DE19615984A1 - Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen über ATM-Netze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In Übertragungssystemen, die nach einem asynchronen Transfer­ modus (ATM-Modus) betrieben werden, werden die zu übertra­ genden Nachrichten in Nachrichtenzellen fester Länge übertra­ gen. Dabei weisen jene Nachrichtenzellen jeweils einen Infor­ mationsteil sowie einen Kopfteil auf. Der Informationsteil dient zur Aufnahme der Nachrichten, während der dem Informat­ ionsteil vorangestellte Kopfteil Informationen über die Zu­ ordnung einer Nachrichtenzelle zu einer virtuellen Verbindung trägt. Üblicherweise weist der Kopfteil eine Länge von 5 Byte und der Informationsteil eine Länge von 48 Byte auf.

Generell wird angestrebt, das universelle Kommunikationsnetz für Sprache, Text, Daten und Bild (ISDN) auf Basis des asyn­ chronen Transfermodus in öffentlichen und privaten Netzen zu realisieren. Dabei entsteht jedoch das Problem, daß bei­ spielsweise die in der bisherigen Übertragungstechnik (z. B. Puls-Code-Modulationstechnik PCM) übertragenen Sprachsignale in Nachrichtenzellen eingefügt werden müssen und umgekehrt. Eine derartige Umsetzung muß - je nach Konfiguration und Ein­ bindung des ATM-Kommunikationsnetzes - unter Umständen mehr­ fach durchgeführt werden.

Das Einfügen der Sprachsignale in Nachrichtenzellen wird an den Schnittstellen des ATM-Kommunikationsnetzes durchgeführt. Als Schnittstellen-Einrichtungen werden dabei Paketier-/De­ paketiereinrichtungen verwendet. Die Aufgabe der ersteren be­ steht darin, die vom sendeseitigen Teilnehmer ausgehenden Sprachsignale in den Informationsteil der Nachrichtenzellen einzubinden. Die Aufgabe der letzteren besteht darin, die im Informationsteil der Nachrichtenzellen eingebundenen Sprach­ signale wieder der Nachrichtenzelle zu entnehmen und dem em­ pfangenden Teilnehmer zuzuführen.

In der Regel entstehen aber durch die Packetierung in Verbin­ dung mit langen Laufzeiten im Netz unvermeidliche Echos bei den Teilnehmern, die sich während des Telefonbetriebs als störend erweisen. Aus diesem Grund werden derartige tech­ nische Probleme in der CCITT-Empfehlung G131, Blaubuch ange­ sprochen. Dort wird empfohlen, ab einer einfachen Signal­ laufzeit von 25 ms sogenannte Echounterdrückungsmaßnahmen zu verwenden. Derartige Maßnahmen können beispielsweise die Ver­ wendung von Echosperren bzw. Echocanceller sein. Die Verwen­ dung derartiger Echounterdrückungssysteme kann aber in der Praxis wirtschaftliche Lösungen in Frage stellen.

Aus der deutschen Patentschrift P 43 43 720.6 ist ein Verfah­ ren zum Übertragen von Sprachsignalen in ATM-Nachrichten­ zellen bekannt. Dabei werden die Sprachsignale vor dem Über­ tragungsvorgang in den Informationsteil der ATM-Nachrichten­ zelle eingefügt und danach wieder entnommen. Nachteilig hier­ an ist jedoch, daß die ATM-Nachrichtenzellen während des Übertragungsvorganges lediglich teilweise gefüllt sind, was die Effizienz des Verfahrens einschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei­ gen, wie Sprachsignale über ein ATM-Netz in effizienter Weise übertragen werden können, ohne dabei störende Echos in Kauf nehmen zu müssen.

Die Erfindung wird ausgehend vom Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Vorteilhaft für die Erfindung ist insbesondere, daß die vom sendenen Teilnehmer ausgehenden Sprachsignale in einer ersten Packetiervorrichtung zu ersten Zellen geformt, und letztere in einer zweiten Packetiervorrichtung in den Informationsteil von ATM-Nachrichtenzellen eingefügt werden. Insbesondere der zweite Packetierungsvorgang kann sehr schnell durchgeführt werden, da die ersten Zellen ohne größere Umformungen in den Informationsteil der ATM-Nachrichtenzellen eingefügt werden können. Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht in der Verwendung des Verfahrens insbesondere bei Verbindungen zwischen Nebenstellenanlagen, da hier die Übertragung für mehrere Teilnehmer über denselben Übertragungsweg im ATM-Netz erfolgt.

Spezielle Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen vorgesehen:
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, daß die ersten Zellen vor dem Einfügevorgang in die ATM-Nachrichtenzelle mit einem Markierungszeichen versehen werden. Damit ist der Vorteil ver­ bunden, daß beim empfangsseitigen Depacketiervorgang eine ein­ deutige Zuordnung der einzelnen Kanäle vorgenommen werden kann.

Gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, daß die ersten Zellen in einem kanalspezifischen Speicher zwischengespeichert werden. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die ersten Zellen beson­ ders schnell in den Informationsteil der ATM-Nachrichten­ zelle eingefügt werden können.

Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, daß die vom senderseitigen Teilnehmer ausgehenden Sprachsignale der ersten Packetiervor­ richtung komprimiert zugeführt werden. Damit ist der Vorteil verbunden, daß die Sprachsignale effizient im Informations­ teil untergebracht und über das ATM-Netz übertragen werden können.

Gemäß Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die ersten Zellen von einer Abtastvorrichtung dem kanalspezifischen Speicher ent­ nommen und der zweiten Packetiervorrichtung zugeführt werden. Damit ist der Vorteil verbunden, daß lediglich dann Zellen entnommen werden, wenn welche zwischengespeichert worden sind. Ist dies nicht der Fall, verzweigt die Abtastvorrich­ tung zu der nächsten Speicherzelle, in der eine erste Zelle vorhanden ist.

Gemäß Anspruch 6 ist vorgesehen, daß der Einfügevorgang in die ATM-Nachrichtenzelle von einem Zeitglied zeitlich ge­ steuert wird. Damit ist der Vorteil verbunden, daß bei Nicht­ vorhandensein von ersten Zellen unnötig lange Wartezeiten beim Auffüllen des Informationsteils vermieden werden können. Die ATM-Nachrichtenzelle wird dann teilgefüllt ausgesendet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Im folgenden wird davon ausgegangen, daß eine ATM-Verbindung zwischen 2 Nebenstellenanlagen über ein öffentliches Kommuni­ kationsnetz aufgebaut werden soll. Dabei sollen 8 an der einen Nebenstellenanlage angeschlossene Teilnehmer mit 8 weiteren, an einer anderen Nebenstellenanlage angeschlossenen Teilneh­ mern Sprachinformationen austauschen. Dies bedeutet, daß für das vorliegende Ausführungsbeispiel n = 8 ist.

In der Figur sind somit beispielhaft 8 von Teilnehmern aus­ gehende Sprachsignale S1. . .S8 aufgezeigt. Sie werden jeweils einem Komprimierer K zugeführt, wo sie nach einem an sich be­ kannten Verfahren komprimiert werden. Weiterhin wird hier eine Sprachpausenunterdrückung durchgeführt, und die derart umgeformten Sprachsignale in Form von Minipacketen der Packe­ tiervorrichtung PACK1 zugeführt. Letzteres erfolgt dabei in Form eines diskontinuierlichen Datenstromes, da durch die Sprachpausenunterdrückung ein asynchroner Strom von Minipa­ cketen entstanden ist.

Die Packetiervorrichtung PACK1 hat die Aufgabe, die kompri­ mierten Sprachsignale S1. . .58 in (kleinere) Zellen P1. . .Pn (Minipackete) zu formen. Diese sind ähnlich den ATM - Nach­ richtenzellen Z ausgebildet. So weisen sie in ähnlicher Weise einen Informationsteil und einen Kopfteil CID auf. Der Kopf­ teil CID ist als Markierung ausgebildet und wird während des Auslesevorganges dem Informationsteil vorangestellt. In vorliegendem Ausführungsbeispiel soll der Kopfteil CID 3 bit und der Informationsteil 61 bit aufweisen.

Nach der Packetierung der Sprachsignale S1. . .S8 in die Zellen P1. . .P8 werden letztere in einen kanalspezifischen Speicher eingeschrieben und sind somit abrufbereit. Von einer Abtast­ vorrichtung A werden die Speicherbereiche adressiert, die ab­ rufbereiten Zellen P1. . .P8 entnommen und der Packetiervor­ richtung PACK2 zugeführt. Hier werden sie in den Informati­ onsteil IN der ATM-Nachrichtenzelle Z eingefügt. Wird von der Abtastvorrichtung A ermittelt, daß keine Zellen P1. . .P8 abrufbereit vorhanden sind, so wird die entsprechende Spei­ cherzelle übersprungen und zu der Speicherzelle verzweigt, die mit einer Zelle gefüllt ist. Diese wird dann entnommen und der Packetiervorrichtung PACK2 zugeführt. Dort werden die Zellen P1. . .P8 in den Informationsteil IN der ATM-Nachrich­ tenzelle Z eingefügt. Da beispielhaft 61 bit für die Größe des Informationsteiles der Zellen P1. . .P8 und 3 bit für den Kopfteil CID angenommen wurden, gilt:

64 bit × 6 (Anzahl der Zellen P1. . .P8) = 48 byte

Damit können in den Informationsteil IN der ATM-Nachrichten­ zelle Z insgesammt 6 der Zellen P1. . .P8 der Sprachsignale S1. . .S6 eingefügt werden. Die verbleibenden Sprachsignale S1. . .S8 sind somit in die nächst anstehende ATM-Nachrichten­ zelle einzufügen. Da aufgrund des Komprimiervorganges der bei der Packetiervorrichtung PACK1 ankommende Datenstrom diskon­ tinuierliuch ist, bedeutet dies, daß in eine ATM-Nachrich­ tenzelle Z gegebenenfalls auch mehrere Zellen P1. . .P8 dessel­ ben Sprachsignals eingefügt werden können.

Weiterhin wird der Einfügevorgang mit einem Timer T über­ wacht. Wenn somit eine Reihe der Speicherzellen nicht mit Zellen P1. . .P8 gefüllt ist, verzweigt die Abtastvorrichtung A solange, bis eine gefüllte Speicherzelle aufgefunden ist. Dies kann gegebenenfalls zur Konsequenz haben, daß die ATM- Nachrichtenzelle Z lange warten muß, bis der Informationsteil IN aufgefüllt ist. Ein verspätetes Aussenden hätte dann ein Echo auf der Leitung zur Konsequenz. Um derartige Zustände zu verhindern, wird beim ersten Auffüllen des Informationsteils IN ein Timer T gesetzt. Bei Ablauf desselben wird das Auffül­ len abgebrochen und die ATM-Nachrichtenzelle Z teilweise gefüllt übertragen.

In vorliegendem Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere bei einer Verbindung zwischen 2 Nebenstellenanlagen oder 2 Vermitt­ lungsstellen zur Anwendung gelangt, da hier lediglich ein Übertragungsweg für eine Mehrzahl von Teilnehmern genommen wird. Abschließend sei angemerkt, daß dieses Verfahren auch auf die Übertragung von Sprachsignalen anderer ATM-Verbin­ dungen übertragen werden kann. Allerdings ist in diesem Falle die Effizienz der Übertragung etwas geringer, als im geschil­ derten Ausführungsbeispiel.

Claims (6)

1. Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen über Netze, die Informationen nach einem asynchronen Transfermodus (ATM) übertragen, wobei die Sprachsignale im Informationsteil von ATM-Nachrichtenzellen (Z) zwischen wenigstens zwei Teilneh­ mern ausgetauscht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die vom senderseitigen Teilnehmer ausgehenden Sprachsig­ nale (S1. . .Sn) in einer ersten Packetiervorrichtung (PACK1) zu ersten Zellen (P1. . .Pn) geformt, und letztere in einer zweiten Packetiervorrichtung (PACK2) in den Informationsteil von ATM-Nachrichtenzellen (Z) eingefügt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zellen (P1. . .Pn) vor dem Einfügevorgang in die ATM-Nachrichtenzelle (Z) mit einem Markierungszeichen (CID) versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zellen (P1. . .Pn) in einem kanalspezifischen Speicher zwischengespeichert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom senderseitigen Teilnehmer ausgehenden Sprachsig­ nale (S1. . .Sn) der ersten Packetiervorrichtung (PACK) kompri­ miert zugeführt werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zellen (P1. . .Pn) von einer Abtastvorrichtung A dem kanalspezifischen Speicher entnommen und der zweiten Pa­ cketiervorrichtung (PACK2) zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfügevorgang in die ATM-Nachrichtenzelle (Z) von einem Timer (T) zeitlich gesteuert wird.