DE69814141T2

DE69814141T2 - Dynamische bandbreitenzuordnung in einem kommunikationskanal

Info

Publication number: DE69814141T2
Application number: DE69814141T
Authority: DE
Inventors: A. Rogers; Mark Rustad; A. Stripsky; Steve Wahl
Original assignee: Digi International Inc
Current assignee: Digi International Inc
Priority date: 1997-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2018-11-20
Also published as: DE69814141D1; JP2001523936A; ATE239346T1; EP1033059B1; US6009106A; EP1033059A1; US6775303B1; AU1595099A; WO1999026449A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein Multiplex-Kommunikationssysteme, und spezieller betrifft sie das Gebiet der Bandbreitenzuordnung in einem derartigen System. Genauer gesagt, ist die Erfindung auf die dynamische Zuordnung von Bandbreite in einer Umgebung mit lokaler Teilnehmerleitung gerichtet.

Hintergrund der Erfindung

In den 1950-ern begannen Telekommunikationsfirmen damit, digitale Kommunikationstechnologien für hohe Bandbreite zu entwickeln, um es zu ermöglichen, mehr Telefonanrufe gleichzeitig über Kupferkabel zu übertragen. Der erste Träger für digitale Übertragung, als T1 bezeichnet, wurde von AT&T im Jahr 1956 entwickelt, und er ist noch heute in Gebrauch. Eine T1-Leitung kann 1544 Megabits pro Sekunde (Mbps) übertragen. Während T1-Leitungen ursprünglich dazu verwendet wurden, Fernsprechzentralen zu verbinden, wurde in den frühen 1980-ern damit begonnen, sie in der Teilnehmerleitung zu verwenden.
Die Teilnehmerleitung wird oft als Verbindung zwischen einem lokalen Fernsprechamt und einem Endbenutzer verstanden. Der "Endbenutzer" kann ein tatsächlicher Kunde eines Telefondienstes sein, ein Bandbreite-Wiederverkäufer wie ein Internetdiensteprovider, oder selbst eine Stelle, die aus Zweckdienlichkeitsgründen von einer Telekommunikationsfirma aufrecht erhalten wird. Obwohl eine Teilnehmerleitung üblicherweise als "letzte Meile" bezeichnet wird, betragen die Längen der Teilnehmerleitung in den Vereinigten Staaten eher 2,5 Meilen, und einige Realisierungen von Teilnehmerleitungen weisen einen Maximalbereich von beinahe 50.000 Fuß auf.
Träger für digitale Übertragung wie T1 werden im Allgemeinen unter Verwendung einer Zeitmultiplex(TDM)-Technik in mehrere Kanäle "kanalunterteilt". TDM-Kanäle werden durch einen Multiplexer erzeugt, der einen digitalen Träger in getrennte, individuelle Zeitsegmente unterteilt. Jedes Zeitsegment ist der ausschließlichen Nutzung eines einzelnen Kanals zugeordnet. Die standardmäßige T1-Leitung wird auf diese Weise in 24 getrennte Kanäle aufgeteilt. Jeder Kanal überträgt 8 Bits an digitalen Daten, bevor der nächste Kanal zu übertragen beginnt. Da alle Kanäle der Reihe nach 8 Bits über die T1- Leitung schicken, wird eine Reihe von 192 Bits (8 Bits mal 24 Kanäle) erzeugt, bevor der Prozess wiederholt werden kann. Vor jeder Bitreihe fügt der Multiplexer ein Zusatzbit hinzu, das als Rahmenbit bezeichnet wird. So werden Daten auf einer T1-Leitung in 193 Bits langen "Rahmen" gesendet. Diese Rahmen werden ungefähr 8.000 Mal pro Sekunde übertragen.
Jeder Kanal in einer T1-Leitung wird als DS-0-Kanal bezeichnet. In ähnlicher Weise wird die gesamte T1-Leitung häufig als DS-1-Leitung bezeichnet. So existieren in einer DS-1- Leitung 24 DS-0-Kanäle. Jeder. DS-0-Kanal überträgt mit 64 kbps. Diese Übertragungsgeschwindigkeit ist die ideale Bandbreite für Sprachkommunikation, da diese im Allgemeinen 8.000 Mal pro Sekunde abgetastet und digital in 8-Bit-Wörter gewandelt wird. Diese DS-0-Kanäle dienen nicht nur zur Sprachkommunikation, sondern sie werden zusätzlich üblicherweise für digitale Datenkommunikation verwendet.
Die einzelnen DS-0-Kanäle können entweder auf "geschaltete" oder "nicht geschaltete" Weise betrieben werden. Geschaltete Datenkanäle erlauben es, die Kommunikation auf dem Kanal ein- und auszuschalten. Sprachkommunikation ist ein Beispiel für geschaltete Daten, wobei Zeiten existieren, in denen der Sprachkanal aktiv oder "abgehoben" ist, und andere Zeiten, zu denen der Sprachkanal inaktiv oder "aufgelegt" ist. Datenkommunikation kann auch auf geschaltete Weise arbeiten, wobei manchmal Daten aktiv kommuniziert werden und andere Zeiten inaktiv sind.
Damit ein geschalteter Datenkanal ein- und ausgeschaltet werden kann, ist es erforderlich, den aktuellen Kommunikationszustand zu signalisieren. In einem Sprachkanal ist es z. B. erforderlich, anzuzeigen, wenn ein Telefonhörer abgenommen wird, um einen Telefonanruf zu platzieren (was durch eine Anzeige für den abgehobenen Zustand signalisiert wird), und anzuzeigen, wann eine Teilnehmerleitung zu läuten beginnen sollte.
Demgegenüber überträgt ein reservierter Kommunikationskanal keine Statusinformation, und er ist immer aktiv. Obwohl ein reservierter Kanal nur zu speziellen Zeiten Nutzinformation übertragen kann, wird er niemals inaktiv.
Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt von in Kanäle aufgeteilten Trägern für digitale Übertragung ist die Möglichkeit des Kombinierens mehrerer Kanäle zum Erzielen eines digitalen Datenpfads höherer Bandbreite. Zum Beispiel können DS-0-Kanäle zu einem einzelnen Datenkommunikationspfad für 192 kbps kombiniert werden. Techniken zum Kombinieren getrennter Kanäle zu einem einzelnen digitalen Kommunikationspfad höherer Bandbreite sind im Stand der Technik gut bekannt.
Es ist üblich, dass geschaltete und nicht geschaltete Daten gleichzeitig auf derselben in Kanäle unterteilten Kommunikationsstrecke erscheinen. Zum Beispiel könnte eine T1-Leitung zu einem Amt dazu genützt werden, sowohl Sprachkommunikationsdaten über geschaltete Datenkanäle als auch Computerkommunikationsdaten mit dem Internet über reservierte Datenkanäle zu transportieren. Herkömmlicherweise werden einige DS-0-Kanäle in einer T1-Leitung dazu reserviert, geschaltete Sprachkommunikationsdaten zu transportieren, während andere DS-0-Kanäle ungeschaltete Datenkommunikationsdaten transportieren.
Unglücklicherweise vergeudet diese feste Zuordnung von Bandbreite bei einer als Teilnehmerleitung verwendete T1-Leitung Bandbreite, da die geschalteten DS-0-Kanäle keine Daten transportieren, wenn sie frei sind. Eine bessere Vorgehensweise besteht im dynamischen Zuordnen der Bandbreite auf bedarfsorientierter Basis. Durch dynamische Bandbreitenzuordnung können die inaktiven Sprachkanäle dazu genutzt werden, ungeschaltete Datenkommunikationsvorgänge zu handhaben, wenn keine Sprachanrufe aktiv sind, wobei sie immer noch für Sprachkommunikationsvorgänge zur Verfügung stehen, wenn ein Signal zum Aktivieren des Sprachkanals empfangen wird. Diese Vorgehensweise ist z. B. aus EP-A-0428407 bekannt.
Die Grundidee, dass dieselben Datenkanäle sowohl für geschaltete als auch nicht geschaltete Kommunikation verwendet werden können, ist nicht neu. Eine Vorgehensweise dazu ist durch die Technologie des asynchronen Übertragungsmodus (ATM) realisiert. Diese Technologie kann auf erfolgreiche Weise Bandbreite für Sprach-, Video- und Datenanwendungen bereitstellen und verwalten. Um diese Aufgabe zu erfüllen, nutzt ATM "Zellenweiterleitung"-Techniken, anstatt dass man sich dabei auf Datenkanäle stützt, die im Zeitmultiplex erzeugt werden. Bei der Zellenweiterleitung wird jede Kommunikationsaufgabe, betreffend die Daten, Sprache oder Video, in Pakete fester Größe, oder "Zellen", unterteilt, die eine kleine Datenmenge und Kopfinformation zum Anweisen der Zelle enthalten. Dann wird jede Zelle mit allen anderen Zellen über denselben Kommunikationspfad übertragen und mittels der Kopfinformation zu ihrem Ziel gelenkt. Wenn die Zellen einmal ihr Ziel erreicht haben, wird die Kommunikation rekonstruiert. Während ATM die beste Lösung für Bandbreite-Verwaltungsprobleme in Systemen großer Abmessungen sein kann, ist diese Technik zu kompliziert, zu ressourcenintensiv und zu teuer, um variable Bandbreitenzuweisungen für die Teilnehmerleitung zu handhaben.
Eine bessere Vorgehensweise besteht darin, die DS-0-Kanäle weiterhin durch Zeitmultiplex zu erzeugen und stattdessen einfachere Techniken zur dynamischen Bandbreitenzuordnung zu entwickeln. Unglücklicherweise gelingt es den derzeit bekannten Verfahren im Stand der Technik unter Verwendung dieser Vorgehensweise nicht, auf einfache aber dennoch effektive Weise für Bandbreitenzuordnung zu sorgen.
Zum Beispiel ist im für Rozenblit erteilten und auf Bell Communications Research, Inc. übertragenen Patent US-A- 4763319 ein Verfahren zum Handhaben variabler Bandbreitenzuordnung durch Ändern der Zuordnung von DS-0-Kanälen angegeben. Diese Erfindung betrifft Distributed Burst Switching Systems (DBSS), ein System, das virtuelle Leitungen auf die Weise von ATM, X.25 und Rahmenweiterleitung nutzt. Jedoch leitet DBSS die die Daten enthaltenden Rahmen über standardmäßige DS-0-Kanäle. Bei Standard-DBSS kann keine virtuelle Leitung mehr als einen DS-0 = Kanal verwenden, so dass die Übertragungsgeschwindigkeiten auf einer virtuellen Leitung nicht mehr als 64 kbps betragen. Die Erfindung von Rozenblit erlaubt es, dass eine einzelne virtuelle Leitung mehr als einen DS-0-Kanal nutzt. Um dies zu bewerkstelligen, werden zwischen zwei Knoten in einer Übertragungsstrecke keine Pakete übertragen, bevor nicht ein 32-Bit-Kopf an den nächsten Knoten weitergeleitet wurde, der die virtuelle Leitung identifiziert und die Anzahl der DS-0-Kanäle spezifiziert, die für die virtuelle Leitung zu verwenden sind. Wenn ein Übertragungsvorgang zwischen zwei Knoten abgeschlossen ist, sendet der sendende Knoten ein 32-Bit-Flag zum Abschließen des Kommunikationsvorgangs. Wenn das Abschlussflag empfangen wird, werden die für den Kommunikationsvorgang genutzten DS-0-Kanäle zur Verwendung bei einem anderen Übertragungsvorgang beigegeben. Unglücklicherweise leidet die Erfindung von Rozenblit unter denselben Grundproblemen wie die ATM- Technik, da sie zu nutzloser Kompliziertheit und Overhead bei der relativ unkomplizierten Situation der dynamischen Bandbreitenzuordnung auf einer Teilnehmerleitung führt.
Ein anderes Schema zur Bandbreitenzuordnung ist im für Torng erteilten und auf Bell Telephone Laboratories übertragenen US-Patent Nr. 4,383,315 offenbart. Diese Erfindung ist zur Verwendung in einem Schleifenübertragungssystem vorgesehen, in dem mehrere Knoten dadurch kommunizieren, dass sie Übertragungsinhalte zum nächsten Knoten in der Schleife weiterleiten. Diese Vorgehensweise modifiziert den Inhalt der Kommunikationsstrecke, um den Zustand eines Kanals anzuzeigen. Ein Schlüsselaspekt dieser Erfindung ist der Prozess des Entscheidens, wann ein freier Zeitschlitz zu erfassen sei, vorausgesetzt, dass keine anderen in der Schleife vorhandenen Knoten ebenfalls den Wunsch haben, den Zeitschlitz zu nutzen. Unglücklicherweise hat diese Anwendung wenig direkte Anwendbarkeit betreffend die Bandbreitenzuordnung bei einer Teilnehmerleitung. Abweichend von einem Schleifenübertragungssystem verfügt eine Teilnehmerleitung nur über zwei Knoten und die Kommunikation erfolgt über DS-0-Standardkanäle. Außerdem leidet die Erfindung von Torng darunter, dass sie eine Art Kollisionserfassung verwendet, bei der Datenmeldungen vor dem Empfang durch den vorgesehenen Knoten überschrieben werden können, wobei sie dieses Problem dadurch überwindet, dass sie Verzögerungen auf statistischer Basis bei der Übertragung von Daten einfügt. Diese Verzögerungen verhindern die volle Nutzung der verfügbaren Bandbreite, und sie sind in der Umgebung einer Teilnehmerleitung unnötig.
Eine dritte Vorgehensweise im Stand der Technik für die dynamische Bandbreitenzuordnung könnte bei einer Teilnehmerleitung genutzt werden. Im für Solomon erteilten und auf Ascom Timeplex Trading AG übertragenen US-Patent Nr. 5,467,344 ist ein System speziell zum Ändern der Bandbreitenzuordnung über eine T1-Sendeleitung offenbart. In dieser Offenbarung ist ein Verfahren zum Verwenden von "Stopf"-Codes zum Auffüllen von Datenkanälen in einem Übergangszustand beschrieben. Wenn ein DS-0-Kanal auf einer T1-Leitung neu zuzuordnen ist, füllen diese Stopfzeichen den bald neu zuzuordnenden DS-0-Kanal, während eine gesonderte Umkonfigurationsmeldung auf einem anderen Kanal gesendet und bestätigt wird. Wenn einmal die Neuzuordnungsmeldung durch den entfernten Knoten bestätigt würde, beginnt der neu zugeordnete DS-0-Kanal damit, aktuelle Daten zu transportieren. Dieses Verfahren wird dazu verwendet, die Synchronisierung des Umschaltens der Bandbreite an jedem Ende der Übertragungsstrecke zu vermeiden. Im Ergebnis ist dieses Verfahren in Umgebungen großer Reichweite von Nutzen, wo die Rahmenreihenfolge und die Zusammenstellung mehrerer Rahmen verlorengehen können. Ein Nachteil gemäß dieser Vorgehensweise besteht darin, dass spezielle Hardware dazu erforderlich ist, die die Stopfcodes entfernen kann und Daten codieren und decodieren kann, um störende Stopfcodes zu vermeiden, die andernfalls in einem Datenstrom auftreten könnten. Diese Nachteile treten auf, da die Technik von Solomon für die Umgebung einer Teilnehmerleitung nicht eng angepasst ist, sondern da sie stattdessen allgemein bei der Fernkommunikation über in Kanäle unterteilte digitale Leitungen anwendbar ist. Dies führt zu überflüssiger Kompliziertheit, Kosten und einem Bandbreitenoverhead.
Eine abschließende Vorgehensweise im Stand der Technik ist die Nutzung reservierter Signalgabekanäle, wie bei ISDN verwendet. Bei Basic Rate Interface ISDN, oder BRI, werden zwei DS-0-Kanäle mit einer Bandbreite von 64 kbps (als B-Kanäle bezeichnet) mit einem 16-kbps-Signalgabekanal (als D-Kanal bezeichnet) kombiniert. Bei Primary-Rate-Interface-ISDN, oder PRI, werden dreiundzwanzig DS-0-Kanäle von 64 kbps Bandbreite (B-Kanäle) mit einem 64-kbps-Signalgabekanal (dem D-Kanal) kombiniert.
Die ISDN-Technologie kann dazu verwendet werden, für dynamische Bandbreitenzuordnung zwischen geschalteten Daten und nichtgeschalteten Daten auf einer Teilnehmerleitung zu sorgen. Durch Ausnutzen des reservierten Signalgabekanals können ISDN-Router (wie der von Gandolph Technologies Inc., Nepean, Ontario, Kanada verfügbare Xpress Connect 5242i) dynamische Bandbreitenzuordnung handhaben. Wenn dieser ISDN-Routertyp bei Internetverbindungsprotokollen wie dem PPP-Bandbreitenzuordnungs-Steuerungsprotokoll (BACP = Bandwidth Allocation Control Protocol) und der PPP-Mehrstreckenspezifikation (RFC 1717), auch als Multiportprotokoll (MP) bekannt, verwendet wird, ordnet er zwischen einem einzelnen, nicht geschalteten Datenpfad (der PPP-Internetverbindung) und einem geschalteten Datenpfad (einem Sprachanruf) dynamisch Bandbreite zu. Wenn ein Telefonhörer abgenommen wird, wird die dem PPP-Datenpfad zugeordnete Bandbreite um 64 kbps verringert, und für die Sprachkommunikation ist ein DS-0-Kanal verfügbar. Wenn der Sprachanruf beendet ist, wird der DS-0- Kanal, der ihn zuvor transportiert hat, wieder dem PPP-Datenpfad zugeordnet.
Der Hauptnachteil der variablen Bandbreitenzuordnung bei ISDN auf der Teilnehmerleitung besteht darin, dass der D-Kanal reserviert werden muss, um Signalgabe zu handhaben. Obwohl der D-Kanal gesondert dazu genutzt werden kann, andere Datenaufgaben zu handhaben, kann er nicht vollständig als Teil des Pfads für nicht geschaltete Daten oder das Pfads für geschaltete Daten genutzt werden. Außerdem ist teure ISDN-Technologie dazu erforderlich, diese Technik zu realisieren. Obwohl häufig davon ausgegangen wird, dass ISDN eine große Zukunft haben wird, haben nur wenige Parteien stark in ISDN-Ausrüstung investiert.
Gesichtspunkte der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen dargelegt, und zu ihr gehören ein Verfahren gemäß dem Anspruch 1, eine Vorrichtung gemäß dem Anspruch 11 und ein System gemäß dem Anspruch 21. Eine bevorzugte Ausführungsform berücksichtigt Probleme im Stand der Technik durch Bereitstellen eines einfachen, nicht eingreifenden Mechanismus zum dynamischen Neuzuordnen digitaler Kommunikationskanäle zwischen geschalteten und nicht geschalteten Daten auf einer Teilnehmerleitung. Die Ausführungsform erlaubt es, geschalteten Kanälen zugewiesene Bandbreite neu zuzuweisen, um die Bandbreite eines nicht geschalteten digitalen Datenpfads zu erweitern, wenn der genannte geschaltete Kanal inaktiv ist. Immer dann, wenn ein geschalteter Kanal aktiv wird, wird die Bandbreite an den geschalteten Kanal zurückgegeben. Dies wird bewerkstelligt, ohne dass die komplizierte Prozedur des Kombinierens geschalteter und nicht geschalteter Daten auf demselben Kanal unter Verwendung von Zellen genutzt würde. Außerdem ist es bei der Ausführungsform nicht erforderlich, komplizierte und für die Bandbreite aufwändige Neukonfigurationsmeldungen oder Stopfzeichen zu verwenden. Stattdessen kann die Ausführungsform die Signalgabe nutzen, die bereits einem geschalteten Datenkanal zugeordnet ist, um das Timing der dynamischen Bandbreitenumschaltung zu bestimmen.
Durch die bevorzugte Ausführungsform ist ein System mit Maßnahmen zum Wiederzuweisen von Bandbreite von freien geschalteten Datenkanälen auf einen nicht geschalteten digitalen Datenpfad geschaffen. Während das System mehrere geschaltete Datenkanäle handhaben kann, ist es so konzipiert, dass es nur ein Pfad variabler Bandbreite für nicht geschaltete Daten aufrecht erhält. Im Ergebnis kann die Realisierung dynamischer Bandbreitenzuordnung einfach gehalten werden. Die Bandbreite des nicht geschalteten Datenpfads wird dynamisch erweitert, um geschaltete Datenkanäle immer dann zu nutzen, wenn derartige Kanäle frei werden. In ähnlicher Weise wird die Bandbreite des nicht geschalteten Datenpfads verringert, wenn ein geschalteter Datenkanal aktiv wird.
Um diese Aufgabe zu lösen, nutzt das System die in geschaltete Kanäle eingebaute charakteristische Signalgabe, um zu ermitteln, wann irgendeiner der genannten geschalteten Kanäle frei wird, und die Bandbreite des Kanals kann neu zugewiesen werden. Dieses Verfahren kann dann genutzt werden, wenn Signalgabe in einen geschalteten Kanal eingebaut ist, wie im Fall der "Stehlbit-Signalgabe", oder dann, wenn Signalgabe auf einem reservierten Signalgabekanal ausgeführt wird. In allen diesen Fällen wird die Signalgabeinformation für die geschalteten Kanäle dauernd transportiert.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Angabe für die aktuelle Bandbreitenzuordnung für einen geschalteten Kanal direkt in den Datenstrom auf diesem Kanal codiert. Diese Ausführungsform nutzt die Verwendung der Mehrfachrahmenerstellung von T1-Rahmen und auch Stehlbit- Signalgabe.
Obwohl ein einzelner T1-Rahmen eine Länge von 193 Bits aufweist, werden in den meisten Fällen 12 oder 24 T1-Rahmen kombiniert, um einen einzelnen Mehrfachrahmen zu bilden. 24 Rahmen enthaltende Mehrfachrahmen sind als erweiterte Überrahmen oder ESF (Extended Superframes) bekannt. Bei einem 24-Rahmen-ESF sind für jeden geschalteten Datenkanal vier Stehlbit-Signalgabebits vorhanden. Jedoch nutzen aktuelle Standards für Stehlbit-Signalgabe nur die ersten zwei Stehlbit-Signalgabebits, die als A- und B-Signalbits bekannt sind. Das dritte und das vierte Signalgabebit, die als C- und D-Signalgabebits bekannt sind, sind redundant, und sie werden gleich wie das A- und das B-Bit eingestellt.
Diese Ausführungsform der Erfindung nutzt erweiterte 24-Rahmen-Überrahmen, und sie nutzt die redundanten C- und D-Signalgabebits. In jedem mittels dieser Ausführungsform gesendeten ESF wird das C-Signalgabebit als Kanalstatussignal genutzt, das den Kanalstatus für den nächsten ESF anzeigt. Da ein geschalteter Datenkanal nur zwei Zustände einnehmen kann, nämlich die Nutzung als geschalteter Datenkanal oder die Nutzung als Teil des nicht geschalteten Datenpfads, muss das Kanalstatussignal nur die Länge eines Einzelbits aufweisen. Beim Empfangen eines ESF-Rahmens unter Verwendung dieser Ausführungsform der Erfindung wird das C-Signalgabebit so rückgesetzt, dass es dem A-Signalgabebit entspricht, bevor eine Weiterleitung erfolgt. Auf diese Weise empfängt mit der Erfindung verbundene Kommunikationsausrüstung erweiterte Überrahmen, die durch die Erfindung vollständig unverändert erscheinen.
Ein zusätzliches Merkmal ist die maximale Nutzung von Daten auf einem geschalteten Datenkanal. Die meisten Daten, die auf einem geschalteten Datenkanal unter Verwendung der Stehlbit-Signalgabe kommuniziert werden, sind auf 56 kbps beschränkt, wobei nur 7 Bits in jedem Rahmen für Daten genutzt werden. Dies gilt, obwohl das Stehlbit-Signalgabebit in einem von sechs Rahmen erscheint. Die Ausführungsform nutzt alle 8 Bits zum Übertragen von Daten in Rahmen, die kein Stehlbit-Signalgabebit enthalten, um dadurch die Bandbreite für den Verkehr geschalteter Daten auf 62,67 kbps zu verbessern.
Ein anderes Merkmal betrifft die Realisierung der dynamischen Bandbreitenzuordnung für die Signalgabe auf der Teilnehmerleitung bei einer Vorrichtung mit mehreren lokalen Kommunikationsanlagen-Schnittstellen. In der Teilnehmerleitung war bisher dynamische Bandbreitenzuordnung abgesehen von der Verwendung eines reservierten Signalgabekanals, der für die Nutzung als Teil des nicht geschalteten Datenpfads nicht verfügbar ist (wie bei ISDN), nicht verfügbar. Dieses Merkmal sorgt für variable Bandbreitenzuordnung in einer Nicht-ISDN-Teilnehmerleitungsumgebung.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Merkmals der dynamischen Bandbreitenzuordnung erfolgt an den normalerweise über den Kommunikationskanal geschickten Schaltsignalen keine Änderung. Wenn das normale Schaltsignal durch die am System angebrachte Telekommunikationsvorrichtung gesendet wird, überwachen die sendende und die empfangende Vorrichtung, die diese zweite Ausführungsform der Erfindung realisieren, einfach das Signal. Dieses Signal kann entweder in den Kanal eingebettet sein, wie durch Stehlbit-Signalgabe, oder es kann über einen reservierten Signalgabekanal, wie einen ISDN-D-Kanal, übertragen werden. Nach einer vorbestimmten Zeit ab dem Beobachten dieses Signals, typischerweise in Intervallen von Rahmen oder Mehrfachrahmen gemessen, ordnen beide Vorrichtungen gleichzeitig die Bandbreite für den zum anderen Ende übertragenen Datenstrom neu zu.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines digitalen Trägers mit mehreren Kanälen, von denen einige einen einzelnen nicht geschalteten Datenpfad bilden.
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht des digitalen Trägers der Fig. 1 in einem zweiten Zustand.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Struktur eines erweiterten Überrahmens zeigt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das verschiedene Details des erweiterten Überrahmens der Fig. 3 zeigt.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das denselben Detaillierungsgrad für den erweiterten Überrahmen der Figur, jedoch für andere Rahmen, zeigt.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Hauptelemente der Erfindung zeigt.
Fig. 7 ist ein Flussdiagramm, das die Bithandlerroutine zeigt.
Fig. 8 ist ein Flussdiagramm, das die Empfangsbitroutine zeigt.
Fig. 9 ist ein Flussdiagramm, das die Sendebitroutine zeigt.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, das die NewTstatus-Aktualisierungsroutine zeigt.
Fig. 11 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Ausführungsform der Empfangsbitroutine zeigt.
Fig. 12 ist ein Flussdiagramm, das eine alternative Ausführungsform der Senderoutine zeigt.
Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das eine Realisierung der Erfindung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Dynamische Bandbreitenzuordnung

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Ansicht eines Trägers 10 für digitale Übertragung aus getrennten Kanälen 12, 14, 16 und 18, wobei die Kanäle durch die Zahl 18 gekennzeichnet sind und ein Bündel getrennter Kanäle vorliegt. Diese Figuren sind der Art nach dahingehend schematisch, dass sie so konzipiert sind, dass sie dynamische Bandbreitenzuordnung statt die wahre Art des Trägers für digitale Übertragung veranschaulichen. Zum Beispiel ist jeder der Kanäle 12-18 in den Fig. 1 und 2 als getrennte, körperliche Einheit dargestellt. Jedoch werden die Kanäle in einem Träger 10 für digitale Übertragung tatsächlich durch, Unterteilen der großen Bandbreite des Trägers 10 durch leitmultiplex (TDM) in getrennte Zeitschlitze geschaffen. Außerdem enthält der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Träger 10 für digitale Übertragung nur elf Kanäle 12-18, im Gegensatz zu den 24 DS-0-Kanälen, wie sie sich typischerweise auf einer T1-Leitung befinden. Dennoch sind die Fig. 1 und 2 von Nutzen, um den Prozess der dynamischen Bandbreitenzuordnung bei der Erfindung zu veranschaulichen.
Jeder der Kanäle 12-18 kann so konfiguriert werden, dass er entweder auf "geschaltete" oder "reservierte" Weise arbeitet. Geschaltete Kommunikationsvorgänge erlauben es, den Datenfluss ein- und auszuschalten, wie dann, wenn eine Sprachleitung abgehoben oder aufgelegt wird. Obwohl Datenkommunikationsvorgänge auch auf geschaltete Weise arbeiten können, werden geschaltete Datenleitungen in dieser Anwendung allgemein als Sprachkommunikation beschrieben.
Die Kanäle 18, die auf reservierte Weise arbeiten, können keine Signalgabe für den Kommunikationsstatus im Kanal ausführen. Im Ergebnis können reservierte Kanäle nicht dazu genutzt werden, Sprachkommunikation (oder die Kommunikation geschalteter Daten) zu führen, und sie sind für den Transport nicht geschalteter Daten reserviert.
Die Kanäle 12-18 verfügen alle über dieselbe Bandbreite. Jedoch wurden mehrere Kanäle 18 kombiniert, um einen einzelnen digitalen Datenpfad 20 höherer Bandbreite zu bilden, der zum Transportieren nicht geschalteter Daten verwendet, wird. Die Techniken zum Kombinieren von Kanälen 18 zu einem einzelnen Datenpfad 20 sind in der Technik gut bekannt. Wenn Kanäle 18 auf diese Weise kombiniert werden, entspricht die Bandbreite des digitalen Datenpfads 20 der Summe der Bandbreiten jedes der kombinierten Kanäle 18. Bei der aktuellen Ausführungsform ist nur ein nicht geschalteter Datenpfad 20 jeweils innerhalb eines Trägers 10 vorhanden. Im Ergebnis verfügen die Kanäle 12-18, die so konfiguriert sind, dass sie auf reservierte Weise arbeiten, immer über einen Teil des nichtgeschalteten Datenpfads 20.
In der Fig. 2 transportieren die Kanäle 12, 14 und 16 geschaltete Daten wie Sprachkommunikation, und sie sind daher getrennt vom nicht geschalteten Datenpfad 20 dargestellt. Da diese Kanäle 12, 14 und 16 geschaltete Daten transportieren, müssen sie so konfiguriert werden, dass sie auf geschaltete Weise arbeiten.
In der Fig. 2 ist der Kanal 16 mit Kanälen 18 kombiniert, um einen Teil des nicht geschalteten Datenpfads 20 zu bilden. Dies erfolgt bei der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn der Kanal 16 signalisiert, dass die Kommunikation für geschaltete Daten, die er gemäß der Fig. 1 ausführte, geendet hat. Anstatt dass es die vorliegende Ausführungsform erlaubt, die im Kanal 16 enthaltene Bandbreite ungenutzt zu belassen, beginnt sie damit, den Kanal 16 so zu nutzen, dass er nicht geschaltete Daten transportiert, um dadurch die Bandbreite des Pfads 20 für nicht geschaltete Daten um die Bandbreite des Kanals 16 zu erhöhen. Wenn der Kanal 16 signalisieren sollte, dass eine neue Verbindung für geschaltete Daten erforderlich ist, würde die Ausführungsform den Kanal 16 aus dem Pfad 20 für nicht geschaltete Daten herausnehmen und den in der Fig. 1 dargestellten Zustand wieder herstellen. Einzelheiten dieser Prozesse werden unten erläutert.
Die Kanäle 12 und 14 können auch dynamisch auf dieselbe Weise, wie es für den Kanal 16 dargestellt ist, in den Pfad 20 für nicht geschaltete Daten integriert werden. Außerdem könnte jeder der in der Fig. 1 dargestellten Kanäle 18, der über einen Pfad 20 für nicht geschaltete Daten, mit Konfiguration für geschalteten Betrieb, verfügt, signalisieren, dass ein neuer geschalteter Datenpfad benötigt wird, und er könnte aus dem das Bündel bildenden Pfad 20 entfernt werden.
Es ist zu beachten, das die Reservierung von Kanälen 18 zum Transportieren für nicht geschaltete Daten tatsächlich die Flexibilität der Ausführungsform einschränkt, da sie nicht zum Transportieren geschalteter Daten verfügbar sind. Jedoch, ist die Fähigkeit, Kanäle 18 auf diese Weise zu reservieren, dahingehend von Nutzen, dass reservierte Kanäle keine Signalgabeinformation übertragen müssen. So kann, solange der Kanal 18 nicht realistisch zum Transportieren nicht geschalteter Daten erforderlich ist, die Reservierung des Kanals 18 Overhead verringern und die Bandbreite erhöhen, wie unten erläutert.

T1-Rahmenerstellung

Die Fig. 3 zeigt einen erweiterten T1-Überrahmen oder ESF 40, wie er bei der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird. Die Verwendung des erweiterten Überrahmens 40 ist eine standardmäßige Rahmenbildungstechnik für Übertragung über eine T1- (oder DS-1)-Leitung von 1,544 Mbps.
Der ESF 40 enthält vierundzwanzig getrennt< a Rahmen 42, von denen nur die ersten sechs und die letzten beiden Rahmen 42 explizit in der Fig. 3 dargestellt sind. Die restlichen Rahmen 42 sind in der Figur durch die Ellipsen 43 angegeben. Die einzelnen Rahmen 42 sind in der oberen Zeile der Fig. 3 durch den Buchstaben F in Kombination mit der Rahmennummer markiert.
Jeder Rahmen 42 enthält Daten für vierundzwanzig getrennte DS-0-Kanäle 44. Die Fig. 3 zeigt explizit nur die ersten fünf und die letzten zwei Kanäle 44 für jeden Rahmen 42; die restlichen Kanäle sind in der Fig. 3 durch Ellipsen 45 gekennzeichnet. Die einzelnen Kanäle 44 sind in der ganz linken Spalte der Fig. 3 durch den Buchstaben C in Kombination mit der Kanalnummer markiert.
Jeder Kanal 44 in einem Rahmen 42 enthält acht Datenbits (in der Fig. 3 nicht dargestellt). Die Rahmen 42 auf einer T1- Leitung werden achttausend Mal pro Sekunde übertragen, was für jeden der vierundzwanzig DS-0-Kanäle 44 für eine Bandbreite von 64 kbps sorgt.
Zusätzlich zu den DS-0-Kanälen 44 enthält jeder Rahmen 42 auch ein einzelnes Rahmenbit oder Fbit 46, das zur Rahmensynchronisation und andere Signalgabeinformation verwendet werden kann. Die Nutzung des Fbit 46 zur Signalgabe ist im Stand der Technik Standard, und bei der Erfindung erfolgt keine Nutzung auf irgendeine spezielle Weise. Durch Einschluss des Fbit enthält jeder Rahmen 42 insgesamt 193 Datenbits (vierundzwanzig Kanäle mal acht Bits pro Kanal zuzüglich einem Fbit).

Stehlbit-Signalgabe

Jeder der Kanäle 44 kann so konfiguriert werden, dass er entweder in einem geschalteten oder einem reservierten Modus arbeitet. Die Kanäle 44, die geschaltete Daten transportieren, müssen Signalgabeinformation zum aktuellen Übertragungsstatus der geschalteten Daten transportieren. Herkömmlicherweise wird diese Statusinformation in jedem sechsten Rahmen 42 unter Verwendung von Stehlbit-Signalgabe transportiert. Stehlbit-Signalgabe nutzt das geringstsignifikante Bit in jedem sechsten Rahmen 42 jedes geschalteten Datenkanals 44 als Signalgabebit.
Es wird nun auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, in denen ein Teil des ESF-Rahmens 40 der Fig. 3 detaillierter dargestellt ist. Die Fig. 4 zeigt die Bitnutzung repräsentativer Kanäle C1, C2 und C3 in Rahmen F1 bis F12. In ähnlicher Weise zeigt die Fig. 5 die Bitnutzung der Kanäle C1, C2 und C3 in den Rahmen F13 bis F24.
Der repräsentative Kanal C1 ist als reservierter Kanal für nicht geschaltete Daten konfiguriert. Da bei diesem Typ eines reservierten Kanals keine Signalgabeinformation benötigt wird, enthält der Kanal C1 keinerlei Stehlbit-Signalgabebits. Stattdessen enthält jede Bitstelle im ESF 40 für den Kanal C1 nicht geschaltete Daten, wie es in den Fig. 4 und 5 durch den Buchstaben 'x' dargestellt ist.
Demgegenüber sind die Kanäle C2 und C3 so konfiguriert, dass sie geschaltete. Daten transportieren, und daher enthalten sie ein Stehlbit-Signalgabebit. Diese Bits sind an der Stelle des geringstsignifikanten Bits (dem untersten Bit) für die Kanäle C2 und C3 in den Rahmen F6, F12, F18 und F24 dargestellt. Das Signalgabebit im Rahmen F6 wird im Allgemeinen als A-Signalgabebit bezeichnet, und es ist in der Fig. 4 mit dem Buchstäben A gekennzeichnet. In ähnlicher Weise ist das Bit im Rahmen F12 das B-Signalgabebit, das Bit im Rahmen F18 ist das C-Signalgabebit und das Bit im Rahmen F24 ist das D-Signalgabebit.
Obwohl diese vier Bits zum Übermitteln von Signalgabeinformation in jedem geschalteten Kanal 44 im ESF 40 verfügbar sind, nützen aktuelle Kommunikationsprotokolle nur die ersten Signalgabebits, A und B. Die Signalgabebits C und D werden nicht genutzt, und sie werden herkömmlicherweise so eingestellt, dass sie den Signalgabebits A bzw. B entsprechen. Demgemäß werden die Signalgabebits C und D als redundante Signalgabebits bezeichnet.
Es ist dargestellt, dass der Kanal C2 in den Fig. 4 und 5 Sprachdaten enthält, wie durch den Buchstäben 'v' an den Bitorten dargestellt. Es ist zu beachten, dass das geringstsignifikante Sprachdatenbit in den Rahmen F6, F12, F18 und F24 durch das Signalgabebit ersetzt ("gestohlen") ist. Der Verlust des geringstsignifikanten Sprachdatenbits in jedem sechsten Rahmen für Signalgabeinformation bleibt im Allgemeinen bei Sprachkommunikation unbemerkt. Im Ergebnis kann der Sprachdigitalisierer (in den Figuren nicht dargestellt), der die Bitwerte für einen Datenkanal zuweist, jede Bitzuweisung auf Grundlage der Analog-Digital-Wandlung auffüllen und es zulassen, dass das Signalgabebit einfach die Daten nach Bedarf überschreibt.
Jedoch ist bei Datenkommunikation die systematische Zerstörung von Bits nicht akzeptierbar. Herkömmlicherweise bedeutet dies, dass geschaltete Datenkanäle, die Nicht-Sprachdaten transportieren, nur die höchstsignifikanten sieben Bits in jedem Rahmen nutzen. Dies hat den unglücklichen Effekt, dass die Kommunikation geschalteter Daten auf eine Bandbreite von 56 kbps beschränkt wird, im Vergleich zu einer Bandbreite von 64 kbps, wie sie verfügbar ist, wenn alle acht Bits genutzt werden.
Die vorliegende Ausführungsform überwindet diese Einschränkung teilweise, wie es in Verbindung mit dem Kanal C3 dargestellt ist. Der Kanal C3 ist so konfiguriert, dass er geschaltete Daten überträgt, und daher enthält er in den Rahmen F6, F12, F18 und F24 Stehlbit-Signalgabebits A, B, C bzw. D. Jedoch ist der Kanal C3 in den Fig. 4 und. 5 im getrennten Zustand dargestellt (was auch als inaktiv, frei oder aufgelegt bekannt ist). Im Ergebnis transportiert der Kanal C3 anstelle von Sprachdaten nicht geschaltete Daten als Teil des Pfads variabler Bandbreite für nicht geschaltete Daten (Bezugszahl 20 in den Fig. 1 und 2). Die einzelnen Bits, die die nicht geschalteten Daten auf dem Kanal C3 bilden, sind in den Figuren durch 'x' und das '+' gekennzeichnet. Für die Zwecke des Datenstroms existiert kein Unterschied zwischen den als 'x' und als '+' dargestellten Bits. Der Unterschied in den Figuren erfolgte zum alleinigen Zweck des Erläuterns der Funktion und des besten Modus der Erfindung.
Die Bits 'x' im Kanal C3 befinden sich in den sieben höchstsignifikanten Bits. Herkömmlicherweise sind dies nur Datenbits, wie sie auf einem geschalteten Datenpfad gesendet werden, da befürchtet wird, gültige Daten mit den Stehlbit-Signalgabebits A, B, C und D zu überschreiben. Angesichts der eingeschränkten Nutzung der vorliegenden Ausführungsform auf der Teilnehmerleitung ist es jedoch möglich, Datenbits für die vierundzwanzig Rahmen im ESF 40, die keine Stehlbit-Signalgabebits transportieren, an der Position des geringstsignifikanten Bits zu platzieren. Diese Datenbits sind im Kanal C3 als Zeichen '+' repräsentiert. Unter Nutzung dieser Bits zum Überträgen von Daten wird die Bandbreite im Kanal C3 62,67 kbps (im Mittel 7 5/6 Bits pro Rahmen mal 8000 Rahmen pro Sekunde).
Normalerweise ist es nicht ratsam, diese Bits zu verwenden, wenn Daten über geschaltete Kanäle über mehrere Knoten eines Telekommunikationssystems übertragen werden. Dies, da es möglich ist, dass Rahmen aus einem Mehrfachrahmen abgetrennt werden und während der Übertragung über einen Knoten neu in einen anderen Mehrfachrahmen eingebaut werden. Im Ergebnis würden sich die Rahmen, die Stehlbit-Signalgabe enthalten, während der Übertragung ändern. Da jedoch die Erfindung auf die Übertragung über die Teilnehmerleitung beschränkt ist, kann sie garantieren, dass während der Übertragung keine Neu-Mehrrahmenerstellung erfolgt. Im Ergebnis ändern sich die Rahmen, die Stehlbit-Signalgabe enthalten, nicht, und andere Rahmen sind frei, um das geringstsignifikante Bit zur Übertragung von Daten zu verwenden.
Es ist zu beachten, dass die Kanäle C2 und C3 geschaltete digitale Daten anstelle von Sprachdaten transportieren können, wenn sie in einem verbundenen Zustand (auch als aktiv, belegt oder abgehoben bezeichnet) genutzt werden. Wenn sie geschaltete digitale Daten transportieren, ist es möglich, dass die Datenübertragungsausrüstung mit nur 56 kbps sendet, da die Übertragung geschalteter digitaler Daten über die Teilnehmerleitung zu den mehreren Knoten des Telekommunikationssystems weiterläuft. Während die aktuelle Ausführungsform in diesen Fällen die Bandbreite nicht verbessert, ist die Möglichkeit, die geschalteten Kanäle C2 und C3 zum Übertragen nicht geschalteter Daten mit 62,67 kbps zu nutzen, ein deutlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik.

Komponenten

Die Fig. 6 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Übertragungsvorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 ist lokal über eine Schnittstelle 104 für geschaltete Daten mit einer Anlage 102 für geschaltete Daten verbunden. Die Vorrichtung 100 ist idealerweise so konzipiert, dass sie eine Anzahl von Schnittstellen 104 für geschaltete Daten unterstützt, wie T1, E1, ISDN PRI, ISDN BRT, POTS FXO und POTS FXS.
Die Vorrichtung 100 ist lokal auch über eine Schnittstelle 108 für nicht geschaltete Daten mit einer Anlage 106 für nicht geschaltete Daten verbunden. Die von der. Vorrichtung 100 verwendete Schnittstelle 108 für nicht, geschaltete Daten kann in weitem Umfang variieren. Zum Beispiel könnte die Schnittstelle 108 für nicht geschaltete Daten über eine 10BaseT-Verbindung für Verbindung mit herkömmlichen Netzen für nicht geschaltete Daten (wie IP oder IPX) verfügen. Außerdem sollte die bevorzugte Ausführungsform der Schnittstelle 108 für nicht geschaltete Daten dazu in der Lage sein, mit Rahmenweiterleitung (Frame Relay) und ATM zu verbinden, und sie sollte über 802.1d Bridging, T1/DDS-Verbindungen verfügen und synchrone V.35-Kommunikationsvorgänge zulassen. Vorzugsweise könnte die sich in einer Fernsprechzentrale befindende Vorrichtung 100 eine Schnittstelle 108 für nicht geschaltete Daten mit umfangreicheren Fähigkeiten als eine Vorrichtung 100 sein, die sich in den Räumen eines Kunden befindet.
Die Vorrichtung 100 ist so konzipiert, dass sie für Kommunikation zwischen der lokalen Anlage 102, 106 und einer ähnlich konzipierten entfernten Einheit 110 sorgt. Kommunikation mit der entfernten Einheit 110 erfolgt über einen in Kanäle unterteilten Träger 112 für digitale Übertragung, wie eine T1- oder eine E1-Leitung. Der Träger 112 ist in getrennte Kanäle 114 unterteilt, die durch Unterteilen des Trägers 112 im Zeitmultiplex erzeugt werden.
Kommunikationsvorgänge zwischen der Anlage 102 für geschaltete Daten und dem Träger 112 werden durch die Steuerung 120 innerhalb der Vorrichtung 100 gesteuert. Von der Anlage 102 für geschaltete Daten zu sendende Daten werden von der Steuerung 120 empfangen und über den Träger 112 mittels eines Senders 122 gesendet. Wenn die geschalteten Daten einmal von der entfernten Einheit 110 empfangen sind, werden sie an die entfernte Anlage (nicht dargestellt) für geschaltete Daten geliefert, die mit der entfernten Einheit 110 verbunden ist. Wenn diese entfernte Anlage für geschaltete Daten wiederum Daten an die Anlage 102 für geschaltete Daten sendet, werden diese Daten durch die Steuerung 120 über einen Empfänger 124 über den Träger 112 empfangen und dann durch die Steuerung 120 an die Anlage 102 für geschaltete Daten gelenkt.
Der Sender 122 und der Empfänger 124 bilden Teil einer Trägerschnittstelle 126, die speziell so konfiguriert ist, dass sie den Verkehr über den Träger 112 handhabt. Die Vorrichtung 100 ist idealerweise so konzipiert, dass sie eine Anzahl von Trägerschnittstellen 126 unterstützt, wie T1, E1, HDSL, SDSL und VDSL.
In ähnlicher Weise erfolgt die Kommunikation zwischen der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten und der entfernten Anlage (nicht dargestellt) für nicht geschaltete Daten, die an der entfernten Einheit 110 angebracht ist, über den Träger 112, den Sender 122 und den Empfänger 124, wobei alles durch Steuerungsvorgänge der Steuerung 120 erfolgt.
Die Steuerung 120 könnte aus einer zentralen Verarbeitungseinheit und einem in einem Programmspeicher gespeicherten Steuerprogramm bestehen. Alternativ könnte die Steuerung 120 über fest verdrahtete Schaltkreise verfügen, die so konzipiert sind, dass sie die unten dargelegte Steuerlogik handhaben. Bei der bevorzugten Ausführungsform besteht die Steuerung 120 aus fest verdrahteten Logikgattern, um die Verarbeitung beim Senden und Empfangen von Daten zu beschleunigen.
Die Steuerung 120 steht mit einem Konfigurationsspeicher 130 in Verbindung, der die Konfiguration der Kanäle 114 des Trägers 112 speichert. Für jeden Kanal 114 gibt der Konfigurationsspeicher 130 an, ob dieser Kanal 114 in einem reservierten oder einem geschalteten Modus zu betreiben ist. Als Vorgabe kann der Konfigurationsspeicher 130 so eingestellt werden, dass alle Kanäle 114 in einem geschalteten Modus arbeiten. Idealerweise wird eine lokale Konfiguration des Konfigurationsspeichers 130 zugelassen, wie für die Konfiguration über ein Ortsnetz oder den Träger 112. Eine Fernkonfiguration einer Anlage wie der Vorrichtung 100 und des Konfigurationsspeichers 130 ist in der Technik gut bekannt, und es ist möglich, Protokolle wie SNMP zu verwenden.
Die Steuerung 120 steht auch mit einem Kanalstatusspeicher 132 in Verbindung. Der Kanalstatusspeicher 132 zeigt den Sende- und den Empfangsstatus jedes Kanals 114 an, der vom Konfigurationsspeicher 130 so konfiguriert ist, dass er in einem geschalteten Modus arbeitet. Wenn der Sendestatus für einen Kanal 114 aktiv ist, werden Daten zur Übertragung auf diesem Kanal von der Anlage 102 für geschaltete Daten empfangen. In ähnlicher Weise werden, wenn der Empfangsstatus für einen Kanal 114 aktiv ist, vom Empfänger 124 für diesen Kanal 114 empfangene Daten an die Anlage 102 für geschaltete Daten gerichtet.
Wenn dagegen der Sendestatus für einen Kanal 114 inaktiv ist, werden Daten zur Übertragung auf diesem Kanal 114 von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten empfangen. Von Empfänger 124 für Kanäle 114 mit inaktivem Empfangsstatus empfangene Daten werden an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten gerichtet.
Es ist möglich, den Sendestatus für einen Kanal 114 auf Aktiv einzustellen und den Empfangsstatus desselben Kanals 114 auf Inaktiv einzustellen oder umgekehrt. Dies kann z. B. dann auftreten, wenn als Erstes ein Sprachkanal gestartet wird. Diese Situation führt zu keiner Verwirrung im Datenstrom, und tatsächlich ist dies Von Vorteil, da nicht geschaltete Daten in einer Richtung über einen Kanal 114 laufen können, bis es für den Kanal 114 tatsächlich erforderlich ist, dass geschaltete Daten in beiden Richtungen laufen.
Der Empfangs- und der Sendestatus im Kanalstatusspeicher 132 ist für Kanäle 114 irrelevant, die im Konfigurationsspeicher 130 so konfiguriert sind, dass sie im reservierten Modus arbeiten. Im reservierten Modus arbeitende Kanäle 114 übernehmen immer zu sendende Daten von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten, und sie richten empfangene Daten immer an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten.
Um eine Statusänderung für die lokale Anlage 102 für geschaltete Daten zu erfassen, überwacht ein lokaler Verbindungsmonitor 134 in der Vorrichtung 110 die Kommunikation an der Anlagenschnittstelle 104 für geschaltete Daten. Der Monitor 134 ermittelt, wann eine Statusänderung für die Anlage 102 für geschaltete Daten auftritt, und er informiert die Steuerung 120 darüber. Der Monitor 134 ist in der Fig. 6 körperlich getrennt von der Steuerung 120 dargestellt. Jedoch wäre es möglich, den Monitor 134 entweder dadurch in die Steuerung 120 einzubauen, dass seine Funktionen in das Steuerprogramm für die Steuerung 120 eingeschlossen werden oder dass die Funktionen des Monitors 134 fest in die Steuerung 120 verdrahtet werden.
In ähnlicher Weise überwacht ein Kanalstatussignal-Detektor 136 solche Daten, die vom Empfänger 124 auf Kanälen 114 empfangen werden, die für den Betrieb für geschaltete Daten konfiguriert sind. Wenn der Detektor 136 ermittelt, dass für auf dem Kanal 114 empfangene Daten eine Statusänderung vorliegt, informiert er die Steuerung 120 darüber. Wie im Fall des Monitors 134, so ist auch der Detektor 136 in der Fig. 6 als von der Steuerung 120 getrennt dargestellt, jedoch könnte er ohne Änderung des Schutzumfangs der Erfindung in die Steuerung 120 eingebaut sein.

Ausführungsform mit Stehlbit-Signalgabe

Die Komponenten zum Realisieren der Erfindung sind oben in Zusammenhang mit der Fig. 6 dargelegt. Eine Ausführungsform unter Verwendung dieser Komponenten nutzt Stehlbit-Signalgabe.
Bei der Ausführungsform mit Stehlbit-Signalgabe ist die Übertragung über Kanäle 114, die für reservierten Betrieb für nicht geschaltete Daten konfiguriert sind, unkompliziert. Die Steuerung 120 nimmt alle Daten für den reservierten Kanal 114 von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten auf. Es werden keine Stehlbit-Signalgabebits in reservierten Kanälen 114 gesendet.
In nicht reservierten Kanälen 114 werden Stehlbit-Signale auf dem Kanal 114 gesendet. Dies gilt sogar dann, wenn ein Kanal 114 aktuell frei ist und er zeitweilig zum Senden nicht geschalteter Daten verwendet wird. Die Ermittlung der Datenquelle zur Datenübertragung auf nicht reservierten Kanälen 114 erfolgt durch den im Statusspeicher 132 abgespeicherten Status für diesen Kanal 114. Wenn der nicht reservierte Kanal 114 frei ist, werden zu übertragende Daten von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten akzeptiert. Wenn der Status des nicht reservierten Kanals 114 aktiv ist, werden Daten von der Anlage 106 für geschaltete Daten übernommen.
Zusätzlich zu Daten enthält jeder ESF von Daten für einen nicht reservierten Kanal vier Stehlbit-Signalgabebits. Drei dieser Stehlbit-Signalgabebits werden als Normal übertragen wobei dies die Stehlbits A, B und das redundante Stehlbit D sind. Die Werte dieser Bits werden entweder durch die Anlage 102 für geschaltete Daten geliefert, oder sie werden durch die Steuerung 120 auf Grundlage der vom Monitor 134 empfangenen Statusinformation erzeugt. In jedem Fall ist die Erzeugung dieser Stehlbit-Signalgabebits im Stand der Technik gut bekannt. Anstelle des redundanten Stehlbits C fügt die Steuerung 120 den Wert des Sendestatus für den Kanal 114, wie er im Kanalstatusspeicher 132 gespeichert ist, ein. Da der Sendestatus jedes Kanals 114 nur einen von zwei Werten einnehmen kann, beträgt die Länge des Sendestatus nur ein einzelnes Bit.
Diese Nichtdatenbits A, B, C und D sind selbst dann vorhanden, wenn der Status des nicht reservierten Kanals 114 frei ist. Diese Bits repräsentieren den Status des Kanals 114, wie von der Anlage 102 für geschaltete Daten übernommen, wobei jedoch der Rest des Kanals 114 Daten von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten enthält.
Wenn die Steuerung 120 Daten empfängt, empfängt sie diese vom Empfänger 124 entsprechend der Konfiguration und dem Status jedes Kanals 114. Wenn ein Kanal 114 für reservierten Betrieb konfiguriert ist, werden alle im Kanal 114 empfange nen Daten durch die Steuerung 120 an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten gerichtet. Andernfalls, wenn der Kanalstatus frei ist (und der geschaltete Kanal daher nicht geschaltete Daten empfängt), liefert die Steuerung 120 die Nichtsignalgabebits (alle anderen Bits als die Stehlbit-Signalgabebits A, B, C und D) an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten. Wenn sich der Kanal 114 in geschalteter (nicht reservierter) Konfiguration befindet und über aktiven Status verfügt, empfängt die Steuerung 120 Daten vom Empfänger 124, und sie stellt das C-Signalgabebit dadurch wieder her, dass sie das C-Bit entsprechend dem A-Signalgabebit einstellt. Dann werden die empfangenen Daten an die Anlage 102 für geschaltete Daten gegeben.
Während des Empfangs eines erweiterten Überrahmens wartet der Detektor 136 auf das Auftreten eines Kanalstatusbits (das C-Stehlbit-Signalgabebit) in den eintreffenden Daten. Bei Empfang dieses Bits liefert der Detektor 136 dasselbe an die Steuerung 120, die das Bit dazu verwendet, den Empfangsstatus für den aktuellen Kanal 114 im Kanalstatusspeicher 132 neu zuzuweisen. Es ist zu beachten, dass das empfangene Kanalstatusbit den Empfangsstatus im Kanalstatusspeicher 132 selbst dann aktiviert, wenn keine Statusänderung vorliegt. Alternativ könnte die Steuerung 120 das eingehende Kanalstatusbit mit dem Empfangsstatus im Kanalstatusspeicher 132 vergleichen und diesen nur dann aktualisieren, wenn eine tatsächliche Änderung des Empfangsstatus vorliegt.
Das vom Detektor 136 empfangene Statusbit zeigt den Empfangsstatus für den aktuellen Kanal 114 im nächsten ESF an, und es ändert nichts daran, wie die Steuerung 120 den aktuell empfangenen ESF handhabt. Bei Empfang jedes ESF von der entfernten Einheit 110 handhabt die Steuerung 120 die ESF- Daten für geschaltete Kanäle 114 entsprechend dem Empfangsstatus für die Kanäle 114, wie mit dem vorigen ESF empfangen.
Die Prozeduren zum Senden und Empfangen von Daten sind in den in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Flussdiagrammen detailliert dargelegt. Die Fig. 7 zeigt die allgemeine Bithandlerroutine 140. Diese Routine 140 wird ausgeführt, um ein Sendebit und ein Empfangsbit zu handhaben. Innerhalb der Bithandlerroutine 120 liegt der Anfang jedes gesendeten Rahmens synchron mit dem Anfang jedes empfangenen Rahmens. Obwohl es möglich wäre, Rahmen ohne eine solche Synchronisation zusenden und zu empfangen, ist dies in der Industrie Standard. In Zusammenhang mit dem Sender 122 und dem Empfänger 124 kann eine Zwischenspeicherung für Sende- und Empfangsdaten durch Zeichenpuffer (nicht dargestellt) bereitgestellt sein, wie es im Stand der Technik gut bekannt ist.
Die gesamte Bithandlerroutine 140 wird von der Steuerung 120 wiederholt ausgeführt. Zwischen jeder Iteration bereitet sich die Routine 140 selbst darauf vor, die nächsten Sende- und Empfangsbits zu handhaben. Die Steuerung 120 kann die gesendeten und empfangenen Bits zählen, und demgemäß kann die Bithandlerroutine 140 ermitteln, wann neue Kanäle, Rahmen und Mehrfachrahmen beginnen.
Der Anfang der Bithandlerroutine 140 ist als Flussdiagrammsposition 141 dargestellt. Der erste tatsächliche Schritt 142 in der Routine 140 dient zum Ermitteln, ob das aktuelle Bit das erste Bit in einem neuen Rahmen ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Kanalindex, der durch den variablen Namen Ci in den Figuren gekennzeichnet ist, auf Null gesetzt, wie es im Schritt 144 dargestellt ist. Danach handhabt die Bithandlerroutine 140 das Senden und Empfangen des Rahmenbits (Fbit) in Schritten 146 bzw. 148. Die Bestimmung und Handhabung des Rahmenbits ist im Stand der Technik gut bekannt und wird hier nicht weiter erörtert. Nach dem Handhaben des Rahmenbits stoppt die Bithandlerroutine, wie es durch die Flussdiagrammstelle 150 dargestellt ist.
Wenn der Schritt 142 anzeigt, dass kein neuer Rahmen beginnt, wird ein Schritt 152 ausgeführt, um zu ermitteln, ob ein neuer Kanal begonnen hat. Wenn dies der Fall ist, dient ein Schritt 154 dazu, den Kanalindex Ci zu inkrementieren. Unabhängig davon, ob der Kanalindex inkrementiert wird oder nicht, werden dann der Empfangsprozess 160 und der Sendeprozess 200 für das aktuelle Bit ausgeführt. Nach dem Empfangen und Senden eines Bits mittels der Prozesse 160, 200 stoppt die Bithandlerroutine an der Stelle 150.
Der Empfangsprozess 160 ist in der Fig. 8 dargestellt, und er beginnt bei 162. Die Steuerung 120 empfängt vom Empfänger 124 das nächste Bit, und sie weist in einem Schritt 124 den Bitwert RBIT zu. Der Empfangsprozess 160 ermittelt als Nächstes, ob der aktuelle Kanal Ci für nicht geschaltete Daten reserviert ist, was durch Prüfen des Konfigurationsspeichers 130 erfolgt, wie es durch die Abfrage 166 dargestellt ist. Wenn der Wert der Konfigurationsvariablen für den Kanal Ci '1' ist, ist der. Kanal für nicht geschaltete Daten konfiguriert. Wenn sie auf '0' gesetzt ist, transportiert der Kanal Signalgabeinformation, und er kann entweder geschaltete oder nicht geschaltete Daten transportieren. Wenn Config[Ci] den Wert '1' hat, kann RBIT direkt in einem Schritt 168 an die Einheit 106 für nicht geschaltete Daten weitergeleitet werden, und der Empfangsprozess 160 kann an der Flussdiagrammstelle 170 enden.
Wenn der Kanal Ci für geschaltete baten konfiguriert ist, wird der Empfangsprozess dadurch fortgesetzt, dass in einem Schritt 172 ermittelt wird, ob das Bit RBIT den Anfang eines neu empfangenen Mehrfachrahmens bildet. Wenn dies der Fall ist, ist es erforderlich, die Empfangsstatusvariable auf den während des vorigen Mehrfachrahmens erzeugten aktualisierten Status zu aktualisieren. Dies erfolgt durch Einstellen der Empfangsstatusvariablen Rstatus in einem Schritt 174 auf den Wert der neuen Empfangsstatusvariablen NewRstatus.
Unabhängig davon, ob Rstatus aktiviert wird oder nicht, muss der Empfangsprozess 160 dann in einem Schritt 176 ermitteln, ob RBIT eines der vier Stehlbit-Signalgabebits ist. Diese Ermittlung erfolgt von der Steuerung 120 unter Verwendung standardmäßiger Techniken aus dem Stand der Technik. Wenn RBIT kein Signalgabebit ist, wird Rstatus für den aktuellen Kanal überprüft, ob der Kanal aktuell aktiv ist (ob er aktuell geschaltete Daten transportiert) oder ob er inaktiv ist (wobei er Teil des Pfads für nicht geschaltete Daten bildet), wie es im Schritt 180 dargestellt ist. Wenn Rstatus für den Kanal '1' ist, ist der Kanal inaktiv und RBIT wird in einem Schritt 182 an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten weitergeleitet. Wenn Rstatus für den Kanal '0' ist, ist der Kanal aktiv und RBIT wird direkt in einem Schritt 184 an die Anlage 102 für geschaltete Daten weitergeleitet. In der Fig. 8 ist der nach dem Weiterleiten von RBIT an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten (Schritt 108) ausgeführte Schritt ebenfalls der Schritt 184. Obwohl es als unlogisch erscheinen mag, dasselbe Bit an beide Quellen weiterzuleiten, ignoriert die Anlage 102 für geschaltete Daten einfach alle Datenbits, die sie auf dem Kanal Ci empfängt, wenn dieser Kanal inaktiv ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform werden alle Datenbits, die auf einem für die Handhabung geschalteter Daten konfigurierten Kanal empfangen werden, automatisch der Anlage 102 für geschaltete Daten verfügbar gemacht. Demgemäß wäre zusätzlicher Aufwand zum Verstecken derartiger Datenbits erforderlich, und dieser Zusatzaufwand ist nicht erforderlich. Selbstverständlich würde es für den Empfangsprozess 160 keinen Unterschied machen, wenn der nach dem Schritt 182 ausgeführte Schritt der Abschluss des Prozesses im Schritt 170 wäre.
Wenn im Schritt 176 ermittelt wird, dass RBIT ein Signalgabebit ist, muss der Empfangsprozess 160 ermitteln, ob dies das Bit A oder C ist, wie es aus den Schritten 186 bzw. 188 erkennbar ist. Wenn das Signalgabebit keines dieser beiden ist, wird es im Schritt 184 direkt an die Anlage 102 für geschaltete Daten weitergeleitet, und der Empfangsprozess endet im Schritt 170. Wenn im Schritt 186 ermittelt wird, dass RBIT das A-Signalgabebit ist, ist es erforderlich, den Wert dieses Bits zeitweilig abzuspeichern, wie es in einem Schritt 190 dargestellt ist. Dieser zwischengespeicherte Wert wird dazu verwendet, das C-Signalgabebit auf einen ursprünglichen Wert (den Redundanzwert zum A-Bit) rückzusetzen, bevor es an die Anlage 102 für geschaltete Daten weitergeleitet wird. Nachdem der Wert des A-Bits im Schritt 190 gesichert wurde, wird RBIT im Schritt 184 an die Anlage 102 für geschaltete Daten weitergeleitet, und der Prozess endet.
Wenn im Schritt 188 ermittelt wird, dass RBIT das C-Signalgabebit enthält, weiß der Empfangsprozess 160, dass RBIT das Kanalstatussignal für den Kanal Ci enthält. Im Ergebnis wird NewRstatus für den Kanal Ci im Schritt 192 auf denselben Wert wie RBIT gesetzt. Dann wird RBIT im Schritt 194 auf den zwischengespeicherten Wert des A-Signalgabebits gesetzt, und dann wird es im Schritt 184 an die Anlage 102 für geschaltete Daten weitergeleitet.
Bei dieser bevorzugten Realisierung des Empfangsprozesses 160 sind die Funktionen des Detektors 136 (zum Erfassen des Kanalstatusbits) mit den Empfangsbit-Handhabungsaspekten der Steuerung 120 kombiniert. Im Wesentlichen sind in die Steuerung 120 alle Aspekte des Detektors 136 eingeschlossen.
Wie es aus dem Empfangsprozess 160 in der Fig. 8 erkennbar ist, werden auf einem Kanal für geschaltete Daten empfangene Signalgabebits nie an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten weitergeleitet, und zwar selbst dann, wenn der Kanal inaktiv ist und aktuell nicht geschaltete Daten transportiert. Tatsächlich werden die Signalgabebits aus dem Datenstrom herausgefiltert, der an die Anlage 106 für nicht geschaltete Daten gerichtet ist.
Die Fig. 9 zeigt den Sendeprozess 200 in Flussdiagrammform. Es ist dargestellt, dass der Sendeprozess 200 an der Flussdiagrammstelle 202 startet. Der erste Funktionsschritt im Sendeprozess 200 beginnt bei 204, wo er ermittelt, ob das zu sendende aktuelle Bit der Anfang eines neuen Mehrfachrahmens ist. Wenn dies der Fall ist, ist es erforderlich, die Sendestatusvariable auf den während des vorigen Mehrfachrahmens erzeugten aktualisierten Zustand zu aktualisieren. Dies erfolgt durch Einstellen der Sendestatusvariablen Tstatus in einem Schritt 206 auf den Wert der neuen Sendestatusvariablen Tstatus.
Abweichend vom Empfangsprozess 160 kann der Sendeprozess 200 seine neue Statusvariable NewTstatus nicht einfach dadurch aktualisieren, dass er die durch die entfernte Einheit 110 erzeugten Kanalstatusbits untersucht. Stattdessen muss der Sendeprozess 200 NewTstatus dadurch einstellen, dass er Statusinformation von der lokalen Anlage 102 für geschaltete Daten empfängt, was im Prozess 240 bewerkstelligt wird und in Zusammenhang mit der Fig. 10 detaillierter erläutert wird.
Nachdem NewTstatus aktualisiert wurde, oder wenn im Schritt 204 ermittelt wird, dass das aktuelle Bit nicht der Start eines neuen Mehrfachrahmens ist, wird ein Schritt 208 ausgeführt, um zu ermitteln, ob der Kanal Ci als reservierter Kanal für die Handhabung nicht geschalteter Daten konfiguriert ist. Wenn dies der Fall ist, hat Config[Ci] den Wert '1', und im Schritt 210 wird TBIT auf das nächste Bit gesetzt, das von der Dateneinheit verfügbar ist. TBIT wird in einem Schritt 212 über den Kanal 114 übertragen, und der Sendeprozess 200 endet, wie es durch die Flussdiagrammstelle 214 in der Fig. 9 gekennzeichnet ist.
Wenn Config[Ci] den Wert '0' hat, ist der Kanal Ci so konfiguriert, dass er geschaltete Daten transportiert, und es wird ein Schritt 216 ausgeführt, um zu ermitteln, ob das nächste Bit eines der vier Stehlbit-Signalgabebits ist. Falls ja, erfolgt eine Bestimmung dahingehend, ob das Signalgabebit das C-Bit ist. Wenn im Schritt 218 ermittelt wird, dass es das C-Bit ist, wird in einem Schritt 220 TBIT auf den aktuellen Sendestatus für den Kanal Ci gesetzt (Tstatus[Ci]).
In einigen Fällen erzeugt die Anlage 102 für geschaltete Daten selbst das Signalgabebit C und ist dazu bereit, dieses Bit an die Steuerung 120 zu liefern. In diesen Fällen empfängt der Sendeprozess 200 in einem Schritt 222 das nächste Bit, wie es für den Kanal Ci durch die Anlage 102 für geschaltete Daten geliefert wird, und ignoriert es. Dann wird TBIT im Schritt 212 übertragen, und der Sendeprozess 200 endet an der Stelle 214.
Wenn im Schritt 218 ermittelt wird, dass das gesendete Statusbit nicht das C-Bit ist, wird TBIT auf den Wert des zweckdienlichen Stehlbit-Signalgabebits (A, B oder D) eingestellt. Dies erfolgt entweder durch Empfangen des Stehlbit- Signalgabebits als nächstes verfügbares Bit von der Anlage 102 für geschaltete Daten oder durch Ermitteln des Stehlbit- Signalgabebits aus der Statusinformation zum Kanal 114, wie sie von der Anlage 102 für geschaltete Daten an die Steuerung 120 geliefert wird. Die verwendete Prozedur hängt von der verwendeten Anlage 102 für geschaltete Daten ab. Ein PBX-System erzeugt sein eigenes Stehlbit-Signalgabebit, während es bei einem normalen Telefon an einer POTS-Leitung erforderlich ist, dass die Steuerung 120 die Signalgabebits erzeugt. Das Erhalten der Stehlbit-Signalgabebits erfolgt im Schritt 224.
Es ist zu beachten, dass dieser Schritt das Senden von Statusbits selbst dann handhabt, wenn der Status für den Kanal Ci inaktiv ist und der Kanal Ci nicht geschaltete Daten sendet (Tstatus[Ci]) = 1). In jedem Fall wird der aktuelle Status des Kanals, wie durch die Anlage 102 für geschaltete Daten aufrecht erhalten, an die entfernte Einheit 110 gesendet.
Wenn im Schritt 216 ermittelt wird, dass das aktuelle Bit kein Signalgabebit ist, wird der Status des Kanals 114 in einem Schritt 226 überprüft. Wenn Tstatus[Ci] den Wert '1' hat, ist der Kanal 114 inaktiv, und das nächste Datenbit sollte von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten übernommen werden. In diesem Fall empfängt der Sendeprozess 200 als Erstes das nächste Bit, wie es von der Anlage 102 für geschaltete Daten verfügbar gemacht wird, und ignoriert es, wie es im Flussdiagrammselement 228 dargestellt ist. Danach wird das nächste Bit von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten gesendet, wie es im Schritt 210 dargestellt ist. Wenn Tstatus[Ci] den Wert '0' hat, ist der Kanal 114 aktiv, und das nächste Datenbit sollte von der Anlage 102 für geschaltete Daten übernommen werden, wie es in einem Schritt 227 dargestellt ist. Dieses Bit wird dann in einem Schritt 212 gesendet, und der Sendeprozess 200 endet im Schritt 214.
An dieser Stelle ist zu beachten, dass einige ESF-Mehrfachrahmen mit 24 Rahmen dadurch erzeugt werden, dass einfach zwei Mehrfachrahmen mit 12 Rahmen kombiniert werden. In diesen Fällen werden die Stehlbit-Signalgabebits C und D nicht immer gleich wie die Bits A und B eingestellt. Vielmehr repräsentieren die Bits C und D das Signal, wie es sich im zweiten Mehrfachrahmen von 12 Rahmen befindet. Im Ergebnis muss der in der Fig. 8 dargestellte Prozess geringfügig geändert werden. Das C-Bit wird immer noch dazu verwendet, das Kanalstatussignal zu senden. Jedoch ist es in diesem Fall erforderlich, das D-Bit beim Senden gleich wie das B-Bit einzustellen. Um dies zu bewerkstelligen, muss der Sendeprozess 200 das B-Bit beim Sendevorgang abspeichern und das D- Bit durch den abgespeicherten Wert des B-Bits ersetzen. Auf diese Weise sind, wenn das C-Bit beim Empfang so rückgestellt wird, dass es dem A-Bit entspricht (in der Fig. 8 dargestellt), die kombinierten Bits C und D den Bits A und B gleich, und daher ist gewährleistet, dass sie ein gültiges Signal enthalten. Wenn das D-Bit nicht auf den Wert des B- Bits gesetzt würde, könnte die Einstellung des C-Bits auf den gleichen Wert wie A beim Empfang im zweiten Mehrfachrahmen von 12 Rahmen ein störendes A-D-Signal erzeugen. Obwohl das tatsächliche, ursprünglich im zweiten Mehrfachrahmen von 12 Rahmen gesendete C-D-Signal bei diesem Prozess verlorengeht, enthält der nächste Mehrfachrahmen beinahe sicher dieses Signal. Demgemäß ist das C-D-Signal nur um einen Mehrfachrahmen verzögert. Diese Realisierung des Sendeprozesses 200 ist im Allgemeinen bevorzugt; da sie in Zusammenhang mit mehreren Mehrfachrahmenerstellungstechniken von Nutzen ist. Obwohl das ursprüngliche C-D-Signal bei Mehrfachrahmen dieses Typs kein genaues Duplikat des A-B-Signals ist, werden die C-D-Bits bei dieser Anwendung immer noch als redundante Stehlbit-Signalgabebits bezeichnet.
Die Fig. 10 zeigt die Routine 240 zum Aktualisieren von. NewTstatus, ausgehend von einer Flussdiagrammstelle 242. Der erste Schritt 244 der NewTstatus-Routine 240 dient zum Rücksetzen eines Zählers i auf Eins in einem Schritt 244. Wenn i noch nicht größer als die Anzahl der Kanäle 114 auf dem Träger 112 ist, wie im Schritt 246 ermittelt, muss die NewTstatus-Routine 240 ermitteln, ob der Kanal mit der Nummer i aktuell in Gebrauch ist, um geschaltete Daten zu senden. Diese Ermittlung ist, wie es in der Fig. 10 in einem Schritt 248 dargestellt ist, da Herz der NewTstatus-Routine 240. Jedoch hängt die tatsächliche Prozedur, die dazu verwendet wird, diese Ermittlung vorzunehmen, stark von der mit der Vorrichtung 100 verbundenen tatsächlichen Anlage 102 für geschaltete Daten ab.
Um die Aufgabe im Schritt 248 zu bewerkstelligen, muss die NewTstatus-Routine 240 die Anlage 102 für geschaltete Daten oder die über die Kanäle 114 erfolgende Signalgabe für geschaltete Daten aktiv überwachen. In den meisten Fällen überwacht die NewTstatus-Routine 240 einfach die Signalgabe von der Anlage 102 für geschaltete Daten, um zu ermitteln, wann sich der Sendestatus für einen Kanal 114 geändert hat. In einigen Fällen ist jedoch die Ermittlung des Sendestatus für einen Kanal 114 komplizierter. Zum Beispiel ist es üblich, dass ein Telefon, das abgehoben wird, eine Änderung der Stehlbit-Signalgabe nur in einer Richtung ausführt. Dies, da die Anlage 102 für geschaltete Daten in einer Fernsprechzentrale die Stehlbit-Signalgabe nicht ändert, wie sie an einen Kunden in Reaktion auf ein Telefon gesendet wird, das am Ort des. Kunden abgenommen wird. Jedoch muss der Kunde von der Fernsprechzentrale einen Wählton empfangen, was nur dann möglich ist, wenn der Sendestatus im Fernsprechamt für diesen Kanal aktiv ist. In diesem Fall erkennt die New- Tstatus-Routine 240 in der im Fernsprechamt liegenden Vorrichtung 100 die von der entfernten Einheit 110 über den Kanal 114 empfangene Anzeige zum abgehobenen Telefon, und sie setzt den Sendestatus für den geeigneten Kanal 114 auf Aktiv.
Außerdem erfordern es einige Fälle, dass die Bandbreite in einer Richtung die Übertragung für den aufgelegten Fall ausführt, wie dann, wenn ein Telefon läutet. Übertragungsvorgänge beim aufgelegten Zustand werden üblicherweise dazu verwendet, ID-Information zum Anrufer vor der Antwort an die angerufene Partei zu liefern. In diesem Fall würde die New- Tstatus-Routine 240 den Sendestatus für diesen Kanal zu Beginn des Läutzyklus auf Aktiv setzen, um zu gewährleisten, dass die ID-Information zum Anrufer korrekt an die entfernte Einheit 110 übertragen wird. Selbst wenn der Anruf nicht beantwortet wird, setzt die NewTstatus-Routine 240 den Sendestatus erst nach Ablauf einer spezifizierten Zeitdauer, die in Intervallen von Rahmen oder Mehrfachrahmen festgelegt ist, nach dem Ende des letzten Läuttons auf Inaktiv zurück. Diese Wartezeit ist erforderlich, da häufig von der Anlage 102 für geschaltete Daten in einem Fernsprechamt keine Signalgabe erfolgt, die anzeigen würde, dass ein Anruf aufgegeben wurde.
Diese Typen spezieller Fälle hängen stark vom speziellen Typ der genutzten Anlage 102 für geschaltete Daten ab. Die New- Tstatus-Routine 240 sollte diesen Typ einer speziellen Logik der Anlage 102 für geschaltete Daten für jeden Typ unterstützter Anlagen 102 für geschaltete Daten enthalten. Die Statusermittlung für jeden Typ einer Anlage 102 ist aus dem Stand der Technik für die Anlage bekannt.
Nachdem im Schritt 248 die Ermittlung erfolgte, wird der Wert von NewTstatus für diesen Kanal zugewiesen. Wenn der Kanal i in Gebrauch ist, wird NewTstatus[i] in einem Schritt 250 auf Null gesetzt. Falls nicht, wird NewTstatus[i] in einem Schritt 252 auf Eins gesetzt. In jedem Fall wird dann der Zählwert i in einem Schritt 254 inkrementiert, und die Prüfung im Schritt 246 wird neu ausgeführt. Wenn im Schritt 246 ermittelt wird, dass der Zählwert i die Anzahl der Kanäle überschreitet, endet die NewTstatus-Routine 240, wie es an der Flussdiagrammstelle 256 dargestellt ist.
Die NewTstatus-Routine 240 enthält viel der Logik, wie sie sich im Monitor 234 befindet. Durch Einschließen der Routine 240 in die Programm- oder Schaltungsausgestaltung der Steuerung 120 wird der Monitor 134 praktisch von der Steuerung 120 aufgenommen.

Ausführungsform mit Direktüberwachung

Ein arideres Verfahren zum Verwenden der Komponenten der Fig. 6 besteht in der Verwendung von Zeitverzögerungsberechnungen und einer direkten Überwachung der Signalgabe existierender Kanäle. Bei diesem Verfahren muss kein Kanalstatusbit anstelle des Stehlbit-Signalgabebits C eingefügt werden. Anstatt dass eine entfernte Einheit 110 explizit über eine Statusänderung eines Kanals 114 für geschaltete Daten auf diese Weise informiert wird, erfasst die entfernte Einheit 110 dieser Ausführungsform die Änderung durch Überwachen der normalen Kanalsignalgabe-Kommunikation.
Ein Verfahren zur Kanalsignalgabe erfolgt unter Verwendung von Stehlbit-Signalgabe. Demgemäß erfasst der Detektor 136, anstatt dass er ein C-Bit liest, das durch die entfernte Einheit 110 geändert wurde, das Erfordernis des Änderns des Empfangsstatus eines Kanals durch Überwachen des A- und des B-Bits. Dies ist von Natur aus komplizierter als die Verwendung des C-Stehlbit-Signalgabebits zum Übertragen von Information, da der Detektor 136 die vier mit den Bits A und B möglichen Statuszustände interpretieren müsste und ermitteln müsste, welcher Statuszustand eine erforderliche Änderung des im Kanalstatusspeicher 132 abgespeicherten Empfangsstatus anzeigt. Jedoch hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass alle Übertragungsvorgänge über den Träger 112 unverändert bleiben.
Beim Senden würde die Funktion des Monitors 134 erneut von der speziell verwendeten Anlage 102 für geschaltete Daten abhängen. Obwohl das C-Bit nicht in ein Kanalstatusbit zu ändern wäre, wären andere Aspekte des Sendevorgangs dieselben, wie sie oben in Zusammenhang mit der Ausführungsform mit Stehlbit-Signalgabe beschrieben sind.
Die Bandbreitenzuordnung könnte genau an den Rahmen- oder Mehrfachrahmen-Grenzen geschaltet werden, oder zu anderen Zeitpunkten, was von der speziellen Realisierung dieses Verfahrens abhängt. In den meisten Fällen würde die Bandbreitenzuordnung für den Mehrfachrahmen erfolgen, wie er empfangen wird, nachdem der Detektor 136 oder der Monitor 134 durch Überwachen der Kanalsignalgabe die Statusänderung erkannt hat. Jedoch ist es, wie oben erläutert, in einigen Fällen erforderlich, die Änderung des Empfangsstatus zum automatischen Ändern des Sendestatus zu nutzen. Zum oben beschriebenen Beispiel gehörte ein Telefon, das abgehoben wird, wobei das Fernsprechamtsystem nicht ausdrücklich den Status des Kanals vom Fernsprechamt zurück zu den Räumlichkeiten des Kunden ändern kann. Wenn in diesen Fällen der Detektor 136 die Anzeige für den abgehobenen Zustand erkennt, muss die im Fernsprechamt verwendete, die Erfindung realisierende Vorrichtung sowohl den Empfangszustand des Kanals (der anzeigt, dass nun von den Räumlichkeiten des Kunden geschaltete Daten auf diesem Kanal empfangen werden) als auch den Sendestatus (der anzeigt, dass das Fernsprechamt geschaltete Daten - wie einen Wählton - an die Räumlichkeiten des Kunden sendet) ändern. Beim Kunden würde der Monitor 134 die Anzeige für das abgehobene Telefon erkennen und automatisch den Sendekanal für den Status ändern. Der Empfangsstatus muss ebenfalls geändert werden, jedoch kann er nicht geändert werden, bevor nicht die Erfindung im Fernsprechamt ihren Sendestatus geändert hat. Es existiert eine zu berechnende Zeitverzögerung, so dass das Umschalten des Status beim Kunden und im Fernsprechamt für denselben Mehrfachrahmen erfolgen kann. Dieses Problem ist bei der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Stehlbit-Signalgabebits selbstverständlich vermieden, da eine Änderung des Kanalsignals im C-Signalgabebit immer einem Mehrfachkanal mit geändertem Status vorangeht.
Die Zeitverzögerung hängt tatsächlich teilweise von der Länge der Teilnehmerleitung und allen spezifischen, in das System eingebauten Verzögerungen ab. Typischerweise kann die Statusumschaltung an der Grenze des nächsten Mehrfachrahmens oder der Grenze des zweiten Mehrfachrahmens erfolgen. Die tatsächlich realisierte Verzögerung hängt vom tatsächlichen Timing der in der speziellen Teilnehmerleitung errichteten Vorrichtung ab, wobei es jedoch eine voreingestellte Verzögerung ausreichender Dauer erlauben würde, dass die Verzögerung von der Realisierung unabhängig ist.
Die durch diese Ausführungsform verwendete grundsätzliche Empfangsroutine wäre nur geringfügig abzuändern, wie es im Flussdiagramm für die alternative Empfangsbitroutine 260 in der Fig. 11 dargestellt ist. In dieser Figur sind Schritte der alternativen Empfangsbitroutine 260, die mit der in der Fig. 8 dargestellten Empfangsbitroutine 160 identisch sind, ähnlich nummeriert. Demgemäß startete die Routine identisch, bis es Zeit ist, den neuen Wert von Rstatus zu Beginn eines neuen Mehrfachrahmens einzustellen. Der einfache Schritt des Einstellens von Rstatus auf den gleichen Wert wie NewRstatus (Schritt 174 in der Fig. 8) ist durch zwei Schritte ersetzt. Als Erstes wird in einem Schritt 262 der aktuelle Zeitindex aktualisiert. In einem Schritt 264 wird nun Rstatus auf denselben Wert wie NewRstatus für den aktuellen Wert des Zeitindex t eingestellt. Dies erlaubt es, dass die Routine 260 die zusätzliche Zeitverzögerung vor der Realisierung einer Statusänderung hinzufügt.
Im Ergebnis wäre es möglich, den Status vorab für ein, zwei oder eine beliebige Anzahl von Mehrfachrahmen-Grenzen zu ändern. Die Einstellung zukünftiger Werte der Rstatus-Variablen erfolgt in Schritten 266, 268 und 270 der Routine 260, die die Stelle der Schritte 188, 192 und 194 der Routine 160 einnehmen. Abweichend von der bisherigen Routine, wo der Wert des C-Stehlbit-Signalgabebits den neuen Statuswert bestimmt, muss die Routine 260 den neuen Statuswert auf Grundlage des Werts beider Statusbits A und B berechnen. Demgemäß wird das A-Statusbit weiterhin im Schritt 190 gesichert. Jedoch wird der Schritt 188 (Prüfung auf das C-Bit) durch den Schritt 266 (Prüfung auf das B-Bit) ersetzt. Wenn das B-Bit empfangen wird, kann im Schritt 268 der neue Status des Kanals auf Grundlage standardmäßiger, bekannter Standards für Stehlbit-Signalgabe berechnet werden. Dieser berechnete Status wird dann dazu verwendet, den Wert von Rstatus für einen zukünftigen Mehrfachrahmen dadurch einzustellen, dass NewRstatus für einen speziellen Kanal und der Zeitindex entsprechend dem berechneten Wert eingestellt werden. Wie es in der Fig. 11 im Schritt 268 dargestellt ist, entspricht der Zeitindex 't+i', wobei t der aktuelle Zeitindex ist und i die Anzahl von Mehrfachrahmen ist, die empirisch als erforderlich ermittelt wurde, die Realisierung des neuen Status zu verzögern. Wenn z. B. die Änderung an der nächsten Mehrfachrahmen-Grenze erfolgen kann, hat i den Wert '1'. Wenn die Änderung bis auf die zweite Grenze warten sollte, hätte i den Wert '2'.
Wie oben erläutert, kann die Änderung des Empfangsstatus (Rstatus) manchmal automatisch eine Änderung des Sendestatus (Tstatus) auslösen. Um dies widerzuspiegeln, zeigt der Schritt 270 den zukünftigen Wert von Tstatus für den aktuellen Kanal (mit dem Zeitindex t+i), der durch den berechneten Status auf Grundlage der Stehlbit-Signalgabebits A und B geändert wird.
In der Fig. 12 ist die Senderoutine 280 für die Ausführungsform mit Direktüberwachung dargestellt. Diejenigen Schritte in der Routine 280, die mit den Schritten in der Senderoutine 200 (in der Fig. 9 dargestellt) identisch sind, tragen dieselbe Nummerierung. Ähnlich wie bei der Empfangsroutine 260 für diese Ausführungsform besteht die Hauptänderung bei der Senderoutine 280 in der Verwendung eines Zeitindex, um eine Verzögerung bei der Realisierung eines neuen Status zu ermöglichen. Demgemäß ist der Schritt 206 in der bisherigen Routine 200 durch Schritte 282 und 284 ersetzt. Im Schritt 282 wird der Zeitindex t inkrementiert, und im Schritt 284 wird Tstatus auf den Wert von NewRstatus für den aktuellen Zeitindex gesetzt.
Die Routine 286, die die Statuswerte auf Grundlage des aktuellen Betriebs der geschalteten Kommunikationsanlage aktualisiert, ist gegenüber der vorigen Routine 200 der Routine 240 extrem ähnlich. Wie die Routine 240, so setzt auch die Routine 286 den Wert der neuen Sendestatusvariablen auf Grundlage der Anlage 102 für geschaltete Daten ein. Außerdem kann es auch erforderlich sein, dass die Routine 286 den Wert für die Empfangsstatusvariable Rstatus unter Bedingungen wie den oben beschriebenen einstellt. Die Bedingungen, gemäß denen dies erforderlich ist, variieren stark abhängig von der verwendeten Anlage 102 für geschaltete Daten. Diese Zusatzfunktion ist in der Markierung der Routine 286 in der Fig. 12 angegeben.
Bei der Ausführungsform mit Direktüberwachung werden die Stehlbit-Signalgabebits unverändert übertragen. Im Ergebnis sind für die Senderoutine 280 die Schritte nicht mehr erforderlich, die dazu verwendet wurden, das C-Bit in der Routine 200 zu ersetzen (d. h. die Schritte 216, 218, 220, 222 und 224). Demgemäß beinhaltet die Fig. 12 eine stark vereinfachte Sendeprozedur. Es erfolgt eine Ermittlung dahingehend, ob der Kanal zum Übertragen nicht geschalteter Daten verwendet wird, was durch Untersuchen der Konfiguration für den Kanal im Schritt 208 oder von Tstatus für den Kanal im Schritt 226 erfolgt. Wenn dies der Fall ist, wird das zu übertragende Tbit im Schritt 210 von der Anlage 106 für nicht geschaltete Daten übernommen und im Schritt 212 übertragen. Es kann erforderlich sein, ein bei der Anlage 102 für geschaltete Daten eingehendes Bit zu ignorieren, wie es im Schritt 228 dargestellt ist.
Wenn die Schritte 208 und 226 zeigen, dass geschaltete Daten zu übertragen sind, setzt der Schritt 227 Tbit auf das nächste Bit betreffend die Anlage 102 für nicht geschaltete Daten. Wenn die Signalgabebits nicht automatisch von der Anlage 102 für geschaltete Daten erzeugt werden, würde die Routine 280 selbstverständlich das korrekte Signalgabebit berechnen und es geeignet in den Datenstrom einfügen, wie es oben beschrieben ist. Dann wird im Schritt 212 dieses Bit gesendet.

Anlage mit dynamischer Bandbreitezuordnung

Die Fig. 13 zeigt ein Realisierungsbeispiel der Erfindung. In Räumlichkeiten 300 des Kunden ist eine die Erfindung realisierende Vorrichtung 302 mit einem PBX-System 304 und einem Computernetz 306 verbunden. Das PBX-System ist beim Kunden mit mehreren Telefonen verbunden. Das PBX-System 304 entspricht der Anlage 102 für geschaltete Daten in der Fig. 6, während das Computernetz 306 der Anlage 106 für geschaltete Daten entspricht. Alternativ könnte das PBX-System 304 durch mehrere Telefone ersetzt sein, die über POTS-Leitungen mit der Vorrichtung 302 verbunden sind.
Die Vorrichtung 302 ist über die Teilnehmerleitung 308 mit einer entfernten Vorrichtung 310 in der Fernsprechzentrale 312 der Telekommunikationsfirma verbunden. Die entfernte Vorrichtung 310 realisiert ebenfalls die Erfindung, jedoch ist sie so konfiguriert, dass sie in Wechselwirkung mit der Anlage in der Fernsprechzentrale 312 steht. Die entfernte Vorrichtung 310 ist mit der Telekommunikationsvermittlung 314 verbunden, die ihrerseits mit dem durch eine Wolke 316 repräsentierten öffentlichen Fernsprechwählnetz verbunden ist. Die Vermittlung 314 entspricht der Anlage 102 für geschaltete Daten für die entfernte Vorrichtung 310. Die entfernte Vorrichtung 310 ist auch mit einer Einheit einer Anlage 318 für nicht geschaltete Daten verbunden, wie einem Router, einer Brücke oder einem Netzwerkschalter. Die Anlage 318 für nicht geschaltete Daten ist ihrerseits mit der größeren Welt nicht geschalteter Daten, wie durch eine Wolke 320 gekennzeichnet, verbunden. Die Wolke 320 könnte Frame Relay, ATM oder sogar das Internet repräsentieren.
Bei dieser beispielhaften Konfiguration kann der Kunde Sprach- und Datenkommunikation über eine einzelne lokale Teilnehmerleitung 308 ausführen. Die bei den Vorrichtungen 302, 310 gemäß der Erfindung mögliche dynamische Bandbreitenzuordnung erlaubt maximale Nutzung einer einzelnen Leitung, wobei möglicherweise das Erfordernis beseitigt wird, eine zweite Teilnehmerleitung 308 zu den Räumlichkeiten 300 des Kunden zu verlegen.
Während das bevorzugte Verfahren zum dynamischen Zuordnen von Bandbreite über die Teilnehmerleitung 308 entweder dasjenige gemäß der Ausführungsform mit Stehlbit-Signalgabe oder dasjenige gemäß der Ausführungsform mit Direktüberwachung ist, könnte die in der Fig. 13 dargestellte Anordnung in vorteilhafter Weise mit jedem beliebigen Schema einer dynamischen Bandbreitenzuordnung verwendet werden. Zum Beispiel würde, obwohl der Overhead und die Kompliziertheit unnötig hoch sind, die Nutzung von Stopfcodes zum Anzeigen von Änderungen von Bandbreitezuweisungen, wie im für Solomon erteilten und auf Ascom Timeplex Trading AG übertragenen US- Patent Nr. 5,467,344 angegeben, immer noch im Schutzumfang der Erfindung liegen, da in der Teilnehmerleitung ein einzelner nicht geschalteter Datenpfad variabler Bandbreite vorhanden wäre.
Die Erfindung ist nicht so zu verstehen, dass sie auf alle zugehörigen Einzelheiten beschränkt wäre, da Modifizierungen und Variationen derselben vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel könnten verschiedene Elemente der in der Fig. 6 dargestellten Vorrichtung 100 zu einem einzelnen Element kombiniert werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Auch sind zwar der Kanalstatusspeicher 132 und der Konfigurationsspeicher 130 oben als getrennte Speicherelemente dargestellt und beschrieben, jedoch ist es innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung, diese Speicher als fest verdrahtete Schaltkreise, einfache Logikgatter, FIFO-Puffer oder mittels einer Zustandsmaschine zu realisieren. Es wäre auch möglich, einfache Änderungen der Struktur oder der Reihenfolge der. Schritte der beschriebenen Routinen vorzunehmen.
Außerdem wurden zwar die Ausführungsformen hauptsächlich in Verbindung mit einer T1-Teilnehmerleitung beschrieben, jedoch ist die Verwendung anderer Verbindungsprotokolle möglich, wie E1, T3, HDSL, SDSL oder VDSL.

1) Übersetzung von nach Bezugszeichen geordnetem Beschriftungstext

102 Anlage für geschaltete Daten
106 Anlage für nicht geschaltete Daten
110 Entfernte Einheit
120 Steuerung
122 Sender
124 Empfänger
130 Konfigurationsspeicher
132 Kanalstatusspeicher
134 Monitor
136 Detektor

2) Übersetzung von nach Verfahrensschritten geordnetem Beschriftungstext

141 Bithandler starten
142 Neuer Rahmen?
144 Ci auf 0 setzen
146 Senden von Fbit handhaben
148 Empfangen von Fbit handhaben
150 Bithandler beenden
152 Neuer Kanal?
154 Ci auf Ci+1 setzen
160 Empfangsprozess
162 Senden für den Kanal Ci starten
164 Rbit entsprechend dem als Nächstes empfangenen Bit einstellen
168 Rbit an die Anlage für nicht geschaltete Daten weiterleiten
170 Senden für den Kanal Ci beenden
172 Neuer Mehrfachrahmen empfangen?
174 Rstatus auf NewRstatus setzen
176 Signalgabebit?
182 Rbit an die Anlage für nicht geschaltete Daten weiterleiten
184 Rbit an die Anlage für geschaltete Daten weiterleiten
190 abgespeichertes Signal auf Rbit setzen
192 NewRstatus[Ci] auf Rbit setzen
194 Rbit auf das abgespeicherte Signalbit setzen
200 Sendeprozess
202 Senden für den Kanal Ci starten
204 Neuen Mehrfachrahmen senden?
206 Tstatus auf NewTstatus setzen
210 Tbit entsprechend dem nächsten Bit von der Anlage für nicht geschaltete Daten einstellen
212 Tbit senden
214 Senden für den Kanal Ci beenden
216 Handelt es sich um das A-Signalgabebit?
220 Tbit auf Tstatus[Ci] setzen
222 Das nächste Bit in der Anlage für geschaltete Daten ignorieren
224 Tbit auf das geeignete Signalgabebit einstellen
227 Tbit auf das nächste Bit von der Anlage für geschaltete Daten für den Kanal Ci einstellen
228 Nächstes Bit in der Anlage für geschaltete Daten ignorieren
242 Starten der Aktualisierung von NewTstatus
244 i auf 1 setzen
246 i > Anlage der Kanäle?
248 Kanal i in Gebrauch?
250 NewTstatus[i] auf 0 setzen
252 NewTstatus[i] auf 1 setzen
254 i auf i+1 setzen
256 Aktualisierung von NewTstatus beenden
262 t aktualisieren
264 Rstatus auf NewRstatus[Ci][t] setzen
268 NewRstatus[Ci][t+i] auf den berechneten Zustand setzen
270 NewTstatus[Ci][t+i] auf den berechneten Zustand setzen
282 t aktualisieren
284 Tstatus entsprechend NewTstatus[t] einstellen
286 Aktualisieren von NewTstatus & NewRstatus
316 Öffentliches Fernsprechwählnetz
320 Frame Relay, ATM oder Internet

3) Übersetzung von alphabetisch geordnetem Beschriftungstext

No//Nein
Yes//Ja

Claims

1. Verfahren zum Übermitteln von geschalteten Daten und nicht geschalteten Daten zwischen einer lokalen Einheit (102, 106, 100) und einer entfernten Einheit (110) über eine Kommunikationsstrecke (114) mit mehreren Kanälen (12-18), von denen einige (12, 14, 16) als geschaltete Kanäle zum Übertragen geschalteter Daten und die übrigen (18) als nicht geschaltete Kanäle zum Übertragen nicht geschalteter Daten bestimmt sind, wobei die lokale Einheit und die entfernte Einheit jeweils ein Kommunikationsgerät für geschaltete Daten (102) und ein Kommunikationsgerät für nicht geschaltete Daten (106) aufweisen und die Kommunikationsgeräte für geschaltete Daten einander Datenpfad-Statusinformationen mitteilen, indem Statussignale (A, B, C, D) in die von den Kommunikationskanälen für geschaltete Daten übertragenen geschalteten Daten eingebettet werden;

wobei in dem Verfahren die für die geschalteten Daten verwendeten Kanäle dynamisch gemäß einem Benutzungserfordernis für geschaltete Daten zugeordnet werden,

dadurch gekennzeichnet, daß:

die Statussignale, die in den über die jeweiligen geschalteten Kanäle übertragenen Daten eingebettet sind, überwacht werden, um zu bestimmen, ob die geschalteten Kanäle belegt oder frei sind;

auf die Feststellung hin, daß einer der geschalteten Kanäle von belegt auf frei geschaltet wird, dieser geschaltete Kanal als ein nicht geschalteter Kanal zugewiesen wird;

das Kommunikationsgerät für geschaltete Daten auf ein Kanalöffnungsereignis hin überwacht wird, das Zugang zu diesem zugewiesenen, nicht geschalteten Kanal fordert; und

auf das Erkennen dieses Ereignisses hin eine Neuzuweisung des nicht geschalteten Kanals als ein geschalteter Kanal erfolgt, um den Zugang zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kanäle Zeitmultiplexkanäle sind, die Mehrfachrahmen (42) verwenden.

3. Verfähren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1, wobei die Statussignale durch Robbed-Bit-Signalgebung übertragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei:

a) jedem Kanal ein Übertragungsstatus und ein Empfangsstatus zugeordnet wird, wobei jeder Status anzeigt, ob der Kanal geschaltete Daten oder nicht geschaltete Daten übertragen wird;

b) das lokale Kommunikationsgerät für geschaltete Daten auf ein lokales Kanalöffnungsereignis oder ein Kanalschließungsereignis bezüglich eines bestimmten Kanals überwacht wird;

c) der Übertragungsstatus des bestimmten Kanals nach dem lokalen Kanalöffnungsereignis auf die Anzeige für geschaltete Daten geändert wird;

d) der Übertragungsstatus des bestimmten Kanals nach dem lokalen Kanalschließungsereignis auf die Anzeige für nicht geschaltete Daten geändert wird;

e) die von einem lokalen logischen Pfad für nicht geschaltete Daten empfangenen nicht geschalteten Daten auf die einzelnen Kanäle mit einem Übertragungsstatus für nicht geschaltete Daten verteilt werden;

f) geschaltete Daten und nicht geschaltete Daten über die Kanäle zu dem entfernten Ort gemäß dem Übertragungsstatus jedes Kanals übertragen werden, während Robbed-Bit-Signalgebebits in wenigstens einen Robbed-Bit-Signalgebungskanal eingebaut werden;

g) geschaltete Daten und nicht geschaltete Daten von dem entfernten Ort über die Kanäle empfangen werden, während die Robbed-Bit-Signalgebungskanäle auf Robbed-Eit-Signalgebebits überwacht werden;

h) der Empfangsstatus für die Robbed-Bit-Signalgebungskanäle auf Grundlage der auf diesem Kanal empfangenen Robbed- Bit-Signalgebebits aktualisiert wird; und

i) Daten, die über Kanäle mit einem nicht geschaltete Daten anzeigenden Empfangsstatus empfangen wurden, in einen einzigen logischen Datenpfad kombiniert werden.

5. Verfahren nach Ansprüch 4, wobei in Schritt f) ferner:

i) von dem lokalen Kommunikationsgerät für geschaltete Daten Robbed-Bit-Signalgebebits A, B, C und D für einen bestimmten Mehrfachrahmen empfangen werden;

ii) Robbed-Bit-Signalgebebits A und 13 ohne Änderung übertragen werden; und

iii) Robbed-Bit-Signalgebebit C durch ein Bit ersetzt wird, das den Übertragungsstatus für den bestimmten Robbed- Bit-Signalgebungskanal direkt anzeigt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kanäle mehrere Zeitmultiplexkanäle aufweisen, die Mehrfachrahmen und redundante Robbed-Bit-Signalgebung verwenden, wobei:

a) jedem Kanal ein Übertragungsstatus und ein Empfangsstatus zugeordnet wird, wobei jeder Status anzeigt, ob der Kanal einen Teil eines einzigen, logischen, nicht geschalteten Datenpfads bildet oder als separater Pfad für geschaltete Daten Verwendet wird;

b) das lokale Kommunikationsgerät für geschaltete Daten auf ein lokales Kanalereignis bezüglich eines bestimmten Kanals überwacht wird;

c) der Übertragungsstatus des bestimmten Kanals nach dem Kanalereignis geändert wird;

d) der Empfangsstatus des bestimmten Kanals in Übereinstimmung mit dem Übertragungsstatus für den bestimmten Kanal gebracht wird, nachdem eine voreingestellte Verzögerungszeit nach der Verzeichnung eines lokalen Kanalereignisses verstrichen ist;

e) geschaltete Daten und nicht geschaltete Daten über die Kanäle zu dem entfernten Ort gemäß dem Übertragungsstatus jedes Kanals übertragen werden; und

f) geschaltete Daten und nicht geschaltete Daten von dem entfernten Ort über die Kanäle gemäß dem Empfangsstatus für die Kanäle empfangen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ferner:

g) ausgehende, nicht geschaltete Daten von dem einzigen logischen Datenpfad in die Kanäle separiert werden, die einen Übertragungsstatus für nicht geschaltete Daten aufweisen; und

h) Daten, die über Kanäle mit einem Empfangsstatus für nicht geschaltete Daten empfangen wurden, in den einzigen logischen Datenpfad kombiniert werden.

8. Verfähren nach Anspruch 6, wobei ferner:

g) auf dem bestimmten Kanal empfangene Daten auf das Auftreten eines entfernten Kanalereignisses überwacht werden;

h) der Empfangsstatus für den bestimmten Kanal nach dem Auftreten des entfernten Kanalereignisses aktualisiert wird; und

i) der Übertragungsstatus für den bestimmten Kanal in Übereinstimmung mit dem Empfangsstatus für den bestimmten Kanal gebracht wird, nachdem eine voreingestellte Zeitdauer nach der Verzeichnung eines entfernten Kanalereignisses verstrichen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die geschalteten Daten unter Einschluß Von Robbed-Bit-Signalgebebits übertragen werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ferner:

g) empfangene Daten auf das Auftreten eines entfernten Kanalereignisses, wie durch die Robbed-Bit-Signalgebebits angezeigt, überwacht werden; und

h) der Empfangsstatus für einen Kanal nach dem Auftreten des entfernten Kanalereignisses aktualisiert wird.

11. Telekommunikationsgerät (100) zur Verwendung bei der Übermittlung geschalteter Daten und nicht geschalteter Daten zwischen einer lokalen Einheit (102, 106, 100) und einer entfernten Einheit (110) über eine Kommunikationsstrecke (114) mit mehreren Kanälen (12-18), von denen einige (12, 14, 16) als geschaltete Kanäle zum Übertragen geschalteter Daten und die übrigen (18) als nicht geschaltete Kanäle zum Übertragen nicht geschalteter Daten bestimmt sind, wobei die lokale Einheit und die entfernte Einheit jeweils ein Telekommunikationsgerät (100) ein Kommunikationsgerät für geschaltete Daten (102) und ein Kommunikationsgerät für nicht geschaltete Daten (106), aufweisen, wobei das Kommunikationsgerät für geschaltete Daten zum Einbetten von Statussignalen (A, B, C, D) in den von den Kommunikationskanälen für geschaltete Daten übertragenen, geschalteten Daten ausgelegt ist, um einander Datenpfad-Statusinformationen mitzuteilen;

wobei das Telekommunikationsgerät (100) eine Einrichtung zur dynamischen Zuordnung der für die geschalteten Daten benutzten Kanäle gemäß einem Benutzungserfordernis für geschaltete Daten aufweist und gekennzeichnet ist durch:

eine Statusüberwachungseinrichtung (136) zum Überwachen der Statussignale, die in den über die jeweiligen geschalteten Kanäle übertragenen Daten eingebettet sind, um zu bestimmen, ob die geschalteten Kanäle belegt oder frei sind;

eine Steuereinrichtung (120), die auf die Bestimmung hin, daß einer der geschalteten Kanäle von belegt auf frei umgeschaltet ist, den geschalteten Kanal als einen nicht geschalteten Kanal zuweist;

eine Ereignisüberwachungseinrichtung (134) zur Überwachung des Kommunikationsgeräts für geschaltete Daten auf ein Kanalöffnungsereignis, das Zugang zu dem zugewiesenen, nicht geschalteten Kanal fordert; und

wobei die auf das Erkennen dieses. Ereignisses ansprechende Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, den nicht geschalteten Kanal wieder als einen geschalteten Kanal zuzuweisen, um den Zugang zu ermöglichen.

12. Gerät nach Anspruch 11, das sich bei der lokalen Einheit befindet und aufweist:

a) einen Kanalstatusspeicher (132), der für jeden der Kanäle einen Übertragungsstatus und einen Empfangsstatus anzeigt, wobei der Übertragungsstatus und der Empfangsstatus jeweils einen ersten Wert zur Anzeige, daß der Kanal die nicht geschalteten Daten überträgt, und einen zweiten Wert zur Anzeige, daß der Kanal die geschalteten Daten überträgt, aufweisen;

b) einen Sender (122) zum Übertragen der geschalteten Daten und der nicht geschalteten Daten zu der entfernten Einheit über die Kanäle gemäß dem Übertragungsstatus für jeden Kanal, wobei der Sender in die über den geschalteten Kanal übertragenen Daten ein Übertragungskanal-Statussignal einbettet, das den Übertragungsstatus für den geschalteten Kanal angibt;

c) einen Empfänger (124) zum Empfangen geschalteter Daten und nicht geschalteter. Daten von der entfernten Einheit über die Kanäle gemäß dem Empfangsstatus für jeden Kanal;

d) einen Statusdetektor (136), der die Statusüberwachungseinrichtung in Kommunikation mit dem Empfänger bildet, zum Erkennen eines eingebetteten Empfangskanal-Statussignals in den auf dem geschalteten Kanal empfangenen Daten;

e) einen lokalen Verbindungsmonitor (134), der die Ereignisüberwachungseinrichtung bildet und der zum Überwachen des lokalen, geschalteten Kommunikationsgeräts auf Änderungen in einem Verbindungsstatus für den schaltbaren Kanal ausgelegt ist;

f) ein Steuerelement (120), das die Steuereinrichtung in Kommunikation mit dem Kanalstatusspeicher, dem Detektor und dem Monitor bildet und das dazu ausgelegt ist,

i) den Übertragungsstatus des geschalteten Kanals zu aktualisieren, wenn der Monitor eine Änderung in dem Verbindungsstatus für den geschalteten Kanal erfaßt, und

ii) den Empfangsstatus des geschalteten Kanals zu aktualisieren, wenn der Detektor eine Änderung in dem schaltbaren Status für den bestimmten Kanal erfaßt.

13. Gerät nach Anspruch 12, wobei alle nicht geschaltete Daten übertragenden Kanäle in einen einzigen, logischen Daten- Kommunikationsstrom kombiniert werden.

14. Gerät nach Anspruch 13, wobei wenigstens ein Kanal für das Überträgen und Empfangen nicht geschalteter Daten bestimmt ist und keinerlei in die Daten eingebettetes Kanalstatussignal enthält; und

wobei die Vorrichtung ferner einen Konfigurationsspeicher zum Identifizieren der für das Übertragen und Empfangen nicht geschalteter Daten bestimmten Kanäle aufweist.

15. Gerät nach Anspruch 12, wobei die geschalteten Daten und die nicht geschalteten Daten unter Verwendung von mehreren Mehrfachrahmen übertragen und empfangen werden, wobei wenigstens ein Kanal in den Mehrfachrahmen wenigstens ein signifikantes Robbed-Bit-Signalgebebit und wenigstens ein redundantes Robbed-Bit-Signalgebebit enthält;

wobei der Sender zum Ändern wenigstens eines der redundanten Robbed-Bit-Signalgebebits ausgelegt ist, um den Übertragungsstatus des, das geänderte Robbed-Bit-Signalgebebit enthaltenden Kanals direkt anzuzeigen; und

wobei der Detektor zum Überwachen der empfangenen Daten auf von der entfernten Einheit geänderte, redundante Robbed- Bit-Signalgebebits ausgelegt ist.

16. Gerät nach Anspruch 15, wobei das Steuerelement dazu ausgelegt ist, die geänderten Bits in einem empfangenen Mehrfachrahmen mit einem Ersetzungsbit auszutauschen, das zu wenigstens einem der signifikanten Robbed-Bit-Signalgebebits in dem gleichen empfangenen Mehrfachrahmen äquivalent ist.

17. Gerät nach Anspruch 15, wobei die übertragenen, geänderten Bits auf eine erste Einstellung gesetzt werden, wenn der Übertragungsstatus des die geänderten Bits enthaltenden Kanals den ersten Wert zeigt; und

wobei die übertragenen, geänderten Bits auf eine zweite Einstellung gesetzt werden, wenn der. Übertragungsstatus des die geänderten Bits enthaltenden Kanals den zweiten Wert zeigt.

18. Gerät nach Anspruch 15, wobei jeder Mehrfachrahmen 24 separate 193-Bitrahmen enthält, und wenigstens ein Kanal in dem Mehrfachrahmen zwei signifikante Robbed-Bit-Signalgebebits und zwei redundante Robbed-Bit-Signalgebebits enthält.

19. Gerät nach Anspruch 15, wobei fünf aufeinanderfolgende Rahmen für einen Kanal in dem Mehrfachrahmen keine Robbed- Bit-Signalgebebits enthalten, und der unmittelbar auf die fünf aufeinanderfolgenden Rahmen folgende Rahmen ein Robbed- Bit-Signalgebebit in einem am wenigstens signifikanten Bit des einen Kanals enthält, und

wobei die nicht geschalteten Daten auf dem einen Kanal unter Verwendung aller Bitpositionen in den fünf aufeinanderfolgenden Rahmen und in allen außer dem am wenigstens signifikanten Bit, das den auf die fünf aufeinanderfolgenden Rahmen folgenden Rahmen positioniert, übertragen werden.

20. Gerät nach. Anspruch 11, wobei jeder nicht geschaltete Kanal dazu ausgelegt ist, ein Robbed-Bit-Signalgebebit in einem am wenigsten signifikanten Datenbit in weniger als jedem Rahmen in einem Mehrfachrahmen einzuschließen, um Zeichengebeinformation zu übermitteln, wobei das Gerät aufweist:

a) eine Einrichtung zum Anordnen der Daten in jedem Bit des Kanals in den Rahmen, die kein Robbed-Bit-Signalgebebit aufweisen, und zum Anordnen der Daten in allen außer dem am wenigsten signifikanten Bit des Kanals in Rahmen, die ein Robbed-Bit-Signalgebebit aufweisen,

b) wodurch alle verfügbaren Bit-Stellen für einen Kanal verwendet werden, um Daten zu übertragen, und keine Datenbits durch Robbed-Bit-Signalgebebits überschrieben werden.

21. System zum Übermitteln geschalteter Daten und nicht geschalteter Daten über eine lokale Schleife (7.14), mit:

a) einer lokalen Datenanlageneinrichtung für geschaltete Daten (102) zum Bereitstellen und Empfangen geschalteter Daten über wenigstens einen Pfad für geschaltete Daten;

b) einer lokalen Datenanlageneinrichtung für nicht geschaltete Daten (106) zum Bereitstellen und. Empfangen nicht geschalteter Daten über wenigstens einen Pfad für nicht geschaltete Daten;

c) einer entfernten Datenanlageneinrichtung für geschaltete Daten (110), die über den wenigstens einen Pfad für geschaltete Daten in Kommunikation mit der lokalen Datenanlageneinrichtung für geschaltete Daten steht, wobei die Datenanlageneinrichtungen für geschaltete Daten dazu ausgelegt sind, Robbed-Bit-Signalgebebits in den Datenpfad einzubetten, um einander Datenpfad-Statusinformationen mitzuteilen;

d) einer entfernten Datenanlageneinrichtung für nicht geschaltete Daten-(110), die über den Pfad für nicht geschaltete Daten in Kommunikation mit der lokalen Datenanlageneinrichtung für nicht geschaltete Daten steht;

e) einer Signalleitungseinrichtung der lokalen Schleife mit hoher Bandbreite (114), die in Zeitmultiplexkanäle unterteilt ist;

f) einem lokalen Telekommunikationsgerät (100), das in Kommunikation mit der lokalen Datenanlageneinrichtung für geschaltete Daten, der lokalen Datenanlageneinrichtung für nicht geschaltete Daten und der Signalleitungseinrichtung steht; und

g) einem entfernten Telekommunikationsgerät (110), das in Kommunikation mit der entfernten Datenanlageneinrichtung für geschaltete Daten, der entfernten Datenanlageneinrichtung für nicht geschaltete Daten und dem Träger steht;

dadurch gekennzeichnet, daß das lokale und das entfernten Telekommunikationsgerät jeweils aufweisen:

eine Statusüberwachungseinrichtung (136) zum Überwachen der Statussignale, die in die über die jeweiligen geschalteten Kanäle übertragenen Daten eingebettet sind, um zu bestimmen, ob die geschalteten Kanäle belegt oder frei sind;

eine Steuereinrichtung (120), die auf die Feststellung hin, daß einer der geschalteten Kanäle von belegt auf frei geschaltet ist, diesen geschalteten Kanal als nicht geschalteten Kanal zuweist;

eine Ereignisüberwachungseinrichtung (134) zum Überwachen des Kommunikationsgeräts für geschaltete Daten auf ein Kanalöffnungsereignis, das Zugang zu dem zugewiesenen, nicht geschalteten Kanal fordert; und

wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, auf das Erkennen des Ereignisses hin den nicht geschalteten Kanal wieder als geschalteten Kanal zuzuweisen, um den Zugang zu ermöglichen.

2. System nach Anspruch 21, wobei die Telekommunikationsgeräte dazu ausgelegt sind, ein redundantes Robbed-Bit-Signalgebebit mit einem Kanalfestlegungs-Statusbit auszutauschen, um Kanalfestlegungsinformation zu kommunizieren.