). Special procedures ensure the continuity of the transmission of the digital audio data on a network that is not designed for synchronous data transmission.
  • the system thus consists of a plurality of audio stations which have a network connection and are interconnected using standard components 0.
  • Each audio station preferably has a microphone and a loudspeaker for recording and reproducing the audio information.
  • the analog microphone signal is converted to a digital signal and the digital speaker signal is converted to an analog signal, and data information compatible with the network standard used is generated.
  • microcontrollers are used here which have a suitable network interface and the corresponding software functions, but it is also conceivable to use programmable logic devices (FPGA) or the use of standard microcontrollers to which are connected switch circuits. Modifications of the described audio station are possible in that an audio station has only one microphone or only one loudspeaker.
  • An audio station can be extended by display elements (LED, LCD) and by function keys.
  • the audio stations are connected via commercially available standard components such as switches and / or routers. Since several audio stations are connected to each switch or router, depending on the design, this results in a star-shaped cabling of the system.
  • FIG. 1 shows a conference system according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a conference system according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a more detailed view of the audio stations according to the second embodiment
  • Figure 4 shows a schematic representation of an audio station according to the second embodiment.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a system according to a first embodiment of the invention.
  • three audio stations AS are connected to a first switch S1.
  • This switch S1 is in turn connected via a second switch S2 to a central Z.
  • FIG. 1 thus shows a system with star-connected audio stations and further components.
  • FIG. 2 shows a system according to a second exemplary embodiment. While the system according to the first embodiment has been formed from star-shaped audio stations, the system according to the second exemplary embodiment is formed by coupling audio stations AS in a series circuit. For this purpose, standard switches S are integrated in the audio stations. For this purpose, the originally star-shaped topology is transformed into a serial structure. Thus, each audio station AS has an integrated network switch S. Each audio station AS modified in this manner thus has 2 or more network connections, which makes it possible for the audio stations AS according to FIG. 2 to be connected to one another, one of the audio stations being connected to the central unit Z.
  • FIG. 3 shows a more detailed view of the connection of the audio stations according to the second embodiment of Figure 2.
  • Each audio station AS has an analog input a_in to which eg a microphone can be connected, and can an analog output a_out for connecting an audio amplifier or a speaker or Headphone.
  • This system can be used, for example, to set up discussion systems or conference systems, with the audio stations then serving as conference call stations, but it is also generally suitable for applications in which various audio signals are to be transported over a network.
  • the connection of the audio stations under ⁇ each other is realized with an Ethemet connection. For example, category 5 twisted pair cables can be used as the physical medium. Since a collision-free network can best meet the timing requirements of real-time data transmission, it is preferable to use a switched Ethernet network with bidirectional links.
  • the special feature of this system is that in each audio station AS an Ethernet switch is integrated and thus a standard network technology that is designed for star topology, for the series connection of Audiostatio ⁇ nen can be used.
  • the switch functionality can also be simulated by using a microcontroller with 2 integrated Ethernet interfaces and the software of the controller takes over the addressing functions of the switch.
  • FIG. 4 shows a more detailed structure of an audio station AS according to FIGS. 2 and 3.
  • Each audio station AS has a transmitting unit and a receiving unit.
  • the transmitting unit designates the functional blocks for feeding data into the network
  • the receiving unit denotes the functional blocks for receiving data from the network.
  • An interface converter 5, a microcontroller 7 and Ethemetswitches 9 are used bidirectionally.
  • Analog data is fed via the analog input 1 into the audio station AS.
  • the amplified analog audio signal is supplied to the analog / digital converter 3 via an amplifier 2, which can be designed to be adjustable.
  • a limiter in the amplifier 2 prevents overriding of the analog / digital converter input.
  • the analog / digital converter may, for example, have a resolution of 20 bits.
  • the converter generates from the analog audio signal a digital data stream 4, which is supplied to an interface converter 5.
  • the interface converter 5 converts the audio samples included in the serial data stream into a data format suitable for transmission over an Ethemet network.
  • the audio samples are forwarded to the microcontroller 7 via a parallel interface 6.
  • the microcontroller 7 loads the data words into a buffer and forms from a predetermined number of data words a data block which is embedded in an Ethernet frame according to IEEE 802.3.
  • an interface 8 eg the Mll standard can correspond to the Ethemetframe to the connection of a 3-port switch 9, at the other two ports via a transformer 10, the RJ45 socket 11 is connected, which establishes the physical connection to the network 12.
  • each audio station AS is assigned an internet protocol address by a central computer in the network. Alternatively, each audio station may have a fixed IP address.
  • the Ethemetframes coming or received from the network arrive via the RJ45 socket 13 and a transmitter 14 to the switch 9, in the switch 9 it is decided, based on the destination address or IP address contained in the Ethemet frame, whether the frame is intended for this audio station AS , If this is not the case, the frame is fed back into the network via the transmitter 10 and the connection 11, otherwise the frame passes via the interface 8 to the microcontroller 7.
  • the microcontroller takes the data words from the frame and sends them via the parallel Interface 6 to the interface converter 5.
  • the interface converter generates from the data words a memoril ⁇ len data stream 15, which is converted in the digital / analog converter 16 into an analog audio signal.
  • the analog audio signal is amplified 17 and provided at the analog output 18.
  • a switched ethernet network with bidirectional connection is used.
  • a transmission protocol for the network connection for example, UDP can be used.
  • the audio stations AS send data using the broadcast address and a port address or using multicast addresses to all other audio stations.
  • the conversion of the analog audio signal into digital samples is carried out in the A / D converter.
  • the special feature is that due to the use of the interface converter, it is possible to use any A / D converter intended for use in the audio sector with different sampling rates and resolutions.
  • the interface converter acts as a clock in the audio station. It stores the digital samples coming from the A / D converter and transmits them in regular intervals to the microcontroller.
  • the interface converter can be used to specify how many of the most significant bits of the samples are used for transmission over the network. Thus, the maximum possible number of audio channels can be set depending on the required audio quality of the transmission system.
  • the transmission of this information together with the audio data to the receiver stations allows an automatic adaptation of the receiver to the setting made on the transmission side.
  • the temporal transmission behavior of the system depends on the size of the data packets sent over the network.
  • the interface converter With the intermediate storage of the data, it is possible to set the size of the data packets as desired and thus to optimize the temporal transmission behavior.
  • the system is able to send audio data to multiple audio stations simultaneously.
  • broadcast addresses are used for the transmission of data, so that the data packets can be received by all other connected stations.
  • different port numbers are assigned, which are known to each receiver.
  • multicast addresses which are different for each audio channel to be transmitted. The selection of which channel is to be received at which audio station is made in the receiver by logging on to one of the multicast groups.
  • the audio station can be easily equipped with 2 or more Ethernet interfaces. This allows you to connect stations with short connection cables and, in the case of more than 2 interfaces, the connection of further devices, such as a cable. Computer with Ethemet interface to the audio station.
  • the microcontroller For receiving audio data, the microcontroller selects the port assigned to the audio channel to be received. In regular, from Interface converter predetermined time intervals, the audio data from the microcontroller are transmitted to the interface converter. Since the clocks in the receiving audio stations are not synchronized with the clock in the transmitting audio station, functions are implemented in the receivers which compensate the possibly existing frequency differences of the audio stations.
  • the interface converter is able to adjust the size of the buffer and pass the audio samples to the D / A converter at the correct resolution, based on the information available from the transmitting audio station.
  • a system of coupled audiostations can be used as the audio conferencing system.
  • the audio stations are designed as conference telephones and have a microphone and can have a sound speaker for recording and reproducing the audio information.
  • a connection for headphones or headsets may be provided.
  • the power supply of the audio stations can be carried out, for example, as a remote power supply via the network connection. Since the network transmits not only audio information but arbitrary data, far-reaching additional functions are possible in an audio station.
  • the audio stations can be equipped with function keys that can be used for a variety of signaling tasks in the network. For example, with centralized control of the conferencing system, each station can request a permission to speak, and the microphone is then turned on by the controller in the event that a transmission channel is idle.
  • the microphone units can be equipped with a chip card be equipped to tenters that allows the operation of the station only those persons who have a suitably programmed chip card. Information on the chip card can be evaluated both locally in the station and sent over the network to a central controller. Application could find this form of access authorization, for example, in the voting system described below, which can also be implemented using the audio stations.
  • the audio stations have one or more analog inputs to which, for example, external signal sources for recording voice or music can be connected. Furthermore, one or more analogue outputs are available for connecting headphones or analogue recording devices.
  • An additional network port on the audio station allows direct data connection between a laptop and the station.
  • This additional network connection can be designed as an Ethernet interface, as a WLAN interface and / or as a Bluetooth interface.
  • the first embodiment of the station is a delegate station, by means of which a delegate can follow a conference and, if necessary, can speak to the other participants in the conference by pressing the on / off switch for the microphone in the station.
  • Another station is a station for interpreters, who simultaneously dol ⁇ the respective contributions of the delegates in the desired languages. The simultaneously interpreted contributions of the delegates can either be retrieved by all delegates or the retrievable language can be specified in advance during personalization.
  • the conference system can be largely controlled. For example, a delegate may be interrupted if his contribution extends beyond the speaking time made available to him, for example by stopping or interrupting the transmission of the audio signals becomes.
  • the presidential station can be configured to unlock the station which is assigned to the subsequent speaker.
  • the presidential station may also be adapted to prevent direct communication between two delegates.
  • the intercom stations can be designed either as a delegate unit, as a presidential station or as an interpreter unit.
  • a president's station has additional functions with which the course of a conference can be controlled. In this case, certain function keys come into play, with which, for example, the microphones of other audio stations can be switched on or off.
  • An interpreter unit has certain functions which enable interception of an audio channel and simultaneous speech on another audio channel.
  • an audio conference system can be integrated into a complete media technology system.
  • an external interpreter system or infrared interpreter system Audio stations without microphone and loudspeaker, but with integrated RF receiver stage are used for the operation of wireless microphones.
  • the same network can be used to control presentation technology in a complete media-technical system using network-capable projectors and projection screens.
  • the existing media control can be used, so that a special control unit tuned only to the audio conference system can be dispensed with.
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • the network for the conference system is based on a wireless local area network WLAN.
  • a wireless local area network WLAN refers to a wireless local radio network, which is usually based on the standard of the IEEE 802.11 family.
  • WLAN networks operate in an infrastructure mode in which one or more base stations, ie wireless access points, control communication between the clients in the network. The transport of data usually takes place via the various access points.
  • an ad hoc network is also possible in which the clients communicate directly with each other.
  • Such an ad hoc network represents a wireless network architecture that is established between two or more mobile terminals without a fixed infrastructure.
  • Each client, that each conference call station is assigned address IP, for example, from a central computer in the WiFi network a Internetpro 'protocol.
  • IP address allows logical addressing of computers or network elements in IP networks such as the Internet. These IP addresses are entered in the source and destination address fields for each IP packet, ie each IP packet contains information about the address of the sender and the recipient.
  • version 4 of the Internet Protocol IPv4 allows 32-bit IP addresses to be used, separated by four dots.
  • Each 32-bit IP address is split into a network part and a device part (host part). In the simplest case, the first 16 bits represent the network part and the last 16 bits represent the device part.
  • the sixth version of the IP protocol is now based on the use of 128-bit addresses.
  • IP addresses can either be permanently assigned to a network element, or they can be allocated dynamically given a corresponding dial-in. Within private networks, the IP address itself can be assigned. A connection of all computers with a correspondingly assigned IP address in a private network with computer on the Internet is carried out via a Network Address Translation NAT.
  • IP addresses can be assigned when a network element is registered in a network via a corresponding network server.
  • a range of iP addresses can be defined on the network server from which additional network elements can be assigned a corresponding IP address.
  • such an address does not constitute a fixed IP address, but it only applies for the period during which the network element is registered in the network.
  • the network devices may be identified, for example, via their MAC address (Media Access Control) and receive a permanent IP address.

Abstract

The invention relates to a conference voice station for a conference system, comprising an audio unit which is used to convert audio signals into network-specific signals, a network interface which is used to emit network-specific signals to an external network and to capture network-specific signals of an external network and a network identification unit which is used to store a network identification.

Description

Sennheiser electronic GmbH & Co. KG Am Labor 1 , 30900 WedemarkSennheiser electronic GmbH & Co. KG Am Labor 1, 30900 Wedemark
Konferenz-Sprechstelle und KonferenzsystemConference station and conference system
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konferenz-Sprechstelle für ein Konferenz¬ system sowie ein Konferenzsystem.1 The present invention relates to a conference console for a Konferenz¬ system and a conference system. 1
Es sind Konferenzsysteme wie beispielsweise das SDC 8000 Konferenzsystem von Sennheiser oder das MCW-D-200 drahtlose Konferenzsystem von Beyerdy- namic bekannt, welche sowohl auf drahtgebundener als auch auf drahtloser Basis betrieben werden können. Hierbei sind Delegierten-Sprechstellen, eine Präsidenten-Sprechstelle und ggf. Dolmetscher-Sprechstellen über ein eigenes spezielles proprietäres Bussystem miteinander verbunden. Derartige, Sprechstel¬ len weisen typischerweise ein Mikrofon, einen Lautsprecher und eine Vielzahl von Bedienelementen, wie beispielsweise ein Bedienelement zum Auswählen des Kanals, eine Wahltaste, eine Taste zum Ein/Aus-Schalten des Mikrofons sowie einen Einschub für eine Chipkarte auf. Die Chipkarten werden zur Perso¬ nalisierung der Sprechstelle verwendet. Ferner weist die Sprechstelle eine Schnittstelle für das Bussystem des Konferenzsystems auf. Die Sprechstelle wird üblicherweise in einem Gehäuse realisiert, so dass sowohl das Mikrofon/der Lautsprecher und die Schnittstelle der Sprechstelle in dem gleichen Gehäuse angeordnet sind. Eine Personalisierung und eine Verschlüsselung erfolgt hierbei in den jeweiligen Sprechstellen.Conference systems such as Sennheiser's SDC 8000 conference system or Beyer- dardic's MCW-D-200 wireless conferencing system can be operated on a wired or wireless basis. In this case, delegate stations, a presidential station and possibly interpreter stations are connected to each other via their own proprietary proprietary bus system. Such consoles typically include a microphone, a speaker, and a variety of controls, such as a channel selector, an option button, a microphone on / off button, and a smart card slot. The chip cards are used for personalization of the station. Furthermore, the station has an interface for the bus system of the conference system. The station is usually implemented in a housing, so that both the microphone / speaker and the interface of the station in the same housing are arranged. Personalization and encryption takes place here in the respective microphone units.
Einige Konferenzsysteme bieten ferner die Möglichkeit, dass insbesondere mobi¬ le Computer an das Konferenzsystem angeschlossen werden können. Hierbei erfolgt eine Datenübertragung zwischen diesen Computern jedoch über ein separates Netzwerk in dem Konferenzsystem und nicht über das spezielle Bus¬ system der Sprechstellen.Some conference systems also offer the possibility that in particular mobile computers can be connected to the conference system. In this case, however, a data transmission between these computers takes place via a separate network in the conference system and not via the special bus system of the stations.
Ferner sind drahtgebundene Verfahren zur Übertragung von digitalen Audioda¬ ten wie beispielsweise die Formate AES-EBU und SPDIF für eine einkanalige Stereoübertragung und die Formate ADAT (8 Kanäle) und MADI (64 Kanäle) für mehrkanalige Übertragungsverfahren bekannt. Bei diesen Verfahren handelt es sich um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, d.h. die Audiodaten werden zwischen 2 Stationen, einer sendenden Station und einer empfangenden Station, ausge¬ tauscht.Furthermore, wired methods for transmitting digital audio data, such as, for example, the AES-EBU and SPDIF formats for single-channel stereo transmission and the formats ADAT (8 channels) and MADI (64 channels) for multichannel transmission methods are known. These methods are point-to-point connections, i. the audio data is exchanged between 2 stations, a transmitting station and a receiving station.
Analoge Systeme mit mehr als 2 Stationen und der Möglichkeit, mehrere Kanäle gleichzeitig zu übertragen, basierten in der Vergangenheit auf dem Frequenzmul¬ tiplexverfahren. Jedem Kanal ist hierbei eine Trägerfrequenz zugeordnet, die mit dem Audiosignal moduliert wird. Alle Trägerfrequenzen werden summiert und leitungsgebunden an alle weiteren Stationen gesendet. Durch Auswählen der entsprechenden Trägerfrequenz im Empfänger und Demodulation lässt sich das gewünschte Audiosignal aus dem Frequenzgemisch herausfiltern.Analog systems with more than 2 stations and the possibility of transmitting several channels simultaneously were based on the frequency multiplex method in the past. Each channel is assigned a carrier frequency, which is modulated with the audio signal. All carrier frequencies are summed and sent to all other stations. By selecting the appropriate carrier frequency in the receiver and demodulating the desired audio signal can be filtered out of the frequency mixture.
Ferner sei auf die Dokumente DE 199 06 381 A1 , DE 25 23 864 A1 , US 2004/0012669 A1 , US 2003/0233416 A1 , US , 2003/0142635 A1, US 2003/0058806 A1 , US 6,654,455 B1 und ITU-T H.323 (07/2003), Recom- mendation als Stand der Technik hingewiesen.Further attention is drawn to the documents DE 199 06 381 A1, DE 25 23 864 A1, US 2004/0012669 A1, US 2003/0233416 A1, US 2003/0142635 A1, US 2003/0058806 A1, US 6,654,455 B1 and ITU-T H .323 (07/2003), recom- mendation as state of the art.
Digitale Systeme verfolgen bislang einen proprietären Ansatz. Gemeinsam ist ihnen lediglich, dass die digitalen Audiodaten im Zeitmuitiplexverfahren über die Leitung gesendet werden. D.h. im Sender wird ein serieller Datenstrom in Form eines kontinuierlichen Datenrahmens erzeugt, der die digitalen Abtastwerte aller Audiokanale enthält. Der Empfänger extrahiert die dem ausgewählten Kanal zugeordneten Abtastwerte aus dem Datenstrom. Die Synchronisierung erfolgt mit Hilfe von besonderen Datenwörtern, die in regelmäßigen Abständen den Anfang eines Datenrahmens kennzeichnen. Digitale Audiodaten müssen synchron über¬ tragen werden. Um eine kontinuierliche Übertragung zu gewährleisten, muss die Taktrate übertragen werden, dazu verwendet man Verfahren, die den Takt aus dem seriellen Datenstrom zurückgewinnen. Der Vorteil des digitalen Verfahrens besteht darin, dass damit eine hohe Audioqualität erzielt werden kann, da die Qualität der Audiosignale unabhängig von der Qualität der Übertragungsstrecke ist. Es können Fehlerkorrekturverfahren zum Einsatz kommen, die die Störsi¬ cherheit erhöhen, und es besteht die Möglichkeit, durch Verschlüsselungsverfah¬ ren eine Abhörsicherheit zu gewährleisten. Die genaue Ausprägung solcher digitaler Systeme hinsichtlich Anzahl der Kanäle, Wortbreite und Abtastrate der digitalen Audiodaten, Verwendung von Fehlerkorrekturverfahren und Verschlüs¬ selungsverfahren ist jedoch nicht standardisiert und wird den jeweiligen Anforde¬ rungen an ein System angepasst. Der Aufwand für die Erstellung eines solchen Systems ist nicht unerheblich, da alle Komponenten wie Verkabelung, Leitungs¬ treiber, Signalverarbeitungsschaltkreise bis hin zur Anwendungssoftware neu entwickelt werden müssen.Digital systems have hitherto pursued a proprietary approach. What they all have in common is that the digital audio data is sent over the line in time-division multiplexing. This means that in the transmitter a serial data stream is in form a continuous data frame containing the digital samples of all audio channels. The receiver extracts the samples associated with the selected channel from the data stream. The synchronization takes place with the aid of special data words which mark the beginning of a data frame at regular intervals. Digital audio data must be transmitted synchronously. To ensure continuous transmission, the clock rate must be transmitted using techniques that recover the clock from the serial data stream. The advantage of the digital method is that high audio quality can be achieved since the quality of the audio signals is independent of the quality of the transmission path. Error correction methods can be used which increase the interference safety, and it is possible to ensure a security against eavesdropping by means of encryption methods. However, the precise characteristics of such digital systems with regard to the number of channels, word width and sampling rate of the digital audio data, use of error correction methods and encoding methods are not standardized and are adapted to the respective requirements of a system. The effort for the creation of such a system is not insignificant, since all components such as cabling, Leitungs¬ driver, signal processing circuits to the application software must be redeveloped.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konferenz-Sprechstelle sowie ein Konferenzsystem vorzusehen, welche sowohl universell einsetzbar sind als auch über eine ausreichende Audioqualität verfügen.It is therefore an object of the present invention to provide a conference console and a conference system, which are both universally applicable as well as have a sufficient audio quality.
Diese Aufgabe wird durch eine Konferenz-Sprechstelle nach Anspruch 1 sowie durch ein Konferenzsystem nach Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a conference console according to claim 1 and by a conference system according to claim 9.
Somit wird eine Konferenz-Sprechstelle für ein Konferenzsystem vorgesehen, welche eine Audioeinheit zum Wandeln von Audiosignalen in netzwerkspezifi¬ sche Signale, eine Netzwerkschnittstelle zum Senden der netzwerkspezifischen Signale an ein externes Netzwerk und zum Empfangen von netzwerkspezifi- schen Signalen von einem externen Netzwerk und eine Netzwerkidentifikations¬ einheit zum Speichern einer Netzwerkkennung aufweist.Thus, a conference console is provided for a conference system comprising an audio unit for converting audio signals into network-specific signals, a network interface for transmitting the network-specific signals to an external network and for receiving network-specific signals. has signals from an external network and a Netzwerkidentifikations¬ unit for storing a network identifier.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung stellt die in der Netzwerkidentifikati¬ onseinheit gespeicherte Netzwerkkennung eine Internetprotokoll-Adresse dar.According to one embodiment of the invention, the network identifier stored in the network identification unit represents an internet protocol address.
5. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Audioeinheit zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Audiosignalen ausgebildet.5. According to another embodiment of the invention, the audio unit is designed for recording and reproducing audio signals.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Konferenz- Sprechstelle Bedienelemente zur Steuerung der Konferenz-Sprechstelle auf.According to a further embodiment of the invention, the conference call station has control elements for controlling the conference call station.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, Sprechstellen unter Verwendung eines o Standard-Netzwerkes zu koppeln und die in digitalisierter Form vorliegenden Audiodaten über dieses Netzwerk zu übertragen. Dabei werden die Vorteile der digitalen Audioübertragung (hohe Audioqualität, Störsicherheit, Integrationsfähig¬ keit der Hardware) mit den Vorteilen der Netzwerkübertragung (herstellerunab¬ hängige Komponenten wie Switches, verfügbare Technologie, verfügbare Proto- 5 kolle) verbunden. Spezielle Verfahren gewährleisten dabei die Kontinuität der Übertragung der digitalen Audiodaten auf einem Netz, das nicht für synchrone Datenübertragung ausgelegt ist.The invention is based on the idea of coupling stations using a standard network and transmitting the digitized audio data over this network. The advantages of digital audio transmission (high audio quality, interference immunity, integration capability of the hardware) are combined with the advantages of network transmission (manufacturer-independent components such as switches, available technology, available protocols). Special procedures ensure the continuity of the transmission of the digital audio data on a network that is not designed for synchronous data transmission.
Das System besteht somit aus einer Vielzahl von Audiostationen, die über einen Netzwerkanschluss verfügen und unter Verwendung von Standardkomponenten 0 miteinander verbunden sind. Jede Audiostation besitzt vorzugsweise ein Mikro¬ fon und einen Lautsprecher zur Aufnahme und Wiedergabe der Audioinformati¬ on. Das analoge Mikrofonsignal wird in ein digitales Signal bzw. das digitale Lautsprechersignal in ein analoges Signal umgewandelt, und zum verwendeten Netzwerkstandard kompatible Dateninformationen werden erzeugt. Im Allgemei- 5 nen kommen hier Mikrocontroller zum Einsatz, die über eine geeignete Netz¬ werkschnittstelle und die entsprechenden Softwarefunktionen verfügen, denkbar ist aber auch ein Einsatz von programmierbaren Logikbausteinen (FPGA) oder die Verwendung von Standard-Mikrocontrollern, an die handelsübliche Schnitt- stellenschaltkreise angeschlossen sind. Abwandlungen der beschriebenen Au¬ diostation sind dahingehend möglich, dass eine Audiostation entweder nur über ein Mikrofon oder nur über einen Lautsprecher verfügt. Eine Audiostation kann um Anzeigeelemente (LED, LCD) und um Funktionstasten erweitert werden.The system thus consists of a plurality of audio stations which have a network connection and are interconnected using standard components 0. Each audio station preferably has a microphone and a loudspeaker for recording and reproducing the audio information. The analog microphone signal is converted to a digital signal and the digital speaker signal is converted to an analog signal, and data information compatible with the network standard used is generated. In general, microcontrollers are used here which have a suitable network interface and the corresponding software functions, but it is also conceivable to use programmable logic devices (FPGA) or the use of standard microcontrollers to which are connected switch circuits. Modifications of the described audio station are possible in that an audio station has only one microphone or only one loudspeaker. An audio station can be extended by display elements (LED, LCD) and by function keys.
Die Verbindung der Audiostationen erfolgt über handelsübliche Standardkompo¬ nenten wie Switches und/oder Router. Da an jedem Switch bzw. Router je nach Ausführung mehrere Audiostationen angeschlossen werden, ergibt sich eine sternförmige Verkabelung des Systems.The audio stations are connected via commercially available standard components such as switches and / or routers. Since several audio stations are connected to each switch or router, depending on the design, this results in a star-shaped cabling of the system.
Aufgrund der Verwendung eines Standardnetzwerkes lassen sich weitere netz- werkfähige Komponenten in das System integrieren. Dies sind zunächst PCs, die Steuerfunktionen im System wahrnehmen können oder unabhängig von der Audiofunktionalität des Systems untereinander Daten austauschen können. Des Weiteren ist denkbar, weitere Komponenten wie Lichtsteueranlagen, Me- diensteuergerate und Projektoren in das Netzwerk zu integrieren.Due to the use of a standard network, further network-capable components can be integrated into the system. These are initially PCs that can perform control functions in the system or can exchange data with each other regardless of the audio functionality of the system. Furthermore, it is conceivable to integrate further components such as light control systems, metering devices and projectors into the network.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the drawings.
Figur 1 zeigt ein Konferenzsystem gemäß einem ersten Ausführungs¬ beispiel,FIG. 1 shows a conference system according to a first exemplary embodiment,
Figur 2 zeigt ein Konferenzsystem gemäß einem zweiten Ausführungs¬ beispiel,FIG. 2 shows a conference system according to a second exemplary embodiment,
Figur 3 zeigt eine detailliertere Ansicht der Audiostationen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, undFigure 3 shows a more detailed view of the audio stations according to the second embodiment, and
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Audiostation gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei sind drei Audiostationen AS mit einem ersten Switch S1 verbunden. Dieser Switch S1 ist wiederum über einen zweiten Switch S2 mit einer Zentrale Z verbunden.Figure 4 shows a schematic representation of an audio station according to the second embodiment. Figure 1 shows a schematic representation of a system according to a first embodiment of the invention. In this case, three audio stations AS are connected to a first switch S1. This switch S1 is in turn connected via a second switch S2 to a central Z.
Aufgrund der räumlichen Positionierung der Audiostationen kann es wegen der sternförmigen Topologie des Netzwerkes zu erheblichem Verkabelungsaufwand kommen. Figur 1 zeigt somit ein System mit sternförmig verbundenen Audiosta¬ tionen und weiteren Komponenten.Due to the spatial positioning of the audio stations, it can come to considerable cabling due to the star-shaped topology of the network. FIG. 1 thus shows a system with star-connected audio stations and further components.
Figur 2 zeigt ein System gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Während das System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus sternförmig verbunde¬ nen Audiostationen gebildet wurde, wird das System gemäß dem zweiten Aus¬ führungsbeispiel durch eine Kopplung von Audiostationen AS in einer Reihen¬ schaltung gebildet. Hierzu werden standardmäßige Switches S in den Audiosta¬ tionen integriert. Dazu wird die ursprünglich sternförmige Topologie zu einer seriellen Struktur umgebildet. Somit weist jede Audiostation AS einen integrierten Netzwerkswitch S auf. Jede in dieser Weise modifizierte Audiostation AS besitzt somit 2 oder mehr Netzwerkanschlüsse, wodurch es möglich wird, dass die Audiostationen AS gemäß Figur 2 miteinander verbunden werden, wobei eine der Audiostationen mit der Zentraleinheit Z verbunden ist.FIG. 2 shows a system according to a second exemplary embodiment. While the system according to the first embodiment has been formed from star-shaped audio stations, the system according to the second exemplary embodiment is formed by coupling audio stations AS in a series circuit. For this purpose, standard switches S are integrated in the audio stations. For this purpose, the originally star-shaped topology is transformed into a serial structure. Thus, each audio station AS has an integrated network switch S. Each audio station AS modified in this manner thus has 2 or more network connections, which makes it possible for the audio stations AS according to FIG. 2 to be connected to one another, one of the audio stations being connected to the central unit Z.
Figur 3 zeigt eine detailliertere Ansicht der Verbindung der Audiostationen gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von Figur 2. Jede Audiostation AS besitzt einen analogen Eingang a_in, an den z.B. ein Mikrofon angeschlossen werden kann, und kann einen analogen Ausgang a_out zum Anschluss eines Audioverstärkers oder eines Lautsprechers oder Kopfhörers aufweisen. Mit diesem System können z.B. Diskussionsanlagen oder Konferenzsysteme aufgebaut werden, wobei die Audiostationen dann als Konferenzsprechstellen dienen, es eignet sich aber auch allgemein für Anwendungen, bei denen verschiedene Audiosignale über ein Netzwerk transportiert werden sollen. Die Verbindung der Audiostationen unter¬ einander wird mit einer Ethemet-Verbindung realisiert. Als physikalisches Medium kann z.B. Kategorie-5-Twisted-Pair-Kabel verwendet werden. Da ein kollisionsfreies Netz am besten die Anforderungen an das Zeitverhalten bei der Übertragung von Echtzeitdaten erfüllen kann, wird vorzugsweise ein .„Switched Ethernef'-Netzwerk mit bidirektionalen Verbindungen verwendet. Die Besonderheit dieses Systems besteht darin, dass in jede Audiostation AS ein Ethernet-Switch integriert wird und damit eine Standard-Netzwerktechnologie, die für Stern-Topologie ausgelegt ist, für die Hintereinanderschaltung der Audiostatio¬ nen verwendet werden kann.Figure 3 shows a more detailed view of the connection of the audio stations according to the second embodiment of Figure 2. Each audio station AS has an analog input a_in to which eg a microphone can be connected, and can an analog output a_out for connecting an audio amplifier or a speaker or Headphone. This system can be used, for example, to set up discussion systems or conference systems, with the audio stations then serving as conference call stations, but it is also generally suitable for applications in which various audio signals are to be transported over a network. The connection of the audio stations unter¬ each other is realized with an Ethemet connection. For example, category 5 twisted pair cables can be used as the physical medium. Since a collision-free network can best meet the timing requirements of real-time data transmission, it is preferable to use a switched Ethernet network with bidirectional links. The special feature of this system is that in each audio station AS an Ethernet switch is integrated and thus a standard network technology that is designed for star topology, for the series connection of Audiostatio¬ nen can be used.
Die Switch-Funktionalität kann auch dadurch nachgebildet werden, dass ein Mikrocontroller mit 2 integrierten Ethernet-Schnittstellen verwendet wird und die Software des Controllers die Adressierungsfunktionen des Switches übernimmt.The switch functionality can also be simulated by using a microcontroller with 2 integrated Ethernet interfaces and the software of the controller takes over the addressing functions of the switch.
Figur 4 zeigt einen detaillierteren Aufbau einer Audiostation AS gemäß Figur 2 und 3. Jede Audiostation AS besitzt eine Sende- und eine Empfangseinheit. Die Sendeeinheit bezeichnet die Funktionsblöcke zum Einspeisen von Daten in das Netzwerk, die Empfangseinheit bezeichnet die Funktionsblöcke zum Empfangen von Daten aus dem Netzwerk. Ein Schnittstellenwandler 5, ein Mikrocontroller 7 und Ethemetswitches 9 werden bidirektional eingesetzt.FIG. 4 shows a more detailed structure of an audio station AS according to FIGS. 2 and 3. Each audio station AS has a transmitting unit and a receiving unit. The transmitting unit designates the functional blocks for feeding data into the network, the receiving unit denotes the functional blocks for receiving data from the network. An interface converter 5, a microcontroller 7 and Ethemetswitches 9 are used bidirectionally.
Analoge Daten werden über den Analogeingang 1 in die Audiostation AS einge¬ speist. Über einen Verstärker 2, der regelbar ausgeführt sein kann, gelangt das verstärkte analoge Audiosignal an den Analog/Digital-Wandler 3. Ein Begrenzer im Verstärker 2 verhindert die Übersteuerung des Analog/Digital-Wandler- Eingangs. Der Analog/Digital-Wandler kann beispielsweise eine Auflösung von 20 Bit aufweisen. Der Wandler erzeugt aus dem analogen Audiosignal einen digitalen Datenstrom 4, der einem Schnittstellenwandler 5 zugeführt wird. Der Schnittstellenwandler 5 wandelt die im seriellen Datenstrom enthaltenen Audio- abtastwerte in ein Datenformat um, das für die Übertragung über ein Ethemet- Netzwerk geeignet ist. Die Audioabtastwerte werden über eine parallele Schnitt¬ stelle 6 an den Mikrocontroller 7 weitergeleitet. Der Mikrocontroller 7 lädt die Datenworte in einen Zwischenspeicher und bildet aus einer vorher festgelegten Anzahl von Datenworten einen Datenblock, der in ein Ethernetframe gemäß IEEE 802.3 eingebettet wird. Über eine Schnittstelle 8, die z.B. dem Mll-Standard entsprechen kann, wird der Ethemetframe an den Anschluss eines 3-Port-Switch 9 geführt, an den beiden weiteren Ports wird jeweils über einen Übertrager 10 die RJ45-Buchse 11 angeschlossen, die den physikalischen Anschluss an das Netzwerk 12 herstellt. Jeder Audiostation AS wird beispielsweise von einem zentralen Rechner in dem Netzwerk eine Internetprotokoll-Adresse zugeordnet. Alternativ dazu kann jede Audiostation eine feste IP-Adresse aufweisen.Analog data is fed via the analog input 1 into the audio station AS. The amplified analog audio signal is supplied to the analog / digital converter 3 via an amplifier 2, which can be designed to be adjustable. A limiter in the amplifier 2 prevents overriding of the analog / digital converter input. The analog / digital converter may, for example, have a resolution of 20 bits. The converter generates from the analog audio signal a digital data stream 4, which is supplied to an interface converter 5. The interface converter 5 converts the audio samples included in the serial data stream into a data format suitable for transmission over an Ethemet network. The audio samples are forwarded to the microcontroller 7 via a parallel interface 6. The microcontroller 7 loads the data words into a buffer and forms from a predetermined number of data words a data block which is embedded in an Ethernet frame according to IEEE 802.3. Via an interface 8, eg the Mll standard can correspond to the Ethemetframe to the connection of a 3-port switch 9, at the other two ports via a transformer 10, the RJ45 socket 11 is connected, which establishes the physical connection to the network 12. For example, each audio station AS is assigned an internet protocol address by a central computer in the network. Alternatively, each audio station may have a fixed IP address.
Die vom Netzwerk kommenden bzw. empfangenen Ethemetframes gelangen über die RJ45-Buchse 13 und einen Übertrager 14 an den Switch 9, im Switch 9 wird aufgrund der im Ethemetframe enthaltenen Zieladresse bzw. IP-Adresse entschieden, ob der Frame für diese Audiostation AS bestimmt ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Frame über den Übertrager 10 und den Anschluss 11 wieder ins Netzwerk eingespeist, anderenfalls gelangt der Frame über die Schnittstelle 8 an den MikroController 7. Der Mikrocontroller entnimmt dem Frame die Daten¬ worte und sendet diese über die parallele Schnittstelle 6 an den Schnittstellen- wandler 5. Der Schnittstellenwandler erzeugt aus den Datenworten einen seriel¬ len Datenstrom 15, der im Digital/Analog-Wandler 16 in ein analoges Audiosignal umgewandelt wird. Das analoge Audiosignal wird verstärkt 17 und am Analog¬ ausgang 18 zur Verfügung gestellt.The Ethemetframes coming or received from the network arrive via the RJ45 socket 13 and a transmitter 14 to the switch 9, in the switch 9 it is decided, based on the destination address or IP address contained in the Ethemet frame, whether the frame is intended for this audio station AS , If this is not the case, the frame is fed back into the network via the transmitter 10 and the connection 11, otherwise the frame passes via the interface 8 to the microcontroller 7. The microcontroller takes the data words from the frame and sends them via the parallel Interface 6 to the interface converter 5. The interface converter generates from the data words a seriel¬ len data stream 15, which is converted in the digital / analog converter 16 into an analog audio signal. The analog audio signal is amplified 17 and provided at the analog output 18.
Vorzugsweise wird ein „Switched Ethemef'-Netzwerk mit bidirektionalen Verbin- düngen verwendet. Als Übertragungsprotokoll für die Netzwerkverbindung kann zum Beispiel UDP eingesetzt werden. Die Audiostationen AS senden Daten unter Verwendung der Broadcastadresse und einer Portadresse oder unter Verwendung von Multicastadressen an alle übrigen Audiostationen. Die Um¬ wandlung des analogen Audiosignals in digitale Abtastwerte wird im A/D- Wandler durchgeführt. Die Besonderheit besteht darin, dass es aufgrund der Verwendung des Schnittstellenwandlers möglich ist, beliebige für den Einsatz im Audiobereich bestimmte A/D-Wandler mit unterschiedlichen Abtastraten und Auflösungen einzusetzen.Preferably, a switched ethernet network with bidirectional connection is used. As a transmission protocol for the network connection, for example, UDP can be used. The audio stations AS send data using the broadcast address and a port address or using multicast addresses to all other audio stations. The conversion of the analog audio signal into digital samples is carried out in the A / D converter. The special feature is that due to the use of the interface converter, it is possible to use any A / D converter intended for use in the audio sector with different sampling rates and resolutions.
Der Schnittstellenwandler wirkt in der Audiostation als Taktgeber. Er speichert die vom A/D-Wandler kommenden digitalen Abtastwerte und überträgt diese in regelmäßigen Zeitabständen an den MikroController. Im Schnittstellenwandler kann festgelegt werden, wie viele der höchstwertigen Bits der Abtastwerte für die Versendung über das Netzwerk verwendet werden. Damit kann die maximal mögliche Anzahl der Audiokanäle in Abhängigkeit von der geforderten Audioqua- lität des Übertragungssystems eingestellt werden. Die Übertragung dieser Infor¬ mation zusammen mit den Audiodaten an die Empfängerstationen ermöglicht eine automatische Anpassung der Empfänger an die sendeseitig vorgenommene Einstellung.The interface converter acts as a clock in the audio station. It stores the digital samples coming from the A / D converter and transmits them in regular intervals to the microcontroller. The interface converter can be used to specify how many of the most significant bits of the samples are used for transmission over the network. Thus, the maximum possible number of audio channels can be set depending on the required audio quality of the transmission system. The transmission of this information together with the audio data to the receiver stations allows an automatic adaptation of the receiver to the setting made on the transmission side.
Das zeitliche Qbertragungsverhalten des Systems ist abhängig von der Größe der Datenpakete, die über das Netzwerk gesendet werden. Durch die Verwen¬ dung des Schnittstellenwandlers mit der Zwischenspeicherung der Daten ist es möglich, die Größe der Datenpakete beliebig einzustellen und damit das zeitliche Übertragungsverhalten zu optimieren.The temporal transmission behavior of the system depends on the size of the data packets sent over the network. By using the interface converter with the intermediate storage of the data, it is possible to set the size of the data packets as desired and thus to optimize the temporal transmission behavior.
Das System ist in der Lage, Audiodaten an mehrere Audiostationen gleichzeitig zu versenden. Dazu werden für das Senden von Daten zum Beispiel Broadcast- Adressen verwendet, so dass die Datenpakete von allen anderen angeschlosse¬ nen Stationen empfangen werden können. Zur Unterscheidung verschiedener Audiokanäle werden unterschiedliche Portnummern vergeben, die jedem Emp¬ fänger bekannt sind. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung von Multicast- Adressen, die für jeden zu übertragenden Audiokanal unterschiedlich sind. Die Auswahl, welcher Kanal an welcher Audiostation empfangen werden soll, wird im Empfänger durch die Anmeldung an eine der Multicast-Gruppen getroffen.The system is able to send audio data to multiple audio stations simultaneously. For this purpose, for example, broadcast addresses are used for the transmission of data, so that the data packets can be received by all other connected stations. To differentiate between different audio channels, different port numbers are assigned, which are known to each receiver. Another possibility is to use multicast addresses, which are different for each audio channel to be transmitted. The selection of which channel is to be received at which audio station is made in the receiver by logging on to one of the multicast groups.
Durch den Einsatz eines Switches lässt sich die Audiostation auf einfache Weise mit 2 oder mehreren Ethernet-Schnittstellen ausrüsten. Dies ermöglicht ein Anei- nanderreihen von Stationen mit kurzen Verbindungskabeln und, bei mehr als 2 Schnittstellen, den Anschluss weiterer Geräte wie z.B. Computer mit Ethemet- Schnittstelle an die Audiostation.By using a switch, the audio station can be easily equipped with 2 or more Ethernet interfaces. This allows you to connect stations with short connection cables and, in the case of more than 2 interfaces, the connection of further devices, such as a cable. Computer with Ethemet interface to the audio station.
Zum Empfangen von Audiodaten wird im Mikrocontroller der Port ausgewählt, der dem zu empfangenen Audiokanal zugeordnet ist. In regelmäßigen, vom Schnittstellenwandler vorgegebenen Zeitabständen werden die Audiodaten vom Mikrocontroller in den Schnittstellenwandler übertragen. Da die Taktgeber in den empfangenden Audiostationen nicht mit dem Taktgeber in der sendenden Audio¬ station synchronisiert sind, sind in den Empfängern Funktionen implementiert, die die gegebenenfalls vorhandenen Frequenzunterschiede der Audiostationen kompensieren.For receiving audio data, the microcontroller selects the port assigned to the audio channel to be received. In regular, from Interface converter predetermined time intervals, the audio data from the microcontroller are transmitted to the interface converter. Since the clocks in the receiving audio stations are not synchronized with the clock in the transmitting audio station, functions are implemented in the receivers which compensate the possibly existing frequency differences of the audio stations.
Der Schnittstellenwandler ist aufgrund der Informationen, die von der sendenden Audiostation vorliegen, in der Lage, die Größe des Zwischenspeichers einzustel¬ len und die Audioabtastwerte mit der korrekten Auflösung an den .D/A-Wandler weiterzuleiten.The interface converter is able to adjust the size of the buffer and pass the audio samples to the D / A converter at the correct resolution, based on the information available from the transmitting audio station.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung lässt sich - basierend auf dem zweiten Ausführungsbeispiel - ein System aus gekoppelten Audiostatio¬ nen als Audiokonferenzsystem einsetzen. Die Audiostationen sind als Konfe¬ renzsprechstellen ausgeführt und besitzen ein Mikrofon und können einen Laut- Sprecher zur Aufnahme und Wiedergabe der Audioinformation aufweisen. Alter¬ nativ oder zusätzlich kann auch ein Anschluss für Kopfhörer oder Headsets vorgesehen sein. Die Stromversorgung der Audiostationen kann zum Beispiel als Fernspeisung über die Netzwerkverbindung ausgeführt werden. Da das Netz¬ werk nicht nur Audioinformation, sondern beliebige Daten übermittelt, sind weit- reichende zusätzliche Funktionen in einer Audiostation möglich.According to a third exemplary embodiment of the invention, based on the second exemplary embodiment, a system of coupled audiostations can be used as the audio conferencing system. The audio stations are designed as conference telephones and have a microphone and can have a sound speaker for recording and reproducing the audio information. Alter¬ natively or additionally, a connection for headphones or headsets may be provided. The power supply of the audio stations can be carried out, for example, as a remote power supply via the network connection. Since the network transmits not only audio information but arbitrary data, far-reaching additional functions are possible in an audio station.
Die Audiostationen können mit Funktionstasten ausgerüstet sein, die für vielfälti¬ ge Signalisierungsaufgaben im Netzwerk benutzt werden können. Beispielsweise lässt sich bei zentraler Steuerung des Konferenzsystems von jeder Sprechstelle eine Sprecherlaubnis anfordern, das Mikrofon wurde dann von der Steuerung im Fall, dass ein Qbertragungskanal frei ist, eingeschaltet.The audio stations can be equipped with function keys that can be used for a variety of signaling tasks in the network. For example, with centralized control of the conferencing system, each station can request a permission to speak, and the microphone is then turned on by the controller in the event that a transmission channel is idle.
Mit Hilfe von in den Konferenz-Sprechstellen eingebauten Anzeigeelementen, die als LED, Character-LCD oder Punktmatrix-LCD ausgeführt sein können, lassen sich Betriebszustände der Sprechstelle anzeigen und innerhalb des Netzwerkes versendete Nachrichten darstellen. Die Sprechstellen können mit einem Chipkar- tenleser ausgerüstet sein, der die Bedienung der Station nur denjenigen Perso¬ nen ermöglicht, die über eine entsprechend programmierte Chipkarte verfügen. Informationen auf der Chipkarte können sowohl lokal in der Sprechstelle ausge¬ wertet werden als auch über das Netzwerk an eine zentrale Steuerung gesendet werden. Anwendung könnte diese Form der Zugangsberechtigung zum Beispiel bei dem unten beschriebenen Abstimmungssystem finden, das sich ebenfalls mit Hilfe der Audiostationen realisieren lässt.With the aid of display elements installed in the conference call stations, which can be designed as LED, character LCD or dot-matrix LCD, it is possible to display operating states of the microphone unit and display messages sent within the network. The microphone units can be equipped with a chip card be equipped to tenters that allows the operation of the station only those persons who have a suitably programmed chip card. Information on the chip card can be evaluated both locally in the station and sent over the network to a central controller. Application could find this form of access authorization, for example, in the voting system described below, which can also be implemented using the audio stations.
Die Audiostationen verfügen über einen oder mehrere analoge Eingänge, an die beispielsweise externe Signalquellen zur Einspielung von Sprache oder Musik angeschlossen werden können. Weiterhin sind ein oder mehrere analoge Aus¬ gänge zum Anschluss von Kopfhörern oder analogen Aufnahmegeräten vorhan¬ den.The audio stations have one or more analog inputs to which, for example, external signal sources for recording voice or music can be connected. Furthermore, one or more analogue outputs are available for connecting headphones or analogue recording devices.
Ein zusätzlicher Netzwerkanschluss an der Audiostation ermöglicht die direkte Datenverbindung zwischen einem Laptop und der Station. Dieser zusätzliche Netzwerkanschluss kann als Ethernet-Schnittstelle, als WLAN-Schnittstelle und/oder als Bluetooth-Schnittstelle ausgebildet sein.An additional network port on the audio station allows direct data connection between a laptop and the station. This additional network connection can be designed as an Ethernet interface, as a WLAN interface and / or as a Bluetooth interface.
In dem Konferenzsystem können drei verschiedene Ausführungen von Konfe¬ renz-Sprechstellen vorhanden sein. Die erste Ausführung der Sprechstelle stellt eine Delegierten-Sprechstelle dar, mittels der ein Delegierter eine Konferenz verfolgen kann und ggf. durch Betätigen des Ein/Aus-Schalters für das Mikrofon in der Sprechstelle zu den anderen Teilnehmern der Konferenz sprechen kann. Eine weitere Sprechstelle stellt eine Sprechstelle für Dolmetscher dar, welche die jeweiligen Beiträge der Delegierten in die gewünschten Sprachen simultan dol¬ metschen. Die simultan gedolmetschten Beiträge der Delegierten können entwe- der von allen Delegierten abgerufen werden oder die abrufbare Sprache kann vorab bei der Personalisierung festgelegt werden. Mittels einer Präsidenten- bzw. Vorsitzenden-Sprechstelle kann das Konferenzsystem weitgehend gesteuert werden. Beispielsweise kann ein Delegierter unterbrochen werden, wenn sein Beitrag sich über die ihm zur Verfügung gestellte Redezeit erstreckt, indem beispielsweise die Übertragung der Audiosignale gestoppt oder unterbrochen wird. Alternativ dazu kann die Präsidenten-Sprechstelle dazu ausgestaltet sein, diejenige Sprechstelle frei zu schalten, welche dem nachfolgenden Redner zu¬ geordnet ist. Die Präsidenten-Sprechstelle kann ferner dazu geeignet sein, eine direkte Kommunikation zwischen zwei Delegierten zu unterbinden.In the conference system, three different types of conference consoles can be present. The first embodiment of the station is a delegate station, by means of which a delegate can follow a conference and, if necessary, can speak to the other participants in the conference by pressing the on / off switch for the microphone in the station. Another station is a station for interpreters, who simultaneously dol¬ the respective contributions of the delegates in the desired languages. The simultaneously interpreted contributions of the delegates can either be retrieved by all delegates or the retrievable language can be specified in advance during personalization. By means of a presidential or chairman intercom station, the conference system can be largely controlled. For example, a delegate may be interrupted if his contribution extends beyond the speaking time made available to him, for example by stopping or interrupting the transmission of the audio signals becomes. Alternatively, the presidential station can be configured to unlock the station which is assigned to the subsequent speaker. The presidential station may also be adapted to prevent direct communication between two delegates.
Die Sprechstellen können entweder als Delegiertensprechstelle, als Präsiden- tensprechstelle oder als Dolmetschersprechstelle ausgeführt sein. Eine Präsi- dentensprechstelle verfügt über zusätzliche Funktionen, mit Hilfe derer der Ab¬ lauf einer Konferenz gesteuert werden kann. Zum Tragen kommen dabei be¬ stimmte Funktionstasten, mit denen zum Beispiel die Mikrofone anderer Audio- Stationen ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Eine Dolmetschersprechstelle verfügt über bestimmte Funktionen, mit Hilfe derer das Abhören eines Audioka¬ nals und gleichzeitiges Sprechen auf einem anderen Audiokanal ermöglicht wird.The intercom stations can be designed either as a delegate unit, as a presidential station or as an interpreter unit. A president's station has additional functions with which the course of a conference can be controlled. In this case, certain function keys come into play, with which, for example, the microphones of other audio stations can be switched on or off. An interpreter unit has certain functions which enable interception of an audio channel and simultaneous speech on another audio channel.
Es ist ebenfalls möglich, die Sprechstellen mit einer Abstimmfunktion auszurüs¬ ten. Dazu dienen wiederum Funktionstasten, die den entsprechenden Wahlmög- lichkeiten, zum Beispiel "Ja", "Nein", "Enthaltung" zugeordnet sind. Die Informati¬ on, welche Taste an der Audiostation gedrückt wurde, wird über das Netzwerk an die zentrale Steuerung gesendet und das Abstimmergebnis wird ermittelt und visualisiert.It is likewise possible to equip the intercom stations with a tuning function. Function keys which are assigned to the corresponding selection possibilities, for example "yes", "no", "abstention", serve in turn for this purpose. The information on which key was pressed at the audio station is sent via the network to the central controller and the voting result is determined and visualized.
Aufgrund der Verwendung eines Standard-Netzwerkes ist es möglich, Konferen- zen über das Internet zu koppeln. Teilnehmer, die sich außerhalb des Konferenz¬ raumes befinden, können sich unter Verwendung geeigneter Hardwarekompo¬ nenten per Internet und Voice-Over-IP in eine Konferenz einschalten. Zudem ist es möglich, mit Hilfe von WLAN-Komponenten drahtlose Audiostationen oder andere netzwerkfähige Komponenten in das Konferenzsystem einzubinden.Due to the use of a standard network, it is possible to link conferences via the Internet. Subscribers who are outside the conference room can engage in a conference using suitable hardware components via the Internet and Voice-Over-IP. It is also possible to integrate wireless audio stations or other network-compatible components into the conference system using WLAN components.
Da die Kopplung der Sprechstellen mit Hilfe von Standard-Netzwerktechnik realisiert wird, lässt sich ein derart aufgebautes Audiokonferenzsystem in ein medientechnisches Gesamtsystem einbinden. Dieses enthält zum Beispiel Laut¬ sprecher bzw. eine komplette Beschallungsanlage, die das Audiosignal des Konferenzsystems einem größeren Zuhörerkreis zur Verfügung stellt. Weiterhin ist der Anschluss einer externen Dolmetscheranlage oder Infrarot- Dolmetscheranlage möglich. Audiostationen ohne Mikrofon und Lautsprecher, aber mit integrierter HF-Empfängerstufe dienen zum Betrieb drahtloser Mikrofo¬ ne. Qber das gleiche Netzwerk lässt sich in einem medientechnischen Gesamt- system die Präsentationstechnik unter Verwendung von netzwerkfähigen Bea- mern und Projektionswänden steuern. Zur Steuerung des Audiokonferenzsys¬ tems innerhalb eines derart beschriebenen Gesamtsystems kann die vorhande¬ ne Mediensteuerung genutzt werden, damit kann auf eine spezielle nur für das Audiokonferenzsystem abgestimmte Steuereinheit verzichtet werden.Since the coupling of the microphone units is realized with the aid of standard network technology, such an audio conference system can be integrated into a complete media technology system. This contains, for example, loudspeakers or a complete sound system, which makes the audio signal of the conference system available to a larger audience. Farther it is possible to connect an external interpreter system or infrared interpreter system. Audio stations without microphone and loudspeaker, but with integrated RF receiver stage are used for the operation of wireless microphones. The same network can be used to control presentation technology in a complete media-technical system using network-capable projectors and projection screens. In order to control the audio conference system within an overall system described in this way, the existing media control can be used, so that a special control unit tuned only to the audio conference system can be dispensed with.
Durch die Verwendung von Standard-Netzwerktechnik werden neue Features erschlossen. So können durch den Anschluss des Laptops eines Konferenzteil¬ nehmers Präsentationen vom Platz des Teilnehmers aus gezeigt werden, es besteht weiterhin die Möglichkeit des Datenaustausches zwischen Konferenzteil¬ nehmern. Der Konferenzteilnehmer ist per E-mail erreichbar und hat Zugang zum Internet während der Konferenz.The use of standard network technology opens up new features. Thus, by connecting the laptop of a conference participant, presentations can be shown from the subscriber's place; there is also the possibility of data exchange between conference participants. The conference participant can be reached by e-mail and has access to the internet during the conference.
Es besteht die Möglichkeit, Segmente mit Hilfe von WLAN drahtlos zu koppeln. Dies betrifft zum Beispiel Stellen, die mit Kabeln nicht oder nur mit großem Auf¬ wand zu erreichen sind, verschiedene Räume bzw. Gebäude können auf diese Weise verbunden werden. Für Laptops, PDAs etc. wird ein drahtloser Zugang zum System ermöglicht, diese Gerate können unter Verwendung einer geeigne¬ ten Software auch als Sprechstellen eingekoppelt werden.It is possible to wirelessly couple segments using WLAN. This applies, for example, to places that can not be reached with cables, or only with great effort, different rooms or buildings can be connected in this way. For laptops, PDAs, etc., a wireless access to the system is made possible, these devices can be coupled using a geeigne¬ th software as a microphone units.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert das Netzwerk für das Konferenzsystem auf einem Wireless Local Area Network WLAN. Ein Wireless Local Area Network WLAN bezeichnet dabei ein drahtloses lokales Funknetzwerk, welches in der Regel auf dem Standard der IEEE 802.11 Familie basiert. Üblicherweise arbeiten WLAN-N etzwerke in einem Infrastruktur-Modus, bei dem eine oder mehrere Basisstationen, d. h. Wireless Access Points, eine Kommunikation zwischen den Clients in dem Netzwerk steuern. Der Transport von Daten erfolgt hierbei in der Regel über die verschiedenen Access Points. Alternativ dazu ist ebenfalls ein ad hoc-Netzwerk möglich, bei dem die Clients direkt miteinander kommunizieren. Ein derartiges ad hoc-Netzwerk stellt eine drahtlose Netzwerkarchitektur dar, welche zwischen zwei oder mehr mobilen Endgeräten ohne eine feste Infrastruktur aufgebaut wird.According to a further embodiment of the invention, the network for the conference system is based on a wireless local area network WLAN. A wireless local area network WLAN refers to a wireless local radio network, which is usually based on the standard of the IEEE 802.11 family. Typically, WLAN networks operate in an infrastructure mode in which one or more base stations, ie wireless access points, control communication between the clients in the network. The transport of data usually takes place via the various access points. Alternatively, an ad hoc network is also possible in which the clients communicate directly with each other. Such an ad hoc network represents a wireless network architecture that is established between two or more mobile terminals without a fixed infrastructure.
Jedem Client, d. h. jeder Konferenz-Sprechstelle, wird beispielsweise von einem zentralen Rechner in dem WLAN-Netzwerk eine Internetpro'tokoll IP-Adresse zugeordnet. Eine IP-Adresse erlaubt eine logische Adressierung von Computern oder Netzwerkelementen in IP-Netzwerken wie beispielsweise dem Internet. Diese IP-Adressen werden bei jedem IP-Paket in die Quell- und Zieladressfelder eingetragen, d. h. jedes IP-Paket enthält Informationen über die Adresse des Senders und des Empfängers. Die Version 4 des Intemetprotokolls IPv4 erlaubt beispielsweise eine Verwendung von IP-Adressen mit 32 Bits, welche durch vier Punkte voneinander getrennt werden. Jede 32-Bit IP-Adresse wird in einen Netzwerk- und in einen Geräteteil (Host-Teil) getrennt. Im einfachsten Fall geben die ersten 16 Bits den Netzwerkteil und die letzten 16 Bits den Geräteteil wieder. Die sechste Version des IP-Protokolls basiert nunmehr auf der Verwendung von 128-Bit-Adressen. Die IP-Adressen können einem Netzwerkelement entweder permanent zugewiesen werden, oder sie können bei einer entsprechenden Ein¬ wahl dynamisch zugeteilt werden. Innerhalb von privaten Netzwerken kann die IP-Adresse selbst zugeteilt werden. Eine Verbindung aller Computer mit entspre- chend zugewiesener IP-Adresse in einem privaten Netzwerk mit Computer im Internet wird über eine Network Address Translation NAT durchgeführt.Each client, that each conference call station is assigned address IP, for example, from a central computer in the WiFi network a Internetpro 'protocol. An IP address allows logical addressing of computers or network elements in IP networks such as the Internet. These IP addresses are entered in the source and destination address fields for each IP packet, ie each IP packet contains information about the address of the sender and the recipient. For example, version 4 of the Internet Protocol IPv4 allows 32-bit IP addresses to be used, separated by four dots. Each 32-bit IP address is split into a network part and a device part (host part). In the simplest case, the first 16 bits represent the network part and the last 16 bits represent the device part. The sixth version of the IP protocol is now based on the use of 128-bit addresses. The IP addresses can either be permanently assigned to a network element, or they can be allocated dynamically given a corresponding dial-in. Within private networks, the IP address itself can be assigned. A connection of all computers with a correspondingly assigned IP address in a private network with computer on the Internet is carried out via a Network Address Translation NAT.
Mittels Protokollen wie BOTP oder DHCP können IP-Adressen beim Anmelden von Netzwerkelementen in einem Netzwerk über einen entsprechenden Netz¬ werkserver zugewiesen werden. Hierbei kann auf dem Netzwerkserver ein Be- reich von iP-Adressen definiert werden, aus dem weitere Netzwerkelemente eine entsprechende IP-Adresse zugewiesen bekommen können. Einer derartige Adresse stellt jedoch keine fest IP-Adresse dar, sondern sie gilt nur für den Zeit¬ raum, während dessen das Netzwerkelement in dem Netzwerk angemeldet ist. Falls das Netzwerkelement eine feste IP-Adresse benötigt, können die Netz- Werkelemente beispielsweise über ihre MAC-Adresse (Media Access Control) identifiziert werden und eine dauerhafte IP-Adresse erhalten. By means of protocols such as BOTP or DHCP, IP addresses can be assigned when a network element is registered in a network via a corresponding network server. In this case, a range of iP addresses can be defined on the network server from which additional network elements can be assigned a corresponding IP address. However, such an address does not constitute a fixed IP address, but it only applies for the period during which the network element is registered in the network. If the network element requires a fixed IP address, the network devices may be identified, for example, via their MAC address (Media Access Control) and receive a permanent IP address.

Claims

Ansprüche claims
1. Konferenz-Sprechstelle für ein Konferenzsystem, mit einer Audioeinheit (AS) zum Wandeln von Audiosignalen in netzwerkspezi- fische Signale, einer Netzwerkschnittstelle zum Senden der netzwerkspezifischen Signale an ein externes Netzwerk und zum Empfangen von netzwerkspezifischen Signa¬ len von einem externen Netzwerk, und einer Netzwerkidentifikationseinheit zum Speichern einer Netzwerkken- nung, wobei die Netzwerkschnittstelle eine Switched Ethernet-Schnittstelle dar¬ stellt.1. conference console for a conference system, comprising an audio unit (AS) for converting audio signals into network-specific signals, a network interface for transmitting the network-specific signals to an external network and for receiving network-specific signals from an external network, and a network identification unit for storing a network identifier, wherein the network interface represents a switched Ethernet interface.
2. Konferenz-Sprechstelle nach Anspruch 1 , wobei die in der Netzwerkidenti¬ fikationseinheit gespeicherte Netzwerkkennung eine Internetprotokoll-Adresse darstellt.2. Conference station according to claim 1, wherein the network identifier stored in the network identification unit represents an internet protocol address.
3. Konferenz-Sprechstelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Audioeinheit zum Aufzeichnen und zum Wiedergeben von Audiosignalen ausgebildet ist.3. conference console according to claim 1 or 2, wherein the audio unit is designed for recording and reproducing audio signals.
4. Konferenz-Sprechstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit Bedienelementen zum Steuern der Konferenz-Sprechstelle.4. conference console according to one of claims 1 to 3, further comprising controls for controlling the conference station.
5. Konferenz-Sprechstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Switched Ethernet-Schnittstelle (S) zum Hintereinanderschalten einer Vielzahl von Konferenz-Sprechstellen geeignet ist.5. conference console according to one of claims 1 to 4, wherein the switched Ethernet interface (S) for cascading a plurality of conference units is suitable.
6. Konferenz-Sprechstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer zweiten Netzwerkschnittstelle zum Kommunizieren mit externen Netzwerkschnittstellen. The conference console of any one of claims 1 to 5, further comprising a second network interface for communicating with external network interfaces.
7. Konferenz-Sprechstelle für ein Konferenzsystem, mit einer Audioeinheit (AS) zum Wandeln von Audiosignalen in netzwerkspezi¬ fische Signale, einer Netzwerkschnittstelle zum Senden der netzwerkspezifischen Signale an ein externes Netzwerk und zum Empfangen von netzwerkspezifischen Signa¬ len von einem externen Netzwerk, und einer Netzwerkidentifikationseinheit zum Speichern einer Netzwerkken- nung, wobei die Netzwerkschnittstelle als eine WLAN-Schnittstelle oder als eine Bluetooth-Schnittstelle ausgestaltet ist.7. Conference station for a conference system, comprising an audio unit (AS) for converting audio signals into network-specific signals, a network interface for transmitting the network-specific signals to an external network and for receiving network-specific signals from an external network, and a network identification unit for storing a Netzwerkken-, wherein the network interface is configured as a WLAN interface or as a Bluetooth interface.
8. Konferenz-Sprechstelle nach Anspruch 7, wobei die in der Netzwerkidenti¬ fikationseinheit gespeicherte Netzwerkkennung eine Internetprotokoll-Adresse darstellt.8. Conference station according to claim 7, wherein the network identifier stored in the network identification unit represents an internet protocol address.
9. Konferenz-Sprechstelle nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Audioeinheit zum Aufzeichnen und zum Wiedergeben von Audiosignalen ausgebildet ist.A conference console according to claim 7 or 8, wherein the audio unit is adapted to record and reproduce audio signals.
10. Konferenz-Sprechstelle nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner mit Bedienelementen zum Steuern der Konferenz-Sprechstelle.10. Conference station according to one of claims 7 to 9, further comprising controls for controlling the conference station.
11. Konferenzsystem, mit einer Vielzahl von Konferenz-Sprechstellen nach einem der Ansprüche 1 bis 10.11. conference system, with a plurality of conference call stations according to one of claims 1 to 10.
12. Konferenzsystem nach Anspruch 11 , ferner mit einer Zentraleinheit (Z) zum Steuern der Vielzahl der Konferenz- Sprechstellen. 12. Conference system according to claim 11, further comprising a central unit (Z) for controlling the plurality of conference call stations.
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