DE19549126C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Multiplexen von Sprache und Daten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet des Multiplexens von Information in der Telekommunikation. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum Multiplexen von Sprache und Daten und einem Sprach- und Daten-Multiplexer in einer Vermittlungseinrichtung zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf Übertragungsleitungen.

Die Notwendigkeit der Übertragung von Sprachsignalen (z. B. einem Telefongespräch) und Datensignalen (z. B. die Übertragung von Computerdaten von einem Computer auf einen anderen) durch gemeinsame Telekommunikationseinrichtungen wird immer bedeutender aufgrund der Zunahme an Informationsverarbeitungsvorrichtungen, welche "netzwerkfähig" sind. Der gewöhnliche Ansatz besteht darin, die Datenkommunikation (d. h. die Übertragung von Daten im Gegensatz zur Übertragung von Sprachinformation) durch existierende, klassische Kommunikationsverbindungen, d. h. Sprachverbindungen (Telefon) zu ermöglichen und eine Verbindungseinrichtung für beide Zwecke zu verwenden.

Dies schafft jedoch Probleme bei dem Bereitstellen von Vermittlungseinrichtungen, welche effizient die unterschiedlichen Arten der Übertragungenen Information verarbeiten können. Sprachinformationen und Dateninformationen sind nämlich von unterschiedlicher Natur und haben unterschiedliche Übertragungseigenschaften. Das letztere liegt daran, daß die Sprachinformationen im allgemeinen in Abschnitte unterschiedlicher Bedeutung komprimiert und geteilt werden können, d. h. wichtige Abschnitte, welche notwendigerweise empfangen werden müssen, um die Botschaft zu verstehen oder die Eigentümlichkeit einer Stimme zu erkennen, und weniger wichtige Abschnitte, welche die Klangqualität beeinflussen, welche aber weggelassen werden können ohne, daß die Botschaft unverständlich wird. Dateninformationen sind andererseits so, daß alle Teile übertragen werden müssen, wobei jedweder Verlust zu Problemen führen wird.

Das grundlegende Problem in diesem Zusammenhang ist, wie man die unterschiedlichen Informationen mit einem gegebenen Satz von Leitungen überträgt. Eine Möglichkeit ist es, Dateninformationen und Sprachinformationen auf getrennten Leitungen zu übertragen. Die andere Möglichkeit besteht darin, daß sich beide Arten von Informationen eine Leitung teilen.

Ein wichtiger Aspekt in diesem Zusammenhang ist, daß es auch unterschiedliche Arten von Leitungen zur Übertragung von Informationen in öffentlichen Globalnetzsystemen (WAN = World Area Network) gibt. Eine erste Art von Leitung (Fixkostenart, z. B. geleaste Leitungen) werden mit einem festen Satz berechnet, um dadurch dauernd verfügbar zu sein, aber diese Leitungsart ist oft teuer und leidet insbesondere an dem Nachteil, daß sie Kosten erzeugt, sogar, wenn sie nicht verwendet wird. Eine zweite Art (Kosten-bei-Verwendung Art, z. B. ISDN Leitungen) erzeugen nur Kosten in Abhängigkeit der Verwendung, haben aber den Nachteil, daß wenn sie verwendet werden, ihre Kosten schließlich die Kosten einer geleasten Leitung überschreiten werden.

In einer Vermittlung, welche verschiedene Leitungen für Sprach- und Dateninformationen verwendet, überträgt die Leitung der ersten Art entweder Sprach- oder Dateninformation. Wenn Sprach- und Dateninformationen auf einer Leitung übertragen werden, dann ist diese Leitung in Kanäle aufgeteilt und spezifische Kanäle übertragen Dateninformationen, während die übrigen Kanäle Sprachinformationen übertragen. Beide Systeme können in Situationen geraten, in welchen die Leitung der ersten Art (z. B. eine geleaste Leitung) nicht wirtschaftlich ausgelastet ist, da sie immer noch eine freie Übertragungskapazität hat während die Leitung der zweiten Art bereits verwendet wird. Eine solche Situation kann z. B. durch eine unterschiedliche Nachfrage nach Sprach- und Datenübertragung aufkommen. Wenn eine Leitung mit einer Übertragungskapazität von 64 kb/s für Sprachübertragung reserviert ist, aber nur 32 kb/s erforderlich sind, um der Nachfrage zu genügen, dann wird möglicherweise die Hälfte der Kapazität verschwendet.

Aus DE 35 27 329 A1 ist ein digitales Funkübertragungssystem mit variabler Zeitschlitzdauer der Zeitschlitze im Zeitmultiplexrahmen bekannt. Um einem variablen Bandbreitenbedarf nachzukommen wird, die Zeitschlitzdauer im Zeitmultiplexrahmen verändert, wobei die Kanalkapazität des Zeitmultiplexrahmens in beliebigen Schritten unterteilt werden kann. Somit läßt sich gemäß dieser Schrift die nutzbare Kanalkapazität eines Zeitmultiplexrahmens von beispielsweise 76 kb/s in Schritten von beispielsweise 100 b/s beliebig zwischen den beiden Extremwerten von 1 Teilnehmer mit 76 kb/s und 760 Teilnehmern mit 100 b/s aufteilen.

Aus US-5,353,285 ist ein Zeitschlitz-Verwaltungssystem bekannt, welches in einem Zeitunterteilungs-Mehrfachzugriffsystem vorgesehen ist. Dieses System schafft eine flexible und dynamische Zeitschlitz-Zuordnung.

Beide der oben genannten Druckschriften schlagen ein System vor, in welchem eine bestimmte Bandbreite flexibel in eine veränderliche Anzahl von Kanälen unterteilt werden kann, wobei die Kanäle dann bestimmten Stationen in Übereinstimmung mit dem Übertragungsbedarf der Stationen zugeordnet werden können. Diese Systeme lösen jedoch das oben geschilderte Problem einer schlechten Auslassung zwischen zwei Leitungen, da der beschriebene Konflikt zwischen Sprach- und Datenübertragung auch bei diesen Systemen des Standes der Technik auftritt, was daran liegt, daß die Kanalaufteilung auf der Übertragungsleitung sich nach dem Übertragungsbedarf der Stationen richtet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf Übertragungsleitungen einer ersten Art zu schaffen, wobei das Verfahren und die Vorrichtung die optimale Ausnutzung dieser Leitungen sicherstellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf mindestens eine Übertragungsleitung einer ersten Art in einem Kommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

• - Aufteilen der Übertragungsleitung, welche eine spezifische Übertragungskapazität hat, in eine Vielzahl von Kanälen, wobei jeder Kanal eine spezifische Übertragungskapazität hat;
• - Komprimieren und/oder Aufteilen der Sprachinformationen in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität eines der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird;
• - Aufteilen der Dateninformationen in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird; und
• - dynamisches Zuordnen der Ströme von Sprach- und Dateninformationen zu den Kanälen der Übertragungsleitung in Abhängigkeit von der Nachfrage.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Vermittlungsvorrichtung zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf mindestens eine Übertragungsleitung einer ersten Art gelöst, umfassend:

• - eine erste Leitungsaufteilvorrichtung zur Aufteilung der Übertragungsleitung, welche eine spezifische Übertragungskapazität hat, in eine Vielzahl von Kanäle, wovon jeder eine spezifische Übertragungskapazität hat;
• - eine Sprachkomprimier/Aufteil-Vorrichtung zum Komprimieren und/oder Aufteilen der Sprachinformationen in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Pate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird;
• - eine Datenaufteilvorrichtung zur Aufteilung der Dateninformationen in eine oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Pate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird; und
• - eine Stromzuordnungsvorrichtung zur dynamischen Zuordnung der Ströme von Sprach- und Dateninformationen auf die Kanäle der Übertragungsleitung in Abhängigkeit von der Nachfrage.

Aufgrund des Aufteilens der Übertragungskapazität der Leitung der ersten Art in eine Vielzahl von Kanälen mit kleinerer Übertragungskapazität und dann der dynamischen Zuordnung von Sprach- und Dateninformationen, welche in Ströme aufgeteilt wurde, deren Übertragungsrate an die Kanalübertragungskapazität angepaßt wurde, ist es möglich, die Leitung der ersten Art am effizientesten auszulasten, da die Leitung dadurch flexibel in ihrer Übertragungskapazität ist. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, erst die Kanäle der Leitung der ersten Art zu verwenden, bevor man auf andere Leitungen zurückgreifen muß, d. h. alle Kanäle der Leitung der ersten Art können gefüllt werden bevor eine andere Leitung verwendet werden muß.

Ein wichtiger Aspekt der Erfindung besteht in der Aufteilung der Leitung der ersten Art in eine Vielzahl von Kanäle, der Aufteilung der Information in Ströme, und der gegenseitigen Anpassung der Kanalübertragungskapazität der Kanäle auf der Leitung der ersten Art und der Übertragungsraten der Informationsströme. Dies ermöglicht die Vermeidung jeder Verschwendung von Übertragungskapazität der Leitung der ersten Art.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Leitung der ersten Art, welche eine spezifische Übertragungskapazität (N kb/s) hat in eine Vielzahl (n) von Kanälen gleicher Übertragungskapazität (N/n kb/s) aufgeteilt und die Ströme haben alle gleiche Raten entsprechend der Kapazität der individuellen Kanäle. Solch eine Aufteilung der Kapazität ist die einfachste Möglichkeit der gegenseitigen Anpassung der Übertragungskapazität individueller Kanäle und individueller Informationsströme. Daher, sogar wenn nur eine bestimmte Kapazität (z. B. ein Kanal von N/n kb/s) übrig ist auf der Leitung der ersten Art, und gleichzeitig eine Nachfrage nach einer größeren Kapazität besteht (z. B. 2 N/n kb/s), kann durch das Aufteilen der nachgefragten Kapazität in Ströme (z. B. 2), welche eine Kapazität entsprechend den Kanälen der Leitung der ersten Art haben, ein Strom auf den verbleiben den Kanal auf der Leitung der ersten Art zugeordnet werden, wohingegen der andere Strom auf einer anderer Leitung (z. B. der Leitung der zweiten Art) untergebracht werden muß. Auf diese Art und Weise wird die Leitung der ersten Art mit voller Kapazität benutzt. Ferner ist es durch Verwendung der dynamischen Zuordnung möglich, den zweiten Strom einem Kanal aus der Leitung der ersten Art zuzuordnen, in dem Augenblick, wo ein Kanal verfügbar wird, d. h. ein Kanal, welcher vorher besetzt war, frei wird. Auf diese Weise wird die Verwendung der Leitung der zweiten Art auf ein Minimum reduziert und die Leitung der ersten Art immer, wenn möglich, verwendet.

Fig. 1 zeigt eine Ausführung der Vermittlungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt die interne Struktur der Stromzuordnungsvorrichtung.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführung der Vermittlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt ein schematisches Beispiel einer aufgeteilten Übertragungsleitung.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm des Verfahrens zum Multiplexen gemäß der vorliegenden Erfindung.

In Schritt S1 wird die Übertragungsleitung der ersten Art in eine Vielzahl von Kanäle aufgeteilt, wovon jeder eine spezifische Übertragungskapazität hat. Dann, in Schritt 52 wird die Nachfrage (der Bedarf) nach der Übertragung von Daten- und Sprachinformationen bestimmt. In Schritt S3 wird die Sprachinformation aufgeteilt und/oder komprimiert in Ströme, wobei die Übertragungsraten der Ströme angepaßt sind an die Übertragungskapazität der Kanäle, in welche die Übertragungsleitung aufgeteilt wurde. In Schritt S4 wird die Dateninformation auf ähnliche Weise in Ströme aufgeteilt, mit Übertragungsraten entsprechend der Übertragungskapazitäten der aufgeteilten Kanäle. Schließlich, im Schritt S5, werden die individuellen Ströme dynamisch den Kanälen zugeordnet.

Das Wiederzusammenfügen der Informationen (Sprach- und Dateninformation) am Empfangsende wird auf analoge Weise erreicht, d. h. die Ströme auf den individuellen Kanälen werden wieder zusammengefügt (und möglicherweise entkomprimiert) in Daten- oder Sprachinformationssequenzen entsprechend jenen, welche der Vermittlungseinrichtung auf der Sendeseite zugeführt wurden. Diese werden dann von einer Vermittlungseinrichtung auf der Empfangsseite ausgegeben, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet.

Gemäß dieser Erfindung wird mindestens eine Leitung der ersten Art in eine Vielzahl von Kanäle aufgeteilt, wobei jeder Kanal eine spezifische Übertagungskapazität hat. Wie oben erwähnt besteht ein wichtiger Punkt der Erfindung darin, daß die Kanalübertragungskapazität und die Informationsstrom-Übertragungsrate gegenseitig aufeinander abgestimmt werden. Im allgemeinen müssen die Kanäle daher nicht gleiche Übertragungskapazitäten haben. Es ist nur wichtig, daß die Stromübertragungsraten und Kanalübertragungskapazitäten aufeinander abgestimmt sind.

Dies kann im allgemeinen erreicht werden durch Überwachen wie die Übertragungsleitung aufgeteilt ist und gleichzeitig dem Überwachen, wie die eingehende (hereinkommende) Information in Ströme aufgeteilt wird. Die Anpassung besteht dann darin, Übertragungsrate eines Stromes an die Übertragungskapazität eines freien Kanales anzupassen. Ein Beispiel hierfür ist die Aufteilung einer Übertragungsleitung mit einer Kapazität von N kb/s n eine Vielzahl von Kanälen (z. B. k Kanäle, wobei k eine ganze Zahl ist), mit Übertragungskapazitäten von N n1/p kb/s, N·n2/p kb/s, . . ., N·nk/p kb/s, wobei n1, . . ., nk und p ganze Zahlen sind und n1+n2+ . . . +nk=p ist. Die eingehende Information (Daten- und Sprachinformation) wird dann in Ströme aufgeteilt, welche Übertagungsraten von N ·n1/p kb7s, N·n2/p kb/s, . . ., N·nk/p kb/s haben, und die Ströme werden entsprechenden Kanälen mit der passenden Übertragungskapazität zugeordnet.

Die Wahl einer gemeinsamen Übertragungskapazität für alle Kanäle (d. h. n1=n2= . . . =nk=1, und k=p) ist jedoch vorzuziehen und vorteilhaft, da dies die einfachste und effektivste Art ist, die oben beschriebene gegenseitige Anpassung zu erzielen. Die folgenden Ausführungen werden daher alle anhand von Systemen mit Kanälen gleicher Übertragungskapazität beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, wie oben erklärt.

Fig. 1 zeigt eine Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Fig. 1 zeigt eine Vermittlungsvorrichtung 1 zum Vermitteln von Information zwischen Übertragungsleitungen 10, 20 und 30, 40. Die Leitung 30 ist eine Übertragungsleitung zur Übertragung von Sprachinformation, wohingegen die Leitung 40 eine Übertragungsleitung zur Übertragung von Dateninformation ist. Die Leitung 10 ist eine Übertragungsleitung einer ersten Art wie eine geleaste Leitung. Die Leitung 10 der ersten Art ist vom Fixkostentyp, d. h. sie steht fortwährend einem Verwender zur Verfügung und die Leitungskosten sind unabhängig davon, wieviel Daten durch die Leitung übertragen unabhängig davon, wieviel Daten durch die Leitung übertragen werden. Die Übertragungsleitung der zweiten Art 20 ist eine Kosten-bei-Verwendungsleitung, wie eine ISDN Leitung. Dies bedeutet, daß Kosten nur dann entstehen, wenn die Leitung verwendet wird, und diese Kosten hängen nicht davon ab, wieviel Daten durch die Leitung übertragen werden.

Man beachte, daß der Ausdruck "Übertragungsleitung" in dieser Beschreibung jede Art von Übertragungspfad zur Kommunikation mit einer gegebenen Übertragungsrate meint. Die in dieser Beschreibung beschriebenen "Übertragungsleitungen" können daher physische Leitungen sein, sie sind jedoch nicht hierauf beschränkt. Alle "Leitungen" können z. B. Teil eines einzigen optischen Kabels sein.

Es sollte erwähnt werden, daß Fig. 1 zum Zwecke der Einfachheit nur vier Leitungen 10, 20, 30, 40 zeigt. Ein tatsächliches Vermittlungssystem wird natürlich eine weit größere Anzahl von Übertragungsleitungen beinhalten, so daß die vier Leitungen 10, 20, 30, 40 eine jeweilige Vielzahl von Leitungen der gegebenen Art darstellen.

Die Leitungen 10 und 20 haben eine Übertragungskapazität von N kb/s. Eine typische Übertragungskapazität ist 64 kb/s. Die zwei Leitungen der ersten und zweiten Art 10,20 können unterschiedliche Übertragungskapazitäten haben, es ist jedoch vorzuziehen, Leitungen zu haben, bei welchen die Übertragungskapazität für beide Leitungen gleich ist. Die Leitung 10 ist mit einer Leitungsaufteilungsvorrichtung 11 zur Aufteilung der Übertragungsleitung 10 in eine Vielzahl von Kanälen verbunden, wobei die Kanäle alle die gleiche Übertragungskapazität haben. Eine Leitung mit 64 kb/s kann z. B. in vier gleiche Kanäle mit 16 kb/s aufgeteilt werden.

Aufteilung der Leitung in verschiedene Kanäle kann jedes bekannte Verfahren, wie z. B. TDMA (Zeitaufteilungs-Mehrfachzugriff) sein.

Man beachte, daß einer der durch die Aufteilung geschaffenen Kanäle für die Übertragung von Statusinformation über die Verbindungen reserviert sein wird, wie z. B. ein D-Kanal (D-channel). Dies wird veranschaulicht durch den rechten Kanal in Fig. 4. Daten können durch den ISDN-D-Kanal oder über den Datenpfad übertragen werden.

Die Sprachleitung 30 ist mit einer Sprachkomprimier-/Aufteilungsvorrichtung 31 verbunden. Die eingehenden Sprachdaten, z. B. von Telefonen, können mit unterschiedlichen Raten kommen, abhängig von der Art des verwendeten Kommunikationsgerätes. Die Sprachkomprimier-/Aufteilungsvorrichtung teilt diese eingehenden Daten in individuelle Datenströme auf. Die Aufteilung wird so gemacht, daß die Rate für die individuellen Ströme angepaßt ist an die Übertragungskapazität der Kanäle, in welche die Leitungsaufteilungsvorrichtung 11 die Übertragungsleitung 10 aufgeteilt hat. In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Beispiel, teilt die Sprachkomprimier-/Aufteilungsvorrichtung 31 die eingehenden Sprachinformationen in Ströme von Informationen, welche eine Rate von 16 kb/s haben. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung 31 die eingehenden Sprachinformationen nicht nur in unterschiedliche Datenströme aufteilen, sie kann die übertragenen Sprachinformation auch komprimieren. Vorzugsweise teilt und komprimiert die Vorrichtung 31 die eingehende Sprachinformation. Eine Kompression führt zu einer effizienteren Ausnutzung der folgenden Übertragungsleitungen.

Die Datenleitung 40 ist mit einer Datenaufteilungsvorrichtung 41 verbunden. Die Datenaufteilungsvorrichtung 41 teilt die eingehenden Dateninformationen in individuelle Ströme auf. Die individuellen Informationsströme haben jeweils eine an die Übertragungskapazität der Kanäle, in welche die Leitungsaufteilungsvorrichtung 11 die Übertragungsleitung 10 teilt, angepaßte Rate. Die Daten werden am anderen Ende wieder zusammengefügt.

Man beachte, daß die Übertragungsrate der Informationsströme angepaßt ist an die Übertragungskapazität der Kanäle. Dies bedeutet nicht, daß die Übertragungsraten gleich den Übertragungskapazitäten sein müssen, es ist jedoch bevorzugt, daß sie gleich sind.

Da sowohl das Aufteilen von Übertragungsinformation als auch das Komprimieren von Übertragungsinformation dem Fachmann geläufig sind, und die präzise Technik der Informationsaufteilung und/Verarbeitung unerheblich für die vorliegende Erfindung ist, wird hiervon keine Beschreibung gegeben.

Die Vermittlungsvorrichtung 1 umfaßt ferner eine Stromzuordnungsvorrichtung 50. Die Stromzuordnungsvorrichtung 50 ist mit der Leitungsaufteilungsvorrichtung 11 verbunden, mit der Komprimier-/Aufteilungsvorrichtung 31 und der Datenaufteilungsvorrichtung 41. Die Stromzuordnungsvorrichtung 50 ordnet dynamisch die von den Vorrichtungen 31 und 41 kommenden Ströme den Kanälen auf der Übertragungsleitung 10 oder 20 zu. Die dynamische Zuordnung wird durchgeführt auf der Grundlage der Nachfrage, d. h. nur, wenn eine Nachfrage nach einer neuen Verbindung für einen eingehenden neuen Datenstrom angezeigt wird, was zu Übertragungswarteschlangen führt, bestimmt die Stromzuordnungsvorrichtung 50 einen freien Kanal und ordnet dann den neuen Strom diesem Kanal zu. Der Vorgang der dynamischen Zuordnung ist derart, daß die Stromzuordnungsvorrichtung 50 erst bestimmen wird, ob freie Kanäle auf der Übertragungsleitung 10 der ersten Art verfügbar sind und dann den entsprechenden Strom dem freien Kanal der Übertragungsleitung 10 der ersten Art zuordnen.

Nur wenn keine Kanäle auf der Übertragungsleitung 10 der ersten Art verfügbar sind, wird die Stromzuordnungsvorrichtung 50 einen eingehenden Strom der Übertragungsleitung 20 der zweiten Art zuordnen. Die oben beschriebenen Ausführungen garantieren daher eine effiziente Ausnutzung der Übertragungskapazität der Übertragungsleitung 10 der ersten Art.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfaßt die Vermittlungsvorrichtung 1 eine zweite Leitungsaufteilungsvorrichtung 21 zur Aufteilung der Leitung 20 der zweiten Art in eine spezifische Anzahl von Kanälen. Vorzugsweise wird die Leitung 20 auch in Kanäle mit der jeweils gleichen Übertragungskapazität wie die Kanäle der Leitung 10 der ersten Art aufgeteilt. Dies hat den Vorteil, daß die Ströme von Dateninformationen nicht nur gegenseitig an die Kanäle der Leitung der ersten Art angepaßt sind, sondern auch an die Kanäle der Leitung der zweiten Art. Die Kanäle der zwei Arten von Leitungen sind daher aufeinander abgestimmt. Dies ermöglicht es, die Übertragungskapazitäten noch effizienter auszunutzen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Stromzuordnungsvorrichtung 50 vorzugsweise Ströme, welche Dateninformationen entsprechen, der Übertragungsleitung 10 der ersten Art zuordnen. Dies bedeute-, daß die Stromzuordnungsvorrichtung 50 erst die Nachfrage nach Kommunikation von Dateninformation bestimmen wird und dann die entsprechenden Ströme von Dateninformation auf freie Kanäle der Übertragungsleitung 10 der ersten Art zuordnen wird. Erst dann werden die neu eingehenden Ströme von Sprachinformationen den verbleibenden freien Kanälen der Übertragungsleitung 10 zugeordnet. Wenn die Kanalkapazität der Übertragungsleitung 10 nicht ausreichend ist für die eingehende Sprachinformation, dann können die Ströme von Sprachinformation, welche nicht den Kanälen der Übertragungsleitung 10 zugeordnet werden können, den Kanälen der Übertragungsleitung 20 zugeordnet werden. Dies entspricht einer Überlauffunktion, entsprechend welcher überlaufende Sprachinformation durch die Übertragungsleitung 20 kanalisiert wird.

Vorzugsweise wird die Zuordnungsvorrichtung 50 Ströme von Sprachinformation, welche Kanälen auf Übertragungsleitung 10 zugewiesen ist, auf Kanäle der Übertragungsleitung 20 umordnen, wenn die Nachfrage nach Dateninformationskanälen nicht befriedigt werden kann durch die freien Kanäle auf Übertragungsleitung 10. Dies bedeutet, daß Sprachinformationsströme aus Kanälen auf Übertragungsleitung 10 entfernt werden und auf Kanäle auf Übertragungsleitung 20 umgeordnet werden, um dadurch Platz zu schaffen für die Übertragung von Dateninformationsströmen auf Kanälen der Übertragungsleitung 10.

Entsprechend dieser Ausführung werden Ströme von Sprachinformation in einer bestehenden Verbindung umgeordnet, während die Verbindung bestehen bleibt.

Entsprechend dieser Ausführung werden Ströme von Sprachinformation in einer bestehenden Verbindung umgeordnet, während die Verbindung bestehen bleibt.

Gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung teilt die Stromzuordnungsvorrichtung 50 die Kanäle der Übertragungsleitung 10 in eine spezifische Anzahl ein, welche reserviert ist für die Übertragung von Dateninformation und eine spezifische Anzahl, welche reserviert ist für die Übertragung von Sprachinformation. Die Zuordnungsvorrichtung 50 ist in der Lage, die Anzahl der für Dateninformationsströme reservierten Kanäle in Übereinstimmung mit der Nachfrage nach Datenkommunikation zu verändern. Die Zuordnungsvorrichtung 50 bestimmt die Größe der Nachfrage nach Datenkommunikation, beispielsweise durch Zählen der Anzahl von Kanälen, welche notwendig sind zur Verarbeitung der nachgefragten Übertragungsrate, und vergleicht dann diese Menge mit einer vorbestimmten Schwelle. Wenn die bestimmte Nachfrage die Schwellnachfrage überschreitet, dann wird die Anzahl der für die Dateninformationsströme reservierten Kanäle erhöht. Vorzugsweise wird die Erhöhung nur bis zu einer vorbestimmten Maximalzahl durchgeführt. Die Erhöhung kann inkremental stufenweise oder aber in einem Schritt bis zu der Maximalzahl sein.

Wenn die bestimmte Größe der Nachfrage nicht die gegebene Schwelle überschreitet, dann wird sie mit einer zweiten Schwelle verglichen, und wenn sie unter diese zweite Schwelle fällt, dann wird die Zahl der für die Übertragung von Dateninformationsströmen reservierten Kanäle vermindert. Vorzugsweise wird die Verminderung nur bis zu einer vorbestimmten Minimalzahl durchgeführt. Die Verminderung kann inkremental stufenweise sein oder zu der vorbestimmten Minimalzahl in einem Schritt führen.

In der obigen Ausführung wird eine Erhöhung der Zahl der für die Übertragung von Dateninformationen reservierten Kanäle vorzugsweise zu einer Umordnung von Sprachinformationsströmen von Kanälen der Übertragungsleitung 10 auf Kanäle der Übertragungsleitung 20 führen, um dadurch Platz zu schaffen für die Erhöhung an Dateninformationskanälen. Eine Verminderung in der Anzahl von für die Übertragung von Dateninformation reservierten Kanäle wird vorzugsweise zu einer Umordnung von Strömen an Sprachinformation von Kanälen der Übertragungsleitung 20 auf Kanäle der Übertragungsleitung 10 schaffen, wenn zu dieser Zeit Kanäle der Übertragungsleitung 20 verwendet werden.

Der Vorteil der bevorzugten Zuordnung von Dateninformation auf Kanäle von Leitungen der ersten Art besteht in der Tatsache, daß Sprachinformationsverbindungen (Anrufe) typischerweise kurz sind und ein definiertes Ende (Auflegen) haben. Dateninformationsverbindungen sind andererseits oft langwierig und belegen daher unnötigerweise Anwählleitungen, deren Verwendung pro Minute abgerechnet wird. Es ist daher vorteilhaft, Dateninformationen vorzugsweise Leitungen der ersten Art zuzuordnen und dann überlaufende Sprachanrufe durch eine Leitung der zweiten Art zu leiten.

Fig. 2 gibt eine detailliertere Beschreibung der Stromzuordnungsvorrichtung 50. Eine Nachfragebestimmungsvorrichtung 51 ist mit der Datenaufteilungsvorrichtung 41 verbunden und bestimmt die Größe der Nachfrage durch Zählen der Anzahl von Strömen, welche notwendig ist zur Verarbeitung einer Nachfrage nach welche notwendig ist zur Verarbeitung der nachgefragten Dateninformationsübertragung, an eine Vergleichsvorrichtung 53 zum Wergleichen der Nachfragemenge mit aus einer Speichereinheit, wie einem ROM oder PAM, ausgelesenen Schwellwerten. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Vergleiche empfängt eine Kanalzahleinstellvorrichtung 55 ein Signal von der Vergleichsvorrichtung 53, um entweder die Anzahl der für die Übertragung von Dateninformation reservierten Kanäle zu erhöhen oder vermindern, wie oben beschrieben. Kein Signal bedeutet, daß die Anzahl der Kanäle unverändert bleibt. Die Kanalzahleinstellvorrichtung ist mit einer zentralen Zuordnungsvorrichtung 52 verbunden, welche die jeweiligen Datenströme von der Sprachkompression- /Aufteilungsvorrichtung 31 und der Datenaufteilungsvorrichtung 41 empfängt. Die Zentralzuordnungsvorrichtung 52 ordnet zu, löst Zuordnungen und ordnet Datenströme um in Übereinstimmung mit der in der Kanalzahleinstellvorrichtung 55 eingestellten Zahl und in Übereinstimmung mit einer in der Speichereinheit 54 gespeicherten Zuordnungstabelle. Die Zuordnungstabelle verbindet die jeweiligen Datenströme mit entsprechenden Kanälen auf entweder der ersten oder zweiten Übertragungsleitung 10, 20. Die zentrale Zuordnungsvorrichtung 52 ist ferner mit einem nicht flüchtigen Speicher 56 verbunden, wie einem EEPROM, welcher das Betriebsprogramm zum Betrieb der zentralen Zuordnungsvorrichtung enthält.

Die Zentralzuordnungsvorrichtung 52 umfaßt vorzugsweise einen Mikrocomputer (nicht abgebildet). In Übereinstimmung mit dem gespeicherten Programm werden die von den Vorrichtungen 41 und 31 kommenden Informationsströme durch die zentrale Zuordnungsvorrichtung 52 den entsprechenden Übertragungsleitungen 10 und 20 zugeordnet.

Fig. 3 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung, wo gleiche Bezugsziffern wie in den bisherigen Figuren gleiche oder äquivalente Teile bezeichnen. Gemäß dieser Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Vermittlungsvorrichtung 1 eine Nebenstellenanlage mit Amtsanschluß (PBX = private branch exchange), und die Sprachinformationsleitung 30 trägt Telefongespräche, während eine Paketvermittlung (PFA = packet switch) 2 vorgesehen ist zur Zuführung der Dateninformation zur Datenleitung 40. Die Paketvermittlung 2 enthält eine CPU 201, welche mit der Leitung 40 verbunden ist zur Messung und Auswertung der Menge an übertragenen Daten. In dieser Ausführung bestimmt die CPU 201, ob neue Kanäle notwendig sind zur Übertragung einer erhöhten Datenmenge, d. h. die CPU 201 ermittelt die Nachfrage.

Die Fig. 3 zeigt ferner schematisch die Anordnung am Empfangsende der Leitungen 10 oder 20. Die Empfangsseite ist ein Spiegelbild der Sendeseite, was durch die zur Darstellung des Empfangsendes verwendeten gestrichelten Linien veranschaulicht wird.

Die CPU 201 ist auch mit der Stromzuordnungsvorrichtung 50 über eine Leitung 210 verbunden. Sie kann dadurch die Nachfrageinformation der Stromzuordnungsvorrichtung 50 zuführen. Als Alternative kann die CPU 201 auch die Anzahl der notwendigen Kanäle bestimmen und dann eine entsprechende Anfrage an die Stromzuordnungsvorrichtung 50 richten. In beiden Fällen kann die Stromzuordnungsvorrichtung 50, welche wieder vorzugsweise einen Mikrocomputer (nicht abgebildet) enthält, die Nachfrage oder die Anfrageinformation verarbeiten, um dann dementsprechend die neuen Ströme freien Kanälen dynamisch zuzuordnen. In dieser Ausführung wird die Verarbeitung der Datenübertragungsnachfrage daher zwischen der Vermittlungsvorrichtung 1 (der Stromzuordnungsvorrichtung 50) und der Paketvermittlung 2 (CPU 201) geteilt.

Das Verfahren zum Multiplexen in der obigen Ausführung besteht im wesentlichen darin, daß die PBX 1 die Übertragungsleitung der ersten Art in eine Vielzahl von Kanälen aufteilt, wovon jeder eine bestimmte Übertragungskapazität hat, wobei ein Kanal nur für Datenverkehr reserviert ist. Die Paketvermittlung 2 bestimmt dann den Datenverkehr auf der heraus führenden Leitung 40 und sendet eine Anfrage an die PBX 1 nach mehr Kanälen für Dateninformationsströme aus, wenn der erfaßte Datenverkehr eine bestimmte Schranke überschreitet. Die PBX 1 empfängt die Anfrageinformation und erfaßt gleichzeitig, ob es eine Nachfrage nach einem Telefongespräch gibt. Dann, auf der Grundlage der nachgefragten Übertragung von Daten- und Sprachinformationen, ordnet die Zuordnungsvorrichtung 50 dynamisch Ströme von Daten und Sprachinformationen den Kanälen zu.

In weiteren Ausführungen, welche auf der obigen Ausführung basieren, wird die Zuordnung der individuellen Ströme zu spezifischen Kanälen wie in den davor geschilderten Ausführungen durchgeführt, d. h. die Ströme werden vorzugsweise der Leitung der ersten Art (z. B. einer geleasten Leitung) zugeordnet. Ferner werden die Ströme, welche sich auf Dateninformation beziehen, vorzugsweise der Leitung der ersten Art zugeordnet, während überlaufende Sprachströme durch eine andere Leitung geleitet werden, z. B. eine Leitung der zweiten Art, wie eine ISDN-Leitung.

Claims (21)

1. Verfahren zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf mindestens eine Übertragungsleitung einer ersten Art in einem Kommunikationssystem, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

• - Aufteilen der Übertragungsleitung, welche eine spezifische Übertragungskapazität hat, in eine Vielzahl von Kanälen, wovon jeder eine spezifische Übertragungskapazität hat;
• - Komprimieren und/oder Aufteilen der Sprachinformation in eine oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird;
• - Aufteilen der Dateninformation in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird; und
• - dynamisches Zuordnen und dynamisches Lösen der Zuordnung der Ströme von Sprach- und Dateninformation auf Kanäle der Übertragungsleitung in Abhängigkeit von der Nachfrage.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Aufteilung der Übertragungsleitung der ersten Art in Kanäle, welche alle die gleiche Übertragungskapazität haben, und wobei die Ströme alle eine einzige Übertragungsrate entsprechend dieser gleichen Übertragungskapazität haben.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Vorsehen mindestens einer Übertragungsleitung einer zweiten Art und dem dynamischen Zuordnen und dynamischen Lösen von Zuordnungen der Ströme von Sprach- und Dateninformationen zu den Kanälen der Übertragungsleitungen der ersten und zweiten Art in Abhängigkeit von der Nachfrage, so, daß die Ströme von Informationen freien Kanälen auf der Leitung der ersten Art zugeordnet werden, und Ströme nur dann der Leitung der zweiten Art zugeordnet werden, wenn es keine verfügbaren Kanäle auf der Leitung der ersten Art gibt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Aufteilung der Übertragungsleitung der zweiten Art in eine Vielzahl von Kanäle, wobei jeder Kanal die gleiche Übertragungskapazität hat wie die individuellen Kanäle der Übertragungsleitung der ersten Art.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Zuordnung der Ströme von Dateninformation auf die Übertragungsleitung der ersten Art mit einer Priorität gegenüber den Strömen von Sprachinformation.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dadurch, daß die Übertragungsleitung der ersten Art eine geleaste Leitung ist und die Übertragungsleitung der zweiten Art eine ISDN-Leitung ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung der ersten Art eine Kapazität von 64 kb/s hat und aufgeteilt wird in vier Kanäle, wobei jeder Kanal eine Übertragungskapazität von 16 kb/s hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Zahl gesetzt wird, welche anzeigt, wieviel Kanäle in der Übertragungsleitung der ersten Art verwendet werden sollen für die Übertragung von Strömen, welche Dateninformationen entsprechen;
• - der Erhöhung dieser Zahl, wenn die Nachfrage nach Datenübertragung eine vorbestimmte erste Schwelle überschreitet; und
• - der Verminderung dieser Zahl, wenn die Nachfrage nach Datenübertragung unterhalb einer vorbestimmten zweiten Schwelle fällt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Zahl nur bis zu einem vorbestimmten Maximalwert durchgeführt wird, und daß die Verminderung der Zahl nur bis zu einem vorbestimmten Minimalwert durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Ströme, welche Sprachinformation entsprechen, umgeordnet werden von der Übertragungsleitung der ersten Art auf die Übertragungsleitung der zweiten Art, wenn die Zahl vergrößert wird.

11. Vermittlungsvorrichtung zum Multiplexen von Sprach- und Dateninformationen auf mindestens eine Übertragungsleitung einer ersten Art, umfassend:

• - eine erste Leitungsaufteilungsvorrichtung zum Aufteilen der Übertragungsleitung, welche eine spezifische Übertragungskapazität hat, in eine Vielzahl von Kanälen, wobei jeder eine spezifische Übertragungskapazität hat;
• - eine Sprachkomprimier-/Aufteilungsvorrichtung zum Komprimieren und/oder Aufteilen der Sprachinformation in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird;
• - eine Datenaufteilungsvorrichtung zur Aufteilung der Dateninformation in einen oder mehrere Ströme, wobei jeder Strom mit einer Rate entsprechend der Übertragungskapazität einer der aufgeteilten Kanäle der Übertragungsleitung übertragen wird; und
• - eine Stromzuordnungsvorrichtung zum dynamischen Zuordnen und Lösen von Zuordnungen der Ströme von Sprach- und Dateninformationen zu den Kanälen der Übertragungsleitung, in Abhängigkeit von der Nachfrage.

12. Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Leitungsaufteilungsvorrichtung die Übertragungsleitung der ersten Art in Kanäle aufteilt, welche alle die gleiche Übertragungskapazität haben, und die Datenaufteilungsvorrichtung und die Sprachkomprimier-/Aufteilungsvorrichtung Ströme produzieren, welche alle eine einzige Übertragungsrate entsprechend dieser gleichen Übertragungskapazität haben.

13. Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungsleitung einer zweiten Art vorgesehen ist und die Stromzuordnungsvorrichtung dynamisch die Ströme von Daten und Sprachinformation den Kanälen der Übertragungsleitung der ersten und zweiten Art in Abhängigkeit von der Nachfrage zuordnet, oder dynamisch die Zuordnung wieder löst, wobei die Stromzuordnungsvorrichtung angeordnet ist zur Überwachung der Kanalzuordnung der Übertragungsleitung der ersten Art und zur Zuordnung neuer Ströme zu den Kanälen auf der Übertragungsleitung der ersten Art, wenn es freie Kanäle auf der Leitung der ersten Art gibt, so daß die Kanäle der Leitung der zweiten Art nur verwendet werden, wenn keine freien Kanäle auf der Leitung der ersten Art verfügbar sind.

14. Schaltvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Leitungsaufteilungsvorrichtung angeordnet ist zur Aufteilung der Übertragungsleitung der zweiten Art in eine Vielzahl von Kanälen, wobei jeder Kanal die gleiche Übertragungskapazität hat wie die individuellen Kanäle der Übertragungsleitung der ersten Art.

15. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuordnungsvorrichtung eine Datenprioritätsvorrichtung hat zur Zuordnung aller Ströme, welche sich auf Dateninformation beziehen, zu freien Kanälen der Übertragungsleitung der ersten Art, bevor Ströme, welche sich auf Sprachinformation beziehen, freien Kanälen der Leitung der ersten Art zugeordnet werden.

16. Vermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung der ersten Art eine geleaste Leitung ist und die Übertragungsleitung der zweiten Art eine ISDN-Leitung ist.

17. Vermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsleitung der ersten Art eine Kapazität von 64 kb/s hat und in vier Kanäle aufgeteilt ist, wobei jeder Kanal eine Übertragungskapazität von 16 kb/s hat.

18. Vermittlungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuordnungsvorrichtung umfaßt:

• - eine Kanalzahl-Einstellvorrichtung zur Einstellung einer Zahl, welche anzeigt, wieviele Kanäle in der Übertragungsleitung der ersten Art Strömen, welche Dateninformation entsprechen, zugeordnet werden sollen;
• - eine Nachfragebestimmungsvorrichtung zur Bestimmung der Größe der Nachfrage nach der Übertragung von Dateninformationen und der Zuordnung einer Menge zu dieser Größe der Nachfrage;
• - eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleichen der Menge mit vorbestimmten Schwellwerten;
• - wobei die Kanalzahl-Einstellvorrichtung angeordnet ist zur Erhöhung der Zahl, wenn die Menge eine erste Schwelle überschreitet, und zur Verminderung der Zahl, wenn die Menge unterhalb einer zweiten Schwelle fällt.

19. Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalzahl-Einstellvorrichtung angeordnet ist, die Zahl nur bis zu einem vorbestimmten Maximalwert zu erhöhen, und die Zahl nur bis zu einem vorbestimmten Minimalwert zu erniedrigen.

20. Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuordnungsvorrichtung angeordnet ist zur Umordnung von Strömen, welche sich auf Sprachinformation beziehen, von der Übertragungsleitung der ersten Art auf die Übertragungsleitung der zweiten Art, wenn die Kanalzahl-Einstellvorrichtung die Zahl erhöht.

21. Vermittlungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermittlungsvorrichtung enthalten ist in einer Nebenstellenanlage mit Amtsanschluß (PBX), und daß eine Paketvermittlung vorgesehen ist zur Zuführung von Dateninformation zu der Nebenstellenanlage mit Amtsanschluß.