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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Telekommunikation.
Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Übertragen
von Telefonanrufen zu oder von einem standardmäßigen Telefonapparat unter
Verwendung eines Computernetzwerkes, wie beispielsweise dem Internet.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Kommunikationssysteme
zum Übertragen von
Telefonanrufen sind zu einem integralen, unerlässlichen Bestandteil unseres
täglichen
Lebens geworden. Die ersten Grundsteine der Telefonie wurden im
Jahre 1876 mit der Erfindung des ersten praktikablen Telefons durch
Alexander Graham Bell gelegt. Da die Anzahl von anrufenden Stationen
oder Teilnehmerleitungen (Telefonen) in dem System zu wachsen begann,
wurde das Verdrahtungssystem, das die Telefone zusammenschaltet,
extrem kompliziert und nicht mehr handhabbar. Eine Lösung für dieses
Problem bestand in der Einführung
von Vermittlungssystemen. Jede Teilnehmerleitung endete in einem
lokalen Vermittlungssystem, das allgemeinhin als ein zentrales Amt
(CO – central
office) bezeichnet wurde. Das zentrale Amt führte anschließend die
Aufgabe des Verbindens einer jeden der Telefonleitungen, die es
bediente, mit einer entsprechenden Telefonleitung durch, um einen
Anruf zu bewerkstelligen. Wenn die zwei Anrufteilnehmer durch dasselbe
zentrale Amt bedient wurden, konnte in diesem Fall die Verbindung
durch dasselbe zentrale Amt hergestellt werden, ohne dass auf andere
Teile des Telekommunikationsnetzwerkes zurückgegriffen werden musste. Wenn
der Anruf eine Verbindung zu einer Telefonleitung erforderte, die
durch eine Fernvermittlungsstelle bedient wurde, wurde in diesem
Fall unter Verwendung einer Amtsverbindungsleitung, das heißt, einer Verbindung
zwischen zwei zentralen Ämtern,
eine Verbindung zwischen den zentralen Ämtern hergestellt.
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Da
die Anzahl von zentralen Ämtern
erhöht wurde,
war eine höhere
Vermittlungstätigkeit
erforderlich, um die Zusammenschaltungen zwischen den zentralen Ämtern auszufüh ren. Im
Wesentlichen wurde jedes zentrale Amt als eine Leitung zu einem
höheren
Vermittlungssystem zum Vermitteln des Verkehrs zwischen den zentralen Ämtern behandelt.
Auf diese Weise wird ein Anruf von einem ersten Teilnehmer an einem
Ort zu einem zweiten Teilnehmer an einem entfernt gelegenen Ort
von dem ersten Teilnehmer zu dem zentralen Amt vermittelt, das den
ersten Teilnehmer bedient. Anschließend wird der Anruf von dem
zentralen Amt des ersten Teilnehmers zu einer höheren Vermittlungsstelle und
anschließend
weiter zu dem zentralen Amt des zweiten Teilnehmers vermittelt.
Von dem zentralen Amt des zweiten Teilnehmers wird der Anruf schließlich zu
dem zweiten Teilnehmer vermittelt.
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Jedes
Vermittlungssystem oder jedes zentrale Amt enthält Technik zum Bereitstellen
von Signalisierungs-, Steuerungs- und Vermittlungsfunktionen. Die
Signalisierungstechnik überwacht
die Aktivität
von verschiedenen Leitungen, die an das zentrale Amt angeschlossen
sind, und leitet Steuerungsinformationen, die mit jeder Leitung
assoziiert sind, an die Steuerungstechnik weiter. Die Steuerungstechnik empfängt die
Steuerungsinformationen und baut mit Hilfe der Vermittlungstechnik
die geeigneten Verbindungen auf. Die Vermittlungstechnik bildet
in ihrer Funktion eine Schnittstellenmatrix zum Bewerkstelligen
von Verbindungen zwischen ausgewählten
Eingangsleitungen und ausgewählten
Ausgangsleitungen. Vor der Einführung
von digitalen Vermittlungssystemen wurde eine Anzahl von Koordinatenschaltern
zum Implementieren der Schnittstellenmatrix verwendet. Später wurden
dann digitale Vermittlungssysteme, wie beispielsweise das AT&T 5ESS, anstelle
der mechanischen oder elektromechanischen Vermittlungssysteme verwendet.
Die wichtigsten Bestandteile von digitalen Telefonvermittlungssystemen
sowie die der digitalen Telefonie im Allgemeinen werden in dem Dokument
Digital Telephony von John Bellamy (John Wiley & Sons, 1991) beschrieben.
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In
der letzten Zeit hat das Volumen des Telefonverkehrs zwischen den
zentralen Ämtern
schneller zugenommen als der lokale Telefonverkehr. Als Ergebnis
wurden sogenannte „T-Carrier", wie beispielsweise
T1, T1C, T1D, T2, T3 und T4, entwickelt, wobei diese allesamt digitale
Träger
sind, die die Umwandlung von analogen Telefonsignalen in ein digitales
Format erfordern, bevor die Signale über den Träger zu einer Gegenstelle übertragen
werden. Der am häufigsten
verwendete Typ von T-Carrier ist der T1, und er wird als solcher
in der vorliegenden Spezifizierung verwendet. An der Gegenstelle
werden die digitalen Signale zurück
in ein analoges Format umgewandelt und über das Te lefonsystem vermittelt.
Die Übertragung
von digitalen Signalen über
den T1-Carrier kann unter Verwendung eines Zeitmultiplexverfahrens
(TDM – time
division multiplexing) erzielt werden, bei dem eine Nachrichtenübermittlungsverbindung
einer hohen Bandbreite, wie beispielsweise ein T1-Carrier mit 1,544
Mbit/s, in eine Anzahl von Kommunikationskanälen einer geringeren Bandbreite, wie
beispielsweise Kanäle
mit 64 Kbit/s, unterteilt wird. Jedem 64 Kbit-Kanal wird ein Zeitschlitz
des T1-Carriers zugewiesen. Auf diese Weise ist der T1-Carrier der
hohen Bandbreite periodisch für
einen beschränkten
Zeitabschnitt verfügbar,
der für
einen jeden Kanal ausreichend ist, um eine Übertragung bei einer effektiven Übertragungsgeschwindigkeit von
64 Kbit/s durchzuführen.
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Die
Telefonkunden müssen
für das
Benutzen des Telefonnetzes eine Gebühr entrichten, wobei solche
Gebühren
typischerweise proportional zu der Menge an in Anspruch genommener
Zeit und der Entfernung von dem anrufenden Teilnehmer zu dem angerufenen
Teilnehmer sind. Dementsprechend kosten Anrufe, die über lange
Strecken vermittelt werden, für
gewöhnlich
mehr, als Anrufe, die über kürzere Strecken
vermittelt werden. Zusätzlich
dazu wird für
Ortsgespräche,
die keine höhere
Vermittlungstätigkeit
oder kein Vermitteln innerhalb des Systems erfordern, ein Pauschaltarif
(Flatrate) unabhängig
von der eigentlichen Benutzung durch den Teilnehmer erhoben. In
einem geringeren Ausmaß werden
Pauschaltarife möglicherweise
auch für
Ferngespräche
eingeführt.
Dies kann mit Hilfe einer „geleasten
Leitung" erzielt
werden, wobei der Teilnehmer eine dedizierte Nachrichtenübermittlungsverbindung von
einem Ort zu einem anderen Ort least. Der Teilnehmer ist dann in
der Lage, für
eine festgelegte Gebühr
Anrufe zwischen zwei Orten zu vermitteln. Die Anzahl von Anrufen,
die der Teilnehmer vermitteln darf, wird durch die Bandbreite der
geleasten Leitung oder der Nachrichtenübermittlungsverbindung begrenzt.
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Ein
anderer Typ eines Pauschaltarif-Dienstes ist der Wide Area Telephone
Service (WATS), bei dem ein Teilnehmer ein bestimmtes geografisches Gebiet
entweder zum Empfangen oder zum Übertragen
von Anrufen auswählt.
Für diesen
Typ von Telefondienst wird ein Pauschaltarif berechnet, der von der
Größe des ausgewählten Gebietes
und davon abhängt,
ob der WATS-Dienst ganzzeitig oder für eine gemessene begrenzte
Zeit, das heißt,
eine Anzahl von Stunden pro Monat, ausgewählt wird.
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Für den durchschnittlichen
Teilnehmer ist der WATS-Dienst oder der Dienst mit geleaster Leitung aus ökonomischer
Sicht nicht praktikabel, da solche Dienste nur für Benutzer mit einem hohen
Gesprächsvolumen,
wie beispielsweise Unternehmen oder andere Institutionen, kosteneffektiv
sind. Dementsprechend ist der durchschnittliche Kunde darauf angewiesen,
für den
Telefondienst auf Basis einer minutenweisen oder nutzungsweisen
Abrechnung zu bezahlen, und er kommt nicht in den Genuss der Vorteile
einer Telefonbenutzung auf Basis eines Pauschaltarifes (Flatrate).
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Eine
Alternative zu der Telefonkommunikation ist die Datenkommunikation,
die die Computertechnologie nutzt. Ein Weg zur Datenkommunikation zwischen
Computern besteht in der Nutzung eines Modems. Insbesondere wird
ein Modem dazu verwendet, Informationen oder Daten von einem Computer
zu einem anderen Computer, der ebenso mit einem Modem ausgestattet
ist, zu übertragen.
Das Übertragungsmedium
für die
Kommunikation über Modems
ist jedoch auch in diesem Fall das Telefonnetzwerk. Dementsprechend
besteht effektiv kein wirklicher ökonomischer Nutzen. In der
letzten Zeit sind, da die Anzahl von Computern, die sich in Verwendung
befinden, angestiegen ist, Computernetzwerke dazu verwendet worden,
große
Anzahlen von Computern zusammenzuschalten, um eine Datenkommunikation
bereitzustellen. Obgleich der Zugang zu dem Computernetzwerk mit
Hilfe des Telefonnetzes bewerkstelligt wird, ist die Zugangsstelle
zu dem Computernetzwerk für
die meisten Benutzer oftmals durch ein Ortsgespräch gebildet, auf das für gewöhnlich eine
Gebühr
auf Basis einer Flatrate erhoben wird. Das Zusammenschalten und
das Vermitteln von Daten, wenn diese Daten das Computernetzwerk
erreicht haben, wird typischerweise mit Hilfe von Leitungen zu geringeren
Kosten, wie beispielsweise geleasten Leitungen, bewerkstelligt,
da mittlerweile ausreichend Verkehr vorhanden ist, und die Kosten, die
mit einer geleasten Leitung assoziiert sind, somit gerechtfertigt
werden können.
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Die
Ursprünge
des heutzutage verwendeten Internet-Computernetzwerkes liegen mehr
als zwanzig Jahre zurück,
als es als ein Regierungsprojekt initiiert wurde. Ursprünglich wurde
das Computernetzwerk als ARPRANET (Advanced Research Projects Agency
Network) bezeichnet, und es war dadurch konstruiert, dass eine kleine
Gruppe von Standorten oder Stellen innerhalb der Vereinigten Staaten
von Amerika identifiziert wurde, um als Netzwerk-Hubs zu fungieren.
Jeder Hub war über
eine dedizierte geleaste Leitung, die bei einer Übertragungsgeschwindigkeit
von 56 Kbps arbeitete, direkt mit je dem anderen Hub verbunden. Auf
diese Weise waren alle Standorte mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitsträgern miteinander
verbunden und unter Verwendung des lokalen Telefonnetzes mit anderen
Gegenstellen lokal verbunden, die keine direkte Verbindung zu irgendeiner
anderen Stelle hatten. Die daraus resultierende Konfiguration war
in der Tat ein nationales Computernetzwerk.
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Mit
der Ausbreitung des Netzwerkes kam es zu einer signifikanten Erhöhung der
Anzahl von zusätzlichen
Endstellen, die lokal mit einer Netzwerkstelle verbunden waren,
deren Stelle selbst mit anderen Standorten zusammengeschaltet war.
Die Anzahl von Haupthubs blieb relativ konstant, währenddessen
die Endstellen, die mit ihnen verbunden waren, anfingen, als Vermittlungssatelliten
zum Bereitstellen von Netzwerkzugang zu anderen Stellen zu fungieren.
Genauer gesagt, entwickelte sich ein Netzwerk mit einer „Baum"-artigen Struktur.
Darüber
hinaus wurden Verbindungen zu anderen Ländern als den Vereinigten Staaten
von Amerika eingerichtet, wodurch ein internationales oder weltweites
Netzwerk geschaffen wurde. Mit der zunehmenden Größe des Netzwerkes
stieg auch die Menge an Datenverkehr an. Dieser Anstieg des Verkehrs
war der Impuls für ein
Vergrößern der
Bandbreite oder der Kapazität des
Kommunikationsmediums, das die verschiedenen Hubs des Netzwerkes
zusammenschaltet. Heutzutage sind, um den angestiegenen Verkehr
aufnehmen zu können,
faseroptische Verbindungen die am meisten verwendeten Nachrichtenübermittlungsverbindungen
für die
meisten, wenn nicht für
alle Zusammenschaltungen zwischen den Netzwerk-Hubs. Satellitenstellen
bilden Schnittstellen mit den Hubs vorrangig über eine faseroptische oder
T1-Telefonverbindung.
Auf ähnliche
Weise sind Endbenutzer, die mit den Satellitenstellen verbunden
sind, mit Hilfe von Modems oder T-1-Leitungen verbunden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt
werden die Netzwerksteuerung und der Netzwerkbetrieb vorrangig durch
private oder kommerzielle Unternehmen im Gegensatz zu einer direkten
Beteiligung durch die Regierung verwaltet.
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1 illustriert
ein typisches Segment 100 der Internet-Netzwerktopologie.
Jede einzelne Verbindung zu dem Internet wird durch einen Router (nicht
dargestellt), wie beispielsweise Teilnummer Cisco 4000, erhältlich von
Cisco, Menlo Park, Kalifornien oder Teilnummer 8230, erhältlich von
NewBridge, Herndon, Virginia, hergestellt. Der Router isoliert lokale
Netze (LANs – Local
Area Networks) an spezifischen Stellen von der Vielzahl von Datenpaketen,
die durch das Internet gesendet werden und die für das be stimmte LAN von keinem
Interesse sind. Wenn beispielsweise eine Verbindung über das
Internet von dem LAN 110 zu dem LAN 120 hergestellt wird,
ist wahrscheinlich keine der Informationen, die zwischen dem LAN 110 und
dem LAN 120 ausgetauscht werden, von irgendeinem Interesse
für das LAN 130.
Der Router verhindert dementsprechend, dass solche Informationen
das LAN 130 erreichen. Wenn im Gegensatz dazu das LAN 120 wünscht, Informationen
zu dem LAN 130 zu senden, ist der Router intelligent genug,
um zuzulassen, dass diese Informationen mit Hilfe des LAN 140,
mit dem das LAN 130 verbunden ist, das LAN 130 erreichen.
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Die
Kommunikationsprotokolle, die durch die Computer in dem Internet
verwendet werden, um Informationen zu übertragen, umfassen das Übertragungs-Steuerungsprotokoll
TCP (Transmssion Control Protocol) und das Benutzerdatengramm-Protokoll UDP
(User Datagram Protocol). Das TCP-Protokoll ist ein verbindungsorientiertes
Protokoll, das einen zuverlässigen
Datenpfad zwischen zwei Kommunikationseinheiten bereitstellt. Im
Gegensatz dazu ist das UDP ein verbindungsloses Protokoll, das kein Zustellen
von Nachrichten garantiert. Obgleich Nachrichten in dem UDP typischerweise
erfolgreich zugestellt werden, muss dies nicht notwendigerweise auch
dann der Fall sein, wenn es zu einer Störung oder Überlastung des Netzwerkes kommt.
Sowohl das TCP als auch das UDP sind auf einem Protokoll der unteren
Schichten, bekannt als das IP (Internet-Protokoll), angeordnet. Das IP wird
zum Formatieren und Vermitteln von TCP- und UDP-Nachrichten verwendet.
TCP/IP und UDP/IP sind zu weltweit verwendeten Defacto-Standards
für die
Zwischenprozesskommunikation geworden und stellen den zugrunde liegenden
Transportmechanismus, der in dem Internet verwendet wird, bereit.
Eine ausführliche
Beschreibung der Prinzipien und des Protokolls der TCP/IP-Kommunikation wird
in dem Dokument Internetworking with TCP/IP Volume 1 Principle Protocols
and Architecture von Douglas E. Corner, (Prentice Hall, 1991) gegeben.
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Computernetzwerke,
wie beispielsweise das Internet, die in der Lage sind, generische
Daten oder Informationen zwischen Standorten zu übertragen, sind bisher auch
verwendet worden, um Audioinformationen zwischen Computern zu übertragen.
In dem übertragenden
Computer kann die Stimme einer Person unter Verwendung eines Analog-/Digital-(A/D)
Wandlers digitalisiert und zu dem empfangenden Standort übertragen
werden, an dem die Daten durch einen Digital-/Analog-(DIA) Wandler
weitergeleitet und als Audiodaten präsentiert werden. Diese Art
von Audiokonnektivität
ist wohl der Flatra te-Telefonie dahingehend ähnlich, dass Audioinformationen
mit Hilfe eines Flatrate-Kommunikationsmediums
einer hohen Bandbreite von einem Standort zu einem anderen übertragen
werden können.
Diese Art von Computer-Telefoniesystem weist jedoch mehrere erhebliche
Nachteile auf. Erstens ist das System nur auf diejenigen Benutzer
beschränkt,
die Zugang zum Internet haben. Während
sich der Internetzugang mittlerweile weit ausgebreitet hat, hat
er noch nicht die nahezu universale Zugänglichkeit des herkömmlichen
Telefonsystem-(POTS „Plain
Old Telephone Service")
Dienstes erreicht. Solch ein System ist gänzlich nutzlos, wenn gewünscht wird,
mit jemandem zu kommunizieren, der keinen Zugang zum Internet hat.
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Zweitens
stellen solche Systeme lediglich eine Halbduplex-Kommunikation bereit,
bei der Informationen lediglich zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt
nur in eine Richtung übertragen
werden können.
Es besteht keine gleichzeitige Zwei-Wege-Übertragung von Informationen.
Drittens wird der Zugang durch den Benutzer auf ein solches System lediglich
mit Hilfe eines Computers bewerkstelligt, der immer noch bedeutend
teurer als ein Telefon ist. Viertens ist der Zugang durch den Benutzer
im Vergleich zu Schnur-, schnurlosen, tragbaren, Mobil- oder Zellulartelefonen
extrem umständlich,
und zwar dahingehend, dass der Zugang lediglich an einer Stelle
bereitgestellt werden kann, an der der Computer auch physisch vorhanden
ist. Fünftens
kann die Kommunikation mit einem bestimmten Individuum nur durch Adressieren
von Informationen zu ihrer Computernetzwerkadresse und nicht zu
ihrer Standardtelefonnummer bewerkstelligt werden.
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Während Versuche
unternommen worden sind, einige dieser Unzulänglichkeiten zu überwinden,
sind die aus diesen Versuchen resultierenden Systeme immer noch
unangemessen. So ist beispielsweise die „Internet Phone"-Vorrichtung, die
von VocalTec von Northvale, New Jersey, erhältlich ist, eine computer-basierte
Windows-Vorrichtung, die eine Vollduplex-Audiokonnektivität im Internet
bereitstellt. Das System ist jedoch extrem unpraktisch in der Verwendung
und weist darüber
hinaus verschiedene Nachteile auf. Genauer gesagt, verwendet das Internet
Phone keine standardmäßigen Telefonnummern,
um Einzelne zu adressieren; es erfordert einen Computer sowohl an
der Sendeseite als auch an der Empfangsseite; und sowohl der Übertragungsstandort
als auch der Empfangsstandort müssen
anrufen, um eine Verbindung zwischen den zwei Teilnehmern aufzubauen.
Noch wichtiger ist jedoch die Tatsache, dass das System keine spontane
Kommunikation zulässt,
da die Kommunikationssitzungen vorab zeitlich koordiniert werden
müssen.
Jede potenzielle Empfangsseite muss ihre zeitliche Verfügbarkeit
kundtun und einen Standort für
einen Computer oder eine Maschine spezifizieren, an dem sie erreicht
werden kann.
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Das
Dokument WO96/20553, veröffentlicht am
4. Juli 1996, offenbart ein vereinheitlichtes Nachrichtenerstellungs-
und Ferngesprächkommunikationssystem,
in dem eine Vermittlungsabzweigung des Verteilungsnetzwerkes ein
Internetsegment ist. Die Telefonkommunikation wird typischerweise
für Anfangs-
oder Endabzweigungen verwendet, wobei Voicemail, Email, Fax und
Echtzeitsprach-Telefonkommunikationen das System vervollständigen.
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Das
Dokument WO97/14238, veröffentlicht am
17. April 1997 offenbart, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen
und Vermitteln von Sprachtelefonanrufen über ein auf der Paketvermittlung
basierendes Computernetzwerk. Die Umwandlung zwischen Protokollen
von auf Paketvermittlung basierenden Computernetzwerken und Protokollen von
auf Schaltungsvermittlung basierenden Telefonnetzwerken wird durch
eine oder mehrere Telefon-Vermittlungsstellen ausgeführt, die
an das auf Paketvermittlung basierende Computernetzwerk und das
auf Schaltungsvermittlung basierende Telefonnetzwerk gekoppelt sind.
Das Vermitteln von Sprachkonversationen zwischen einer Vielzahl
von Telefonvermittlungsstellen, die an das auf Paketvermittlung basierende
Computernetzwerk gekoppelt sind, wird durch einen oder mehrere Routing-Server
(vermittelnde Server), die an das auf Paketvermittlung basierende
Computernetzwerk oder einen lokalen Computer eines Benutzers gekoppelt
sind, ausgeführt.
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Das
Dokument WO/38018, veröffentlicht
am 28. November 1996, offenbart ein Verfahren und ein System zum
Aufbauen einer Sprechverbindung in unterschiedlichen Netzwerken.
Das Verfahren und das System stellen einen Mechanismus bereit, durch den
ein Teilnehmer eine beliebige Nummer von einem Telefon, das über eine
Datenstation mit dem Datennetzwerk, wie beispielsweise dem Internet
verbunden ist, aus anrufen kann. Der Teilnehmer kann eingehende
Anrufe zu der sich aktuell in Verwendung befindlichen Datenstation
lenken.
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Das
Dokument
US 4.866.704 offenbart
ein asynchrones, auf Hochgeschwindigkeit basierendes, faseroptisches
lokales Netz (LAN).
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AUFGABEN DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, auf effiziente
Weise Audioinformationen über
ein Computernetzwerk zu übermitteln.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, auf effiziente
Weise Audioinformationen über
ein Computernetzwerk zu übermitteln,
das in der Lage ist, die Informationen im Wesentlichen zu einer
Flatrate oder Gebühr
zu übertragen.
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Es
ist eine zusätzliche
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein
Computernetzwerk zwischen Benutzern zu übermitteln, die keinen direkten
Zugang zu dem Computernetzwerk haben.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen
im Vollduplex-Format über
ein Computernetzwerk zu übermitteln.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein
Computernetzwerk zu übermitteln, ohne
dass die Verwendung eines Computers an dem Benutzerstandort erforderlich
ist.
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Es
ist eine zusätzliche
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein
Computernetzwerk zu übermitteln, ohne
dass es erforderlich ist, dass sich der Benutzer an einem Computerstandort
befindet.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen unter
Verwendung von standardmäßigen Telefonnummern
zum Lenken der übertragenen
Informationen über
ein Computernetzwerk zu übermitteln.
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In Übereinstimmung
mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zum Vermitteln eines Vollduplextelefonanrufes gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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In Übereinstimmung
mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System
zum Vermitteln eines Vollduplextelefonanrufes gemäß Anspruch
13 bereitgestellt.
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In Übereinstimmung
mit den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden ein neuartiges Verfahren und eine
Vorrichtung zum Übermitteln von
Audioinformationen über
ein Computernetzwerk bereitgestellt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
ermöglichen
es einer beliebigen Person mit einem standardmäßigen Telefon, das mit dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk (PTSN – public switched telephone
network) verbunden ist, unter Verwendung eines Computernetzwerkes,
wie beispielsweise dem Internet, als die Übertragungseinrichtung anstelle
von herkömmlichen
Telefonübertragungseinrichtungen,
wie beispielsweise den Querverbindungs- oder IntraLATA-Einrichtungen,
mit einem beliebigen anderen Telefon zu kommunizieren.
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Unter
Verwendung einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wählt
der Initiator eines Gespräches
(der anrufende Teilnehmer) die Nummer eines Zugangsanschlusses des
vorliegenden Systems. Der Anruf wird zu einem Vermittlungssystem
eines zentralen Amtes vermittelt, das an das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk
angeschlossen ist. Wenn die Verbindung zu dem Zugangsanschluss hergestellt
ist, signalisiert ein spezialisiertes Computersystem an dem Zugangsanschluss
dem Benutzer, die Nummer des Teilnehmers, der angerufen werden soll
(der angerufene Teilnehmer) zu übertragen.
Das spezialisierte Computersystem bildet eine Schnittstelle zwischen
dem Telefonvermittlungssystem und einem Computernetzwerk, wie beispielsweise
dem Internet. Das spezialisierte Computersystem empfängt die
Nummer des angerufenen Teilnehmers und baut über das Computernetzwerk eine
Zwei-Wege-, Vollduplex-Nachrichtenübermittlungsverbindung
zu einem entsprechenden spezialisierten Computersystem an einem
Zugangsanschluss in der Nähe
des angerufenen Teilnehmers auf. Dieses spezialisierte Computersystem
auf der Empfangsseite ist mit dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk
in der Region des angerufenen Teilnehmers verbunden, und es verwendet
das lokale öffentliche
Telefonvermittlungsnetzwerk, um den Anruf zu dem angerufenen Teilnehmer
zu verbinden. Wenn der Anruf bei dem angerufenen Teilnehmer beantwortet
wird, können
der anrufende Teilnehmer und der angerufene Teil nehmer so kommunizieren, als
ob der Anruf unter Verwendung des herkömmlichen Telefonsystems aufgebaut
worden wäre.
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Da
die Zugangsanschlüsse über das
Computernetzwerk verbunden sind, müsste, selbst wenn der Anruf über weite
Entfernungen getätigt
werden würde,
der Benutzer lediglich für
die Ortgespräche
zu den Zugangsanschlüssen
sowie wie die reduzierte Gebühr
oder die Flatrate für
die Benutzung des Computernetzwerkes bezahlen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere
Aufgaben, Leistungsmerkmale und Vorteile der Erfindung, die in der
voranstehenden kurzen Erklärung
diskutiert wurde, werden noch deutlicher zu verstehen sein, wenn
diese zusammen mit der folgenden ausführlichen Beschreibung einer
Ausführungsform,
die lediglich im illustrativen Sinne zu verstehen ist, betrachtet
werden, und die beigefügten Zeichnungen
spiegeln lediglich Aspekte einer Ausführungsform wieder, wobei in
den Zeichnungen:
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1 ein
Blockdiagramm einer dem Stand der Technik entsprechenden Internet-Computernetzwerktopologie
ist;
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation darstellt;
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3 ist
ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation
darstellt;
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4 ist
ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Computer-Kommunikation
darstellt;
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5 ist
ein Blockdiagramm eines spezialisierten Computersystems in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, das eine Schnittstelle zwischen
dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk PSTN und einem Computernetzwerk bildet;
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6 ist
ein Ablaufplan, der die Verarbeitung des eingehenden Anrufes durch
das in 5 dargestellte spezialisierte Computersystem illustriert;
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7 ist
ein Ablaufplan, der die Verarbeitung des abgehenden Anrufes durch
das in 5 dargestellte spezialisierte Computersystem illustriert;
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8 ist
ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Anrufinitiierungsmoduls
(Call Initiation Module – CIM)
darstellt;
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9 ist
ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Anrufannahmemoduls (Call
Acceptance Module – CAM)
darstellt; und
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10 ist
ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Telephony Internet Router
Module (TIRM) darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zunächst wird
die gesamte Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist
ein Blockdiagramm eines Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation
darstellt. Wie dies in 2 dargestellt ist, wird das
Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystem 200 verwendet,
um einen Telefondienst zwischen der anrufenden Station 202 und
der angerufenen Station 204 bereitzustellen. Zuerst wählt der
Benutzer an der anrufenden Station die Nummer des spezialisierten Computersystems 206 an
einem Internetzugangsanschluss. Die lokale Vermittlungsstelle 208 vermittelt den
Anruf über
das öffentliche
Telefonvermittlungsnetzwerk PTSN 210 zu dem zentralen Amt 212,
das den spezialisierten Computer 206 bedient. Zu diesem
Zeitpunkt wird mit Hilfe des öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerkes 210 ein Anruf zwischen der anrufenden
Station 202 und dem spezialisierten Computer 206 aufgebaut.
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Der
spezialisierte Computer 206 veranlasst den Benutzer an
der anrufenden Station 202, die Telefonnummer des gewünschten
oder angerufenen Teilnehmers 204 bereitzustellen. Auf Basis
der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers 204 stellt der
spezialisierte Computer 206 eine Nachrichtenübermittlungsverbindung
zu dem angerufenen Teilnehmer 204 her. Dies wird dadurch
erzielt, indem der spezialisierte Computer 206 unter Verwendung
des TCP/IP-Protokolls eine Reihe von Signalisierungsnachrichten über das
Globale Internet 214 initiiert. Während die in 2 dargestellte
und hierin diskutierte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
so beschrieben wird, dass sie das Internet verwendet, sollte an
dieser Stelle beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung im
Allgemeinen auch mit einem beliebigen Computernetzwerk verwendet werden
kann. Zusätzlich
dazu kann der spezialisierte Computer 206 entweder das
TCP/IP- oder das UDP/IP-Protokoll zum Übermitteln von Sprachdaten über das
Internet verwenden. Ein Vorteil des Verwendens des UDP/IP-Protokolls
besteht darin, dass dieses Protokoll einen geringeren Übertragungssteuerungsaufwand
(Overhead) erfordert, was in einer schnelleren Datenübertragung
resultiert. Aufgrund des Echtzeitcharakters eines Telefonanrufes
lohnt es sich nicht, einen Versuch zu unternehmen, die Nachrichten,
die ursprünglich
als nicht zustellbar zurückgesendet
wurden, erneut zuzustellen. Dies rührt daher, dass darauffolgende
Nachrichten fortlaufend strömen
und zugestellt werden müssen,
um den Echtzeitaspekt und den Fluss des Anrufes aufrechtzuerhalten.
Es erweist sich in der Praxis als völlig nutzlos, Teile von Nachrichten
mit einer Zeitverschiebung zuzustellen. Die Signalisierungsnachrichten werden
durch das Internet 214 transportiert und zu einem spezialisierten
Endeinrichtungs-Computer 216 an einem dezentralen Zugangsanschluss übertragen.
Der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 ist mit dem spezialisierten
Computer 206, der auch als der spezialisierte Ausgangs-Computer
bezeichnet wird, identisch, mit der Ausnahme, dass der spezialisierte
Ausgangs-Computer 206 zum Übertragen
eines Anrufes verwendet wird, während
der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 verwendet wird,
um einen Anruf zu empfangen. Sowohl der spezialisierte Ausgangs-Computer 206 als
auch der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 sind
jeweils mit Übertragungsschaltungen
und Empfangsschaltungen ausgestattet, und sie sind in der Lage, Anrufe
in beide Richtungen abzuwickeln.
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Der
spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 wählt über ein
zentrales Amt 218, mit dem er verbunden ist, einen Anruf.
Das zentrale Amt 218 vermittelt wiederum den Anruf über das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk 220 zu
dem zentralen Amt 222, das den angerufenen Teilnehmer 204 bedient.
Das Telefon des angerufenen Teilnehmers 204 wird durch
das zentrale Amt 222 angerufen, und es wird eine Nachrichtenübermittlungsverbindung
zwischen dem anrufenden Teilnehmer 202 und dem angerufenen
Teilnehmer 204 aufgebaut.
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In
einer alternativen Ausführungsform
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, die in 3 als 250 dargestellt
ist, kann die Notwendigkeit des Wählens einer Telefonnummer der
spezialisierten Vermittlungsstelle und des anschließenden Übertragens
der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers 204 eliminiert
werden, indem diese Operation zu einem Schritt kombiniert wird.
Im Wesentlichen baut in dieser Ausführungsform der spezialisierte
Computer 216 eine direkte Verbindung zwischen sich selbst
und einem zentralen Amt oder einer privaten Selbstwählnebenstelle
(PBX – private
brauch exchange) 218 auf. Wenn sich in dieser Situation
der anrufende Teilnehmer bei 204 befindet, der mit Hilfe der
PBX 218 direkt mit dem spezialisierten Computer verbunden
ist, muss in diesem Fall der anrufende Teilnehmer bei 204 lediglich
die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers, der sich bei 202 befindet, wählen, da
sämtliche
Anrufe, die von dem zentralen Amt oder der PBX 218 stammen,
direkt zu dem spezialisierten Computer 216 vermittelt werden.
Es besteht hier keine Notwendigkeit, mit Hilfe eines öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerkes Zugang zu dem spezialisierten Computer 216 zu
erlangen. Es versteht sich von selbst, dass für Anrufe, die an der Stelle 202 vermittelt
werden, zunächst
die Telefonnummer der spezialisierten Vermittlungsstelle 206 gewählt werden
muss, wie dies voranstehend beschrieben wurde.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, die in 4 als 300 dargestellt
ist, ermöglicht über das
Internet 214 die Kommunikation von dem Computer zu dem
Telefon. In dieser Situation entspricht die Telefonnummer des angerufenen
Teilnehmers 204 der Telefonnummer, die mit dem Computer 252 assoziiert
ist. In dieser Situation muss der spezialisierte Computer 206 wissen,
dass der angerufene Teilnehmer ein Computer ist, so dass er den
Internet-Anruf nicht zu einem Internetzugangsanschluss in der Nähe des Computers 252 lenkt.
-
In
Bezug auf 5 wird im Folgenden ein Blockdiagramm
des spezialisierten Computers 206 an dem Internet-Zugangsanschluss,
auch als die Internet-Telefonie- Vermittlungsschnittstelle
(IST – Internet
telephony switch) bezeichnet, die zum Vermitteln eines Anrufes verwendet
wird, beschrieben. Darüber
hinaus wird der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216,
auch als dezentraler ITS-Knoten bezeichnet, der zum Empfangen eines
Anrufes verwendet wird, dargestellt. Der ITS-Knoten 206 bildet
eine Schnittstelle zu dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk 210 unter Verwendung des Telefonnetzwerkschnittstellenmoduls
TNIM (Telephone Network Interface Module) 502. Das TNIM 502 empfängt Anrufe
von dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk 210 und beantwortet diese Anrufe
unter der Steuerung der Internetanrufverwaltungsvorrichtung oder
ICM (Internet Call Manager) 506. Die Anrufe, die von dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk 210 empfangen werden, sind
eigentlich abgehende Anrufe, die über das Internet vermittelt
werden sollen. Die von dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk 210 empfangenen Anrufe werden
zu einer ICM 506 (die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird)
zur Vermittlung über
das Internet vermittelt. Wenn der ITS-Knoten 206 als ein
spezialisierter Endeinrichtungs-Computer dient, wird das TNIM 502 dafür verwendet,
um die abgehenden Anrufe in dem öffentlichen
Telefonvermittlungsnetzwerk 210 zu vermitteln, um die über das
Internet empfangenen eingehenden Anrufe zu bearbeiten. Das TNIM 502 kann
unter Verwendung eines Dialog Digital Telephony Interface DTI/211
T-1 Network Interface Board, das von der Dialogic Corporation aus
Parsippany, New Jersey, erhältlich
ist, und auf dem geeignete Software zum Ausführen der beschrieben Funktionen
läuft,
implementiert werden. Das Dialogic DTI/211 wird in dem Handbuch
Dialogic Products and Services Guide 12.20 beschrieben.
-
Das
DTI/211 bildet eine Schnittstelle über eine T1-Verbindung (eine
DTI/212 kann mit einer E1-Verbindung verwendet werden) zu einer
digitalen Vermittlungsstelle in einem zentralen Amt. Alternativ dazu
kann eine analoge Version des DTI/211, das heißt, das LSI120, zum Bilden
von Schnittstellen zu analogen Telefonleitungen verwendet werden.
Das DTI/211 gewährleistet
die angemessene Signalisierung, die zum Kommunizieren mit dem öffentlichen Telefonvemtittlungsnetz
erforderlich ist, so beispielsweise die G.711-Signalisierung.
-
In
dem ITS-Knoten 206 ist das TNIM 502 mit einem
Sprachressourcenmodul 504 verbunden. Das Sprachressourcenmodul 504 stellt
die Verarbeitung eines Sprachanrufes bereit, die die DTMF-(Dual Tone
Multifrequency – Doppeltonmehrfrequenz)
Erfassung und -Erzeugung sowie das Kodieren von Sprachsignalen unter
Verwendung von entweder einer A-Law- oder einer μ-Law-PCM (Puls Coded Modulation)
in Datenströme
von 64 Kbit/s einschließt. Die
Datenrate von 64 Kbit/s kann unter Verwendung der Datenkompression
nach unten zu 24 Kbit/s abgeändert
werden. Das Sprachressourcenmodul 504 kann unter Verwendung
eines Dialogic D/121B-12-Port Voice Processing Board implementiert
werden, das von der Dialogic Corporation von Parsippany, New Jersey,
erhältlich
ist, auf dem die entsprechende Software läuft, um die beschriebenen Funktionen
auszuführen.
Das Dialogic D/121B wird in dem Produkt- und Dienstleistungs-Handbuch
von Dialogic (Dialogic Products and Services Guide) 11.42 beschrieben.
-
Das
D/121B hat die Fähigkeit,
die von dem PSTN empfangenen digitalisierten Sprachdaten zu speichern
und sie dem Computernetzwerk wiederzugeben. Das D/121B umfasst programmierbare DSP-Einheiten
zum Speichern und Wiedergeben der digitalisierten Sprachdaten. Das
D/121B ermöglicht des
Weiteren die Tonerkennung und -erzeugung, die bei der telefonischen
Kommunikation verwendet werden.
-
Das
D/121B verfügt
an sich über
keine spezifische Telefonfunktionalität. Das D/121B kommuniziert
vielmehr über
einen Bus, wie beispielsweise den Dialogic SCbus (Signal Computing
Bus), mit dem DTI/211. Der SCbus ermöglicht, dass die von dem PSTN
eingehenden Sprachdaten oder die zu dem PSTN zu übertragenden Sprachdaten, von
dem D/121B zu dem DTI/211 weitergeleitet werden können. Darüber hinaus
kann der SCbus die Funktionsweise einer Vermittlungsmatrix bereitstellen,
um einen eingehenden Anruf von dem PSTN direkt mit einem abgehenden
Anruf zu dem PSTN in dem Fall zu verbinden, in dem es effizienter
ist, den Anruf insgesamt über
das PSTN anstatt über
das Computernetzwerk zu vermitteln.
-
Das
Sprachressourcenmodul 504 ist mit zwei separaten Internetanrufverwaltungsvorrichtungen
(ICM – Internet
Call Manager) 506 und 508 verbunden. Die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 wird
verwendet, um abgehende Anrufe zu verarbeiten, das heißt, diejenigen
Anrufe, die von dem PSTN 210 empfangen werden und über das
Internet zu einem angerufenen Teilnehmer vermittelt werden. Demgegenüber wird
die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508 verwendet,
um eingehende Anrufe von dem Internet zu verarbeiten, das heißt, diejenigen
Anrufe, die an einer Gegenstelle erzeugt wurden, über das
Internet vermittelt wurden und zu einem angerufenen Teilnehmer mit tels
des TNIM 502 und des PSTN 210 zu verbinden sind.
Eine ICM kann durch Hardware, Software oder einer Kombination aus
beiden implementiert werden. In allen diesen Fällen muss die ICM-Funktion
für jeden
Anruf durchgeführt werden,
der verarbeitet wird. Wenn die ICM durch Software implementiert
wird, dann muss eine Instanz der ICM für jeden Anruf erstellt werden.
Darüber
hinaus kann die ICM in der Lage sein, viele Zeitschlitze zu bearbeiten,
und demzufolge in der Lage sein, gleichzeitig viele Anrufe zu bearbeiten.
Wenn die ICM durch Hardware implementiert wird, muss eine ausreichende
Anzahl von ICM-Modulen bereitgestellt werden, um ein gewünschtes
Anrufverkehrs-Volumen
auf Basis einer statistischen Verwendung abzuwickeln. Die ICM nutzt
die digitale Signalverarbeitung (DSP – Digital Signal Processing)
des Sprachressourcenmoduls, um den eingehenden Sprachdatenstrom
abzutasten und in Nachrichten oder Pakete umzuwandeln, die anschließend über das
Internet übertragen
werden. Jede der ICMs 506 und 508 ist direkt mit
dem TNIM 502 zum Übermitteln
von Anrufsignalisierungsinformationen verbunden. Die tatsächlichen
Sprachdaten werden zwischen dem TNIM 502 und dem Sprachressourcenmodul 504 und
anschließend
zwischen dem Sprachressourcenmodul 504 und der ICM 506 oder 508 übermittelt.
-
Die
Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 nimmt Anrufe von
dem TNIM 502 an und fragt den anrufenden Teilnehmer nach
der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers, den er erreichen
möchte. Die
Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 überträgt diese
Information anschließend
an das Verbindungsinitiierungsmodul (CIM – Connection Initiation Modul) 510,
das wiederum eine Datenverbindung über das Internet 214 herstellt
und die verschiedenen Anrufaufbau- und einrichtungsparameter verhandelt. Wenn
der Internetdatenanruf durch das CIM 510 hergestellt wurde,
wird der Datenstrom für
den Sprachanruf über
eine entsprechende Ethernetschnittstelle 512 zur Übertragung
zu dem Internet 214 geleitet.
-
Um
den Anruf herzustellen, kommuniziert das CIM 510 mit einem
Anrufannahmemodul (CAM – Call
Acceptance Manager) 556, das mit dem dezentralen ITS-Knoten
an der Empfangsseite assoziiert ist. Während dieser Anrufverhandlungs-
und Aufbauphase tauschen das CIM 510 und das CAM 556 Parameter,
wie beispielsweise die zu wählende
Zieltelefonnummer und Parameter dahingehend aus, ob der paketierte
Sprachdatenstrom über
das Sprach-Compander-Modul (im Folgenden diskutiert) und/oder das Leitungsqualitätsmodul
(im Folgenden diskutiert) zu filtern ist, bevor er über das
Internet 214 übertragen wird.
Darüber
hinaus wird das bestimmte Protokoll, das für die Datenübertragung zwischen dem ITS-Knoten 206 und
dem ITS-Knoten 216 verwendet wird, eingerichtet. Das Datenübertragungsprotokoll ist
typischerweise entweder das TCP/IP oder das UDP/IP, da dies die
Protokolle sind, die hauptsächlich von
dem Internet 214 unterstützt werden. Wenn die Anfangsanrufaufbauparameter
zwischen den ITS-Knoten 206 und 216 ausgetauscht
worden sind, wartet die ICM 506 auf eine Meldung von dem
dezentralen ITS-Knoten 216, dass die Zieltelefonnummer durch
den dezentralen ITS-Knoten 216 gewählt worden
ist.
-
Vor
dem Einrichten einer Internetsprachverbindung verwendet der ITS-Knoten 206 Modul 514 zur
Vermittlung mit den geringsten Kosten (LCR – Least Routing Module), um
den ITS-Knoten ausfindig zu machen, der den Anruf an der Empfangsseite
auf die effizienteste Art und Weise vermitteln kann. Um diese Funktion
durchzuführen,
vergleicht das LCR 514 zunächst die Eigenschaften der
Zieltelefonnummer (Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers) mit
den in einer lokalen Datenbank gespeicherten Daten. Dies kann unter
Verwendung einer hierarchischen Suche ausgeführt werden, um den ITS-Knoten in
der Region der gewählten
Telefonnummer ausfindig zu machen. Demzufolge werden Auslandstelefonnummern
durch Ausparsen einer anfänglichen „1" in der gewählten Nummer
(beispielsweise würde „001" einen internationalen
Anruf anzeigen) erfasst. Anschließend wird eine Vorwahlnummer
geparst, um die geografische Region zu bestimmen. Im Anschluss daran
werden die numerischen Kennungen einer telekommunikationstechnischen
Vermittlungseinrichtung geparst, um die spezifische geografische Region
und den dieser Region dienenden ITS-Knoten zu bestimmen. Zusätzlich zu
oder anstatt der hierarchischen Suche oder dem Vergleich kann das LCR 514 Listen
mit spezifischen Telefonnummern und ihren assoziierten ITS-Knoten
enthalten. Während
dies im Allgemeinen weniger effizient ist, kann dies in bestimmten
Situationen effizienter sein, wie beispielsweise bei häufig gewählten Telefonnummern.
Nach dem Durchsuchen der Datenbank gibt das LCR 514 den
optimalen Standort des empfangenden ITS-Knotens zum Verarbeiten
des bestimmten Anrufs an. Darüber
hinaus kann die Datenbank ebenso wechselnde ITS-Knoteninformationen
enthalten, so dass das LCR 514 dem CIM 514 den nächstfolgenden
optimalen ITS-Knoten bereitstellen kann und so weiter, so dass,
wenn der optimale ITS-Knoten nicht verfügbar ist, oder er den Anruf nicht
bearbeiten kann, das CIM 510 dann versuchen kann, den Anruf
unter Verwendung des nächstfolgenden
optimalsten empfangenden ITS-Knotens zu vermitteln.
-
Darüber hinaus
bestimmt das LCR 514, ob die Zieltelefonnummer auf effizientere
Weise (auf Basis der Kosten des Anrufs, der Verfügbarkeit des Knotens und anderer
Systemparameter) durch das PSTN gewählt werden kann. Wenn der Anruf
auf effizientere Weise durch das PSTN vermittelt werden kann, zeigt
das LCR 514 dies der ICM 506 an, die daraufhin
die Zieltelefonnummer unter Verwendung des PSTN 210 mittels
des TNIM 502 wählt.
Der eingehende PSTN-Anruf und der abgehende PSTN-Anruf werden anschließend in
einer Schnittstellenvermittlungsmatrix in dem TNIM 502 miteinander
verbunden. Diese Situation kann dort auftreten, wo sich sowohl der
anrufende als auch der angerufene Teilnehmer in der Nähe desselben
ITS-Knotens befinden.
-
Ein
Vollduplex-Sprachpfad wird über
das Internet 214 zwischen dem ITS-Knoten 206 und
dem dezentralen ITS-Knoten 216 unter Verwendung eines Telefonieinternetvermittlungsmoduls
(TIRM – Telephony
Internet Router Module) 518 aufgebaut, das an dem ITS-Knoten 206 angeordnet
ist. Wenn das TIRM 518 in dem ITS-Knoten 206 verwendet
wird, um einen Anruf zu vermitteln (im Gegensatz zu dem Empfangen
eines Anrufes in dem dezentralen ITS-Knoten 216), hat das
TIRM 518 die Funktion inne, die paketierten Sprachdaten
zu erfassen und zu einem an dem dezentralen ITS-Knoten 216 angeordneten
entsprechenden TIRM 558 zu vermitteln. Gleichermaßen hat
beispielsweise das an dem dezentralen ITS-Knoten 216 angeordnete
TIRM 558, wenn es zum Empfangen von Anrufen verwendet wird,
die Funktion inne, die paketierten Sprachdaten zu empfangen und
diese zu der ICM, die den Anruf verarbeitet, zu leiten. Die ICM
sendet die digitalen Sprachdaten wiederum zu dem TNIM. Das TNIM
wandelt die digitalen Sprachdaten wiederum in ein analoges Audiosignal
um, das durch das PSTN zu dem angerufenen Teilnehmer zu senden ist.
Alternativ dazu können die
digitalen Daten auch direkt von dem TNIM zu dem PSTN ohne eine Umwandlung
in ein analoges Audiosignal übertragen
werden, und zwar in dem Fall, in dem das bestimmte PSTN die digitalen
Daten bearbeiten kann.
-
Die
Sprachdaten werden solange zwischen den zwei ITS-Knoten 206 und 216 ausgetauscht,
bis entweder der anrufende Teilnehmer oder der angerufene Teilnehmer
den Anruf beendet. Wenn ein Anruf beendet wird, wird ein Überwachungszeichen
durch das TNIM empfangen und zu der ICM an dem ITS-Knoten übertragen,
an dem die Beendigung des Anrufes initiiert wurde. Die ICM an der
Endstelle benachrichtigt das TIRM an der Endstelle darüber, die Anrufverbindung „abzubrechen" oder diese zu unterbrechen.
-
Um
die Verbindung „abzubrechen", benachrichtigt
das TIRM an der Endstelle (ITS-Knoten)
die TIRM-Gegenstelle an dem anderen ITS-Knoten. Die ICM an jedem
Standort gibt anschließend
die Sprachverarbeitung DSP, die mit dem Anruf assoziiert ist, frei,
so dass die DSP-Ressourcen für
nachfolgende Anrufe verwendet werden können.
-
Zusätzliche
Sprachverarbeitungselemente können
in jeden ITS-Knoten integriert werden, um die Gesamtleistung des
ITS-Knotens zu verbessern. Speziell kann ein Sprach-Compander-Modul (VCM – Voice
Compander Module) 520 hinzugefügt werden, um die Datenkompressions-
und Expansionsfunktionalität
bereitzustellen. Die Datenkompression wird an dem gesendeten Datenstrom
durchgeführt,
um die Bandbreite zu verringern, die für die Übertragung der digitalisierten
Sprachdaten über
das Internet erforderlich ist. Wenn der über das Internet empfangene Datenstrom
komprimiert wurde, muss er ebenso vor der weiteren Verarbeitung
zunächst
expandiert werden.
-
Darüber hinaus
kann eine Leitungsqualitäts-Überwachungsvorrichtung
(LQM – Line
Quality Monitor) 522 hinzugefügt werden, um die Leitungsqualitätseigenschaften,
wie beispielsweise Echo und Rauschen, zu überwachen und um anschließend die erforderlichen
Filterungsfunktionen durchzuführen, um
die störenden
Effekte zu verringern oder zu eliminieren. Darüber hinaus kann ein Anrufsicherheitsmodul
enthalten sein, um die Konversation zu verschlüsseln, um so das elektronische
Abhören über das
Internet zu verhindern.
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Wenn
ein Anruf empfangen wird, wartet ein ITS-Knoten darauf, einen anderen
ITS-Knoten unter Verwendung
seines TIRM und seiner ICM zu kontaktieren und anzufordern, dass
ein Telefonanruf im Namen eines anrufenden Teilnehmers, der sich
in den anderen ITS-Knoten eingewählt
hat, initiiert wird. Der Empfang eines Internetsprachanrufes an
dem dezentralen ITS-Knoten 216 wird im Folgenden unter Verwendung
des Empfängerteils
des ITS-Knotens 206 ausführlich beschrieben. In einer
tatsächlichen Anordnung
würde der
Empfängerteil
des ITS-Knotens 216 einen von dem Internet empfangenen Sprachanruf
verarbeiten.
-
Ein
Telefonanruf wird initiiert, wenn das CIM eines dezentralen ITS-Knotens
eine Verbindungsanforderung zu dem CAM des lokalen ITS-Knotens sendet.
Wenn ein Anruf von dem Internet 214 über die Ethernetschnittstelle 512 empfangen
wird, wird der mit dem bestimmten Anruf assoziierte Datenstrom zunächst durch
das Verbindungsannahmemodul (CAM – Connection Acceptance Module) 516 empfangen.
Das Verbindungsannahmemodul 516 empfängt die mit dem bestimmten
Anruf assoziierten Anrufaufbauparameter und überträgt den Anruf zu der Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508,
die die entgegengesetzte Operation wie die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 durchführt. Die
Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508 empfängt insbesondere
die Zieltelefonnummer und vermittelt einen Anruf zu der Zieltelefonnummer
unter Verwendung des TNIM 502 und des PSTN 210.
Die ICM 508 überträgt anschließend eine
Bestätigung
oder eine Meldung „Anruf
gewählt" zu der dezentralen
ITS-Knoten-ICM.
-
Jeder
ITS-Knoten kann unter Verwendung einer Hewlett Packard HP 9000/743
Telepace-Plattform implementiert werden. Die Telepace-Plattform fungiert
als ein zentraler Prozessor zum Koordinieren der durch die einzelnen
Module, wie beispielsweise das TNIM und die ICM, ausgeführten Aufgaben. Sämtliche
der Hardwarekomponenten des ITS-Knotens sind durch einen Signalisierungsbus
miteinander verbunden, der das Vermitteln von Anruf- und Sprachressourcen,
so wie dies erforderlich ist, ermöglicht. Der bestimmte verwendete
Bus kann beispielsweise der Dialogic SCbus sein. Alternativ dazu kann
eine Standard-Computerplattform verwendet werden, um einen ITS-Knoten
sowohl für
Einzelbenutzer- und Mehrfachanrufanwendungen in Abhängigkeit
von den bestimmten Hardwarefähigkeiten
des Computers zu implementierten. In dieser Situation kann die Dialogic-Hardware
in einem Personalcomputer (anstelle der HP-Telepace-Plattform) verwendet
werden, um einen Vielfachbenutzerdienst bereitzustellen. Diese zuletzt
genannte Vorgehensweise kann weniger effizient als die Verwendung
der HP-Telepace-Plattform
sein; sie kann jedoch in Abhängigkeit
von der bestimmten Anwendung kostengünstiger sein. Bei noch einer
weiteren alternativen Konfiguration kann ein ITS-Knoten unter Verwendung
eines Computers implementiert werden, der mit einer Soundkarte ausgestattet
ist, die gleichzeitig Sprache abtasten und wiedergeben, das heißt, Sprachsignale
sowohl in der Übertragungsrichtung als
auch in der Empfangsrichtung verarbeiten, sowie eine Verbindung
mit dem Internet haben kann. Darüber
hinaus kann ein ITS-Knoten unter Verwendung eines Computers implementiert
werden, der mit der geeigneten DSP-Verarbeitung ausgestattet ist,
wie zum Beispiel, in Form eines DSP-Chips, der die hierin diskutierten
ITS-Funktionen durchführen
kann. Bei den Computerimplementationen kann ein Headset oder eine
Mikrofon/Lautsprecher-Kombination als Benutzer-Audioschnittstelle
verwendet werden.
-
Das
Sprachressourcenmodul 504 (5) empfängt die
digitalisierten Sprachdaten von der ICM und vermittelt diese Daten
zu dem TNIM über
den Bus, wie beispielsweise den Dialogic SCbus, der diese beiden
Module miteinander verbindet. Diese Daten werden anschließend unter
Verwendung der Standard-T1/E1-Signalisierung durch das TNIM zu dem
PSTN übertragen.
Es handelt sich dabei um Daten, die von dem dezentralen ITS-Knoten empfangen wurden.
Auf ähnliche
Weise empfängt
das Sprachressourcenmodul 504 digitale Sprachdaten, die
von dem PSTN stammen, mit Hilfe des TNIM. Diese Daten werden anschließend zu
der ICM übertragen,
um über
das Internet gesendet zu werden. Das Sprachressourcenmodul 504 führt darüber hinaus
die erforderliche Tonerzeugung und Tonerfassung, wie beispielsweise
von DTMF-Tönen,
durch, die zum Wählen
der Zahlen einer Telefonnummer verwendet werden.
-
Das
TNIM 502 überwacht
die Zeitschlitze, die für
die verschiedenen Telefonleitungen verwendet werden. Jede Leitung
wird hinsichtlich einer Anzahl von Ereignissen überwacht, die ein Auflegen durch
den anrufenden Teilnehmer oder dem angerufenen Teilnehmer sowie
eingehende Anrufbenachrichtigungen vom den zentralen Amt einschließen. Das
TNIM benachrichtigt die ICM über
das Auftreten eines jeglichen dieser Ereignisse. Darüber hinaus verarbeitet
das TNIM Anforderungen von der ICM, wie beispielsweise einen Zeitschlitz
abzunehmen, um einen abgehenden Anruf zu wählen und einen eingehenden
oder abgehenden Anruf in dem Fall eines Auflegens freizugeben.
-
Das
Sprach-Compander-Modul 520 stellt die Datenkompression
für die
eingehenden Daten bereit, die von dem PSTN empfangen werden, bevor
sie über
das Computernetzwerk übertragen
werden. Da die Ressourcen eines Computernetzwerkes beschränkt sind,
werden diese Ressourcen während Zeiträumen mit
hohem Verkehr (High Volume Traffic) möglicherweise überlastet.
Der Datendurchsatz kann potenziell bis zu dem Punkt verringert werden,
an dem eine erkennbare Verzögerung
zwischen der Übertragung
und dem Empfang vorhanden ist. Eine derartige Situation ist bei
der Echtzeittelefonkommunikation äußerst unerwünscht. Die Datenkompression
wird verwendet, um die Gesamtmenge an Daten, die über das
Computernetzwerk übertragen
werden, zu verringern, um die Probleme hinsichtlich der Datenverzögerung zu
verringern. Die Datenübertragung sollte
selbstverständlich
nicht an dem Punkt angewendet werden, an dem sie die Audioqualität der Daten,
die übertragen
werden, sehr beeinträchtigt.
Bei dem Empfang der komprimierten Daten, die über das Computernetzwerk übertragen wurden,
führt das VCM 520 die
inverse Funktion des Expandierens der komprimierten Daten durch.
Die in dem VCM 520 verwendete Kompression schließt typischerweise
die 8-Bit μ-Law-PCM
(Pulse Coded Modulation) ein, die variable Kompressionsverhältnisse
aufweist. Die verwendeten Kompressionstypen können GSM (Global System for
Mobile Communication), CELP (Code Excited Linear Prediction) oder
ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) sein. Dies stellt
jedoch keine vollständige
Liste dar, und es kann jedes der Kompressionsverfahren verwendet
werden, wie beispielsweise jedes der Kompressionsverfahren, das
durch die Netscape Navigator Software verwendet wird, welche von
der Netscape Communications Corporation of Mountain View, Kalifornien,
erhältlich ist.
Wenn sich das Kompressionsverhältnis
erhöht, verschlechtert
sich typischerweise die Sprachqualität.
-
Die
Leitungsqualitäts-Überwachungsvorrichtung
oder LQM 522 überprüft die abgetasteten Sprachdaten
und wendet eine Reihe verschiedener Verfahren an, um die Sprachqualität zu verbessern. Beispielsweise
kann ein Echokompensationsfilter verwendet werden, um die Echoeffekte
zu minimieren, die bei Ferngesprächen
auftreten. Zusätzlich dazu
kann eine variable Dämpfung
auf das Sprachsignal angewendet werden, um das Echo zu vermeiden.
Da dieses Verfahren lediglich einmal auf Sprachdaten zwischen den
zwei Endstellen angewendet werden muss, kann entweder der Knoten
des anrufenden Teilnehmers oder der Knoten des angerufenen Teilnehmers
das Signal modifizieren. Wenn der anrufende Teilnehmer das Signal
modifiziert, wird die LQM an dem empfangenden Knoten darüber benachrichtigt,
keine weiteren Schritte zu unternehmen. Ansonsten sieht die Standardsituation
so aus, dass der empfangende Knoten die Echokompensation durchführt.
-
Im
Folgenden wird in Bezug auf 6 der logische
Ablauf eines Anrufes durch einen ITS-Knoten aus der Sicht des anrufenden
Teilnehmers beschrieben. Ein Anruf wird zuerst initiiert, wenn der
anrufende Teilnehmer eine Telefonnummer wählt, die ihn direkt über das
PSTN mit einem ITS-Knoten verbindet. In Bezug auf 6 empfängt die
ICM in Schritt 602 eine Meldung über einen eingehenden Anruf
von der TNIM. Diese gibt an, dass der anrufende Teilnehmer einen
Telefonanruf initiiert hat. In Schritt 604 weist die ICM
das TNIM an, den Anruf zu beantworten. In Schritt 606 empfängt die
ICM (über
das TNIM) Informationen von dem PSTN in Bezug auf den anrufenden
und den angerufenen Teilnehmer. Das PSTN stellt insbesondere DNIS-(Dialed
Number Identification Service) Ziffern, die die Zieltelefonnummer
beziehungsweise die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers spezifizieren,
sowie ANI-(Automatic Number Identification – automatische Rufnummernerkennung)
Ziffern bereit, die den anrufenden Teilnehmer identifizieren. DNIS
und ANI werden der ICM bereitgestellt, die diese Informationen wiederum
in Schritt 608 dem Modul zur Vermittlung mit den geringsten
Kosten, oder dem LCR-Modul,
zur Verfügung
stellt. Auf Basis der DNIS und/oder ANI spezifiziert das LCR den
ITS-Knoten für
die ICM, der den Anruf zur der Zieltelefonnummer auf die effizienteste Weise
ausführen
kann.
-
In
Schritt 610 wird, wenn der lokale ITS-Knoten, das heißt, der
mit dem anrufenden Teilnehmer assoziierte Knoten, als der effizienteste
Knoten zur Vermittelung des Anrufes bestimmt wird, der Anruf in dem
PSTN unter Verwendung des TNIM zurückgewählt, indem zu dem „Ja"-Zweig in Schritt 612 übergegangen
wird. In Schritt 614 weist die ICM die TNIM an, den eingehenden
Anruf von dem anrufenden Teilnehmer mit dem abgehenden Anruf zu
verbinden, der durch den lokalen ITS-Knoten vermittelt wurde. Auf diese
Weise wird ein Kommunikationskanal zwischen dem anrufenden Teilnehmer
und dem angerufenen Teilnehmer aufgebaut. Dieser Anruf bleibt aktiv,
solange keiner der Teilnehmer den Anruf beendet. Wenn in Schritt 616 eine
Anrufbeendigung entweder auf der Seite des anrufenden Teilnehmers
oder auf der Seite des angerufenen Teilnehmers erfasst wird, dann
wird der Anruf in Schritt 618 abgebrochen, und der anrufende
Teilnehmer sowie der angerufene Teilnehmer werden in Schritt 620 freigegeben.
-
Alternativ
dazu wird, wenn ein dezentraler ITS-Knoten, das heißt, nicht
der lokale ITS-Knoten, durch
das LCR als der effizienteste Knoten zur Vermittlung des Anrufes
spezifiziert wird, dieser optimale Anrufpfad unter Verwendung des
Internets aufgebaut. Dies wird als der „Nein"-Zweig bei Schritt 610 dargestellt.
In Schritt 622 leitet die ICM an dem lokalen ITS-Knoten
die Anrufaufbaudaten weiter und fordert das lokale CIM auf, sich über das
Internet mit dem CAM an dem dezentralen ITS-Knoten zu verbinden,
um eine Verbindung über
das Internet mit einer ICM-Gegenstelle an dem dezentralen ITS-Knoten aufzubauen.
Schritt 622 umfasst zunächst
das Identifizieren der Internetadresse des dezentralen ITS-Knotens
und das anschließende Übertragen
einer ersten Nachricht, um einen Kommunikationspfad zwischen der
ICM des lokalen ITS-Knotens und der ICM des dezentralen ITS-Knotens
aufzubauen. Wenn beispielsweise ein Anruf von New York City zu einer
Nummer in dem Vereinigten Königreich
vermittelt wird, wird die Internet adresse des Knotens in der UK
verwendet, um eine Verbindung zu diesem Knoten herzustellen. Wenn
es mehr als einen Knoten in der UK gibt, bestimmt das LCR-Modul
auf Basis der Zieltelefonnummer den am optimalsten gelegenen Knoten.
Dieser Knotenstandort sowie optional zusätzliche Knoten in absteigender
Präferenz-Reihenfolge
werden durch das LCR-Modul auf Basis der Effizienz oder anderer
Kriterien zurückgesendet.
-
Wie
vorangehend erwähnt,
umfassen die für das
Herstellen des Anrufes verwendeten Anrufaufbauparameter die Zieltelefonnummer
sowie Informationen darüber,
ob die Sprachdaten das Sprach-Compander-Modul und/oder das Anrufqualitätsmodul
vor dem Übertragen über das
Internet durchlaufen müssen
oder nicht. Das spezifische Protokoll, das zur Übermittlung der tatsächlichen Sprachdaten
zwischen zwei ITS-Knoten verwendet wird, wird bei der Installation
konfiguriert und ist entweder das TCP/IP oder das UDP/IP. Wenn die
Verbindung zwischen dem lokalen CIM und dem dezentralen CAM aufgebaut
worden ist, zeigt das lokale CIM dies der lokalen ICM in Schritt 624 an.
Nachdem die Anfangsparameter zwischen den zwei ITS-Knoten eingerichtet
wurden, wartet die lokale ICM darauf, dass die dezentrale ICM die
Zieltelefonnummer wählt und
eine Meldung zu der lokalen ICM zurücksendet, die anzeigt, dass
die Zieltelefonnummer gewählt
wurde. Dies geschieht in Schritt 626.
-
In
Schritt 628 beginnen sowohl die lokale ICM als auch die
dezentrale ICM mit dem gleichzeitigen Erfassen von Sprachdaten von
ihrem jeweiligen PSTN über
deren jeweilige Sprachressourcenmodule. In diesem Modus führt der
ITS-Knoten in Schritt 630 Tests durch, um zu bestimmen,
ob entweder der anrufende Teilnehmer oder der angerufene Teilnehmer
den Anruf beendet hat. Wenn keine Anrufbeendigung erfasst wird,
führt die
Anordnung Schritt 632 aus und führt die Kompression durch,
wenn die Datenkompression eingeschaltet wurde. Auf ähnliche Weise
geht die Anordnung zu der Ausführung
des Schrittes 634 über
und führt
das Überwachen
und die Korrektur der Leitungsqualität durch, wenn diese Funktion
auch eingeschaltet ist. Die ICM fährt anschließend in
Schritt 636 damit fort, die Sprachdaten in Nachrichten
oder Pakete zu segmentieren, die dann über das Internet zu der dezentralen
ICM über das
lokale TIRM übertragen
werden. Die Anordnung kehrt anschließend zu Schritt 628 zurück, um mit dem
vorangehend beschriebenen Verfahren fortzufahren. Auf diese Weise
werden Sprachdaten weiterhin zu der Gegenstelle übertragen. Ebenso werden Sprachdaten
auch von der Gegenstelle empfangen, wie dies nachstehend ausführlich beschrieben
wird, so dass Sprachdaten in dem Vollduplexmodus, das heißt, sowohl
in der Übertragungs-
als auch in der Empfangsrichtung, übermittelt werden.
-
Wenn
in Schritt 630 eine Anrufbeendigung oder ein Auflegen erfasst
wird, wird der „Ja"-Zweig von Schritt 630 bis zu
Schritt 638 ausgeführt,
in dem ein Anrufüberwachungszeichen
von dem PSTN, in dem die Anrufbeendigung aufgetreten ist, zunächst durch
die ICM an der Endstelle empfangen wird und anschließend durch
das TIRM an der Endstelle zu der ICM an dem anderen Standort gesendet
wird. Der Vorgang geht anschließend
zu Schritt 640 über, in
dem die erforderlichen Verfahrensschritte durchgeführt werden,
um aufzulegen oder den Anruf „abzubrechen". Der Vorgang endet
schließlich
in Schritt 642, und die Anordnung gibt im Wesentlichen
die Ressourcen frei, die mit dem bestimmten Anruf verbunden waren,
so dass sie zur Verarbeitung eines anderen Anrufes zur Verfügung stehen.
-
Die
Schritte 628 bis 636 von 6 stellen den
Datenübertragungsabschnitt
eines Vollduplextelefonanrufes dar. Der Empfang von Daten von der
dezentralen Stelle beginnt mit Schritt 644, der gleich nach
dem Schritt 626 ausgeführt
wird, das heißt, nachdem
die dezentrale ICM gemeldet hat, dass die Zieltelefonnummer erfolgreich
gewählt
worden ist. Die Ausführung
des Schrittes 644 sowie der nachfolgenden mit dem Datenempfang
verbundenen Schritte wird parallel zu der Datenübertragungsfunktion, das heißt, den
Schritten 628 bis 636, ausgeführt. Nachdem die lokale ICM
jedes Datenpaket von der dezentralen ICM über die TIRM in Schritt 644 empfangen
hat, führt
die Anordnung in Schritt 646 Tests durch, um zu bestimmen,
ob der Anruf durch das Auflegen des dezentralen Teilnehmers beendet
wurde. Wenn eine Anrufbeendigung erfasst wird, geht die Ausführung der
Anordnung entlang des „Ja"-Zweiges von Schritt 646 zu
den Schritten 640 und 642 über, und es werden die geeigneten
und wie vorangehend beschriebenen Auflege- und Beendigungsvorgänge durchgeführt.
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Wenn
in Schritt 646 keine Anrufbeendigung erfasst wird, führt die
Anordnung Schritt 648 aus und führt die Dekompression durch,
wenn die Datenkompression an der Gegenstelle eingeschaltet worden ist.
Ebenso geht die Anordnung zu der Ausführung des Schrittes 650 über und
führt die Überwachung und
Korrektur der Leitungsqualität
durch, wenn diese Funktion ebenfalls eingeschaltet ist. Schließlich wird das
verarbeitete Sprachda tenpaket in Schritt 652 durch die
lokale ICM über
das Sprachressourcenmodul zu dem TNIM gesendet, so dass es unter
Verwendung des PSTN zu dem Benutzer übertragen werden kann. Die
Vorgehensweise kehrt anschließend
zu Schritt 644 zurück,
um ein nachfolgendes Sprachdatenpaket zu empfangen und zu verarbeiten.
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Der
logische Ablauf eines Anrufes durch einen lokalen ITS-Knoten, der
sich an einem Standort eines angerufenen Teilnehmers befindet, das
heißt, aus
der Sicht des angerufenen Teilnehmers, wird im Folgenden in Bezug
auf 7 beschrieben. Wie in 7 dargestellt
ist, empfängt
die ICM in Schritt 702 eine Meldung, dass ein Anruf über das
Internet aufgebaut wurde. Sie empfängt darüber hinaus Anrufaufbaudaten
und die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers und geht in Schritt 708 dazu über, diese
Nummer über
das CAM zu wählen.
Wenn der Anruf zu der Zieltelefonnummer ausgeführt wurde, sendet die ICM in
Schritt 710 eine Anrufausführungsnachricht zu der dezentralen
ICM.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird die Nachrichtenübermittlungsverbindung zwischen
dem anrufenden Teilnehmer und dem angerufenen Teilnehmer eingerichtet,
und der lokale sowie der dezentrale ITS-Knoten fahren mit dem Austausch
von Sprachdatenpaketen fort. Dies wird in dem verbleibenden Abschnitt von 7 dargestellt,
der dem Datenaustauschabschnitt der vorangehend diskutierten 6 entspricht.
Die in 7 dargestellten Schritte, die den vorangehend
im Zusammenhang mit 6 diskutierten Schritten entsprechen,
wurden mit denselben Referenznummer bezeichnet. Demzufolge muss
die Beschreibung dieser Schritte in 7 an dieser
Stelle nicht wiederholt werden, da sie denselben in 6 ausgeführten Schritten
entsprechen.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der einzelnen Blöcke von 5 in
Bezug auf die 8 bis 10 ausführlich beschrieben.
In Bezug auf 8 wird ein Ablaufplan der Funktionsweise
des CIM-Moduls dargestellt. In Schritt 802 empfängt das CIM-Modul
eine Verbindungsanforderung von der ICM. Diese Verbindungsanforderung
umfasst die Zieladresse des dezentralen ITS-Knotens. In Schritt 804 fährt das
CIM damit fort, eine Internetverbindung über das Internet zu dem CAM,
das sich an dem dezentralen ITS-Knoten
befindet, herzustellen. In Schritt 806 führt das
CIM Tests durch, um zu bestimmen, ob die Verbindung erfolgreich
war. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, dann sendet
das CIM eine Anrufinitiierungsnachricht zu dem CAM, die anzeigt, dass
ein neuer Anruf bearbeitet werden muss. Die Anrufinitiierungsnachricht
enthält Informationen,
wie beispielsweise spezielle Konfigurationsinformationen, die das
zu verwendende Kommunikationsprotokoll anzeigen, und die anzeigen,
ob die Kompression eingeschaltet wurde und so weiter, und wenn dies
der Fall ist, welcher Typ eingeschaltet worden ist, ob die Echokompensation
eingeschaltet wurde und ob weitere Informationen zum ordnungsgemäßen Bearbeiten
des Anrufes erforderlich sind. Die Anrufinitiierungsnachricht enthält darüber hinaus die
Zieltelefonnummer des angerufenen Teilnehmers. In Schritt 810 informiert
das CIM die ICM darüber,
dass eine Verbindung mit dem CAM an dem dezentralen ITS-Knoten erfolgreich
eingerichtet wurde. Die ICM wartet auf eine Meldung, dass die Zielnummer
erfolgreich durch die dezentrale ICM gewählt wurde. Wenn in Schritt 806 bestimmt
wird, dass die Verbindung nicht erfolgreich hergestellt wurde, geht das
CIM zu Schritt 812 über,
um die ICM über
das Scheitern des erfolgreichen Verbindens zu dem dezentralen ITS-Knoten
zu benachrichtigen.
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Im
Folgenden wird in Bezug auf 9 ein Ablaufplan
der Funktionsweise des CAM-Moduls dargestellt.
In Schritt 850 wartet das CAM-Modul auf eine Verbindungsanforderung
von einem CIM-Modul, das sich an einem dezentralen ITS-Knoten befindet und
empfängt
diese. In Schritt 852 fährt
das CAM damit fort, eine Verbindung über das Internet zu dem CIM
herzustellen, das sich an dem dezentralen ITS-Knoten befindet. Das
CAM bestimmt in Schritt 854, ob eine erfolgreiche Verbindung
hergestellt wurde. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde,
geht das CAM zu Schritt 856 über und empfängt die
Anrufaufbaudaten von dem CIM an dem dezentralen ITS-Knoten. Wie
vorangehend beschrieben, enthalten diese Anrufaufbaudaten solche
Informationen wie beispielsweise die Zieltelefonnummer des angerufenen
Teilnehmers. Die empfangenen Anrufaufbauinformationen und die Zieltelefonnummer werden
anschließend
durch das CAM zu der ICM übertragen,
die wiederum das TNIM anweist, die Zieltelefonnummer zu wählen.
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In
Folgenden wird in Bezug auf 10 ein Ablaufplan
der Funktionsweise des TIRM-Moduls dargestellt.
In Schritt 902 empfängt
das TIRM Nachrichten, die entweder von der ICM, die sich lokal an demselben
Knoten befindet, oder über
das Internet von einer TIRM-Modul-Gegenstelle stammen, die sich
an dem dezentralen ITS-Knoten befindet. Wenn die Nachricht von der
lokalen ICM stammt, empfängt das
TIRM diese Nachricht in Schritt 904. Die Nachricht von
der lokalen ICM kann Sprachdaten enthalten. Darüber hinaus kann die Nachricht
weitere Informationen, wie beispielsweise die Zieltelefonnummer, Informationen
bezüglich
des Auflegens des Anrufers und so weiter, enthalten. In Schritt 906 paketisiert
das TIRM diese Nachricht in Datenpakete geeigneter Länge und
eines geeigneten Formats und stellt einen Nachrichten-Header voran,
der die Nachrichtengröße, den
Datentyp (Sprache, Telefonnummer und so weiter) oder die Nachrichtensequenznummer
enthält. Das
Paket oder die Nachricht wird anschließend über die eingerichtete Internetverbindung
zu dem dezentralen ITS-Knoten gesendet. Das TIRM geht anschließend zu
Schritt 908 über,
um zu bestimmen, ob eine Beendigungsnachricht empfangen worden ist.
Wenn keine Beendigungsnachricht empfangen wurde, das heißt, wenn
der gegenwärtige
Anruf noch aktiv ist und zusätzliche
Daten übertragen
werden müssen, kehrt
das TIRM zu Schritt 902 zurück, um weitere Nachrichten
zu empfangen. Wenn in Schritt 908 bestimmt wird, dass eine
Beendigungsnachricht empfangen wurde, trennt das TIRM in Schritt 910 die
Internetverbindung.
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Alternativ
dazu geht das lokale TIRM, wenn die in Schritt 902 empfangene
Nachricht von dem dezentralen TIRM stammt, zu Schritt 912 über, um Sprachdaten
oder Auflegeinformationen von dem dezentralen TIRM zu empfangen.
Die Header-Informationen, die die Sequenznummer enthalten, werden
in Schritt 914 validiert. Die Validierung der Sequenznummer
stellt sicher, dass die Nachrichten in der richtigen Reihenfolge
angekommen sind. Die empfangenen Nachrichten, wie beispielsweise
Sprachdaten, werden in Schritt 916 zu der ICM übertragen.
Das TIRM geht anschließend
zu Schritt 918 über,
um zu bestimmen, ob eine Beendigungsnachricht empfangen wurde. Wenn
keine Beendigungsnachricht empfangen wurde, das heißt, der
gegenwärtige
Anruf noch aktiv ist und zusätzliche
Daten übertragen
werden müssen,
kehrt das TIRM zu Schritt 902 zurück, um weitere Nachrichten
zu empfangen. Wenn in Schritt 918 bestimmt wird, dass eine
Beendigungsnachricht empfangen wurde, wird die Internetverbindung
in Schritt 920 beendet. Die Verarbeitung der Schritte 904 bis 910 wird
parallel zu der Verarbeitung der Schritte 912 bis 920 ausgeführt, da
die Nachrichten gleichzeitig von der lokalen ICM sowie von dem dezentralen
TIRM empfangen werden.
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Die
Erfindung wurde insbesondere in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform
davon dargestellt und beschrieben, einer Person mit gewöhnlicher
Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ist jedoch offensichtlich,
dass mehrere Änderungen
an der Form und den Details daran vorgenommen werden können, ohne
von dem Umfang der angehängten
Ansprüche
abzuweichen.