DE3921573C2 - Digitale Kommunikationsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, insbesondere ein digitales Telefonsystem unter Verwendung verteilter Verarbeitung sowie Vermittlung.

Ein wichtiges Ziel des modernen Fernmeldewesens besteht darin, das Problem der Verbindung einer Anzahl von Telefonbenutzern und Datenkommunikationsgeräten zu lösen. Die Lösung dieses Problems hat die Verwirklichung einer Schaltung, die eine Übertragungs- und Vermittlungsfunktion vorsieht, wie auch eine Schaltung, die ein Signalisierungs- und Steuerfunktion vorsieht, zur Folge.

Bei konventionellen digitalen (PCM)-Telefonsystemen wird diese Übertragungs- und Vermittlungsfunktion mit Hilfe einer zentralen Zeitmultiplex-Matrix realisiert, um eine Vielzahl von fernen Telefonbenutzern und Datenkommunikationsgeräten über individuelle Codecs (Codierer-Decodierer) über festgeschaltete, einseitig gerichtete PCM-Vielfachleitungen zu verbinden, die mit der zentralen Matrix gekoppelt sind.

Diese individuellen Codecs werden hierbei gewöhnlich in Gruppen von vier, acht oder zwölf auf einer Leiterplatte angeordnet, die gewöhnlich als Anschlußkarte bezeichnet wird, wobei jede Karte in eine Basisleiterplatte eingesteckt wird, die die elektrische Verbindung zur zentralen Matrix herstellt.

Bei den konventionellen digitalen Telefonsystemen wird ferner die Signalisierungs- und Steuerfunktion mit Hilfe einer Zentraleinheit realisiert, die mit den Anschlußkarten entweder über einen parallelen Mikroprozessor-Bus oder über eine Anzahl von seriellen Bussen in einem durchgeschalteten Modus kommuniziert.

Ein wesentlicher Nachteil dieser konventionellen Systeme, die eine zentrale Vermittlungsmatrix zum Übertragen von Signalen über einseitig gerichtete PCM-Vielfachleitungen verwenden, besteht darin, daß die einseitig gerichteten Vielfachleitungen durch eine begrenzte Bandbreite charakterisiert sind. Ferner ist der Zugriff von den individuellen Anschlußkarten auf den Basisbus recht komplex, da jede Anschlußkarte mit vorher zugeordneten Vielfachleitungen der PCM-Vielfachleitungen verbunden werden muß. Dieses bei den konventionellen Systemen vorliegende komplexe Verbindungsmuster zwischen den PCM- Vielfachleitungen und den Leiterplatten führt zu einem kostenaufwendigen und komplizierten Layout der Basisleiterplatte. Ferner bringt die Realisierung der Signalisierungs- und Steuerfunktion mit Hilfe der bekannten Zentraleinheit den prinzipiellen Nachteil mit sich, daß der Hauptprozessor eine Routine-Anschlußabtastfunktion ausführen muß, für die ein wesentlicher Betrag an Prozessorzeit erforderlich ist. Außerdem werden konventionelle Zentralsteuergeräte typischerweise unter Steuerung eines vorbestimmten Hauptrufverarbeitungssoftwarepakets betrieben, das, falls neue Typen und Formate von Anschlußkarten in das System eingeführt werden, neu geschrieben werden muß. Zudem erfordert die Kommunikation zwischen dem Zentralsteuergerät und den verschiedenen Anschlußkarten typischerweise mehrfache Signalisierungs- und Steuerleitungen, um die individuellen Karten mit dem Zentralsteuergerät zu verbinden, was zu dem komplexen Layout des Betriebsbusses bzw. der Busplatine beiträgt.

Aus der DE 33 01 979 A1 ist eine Kommunikationssteuereinrichtung bekannt, die einen Informationsaustausch zwischen einer zentralen Steuerung und einer peripheren Steuerung vorsehen kann. Diese Kommunikationssteuereinrichtung findet ebenso bei einer zentralen Vermittlungsmatrix Anwendung.

Aus der DE 32 14 189 A1 ist eine digitale Kommunikationsvorrichtung bekannt, die im wesentlichen eine Vielzahl von als Anlagenanschlüsse dienende Schnittstellenschaltungen sowie eine als gemeinsame Anlagensteuerung dienende Schnittstellenschaltung einschließt. Jede als Anlagenanschluß dienende Schnittstellenschaltung bedient eine Anzahl von Teilnehmerstellen und steht über eine gemeinsame Doppelsammelleitung mit der gemeinsamen Anlagensteuerung in Verbindung. Die Anlagensteuerung enthält eine Sammelleitungs-Schnittstellen- und Zeitgeberschaltung, einen Gesprächsprozessor als Zentralprozessoreinheit und einen Tonsignalgenerator. Der Gesprächsprozessor nimmt Anreize von den Teilnehmerstellen über die als Anlagenanschlüsse dienenden Schnittstellenschaltungen auf und steuert Verbindungen zwischen den Teilnehmerstellen durch Zuordnung von Zeitlagen, die für jede Teilnehmerstelle zu benutzen sind. Der Gesprächsprozessor liefert ferner Steuerinformationen an die als Anlagenanschlüsse dienenden Schnittstellenschaltungen, die die Identität derjenigen Zeitlagen angeben, die z. B. für eine gegebene Konferenz zu kombinieren sind. Die einzelnen als Anlagenanschlüsse dienenden Schnittstellenschaltungen weisen als Koppelmatrizen ausgebildete Netzwerkverarbeitungselemente, die die zwischen den Teilnehmerstellen und den Sammelleitungen übertragenen Signale verarbeiten und steuern, sowie ein Mikroprozessor-Steuergerät als auch eine zugeordnete Steuerkanal- Schnittstellenschaltung auf. Dabei ordnet das Mikroprozessor- Steuergerät jedem der Netzwerk-Prozessorelemente Sende- und Empfangslagen über interne Sammelleitungen zu. Die Steuerkanal- Schnittstellenschaltung gibt dem Mikroprozessor-Steuergerät die Möglichkeit, über eine der gemeinsamen Sammelleitungen mit dem Gesprächsprozessor in der gemeinsamen Anlagensteuerung zu kommunizieren. Der zentrale Gesprächsprozessor bestimmt dann, welche Zeitlagen für die Verbindung zu benutzen sind und sendet über die gemeinsame Sammelleitung ein Antwortsignal zu der Steuerkanal-Schnittstellenschaltung. Das Mikroprozessor-Steuergerät in diesen Schnittstellenschaltungen programmiert dann die Netzwerkprozessorelemente so, daß diese für die Dauer der Verbindung in angegebenen Zeitlagen senden und empfangen. Der einzige Kommunikationsweg, über den der Gesprächsprozessor somit mit der Steuerkanalschnittstellenschaltung kommunizieren kann, ist durch die gemeinsame Doppelsammelleitung vorgegeben, die über Puffer mit den internen Sammelleitungen gekoppelt ist, an denen die Netzwerkprozessorelemente angeschlossen sind. Um Informationen zur Steuerkanalschnittstelle übermitteln zu können, muß der Gesprächsprozessor jedoch von zwei Zeitlagensystemen Gebrauch machen, was die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems beschränkt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine digitale Kommunikationsvorrichtung vorzuschlagen, die beim Austausch von Informationssignalen zwischen den Schnittstellenschaltungen eine hohe Leistungsfähigkeit aufweist ist und kostengünstig installiert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.

Gemäß der Erfindung wird eine digitale Kommunikationsvorrichtung vorgeschlagen, die von einer verteilten Vermittlung Gebrauch macht, wobei eine Vermittlungsmatrix auf jeder Schnittstellenschaltung für den Zugriff auf eine Vielzahl von zweiseitig gerichteten (bidirektionalen), auf einem universellen Basisbus angeordneten PCM-Vielfachleitungen (Multiplexleitungen) realisiert wird. Die bidirektionalen PCM- Vielfachleitungen der Erfindung sorgen für eine weitaus effizientere digitale Übertragungsvorrichtung als im Vergleich zu konventionellen, einseitig gerichteten Mehrfachleitungen, da Sprach- und Datensignale anstatt über eine zentrale Vermittlungsmatrix direkt zwischen Schnittstellenschaltungen übertragen werden. Der Basisbuszugriff gemäß der Erfindung wird gegenüber konventionellen Systemen, die eine zentrale Vermittlungsmatrix verwenden, vereinfacht, da alle Anschlußkarten oder Schnittstellenschaltungen auf identische Weise mit dem Basisbus bzw. der Busplatine verbunden sind. Dies resultiert im Vergleich zu konventionellen Systemen in einer verbesserten Flexibilität für zukünftige Anwendungen, da jede Karte auf die volle Systembandbreite Zugriff ausüben kann. Ferner ist das Busplatinen-Layout der bidirektionalen PCM-Mehrfachleitungen gemäß der Erfindung stark vereinfacht, und zwar im Vergleich zu konventionellen PCM- Vielfachleitungen, die mit einer zentralen Vermittlungsmatrix verbunden sind, da die erfindungsgemäßen PCM-Vielfachleitungen als paralleler Bus vorgesehen werden können, anstatt die Vielfachleitungen in einem komplexen Muster zu den individuellen Leiterplatten zu führen.

Gemäß der Erfindung ist jede Schnittstellenschaltung mit einer örtlichen Intelligenz in Form eines Mikroprozessors oder eines Mikrocontrollers ausgestattet, der alle Anschlußkarten oder Schnittstellenschaltungen über ein mit hoher Geschwindigkeit arbeitendes, öffentliches Netz (LAN) mit Paketvermittlung verbindet, und zwar unter Verwendung eines Basisbusses als Übertragungsmedium. Demzufolge wird eine Kommunikationsvorrichtung mit verteilter Verarbeitung vorgesehen, die durch die folgenden Vorteile gegenüber einem konventionellen System mit zentraler Steuerung charakterisiert ist. Erstens, es entbindet den Hauptprozessor vom Erfordernis einer Routine-Anschlußabtastung, die bei konventionellen Systemen erforderlich ist. Zweitens, es gestattet die Verwendung eines bitorientierten Protokolls für den Nachrichtendurchgang, so daß neue Typen von Anschlußkarten oder Schnittstellenschaltungen eingeführt werden können, ohne daß die Hauptrufverarbeitungssoftware wie bei konventionellen Systemen neu geschrieben werden muß. Ferner ist nur eine Signalisierungs- und Steuerleitung erforderlich, um im System alle Anschlußkarten oder Schnittstellenschaltungen zu verbinden, was wiederum das Busplatinenlayout im Vergleich zu konventionellen Systemen vereinfacht.

Gemäß der Erfindung wird somit ein digitales Telefonsystem vorgeschlagen, das einen universellen Basisbus, eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen, die jeweils eine Steuerschaltung zum Erzeugen und Empfangen von Überwachungssignalen (Signalisierungs- und Steuersignale) für den bzw. vom Bus und eine oder mehrere entfernte periphere Geräte aufweist, die mit vorbestimmten Schnittstellenschaltungen verbunden sind und Informationssignale erzeugen bzw. empfangen. In jeder Schnittstellenschaltung ist zur Ausführung einer verteilten bidirektionalen Vermittlung der Informationssignale zwischen den entfernten Peripheriegeräten über den Bus eine Vermittlungs- bzw. Koppelmatrix vorgesehen. Ferner ist in jeder Schnittstellenschaltung eine Kommunikationssteuerschaltung zum Austauschen der Überwachungssignale zwischen den Steuerschaltungen über den Bus entsprechend einem bitorientierten Datenübertragungsprotokoll vorgesehen, in Erwiderung dessen die Steuerschaltung die bidirektionale Vermittlung der Informationssignale überwacht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau des Telefonsystems anhand eines Blockdiagramms,

Fig. 2A bis 2C die Unterschiede zwischen der konventionellen, einseitig gerichteten Informationssignalisierung und der erfindungsgemäßen zweiseitig gerichteten Informationssignalisierung anhand von Blockdiagrammen,

Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Busplatinenlayouts anhand eines Blockdiagramms und

Fig. 4 ein Detail des HDLC-Steuergeräts, der digitalen Vermittlungs- bzw. Koppelmatrix und der örtlichen Steuereinheit eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Schnittstellenschaltung.

In Fig. 1 wird mit Hilfe eines Blockdiagramms eine allgemeine Übersicht des Aufbaus des Systems gegeben. Dieses Blockdiagramm zeigt einen universellen Basisbus 1 in Form bidirektionaler PCM-Multiplexleitungen, die mit einer Vielzahl von Schnittstellenschaltungen, wie z. B. einer Hauptsteuereinheit 3 sowie verschiedenen peripheren Anschlußkarten [z. B. einer analogen Station/Verbindungsleitungs-Karte 5, einer ISDN(dienste­ integrierendes digitales Netz)-Anschlußkarte 7 und einer LAN- (Ortsnetz) -Überleitungskarte 9] verbunden ist. Jede der Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 steht mit einer weiteren Überwachungssignalleitung 1A in Verbindung, die ein Teil des Basisbusses bildet.

Während des Betriebs steht eine Vielzahl von entfernten Peripheriegeräten, wie z. B. Teilnehmergeräte, Personalcomputer, Überwachungskonsolen usw. mit den Schnittstellenschaltungen der Peripherieanschlußkarten, wie z. B. der analogen Station/Verbindungsleitungs-Karte 5, der ISDN- Anschlußkarte 7 und der LAN-Überleitungskarte 9 in Verbindung. Jede der Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 ist in identischer Art und Weise mit dem universellen Basisbus 1 verbunden, der Informationssignale mit 12 · 10⁶ Bits pro Sekunde zwischen entsprechenden Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 überträgt. Wie nachfolgend mit Bezug auf Fig. 3 näher erörtert wird, weist jede der Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 ferner eine Vermittlungs- bzw. Koppelmatrix zur Realisierung einer digitalen Zeit- und Raum-Vermittlung der Informationssignale unter Überwachung seitens der residenten Steuerschaltung auf. Der Austausch von Überwachungssignalen zwischen den residenten Steuerschaltungen entsprechender Schnittstellenschaltungen wird mit Hilfe der als D-Kanal-Leitung bezeichneten Überwachungssignalleitung 1A des Basisbusses 1 vorgenommen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist jede Schnittstellenkarte 3 bis 9 eine Standardbasisbusverbindung auf, die in den Basisbus 1 eingesteckt ist. Der Basisbus 1 ist parallel ausgelegt, wobei alle Leitungen zu den gleichen Stiftnummern auf jeder der Schnittstellenschaltungen führen, jedoch mit Ausnahme der Stifte, die zum Übertragen von 5 Bit- Identifikationscodesignalen dienen, um im Hinblick auf die einzelnen Schaltungen 3 bis 9 feststellen zu können, in welchen Schlitz des Basisbusses 1 die jeweilige Schaltung eingesteckt wurde, wie dies nachfolgend erläutert wird.

Bei einem erfolgreichen Prototypen der Erfindung waren für jeden Schlitz lediglich 32 Stifte erforderlich, um für jede der Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 einen Basisbuszugriff zu ermöglichen. Diese 32 Stifte wurden auf einer Matrix mit 0,508 (0,2 inch) cm × 0,508 cm angeordnet, um die Möglichkeit von zufälligen Kurzschlüssen zu verringern, und zwar wie folgt:

wobei E einen verlängerten Vorladestift anzeigt.

Wie vorstehend erläutert und nachstehend im einzelnen noch mit Bezug auf Fig. 3 dargelegt wird, macht das erfindungsgemäße Telefonsystem von einer bidirektionalen Informationssignalisierung längs des parallelen Basisbusses 1 Gebrauch. Bei einem erfolgreichen Prototypen wurden 5 zweiseitig gerichtete PCM-Datenbusse und ein einziger einseitig gerichteter PCM-Tonbus auf dem Basisbus vorgesehen, um eine bidirektionale Signalübertragung zu realisieren.

Wie aus den Fig. 2A bis 2C ersichtlich, ermöglicht eine zweiseitig gerichtete Signalübertragung gegenüber einem konventionellen, einseitig gerichteten System eine Signalübertragung mit größerer Bandbreite.

In Fig. 2A ist ein typisches konventionelles Schema für eine einseitig gerichtete PCM-Übertragung dargestellt, die einen Zeit/Raum-Schalter 11 verwendet. Dieser Schalter bzw. Wähler 11 steht mit einer Vielzahl von PCM-Verbindungsleitungen, wie z.B. den PCM-Multiplexleitungen 13A und 13B in Verbindung, wobei die PCM-Multiplexleitung 13A Signale überträgt, die von einer Vielzahl von Codecs, wie z.B. dem Codec 14 und 15, auf vorher bestimmten Zeitschlitzkanälen (z. B. Kanal 0 vom Codec 14 und Kanal 1 vom Codec 15) empfangen werden. Ein typisches PCM-Kommunikationssystem verwendet 32 PCM-Kanaldatenrahmen, die bei jeder PCM-Multiplexleitung in einer zyklisch wiederkehrenden Art und Weise Verwendung finden. Somit überträgt die sendende PCM-Multiplexleitung 13A wie auch die empfangende PCM-Multiplexleitung 13B 32 Zeitschlitze, um 16 gleichzeitige Gespräche über 32 Anschlüsse (z.B. Codecs) unterbringen zu können. PCM-Informationssignale werden mit Hilfe des Codecs 14 während des Zeitschlitzes 0 erzeugt und über die sendende PCM-Multiplexleitung 13A vom Zeit-Raum- Schalter 11 empfangen. In gleicher Weise empfängt der Codec 14 vom Zeit/Raum-Schalter 11 über die empfangende PCM- Multiplexleitung 13B während des Zeitschlitzes 0 Informationssignale. In ähnlicher Weise empfängt und sendet der Codec 15 während des Zeitschlitzes 1 PCM-Signale. In gleicher Art und Weise können bis zu 32 Codecs vorgesehen werden.

Somit würde ein gemäß Fig. 2A aufgebautes Telefonsystem, das mit 2 MHz arbeitet, durch eine Signalbandbreite von 4 · 10⁶ Bits pro Sekunde charakterisiert sein.

Betrachtet man nun Fig. 2B, so ist dort ein bidirektionales Eindrahtsystem verdeutlicht, bei dem der Zeit/Raum-Schalter 11 durch eine vorbestimmte Zeitschlitzverbindung der Codecs 14 und 15 mit einer bidirektionalen PCM-Multiplexleitung 16 ersetzt wurde. PCM-Informationssignale, die vom Codec 14 während des Zeitschlitzes 0 gesendet wurden, werden über die PCM-Multiplexleitung 16 übertragen und während des gleichen Zeitschlitzes vom Codec 15 empfangen. In gleicher Weise erzeugt und liefert der Codec 15 PCM-Signale an die Multiplexleitung 16 während des Zeitschlitzes (Zeitschlitzkanal) 1, die dann vom Codec 14 empfangen werden. Auf diese Weise wird ein Gespräch zwischen den Codecs 14 und 15 unter Verwendung der aus einem einzelnen Draht bestehenden Multiplexleitung 16 hergestellt, ohne daß dazu eine festgeschaltete Vermittlungsmatrix erforderlich ist. Auf diese Weise können bis zu 16 Gespräche zwischen 32 Anschlüssen (z. B. Codecs) unter Verwendung einer eindrahtigen PCM- Multiplexleitung 16 untergebracht werden. Das in Fig. 2B gezeigte System ist durch eine Bandbreite von 2 · 10⁶ Bits pro Sekunden charakterisiert, obwohl im Vergleich zum Zweidrahtsystem der Fig. 2A nur ein Draht verwendet wird, und erfordert keinen Zeit/Raumschalter 11. Ferner kann die Anzahl der Anschlüsse, die vom System der Fig. 2 B aufgenommen werden können, gegenüber dem konventionellen System der Fig. 2A verdoppelt werden.

Fig. 2C verdeutlicht ein bidirektionales Zweidrahtsystem, bei dem Codecs 14 und 15 mit zwei bidirektionalen PCM- Multiplexleitungen 17A und 17B verbunden sind. Bei dem in Fig. 2C gezeigten System erzeugt und empfängt jeder der Codecs 14 und 15 zum Übertragen eines Gesprächs PCM-Signale auf dem gemeinsamen Zeitschlitz 0. Somit können mit dem bidirektionalen Zweidrahtsystem der Fig. 2C bis zu 32 Gespräche zwischen 64 Anschlüssen über 32 Zeitschlitze übertragen werden, und zwar mit einer Bandbreite von 4 · 10⁶ Bits pro Sekunde. Demzufolge entspricht die Anschlußhandhabbarkeit des bidirektionalen Zweidrahtsystems der Fig. 2C im Vergleich zu der des konventionellen Systems in Fig. 2A exakt dem Doppelten.

Um die bidirektionalen PCM-Signal-Übertragungssysteme der Fig. 2B und 2C realisieren zu können, muß jeder der Codecs 14 und 15 mit einer Schaltung ausgestattet werden, die selektiv ein Senden und Empfangen von PCM-Signalen über die individuellen Codecs während der vorbestimmten Zeitschlitzkanäle ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird eine solche Zeitschlitzzuordnungsschaltung mit Hilfe einer digitalen Vermittlungs- bzw. Koppelmatrix vorgesehen, die mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 näher erläutert wird. In Fig. 3 ist im einzelnen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der Basis- bzw. PCM-Bus 1 mit einer Vielzahl von bidirektionalen PCM-Multiplexleitungen B0 bis B4, einem einseitig gerichteten Tonbus B5 (T), einer bidirektionalen Datenleitung D0 und einer Vielzahl von Taktleitungen C4, F0 und NS ausgestattet ist. Jede der Schnittstellenschaltungen 3 und 5 besteht aus einer digitalen Koppelmatrix (z. B. dem Duplex-Chip 21A bzw. 21B), einer Steuerschaltung (z. B. der Zentralprozessoreinheit 23A bzw. der lokalen Steuereinheit 23B), einem Kommunikationssteuergerät (dem HDLC-Steuergerät 25A bzw. 25B) sowie einem Taktgenerator 26A bzw. 26B. Vier einseitig gerichtete ST-Busse (z. B. CST und DST) sind in der Hauptsteuereinheit 3 zwischen die digitale Koppelmatrix 21A und den entsprechenden Anschluß, wie z. B. einer Tongenerator- und Konferenzschaltung 28 geschaltet, während in der Station/Verbindungsleitung-Schnittstelle 5 vier einseitig gerichtete ST-Busse (z.B. CST und DST) zwischen die digitale Koppelmatrix 21B und den entsprechenden Anschluß, wie z.B. der Codecs- und Schnittstellenschaltung 30 geschaltet ist.

Alle PCM-Busse werden mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 2,048 · 10⁶ Bits pro Sekunde betrieben, was in einer Gesamtbasisbus-PCM-Bandbreite von 10,24 · 10⁶ Bits pro Sekunde resultiert. Dadurch wird eine gesamte nichtsperrende Systemkapazität von 160 Nur-Sprache-Anschlüssen oder 80 Sprache/Daten-(ISDN)-Anschlüssen erzielt.

Die auf der Leiterplatte angeordnete Steuerschaltung (z.B. die lokale Steuereinheit 23B bzw. die Zentralprozessoreinheit 23A) sieht eine mikroprozessorgesteuerte örtliche Intelligenz vor. Die individuellen Steuerschaltungen der Schnittstellenschaltungen kommunizieren über das örtliche Netz (LAN) mit Paketvermittlung mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 2,048 · 10⁶ Bits pro Sekunde, wobei dieses örtliche Netz durch die Datenleitung D0 und den HDLC-Steuergeräten 25A und 25B vorgesehen wird.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 1 und 3 ein typischer Funktionsablauf zur Verdeutlichung einer normalen Ruffolge beschrieben.

Z.B. kann ein entfernter Benutzer eines digitalen Teilnehmergeräts (nicht gezeigt), das mit der ISDN- Anschlußkarte 7 verbunden ist, den Einschaltvorgang durchführen. Dieser Einschaltzustand wird von der Ortssteuereinheit der ISDN-Anschlußkarte 7 erfaßt, die daraufhin ein Vermittlungssignal zur Übertragung über das zugeordnete HDLC-Steuergerät und für den Empfang seitens der Hauptsteuereinheit 3 erzeugt, um der Hauptsteuereinheit 3 anzuzeigen, welches der entfernten Peripheriegeräte in den Einschaltzustand gegangen ist.

Währenddessen erzeugt der Tongenerator 28 der Hauptsteuereinheit 3 konstant ein Wähltonsignal und andere Steuer- bzw. Überwachungstonsignale und legt diese während entsprechender Zeitschlitzkanäle an den einseitig gerichteten Tonbus B5 (T) an. Die ISDN-Anschlußkarte 7 blendet das Wähltonsignal über die zugehörige, auf der Leiterplatte befindliche, digitale Koppelschaltung aus dem Tonbus B5 (T) aus. Das Wähltonsignal wird dann auf bekannte Art und Weise zum entfernten digitalen Teilnehmergerät (nicht gezeigt) übertragen.

In Erwiderung auf das Wählen vorbestimmter Zeichen am entfernten digitalen Teilnehmergerät überträgt die ISDN- Anschlußkarte 7 Informationen bezüglich der Rufzeichen über den Basis- bzw. Rückebenen-Bus 1 zur Hauptsteuereinheit 3.

Falls die Zentralprozessoreinheit 23A der Hauptsteuereinheit 3 eine gültige Telefonnummer, die durch die Rufzeichen identifiziert wird, erfaßt, formuliert und erzeugt die Zentralprozessoreinheit 23A ein Überwachungssignal für die Station/Verbindungsleitungs-Karte 5, um eine Verbindung entsprechend der Rufverarbeitungssoftware herzustellen und überträgt Rufzeicheninformationen über das HDLC-Steuergerät 25A und die Datenleitung D0 zu einer Schaltung einer vorbestimmten, freien Verbindungsleitung, die mit einer der Codecs- und Schnittstellenschaltungen 30 verbunden ist. Die Rufverarbeitungssoftware kann z.B. auch solche Leistungsmerkmale wie z.B. eine Routine für geringste Kosten, eine Fernverbindungssperre usw. realisieren. Die Zentralprozessoreinheit 23A der Hauptsteuereinheit 3 weist eine Speicherbelegungsliste für die verfügbaren Zeitschlitze in den jeweiligen digitalen Vermittlungs- bzw. Koppelschaltungen auf, die den Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 zugeordnet sind. Die verfügbaren Zeitschlitze können für einzelne Codecs 30, einzelne Tongenerator- und Konferenzschaltungen 28 oder andere individuelle periphere Schnittstellen vorgewählt werden, da eine dynamische Zeitschlitzzuordnung infolge des nichtsperrenden Aufbaus nicht erforderlich ist.

Die Zentralprozessoreinheit 23A erzeugt und liefert Überwachungssignale sowohl zur Station/Verbindungsleitungs- Karte 5 als auch zur ISDN-Anschlußkarte 7 für die Zuordnung vorbestimmter Zeitschlitze in den zugehörigen digitalen Vermittlungsschaltungen, um somit einen Kommunikationskanal über einen der vorbestimmten, bidirektionalen Signalbusse B0 bis B4 zwischen dem entfernten digitalen Teilnehmergerät, das mit der ISDN-Anschlußkarte 7 verbunden ist, und der entfernten Verbindungsleitungsschaltung, die mit der analogen Station/Verbindungsleitung-Karte 5 verbunden ist, herzustellen. Jede der digitalen Koppel- bzw. Vermittlungsschaltungen 21A, 21B usw. weist 256 Speicherplätze auf, die zwischen den Basisbussen B0 bis B4 und B5 (T) und den CST- und DST-Bussen, die mit den entfernten Peripheriegeräten verbunden sind, aufgeteilt sind.

Somit wird ein Gesprächsweg mit Hilfe der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Schaltung zwischen einem ersten Peripheriegerät, wie z.B. einem digitalen Teilnehmergerät, das mit der ISDN- Anschlußkarte 7 verbunden ist, und einem zweiten Peripheriegerät, das in diesem Fall eine mit der analogen Station/Verbindungsleitung-Karte 5 verbundene entfernte Verbindungsleitungsschaltung ist, hergestellt. Zusätzliche Verbindungen zwischen einem entfernten Teilnehmer und der Verbindungsleitungsschaltung werden auf bekannte Art und Weise hergestellt.

In Fig. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm dargestellt, das das HDLC-Steuergerät 25A, die digitale Koppelmatrixschaltung 21A sowie die mit beiden verbundene Zentralprozessoreinheit 23A der Hauptsteuereinheit 3 wiedergibt. Selbstverständlich ist der Aufbau des HDLC-Steuergeräts, der digitalen Koppelmatrixschaltung und der Steuerschaltung der Fig. 4 bei jeder der Schnittstellenschaltungen 3 bis 9 realisiert, was - wie oben erläutert - in einem typischen Zugriff auf die universelle Busplatine resultiert.

Bei dem erfolgreichen, in Fig. 4 gezeigten Prototypen wurde als HDLC-Steuergerät 25A ein MT8952B HDLC-Protokollsteuergerät und als digitale Koppelmatrixschaltung 21A eine MT8980D- Koppelmatrixschaltung der Mitel Co. verwendet.

Die Systemarchitektur bei der vorliegenden Erfindung beruht auf einem flexiblen, breitbandigen Basisbus mit universellen Schlitzen. Hierbei kann irgendeine Karte (z.B. die Schnittstellenschaltungen 3 bis 9) in irgendeinen Schlitz des Basisbusses eingesteckt werden, wobei jede Karte auf die Bandbreite des Gesamtsystems Zugriff hat. Der Basisbus ist vorzugsweise aus einem oder mehreren Modulen aufgebaut, die bis auf maximal 32 Schlitze erweitert werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht von einer verteilten Verarbeitung sowie einer verteilten Vermittlung Gebrauch, was die Verwendung des universellen Basisbusses erleichtert. Somit können mit Hilfe der Erfindung die eingangs erläuterten Nachteile des konventionellen Systems mit zentraler Verarbeitung sowie zentraler Vermittlung beseitigt werden.

Ferner sind für den Fachmann mehrere Varianten möglich.

Z.B. kann die Übertragungsgeschwindigkeit der auf dem Basisbus 1 übertragenen PCM-Signale bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von 2,048 · 10⁶ Bits pro Sekunde auf 4,096 · 10⁶ Bits pro Sekunde gesteigert werden. Diese führt zu einer Steigerung der nichtsperrenden Kapazität des Systems bis auf 320 analoge "Nur-Sprache"-Anschlüsse oder 160 Sprache/Daten-(ISDN)Anschlüsse. Diese Modifikation ist leicht zu erreichen, da die einzige wesentliche Änderung in einer Verdopplung der Bitübertragungskapazität der in jeder Schnittstellenschaltung verwendeten digitalen Koppelmatrixschaltung besteht.

Andere Anwendungen der Erfindung sind in Verbindung mit Hochkapazitäts-"Nur-Daten"-PABXs (automatische Nebenstellenanlagen) oder digitalen T1-Verbindungsleitungs- Multiplexers usw. möglich.

Obwohl Fig. 1 ein Blockdiagramm eines repräsentativen Aufbaus von Schnittstellenschaltungen verdeutlicht, sind viele andere Kombinationen von Schnittstellenschaltungen möglich. Es können z.B. digitale T1-Verbindungsleitungskarten, verschiedene Alarmkarten usw. in das System integriert werden.

Claims (10)

1. Digitale Kommunikationsvorrichtung, bestehend aus
einem standardisierten Basisbus (1),
mehrere Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9), die jeweils eine Steuereinrichtung (23A, 23B) zum Senden und Empfangen von Überwachungssignalen zum bzw. vom Basisbus (1) aufweisen,
einem oder mehreren entfernten Peripheriegeräten, die mit vorbestimmten (5, 7, 9) der Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9) zum Erzeugen und Empfangen von Informationssignalen verbunden sind,
einer in jeder Schnittstellenschaltung vorgesehenen Koppelmatrix (21A; 21B) zum Realisieren einer bidirektionalen verteilten Vermittlung der Informationssignale zwischen den Peripheriegeräten über den Basisbus (1) und
einer in jeder Schnittstellenschaltung vorgesehenen Kommunikationssteuereinrichtung (25A, 25B) zum Austausch der Überwachungssignale zwischen den Steuereinrichtungen (23A, (23B) über den Basisbus (1) entsprechend einem bitorientierten Übertragungsprotokoll, woraufhin die Steuereinrichtungen (32A, 23B) die bidirektionale Vermittlung der Informationssignale überwachen,
wobei die Steuerschaltung (23A) einer (3) der Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9) als Zentralprozessoreinheit eine Speicherbelegungsliste mit den verfügbaren Zeitschlitzen in den jeweiligen Koppelmatrizen (21A, 21B) aufweist und Überwachungssignale für die Zuordnung der Zeitschlitze zum Austausch der Informationssignale über den Basisbus (1) liefert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schnittstellenschaltungen (5) einen oder mehrere Codecs (30) aufweist, die mit den entfernten Peripheriegeräten und der Koppelmatrix (21B) verbunden sind und die Informationssignale von den Peripheriegeräten in einem analogen Format empfangen, die Analogformatsignale in ein digitales Format umwandeln und die Digitalformatsignale zur Koppeleinrichtung (21B) übertragen und die Digitalformatsignale von der Koppelmatrix empfangen, die Digitalformatsignale in ein analoges Format umwandeln und die Analogformatsignale zu den Peripheriegeräten übertragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (3) der Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9) eine Tongenerator- und Tonerfassungsschaltung (28) aufweist, die mit der Koppelmatrix (21A) verbunden ist, vorbestimmte Tonsignale für die Übertragung zu den Peripheriegeräten über die Koppelmatrix (21A) und den Basisbus erzeugt und zusätzliche, von den Peripheriegeräten erzeugte Tonsignale empfängt und erfaßt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bitorientierte Übertragungsprotokoll ein HDLC-Protokoll ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelmatrix (21A, 21B) aus einem digitalen Zeit/Raum-Schalter besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (7) der Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9) als ISDN (diensteintegrierendes digitales Netz)- Anschlußkarte zur Unterstützung einer ISDN-Kommunikation der Informationssignale zwischen verschiedenen Peripheriegeräten ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine (9) der Schnittstellenschaltungen (3, 5, 7, 9) aus einer Ortsnetz(LAN)-Überleitungskarte zur Unterstützung der Kommunikation der Informationssignale zwischen vorbestimmten Peripheriegeräten und einem Ortsnetz ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbus (1) aus fünf mit den Koppelmatrizen (21A, 21B) verbundenen bidirektionalen PCM-Verbindungsleitungen (B0 bis B4) zum Übertragen der Informationssignale mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 MHz besteht, wodurch eine Signalbandbreite auf dem Basisbus (1) von über 10 × 10⁶ Bits pro Sekunde vorliegt und über 160 analoge Anschlüsse oder 80 ISDN-Anschlüsse gehandhabt werden können.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisbus (1) aus fünf bidirektionalen mit den Koppelmatrizen (21A, 21B) verbundenen bidirektionalen PCM-Verbindungsleitungen (B0 bis B4) zum Übertragen der Informationssignale mit einer Geschwindigkeit von etwa 4 MHz besteht, wodurch eine Signalbandbreite auf dem Basisbus (1) von über 20 × 10⁶ Bits pro Sekunde vorliegt und über 320 analoge Anschlüsse oder 160 ISDN-Anschlüsse gehandhabt werden können.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schnittstellenschaltungen aus einer digitalen T1-Verbindungsleitungskarte zum Bündeln und Austauschen von digitalen Sprach- und Datensignalen zwischen der Vorrichtung und einer digitalen Verbindungsleitung besteht.