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Dokumentenidentifikation DE69636988T2 06.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000873637
Titel VERFAHREN UND GERÄT ZUM IMPLEMENTIEREN EINES RECHNERNETZWERK-/INTERNET-FERNSPRECHSYSTEMS
Anmelder C2 Communications Technologies Inc., Dover, Del., US
Erfinder TUROCK, David L., Upper Montclair, NJ 07043, US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69636988
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.10.1996
EP-Aktenzeichen 969397348
WO-Anmeldetag 29.10.1996
PCT-Aktenzeichen PCT/US96/18526
WO-Veröffentlichungsnummer 1997016916
WO-Veröffentlichungsdatum 09.05.1997
EP-Offenlegungsdatum 28.10.1998
EP date of grant 21.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.12.2007
IPC-Hauptklasse H04M 9/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04M 7/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04L 12/66(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04L 12/64(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04Q 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen das Gebiet der Telekommunikation. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen von Telefonanrufen zu oder von einem standardmäßigen Telefonapparat unter Verwendung eines Computernetzwerkes, wie beispielsweise dem Internet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Kommunikationssysteme zum Übertragen von Telefonanrufen sind zu einem integralen, unerlässlichen Bestandteil unseres täglichen Lebens geworden. Die ersten Grundsteine der Telefonie wurden im Jahre 1876 mit der Erfindung des ersten praktikablen Telefons durch Alexander Graham Bell gelegt. Da die Anzahl von anrufenden Stationen oder Teilnehmerleitungen (Telefonen) in dem System zu wachsen begann, wurde das Verdrahtungssystem, das die Telefone zusammenschaltet, extrem kompliziert und nicht mehr handhabbar. Eine Lösung für dieses Problem bestand in der Einführung von Vermittlungssystemen. Jede Teilnehmerleitung endete in einem lokalen Vermittlungssystem, das allgemeinhin als ein zentrales Amt (CO – central office) bezeichnet wurde. Das zentrale Amt führte anschließend die Aufgabe des Verbindens einer jeden der Telefonleitungen, die es bediente, mit einer entsprechenden Telefonleitung durch, um einen Anruf zu bewerkstelligen. Wenn die zwei Anrufteilnehmer durch dasselbe zentrale Amt bedient wurden, konnte in diesem Fall die Verbindung durch dasselbe zentrale Amt hergestellt werden, ohne dass auf andere Teile des Telekommunikationsnetzwerkes zurückgegriffen werden musste. Wenn der Anruf eine Verbindung zu einer Telefonleitung erforderte, die durch eine Fernvermittlungsstelle bedient wurde, wurde in diesem Fall unter Verwendung einer Amtsverbindungsleitung, das heißt, einer Verbindung zwischen zwei zentralen Ämtern, eine Verbindung zwischen den zentralen Ämtern hergestellt.

Da die Anzahl von zentralen Ämtern erhöht wurde, war eine höhere Vermittlungstätigkeit erforderlich, um die Zusammenschaltungen zwischen den zentralen Ämtern auszuführen. Im Wesentlichen wurde jedes zentrale Amt als eine Leitung zu einem höheren Vermittlungssystem zum Vermitteln des Verkehrs zwischen den zentralen Ämtern behandelt. Auf diese Weise wird ein Anruf von einem ersten Teilnehmer an einem Ort zu einem zweiten Teilnehmer an einem entfernt gelegenen Ort von dem ersten Teilnehmer zu dem zentralen Amt vermittelt, das den ersten Teilnehmer bedient. Anschließend wird der Anruf von dem zentralen Amt des ersten Teilnehmers zu einer höheren Vermittlungsstelle und anschließend weiter zu dem zentralen Amt des zweiten Teilnehmers vermittelt. Von dem zentralen Amt des zweiten Teilnehmers wird der Anruf schließlich zu dem zweiten Teilnehmer vermittelt.

Jedes Vermittlungssystem oder jedes zentrale Amt enthält Technik zum Bereitstellen von Signalisierungs-, Steuerungs- und Vermittlungsfunktionen. Die Signalisierungstechnik überwacht die Aktivität von verschiedenen Leitungen, die an das zentrale Amt angeschlossen sind, und leitet Steuerungsinformationen, die mit jeder Leitung assoziiert sind, an die Steuerungstechnik weiter. Die Steuerungstechnik empfängt die Steuerungsinformationen und baut mit Hilfe der Vermittlungstechnik die geeigneten Verbindungen auf. Die Vermittlungstechnik bildet in ihrer Funktion eine Schnittstellenmatrix zum Bewerkstelligen von Verbindungen zwischen ausgewählten Eingangsleitungen und ausgewählten Ausgangsleitungen. Vor der Einführung von digitalen Vermittlungssystemen wurde eine Anzahl von Koordinatenschaltern zum Implementieren der Schnittstellenmatrix verwendet. Später wurden dann digitale Vermittlungssysteme, wie beispielsweise das AT&T 5ESS, anstelle der mechanischen oder elektromechanischen Vermittlungssysteme verwendet. Die wichtigsten Bestandteile von digitalen Telefonvermittlungssystemen sowie die der digitalen Telefonie im Allgemeinen werden in dem Dokument Digital Telephony von John Bellamy (John Wiley & Sons, 1991) beschrieben.

In der letzten Zeit hat das Volumen des Telefonverkehrs zwischen den zentralen Ämtern schneller zugenommen als der lokale Telefonverkehr. Als Ergebnis wurden sogenannte „T-Carrier", wie beispielsweise T1, T1C, T1D, T2, T3 und T4, entwickelt, wobei diese allesamt digitale Träger sind, die die Umwandlung von analogen Telefonsignalen in ein digitales Format erfordern, bevor die Signale über den Träger zu einer Gegenstelle übertragen werden. Der am häufigsten verwendete Typ von T-Carrier ist der T1, und er wird als solcher in der vorliegenden Spezifizierung verwendet. An der Gegenstelle werden die digitalen Signale zurück in ein analoges Format umgewandelt und über das Telefonsystem vermittelt. Die Übertragung von digitalen Signalen über den T1-Carrier kann unter Verwendung eines Zeitmultiplexverfahrens (TDM – time division multiplexing) erzielt werden, bei dem eine Nachrichtenübermittlungsverbindung einer hohen Bandbreite, wie beispielsweise ein T1-Carrier mit 1,544 Mbit/s, in eine Anzahl von Kommunikationskanälen einer geringeren Bandbreite, wie beispielsweise Kanäle mit 64 Kbit/s, unterteilt wird. Jedem 64 Kbit-Kanal wird ein Zeitschlitz des T1-Carriers zugewiesen. Auf diese Weise ist der T1-Carrier der hohen Bandbreite periodisch für einen beschränkten Zeitabschnitt verfügbar, der für einen jeden Kanal ausreichend ist, um eine Übertragung bei einer effektiven Übertragungsgeschwindigkeit von 64 Kbit/s durchzuführen.

Die Telefonkunden müssen für das Benutzen des Telefonnetzes eine Gebühr entrichten, wobei solche Gebühren typischerweise proportional zu der Menge an in Anspruch genommener Zeit und der Entfernung von dem anrufenden Teilnehmer zu dem angerufenen Teilnehmer sind. Dementsprechend kosten Anrufe, die über lange Strecken vermittelt werden, für gewöhnlich mehr, als Anrufe, die über kürzere Strecken vermittelt werden. Zusätzlich dazu wird für Ortsgespräche, die keine höhere Vermittlungstätigkeit oder kein Vermitteln innerhalb des Systems erfordern, ein Pauschaltarif (Flatrate) unabhängig von der eigentlichen Benutzung durch den Teilnehmer erhoben. In einem geringeren Ausmaß werden Pauschaltarife möglicherweise auch für Ferngespräche eingeführt. Dies kann mit Hilfe einer „geleasten Leitung" erzielt werden, wobei der Teilnehmer eine dedizierte Nachrichtenübermittlungsverbindung von einem Ort zu einem anderen Ort least. Der Teilnehmer ist dann in der Lage, für eine festgelegte Gebühr Anrufe zwischen zwei Orten zu vermitteln. Die Anzahl von Anrufen, die der Teilnehmer vermitteln darf, wird durch die Bandbreite der geleasten Leitung oder der Nachrichtenübermittlungsverbindung begrenzt.

Ein anderer Typ eines Pauschaltarif-Dienstes ist der Wide Area Telephone Service (WATS), bei dem ein Teilnehmer ein bestimmtes geografisches Gebiet entweder zum Empfangen oder zum Übertragen von Anrufen auswählt. Für diesen Typ von Telefondienst wird ein Pauschaltarif berechnet, der von der Größe des ausgewählten Gebietes und davon abhängt, ob der WATS-Dienst ganzzeitig oder für eine gemessene begrenzte Zeit, das heißt, eine Anzahl von Stunden pro Monat, ausgewählt wird.

Für den durchschnittlichen Teilnehmer ist der WATS-Dienst oder der Dienst mit geleaster Leitung aus ökonomischer Sicht nicht praktikabel, da solche Dienste nur für Benutzer mit einem hohen Gesprächsvolumen, wie beispielsweise Unternehmen oder andere Institutionen, kosteneffektiv sind. Dementsprechend ist der durchschnittliche Kunde darauf angewiesen, für den Telefondienst auf Basis einer minutenweisen oder nutzungsweisen Abrechnung zu bezahlen, und er kommt nicht in den Genuss der Vorteile einer Telefonbenutzung auf Basis eines Pauschaltarifes (Flatrate).

Eine Alternative zu der Telefonkommunikation ist die Datenkommunikation, die die Computertechnologie nutzt. Ein Weg zur Datenkommunikation zwischen Computern besteht in der Nutzung eines Modems. Insbesondere wird ein Modem dazu verwendet, Informationen oder Daten von einem Computer zu einem anderen Computer, der ebenso mit einem Modem ausgestattet ist, zu übertragen. Das Übertragungsmedium für die Kommunikation über Modems ist jedoch auch in diesem Fall das Telefonnetzwerk. Dementsprechend besteht effektiv kein wirklicher ökonomischer Nutzen. In der letzten Zeit sind, da die Anzahl von Computern, die sich in Verwendung befinden, angestiegen ist, Computernetzwerke dazu verwendet worden, große Anzahlen von Computern zusammenzuschalten, um eine Datenkommunikation bereitzustellen. Obgleich der Zugang zu dem Computernetzwerk mit Hilfe des Telefonnetzes bewerkstelligt wird, ist die Zugangsstelle zu dem Computernetzwerk für die meisten Benutzer oftmals durch ein Ortsgespräch gebildet, auf das für gewöhnlich eine Gebühr auf Basis einer Flatrate erhoben wird. Das Zusammenschalten und das Vermitteln von Daten, wenn diese Daten das Computernetzwerk erreicht haben, wird typischerweise mit Hilfe von Leitungen zu geringeren Kosten, wie beispielsweise geleasten Leitungen, bewerkstelligt, da mittlerweile ausreichend Verkehr vorhanden ist, und die Kosten, die mit einer geleasten Leitung assoziiert sind, somit gerechtfertigt werden können.

Die Ursprünge des heutzutage verwendeten Internet-Computernetzwerkes liegen mehr als zwanzig Jahre zurück, als es als ein Regierungsprojekt initiiert wurde. Ursprünglich wurde das Computernetzwerk als ARPRANET (Advanced Research Projects Agency Network) bezeichnet, und es war dadurch konstruiert, dass eine kleine Gruppe von Standorten oder Stellen innerhalb der Vereinigten Staaten von Amerika identifiziert wurde, um als Netzwerk-Hubs zu fungieren. Jeder Hub war über eine dedizierte geleaste Leitung, die bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 56 Kbps arbeitete, direkt mit jedem anderen Hub verbunden. Auf diese Weise waren alle Standorte mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitsträgern miteinander verbunden und unter Verwendung des lokalen Telefonnetzes mit anderen Gegenstellen lokal verbunden, die keine direkte Verbindung zu irgendeiner anderen Stelle hatten. Die daraus resultierende Konfiguration war in der Tat ein nationales Computernetzwerk.

Mit der Ausbreitung des Netzwerkes kam es zu einer signifikanten Erhöhung der Anzahl von zusätzlichen Endstellen, die lokal mit einer Netzwerkstelle verbunden waren, deren Stelle selbst mit anderen Standorten zusammengeschaltet war. Die Anzahl von Haupthubs blieb relativ konstant, währenddessen die Endstellen, die mit ihnen verbunden waren, anfingen, als Vermittlungssatelliten zum Bereitstellen von Netzwerkzugang zu anderen Stellen zu fungieren. Genauer gesagt, entwickelte sich ein Netzwerk mit einer „Baum"-artigen Struktur. Darüber hinaus wurden Verbindungen zu anderen Ländern als den Vereinigten Staaten von Amerika eingerichtet, wodurch ein internationales oder weltweites Netzwerk geschaffen wurde. Mit der zunehmenden Größe des Netzwerkes stieg auch die Menge an Datenverkehr an. Dieser Anstieg des Verkehrs war der Impuls für ein Vergrößern der Bandbreite oder der Kapazität des Kommunikationsmediums, das die verschiedenen Hubs des Netzwerkes zusammenschaltet. Heutzutage sind, um den angestiegenen Verkehr aufnehmen zu können, faseroptische Verbindungen die am meisten verwendeten Nachrichtenübermittlungsverbindungen für die meisten, wenn nicht für alle Zusammenschaltungen zwischen den Netzwerk-Hubs. Satellitenstellen bilden Schnittstellen mit den Hubs vorrangig über eine faseroptische oder T1-Telefonverbindung. Auf ähnliche Weise sind Endbenutzer, die mit den Satellitenstellen verbunden sind, mit Hilfe von Modems oder T-1-Leitungen verbunden. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt werden die Netzwerksteuerung und der Netzwerkbetrieb vorrangig durch private oder kommerzielle Unternehmen im Gegensatz zu einer direkten Beteiligung durch die Regierung verwaltet.

1 illustriert ein typisches Segment 100 der Internet-Netzwerktopologie. Jede einzelne Verbindung zu dem Internet wird durch einen Router (nicht dargestellt), wie beispielsweise Teilnummer Cisco 4000, erhältlich von Cisco, Menlo Park, Kalifornien oder Teilnummer 8230, erhältlich von NewBridge, Herndon, Virginia, hergestellt. Der Router isoliert lokale Netze (LANs – Local Area Networks) an spezifischen Stellen von der Vielzahl von Datenpaketen, die durch das Internet gesendet werden und die für das bestimmte LAN von keinem Interesse sind. Wenn beispielsweise eine Verbindung über das Internet von dem LAN 110 zu dem LAN 120 hergestellt wird, ist wahrscheinlich keine der Informationen, die zwischen dem LAN 110 und dem LAN 120 ausgetauscht werden, von irgendeinem Interesse für das LAN 130. Der Router verhindert dementsprechend, dass solche Informationen das LAN 130 erreichen. Wenn im Gegensatz dazu das LAN 120 wünscht, Informationen zu dem LAN 130 zu senden, ist der Router intelligent genug, um zuzulassen, dass diese Informationen mit Hilfe des LAN 140, mit dem das LAN 130 verbunden ist, das LAN 130 erreichen.

Die Kommunikationsprotokolle, die durch die Computer in dem Internet verwendet werden, um Informationen zu übertragen, umfassen das Übertragungs-Steuerungsprotokoll TCP (Transmssion Control Protocol) und das Benutzerdatengramm-Protokoll UDP (User Datagram Protocol). Das TCP-Protokoll ist ein verbindungsorientiertes Protokoll, das einen zuverlässigen Datenpfad zwischen zwei Kommunikationseinheiten bereitstellt. Im Gegensatz dazu ist das UDP ein verbindungsloses Protokoll, das kein Zustellen von Nachrichten garantiert. Obgleich Nachrichten in dem UDP typischerweise erfolgreich zugestellt werden, muss dies nicht notwendigerweise auch dann der Fall sein, wenn es zu einer Störung oder Überlastung des Netzwerkes kommt. Sowohl das TCP als auch das UDP sind auf einem Protokoll der unteren Schichten, bekannt als das IP (Internet-Protokoll), angeordnet. Das IP wird zum Formatieren und Vermitteln von TCP- und UDP-Nachrichten verwendet. TCP/IP und UDP/IP sind zu weltweit verwendeten Defacto-Standards für die Zwischenprozesskommunikation geworden und stellen den zugrunde liegenden Transportmechanismus, der in dem Internet verwendet wird, bereit. Eine ausführliche Beschreibung der Prinzipien und des Protokolls der TCP/IP-Kommunikation wird in dem Dokument Internetworking with TCP/IP Volume 1 Principle Protocols and Architecture von Douglas E. Corner, (Prentice Hall, 1991) gegeben.

Computernetzwerke, wie beispielsweise das Internet, die in der Lage sind, generische Daten oder Informationen zwischen Standorten zu übertragen, sind bisher auch verwendet worden, um Audioinformationen zwischen Computern zu übertragen. In dem übertragenden Computer kann die Stimme einer Person unter Verwendung eines Analog-/Digital-(A/D) Wandlers digitalisiert und zu dem empfangenden Standort übertragen werden, an dem die Daten durch einen Digital-/Analog-(DIA) Wandler weitergeleitet und als Audiodaten präsentiert werden. Diese Art von Audiokonnektivität ist wohl der Flatrate-Telefonie dahingehend ähnlich, dass Audioinformationen mit Hilfe eines Flatrate-Kommunikationsmediums einer hohen Bandbreite von einem Standort zu einem anderen übertragen werden können. Diese Art von Computer-Telefoniesystem weist jedoch mehrere erhebliche Nachteile auf. Erstens ist das System nur auf diejenigen Benutzer beschränkt, die Zugang zum Internet haben. Während sich der Internetzugang mittlerweile weit ausgebreitet hat, hat er noch nicht die nahezu universale Zugänglichkeit des herkömmlichen Telefonsystem-(POTS „Plain Old Telephone Service") Dienstes erreicht. Solch ein System ist gänzlich nutzlos, wenn gewünscht wird, mit jemandem zu kommunizieren, der keinen Zugang zum Internet hat.

Zweitens stellen solche Systeme lediglich eine Halbduplex-Kommunikation bereit, bei der Informationen lediglich zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt nur in eine Richtung übertragen werden können. Es besteht keine gleichzeitige Zwei-Wege-Übertragung von Informationen. Drittens wird der Zugang durch den Benutzer auf ein solches System lediglich mit Hilfe eines Computers bewerkstelligt, der immer noch bedeutend teurer als ein Telefon ist. Viertens ist der Zugang durch den Benutzer im Vergleich zu Schnur-, schnurlosen, tragbaren, Mobil- oder Zellulartelefonen extrem umständlich, und zwar dahingehend, dass der Zugang lediglich an einer Stelle bereitgestellt werden kann, an der der Computer auch physisch vorhanden ist. Fünftens kann die Kommunikation mit einem bestimmten Individuum nur durch Adressieren von Informationen zu ihrer Computernetzwerkadresse und nicht zu ihrer Standardtelefonnummer bewerkstelligt werden.

Während Versuche unternommen worden sind, einige dieser Unzulänglichkeiten zu überwinden, sind die aus diesen Versuchen resultierenden Systeme immer noch unangemessen. So ist beispielsweise die „Internet Phone"-Vorrichtung, die von VocalTec von Northvale, New Jersey, erhältlich ist, eine computer-basierte Windows-Vorrichtung, die eine Vollduplex-Audiokonnektivität im Internet bereitstellt. Das System ist jedoch extrem unpraktisch in der Verwendung und weist darüber hinaus verschiedene Nachteile auf. Genauer gesagt, verwendet das Internet Phone keine standardmäßigen Telefonnummern, um Einzelne zu adressieren; es erfordert einen Computer sowohl an der Sendeseite als auch an der Empfangsseite; und sowohl der Übertragungsstandort als auch der Empfangsstandort müssen anrufen, um eine Verbindung zwischen den zwei Teilnehmern aufzubauen. Noch wichtiger ist jedoch die Tatsache, dass das System keine spontane Kommunikation zulässt, da die Kommunikationssitzungen vorab zeitlich koordiniert werden müssen. Jede potenzielle Empfangsseite muss ihre zeitliche Verfügbarkeit kundtun und einen Standort für einen Computer oder eine Maschine spezifizieren, an dem sie erreicht werden kann.

Das Dokument WO96/20553, veröffentlicht am 4. Juli 1996, offenbart ein vereinheitlichtes Nachrichtenerstellungs- und Ferngesprächkommunikationssystem, in dem eine Vermittlungsabzweigung des Verteilungsnetzwerkes ein Internetsegment ist. Die Telefonkommunikation wird typischerweise für Anfangs- oder Endabzweigungen verwendet, wobei Voicemail, Email, Fax und Echtzeitsprach-Telefonkommunikationen das System vervollständigen.

Das Dokument WO97/14238, veröffentlicht am 17. April 1997 offenbart, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Übertragen und Vermitteln von Sprachtelefonanrufen über ein auf der Paketvermittlung basierendes Computernetzwerk. Die Umwandlung zwischen Protokollen von auf Paketvermittlung basierenden Computernetzwerken und Protokollen von auf Schaltungsvermittlung basierenden Telefonnetzwerken wird durch eine oder mehrere Telefon-Vermittlungsstellen ausgeführt, die an das auf Paketvermittlung basierende Computernetzwerk und das auf Schaltungsvermittlung basierende Telefonnetzwerk gekoppelt sind. Das Vermitteln von Sprachkonversationen zwischen einer Vielzahl von Telefonvermittlungsstellen, die an das auf Paketvermittlung basierende Computernetzwerk gekoppelt sind, wird durch einen oder mehrere Routing-Server (vermittelnde Server), die an das auf Paketvermittlung basierende Computernetzwerk oder einen lokalen Computer eines Benutzers gekoppelt sind, ausgeführt.

Das Dokument WO/38018, veröffentlicht am 28. November 1996, offenbart ein Verfahren und ein System zum Aufbauen einer Sprechverbindung in unterschiedlichen Netzwerken. Das Verfahren und das System stellen einen Mechanismus bereit, durch den ein Teilnehmer eine beliebige Nummer von einem Telefon, das über eine Datenstation mit dem Datennetzwerk, wie beispielsweise dem Internet verbunden ist, aus anrufen kann. Der Teilnehmer kann eingehende Anrufe zu der sich aktuell in Verwendung befindlichen Datenstation lenken.

Das Dokument US 4.866.704 offenbart ein asynchrones, auf Hochgeschwindigkeit basierendes, faseroptisches lokales Netz (LAN).

AUFGABEN DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, auf effiziente Weise Audioinformationen über ein Computernetzwerk zu übermitteln.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, auf effiziente Weise Audioinformationen über ein Computernetzwerk zu übermitteln, das in der Lage ist, die Informationen im Wesentlichen zu einer Flatrate oder Gebühr zu übertragen.

Es ist eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein Computernetzwerk zwischen Benutzern zu übermitteln, die keinen direkten Zugang zu dem Computernetzwerk haben.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen im Vollduplex-Format über ein Computernetzwerk zu übermitteln.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein Computernetzwerk zu übermitteln, ohne dass die Verwendung eines Computers an dem Benutzerstandort erforderlich ist.

Es ist eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen über ein Computernetzwerk zu übermitteln, ohne dass es erforderlich ist, dass sich der Benutzer an einem Computerstandort befindet.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, Audioinformationen unter Verwendung von standardmäßigen Telefonnummern zum Lenken der übertragenen Informationen über ein Computernetzwerk zu übermitteln.

In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Vermitteln eines Vollduplextelefonanrufes gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Vermitteln eines Vollduplextelefonanrufes gemäß Anspruch 13 bereitgestellt.

In Übereinstimmung mit den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung zum Übermitteln von Audioinformationen über ein Computernetzwerk bereitgestellt. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen es einer beliebigen Person mit einem standardmäßigen Telefon, das mit dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk (PTSN – public switched telephone network) verbunden ist, unter Verwendung eines Computernetzwerkes, wie beispielsweise dem Internet, als die Übertragungseinrichtung anstelle von herkömmlichen Telefonübertragungseinrichtungen, wie beispielsweise den Querverbindungs- oder IntraLATA-Einrichtungen, mit einem beliebigen anderen Telefon zu kommunizieren.

Unter Verwendung einer illustrativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wählt der Initiator eines Gespräches (der anrufende Teilnehmer) die Nummer eines Zugangsanschlusses des vorliegenden Systems. Der Anruf wird zu einem Vermittlungssystem eines zentralen Amtes vermittelt, das an das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk angeschlossen ist. Wenn die Verbindung zu dem Zugangsanschluss hergestellt ist, signalisiert ein spezialisiertes Computersystem an dem Zugangsanschluss dem Benutzer, die Nummer des Teilnehmers, der angerufen werden soll (der angerufene Teilnehmer) zu übertragen. Das spezialisierte Computersystem bildet eine Schnittstelle zwischen dem Telefonvermittlungssystem und einem Computernetzwerk, wie beispielsweise dem Internet. Das spezialisierte Computersystem empfängt die Nummer des angerufenen Teilnehmers und baut über das Computernetzwerk eine Zwei-Wege-, Vollduplex-Nachrichtenübermittlungsverbindung zu einem entsprechenden spezialisierten Computersystem an einem Zugangsanschluss in der Nähe des angerufenen Teilnehmers auf. Dieses spezialisierte Computersystem auf der Empfangsseite ist mit dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk in der Region des angerufenen Teilnehmers verbunden, und es verwendet das lokale öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk, um den Anruf zu dem angerufenen Teilnehmer zu verbinden. Wenn der Anruf bei dem angerufenen Teilnehmer beantwortet wird, können der anrufende Teilnehmer und der angerufene Teilnehmer so kommunizieren, als ob der Anruf unter Verwendung des herkömmlichen Telefonsystems aufgebaut worden wäre.

Da die Zugangsanschlüsse über das Computernetzwerk verbunden sind, müsste, selbst wenn der Anruf über weite Entfernungen getätigt werden würde, der Benutzer lediglich für die Ortgespräche zu den Zugangsanschlüssen sowie wie die reduzierte Gebühr oder die Flatrate für die Benutzung des Computernetzwerkes bezahlen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben, Leistungsmerkmale und Vorteile der Erfindung, die in der voranstehenden kurzen Erklärung diskutiert wurde, werden noch deutlicher zu verstehen sein, wenn diese zusammen mit der folgenden ausführlichen Beschreibung einer Ausführungsform, die lediglich im illustrativen Sinne zu verstehen ist, betrachtet werden, und die beigefügten Zeichnungen spiegeln lediglich Aspekte einer Ausführungsform wieder, wobei in den Zeichnungen:

1 ein Blockdiagramm einer dem Stand der Technik entsprechenden Internet-Computernetzwerktopologie ist;

2 ist ein Blockdiagramm eines Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation darstellt;

3 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation darstellt;

4 ist ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform des Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Computer-Kommunikation darstellt;

5 ist ein Blockdiagramm eines spezialisierten Computersystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das eine Schnittstelle zwischen dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk PSTN und einem Computernetzwerk bildet;

6 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung des eingehenden Anrufes durch das in 5 dargestellte spezialisierte Computersystem illustriert;

7 ist ein Ablaufplan, der die Verarbeitung des abgehenden Anrufes durch das in 5 dargestellte spezialisierte Computersystem illustriert;

8 ist ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Anrufinitiierungsmoduls (Call Initiation Module – CIM) darstellt;

9 ist ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Anrufannahmemoduls (Call Acceptance Module – CAM) darstellt; und

10 ist ein Ablaufplan, der die Funktionsweise des Telephony Internet Router Module (TIRM) darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Zunächst wird die gesamte Funktionsweise der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 2 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm eines Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, das die Telefon-zu-Telefon-Kommunikation darstellt. Wie dies in 2 dargestellt ist, wird das Computernetzwerk-Telefon-Übertragungssystem 200 verwendet, um einen Telefondienst zwischen der anrufenden Station 202 und der angerufenen Station 204 bereitzustellen. Zuerst wählt der Benutzer an der anrufenden Station die Nummer des spezialisierten Computersystems 206 an einem Internetzugangsanschluss. Die lokale Vermittlungsstelle 208 vermittelt den Anruf über das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk PTSN 210 zu dem zentralen Amt 212, das den spezialisierten Computer 206 bedient. Zu diesem Zeitpunkt wird mit Hilfe des öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerkes 210 ein Anruf zwischen der anrufenden Station 202 und dem spezialisierten Computer 206 aufgebaut.

Der spezialisierte Computer 206 veranlasst den Benutzer an der anrufenden Station 202, die Telefonnummer des gewünschten oder angerufenen Teilnehmers 204 bereitzustellen. Auf Basis der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers 204 stellt der spezialisierte Computer 206 eine Nachrichtenübermittlungsverbindung zu dem angerufenen Teilnehmer 204 her. Dies wird dadurch erzielt, indem der spezialisierte Computer 206 unter Verwendung des TCP/IP-Protokolls eine Reihe von Signalisierungsnachrichten über das Globale Internet 214 initiiert. Während die in 2 dargestellte und hierin diskutierte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung so beschrieben wird, dass sie das Internet verwendet, sollte an dieser Stelle beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung im Allgemeinen auch mit einem beliebigen Computernetzwerk verwendet werden kann. Zusätzlich dazu kann der spezialisierte Computer 206 entweder das TCP/IP- oder das UDP/IP-Protokoll zum Übermitteln von Sprachdaten über das Internet verwenden. Ein Vorteil des Verwendens des UDP/IP-Protokolls besteht darin, dass dieses Protokoll einen geringeren Übertragungssteuerungsaufwand (Overhead) erfordert, was in einer schnelleren Datenübertragung resultiert. Aufgrund des Echtzeitcharakters eines Telefonanrufes lohnt es sich nicht, einen Versuch zu unternehmen, die Nachrichten, die ursprünglich als nicht zustellbar zurückgesendet wurden, erneut zuzustellen. Dies rührt daher, dass darauffolgende Nachrichten fortlaufend strömen und zugestellt werden müssen, um den Echtzeitaspekt und den Fluss des Anrufes aufrechtzuerhalten. Es erweist sich in der Praxis als völlig nutzlos, Teile von Nachrichten mit einer Zeitverschiebung zuzustellen. Die Signalisierungsnachrichten werden durch das Internet 214 transportiert und zu einem spezialisierten Endeinrichtungs-Computer 216 an einem dezentralen Zugangsanschluss übertragen. Der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 ist mit dem spezialisierten Computer 206, der auch als der spezialisierte Ausgangs-Computer bezeichnet wird, identisch, mit der Ausnahme, dass der spezialisierte Ausgangs-Computer 206 zum Übertragen eines Anrufes verwendet wird, während der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 verwendet wird, um einen Anruf zu empfangen. Sowohl der spezialisierte Ausgangs-Computer 206 als auch der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 sind jeweils mit Übertragungsschaltungen und Empfangsschaltungen ausgestattet, und sie sind in der Lage, Anrufe in beide Richtungen abzuwickeln.

Der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216 wählt über ein zentrales Amt 218, mit dem er verbunden ist, einen Anruf. Das zentrale Amt 218 vermittelt wiederum den Anruf über das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk 220 zu dem zentralen Amt 222, das den angerufenen Teilnehmer 204 bedient. Das Telefon des angerufenen Teilnehmers 204 wird durch das zentrale Amt 222 angerufen, und es wird eine Nachrichtenübermittlungsverbindung zwischen dem anrufenden Teilnehmer 202 und dem angerufenen Teilnehmer 204 aufgebaut.

In einer alternativen Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die in 3 als 250 dargestellt ist, kann die Notwendigkeit des Wählens einer Telefonnummer der spezialisierten Vermittlungsstelle und des anschließenden Übertragens der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers 204 eliminiert werden, indem diese Operation zu einem Schritt kombiniert wird. Im Wesentlichen baut in dieser Ausführungsform der spezialisierte Computer 216 eine direkte Verbindung zwischen sich selbst und einem zentralen Amt oder einer privaten Selbstwählnebenstelle (PBX – private brauch exchange) 218 auf. Wenn sich in dieser Situation der anrufende Teilnehmer bei 204 befindet, der mit Hilfe der PBX 218 direkt mit dem spezialisierten Computer verbunden ist, muss in diesem Fall der anrufende Teilnehmer bei 204 lediglich die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers, der sich bei 202 befindet, wählen, da sämtliche Anrufe, die von dem zentralen Amt oder der PBX 218 stammen, direkt zu dem spezialisierten Computer 216 vermittelt werden. Es besteht hier keine Notwendigkeit, mit Hilfe eines öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerkes Zugang zu dem spezialisierten Computer 216 zu erlangen. Es versteht sich von selbst, dass für Anrufe, die an der Stelle 202 vermittelt werden, zunächst die Telefonnummer der spezialisierten Vermittlungsstelle 206 gewählt werden muss, wie dies voranstehend beschrieben wurde.

Eine weitere alternative Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die in 4 als 300 dargestellt ist, ermöglicht über das Internet 214 die Kommunikation von dem Computer zu dem Telefon. In dieser Situation entspricht die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers 204 der Telefonnummer, die mit dem Computer 252 assoziiert ist. In dieser Situation muss der spezialisierte Computer 206 wissen, dass der angerufene Teilnehmer ein Computer ist, so dass er den Internet-Anruf nicht zu einem Internetzugangsanschluss in der Nähe des Computers 252 lenkt.

In Bezug auf 5 wird im Folgenden ein Blockdiagramm des spezialisierten Computers 206 an dem Internet-Zugangsanschluss, auch als die Internet-Telefonie-Vermittlungsschnittstelle (IST – Internet telephony switch) bezeichnet, die zum Vermitteln eines Anrufes verwendet wird, beschrieben. Darüber hinaus wird der spezialisierte Endeinrichtungs-Computer 216, auch als dezentraler ITS-Knoten bezeichnet, der zum Empfangen eines Anrufes verwendet wird, dargestellt. Der ITS-Knoten 206 bildet eine Schnittstelle zu dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk 210 unter Verwendung des Telefonnetzwerkschnittstellenmoduls TNIM (Telephone Network Interface Module) 502. Das TNIM 502 empfängt Anrufe von dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk 210 und beantwortet diese Anrufe unter der Steuerung der Internetanrufverwaltungsvorrichtung oder ICM (Internet Call Manager) 506. Die Anrufe, die von dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk 210 empfangen werden, sind eigentlich abgehende Anrufe, die über das Internet vermittelt werden sollen. Die von dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk 210 empfangenen Anrufe werden zu einer ICM 506 (die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird) zur Vermittlung über das Internet vermittelt. Wenn der ITS-Knoten 206 als ein spezialisierter Endeinrichtungs-Computer dient, wird das TNIM 502 dafür verwendet, um die abgehenden Anrufe in dem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk 210 zu vermitteln, um die über das Internet empfangenen eingehenden Anrufe zu bearbeiten. Das TNIM 502 kann unter Verwendung eines Dialog Digital Telephony Interface DTI/211 T-1 Network Interface Board, das von der Dialogic Corporation aus Parsippany, New Jersey, erhältlich ist, und auf dem geeignete Software zum Ausführen der beschrieben Funktionen läuft, implementiert werden. Das Dialogic DTI/211 wird in dem Handbuch Dialogic Products and Services Guide 12.20 beschrieben.

Das DTI/211 bildet eine Schnittstelle über eine T1-Verbindung (eine DTI/212 kann mit einer E1-Verbindung verwendet werden) zu einer digitalen Vermittlungsstelle in einem zentralen Amt. Alternativ dazu kann eine analoge Version des DTI/211, das heißt, das LSI120, zum Bilden von Schnittstellen zu analogen Telefonleitungen verwendet werden. Das DTI/211 gewährleistet die angemessene Signalisierung, die zum Kommunizieren mit dem öffentlichen Telefonvemtittlungsnetz erforderlich ist, so beispielsweise die G.711-Signalisierung.

In dem ITS-Knoten 206 ist das TNIM 502 mit einem Sprachressourcenmodul 504 verbunden. Das Sprachressourcenmodul 504 stellt die Verarbeitung eines Sprachanrufes bereit, die die DTMF-(Dual Tone Multifrequency – Doppeltonmehrfrequenz) Erfassung und -Erzeugung sowie das Kodieren von Sprachsignalen unter Verwendung von entweder einer A-Law- oder einer &mgr;-Law-PCM (Puls Coded Modulation) in Datenströme von 64 Kbit/s einschließt. Die Datenrate von 64 Kbit/s kann unter Verwendung der Datenkompression nach unten zu 24 Kbit/s abgeändert werden. Das Sprachressourcenmodul 504 kann unter Verwendung eines Dialogic D/121B-12-Port Voice Processing Board implementiert werden, das von der Dialogic Corporation von Parsippany, New Jersey, erhältlich ist, auf dem die entsprechende Software läuft, um die beschriebenen Funktionen auszuführen. Das Dialogic D/121B wird in dem Produkt- und Dienstleistungs-Handbuch von Dialogic (Dialogic Products and Services Guide) 11.42 beschrieben.

Das D/121B hat die Fähigkeit, die von dem PSTN empfangenen digitalisierten Sprachdaten zu speichern und sie dem Computernetzwerk wiederzugeben. Das D/121B umfasst programmierbare DSP-Einheiten zum Speichern und Wiedergeben der digitalisierten Sprachdaten. Das D/121B ermöglicht des Weiteren die Tonerkennung und -erzeugung, die bei der telefonischen Kommunikation verwendet werden.

Das D/121B verfügt an sich über keine spezifische Telefonfunktionalität. Das D/121B kommuniziert vielmehr über einen Bus, wie beispielsweise den Dialogic SCbus (Signal Computing Bus), mit dem DTI/211. Der SCbus ermöglicht, dass die von dem PSTN eingehenden Sprachdaten oder die zu dem PSTN zu übertragenden Sprachdaten, von dem D/121B zu dem DTI/211 weitergeleitet werden können. Darüber hinaus kann der SCbus die Funktionsweise einer Vermittlungsmatrix bereitstellen, um einen eingehenden Anruf von dem PSTN direkt mit einem abgehenden Anruf zu dem PSTN in dem Fall zu verbinden, in dem es effizienter ist, den Anruf insgesamt über das PSTN anstatt über das Computernetzwerk zu vermitteln.

Das Sprachressourcenmodul 504 ist mit zwei separaten Internetanrufverwaltungsvorrichtungen (ICM – Internet Call Manager) 506 und 508 verbunden. Die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 wird verwendet, um abgehende Anrufe zu verarbeiten, das heißt, diejenigen Anrufe, die von dem PSTN 210 empfangen werden und über das Internet zu einem angerufenen Teilnehmer vermittelt werden. Demgegenüber wird die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508 verwendet, um eingehende Anrufe von dem Internet zu verarbeiten, das heißt, diejenigen Anrufe, die an einer Gegenstelle erzeugt wurden, über das Internet vermittelt wurden und zu einem angerufenen Teilnehmer mittels des TNIM 502 und des PSTN 210 zu verbinden sind. Eine ICM kann durch Hardware, Software oder einer Kombination aus beiden implementiert werden. In allen diesen Fällen muss die ICM-Funktion für jeden Anruf durchgeführt werden, der verarbeitet wird. Wenn die ICM durch Software implementiert wird, dann muss eine Instanz der ICM für jeden Anruf erstellt werden. Darüber hinaus kann die ICM in der Lage sein, viele Zeitschlitze zu bearbeiten, und demzufolge in der Lage sein, gleichzeitig viele Anrufe zu bearbeiten. Wenn die ICM durch Hardware implementiert wird, muss eine ausreichende Anzahl von ICM-Modulen bereitgestellt werden, um ein gewünschtes Anrufverkehrs-Volumen auf Basis einer statistischen Verwendung abzuwickeln. Die ICM nutzt die digitale Signalverarbeitung (DSP – Digital Signal Processing) des Sprachressourcenmoduls, um den eingehenden Sprachdatenstrom abzutasten und in Nachrichten oder Pakete umzuwandeln, die anschließend über das Internet übertragen werden. Jede der ICMs 506 und 508 ist direkt mit dem TNIM 502 zum Übermitteln von Anrufsignalisierungsinformationen verbunden. Die tatsächlichen Sprachdaten werden zwischen dem TNIM 502 und dem Sprachressourcenmodul 504 und anschließend zwischen dem Sprachressourcenmodul 504 und der ICM 506 oder 508 übermittelt.

Die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 nimmt Anrufe von dem TNIM 502 an und fragt den anrufenden Teilnehmer nach der Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers, den er erreichen möchte. Die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 überträgt diese Information anschließend an das Verbindungsinitiierungsmodul (CIM – Connection Initiation Modul) 510, das wiederum eine Datenverbindung über das Internet 214 herstellt und die verschiedenen Anrufaufbau- und einrichtungsparameter verhandelt. Wenn der Internetdatenanruf durch das CIM 510 hergestellt wurde, wird der Datenstrom für den Sprachanruf über eine entsprechende Ethernetschnittstelle 512 zur Übertragung zu dem Internet 214 geleitet.

Um den Anruf herzustellen, kommuniziert das CIM 510 mit einem Anrufannahmemodul (CAM – Call Acceptance Manager) 556, das mit dem dezentralen ITS-Knoten an der Empfangsseite assoziiert ist. Während dieser Anrufverhandlungs- und Aufbauphase tauschen das CIM 510 und das CAM 556 Parameter, wie beispielsweise die zu wählende Zieltelefonnummer und Parameter dahingehend aus, ob der paketierte Sprachdatenstrom über das Sprach-Compander-Modul (im Folgenden diskutiert) und/oder das Leitungsqualitätsmodul (im Folgenden diskutiert) zu filtern ist, bevor er über das Internet 214 übertragen wird. Darüber hinaus wird das bestimmte Protokoll, das für die Datenübertragung zwischen dem ITS-Knoten 206 und dem ITS-Knoten 216 verwendet wird, eingerichtet. Das Datenübertragungsprotokoll ist typischerweise entweder das TCP/IP oder das UDP/IP, da dies die Protokolle sind, die hauptsächlich von dem Internet 214 unterstützt werden. Wenn die Anfangsanrufaufbauparameter zwischen den ITS-Knoten 206 und 216 ausgetauscht worden sind, wartet die ICM 506 auf eine Meldung von dem dezentralen ITS-Knoten 216, dass die Zieltelefonnummer durch den dezentralen ITS-Knoten 216 gewählt worden ist.

Vor dem Einrichten einer Internetsprachverbindung verwendet der ITS-Knoten 206 Modul 514 zur Vermittlung mit den geringsten Kosten (LCR – Least Routing Module), um den ITS-Knoten ausfindig zu machen, der den Anruf an der Empfangsseite auf die effizienteste Art und Weise vermitteln kann. Um diese Funktion durchzuführen, vergleicht das LCR 514 zunächst die Eigenschaften der Zieltelefonnummer (Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers) mit den in einer lokalen Datenbank gespeicherten Daten. Dies kann unter Verwendung einer hierarchischen Suche ausgeführt werden, um den ITS-Knoten in der Region der gewählten Telefonnummer ausfindig zu machen. Demzufolge werden Auslandstelefonnummern durch Ausparsen einer anfänglichen „1" in der gewählten Nummer (beispielsweise würde „001" einen internationalen Anruf anzeigen) erfasst. Anschließend wird eine Vorwahlnummer geparst, um die geografische Region zu bestimmen. Im Anschluss daran werden die numerischen Kennungen einer telekommunikationstechnischen Vermittlungseinrichtung geparst, um die spezifische geografische Region und den dieser Region dienenden ITS-Knoten zu bestimmen. Zusätzlich zu oder anstatt der hierarchischen Suche oder dem Vergleich kann das LCR 514 Listen mit spezifischen Telefonnummern und ihren assoziierten ITS-Knoten enthalten. Während dies im Allgemeinen weniger effizient ist, kann dies in bestimmten Situationen effizienter sein, wie beispielsweise bei häufig gewählten Telefonnummern. Nach dem Durchsuchen der Datenbank gibt das LCR 514 den optimalen Standort des empfangenden ITS-Knotens zum Verarbeiten des bestimmten Anrufs an. Darüber hinaus kann die Datenbank ebenso wechselnde ITS-Knoteninformationen enthalten, so dass das LCR 514 dem CIM 514 den nächstfolgenden optimalen ITS-Knoten bereitstellen kann und so weiter, so dass, wenn der optimale ITS-Knoten nicht verfügbar ist, oder er den Anruf nicht bearbeiten kann, das CIM 510 dann versuchen kann, den Anruf unter Verwendung des nächstfolgenden optimalsten empfangenden ITS-Knotens zu vermitteln.

Darüber hinaus bestimmt das LCR 514, ob die Zieltelefonnummer auf effizientere Weise (auf Basis der Kosten des Anrufs, der Verfügbarkeit des Knotens und anderer Systemparameter) durch das PSTN gewählt werden kann. Wenn der Anruf auf effizientere Weise durch das PSTN vermittelt werden kann, zeigt das LCR 514 dies der ICM 506 an, die daraufhin die Zieltelefonnummer unter Verwendung des PSTN 210 mittels des TNIM 502 wählt. Der eingehende PSTN-Anruf und der abgehende PSTN-Anruf werden anschließend in einer Schnittstellenvermittlungsmatrix in dem TNIM 502 miteinander verbunden. Diese Situation kann dort auftreten, wo sich sowohl der anrufende als auch der angerufene Teilnehmer in der Nähe desselben ITS-Knotens befinden.

Ein Vollduplex-Sprachpfad wird über das Internet 214 zwischen dem ITS-Knoten 206 und dem dezentralen ITS-Knoten 216 unter Verwendung eines Telefonieinternetvermittlungsmoduls (TIRM – Telephony Internet Router Module) 518 aufgebaut, das an dem ITS-Knoten 206 angeordnet ist. Wenn das TIRM 518 in dem ITS-Knoten 206 verwendet wird, um einen Anruf zu vermitteln (im Gegensatz zu dem Empfangen eines Anrufes in dem dezentralen ITS-Knoten 216), hat das TIRM 518 die Funktion inne, die paketierten Sprachdaten zu erfassen und zu einem an dem dezentralen ITS-Knoten 216 angeordneten entsprechenden TIRM 558 zu vermitteln. Gleichermaßen hat beispielsweise das an dem dezentralen ITS-Knoten 216 angeordnete TIRM 558, wenn es zum Empfangen von Anrufen verwendet wird, die Funktion inne, die paketierten Sprachdaten zu empfangen und diese zu der ICM, die den Anruf verarbeitet, zu leiten. Die ICM sendet die digitalen Sprachdaten wiederum zu dem TNIM. Das TNIM wandelt die digitalen Sprachdaten wiederum in ein analoges Audiosignal um, das durch das PSTN zu dem angerufenen Teilnehmer zu senden ist. Alternativ dazu können die digitalen Daten auch direkt von dem TNIM zu dem PSTN ohne eine Umwandlung in ein analoges Audiosignal übertragen werden, und zwar in dem Fall, in dem das bestimmte PSTN die digitalen Daten bearbeiten kann.

Die Sprachdaten werden solange zwischen den zwei ITS-Knoten 206 und 216 ausgetauscht, bis entweder der anrufende Teilnehmer oder der angerufene Teilnehmer den Anruf beendet. Wenn ein Anruf beendet wird, wird ein Überwachungszeichen durch das TNIM empfangen und zu der ICM an dem ITS-Knoten übertragen, an dem die Beendigung des Anrufes initiiert wurde. Die ICM an der Endstelle benachrichtigt das TIRM an der Endstelle darüber, die Anrufverbindung „abzubrechen" oder diese zu unterbrechen.

Um die Verbindung „abzubrechen", benachrichtigt das TIRM an der Endstelle (ITS-Knoten) die TIRM-Gegenstelle an dem anderen ITS-Knoten. Die ICM an jedem Standort gibt anschließend die Sprachverarbeitung DSP, die mit dem Anruf assoziiert ist, frei, so dass die DSP-Ressourcen für nachfolgende Anrufe verwendet werden können.

Zusätzliche Sprachverarbeitungselemente können in jeden ITS-Knoten integriert werden, um die Gesamtleistung des ITS-Knotens zu verbessern. Speziell kann ein Sprach-Compander-Modul (VCM – Voice Compander Module) 520 hinzugefügt werden, um die Datenkompressions- und Expansionsfunktionalität bereitzustellen. Die Datenkompression wird an dem gesendeten Datenstrom durchgeführt, um die Bandbreite zu verringern, die für die Übertragung der digitalisierten Sprachdaten über das Internet erforderlich ist. Wenn der über das Internet empfangene Datenstrom komprimiert wurde, muss er ebenso vor der weiteren Verarbeitung zunächst expandiert werden.

Darüber hinaus kann eine Leitungsqualitäts-Überwachungsvorrichtung (LQM – Line Quality Monitor) 522 hinzugefügt werden, um die Leitungsqualitätseigenschaften, wie beispielsweise Echo und Rauschen, zu überwachen und um anschließend die erforderlichen Filterungsfunktionen durchzuführen, um die störenden Effekte zu verringern oder zu eliminieren. Darüber hinaus kann ein Anrufsicherheitsmodul enthalten sein, um die Konversation zu verschlüsseln, um so das elektronische Abhören über das Internet zu verhindern.

Wenn ein Anruf empfangen wird, wartet ein ITS-Knoten darauf, einen anderen ITS-Knoten unter Verwendung seines TIRM und seiner ICM zu kontaktieren und anzufordern, dass ein Telefonanruf im Namen eines anrufenden Teilnehmers, der sich in den anderen ITS-Knoten eingewählt hat, initiiert wird. Der Empfang eines Internetsprachanrufes an dem dezentralen ITS-Knoten 216 wird im Folgenden unter Verwendung des Empfängerteils des ITS-Knotens 206 ausführlich beschrieben. In einer tatsächlichen Anordnung würde der Empfängerteil des ITS-Knotens 216 einen von dem Internet empfangenen Sprachanruf verarbeiten.

Ein Telefonanruf wird initiiert, wenn das CIM eines dezentralen ITS-Knotens eine Verbindungsanforderung zu dem CAM des lokalen ITS-Knotens sendet. Wenn ein Anruf von dem Internet 214 über die Ethernetschnittstelle 512 empfangen wird, wird der mit dem bestimmten Anruf assoziierte Datenstrom zunächst durch das Verbindungsannahmemodul (CAM – Connection Acceptance Module) 516 empfangen. Das Verbindungsannahmemodul 516 empfängt die mit dem bestimmten Anruf assoziierten Anrufaufbauparameter und überträgt den Anruf zu der Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508, die die entgegengesetzte Operation wie die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 506 durchführt. Die Internetanrufverwaltungsvorrichtung 508 empfängt insbesondere die Zieltelefonnummer und vermittelt einen Anruf zu der Zieltelefonnummer unter Verwendung des TNIM 502 und des PSTN 210. Die ICM 508 überträgt anschließend eine Bestätigung oder eine Meldung „Anruf gewählt" zu der dezentralen ITS-Knoten-ICM.

Jeder ITS-Knoten kann unter Verwendung einer Hewlett Packard HP 9000/743 Telepace-Plattform implementiert werden. Die Telepace-Plattform fungiert als ein zentraler Prozessor zum Koordinieren der durch die einzelnen Module, wie beispielsweise das TNIM und die ICM, ausgeführten Aufgaben. Sämtliche der Hardwarekomponenten des ITS-Knotens sind durch einen Signalisierungsbus miteinander verbunden, der das Vermitteln von Anruf- und Sprachressourcen, so wie dies erforderlich ist, ermöglicht. Der bestimmte verwendete Bus kann beispielsweise der Dialogic SCbus sein. Alternativ dazu kann eine Standard-Computerplattform verwendet werden, um einen ITS-Knoten sowohl für Einzelbenutzer- und Mehrfachanrufanwendungen in Abhängigkeit von den bestimmten Hardwarefähigkeiten des Computers zu implementierten. In dieser Situation kann die Dialogic-Hardware in einem Personalcomputer (anstelle der HP-Telepace-Plattform) verwendet werden, um einen Vielfachbenutzerdienst bereitzustellen. Diese zuletzt genannte Vorgehensweise kann weniger effizient als die Verwendung der HP-Telepace-Plattform sein; sie kann jedoch in Abhängigkeit von der bestimmten Anwendung kostengünstiger sein. Bei noch einer weiteren alternativen Konfiguration kann ein ITS-Knoten unter Verwendung eines Computers implementiert werden, der mit einer Soundkarte ausgestattet ist, die gleichzeitig Sprache abtasten und wiedergeben, das heißt, Sprachsignale sowohl in der Übertragungsrichtung als auch in der Empfangsrichtung verarbeiten, sowie eine Verbindung mit dem Internet haben kann. Darüber hinaus kann ein ITS-Knoten unter Verwendung eines Computers implementiert werden, der mit der geeigneten DSP-Verarbeitung ausgestattet ist, wie zum Beispiel, in Form eines DSP-Chips, der die hierin diskutierten ITS-Funktionen durchführen kann. Bei den Computerimplementationen kann ein Headset oder eine Mikrofon/Lautsprecher-Kombination als Benutzer-Audioschnittstelle verwendet werden.

Das Sprachressourcenmodul 504 (5) empfängt die digitalisierten Sprachdaten von der ICM und vermittelt diese Daten zu dem TNIM über den Bus, wie beispielsweise den Dialogic SCbus, der diese beiden Module miteinander verbindet. Diese Daten werden anschließend unter Verwendung der Standard-T1/E1-Signalisierung durch das TNIM zu dem PSTN übertragen. Es handelt sich dabei um Daten, die von dem dezentralen ITS-Knoten empfangen wurden. Auf ähnliche Weise empfängt das Sprachressourcenmodul 504 digitale Sprachdaten, die von dem PSTN stammen, mit Hilfe des TNIM. Diese Daten werden anschließend zu der ICM übertragen, um über das Internet gesendet zu werden. Das Sprachressourcenmodul 504 führt darüber hinaus die erforderliche Tonerzeugung und Tonerfassung, wie beispielsweise von DTMF-Tönen, durch, die zum Wählen der Zahlen einer Telefonnummer verwendet werden.

Das TNIM 502 überwacht die Zeitschlitze, die für die verschiedenen Telefonleitungen verwendet werden. Jede Leitung wird hinsichtlich einer Anzahl von Ereignissen überwacht, die ein Auflegen durch den anrufenden Teilnehmer oder dem angerufenen Teilnehmer sowie eingehende Anrufbenachrichtigungen vom den zentralen Amt einschließen. Das TNIM benachrichtigt die ICM über das Auftreten eines jeglichen dieser Ereignisse. Darüber hinaus verarbeitet das TNIM Anforderungen von der ICM, wie beispielsweise einen Zeitschlitz abzunehmen, um einen abgehenden Anruf zu wählen und einen eingehenden oder abgehenden Anruf in dem Fall eines Auflegens freizugeben.

Das Sprach-Compander-Modul 520 stellt die Datenkompression für die eingehenden Daten bereit, die von dem PSTN empfangen werden, bevor sie über das Computernetzwerk übertragen werden. Da die Ressourcen eines Computernetzwerkes beschränkt sind, werden diese Ressourcen während Zeiträumen mit hohem Verkehr (High Volume Traffic) möglicherweise überlastet. Der Datendurchsatz kann potenziell bis zu dem Punkt verringert werden, an dem eine erkennbare Verzögerung zwischen der Übertragung und dem Empfang vorhanden ist. Eine derartige Situation ist bei der Echtzeittelefonkommunikation äußerst unerwünscht. Die Datenkompression wird verwendet, um die Gesamtmenge an Daten, die über das Computernetzwerk übertragen werden, zu verringern, um die Probleme hinsichtlich der Datenverzögerung zu verringern. Die Datenübertragung sollte selbstverständlich nicht an dem Punkt angewendet werden, an dem sie die Audioqualität der Daten, die übertragen werden, sehr beeinträchtigt. Bei dem Empfang der komprimierten Daten, die über das Computernetzwerk übertragen wurden, führt das VCM 520 die inverse Funktion des Expandierens der komprimierten Daten durch. Die in dem VCM 520 verwendete Kompression schließt typischerweise die 8-Bit &mgr;-Law-PCM (Pulse Coded Modulation) ein, die variable Kompressionsverhältnisse aufweist. Die verwendeten Kompressionstypen können GSM (Global System for Mobile Communication), CELP (Code Excited Linear Prediction) oder ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) sein. Dies stellt jedoch keine vollständige Liste dar, und es kann jedes der Kompressionsverfahren verwendet werden, wie beispielsweise jedes der Kompressionsverfahren, das durch die Netscape Navigator Software verwendet wird, welche von der Netscape Communications Corporation of Mountain View, Kalifornien, erhältlich ist. Wenn sich das Kompressionsverhältnis erhöht, verschlechtert sich typischerweise die Sprachqualität.

Die Leitungsqualitäts-Überwachungsvorrichtung oder LQM 522 überprüft die abgetasteten Sprachdaten und wendet eine Reihe verschiedener Verfahren an, um die Sprachqualität zu verbessern. Beispielsweise kann ein Echokompensationsfilter verwendet werden, um die Echoeffekte zu minimieren, die bei Ferngesprächen auftreten. Zusätzlich dazu kann eine variable Dämpfung auf das Sprachsignal angewendet werden, um das Echo zu vermeiden. Da dieses Verfahren lediglich einmal auf Sprachdaten zwischen den zwei Endstellen angewendet werden muss, kann entweder der Knoten des anrufenden Teilnehmers oder der Knoten des angerufenen Teilnehmers das Signal modifizieren. Wenn der anrufende Teilnehmer das Signal modifiziert, wird die LQM an dem empfangenden Knoten darüber benachrichtigt, keine weiteren Schritte zu unternehmen. Ansonsten sieht die Standardsituation so aus, dass der empfangende Knoten die Echokompensation durchführt.

Im Folgenden wird in Bezug auf 6 der logische Ablauf eines Anrufes durch einen ITS-Knoten aus der Sicht des anrufenden Teilnehmers beschrieben. Ein Anruf wird zuerst initiiert, wenn der anrufende Teilnehmer eine Telefonnummer wählt, die ihn direkt über das PSTN mit einem ITS-Knoten verbindet. In Bezug auf 6 empfängt die ICM in Schritt 602 eine Meldung über einen eingehenden Anruf von der TNIM. Diese gibt an, dass der anrufende Teilnehmer einen Telefonanruf initiiert hat. In Schritt 604 weist die ICM das TNIM an, den Anruf zu beantworten. In Schritt 606 empfängt die ICM (über das TNIM) Informationen von dem PSTN in Bezug auf den anrufenden und den angerufenen Teilnehmer. Das PSTN stellt insbesondere DNIS-(Dialed Number Identification Service) Ziffern, die die Zieltelefonnummer beziehungsweise die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers spezifizieren, sowie ANI-(Automatic Number Identification – automatische Rufnummernerkennung) Ziffern bereit, die den anrufenden Teilnehmer identifizieren. DNIS und ANI werden der ICM bereitgestellt, die diese Informationen wiederum in Schritt 608 dem Modul zur Vermittlung mit den geringsten Kosten, oder dem LCR-Modul, zur Verfügung stellt. Auf Basis der DNIS und/oder ANI spezifiziert das LCR den ITS-Knoten für die ICM, der den Anruf zur der Zieltelefonnummer auf die effizienteste Weise ausführen kann.

In Schritt 610 wird, wenn der lokale ITS-Knoten, das heißt, der mit dem anrufenden Teilnehmer assoziierte Knoten, als der effizienteste Knoten zur Vermittelung des Anrufes bestimmt wird, der Anruf in dem PSTN unter Verwendung des TNIM zurückgewählt, indem zu dem „Ja"-Zweig in Schritt 612 übergegangen wird. In Schritt 614 weist die ICM die TNIM an, den eingehenden Anruf von dem anrufenden Teilnehmer mit dem abgehenden Anruf zu verbinden, der durch den lokalen ITS-Knoten vermittelt wurde. Auf diese Weise wird ein Kommunikationskanal zwischen dem anrufenden Teilnehmer und dem angerufenen Teilnehmer aufgebaut. Dieser Anruf bleibt aktiv, solange keiner der Teilnehmer den Anruf beendet. Wenn in Schritt 616 eine Anrufbeendigung entweder auf der Seite des anrufenden Teilnehmers oder auf der Seite des angerufenen Teilnehmers erfasst wird, dann wird der Anruf in Schritt 618 abgebrochen, und der anrufende Teilnehmer sowie der angerufene Teilnehmer werden in Schritt 620 freigegeben.

Alternativ dazu wird, wenn ein dezentraler ITS-Knoten, das heißt, nicht der lokale ITS-Knoten, durch das LCR als der effizienteste Knoten zur Vermittlung des Anrufes spezifiziert wird, dieser optimale Anrufpfad unter Verwendung des Internets aufgebaut. Dies wird als der „Nein"-Zweig bei Schritt 610 dargestellt. In Schritt 622 leitet die ICM an dem lokalen ITS-Knoten die Anrufaufbaudaten weiter und fordert das lokale CIM auf, sich über das Internet mit dem CAM an dem dezentralen ITS-Knoten zu verbinden, um eine Verbindung über das Internet mit einer ICM-Gegenstelle an dem dezentralen ITS-Knoten aufzubauen. Schritt 622 umfasst zunächst das Identifizieren der Internetadresse des dezentralen ITS-Knotens und das anschließende Übertragen einer ersten Nachricht, um einen Kommunikationspfad zwischen der ICM des lokalen ITS-Knotens und der ICM des dezentralen ITS-Knotens aufzubauen. Wenn beispielsweise ein Anruf von New York City zu einer Nummer in dem Vereinigten Königreich vermittelt wird, wird die Internetadresse des Knotens in der UK verwendet, um eine Verbindung zu diesem Knoten herzustellen. Wenn es mehr als einen Knoten in der UK gibt, bestimmt das LCR-Modul auf Basis der Zieltelefonnummer den am optimalsten gelegenen Knoten. Dieser Knotenstandort sowie optional zusätzliche Knoten in absteigender Präferenz-Reihenfolge werden durch das LCR-Modul auf Basis der Effizienz oder anderer Kriterien zurückgesendet.

Wie vorangehend erwähnt, umfassen die für das Herstellen des Anrufes verwendeten Anrufaufbauparameter die Zieltelefonnummer sowie Informationen darüber, ob die Sprachdaten das Sprach-Compander-Modul und/oder das Anrufqualitätsmodul vor dem Übertragen über das Internet durchlaufen müssen oder nicht. Das spezifische Protokoll, das zur Übermittlung der tatsächlichen Sprachdaten zwischen zwei ITS-Knoten verwendet wird, wird bei der Installation konfiguriert und ist entweder das TCP/IP oder das UDP/IP. Wenn die Verbindung zwischen dem lokalen CIM und dem dezentralen CAM aufgebaut worden ist, zeigt das lokale CIM dies der lokalen ICM in Schritt 624 an. Nachdem die Anfangsparameter zwischen den zwei ITS-Knoten eingerichtet wurden, wartet die lokale ICM darauf, dass die dezentrale ICM die Zieltelefonnummer wählt und eine Meldung zu der lokalen ICM zurücksendet, die anzeigt, dass die Zieltelefonnummer gewählt wurde. Dies geschieht in Schritt 626.

In Schritt 628 beginnen sowohl die lokale ICM als auch die dezentrale ICM mit dem gleichzeitigen Erfassen von Sprachdaten von ihrem jeweiligen PSTN über deren jeweilige Sprachressourcenmodule. In diesem Modus führt der ITS-Knoten in Schritt 630 Tests durch, um zu bestimmen, ob entweder der anrufende Teilnehmer oder der angerufene Teilnehmer den Anruf beendet hat. Wenn keine Anrufbeendigung erfasst wird, führt die Anordnung Schritt 632 aus und führt die Kompression durch, wenn die Datenkompression eingeschaltet wurde. Auf ähnliche Weise geht die Anordnung zu der Ausführung des Schrittes 634 über und führt das Überwachen und die Korrektur der Leitungsqualität durch, wenn diese Funktion auch eingeschaltet ist. Die ICM fährt anschließend in Schritt 636 damit fort, die Sprachdaten in Nachrichten oder Pakete zu segmentieren, die dann über das Internet zu der dezentralen ICM über das lokale TIRM übertragen werden. Die Anordnung kehrt anschließend zu Schritt 628 zurück, um mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren fortzufahren. Auf diese Weise werden Sprachdaten weiterhin zu der Gegenstelle übertragen. Ebenso werden Sprachdaten auch von der Gegenstelle empfangen, wie dies nachstehend ausführlich beschrieben wird, so dass Sprachdaten in dem Vollduplexmodus, das heißt, sowohl in der Übertragungs- als auch in der Empfangsrichtung, übermittelt werden.

Wenn in Schritt 630 eine Anrufbeendigung oder ein Auflegen erfasst wird, wird der „Ja"-Zweig von Schritt 630 bis zu Schritt 638 ausgeführt, in dem ein Anrufüberwachungszeichen von dem PSTN, in dem die Anrufbeendigung aufgetreten ist, zunächst durch die ICM an der Endstelle empfangen wird und anschließend durch das TIRM an der Endstelle zu der ICM an dem anderen Standort gesendet wird. Der Vorgang geht anschließend zu Schritt 640 über, in dem die erforderlichen Verfahrensschritte durchgeführt werden, um aufzulegen oder den Anruf „abzubrechen". Der Vorgang endet schließlich in Schritt 642, und die Anordnung gibt im Wesentlichen die Ressourcen frei, die mit dem bestimmten Anruf verbunden waren, so dass sie zur Verarbeitung eines anderen Anrufes zur Verfügung stehen.

Die Schritte 628 bis 636 von 6 stellen den Datenübertragungsabschnitt eines Vollduplextelefonanrufes dar. Der Empfang von Daten von der dezentralen Stelle beginnt mit Schritt 644, der gleich nach dem Schritt 626 ausgeführt wird, das heißt, nachdem die dezentrale ICM gemeldet hat, dass die Zieltelefonnummer erfolgreich gewählt worden ist. Die Ausführung des Schrittes 644 sowie der nachfolgenden mit dem Datenempfang verbundenen Schritte wird parallel zu der Datenübertragungsfunktion, das heißt, den Schritten 628 bis 636, ausgeführt. Nachdem die lokale ICM jedes Datenpaket von der dezentralen ICM über die TIRM in Schritt 644 empfangen hat, führt die Anordnung in Schritt 646 Tests durch, um zu bestimmen, ob der Anruf durch das Auflegen des dezentralen Teilnehmers beendet wurde. Wenn eine Anrufbeendigung erfasst wird, geht die Ausführung der Anordnung entlang des „Ja"-Zweiges von Schritt 646 zu den Schritten 640 und 642 über, und es werden die geeigneten und wie vorangehend beschriebenen Auflege- und Beendigungsvorgänge durchgeführt.

Wenn in Schritt 646 keine Anrufbeendigung erfasst wird, führt die Anordnung Schritt 648 aus und führt die Dekompression durch, wenn die Datenkompression an der Gegenstelle eingeschaltet worden ist. Ebenso geht die Anordnung zu der Ausführung des Schrittes 650 über und führt die Überwachung und Korrektur der Leitungsqualität durch, wenn diese Funktion ebenfalls eingeschaltet ist. Schließlich wird das verarbeitete Sprachdatenpaket in Schritt 652 durch die lokale ICM über das Sprachressourcenmodul zu dem TNIM gesendet, so dass es unter Verwendung des PSTN zu dem Benutzer übertragen werden kann. Die Vorgehensweise kehrt anschließend zu Schritt 644 zurück, um ein nachfolgendes Sprachdatenpaket zu empfangen und zu verarbeiten.

Der logische Ablauf eines Anrufes durch einen lokalen ITS-Knoten, der sich an einem Standort eines angerufenen Teilnehmers befindet, das heißt, aus der Sicht des angerufenen Teilnehmers, wird im Folgenden in Bezug auf 7 beschrieben. Wie in 7 dargestellt ist, empfängt die ICM in Schritt 702 eine Meldung, dass ein Anruf über das Internet aufgebaut wurde. Sie empfängt darüber hinaus Anrufaufbaudaten und die Telefonnummer des angerufenen Teilnehmers und geht in Schritt 708 dazu über, diese Nummer über das CAM zu wählen. Wenn der Anruf zu der Zieltelefonnummer ausgeführt wurde, sendet die ICM in Schritt 710 eine Anrufausführungsnachricht zu der dezentralen ICM.

Zu diesem Zeitpunkt wird die Nachrichtenübermittlungsverbindung zwischen dem anrufenden Teilnehmer und dem angerufenen Teilnehmer eingerichtet, und der lokale sowie der dezentrale ITS-Knoten fahren mit dem Austausch von Sprachdatenpaketen fort. Dies wird in dem verbleibenden Abschnitt von 7 dargestellt, der dem Datenaustauschabschnitt der vorangehend diskutierten 6 entspricht. Die in 7 dargestellten Schritte, die den vorangehend im Zusammenhang mit 6 diskutierten Schritten entsprechen, wurden mit denselben Referenznummer bezeichnet. Demzufolge muss die Beschreibung dieser Schritte in 7 an dieser Stelle nicht wiederholt werden, da sie denselben in 6 ausgeführten Schritten entsprechen.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der einzelnen Blöcke von 5 in Bezug auf die 8 bis 10 ausführlich beschrieben. In Bezug auf 8 wird ein Ablaufplan der Funktionsweise des CIM-Moduls dargestellt. In Schritt 802 empfängt das CIM-Modul eine Verbindungsanforderung von der ICM. Diese Verbindungsanforderung umfasst die Zieladresse des dezentralen ITS-Knotens. In Schritt 804 fährt das CIM damit fort, eine Internetverbindung über das Internet zu dem CAM, das sich an dem dezentralen ITS-Knoten befindet, herzustellen. In Schritt 806 führt das CIM Tests durch, um zu bestimmen, ob die Verbindung erfolgreich war. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, dann sendet das CIM eine Anrufinitiierungsnachricht zu dem CAM, die anzeigt, dass ein neuer Anruf bearbeitet werden muss. Die Anrufinitiierungsnachricht enthält Informationen, wie beispielsweise spezielle Konfigurationsinformationen, die das zu verwendende Kommunikationsprotokoll anzeigen, und die anzeigen, ob die Kompression eingeschaltet wurde und so weiter, und wenn dies der Fall ist, welcher Typ eingeschaltet worden ist, ob die Echokompensation eingeschaltet wurde und ob weitere Informationen zum ordnungsgemäßen Bearbeiten des Anrufes erforderlich sind. Die Anrufinitiierungsnachricht enthält darüber hinaus die Zieltelefonnummer des angerufenen Teilnehmers. In Schritt 810 informiert das CIM die ICM darüber, dass eine Verbindung mit dem CAM an dem dezentralen ITS-Knoten erfolgreich eingerichtet wurde. Die ICM wartet auf eine Meldung, dass die Zielnummer erfolgreich durch die dezentrale ICM gewählt wurde. Wenn in Schritt 806 bestimmt wird, dass die Verbindung nicht erfolgreich hergestellt wurde, geht das CIM zu Schritt 812 über, um die ICM über das Scheitern des erfolgreichen Verbindens zu dem dezentralen ITS-Knoten zu benachrichtigen.

Im Folgenden wird in Bezug auf 9 ein Ablaufplan der Funktionsweise des CAM-Moduls dargestellt. In Schritt 850 wartet das CAM-Modul auf eine Verbindungsanforderung von einem CIM-Modul, das sich an einem dezentralen ITS-Knoten befindet und empfängt diese. In Schritt 852 fährt das CAM damit fort, eine Verbindung über das Internet zu dem CIM herzustellen, das sich an dem dezentralen ITS-Knoten befindet. Das CAM bestimmt in Schritt 854, ob eine erfolgreiche Verbindung hergestellt wurde. Wenn die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, geht das CAM zu Schritt 856 über und empfängt die Anrufaufbaudaten von dem CIM an dem dezentralen ITS-Knoten. Wie vorangehend beschrieben, enthalten diese Anrufaufbaudaten solche Informationen wie beispielsweise die Zieltelefonnummer des angerufenen Teilnehmers. Die empfangenen Anrufaufbauinformationen und die Zieltelefonnummer werden anschließend durch das CAM zu der ICM übertragen, die wiederum das TNIM anweist, die Zieltelefonnummer zu wählen.

In Folgenden wird in Bezug auf 10 ein Ablaufplan der Funktionsweise des TIRM-Moduls dargestellt. In Schritt 902 empfängt das TIRM Nachrichten, die entweder von der ICM, die sich lokal an demselben Knoten befindet, oder über das Internet von einer TIRM-Modul-Gegenstelle stammen, die sich an dem dezentralen ITS-Knoten befindet. Wenn die Nachricht von der lokalen ICM stammt, empfängt das TIRM diese Nachricht in Schritt 904. Die Nachricht von der lokalen ICM kann Sprachdaten enthalten. Darüber hinaus kann die Nachricht weitere Informationen, wie beispielsweise die Zieltelefonnummer, Informationen bezüglich des Auflegens des Anrufers und so weiter, enthalten. In Schritt 906 paketisiert das TIRM diese Nachricht in Datenpakete geeigneter Länge und eines geeigneten Formats und stellt einen Nachrichten-Header voran, der die Nachrichtengröße, den Datentyp (Sprache, Telefonnummer und so weiter) oder die Nachrichtensequenznummer enthält. Das Paket oder die Nachricht wird anschließend über die eingerichtete Internetverbindung zu dem dezentralen ITS-Knoten gesendet. Das TIRM geht anschließend zu Schritt 908 über, um zu bestimmen, ob eine Beendigungsnachricht empfangen worden ist. Wenn keine Beendigungsnachricht empfangen wurde, das heißt, wenn der gegenwärtige Anruf noch aktiv ist und zusätzliche Daten übertragen werden müssen, kehrt das TIRM zu Schritt 902 zurück, um weitere Nachrichten zu empfangen. Wenn in Schritt 908 bestimmt wird, dass eine Beendigungsnachricht empfangen wurde, trennt das TIRM in Schritt 910 die Internetverbindung.

Alternativ dazu geht das lokale TIRM, wenn die in Schritt 902 empfangene Nachricht von dem dezentralen TIRM stammt, zu Schritt 912 über, um Sprachdaten oder Auflegeinformationen von dem dezentralen TIRM zu empfangen. Die Header-Informationen, die die Sequenznummer enthalten, werden in Schritt 914 validiert. Die Validierung der Sequenznummer stellt sicher, dass die Nachrichten in der richtigen Reihenfolge angekommen sind. Die empfangenen Nachrichten, wie beispielsweise Sprachdaten, werden in Schritt 916 zu der ICM übertragen. Das TIRM geht anschließend zu Schritt 918 über, um zu bestimmen, ob eine Beendigungsnachricht empfangen wurde. Wenn keine Beendigungsnachricht empfangen wurde, das heißt, der gegenwärtige Anruf noch aktiv ist und zusätzliche Daten übertragen werden müssen, kehrt das TIRM zu Schritt 902 zurück, um weitere Nachrichten zu empfangen. Wenn in Schritt 918 bestimmt wird, dass eine Beendigungsnachricht empfangen wurde, wird die Internetverbindung in Schritt 920 beendet. Die Verarbeitung der Schritte 904 bis 910 wird parallel zu der Verarbeitung der Schritte 912 bis 920 ausgeführt, da die Nachrichten gleichzeitig von der lokalen ICM sowie von dem dezentralen TIRM empfangen werden.

Die Erfindung wurde insbesondere in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform davon dargestellt und beschrieben, einer Person mit gewöhnlicher Erfahrung auf dem Gebiet der Technik ist jedoch offensichtlich, dass mehrere Änderungen an der Form und den Details daran vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der angehängten Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]
Verfahren, um einen Vollduplextelefonanruf zwischen einem ersten Telefonapparat (204) und einem zweiten Telefonapparat (202) unter Verwendung eines Computernetzwerks (214) zu vermitteln, das mindestens Teil einer Nachrichtenübermittlungsverbindung ist, die die ersten und zweiten Telefonapparate (204, 202) verbindet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

Wählen einzig der Rufnummer des zweiten Telefonapparates (202) an dem ersten Telefonapparat (204);

Vermitteln eines ersten Telefonanrufs zu einem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) durch ein zentrales Amt (218),

Empfangen des ersten Telefonanrufs von dem zentralen Amt (218) an dem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216), der von dem ersten Telefonapparat (204) vermittelt wurde, von dem der Vollduplextelefonanruf initiiert wurde;

Einrichten einer Nachrichtenübermittlungsverbindung zwischen dem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) und einem dezentralen zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) über das Computernetzwerk (214);

Vermitteln eines zweiten Telefonanrufs von dem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) zu dem zweiten Telefonapparat (202); und

Verbinden des ersten Telefonanrufs, der Nachrichtenübermittlungsverbindung und des zweiten Telefonanrufs, um dadurch einen Telefonanruf zwischen dem ersten Telefonapparat (204) und dem zweiten Telefonapparat (202) aufzubauen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfasst:

Empfangen des ersten Telefonanrufs von einem öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk (210).
Verfahren gemäß Anspruch 2, das weiterhin den Schritt umfasst:

Vermitteln des zweiten Telefonanrufs unter Verwendung des öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerks (210).
Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiterhin den Schritt umfasst:

Vermitteln des zweiten Telefonanrufs unter Verwendung eines öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerk (210).
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Computernetzwerk (214) mindestens ein Teil eines Internetcomputernetzwerks ist. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die ersten und zweiten Computernetzwerkzugangsanschlüsse (216, 206) erste und zweite Telefonvermittlungsstellen sind, und das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst:

Verwenden einer Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502), um den ersten Telefonanruf zu empfangen;

Verwenden einer Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506), um den ersten Telefonanruf zu beantworten;

vermitteln des ersten Telefonanrufs von der Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502) zu einem Sprachressourcenmodul (504), um diesen zu verarbeiten und dann den ersten Telefonanruf an die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) zu vermitteln;

Verwenden eines Anrufinitiierungsmoduls (510), um durch das Computernetzwerk (214) eine Verbindung zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) herzustellen;

übertragen von Anrufaufbauinformation von dem Anrufinitiierungsmodul (510) zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206); und

übertragen von in dem erstem Telefonanruf enthaltener Information von der Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206).
Verfahren gemäß Anspruch 6, das weiterhin den Schritt umfasst:

Bestimmen des Vermittlungsverfahrens mit den geringsten Kosten, um den ersten Telefonanruf von der ersten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (216) an den zweiten Telefonapparat (202) zu vermitteln.
Verfahren gemäß Anspruch 7, das weiterhin den Schritt umfasst:

Vermitteln des ersten Telefonanrufs von der ersten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (216) an den zweiten Telefonapparat (202) unter Verwendung des öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerks (210), basierend auf dem Vermittlungsverfahren mit den geringsten Kosten.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Schritt des Bestimmens den weiteren Schritt umfasst, eine hierarchische Suche basierend auf Information auszuführen, die bezeichnend ist für den zweiten Telefonapparat (202). Verfahren gemäß Anspruch 6, das weiterhin den Schritt umfasst:

Ausführen von mindestens einem aus der Gruppe bestehend aus Datenkompression, Echokompensation und Rauschfilterung auf die Information, die in dem ersten Telefonanruf enthalten ist.
Verfahren gemäß Anspruch 6, das weiterhin die Schritte umfasst, an einem Anrufannahmemodul (516) die Information zu empfangen, die in dem zweiten Telefonanruf von der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) enthalten ist;

Vermitteln dieser in dem zweiten Telefonanruf enthaltenen Information zu dem Computernetzwerkanrufmanager (506) und dann zu dem Sprachressourcenmodul (504) zum Zweck der Verarbeitung; und

Vermitteln dieser in dem zweiten Telefonanruf enthaltenen Information von dem Sprachressourcenmodul (504) zu der Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502) zur Übertragung auf den ersten Telefonapparat (244) als Teil von dem ersten Telefonanruf.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Computernetzwerk (214) ein Internet ist und wobei der zweite Telefonanruf von dem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) zu dem zweiten Telefonapparat (202) unter Verwendung eines PSTN (210) vermittelt wird,

wobei das Verfahren weiterhin die Schritte umfasst:

Umwandeln von an dem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) empfangenen Daten aus dem zentralen Amt (218) in ein vom Internet unterstütztes Protokoll; und

Umwandeln von an dem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) empfangenen Daten aus dem Computernetzwerk (214) von dem vom Internet unterstütztem Protokoll in ein analoges Audiosignal, das durch das PSTN (210) gesendet wird.
Anordnung für das Vermitteln eines Vollduplextelefonanrufs zwischen dem erstem Telefonapparat (204) und einem zweiten Telefonapparat (202) unter Verwendung eines Computernetzwerks (219) als mindestens Teil einer Nachrichtenübermittlungsverbindung, die die ersten und zweiten Telefonapparate (204, 202) verbindet, wobei die Anordnung folgendes umfasst:

einen ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216), der eingerichtet ist, um einen ersten Telefonanruf von einem zentralen Amt (218) zu empfangen, der von dem ersten Telefonapparat (209) vermittelt wurde, der den Vollduplextelefonanruf initiiert hat, wobei an dem ersten Telefonapparat (204) nur die Rufnummer von dem zweiten Telefonapparat (202) gewählt wird und der erste Telefonanruf durch das zentrale Amt (218) an den ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) vermittelt wird;

eine Nachrichtenübermittlungsverbindung über das Computernetzwerk (214) zwischen dem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) und einem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206);

eine Anrufschaltung, die eingerichtet ist, um einen zweiten Telefonanruf von dem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) zu dem zweiten Telefonapparat (202) zu vermitteln; und

eine Anrufverwaltungsschaltung die eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf, die Nachrichtenübermittlungsverbindung und den zweiten Telefonanruf zu verbinden, um dadurch einen Telefonanruf zwischen dem ersten Telefonapparat (204) und dem zweiten Telefonapparat (202) aufzubauen.
Anordnung gemäß Anspruch 13, die weiterhin umfasst:

eine Schnittstellenschaltung für das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk (502), die eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf durch ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (210) zu empfangen.
Anordnung gemäß Anspruch 14, die weiterhin umfasst:

eine zweite Schnittstellenschaltung für das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk, die eingerichtet ist, um den zweiten Telefonanruf durch das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk (210) zu vermitteln.
Anordnung gemäß Anspruch 13, wobei eine Schnittstellenschaltung für das öffentliche Telefonvermittlungsnetzwerk eingerichtet ist, um den zweiten Telefonanruf durch ein öffentliches Telefonvermittlungsnetzwerk (210) zu vermitteln. Anordnung gemäß Anspruch 14, wobei das Computernetzwerk (214) eine Internetcomputernetzwerkverbindung umfasst. Anordnung gemäß Anspruch 17, wobei die ersten und zweiten Zugangsanschlüsse (216, 206) erst und zweite Telefonvermittlungsstellen sind, die weiterhin umfassen:

eine Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502), die eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf zu empfangen;

eine Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506), die eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf zu beantworten;

die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506), die eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf zur Verarbeitung von der Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502) an ein Sprachressourcenmodul (504) zu vermitteln und den ersten Telefonanruf an die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) zu vermitteln;

ein Anrufinitiierungsmodul (510), das eingerichtet ist, um eine Verbindung durch das Computernetzwerk (214) zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) aufzubauen;

eine Anrufaufbauinformationsschaltung, die eingerichtet ist, um Anrufaufbauinformation von dem Anrufinitiierungsmodul (510) zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) zu senden; und

die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506), die eingerichtet ist, um Information, die in dem ersten Telefonanruf enthalten ist, von der Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) zu der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) zu übertragen.
Anordnung gemäß Anspruch 18, die weiterhin umfasst:

eine Anordnung zur Vermittlung mit den geringsten Kosten (514) zur Bestimmung eines Vermittlungsverfahrens mit den geringsten Kosten, um den ersten Telefonanruf von dem ersten Computernetzwerkzugangsanschluss (216) zu dem zweiten Telefonapparat (202) zu vermitteln.
Anordnung gemäß Anspruch 19, wobei die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) eingerichtet ist, um den ersten Telefonanruf von der ersten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (216) an den zweiten Telefonapparat (202) zu vermitteln unter Verwendung des öffentlichen Telefonvermittlungsnetzwerks (210), basierend auf dem Vermittlungsverfahren mit den geringsten Kosten. Anordnung gemäß Anspruch 19, wobei die Anordnung zur Vermittlung mit den geringsten Kosten (514) eine hierarchische Suche umfasst, die eingerichtet ist, um basierend auf Information zu suchen, die für den zweiten Telefonapparat (202) bezeichnend ist. Anordnung gemäß Anspruch 18, die weiterhin umfasst:

mindestens eines aus der Gruppe, die eine Datenkompressionsschaltung (520), eine Echokompensationschaltung und ein Rauschfilter (522) umfasst, die eingerichtet sind, um in Bezug auf die in dem ersten Telefonanruf enthaltene Information wirksam zu werden.
Anordnung gemäß Anspruch 18, die weiterhin umfasst:

ein Anrufannahmemodul (556), das eingerichtet ist, um in dem zweiten Telefonanruf von der zweiten Computernetzwerktelefonvermittlungsstelle (206) enthaltene Information zu empfangen;

wobei die Computernetzwerkanrufverwaltungsvorrichtung (506) eingerichtet ist, um die in dem zweiten Telefonanruf enthaltene Information für die Verarbeitung an das Sprachressourcenmodul (504) zu vermitteln und dann an die Telefonnetzwerkschnittstellenvorrichtung (502) zur Übertragung an den ersten Telefonapparat (204) als Teil des ersten Telefonanrufs.
Anordnung gemäß Anspruch 13, wobei das Computernetzwerk (214) ein Internet ist und die Anrufschaltung angepasst ist, um unter Verwendung eines PSTN (210) den zweiten Telefonanruf von dem zweiten Computernetzwerkzugangsanschluss (206) zu dem zweiten Telefonapparat (202) zu vermitteln, wobei der erste Computernetzwerkzugangsanschluss (216) eingerichtet ist, um von dem zentralen Amt (218) empfangene Daten in ein vom Internet unterstütztes Protokoll umzuwandeln, und der zweite Computernetzwerkzugangsanschluss (206) eingerichtet ist, um von dem Computernetzwerk (214) empfangene Daten von dem durch das Internet unterstützte Protokoll in ein analoges Audiosignal umzuwandeln, das durch das PSTN (210) übertragen wird.






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