EP1323276A2 - Verfahren und vorrichtung zur übertragung von informationen mit einem sprach- und einem datenanteil - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur übertragung von informationen mit einem sprach- und einem datenanteil

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EP1323276A2
EP1323276A2 EP01974041A EP01974041A EP1323276A2 EP 1323276 A2 EP1323276 A2 EP 1323276A2 EP 01974041 A EP01974041 A EP 01974041A EP 01974041 A EP01974041 A EP 01974041A EP 1323276 A2 EP1323276 A2 EP 1323276A2
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EP
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data
voice
ports
information
interface unit
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EP01974041A
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Rainer Windecker
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Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
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    • H04L12/6418—Hybrid transport
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04M7/006—Networks other than PSTN/ISDN providing telephone service, e.g. Voice over Internet Protocol (VoIP), including next generation networks with a packet-switched transport layer
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    • H04L12/64—Hybrid switching systems
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    • H04L2012/6483—Video, e.g. MPEG

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for Internet protocol (IP) based transmission of information with a voice and a data portion in a communication system according to the preamble of claim 1.
  • IP Internet protocol
  • the information is compressed before transmission.
  • the speech portion can be compressed with loss.
  • the algorithm used for this purpose must not be applied to the data portion of the information, since it would lead to an undesired loss of information.
  • FIG. 3 schematically shows a device for transmitting information in a conventional communication system.
  • the information from a transmitter 10 for a receiver 40 is separated via a first interface unit 20 according to voice and data portion to a second
  • Transfer interface unit 30 The separate transfer of the shares is supported by a tax message (dashed ter arrow) controlled.
  • the arrow symbolizes bidirectional data traffic, since the receipt of such a control message is usually confirmed.
  • a conventional transfer operation in the interface units 20 and 30 is shown in the left and right halves of Figure 4.
  • the first interface unit 20 receives from the transmitter 10 information to be transmitted to the receiver 40, which includes both a voice and a data component.
  • voice and data components are compressed in a second step (coding) and formatted according to the protocols used.
  • the voice and the data portion are transmitted to two different ports of the second interface unit 30.
  • H.323 is a standard that specifies components, procedures and protocols for audiovisual communication over packet-switched networks.
  • a first step decoding
  • the second interface unit 30 interprets the received H.323 message and assigns the parts to one another accordingly.
  • a second step combining
  • the original information is combined from the parts in order to be forwarded to the receiver 40.
  • the object of the invention is to provide a method and a device which avoids the loss of time due to the control message.
  • IP Internet Protocol
  • the information is transmitted separately according to voice and data components using different ports.
  • the second interface unit associated, transmitted voice and data components are assigned using fixed ports. Associated information is transmitted on related ports, making an additional control message unnecessary.
  • more than two ports are agreed as ports that belong together.
  • the interface unit can thus select the appropriate combination of necessary ports for information.
  • the data portion is controlled using a transmission control
  • TCP Transmission Control Protocol
  • UDP User Datagram Protocol
  • the data portion contains a combination of data types, which supports different data types and thus applications.
  • the information is divided into voice and data components in the area of the first interface unit. This means that the method can be used independently of the interfaces of different applications.
  • the voice portion is compressed with loss before transmission in order to achieve a faster transmission.
  • a device in a communication system comprises two interface units with a plurality of ports that implement one of the claimed methods.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a device according to the invention in a communication system
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a method according to the invention for the first and second interface unit from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a device in a conventional communication system
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a conventional method for the first and second interface unit from FIG. 3.
  • 1 shows a device according to the invention with a transmitter 10, a receiver 40, a first interface unit 20 and a second interface unit 30.
  • the information to be transmitted from the transmitter 10 to the receiver 40 is separated into a voice and a data component using two ports transmitted from the first interface unit 20 to the second interface unit 30.
  • a second port for the data portion is permanently assigned to a first port for the voice portion.
  • the schematic sequence in the first interface unit 20 is described by way of example in the left half of FIG. 2.
  • the information received and to be transmitted is divided into voice and data in a first step (dividing).
  • sequences from the multi-frequency selection method can be recognized as a characteristic feature of data components.
  • the voice portion is compressed with loss, while the data portion is compressed lossless using an algorithm. Then the data portion with TCP and the
  • the ports to be used for transmission are selected according to a list (definition) which assigns ports individually, in pairs or in groups to a connection.
  • the sequence in the second interface unit 30 is shown schematically in the right half of FIG. 2.
  • the voice and data portions of the information are received on different ports in a first step
  • FIGS. 2 and 4 only show the principle of the method, but not a necessary chronological sequence.
  • TCP Transmission Control Protocol
  • UDP User Datagram Protocol
  • IP-based transport protocols IP-based transport protocols.
  • TCP lends itself to the transmission of data, since the connection-oriented transport service TCP guarantees complete, error-free transmission with a fixed order of the packets.
  • the connectionless UDP offers a higher speed for the transmission, since connection establishment and clearing down as well as confirmations during the communication are omitted.
  • the transmitted packets are assigned to source or target applications via the ports.
  • the data portion can consist of image data, other data types or a combination of image data and other data types. This means, for example, that the data portion can be significantly larger than the voice portion. In this case, or if an application places higher demands on the transmission speed of the data portion, it makes sense, for example, to use three ports for the data portion and one port for the voice portion.
  • the transmitter 10 and the receiver 40 can, for example
  • the interface units 20 and 30 can be gateways or intermediaries in a communication system for which information flows, with information from a connection, mixed or unpredictably with voice and data components occur. At the first interface unit, however, the information can also already be divided into its parts.
  • the cut Position units can be understood as end devices if the end devices have a large number of interfaces.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Kommunikationssystem zur Internet-Protokoll (IP-) basierten Übertragung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil zwischen Schnittstelleneinheiten (20, 30) mit einer Vielzahl von Ports. Der Sprach- und der Datenanteil werden auf getrennte Ports der empfangenden Schnittstelleneinheit übertragen, wobei die verwendeten Ports einander im Kommunikationssystem als zusammengehörig zugeordnet sind.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Internet-Protokoll (IP-) basierten Übertragung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil in einem Kommunikationssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die Integration von Computern in Kommunikationsdienste wird die IP-basierte Übertragung von Informationen zunehmend auch in Kommunikationssystemen eingesetzt. Neben der Übertragung von Sprachinformationen für Telefondienste, werden für viele Anwendungen, wie beispielsweise Videokonferenzdienste, Informationen mit Sprach- und Dateninhalten übertragen.
Um eine optimierte Übertragungsgeschwindigkeit oder Übertragungsbandbreite zu gewährleisten, werden die Informationen vor der Übertragung komprimiert. Der Sprachanteil kann ver- lustbehaftet komprimiert werden. Der dazu eingesetzte Algorithmus darf aber nicht auf den Datenanteil der Informationen angewandt werden, da er zu einem unerwünschten Informationsverlust führen würde.
Weiterhin sind zur Übertragung der Anteile meist unterschiedliche Transportprotokolle sinnvoll. Dementsprechend werden zu übertragende Informationen in Sprach- und Datenanteil aufgeteilt und auch getrennt voneinander übertragen.
In Figur 3 ist schematisch eine Vorrichtung zur Übertragung von Informationen in einem herkömmlichen Kommunikationssystem dargestellt. Die Informationen eines Senders 10 für einen Empfänger 40 werden über eine erste Schnittstelleneinheit 20 getrennt nach Sprach- und Datenanteil zu einer zweiten
Schnittstelleneinheit 30 übertragen. Die getrennte Übertragung der Anteile wird von einer Steuernachricht (gestrichel- ter Pfeil) gesteuert. Der Pfeil symbolisiert einen bidirektionalen Datenverkehr, da üblicherweise der Empfang einer solchen Steuernachricht bestätigt wird.
Eine herkömmliche Übertragungsoperation in den Schnittstelleneinheiten 20 und 30 ist in der linken und rechten Hälfte von Figur 4 dargestellt. Die erste Schnittstelleneinheit 20 erhält vom Sender 10 eine zum Empfänger 40 zu übertragende Information, die sowohl einen Sprach- als auch einen Datenan- teil umfasst. In einem ersten Schritt (Aufteilen) wird die
Information in seine Anteile aufgeteilt. Anschließend werden der Sprach- und der Datenanteil in einem zweiten Schritt (Kodieren) komprimiert und entsprechend der eingesetzten Protokolle formatiert. Der Sprach- und der Datenanteil werden an zwei unterschiedliche Ports der zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertragen.
Damit die zweite Schnittstelleneinheit 30 die Zusammengehörigkeit der Anteile erkennt, wird auf einer höheren Protokol- lebene eine dementsprechende Steuernachricht gesendet. In diesem Beispiel wird eine H.323-Nachricht verwendet, um der zweiten Schnittstelleneinheit die zwei Ports mitzuteilen. H.323 ist ein Standard, der Komponenten, Prozeduren und Protokolle zur audiovisuellen Kommunikation über paketvermittel- te Netze festlegt.
Die zweite Schnittstelleneinheit 30 interpretiert in einem ersten Schritt (Dekodieren) die empfangene H.323-Nachricht, und ordnet die Anteile dementsprechend einander zu. In einem zweiten Schritt (Kombinieren) wird die ursprüngliche Information aus den Anteilen kombiniert, um zum Empfänger 40 weitergeleitet zu werden.
Da zunächst eine Verbindung mittels der Steuernachricht auf- gebaut werden uss, bevor die Übertragung erfolgen kann, entsteht durch Übertragen, Beantworten und Verarbeiten der Steuernachricht ein zeitlicher Verlust. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die den zeitlichen Verlust durch die Steuernachricht vermeidet .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder eine Vorrichtung gemäß Anspruch 11 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der Erfindung wird in einem Kommunikationssystem, bei einem Internet Protocol (IP-) basierten Übertragen von Informationen mit Sprach- und Datenanteil von einer ersten zu einer zweiten Schnittstelleneinheit, die Information getrennt nach Sprach- und Datenanteilen unter Verwendung unterschiedlicher Ports übertragen. Dabei erfolgt in der zweiten Schnittstelleneinheit die Zuordnung zusammengehöriger, übertragener Sprach- und Datenanteile anhand von fest vereinbarten Ports . Zusammengehörige Informationen werden auf zusam- mengehörigen Ports übertragen, eine zusätzliche Steuernachricht wird somit unnötig.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden als jeweils zusammengehörige Ports mehr als zwei Ports ver- einbart. Die Schnittstelleneinheit kann somit die passende Kombination aus notwendigen Ports für Informationen auswählen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Datenanteil mit Hilfe eines Transmission Control
Protocol (TCP) übertragen, wodurch eine feste Reihenfolge der Datenpakete und eine Fehlerkorrektur gewährleistet werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Sprachanteil mit Hilfe des User Datagram Protocols (UDP) übertragen wird, da UDP ei- ne hohe Übertragungsgeschwindigkeit gewährleistet. Bei einer zusätzlichen Ausgestaltung des Verfahrens enthält der Datenanteil eine Kombination aus Datentypen, wodurch verschiedene Datentypen und somit Applikationen unterstützt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Information in Sprach- und Datenanteile im Bereich der ersten Schnittstelleneinheit aufgeteilt. Damit kann das Verfahren unabhängig von den Schnittstellen unterschiedlicher Anwendun- gen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der Sprachanteil vor dem Übertragen verlustbehaftet komprimiert, um eine schnellere Übertragung zu erreichen.
Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung in einem Kommunikationssystem zwei Schnittstelleneinheiten mit einer Vielzahl von Ports, die eines der beanspruchten Verfahren realisieren.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Kommunikationssystem,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens für die erste und zweite Schnittstelleneinheit aus Figur 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung in einem herkömmlichen Kommunikationssystem,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Ver- fahrens für die erste und zweite Schnittstelleneinheit aus Figur 3. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Sender 10, einem Empfänger 40, einer ersten Schnittstelleneinheit 20 und einer zweiten Schnittstelleneinheit 30. Die vom Sender 10 zum Empfänger 40 zu übertragende Information wird getrennt in einen Sprach- und einen Datenanteil unter Verwendung von zwei Ports von der ersten Schnittstelleneinheit 20 zur zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertragen. Zu einem ersten Port für den Sprachanteil ist fest ein zweiter Port für den Datenanteil zugeordnet .
In der linken Hälfte von Fig. 2 ist der schematische Ablauf in der ersten Schnittstelleneinheit 20 beispielhaft beschrieben. Die erhaltene und zu übertragende Information wird in einem ersten Schritt (Aufteilen) in Sprach- und Datenanteil aufgeteilt. Als kennzeichnendes Merkmal für Datenanteile können beispielsweise Sequenzen aus dem Mehrfrequenzwahlverfahren erkannt werden. Im zweiten Schritt (Kodieren) wird der Sprachanteil verlustbehaftet komprimiert, während der Datenanteil mittels eines Algorithmus verlustfrei komprimiert wird. Anschließend werden der Datenanteil mit TCP und der
Sprachanteil mit UDP zu zwei verschiedenen Ports der zweiten Schnittstelleneinheit 30 übertagen. Die Auswahl der zur Übertragung zu verwendenden Ports erfolgt entsprechend einer Liste (Festlegung) , die Ports einzeln, paarweise oder gruppiert einer Verbindung zuordnet.
Der Ablauf in der zweiten Schnittstelleneinheit 30 ist schematisch in der rechten Hälfte von Figur 2 dargestellt. Der Sprach- und der Datenanteil der Information werden auf unterschiedlichen Ports empfangen, in einem ersten Schritt
(Dekodieren) getrennt voneinander dekomprimiert und anschließend entsprechend der Festlegung einander zugeordnet. Zur weiteren Übertragung der Information zum Empfänger 40 werden in einem zweiten Schritt (Kombinieren) Sprach- und Da- tenanteil wieder zu der vollständigen Information kombiniert. Da eine Verbindung zwischen Sender 10 und Empfänger 40 in der Regel einen Informationsstrom umfasst, der spätestens im Internet Protokoll in einzelne Pakete zerlegt wird, zeigen Figur 2 und 4 nur das Prinzip der Verfahren, aber nicht einen notwendigen zeitlichen Ablauf.
Als IP-basierte Transportprotokolle sind Transmission Control Protocol (TCP) und User Datagram Protcol (UDP) bekannt. Dabei bietet sich TCP zur Übertragung von Daten an, da der verbin- dungsorientierte Transportdienst TCP eine vollständige, fehlerfreie Übertragung mit fester Reihenfolge der Pakete gewährleistet. Das verbindungslose UDP bietet eine höhere Geschwindigkeit für die Übertragung, da Verbindungsaufbau und - abbau sowie Bestätigungen während der Kommunikation entfal- len. Sowohl bei UDP als auch bei TCP erfolgt eine Zuordnung der übertragenen Pakete zu Quell- oder Zielanwendungen über die Ports.
Der Datenanteil kann aus Bilddaten, anderen Datentypen oder aus einer Kombination aus Bilddaten und anderen Datentypen bestehen. Dadurch kann beispielsweise der Datenanteil wesentlich größer als der Sprachanteil sein. In diesem Fall oder wenn eine Applikation höhere Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit des Datenanteils stellt, ist beispiels- weise die Verwendung von drei Ports für den Datenanteil und eines Ports für den Sprachanteil sinnvoll.
Für eine Verwendung müssen solche Kombinationen von Ports bereits in der Festlegung vorgesehen sein.
Der Sender 10 und der Empfänger 40 können beispielsweise
Bildtelefone oder Computer mit Mikrofonen sein. Die Schnittstelleneinheiten 20 und 30 können Gateways oder Vermittler in einem Kommunikationssystem sein, für die Informationsströme, mit Informationen einer Verbindung, gemischt oder unvorher- sehbar mit Sprach- und Datenanteilen auftreten. Die Informationen können an der ersten Schnittstelleneinheit aber auch bereits aufgeteilt in ihre Anteile vorliegen. Die Schnitt- Stelleneinheiten können als Endgeräte aufgefasst werden, wenn die Endgeräte eine Vielzahl von Schnittstellen aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Internet Protocol (IP-) basierten Übertra- gung von Informationen mit einem Sprach- und einem Datenanteil in einem Kommunikationssystem zwischen Schnittstelleneinheiten, mit einer Vielzahl von Ports, mit folgenden Schritten:
Übertragen der Informationen von einer ersten zu einer zweiten Schnittstelleneinheit, getrennt nach Sprach- und Datenanteilen unter Verwendung unterschiedlicher Ports;
Zuordnen zusammengehöriger übertragener Sprach- und Datenan- teile der Informationen in der zweiten Schnittstelleneinheit;
dadurch gekennzeichnet, dass :
das Zuordnen anhand von fest vereinbarten Ports für zusammen- gehörige Sprach- und Datenanteile erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Ports als jeweils zusammengehörig vereinbart sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil mit Hilfe des Transmission Control Protocol (TCP) übertragen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, der Sprachanteil mit Hilfe des User Data Protocoll (UDP) übertragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil Bilddaten enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet , dass der Datenanteil eine Kombination aus Datentypen enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Information in Sprach- und Datenanteile im Bereich der ersten Schnittstelleneinheit erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile im Bereich der zweiten Schnittstelleneinheit kombiniert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Sprachanteil vor dem Übertragen verlustbehaftet komprimiert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Datenanteil vor dem Übertragen komprimiert wird.
11. Vorrichtung in einem Kommunikationssystem, mit zwei Schnittstelleneinheiten mit einer Vielzahl von Ports, die eines der Verfahren nach Patentanspruch 1 - 10 realisiert.
EP01974041A 2000-09-28 2001-09-14 Verfahren und vorrichtung zur übertragung von informationen mit einem sprach- und einem datenanteil Ceased EP1323276A2 (de)

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