JP4162731B2 - 端末機器を接続する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アナログ信号がディジタル化され、音声チャネル上の伝送のために必要に応じて音声データの圧縮が行われる、ディジタルネットワークのラインを介してアナログのファックスまたはモデムのデータを伝送する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＳＤＮネットワーク（サービス総合ディジタル通信網）は、広く用いられているディジタルネットワークの１つである。ＩＳＤＮで利用されている伝送技術は、２線式の銅線を介して２つの音声チャネルを交換局から加入者の建物へ伝送することである。両方の音声チャネルはＢチャネルとも称され、それぞれ６４Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量を有している。これらＢチャネルのほかにＤチャネルとも呼ばれる制御チャネルも伝送され、これは１６Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量を有している。ＩＳＤＮで利用可能な６４Ｋｂｉｔ／ｓの両方のＢチャネルは、相応のアダプタを介して交換局では２つのポートに接続され、加入者側では２つのアナログ電話機に接続される。両方の加入者端末の各々において６４Ｋｂｉｔ／ｓのチャネルを利用でき、したがって高速のファックス機器を接続すれば、可能なかぎり最高の伝送速度が得られる。ネットワークオペレータは、付加的な線を配設しなくてもよいという利点を有する。
【０００３】
また、音声データを圧縮して３２Ｋｂｉ／ｓにすることもできる。この場合、ＩＳＤＮラインを介してチャネルごとに２つのアナログの加入者端末による伝送が可能になり、つまりは１つのコネクションラインを介して全部で４つの加入者端末による伝送が可能になる。さらに、１６Ｋｂｉｔ／ｓへの圧縮により８つの端末機器を接続することができる。圧縮および伸張のためには、ＣＣＩＴＴ標準（国際電気通信諮問委員会）によるＡＤＰＣＭアルゴリズムのような公知のアルゴリズムが用いられ、これによっても音声品質が顕著に劣化することはない。しかしながら高速のファックス機器やモデムによる伝送はこれによって影響を受け、その結果、加入者がサービスを全部は利用できなくなる。高速のファックス機器が使用されている場合、圧縮システムによっても４つの個々のアナログコネクションラインが完全にはシミュレートされない。なお、ファックス信号伝送に関連する以下の記載はモデム信号伝送についても同じようにあてはまる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式の方法において、できるかぎり大きな伝送容量でファックス伝送が行えるように構成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、ファックスまたはモデムの識別を行い、ファクス信号の識別に応答して、ファックスに対しできるかぎり大きい伝送容量を割り当て、該伝送容量の割り当てと共働して音声データを必要に応じて付加的に圧縮し、該付加的な音声データ圧縮により得られた伝送容量を前記ファックス信号のために付加的な伝送容量として与えることにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
このような方法により、人間の発声にとって十分である１６，２４または３２Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量を有する多数のアナログ音声の伝送が可能になる。そしてファックス信号が識別されると、ファックスに対しできりかぎり大きい伝送容量が割り当てられ、これにより理想的には６４Ｋｂｉｔ／ｓのできるかぎり高速の伝送が実現される。この目的でファックス伝送に対し、他の音声により占有されていない空いた伝送容量すべてを割り当てることもできる。
【０００７】
このようにコントロールされる伝送容量の割り当てと共働する圧縮ならびにファックス信号識別機能は、有利には単一の電子モジュールに組み込むことができる。
【０００８】
さらにその際に有利には、データ圧縮はダイナミックにキャンセルないしやり直される。ＩＳＤＮラインの実例の場合、各チャネルごとに８ｂｉｔがパラレルに伝送され、このことで６４Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量が得られる。このため、４つの端末機器に分配する場合には、データ圧縮時に各端末機器に対し４ｂｉｔが利用できる。各機器のうちの１つがファックスとして識別された場合、つまり伝送のために生じた１つの信号がファックス信号として識別された場合、１つの音声伝送からたとえば１ｂｉｔを差し引くことができ、そこにおいて圧縮が３ｂｉｔに高められ、この付加的なビットをファックス信号に割り当てることができる。その結果、ファックス信号は５ｂｉｔを利用でき、全部で４０Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量が得られる。基本的に、すべての音声に対し同じ圧縮を適用できる。しかしながら、ファックス伝送にとって有利になるよう１つの音声信号を他の音声信号よりも強く圧縮するのが好適である。また、ファックス伝送をラインにおける２つのチャネルに分配することもできる。つまりこの実例の場合、２つのチャネルに４つの端末機器が分配されていると、３つの通常の音声からそれぞれ１ｂｉｔずつ差し引かれることになり、その結果、ファックス機器に対し全部で７ｂｉｔが割り当てられ、つまりは５６Ｋｂｉｔ／ｓを利用できる。
【０００９】
本発明の別の有利な実施形態によれば、ファックス伝送中、別の音声の端末により付加的な伝送容量が開放されたことが検出されると、開放されたこの容量もファックス伝送に割り当てられる。
【００１０】
さらに本発明の別の実施形態によれば、付加的なパラレルのモデムも作動させることができる。このような解決手段は、連続的に大きい負荷のかかるラインにおいて有利である。音声データだけが伝送されている間、モデムはスイッチオフにされている。そしてファックス伝送が識別されたときだけモデムはスイッチオンにされ、その結果、全体でわずかなエネルギーしか消費しないことになる。
【００１１】
ファックスの識別は、有利には２．１ＫＨｚのトーンの検出によって行われる。この目的で圧縮コントローラのプロセッサそのものに、２．１ＫＨｚの中心周波数を有する狭帯域の帯域通過フィルタおよび精確に逆の動作をするノッチフィルタから成る機能ユニットが設けられる。２．１ＫＨｚの帯域におけるエネルギーとその帯域外のエネルギーとを比較することで、トーンの検出が行われる。このような検出は両方向に対し行う必要がある。このためには各チャネルおよび各方向ごとに、いくつかのロジックゲート以外に約１ＭＩＰＳ（Million Instructions Per Second ）の計算能力が要求され、つまり方向別の検出のために合わせて２ＭＩＰＳが要求される。それというのは、この目的で２つのアルゴリズムが必要とされるからである。しかしながら有利には、第１のステップにおいてファックス信号の有無が判定され、第２のステップにおいてファックス信号が到来しているのか送出されているのかが判定される。第２のステップは、両方向を同時に検査することで実現できる。このことによってチャネルごとに約１ＭＩＰＳの節約が得られ、それに付随して相応に消費電流も低減される。アルゴリズムによれば、まずはじめに両方向での受信エネルギーの和が考察される。トーンが検出されると、つまり第１のステップでファックス信号が実際に存在していると判定されると、両方の方向のうち任意のしかし特定の方向が識別から切り離される。第２のステップでいずれの方向を引き続き測定するのかに応じて、トーンが引き続き検出されたり検出されなかったりする。このことから、ファックス信号の方向がダイレクトに得られる。
【００１２】
トーンの検出は、要求される検出の信頼性ゆえに比較的時間がかかる。これは０．４秒までかかる可能性がある。その理由は、トーンを所定の期間にわたり確実に検出する必要があるからである。しかし、両方の方向のいずれか一方を分離ないし抑圧した後では、トーンの方向について著しく高速に推定できる。それというのは、トーンが遮断されたときのエネルギーの減衰はフィルタの時定数によってのみ定まるからである。したがって方向判定は、トーン自体の検出よりも実質的に長くはかからない。ファックス識別トーンは少なくとも約０．５秒を有しており、この時間内で確実に検出できる。
【００１３】
次に、図面に示された実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
【００１４】
【実施例】
図１には参照符号１の付された４つのａ／ｂターミナルアダプタが示されており、これらによってアナログ式に作動する慣用の機器がＩＳＤＮへダイレクトに接続される。その際、このターミナルアダプタは、アナログ信号からディジタル信号への変換とＤチャネルにおけるプロトコルの制御の役割を担う。これに続く参照符号２の付されたユニットは、ＰＣＭ−４と称するこのシステムの制御に用いられる（PCM = Puls Code Modulation）。その次に圧縮装置３が接続されており、これは音声圧縮を行う。この圧縮装置にはファックス識別機能が組み込まれており、これはファックス信号の有無を判定できるとともに、いずれの方向にその信号が送られているかも判定する。この判定は、圧縮装置３に並列に接続されたモデムを制御するためにも用いられる（図示せず）。圧縮装置と並列に接続されたモデムを介した伝送は、ダイナミックなデータ圧縮に対し択一的に、あるいはそれに加えて行うことができる。ユニット４は、ディジタルネットワークへのインターフェースたとえばＩＳＤＮ−Ｕ−インターフェースの役割を果たす。
【００１５】
図２には、４つの端末機器の信号がＩＳＤＮラインの２つのチャネルへ分配される様子が示されている。参照符号５および６の付されたチャネルはそれぞれ８ｂｉｔ幅を有しており、これはボックスとして表されている。この場合、各チャネルは６４Ｋｂｉｔ／ｓの伝送容量を有している。４つの端末機器Ｅ１〜Ｅ４が接続されている場合、各々に対し４ｂｉｔが割り当てられる。音声データは３２ｂｉｔ／ｓに圧縮する必要がある。端末機器Ｅ１〜Ｅ４のうちの１つがファックスＦであることをコントローラが識別すると、ファックスに対し付加的な伝送容量が割り当てられ、残りの端末機器の音声データはさらに圧縮される。図示されているこのような伝送ビットの割り当ては任意に選ばれたものであり、いずれの場合もＤチャネルと呼ばれる制御チャネルにより記録される。したがってファックス信号は、図示の実例では両方のチャネル５および６に分配される。３つの音声のうちの２つＥ１およびＥ２は３ｂｉｔつまりは２４Ｋｂｉｔ／ｓに圧縮され、Ｅ３は２ｂｉｔつまりは１６Ｋｂｉｔ／ｓに圧縮されている。これによって、ファックスは６４Ｋｂｉｔ／ｓの完全な伝送容量を利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディジタルネットワークへの加入者端末の接続を示すブロック図である。
【図２】利用可能な伝送容量の分配の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ターミナルアダプタ
２ システム制御用ユニット
３ 圧縮装置
４ ディジタルネットワークへのインターフェース
５，６ チャネル
Ｅ１〜Ｅ４ 端末機器
Ｆ ファックス

Claims (9)

1. アナログ信号がディジタル化され、音声チャネル上の伝送のために必要に応じて音声データの圧縮が行われる、
   ディジタルネットワークのラインを介してアナログのファックスまたはモデムのデータを伝送する方法において、
   ファックスまたはモデムの識別を行い、
   ファクス信号の識別に応答して、ファックスに対しできるかぎり大きい伝送容量を割り当て、
   該伝送容量の割り当てと共働して音声データを必要に応じて付加的に圧縮し、
   該付加的な音声データ圧縮により得られた伝送容量を前記ファックス信号のために付加的な伝送容量として与えることを特徴とする、
   アナログのファックスまたはモデムのデータをディジタルネットワークのラインを介して伝送する方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   音声データの付加的な圧縮およびファックス信号の分配を２つのチャネルに対して実行することを特徴とする方法。
3. 請求項２記載の方法において、
   ファックス信号を優先させた前記音声データの付加的な圧縮を前記２つのチャネルにおいて異ならせることを特徴とする方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の方法において、
   前記音声データの付加的な圧縮をダイナミックに実行することを特徴とする方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載の方法において、
   第１のステップでファックス信号の有無を判定し、第２のステップでファックス信号が到来しているのか送出されているのかを判定することを特徴とする方法。
6. 請求項５記載の方法において、
   規定された方向のみを前記第２のステップで検査することを特徴とする方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載の方法において、
   ２．１ＫＨｚのトーンの検出によりファックスの識別を行うことを特徴とする方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項記載の方法において、
   前記音声データを最大１６Ｋｂｉｔ／ｓで圧縮することを特徴とする方法。
9. 請求項１から８のいずれか１項記載の方法において、
   １つまたは複数の音声チャネルへの前記ファックス信号の分配をディジタルネットワークの制御チャネルによりプロトコル制御することを特徴とする方法。

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