通信系统

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本发明涉及一种通信系统，在其交换设备上至少接有一个通信设 备，且至少还接有一个计算机装置。\n越来越多的模拟通信设备由数字通信设备代替了，而这些数字通信 主要依据的是ISDN标准(集成业务数字网)。ISDN是根据许多国际 数字通信标准来进行定义的，在世界范围内，它已为许多通信公司所 熟知。采用ISDN技术，可通过公共通信网来发送数字信息，这些信息 既包括语言，还包括数据、图形、色调及影片等等。该ISDN标准包括 数字标准传输协议、接口及通信电缆。用户可采用两种ISDN接口方 式。国际基本接口(So)包括两个64千位/s的B信道以及一个16千 位/s的D信道。B信道用来传输有效信息。D信道则用于信号化工作。 于是，在一个So接口处可带8个电话或其它终端设备进行工作。\n除基本接口(So)外，同样也可采用国际标准的初级多路接口(S2M)， 它包括30个B信道以及一个64千位/s的D信道。\nISDN电话可直接在公共网或私用小交换机(PABX，私用自动分支 交换机)上工作。在德国，公共通信网通常采用两线UKO接口。在一种 所谓的网络终端(NT)上，这种UKO接口被转化为四线So接口。为了 正常工作，网络终端需要从公共电流网上获取能量。在电流中断的情 况下，网络终端由一种紧急终端设备提供供电，该紧急终端设备是从 公共通信网上获取能量的。在So接口处，紧急工作状态由一个供电电 压逆变器进行显示。\n优选地，终端设备通过UPO接口接在小交换机上。同时，UPO接口还 传输两个B信道以及一个D信道。这种UPO接口不是国际标准。因此， 除它之外还有许多其它的厂家规定U接口。\n由于ISDN标准为一种数字标准，因此计算机很容易通过插卡的方 式接到ISDN接口上。同电话的语言传输或传真设备的图形传输相反， 计算机所传输的数据格式是大不相同的。因此，在互联网范围内，可 采用大量的图形格式、语言压缩方法，直到传输动画的格式等等。其 现有技术为，利用计算机来发送和接受传真。一台连有打印机和扫描 器的计算机在装有相应软件的情况下，可以代替一台传真机。\n在目前的PC世界中存在一个问题，就是采用接口缺乏灵活性。PC 都是标准地装配一个键盘接口，一个并行接口及两个串行接口(RS- 232)。键盘接口由键盘所占用。一个串行借口装设鼠标，并行接口则 预留给打印机用。对其它外围设备而言，就只有两个串行接口可以使 用了。在PC范围内，通过一个串行接口进行数据传输的最大限度不能 超过115.2千位/s。因此，对于产生大量数据群的外围设备，如扫描 器等，可通过另外的插卡直接连到计算机内部总线上，这种内部总线 如PCI-总线或ISA-总线等。对此，必须打开计算机，还要安装另外的 插卡。另外，在PC范围内的各种接口还有一个缺点，就是需要采用许 多不同的插塞连接。为解决这个问题，现有技术中公布了不同的总线 系统。与PCI(外围元件互连接)总线及ISA(工业标准建筑)总线不 同的是，SCSI(小型计算机系统接口)接口也可以从计算机外壳内接 出来，但它能连接七个数据传输率较高的外围设备，如磁盘或扫描器 等。在低价位区，有许多总线可供采用，如苹果桌面总线(ADB)，RS- 232接口延伸后的RS-485接口，接入总线(A.b)，连接高速公路接口 (CHI)，Geoport，以及新近的通用串联总线(USB)等等。\n在定义USB标准时，其一个主要目的就是采用廉价的总线系统将外 部外围设备同PC连接起来。USB总线提供小到中型的数据传输率(最 大到12兆位/s)。因此，USB总线特别适用于连接多个外围设备，如 扫描器，个人数字助理机(PDA)、键盘以及鼠标等。在USB总线上最 多可连接127个设备。另外，PCI总线支持即插即用功能。连接电缆 为屏蔽的四芯导线。其中有两根导线用来传送5V的供电电压。另外两 根导线相互绞合，用来传输信号。对于1.5兆位/s的数据传输率，采 用非屏蔽的非绞合电缆就已经足够了。配置插头时，应能保证终端设 备将5A的最大电流输至USB总线的供电线。由于USB总线能够提供能 量，所以外围设备无需制造电源元件，由此便节省了费用。\nPC及另外诸如电话的终端设备可以一起接在公共通信网上，或者接 在私用小交换机上。倘若公共通信网或私用小交换机提供有一种接 口，如So接口或UPO接口，而这些接口又可允许连接多个终端设备， 那么，PC及终端设备就可在该接口处进行工作，如附图3所示。考虑 到费用问题，通常的电话只配备了最必要的功能。因此，在附图3中， 电话或终端设备只能将数据发送给小交换机或从小交换机接收到数 据。所以如附图3所示，PC与终端设备之间的通信只能通过小交换机 (PABX)间接地进行。另外，在附图4中示出了一种由厂家规定的方 案，其中，PC典型地通过一种RS-232接口由终端设备(TE)接到小 交换机(PABX)上。这种方案的优点在于，在PC侧可以动用当前诸如 RS-232的接口。其缺点在于，这种所谓的接口没有PC进行完全控制 所需要的带宽。\n此外，附图3示出了一种电话内部结构。一般来讲，电话占有三个 用户接口，亦即一个传声器(声源)、一个扬声器(声汇)以及一个 用于选择过程(D信道)的键盘。这三个用户接口由另外的输入输出 单元进行更新，并利用UpO/E接口或So接口由电话IOM-2总线(输入 输出多路转换器)接到小交换机(PABX)或公共通信网上。IOM-2接 口带有一种用于三个IOM信道的框架结构。每个IOM信道都带有四个 可用的64千位/s子信道。在IOM-2框架结构中，依次加有2个B信 道(64千位/s)、1个D信道(16千位/s)、1个D*信道(16千位 /s)、1个CTRL信道(16千位/s)以及2个IC信道(64千位/s)。 优选地，B信道用来同电话总局交换语言数据。D信道用来同电话总局 交换控制信息。两个IC信道优选地用来同其它终端设备进行语言数据 交换，譬如，这种其它终端设备为电话子机等等，D*信道及CTRL信道 则用来同其它终端设备进行控制信息交换。如果与电话总局相接的电 话接有其它电话(电话子机)，那么它必须按照电话主机进行配置。\n在US-A 4,748,656中曾公布过一种接口装置，它接在一种带通信 终端设备的通信系统上。该接口通过在个人计算机内装入一种插卡来 实现，一方面，计算机对接入通信终端设备的工作进行控制，另一方 面又对通信系统提供服务。由通信系统发出的全部信号都由个人计算 机来计算，并被转化成合适的控制信号，然后送至通信终端设备。从 通信终端设备收来的数据在个人计算机内进行计算和修改。由此导出 合适的控制和信化信号，然后由个人计算机将其送至通信系统。然而， 在个人计算机与通信终端设备之间的接口处，若想接入其它的外围设 备是不可能的，在切断个人计算机的情况下，要想通信终端设备独立 工作也是不可能的。\n在“Isar-laesst Daten statt Wasser fliessen”ELEKTRONIK Bd.45，Nr.20，1996年10月1日，第56至60页中，讲述了一种 半导体组件，它既可用于数字数据传输，又可用于模拟数据传输。这 种组件适用于价格适宜的无源ISDN-PC卡，而该ISDN-PC卡可同ISDN 用户和模拟网用户进行并行数据传送通信，也可以用来传输数据。对 基于上述半导体组件的无源ISDN-PC卡来说，其功能与有源卡是等同 的。在一种应用范例中，该种半导体组件通过一个IOM-2总线接在ISDN 无线电发收机上，且通过一种局部总线连到PC-总线接口上。\n本发明的任务为提供一种方案，PC与电话可根据该方案进行连接， 在此，硬件与软件费用可以很低，同时，通过PC与电话之间的接口还 可接入其它的外围设备。\n该任务由一种通信系统来实现，它带有至少一个计算机装置、至少 一个通信终端设备和一个接在公共通信网上的交换设备，在此，\n计算机装置与通信终端设备通过第一种总线系统连接起来，\n通信终端设备通过一种接口接在交换设备上，\n通信终端设备带有第一种工作模式，在该种模式下，从交换设备接 来的接收数据由通信终端设备转换到第一种总线系统上，然后由第一 种总线系统将其送至计算机装置内，\n计算机装置带有装置来处理从通信终端设备接来的数据，并通过第 一种总线系统将这些数据送至通信终端设备，对此，数据从该通信终 端设备输出，\n其特征在于，第一种总线系统的带宽大于第二种总线系统的带宽， 第二种总线系统用来连接通信终端设备的单个内部组件，此外，在第 一种工作模式下，由通信终端设备产生的发送信号通过第一种总线系 统被送至计算机装置内，该计算机装置利用其处理装置对接来的数据 进行处理，而处理后的发送数据再经过第一种总线系统被送回到通信 终端设备，通信终端设备将这些数据在相应的接口上转换以送至交换 设备。\n本发明的优选实施方案为从属权利要求的目标。\n下面根据附图来详细阐明以下本发明的一种优选实施方案。其中：\n附图1示出了按照本发明的PC与终端设备之间通过USB总线进行 耦合连接的一种方式，其中，PC通过USB间接地与小交换机(PABX) 相连，而PC终端设备则通过一个UpO/E接口与小交换机(PABX)相连， 对此，USB内至少有2个IC、D*及CTRL信道的带宽大于Upo接口的带 宽，\n附图2为附图1所示终端设备的层状模型，它既可以按惯用的调和 (调和)模式(BRI)工作，又可以按本发明的蝴蝶(蝴蝶)模式(BFL) 工作，\n附图3示出了一种通常情况下的逻辑数据流，在此，PC及终端设备 通过一个So接口或UpO/E接口由2个B信道和1个D信道接到小交换 机上，\n附图4示出了一种惯用的电缆敷设形式，在此，PC通过一个RS-232 接口或So接口由终端设备(TE)接到小交换机上，\n附图5示出了本发明的一种蝴蝶构造形式，其中，PC与终端设备 (TE)通过一个USB接口进行连接，且终端设备通过一个UpO/E接口接 在小交换机(PABX)上，\n附图6以图解形式示出了在调和模式下本发明的蝴蝶结构中的数据 传输情况，在此，终端设备以惯用的方式由小交换机进行控制，且在 PC与终端设备(TE)之间没有直接的数据传输，\n附图7以图解形式示出了本发明蝴蝶模式下的一种蝴蝶结构，在 此，终端设备(TE)由PC进行控制，此外，终端设备只是在小交换机 与PC之间递送数据，如果需要的话，PC又可通过USB总线将数据送 到终端设备上，例如，送到扬声器的输出端上。\n在附图1所示的本发明优选实施方案中，优选地示出了一种电话作 为终端设备(TE)，它通过一个UpO/E接口与小交换机(PABX)物理连 接起来。根据另外一种实施方案，终端设备可通过另外一种接口，如 So或UKO接口同公共通信网连接起来。优选地，PC与终端设备通过一 种USB总线物理连接起来。附图5示出了PC，终端设备(TE)以及小 交换机之间的电缆敷设形式，该电缆敷设是附图1所示信息交换所必 需的。\n从原理上讲，对于附图1中PC与终端设备之间的物理连接，必须 考虑所有已知的总线都能传输(4×64千位/s+16千位/s)(4个B信 道及1个D信道)的带宽。倘若PC与终端设备之间的物理接口能够接 收IOM-2总线的总带宽，也即接收整个IOM-2框架结构(如附图2)， 那么终端设备内的硬件费用便可大大下降。如上文所述，IOM-2总线 的带宽为12×64千位/s。其对应值为12个B信道或一共768千位/s。 这种条件尤其不满足串行接口(RS-232)和So接口(如附图4所示)。 但这种带宽可典型地用于USB总线。\n由于USB总线能够传输总IOM-2框架结构，因此，必须从IOM-2框 架结构中分出2个IC信道，2个B信道给小交换机，且分出D信道的 费用没有以前那么昂贵。通过总IOM-2框架结构对PC进行传输，PC 可完全控制终端设备。因此，小交换机发至终端设备(下连接)的数 据可以用一种较简单的方法送入PC。此外，PC可通过在IOM-2框架结 构中插入数据，以一种较简单的方法把数据间接发送给小交换机。在 PC与终端设备之间，每个方向上(上连接与下连接)都有两个可用的 IC信道。\nIOM-2框架结构没有完全占用USB总线的带宽。因此，如附图6所 示，其它外围设备也可通过USB总线接到PC上。在此，可典型地考虑 将扬声器、其它传声器、芯卡读数器、短选择存储器、键盘、鼠标以 及照相机用作可视电话。\n附图2示出了终端设备内的位框架结构，它的各个层1是相互叠加 起来的。最下层为USB总线。USB总线上方为IOM-2层。在终端设备 方向上，IOM-2模块对应于OSI层模块的层1。在PC方向上，OSI模 块的层1由USB总线表示。在此处没有示出的层1转换器(如一种电 话插入适配器)内，层1产生IOM/USB转换。LAP层对应于OSI层模 块的层2，这在附图2中没有示出。OSI层模块的层3被称为信号化协 议SIG PROT。信号化协议可位于两种工作状态。第一种工作状态为 调和模式。在调和模式下(参考附图4及附图6)，终端设备由小交 换机PABX进行控制。第二种工作状态为蝴蝶模式(BFL)(参考附图 5及附图7)。在蝴蝶工作模式下，终端设备只是在PC与小交换机之 间递送数据，而不对这些数据产生作用。PC与终端设备之间的数据(语 言)通过两个IC信道进行交换。终端设备通过控制信道(CTRL)从 PC中获取指令(同样参考附图7)。诸如键盘输入类的控制指令可由 电话通过D*信道送至PC。\n附图6示出了调和模式下的逻辑信息流。终端设备通过UpO/E接口同 小交换机进行通信。利用图中与小交换机连接的粗线，小交换机可对 终端设备实行控制。一方面，PC可通过USB总线同外围设备进行通信， 又可通过USB总线同小交换机进行通信，另一方面，PC又可同终端设 备进行通信。在切断PC的情况下，电话也可实现调和模式。在调和模 式下，终端设备受小交换机控制。\n附图7示出了一种蝴蝶模式下的通信。终端设备(TE)通过USB总 线由PC进行控制。这在图中是用粗USB线表示的。数据只是在PC与 小交换机(PABX)之间进行交换。这些数据仅是通过终端设备，并在 UpO/E接口与USB总线之间进行转换。PC通过控制信道(CTRL)控制终 端设备。电话上的键盘输出通过D*信道发送到PC中。终端设备与PC 通过IC信道进行数据(语言)交换。\n在PC中，由蝴蝶结构对来自小交换机的数据进行预处理，并将输 出接到电话机上。与此相反，在语言输入转发到小交换机之前，可典 型地通过PC内电话对它进行预处理。譬如，PC可以实行语言编码。 由此，PC对来自电话机的语言数据进行编码，然后转发到小交换机 上。小交换机的编码语言信号以清楚本的形式转发到终端设备上。由 于小交换机只占用一个B信道，终端设备占有一个IC信道，因此，PC 中的另一个B信道可用来进行并行工作。\n此外，蝴蝶结构还适合在PC上实现一种呼叫应答器。由于较高的 计算能力和磁盘上较高的存储容量，PC的优点显得非常突出。因此， 为了在蝴蝶结构中实现呼叫应答功能，只要在PC上加入软件就可以 了。优选地，反复地通过电话机来产生语言输入输出。当然，还可在 PC上连接其它的外围设备。\n利用蝴蝶结构，计算机-电话集成另外还有一种用途，那就是可视 电话。利用标准H.320，有一种标准可用于窄带图形传输。由于PC 中已有一个显示屏，所以只需要一个摄像的照相机就可以了。该照相 机可典型地接在USB总线上。根据H.320标准，采用UpO/E接口的一 个B信道进行视频传输。第二个B信道则用来传输语言信号(与图形 数据一起进行多路调制)。语言数据通过电话机输入与输出。首先， 根据蝴蝶结构，PC与电话机之间通过一个IC信道进行语言数据交换。 PC再通过一个B信道将语言数据发送到小交换机。由此通过电话机传 送出语言数据。利用这种看似很复杂的方法，可以尽可能地将硬件费 用，尤其是电话机内的硬件费用控制得很低，并可将电话软件进行最 大程度的标准化。