DE69732251T2

DE69732251T2 - Telekommunikationsnetzzugriff in einer mehrdiensteumgebung

Info

Publication number: DE69732251T2
Application number: DE69732251T
Authority: DE
Inventors: L. Gregory GOHEEN; Mihai Focsaneanu
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-07
Also published as: DE69732251D1; WO1998020653A1; EP0965204B1; JP2001503938A; EP0965204A1; US5954799A; CA2270931A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Kommunikation zwischen Kundenstandort-Ausrüstungen (CPE) und Telekommunikationsnetzen. Insbesondere ist sie auf neuartige Ausgestaltungen einer Mehrdienste-Plattform in einer ISDN-artigen Umgebung gerichtet, die es ermöglicht, dass eine Vielzahl von CPE's einen Zugang zu irgendwelchen Diensten erhält, die von einer Anzahl von Diensteanbietern bereitgestellt werden, die irgendeines einer Anzahl von Telekommunikationsnetzen verwenden.
Hintergrund der Erfindung
Faksimile-Maschinen und andere Daten verarbeitende Kundenstandort-Ausrüstungen werden nicht nur in Büros sondern auch in Privatwohnungen in großer Anzahl eingeführt. Weil sich persönliche Computer in vielen Privatwohnungen befinden, steigt die Anzahl von Benutzern von Computernetzen, wie z. B. dem „Internet", über Telefonnetze über Modem in enormer Weise an. Die Mehrzahl dieser Datentransaktionen über Modems oder Faxmaschinen verwendet Ortsvermittlungs-Betreibernetzwerke zur Datenübertragung. Faxmaschinen, Computer und Telefonapparate an einem Kundenstandort sind über einen Ortsnetz-Zugang mit einem Fernsprechvermittlungsamt verbunden. Der Ortsnetz-Zugang wird in unterschiedlicher Weise als Teilnehmerschleife, Ortsschleife, Abzweigung usw. bezeichnet. Im Fall von CATV oder Funkverbindungen wird der Ortsnetz-Zugang auch als Teilnehmerverbindung, drahtloser Zugang usw. bezeichnet. Es wurde gezeigt, dass in der Mehrzahl ein Zugang an das „Internet" über eine Telefon-Wählverbindung ausgeführt wird.
1 zeigt, wie ein Telefon, ein Faxgerät, ein Computer oder irgendwelche anderen intelligenten Geräte typischerweise über ein öffentliches Fernsprechwählnetz und Datennetze und deren Zwischenverbindungen verbunden sind. Endgeräte- Ausrüstungen an einem Kundenstandort bestehen aus einem Telefonapparat, einem Faxgerät, einem persönlichen Computer usw. und werden insgesamt als CPE bezeichnet, was für Kundenstandort-Ausrüstung (Customer Premise Equipment) steht. Die CPE 10 ist über eine interne Verkabelung 12 am Kundenstandort und dann über die Zuführungs-/Verteiler-Anlage (die auch als Teilnehmerschleife, Ortszugangsschleife) bezeichnet wird, 14, mit einem Zugangsmodul (beispielsweise einer Leitungskarte) 16 verbunden. Die Leitungskarte ist ihrerseits mit einer Ortsvermittlung 18 verbunden, die einen Teil des öffentlichen Fernsprechwählnetzes (PSTN) 20 bildet. Das PSTN arbeitet in einer Kanalbetriebsart und ergibt eine dauernde Verbindung mit einem anderen Teilnehmer 22. Der Telefondienst wird über ein Verbindungsprotokoll (beispielsweise ein Wähl-, Gabelschalter-Einhänge Aushänge-Protokoll) hergestellt und ergibt bei einer Verbindung eine feste in Kanäle unterteilte Bandbreite auf einer kontinuierlichen Basis für die Dauer der Verbindung. Eine Faksimile-Verbindung ist im Wesentlichen das gleiche wie eine Telefonverbindung, mit der Ausnahme des Vorhandenseins eines Modems 24 an jedem Faksimile-Endgerät. Die Figur zeigt weiterhin eine Verbindung, die ein Datennetzwerk beinhaltet. Für eine derartige Verbindung benötigt die CPE (beispielsweise ein Computer) ebenfalls eine Telefon-Teilnehmerleitung zu dem PSTN durch einen Einwähldienst, der eine Verbindung zu einem Datendienst-Anbieter 26 über dessen eigene Teilnehmerleitung 28 herstellt. Der Datendienst-Anbieter 26 stellt dann eine Datenverbindung über ein Datennetzwerk 30 zu einem Datenbankdienst oder anderen Datendienst-Teilnehmern bereit.
Computerverbindungen weisen im Allgemeinen eine wesentlich längere Dauer als Sprache- oder andere Verbindungen auf. Computer führen Datentransaktionen in Paketen aus und ihr Verkehr ist sehr stoß- oder Burst-artig. Der Burst-artige Verkehr ist besser für eine statistische Multiplexierung geeignet und wird in wirkungsvollster Weise durch speziell ausgelegte Datennetze abgewickelt, wie z. B. paketvermittelte Netzwerke. Derzeit wird jedoch der gesamte öffentliche Fernsprechvermittlungsverkehr, Daten und Sprache, über die Teilnehmeranschlussleitung und Zwischenamt-Fernleitungen in einer leitungsvermittelten Netzverbindung zu einer Ziel-Kundenstandort-Ausrüstung oder zu einem Datennetz gesandt.
Breitbandige vermittelte Multimedien-Netze unter der Bezeichnung „Informationsautobahn" wurden in weitem Umfang vorgeschlagen. Diese Informationsautobahn kann unterschiedliche Arten von Verkehr nahtlos übertragen und nimmt Sprache-, Daten- und Videoinformationen von irgendeinem Endgerät an und liefert es gleichzeitig an irgendwelche anderen Endgeräte. Derzeit bestehen jedoch unterschiedliche Arten von Netzen, sowohl auf der Grundlage von Kanälen als auch von Paketen getrennt, und unabhängig nebeneinander.
In leitungsvermittelten Netzwerken wird eine Verbindung während der gesamten Dauer einer Verbindung über Vermittlungen und andere zugehörige Netzwerkelemente unabhängig von der Art der Verbindung aufrechterhalten. Lediglich eine leitungsvermittelte Verbindung kann für die Verbindung aufrechterhalten werden. Es ist keine Rundsendung oder Sammelsendung über das leitungsvermittelte Netzwerk möglich. Heute werden Telefonnetze zunehmend stärker durch Datenverkehr belegt, der keine zusätzlichen Einkünfte für die örtlichen Vermittlungsbetreiber erzeugt. Weiterhin wird der Zugang an weltweite Computernetze, wie z. B. das „Internet" usw. nunmehr durch kommerzielle Netzwerk-Diensteanbieter bereitgestellt, wie z. B. „America Online", „SprintLink" usw. Unter Verwendung des PSTN für den Zugang stellen die Netzwerk-Diensteanbieter einen Zugang an verschiedene andere private Netze, akademische Netze usw. bereit, die eine enorme Anzahl von Datenbanken für Mehrwertdienste enthalten.
2 zeigt schematisch, wie ein Zugang an Datennetzwerke, wie z. B. das „Internet" über eine Telefon-Teilnehmeranschlussleitung erfolgt. Ein einzelner Endbenutzer schließt einen Dienstvertrag mit einem kommerziellen Netzwerk-Diensteanbieter 40. Der Zugang an ein Datennetz erfolgt üblicherweise durch Wählen der Telefonnummer des kommerziellen Datennetzwerk-Diensteanbieters unter Verwendung eines Modems. Somit verwendet der Endbenutzer CPE 42 ein Modem und stellt eine Wählverbindung mit einer Ortsvermittlung 44 über eine Teilnehmeranschlussleitung 46 her. Die Ortsvermittlung 44 stellt eine Zwischenamts-Fernverbindung 48 mit einer Ziel-Ortsvermittlung 50 innerhalb eines PSTN 52 her. Die Ziel-Ortsvermittlung stellt eine Verbindung über eine Teilnehmeranschlussleitung 54 und ein Ziel-Modem zu einem Diensteanbieter 40 her. Nach einem geeigneten Modem-Quittungsaustausch-Protokoll gibt der Benutzer die Adresse eines Ziels, wie z. B. des „Internet"-Servers ein, mit dem er eine Verbindung wünscht. Ein Zugang an Datennetzwerke und Datenbankdienste erfolgt unter Verwendung eines TCP/IP-Protokolls. Das „Internet"-Paket wird über eine T-1-Verbindungsstrecke 56 (oder andere Einrichtungen) an das Internet 58 gesandt. Bei dieser Anordnung sind die Ortsvermittlungen 44 und 50 sowie die Zwischenamts-Fernleitung 48 für die Dauer der Verbindung belegt, was üblicherweise in Stunden bemessen ist, statt der kürzeren Haltezeit, die bei Sprache-Verbindungen auftritt, die in Minuten gemessen werden. Entsprechend sind sehr aufwändige gemeinsame Ausrüstungen in dem PSTN für die Dauer des „Internet"-Zuganges erforderlich, selbst während einer Inaktivitätsperiode des Endbenutzers.
Die Verwendung eines Telefonnetzes durch Netzwerk-Dienstebenutzer vergrößert die Benutzung des Telefonnetzes in enormer Weise, ohne dass sich ein proportionaler Anstieg zusätzlicher Einkünfte für die Telefongesellschaft ergibt. Es ist weiterhin für einen einzelnen Benutzer mühsam, einen Zugriff auf verschiedene Netzwerke auszuführen. Es wird nachfolgend gezeigt, dass die vorliegende Erfindung diese Investitionen in das PSTN verringert und gleichzeitig die Fähigkeiten des gesamten globalen Kommunikationsnetzwerkes verbessert.
Das US-Patent 5 610 910 vom 11. März 1997, das einen gemeinsamen Erfinder aufweist, beschreibt eine neue Zugangsarchitektur, die den Zugang an Telekommunikations-Netzwerke unter Einschluss verschiedener unterschiedlicher Arten von Netzwerken verbessert. Sie beinhaltet einen Ortszugang, der die Art des von einer Verbindungsanforderung angeforderten Dienstes bestimmt und direkt einen Zugang an das angeforderte Netzwerk oder ein Netzwerk auswählt, über das auf der Grundlage von voreingestellten Bedingungen entschieden wird.
In einer Veröffentlichung von Gallagher C. A. „IEEE 802.9: A multi-service LAN interface", National Conference on Telecommunications, York, 2.–5. April 1989, 2. April 1989, Institute of electrical engineers, Seiten 173–178, ist eine LAN-PBX-(örtliches Datennetz-Nebenstellenvermittlung-)Konvergenz beschrieben. In der Veröffentlichung werden IVDLAN's (integrierte Sprache- und Daten-LAN's) über ein ISDN-Netz verbunden.
In einer weiteren Veröffentlichung von Miyamoto T. et al „Implementation and Evaluation of an IVDLAN transmission circuit", IEICE Transactions, Band E74, Nr. 9, 1. September 1991, Seiten 2687–2695 werden IVDLAN-Übertragungsschaltungen ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Erfindung erweitert diese Zugangsarchitektur und ist auf eine neuartige Realisierung gerichtet, die eine effiziente Nutzung der verfügbaren Bandbreite zwischen CPE's und dem Telekommunikations-Netzwerk in einer ISDN-artigen Umgebung durch Sprache- und Datenverkehr ermöglicht.
Ziele der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur effizienten Nutzung der verfügbaren Bandbreite des Ortszuganges durch Sprache- und/oder Datenverkehr zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuteilung der verfügbaren Bandbreite insgesamt oder irgendeiner speziellen Teilmenge zu einem Dienst zu schaffen, für den der Endbenutzer einen Teilnahmevertrag abgeschlossen hat.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dynamischen Zuteilung eines Teils der verfügbaren Bandbreite zu einem bestimmten Dienst zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gleichzeitigen mehrfachen Dienstezustellung über das gleiche Zugangsnetzwerk zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Lenken von Verkehr an ein passendes Netzwerk oder ein CPE-Gerät durch Identifizieren der Art des angeforderten Dienstes zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz gesagt ist gemäß einem Gesichtspunkt die Erfindung auf ein Verfahren zur Schnittstellenverbindung einer oder mehrerer CPE's mit entweder dem PSTN oder einem Datennetzwerk über ein Zugangsnetzwerk gerichtet, das einen CPE-Adapter, der mit einer oder mehreren CPE's verbunden ist, einem Zugangsserver, der mit dem PSTN über eine Telefon-Schnittstelle und mit Datennetzwerken über eine Datennetzwerk-Schnittstelle verbunden ist, und ein Zugangsmedium umfasst, das den CPE-Adapter und den Zugangsserver verbindet, wobei das Zugangsmedium gemeinsam von der Telefon-Schnittstelle und der Datennetzwerk-Schnittstelle genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Austausch von Steuermitteilungen zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver über das Zugangsmedium zur Feststellung der Art der Diensteanforderung; wobei der Zugangsserver entweder die mit dem PSTN verbundene Telefon-Schnittstelle oder die mit den Datennetzwerken verbundene Datennetzwerk-Schnittstelle in Abhängigkeit von der Art der Diensteanforderung auswählt; Herstellen einer Verbindung zwischen einer CPE und entweder dem PSTN oder dem Datennetzwerk über das Zugangsmedium.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt ist die vorliegende Erfindung auf einen Zugangsserver zur Schnittstellenverbindung von CPE's mit dem PSTN oder einem Datennetzwerk über ein Zugangsmedium gerichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugangsserver eine Telefon-Schnittstelleneinheit zur Verbindung mit dem PSTN zum Transport von Sprache-Diensteverkehr; eine Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit zur Verbindung mit dem Datennetzwerk zum Transport von Daten-Diensteverkehr; einen Sendeempfänger zur Verbindung mit dem Zugangsmedium zum Transport von sowohl Diensteverkehr als auch von Steuermitteilungen zu und von dem Zugangsmedium; und eine Steuereinheit umfasst, die als Antwort auf die Steuermitteilung eine Verbindung des Sendeempfängers entweder mit der Telefon- Schnittstelleneinheit oder mit der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit auswählt, wobei das Zugangsmedium gemeinsam sowohl von der Telefon-Schnittstelleneinheit als auch der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit genutzt wird.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt ist die vorliegende Erfindung auf eine Zugangsvorrichtung zur Schnittstellenverbindung von CPE's und einem Telekommunikationsnetzwerk gerichtet, das PSTN und Datennetzwerke in einer Mehrdienste-Umgebung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugangsvorrichtung einen CPE-Adapter zur Verbindung mit einer oder mehreren CPE's; einen Zugangsserver, der eine Telefon-Schnittstelleneinheit und eine Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit aufweist; einen ersten Sendeempfänger in dem CPE-Adapter und einen zweiten Sendeempfänger in dem Zugangsserver, die miteinander über ein Aderpaar zu verbinden sind, wobei der erste und der zweite Sendeempfänger zum Austausch von Steuersignalen über einen Signalisierungskanal bestimmt sind; und eine Steuerung zur Auswahl entweder der Telefon-Schnittstelleneinheit oder der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit in Abhängigkeit von dem Steuersignal umfasst, wobei die Telefon-Schnittstelleneinheit und die Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit beide Zugriff auf das Aderpaar haben.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt ist die vorliegende Erfindung auf einen CPE-Adapter zur Schnittstellenverbindung von CPE's mit einem PSTN- oder Datennetzwerk über ein Zugangsmedium gerichtet, dadurch gekennzeichnet, dass der CPE-Adapter eine Telefon-Schnittstelleneinheit zur Verbindung mit einer oder mehreren analogen CPE's zum Transport von Sprache-Diensteverkehr; eine Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit zur Verbindung mit einer oder mehreren CPE's zum Transport von Daten-Diensteverkehr; einen Sendeempfänger zur Verbindung mit dem Zugangsmedium zum Transport von sowohl Diensteverkehr als auch Steuermitteilungen zu und von dem Zugangsmedium; und eine Steuereinheit umfasst, um in Abhängigkeit von der Steuermitteilung eine Verbindung des Sendeempfängers entweder mit der Telefon-Schnittstelleneinheit oder der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit auszuwählen, wobei das Zugangsmedium gemeinsam von sowohl der Telefon-Schnittstelleneinheit als auch der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit genutzt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Zugang an Diensteanbieter, wie z. B. an das öffentliche Fernsprechwählnetz, und Datennetzwerk-Diensteanbieter;
2 ist eine schematische Darstellung des derzeit verwendeten „Internet"-Zugangs;
3 ist ein Blockschaltbild eines Ortszuganges gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt grafische Darstellungen, die die Konstruktion von 2B1Q-Signalen zeigen;
5 zeigt eine Rahmenstruktur von ISDN;
6 zeigt eine Rahmenstruktur eines Signals, das zwischen einem Zugangsserver und einem CPE-Adapter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgetauscht wird;
7 zeigt eine Rahmenstruktur eines zwischen einem Zugangsserver und einem CPE-Adapter ausgetauschten Signals gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
8 ist ein Blockschaltbild eines Zugangsservers gemäß einer Ausführungsform;
9 ist ein Blockschaltbild eines CPE-Adapters gemäß einer Ausführungsform;
10 ist eine schematische Darstellung eines Daten-Verbindungsaufbaus zwischen einem CPE-Adapter und einem Zugangsserver;
11 ist eine schematische Darstellung eines Sprache-Verbindungsaufbaus zwischen einem CPE-Adapter und einem Zugangsserver; und
12 ist eine schematische Darstellung, die die Serie von Ereignissen zeigt, die während der Bandbreiten-Verwaltungsoperation in einer bestimmten Ausführungsform auftreten.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Diese Erfindung definiert eine neue Architektur zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver und ein neues Kommunikationsprotokoll zwischen diesen. Dieses neue Protokoll führt spezielle Mitteilungen ein, um eine geeignete Weglenkung der angeforderten Dienste, eine Aushandlung der Bandbreite zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver usw. in Abhängigkeit von bestimmten Diensteanforderungen zu erleichtern. Einige Diensteinformationen, beispielsweise CLASS-Dienste werden transparent weitergeleitet. Verschiedene vorhandene Kommunikationsprotokolle können als Grundlage für die Realisierung des vorgeschlagenen neuen Zugangs-Kommunikationsverfahrens verwendet werden, wie z. B. LAN-Typ, beispielsweise Ethernet, TCP/IP, X.25, Token Ring, Frame Relay, 10BaseT, Token-Bus, FDDI, X.25, ATM WAN, usw.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet die neue Kommunikationsarchitektur die 2B1Q-Schleifentechnologie zur Verbindung des CPE-Adapters und des Zugangsservers. Die ISDN-Struktur wird zur Unterstützung von Sprache- und Datendiensten auf der gleichen Zugangsleitung verwendet, wo sich keine Notwendigkeit einer Modifikation ergibt. Diese Erfindung führt eine Anzahl von neuen Protokollen ein, die sich in ISDN nicht finden.
Unter Bezugnahme auf 3 wird ein Gesamtzugang an ein Telekommunikationsnetzwerk gemäß einer Ausführungsform beschrieben. In der Figur ist ein Zugangsserver 70 ein Gerät, das Funktionen der Trennung von Sprache- und Datenverkehr von einer Zweidraht-Teilnehmer-Telefonanschlussleitung 72 bereitstellt. Spracheverkehr wird zu einer Fernsprechamt-Telefonausrüstung 74 unter Verwendung üblicher POTS-Schnittstellen gelenkt. Datenverkehr wird zu einem digitalen „Daten"-Netzwerk 76 gelenkt, das irgendeine Art von Ausrüstungen und Übertragungsprotokollen verwenden kann, die für die vorgesehene Anwendung geeignet sind. Der Zugangsserver befindet sich allgemein an oder benachbart zu der Fernamt-Ausrüstung. Ein CPE-Adapter 78, der sich an einem Kundenstandort befindet, ist so ausgelegt, dass er Protokolle der neuen Architektur im Zusammenwirken mit dem Zugangsserver ausführt und Datenschnittstellen an Computer-Endgeräte 80 des Benutzer für den Zugriff auf Datennetzwerke bereitstellt, wie z. B. das Internet oder ein Firmen-WAN. Zusätzlich stellt der CPE-Adapter POTS-Schnittstellen zur Verbindung mit Analog-Telefongeräten 82, wie z. B. einem POTS-Telefon, einem Faxgerät und einem Analog-Modem bereit. Die PSTN-Schnittstelleneinheit kann eine VF-Schnittstelle, eine DS-1-Schnittstelle, die PR1, TR-08 oder TR303 unterstützt, oder eine E1-Schnittstelle sein, die PRI, V5.1 oder V5.2 unterstützt.
Die Erfindung erzielt weiterhin eine „Bandbreite auf Anforderung", was bedeutet, dass Benutzerdaten die gesamte verfügbare Bandbreite zugeteilt wird, bis ein oder mehrere Teile für eine oder mehrere Analog-Spracheverbindungen benötigt werden. Am Ende einer oder mehrerer derartiger Spracheverbindungen wird die Bandbreite an den Datenverkehr zurückgegeben. Dieses Merkmal wird weiter unten ausführlicher beschrieben.
Der Zugangsserver stellt eine Verbindung mit dem Adapter der Teilnehmer-CPE unter Verwendung einer 2B1Q-Schleifentechnologie her, die in vielen Fällen als „U" Schleife in der ISDN-Terminologie bezeichnet wird. 2B1Q (2 Bits ein Quaternär) ist ein Leitungscodierungsprotokoll-Schema, das durch eine effiziente Nutzung der verfügbaren Bandbreite gekennzeichnet ist. Wie dies in 4 zu erkennen ist, ergibt 2B1Q eine bidirektionale digitale Übertragung zwischen zwei Punkten über übliche Zweidraht-Metall-Leiterschleifen in der Außenanlage über die Frequenz von 40 kHz bei einer Übertragung von 160 kbps. Der Zugangsserver realisiert die „LT"-(Leitungsabschluss-)Seite des 2B1Q-Protokolls, während die CPE die „NT"-(Netzwerk-Abschluss-)Seite realisiert. Das 2B1Q-Protokoll stellt die „Schicht 1"-Funktionalität bereit und ist vollständig in der ANSI T1.601-Spezifikation beschrieben.
5 zeigt eine ISDN-Rahmenstruktur eines zwischen LT und NT über die Anschlussleitung übertragenen Signals, wobei der Rahmen aus 240 Bits besteht. Wie dies in der Figur gezeigt ist, beginnt der Rahmen 90 mit 18 Bits zur Synchronisation gefolgt von 12 Abschnitten von für den Kunden brauchbaren Daten, die jeweils aus B1- und B2-Kanälen 92 und 94 bestehen, jeweils mit 8 Bits, und einem D-Kanal 96 mit zwei Bits. Die letzten 6 Bits werden für Wartungszwecke verwendet. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, ist die Übertragungsgeschwindigkeit 160 kbps, was 64 kbps jeweils für B1- und B2-Kanäle und 16 kbps jeweils für den D-Kanal und den Wartungskanal ergibt. Der Wartungskanal 98 wird zur Wartung der Anschlussleitung verwendet, wie z. B. zu Betriebsleistungsprüfungen, Endabschluss-Strommessungen, Prüfschleifen, usw. Der D-Kanal überträgt Mitteilungen zwischen der Ausrüstung des Kunden und dem Zugangsserver, ohne dass irgendeine Bandbreite von den 64 kbps-B-Kanälen benötigt wird. Die D-Kanal-Signalisierung beruht auf den ISDN-Q.921-(Schicht 2-) und Q.931-(Schicht 3-)Protokollen sowie der ISDN-Verbindungssteuerungs-Mitteilungsübersendung.
Die 6 und 7 zeigen Rahmenstrukturen, die zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver gemäß den Ausführungsformen der Erfindung ausgetauscht werden. In beiden Figuren besteht ein Rahmen aus 240 Bits bei 160 kbps und beginnt mit 18 Bits für eine Synchronisation. In 6 werden 18 Bits, die 2B- und D-Kanäle in ISDN bilden, in einem Block behandelt. Es gibt 12 Blöcke in einem Rahmen. Der Block kann als eine 144 kpbs-"Pipe" verwendet werden, die Benutzer-Datenverkehr sowie Steuermitteilungen unterstützt. Es sei bemerkt, dass im Gegensatz zu „Kanalisierung", der Begriff „Nicht-Kanalisierung" bedeutet, dass Steuermitteilungen nicht über einen speziellen Kanal ausgesandt werden, der für die Mitteilungsübermittlung abgezweigt wird, sondern dass sie den gleichen Kanal zusammen mit anderen Daten nutzen. Wenn eine Sprachverbindungs-Anforderung entweder an dem CPE-Adapter oder an dem Zugangsserver festgestellt wird, während ein Datenverkehr zwischen diesen abläuft, so werden Mitteilungen zum Anhalten des Datenverkehrs ausgetauscht, und ein bestimmter Teil jedes Blockes wird der angeforderten Spracheverbindung zugeteilt, wobei der verbleibende Teil für den Datenverkehr verwendet wird. Wenn die Spracheverbindung beendet ist, so wird der zugeteilte Teil an den Datenverkehr zurückgegeben. In 7 wird der D-Kanal von ISDN beibehalten, doch bilden zwei B-Kanäle einen Kanalblock. Der D-Kanal wird zur Mitteilungsübermittlung verwendet und ihm ist ein fester 16 kbps-Kanal zugeteilt. In beiden Figuren wird der Block von Kanälen in einem nicht-kanalisierten Format für irgendeine Anzahl von Datenverbindungen verwendet. Allgemein gesprochen erfordert eine Spracheverbindung 64 kbps. Wenn daher eine Spracheverbindung akzeptiert wird, so wird der Datenverkehr über die verbleibende 64 kbps-Pipe übertragen. Wenn jedoch die Spracheverbindung komprimiert ist und weniger als 64 kbps erfordert, so kann die verbleibende Bandbreite größer als 64 kbps sein.
In 8 ist ein Zugangsserver gemäß einer Ausführungsform schematisch in Form eines Blockschaltbildes gezeigt. Der Zugangsserver schließt einen Sendeempfänger 100 ein, der mit einem (in 3 gezeigten) CPE-Adapter über ein Aderpaar 102 unter Verwendung des 2B1Q-Leitungscodierungsprotokolls kommuniziert. An der Netzwerk-Seite des Zugangsservers stellt eine Analog-Telefoneinheit 104 eine Verbindung mit der Leitungskarte des Fernsprechamtes des PSTN her und stellt Digita/Analog-Umwandlungsfunktionen, eine Ruferfassung und eine Gabelschaltung öffnen/schließen-Steuerung bereit. Ein UART (Universeller Asynchroner Empfänger-Sender) 106 kommuniziert andererseits mit den Datennetzwerken durch Senden und Empfangen von Daten unter Verwendung einer genormten RS-232-Schnittstelle. Eine Mikroprozessor-Steuerung 108 führt die Firmware aus, die alle Gesichtspunkte des Zugangsservers steuert. Sie ist für die Decodierung des Signalisierungsprotokolls, den Aufbau von Sprache- und Datenverbindungen und die Steuerung der Hardware-Bauteile verantwortlich, die mit ihrem Bus verbunden sind. Speziell stellt der Sendeempfänger eine Schnittstellenverbindung der Zweidraht-Anschlussleitung mit dem internen digitalen Bus des Mikroprozessors her und wickelt alle Gesichtspunkte des 2B1Q-(Schicht 1-)Protokolls ab. Ein EEPROM/RAM 110 speichert den von dem Mikroprozessor ausführbaren Code und bildet einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff für die Verwendung durch das Programm. Ein Teil dieses Speichers ist nichtflüchtig, so dass bestimmte Betriebsparameter gespeichert und später unter Abschaltbedingungen wieder aufgerufen werden können.
Bei dieser Ausführungsform wird die in 5 gezeigte ISDN-Rahmenstruktur verwendet. Daten werden auf zwei B-Kanälen übertragen, die zur Bildung einer 128 kpbs-Pipe miteinander verbunden werden. Während einer Spracheverbindung werden die Daten jedoch auf die Verwendung lediglich des B1-Kanals beschränkt, wobei die Sprache dem B2-Kanal zugeordnet wird. Daten werden auf dem B-Kanal oder den B-Kanälen unter Verwendung von V.120-Protokoll-Rahmen übertragen. Sprache wird in Form von mit 8 kHz abgetasteten PCM-Signalen übertragen, die an jedem Ende auf das und von dem Analogformat umgewandelt werden.
Die Trennung von Daten und Sprache wird durch Überprüfung bestimmter D-Kanal-Mitteilungen erzielt. Wenn ein von einem Benutzer eingeleiteter Sprache-Verbindungsversuch festgestellt wird, wird ein B-Kanal für die Sprache-PCM zugeteilt, und das Fernsprechamt wird hierdurch durch Signalisieren des Gabelschalter-Aushängezustandes informiert. Ein Sprachepfad wird dann unmittelbar zwischen dem Benutzertelefon auf der CPE-Seite und der Fernsprechamt-Leitungskarte über den Zugangsserver hergestellt. Ankommende Spracheverbindungen werden durch Informieren der CPE-Ausrüstung unter Verwendung der D-Kanal-Signalisierung abgewickelt.
9 zeigt ein Blockschaltbild eines CPE-Adapters, der aus ähnlicher Hardware besteht, wie der vorstehend beschriebene Zugangsserver, mit Ausnahme der Telefon-Schnittstelle 120. Daher kommuniziert der Sendeempfänger mit dem entsprechenden Sendeempfänger des Zugangsservers. Es gibt ebenfalls eine Mikroprozessor-Steuerung und einen EEPROM/RAM. Auf der CPE-Seite stellt ein UART eine Verbindung mit einem Computer an dem Kundenstandort unter Verwendung einer genormten RS-232-Schnittstelle her. Die Telefon-Schnittstelle 120 ist eine übliche Schnittstelle zu einem Analog-(POTS-)Telefon und stellt Digita/Analog-Umwandlungsfunktionen, die Ruferzeugung und die Gabelschalter-Abhebe-Auflege-Überwachung bereit. Wie dies weiter oben erwähnt wurde, wird eine „Gabelschalter-Auflege"-Signalisierung ebenfalls für CLASS-Dienste verwendet, beispielsweise Anrufer-Identifikation usw. In diesem Fall stellt der Zugangsserver die Information von der Vermittlung fest und wandelt sie in eine D-Kanal-Mitteilung um. Der CPE-Adapter setzt die D-Kanal-Mitteilung in ein CLASS-Signal um und führt es dem Analog-Telefon zu.
Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung zu erkennen ist, optimiert das Kommunikationsschema der Erfindung die Nutzung der verfügbaren Bandbreite. Das Schema besteht in der Zuteilung einer geeigneten Menge der verfügbaren Bandbreite zu einer bestimmten Diensteanforderung. Beispielsweise wird für einen Datenkommunikationsdienst die vollständige Nutzung der Zugangsbandbreite bereitgestellt. Die Zuteilung von Bandbreite zu Diensten wird durch ein Kommunikationsschema ausgeführt, das eine Aushandlung zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver unterstützt.
Wie dies vorstehend in Verbindung mit den 5, 6 und 7 beschrieben wurde, kann die zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver verfügbare Bandbreite insgesamt oder als bestimmte Teilmenge den Diensten zugeteilt werden, für die der Endbenutzer Verträge hat. Eine Vielzahl von Signalformaten kann zum Transport der Benutzerinformation über den Zugang hinweg verwendet werden. Diese Erfindung unterstützt weiterhin gleichzeitig irgendeine Kombination von Zugangs-Transporttechniken, Kanalisierung und zwar sowohl paketbasierten als auch zellenbasierten Techniken.
Die Aushandlung der Bandbreitenzuteilung erfolgt dynamisch durch den CPE-Adapter und den Zugangsserver über ein gemeinsames Signalisierungskanal-Netzwerk. Der Signalisierungskanal verwendet ein paketbasiertes oder zellenbasiertes Protokoll zur Codierung der Signalisierungsinformation auf die physikalische Zugangsleitung. Die Signalisierungskanal-Bandbreite kann ausschließlich der Signalisierungsfunktion zugeteilt werden, oder sie kann gemeinsam mit anderem Kundenverkehr in einem nicht-kanalisierten Format genutzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Zugang zwei Zustände annehmen: den Vorgabezustand und den alternativen Zustand. In dem „Vorgabezustand" wird die verfügbare Bandbreite einem Datenkommunikationsdienst zugeteilt. Dem Datenendgerät des Kunden wird ein Kommunikationspfad zu dem Datennetzwerk unter Verwendung der verfügbaren Bandbreite zur Verfügung gestellt. Der „Vorgabezustand" kann in den folgenden „alternativen Zustand" geändert werden, indem eine neue Diensteanforderung durch Zuteilen einer Teilmenge der gesamten verfügbaren Bandbreite zu dieser Sitzung berücksichtigt wird. Die Menge an zugeteilter Bandbreite ist durch den speziellen benötigten Dienst definiert. In diesem „alternativen Zustand" wird die für das Datenendgerät verfügbare Menge an Bandbreite verringert und entsprechend wird die maximale Geschwindigkeit der Datenübertragung entsprechend reduziert. Der „alternative Zustand" wird auf den „Vorgabezustand" bei Beendigung der Sitzung zurückgeführt. In dem „alternativen Zustand" kann eine Kompressionsfunktion verwendet werden, in der die verfügbare Menge an Bandbreite kleiner als die Bandbreite ist, die von der neuen Diensteanforderung benötigt wird. Eine Aushandlung zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver definiert die geringere Menge an Bandbreite für den neuen Dienst und teilt diese zu, wobei eine vordefinierte Kompressionstechnik aufgerufen wird.
Die Betriebsweise des Zugangsservers und des CPE-Adapters gemäß einer Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
Initialisierung
Beim Einschalten der Leistung versuchen sowohl der Zugangsserver als auch der CPE-Adapter automatisch, die 2B1Q-Anschlussleitung zu synchronisieren, so dass eine zuverlässige Kommunikationsverbindungsstrecke hergestellt werden kann. In der ISDN-Terminologie wird dies als „Schicht-1-Aktivierung" bezeichnet und wird gemäß der ANSI T1.601-Spezifikation ausgeführt. Wenn die U-Anschlussleitungs-Synchronisation erfolgreich ist, informiert der U-Sendeempfänger den Mikroprozessor, der dann mit seiner Initialisierung höherer Ebene beginnen kann. Es sei bemerkt, dass die Aktivierung versucht wird, bis sie erfolgreich ist – es gibt keine Zeitabläufe in dem Fall, dass eine Seite nicht in der Lage ist, aktiviert zu werden. Eine Reaktivierung erfolgt auch in dem Fall, in dem eine Synchronisation verloren gegangen ist.
Nachdem die Schicht-1 erfolgreich aktiviert wurde, wird die Verbindungsstrecken-Schicht (Schicht 2) auf dem D-Kanal initialisiert. Sowohl der Zugangsserver als auch der CPE-Adapter verwenden im Wesentlichen Q.921, ein ISDN-Standardprotokoll, um Datenrahmen auszutauschen. Das C/R-Bit (Befehls-/Antwort-Bit) wird für einen symmetrischen Betrieb gesetzt. Die Initialisierung erfolgt dadurch, dass jede Seite kontinuierlich SABME-Rahmen sendet und eine UA-Antwort erwartet. Wenn dies erfolgt, ist die Initialisierung der Schicht 2 abgeschlossen. In der vorliegenden Erfindung wird ein Leer- oder Dummy-TEI von 1 verwendet, um die Forderungen der ISDN-Verbindungsschicht zu erfüllen.
Der Zugangsserver und der CPE-Adapter initialisieren dann ihr Schicht-3-Protokoll, das auf dem Standard-ISDN-Protokoll Q.931 beruht. Die Initialisierung erfolgt durch Austauschen von Dummy-Diensteprofil-(SPID-)Werten und Dummy-Endgeräte-Endpunktidentifikationen (EID's). Wenn dieser Schritt abgeschlossen ist, sind der Zugangsserver und der CPE-Adapter bereit, Verbindungssteuermitteilungen auszutauschen, die zum Aufbau von Daten- und Spracheverbindungen erforderlich sind.
Datenverbindungs-Aufbau (10)
Von einer Anwendungsebene aus verwendet der CPE-Adapter übliche serielle Kommunikationsverfahren zum Aufbau von Datenverbindungen. Dies beinhaltet das Senden von „AT"-Befehlen von dem angeschlossenen Computer an den CPE-Adapter. Der zur Herstellung einer Datenverbindung verwendete AT-Befehl ist ATD<Nummer>, der gleiche Befehl, wie er von der Anwendungssoftware verwendet wird, um eine Modemverbindung aufzubauen. Weil bei dieser Erfindung Datenverbindungen von der CPE nicht über das öffentliche Netzwerk gelenkt werden, kann irgendeine Zielnummer angegeben werden. Der Zweck dieses „Datenverbindungs-Aufbaus" besteht in der Herstellung eines Pfades von dem Computer des Benutzers über das Datengerät, das mit dem Zugangsserver verbunden ist.
Wenn der CPE-Adapter den Befehl zum Aufbau der Datenverbindung empfängt, sendet er eine D-Kanal-Q.931-VERBINDUNGSAUFBAU-Mitteilung an den Zugangsserver (siehe die Q.931-Spezifikation für Einzelheiten hinsichtlich des Formates dieser Mitteilung. In dieser Beschreibung werden andere wesentliche Q.931-Mitteilungen mit Großbuchstaben angegeben). In dieser Mitteilung ist eine Anzeige dafür codiert, ob eine oder zwei B-Kanäle zur Übertragung der Daten verwendet werden sollen. Diese Erfindung verwendet das „Träger-Fähigkeiten"-Feld, das als „ 56 kbps" für einen B-Kanal und als „64 kbps" für zwei B-Kanäle codiert ist. Die vollständige Verbindungsmitteilung ist in 10 gezeigt.
Datenübertragung
Nachdem die Verbindung hergestellt wurde, wird ein Datenpfad zwischen den zwei Geräten aufgebaut. Asynchrone Daten, die in dem seriellen Port des CPE-Adapters ankommen, werden in V.120-Rahmen umgewandelt und längs der 2B1Q-Verbindungsstrecke übertragen. Diese Erfindung ergibt einen Vollduplex-Betrieb, so dass Daten, die von dem Datennetzwerk kommen, über die 2B1Q-Verbindungsstrecke ebenfalls in der gleichen Richtung ausgesandt werden. Wenn zwei B-Kanäle zur Übertragung von Daten verwendet werden, so werden die B1- und B2-Kanäle miteinander verknüpft, um eine Vollduplex-128 kbps-Pipe zu bilden, während im anderen Fall die Daten auf einen einzigen B-Kanal beschränkt werden (in diesem Fall den B1-Kanal).
Der Zugangsserver und der CPE-Adapter verwenden bei dieser Ausführungsform ein asynchrones Datenformat an ihren seriellen Ports, wie dies in der RS-232-Spezifikation angegeben ist. Die Daten bestehen aus einem Startbit, gefolgt von acht Datenbits, gefolgt von einem Stopbit. Die asynchrone Vorgabe-Geschwindigkeit ist 115,2 kbps, kann jedoch an die von dem Computer verwendete Rate angepasst werden. Es sei bemerkt, dass die Geschwindigkeit und das Format des asynchronen Ports unabhängig von der Geschwindigkeit und dem Format sind, die zur Übertragung der Daten über die 2B1Q-Anschlussleitung verwendet werden.
Eine Hardware-Flusssteuerung zur Vermeidung von Datenüberläufen ist ebenfalls vorgesehen. Dieses Verfahren verwendet die RS-232-Leitungen CTS und RTS zur Steuerung des Datenflusses. CTS ist ein Signal von dem CPE-Adapter in Richtung auf den Computer. Diese Leitung ist normalerweise eingeschaltet, um anzuzeigen, dass der CPE-Adapter Daten empfangen kann, und abgeschaltet, um dem Computer ein Signal zum Stoppen der Aussendung von Daten zu geben. In einer ähnlichen Weise wird die RTS-Leitung von dem Computer dazu verwendet, den Fluss von Daten von dem CPE-Adapter ein- und auszuschalten.
Verbindungsbeendigung
Datenverbindungen können auch durch einen von einem Benutzer aufgerufenen AT-Befehl (ATH) beendet oder getrennt werden. In diesem Fall sendet der CPE-Adapter eine TRENN-MITTEILUNG an den Zugangsserver. Der Zugangsserver liefert eine TRENN-MITTEILUNG zurück, gefolgt von einer TRENNUNG-ABGESCHLOSSENMITTEILUNG von dem CPE-Adapter. Dies vervollständigt den Verbindungstrennungs-Quittungsaustausch. Die B-Kanal-Verbindung wird abgebaut, und es können keine weiteren Daten übertragen werden, bevor die Datenverbindung nicht wieder aufgebaut wurde.
Durchführung einer Spracheverbindung
Der Benutzer leitet eine Spracheverbindung dadurch ein, dass er den angebrachten Handapparat aufnimmt, der mit dem Analog-Port des CPE-Adapters verbunden ist. Dies bewirkt, dass eine Q.931-VERBINDUNGSAUFBAU-MITTEILUNG an den Zugangsserver in einer Weise ähnlich zu einer ISDN-Spracheverbindung gesandt wird. Der Zugangsserver unterscheidet zwischen Sprache- und Datenverbindungen durch Überprüfen des Träger-Fähigkeiten-Feldes der AUFBAU-MITTEILUNG. Eine Verschlüsselung von Sprache oder 3,1 kHz zeigt eine Spracheverbindung an.
Wenn eine VERBINDUNGSAUFBAU-MITTEILUNG von dem CPE-Adapter empfangen wird, liefert der Zugangsserver eine VERBINDUNGS-FORTSETZUNGSMITTEILUNG zurück, und liefert gleichzeitig einen Gabelschalter-Abhebezustand an das Fernsprechamt. Dieser Vorgang leitet eine übliche PTS-Verbindung über das Telefonnetz ein.
Eine VERBINDEN-MITTEILUNG wird ebenfalls an den CPE-Adapter zurückgeliefert, was ein Signal zur Verbindung des B2-Kanals mit dem Codec des Analog-Portes ist. Nachdem diese Ereignisse abgeschlossen sind, ist das Telefon des Benutzers im Ergebnis direkt mit dem Fernsprechamt verbunden. Es sei bemerkt, dass das Rufnummer-Auswerten weder in dem CPE-Adapter noch dem Zugangsserver erfolgt – das Fernsprechamt wickelt alle Gesichtspunkte der Spracheverbindung unter Einschluss des Wähltons und des DTMF-Ziffernempfangs ab (eine Impulswahl wird bei dieser Ausführungsform nicht unterstützt).
Spracheverbindungen verwenden immer den B2-Kanal, um PCM-Sprachedaten zu senden. Wenn eine Datenverbindung bereits vorhanden ist, muss diese den B2-Kanal freigeben und auf einen Betrieb mit einem einzigen B-Kanal für die Dauer der Spracheverbindung umschalten.
Ankommende Spracheverbindungen (11)
Eine ankommende Spracheverbindung wird durch irgendjemand anders auf dem Netzwerk mit der Absicht eingeleitet, dass diese Verbindung von dem Benutzer beantwortet wird, der mit einem CPE-Adapter verbunden ist. Die Fernsprechamt-Leitungskarte sendet eine Rufspannung auf die Anschlussleitung, um ein Rufsignal an dem Handapparat ertönen zu lassen. Dieser Anrufton-Zyklus wird durch die Analogschaltung in dem Zugangsserver festgestellt, und eine D-Kanal-Mitteilung wird an den CPE-Adapter gesandt. Diese Mitteilung bewirkt, dass das Analog-Telefon, das mit dem CPE-Adapter verbunden ist, einen Rufton aussendet. Wenn der Benutzer den Handapparat abnimmt, um den Anruf zu beantworten, so wird dies als ein normaler Verbindungsversuch behandelt und folgt den Prozeduren zum Aufbau einer Spracheverbindung.
Die Ausführungsform verwendet eine Q.931-BENACHRICHTIGUNGS-MITTEILUNG, die als eine „Verbindungsinformation/Ereignis" codiert ist, um das Vorhandensein eines Rufvorganges anzuzeigen. Diese Mitteilung wird bei jedem festgestellten Anrufton-Zyklus ausgesandt. Daher ruft, wenn die Verbindung an dem fernen Ende beendet wird, der Anrufton lediglich ein Stoppen des CPE-Adapters hervor.
Wie dies vorher erläutert wurde, führt die Erfindung auch Kanalverwaltungstechniken aus, wenn ein B-Kanal für Sprache benötigt wird, er jedoch derzeit für Daten im Gebrauch ist. Dies muss fliegend erfolgen, ohne die gerade ablaufende Datensitzung zu stören. Dies ist in 12 gezeigt.
Wenn der Zugangsserver die ankommende Sprache-AUFBAU-MITTEILUNG von dem CPE-Adapter feststellt, senkt er das CTS-Signal ab, um den Fluss von Daten von seinem Computer zu beenden. In gleicher Weise beendet der CPE-Adapter ebenfalls den Datenfluss, wenn er eine Spracheverbindung einleitet. Wenn die Verbindungsablauf-Mitteilung an den CPE-Adapter zurückgesandt wird, wird die Datenverbindung nur mit dem B1-Kanal verbunden, wodurch der B2-Kanal für Sprache freigemacht wird. Nach einer kurzen Zeitperiode (beispielsweise 300 ms) wird der Datenfluss durch Setzen des CTS-Signals auf den aktiven Zustand wieder aufgenommen. Dieser Vorgang ermöglicht nicht nur eine Koordination der B-Kanäle zwischen dem Zugangsserver und dem CPE-Adapter sondern ermöglicht außerdem eine kurze Zeitperiode, damit die Puffer geleert werden können, bevor auf einen B-Kanal umgeschaltet wird (dies trägt dazu bei, einen Datenverlust während des Umschaltens zu verhindern).
In ähnlicher Weise wird, wenn das Telefon wieder in den Zustand mit aufgelegtem Gabelschalter zurückgeht, der Prozess wieder umgekehrt. Der Datenfluss von dem zweiten B-Kanal, der dem Datenkanal hinzugefügt wird, wird unterbrochen, und dann wird der Datenfluss wieder aufgenommen.

Claims

Verfahren zur Schnittstellenverbindung eine oder mehrerer Kundenstandort-Ausrüstungen CPE's (80, 82) mit dem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN) (74) und/oder einem Datennetzwerk (76) über ein Zugangsnetzwerk, das einen CPE-Adapter (78), der eine oder mehrere Kundenstandort-Ausrüstungen CPE's verbindet, einen Zugangsserver (70), der das PSTN über eine Telefon-Schnittstelle (104) und Datennetzwerke über eine Datennetzwerk-Schnittstelle (106) verbindet, und ein Zugangsmedium (72) umfasst, wobei das Zugangsmedium gemeinsam von der Telefon-Schnittstelle (104) und der Datennetzwerk-Schnittstelle (106) verwendet wird, wobei das Zugangsmedium (72) den CPE-Adapter und den Zugangsserver verbindet, mit den folgenden Schritten: Austauschen von Steuermitteilungen zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver über das Zugangsmedium, um die Art der Diensteanforderung zu bestimmen; wobei der Zugangsserver entweder die mit dem PSTN verbundene Telefon-Schnittstelle oder die mit dem Datennetzwerk verbundene Datennetzwerk-Schnittstelle in Abhängigkeit von der Art der Diensteanforderung auswählt; und Herstellen einer Verbindung zwischen einer CPE und dem PSTN und/oder dem Datennetzwerk über das Zugangsmedium.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Überführen des Zugangsnetzwerkes in einem Vorgabezustand durch Zuteilen der gesamten verfügbaren Bandbreite zu einer Datendienst-Verbindung; Austauschen von Steuermitteilungen zur Anforderung der Datendienst-Verbindung über das Zugangsmedium; Auswählen der Datennetzwerk-Schnittstelle zur Herstellung einer Verbindung mit dem Datennetzwerk; und Umsetzen der Datendienst-Verbindung auf ein oder mehrere Kanäle auf dem Zugangsmedium.
Verfahren nach Anspruch 2, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Überführen des Zugangsnetzwerkes in einen alternativen Zustand in Abhängigkeit von Steuermitteilungen zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver, wobei diese Mitteilungen eine oder mehrere Sprachdienst-Verbindungsanforderungen identifizieren; Umsetzen der Sprachdienst-Verbindung auf einen oder mehrere Kanäle auf dem Zugangsmedium unter Verwendung eines kanalisierten Formates; Einstellen der Bandbreite für die Datendienst-Verbindung; Umsetzen der Datendienst-Verbindung auf einen oder mehrere Kanäle auf dem Zugangsmedium unter Verwendung eines nicht-kanalisierten Formates; und Auswählen der mit dem PSTN verbundenen Telefon-Schnittstelle für die Sprachdienst-Verbindung und die mit den Datennetzwerken verbundene Datennetzwerk-Schnittstelle für die Datendienst-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 3, das einen weiteren Schritt der: Zuteilung einer kleineren Menge an Bandbreite zu einer oder mehreren Sprachdienst-Verbindungen durch Verwendung von Sprachkompressionstechniken umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, das weiterhin die folgenden Schritte umfasst: Austauschen von Steuermitteilungen zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver, wenn eine oder mehrere hergestellte Sprachdienst-Verbindungen beendet werden; und Einstellen der Bandbreite für die Datendienst-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Daten- und Steuermitteilungen, die zwischen dem CPE-Adapter und dem Zugangsserver ausgetauscht werden, die Form von in Rahmen angeordneten digitalen Bitsignalströmen unter Verwendung des 2B1Q-Leitungscodierungsschemas aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die verfügbare Bandbreite unter Verwendung des ISDN-Schemas aufgeteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Vorgabezustand eine Datendienst-Verbindung bereitstellt, mit dem weiteren Schritt der: Zuordnung von B1- und B2-Kanälen zu der Datendienst-Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der alternative Zustand gleichzeitige Daten- und Sprachdienst-Verbindungen bereitstellt, und dass weiterhin die Schritte der: Zuordnung des B1-Kanals zu der Datendienst-Verbindung; und Zuordnen des B2-Kanals zu der Sprachdienst-Verbindung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, das einen weiteren Schritt der Zuordnung von B1- und B2-Kanälen zu der Datendienst-Verbindung umfasst, wenn die Sprachdienst-Verbindung beendet ist.
Zugangsserver (60) zur Schnittstellenverbindung von CPE's mit einem PSTN (74) oder einem Datennetzwerk (76) über ein Zugangsmedium (72), wobei der Zugangsserver Folgendes umfasst: eine Telefon-Schnittstelleneinheit (104) zur Verbindung mit dem PSTN zum Transport von Sprachdienst-Verkehr; eine Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit (106) zur Verbindung mit dem Datennetzwerk zum Transport von Datendienst-Verkehr; einen Sendeempfänger (100) zur Verbindung mit dem Zugangsmedium zum Transport von sowohl Diensteverkehr als auch Steuermitteilungen zu und von dem Zugangsmedium; gekennzeichnet durch eine Steuerungseinheit (108), um als Antwort auf die Steuermitteilung eine Verbindung des Sendeempfängers entweder mit der Telefon-Schnittstelleneinheit oder mit der Datennetzwerk-Schnittstelle auszuwählen, wobei das Zugangsmedium gemeinsam von sowohl der Telefon-Schnittstelleneinheit (104) als auch der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit (106) genutzt wird.
Zugangsserver nach Anspruch 11, bei dem die Steuermitteilungen in entweder einem kanalisierten oder nicht-kanalisierten Format sind.
Zugangsserver nach Anspruch 12, bei dem: der Zugangsserver einen Vorgabezustand und einen alternativen Zustand aufweist; wobei in dem Vorgabezustand der Sendeempfänger des Zugangsservers den Datendienst-Verkehr in einem nicht-kanalisierten Format empfängt und zustellt; und wobei in dem alternativen Zustand der Sendeempfänger des Zugangsservers einen Teil der verfügbaren Bandbreite zum Empfang und zur Zustellung von Sprachdienst-Verkehr in einem kanalisierten Format und die verbleibende Bandbreite zum Empfang und zur Zustellung des Datendienst-Verkehrs in einem nicht-kanalisierten Format zuteilt.
Zugangsserver nach Anspruch 13, bei dem der Zugangsserver weiterhin eine Sprachekompressionsfunktionalität umfasst und bei dem in dem alternativen Zustand der Sendeempfänger des Zugangsservers die Sprachekompressionsfunktionalität aktiviert.
Zugangsserver nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei dem das Zugangsmedium durch ein Paar von verdrillten Adern gebildet ist, die digitale Signalströme übertragen und eine vorgegebene Bandbreite bereitstellen.
Zugangsserver nach Anspruch 15, bei dem die digitalen Bitsignalströme in Rahmen und in einem 2B1Q-Leitungscodierungsschema übertragen werden.
Zugangsserver nach Anspruch 16, bei dem die verfügbare Bandbreite unter Verwendung des ISDN-Schemas aufgeteilt wird.
Zugangsserver nach Anspruch 17, bei dem die Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit einen UART (106) mit RS-232-Schnittstellen, Ethernet-, 10BaseT-, Token Ring-, Token Bus- oder FDDI LAN-Schnittstellen, X.25-, Frame Relay- oder ATM WAN-Schnittstellen umfasst.
Zugangsserver nach Anspruch 18, bei dem die Telefon-Schnittstelleneinheit (104) eine VF-Schnittstelle, eine DS-1-Schnittstelle, die PRI, TR-0β8 oder TR303 unterstützt, oder eine E1-Schnittstelle ist, die PRI, V5.1 oder V5.2 unterstützt.
Zugangsvorrichtung zur Schnittstellenverbindung von CPE's und einem Telekommunikationsnetzwerk, das ein PSTN (74) und Datennetzwerke (76) in einer Mehrdienste-Umgebung umfasst, wobei die Zugangsvorrichtung Folgendes umfasst: einen CPE-Adapter (78) zur Verbindung mit einer oder mehreren CPE's; einen Zugangsserver (70) mit einer Telefon-Schnittstelleneinheit und einer Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit; einen ersten Sendeempfänger in dem CPE-Adapter und einen zweiten Sendeempfänger (100) in dem Zugangsserver zur Verbindung miteinander über ein Paar von Adern, wobei die ersten und zweiten Sendeempfänger Steuersignale über einen Signalisierungskanal austauschen, gekennzeichnet durch: eine Steuerung (108) zur Auswahl entweder der Telefon-Schnittstelleneinheit oder der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit in Abhängigkeit von dem Steuersignal, wobei die Telefon-Schnittstelleneinheit (104) und die Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit (106) beide einen gemeinsam genutzten Zugang an das Paar von Adern haben.
CPE-Adapter (78) zur Schnittstellenverbindung von CPE's mit einem PSTN (74) oder einem Datennetzwerk (76) über ein Zugangsmedium, wobei der CPE-Adapter Folgendes umfasst: eine Telefon-Schnittstelleneinheit (120) zur Verbindung mit einer oder mehreren Analog-CPE's zum Transport von Sprachdienst-Verkehr; eine Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit zur Verbindung mit einer oder mehreren Daten-CPE's zum Transport von Datendienst-Verkehr; einen Sendeempfänger zur Verbindung mit dem Zugangsmedium zum Transport von sowohl Diensteverkehr als auch Steuermitteilungen zu und von dem Zugangsmedium; gekennzeichnet durch: eine Steuereinheit, um als Antwort auf die Steuermitteilungen eine Verbindung des Sendeempfängers entweder mit der Telefon-Schnitstelleneinheit oder der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit auszuwählen, wobei das Zugangs medium gemeinsam von sowohl der Telefon-Schnittstelleneinheit (104) als auch der Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit (106) genutzt wird.
CPE-Adapter nach Anspruch 21, bei dem der Sendeempfänger die Steuermitteilungen über das Zugangsmedium entweder in einem kanalisierten oder einem nicht-kanalisierten Format transportiert.
CPE-Adapter nach Anspruch 22, bei dem: der CPE-Adapter einen Vorgabezustand und einen alternativen Zustand aufweist; wobei in dem Vorgabezustand der Sendeempfänger des CPE-Adapters den Datendienst-Verkehr in einem nicht-kanalisierten Format empfängt und zustellt; und wobei in dem alternativen Zustand der Sendeempfänger des CPE-Adapters einen Teil der verfügbaren Bandbreite zum Empfang und zur Zustellung des Sprachdienste-Verkehrs in einem kanalisierten Format und die verbleibende Bandbreite zum Empfang und zur Zustellung des Datendienst-Verkehrs in einem nicht-kanalisierten Format zuteilt.
CPE-Adapter nach Anspruch 23, bei dem der CPE-Adapter weiterhin eine Sprachekompressionsfunktionalität umfasst und bei dem in dem alternativen Zustand der Sendeempfänger des CPE-Adapters die Sprachekompressionsfunktionalität aktiviert.
CPE-Adapter nach Anspruch 23 oder 24, bei dem das Zugangsmedium ein Paar von verdrillten Adern ist, die digitale Signalströme übertragen und eine vorgegebene Bandbreite bereitstellen.
CPE-Adapter nach Anspruch 25, bei dem die digitalen Bitsignalströme in Rahmen und in dem 2B1Q-Leitungscodierungsschema übertragen werden.
CPE-Adapter nach Anspruch 26, bei dem die verfügbare Bandbreite unter Verwendung des ISND-Schemas aufgeteilt wird.
CPE-Adapter nach Anspruch 27, bei dem die Datennetzwerk-Schnittstelleneinheit einen UART mit RS-232-Schnittstellen, Ethernet-, 10BaseT-, Token Ring-, Token Bus- oder FDDI LAN-Schnittstellen, X.25-, Frame Relay- oder ATM WAN-Schnittstellen umfasst.
CPE-Adapter nach Anspruch 28, bei dem die Telefon-Schnittstelleneinheit (120) eine VF- oder eine PRI-Schnittstelle ist.